JPH0243896B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主として自動車のエンジンに適用さ
れるノツキング制御装置に関するものである。

［従来技術］ 近時の自動車用エンジンにおいては、排気ター
ボチヤージヤ等の過給機を付加したり、圧縮比を
高めて高効率化を図るようにしたものが少なくな
いが、このようにするとノツキングが発生し易く
なる。ノツキングは、燃焼室内のエンドガスの自
己着火により発生する気柱振動であり、不快な音
や振動が発生するだけでなく出力の低下を伴うこ
ともある。そして、過度のノツキングが頻発する
と点火プラグ、バルブあるいはピストンの溶損等
を招くおそれがあり、エンジンの耐久性を著しく
低下させるという不都合がある。そのため、この
種のエンジンでは、ノツキング制御装置を設けて
有害なノツキングの発生を抑制し得るようにして
いるのが一般的である。

しかして、この種ノツキング制御装置に関する
先行技術として、特開昭56−138435号に示される
ようなものがある。すなわち、このものは、エン
ジン本体にノツキングを検出するノツクセンサを
設けておき、このノツクセンサによりノツキング
の発生が検知された場合に空燃比をリツチ側に補
正するようにしたものである。なお、従来の空燃
比制御は、エアーブリード通路やメインジエツト
の開度を変えることにより行なつている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、空燃比をリツチ側に補正することの
みによつてノツキングを抑制するようにしたもの
は、強度のノツキングが発生した場合に燃料を無
駄に消費する傾向があり、燃料経済性が著しく悪
化するという問題がある。また、前記のような空
燃比制御では、燃料の増量に時間遅れが生じ易
く、応答性の高い適確な制御を行なうのが難しい
という問題もある。さらに、空燃比の補正をエア
ブリード通路やメインジエツトの開度を変化させ
ることにより行なう場合には、その開度調節のた
めに格別なアクチユエータが必要になる。そのた
め、部品点数が増大し、構造が複雑化してコスト
高を招くという問題がある。

かかる不都合を招来することのないノツキング
制御方式としては、ノツキングの発生を検知した
場合に、排気ターボチヤージヤのタービン部に並
設してあるウエストゲートバルブを開成させ、過
給圧を低下させて該ノツキングを抑制することが
考えられる。しかしながら、ウエストゲートバル
ブの開成制御のみによつてノツキングの発生を抑
えるようにした場合には、前記ウエストゲートバ
ルブが開かれる頻度が非常に高くなり、出力が低
下する。そのため、排気ターボチヤージヤの存在
価値が減殺されるという問題がある。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、かかる問題を解消するために、ウエ
ストゲートバルブの開成制御と、機械式加速ポン
プの代替要素として設けられている電磁式の燃料
噴射ポンプを利用した空燃比制御とをノツキング
の大小に応じて選択的に行なつて該ノツキングを
抑制するようにしたものである。すなわち、本発
明は、ノツクセンサによりノツキングの発生を検
知した場合であつてそのノツキングの程度が大き
い時には、制御手段から前記ウエストゲートコン
トローラに向けてウエストゲートバルブを開成さ
せるべき旨の信号を出力する一方、ノツキングの
程度が小さい時には前記制御手段から前記燃料噴
射ポンプに向けて燃料を吐出すべき旨の信号を出
力するように構成したことを特徴とする。

［作用］ したがつて、強度のノツキングが発生した場合
には、ウエストゲートバルブが開成して過給圧が
低下し、そのノツキングの発生が速やかに抑制さ
れる。一方、ノツキングが軽度の場合には、燃料
が前記燃料噴射ポンプから吸気系路に吐出される
ことになり、空燃比が瞬間的にリツチ側に補正さ
れて、そのノツキングが抑制される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図は、自動車用ガソリンエンジンを概略的
に示すシステム説明図であり、図中１はエンジン
本体、２は吸気系路、３は排気系路である。吸気
系路２は始端を図外のエアクリーナを介して大気
に開口させるとともに終端を吸気バルブ４を介し
て前記エンジン本体１の燃焼室５に連通させたも
ので、その途中に気化器６が介設してある。気化
器６は、フアースト系６ａとセカンダリ系６ｂを
有したもので、フアースト系６ａのスロツトルバ
ルブ７は、アクセルペダルの踏込量に応じて開閉
する一方、セカンダリ系６ｂのスロツトルバルブ
８は、吸気系路２内の圧力により作動するダイヤ
フラム機構９に連結され、主として高負荷域で開
成するようになつている。また、排気系路３は始
端を排気バルブ１１を介して前記燃焼室５に連通
させるとともに終端を図外のマフラー等を介して
大気に開放させたものであり、この排気系路３と
前記吸気系路２との間に排気ターボチヤージヤ１
２を設けている。排気ターボチヤージヤ１２は、
前記吸気系路２の前記気化器６よりも上流部分に
介設したコンプレツサ部１３と、前記排気系路３
の途中に介設され排気エネルギにより回転して前
記コンプレツサ部１３を駆動するタービン部１４
とを具備してなるもので、前記タービン部１４に
対して、ウエストゲートバルブ１５が並設してあ
る。ウエストゲートバルブ１５は、排気をバイパ
スさせて前記タービン部１４を減速するためのも
ので、図示しない過給圧センサ等から入力される
電気的な信号に応じて作動するウエストゲートコ
ントローラ１６に付勢されて開閉動作するように
なつている。

なお、前記気化器６は機械的な加速ポンプを有
しておらず、その代替要素として電磁式の燃料噴
射ポンプ１７を備えている。燃料噴射ポンプ１７
は、第２図に示すように、ポンプ室１８を形成す
るシリンダ１９内にピストン２１を収容し、この
ピストン２１をスプリング２２の付勢力とソレノ
イド２３の電磁吸引力とによつて進退させてポン
プ機能を営み得るように構成したものである。ま
た、このポンプ１７は前記ポンプ室１８にそれぞ
れ連通する入口２４と出口２５とを備えており、
その入口２４を逆止弁２６を有したインレツト通
路２７を介して気化器６のフロート室２８に連通
させるとともに、出口２５を逆止弁２９を有した
アウトレツト通路３１を介して気化器６の吸気通
路３２内に開口させている。そして、この燃料噴
射ポンプ１７をマイクロコンピユータ３３により
制御するようにしている。マイクロコンピユータ
３３は、中央演算処理装置３４と、メモリ３５
と、インターフエイス３６，３７とを具備してな
るもので、前記インターフエイス３６には、前記
スロツトルバルブ７の開成位置を検出する開度検
出器３８からの検出信号が入力されるようになつ
ている。そして、このマイクロコンピユータ３３
のメモリ３５には、次のようなプログラムが内蔵
させてある。すなわち、前記開度検出器３８から
の検出信号ａを逐次読込むとともに読込んだスロ
ツトルバルブ７の位置情報を時間で２階微分して
スロツトルバルブ７の開成方向の加速度を算出す
る。そして、その算出値を設定値と比較すること
によつて前記スロツトルバルブ７が一定以上の加
速度で開成したと判定した場合に前記燃料噴射ポ
ンプ１７に向けて加速用燃料を吐出すべき旨の信
号ｂを出力する。具体的には、前記燃料噴射ポン
プ１７のソレノイド２３に所定回数のパルス電圧
が印加される。

このような構成のエンジンに本発明に係るノツ
キング制御装置を設けている。このノツキング制
御装置は、ノツキングを検出するノツクセンサ４
１と、このノツクセンサ４１によりノツキングの
発生が検知された場合であつてそのノツキングの
程度が大きい時には前記ウエストゲートコントロ
ーラ１６に向けてウエストゲートバルブ１５を開
成させるべき旨の信号ｃを出力する一方ノツキン
グの程度が小さい時には前記燃料噴射ポンプ１７
に向けて燃料を吐出すべき旨の信号ｄを出力する
制御手段とを備えてなる。そして、この実施例で
は、前記マイクロコンピユータ３３が前記制御手
段としての役割を担つている。詳述すれば、前記
ノツクセンサ４１は、例えば、ノツキングの気柱
振動によつて励起されるシリンダブロツク４２の
振動を圧電素子により電気信号ｅに変換するよう
にしたもので、その電気信号ｅを前記マイクロコ
ンピユータ３３のインターフエイス３６に入力す
るようにしている。そして、このマイクロコンピ
ユータ３３には、前述したプログラム以外に、次
のようなプログラムおよびデータを内蔵させてあ
る。すなわち、ノツキングの強度と、そのノツキ
ングを抑制するのに必要なウエストゲートバルブ
１５の開度（最小値）との関係、および、ノツキ
ング強度と、該ノツキングを抑えるのに最適な燃
料増量値との関係をそれぞれマツプ状にしてメモ
リ３５に記憶させてある。そして、ノツクセンサ
４１からノツキング検知信号ｅが付与されると、
そのノツキングの強さが予め定めた設定値よりも
大きいか小さいかを比較する。そして、ノツキン
グが大きいと判定した場合には、そのノツキング
強度に応じたウエストゲートバルブ開度をメモリ
３５から選択的に引き出し、その開度に応じた開
成指令信号ｃを前記ウエストゲートコントローラ
１６に向けて出力するようにしてある。ウエスト
ゲートコントローラ１６は、ウエストゲートバル
ブ１５をデユーテイ制御し、前記開成指令信号ｃ
に対応する実質開度を確保して所要量の排気をバ
イパスさせるようになつている。一方、ノツキン
グの強さが設定値よりも小さいと判定した場合に
は、そのノツキング強度に対応する燃料増量値を
前記メモリ３５から選択的に引き出し、その燃料
増量値に対応する数のパルス信号ｄをインターフ
エイス３７から前記燃料噴射ポンプ１７に向けて
出力するようにしてある。

このような構成のものであれば、スロツトルバ
ルブ７が一定の加速度で開成された場合には、そ
の加速程度に応じた数のパルス電圧が燃料噴射ポ
ンプ１７のソレノイド２３に印加され、そのパル
ス数に対応する回数だけピストン２１が往復動し
て必要な燃料が気化器６の吸気通路３２内に吐出
される。その結果、メインジエツト（図示せず）
からの燃料の遅れが補われ、適切な加速が行なわ
れる。

また、ノツキングが発生すると、ノツクセンサ
４１からその旨の信号ｄがマイクロコンピユータ
３３に付与される。そして、そのノツキングの強
さが設定値よりも大きい場合には、該マイクロコ
ンピユータ３３からそのノツキングの程度に応じ
た開成指令信号ｃがウエストゲートコントローラ
１６に向けて出力される。その結果、ウエストゲ
ートバルブ１５が、その信号ｃに対応する実質開
度まで開成することになり、排気の一部がバイパ
スされてタービン部１４が減速される。そのた
め、過給圧が低下し、ノツキングの発生が速やか
に抑えられる。一方、ノツキングの強さが前記設
定値よりも小さい場合には、前記マイクロコンピ
ユータ３３から燃料噴射ポンプ１７に向けてその
ノツキングの程度に応じた燃料を吐出すべき旨の
信号ｄが出力され、前記燃料噴射ポンプ１７がそ
の信号ｄに対応する回数だけ作動して燃料を吸気
通路３２に吐出する。そのため、空燃比が瞬間的
にリツチ側に補正されることになり、ノツキング
が制御される。

このようにして、ノツキングを抑制できるわけ
であるが、このものは、ウエストゲートバルブ１
５の開成制御と、空燃比制御とを選択的に使用し
するようにしている。すなわち、大きなノツキン
グはウエストゲートバルブ１５の開成制御によつ
て抑制し、比較的小さなノツキングは空燃比制御
によつて抑えるようにしている。そのため、燃料
がノツキングの抑制のために無駄使いされるとい
う不都合を最小限にとどめた上でノツキングの発
生を迅速に収拾することができるものである。

なお、このものは、速やかな抑制が難かしい大
きなノツキング以外は、空燃比制御によつて抑え
るようにしているので、ウエストゲートバルブ１
５が頻繁に開成するようなことがない。したがつ
て、ウエストゲートバルブの開成制御のみによつ
てノツキングを抑制する場合のようにエンジン出
力が大きく低下するという不都合も生じない。

また、ウエストゲートバルブ１５を開くまでも
ない小さなノツキングを抑制するための空燃比制
御を、加速ポンプの代替要素として設けられた電
磁式の燃料噴射ポンプ３３を利用して行なうよう
にしているので、エアブリードやメインジエツト
の開度調整により空燃比補正を行なうものに比べ
て応答性の高い制御が可能である。また、このよ
うに、既存のウエストゲートバルブ１５と加速用
の燃料噴射ポンプ１７の機能を利用した場合に
は、ノツキング制御のための格別なアクチユエー
タやバルブ等が一切不要となる。特に、この実施
例のものでは、ノツクセンサ４１を付加して、マ
イクロコンピユータ３３内のプログラムを拡充す
るだけで実施が可能である。したがつて、部品点
数が少なく構造が簡単であり、容易に実施するこ
とができるという利点もある。

なお、前記実施例では、加速燃料増量制御用の
マイクロコンピユータにノツキング制御用の制御
手段としての役割をも担わせるようにした場合に
ついて説明したが、本発明はかならずしもこのよ
うなものに限定されるものではなく、例えば、加
速燃料増量用の制御手段と、ノツキング制御用の
制御手段とを各別に設けてもよい。

また、ノツキングの程度に応じて燃料吐出量や
ウエストゲートバルブの開度を決定する方法は、
前記のようなマツプ方式に限られない。例えば、
ノツキングの程度と燃料吐出量やウエストゲート
バルブの開度との関係を示す数式をメモリに記憶
させておき、その数式を用いて最適な燃料吐出量
やバルブ開度をその都度算出するようにしてもよ
い。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、部品
点数が少なく構造が簡単で実施が容易であり、し
かも、応答性が高くあらゆる強度のノツキングを
迅速かつ適確に抑制することができ、さらに、燃
料の無駄使いや出力の低下を有効に防止すること
ができるノツキング制御装置を提供できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム説明
図、第２図は同実施例における燃料噴射ポンプの
概略断面図である。 １……エンジン本体、２……吸気系路、３……
排気通路、５……燃焼室、６……気化器、１２…
…排気ターボチヤージヤ、１５……ウエストゲー
トバルブ、１６……ウエストゲートコントロー
ラ、１７……燃料噴射ポンプ、３３……制御手段
（マイクロコンピユータ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機械式の加速ポンプを廃止した気化器と、こ
   の加速ポンプの代替要素として設けた電磁式の燃
   料噴射ポンプと、前記気化器の上流側にコンプレ
   ツサ部を配するとともに該コンプレツサ部を駆動
   するタービン部にウエストゲートバルブを並設し
   た排気ターボチヤージヤと、前記ウエストゲート
   バルブを開閉させるウエストゲートコントローラ
   とを具備してなるエンジンにおけるノツキング制
   御装置であつて、ノツキングを検出するノツクセ
   ンサと、このノツクセンサによりノツキングの発
   生が検知された場合であつてそのノツキングの程
   度が大きい時には前記ウエストゲートコントロー
   ラに向けてウエストゲートバルブを開成させるべ
   き旨の信号を出力する一方ノツキングの程度が小
   さい時には前記燃料噴射ポンプに向けて燃料を吐
   出すべき旨の信号を出力する制御手段とを備えて
   なることを特徴とするノツキング制御装置。