SE510448C2 - Fuel regulating system for IC engine - Google Patents

Fuel regulating system for IC engine

Info

Publication number
SE510448C2
SE510448C2 SE9503652A SE9503652A SE510448C2 SE 510448 C2 SE510448 C2 SE 510448C2 SE 9503652 A SE9503652 A SE 9503652A SE 9503652 A SE9503652 A SE 9503652A SE 510448 C2 SE510448 C2 SE 510448C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
combustion
signal
ion current
knock
current signal
Prior art date
Application number
SE9503652A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9503652D0 (en
SE9503652L (en
Inventor
Patrik Rask
Original Assignee
Mecel Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mecel Ab filed Critical Mecel Ab
Priority to SE9503652A priority Critical patent/SE510448C2/en
Publication of SE9503652D0 publication Critical patent/SE9503652D0/en
Priority to US08/839,352 priority patent/US5803047A/en
Publication of SE9503652L publication Critical patent/SE9503652L/en
Publication of SE510448C2 publication Critical patent/SE510448C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/021Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using an ionic current sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/027Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

An ion flow sensor (5) detects ionisation in the cylinder during combustion and, dependent of the extent of ionisation, produces an ion flow signal for an ion flow signal receiving device (40-44) and from which a first crankshaft angle in connection with top dead centre (TDC) forward to another crankshaft angle at least 40 degrees later than the first, with integration in an integrator of the ion flow signal produced during combustion and which produces an integrated actual value of the ion flow signal from each combustion. A pinking sensor detects pinking from the combustion process and in proportion to the pinking intensity produces an actual pinking signal from each combustion event. A signal correcting circuit reduces the integrated actual value of the ion flow signals dependent upon the intensity of the pinking signal. A control unit (10) continuously varies at least one regulating parameter in accordance with a regulating algorithm stored in a memory. This algorithm maximises the corrected integrated actual value of the ion flow signals.

Description

510 448 i i l2 Uppfinningen har till ändamål att optimera förbränningen i en förbrämtingsmotor utan att man riskerar att reglera mot ett knackningstillstånd där motorn riskerar att bli överhettad och haverera Ytterligare ett ändamål är att reglera mot en optimal mager bränsle-luftblandning vilken ej orsakar lcnackrting, eller ligger så nära gränsen som möjligt till oacceptabel knackning. Ännu ett ändamål med en fördelaktig utföringsform är att reglering i beroende av detekterad knackning och förbränningskvalitet kan ske utan andra sensorer i forbränningsrummet än det däri anordnade tändstiftet, över vilket tändstift joniseringsgraden i förbränningsrummet detekteras för bestämning av såväl knackning som förbränningens kvalitet. 510 448 ii l2 The object of the invention is to optimize the combustion in an internal combustion engine without risking regulation against a knocking condition where the engine risks overheating and breakdown. Another object is to regulate against an optimal lean fuel-air mixture which does not cause leakage, or is as close to the border as possible to unacceptable knocking. Yet another object of an advantageous embodiment is that control depending on detected knocking and combustion quality can take place without sensors in the combustion chamber other than the spark plug arranged therein, over which spark plug ionization degree in the combustion chamber is detected to determine both knocking and combustion quality.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Den uppfinningsenliga metoden utmärkes av patentkravets 1 kännetecknande del samt systemet för utförande av den uppfinningsenliga metoden utmärkas av patentkravets 7 kännetecknande del.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The inventive method is characterized by the characterizing part of claim 1 and the system for carrying out the inventive method is characterized by the characterizing part of claim 7.

Genom den uppfinningsenliga metoden och systemet så kan förbränninsmotorn regleras på ett optimalt sätt med låg bränsleförbrukning och låga emissioner, utan att förbränningsmotom riskerar att haverera. Med metoden och reglersystemet så kan ett optimalt effektuttag erhållas speciellt för högvarviga tvåtaktsmotorer, även i de driftfall där motom lätt börjar knacka. Övriga uppfinningen utmärkande särdrag och fördelar framgår av övriga patentkravs tecknande delar samt efterföljande beskrivningen av en utföringsforrn. Beskrivningen sker med hänvisning till figurer angivna i följande figurförteclming.Through the inventive method and system, the internal combustion engine can be regulated in an optimal way with low fuel consumption and low emissions, without the internal combustion engine risking failure. With the method and control system, an optimal power output can be obtained especially for high-speed two-stroke engines, even in those operating cases where the engine easily starts to knock. The other features and advantages of the invention appear from the subscribing parts of the other claims and the following description of an embodiment. The description is made with reference to fi guras specified in the following fi gurförteclming.

FIGURFÖRTECKNING Figur 1 visar schematiskt ett arrangemang för reglering av en förbränningsmotor och detektering av joniseringsgraden i förbränningsrummet, Figur 2 visar schematislct en uppfinningsenlig regulator i en första utföringsform; Figur 3 visar trycket i förbränningsiummet vid en normal förbränning samt vid en förbränning med lcnaclming, Figur 4 visar hur det integrerade värdet av jonströmsignalen ökar vid en normal förbränning samt vid en förbränning med knackning, Figur 5 visar hur det integrerade värdet av jonströmsignalen varierar vid en avmagrande reglering av bränslet vid en normal förbränning samt vid en förbränning med knackning, Figur 6 visar en principiell regleralgoritm vilken maximerar det i beroende av knackningen reducerade värdet av jonströmintegralen 3 510 448 Figur 7 vilken visar en typisk jonstnömsignal, detekterad med ett arrangemang enligt figur 1.LIST OF FIGURES Figure 1 schematically shows an arrangement for controlling an internal combustion engine and detecting the degree of ionization in the combustion chamber, Figure 2 schematically shows an inventive controller in a first embodiment; Figure 3 shows the pressure in the combustion medium during a normal combustion and during a combustion with ignition, Figure 4 shows how the integrated value of the ion current signal increases during a normal combustion and during a combustion with knocking, Figure 5 shows how the integrated value of the ion current signal varies at a emaciated control of the fuel during a normal combustion and during a combustion with knocking, Figure 6 shows a principal control algorithm which maximizes the reduced value of the ion current integral depending on the knocking 3 510 448 Figure 7 which shows a typical ion current signal, detected with an arrangement according to fi gur 1 .

BESKRIVNING Av UIFÖRINGSEXEWEL I figur 1 visas ett arrangemang för reglering av en förbränningsmotor 1. I figuren visas ett helelektroniskt reglersystem för såväl iörbränningsmotorrts bränsletilliörsel som tändning. Med en mikrodator 10 vilken detekterar åtminstone motorvarvtal, motortemperatur och motorlast, via givarna 11,12 respektive 13 så styrs tändtidpunkten såväl som tillförd bränslemängd. Givaren ll är företrädesvis en konventionell pulsgivare anordnad att detektera kuggar på svänghjulets periferi, där även lägesbestämning kan erhållas genom att en eller flera lmggar har olika kugglucka/kuggbredd vid ett bestämt vevaxelläge.DESCRIPTION OF EXECUTIVE EXEWEL Figure 1 shows an arrangement for regulating an internal combustion engine 1. Figure 1 shows an all-electronic control system for both the fuel supply and ignition of the internal combustion engine. With a microcomputer 10 which detects at least engine speed, engine temperature and engine load, via the sensors 11, 12 and 13, respectively, the ignition time is controlled as well as the amount of fuel supplied. The sensor 11 is preferably a conventional pulse sensor arranged to detect teeth on the periphery of the flywheel, where position determination can also be obtained by one or more of the members having different tooth gap / tooth width at a certain crankshaft position.

Mikrodatom 10 innehåller på sedvanligt sätt en aritmetisk enhet 15 samt erforderliga minnen 14, där reglerlngsalgoritrner, bränslematriser samt tändmatriser är lagrade.The microcomputer 10 usually contains an arithmetic unit 15 and the required memories 14, where control algorithms, fuel matrices and ignition matrices are stored.

I varje cylinder 4 är åtminstone ett tändstift 5 anordnat, enbart tändstiftet i en cylinder visad i figur 1. Tändspänningen alstras i en tändspole 32 med en primärlindning 33 och en sekundärlindning 34.In each cylinder 4 at least one spark plug 5 is arranged, only the spark plug in a cylinder shown in Figure 1. The ignition voltage is generated in an ignition coil 32 with a primary winding 33 and a secondary winding 34.

Primärlindningen 33 äri sin ena ände ansluten till en spänningskälla, batteri 6, och i dess jordanslutning är anordnad en elektriskt styrd brytare 35. Genom att mikrodatom på triggutgången 50 gör brytaren 35 ströntledande så börjar en ström flyta genom primärlindningen 33, och när sedan strömmen bryts så induceras på sedvanligt sätt en upptransformerad tändspänning i tändspolens 32 sekundärlindning 34 och en tändgnista alstras i tändstiftsgapet 5. När strömmen skall släppas på och när strömmen skall brytas av brytaren 35, sk dwell-time reglering, styrs i beroende av aktuella motorpararneterari enlighet med en i mikrodatorns minne 14 förlagrad tändvinkelmau-is, så att erforderlig primärström hinner utvecklas samt att tändgnistan alstras vid den tändtidpunkt som erfordras för det aktuella lastfallet Sekundär-ens ena ände är ansluten till tändstiftet 5 och i dess andra jordanslutna ände finns en detekterlngskrets som detekterar joniseringsgraden i fórbränningsrummet. Detekteringslaetsen innefattar en spänningsackumulator , här i form av en uppladdningsbar kondensator 40, vilken spänningssätter tändstiftets gnistgap med en väsentligen konstant mätspänning. Kondensatom motsvarar en ekvivalent lösning till den i EP,C,188l8O visade utiöringsformen där spänningsackumulatom är en förhöjd/upptranformerad spärmlng från uppladdningskretsen i ett kapacitivt tändsystem. I den i figuren visade utföringsfonnen så laddas kondensatorn 40 upp till en spänningsnivå given av zenerdiodens 41 genombrottspänning när tändspänningspulsen induceras i sekundärlindningen 34. Denna genombrottspänning kan ligga någonstans mellan 80-400 Volt. När den upptransformerade tändspänningen runt cirka 30-40 kVolt alstras i sektmdärlindningen så öppnar zenerdioden 41 och säkerställer att kondensatorn 40 ej laddas upp till en högre spänningsnivå än zenerdiodens genombrottsspänning. Parallellt med mätmotstånclet 42 så är anordnat en andra motvänd skyddsdiod 43 som på motsvarande sätt skyddar for spänningar med omvänd polaritet. 510 448 4 Over mätmotståndet 42 så kan sedan den ström som går i kretsen 5-34-40/4042-jord detekteras, vilken ström är beroende av konduktiviteten på gaserna i forbränningsmmmet, vilken konduktivitet är beroende av joníseringsgraden i fórbränningsrtnnmet Genom att mätrnotståndet 42 är kopplat närmast jord så erfordras enbart en anslutning i mätpunkten 45 till en detekteringsla-ets 44, vilken detekteringskrets mäter spänningen över motståndet 42 och i mätpunkten 45 relativt jord Genom att analysera strömmen, alternativt spänningen, genom mätrnotståndet så kan bland annat knack och preignition detekteras, och såsom framställts i US,A, 4535740 så skulle vid vissa driftfall aktuellt blandningstörttållande luft-bränsle kunna detekteras genom att mäta hur lång tid joniseringströmmen ligger över en viss nivå, Genom en lambdasond 31 i iörbrärmingsmotorris avgassamlare 3, sett i avgasflödets riktning anordnad innan en i avgassystemet anordnad katalysator 30, kan restmängden syre i avgaserna detekteras, och härigenom detekteras aktuellt blandningstörhållande luft-bränsle. Med en konventionell smalbandig lambdasond, vars utsignal har en distinkt omslagspunkt strax under ett stökiometriskt blandningsförhållande, så kan den från en lagrad bränslematris angivna bränslemängden korrigeras så att det för katalysatom 30 funktion ideala blandningsförhållandet luft- bränsle innehålles. Genom lambdasondens utsignal A erhålles en återkopplad korrigerande reglering av den från bränslelmatrisen angivna mängden bränsle, vilken reglering utföres så att lambdasondens utsignal ligger och pendlar mellan hög och låg utsignal upp till ett par gånger per sekund Förbränningsmotorns bränslesystem innehåller på konventionellt sätt en bränsletank 21 med en i bränsletanken anordnad pumpenhet 22. Från pumpenheten 22 matas sedan det trycksatta bränslet vidare till en 23 tryckutjämnare, vidare till ett bränslefilter 24 och vidare till andra behållare/volymer 2.5 inkluderande bränslefördelningsröret. I bränsleiördelningsrörets ände finns i vissa fall en tryckregulator 26 anordnad, vilken vid övertryck öppnar för ett returflöde i returledningen 27 tillbaka till bränsletanken 21 eller pumpenheten 22. Ett alternativ till en tryckregulator 26 som öppnar vid övertryck kan vara en tryckstyrning av bränslepumpen 22, varigenom returledningen 27 kan undvaras. Volymemai bränslepump-enheten 22, tryckutjärnnaren 23, bränslefiltet 24 och övriga kaviteter eller behållare 25 är så pass stora att ett par minuters drift kan ske innan ett i bränsletanken 21 nytankat bränsle når insprutarna 20. Bränsleinsprutarna 20 är anordnade företrädesvis i respektive cylinders inloppsluftlcanal och påverkas företrädesvis sekventiellt i synkronism med öppningen av respektive cylinders inloppsventil. Mängden bränsle som sprutas in bestämmes av ' längden på den styrpuls som mikrodatom lägger ut till respektive insprutare. Mängden bränsle, liksom tändtidpurtkten, styrs i beroende av aktuella motorparameterar i enlighet med en i 510 448 mikrodatorns minne 14 förlagrad bränsle- respektive tändmanis, och där bränslemängden given av matrisen eventuellt korrigeras av lambdasonden I vissa bränslesystem så kan även en bränslekvalitetssensor 28 vara anordnad i bränsletillförsel- systemet. Med en bränslekvalitetssensor 28 så kan bränsleregleringen anpassas till det aktuella bränslets oktantal eller blandningsförhålande av exempelvis metanol och bensin. Styrenheten 10 erhåller en insignal K från bränslekvalitetssensom indikerande aktuell bränslekvalite. l figur 2 visas eni detekteringslcretsen 44 uppfinningsenlig signalbehandlingslcrets.The primary winding 33 is connected at one end to a voltage source, battery 6, and in its ground connection is arranged an electrically controlled switch 35. By the microcomputer on the trigger output 50 making the switch 35 conductive, a current surface begins through the primary winding 33, and when the current is cut off. as usual, an up-transformed ignition voltage is induced in the secondary winding 34 of the ignition coil 32 and an ignition spark is generated in the spark plug gap 5. When the current is to be released and when the current is to be interrupted by the switch 35, so-called dwell-time control, is controlled in accordance with ignition angle mouse stored in the microcomputer memory 14, so that the required primary current has time to develop and that the ignition spark is generated at the ignition time required for the current load case. One end of the secondary is connected to the spark plug 5 and in the combustion chamber. The detection layer comprises a voltage accumulator, here in the form of a rechargeable capacitor 40, which energizes the spark gap of the spark plug with a substantially constant measuring voltage. The capacitor corresponds to an equivalent solution to the embodiment shown in EP, C, 18818 where the voltage accumulator is an elevated / uptransformed voltage from the charging circuit in a capacitive ignition system. In the embodiment shown in fi, the capacitor 40 is charged to a voltage level given by the breakdown voltage of the zener diode 41 when the ignition voltage pulse is induced in the secondary winding 34. This breakdown voltage can be anywhere between 80-400 volts. When the up-transformed ignition voltage around about 30-40 kVolts is generated in the sectar winding, the zener diode 41 opens and ensures that the capacitor 40 is not charged to a higher voltage level than the breakdown voltage of the zener diode. In parallel with the measuring resistor 42, a second reverse protection diode 43 is arranged which correspondingly protects against voltages of reversed polarity. 510 448 4 Over the measuring resistor 42, the current flowing in the circuit 5-34-40 / 4042 earth can then be detected, which current is dependent on the conductivity of the gases in the combustion chamber, which conductivity is dependent on the degree of ionization in the combustion chamber. connected closest to earth, only a connection is required in the measuring point 45 to a detection layer 44, which detection circuit measures the voltage across the resistor 42 and in the measuring point 45 relative to ground. By analyzing the current, or the voltage, through the measuring notch, knock and preignition can be detected. and as disclosed in US, A, 4535740, in certain operating cases the actual mixture dehumidifying air-fuel could be detected by measuring how long the ionization current is above a certain level, Through a lambda probe 31 in the earmuff motor gas exhaust collector 3, seen in the exhaust direction arranged before a catalyst 30 arranged in the exhaust system, the residual amount of oxygen in the exhaust gases can be present is detected, and thereby the current mixture-containing air-fuel is detected. With a conventional narrowband lambda probe, the output of which has a distinct turning point just below a stoichiometric mixing ratio, the amount of fuel specified from a stored fuel matrix can be corrected so that the ideal mixture of air fuel for the catalyst 30 function is contained. The output signal A of the lambda probe provides a feedback corrective control of the amount of fuel specified from the fuel matrix, which control is performed so that the output of the lambda probe lies and oscillates between high and low output signal up to a few times per second. The combustion engine fuel system conventionally contains a fuel tank 21. pump unit 22 arranged in the fuel tank. From the pump unit 22 the pressurized fuel is then fed on to a pressure equalizer, on to a fuel element 24 and on to other containers / volumes 2.5 including the fuel distribution pipe. In some cases a pressure regulator 26 is arranged at the end of the fuel distribution pipe, which in case of overpressure opens for a return i in the return line 27 back to the fuel tank 21 or the pump unit 22. An alternative to a pressure regulator 26 which opens at overpressure may be a pressure control of the fuel pump 22. 27 can be dispensed with. The volume of the fuel pump unit 22, the pressure equalizer 23, the fuel belt 24 and other cavities or containers 25 is so large that a couple of minutes of operation can take place before a fuel refueled in the fuel tank 21 reaches the injectors 20. The fuel injectors 20 are preferably arranged in the respective cylinders. preferably sequentially in synchronism with the opening of the respective cylinder inlet valve. The amount of fuel injected is determined by the length of the control pulse that the microcomputer applies to each injector. The amount of fuel, as well as the ignition timing, is controlled depending on current engine parameters in accordance with a fuel or ignition manis stored in the memory of the 510 448 microcomputer 14, and where the amount of fuel given by the matrix is possibly corrected by the lambda probe. the fuel supply system. With a fuel quality sensor 28, the fuel control can be adapted to the octane number of the fuel in question or the mixing ratio of, for example, methanol and petrol. The control unit 10 receives an input signal K from the fuel quality sensor indicating the current fuel quality. Figure 2 shows a signal processing circuit suitable for detection in the detection circuit 44.

Detekteringslcretsen 44 mottager den mot joniseringsgraden motsvarande signalen på ledningen 56.The detection circuit 44 receives the signal corresponding to the degree of ionization on the line 56.

Denna jonströmsignal behandlas i två kaskadkopplade signalbehandlingssteg.This ion current signal is processed in two cascaded signal processing steps.

I det ena signalbehandlingssteget så integreras jonströmsignalen i en integrator 61. Det integrerade värdet medelvärdebildas sedan i ett medelvärdesfilter 62. l det andra signalbehandlingssteget filtreras parallellt det högfrekeventa innehållet i jonströmsignalen ut i ett bandpassfilter 63, vilket högfrekventa innehåll motsvarar de frekvenser som förekommer vid knackning, företrädesvis över 5 kHz. Det för knackningen representativa frekvensinnehållet behandlas sedan i en omvandlare 64 vilken omvandlar frekvensinnehållet till en mot lcnackriingens intensitet proportionell analog signal. Omvandlaren 64 kan lämpligen påi sig känt sätt innehålla en likrildare vilken likriktar den växelspänníngslikriade signalen från bandpassfiltret 63, och en integrator vilken integrerar den likriktade signalen. Den härigenom integrerade signalen blir då proportionell mot det på jonströmsignalen överlagrade och för knackningen representativa fnekvensinnehållets intensitet. Innan en mer ingåeende beskrivning av signalbehandlingslcretsens sista steg 65-66 görs så hänvisas till figurerna 3-6 vilka åskadliggör de effekter på jonströmsignalen eller dess integrerade värde som ett knackningstillstånd medför.In one signal processing step, the ion current signal is integrated in an integrator 61. The integrated value is then averaged in an average value 62. In the second signal processing step, the high frequency content of the ion current signal is filtered out in a bandpass filter 63, preferably above 5 kHz. The frequency content representative of the knock is then processed in a converter 64 which converts the frequency content into an analog signal proportional to the intensity of the knock. The converter 64 may suitably contain, in a manner known per se, a rectifier which rectifies the AC voltage signal from the bandpass filter 63, and an integrator which integrates the rectified signal. The signal thus integrated then becomes proportional to the intensity of the fine sequence content superimposed on the ion current signal and representative of the knocking. Before making a more detailed description of the last steps 65-66 of the signal processing circuit, reference is made to Figures 3-6 which illustrate the effects on the ion current signal or its integrated value caused by a knocking condition.

I figur 3 visas med heldragen lmrva den trycknivå P, detekterad via en i förbränningsrurnmet anordnad tryckgivare, som är aktuell för olika vevaxelvinklar CD° under en förbränning utan lcnackning. Med streckad kurva visas den trycknivå som är aktuell för olika vevaxelvinklar under en förbränning med knackning, men med övriga parametrar lika Vad som kan ses är att vid lcnackningstillstånd så ökar amplituden på trycksignalen I figur 4 visas hur det integrerade värdet av jonströmsignalen IINT växer vid en normal förbränning, heldragen kurva, respektive vid en förbränning med knackning, streckad lmrva. Det integrerade värdet av jonslröiriintegralen är här beräknat i ett mätiönster som öppnas vid övre dödpunkt, dvs vid vevaxelvinkeln 0°. Joniseringsgraden i förbränningsrummet ökar med såväl trycket som temperaturen. Detta medför att även jonsuöniintegralen ökar vid knackning. 510 448 i 'v f En reglering där integralens värde maximeras medför då att regleråtgärder som fiamtvingar knackning förstärks och att förbränningsmotorn riskerar att låsas i ett tillstånd med kraftig lmaclming.Figure 3 shows in solid lines the pressure level P, detected via a pressure sensor arranged in the combustion pipe, which is relevant for different crankshaft angles CD ° during a combustion without knocking. The dashed curve shows the pressure level that is relevant for different crankshaft angles during a combustion with knocking, but with other parameters the same. What can be seen is that in the knocking state the amplitude of the pressure signal increases in Figure 4 shows how the integrated value of the ion current signal IINT grows at a normal combustion, solid curve, respectively in the case of a combustion with knocking, dashed lmrva. The integrated value of the ion tube integral is here calculated in a measuring pattern which opens at the upper dead center, ie at the crankshaft angle 0 °. The degree of ionization in the combustion chamber increases with both the pressure and the temperature. This means that the ion integral integral also increases upon tapping. 510 448 i 'v f A control in which the value of the integral is maximized then means that control measures which force knocking are strengthened and that the internal combustion engine risks being locked in a state with strong loosening.

I figur 5 visas ett exempel där man vid avmagrande reglering av bränslet, åt höger på X-axeln, försöker hitta den driftpunkt där det integrerade värdet av jonströmsignalen IINT har sitt maximum.Figure 5 shows an example where in the case of emaciated control of the fuel, to the right of the X-axis, one tries to find the operating point where the integrated value of the ion current signal IINT has its maximum.

När knackning inte förekommer så kan den optimala driftpunlcten ligga vid en bränslemängd där avmagringen skett med en korrigerande och reducerande mängd A. Vid ökning av bränsleredulctionen såväl vid minskning av bränsleredrrktionen så minskar det integrerade värdet av jonströmsignalen IINT. Om det istället skulle förekomma knackning vid reglering av bränslet så kommer det integrerade värdet att erhålla ett maximum vid en helt annan magrare bränslemängd, där bränslereduldionen -AF är större, dvs vid den reducerande mängden B i figur 5. Knackning är ett begränsande villkor vid avmagring, vilken knackning provoceras fram vid alltför magra bränsle-luft blandningar. Om man använder en regulator som optimerar det integrerade värdet på jonströniintegralen så kommer ett mycket lrraftigt knackningstillstårid att uppträda främst vid höga varv och laster där knackningstillståndet snabbt orsakar överhettning och motorhaveri.When knocking does not occur, the optimal operating point can be at an amount of fuel where the weight loss has taken place with a corrective and reducing amount A. When increasing the fuel reduction as well as decreasing the fuel reduction, the integrated value of the ion current signal IINT decreases. If there should instead be knocking when regulating the fuel, the integrated value will receive a maximum at a completely different leaner fuel quantity, where the fuel redionion -AF is greater, ie at the reducing amount B in 5. gur 5. Knocking is a limiting condition when losing weight , which knocking is provoked by too lean fuel-air mixtures. If you use a regulator that optimizes the integrated value of the ionstrone integral, a very effective knock-up state will occur mainly at high speeds and loads where the knock-in state quickly causes overheating and engine failure.

Ett fenomen som uppkommer vid knackning är att förbränningsrummet eller utsatta delar av förbränningsrummet värms upp av knackningsförloppet, vilket resulterar i att även efterföljande förbränningar ger en högre jonströmsignal samt ett högre integrerat värde även om knackning ej skulle förekomma. Temperaturen på restgaser, erhållna från naturlig EGR och/eller icke fullständig genomspohiing i tvåtaktare, kan också vara högre efter en knackning, vilket kan höja jonströmsignalen Joniseringsgraden ökar i beroende av såväl trycket som temperaturen i cylindern.A phenomenon that occurs during knocking is that the combustion chamber or exposed parts of the combustion chamber are heated by the knocking process, which results in subsequent burns giving a higher ion current signal and a higher integrated value even if knocking did not occur. The temperature of residual gases, obtained from natural EGR and / or incomplete flushing in two-strokes, can also be higher after a knock, which can increase the ion current signal. The degree of ionization increases depending on both the pressure and the temperature in the cylinder.

Den normala regleråtgärden vid lcnackning är att snabbt senarelägga exempelvis tändningen, och att bibehålla denna senarelagda tändtidpunlct en förbestämd tid eller en av motorvarvtalet beroende tid, så att knackningstillståndet kan hävas och förbränningsmmmet hinner återta normal temperatur. Ett annat alternativ eller komplement är att feta upp bränsle-luft blandningen till den knackande cylindern, och på motsvarande sätt bibehålla denna uppfetning en förbestämd tid eller en av motorvarvtalet beroende tid, så att knackningstillståndet hinner hävas och förbränningsrummet återta normal temperatur.The normal control measure during knocking is to quickly delay, for example, the ignition, and to maintain this delayed ignition time point for a predetermined time or a time dependent on the engine speed, so that the knocking state can be lifted and the combustion time has time to return to normal temperature. Another alternative or complement is to grease the fuel-air mixture to the knocking cylinder, and correspondingly maintain this perception for a predetermined time or a time dependent on the engine speed, so that the knocking state has time to be lifted and the combustion chamber returns to normal temperature.

I motorer med överladdare kan knackningsfillståndet även hävas genom reduktion av laddlufttrycket, men detta påverkar alla cylindrar lika, även de cylindrar som ej knackar, om konventionella överladdaraggregat användes. Även vid reglering av laddtrycket för hävning av knacktillståndet så erfordras att den reducerade laddlufttrycket får verka över en viss förbestämd tid eller motorvartalsberoende tid 27 510 448” Knackningen kan även hävas genom att spruta in vatten i forbränningsrummet, vilket är en metod som även i förebyggande syfte tillämpas vid mycket extrema driftpunkter, oftast vid maximal last och höga vartal.In engines with superchargers, the knock resistance can also be raised by reducing the charge air pressure, but this affects all cylinders equally, even the cylinders that do not knock, if conventional supercharger units are used. Even when regulating the charge pressure for lifting the knock condition, it is required that the reduced charge air pressure must act over a certain predetermined time or engine speed dependent time 27 510 448 ”The knock can also be lifted by injecting water into the combustion chamber, which is a method that also for preventive purposes applied at very extreme operating points, usually at maximum load and high speeds.

Efter denna beskrivning av hur knackningen påverkar jonströmsignalen och dess integrerade värde hänvisas åter till figur 2, Den från omvandlaren 64 erhållna och mot knackningens intensitet proportionella signalen medel värdesbildas sedan i ett medelvärdebildande filter 65. lett dämpningsfilteri det sista steget 66 sker sedan en dämpning av det från steget 62 medelvärdesbildade värdet av jonströmsignalen i beroende av nivån på den medelvärdesbildade proportionella nivån på knackningens intensitet. Utsignalen från steget 66 på ledningen 54 blir då ett konigerat integrerat värde på jonströmsignalen.After this description of how the knock affects the ion current signal and its integrated value, reference is again made to Figure 2. The signal obtained from the transducer 64 and proportional to the intensity of the knock is then valued in an averaging alter 65. led attenuation alteri the last step 66 occurs after an attenuation of the from step 62 the averaged value of the ion current signal depending on the level of the averaged proportional level of the tapping intensity. The output signal from step 66 on line 54 then becomes a conjugated integrated value of the ion current signal.

Styrenheten 10 kan genom en regleralgoiitrn lagrad i minnet 14 exempelvis initiera en avmagrande reglering av exempelvis bränslet så att signalen på ledningen 54 maximeras, d.v.s att det i beroende av knackningens intensitet korrigerade integrerade värde på jonströmsignalen maximeras. I figur 6 visas en sådan principiell regleralgoritm vilken maximerar det i beroende av knackningen reducerade värdet av jonströmintegralen En avmagring kan exempelvis initieras av styrenheten 10 vid väsentligen konstant belastning på förbränningsmotom och initieras genom att bränslemängden given av bränslematrisen reduceras stegvis med en förbestämd bränslemängd AF. Efter åtminstone en förbränning med den reducerade bränslemängden så läses i ett första steg 90 det senaste konigerade integrerade värde på jonströmsignalen fmgw på ledningen 54. I nästa steg 91 jämföres fNEw med det från föregåeende förbränning med ursprunglig bränslemängd erhållna korrigerade integrerade värde på jonströmsignalen low . Om regleråtgärden resulterati förhöjning av Iya-tv relativt low så fortsätter den initierade avmagringen med samma reducerande bränslemängd. Om däremot regleråtgärden resulterat i att INEW är lägre än low så går algoritmen till steget 92 i vilket den korrigerande bränslemängden byter tecken, vilket medför att en avmagring ändras till en uppfetning altemativt att en uppfetning ändras till en avmagring. Innan återgången till styrenhetens huvudprogram så läses Ilmv in som nytt värde för low , att användas vid nästa av styrenheten initerad korrigering av bränslet.The control unit 10 can, through a control algorithm stored in the memory 14, for example initiate a lean control of, for example, the fuel so that the signal on the line 54 is maximized, i.e. the integrated value of the ion current signal corrected depending on the intensity of the knock is maximized. Figure 6 shows such a principle control algorithm which maximizes the knock-down value of the ion current integral depending on the knock. A thinning can for instance be initiated by the control unit 10 at substantially constant load on the internal combustion engine and initiated by gradually reducing the amount of fuel given by the fuel matrix. After at least one combustion with the reduced amount of fuel, in a first step 90 the last conjugated integrated value of the ion current signal fmgw is read on line 54. In the next step 91 fNEw is compared with the corrected integrated value of the ion current signal low obtained from the previous combustion with original amount of fuel. If the control measure results in an increase in Iya-tv relatively low, the initiated weight loss continues with the same reducing amount of fuel. If, on the other hand, the control measure has resulted in INEW being lower than low, then the algorithm goes to step 92 in which the corrective amount of fuel changes characters, which means that a weight loss changes to a fat loss, alternatively that a fat loss changes to a lean weight. Before returning to the control unit's main program, Ilmv is read in as a new value for low, to be used in the next correction of the fuel initiated by the control unit.

På motsvarande sätt kan styrenheten korrigera tändtidpunkten stegvis så att det korrigemde integrerade värde på jonströmsignalen maximeras. Tändüdpunkten kan då drivas till en optimal förtändriing med säker marginal mot knackning, då integmlen reduceras i beroende av lmaclcningens intensitet. Även laddtrycket kan höjas stegvis på motsvarande sätt. 510448 i i V8 Medelvärdebildningen i steget 62 erfordras för att regulatom skall bli mer stabil och inte påverkas av de stora cykel till cykel variationer som sker mellan förbränningar.Correspondingly, the control unit can correct the ignition timing step by step so that the corrected integrated value of the ion current signal is maximized. The ignition point can then be driven to an optimal ignition with a safe margin against knocking, as the integral is reduced depending on the intensity of the firing. The boost pressure can also be increased gradually in a corresponding way. 510448 i i V8 The averaging in step 62 is required for the controller to be more stable and not affected by the large cycle-to-cycle variations that occur between combustions.

Medelvärdesbildningen sker lämpligen som en rullande medelvärdesbildning där en en del av aktuellt värde, dvs det senaste integrerade värdet, medelvärdesbildas med föregåeende beräknat medelvärde.The averaging takes place suitably as a rolling averaging where a part of the current value, ie the most recent integrated value, is averaged with the previously calculated averaging.

Härigenom kan inte tillfälliga störningar eller avvikelser slå igenom fullt ut på den medelvärdesbildade signalen, vilket gör regulatorn mer stabil. Det medelvärdebildande filcret ger företrädesvis en utsignal y given av följande samband; y(k)=Km-y(k-I)+(1-Km )-x(k) där Km är medelvärdesfaktorn, vilken bestämmer hur pass mycket det föregående bildade värdet skall påverka medelvärdet, och x motsvarar det senaste värdet. len praktisk applikation så kan medelvärdesfakrorn K,,. sättas till 0.95 i steget 62, grovt motsvarande en medelvärdesbildrting över cirka 30 mätvärden, vilket för förbrärutingsmotorn sker mycket snabbt.As a result, temporary disturbances or deviations cannot have a full effect on the averaged signal, which makes the controller more stable. The averaging filcret preferably gives an output signal y given by the following relationship; y (k) = Km-y (k-I) + (1-Km) -x (k) where Km is the mean value factor, which determines how much the previously formed value should affect the mean value, and x corresponds to the last value. In practical application, the mean value factor K ,,. is set to 0.95 in step 62, roughly corresponding to an average value formation over about 30 measured values, which for the pre-combustion engine takes place very quickly.

Medelvärdesbildningen i steget 65 erfordras för att en reduktion av det integrerade värdet av jonströmsignalen skall ske även i en efterföljande förbränning för att kompensera för de kvarståeende temperaturhöjande effekterna efter en knackning i föregåeende förbränning. Hur denna medelvärtdesbildning skall ske måste anpassas till varje motortyps knackningsbenägenhet och hur länge de temperaturhöjande effekterna efter en knackning ligger kvar efter en knackande förbränning.The averaging in step 65 is required for a reduction of the integrated value of the ion current signal to occur even in a subsequent combustion to compensate for the residual temperature raising effects after a knock in the previous combustion. How this average formation is to take place must be adapted to the propensity to knock of each engine type and how long the temperature-raising effects after a knock remain after a knocking combustion.

Vid vissa körningar så har de kvarvarande temperaturhöjande effekterna efter en knackning, vilka höjer det integrerade värdet på jonströmsignalen, avklingat redan efter 1-2 efterföljande förbränningar utan knack. I andra motortyper kan de temperaturhöjande effekterna kvarstå i mer än ett tiotal förbränningar i följd.In some runs, the remaining temperature-raising effects after a knock, which increase the integrated value of the ion current signal, have already subsided after 1-2 subsequent burns without a knock. In other engine types, the temperature-raising effects can persist for more than a dozen combustions in a row.

Medelvärdesbildning i steget 65 kan för en speciell motortyp ske över ett begränsat antal förbränningar där det nya medelvärdet Mn efter den senaste förbränningen n sker över exempelvis de 3 senaste förbränningarna och kan tecknas som; Mn:(k1~IONSign)+(k20M,,,)+ (kg .MQ ), där, k] -kg är konstanter IONSign är aktuell signal från steget 64 , och MM och MH är medelvärdet från föregående förbränning n-l respektive n-Z De successivt minskande konstanterna k; -k3 ger en dämpning av jonströmintegralen anpassad till de kvarstående temperaturhöjande effekterna från föregående förbränningar med knackning. I vissa applikationer så är den temperaturhöjande och på joniseringsgraden höjande effekten högre på den förbränning som följer omedelbart inpå en förbränning med knackning, vilket medför att i vissa applikationer är k; större än kl. Hur förhållandet är kan skilja sig mellan olika motortyper, och måste testas fram för varje motortyp ifråga. I den exemplifierande motortypen så är de kvarståeende 29 sto 448 effekterna borta efter 3 förbränningar, men ytterligare termer ( k., v MQ +...o.s.v) kan användas om effekterna kvarstår mer än 3 törbränningar.Averaging in step 65 can for a particular engine type take place over a limited number of combustions where the new mean value Mn after the last combustion n takes place over, for example, the last 3 combustions and can be drawn as; Mn: (k1 ~ IONSign) + (k20M ,,,) + (kg .MQ), where, k] -kg are constants IONSign is the current signal from step 64, and MM and MH are the mean values from the previous combustion nl and nZ respectively. gradually decreasing the constants k; -k3 provides an attenuation of the ion current integral adapted to the residual temperature-raising effects from previous combustion with knocking. In some applications the effect of raising the temperature and increasing the degree of ionization is higher on the combustion which follows immediately after a combustion with knocking, which means that in some applications it is k; greater than kl. How the ratio is can differ between different engine types, and must be tested for each engine type in question. In the exemplary engine type, the remaining 29 mare 448 effects are gone after 3 burns, but additional terms (k., V MQ + ... etc.) Can be used if the effects remain more than 3 dry burns.

Om en snabbare respons skall erhållas i beroende av en spontant uppkommen knackning så kan företrädesvis det nya medelvärdet M., under speciella villkor enbart eller åtminstone i huvudsak enbart bildas på aktuell signal från steget 64. Ett villkor kan företrädesvis vara att om IONSign signalen från den senaste förbränningen är större än 20-40 % av föregående IONSign tecknas det nya medelvärdet Mn som; Mn = ( K; 0 IONSign ), där Kl > kl ,k2 eller kg.If a faster response is to be obtained due to a spontaneous knock, then the new average value M., under special conditions, can only or at least substantially only be formed on the current signal from step 64. A condition may preferably be that if the IONSign signal from the last combustion is greater than 20-40% of the previous IONSign, the new mean value Mn is drawn as; Mn = (K; 0 IONSign), where Kl> kl, k2 or kg.

För varje efterföljande förbränning läggs sedan ytterligare en term, k; 0 MM, till det succesivt uppdaterade medelvärdet. l en altemativ icke visad utföringsform för konventionella system, med en separat algoritm för lataclrreglering, skall alltid knackreglering ges högre prioritet än al goritmen som optimerar jonströmintegralens värde när knackningsintensiteten ligger över en törbestämd lägsta nivå. Denna lägsta nivån kan vara ett för motorn tolerabelt begränsat lcnackrtingstillstånd, exempelvis att endast några enstaka förbränningar knackar med längre intervaller mellan knackande förbränningar och som i fortvarighet ej riskerar att förstöra motorn. Alternativt kan de knackningshävande regleråtgärdema ges en mot knackningsintensiteten proportionell prioritering över de regleråtgärder som strävar att optimera jonströrrtintegralens värde.For each subsequent combustion, an additional term is then added, k; 0 MM, to the successively updated mean. In an alternative embodiment not shown for conventional systems, with a separate lataclr control algorithm, knock control shall always be given higher priority than the algorithm which optimizes the value of the ion current integral when the knock intensity is above a dry minimum level. This lowest level can be a tolerably limited state of ignition for the engine, for example that only a few single burns knock at longer intervals between knocking burns and which in time do not risk destroying the engine. Alternatively, the knock-lifting control measures can be given a priority proportional to the knock-intensity over the control measures which strive to optimize the value of the ion tube integral.

Så länge ett akut knackningstillstånd, vilket kan vara en knackningsintensitet över ett íörbestämt lägsta värde, detekterats ges då alltid de regleråtgärder som sätts in för att häva knackningstillståndet prioritet över de regleråtgärder som strävar att höja jonströrnintegralens värde.As long as an acute knocking condition, which can be a knocking intensity above a certain minimum value, is detected, the control measures that are put in place to lift the knocking condition are always given priority over the control measures that seek to increase the ion beam integral value.

Motsvarande prioritering erhålles vid reduktionen av jonströmintegralens värde, genom att reduktionen av integralen sker proportionellt mot intensiteten på lcnackningen. En mycket begränsad lcnaclcrringsintensitet kan ge en endast marginell reduktion av jonströrrrintegralen, vilket praktiskt medför att en begänsad och icke skadlig knackning kan tillåtas i fortvarighetstillstånd I figur 7 visas schematiskt utseendet på den jonströmsignal UION som erhålles på ledningen 56 med ett mätarrangemang i enlighet med ñgur 1. UIQN anges på Y-axeln och är här mätt i volt, och kan ligga mellan utsignalen O volt till drygt 2,5 volt. På X-axeln anges vevaxelgrader °VC, där O° anger övre dödpunkt då kolven äri sitt översta läge.Corresponding priority is obtained in the reduction of the value of the ion current integral, in that the reduction of the integral takes place in proportion to the intensity of the leakage. A very limited ignition intensity can give a only marginal reduction of the ion tube integral, which practically means that a limited and non-harmful knocking can be allowed in the steady state. Figure 7 schematically shows the appearance of the ion current signal UION obtained on line 56 with a measuring arrangement 1 in accordance with measurement arrangement 1. The UIQN is indicated on the Y-axis and is here measured in volts, and can be between the output signal 0 volts to just over 2.5 volts. The X-axis indicates crankshaft degrees ° VC, where 0 ° indicates the upper dead center when the piston is in its uppermost position.

Vid läget SP, vilket är ett läge innan dödpunkt exempelvis 15-20 vevaxelgrader innan dödpunkt, alstras tändgnistan med den törtändrting som är aktuell under rådande driftiörhållartde, främst beroende på last och varvtal. Gnistans generering alstrar en hög mätpuls i detekteringskretsen, 510 448 10 orsakad av överslaget i tändstiftsgapet under den så kallade överslagsfasen (Break down phase), men denna höga mätpuls filtreras bort, och dess mätvärde användes i den föredragna utföringsformen ej.At the SP position, which is a position before the dead center, for example 15-20 crankshaft degrees before the dead center, the spark ignition is generated with the dry ignition ring that is relevant during the prevailing operating conditions, mainly depending on load and speed. The generation of the spark generates a high measuring pulse in the detection circuit, caused by the flash in the spark plug gap during the so-called break down phase, but this high measuring pulse is filtered out, and its measured value is not used in the preferred embodiment.

Lämpligen så styrs inhämtarxiet av mätsignaler av mikrodatorn 10, på så sätt att rnikrodatorn endast avläser insignalingången 55 vid vissa bestämda motorlägen eller tidpunkter, cLv.s i bestämda mätfönster. Dessa mätfönster aktiveras företrädesvis i beroende av tändtidpunkten SP, så att dessa mätfönster öppnas tillräckligt lång tid efter det att överslagsfasen klingat av.Suitably, the acquisition array of measurement signals is controlled by the microcomputer 10, so that the microcomputer only reads the input signal input 55 at certain determined motor positions or times, cLv.s in certain measuring windows. These measuring windows are preferably activated in dependence on the ignition time SP, so that these measuring windows are opened long enough after the flashover phase has ended.

Efter överslagsfasen så startar en flamjoniseringsfas (Flame ionization phase), i figur 7 benämnd FLAME ION, under vilken fas mätspäiniingen påverkas av etableringen av en brinnande kärna av luft-bränsle blandningen i eller vid tändstiftsgapet.After the flashover phase, a ame ionization phase (Flame ionization phase), in fi gur 7 called FLAME ION, starts, during which phase the measuring voltage is affected by the establishment of a burning core of the air-fuel mixture in or at the spark plug gap.

Efter flarnjoniseringsfasen startar efierjoniseringsfasen (Post ionization phase), i figur 7 benämnd POST ION, under vilken fas mätspänningen påverkas av förbränningeni förbränningsrummet då antalet joniserande partiklar ökar med temperaturen och förbränningstrycket. Typiskt är att POST ION når ett maxvärde, angivet med PP i figuren 7, när förbränningsuycket utvecklats till sitt högsta värde och flamfronten nått föxbränningsrummets väggar vilket medför en tryckhöjriing.After the ionization phase, the ionization phase (Post ionization phase), called POST ION, starts in Figure 7, during which phase the measuring voltage is affected by the combustion in the combustion chamber as the number of ionizing particles increases with temperature and combustion pressure. Typically, POST ION reaches a maximum value, indicated by PP in fi clock 7, when the combustion accident has developed to its highest value and the fr amfront has reached the walls of the fox combustion chamber, which results in an increase in pressure.

Det aktuella rnätfönstret under vilket jonströmsignalen integreras skall göras så stort som möjligt för största möjliga upplösning, och åtminstone täcka in hela efterjoniseringsfasen, men företrädesvis även hela eller delar av flamjoniseringsfasen. Mätfönstret kan styras i beroende av tändtidpunkten, men skall företrädesvis vara öppet inom intervallet -5 vevaxelgrader före övre dödpunkt till minst 40 vevaxelgrader efter övre dödpunkt. Mätfönstret kan i vissa applikationer vara öppet ända till 180 vevaxelgrader efter övre dödpunkt, dvs till nedre dödpunktsläget för kolven, för att kunna detektera mycket utdragna efterjoniseringsfaser orsakade av sämre bränslekvaliter eller alltför magra bränsle- luft blandningar vilka förbränns långsamrnare.The current network window under which the ion current signal is integrated must be made as large as possible for the greatest possible resolution, and at least cover the entire post-ionization phase, but preferably also all or parts of the jon ionization phase. The measuring window can be controlled depending on the ignition time, but should preferably be open in the range -5 crankshaft degrees before upper dead center to at least 40 crankshaft degrees after upper dead center. The measuring window can in some applications be open up to 180 crankshaft degrees after the upper dead center, ie to the lower dead center position of the piston, in order to detect very long deionization phases caused by poorer fuel qualities or too lean fuel-air mixtures which burn more slowly.

Uppfinningen kan inom ramen för patentkraven modifieras på ett flertal sätt. Knackdetekteringen behöver ej nödvändigtvis ske över förbränningsmotorrts tändstift såsom visats i figur 1.Within the framework of the patent claims, the invention can be modified in a number of ways. The knock detection does not necessarily have to take place over the spark plug of the internal combustion engine as shown in Figure 1.

Knackdetekteringen kan likaväl ske genom joniseringsdetektering över ett från tändstiftet separerat mätgap. Knackdetekteñngen kan även ske med hjälp av en konventionell knackgivare av accelerometer-typ monterad på motorblocket, vilken detekterar de för knackningen typiska frekvenserna som fortplantas i motorblocket.The knock detection can also take place by ionization detection over a measuring gap separated from the spark plug. The knock detection can also take place by means of a conventional knock sensor of the accelerometer type mounted on the motor block, which detects the frequencies typical of the knock which are propagated in the motor block.

Claims (8)

10 20 25 30 211 sto 448 PATENTKRAV10 20 25 30 211 sto 448 PATENTKRAV 1. l. Metod för reglering av en tvåtakts eller fyrtakts förbränningsmotor av Ottotyp för optimal förbränning där joniseringen i förbränningsrummet under förbränningen detekreras och en mot joniseringen motsvarande jonströmsignal kan erhållas och där en knackning från förbrärmingen detekteras och en mot knackningens intensitet motsvarande knacksignal kan erhållas kännetecknad av -att den mot joniseringen motsvarande signalen integreras över ett måtfönster som hålles öppet efter tändgnistarrs överslag i anslutning till kolvens övre dödpunkt och minst 40 vevaxelgrader efter övre dödpunkt, varigenom ett integrerat värde på jonströmsignalen erhålles från varje förbränning, en motorn pâverkande reglerpararneter, tändning eller bränsleyarieras så att det integrerade värdet på jonströmsignalen maximeras när ett väsentligen knackningsfritt tillstånd råder, och att knackning med en knackningsintensitet överskridande åtminstone en törbestämd lägsta intensitet råder sker en reglering av en motorn påverkande reglerparameter i syfte att häva knackningsförloppet med prioritet före en reglering av en motorn påverkande reglerparameter i syfte att maximera det integrerade värdet på jonströmintegralen1. l. Method for regulating a two-stroke or four-stroke internal combustion engine of Ottotype for optimal combustion where the ionization in the combustion chamber during combustion is detected and an ion current signal corresponding to the ionization can be obtained and where a knock from the combustion is detected and a knock signal intensity corresponding to by - that the signal corresponding to the ionization is integrated over a measuring window which is kept open after spark ignition adjacent to the upper dead center of the piston and at least 40 crankshaft degrees after the upper dead center, whereby an integrated value of the ion current signal is obtained from each combustion, an engine fuel is adjusted so that the integrated value of the ion current signal is maximized when a substantially knock-free state prevails, and that knocking with a knocking intensity exceeding at least one dry-determined minimum intensity takes place, a regulation of a motor takes place. influencing control parameters in order to cancel the knocking process with priority before a control of a motor influencing control parameters in order to maximize the integrated value of the ion current integral 2. Metodenligtpatentkrav 1 kännetecknad av -att det integrerade värdet på jonströmsignalen reduceras i beroende av knacksignalen för bildandet av ett korrigerat integrerat värde på jonströmsignalen, där reduktionen av jonströmsignalen sker proportionellt mot knackningens intensitet -där en motorn påverkande reglerpararneter, tändning eller bränsleyarieras så att det korrigerade integrerade värdet på jonströmsignalen maximeras även vid knackning.Method according to claim 1, characterized in that the integrated value of the ion current signal is reduced in dependence on the knock signal to form a corrected integrated value of the ion current signal, where the reduction of the ion current signal takes place in proportion to the intensity of the knock. corrected integrated value of the ion current signal is maximized even at knock. 3. Metod enligt patentkrav 2 k ä n n e t e c k n a d a v att knacksignalen från varje Förbränning och förbränningsrum till en förbestärnd del korrigerar det integrerade värdet på jonströmintegralen i reducerande riktning för ett förbestärnt antal i följd efterföljande förbrännlngar i förbränningsrummet oavsett om knackning råder i dessa efterföljande förbrärmingar.Method according to claim 2, characterized in that the knock signal from each combustion and combustion chamber to a predetermined part corrects the integrated value of the ion current integral in the reducing direction for a predetermined number of successive subsequent combustions in the combustion chamber or after combustion. 4. Metodenligtpatentkrav 3 kännetecknad av att åtminstonefrånochmeddenandra efterföljande förbränningeni aktuellt förbränningsrum efter en första knackande förbränning i detta förbränningsrum reduceras det integrerade värdet på jonströmintegralen i beroende av den första knackningens intensitet i succesivt avtagande omfattning för varje därefter efterföljande förbränning. 510448 i i 112 10 15 20 25 30Method according to claim 3, characterized in that at least from and with the second subsequent combustion in the actual combustion chamber after a first knocking combustion in this combustion chamber, the integrated value of the ion current integral is reduced depending on the intensity of the first knocking in successively decreasing extent for each subsequent combustion. 510448 i i 112 10 15 20 25 30 5. Metod enligt patentkrav 3 k ä n n e t e c k n a d a v att knacksignalen från varje förbränning medelvärdesbildas med knacksignaler från föregâeende förbränningar, lärnpligen genom en rullande medelvärdesbildning där den från den senaste förbränningen erhållna knacksignalen medelvärdesbildas med föregåeeride knackmedelvärde, och att den medelvärdesbildade knacksignalen användes för att reducera det integrerade värdet på jonströmsignalen5. A method according to claim 3, characterized in that the knock signal from each combustion is averaged with knock signals from previous combustions, preferably through a rolling averaging where the knock signal obtained from the last combustion is averaged with the previous cracked average, and that the mean signal is integrated. the value of the ion current signal 6. Metod enligt något av patentkraven 2-5 k ä n n e te c k n a d a v att det integrerade värdet på jonströmsignalen från varje förbränning medelvärdesbildas med integrerade värden från föregåeende förbränningar, lämpligen genom en rullande medelvärdesbildning där det från den senaste förbränningen erhållna integrerade värdet på jonströmsignalen medelvärdesbildas med från föregåeende förbränningar erhållet integralmedelvärde, och att det medelvärdesbildade integrerade värdet på jonströmsignalen reduceras i beroende av knacksignalen för bildandet av det konigerade integrerade värdet mot vilket maximeringen sker vid regleringen av reglerparametemMethod according to any one of claims 2-5, characterized in that the integrated value of the ion current signal from each combustion is averaged with integrated values from previous combustions, suitably by a rolling averaging where the integrated value of the ion current signal obtained from the most recent combustion is averaged integral mean value obtained from previous combustions, and that the mean value-formed integrated value of the ion current signal is reduced in dependence on the knock signal for the formation of the conjugated integrated value against which the maximization takes place in the control of the control parameter 7. Bränsleregleringssystem för en förbränningsmotor med åtminstone en cylinder (4) innefattande, -en positionsgivare (1 1) vilken genererar åtminstone en referensposition motsvarande en bestämd vevaxelvinkel för en cylinder i förbränningsmotorn, -en jonströmsensor (5) anordnad i cylindern vilken detekterar joniseringen i cylindern vid förbränningen och som i beroende av joniseringsgraden producerar en jonströmsignal, -en jonströmsignalen mottagande anordning (40-44) vilken från en första vevaxelvinkel i anslutning till övre dödpunkten fram till en andra vevaxelvinkel minst 40 grader senare än den första vevaxelvinkeln i en integrator (61) integrerar den under förbränningen alstrade jonströmsignalen och som producerar ett från varje förbränning integrerat aktuellt värde av jonströmsignalen, samt - en knacksensor vilken detekterar knackningar från förbränningen och som i proportion till knackningens intensitet producerar en från varje förbränning aktuell knacksignal k ä n n e te c k n a t a v att bränsleregleringssystemet innefattar -en signalkorrigerande krets (66) vilken reducerar integrerat aktuellt värde av jonströmsignaleni beroende av knacksignalens intensitet, - en styrenhet (10) vilken kontinuerligt varierar åtminstone en reglerparameteri enlighet med en i styrenhetens minne förlagrad regleralgoritrn vilken regleralgoritm maximerar det korrigerade integrerade aktuella värdet av jonströmsignalen 13 S10 44 8Fuel control system for an internal combustion engine with at least one cylinder (4) comprising, - a position sensor (1 1) which generates at least one reference position corresponding to a determined crankshaft angle for a cylinder in the internal combustion engine, - an ion current sensor (5) arranged in the cylinder which detects the ionization in the cylinder during combustion and which, depending on the degree of ionization, produces an ion current signal, an ion current signal receiving device (40-44) which from a first crankshaft angle in connection with the upper dead center to a second crankshaft angle at least 40 degrees later than the first crankshaft angle in an integrator ( 61) integrates the ion current signal generated during combustion and which produces a current value of the ion current signal integrated from each combustion, and - a knock sensor which detects knocks from the combustion and which in proportion to the intensity of the knock produces a knock signal current from each combustion. in that the fuel control system comprises - a signal correcting circuit (66) which reduces the integrated current value of the ion current signal depending on the intensity of the knock signal, - a control unit (10) which continuously varies at least one control parameter according to a control algorithm stored in the control unit memory. the value of the ion current signal 13 S10 44 8 8. Bränsleregleringssystem i enlighet med patentkravet 7 k ä n n e t e c k n at a v att jonströmsensorns och lcnacksensortts sensorelement utgöres av ett i forbränningsrummet anordnat tändstift (5) , där en mot joniseringsgiaden i törbränningsrummet proportionell signal uttages via en mätkrets (40-43) ansluten till den till tändstiftet anslutna tändspolen (32), där den från mätlcretsen erhållna signalen via ett frekvensfilter (63) filtrerar ut det för knackningen representativa frekvensinnehållet samt via integreringsmedel (61) erhåller ett över förbränningen integrerat värde av den från mätkretsen erhållna signalenFuel control system according to claim 7, characterized in that the sensor element of the ion current sensor and the ignition sensor consists of a spark plug (5) arranged in the combustion chamber, where a signal proportional to the ionization chamber in the dry combustion chamber is output via a measuring circuit (40-43). the ignition coil (32) connected to the spark plug, where the signal obtained from the measuring circuit via a frequency terlter (63) filters out the frequency content representative of the knock and via integrating means (61) obtains a value of the signal obtained from the measuring circuit via the combustion means
SE9503652A 1995-10-19 1995-10-19 Fuel regulating system for IC engine SE510448C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9503652A SE510448C2 (en) 1995-10-19 1995-10-19 Fuel regulating system for IC engine
US08/839,352 US5803047A (en) 1995-10-19 1997-04-17 Method of control system for controlling combustion engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9503652A SE510448C2 (en) 1995-10-19 1995-10-19 Fuel regulating system for IC engine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9503652D0 SE9503652D0 (en) 1995-10-19
SE9503652L SE9503652L (en) 1997-04-20
SE510448C2 true SE510448C2 (en) 1999-05-25

Family

ID=20399871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9503652A SE510448C2 (en) 1995-10-19 1995-10-19 Fuel regulating system for IC engine

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE510448C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE9503652D0 (en) 1995-10-19
SE9503652L (en) 1997-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE505543C2 (en) Method for controlling knocking in an internal combustion engine
US5803047A (en) Method of control system for controlling combustion engines
US6032650A (en) Method for closed-loop control of injection timing in combustion engines
US5769049A (en) Method and system for controlling combustion engines
US4716874A (en) Control for spark ignited internal combustion engine
JP4025278B2 (en) Optimal full throttle throttle air / fuel ratio control
US5836285A (en) Device for controlling knocking in an internal combustion engine
US5221904A (en) Misfire-detecting system for internal combustion engines
WO1996005427A1 (en) Method for ignition timing control in combustion engines
EP0847495B1 (en) Method for ignition control in combustion engines
US5038744A (en) Method and apparatus for controlling spark ignition in an internal combustion engine
US5101788A (en) Internal-combustion engine control device
US5327090A (en) Misfire-detecting system for an internal combustion engine which detects a misfire due to the fuel supply system
JP2000515219A (en) Method for recognizing knocking combustion in an internal combustion engine having an AC voltage ignition device
JP3593217B2 (en) Knock detection device for internal combustion engine
US4269155A (en) Ignition timing control system for internal combustion engines
JP2572494B2 (en) Gasoline engine combustion state and spark miss detection device
SE503170C2 (en) Method and system for adaptive fuel control of two-stroke engines
JP3552142B2 (en) Engine pre-ignition suppression device
JPH10103210A (en) Knock detection device for internal combustion engine
SE510448C2 (en) Fuel regulating system for IC engine
US5253627A (en) Burning condition detecting device and burning control device in an internal combustion engine
JPH05164033A (en) Misfire detection device for internal combustion engine
JP2914825B2 (en) Gasoline engine combustion control device
JPH0327747B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed