JPS60256527A - 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】 ［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ッ
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、排気ターボチャ
ージャ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
るとノッキングが発生し易くなる。ノッキングは、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、過度のノッキングが却発す
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ーング
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５６−１３８４−３５−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
にノソ゛キングを検出するノックセンサを設けておき、
このノックセンサによりノッキングの発生が検゛知され
た場合に空燃比をり・ソ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
路やメインジェッ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、空燃比をリッチ側に補止することのみによっ
てノッ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、空燃比の補正を工゛アブリート通路
やメインジエ・ントの開度０　□イア−６ｏより３よ、
イ、４うヵヵ４３□よ、ヶ。。

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１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。

し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、ウェストゲー
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
よってノッキングの発生を抑制するようにし、その制御
によってはノッ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、制御手段からウェ
ストゲート／ルプを開成させるべき旨の信号を出力する
とともに、前記ウェ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ッキングの発生を抑制しきれな
い場合に前記燃料噴　ｊ　、ｊ’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］ したがって、ノンキングか発生した場合には。

まず、ウェストゲート／ヘルプが若干開成して過給圧が
低下し、ノッキングの発生が抑制される。なお、前記ウ
ェ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ッ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味気系路に吐出
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５、　ノア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一方、
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、前記タービン部
１４に対して、ウェストゲート／ヘルプ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工４を減速するためのもので１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
勢力とソレノイド２３の電磁吸引力とによって進退させ
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
を逆上弁２６を有したインレット通路２７を介して気イ
ヒ器６のフロート室２８に連通させるとともに、出口２
５を逆市弁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３
３は、中央演算処理装置３４と、メモリ３５るもので、
前記インターフェイス３６には、前記スロットルバルブ
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
からの検出信号ａを逐次読込むとともに読込んだスロッ
トルバルブ７の位置情報を時間で２階微分してスロット
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　１信号すを出力する。具体、的には、前記
燃料噴射ポンプドアのソレノイド２３に所定回数のパル
ス電　１１（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。このノッキング制御装置は、ノッ
キングを検出するノックセンサ４１と、このノックセン
サ４１＜よりノッキングの発生が検知された場合にまず
前記ウェストゲートコントローラ１６に向けてウェスト
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、前記ウェストゲートバルブ１５が中間的な
設定開度まで開成してもノッ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、ノッキングの強度と、そのノッキ〉・グを抑
制するのに必要なウェストゲートパル５に格納しである
。そして、ノックセンサ４１からノッキング検知信号ｅ
が付与されると、そのノッキングの強度に応じたウェス
トゲートバルブ開度朱メモリ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−上コントローラ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Ｃに対
応する実質開度を確保して所要湿の排気をバイパスさせ
るようになっている。さらに、前記ウェストゲートバル
ブ１５が開成制御されている状態におけるノッキング強
度と該ノッ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、前記ウェストゲートバルブ１
５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・ンクセンサ４１から信号ｅが供給され続け
る場合に、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ｄ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。

このような構成のものであれば、スロットルバルブ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が往復動じ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、ノックセンサ忰　４１
からその旨の信号ｄが＝イク・・・ピーータ３３に付与
される。その結果、該マイクロコンピュータ３３からそ
のノッキングの程度に応じた開成指令信号Ｃ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４８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、ノッキングの発生が抑えられる。なお、
前記ウェストゲートバルブ１５が前記設定開度まで開成
してもノッ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ュータ３３から燃料噴射ポン
プ１７に向けてそのノッ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１
７がその信号ｄに対応する回数だけ作動して燃料を吸気
道路３２に吐出する。そのため、空燃比が瞬間的にリッ
チ側に補正されることになり、ノッ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
もノッキングが収拾されな。、□　００．オ　、　ゎ４
　ウ　−　７　、　ヶー　、　７２．ウラ　□　５．９
５　辻　、畳□らに開成して最終的に全開となる。

このようにして、ノンキングを抑制できるわけであるが
、このものは、原則的にはウェストゲートバルブ１５の
開成制御によって、ノッキングを抑制するようにしてい
る。すなわち、ウェストゲートバルブ１５を設定開度ま
で開成させてもノッキングを抑制することができない場
合に限って空燃比を制御するようにしている。そのため
、燃料がノッ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、ウェストゲートバルブ１５を部分設定開度にま修
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、ウェストゲートバルブのみによってノッキングを抑
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、ウェストゲートバルブ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、既存のウェストゲートバルブ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・だが、
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、ノウキングの程度と燃
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
高くノッ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″＊発明０一実施例を１す’ｙＺ５−１＝、
Ｒ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。 ｌｌＩ・・エンジン本体 ２−・・吸気系路 ３噌・・排気系路 ５・番・燃焼室 ６・φΦ気化器 １２・・・排気ターボチャージャ １５−・昏ウェストゲートバルブ １６＠＠・ウェストゲートコントローラ１７・・・燃料
噴射ポンプ ３３・φ・制御手段（マイクロコンピュータ）代理人　
弁理士　赤線−博 １．（ メ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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ッサ部を配するとともに
   該コンプレッサ部を駆動す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
   ストゲートバルブを開閉させるウェ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ッキング制
   御装置であって、ノッキングを検出するノックセンサと
   、このノックセンサによりノッキングの発生が１検知さ
   れた場合にまず前記ウェストゲ−トコ°ントローラに向
   けてウェストゲート／ヘルプを開成させるべき旨の信号
   を出力するとともに、前記ウェ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ッ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
   とを特徴とするノッキング制御装置。