JPH0243897B2 - - 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、燃料を無駄に消費する傾向があり、燃料経済
性が悪化するという問題がある。また、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。さらに、
こ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。

［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
ストゲートバルブを部分的な領域で優先的に開成
制御することによつてノツキングの発生を抑制す
るようにし、その制御によつてはノツキングを抑
えきれない場合にだけ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
を利用して空燃比を変化させ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に、制御手段か
らウエストゲートバルブを開成させるべき旨の信
号を出力するとともに、前記ウエストゲートバル
ブが予め設定した部分開度まで開成してもノツキ
ングの発生を抑制しきれない場合に前記燃料噴射
ポンプに向けて燃料を吐出すべき旨の信号を出力
するうに構成したことを特徴とする。

［作用］ したがつて、ノツキングが発生した場合には、
まず、ウエストゲートバルブが若干開成して過給
圧が低下し、ノツキングの発生が抑制される。な
お、前記ウエストゲートバルブが設定開度まで開
成しても抑えることのできない強度のノツキング
が発生している場合には、次に、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、ノ
ツキングが速やかに抑制される。

［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にまず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を出力するとと
もに、前記ウエストゲートバルブ１５が中間的な
設定開度まで開成してもノツキングの発生を抑制
しきれない場合に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
段とを具備してなる。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）との関係を前記メモリ３５に格
納してある。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。さらに、前
記ウエストゲートバルブ１５が開成制御されてい
る状態における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実験等に
よつて求め、それらのデータをメモリ３５に記憶
させてある。そして、前記ウエストゲートバルブ
１５が全閉と全開との中間に定めた設定開度まで
開成しても、前記ノツクセンサ４１から信号ｅが
供給され続ける場合に、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。その結果、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抑えられる。
なお、前記ウエストゲートバルブ１５が前記設定
開度まで開成してもノツキングの発生を抑制しき
れない場合には、さらに、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
速やかに抑制される。ところで、このような空燃
比制御を付加してもノツキングが収拾されない場
合には、前記ウエストゲートバルブ１５がされに
開成して最終的に全開となる。

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、原則的にはウエストゲー
トバルブ１５の開成制御によつて、ノツキングを
抑制するようにしている。すなわち、ウエストゲ
ートバルブ１５を設定開度まで開成させてもノツ
キングを抑制することができない場合に限つて空
燃比を制御するようにしている。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ることが可能であり、
空燃比制御を主体としたものに比べて燃料経済性
を大幅に向上させることができる。

なお、ウエストゲートバルブ１５を部分設定開
度にまで開成させた段階で空燃比制御を行なうよ
うにしているので、ウエストゲートバルブのみに
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は生じな
い。

また、ウエストゲートバルブ１５の制御を優先
的に行なうとともに、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
してノツキング発生時の空燃比補正を行なうよう
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り、ノツキングを
迅速かつ適確に抑制することができる。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、燃料の無駄使いを
防止して高い燃料経済性を確保することができる
ノツキング制御装置を提供するものである。

【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……
排気系路、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にまず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とともに、前記ウ
   エストゲートバルブが中間的な設定開度まで開成
   してもノツキングの発生を抑制しきれない場合に
   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。