JPS621094B2 - - Google Patents

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JPS621094B2
JPS621094B2 JP55502422A JP50242280A JPS621094B2 JP S621094 B2 JPS621094 B2 JP S621094B2 JP 55502422 A JP55502422 A JP 55502422A JP 50242280 A JP50242280 A JP 50242280A JP S621094 B2 JPS621094 B2 JP S621094B2
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JP
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engine
pressure
signal
combustion
output signal
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Suten Rune Jiiuerutsu
Peru Sune Giruburando
Shimon Einaa Akuseruson
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Saab AB
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Saab Scania AB
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Publication date
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Description

請求の範囲 １ 内燃機関における異常燃焼、いわゆるノツキ
ングを避けるための装置であつて、前記エンジン
へ燃焼空気を導く導入系統、この導入系統に過給
圧を生ぜしめる過給機、前記導入系統に接続され
た圧力伝達装置、この圧力伝達装置に設けられて
前記過給圧に影響を与えるソレノイド・バルブ、
エンジンの燃焼状態を示している振動レベルを観
測するためにエンジンに装着された変換器、およ
びこの変換器からの信号に応答して異常燃焼が生
じている時に出力信号を出す制御ユニツトからな
る内燃機関における異常燃焼を避ける装置におい
て、 最良燃焼におけるパラメータ値を示す基準信号
をエンジン速度に応じて生ぜしめる装置を具備
し、 前記制御ユニツトは前記基準信号と前記変換器
からの信号とを比較して、エンジン導入圧力に影
響を与える前記ソレノイド・バルブを制御する偏
倚信号を前記出力信号として出す第１比較器を有
し、前記ソレノイド・バルブと前記制御ユニツト
との間には前記出力信号を前記ソレノイド・バル
ブに伝える接続装置が設けられており、しかして
前記ソレノイド・バルブは前記出力信号に応答し
て正常な非ノツキングの燃焼を再び達成するよう
に前記過給圧の減少を生ぜしめるようになしたこ
とを特徴とする内燃機関における異常燃焼を避け
る装置。
２ 前記制御ユニツトは前記偏倚信号を積算する
ための積分器、エンジンの実際の過給圧を示す圧
力信号を出す圧力変換器、および前記の積算され
た偏倚信号と前記圧力信号とを比較して、エンジ
ン導入圧力に影響を与える前記ソレノイド・バル
ブを制御する前記出力信号を出す第２比較器を含
む特許請求の範囲第１項記載の内燃機関における
異常燃焼を避ける装置。
３ 前記過給機の下流の導入系統と過給圧制御弁
を操作する圧力作動サーボ装置との間に設けられ
た圧力伝達導管、この圧力伝達導管と過給機の上
流の導入系統との間に設けられた圧力解放導管、
および前記圧力伝達導管からの圧力解放を制御し
てこれにより前記過給圧の減少をもたらすソレノ
イド・バルブを含む特許請求の範囲第１項記載の
内燃機関における異常燃焼を避ける装置。
明細書 本発明は、内燃機関なるべくはオツトー型のも
のにおいて、異常燃焼、いわゆるノツキングを避
ける装置に関し、機関燃焼に応ずるパラメータ
ー、例えば、機関に行渡つている圧力および／ま
たは温度状況を感知し、そうしたパラメーター値
に該当する出力信号を燃焼調節用の少なくとも一
つの手段の制御用に送信するために、エンジン上
に配置された変換器を備えた内燃機関異常燃焼防
止装置に関する。
オツトー型機関では、ノツキングはある運転条
件、特にエンジンが重負荷のときに起ることは公
知である。ノツキングの意味するところは、エン
ジンシリンダー内での爆発的性質の非制御燃焼で
あり、点火栓を起点として伝播して行く焔前面に
より順次着火されてゆく前に、導入空気燃料混合
物が燃焼室内で局所的に点火されることにより生
ぜしめられる。かくして、エンジンは高温および
高圧応力をうけ、これにより機械的エンジン損傷
となりうる オツトー型エンジンでは、いわゆるノツキング
検知器を使用してノツキングを避けることが前に
知られている。検知器内に内蔵されている変換器
が問題のエンジンに対する高い振動レベルの形で
ノツキングを検知し、それに応答してエンジン点
火を制御する出力信号を発して、空気−燃料混合
物の点火が遅れるように仕組まれている。これ
で、異状燃焼、すなわち、異常に高い振動レベル
がとまる結果となる。
しかしながら、公知の方法にはある不利が伴つ
ている。遅延された点火は低下した熱効率、すな
わち、エンジンのより高い燃料消費率を含んでい
て、これが、空気汚染の見地からして、最良の点
火の場合であるよりもより劣悪な排気ガス組成に
なる。またより高い排気ガス温度が得られ、これ
が、エンジンに内蔵されている部品の材料へも、
エンジン冷却に対しての要求を増加せしめる。
本発明は、変検器の出力信号に応答してエンジ
ン内の燃焼を公知のテクニツクでの上述の不利点
が起らぬように制御する目的を有する。かくし
て、本発明は、緒言に述べられた種類の変換器か
らの出力信号が変換器により感知されたパラメー
ター値が、エンジンでの燃焼の間の異常な高圧お
よび／または高温条件を表わすときに、エンジン
導入圧の低下を達成するように役立つという点で
際立つている。
発明においては、エンジンへの導入圧は変換器
出力信号に応答して減少するように制御される。
既知の技法にての如くに、減少した導入圧はエン
ジン動作の減退を結果する、何故ならば、エンジ
ンに供給された燃料−空気量が減ずるからであ
る。しかしながら、熱的効率での変化は本発明の
使用により避けられる、すなわち、燃料消費率は
不変に維持される。その上更に、排気ガス汚染物
も、排気ガス温度もエンジン冷却系への要求もほ
ぼ不変に維持されうる。
本発明の有利な実施態様においては、変換器の
出力信号は最良燃焼に対するパラメーター値を表
わす基準信号と比較される。それによつて、該比
較から発生される偏倚信号は偏倚の大きさに応答
してエンジン導入圧力に影響する。これがエンジ
ン導入圧力の制御での精度を増大し、変換器によ
り感知されたノツキングにより惹起されたエンジ
ン動作損失がかくて低く保たれうる。
本発明では、エンジンに連結された電子装置が
変換器出力信号処理用に置かれていることと、エ
ンジン導入圧に影響する手段が電子装置に連結さ
れていて、電子装置で処理された信号に応答して
エンジン導入圧を制御するのに適していることが
際立つている。
本発明の他の際立つた特徴は、下記の記述およ
び下記の請求の範囲から明らかである。記述は、
付図を参照して行なう。
第１図は本発明の装置における制御系統を略図
的に描いている。
第２図は本発明の装置の有利な実施態様を示し
ている。
エンジン１内での燃焼の間に、振動レベルが得
られ、これがエンジン１に連結されている変換器
２によつて感知される。それに応答して、変換器
２は出力信号を与え、これが増幅器に３よつて増
幅される。変換器からの増幅された出信号は比較
器４内にて基準値源５からの基準値と比較され
る。この値は正常燃焼に相当するエンジンでの振
動レベルを表わしている。比較器からの該当する
出力信号には、可能な偏倚が現われることにな
り、増幅器６内での増幅後、この信号は作動手段
７へと持ち来され、これがそれに応答して、エン
ジン導入系８での圧力を調節する。エンジン１内
での燃焼はかくして、後に変換器２により感知さ
れる振動レベルが順次減少され、最後には比較器
４が最早、偏倚を示さないようなことになる。過
給を設けられているオツトー型エンジン用の一層
進歩した発明装置実施態様が第２図に描かれてい
る。該オツトー型エンジンはエンジン装置１０、
導入系統１１および排気系統１２を含んでいる。
ターボ型過給器装置１３は導入系１１内に内蔵さ
れた遠心圧縮機１４、および、排気ガス系統１２
内に内蔵された排気ガス駆動のタービン１５とを
含んでいる。バルブ１６がタービン１５を側路し
て導いている導管１７を流通する排気を制御する
ように仕組まれており、かくしてまた、タービン
１５を通る排気ガス流を制御している。かくして
タービン１５の回転速度は影響され、それによつ
て、直接駆動圧縮機１４の回転速度も影響され
る。そうした回転速度の変更は圧縮機１４下流の
導入系統１１に行渡る圧力の変化を惹起し、「過
給圧力」と呼ばれている。
過給圧制御弁である。バルブ１６は便宜上作動
手段１８を含んでおり、それによりバルブの開放
と閉塞が制御される。ここでは皿型の、バルブ１
６は、作動手段１８上に配置された隔膜２０に剛
性的に連結されたバルブ棒１９が設けられてい
る。隔膜２０は作動手段１８を外部および内部室
２２と２３のそれぞれに分離している。外部室２
２は圧力伝達導管である。パイプ２４により過給
圧が供給されている。内部室２３は周囲空気と連
絡しているが、しかしまた、バルブ１６を閉塞方
向に押しているらせんスプリング２５を含んでい
る。圧力解放導管である。パイプ２６はパイプ２
４と圧縮機１４の上流の導入空気系統との連絡を
なしている。それの導入空気系統１１への連絡と
パイプ２６との間のパイプ２４の部分は、制限流
通領域２７を有している。この領域は、パイプ２
６内のタイミングバルブ２８が第２図に描かれて
いる如き開放位置にあるときは、パイプ２６内の
該当する領域よりも著しく小さい。パイプ２６を
通しての空気流はタイミングバルブ２８により調
節され、それによつて、パイプ２４を経てバルブ
１６を制御する圧力が調節される。タイミングバ
ルブ２８の調節は該バルブに加えられた信号に応
答しており、実際の過給圧とエンジンが最適に稼
動するために許容しうる最大過給圧とすなわち、
ノツキング傾向を伴う異状燃焼がない時のものと
の間の偏倚を表わしている信号の値である。
タイミングバルブ２８に加えられる信号は電子
装置内で発生され、この装置内には、それ自体公
知の種類の所謂加速度計の形になつた変換器３０
が内蔵されている。変換器３０は通常、ピエゾ電
気型で、エンジン壁内に存在する振動を感知す
る。該振動は燃焼の間、エンジン１０内に行渡る
圧力条件に直接に対応させうる。従つて、変換器
３０は、該圧力条件に直接比例する出力信号を発
する。出力信号はライン３１を経て増幅用回路３
２へ送られ、また、増幅された形で比較器３３へ
送られる。
基準信号もまた、ライン３４を経て比較器３３
へと加えられる。この信号は、エンジン回転速度
に直接相当する周波数のパルス連鎖を発生するデ
ストリビユータ３５（従来エンジンに装着されて
いるもの）により得られる。パルス連鎖はライン
３４を経て変換器３６へ供給され、その中で、パ
ルス連鎖は、連鎖の周波数に応答して変化する電
圧をもつ出力信号に変換される。かくて、信号レ
ベルはエンジン速度に直接比例している。従つて
これはまた、最適に稼動しているオツトー型エン
ジン内で燃焼間に行渡るべき圧力条件に対する直
接基準値としても役立つ。
エンジン内の実際の圧力条件を表わす信号と、
該圧力条件に対する基準値を表わす信号との間の
比較で比較器３３内で行なわれるものは、該信号
等の間の差を表わすレベルを有する出力信号にな
ることになる。この信号はライン３８を経て積分
器４０へと持ち来され、それからの処理された出
力信号は、ライン４１を経てポテンシヨメーター
４２へ持ち来される。後者は、信号レベルが、信
号が比較器４４の一つの入力端子に加えられる前
に、個々のエンジンに対する既定のレベルに手動
的に調整されうるようにする。連結４５を経て、
比較器の第二の入力端子には、導入系統１１内の
過給圧を感知し、それに相応する信号を送る圧力
変換器４６からの信号が加えられる。圧力変換器
４６は、上部過給範囲内の出力信号で、その範囲
内では過給圧の調節がノツキングの観点から著し
いところのものを、送るように適当に適合されて
いる。
供給された信号間の差に従つて、比較器４４は
出力信号を発生し、これがパルス変調器４８へ加
えられる。後者内で、信号は一定周波数のパルス
連鎖に変換されるが、しかし、そこでは、周期の
正と負の部分の間の関係は比較器４４の出力信号
のレベルに従属している。パルス変調器４８から
のパルス連鎖は、タイミングバルブ２８に対する
駆動用段階を構成している増幅器４９内で増幅さ
れる。後者は原理的に、パルス連鎖の正および負
の期間部分間の変化に合わせて開いたり閉じたり
するためのソレノイドバルブとして機能する。
上記した電子装置内部分品は、電子工学にて良
く知られた簡単な回路をなしており、従つて、よ
り以上記述しない。
エンジンが正常に稼動するとき、変換器３０は
エンジン内の類似の正常振動レベルを感知する。
比較器３３へ加えられた信号のレベルは、それに
より、比較器３３へ同様に加えられた基準信号の
レベル以下に落下する。比較器３３の出力信号
は、かくして、加えられた信号レベル等間の差に
比例しているレベルをとる。積分器４０でのその
後の信号の積分はそこからライン４１への出力信
号を惹起し、その信号はポテンシヨメーター４２
での可能な調整の後、比較器４４へと加えられ
る、そしてそこで、圧力変換器４６から比較器４
４へと加えられる信号に対する規範レベルとして
役立つ。後者の信号は、実際の過給圧を表わし、
他方、規範として機能している信号は、ノツキン
グのない燃焼を確実ならしめる最大許容過給圧を
表わす。変換器３０により感知される如く、正常
振動レベルでエンジン１０が働くかぎり、比較器
４４へ加えられる規範レベルは、ライン４５内で
の真のレベルが該規範レベルを越えない位に高い
だろう。比較器４４からの出力信号は比較的高い
レベルを有し、パルス変調器４８での変換後は、
パイプ２６を開放して保つようにする期間の部分
は、タイミングバルブ２８をして、パイプ２６が
閉じられている如く保つよう作動する期間部分に
対して大きいような、パルス連鎖が得られる。後
者の場合、パイプ２４からの制御圧がなくなると
いうことは、該圧力がパイプ２４を経て、バルブ
１６を開放することができて、タービン１５を通
るガス流を減少しうる前に、過給圧が比較的に高
い価を達成せねばならぬことを意味する。圧縮機
１４はかくして、エンジン１０への高い過給圧を
生ずることが許される。
他方において、もしも変換器３０が、エンジン
内での燃焼の間、ノツキングと結果として異常に
高い振動レベルを感知するならば、それは、その
レベルが正常よりも高い信号を送る。従つて、基
準信号からの差は減少し、このことが、比較器３
３からの出力信号のレベルも、積分器４０の出力
信号も減少する結果になる。後者の信号は、エン
ジン過給圧に対する規範信号を表わし、これは、
その上更に、通常エンジン運転条件に対し許容さ
れる最大過給圧に該当する。これは、最大許容過
給圧のレベルが正常な場合に対して下げられると
いう結果になる。真の過給圧を表わしているライ
ン４５での信号レベルからの差は消され、比較器
４４からの出力信号はレベルを変える。パルス変
調器４８での変換後、変調器から来ているパルス
連鎖の中の期間部分等の間の関係もまた変化され
た。タイミングバルブ２８がパイプ２６を閉塞し
て保つ間の時間は、それが開いて保たれる間の時
間より大であろう。パイプ２４からの制御圧力降
下は従つて小さく、バルブ１６はかくして比較的
高い制御圧を供給され、これでバルブ１６を早
く、すなわち、比較的低い過給圧で開くことが可
能である。タービン１５を通る排気ガス流は減少
し、それによつて、圧縮機１４内に発生される過
給も減少する。過給圧の減少はエンジン内での燃
焼間のノツキングへの傾向を減じ、これが変換器
５０で感知され、それが起つた後は、タイミング
バルブの更新調節がある等々となる。
第１図に描かれた原理解答に対して、第２図に
描かれている本発明の実施例では、エンジン振動
レベルに対しての比較を含むのみでなく、エンジ
ン過給圧に対しての第二の比較も含んでいる。該
過給圧比較は、たとえ、エンジンがノツキング傾
向が低く、すなわち、オクタン価が高くて、燃焼
の間にノツキングが起ることなく、より高い過給
圧自体が供給され得るとしても、エンジンがポテ
ンシヨメーターにより設定された規範圧よりも高
い過給圧を供給されないことを確実ならしめる。
もしも、過給圧比較が行なわれなかつたとする
と、この場合、過給圧に対する上限はなく、かく
て、エンジン動作は、エンジンが設計されていな
いところのレベルへも達しうる。
実施上、第２図による発明の実施態様では、更
に詳細な解答を含んでいる、例えば、もしも系統
内に欠陥が、変換器が機能をとめるとか、パイプ
２４，２６等に破損が起るとかのように起つて
も、エンジンは過度に高い過給圧をうけないこと
を確実ならしめる役目などが更に含まれている。
本発明は、下記の請求の範囲内において、複数
個の交りの実施態様に修飾しうる。変換器の数は
かくして変えられよう、また、それらの出力信号
は、導入圧力に影響する手段を作動することを許
される前に、種々の具合に処理され得よう。もし
も、より多くの変換器を利用するならば、異なつ
たパラメーターもまた感知し得よう。該手段は導
入系統における普通の絞り弁を構成しうるし、ま
たは、エンジン誘導入圧力を直接的または間接的
に制御する別々の手段を構成することもできる。
JP55502422A 1979-10-29 1980-10-22 Expired JPS621094B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7908944A SE427861B (sv) 1979-10-29 1979-10-29 Forfarande for att undvika onormala forbrenningar i en forbrenningsmotor samt arrangemang for utovande av forfarandet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56501376A JPS56501376A (ja) 1981-09-24
JPS621094B2 true JPS621094B2 (ja) 1987-01-12

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ID=20339181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP55502422A Expired JPS621094B2 (ja) 1979-10-29 1980-10-22

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4372119A (ja)
JP (1) JPS621094B2 (ja)
DE (1) DE3049980C2 (ja)
FR (1) FR2468750B1 (ja)
GB (1) GB2074238B (ja)
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