JPH0343448B2 - - Google Patents

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JPH0343448B2
JPH0343448B2 JP57025828A JP2582882A JPH0343448B2 JP H0343448 B2 JPH0343448 B2 JP H0343448B2 JP 57025828 A JP57025828 A JP 57025828A JP 2582882 A JP2582882 A JP 2582882A JP H0343448 B2 JPH0343448 B2 JP H0343448B2
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JP
Japan
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pressure
signal
engine
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ignition timing
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Ii Ryudokuisuto Yan
Sandoberii Rarusu
Uarin Rarufu
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Volvo AB
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Volvo AB
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明はターボチヤージオツトエンジンのノツ
キング燃焼を防止する装置に係り、この装置に於
てはノツキングを検出するためにノツク検出器が
用いられ、一定の強さのノツキングを表わす、該
検出器によつて送られた信号がエンジンの給気圧
力を減少するために用いられるもので、エンジン
ブロツク上に取付けられたノツク検出器と、該検
出器から送られた信号を受け且つそれに依る制御
信号を給気圧力を制御する手段へ送るために配置
された信号処理手段とを含み、該信号処理手段
が、一定の強さのノツキングを表わす信号を受け
た際に、給気圧力を制御する手段へ信号を送つて
給気圧力を減ずるように配置されることより成る
ターボチヤージオツトエンジンのノツキング燃焼
を防止する装置に於て、信号処理手段１７は、信
号をエンジン点火タイミングを制御する手段２４
へ送ることによつて、給気圧力の減少と共働して
点火タイミングを遅らせるとともに、圧力の減少
に応じて点火タイミングの遅延を調節することに
よつて、燃料の品質が予定の範囲内にあるかぎり
その品質の如何にかかわらず、エンジンの排気温
度を一定に保つように構成されている。 ノツキング燃焼を検出して、ノツキングが中止
するレベルまで給気圧力を自動的に下げる制御シ
ステムは以前より公知である。かようなシステム
は異なる燃料品質に対するエンジンの許容量を増
し、且つ燃焼の遅延を用いるシステムにまさつて
燃焼の遅延のため増加した排気温度を避け、従つ
て過熱の危険を除くという利点を有する。しかし
ノツキングを避けるために給気圧力を減少するシ
ステムは欠点がないものではない。このシステム
は、点火タイミングを用いるシステムよりも低速
であり、また性能損失が可なり大きい。その上さ
らにいわゆる高オクタン価燃料を用い且つ部分負
荷で駆動される時はエンジンの燃料経済性が乏し
い。 本発明の目的は、良好な燃料経済性を保つとと
もに、エンジンの性能の低下をできるだけ少くし
同時に過熱の危険を避けることができるノツキン
グ燃焼を防止する装置を提供することにある。 この目的は、本発明により、緒言に述べた構成
の装置に於て、給気圧力の減少と共働して、点火
タイミングを遅らせるためにノツキングを表わす
信号を用いて達成される。点火が全体の圧力範囲
に亘りデトネーシヨンの限界線に従うように調節
できるという事実のおかげで、圧力調節のみの場
合よりも低い特定燃料消費が達成される。 すなわち本発明装置の特徴は、マイクロプロセ
ツサを含むことが望ましい信号処理手段が、給気
圧力の減少と協力してエンジンの点火タイミング
を遅らせるためにエンジンの点火タイミングを制
御する手段へ信号を送るように配置されているこ
とである。 本発明は上述の構成をとるごとにより以下の如
き装置効果を発揮する排気温度が異なる燃料品質
の間で変わる時にそれをほぼ一定のレベルに保つ
ために、一定のパラメータとして排気温度を選び
且つ点火のタイミングの遅れを圧力減少に応じて
調整せしめることによつて、圧力減少のみの場合
に比べて性能低下の著しい防止が達成され、同様
にエンジンの排気側上の構成部分が熱的に過負荷
される危険も除くことができる。また点火が全体
の圧力範囲に亘りデトネーシヨンの限界線に従う
ように調節できるので、圧力調節のみの場合より
も低い特定燃料消費が達成される。 以下本発明を添付図面に示された１実施態様に
関してさらに詳細に記述する。 第１図に示されるエンジン１はターボ圧縮機ユ
ニツト２（それ自体は公知である）を備えた四気
筒オツトエンジンであつて、エンジン排気マニホ
ルド４と連通するタービン部分３と、空気対空気
型式の給気冷却器７及びエンジンのスロツトル９
を含むスロツトルボデー８を経てエンジンの吸込
みマニホルド６と連通する圧縮機部分５とより成
る。タービン３を通るガスの流れは、分路パイプ
１０中に連結されたウエストゲート１１の助けに
より公知方法で調節され、ゲートは空気圧で操作
する機構１２によつて作動することができ、また
それが閉じられた時は全体のガスの流れをタービ
ンを通つて指向する。操作機構１２中の圧力、従
つてウエストゲートの設定は系路１４中の電磁周
波数バルブ１３によつて定められ、系路は調整さ
れたしぼり部（Caliculatecl Constriction）１５
を経て、圧縮機の吸込み側及び圧力側を互に接続
し、そこから系路１６が操作機構１２へ分岐して
いる。運転中に周波数バルブは開放位置と閉鎖位
置との間を周期的に切換え、また周期の長さを変
えることによつて、系路１６中の圧力を変えるこ
とができ、従つて操作機構１２中の圧力も同様に
変えることができる。 周波数バルブ１３はマイクロプロセツサ１７の
形態の信号処理ユニツトによつて制御され、該マ
イクロプロセツサに対して、エンジン回転数、ス
ロツトル位置、給気圧力及び給気温度を表わす信
号が送られ、且つ該プロセツサ中に給気圧力の命
令値がエンジン速度の関数として貯えられる。マ
イクロプロセツサに対する入力信号は種々の感知
装置１８，１９，２０及び２１から得られる。圧
縮機５と中間冷却器７との間のパイプ中に置かれ
た感知装置１８は給気圧力を記録する圧電抵抗変
換器でよい。感知装置１９は給気温度を記録する
高速NTCで抵抗体でよく、感知装置２０はスロ
ツトル９に接続されて、スロツトル位置を記録す
る電位差計でよい。エンジン速度を表わす信号は
配電器に既に存在するホール効果感知装置２１か
ら得ることができる。 感知装置１９，２０，２１よりの入力信号に基
いて、プロセツサ１７は各運転状態に於ける給気
圧力の命令値を定める。給気圧力感知装置１８か
らの信号は命令値と給気圧力の実際値との間の任
意の偏差の情報を提供する。低くすぎる実際の給
気圧力を示す信号はプロセツサ１７がバルブ１３
の開放時間を増す結果を生じ、それは順次に操作
機構１２に至る系路１６中の圧力降下を生じ、次
いでこの機構はウエストゲート１１を閉鎖位置に
向つて動かす。分路パイプ１０を通る流れが中断
し、タービン速度が増し、それにより給気圧力が
増加する。もし実際の給気圧力が高すぎると逆の
手順が生ずる。 給気圧力のこの閉ループによつて、給気圧力を
連続的に予定の値を保つことが可能である。この
原理は給気圧力の特性を定めるのに多大の適応性
を提供し、例えば操作機構１２中の復帰ばね手段
の特性の変化のような機械的公差からこの方式を
独立せしめるものである。 マイクロプロセツサ制御は、全負荷に於て、最
大給気圧力のレベルをノツキングに対する境界の
僅か下方に置き、与えられた燃料の品質に対して
最適な性能を得ることを可能ならしめる。しかし
その結果は有害なノツクに対する限界が極めて小
さいことである。燃料の品質の変化に対して増加
されたエンジンの感度を補正するために、上述の
システムはエンジンブロツク上に取付けられたノ
ツク検出器２２を含み、これはプロセツサ１７に
接続された圧電加速度計でよく、またそれにノツ
ク強さの連続的情報を提供し、予定のノツク強さ
で記録される際に、本発明によつて、一方では信
号をバルブ１３に送ることによつて実際の給気圧
力を命令値圧力以下に減少し、他方では信号をエ
ンジンタイミングシステム２４に送ることによつ
てエンジン点火時調整の遅延を行なう、修正手段
を始めるように計画されている。 第２図中のダイヤグラムは、圧力の減少及び点
火の遅延が点線及び実線によつてそれぞれいかに
表わされるかを示すもので、各々は114kWDIN
（エンジン出力の測定についてのドイツ規格）の
最大出力を有する2.1リツトルの四気筒エンジン
で行なわれた試験に於て排気温度に影響を及ぼし
ている。ダイヤグラムに見られるように、排気温
度の鋭い増加はより低い品質の燃料へ変つた時の
点火遅延のみによつて得られたが、圧力減少のみ
は温度の低下を生じ、しかもその代りに下表に示
すようにエンジン性能の急激な悪化を生ずる。第
３図中のダイヤグラムはエンジンの特定な燃料消
費に於ける点火遅延（実線）及び圧力減少（点
線）の影響を示すものである。 本発明による方法に於ては、第２図中の鎖線に
よつて示されているように、排気温度はプロセツ
サ１７のプログラミング中で制御パラメータとし
て選ばれており、圧力の減少に応じて点火のタイ
ミングの遅延が調節されて、排気温度を一定に保
つている。その結果特定燃料の消費の変化は第３
図中１点鎖線によつて示している。 この試験エンジンに於て、圧力の減少と点火の
遅延との最適な組合せは、点火遅延のクランク角
の１度当り約0.03バールにすべきことが見出され
た。 以下の表はエンジン性能、燃料経済及び排気温
度の種々の計画の影響を示すものである。
【表】 の組合せ
この表から見られるように、計画は排気温度
が急激に増加しており、排気側での構成部分に容
認できない高い熱負荷が生じている。一方計画
は計画によるものより43％以上も大きい性能の
損失を伴なうものである。 第４図中のダイヤフラムは、同じエンジン試験
に於いて97と91RON（＝オクタン）の燃料を用
い、しかもこの場合回転数2700rpmで行なつたト
ルク及び排気温度の絶対値を示す。実線、点線及
び鎖線の矢印はそれぞれ計画，及びを表わ
し、且つトルクのそれぞれの変化を示すものであ
る。ダイヤグラムが示すように、圧力減少のみで
は250Nm乃至214Nmのトルクの減少を生ずる
が、圧力減少と点火遅延との組合せは単に
250Nm乃至233Nmのトルク減少を生じ、しかも
排気温度を約905℃に維持する。点火遅延のみは
排気温度に於約10℃の上昇を生ずる。 緒言に於て述べたように、給気圧力の減少のみ
を用いたノツク制御システムを有するエンジン
は、ノツクの低い傾向を有する燃料、例えば
97RON燃料を以て駆動される時は、本発明によ
るシステムを備えたエンジンよりも劣る燃料経済
を有する。このことは、システムを変えうる最低
圧力に於てノツクする最大の傾向を有する特定燃
料、例えば91RON燃料に対するノツク境界の下
方で点火が生ずるように、最初に述べたシステム
を設定しなければならぬからである。これは第５
図中のダイヤグラムによつて示されており、そこ
ではP1〜R4が種々の一定圧力レベルを示し、ま
たMBTは最良の燃料経済に対する点火タイミン
グを示し、これはダイヤグラムから見られる（ま
た大抵のエンジンに適用される）ように、これら
の負荷に於ける97RON燃料に対してさえもノツ
ク境界よりも高く存在する。線DBL（detonation
boundary line＝起爆限界線）91RONの左側に、
91RON燃料を以て且つ全負荷で駆動するために
検討した３つの制御計画に対する３つの点火点が
存在する。ΔM1，ΔM2及びΔM3は97乃至91RON
燃料から給気する時のトルクの減少を示す。本発
明による制御計画で部分負荷（圧力レベルR4）
及び97RON燃料に於ては、点火は点ｄに調節す
ることができるが、圧力変化のみが用いられる点
火は、97RON燃料を用いる時でさえ、点ｂに残
存しなければならぬ。点火タイミングに於ける
Δαの差は、すぐ上に述べた制御プログラムによ
るよりも４〜５％高い部分負荷に於ける燃料消費
を生ずる。Ａは本発明による制御プログラムに於
ける一定の排気温度に対する隔たりを示す。 上述の例に於て、マイクロプロセツサ１７は給
気圧力を減ずるようにプログラムされ、且つ
0.075バール及び３度のクランク角の多数の段階
状（第６図参照）に急速に点火を遅延するもので
ある。この方式は、連続的に記録された20サイク
ルの５又はそれ以上の間でノツキング燃焼を検出
する際に実施され、且つ給気圧力及び点火タイミ
ングを、ノツキングが止んだ後に５秒当り0.075
バール及び３度のクランク角の割合で、最初の値
に戻すように設定されている。第６図は給気圧力
及び点火タイミングのこの変化を種々のノツキン
グ強さに於ける時間の関数として示すものであ
る。 かくして、本発明は低品質の燃料に変える時
に、高い性能のエンジンに於ける性能の低下を効
果的に防止できる。排気温度が影響されないとい
う事実のために、エンジンの寿命を短かくするこ
となしに、高く維持された出力負荷が許される。
第１図に示された利行システムは吸込みマニホル
ドに取付けられた圧力スイツチ２３から成る安全
装置を含んでいる。このスイツチは、もし給気圧
が許容レベルを越えた場合に、エンジンへの燃料
の供給を遮断するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はノツキング燃焼を防止するためのシス
テムを備えたターボチヤージ燃焼機関を図式的に
示すものである。第２図及び第３図は、異なる燃
料品質及び異なる制御計画に対する排気温度及び
特定の燃料消費量のダイヤグラムをそれぞれ示す
ものである。第４図は、異なる制御計画により燃
料品質を変える時のトルクの減少を示すダイヤグ
ラムである。第５図は、最適な燃料経済のための
タイミングに関して、異なる制御計画に対する点
火タイミングを示すダイヤグラムである。第６図
は、本発明による制御過程に於ける給気圧力の減
少及び点火の遅延を、異なるノツキング強さに於
て時間の関数として示すダイヤグラムである。 １……エンジン、２……ターボ圧縮機ユニツ
ト、３……タービン部分、４……排気マニホル
ド、６……吸込みマニホルド、９……スロツト
ル、１０……分岐パイプ、１１……排気ゲート、
１２……操作機構、１３……給気圧力制御手段
（電磁周波数バルブ）、１７……信号処理手段（マ
イクロプロセツサ）、１８，１９，２０，２１…
…感知装置、２２……ノツク検出器、２３……圧
力スイツチ、２４……点火タイミング装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンブロツク上に取付けられたノツク検
    出器と、該検出器から送られた信号を受け且つそ
    れに依る制御信号を給気圧力を制御する手段へ送
    るために配置された信号処理手段とを含み、該信
    号処理手段が、一定の強さのノツキングを表わす
    信号を受けた際に、給気圧力を制御する手段へ信
    号を送つて給気圧力を減ずるように配置されるこ
    とより成るターボチヤージオツトエンジンのノツ
    キング燃焼を防止する装置に於て、信号処理手段
    １７は、信号をエンジン点火タイミングを制御す
    る手段２４へ送ることによつて、給気圧力の減少
    と共働して点火タイミングを遅らせるとともに、
    圧力の減少に応じて点火タイミングの遅延を調節
    することによつて、燃料の品質が予定の範囲内に
    あるかぎりその品質の如何にかかわらず、エンジ
    ンの排気温度を一定に保つように構成されている
    ことを特徴とする装置。 ２ 信号処理手段１７がマイクロプロセツサを含
    み、該プロセツサは、予定のノツク強さが記録さ
    れた際に段階的に急速に圧力を減じ且つ点火タイ
    ミングを遅らせるように、またノツキングが止ん
    だ時は、より遅い速度で最初の値へ圧力を増加し
    且つ点火タイミングを進めるように構成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    の装置。 ２ 信号処理手段１７が、クランク角点火遅延の
    １度当り、0.03バールだけ圧力を減少するように
    構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項又は第２項に記載の装置。 ４ ノツク検出器２２が信号処理手段１７に連結
    され、該処理手段中に給気圧力の命令値がエンジ
    ン速度の関数として貯えられていること、及び該
    信号処理手段は、ある強さのノツキングを表わす
    信号を受けた際に、信号を給気圧力制御手段１３
    へ送り、実際の給気圧力を命令値圧力より低いレ
    ベルに下げるように構成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
    １つに記載の装置。
JP57025828A 1981-02-19 1982-02-19 Method and system of preventing knocking combustion of turbo-charge otto engine Granted JPS57157018A (en)

Applications Claiming Priority (1)

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SE8101119A SE458290B (sv) 1981-02-19 1981-02-19 Anordning foer styrning av laddtrycket i en turboladdad foerbraenningsmotor

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JPS57157018A JPS57157018A (en) 1982-09-28
JPH0343448B2 true JPH0343448B2 (ja) 1991-07-02

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JP57025225A Granted JPS57157016A (en) 1981-02-19 1982-02-18 Method and system of controlling suction pressure of combustion engine
JP57025828A Granted JPS57157018A (en) 1981-02-19 1982-02-19 Method and system of preventing knocking combustion of turbo-charge otto engine
JP57025829A Granted JPS57157017A (en) 1981-02-19 1982-02-19 Controlling system of pressure of air fed in combustion engine turbo-charged

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JP (3) JPS57157016A (ja)
AT (3) AT381565B (ja)
DE (3) DE3205009A1 (ja)
FR (3) FR2500061B1 (ja)
GB (3) GB2095747B (ja)
IT (3) IT1154288B (ja)
SE (1) SE458290B (ja)

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