JPS60169653A - 内燃機関における機能的量を補正する装置 - 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、制御された内燃機関における顕常爆発（ｄｅ
ｔｏｎａｔｉｏｎ）に従い、機能的パラメーター、例え
ば、火花の進め！’、　ｓ　ｐ　ａ　ｒ　ｋａ　ｄ　ｖ
　ａ　ｎ　ｃ、　ｅ　）及びｌｌ１ｌ！Ｉ給几力（ｓｕ
ｐｅｒｃｈａｒｇｉｎｇ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を補ＩＦ
するだめの装置に関する。

本発明が解決しようとする問題点 内燃機関の熱効率は、グループに配置された爆発室を使
用しかつ圧縮比を増加することにより改良することかで
きる。これは燃料の燃焼を減少し、そして比出力を増加
させることになるうしかしながら、圧縮比が増加するに
つれで、エンジンが異常爆発する傾向も、サイクルの１
礒大の月力および温度が増加するので、増加する。他力
において、燃料の制爆力（ａｎｔ　１−ｄｅｔ　ｏｎａ
ｔｉｎｇ　ｐｏｗｅｒ）は、許容されうる鉛楕加；［ｋ
の誠／、Ｌ・のため、徐々に低下する。

異常爆発を防１１−するために清適に使用されている方
法は、点火を遅延させて、異１も爆発の限νＩにおける
ある範囲の火花進め値に関してＡνＪなマージンを取り
もどすことである。

しかしながら、これはエンジンにベチルティを課しくｐ
ｅｎａｌｉｓｅ）、出力および効率を減。

少する。

したがって、エンジンの部分的負荷運転中熱効率を改良
するためには、過給を使用するか、あるいは爆発室の容
積を減少することにより圧縮比を増加するのがＩＩｔ策
であるが、加速の間の性能を良αｒにしようとする場合
、過渡状態中にエンジンに・ぜナルティを課すのを回避
することが必要であり、そして適当な手段を用いること
により全開運転（ｆｕ’１ｌ−ｔｈｒｏＬｔｌｅ　ｏｐ
ｅｒａｔｔｏｎ）中、エンジンの異常爆発を防１１−す
ることができる。

エンジンパテメーターに従い火花の進めを調１ｔｉする
ための電気的に制御された点火システムが知られている
。これらのシステ１＼のいくつかは、火花の進めを変化
させることにより異常爆発をすでに制御している。過給
エンジンにおいて、過給圧力制御１段が；没けられてお
り、これはブロアーよリド流の放出ブｒの開き、あるい
は、過給がターボ圧縮器による、タービンバイパス弁の
開きを制御する。

使用される異常爆発変換器は、一般に、２つのＪｌ’ｊ
式がある。すなわち、電１！＄（ｉｏｎｉｓａｔｉｏｎ
）センサおよび圧電センサまたは加速度計である。前者
は爆発室内に直接取付けられ、これに対し後店はシリン
グーヘンド、シリンダーブロック又はエン・し゛ン吸気
マニホールドに一般に配置される。燃焼が起きる度に各
エンジンシリノダー内に生ずる爆発はほぼ４ｋＨｚと６
ｋＨｚとの間及び９　ｋ　Ｈｚと１ｌｋＨｚとの間の周
波数範囲におけるエンジン振動の増加を特徴としている
。従って変換器はこれ等の周波数の振動を検知できなけ
れはならない。

変換器によって生ずる爆発パルスの振幅は爆発のない標
準匣転中エンンンによって発生される暗騒ｉ’ｒ（ｂａ
ｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｎｏｉｓｅ）による振動信りよりも
２０４ｎ大さどできる。

従って爆発に従って火花の進め及び過給圧力を補１１−
するための装置が提案されてきており、これでは、振動
信号が頂部死点を含む予め選択された角度範囲内で加速
度計により提供され、帯域フィルタを通過後、それは所
定のサイクル数に対する振幅の平均値を得るため処理さ
れる；このイ１へは基準信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｓ
ｉｇｎａｌ）を構成し、この帖号と加速度ｄ１により次
のサイクル中介せられる信号パルスの振幅が比較される
。

信ｔ′ｆパルスの振幅対基準信号の比が前もって決定し
た異常爆発感度値より大きい場合、制御装置は点火シス
テムに作用して火花のス；・ライキング（ｓｔｒｉｋｉ
ｎｇ）を遅延し、サイクルの圧力および温度を低トし、
そしで１常の燃焼状態を回復させる。

異常爆発感度値はエンジン運転条件によって変化し、そ
して１例えは、エンジンのｒｐｍの関数であることがで
きる。これらの装置についての本出願入の研究によると
、それらの装置は、星産（ｏｎ−ｓｅｒｉｅｓ）された
エンジンに使用されるとき、ある限界を有し、このよう
なエンジンの構成および運転に影響を及ぼすある因子（
ｆａｃｔｏｒ）を無視することが示された。これらの因
ｒ−は、主として、構造、上の許容差（これは１つのか
つ回−の型のエンジンについてさえ避けることかできな
い）、エンジンの老化、およびη１１θ爆発変換器それ
自体の構造Ｊ＝、の：６容Ｘ−である。

問題へを解決するだめの手段 したがって、現イｆする補正装置をオン・連続製造され
たエンジンについて使用することにより生ずる問題を解
決するために１．ｖに適するｔ）のにする、ある変更を
導入することにより、現在のｌ＋ｔｉ庄装置ξを出ｖ１
人は改良した。エンジンの機能的１ｄを補止するための
本発明による製造は、前もっで選択したエンジンパラメ
ーターのための変換器と。

異常爆発を検知するための少な／とも１つのエレンン振
動信り変換器と、　＋ｉｉｊ記振動信吟のための・１１
シ域フイルターＮｕと、制御された内燃機関の機能的！
７１を前記エンジノパラメーターの関数としてス１′０
する処理段階を備えており、各エンジンサイクルの所ガ
！の角度の範囲内のｎＩＪ記振動信壮を抜き出し、そし
て所χｉ！のエンジンサイクル数についての前記振動信
号の振幅の平均値により構成された基準信号を計算する
処理段階を有しており、［１８もって選択したエンジン
パラメーターの関数として所定の異常爆発感度係数を含
むメモリロケーションを有しており、前記基準信号を前
記前もって決定した数のそれに引き続くサイクル内に発
せられた振動信号のパルスの振幅と比較し、モして前記
比較の結果が前もって選択した感度係数より大きいどき
、ｉｊｌ算した機能的量を補ｊＦする処理段階を有して
いるマイクロプロセッサと、前記マイクロプロセンサへ
作動的に連結されていておリエ１ａされかつ０丁能なら
ば補１Ｆされた値に従い、前記機能的量で振動を起こさ
せる作動器手段とを具備するエンジ〉・の機能的ａを補
正する装置において、前記マイクロプロセンサが、また
、少なくとも前記基準上Ｖ）に従い前記感度係数を補１
ｒ：、する所定の定数を含む追加のメモリロケーショ゛
、／と、前記更に他のメモリロケーションにおける対応
する補止定数を識別し、そ１．て前記比較において使用
される感度係数を前記定数により、操作する処理段階と
を具備することを４．′Ｉ徴とする装置が提供される。

更に他の実施ｆ出様によれば、この′！Ａ置は前記更に
他のメモリロケーションは前記基準イ４号対基本基　へ
１１信　じ　（ｂａｓｉｃ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｉｇ
ｎａｌ）の比に従い前記感度係数を補正する所定のメｉ
：′数を含み、）■１記マイクロプロセッサは、マイク
ロプロセッサ・の初期設定１１；ｉに、所定のサイクル
数に対する各エンジンサイクルの所定の角度範囲内で前
記変換器から生ずる振動（ｉＭ号の振幅の平均（＋ｌ′
ｉとして、前記−八木ス（生信号を計算する処理段階と
、前記］、（型上１）対基本基型上けの比をｉＨ［し、
前記更に他のメモリロケーションにおける対応する補Ｉ
Ｌ定数を識別し、［１つ、前記比較において使用される
感度係数を前記定数により操作する処理段階とを具備す
ることを特徴としている。

この実施ｆｌ；様について、感度係数はエンジン運転条
ヂ１によって変（ＩＩＺＩ、、そしてさらに個々のエン
ジンおよび変換器の特性および状態に対して補止される
。

本発明の特徴および利点は、制限されない実施例により
添旧図面に概略的に示された好ましい実施態様の説明か
らより明らかとなるであろう。

実施例 図において、参照数字【０はマイクロプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）１１、ランダム拳アクセス記憶装置（ＲＡＭ）１２
、データ表およびマイクロプロセンナの操作プログラム
を含む読出し専用の記憶装置（ＲＯＭ）１３、および人
力／出力装置１４により構成されたマイクロコンピュー
タを全体的に示しているう マイクロプロセッサ、メモリおよび入力／出力装趙は、
データのための並列０１線１５、アドレスのための並列
１号線１６、および内部制御信号のための並列ｍ線１７
により一緒に接続されている。

人力／　ｉｆｆ　、Ｊノ装置１４は、ライン１８により
、エンジンフィード絞り弁の角度位置を検知するセンサ
により発せられる４Ｎ号を受け取り、ライン１９により
、エンジン冷却水の温度を検知するセンサにより発→↓
られる信号を受け取り、ライン２０により、エンジン供
給空気の温度を検知するセンサにより発せられる蛤じ−
を受け取り、ライン２１により、エンジンＩ／、ｉ常爆
発変換器２２により発せられる信号を受け取り、そして
最後に、ライン３９により、エンジＪｌ　ｋ６圧力を検
知するセンサにより発せられる信号を受け取る。

変換器２２は、この場合に、内燃機関のエンジンシリン
タヘントへ固定された圧°重加速度計である。変換器は
（１シ域フイルタ２４へ接続された増幅器２３へ接続さ
れている。りｉ″ｒ域フィルタ増Ｉｌｌ＋ｉｌ器２４は
、例えば、６〜９ｋＨｚの周波数帯域の範囲内にあるエ
ンジン振動信！）の通過を許す。

人力／出すノ装置１４は、また、ライン２５により、駆
動軸へ連結されたホイール２８のノツチ２７の通過時に
、磁気セッサ２６により発生されるパルス伝号を受け取
る。

検査の場合において、エンジンがターボ圧縮器により過
給される４シリング、４１．程のエンジンであるとき、
点火は各エンジー・回転につき２回起こる。こうして、
エンジンのはずみ中、であることができるホイール２８
は、１８０°離して配置ごれ、かつシリツタの」二部の
死点に対して適９Ｊに調整されている２つのノツチを備
えている。これらのノツチがセンサ２６の前を通過する
とき、それらは６工〉′ジンの回転につき２つの基準パ
ルスを発生する。これらのパルスの各・ンはマイクロプ
ロセッサにより計算された火花の進め（ｉｇｎｉｔｉ　
ｏ　ｎａｄｖａｎｃｅ）に相当する。

センサ２６により発生ｙれたパルス上略は、また、エン
ジンのｒｐｍを計算するためにマイクロプロセッサによ
り使用される。

装置１４は、ライン２９を経て、エンジノ速度のごｒ分
で回転する軸へ連結されているホイール３２のノツチ３
１を通過するとき、磁気センサ３０によって発生される
第２パルス信号を受け取る。また、ノツチ３１はシリフ
タ１２部の死点に関して適切に調整されおり、そして各
２回のエンジン回転につき発生ずるパルス信号−はエン
ジンサイクルの計数に使用され、エンジンは４１１’ｊ
型である。

装置、１４はライン４２および３３により工゛・′シン
点火システムの最終段階３４・＼接続されている。この
最終段階は、電源へ接続されたパワー１ランシスターと
、前記トランジスターかまた接続されている点火コ・イ
ルと、第１図において３５゜３６．３７．３８で示され
ている、点火プラグへ高い゛市川を分配するためのデイ
ストリブユータとを几備している。また、前記装置１４
は、ライ〕／４０によりブロフク４１へ接続されており
、ブロフク４１ば過給タービンハイパ２内のブｒを線図
的に表わしている。前もって選択したエンジンパラメー
ター、例えば、エンジンのｒｐｌｎの関数として異常爆
発感度係数Ｓの値は、メモリ１３において表作成（ｔ　
ａｂｕ　ｌ　ａｔ　ｅ）される。

同−メモリは、また、基準信号Ｈの関数として、または
基準信号Ｒ対基本基準上りＲＯの比の関数と［７て感度
計数補定数にの（＋１−１の表（ｔａｂｕＩａｔｉｏｎ
）を含み、ここで基準信号Ｒはエンジンの運転中に所定
のエンジンサイクル数についてシ１算された変換器２２
から生ずる振動信じの振幅の平均値により構成され、そ
して基本基′ぺ１４信号ＲＯはマイクロプロセ、すの初
期設定時の所定のエンジンサ・イクル数について４算さ
れた変換器２２から生ずる振動信号の振幅の平均（ｆｉ
により構成される。

上述の装置は、次の方法で作動する。

補１Ｆ定数にの伯が前記比の関数としてメモリ内で初期
設定の瞬間において表作成される場合、マイクロプロセ
ッサは、異常爆発の不荏在でこれらの条件下で変換器２
２から生ずる振動信はの振幅の・平均値として、基本基
準信号Ｒ，の値を計算する。

各エンジノ゛す、イクルの所定の角度範囲内で変換器２
２の振動信号を抜き出すことによって、所定のエンシン
サ・イクル数について、・１７均値が計９される。この
・ｌＩＪ’−Ｊ値は、）に本基準上りＲ，を構成し、そ
してＲＡＭ１２内に記憶される。

対照的に、補１１−：定数にの値が基準信号の関数とし
てメモリ内で表作成される場合、マイクロプロセンサは
基本ノＳ準信号Ｒｏを計算しない。

次いで、マイクロプロセッサ１１は引き続きシ１算プロ
グラノ０、を実行し、そして読出しＩｌｌ／用記憶装置
１３内ば含まれるデータの表を使用して、ニアシンの運
転状Ｉｕ：を示す信号を処理し、これを装置１４に入れ
、そして−に部の死点に対して最も適ｙＪな火花の進め
角度をこれらの信号のｒＡＩ数どして計伸する。次いで
、マイクロプロセッサは３１算された火花の進め角度を
遅延時間、ｔｒ、を基本ノルベらに関して役換し、この
特定の場合に、このノに木草へりは、圧！Ａ６段階にお
けるシリンダの」一部死点に先行するノツチ２７により
発生されるパルスである。

エンジンが異常爆発を受ける場合、マイクロプロセッサ
は計算された火花の進め角度と、対応する遅延時間と、
ｉｌ！ｉＩ給圧力とに対する補【Ｉ：、を、変換器２２
から牛する振動信号を処理することにより行なうこ吉が
できる。マイクロプロセッサは、各エンンンサイクルの
所定の角度範囲内の前記振動信号を抜き出し、そして所
定のエンジンサイクル数について振幅の平均値を計算す
る。この平均値が基準信号Ｒを構成し、マイクロプロセ
ンサがこの基準信号Ｒと前記所定数のそれに引き続くサ
イクルにおいて変換器２２が発した振動信号のパルスの
振幅を比較する。比較をする場合にマイクロプロセッサ
は、有効エンジンｒｐｍを基準にしてＲＯＭ１３中の表
に作成された伯から取った異常爆発感度係数を使用、す
る。マイクロブロセ〉・すは、また、ノル準侶吟Ｒの：
：１算値または基準信叶Ｒ対基本基準上ｒ！ｆＲｏの比
を基準にしてＲＯＭ１３中の表に作成された値から取っ
た感度計数補正定数Ｋを使用する。

マイクロプロセッサは、感度計数をこの方法で決定され
だ補＋Ｅ　＞ｉ：’数と掛は合わせ、そして［）１ｊ記
振動信号パルスの振幅対基準信号の比が前述のように補
正された感度定数より大さいか、あるいは小さいかを検
査する６ 前記比が大きい場合、プイクロプロセ、すは。

ターピノバイパス中の弁４１を開くことにより、過給圧
力を減少させる方向に補止し、そしてまた、異常爆発が
消失しかつ前記比が補１１′された感度旧教より小さく
なるまで、５１算された火花の進め角度をν延する方向
に補１１・する。

圧縮段階においてシリンダに対応するノツチ２７により
発生したパフレスが到、ｉｌＩすると、マイクロプロセ
ンサは１．ｉｌ’ｎされた遅延時間（多分異゛畠爆発の
イｆ在で補１１−された）の計数をトリガし、そして１
１１数の終において、最終段階３４のパワー１ランシス
ター４２を禁１［−させ、ニアシン点火コイルへのチャ
ージ（ｃｈａｒｇｅ）を中断し、こうして月；縮段階に
おけるシリンダの点火プラグにおける火花のストライキ
ング（ｓｔｒｉｋｉｎｇ）を生しさせる。

前述の手順によりマイクロプロセンサにより泪算された
、異常爆発を示す補正信号は、こうして、火花の進めの
補正に使用できるばかりでなく、かつまた、エンジンが
過給型である場合、過給圧力を減少の方向に補正するた
めに使用することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の装置の路線図である。 １１　マイクロプロセッサ（ＣＰＵ） １２　ランダム−アクセス記憶装置（ＲＡＭ）１３　読
出し専用の記憶装置（ＲＯＭ）１４　人力、／出力装置 １５　並列ｒｌｔ線 １６　＃列母線 １７　並列ｌす線 １８　ライン １９　ライン ２１　ライン ２２　エンジン異花爆発変換器 ２３　増’ｌ’ｆ＋ｉ器 ２４　帯域フィルタ ２５　ライン ２６　磁気センナ ２７　メンテ ２８　ホイール ２９　ライン ３０　磁気センサ ３１　ノツチ ３２　ホイール ３３　ライン ３４　最終段階 ３５　点火プラグ ３６　点火プラグ ３７　点火ブテン ３８　点火プラグ ３９　ライン ４０　ライン ４１　ブロック、弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ、前もって選択したエンジンパラメーターの信号のた
   めの変換器と、異常爆発を検知するための少なくとも１
   つのエンジン振動信号変換器と、前記振動信号のための
   帯域フィルタ手段と、前記エンジンパラメーターの関数
   として機能臥を８−計算する処理段階を備えており、各
   エンジンサイクルの所定の角度範囲内の前記振動信号を
   抜き出し、且つ所定のニレジンサイクル数に対して前記
   振動０時の振幅の平均値により構成された基準信シ）を
   計ｑするための処理段階を有しており、前もってＭ　択
   したエンジンパラメーターの関数として所定の異常爆発
   感度係数を含むメモリロケーションをイ（しており、＋
   ｔｉＪ記基準信号を所定の数のそれに引き続くす・ｆク
   ル内に発せられた振動信号のパルスの振幅と比較し、（
   １，つ前記比較の結果が前もって訳択した感度係額より
   大きいとき、計算した機能的晴を補１１：、するだめの
   処理段階をイラするマイクロプロセッサと、前記マイク
   ロプロセ・、サヘ作動的に接続されていて、計算されか
   つ可能ならば補正ぶれた値に従い、前記機能釣部で振動
   を起こさせるための作動器１１段とを具備する制御され
   た内燃機関の機能的Ｊ、）を補正する装置において、前
   記マイクロプロセッサは、また、少なくとも前記入（べ
   ｆ・信号に従い前記感度係数を補正する所定の定数を含
   む更に他のメモリロケーションと、前記更に他のメモリ
   ロケーションにおける対応する補１：：、定数を識別し
   、Ｊｌつ、前記比較において使用される感度係数ｔ　＋
   ｉｉｊ記補正記数正定数て操作するだめの処理段階とを
   具備することを特徴とする制御された内燃機関の機能的
   帯を補正する装置。 ２、前記更に他のメモリロケーションが前記基準信吟対
   基本基準信すの比に従い前記感度係数を補１■―する所
   定の定数を含み、前記マ・イクロプロセ２すが、前記で
   ・ｆクロプロセンサの初期設定時に、所定のす・ｆクル
   数に列し、て各エンジンサイクルの所定の角度範囲内で
   前記変換器から生ずる振動４６号の振幅の平均値として
   、前記基本基準上弓を＝１９するための処理段階と、前
   記基剪信弓対ノ、（本基準信号の比を計９し、前記更に
   他のメモリロケーシ３Ｉ７・における対応する補ｉＦ定
   数を識別し、−目つｆｉＵ記比較において使用される感
   度係数を前記補ｉ■夕定数により操作するための処理段
   階とを具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の装置。