JPH02108829A - 内燃機関に対する燃料空気混合気の調整方法および装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、燃料空気混合気を空気過剰率の目標値に依存
して調整する形式の、内燃機関に対する燃料空気混合気
の調整方法および装置に関する。

従来技術 内燃機関により排気される有害物質に対する限界値を越
えないようにするために、例えば位置固定の内燃機関に
おいては作動ピーク温度を低くすることにより、燃焼の
際のＮｏ発生を低減するように内燃機関を希薄状態で作
動させている。この場合は空気過剰率が混合気の点火限
界のごく近傍におかれる。そのため空気過剰率が“希薄
“の方向へ移行した時に、かつ所期のうに生ずることが
多い。他方、空気過剰率が“濃い“方向へ偏差した場合
は許容可能なＮＯｘ排出値を上回わってしまう。

この種の偏差を阻止するために、いわゆるラムダ調整器
を用いてこれが酸素ゾンデの信号に依存して排気ガス中
の酸素成分を調整することが知られている。

混合気の点火限界およびＮＯｘ排出を排気ガス中の酸素
成分だけにより測定するようにはしない構成も他方では
知られている。さらに通常のラムダゾンデは、希薄領域
においては、組み込み個所における排気ガス圧力の影響
を受けており、このことが部分負荷および共通の排気ガ
ス配管を有する装置の場合に、調整結果の著しい変化を
生ぜさせることがある。

実際の使用においては前述の理由により、特に連続動作
中に組成の著しく変動する濾過−またはクリーンガスの
使用の場合に点火エラーがまたはＮＯｘ排出が増加する
。

ガス組成が比較的一定している場合（天然ガス）でさえ
も、ＮＯｘ限界値を点火エラー限界へ十分な間隔で維持
可能にするために、検査装置では得られる出力を連続作
動のためには低減する必要が生じてしまう。ラムダゾン
デの老化ならびにその他の要因がこの場合に重要な役割
を果す。

発明の解決すべき問題点 本発明の課題は、有害物質排出の限界値を、希薄な燃料
混合気を調整することにより、持続的に維持できるよう
にした冑頭に述べた方法を提供することである。

問題点を解決するための手段 この課題は請求項１の特徴部分に示された構成により解
決されている。

この構成によシ燃料空気混合気が自動的に希薄限界の方
向へ調整されるようになる。この場合この限界は点火エ
ラー信号により定められる。

そのため燃料空気混合気を、外部の影響を識別するある
いは考慮する必要なく、常に最適に調整できるようにな
る。

この場合このエンジンは常に、点火エラーが決して生じ
ないように希薄状態で運転され、これにより一方では最
低のＮＯｘ排出が達成され他方では駆動機構が過負荷を
受けないようになる。

空気過剰率の目標値の振動的な変化は次のように連続的
に行なわれる、即ち点火エラーの検出後に目標値を“濃
い“方向へ補正した後に、目標値が直ちに再び“希薄の
“方向へ変化されるように、行なわれる。しかし目標値
の低下と上昇との間に所定の時間間隔を経過させること
もできる。この構成は例えば次の場合に有利である、即
ち装置状態の著しいないし迅速な変化−この変化に応じ
た調整過程ないし最適の調整状態の維持−が期待できな
い時に、有利である。

本発明の方法を実施する装置が請求項２の特徴部分に示
されている。

調整目標値発信器を有するラムダ調整器は公知である。

この目標値発信器により目標値の補正動作が行なわれる
。ドイツ連邦共和国特許第３４１０９３０号にこの種の
装置が公知であり、この装置においては、空気過剰率の
目標値が、調整動作を行なうラムダゾンデの周囲におけ
る温度状態へ適合調整される。

これに対して本発明による装置の場合は、目標値発信器
が点火エラーを検出する装置と接続されている。この場
合この装置は、目標値が、自動的に時間経過において混
合気が点火限界の方向へ調整されるように調整される。

点火エラー検出装置が点火エラーをまたはこの限界への
接近を通報すると、直ちに目標値が反対方向へ、経験的
にまたは実験的に求められた量だけ変化し、これにより
燃料空気混合気は濃い方向へ調整される。続いて調整器
は再び目標値を連続的れ に“希薄“の方向へ変化さする。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図にＮＯｘ排出のダイヤグラムが空気退化の増加と
共に明瞭に減少するが、しかし同時に混合気の点火性が
低下してそのため、第１図にλｍａｘで示されている空
気過剰率の最高値を過ぎると混合気はもはや必ずしも申
し分なく点火はしなくなる。わずかな有害物質排出と内
燃機関のできるだけわずかな負荷との間を妥協させる目
的で、狭いラムダ領域Δλ内でのλ値の調整が、所望さ
九る。実際には多くの要因が例えば酸素ゾンデの老化現
象、燃焼ガス組成、圧縮開始前の混合気温度、シリンダ
壁温度その他が、通常のラムダ調整器を用いては、所望
の値の維持を不可能にする。本発明による方法によりこ
れらの全部の要因は、混合気の最適調整を常に、混合気
の点火特性に依存して経験的に較正することにより、除
去される。この場合、ラムダ比は常に点火限界λｍａｘ
に近似される。このことは通常のラムダ調整器１０（第
２図）を使用して行なわれる。このラムダ調整器は相応
の目標値発信器１１を備えている。この目標値発信器は
点火エラーを検出する装置１３がらの信号１２を供給さ
れる。

調整器１０はラムダゾンデ１５がら電圧信号１＋を供給
される。ラムダゾンデは調整実際値を形成し、この値は
差形成器１６において、目標値発信器１１から送出され
る調整目標値１７と比較される。その比較結果から導出
された調整信号１８１ｄ、内燃機関２１の燃料案内管２
゜のためのサーボモータ１９へ作用する。この燃料案内
管の排気ガス装置２２の中にラムダゾンデ１５が取り付
けられている。

目標値発信器１１け次のように構成されてプログラミン
グされている、即ち初期目標値λ０から始まって内燃機
関の作動中に目標値λｓを上昇させる（第１図の矢印３
０）ように構成されかつプログラミングされている。こ
の上昇は、混合気の点火性の低下にもとづいて装置１３
が点火エラー限界を検出するまで、行なわれる。

この場合に到達された最高値λｍａｘから、次に調整目
標値が値λ８だけ第１図の矢印３１の方この構成により
空気過剰率は、点火エラー限界と１種々のパラメータに
より影響されるλｍｉｎλｍａｘ−λａとの間を、周期
的に変化する。

このようにして燃料空気混合気を、この混合気のその都
度の点火限界への一定の間隔を保つようにできる、かつ
種々の影響要因に例えば燃料組成、圧縮開始前の混合気
温度、シリンダ壁温度、酸素ゾンデの状態に依存せずに
、保つようにできる。

点火エラーの検出のために種々の方法を用いることがで
きる。エンジンブロックに取り付けたロッドを用いて簡
単な構成が得られる、即ちロッドが、点火エラーにもと
づく著しく大きい振れる際に電気信号を送出するように
できる。

しかしエンジンブロックにおける加速度検出器を用いる
こともできる、あるいは回転数信号を用いて相応に評価
することができる。一般的には、点火エラーにもとづい
て例えば点火プラグ故障時のような顯著な変化を受ける
全部の値を用いることができる。

発明の効果 本発明により、内燃機関の作動が、ＮＯｘ排出が最小の
領域で行なわれる調整の構成が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気過剰率λに依存するＮＯｘ排出を示すダイ
ヤグラム図、第２図は内燃機関に対する燃料・空気混合
比を調整する装置の実施例を示す。 １０・・・調整器、１４・・・電圧信号、１５・・・ラ
ムダゾンデ、１６・・・差形成器、１７・・・調整目標
値、１８・・・調整信号、１９・・・サーボモータ、２
ｏ・・・燃料管、２１・内燃機関、２２・・・排気ガス
装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料空気混合気を空気過剰率の目標値に依存して調
   整する形式の、内燃機関に対する燃料空気混合気の調整
   方法において、 空気過剰率目標値（λ＿ｓ）を、少なくともときどき、
   かつ点火状態の同時の監視の下に、自動的に上昇させる
   ようにし、さらに点火エラーの発生の際は空気過剰率目
   標値を所定量（λ＿ａ）だけ低下させるようにしたこと
   を特徴とする内燃機関に対する燃料空気混合気の調整方
   法。 ２、調整目標値発信器を有するラムダ調整器から構成さ
   れた、内燃機関に対する燃料空気混合気の調整装置にお
   いて、調整目標値発信器（１１）に点火エラー検出装置
   （１３）を配属するようにし、さらに該調整目標値発信
   器の構成およびプログラミングにおいて、調整目標値（
   λ＿ｓ）を連続的に上昇させるようにし、さらに該調整
   目標値を、点火エラー検出装置（１３）の信号（１２）
   の受信の際に所定の値（λ＿ａ）だけ低下させるように
   したことを特徴とする内燃機関に対する燃料空気混合気
   の調整装置。