JPH07505940A - 内燃機関のノッキングを識別する方法と装置 - 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】 内燃機関のノンキングを識別する方法と装置従来の技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の内燃機関のノンキングを検出す るための方法、および前記方法を実施する装置に関する。

いわゆるノンキングは、内燃機関の所定の動作状態の下で発生することが知られ ている。これは、中でもエンジンの可聴周波数の振動として顕著になる燃料／空 気の混合気の衝撃波を意味する。一般に、ノンキングは、燃焼型の側に位置する ピストンのシリンダ壁に高い熱負荷が加わるので、ノンキングによって材料の腐 食が発生することがあり、また比較的長い期間にわたって発生すると、内燃機関 の破壊を招来することがあるので、基本的にノッキングを防止するよう努力して いる。

しかし、他方で、特にレーシングカーにおいて、内燃機関の現存する動作範囲を 最大限に活用することであり、内燃機関のノンキングをできる限り速やかに、か つ確実に識別する必要がある。同時に、内燃機関をノッキングの発生に依存して 、適切に調整するために、内燃機関の振動からセンサにより検出されたノック信 号を確実かつ障害を受けることなく読み出すには測定上の問題がある。

ノッキングを検出するために、ノッキング現象に対応する信号を基準信号と比較 することが公知である。

ノック信号が基準信号を超えると、ノック検知信号が送出される。この方法の欠 点は基準信号を非常に複雑な方法で発生しなければならないということである。

発明の利点 これに反し、請求の範囲第１項に記載の特徴を有する本発明の方法は、ノックセ ンサにより検出され、供給される入力信号をそれ自体公知のノック制御器に直接 供給することができ、そこで内燃機関の所定の実際値とバランス調整させること である。この目的のために、ノックセンサからの信号はデジタル化され、次にバ イパスフィルタで処理され、引き続いて積分され、このように得られた信号は、 ２つの所定の限界値と比較され、両方の限界値を超えた場合、ノッキング現象と して検出される。

このようにして、評価すべきノック信号を、他の付従する信号から最も高い信頼 性で区別することができる。

本発明の有利な実施例において、装置は、内燃機関のシリンダの内圧の圧力経過 を、ノックセンサの信号の発生の基礎として捉え、またこの信号を、設定の値と して事前に設定された圧力振動のエネルギー量の絶対値および圧力限界値を超え る圧力振幅の数と比較するように構成されている。

特に有利な方法では、比較測定はクランクシャフトの位置に依存する測定窓内で 実施される。

請求項９に記載の特徴を有する本発明による装置の利点は、別の信号からノック 信号を高い信頼度で区別し、ノック信号が検出された場合、燃焼に作用する量、 たとえば点火時期を、燃焼現象にとって重要なりランクシャフトとカムシャフト の位置の実際の位置に依存して調整するノック検出回路を形成するように、それ 自体公知であるいくつかの構成要素が、相互に簡単な方法で接続されていること である。

本発明の別の有利な実施例が、実施態様から明らかである。

図面 本発明を、次の図面を用いてより詳細に説明する。

図１は、内燃機関のノンキングを本発明により検出するブロック図を示す。

図２は、典型的なノッキングの振動波形を示す。

図３は、バイパスフィルタで処理されたノンキングの振動の波形を示す。

図４は、バイパスフィルタで処理し、積分してｓられたノッキングの振動の経過 を示す。

実施例 図１に示された有利な実施例において、シリンダ内部空間の燃焼圧力に対する圧 力検出器として構成されたノックセンサ１は、チャージ増幅器２を介して、アナ ログ／デジタルコンバータ３に接続されている。アナログ／デジタルコンバータ ３はシグナルプロセッサ４に接続されている。さらにシグナルプロセッサ４は、 クランク角度の位置発信器７に接続された入力側６と、カム角度の位［Ｍ信器９ に接続された入力側８とを有している。シグナルプロセッサ４の出力側は、ノッ ク制御のための点火角度調整、制御装置１３に接続されている。点火角度調整、 制御装置１３は、入力側１１を介して、クランク角度の位置発信器７に接続され 、入力側１２を介してカム角度の位置発信器に接続され図２から図４までに示さ れる曲線と関連して、説明する。

図２の実施例に示すように、内燃機関のノッキング燃焼は非常に典型的な経過を 有する。シリンダの内部空間の燃焼圧力に対する圧力センサとして構成された圧 力検出器１により得られる図２に示す信号経過は、曲線の下降部分にノンキング 燃焼である可能性のある振動を有する。

評価を簡単にするために、測定窓Ｍを形成することにより、重要でない情報は有 利にも取り除かれる。信号経過の評価は、この測定窓Ｍの期間中だけ行われる。

測定窓Ｍは、有利にも所定のクランクシャフトの角度に達すると形成される。こ のために、クランク角度の位置発信器７から、前記情報は入力側らを介して供給 される情報を用いる。この場合、ノッキング燃焼がクランクシャフトの所定の回 転角度範囲でだけ発生することができるという事実を利用している。たとえば、 ４サイクルの内燃機関において、この角度範囲の外では、吸気パルプまたは排気 バルブが開放されるので、ノンキング燃焼は不可能である。圧力センサ１を介し て得られる信号は、チャージ増幅器２に供給され、そこで増幅される。

増幅された信号は、アナログ／デジタルコンノ（−タ３を介してデジタル化され 、シグナルプロセッサ４に供給される。

信号のバイパスフィルタでの処理により、例えば図３に示される経過の信号が生 じる。ノンキングの振動は典型的には非常に高い周波数であるので、他のノイズ はフィルタで取り除かれ、可及的に高し）信頼性で、実際に関心のある信号だけ が評価される。引続し）でこれらの振動は、ノンキング燃焼に起因するもの力１ を確認するために直ちに解析される。このために、簡単な形で、まず測定窓Ｍの 内に位置し、所定の圧力しきし１（直Ｐ１を超える圧力の振幅がカウントされる 。

さらに、バイパスフィルタで処理された圧力信号は絶対値をとって積分される。

結果として、高し）周波数の圧力振動のエネルギー量、つまり圧力の積分値が得 られる。圧力の積分の典型的な経過は、図４；こ示されている。

圧力振動のエネルギー量は、内燃機関のノンキング燃焼に対する公知の限界値Ｐ ２と比較される。

次に、圧力振動のエネルギー量が限界値Ｐ２を超え、同時に圧力のしきい値Ｐ１ を超える圧力の振幅の数カ；所定の数を超える場合、ノッキング燃焼として検出 する評価がシグナルプロセッサ４で行われる。

内燃機関のノッキング燃焼にとって重要な２つの異なる信号の値の同時検出およ び評価により、ノッキング燃焼は、適切な時点に高い信頼度で識％１１される。

ノッキング燃焼が発生する場合、この情報１よ、ノック制御のためにそれ自体が 公知の点火角度調整、制御装置１３に供給され、ノックを低減するよう一二作用 するパラメータを制御するが、ここでその詳細な説明（ま省略する。

国際ｖ４ｆ報告 、−、、、、、＝、＝＋、＝−ＰＣＴ／ＤＥ　９３１００２５４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．ノックセンサーの信号をシグナルプロセッサに供給し、ノックセンサの信号 をデジタル化し、次に、ハイパスフィルタにて処理し、引続いて積分し、このよ うに得られた信号を２つの所定の限界値と比較し、両方の限界値値を超えたとき ノッキング燃焼として検出することを特徴とする内燃機関のノッキングを検出す る方法。
2. ２．ノックセンサーの信号は、内燃機関のシリンダの内圧の圧力経過として得る 請求項１記載の方法。
3. ３．第１限界値は、圧力振動のエネルギー量の絶対値である請求項１から２まで のいずれか１項記載の方法。
4. ４．第２限界値は、圧力の限界値を超える圧力振幅の数である請求項１から３ま でのいずれか１項記載の方法。
5. ５．比較は測定窓内で実行される請求項１がら４までのいずれか１項記載の方法 。
6. ６．測定窓はクランク角度窓である請求項１から５までのいずれか１項記載の方 法。
7. ７．比較の際、クランクシャフトの位置を考慮する請求項１から６まてのいずれ か１項記載の装置。
8. ８．比較において、カムシャフトの位置を考慮する請求項１から７までのいずれ か１項記載の装置。
9. ９．ノックセンサ（１）はチャージ増幅器（２）を介してアナログ／デジタルコ ンバータ（３）に接続され、アナログ／デジタルコンバータの出力側はシグナル プロセッサ（４）に接続され、シグナルプロセッサ（４）は、別の入力側（６） を介してクランク角度の位置発信器（７）に接続され、さらに別の入力側（８） を介してカム角度の位置発信器（９）に接続され、シグナルプロセッサ（４）の 出力側（１０）は、同様に位置発信器（７）からの入力側（１１）と、位置発信 器（９）からの入力側（１２）を有する点火角度調整、制御装置（１３）に接続 されていることを特徴とする内燃機関のノッキングを検出する装置。
10. １０．ノックセンサ（１）は圧力検出器である請求項９記載の装置。