JPS5825528A - 燃料噴射式エンジンの燃料噴射制御装置 - 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】 本発明は、燃料噴射式エンジンの燃料噴射制御装置に関
し、特に吸気温度の上昇に起因するノッキングの発生を
防止するようにしたものに関する。

一般に、エンジンに供給される吸気の温度が高くなると
、燃料が着火しやすい状態となり、異常燃焼によりノッ
キングが生じやすく、特にエンジ／の低回転、高負荷時
において顕著となるという問題があった。

そのため、従来、例えば特開昭５６−２０’ｉ’６３号
公報に示されているように、エンジンの吸入空気量に基
づいて燃料噴射弁の燃料噴射を制御するようにした燃料
噴射式エンジンにおいて、ノッキングを検出したとき、
エンジンの点火時期、排気還流量、燃料噴射量あるいは
燃料噴射時期を制御することにより、ノッキングの発生
を未然に防止するようにすることが知られている。

しかるに、吸気温度の上昇に伴うノッキングの発生を防
止すべく、例えば燃料噴射量を増量すると、増量した燃
料の気化熱の利用により吸気温度が低下し、ノッキング
の発生を防止することは可能であるが、反面、空燃比が
オーバリッチとなって燃焼性が悪化し、また燃費性も悪
化するという欠点がある。また、他の燃料噴射時期等を
制御しても、吸気温度の低下に寄与せず、吸気温度の上
昇に伴うノッキングの発生防止にはさほど実効のないも
のである。

そこで、本発明は斯かる点に鑑み、上記のような燃料噴
射式エンジンにおいて、ノッキング時には燃料噴射弁の
噴射回数を正規の噴射回数よりも増加させるようにする
ことにより、噴射燃料の気化性を良くしその気化熱を有
効利用して吸気温度を低下させるようにし、よって吸気
温度の上昇に伴うノッキングの発生を未然に防止できる
ようにした燃料噴射式エンジンの燃料噴射制御装置を提
供せんとするものである。

すなわち、本発明は、エンジンの吸入空気量に基づいて
燃料噴射弁の燃料噴射を制御するようにした燃料噴射式
エンジンにおいて、燃焼室の圧力変動もしくは該圧力変
動に起因したエンジン振動によりエンジンのノッキング
状態を検出する検出手段と、該検出手段の出力信号に応
じて燃料噴射弁の噴射回数を正規の噴射回数よりも増加
させる燃料噴射回数制御手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例である燃料噴射式エンジンの
燃料噴射制御装置を示し、第１図において、１はエンジ
ンのノッキングを燃焼室の圧力変動もしくは該圧力変動
に起因したエンジン振動として検出する例えばピエゾ素
子よりなるノッキングセンサ、２は該ノッキングセンサ
１の振動信号から所定周波数の振動信号を出力Ａとして
取り出すバンドパスフィルタ、５は該バンドパスフィル
タ２の出力Ａに基づいて基準レベルの出力Ｂを設定する
第１基準レベル設定回路、４は上記バンドパスフィルタ
２の出力Ａと第１基準レベル設定回路５の出力Ｂとを比
較して出力Ａが基準出力Ｂよりも大のときに出力Ｃを出
力する第１比較回路、５は該第１比較回路４の出力Ｃを
積分した出力りを出力する積分回路、６は基準レベルの
出力Ｅを設定する第２基準レベル設定回路、７は上記積
分回路５の出力りと第２基準レベル設定回路６の出力Ｅ
とを比較して出力りが基準出力Ｅよりも犬のとき、に出
力Ｆを出力する第２比較回路、８は該第２比較回路７の
出力Ｆを通過または阻止する第１ゲート回路で、該第１
ゲート回路８は、エンジンの回転数を検出するエンジン
回転数検出回路９からの出力を受けて、エンジン回転数
が設定値以下のとき（エンジンの低回転時）には上記第
２比較回路７からの出力Ｆを通過せしめて後述の第２ゲ
ート回路１４に加える一方、エンジン回転数が設定値以
上のとき（エンジンの高回転時）には第２比較回路７の
出力Ｆの通過を阻止するものである。

以上のノッキングセンサ１から第１ゲート回路８までの
回路によって、エンジンのノッキング状態を検出する検
出手段１０を構成している。

また、１１はエンジンの吸入空気量を検出するメジャリ
ングプレート型式の流量計、１２はディストリビュータ
の回転を検出して該ディストリビュ−タ１回転当り（エ
ンジン２回転当り）に１つのパルス信号を出力する第１
回転ピックアップ、１６は同じくディストリビュータの
回転を検出して、上記第１回転ピックアップ１２に対し
てディストリビュータ角で１８００の位相差をもって、
ディストリビュータ１回転当り　（エンジ・ン２回転当
り）に１つのパルス信号を出力する第２回転ピックアッ
プ、１４は該第２回転ピックアップ１５の出力を通過ま
たは阻止する第２ゲート回路で、該第２ゲート回路１４
は、上記第１ゲート回路８からの出力を受けたときには
第２回転ピックアップ１５の出力を通過させる一方、第
１ゲート回路８からの出力を受けないときには第２回転
ピックアップ１５の出力の通過を阻止するものである。

さらに、１５は、上記流量計１１．第１回転ピックアッ
プ１２および第２ゲート回路１４からの出力を受けて燃
料噴射弁１６の燃料噴射を制御する燃料演算回路であっ
て、該燃料演算回路１５は、流量計１１の出力に基づい
て所定の燃料噴射量に相当する噴射パルス信号を出力す
るとともに、第１回転ピックアップ１２からの出力を受
けているとき（ノッキングが起きていない通常時）には
、上記噴射パルス信号を第１回転ピックアップ１２のパ
ルス数に相当する正規の噴射パルス数およびパルス巾を
もつパルス信号とす′る一方、第２ゲート回路１４から
の出力が更に加わったとき（ノツキフグ時）には、上記
噴射パルス信号を、第１回転ピックアップ１２と第２回
転ピックアップ１５とのパルス数を合算した数に相当す
る上記正規噴射パルス数の２倍のパルス数で、かつ正規
噴射パルス巾のシルパルス巾をもつパルス信号とするも
のである。以上の第１回転ピックアップ１２から燃料演
算回路１５までの回路によって、燃料噴射量を増量させ
ずに上記検出手段１０の出力信号に応じて燃料噴射弁１
６の噴射回数を正規の噴射回数よりも例えば２倍に増加
させる燃料噴射回数制御手段１７を構成している。

さらに、１８は上記積分回路５の出力りとエンジン回転
数検出回路９の出力とを加算する加算回路、１９は該加
算回路１８の出力により点火時期の遅角量を制御する遅
角量制御回路、２０はエンジンの回転に応じた同期パル
スを発生する信号発生器、２１は該信号発生器２０の出
力パルスに対し上記遅角量制御回路１９の出力分だけ遅
角させて点火回路２２の点火を行うイグナ、イタであっ
て、以上の加算回路１２からイグナイタ２１までの回路
によりエンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段
２５を構成している。

次に、上記実施例の作動を第２図および第３図に従って
説明する。

先ス、エンジンのノッキングが起きていない通常時に、
は、エンジンのノッキング状態を検出する検出手段１０
の不作動により、第２ゲート回路１４は第２回転ピック
アップ１５の出力の通過を阻止した状態にある。そのこ
とにより、燃料演算回路１５には流量計１１の出力と第
３図（ａ）に示す第１回転ピックアップ１２の出力とが
入力されており、該燃料演算回路１５は第３図（Ｑ）に
示すように第１回転ピックアップ１２のパルス数に相当
するパルス数を゛、もつ正規の噴射パルス信号を出力す
る。

よって、燃料噴射弁１６か゛らは、正規の噴射回数でも
って吸入空気量に基づいた噴射量の燃料が噴射され、適
正な空燃比でもって良好な燃焼が行われる。

これに対し、吸気温度の上昇によりエンジンがノッキン
グを起こすと、ノッキングセンサ１がこのノッキング状
態を燃焼室の圧力変動もしくはエンジン振動として検出
して、第２図（ａ）に示すような撫動信号の出力Ａを出
力し、その振幅が第１基準レベル設定回路Ｓの基準レベ
ルの出力Ｂよりも大きいと、第１比較回路４から第２図
（１））に示すような出力Ｃが出力される。そして、こ
の出力Ｃは積分回路５によって積分されて第２図（Ｃ）
に示すような出力りとなり、この出力りが第２基準レベ
ル設定回路６の基準レベルの出力Ｅよりも大きいと、第
２比較回路７から第２図（ｄ）に示すような出力Ｆが出
力されて、ノッキングが起こっていることが検出される
。

そして、その際、エンジンの回転数が設定値以下の低回
転領域にあると、それを検出するエンジン回転数検出回
路９の出力を受けて第１ゲート回路８は信号の通過を許
容する状態にあるので、上記第２比較回路７からの出力
Ｆはこの第１ゲート回路８を介して第２ゲート回路１４
に入力される。

そのことにより、第３図（ｂ）に示す第１回転ピックア
ップ１５の出力は第２ゲート回路１４を通過して、上記
第１回転ピックアップ１２の出力と共に燃料演算回路１
５に入力されることとなる。その結果、燃料演算回路１
５によシ、第３図（ｄ）に示すように第１回転ピックア
ップ１２と第２回転ピックアップ１！１とのパルス数を
合算した数に相当する上記正規噴射パルス数の２倍のパ
ルス数で、かつ正規噴射パルス巾の４のハルス巾をもつ
噴射パルス信号が出力され、よって、燃料噴射弁１６か
らは、正規の噴射回数よりも２倍に増加した噴射回数で
もって吸入空気量に基づいた通常時と同じ噴射量の燃料
が噴射されることになる。

したがって、このようにエンジンのノッキングが検出さ
れた際、燃料噴射弁１６の噴射回数が正規の噴射回数よ
りも例えば２倍に増加することにより、燃料噴射量は通
常時と変わらないが、１回の噴射量が歩量となることと
相俟って、燃料の霧化が促進されて気化性が良くなるの
で、その気化熱を有効に利用して吸気温度を大巾に低下
させることができ、よって吸気温度の上昇に伴うノッキ
ングの発生を未然にかつ確実に防止することができる。

尚、エンジンの回転数が設定値以上の高回転時には、エ
ンジン回転数検出回路９からの出力を受けた第１ゲート
回路８により、第２比較回路７の出力Ｆが第２ゲート回
路１４へ入力されるのを遮断して、燃料噴射回数制御手
段１７の作動が不能となるようにしているが、この場合
には、エンジン高回転時であるのでノッキングが発生し
難いこと、および燃料噴射弁１６の噴射回数を増加させ
るとエンジンの高回転に伴い該燃料噴射弁１６の追従性
が悪くなり、空燃比が適正値から変化して燃焼性が悪化
すること等に依るためである。

さらに、ノッキングの検出時には、積分回路５の出力り
が加算回路１８に入力されて、エンジン回転数検出回路
９の出力と加算され、その出力は遅角量制御回路１９に
入力され、該遅角量制御回路１９によりイグナイタ２１
の出力の遅角量が制御されることにより、点火回路２２
の点火時期はエンジン回転数によって決まる遅角量に加
えて、第２図（Ｃ）に示す量の出力りだけ余分に遅角さ
れることになり、このことにより上記ノッキングの発生
防止を一層確実に行うことができる。

尚、上記実施例では、流量計１１としてメジャリング型
式のものを用いた場合について述べたが、カルマン渦流
量計を用いてもよく、この場合、燃料噴射回数制御手段
１７としては、検出手段１゜の出力に応じてカルマン渦
流量計の分周率を増加させる分周率制御回路を設けて、
該分周率制御回路の出力を燃料演算回路１５に入力する
ように構成すればよい。

また、上記実施例では、ノッキング検出時、燃料噴射弁
１６の噴射回数を正規の噴射回数の２倍になるようにし
たが、要は正規の噴射回数よりも増加させるようにすれ
ば、本発明の目的を十分に達成し得るものである。

以上説明したように、本発明によれば、燃料噴射式エン
ジンにおいて、ノッキング時、燃料噴射弁の噴射回数を
正規の噴射回数よシも増加させるようにしたものである
ので、エンジンの燃焼性や燃費等に悪影響を及ぼすこと
なく、吸気温度を効果的に低下させることができ、よっ
て吸気温度の上昇に伴うノッキングの発生を未然にかつ
確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック回路図、第２図
（ａ）〜（（１）は第１図の検出手段の各部の信号波形
図、第３図（ａ）〜（（１）は第１図の燃料噴射回数制
御手段の各部の信号波形図である。 １・・ノッキングセンサ、４・・第１比較回路、５・・
積分回路、７・・第２比較回路、８・・第１ゲート回路
、９・・エンジン回転数検出回路、１０・・検出手段、
１１・・流量計、１２・・第１回転ピックアップ、１５
・・第２回転ピックアップ、１４・・第２ゲート回路、
１５・・燃料演算回路、１６・・燃料噴射弁、１７・・
燃料噴射回数制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ［１１エンジンの吸入空気量に基づいて燃料噴射弁の燃
   料噴射を制御するようにした燃料噴射式エンジンにおい
   て、燃焼室の圧力変動もしくは該圧力変動に起因したエ
   ンジン振動によジエンジンのノッキング状態を検出する
   検出手段と、該検出手段の出力信号に応じて燃料噴射弁
   の噴射回数を正規の噴射回数よりも増加させる燃料噴射
   回数制御手段とを備えたことを特徴とする燃料噴射式エ
   ンジンの燃料噴射制御装置。