KR890000470B1 - 내연기관의 점화시기 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내연기관의 점화시기 제어장치

제1도는 내연기관의 출력축 토오크특성을 점화시기의 함수로 나타낸 선도.

제2도는 점화시기특성을 엔진회전수의 함수로 나타낸 선도.

제3도는 본 발명에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치의 제1실시예에 대한 블록선도.

제4도는 제3도에 있어서 노킹신호 발생부의 작동을 설명하는 그래프.

제5도는 제3도에 있어서 점화시기 절환판별부, 기억부, 지각제어전압 발생기, 합성회로, 점화시기이상의 작동을 설명하는 그래프.

제6도는 본 발생에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치의 제2실시예에 대한 블록선도.

제7도는 제2실시예에 있어서의 점화시기 특성도.

제8도는 본 발명에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치의 제3실시예에 대한 개략블록선도.

제9도(a)(b)(c)는 각각 본 발명의 실시예를 설명하는 특성곡선.

제10도는 제8도에 도시한 제3실시예에서 사용된 제어기의 작동을 행하는 플로우챠트.

제11도는 본 발명에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치의 제4실시예에 개략블록선도.

제12도는 제11도에 도시한 제4실시예에서 사용되는 제어기의 작동을 행하는 플로우챠트.

제13도는 본 발명에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치의 제5실시예에 대한 개략블록선도.

제14도는 제13도에 도시한 제5실시예에 사용되는 제어기의 작동을 행하는 플로우챠트.

제15도는 본 발명에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치의 제6실시예에 개략블록선도.

제16도는 제15도에 도시한 제6실시예에 사용되는 제어기의 작동을 행하는 플로우챠트.

제17도는 본 발명에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치의 제3실시예와 동일한 구성을 가진 제7실시예에서 설정되는 엔진부 하영역을 설명하기 위한 특성곡선.

제18도는 본 발명에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치의 제7실시예에서 사용되는 제어기의 작동을 행하는 플로우챠트.

제19도는 본 발명에 따른 내연기관의 점화시기 제어장치의 제7실시예와 동일한 구성을 가진 제8실시예에서 사용되는 제어기의 작동을 행하는 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 노크상태검출수단(노크센서) 2 : 노크판별부

2a : 대역필터 2b : 잡음 레벨검출기

2c : 비교기 3 : 연료판별수단(점화시기절환판별부)

3a : 펄스발생기 3b : 카운터

3c : 타이머 4 : 기억부

4a : F/F 4b : 리세트회로

5 : 기준점화시기 신호발생기 6 : 점화시기이상기(점화시기결정수단)

7 : 스위칭회로 8 : 점화코일

9 : 수정신호발생수단(지각제어전압발생기)

10 : 합성회로 10a : 가산기

10b : 타이머 11 : ROM1(제1점화시기특성기억부)

12 : ROM2(제2점화시기특성기억부)

13 : 데어터선택기 14 : A/D변환기

15 : 감산기 16 : 크랭크각센서

17 : 압력센서 18 : 점화시기연산기(점화시기결정수단)

20 : 엔진 21 : 배전기

22 : 키이센서 23 : 제어기

24 : 연료센서 25 : 엔진회전속도센서

26 : 부하센서 30 : 실린더

31 : 보조피스톤 32 : 피스톤

33 : 작동기 35 : 과급기

36 : 터어빈 37 : 배기통로

38 : 압축기 39 : 흡기통로

40 : 가스배출밸브 41 : 작동기

42 : 압력센서 45 : 전자식연료분사밸브

46 : 드로틀밸브

본 발명은 내연기관의 점화시기제어장치에 관한 것으로, 특히 저옥탄가연료 및 고옥탄가연료를 모두 사용할 수 있는 내연기관의 점화시기제어장치에 관한 것이다.

가솔린연료의 옥탄가가 내연기관의 내노크성과 밀접한 연관이 있다는 사실은 본 기술분야에 널리 공지된 사항이다. 즉, 가솔린의 옥탄가가 높아질수록 엔진의 노킹은 감소한다.

제1도는 시중에서 구입할 수 있는 저옥탄가솔린(보통가솔린)과 그에 비해 옥탄가가 높은 고옥탄가솔린(특수가솔린)을 사용하는 내연기관에 있어서 점화시기에 출력토오크특성간의 관계를 보여주고 있다. 이 도면에 있어서 A점은 저옥탄가솔린의 노크한계를, B점은 고옥탄가솔린의 노크한계를 나타낸 것으로, 점화시기의 각이 이 두점을 지나 진각되면 노크가 발생한다. 제1도에 따르면 고옥탄가솔린을 사용할때에는 점화시기를 B점까지 진각시킬 수 있기 때문에, 저옥탄가솔린을 사용할때 보다 출력축토오크를 향상시킬 수 있다.

제2도는 A와 B로 표시되는 점화시기특성을 엔진속도의 함수로 나타낸 도면이다.

이러한 특성을 가진 엔진에 있어서 점화시기를 소정의 각도만큼 진각시키고, 엔진의 사용연료를 저옥탄가솔린에서 고옥탄가솔린으로 대체하므로써 엔진의 출력을 증가시킬 수 있다.

또한 두 종류의 가솔린을 혼합한 연료를 사용할 경우에 있어서는 연료의 혼합비율에 따라 점화시기를 진각시킴으로써 엔진의 출력을 증가시킬 수 있다.

그러나 종래의 내연기관의 점화시기제어장치에 있어서는 기준점화 시기특성이 특정가솔린, 즉 저옥탄가솔린에만 설정되어 있기 때문에 고옥탄가솔린을 사용할때에는 기준점화시기를 어떤방법에 의해 진각 방향으로 반복해서 맞춰놓지 않고서는 엔진의 출력증가를 기대할 수 없다.

특히, 옥탄가가 서로 다른 연료를 혼합하여 사용할 경우에는 제2도에서 점선 C로 나타낸 바와같이 노크의 한계가 혼합비에 따라 곡선 A와 곡선 B사이에 존재하게 되고 그 결과 가능진각한계가 변화하기 때문에 기준점화시기의 반복예비설정이 대단히 곤란한다.

기준점화시기를 노크한계 A와 B로 재설정하였다고 할지라도 제1도에서의 노크한계 A와 B가 온도, 습도등과 같은 엔진작동중의 주위조건에 따라 변동하고, 또한 엔진의 가속등의 과도운전시에는 노크가 발생하기 쉽기 때문에, 엔진의 노크를 방지하는 것은 매우 어려운 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 감안해서 이루어진 것으로서, 내연기관의 노크상태를 검출하는 노크상태 검출수단과, 상기 노크상태 검출수단의 출력에 의거해서 상기 내연기관의 사용연료를 그 옥탄가를 기준으로 판별하는 연료판별수단과, 상기 연료판별수단의 출력에 의거해서 상기 내연기관의 기준점화시기를 상기 내연기관에 사용되는 연료의 옥탄가에 따라서 설정하는 연료옥탄가 설정수단과, 상기 노크상태 검출수단의 출력에 의거하여 상기 기준점화시기를 수정하는 수정신호를 발생하는 수정신호발생 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화시기제어장치를 제공하는 것을 요지로 하고 있다.

본 발명에 의하면 노크검출수단을 사용해서 내연기관의 노크상태를 검출하고, 그 결과로부터 사용중의 가솔린이 저옥탄가솔린인지, 고옥탄가솔린인지를 판별하며, 또한 그들 혼합된 가솔린에서 어떤 옥탄가의 가솔린인지를 판별하여, 그 판별결과에 의해서 점화시기를 진각쪽 혹은 지각쪽으로 설정함으로서 자동적으로 가솔린의 성상에 따른 최적한 점화시기를 얻을 수 있으며, 특히 노크발생시에 점화시기를 순간적으로 지각쪽으로 제어하는 구성을 가진 경우에는, 노크발생의 제어가 더욱 효과적으로 행해지는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 도시한 실시예에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명의 제1실시예를 도시한 것으로, 이 도면에 있어서 (1)은 내연기관(도시하지 않음)에 장착되어 엔진의 노크를 검출하는 노크상태검출수단(이하, 노크센서라함)이다. (2)는 노크센서(1)의 출력신호로부터 노크발생의 유무를 판별하는 노크판별부이고, 이 노크판별부는 대역필터(BPF)(2a), 잡음레벨검출기(2b), 비교기(2c)로 구성된다. 대역필터(2a)의 입력은 노크센서(1)에 접속되고, 그 출력은 비교기(2c)의 한쪽 비교입력 및 잡음 레벨검출기(2b)에 접속된다. 그리고 잡음 레벨검출기(2b)의 출력은 비교기(2c)의 다른쪽의 비교입력에 접속된다.

노크판별부(2)는 점선안의 연료판별수단(3)(이하, 점화시기절환판별부라 함)과 연결된다. 이 연료판별수단, 즉 점화시기절환판별부(3)는 노크판별부(2)의 출력에 의거하여 점화시기를 절환할 것인지의 여부를 결정하는 기능을 하는 것으로, 펄스발생기(3a)와 카운터(3b)와, 타이머(3c)로 구성된다. 펄스발생기(3a)의 입력은 비교기(2c)의 출력에 접속되고 출력은 카운터(3b)의 개수입력에 접속된다. 또 타이머(3c)는 카운터(3b)의 리세트입력에 접속된다. 점화시기절환판별부(3)는 후술하는 바와 같이 엔진에 사용되는 연료를 고옥탄가 연료인지 또는 저옥탄연료인지를 판별하는 수단으로서 작용하고 있는 것이다.

(4)는 점화시기절환판별부(3)의 출력[카운터(3b)의 출력]의 모우드를 기억하는 기억부이고, 플립플롭(F/F)(4a)과 리세트회로(4b)에 의해서 구성된다. 플립플롭(4a)의 세트입력은 카운터(3b)의 출력에, 리세트입력은 리세트회로(4b)에 접속된다.

(5)는 엔진의 기준점화시기신호를 발생하는 기준점화시기 신호발생기이고, (6)은 기준점화시기 신호발생기(5)의 출력신호를 합성회로(10)의 출력에 따라서 이상(移相)하는 점화시기이상기이다. (7)은 점화시기이상기(6)의 출력신호에 동기해서, 점화코일(8)의 통전을 단속하여 내연기관의 점화에 필요한 고전압을 발생하는 스위칭회로이다. (9)는 수정신호발생수단(이하, 지각제어전압발생기라고 함)이고, 그 입력은 비교기(2c)의 출력에 접속된다. (10)은 합성회로이며, 가산기(10a)와 타이머(10b)로 구성된다. 가산기(10a)는 두개의 입력단자를 가진것으로, 그 입력단자중 하나는 F/F(4a)의 출력과 접속되고, 다른하나는 지각제어전압발생기(9)의 출력과 접속된다. 또한 타이머(10b)의 입력은 F/F(4a)의 출력과 접속되고, 그 출력이 지각제어전압발생기(9)의 리세트단자에 접속된다.

즉, 제1실시에서는, 기억부(4), 기준점화시기 신호발생기(5) 및 점화시기이상기(6)로 연료옥탄가 설정수단을 구성하고 있다.

이하 상기 각 블록부의 작동을 설명한다. 제4도는 노크판별부(2)내의 각 회로의 작동을 설명하는 도면이다.

노크센서(1)는 일반적으로 널리 알려진 진동 가속도센서이고, 엔진의 실린더블록(도시하지 않음)등에 장착되어서 엔진의 기계적진동을 전기신호로 변환시켜 제4도(a)에 도시한 바와같이 진동파신호를 출력한다. 대역필터(2a)는 노크센서(1)의 출력신호로부터 노크특유의 주파수성분만을 통과시키고, 노크와 무관한 잡음 성분은 소멸하여 제4도(b)에서 파형A로 도시한 바와같이 S/N 비가 양호한 신호를 출력한다.

잡음 레벨검출기(2b)는 반파정류회로, 평균화회로, 증폭회로등으로 구성되며, 대역필터(2a)의 출력[제4도(b)의 파형A]을 반파정류 및 평균화에 의해 DC 전압으로 변환시킨 다음, 소정의 증폭도로 증폭하여 제4도(b)의 파형B와 같이 대역필터(2a)의 출력신호[제4도(b)의 파형A]의 잡음성분보다는 크고 노크성분보다는 작은 레벨의 직류전압을 출력한다.

비교기(2C)는 잡음 레벨검출기(2b)의 출력신호[제4도(b)의 파형B]와 대역필터(2a)의 출력[제4도(b)의 파형A]을 비교하고, 노크가 발생하지 않을 경우 (제4도C부분)에 있어서는 대역필터(2a)의 출력신호[제4도(b)의 파형A]가 잡음 레벨검출기(2b)[제4도(b)의 파형B]의 출력신호보다 작으므로 비교기(2c)는 출력을 발생하지 않으나, 노크가 발생할 경우(제4도의 D부분)에 있어서는 대역필터(2a)의 출력신호[제4도(b)의 파형A]를 초과하기 때문에 제4(c)에 도시한 바와같이 펄스열을 출력한다. 따라서 비교기(2c)의 출력으로부터의 펄스열 [제4도의 (c)]의 출력유무에 의해서 노크발생여부를 판별할 수 있다.

제5도는 노크판별부(2)를 제외한 각부의 작동을 설명하는 도면이다. 펄스발생기(3a)는 비교기(2c)가 출력하는 펄스열〔제5도의 (c)〕에 대하여, 제5도의 (d)와 같이 펄스를 출력한다. 즉 펄스발생기(3a)는 1회의 점화에 대한 노크발생에 대하여 펄스를 출력한다. 펄스발생기(3a)에 의해서 계수되고, 그 계수 내용은 제5도의 (e)와 같이 표시된다. 타이머(3c)는 일정한 주기로 펄스를 출력하여 그 펄스에 의해서 카운터(3b)의 계수치를 제로로 리세트한다. 또 카운터(3b)의 출력은 제5도의 (g)에 도시한 바와같이 카운터(3b)의 계수치가 소정치(제5도에서는 계수치3)이상이 되면 고레벨이 된다. 다시말하면, 점화시기절환판정부(3)는 일정한 시간동안 소정횟수의 노크가 발생하였을 경우에 고레벨신호를 출력한다. 이것은 노크의 발생율을 상기 방법에 의해서 연산하고, 그 결과 점화시기절환여부를 판정한다.

리세트회로(4b)는 엔진을 시동할때에 제5도의 (h)에서와 같은 고레벨의 펄스를 출력한다. 또, F/F(4a)는 카운터(3b)의 출력이 고레벨일때에 세트되고 리세트회로(4b)의 출력이 고레벨일때에 리세트된다. 이 F/F의 출력의 동작을 제5도의 (i)에 도시한다. 엔진의 시동시에 F/F(4a)은 리세트회로(4b)에 의해 리세트되어 출력이 저레벨이 된다. 즉, 점화시기를 절환하지 않는 모우드(진각모우드)가 된다. 그리고, 카운터(3b)의 출력이 제5도(g)에 도시한 바와같이 고레벨을 출력하면, F/F의 출력은 고레벨로 출력된다. 즉 점화시기를 절환하는 모우드(지각모우드)가 된다. 그후에 엔진이 정지할때까지 지각모우드가 유지된다. 따라서 F/F(4a)의 출력은 엔진의 시동후 카운터(3b)의 출력이 고레벨로 되지않는한 진각작동모우드를 나타내는 저레벨상태에 있게된다.

지각제어전압발생기(9)는 적분회로등으로 구성되며, 이 적분회로는 비교기(2c)에서 제5도의 (c)에 도시한 것과 같은 펄스열이 출력될때에 그 펄스열을 적분하여 출력전압을 제5도의 (j)와 같이 상승시킨다. 한편, 비교기(2c)가 펄스열을 출력하지 않을때, 즉 노크가 발생하지 않을때에는 지각제어전압발생기(9)의 출력전압이 소정의 속도로 점차 강하한다. 그리고, 점화시기를 노크한계점까지 지각시키는 지각제어 전압을 리얼타임에 발생하여 노크발생을 억제한다.

합성회로(10)는 F/F(4a)과 지각제어전압발생기(9)의 출력을 가산기(10a)로 합산하여 제5도(k)에 도시한 바와같은 합산치를 제공한다. 타이머(10b)는 F/F(4a)의 출력이 진각모우드를 나타내는 저레벨로부터 지각모우드를 나타내는 고레벨로 반전될때에 제5도(l)에 도시한 것과 같은 소정의 시간간격으로 펄스를 출력한다. 타이머(10b)의 출력펄스는 지각제어전압발생기(9)의 리세트단자에 전달되어 지각제어전압발생기(9)의 출력전압을 제5도의 (j)에서와 같이 제로레벨로 리세트한다. 따라서, 가산(10a)의 출력은 제5도(k)의 실선과 같이 된다. F/F(4a)의 출력이 지각모우드로 반전될때에 지각제어전압발생기(9)의 출력을 그대로 가산하면 제5도의 (k)의 점선과 같이 가산기(10a)의 출력은 과도한 각도로 지각되어서 엔진의 작동을 불량하게 한다. 따라서 상술한 바와같이 점화시기가 지각모우드로 반전될때에는 과도한 지각제어가 되는 것을 방지하기 위해서는 지각제어전압발생기(9)의 출력이 가산되지 않도록 제로레벨로 리세트한다.

한편, 점화시기이상기(6)는 지각제어전압에 따라 지각모우드로 전환되는 입력신호의 위상각을 제어하며, 이 점화시기이상기(6)는 점화시기제어장치의 기술분야에 공지된 것이므로 여기에서는 설명을 생략한다. 기준점화시기신호발생기(5)는 크랭크축의 회전을 검출하여 점화시기 지시용 신호를 출력하는 것이며, 예를 들면 배전기에 내장되어 있는 점화신호 발생기를 말한다. 상기 기준점화시기신호 발생기(5)의 점화시기특성은 엔진회전수와 부하조건에 의해 설정되며, 엔진회전수는 제2도의 곡선B와 같은 특성을 갖는다. 제5도는 (m)에 도시한 바와 같이 기준점화시기신호 발생기(5)의 출력신호는 점화시기이상기(6)에 입력되며, 또한 가산기(5)의 출력신호는 점화시기이상기(6)에 입력되며, 또한 가산기(10a)의 출력이 점화시기이상기(6)의 제어전압 입력에 입력되어 가산기(10a)의 출력전압에 따라서 기준점화시기신호 발생기(5)의 출력신호를 이상한다. 점화시기이상기(6)의 출력신호는 제5도의 (n)에 도시한 것과 같다.

지금, F/F(4a)의 출력이 저레벨(진각모우드)에 있고, 지각제어 전압발생기(9)의 출력이 제로레벨에 있다고 가정하면, 점화시기이상기(6)는 이상(移相)동작을 행하지 않고 그 출력에는 기준점화시기신호 발생기(5)의 출력신호가 그대로 나타나게 되어 결국 실제점화에 있어서의 점화시기특성은 제2도의 곡선B와 같다. 또 엔진에 노크가 발생하여 점화시기절환판별부(3)가 절환이 필요하다고 판정하여 F/F(4a)의 출력이 저레벨(진각모우드)에서 고레벨(지각모우드)로 절환되면, 점화시기이상기(6)는 제5도의 (n)에 도시한 바와같이 기준점화시기신호 발생기(5)의 출력신호[제5도의 (m)]을 소정의 각도만큼 지각이상한다. 그 결과, 실제의 점화에 있어서의 실제점화시기특성은 제2도의 곡선A와 같이 된다. 또, 점화시기의 절환후에도 노크가 발생하였을 경우에는 제2도의 곡선보다도 더욱 지각된다.

따라서 고옥탄가솔린을 엔진용 연료로 사용할때에는, 제2도에서 곡선B로 표시한 점화시기특성에 있어서는 기준점화시기의 절환할 필요가 없어 제2도의 곡선 B의 특성그대로가 된다. 또한, 저옥탄가솔린(보통가솔린)을 엔진용으로 사용할 경우에는, 제2도의 점화시기특성B가 노크발생영역에 위치하게 되므로 엔진에 노크가 발생한다. 이때 발생한 노크는 노크판별부(2)와, 점화시기절환판별부(3)와, 기억부(4)와, 점화시기이상기(6)를 통해 검출되어서 점화시가 지각모우드로 절환됨과 동시에 제2도의 점화시기특성곡선A에 고정되어 있게 된다. 그리고, 그 점화시기에 있어서도 노크가 발생할 경우에는, 지각제어전압발생기(9), 합성회로(10) 및 점화시기이상기(6)에 의해서 점화시기를 제1도에 도시한 노크한계까지 지각시킨다.

그런데, 상기 제1의 실시예에 있어서는 기준점화신호의 절환은 기억부(4)의 출력에 따라서 지각이상되기는 하지만, 다른 점화시기 특성를 가진 두기준점화시기신호를 기억부(4)의 출력에 따라서 절환해도 된다. 이하에, 본 발명의 제2실시예를 설명한다.

제6도는 본 발명의 제2도실시예에 대한 블록선도이다. 제3도와 제6도에 있어서 동일한 부품에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다. 또한, 제2실시예에서는 기억부(4), ROM(11), ROM(12), 데이터선택기(13) 및 제1점화시기연산기(18)에 의해서 연료옥탄가설정 수단을 구성하고 있다.

이 실시예에 있어서는, (A)은 제1점화시기특성기억부[이하 ROM(11)이라 함]이고, (12)는 제2기점화시기특성기억부(12)이다. 제7도(A) 및 (B)에 도시한 바와같이 엔진회전수 및 부하조건에 의해 결정되는 기억어드레스에 각각 점화시기데이터가 기억되어 있다. 제7도(A)는 ROM(11)의 데이터이며 저옥탄가솔린용으로 설정된 것이고, 제7도(B)는 ROM(12)의 데이터이며 고옥탄가솔린용으로 설정되어 제7도(A)보다는 진각쪽에 위치한다.

(13)은 데이터선택기이며 ROM(11)과 ROM(12)의 데이터 및 기억부(4)의 출력모우드를 입력하고, 기억부(4)의 출력모우드에 의해서 ROM(11) 혹은 ROM(12)의 데이터를 출력한다. (14)는 수정신호 발생수단(이하, 지각제어전압발생기라고 함)(9)의 출력전압을 디지탈량으로 변환하는 A/D 변환기이고, (15)는 데이터선택기(12)의 출력치로부터 A/D 변환기(14)의 출력치를 감산하는 감산기이다. (16)은 엔진의 크랭크 회전각도를 검출하는 크랭크각센서이고, (17)은 엔진의 흡입공기압력을 검출하는 압력센서이다. (18)은 제2점화시기연산기이고 크랭크각센서(16)은 출력신호로부터 엔진의 회전수를 연산하고, 압력센서(17)의 출력신호로부터 엔진의 부하상태를 검지하고, 엔진의 회전수와 부하조건에의해 결정된 값을 어드레스치로 변환하며, 그 어드레스치를 ROM(11)(12)에 출력한다. 또, 상기 제2점화시기연산기(18)는 감산기(15)의 출력데이터를 판독하여, 크랭크각센서(16)의 출력신호를 기준으로해서 감산기(15)의 출력데이터로부터 점화시기를 연산하여, 점화신호를 스위칭회로(7)에 출력한다.

다음에 상기 제2실시예의 작동을 설명한다. 노크판별부(2)와, 연료판별수단, 즉 점화시기절환판별부(3)와, 기억부(4)와, 지각제어전압발생기(9)에 대해서는 제3도에 도시한 제1실시예에서와 같다.

지금, 고옥탄가솔린을 사용할 경우, 기억부(4)의 출력은 노크가 발생하지 않으므로 저레벨(진각모우드)상태에 있다. 따라서 데이터 선택기(13)는 기억부(4)의 저레벨의 출력모우드에 의거해서 ROM(12)의 데이터를 출력한다. 다시말해서, 제7도의 (B)의 점화시기특성을 기준으로해서 기준점화시기로서 선택한다. 그리고, 이 점화시기에 있어서 노크가 발생하지 않으면, 지각제어전압발생기(9) 및 A/D 변환기(14)의 출력은 제로레벨에 있기때문에, 감산기(15)의 출력은 데이터 선택기(13)의 출력데이터를 그대로 제2의 점화시기연산기(18)에 직접 출력한다. 또, 점화시기절환판별부(3)가 절환을 필요로하지 않을 정도의 노크가 발생하였을 경우에는 수정신호발생수단, 즉 지각제어 전압발생기(9)가 노크발생에 따라 전압을 출력하고, A/D 변환기(14)가 지각제어전압발생기(9)의 출력전압을 디지탈량으로 변환하고, 감산기(15)가 데이터선택기(13)의 출력치로부터 A/D 변환기의 출력치를 감산한다. 따라서, 감산기(15)에서 출력되는 데이터는 ROM(12)의 데이터(Q_B)로부터 지각제어전압발생기(9)의 출력에 상당하는 각도(Q_R)를 감산한 데이터(Q_B-Q_R)가 된다. 그리고, 제2의 점화시기연산기(18)는 제7도(B)의 특성으로 표시된 기준점화시기로부터 노크발생에 따른 각도(Q_R)만큼 지각된 점화신호를 출력하여, 노크발생을 억제한다.

한편, 저옥탄가솔린을 사용하는 경우에는, 기억부(4)의 출력은 고레벨(지각모우드)을 유지하며, 데이터선택기(13)는 ROM(11)의 데이터, 즉 제7도(A)의 점화시기특성에 의한 데이터를 출력한다. 그리고 상기 고옥탄가솔린 사용시와 마찬가지로 제2점화시기연산기(18)는 노크가 발생하지 않으면 ROM(11)의 데이터(Q_A)를 판독하여 노크가 발생하였을 때는 (Q_A-Q_R)의 데이터를 판독한다.

이와같이 제2실시예에 따르면, 고옥탄가솔린 사용시와 저옥탄가솔린 사용시에는 서로 다른 점화시기특성 [제7도(A)와(B)]으로 기준점화시기 특성을 절환하고 다시 이들 기준점화시기 특성에 있어서 노크가 발생하면, 노크발생을 억제하기 위하여 기준점화시기 보다도 지각시키는 점화신호의 출력을 제어하게 된다.

상기 실시예에 의하면 저옥탄가솔린과 고옥탄가솔린을 전환사용할 경우에는, 노크센서(1)로 노크발생의 유무를 검출함으로써 저옥탄 가솔린인지 고옥탄 가솔린인지를 판명할 수 있고, 또한 그 판정결과에 따라 기준점화시기를 저옥탄가솔린용 또는 고옥탄가솔린용으로 자동절환할 수 있다는 효과가 있다.

또, 점화시기 절환 전후에 있어서 엔진운전중의 주위조건 변화에 따라 노크가 발생하였을 경우에도, 점화시기를 실제시간에 근거하여 노크한계점까지 지각제어할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 점화시기가 지각쪽으로 절환되었을시에는 지각제어 전압발생기(9)를 리세트함으로써 지각과잉을 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기 실시예에서는 노크의 발생을 검출하여 엔진에 사용되는 연료가 고옥탄가 가솔린인지 저옥탄가 가솔린인지를 판별하도록 하였으나, 먼저 점화시기를 고옥탄가가솔린용으로 미리 설정해 놓고, 노크의 발생이 검출되었을 때에 노크의 상태를 검출함으로서 미리 설정한 설정 점화시기를 수정하도록 해도된다. 이 방법은 본 발명의 제3실시예로서, 다음에 설명하는 바와같은 컴퓨터를 사용하여 수행한다.

제8도는 본 발명의 제3실시예에 대한 블록선도이며, 엔진(20)은 상기 실시예에서와 같은 노크상태 검출수단, 즉 노크센서(1) 및 배전기(21)를 구비하고 있다. 키이센서(22)는 키이스위치(도시하지 않음)의 ON/OFF 상태를 검출한다. 노크센서(1)와, 배전기(21)와, 키이센서(22)는 제어기(23)에 접속되고, 이 제어기(23)는, 또한 연로캡(도시하지 않음)의 개폐상태를 검출하는 연료캡센서(24)와, 엔진(20)의 회전수(속도)를 검출하는 엔진회전 속도센서(25)(제6도의 크랭크각센서에 상당) 및 엔진의 부하상태를 검출하는 부하센서(26)(제6도의 압력센서에 상당)에 접속되어 있다.

그리고 제어기(23)는 연료 판정수단, 절환 판정수단, 노크 제어수단으로서 작동하고 다음과 같은 수단으로 구성된다.

[1]고옥탄가 가솔린연료에 적합한 지각량을 제7도에 도시한 바와같은 데이터에 의거하여 연산해서 고옥탄가 가솔린연료에 적합한 운전조건(점화진각)을 설정하는 수단 : [2]저옥탄가 가솔린연료에 적합한 지각량을 제7도에 도시한 데이터에 의거하여 연산해서 저옥탄가솔린에 적합한 운전조건(점화진각)을 설정하는 수단 : [3]엔진회전 속도센서(25)와 부하센서(26)로부터의 검출결과에 의거하여 엔진부하상태가 고옥탄가솔린으로 작동할 경우에 노킹이 발생하는 설정영역으로서의 부하영역(a)(제9도(a)참조)에 있는 지의 여부를 판별하고, 고옥탄가솔린용 점화진각에서의 운전하에 있어서 노킹이 상기 설정영역(a)과는 다른 영역에서 발생하였을 경우에 사용연료가 저옥탄가솔린임을 판별하는 수단 : [4]상기[3]에 있어서 사용연료가 저옥탄가솔린이라는 것을 판별하였을 경우에 저옥탄가 가솔린용 점화시켜, 즉 점화진각으로 절환 또는 변경하는 수단 : [5]노킹이 발생할때에 노킹을 회피할 수 있도록 점화시기를 제어하는 노크제어수단.

또한, 상기수단[2]에서 설정되는 저옥탄가솔린에서의 운전에 적합한 운전조건(점화진각)은 제9도(b)에 도시한 바와같이 엔진의 저부하영역 및 중간부하영역에서 고옥탄가솔린용 점호진각(p)과 마찬가지로 설정해 놓고, 노킹이 발생하기 쉬운 엔진고부하영역(H) [제9도(C)]에서는 고옥탄용 점화진각보다도 일정량 혹은 부하상태에 의해서 단계적으로 지각시킨 특성(r)이 되도록 설정해도 된다.

이와같이 운전조건을 설정하면, 저부하 영역이나 중간부하 영역에서 충분히 MBT(토오크를 극대화하기 위한 최소진각)을 효과적으로 제공할 수 있으므로 출력 및 연료소모가 개선되고, 엔진의 고부하 영역에서는 노킹이 조기발생을 확실하게 방지할 수 있다. 그리고, 제어기(23)로부터 출력되는 고옥탄가솔린 또는 저옥탄가솔린에 적합한 점화진각신호는 배전기(21)를 통해 각각의 점화플러그에 공급되도록 되어 있다.

제3실시예에 있어서, 수정신호발생 수단은 스텝 A₆~A₈및 스텝 A₁₁~A₁₃으로 구성되고, 연료옥탄가 설정수단은 스텝 A₂, 스텝 A₉로 구성되며, 점화시기 절환판별부는 스텝 A₅로, 각각 구성되어 있다.

먼저, 제10도의 플로우챠트를 참조하여 제어기(23)의 작동을 설명한다.

먼저, 스텝 A₁에서는 키어스위치를 OFF시에 연료캡이 열렸는지 여부를 판별한다. 이러한 판별을 하는 이유는 다음과 같다. 즉, 연료캡이 열리지않았을 경우에는, 연료(가솔린)가 연료탱크에 공급되지 않고 있는 것이므로, 사용연료의 옥탄가는 변화되지 않았으므로 그후의 각종 판단을 생략하게 된다.

따라서 연료캡이 열리지 않았을 때에는 스텝 A₁에서의 응답이 "NO"가 되어서 스텝 A₁₄에서는 키이오프전의 설정 옥탄가 연료용의 점화시기제어가 이루어진다.

그러나 스텝 A₁에서 "YES"의 경우에는 사용연료가 변경되었는지 모르기 때문에 다음과 같은 처리를 행한다.

먼저, 스텝 A₂에서 점화시기가 고옥탄가솔린용 점화진각에 설정하는 것을 행한다. 이것은, 주로 제어기(23)의 고옥탄가가솔린용 운전조건설정 수단에 의해 행하여진다.

이렇게 함으로서 엔진(20)은 고옥탄가가솔린용 점화진각에서 운전된다.

스텝 A₃에서 노킹의 발생유무를 판단하여 응답이 "NO"일 경우에는 스텝 A₂와 A₃를 반복한다. 그리하여 엔진(20)은 고옥탄가가솔린용 점화진각에서 계속적으로 운전된다.

그러나, 스텝 A₃에서 응답이 "YES"일 경우에는 사용연료를 판단하고, 사용연료에 적합하게 점화진각에 설정하기 위하여 다음의 처리가 행해진다.

먼저, 스텝 A₄에서 엔진회전속도센서(25)로부터의 엔진회전수 및 엔진부하를 제어기(23)에 입력하고, 스텝 A₅에서 제9도(a)의 설정영역(a)에서 노킹이 발생하는지의 여부를 판단한다. 이러한 판단은 연료 판별수단 즉 점화시기절환판정부(3)에 의해서 이루어진다.

상술한 바와같이 제9도(a)의 설정영역(a)는 엔진이 고옥탄가가솔린으로 작동할 경우에 노킹이 발생하는 영역이며, 고옥탄가가솔린에 의해 작동하는 중에 상기 설정영역(a)이외의 영역에서 노킹이 발생하지 않도록 상기 설정영역(a)을 결정하게 된다. 또, 고옥탄가가솔린을 사용하였을 경우의 노킹발생부 하영역은 제9(a)에서와 같이 저옥탄가가솔린을 사용하였을 경우의 노킹발생부 하영역보다 높을 부하영역이기 때문에, 만약, 저옥탄가가솔린을 엔진(20)용으로 사용하게 되면 엔진(20)의 운전상태가 상기 설정영역(a)에 도달하기 전에, 즉 상기 설정영역(a)과는 다른 영역에서 노킹현상이 검출된다.

반대로, 고옥탄가가솔린을 엔진(20)용으로 사용할 경우에는 엔진(20)의 운전상태가 상기 설정영역(a)에 도달하기 전에는 노킹현상이 검출되지 않는다.

따라서, 스텝 A₅에서 노킹발생 영역이 상기 설정영역(a)로 결정된 경우에는, 응답이 "YES"가 되어, 고옥탄가가솔린용 점화진각을 바탕으로 한 노크제어를 행하기 위하여 스텝 A₆에서 점화시기를 지각시키고, 스텝 A₇에서는 노킹발생 유무를 판단하게 되며, 노킹의 발생이 없을 때까지 스텝 A₆, A₇을 반복하여 노킹이 소멸된 후에는 스텝 A₈에서 점화시기가 진각된다. 이러한 점화시기제어는 제어기(23)의 노킹제어 수단 즉 기준점화시기 신호발생기(5)에 의해서 수행된다. 그리고 노킹이 계속발생하고 있는지의 여부를 스텝 A₃에서 또다시 판별하고, 응답이 "NO"일 경우에는 엔진(20)은 고옥탄가가솔린용 점화진각에서 계속 운전된다.

한편, 사용연료가 저옥탄가가솔린인 경우에는 설정영역(a)에 도달하기전에 노킹이 발생하게 되므로, 스텝 A₃에서 노킹이 발생하였다고 판단하고, 스텝 A₄의 처리를 거쳐 스텝 A₅에 이르면 노킹이 발생한 영역이 설정영역(a)가 아니라고 판단한다. 그리고나서 스텝 A₉에서 저옥탄가가솔린용 점화진각으로 변경하는 것이 행해진다.

그리하여 엔진(20)은 저옥탄가가솔린용 점화진각에서 운전되게 된다.

그후에는, 저옥탄가가솔린용 점화시기를 기준으로해서 노크제어를 행하기 위하여 스텝 A₁₀에서 노킹발생의 유무를 판단하여, 만약 노킹이 발생한 것으로 판단되면 스텝 A₁₁에서 점화시기를 지각시키고, 스텝 A₁₂에서 다시 노킹의 유무를 판단하여 노킹이 없어질때까지 상기 스텝 A₁₁과 A₁₂의 처리를 반복하여 노킹이 없어지면 스텝 A₁₃에서 점화시기를 진각시킨다. 이와 같은 점화시기제어를 제어기(23)의 노크제어수단, 즉 기준점화시기신호 발생기(5)에 의해서 행하여진다.

그리고 그후에는 스텝 A₁₀에서 다시 노킹의 유무를 판단하여, 만약 스텝 A₁₅에서 노킹이 발생하고 있지 않다고 판단되면 저옥탄가가솔린용 점화시기에서 엔진(20)의 운전을 계속한다.

이와 같이, 사용연료가 고옥탄가가솔린인지 또는 저옥탄가가솔린인지의 여부를 자동적으로 판단하고, 또한 그 판단결과에 따라 최적한 점화진각을 설정하고, 이 점화진각에 의거해서 엔진(20)의 운전을 행할 수 있으므로 엔진의 출력과 구동력을 향상시키면서도 연료소모를 감소시키는 것이 가능하다.

또한, 고옥탄가가솔린과 저옥탄가가솔린간의 MBT(최대토오크를 위한 최소진각) 또는 노크한계점의 차이가 큰 엔진에 본 시스템을 부착할 경우에는 여러번의 지각동작을 하지않고도 적정한 점화시기제어를 할 수 있다.

다음과 제11도와 제12도에 의거하여 본 발명의 제4실시예를 설명한다.

제11도에서 엔진(20)은 그 실린더(30)의 용적을, 크랭크축을 회전시키는 피스톤(32)과는 다른 보조피스톤(31)에 의해 조정할 수 있도록 되어 있고, 이 조정은 작동기(33)로 보조피스톤(31)을 구동함으로써 행할 수 있다.

이와 같이 실린더(30)의 용적을 변경할 수 있으므로, 압축비를 변화할 수 있다.

그러나, 저옥탄가가솔린을 사용해서 엔진(20)을 작동시킬 경우에는 고옥탄가가솔린을 사용할 경우에 비해서 압축비를 낮추지 않으면 노킹이 발생할 가능성이 크지만, 그 반대로 고옥탄가가솔린을 사용할 경우에는 저옥탄가가솔린을 사용할 경우에 비하여 압축비를 더 높일 수 있다. 즉, 저옥탄가가솔린과 고옥탄가가솔린간에는 적정한 압축비가 서로 다르지만, 보조실린더(31)를 가진 엔진(20)에서는 작동기(33)의 작동량을 제어함으로써 압축비를 각각의 가솔린에 최적한 값으로 조종할 수 있다.

그래서, 이러한 제어를 제어기(23)로 행하게 되며, 본 실시예에서는 다음과 같은 수단으로 구성된다.

[1]고옥탄가가솔린으로의 운전에 적합한 운전조건(압축비 및 이 압축비에 알맞는 점화진각)을 설정하는 수단 : [2]저옥탄가가솔린으로의 운전에 적합한 운전조건(압축비 및 이 압축비에 알맞는 점화진각)을 설정하는 수단 : [3]엔진회전 속도센서(25)와 부하센서(26)로부터의 검출결과에 의거하여 엔진부하상태가 고옥탄가가솔린으로 작동할 경우에 노킹이 발생하는 영역[제9도(a)에 있어서 (a)로 표시한 영역]에 놓여있는 여부를 판별하고, 아울러서 고옥탄가가솔린용 압축비 및 점화진각으로의 운전할때에 있어서 노킹이 상기 영역(a)와는 다른 영역에서 발생하였을 경우에 사용연료가 저옥탄가 연료인지를 판별하는 수단 : [4]상기 수단 [3]에 의해 사용연료가 저옥탄가가솔린이라고 판별한 경우에 저옥탄가가솔린용 압축비 및 점화진각으로 절환 또는 변경하는 수단 : [5]노킹이 발생하였을 때에 노킹을 방지할 수 있도록 점화시기를 제어하는 노크제어수단 : 또한, 상기 저옥탄가가솔린으로 운전에 적합한 운전조건 중에서 압축비를 엔진의 저부하 및 중간부하 영역에서는 고옥탄가가솔린용 압축비와 같게 설정하고, 노킹이 발생하기 쉬운 엔진의 고부하영역 〔제9도(C)의 H〕에서는 고옥탄가가솔린용 압축비보다 작게 설정해도 된다.

이와같이 설정함으로서 엔진의 저부하 및 중간부하 영역에서 엔진 출력과 연료소모가 개선되는 한편, 고부하 영역에서는 노킹의 조기발생을 확실히 방지할 수 있다.

그리고 제어기(23)로부터 출력되는 고옥탄가가솔린 또는 저옥탄가가솔린에 적합한 압축비조정 신호는 작동기(33)에 공급되고, 상기 제어기(23)로부터 출력되는 고옥탄가가솔린 또는 저옥탄가가솔린에 적합한 점화진각 신호는 배전기(21)를 거쳐 각 점화플러그에 공급되게 되어 있다.

제4실시예에 있어서, 수정신호 발생수단은 스텝 A₆~A₈및 스텝 A₁₁~A₁₃에 의해서 구성되고, 점화시기절환판별부는 스텝 A₅에 의해서 구성되며, 연료옥탄가설정수단 스텝 A₂및 B₃에 의해서 각각 구성되어 있다.

제11도에 도시한 제어기(23)에 의해 실행되는 제12도의 플로우챠트에 있어서, 스텝 A₁~A₁₄로 구성되는 본 발명의 제3실시예(제10도)와 제4실시예와의 차이점은 제4실시예에 있어서는 특유의 스텝 B₁~B₄를 가진 것에 있다.

즉, 스텝 B₁에서는 작동기(33)를 소정량만큼 작동시켜 고옥탄가가솔린용 압축비를 설정함과 동시에, 스텝 A₂에서 고옥탄가솔린용 점화진각을 설정하는 것을 행할 수 있다.

이것에 의해서 엔진(20)은 고옥탄가솔린용 압축비 및 점화진각에서 운전된다.

스텝 A₅에서 노킹이 저옥탄가솔린용 설정영역(a)에서 발생했는지를 판별한 후, 스텝 B₂에서는 작동기(33)를 소정량만큼 작동시켜 저옥탄가솔린용 압축비에 적합한 점화진각을 설정하게 된다.

스텝 A₁에서 전회의 키이오프후, 연료캡이 열리지 않았다고 판정한 경우는, 엔진(20)에는 키이오프전에 설정된 옥탄가 연료용의 압축비 및 점화시기제어가 행하여진다.

나머지 스텝 A₁~A₈과 A₁₀~A₁₃은 제8도 및 제10도에 도시한 제3실시예에서 설명한 것과 같다.

또한, 작동기(33)의 작동량은 그 작동기(33)와 합체된 위치센서(도시하지 않음)로부터의 피이드백 신호에 의해서 조정된다.

이와 같이, 사용연료가 고옥탄가솔린인지 또는 저옥탄가솔린인지의 여부를 자동적으로 판별하고, 또한 그 판별결과에 따라 자동적으로 최적한 압축비 및 점화진각을 설정하며, 이들 압축비와 점화진각에 의거해서 엔진을 운전할 수 있으므로, 엔진의 출력 및 구동력을 향상시키는 한편 연료소모량을 감소시킬 수 있다.

또한, 압축비외에 노킹이 발생하지 않는 정도로 점화진각도 변화할 수 있으므로, 배기가스의 온도상승을 방지할 수도 있다.

이하, 제13도 및 제14도에 도시한 제5실시예에 대해서 설명한다.

제13도에 있어서 엔진(20)은 과급기(35)를 갖추고 있으며, 이 과급기(35)는 엔진(20)의 배기통로(37)에 설치된 터어빈(36)과 상기 엔진(20)의 흡기통로(39)에 설치된 압축기(38)로 구성된다. 또한, 배기통로(37)에는 과급기를 제어하는 가스배출밸브(40)가 착설되어 있고, 이 가스배출밸브(40)를 개폐구동하기 위하여 작동기(41)가 착설되어 있다. 또, 상기 흡기통로(39)에는 압력센서(42)가 착설되어 있다.

상기 작동기(41)는 예를 들면 압력연등식의 것으로, 그 다이아프램에 로우드를 개재해서 가스배출밸브(40)가 연결되어 있으나, 상기 다이아프램에 의해서 구획된 압력실은, 흡기통로내의 압력도 입로와 접속됨과 동시에, 오리피스 및 전자식밸브가 부착된 공기입로와도 접속된다. 따라서, 전자식밸브가 닫혀있는 상태에서는 과급압력이 소정치를 초과함에 따라 가스배출밸브(40)가 열리기 시작하나, 전자식밸브가 열려있는 상태에서는 작동기(41)의 압력실로부터 대기중으로 압력이 배출되어서 압력실의 압력이 과급압력이하로 강하되면 가스배출밸브(40)가 열리지 않는다. 즉, 전자식밸브가 열릴 경우에 최대과급압력 상태가 발생한다.

그러나, 저옥탄가솔린을 사용해서 엔진(20)을 작동시킬 경우에는 고옥탄가솔린을 사용할 경우에 비해서 최대과급압력을 낮추지 않으면 노킹이 발생하기 쉬우나, 그 반대로 고옥탄가가솔린을 사용할 경우에는 저옥탄가솔린을 사용할 경우에 비해서 최대과급압력을 올릴 수 있다. 즉, 저옥탄가솔린과 고옥탄가솔린에 대한 적정과급압력은 서로 다르지만, 이와 같은 가스배출밸브(40)가 착설된 과급기(35)를 가진 엔진(20)에서는 가스배출밸브(40)의 작동개시기를 제어함으로써, 최대과급압력을 어떤 가솔린에도 최적한 값이 되도록 조정할 수 있다.

그래서, 이러한 제어를 제어기(23)로 행하게 되는 것이며, 이 제어기(23)는 다음과 같은 수단을 갖추고 있다.

[1]고옥탄가솔린으로의 운전에 적합한 운전조건(과급압력 및 이 과급압력에 맞는 점화진각)을 설정하는 수단 : [2]저옥탄가솔린으로의 운전에 적합한 운전조건(과급압력 및 이 과급압력에 알맞는 점화진각)을 설정하는 수단 : [3]엔진회전속도센서(25)와 부하센서(26)로부터의 검출결과에 의거하여 엔진의 부하상태가 고옥탄가솔린으로 작동할 경우에 노킹이 발생하는 영역[제9도(a)에 있어서의 영역(a)]에 있는 지의 여부를 판별하고, 아울러 고옥탄가솔린용 과급압력 및 점화진각으로의 운전하에 있어서 노킹이 상기 영역(a)과는 다른 별도의 영역에서 발생된 경우에 사용연료가 저옥탄가솔린인지를 판별하는 수단 : [4]상기수단 [3]에 의해서 사용연료가 저옥탄가솔린이라고 판별되었을 경우에 저옥탄가솔린용 과급압력 및 점화진각으로 절환 또는 변경하는 수단 : [5]노킹이 발생하였을때에 노킹을 방지할 수 있도록 점화시기를 제어하는 노킹제어수단 :

그리고 제어기(23)로부터 출력되는 고옥탄가솔린 또는 저옥탄가솔린에 적합한 과급압력조정 신호는 작동기(41)의 전자식밸브에 공급되고, 마찬가지로 제어기(23)로부터 출력된 고옥탄가솔린 및 저옥탄가솔린에 적합한 점화진각 신호는 배전기(21)를 통하여 각 점화플러그에 공급된다.

제5실시예에 있어서, 수정신호발생수단은 제4실시예와 마찬가지로 스텝 A₆~A₈및 A₁₁~A₁₃으로 구성되고, 점화시기절환판별부는 스텝 A₅로, 연료옥탄가설정 수단은 스텝 A₂및 C₃로 각각 구성되어 있다.

또, 제14도의 제어기(23)에 의해서 실행되는 처리는 스텝 A₁~A₈, A₁₀~A₁₃, C₁~C₄로 이루어진다. 이 플로우챠트의 기본적 개념은 스텝 C₁~C₄를 제외하고는 실질적으로 제12도의 것과 같다. 즉, 이 실시예에 있어서는 제12도의 스텝 B₁~B₄의 압축비를 과급압력으로 치환하여 스텝 C₁~C₄를 실행하면 된다.

이와 같이 해서 본 발명의 제5도실시예의 경우도 상술한 실시예와 동일한 효과 내지 이점을 얻을 수 있다.

과급압력 외에도, 노킹이 발생하지 않을 정도까지 점화시기를 변경할 수 있으므로 배기 가스의 온도상승을 방지할 수 있다.

다음은 제15도 및 제16도를 참조하여 본 발명의 제6실시예를 설명한다.

이 엔진(20)은 흡기통로(39)의 드로틀밸브(46)의 배치부분보다도 상류측에 설치된 전자식연료분사밸브(45)를 갖춘것이고, 상기 전자식 연료분사밸브(45)에 제어기(23)로부터의 펄스신호가 공급됨으로서 엔진(20)의 작동상태에 따라 연료가 분사되도록 되어 있다.

따라서, 제어기(23)로부터의 신호를 제어함으로서 연료분사량을 조정할 수 있고, 그에 따라 공기-연료비도 조정할 수 있다.

그러나, 저옥탄가솔린을 엔진(20)작동용으로 사용하는 경우에는, 고옥탄가가솔린을 사용할 경우에 비하여 공기-연료비를 감소시키지 않으면 노킹이 발생하기 쉽지만, 반대로 고옥탄가가솔린을 엔진작동용으로 사용할 경우에는 저옥탄가가솔린을 사용할 경우에 비해서 공기-연료비를 크게할 수 있다. 즉, 저옥탄가솔린과 고옥탄가솔린에서는 적정한 공기-연료비는 다르나, 이와같이 전자식연료분사밸브(45)가 부착된 엔진(20)에서는 제어기(23)로부터의 펄스열 신호의 상태를 제어함으로써 공기-연료비를 어떤 가솔린에도 최적치로 조정할 수 있다.

그래서, 이러한 제어를 제어기(23)로 실행하며, 제어기는 다음과 같은 수단을 갖추고 있다.

[1]고옥탄가가솔린의 운전에 적합한 운전조건(공기-연료비 및 이 공기연료비에 맞는 점화시기)를 설정하는 수단 : [2]저옥탄가가솔린의 운전에 적합한 운전조건(공기-연료비 및 이 공기연료비에 맞는 점화시기)를 설정하는 수단 : [3]엔진회전속도센서(25)와 부하센서(26)의 검출결과에 의거하여 부하상태가 고옥탄가솔린으로 작동할 경우에 노킹이 발생하는 영역[제9도(a)에 있어서의 영역(a)]에 있는지 여부를 판별하고, 아울러 고옥탄가솔린용 공기-연료비 및 점화진각에서의 운전하에 있어서 노킹이 상기영역(a)과는 다른 영역에서 발생하였을 경우에 사용연료가 저옥탄가솔린인지를 판별하는 수단 : [4]상기수단 [3]에 의해서 사용연료가 저옥탄가솔린이라고 판별하였을 경우에 저옥탄가솔린용 공기연료비 및 점화진각으로 절환 또는 변경하는 수단 : [5]노킹이 발생하였을때에 노킹을 방지할 수 있도록 점화시기를 제어하는 노킹제어수단.

상기 저옥탄가솔린의 운전에 적당한 운전조건중에서 공기-연료비는 엔진의 저부하영역 및 중간부하 영역에서는 고옥탄가솔린용 공기-연료비와 같게 설정하고, 노킹이 발생하기 쉬운 엔진고부하영역[제9도(C)의 H]에서는 고옥탄가솔린용 공기-연료비보다 작게 설정해도 된다.

이와 같이 설정함으로서 엔진의 저부하영역 및 중간부하영역에서 엔진출력과 연료소모가 개선되는 한편, 고부하영역에서 노킹의 초기 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

그리고 제어기(23)로부터 출력되는 고옥탄가솔린 또는 저옥탄가솔린에 적합한 공기-연료비 조정신호는 상술한 바와같은 전자식 연료분사밸브(45)에 공급되는 한편, 마찬가지로 제어기(23)로부터 출력되는 고옥탄가솔린 또는 저옥탄가솔린에 적합한 점화진각 신호는 배전기(21)를 통하여 각 점화플러그에 공급되게 되어 있다.

제6실시예에 있어서, 수정신호발생수단은 스텝 A₆~A₈및 스텝 A₁₁~A₁₃으로 구성되고, 점화시기절환판별부는 스텝 A₅로, 연료옥탄가설정수단은 스텝 A₂및 D₃로 각각 구성되어 있다.

또, 제어기(23)내에서 행하여지는 처리는 스텝 A₁~A₈, A₁₀~A₁₃, D₁~D₄로 이루어지며, 제16도에 도시한 플로우챠트와 같으나, 이 플로우챠트의 기본개념은 제12도에 도시한 그것과 실질적으로 동일하며, 스텝 D₁~D₄만이 다르다.

즉, 본 실시예에 있어서는 제12도에 스텝 B₁~B₄압축비 또는 제14도의 스텝 C₁~C₄과 과급압력을 공기-연료비로 치환하여 스텝 D₁~C₄를 실행한다.

이와 같이 해서 본 발명의 제6실시예의 경우도 상술한 실시예와 마찬가지 효과 내지 이점이 얻어진다. 또한 제6실시예는 전자연료 분사밸브가 착설된 엔진외에 카아뷰레터(기화기)식 엔진에도 적용할 수 있다. 이 경우에 예를 들면 브리이드량(bleed amount)을 변화하여 공기-연료비를 조정하는 것을 행하여 제어기(23)로부터는 브리이드량을 변화하는 기구에 제어신호가 공급된다.

다음은 제17도와 제18도에 의거하여 본 발명의 제7실시예를 설명한다.

본 제7실시예의 개략구성도는 제8도의 제3실시예와 대체적으로 같으나, 다른점이 있다면 제어기(23)의 기능이다.

[1]고옥탄가솔린연료에 적합한 지각량을 제7도에 도시한 설명도로부터의 데이터에 의거해서 연산하여 고옥탄가솔린의 운전에 적합한 운전조건(점화진각)을 설정하는 수단 : [2]저옥탄가솔린연료에 적합한 지각량을 제7도에 도시한 설명도로부터의 데이터에 의거해서 연산하여 저옥탄가솔린으로의 운전에 적합한 운전조건(점화진각)을 설정하는 수단 : [3]고옥탄가솔린과 저옥탄가솔린과의 중간옥탄가를 가지는 시험옥탄가가솔린에 적합한 지각량을 제7도의 설명도로부터의 데이터에 의거해서 연산하여 동 시험옥탄가가솔린의 운전에 적합한 운전조건(점화진각)을 설정하는 수단 : [4]엔진회전속도센서(25)와 부하센서(26)로부터의 검출결과에 의거하여 엔진부하 상태가 저옥탄가솔린으로 작동할 경우에는 노킹이 발생하지만 고옥탄가솔린으로 작동하는 경우에는 노킹이 발생하지 않는 부하영역(b)(제17도 참조)에 있는지 여부를 판별하고, 아울러 상기 시험옥탄가가솔린용 점화진각으로의 운전하에 있어서 노킹이 상기 부하영역(b)에서 발생하였을 경우에는 사용연료가 저옥탄가솔린이라고 판별하며, 노킹이 상기 설정영역에서 발생하지 않는 경우에는 사용연료가 고옥탄가솔린이라고 판별하는 수단 : [5]상기수단 [4]에 의해 판별된 사용연료에 따라 고옥탄가솔린 또는 저옥탄가솔린용의 점화진각으로 절환하거나 변경하는 절환제어 수단 : [6]노킹이 발생하였을 경우에는 노킹을 방지할 수 있도록 점화시기를 제어하는 노킹제어수단.

또한, 상기수단[2]에서 설정된 저옥탄가솔린으로의 운전에 적합한 운전조건(점화진각)을 제9도(b)에 도시한 바와같이 엔진의 저부하 및 중간부하영역에는 고옥탄가솔린용 점화진각(p)과 동일하게 설정하고, 노킹이 발생하기 쉬운 엔진고부하영역(H)(제9도 C참조)에서는 고옥탄가솔린용 점화진각과 관련하여 일정량 혹은 부하상태에 의해서 단계적으로 지각되는 특성(r)을 갖도록 운전조건을 설정해도 된다.

이와 같이 운전조건을 설정함으로서 엔진의 저부하 영역 및 중간부하 영역에서 충분한 MBT(최대토오크를 위한 최소진각)를 제공할 수 있으므로, 출력과 연료소모를 개선할 수 있을뿐만 아니라 고부하 영역에서 노킹의 조기발생을 확실하게 방지할 수도 있다.

또한 제어기(23)로부터 출력되는 고옥탄가솔린, 저옥탄가솔린 또는 시험옥탄가가솔린에 적합한 점화진각 신호는 배전기(21)를 개재해서 각 점화플러그로 공급되도록 되어 있다.

제7실시예에 있어서, 수정신호 발생수단은 스텝 E₆~E₉및 스텝 E₁₁~E₁₄에 의해서 구성되며, 점화시기 절환판별부는 스텝 E₄로,연료옥탄가 설정수단은 스텝 E₅및 E₁₀에 의하여 각각 구성되어 있다.

먼저, 스텝 E₁에서 전회키오프 후에 연료캡을 열었는지 여부를 판단한다. 이와 같은 판단을 행하는 방법은 제10도와 관련하여 본 발명의 제3실시예에서 설명한 것과 같다.

따라서 연료캡이 열리지 않았을 경우에는 스텝 E₁에서의 응답이 "NO"로 되어서 스텝 E₁₅에서 키이스위치를 오프하기 전에 설정된 옥탄가의 연료에 맞도록 점화시기를 제어하게 된다.

그러나 스텝 E₁에서 응답이 "YES"인 경우에는, 사용연료에 변경이 있었는지도 모르기 때문에 처리를 실행한다.

먼저, 스텝 E₂에서 시험옥탄가 가솔린용 점화진각에 적합하게 점화시기를 설정한다. 이 스텝은 제어기(23)의 시험옥탄가 가솔린용 운전조건 설정수단에 의해 행하여진다. 그후에, 엔진(20)은 시험옥탄가 연료용 점화진각에서 운전된다.

그리고, 스텝 E₃에서 엔진회전수 및 엔진부하를 입력하고, 스텝 E₄에서 제17도의 설정영역(b)에서의 노킹발생 유무를 판단한다. 이러한 판단은 영역판별수단, 즉 기억부(4)에 의해 실행된다.

제17도에 도시한 상기 설정영역(b)은, 상술한 바와같이, 엔진(20)이 저옥탄가솔린으로 작동하는 경우에는 노킹이 발생하나, 고옥탄가솔린으로 작동하는 경우에는 노킹이 발생하지 않는 영역이며 또한, 제17도에 도시한 바와같이 고옥탄가솔린을 사용할 경우의 노킹발생부하 영역보다 높은 부하영역이므로, 만약 저옥탄 가솔린을 엔진(20)용으로 사용할 경우에는 엔진(20)이 운전상태가 상기영역(b)에 놓여있는 동안 반드시 노킹현상이 검출된다.

반대로, 사용연료가 고옥탄가솔린일 경우에는 엔진(20)의 운전상태가 상기영역(b)에 도달한다 할지라도 노킹현상이 검출되지 않는다.

따라서 스텝 E₄에서 노킹발생 영역이 상기영역(b)내에 있지 않은 것으로 판단되면, 사용연료가 고옥탄가솔린이라고 판단해서 "NO"응답이 있게 되고, 스텝 E₅에서 점화시기를 고옥탄가솔린용 점화진각으로 변경한다.

이렇게하여, 엔진(20)은 고옥탄가솔린용 점화진각으로 변경되어 운전된다.

그후에는, 고옥탄가솔린용 점화진각을 기준으로 노크를 제어하기 위하여 스텝 E₆에서 노킹의 유무를 판별하고, 노킹이 발생하면, 즉, 응답이 "YES"인 경우에는 스텝 E₇에서 점화시기를 지각시키고, 스텝 E₈에서 노킹발생여부를 다시 판단하여 노킹이 발생하지 않을때까지 상기스텝 E₇과 E₈을 반복하고, 노킹이 소멸되면 스텝 E₉에서 점화시기를 진각시킨다. 이와 같은 점화시기저에는 주로 제어기(23)의 노크제어수단, 즉 진각시킨다. 이와 같은 점화시기제어는 주로 제어기(23)의 노크제어수단, 즉 기준점화시기 신호발생기(5)에 의해서 행해진다.

그리고, 스텝 E₆에서 노킹의 발생유무를 다시 판단하여, 만약 응답이 "NO"이면 엔진(20)을 고옥탄가솔린용 점화진각에서 계속 운전하게 한다.

한편, 사용연료가 저옥탄가솔린인 경우에는 설정영역(b)에서 노킹이 발생하기 때문에, 스텝 E₄에서 노킹 발생 영역이 설정영역(b)라고 판정한다. 그리고, 그후는 스텝 E₁₀에서 저옥탄가솔린용 점화진각으로 변경하는 것이 행해진다.

따라서 엔진(20)은 저옥탄가솔린용 점화진각에서 운전하게 된다.

그후에는, 저옥탄가솔린용 점화시기를 기준으로 노크제어를 행하기 위하여 스텝 E₁₁에서 노킹 발생 유무를 판단하여, 만약 노킹이 발생한 경우에는 스텝 E₁₂에서 점화시기를 지각시키고, 스텝 E₁₃에서 다시 노킹의 유무를 판단하고, 노킹이 계속하여 발생한 경우에는 스텝 E₁₂와 스텝 E₁₃을 반복하고, 노킹의 발생이 없을때에는 스텝 E₁₄에서 점화시기를 진각시킨다. 이러한 점화시기제어는 주로 제어기(23)의 노크제어수단, 즉 기준점화시기 신호발생기(5)에 의해서 행하며, 이 노크제어수단은 상기 제1실시예 및 제2실시예의 것과 같다.

그리고, 스텝 E₁₁에서는 노킹의 발생유무를 다시 판단하여, 만약 응답이 "NO"일 경우에는 엔진(20)이 저옥탄가솔린용 점화시기에서 계속적으로 운전하게 된다.

제7실시예에 있어서는 고옥탄가솔린과 저옥탄가솔린과의 중간옥탄가를 갖는 연료를 가정하여서, 이 시험옥탄가 연료에 적합한 점화진각으로 엔진을 운전하는 한편, 사용연료가 고옥탄가솔린인지 저옥탄가솔린인지를 자동적으로 판별하고, 이 판별결과를 기준으로하여 최적한 점화진각을 자동적으로 설정하고, 이 점화진각에서 엔진(20)을 운전할 수 있으므로, 엔진출력과 구동력을 향상시키는 한편 연료소모량을 감소시킬 수 있다.

다음은 제19도를 참조하여 본 발명의 제8실시예를 설명한다.

본 실시예의 개략구성도는 제11도에 실시예와 동일하나, 제어기(23)의 기능만은 다르다.

즉, 본 실시예의 제어기는 다음과 같은 수단으로 구성된다 : [1]고옥탄가솔린에 적합한 운전조건(압축비와 점화시기)을 설정하는 수단 : [2]저옥탄가솔린에 적합한 운전조건(압축비와 점화시기)을 설정하는 수단 : [3]고옥탄가솔린과 저옥탄가솔린과의 중간옥탄가를 가진 시험옥탄가연료에 적합한 작동조건(압축비와 점화시기)을 설정하는 수단 : [4]엔진회전속도센서(25)와 부하센서(26)로부터의 출력결과에 의거하여 엔진부하 상태가 저옥탄가솔린으로 작동하는 경우에는 노킹이 발생하나, 고옥탄가솔린으로 작동하는 경우에는 노킹이 발생하지 않는 부하영역(b)(제17도 참조)에 있는지 여부를 판별하고, 아울러 상기 시험옥탄가 연료용 압축비 및 점화진각으로의 운전하에 있어서 노킹이 상기영역(b)에서 발생하였을 경우에 사용연료가 고옥탄가솔린인지를 판별하는 수단 : [5]상기수단 [4]에 의해 판별된 사용연료에 따라 고옥탄가솔린 또는 저옥탄가솔린용의 압축비 및 점화진각으로 절환이나 변경하는 절환제어수단 : [6]노킹이 발생한 경우에 노킹을 방지할 수 있도록 점화시기를 제어하는 노크제어수단.

상기 저옥탄가솔린으로 운전에 적합한 운전조건 중에서 압축비를 엔진의 저부하영역 및 중간부하 영역에서는 고옥탄가솔린용 압축비와 같게 설정하고, 노킹이 발생하기 쉬운 엔진고부하 영역(H)[제9도(C)참조]에서는 고옥탄가엔진용 압축비보다 작아지도록 설정해도 된다.

이와 같이 설정함으로서 엔진의 저부하 영역 및 중간부하 영역에서 엔진출력과 연료소모가 개선되는 한편, 고부하 영역에서는 노크조기 발생을 방지할 수 있게 된다.

그리고 제어기(23)로부터 출력된 고옥탄가솔린 또는 저옥탄가솔린에 적합한 압축비조정신호는 제11도에 도시한 작동기(33)에 공급되고, 마찬가지로 제어기(23)로부터 출력된 고옥탄가솔린 또는 저옥탄가솔린에 적합한 점화진각신호는 배전기(21)를 개재해서 각 점화플러그로 공급되도록 되어 있다.

제8실시예에서, 수정신호 발생수단은 제7실시예와 마찬가지로 스텝 E₆~E₉및 E₁₁~E₁₄에 의해서 구성되고, 점화시기 절환판별부는 스텝 E₄로, 연료옥탄가설정수단은 스텝 F₁₄및 F₆으로 각각 구성되어 있다.

이하, 상기 제어기(23)내에서 행하여지는 처리에 대하여 제19도를 참조해서 설명한다.

제어기(23)에서 행하여지는 처리는 제19도에 도시한 스텝 E₁~E_4,E₆~E_9,E₁₁~E₁₄, F₁₄~F₇로 이루어지며, 이 플로우챠트의 기본적 개념은 스텝 F₁~F₇을 제외하고는 제18도에 도시한 것과 실질적으로 동일한다.

즉, 스텝 F₁에서는 작동기(33)를 소정량만큼 작동시켜 압축비를 시험옥탄가 가솔린에 맞게 설정하는 한편, 스텝 F₂에서는 시험옥탄가가솔린용 점화진각을 설정한다.

스텝 F₃와 F₄에서는, 압축비와 점화시기를 각각 절환 또는 변경하여 고옥탄가솔린에 적합하게 설정한다.

스텝 F₅와 F₆에서는, 압축비와 점화시기를 각각 저옥탄가솔린용으로 절환한다.

스텝 F₇에서는, 압축비 및 점화시기를 키이스위치를 오프하기전에 설정된 것과 같은 상태로 유지한다. 그런데, 사용연료에 따라서는 과급압력과 공기-연료비를 변경할 수 있는 엔진에 대해서도 제19도의 플로우챠트를 약간 수정하는 것만으로 그 작용을 설명할 수 있다. 즉, 스텝 F₁~F₇에서 압축비 대신에 과급압력이나 공연비를 처리케 할 수도 있는 것이다.

또한, 상술한 제7, 8실시예에 있어서는 처음부터 고옥탄가 가솔린용의 운전조건(점화진각, 압축비, 공기-연료비, 과급압력)을 설정해 놓아도 된다. 이 경우에는 스텝 E₆, E₇, F₃, F₄를 생략할 수 있고, 그 결과 시험옥탄가 가솔린용 운전조건을 설정하는 수단도 생략할 수 있다.

또, 제5, 6, 8실시예에 있어서는 압축비, 과급압력 또는 공기-연료비중에서 하나와 점화시기를 제어하도록 했으나, 압축비, 과급압력 및 공기-연료비의 전부 또는 다수의 것으로 점화시기를 제어해도 된다.

이상에서 열거한 실시예에 있어서는 내연기관의 점화시기 제어장치에서 점화시기를 절환제어하는 것에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면, 노크의 발생상태로부터 사용연료를 판별해서 점화시기를 절환하거나 또는 노크 발생상태에 따라서 기준점화시기를 제어하고, 필요에 따라서 순간의 진각제어도 행하도록 하였으므로, 각종 옥탄가의 연료(가솔린)를 사용해서 엔진을 구동할 경우에 있어서 각각 최적한 엔진성능을 발휘할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 내연기관의 노크상태를 검출하는 노크상태 검출수단과, 상기 노크상태 검출수간의 출력에 의거하여 상기 내연기관의 사용연료를 그 옥탄가를 기준으로 판별하는 연료판별수단과, 상기 연료판별 수단의 출력에 의거하여 상기 내연기관의 기준점화시기를 상기 내연기관에 사용되는 연료의 옥탄가에 따라 설정하는 연료옥탄가 설정수단과, 상기 노크상태 검출수단의 출력에 의거하여 상기 기준점화시기를 수정하는 수정신호를 발생하는 수정신호 발생수단을 구비한 것을 특징으로 하는 내연기관의 점화시기 제어장치.

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