JPS60256525A - ノツキング制御装置 - 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】 、Ｅｆｆ：東上の利用分野］ 本発明は、主として自動車のエンジンに適用されるノン
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・■
ジャ等の過給機を伺加したり・圧縮比を高やて高効率化
を図るようにしたものが少なくないが、このようにすそ
とノッキングが発生し易くａる。ノンキングは、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
下を伴うことシある。そして、過度のノッキングが頻発
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、この種ツエンジンで
は、ノッキング制御装置を設けて有害なノッキングの発
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、この種ノッ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
ッキングを検出するノックセンサをＪ９けておき、この
ノックセンサによりノンキングの発生が検知された場合
に空燃比をり・ン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
インジェ・ントの開度を変えることにより行なっている
。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、前述のように空燃比の補正をエアブリード通
路やメインジェッ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ュエー
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。また、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。なお、かかる不都合を招来することのな
いノッキング制御方式としては、ノッキングの発生を検
知した場合に、直ちに排気ターボチャージャのタービン
部に並設しであるウェストゲートバルブ 該ノッキングを抑制することが考えられる。しかしなが
ら、ノッキングが発生するたびにウェストゲートバルブ
を開いていたのでは、エンジン出力の向」；を図るのが
困難となり、排気ターボチャージャの存在価値が大きく
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、機械式罪速ポ
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直接的に変化させるようにす
るとともに、その空燃比制御によってはノッキングを抑
えきれない場合にだのである。すなわち、本発明は、ノ
ックセンサによりノンキングの発生を検知した場合に、
制御手段から前記燃料噴射ポンプに向けて、ノンキング
の程度に応じた燃料を吐出すべき旨の信号を出力すると
ともに、これによってノンキングの発生を抑制しきれな
い場合にウェストゲートバルブを開成させるべき旨の信
号を出力するように構成したことを特徴とする。

［作用］ したがって、ノッキングが発生した場合には、その程度
に応じた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ッチ側に補正さ
れて、ノッキングが速やかに抑制される。なお、空燃比
の制御だけでは抑えることのできない強度のノッキング
が発生している場合には、次に、ウェストゲートバルブ
が開かれることになり過給圧が低下してそのノンキン・
グが確実に抑えられる。

〔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が介設しである
。気化器６は、ファースト系６ａとセカンダリ系６ｂを
有したもので、ファースト系６ａのスロットルバルブ７
は，アクセルペダルの踏込量に応じて開閉するー・方、
セカンダリ系６ｂのスロットルバルブ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っている。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ャージャ１２を設け
ている。排気ターボチャージャ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ッサ
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ッサ部１３を駆動するタ
ービン部１４とを具備してなるもので、前記タービン一
部１４に対して、ウェストゲートバルブ１５が並設しで
ある。ウェストゲートバルブ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
応じて作動するウェ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っている。

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
付勢力とソレノ市　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
ぞれ連通する人口２４と出口２５とを備えており、その
人１コ２４を逆止方２６を有したインレット通路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を有したアウトレット通路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をマイクロコンピュー
タ３３により制御するようにしている。マイクロコンピ
ュータ３３は、中央演算処理装置３４とメモリ３５と、
インターフェイス３６．３７とを具備してなるもので、
前記インターフェイス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っている。そして、このマイクロ
コンピュータ３３のメモリ３５には、次のようなプログ
ラムが内蔵させである。すなわち、前記開度検出器３８
がらの検出信号ａを逐次読込むとともに読込んだスロワ
　′　□トルバルブ７の位置情報を時間で２階微分して
ス、１（ ロントルバルブ′７の開成方向の加速度を算出す　ｊる
。そして、その算出値を設定値と比較することによって
前記スロットルバルブ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すを出力する。具体的には
、前記燃料噴射ポンプ１７のソレノイドに所定回数林パ
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ッ′　キン
グ制御装置を設けている。このハキング′制御装置は、
ノッキングを検出する）、ンクセンサ４１と、このノッ
クセンサ４１によりノ、：、キングの発生が検知された
場合にまず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と□　ともに、これによってノッ
キングの発生を制御しきれない場合に前記ウェストゲー
ト／′−ルブコントローラに向けてウェストゲートバル
ブを開成させるｋき旨の信号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
コンピュータ３３が前記制御手段としての役割を担って
いる。詳述すれば、前記ノックセンサ４１は、例えば、
ノッキングの気柱振動によって励起されるシリンダブロ
ック４２の振″動を圧電素子により電気信号ｄに変換す
るようにしたもので、その電気信号ｄを前記マイクロコ
ンピュータ３３のインターフェイス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ュータ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である。すなわち、ノッキング
の程度と、そのノッキングを抑制するのに最適な燃料増
量値との関係を実験等によってめ、それらのデータをメ
モリ３５に記憶させである。そして、前記ノックセンサ
４１から人力される信号ｄによってノッキングの発生を
確認するとと□もにそのノンキングの強度を察知した場
合に、そのノッ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Ｃをインターフェイス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である
。また、ノッキングの強度と、そのノッキングを抑制す
るのに必要なウェストゲートバルブの開度（最小値）と
の関係□を前記メモリに格納しである。そして、前記燃
本−１噴射ポンプ１７に指令する燃料増量値が予め設定
した最大値に達してもノックセンサ４１からのノンキン
グ検知信号ｄが入力されつづける場合には、そのノッキ
ングの強度に応じたウェストゲ−１−、’：ルブ開度を
メモリ３５がら選択的に引き出し、その開度に応じた開
成指令信号ｅを前記ウェストゲートコントローラ１６に
向けて出力するようにしである。ウェストゲートコント
ローラ１６は、ウェストゲートバルブ１５をデユーティ
制御し、前記開成指令信号ｅ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っているつ このような構成のものであれば、スロットル／ヘルプ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が往復動しり　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、メインジェット
（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、ノッキングが発生すると、ノックセ
ンサ４１からその旨の信号ｄがマイクロコンピュータ３
３に付与される。その結果、該マイクロコンピュータ３
３からそのノッキングの程度に応した燃料を吐出すべき
旨の信号Ｃが出力され、前記燃料噴射ポンプ１７がその
信号Ｃ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、空燃比が瞬間的にり・ンチ側に
補正されることになり、ノンキングが速やかに抑制され
る。なお、このような空燃比制御だけでは、ノッキング
の発生を抑えられない場合には、前記マイクロコンピュ
ータ３３から開成指令信号ｅがウェ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、ウェストゲー
トバルブ１５が、その信号ｅ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、
°ノンキングの発生が迅速に抑えられる。　ｉ□□１′
このようにして、ノッキングを抑制できるわけであるが
、このものは、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を利用してノッキング発生
時の空燃比補正を行なうようにしているので、エアブリ
ードやメインジェッ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、ノン
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、ノッキング制御のための格別なアクチュエ
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、ノックセンサ４１を付加
して、マイクロコンピュータ３３内のプログラムを拡充
するだけで実施が可能である。したがって、部品点数が
少なく構造が簡単であ、す、容易に実施することができ
るという利点もある。しかも、空燃比制御だけではノッ
キングを抑えきれないような事態が発生した場合には、
ウェストゲートバルブ１５を開いて過給圧を下げるよう
にしているので１強度のノッキングが発生した場合でも
、その事態を速やかに収拾することができる。そして、
このウェストゲートバルブ１５の開度制御は、以上のよ
うに特定の事態が発生した場合に限って行なうようにし
ているので、ウェストゲートバルブ１５の開閉制御のみ
によってノッキングを抑制する場合のように出力の低下
を招くという不都合がなく、排気ターボチャージャ１２
のパワーアンプ機能を効果的に発揮させることができる
ものである。

なお、前記実施例では、加速燃料増量制御用のマイクロ
コンピュータにノッ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＃！ｉ量用の制御手段と、ノ
ッキング制御用の制御手段とを各別に設けてもよい。

また、ノッキングの程度に応じて燃料吐出量やウェスト
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・ンキングの程度と
燃料吐出量やウェ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
適な燃料吐出量やパルプ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１以上のような構成であるから、部品点数が少
なぐ構造が簡単で実施が容易であり、しかも、応答性が
高くノッキングを迅速かつ適確に抑制することができ、
さらに、排気ターボチャージャによるパワーアップ効果
を十分に確保して出力の低下を防止することができるノ
ッ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・・拳エンジン本体 ２・・−吸気系路 賛　３・・・排気系路 ５・・・燃焼室 ６１１・・気化器 １２＠９・排気ターボチャージャ １５・・・ウェストゲートバルブ １６・台−ウェストゲートコントローラ１７・・・燃料
噴射ポンプ ３３・・・制御手段（マイクロコンピュータ）代理人　
弁理士　赤澤−博 、１（ 甚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ：：＝：ニフ］゛＝累、；、、”：、ｉ＊’（ＩＩに＝
   ：二二二様機械式速ポンプを廃止した気化器と、このす
   部を配するとともに該コンプレ゛２す部を駆動讐るター
   ビン部にウェストゲートバルブを並設した排気ターボチ
   ャージャと、前記ウェストゲ−ドパを具備して雇るエン
   ジンにおけるノッキング制御′装置であって、ノンキン
   グを検出するノックセンサと、このノックセンサよりノ
   ンキングの発生が検知された場合にまずｔｉｉｊ記燃料
   噴射ポンプに向けに１，１”Ｑによ・て）・・キングの
   発生を抑制しきｉない場合に前記ウェストゲートコント
   ローラに向けてウェストゲートバルブを曲成させるべき
   旨の信号を出力する制御手段とを−えてなることをｉ徴
   とするノッキング制御装置。