JP2009523960A

JP2009523960A - 内燃機関の全てのシリンダのノッキングを評価する高域通過フィルタが装備された方法及び装置

Info

Publication number: JP2009523960A
Application number: JP2008551697A
Authority: JP
Inventors: フォルテ、パスカレ; ボルデーニョーニ、ステファノ; ゲルメッティ、アンドレア
Original assignee: Eldor Corporation SpA
Current assignee: Eldor Corporation SpA
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2009-06-25
Also published as: ES2424263T3; EP1977100A2; WO2007085369A2; EP1977100B1; US20090063025A1

Abstract

内燃機関の全てのシリンダの爆発を評価する高域通過フィルタが装備された方法及び装置。本発明は、内燃機関の各シリンダ内の燃料の燃焼中に展開される電離電流を有利に利用することにより上記の内燃機関の全てのシリンダ内の爆発を評価する方法及び装置の分野に関するものである。本発明は、各々が上記の燃焼機関の各サイクルにわたって連続的に繰り返される様々な段階で展開され、求めた時間の長さ中に電離電流値を選択し、上記の値を高域通過フィルタ内に入力し、その後、上記のフィルタにより決定された値を二乗し、値Ｖｄを計算し、上記の値は、上記のフィルタにより決定された上記の値の二乗の合計の値と公知の正規化係数との関係であり、その結果、上記の値Ｖｄに基づいて各シリンダ内のスパークプラグにてスパークが発生することを特徴とする。

Description

本発明は、内燃機関の全てのシリンダ内の爆発を評価する方法及びそのための装置に関するものである。特に、決定された時間間隔での内燃機関の各シリンダ内の電離電流値の測定、及び、計算値に従ってスパークがスパークプラグにて生成される基となる値の計算により上記の爆発を評価する方法に関するものである。

内燃機関のシリンダ内の可燃混合気（air-combustible mix）の爆発により、振動が引き起こされ、かつ、上記の振動が大きい場合には機関が損傷する可能性がある。

上記の爆発の評価は、内燃機関の微調整要素の１つでもある。

上記の爆発を評価するために市場で現在利用されかつ利用可能である装置及び方法としては、機関本体の加速に比例した信号を生成する、機関本体内に取り付けられた圧電センサの使用に基づくものがある。

これらのセンサは、上記の爆発により公知の周波数で振動が引き起こされることが知られているので利用される。したがって、内燃機関シリンダ内の爆発レベルは、帯域通過フィルタによりセンサ信号をフィルタ処理して、その結果生成されたエネルギーを計算するためにフィルタ処理した信号を評価することにより判断することができる。

一般的に公知である技法の一部であるこの方法には、様々な欠点がある。最も関連する欠点は、センサが動作しなくなり、かつ、爆発により生成されたエネルギーが、一部の機関タイプにおいてセンサ信号の多大な外乱のために計算されない可能性があることで構成される。

発明の概要

本発明の目的は、内燃機関の各シリンダ内の爆発を正確にかつ確実に評価し、センサの使用を回避し、かつ、上記の機関の各シリンダについて上記の評価を行う方法及びその装置を特定することである。

本発明は、上記機関の各シリンダ内の燃料の燃焼中に発達する電離電流の有利な使用に基づくものであり、その理由は、上記の電離電流内のイオン数は、内燃機関の各シリンダ内の可燃混合気の爆発により生じるエネルギーの量と密接な相関関係があるためである。

本発明は、上記の機関の各シリンダ上に配置される装置により放出される電離電流の使用に基づくものである。この電離電流は、上記の燃焼機関の管理に一般的に利用される制御装置により測定される。上記の制御装置には、高域通過フィルタ、及び、本発明の方法を実行する手段、好ましくは、電子的な手段が設置されている。本発明の種々の目的及び利点は、以下の説明、及び、純粋に非制限的な例の形で例示する、単独のシリンダを有する内燃機関の添付の図版により良好に出現する。

詳細な説明

図１を参照すると、（１）は、全体としての内燃機関を示し、シリンダ内の燃焼を実現するために必要なスパークをスパークプラグ（６）により創出することに加えて、当該の方法を実行するために不可欠な電離電流を放出する装置（４）は、シリンダより上方に配置された状態で示されており、かつ、可燃混合気が入れられるシリンダ（２）が示されている。この図は、２ＫＨｚと８ＫＨｚとの間の遮断周波数を有する高域通過フィルタ（９）及び本方法を実行する手段（１０）が設置された制御装置（３）も示す。

図２を参照すると、この図は、本発明の当該の装置のうち、シリンダより上方に位置決めされた部分を示し、装置のこの部分は、シリンダ内の燃焼を実現するために必要なスパークを創出することに加えて、当該の方法を実行するために不可欠な電離電流を引き起こす。装置（４）のこの部分は、コイル（５）及びスパークプラグ（６）で構成されている。

これらの２つの要素（５）及び（６）は、分極回路（７）及び捕捉回路（acquisition circuit）（８）により相互に接続されている。

図３を参照すると、この図は、本発明の当該の方法を概略的に例示するフローチャートを示す。本方法は、機関（１）の各シリンダについて繰り返され、かつ、関連手段（１０）が対応する様々な段階にわたって展開され、上記の手段は、電子的であることが好ましい。第１の段階（３０１）にて、スパークプラグ（３）内に発生するスパークの始まりから電離現象の終了まで各シリンダ内に存在する電離電流（ＩＣ）の測定を行う。上記の電離電流は、装置（２）により放出されて、装置（２）は、シリンダ内の可燃混合気の燃焼を実現するために必要なスパークを創出することに加えて、ＩＣという、電離電流を放出する。電離電流（ＩＣ）を測定した後、Ｖｉｃという、上記の電離電流ＩＣの値の登録を想定する第２の段階（３０２）がある。その後の段階（３０３）にて、Ｖｆｔという、上記の電離電流ＩＣの熱相の最大ピークの値を登録する。段階（３０４）では、スパークプラグ（５）にて発生するスパークの始まりから最大ピークＶｆｔまでの時間の長さの測定及び登録を想定し、上記の時間の長さは、本発明ではＴｐという。続く段階（３０５）では、時間の長さＴｐと０ｕｓと４００ｕｓとの間の所定の時間の長さの値との差の値の計算を想定する。上記の差を本発明ではＴａという。その後の段階（３０６）にてＴａの値を登録する。本発明の方法は、時間の長さＴｐの値、及び、Ｔｂという、８００ｕｓと４０００ｕｓとの間の所定の時間の長さの値の合計の計算を想定する段階（３０７）とともに続く。その後の段階（３０８）では、時間の長さＴａ及びＴｂ中に、先の段階（３０２）にて登録された電離電流ＩＣの値の選択を想定する。上記の選択値は、本発明ではＶｔという。その後の段階（３０９）にて、値Ｖｔを２ＫＨｚと８ＫＨｚとの間の遮断周波数を有する高域通過フィルタ（９）内に入れ、これにより、段階（３１０）にて登録される、Ｖｔｆという値が決まる。本発明のその後の段階（３１１）では、先の段階で登録された値Ｖｔｆの二乗の計算を想定する。上記の値を本発明ではＶｔｆ^２という。その後の段階（３１２）は、先の段階で計算された値Ｖｔｆ^２の合計の値を計算する。段階３１２にて求めた値を、本発明ではΣＶｔｆ^２という。その後の段階（３１３）は、当業者には公知である、値ΣＶｔｆ^２と正規化係数との関係を計算する。段階（３１３）で求めた値を本発明ではＶｄという。段階（３１４）で行なわれた値Ｖｄの登録後、本発明の方法の最終段階は、段階（３１５）であり、そこで、値Ｖｄに基づいてスパークプラグ（６）にてスパークを発生させる。以上の説明及び添付の図版は、本発明の一実施形態を例示するものであり、かつ、以下の特許請求の範囲に従った保護の範囲内でその非制限的な例を成す。

本方法、及び、当該の本発明を実行する手段が収納される制御装置を利用する機関の概略図である。当該の本発明による、機関の各シリンダより上方に配置された装置の概略図である。当該の本発明による方法に関係するフローチャートを概略的に示す図である。

Claims

１つ又はそれ以上のシリンダ（２）が装備され、かつ、２ＫＨｚと８ＫＨｚとの間の遮断周波数を有する高域通過フィルタ（９）、及び、コイル（５）と、スパークプラグ（６）と、分極回路（７）と、捕捉回路（acquisition circuit）（８）とを備える各シリンダについて電離電流（ＩＣ）を生成する装置（４）が設置されている制御装置（３）を有する内燃機関（１）の各シリンダ内の爆発を評価する方法であって、
以下の段階、即ち、（３０１）前記機関（１）の前記シリンダ（２）内での、前記スパークプラグ（６）内に発生するスパークの始まりから電離現象の終了までの前記電離電流（ＩＣ）の測定と、（３０２）前記電離電流ＩＣの値（Ｖｉｃ）の登録と、（３０３）前記電離電流ＩＣの熱相の最大ピークの値（Ｖｆｔ）の登録と、（３０４）前記スパークプラグ（５）にて発生する前記スパークの前記始まりから前記最大ピークＶｆｔまでの時間の長さ（Ｔｐ）の測定及び登録と、（３０５）前記時間の長さＴｐと、０ｕｓと４００ｕｓとの間の所定の時間の長さの値との差（Ｔａ）の値の計算と、（３０６）前記時間の長さＴａの前記値の登録と、（３０７）前記時間の長さＴｐの前記値、及び、８００ｕｓと４０００ｕｓとの間の所定の時間の長さ（Ｔｂ）の値の合計の計算と、（３０８）前記時間の長さＴａ及びＴｂ中での前記値Ｖｉｃ（Ｖｔ）の選択と、（３０９）２ＫＨｚと８ＫＨｚとの間の遮断周波数を有する高域通過フィルタ（９）内での前記値Ｖｔの入力と、（３１０）前記高域通過フィルタ（９）により決定された前記値（Ｖｔｆ）の登録と、（３１１）前記値Ｖｔｆの２乗（Ｖｔｆ^２）と、（３１２）前記値Ｖｔｆ^２の合計（ΣＶｔｆ^２）の値の計算と、（３１３）ΣＶｔｆ^２と正規化係数との関係の値（Ｖｄ）の計算と、（３１４）前記値Ｖｄの登録と、（３１５）前記値Ｖｄに基づく前記スパークプラグ（６）での前記スパークの発生とを備えることを特徴とする方法。
１つ又はそれ以上のシリンダ（２）が装備され、かつ、２ＫＨｚと８ＫＨｚとの間の遮断周波数を有する高域通過フィルタ（９）、及び、コイル（５）と、スパークプラグ（６）と、分極回路（７）と、捕捉回路（acquisition circuit）（８）とを備える各シリンダについて電離電流（ＩＣ）を生成する装置（４）が設置されている制御装置（３）を有する内燃機関（１）の各シリンダ内の爆発の性質を評価する装置であって、
前記制御装置が、連続的に、（３０１）前記機関（１）の前記シリンダ（２）内で、前記スパークプラグ（６）内に発生するスパークの始まりから電離現象の終了までの前記電離電流（ＩＣ）を測定し、（３０２）前記電離電流ＩＣの値（Ｖｉｃ）を登録し、（３０３）前記電離電流ＩＣの熱相の最大ピークの値Ｖｆｔを登録し、（３０４）前記スパークプラグ（５）にて発生する前記スパークの前記始まりから前記最大ピーク（Ｖｆｔ）までの時間の長さ（Ｔｐ）を測定及び登録し、（３０５）前記時間の長さＴｐと、０ｕｓと４００ｕｓとの間の所定の時間の長さの値との差（Ｔａ）の値を計算し、（３０６）前記時間の長さＴａの前記値を登録し、（３０７）前記時間の長さＴｐの前記値、及び、８００ｕｓと４０００ｕｓとの間の所定の時間の長さ（Ｔｂ）の値の合計を計算し、（３０８）前記時間の長さＴａ及びＴｂ中に前記値Ｖｉｃ（Ｖｔ）を選択し、（３０９）２ＫＨｚと８ＫＨｚとの間の遮断周波数を有する高域通過フィルタ（９）内にて前記値Ｖｔを入力し、（３１０）前記高域通過フィルタ（９）により決定された前記値（Ｖｔｆ）を登録し、（３１１）前記値Ｖｔｆを２乗し（Ｖｔｆ^２）、（３１２）前記値Ｖｔｆ^２の合計（ΣＶｔｆ^２）の値を計算し、（３１３）ΣＶｔｆ^２と正規化係数との関係の値（Ｖｄ）を計算し、（３１４）前記値Ｖｄを登録し、（３１５）前記値Ｖｄに基づいて前記スパークプラグ（６）にて前記スパークを発生させる手段（１０）を含むことを特徴とする装置。