JPH03249376A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンに対してノッキングの発注を抑制す
るための点火時期の制御を含んだ複合制御を行うエンジ
ンの制御装置に関する。

（従来の技術） 例えば、ガソリンを燃料とするエンジンにおいて、ノッ
キングの発生を抑えるとともにエンジン出力の増大や燃
費性能の向上を図るべくなされる点火時期制御にあって
は、エンジンが特定の運転状態にあるもとてのノッキン
グ発生状態をノッキング・センサを用いて検出するよう
にし、その検出出力に基づいて、エンジンの点火時期が
ノッキングの発生を抑制すべく遅角制御が行われ、ある
いは、エンジン出力の増大と燃費性能の向上とを図るべ
くノッキングの発生を伴わない範囲での進角制御が行わ
れるようにされる。このようなエンジンの点火時期制御
は、例えば、ノッキング発生状態に応じた制御態様が予
め設定され、ノッキング・センサにより検出された実際
のノッキング発生状態に基づき予め設定された制御態様
に従って行われることが多い。

斯かる際、エンジンにおけるノッキング発生状態はその
エンジンに使用されるガソリンのオクタン価に応じて異
なることになり、例えば、レギュラー・ガソリンが使用
される場合に比して、レギュラー・ガソリンよりオクタ
ン価が裔いハイオクタン・ガソリンが使用される場合に
は、ノッキングの発生を伴うことなく、エンジン出力の
増大及び燃費性能の向上を図ることができることになる
点火時期をとり易いことになる。従って、レギュラー・
ガソリンが使用される場合とハイオクタン・ガソリンが
使用される場合とのいずれにおいても、夫々の場合にお
けるノッキング発生状態に適切に対応する点火時期の制
御が行われるようにされることが望まれ、斯かる観点が
ら、例えば、特開昭６０−７９１６６号公報にも記載さ
れている如くに、レギュラー・ガソリンが使用される場
合とハイオクタン・ガソリンが使用される場合とで異な
る制御態様に従って点火時期を制御するものとされた点
火時期制御装置を備えるエンジンが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如（に、使用されるガソリンのオクタン価に応じ
て異なる制御態様に従っての点火時期制御が行われるよ
うにされたエンジンにあっては、例えば、レギュラー・
ガソリンが使用されたもとでハイオクタン・ガソリンが
使用される場合の制御態様に従って点火時期制御が行わ
れる事態が生しると、ノ・ノキングの発生を抑制すべく
とられる点火時期の遅角量が所定の値に達することにな
って実際に使用されているガソリンのオクタン価に対し
て制御態様が適切でないと判定され、それにより、制御
態様がレギュラー・ガソリンが使用される場合の制御態
様に切り換えられて、エンジン出力は低下せしめられる
がノッキングの発生が抑制される状態とされる。しかし
ながら、実際にハイオクタン・ガソリンが使用されたも
とでハイオクタン・ガソリンが使用される場合の制御態
様に従って点火時期制御が行われる状況においても、例
えば、過給機付のエンジンが、高速連続運転されて吸気
温か上昇した状態から中速運転状態に移行せしめられた
場合の初期における如く、吸気温か比較的大であること
により吸気充填量が少とされ、それに起因してノッキン
グが頻繁に発生することになる場合には、ノッキングの
発生を抑制すべくとられる点火時期の遅角量が所定の値
に達し、その結果、制？ＩＩ態様がレギュラー・ガソリ
ンが使用される場合のものに切り換えられて、エンジン
出力が低下せしめられるもとでノッキングの発生が抑制
されることになる事態が生しる。

このような事態が一旦生しると、その後、エンジンの非
作動状態がとられない限り、点火時期制御におけるハイ
オクタン・ガソリンが使用される場合の制御態様への切
換えは行われない。それに対して、エンジンが中速運転
状態にあるもとでは、吸気温が次第に低下していき、吸
気充填量が大とされてノッキングが発生しない状態とさ
れるが、それによりなされる点火時期の進角制御は、レ
ギュラー・ガソリンが使用される場合の制御態様の範囲
内に止められ、従って、ハイオクタン・ガソリンが使用
されるもとにあるにもかかわらずエンジン出力の増大が
図れず、また、燃費性能の向上が図れないという不都合
がきたされることになってしまう。

斯かる点に鑑み、本発明は、例えば、エンジンに使用さ
れる燃料がハイオクタン・ガソリンであるときとられる
べき第１の制御態様と、例えば、エンジンに使用される
燃料がレギュラー・ガソリンであるときとられるべき第
２の制御態様とを適宜選択し、選択された第１もしくは
第２の制御態様に従ってエンジンの点火時期を制御する
にあたり、吸気温変化に起因してノッキング発生状態が
変化する場合にも、ノッキングの発生を効果的に抑制す
ることができ、しかも、エンジン出力の増大及び燃費特
性の向上等を回ることができる点火時期制御を行えるも
のとされたエンジンの制御装置を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段及び作用）上述の目的を達
成すべく、本発明に係るエンジンの制御装置は、第１図
にその基本構成が示される如く、エンジンが発生するノ
ッキングを検出するノッキング検出手段と、エンジンに
おける吸気充填量の変化に対応じて変化する温度を検出
する温度検出手段と、エンジンについての第１の点火時
期制御態様と第１の点火時期制御態様に比してエンジン
出力を低下させることになる第２の点火時期制御態様と
のうちのいずれかを選択する点火時期制御態様設定手段
と、ノッキング検出手段によるノッキングの検出がなさ
れたとき、点火時期制御態様設定手段により選択された
第１もしくは第２の点火時期制御態様に従って、エンジ
ンの点火時期をエンジンにおけるノッキングの発生を抑
制すべく制御する点火時期制御手段と、エンジンの点火
時期が第１の点火時期制御態様に従って制御されている
もとにおいて、その制御による点火時期の基準点火時期
からの変化量が所定量以上となったとき、点火時期制御
態様設定手段に第２の点火時期制御態様を選択する指定
選択動作を行わせる選択動作強制手段と、点火時期制御
態様設定手段に対する指定選択動作解除手段とを備えて
構成され、指定選択動作解除手段が、点火時期制御態様
設定手段が指定選択動作によって第２の点火時期制御態
様を選択した状態のもとで、温度検出手段により検出さ
れた温度の変化が所定の温度変化以上となったとき、点
火時期制御態様設定手段に第２の点火時期制御！Ｉ４様
を選択する状態を解除させるものとされる。

そして、エンジンの点火時期が第１の点火時期制御態様
に従って制御されているもとにおいで、その制御による
点火時期の基準点火時期からの変化量が比較される上述
の所定量は、温度検出手段により検出された温度に応じ
て設定されるものとなされてもよい。

このようにされることにより、例えば、エンジンが高速
連続運転されて吸気温が上昇した状態から中速運転状態
に移行せしめられ、その後唆気温が次第に低下していく
場合の如く、吸気温変化に起因してノッキング発生状態
が変化することになるもとにおいても、第１及び第２の
点火時期制御態様の選択が適正になされて、ノッキング
の発生を効果的に抑制することができ、しかも、エンジ
ン出力の増大及び燃費特性の向上環を図ることができる
ことになる。

（実施例） 第２図は、本発明に係るエンジンの制御装置の一例を、
それが通用されたエンジンの主要部と共に示し、このエ
ンジンは、燃料としてレギュラー・ガソリンとハイオク
タン・ガソリンとが使用されるものとされている。

第２図において、シリンダブロック３及びシリンダヘン
ド４を含んで成るエンジン１に設けられたシリンダ５に
は、ピストン７が配されるとともに、吸気弁８及び排気
弁９を介して連通せしめられる吸気通路１０及び排気通
路１１が接続されており、シリンダブロック３には、エ
ンジン１が発生するノッキングによる機械的振動に基づ
いてノッキング発生状態を検出するノッキング・センサ
１５が配されている。そして、ピストン７の上部に燃焼
室１６が形成され、燃焼室１６には点火プラグ１７が臨
設されている。点火プラグ１７は、エンジン１に配され
たクランク軸の回転が伝達されて駆動されるディストリ
ビュータ１８に接続されており、ディストリビュータ１
８には、エンジン回転数を検出する回転数センサ１９が
設けられるとともに、点火時期制御部２０と一体化され
た点火コイル部２１が接続されている。

また、吸気通路１０には、その上流側から順次、エアク
リーナ２３．吸入空気量を検出するエアフローメータ２
４．吸気温を検出する温度センサ２５、吸気通路ＩＯを
開閉するスロットル弁２６及びスロットル弁２６の開度
を検出するスロットル開度センサ２７、及び、燃料噴射
弁２８が配設されている。

斯かる構成に加えて、Ｈｌｉｔユニット４０が備えられ
ている。この制御ユニット４０には、ノッキング・セン
サ１５から得られるノッキング発生状態をあられす検出
出力信号Ｓｋ、回転数センサＩ９から得られるエンジン
回転数をあられす検出出力信号Ｓｎ、エアフローメータ
２４から得られる吸入空気量をあられす検出出力信号Ｓ
ａ、温度センサ２５から得られる吸気温をあられす検出
出力信号Ｓｃ、スロットル開度センサ２７から得られる
スロットル弁２６の開度をあられす検出出力信号Ｓｔ、
及び、冷却水温等の他の運転状態をあられす検出出力信
号Ｓｘが供給される。制御ユニット４０は、これら各種
の検出出力信号に基づいて、エンジン１にレギュラー・
ガソリンが使用されている場合とハイオクタン・ガソリ
ンが使用されている場合との夫々において、適正な点火
時期制御態様に従っての点火時期制御を行う。

制御ユニット４０による点火時期制御においては、検出
出力信号Ｓｋがノッキングの発生をあられさないものと
される場合には、所定の進角補正量が求められ、検出出
力信号Ｓｎがあられすエンジン回転数及び検出出力信号
Ｓａがあられす吸入空気量に基づいて設定された基準点
火時期が、求められた進角補正量に応じて進角補正され
て補正点火時期が設定され、その設定された補正点火時
期が、検出出力信号Ｓｘがあられす冷却水温等に基づい
て求められた他の補正量に応じてさらに補正され、最終
点火時期が設定される。そして、設定された最終点火時
期に応した点火制御信号ＳＳが形成され、それが点火時
期制御部２０に供給される。それにより、点火コイル部
２１の一次側電流が点火時期制御部２０により点火制御
信号ＳＳに応じた所定のタイミングをもって遮断され、
それにより点火コイル部２１から得られる二次側の高電
圧ＶＡがディストリビュータ１８を介して点火プラグ１
７に供給されて、点火プラグ１７による燃焼室Ｉ６内の
混合気に対する点火が行われる。

また、検出出力信号Ｓｋがノッキングの発生をあられす
ものとされた場合には、所定の遅角補正量が求められ、
基準点火時期が、求められた遅角補正量に応じて遅角補
正されて補正点火時期が設定され、その設定された補正
点火時期が、検出出力信号Ｓｘがあられす冷却水温等に
基づいて求められた他の補正量に応じてさらに補正され
、最終点火時期が設定される。そして、設定された最終
点火時期に応じた点火制御信号ＳＳが形成されて、それ
が点火時期制御部２０に供給される。

上述の如くにして、制御ユニット４０による、ハイオク
タン・ガソリンが使用されている場合にとられるべき点
火時期制御態様が選択されたもとで点火時期制御が行わ
れているとき、第３図Ａに示される如く、検出出力信号
Ｓｃによりあられされる吸気温ＥＯが上昇せしめられて
吸気充填量が少とされ、その結果、エンジン１における
ノッキングの発生が頻繁となって、第３図Ｂに示される
如くに、パルス信号として得られる検出出力信号Ｓｋの
周期が短くされる状態となると、第３図Ｃに示される如
くに、遅角補正量ＡＣが検出出力信号Ｓｋの周期に応じ
て所定の単位遅角量ｒをもって段階的に変化せしめられ
るものとされて得られ、ハイオクタン・ガソリン用基本
点火時期に対する遅角制御が行われる。そして、このよ
うに遅角補正量ＡＣが単位遅角量ｒずつ段階的に増加せ
しめられていくにあたり、遅角補正量ＡＣがとり得る最
大遅角量Ｍａより小なる規制遅角量ｍｆが設定される。

規制遅角量ｍｆは、第４図に示される如（、吸気温ＥＯ
に応じて変化せしめられ、例えば、吸気温ＥＯが大であ
る程大となるように設定される。

そして、第３図Ｂに示される如く、遅角補正量ＡＧが時
点ｔ１において規制遅角量ｍｆ以上となると、制御ユニ
ット４０は、ハイオクタン・ガソリンが使用されている
場合にとられるべき点火時期制御態様に代えて、レギュ
ラー・ガソリンが使用されている場合にとられるべき点
火時期制御態様を選択する指定選択動作を行い、時点Ｌ
１以後、制御ユニット４０によるレギュラー・ガソリン
が使用されている場合にとられるべき点火時期制御態様
が選択されたもとでの点火時期制御が行われる状態とさ
れる。それにより、エンジン出力は低減されるが、ノッ
キングの発生が抑制されることになる。

時点ｔｌ後所定の期間ＴＨが経過した時点ｔ２以後、第
３図Ｃに示される如くに、遅角補正量ＡＣが所定の単位
進角量ｑをもって段階的に減少せしめられるものとされ
て得られ、レギュラー・ガソリン用基本点火時期に対す
る進角制御が、ノッキングの発生を伴わない範囲で行わ
れていく。そして、第３図Ａに示される如く、時点ｔ３
において、吸気温ＥＯが所定の変化量０以上の変化量を
もって低下せしめられると、斯かるもとでは、吸気温Ｅ
Ｏの低下に伴って吸気充填量が大とされ、エンジンｌに
おけるノッキングの発生が抑制される状態とされるので
、制御ユニット４０は、指定選択動作によってレギュラ
ー・ガソリンが使用されている場合にとられるべき点火
時期制御態様を選択した状態から、再び、ハイオクタン
・ガソリンが使用されている場合にとられるべき点火時
期制御態様を選択する状態となり、時点ｔ３以後、制御
ユニット４０によるハイオクタン・ガソリンが使用され
ている場合にとられるべき点火時期制ａ態様が選択され
たもとでの点火時期制御が行われる状態とされる。従っ
て、時点ｔ３以後、第３図Ｃに示される如くに、遅角補
正量ＡＧが単位進角量ｑをもって段階的に減少せしめら
れるものとされて得られ、ハイオクタン・ガソリン用基
本点火時期に対する進角制御が、ノッキングの発生を伴
わない範囲で行われていき、最終点火時期が比較的少な
る遅角量を有するものとされて、ノッキングの発生を伴
うことなく、エンジン出力の増大と燃費性能の向上とが
図られることになる。

上述の如くの動作を行う制御ユニット４０は、例えば、
マイクロコンピュータが用いられて構成され、斯かる場
合におけるマイクロコンピュータが実行する点火時期制
御及び点火時期制御態様変更制御に際してのプログラム
の一例を、第５図のフローチャートを参照して説明する
。

このプログラムにおいては、スタート後、ステップ５０
において燃料判定フラッグＦを１に設定し、ステップ５
１において各種検出出力信号を取り込み、続くステップ
５２において燃料判定フラッグＦが１であるか否かを判
断する。燃料判定フラッグＦが１である場合には、ステ
ップ５３において、基本点火時期ＢＧをハイオクタン・
ガソリン用基本点火時期ＨＡに設定してステップ５４に
進む。一方、ステップ５２において、燃料判定フラッグ
Ｆが０である場合には、ステップ５５において内蔵する
タイマーが作動しているか否かを判断し、タイマーが作
動していない場合には、ステップ５６においてタイマー
の作動を開始させてステップ５７に進み、また、ステッ
プ５５においてタイマーが作動している場合には、直接
ステップ５７に進む。ステップ５７においては、例えば
、２〜３分間とされる所定の期間Ｔ）（が経過したか否
かを判断し、期間ＴＨが経過した場合には、ステップ５
８においてタイマーの作動を停止させ、続くステップ５
９において、検出出力信号Ｓｃに基づき吸気温ＥＯが低
下したか否かを判断する。

その結果、吸気温ＥＯが低下した場合には、ステップ６
０において、吸気温ＥＯの低下量ＥＡが所定の変化ｔｅ
以上であるか否かを判断し、吸気温ＥＯの低下量ＥＡが
変化量ｅ以上である場合には、ステップ５３に進み、基
本点火時期ＢＧをハイオクタン・ガソリン用基本点火時
期ＨＡに設定して、ステップ５４に進む。また、ステッ
プ５７において期間ＴＨが経過していない場合、ステッ
プ５９において吸気温ＥＯが低下していない場合、及び
、ステップ６０において吸気温ＥＯの変化ＩＥＡが変化
量０未満である場合には、ステップ６１に進み、ステッ
プ６１において、基本点火時期ＢＧをレギュラー・ガソ
リン用基本点火時期ＬＧに設定して、ステップ５４に進
む。

ステップ５４においては、検出出力信号Ｓｋに基づいて
エンジン１にノッキングが発生しているか否かを判断し
、ノッキングが発生している場合には、続くステップ６
２において、遅角補正量ＡＧが規制補正量ｍｆ以上か否
かを判断する。その結果、遅角補正量Ａ、Ｇが規制補正
ｆｍｆ未満である場合には、ステップ６３において、遅
角補正量ＡＧを単位遅角ｔｒだけ増加してステップ６６
に進む。また、ステップ６２の判断の結果、遅角補正量
ＡＣが規制補正量ｍｆ以上である場合には、ステップ６
４において、遅角補正量ＡＣを規制補正量ｍｆに設定し
、続くステップ６５において燃料判定フラッグＦを０に
設定し、ステップ６６に進む。

一方、ステップ５４の判断の結果、ノッキングが発生し
ていない場合には、ステップ６７において、遅角補正量
ＡＣが０であるか否かを判断する。

その結果、遅角補正量ＡＧがＯでない場合には、ステッ
プ６日において遅角補正量ＡＧを単位進角量ｑだけ減少
させて、ステップ６６に進み、また、遅角補正量ＡＣが
０である場合には、ステップ６７から直接ステップ６６
に進む。

ステップ６６においては、検出出力信号Ｓｘがあられす
冷却水温等に基づいて他の補正ＮＡＩを設定し、続くス
テップ６９において、基本点火時期ＢＧから遅角補正量
ＡＣを滅し、その結果に他の補正量ＡＩを加えることに
より最終点火時期ＦＧを算出する。そして、ステップ７
０において、最終点火時期ＦＣに対応する点火制御信号
ＳＳを形成し、それを点火時期制御部２０に送出して、
ステップ５１に戻る。

なお、上述の例においては、温度センサ２５により直接
吸気温が検出されるようになされているが、本発明に係
るエンジンの制御装置においては必ずしもこのようにさ
れる必要はなく、吸気温の検出に代えて、エンジン１内
のシリンダ５に対する吸気充填量の変化に対応じて変化
する、例えば、冷却水の温度等が検出されるようになさ
れてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかな如く、本発明に係る工ンジンの
制御装置によれば、例えば、エンジンに使用される燃料
がハイオクタン・ガソリンであるときとられるべき第１
の点火時期制御態様と、例えば、エンジンに使用される
燃料がレギュラー・ガソリンであるときとられるべき第
２の点火時期制御態様とを適宜選択し、選択された第１
もしくは第２の点火時期制御態様に従ってエンジンの点
火時期を制御するにあたり、指定選択動作解除手段が、
点火時期制御態様設定手段が指定選択動作によって第２
の点火時期制御態様を選択した状態のもとで、温度検出
手段により検出された温度の変化が所定の温度変化以上
となったとき、点火時期制御態様設定手段に第２の点火
時期制御態様を選択する状態を解除させて、第１の点火
時期制御態様をとらせるので、例えば、エンジンが高速
連続運転されて吸気温が上昇した状態から中速運転状態
に移行せしめられ、その後吸気温か次第に低下していく
場合の如く、吸気温変化に起因してノッキング発生状態
が変化することになるもとにおいても、第１及び第２の
点火時期制御態様の選択が通正になされて、ノッキング
の発生を効果的に抑制することができ、しかも、エンジ
ン出力の増大及び燃費特性の向上環を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの制御装置を特許請求の
範囲に対応じて示す基本構成図、第２図は本発明に係る
エンジンの制御装置の一例をそれが適用されたエンジン
の主要部と共に示す概略構成図、第３図は第２同に示さ
れる例の動作説明に供されるタイムチャート、第４図は
第２図に示される例の動作説明に供される特性図、第５
図は第２図に示される例における制御ユニットにマイク
ロコンピュータが用いられた場合における斯かるマイク
ロコンピュータが実行するプログラムの一例を示すフロ
ーチャートである。 図中、１はエンジン、工５はノッキング・センサ、Ｉ６
は燃焼室、Ｉ７は点火プラグ、２０は点火時期制御部、
２１は点火コイル部、２５は温度センサ、４０は制御ユ
ニットである。 Ｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンが発生するノッキングを検出するノッキン
   グ検出手段と、 上記エンジンにおける吸気充填量の変化に 対応して変化する温度を検出する温度検出手段と、 上記エンジンについての第１の点火時期制 御態様と該第１の点火時期制御態様に比してエンジン出
   力を低下させることになる第２の点火時期制御態様との
   うちのいずれかを選択する点火時期制御態様設定手段と
   、 上記ノッキング検出手段によるノッキング の検出がなされたとき、上記点火時期制御態様設定手段
   により選択された第１もしくは第２の点火時期制御態様
   に従って、上記エンジンの点火時期を該エンジンにおけ
   るノッキングの発生を抑制すべく制御する点火時期制御
   手段と、 上記エンジンの点火時期が上記第１の点火 時期制御態様に従って制御されているもとにおいて、該
   制御による上記点火時期の基準点火時期からの変化量が
   所定量以上となったとき、上記点火時期制御態様設定手
   段に上記第２の点火時期制御態様を選択する指定選択動
   作を行わせる選択動作強制手段と、 上記点火時期制御態様設定手段が上記指定 選択動作によって上記第２の点火時期制御態様を選択し
   た状態のもとで、上記温度検出手段により検出された温
   度の変化が所定の温度変化以上となったとき、上記点火
   時期制御態様設定手段に上記第２の点火時期制御態様を
   選択する状態を解除させる指定選択動作解除手段と、 を備えて構成されるエンジンの制御装置。 ２、エンジンが発生するノッキングを検出するノッキン
   グ検出手段と、 上記エンジンにおける吸気充填量の変化に 応じて変化する温度を検出する温度検出手段と、 上記エンジンについての第１の点火時期制 御態様と該第１の点火時期制御態様に比してエンジン出
   力を低下させることになる第２の点火時期制御態様との
   うちのいずれかを選択する点火時期制御態様設定手段と
   、 上記ノッキング検出手段によるノッキング の検出がなされたとき、上記点火時期制御態様設定手段
   により選択された第１もしくは第２の点火時期制御態様
   に従って、上記エンジンの点火時期を該エンジンにおけ
   るノッキングの発生を抑制すべく制御する点火時期制御
   手段と、 上記エンジンの点火時期が上記第１の点火 時期制御態様に従って制御されているもとにおいて、該
   制御による上記点火時期の基準点火時期からの変化量が
   、上記温度検出手段により検出された温度に応じて設定
   される所定量以上となったとき、上記点火時期制御態様
   設定手段に上記第２の点火時期制御態様を選択する指定
   選択動作を行わせる選択動作強制手段と、 上記点火時期制御態様設定手段が上記指定 選択動作によって上記第２の点火時期制御態様を選択す
   るものとされたもとで、上記温度検出手段により検出さ
   れた温度の変化が所定の温度変化以上となったとき、上
   記点火時期制御態様設定手段に上記指定選択動作によっ
   て上記第２の点火時期制御態様を選択するものとされた
   状態を解除させる指定選択動作解除手段と、 を備えて構成されるエンジンの制御装置。