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DE2601871A1 - METHOD FOR CONTROLLING THE COMBUSTION PROCESS OF AN EXTERNAL IGNITION COMBUSTION ENGINE - Google Patents

METHOD FOR CONTROLLING THE COMBUSTION PROCESS OF AN EXTERNAL IGNITION COMBUSTION ENGINE

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Publication number
DE2601871A1
DE2601871A1 DE19762601871 DE2601871A DE2601871A1 DE 2601871 A1 DE2601871 A1 DE 2601871A1 DE 19762601871 DE19762601871 DE 19762601871 DE 2601871 A DE2601871 A DE 2601871A DE 2601871 A1 DE2601871 A1 DE 2601871A1
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DE
Germany
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counter
work cycles
dead center
top dead
crankshaft
Prior art date
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DE19762601871
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DE2601871C2 (en
Inventor
Thomas Tsoi-Hei Ma
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Ford Werke GmbH
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Ford Werke GmbH
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Publication date
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Publication of DE2601871C2 publication Critical patent/DE2601871C2/en
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

Z/DR-2 Sp ukZ / DR-2 Sp uk

P atentanm eldungP atent registration

Verfahren zur Steuerung des Verbrennungsablaufes eines fremdgezündetenMethod for controlling the combustion process of a spark-ignited

VerbrennungsmotorsInternal combustion engine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung des Verbrennungsablaufes eines fremdgezündeten Verbrennungsmotors. The invention relates to a method for controlling the combustion sequence of an externally ignited internal combustion engine.

Bisher war es bekannt, eine Ionisierungssonde zur Untersuchung der Verbrennung sabl auf e in Verbrennungsmotoren zu verwenden. Die bei solchen Untersuchungen festgestellten Verbrennungsabläuft wurden systematisch erfaßt, in ihren Auswirkungen studiert und bei der späteren Festlegung eir$er Parameter eines Verbrennungsmotors entsprechend berücksichtigt.So far it was known to use an ionization probe to investigate combustion sabl to use e in internal combustion engines. The ones in such investigations The combustion processes identified were systematically recorded in their effects are studied and in the subsequent determination of a parameter of an internal combustion engine are taken into account accordingly.

Die auf diese Weise für einen Verbrennungsmotor festgelegten Parameter stellten hierbei im Hinblick auf die unterschiedlichen Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors stets einen mehr oder weniger glücklichen Kompromiß dar.The parameters established in this way for an internal combustion engine presented here with regard to the different operating conditions an internal combustion engine is always a more or less happy compromise.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die durch eine Ionisierungssonde in einem Verbrennungsmotor festgestellten VerbrennungsabläufeThe present invention has set itself the task of using an ionization probe combustion processes determined in an internal combustion engine

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unmittelbar bei laufendem Motor zu registrieren, in Bezug zu setzen und zu vergleichen und daraus Hinweise zur zweckentsprechenden Veränderung der Parameter des Verbrennungsmotors bei laufendem Motor zu ziehen.to register, relate and compare immediately with the engine running and to draw from this information on the appropriate change in the parameters of the internal combustion engine while the engine is running.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem bei einem Verbrennungsmotor die in den Patentansprüchen aufgezeigten Verfahrens schritte durchgeführt werden.According to the invention, this object is achieved by in an internal combustion engine the process steps indicated in the claims carried out will.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Ionisierungssonde im Brennraum eines Verbrennungsmotors an einer von der Zündkerze weitest entfernten Stelle, in der Weise, daß die Ionisierungssonde ein Signal erzeugt, sobald sie von der Flammenfront eines Verbrennungsvorganges erreicht wird, das Verbinden der Ionisierungssonde mit einer elektronischen Zählerschaltung in der Weise, daß während einer bestimmten Anzahl Arbeitstakte bzw während einer bestimmten Zeitspanne durch einen ersten Zähler die innerhalb eines ersten Kurbelwellen winkelsektors festgestellten, die Ionisierungs sonde erreichenden Flammenfronten gezählt werden und darauffolgend durch einen zweiten Zähler die innerhalb eines zweiten Kurbelwellenwinkel Sektors festgestellten, die Ionisierungssonde erreichenden Flammenfronten gezählt werden, das Verbinden der elektronischen Zähler schaltung mit einer elektronischen Teiler schaltung, in der das Zählergebnis des ersten Zählers durch das Zählergebnis des zweiten Zählers geteilt wird und ein diesem Verhältnis proportionales Signal erzeugt wird, das ein Maß für die Verbrennungs-Qualität darstellt und das Verbinden der elektronischen Teiler schaltung mit einer elektronischen Vergleichs-Rückkoppelungsschaltung, in der das Signal für die Verbrennungs-Qualität mit einem vorwählbaren Sollwert verglichen wird und je nach Abweichung davon entsprechende Steuersignale zur Beeinflussung des Luft-Treibstoff-Verhältnisses, der Zündung bzw der Verwirbelung des Gemisches des Verbrennungsmotors erzeugt werden, wird eine optimale Steuerung des Verbrennungsmotors entweder im Hinblick auf maximale Leistung oder minimale Abgasemission erzielt.The inventive arrangement of an ionization probe in the combustion chamber of an internal combustion engine at a point furthest away from the spark plug, in such a way that the ionization probe generates a signal as soon as it comes from the Flame front of a combustion process is achieved, connecting the ionization probe to an electronic counter circuit in such a way that during a certain number of work cycles or during a certain period of time by a first counter the angle sector within a first crankshaft detected flame fronts reaching the ionization probe are counted and then by a second counter that determined within a second crankshaft angle sector, the ionization probe reaching flame fronts are counted, the connection of the electronic counter circuit with an electronic divider circuit in which the Counting result of the first counter is divided by the counting result of the second counter and a signal proportional to this ratio is generated which represents a measure of the combustion quality and the connecting of the electronic Divider circuit with an electronic comparison feedback circuit, in which the signal for the combustion quality is compared with a preselectable target value and, depending on the deviation from it, the corresponding one Control signals for influencing the air-fuel ratio, the ignition or the turbulence of the mixture of the internal combustion engine are generated, an optimal control of the internal combustion engine is either in view of achieved for maximum performance or minimum exhaust emissions.

Die Erfindung wird anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Steuersystems näher erläutert.The invention is illustrated by means of one in the accompanying drawings Tax system explained in more detail.

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Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors von unten,aus der die Anordnung der Ionisierungssonde hervorgeht.Fig. 1 shows a view of a cylinder head of an internal combustion engine from below showing the arrangement of the ionization probe.

Fig. 2 zeigt eine Ionisierung ssonde, wie sie in Fig. 1 verwendet wird. Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1.FIG. 2 shows an ionization probe as used in FIG. FIG. 3 shows a section along the line AA in FIG. 1.

Fig. 4 zeigt ein elektronisches Schaltbild für ein in Verbindung mit der Ionisierungs sonde in Fig. 1 zu verwendendes Steuersystem.Fig. 4 shows an electronic circuit diagram for a in connection with the Ionization probe in Fig. 1 control system to be used.

Fig. 5 A bis 5 D zeigen Diagramme,aus denen die unterschiedlichen Flammenfrontausbreitungsgrade bei unterschiedlichen Testbedingungen hervorgehen. 5 A to 5 D show diagrams from which the different degrees of flame front propagation emerge under different test conditions.

Fig. 6 zeigt ein Diagramm des spezifischen Treibstoffverbrauchs eines Verbrennungsmotors in Bezug auf das erfindungsgemäße Verbrennungs-Qualitäts - Verhältnis.6 shows a diagram of the specific fuel consumption of an internal combustion engine in relation to the combustion quality according to the invention - Relationship.

Fig. 7 zeigt ein Diagramm der Flammenfrontausbreitungsgrade bei unterschiedlichem Verbr ennung s-Qualitäts-Verhältnis.Fig. 7 shows a diagram of the flame front propagation degrees with different combustion s-quality ratio.

Ein fremdgezündeter Verbrennungsmotor 10 der herkömmlichen Hubkolbenbauart weist einen Zylinderkopf 19 mit einem Verbrennungsraum 11 auf, in dem Einlaß- und Auslaßventile 12 und 13 angeordnet sind. Die Zündkerze ist bei 14 angeordnet. Eine Ionisierung ssonde 15 erstreckt sich durch eine Bohrung 16 im Zylinderkopf 19 bis in den Verbrennungsraum 11 und zwar an einer der Zündkerze 14 weitest entfernten Stelle. Der Durchtritt der Ionisierung ssonde 15 durch die Bohrung 16 kann z. B. über einen Kleber 25 abgedichtet sein.A spark ignition internal combustion engine 10 of the conventional reciprocating piston type has a cylinder head 19 with a combustion chamber 11 in which inlet and outlet valves 12 and 13 are arranged. The spark plug is located at 14. An ionization probe 15 extends through a bore 16 in the cylinder head 19 to the combustion chamber 11, namely at one of the Spark plug 14 furthest away point. The passage of the ionization probe 15 through the bore 16 can, for. B. be sealed with an adhesive 25.

Die Ionisierungssonde 15 besteht aus zwei Elektroden, die in einem keramischenThe ionization probe 15 consists of two electrodes in a ceramic

. Januar 1976 809832/0260. January 1976 809832/0260

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Röhrchen von 2, 5 mm Durchmesser angeordnet sind. Ein Spannungspotential von etwa 300 Volt wird über die Leiter 17 und 18 und über einen 10 MSi Widerstand angelegt. Das Signal der Ionisierungssonde 15 wird hierbei von der Verbindungsstelle des Widerstandes mit einem der Leiter abgenommen. Normalerweise findet hierbei in der Ionisierung β sonde 15 kein Stromfluß statt. Sobald jedoch eine Flammenfront die Ionisierungssonde 15 erreicht, fällt der Widerstand zwischen den beiden Elektroden infolge der Ionisierung der Gase ab und es fließt ein Strom durch die Ionisierungs sonde, wodurch das Spannungspotential von etwa 300 Volt auf einen niedrigeren Wert abfällt.Tubes of 2.5 mm in diameter are arranged. A voltage potential of about 300 volts is applied across conductors 17 and 18 and across a 10 MSi resistor. The signal of the ionization probe 15 is here from removed from the junction of the resistor with one of the conductors. Normally there is no current flow in the ionization β probe 15. However, as soon as a flame front reaches the ionization probe 15, the resistance between the two electrodes drops as a result of the ionization of the gases and a current flows through the ionization probe, as a result of which the voltage potential drops from about 300 volts to a lower value.

Vorzugsweise wird im Verbrennungsraum eines jeden Zylinders eines mehrzylindrigen Verbrennungsmotors eine Ionisierungs sonde 15 wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, angeordnet.Preferably there is a multi-cylinder in the combustion chamber of each cylinder Internal combustion engine an ionization probe 15 as in FIG. 1 to 3 shown, arranged.

In Fig. 4 ist die Verbindung der lonisierungssonde mit dem er fin dung «gemäßen Steuersystem gezeigt. Das Signal der Ionisierungs sonde 15 wird über eine Leitung 20 zu einem Eingang 1 und einem Eingang 2 geführt. Bei einem Verbrennungsmotor mit mehreren Zylindern werden die jeweils in den Zylindern angeordneten Ionisierungssonden mit der Leitung 20 parallel geschaltet, so daß die Eingänge 1 und 2 alle Signale des Flammenfrontausbreitungsgrades von allen Zylindern erhalten.4 shows the connection of the ionization probe with the one according to the invention Control system shown. The signal from the ionization probe 15 is fed to an input 1 and an input 2 via a line 20. With an internal combustion engine with a plurality of cylinders, the ionization probes arranged in each case in the cylinders are connected in parallel with the line 20, so that the inputs 1 and 2 all signals of the flame front propagation degree of received all cylinders.

Eine Zeitsteuer scheibe 21 ist mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden und liefert über einen entsprechenden Umsetzer ein Zeitsteuer signal über eine Leitung 22 zum Einlaß 1, um diesen Einlaß 45 vor dem oberen Totpunkt zu öffnen und 45 nach dem oberen Totpunkt zu schließen·.A timing disc 21 is connected to the crankshaft of the internal combustion engine and delivers via a corresponding converter a timing signal over a line 22 to the inlet 1 to this inlet 45 before the upper Open dead center and close 45 after top dead center ·.

In ähnlicher Weise wird ein Zeitsteuer signal über eine Leitung 23 zum Einlaß geführt, um diesen im
Totpunkt zu schließen.
In a similar manner, a timing signal is fed via a line 23 to the inlet to this in
Close dead center.

geführt, um diesen im oberen Totpunkt zu öffnen und 90 nach dem oberenguided to open this at top dead center and 90 to the top

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Die Signale der Flamm enfrontausbreitung, die den Eingang 1 passieren, werden durch einen Zähler 1 gezählt und die Signale der Flammenfrontausbreitungen , die den Eingang 2 passieren, werden durch einen Zähler 2 gezählt. Nach einer bestimmten Anzahl von Arbeitstakten, z. B. 100 Arbeitstakten, wird der Stand des Zählers 1 und der Stand des Zählers 2 in eine Teiler schaltung 26 eingeführt, die den Stand des Zählers 1 zum Stand des Zählers 2 ins Verhältnis setzt.The signals of the flame front propagation that pass input 1 are counted by a counter 1 and the signals of the flame front propagation, that pass input 2 are counted by a counter 2. After a certain number of work cycles, e.g. B. 100 work cycles, the Status of counter 1 and the status of counter 2 in a divider circuit 26 introduced, which sets the status of counter 1 to the status of counter 2 in relation.

Das Ergebnis dieser Berechnung ergibt eine Zahl zwischen 0 und 1, die als Verbrennungs-Qualitäts- Verhältnis (VQV) bezeichnet wird und die repräsentativ für den Flammenfrontausbreitungsgrad während des bestimmten Zeit-The result of this calculation is a number between 0 and 1, which is used as Combustion quality ratio (VQV) is designated and the representative for the degree of flame front propagation during the determined time

ab schnitte s vom oberen Totpunkt bis 90 nach oberem Totpunkt ist.from sections s from top dead center to 90 after top dead center.

Die Zähler 1 und 2 werden jeweils nach Beendigung der z. B. 100 Arbeitstakte auf 0 zurückgestellt und beginnen neu zu zählen. Die Teiler schaltung 26 liefert währenddessen ein dem Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis entsprechendes Signal an eine Vergleichs-Rückkoppelung s schaltung 24.The counters 1 and 2 are each after completion of the z. B. 100 work cycles reset to 0 and start counting again. The divider circuit 26 supplies meanwhile, a signal corresponding to the combustion quality ratio is sent to a comparison feedback circuit 24.

Das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis kann nicht nur in Bezug auf eine bestimmte Anzahl von Arbeitstakten festgestellt werden sondern kann ebenso über einen vorbestimmten Zeitabschnitt festgehalten werden.The burn quality ratio cannot only be in relation to a specific one Number of work cycles can be determined but can also be recorded over a predetermined period of time.

Die Fig. 5 A bis 5 D zeigen die Flammenfrontausbreitungsgrade verschiedener Teste bei unterschiedlichen Betriebebedingungen. Die Bezeichnung der Kurven gibt hierbei Hinweise auf die Betriebebedingungen. Die Bezeichnung D 40-16 bedeutet, daß der Verbrennungemotor mit einer herkömmlichen Drosselklappe betrieben wurde, daß der Zündzeitpunkt auf 40 vor oberem Totpunkt lag und daß das Luft-Treib stoff-Verhältnis 16:1 betrug. Der Buchstabe C bedeutet hingegen, daß eine zusätzliche Verwirbelung erzeugt wurde. Die verschiedenen Tests wurden alle bei 3000 U/min und bei einer konstanten Luftströmung durchgeführt, die etwa halber Vollast ertsprach. Der FlammenfrontausbreitungsgradFIGS. 5 A to 5 D show the degrees of flame front propagation of various tests under different operating conditions. The designation of the curves provides information on the operating conditions. The designation D 40-16 means that the Verbrennungemotor was operated with a conventional throttle valve, that the ignition timing was at 40 before top dead center and that the air-blowing cloth ratio 16: 1. The letter C, on the other hand, means that an additional turbulence has been generated. The various tests were all carried out at 3000 rpm and with a constant air flow that was about half full load. The degree of flame front propagation

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gibt hierbei den Anteil der Arbeitstakte an, bei denen die Flammenfront innerhab eines vorbestimmten Kurbelwell en winkelsektors an der Ionisierung s sonde eingetroffen ist.indicates the proportion of work cycles in which the flame front is within a predetermined crankshaft angle sector on the ionization probe has arrived.

Zur Einordnung der verschiedenen Arbeitstakte im Hinblick auf das Eintreffen der Flammenfront an der Ionisierungssonde wurde folgende Einteilung vorgenommen: To classify the various work cycles with regard to the arrival the flame front on the ionization probe was classified as follows:

- 45 bis oberen Totpunkt frühbrennende Arbeitstakte- 45 working cycles that burn early to top dead center

oberer Totpunkt bis 45 schnell brennende ArbeitstakteTop dead center up to 45 rapidly burning work cycles

45 nach oberem Totpunkt45 after top dead center

bis 90 ° nach oberem Totpunkt .... langsam brennende Arbeitstakte 90 nach oberem Totpunkt bisup to 90 ° after top dead center .... slowly burning work cycles 90 after top dead center up to

unterer Totpunkt .... spät brennende Arbeitstaktebottom dead center .... work cycles burning late

unterer Totpunkt bis obererlower dead center to upper

Totpunkt .... verzögert brennende ArbeitstakteDead center ... delays burning work cycles

Kein Eintreffen einer Flammenfront festgestellt .... aussetzende oder unvollständig brennende Arbeitstakte.No arrival of a flame front detected ... intermittent or incompletely burning work cycles.

In den in Fig. 5 A eingezeichneten Kurven der vorgenommenen Teste sind keine frühbrennenden Arbeitstakte festgestellt worden. Arbeitstakte, bei denen die Flammenfront die Ionisierungs sonde vor dem oberen Totpunkt erreicht, sind im allgemeinen unerwünscht und werden normalerweise nur durch detonationsartige oder zu schnelle Verbrennung verursacht. Den maximalen Beitrag zur Leistung eines Verbrennungsmotors liefern hierbei die Arbeitstakte, bei denen die Flammenfront kurz nach dem oberen Totpunkt an der Ionisierungssonde eintritt. Es sind dies die schnellbrennenden Arbeitstakte. Zur Erzielung einer maximalen Leistung sollten alle Arbeitstakte schnellbrennende Arbeitstakte sein.The curves of the tests carried out are shown in FIG. 5A no early burning work cycles were found. Work cycles in which the flame front reaches the ionization probe before top dead center, are generally undesirable and are usually only caused by detonation or causing burns too fast. The work cycles make the maximum contribution to the performance of an internal combustion engine. where the flame front is shortly after top dead center at the ionization probe entry. These are the fast-burning work cycles. To achieve maximum performance, all work cycles should be fast-burning work cycles be.

Das Verbrennungs-Qulitäts-Verhältnis, wie es in Zusammenhang mit dem in GB-187 / 13. Januar 1976 609832/0260 -7-The combustion quality ratio, as it is in connection with the in GB-187 / January 13, 1976 609832/0260 -7-

Fig. 4 gezeigten Steuersystem beschrieben ist, kann wie folgt definiert werden:4 may be defined as follows will:

frühbrennende Arbeitstakte in % + schnellbrennende Arbeitstakte in %early burning work cycles in % + fast burning work cycles in%

VQV = : : : ■ : VQV =::: ■ :

schnellbrennende Arbeitstakte in % + langeambrennende Arbeitstakte in % fast-burning work cycles in% + long-burning work cycles in %

_ intensiv brennende Arbeitstakte in %
normal brennende Arbeitstakte in %
_ intensely burning work cycles in %
normal burning work cycles in%

In Fig. 6 ist der spezifische Treibstoffverbrauch eines Verbrennungsmotors bei unterschiedlichen Betriebsverhältnissen gezeigt. Das Luft-Treibstoff Verhältnis wurde hierbei zwischen 12 : 1 und 20 : 1 verändert, der Zündzeitpunkt wurde zwischen 30 und 50 vor dem oberen Totpunkt verändert und zusätzlich wurde die herkömmliche Drosselklappe durch eine zusätzliche Verwirbelung erzeugende Einrichtung ersetzt. Die bei den verschiedenen Betriebsbedingungen gemessenen Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnisse sowie der hierzu festgestellte spezifische Treibstoffverbrauch ergab, daß das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis eine zuverlässige Aussage über den wirtschaftlichen Verbrennung sablauf des Verbrennungsmotors gibt.In Fig. 6 is the specific fuel consumption of an internal combustion engine shown under different operating conditions. The air-fuel ratio was changed between 12: 1 and 20: 1, the ignition point was changed between 30 and 50 before top dead center and in addition, the conventional throttle valve was provided with an additional turbulence generating device replaced. The under the different operating conditions measured combustion quality ratios as well as the related determined specific fuel consumption showed that the combustion quality ratio gives a reliable statement about the economical combustion process of the internal combustion engine.

Beträgt das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis 1,0 so ergibt sich eine maximale Wirtschaftlichkeit, d. h. wenn alle Arbeitstakte schnellbrennende Arbeitstakte sind. Ist das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis geringer als 1,0, d.h. einige der Arbeitstakte sind langsam brennende Arbeitstakte, so verschlechtert sich die Wirtschaftlichkeit. In Ausnahmefällen kann es auch vorkommen, daß das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis eine Zahl größer als 1 ergibt, das tritt dann auf, wenn frühbrennende Arbeitstakte infolge von detonationsartiger oder klopfender Verbrennung auftreten.If the combustion quality ratio is 1.0, the result is a maximum Economy, d. H. when all work cycles are fast-burning work cycles. If the combustion quality ratio is less than 1.0, i.e. some of the work cycles are slow burning work cycles, so deteriorated profitability. In exceptional cases it can it can happen that the combustion quality ratio is one number larger than 1, this occurs when working cycles burn early as a result of detonation-like or knocking burns occur.

Nachdem nunmehr festgehalten ist, daß das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis ( VQV) eine zuverlässige Aussage über den wirtschaftlichen Ablauf einesHaving now established that the combustion quality ratio (VQV) a reliable statement about the economic process of a

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Verbrennung s vor gange s liefert, ist der nächste Schritt der, daß das Signal für das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis einer elektronischen Vergleichs-Combustion s before gange s delivers, the next step is that of the signal for the combustion quality ratio of an electronic comparison

Rückkoppelungsschaltung zugeleitet wird, die das jeweils eintreffende Signal mit einem vorwählbaren Sollwert vergleicht und je nach Abweichungen davon entsprechende Steuersignale zur Beeinflussung des Luft-Treibstoff-Verhältnisses, der Zündung bzw der Verwirbelung des Gemisches des Verbrennungsmotors erzeugt.Feedback circuit is fed to the respective incoming signal compares with a preselectable target value and, depending on the deviations, corresponding control signals to influence the air-fuel ratio, generated by the ignition or the swirling of the mixture of the internal combustion engine.

Für Wirtschaftlichkeit und Leistung wird hierbei ein Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis von 1, 0 gewählt, während für Wirtschaftlichkeit und niedrige Abgasemission ein Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis von 0, 8 anzustreben ist.A combustion quality ratio is used here for economy and performance of 1.0, while a combustion quality ratio of 0.8 should be aimed for for economy and low exhaust emissions.

Fig. 7 zeigt ein Digramm des Flammenfrontausbreitungsgrades bei unterschiedlichen Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnissen. Dieses Diagramm wurde aus den in den Fig. 5 Abis 5 D gezeigten Tests zusammengestellt. Liegt das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis unter 1, 0, so kann es durch ein reicheres Luft-Treibstoff-Verhältnis, durch Vorverlegen des Zündzeitpunktes oder durch Erhöhen der Verwirbelung des in den Verbrennungsraum gelieferten Gemisches erhöht werden.7 shows a diagram of the degree of flame front propagation at different levels Combustion quality ratios. This diagram was compiled from the tests shown in FIGS. 5 to 5D. If the combustion quality ratio is below 1.0, it can be replaced by a richer one Air-fuel ratio, by advancing the ignition point or by Increasing the turbulence of the mixture delivered into the combustion chamber increase.

Um die Abgas emission zu verringern, ist es erwünscht, den Verbrennungsmotor mit einem mageren Luft-Treib stoff-Verhältnis zu betreiben. Durch fortlaufendes Messen des Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnisses bei laufendem Motor und entsprechender Einstellung des Luft-Treib stoff-Verhältnisses sowie anderer veränderlicher Größen, ist es möglich, den Verbrennungsmotor wesentlich näher den für eine niedrige Abgasemission erforderlichen Bedingungen zu betreiben. Diese Verhältnisse liegen etwa bei einem Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis von 0, 8, wobei trotz optimal abgemagertem Gemisch noch keine nennenswerte Beeinträchtigung des Betriebsverhalteas des Verbrennungsmotors auftritt.In order to reduce exhaust emissions, it is desirable to use the internal combustion engine operate with a lean air-to-fuel ratio. By Continuous measurement of the combustion quality ratio while the engine is running and the corresponding setting of the air-fuel ratio as well as other variable quantities, it is possible to make the internal combustion engine much closer to those required for low exhaust emissions Conditions to operate. These ratios are roughly equivalent to a combustion quality ratio of 0.8, with no significant impairment of the operating behavior despite the optimally emaciated mixture of the internal combustion engine occurs.

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Die vorhergehend gemachten Angaben zur Einteilung der Arbeitstakte in intensiv brennende Arbeitstakte und normal brennende Arbeitstakte können innerhalb der nachfolgend genannten Grenzen verändert werden:The information given above for dividing the work cycles into intensely burning work cycles and normally burning work cycles can be changed within the following limits:

Einlaß 1 (intensiv brennende Arbeitstakte)Inlet 1 (intensely burning work cycles)

öffnen zwischen 45 vor oberem Totpunkt und oberem Totpunkt Schließen bei 45 nach oberem Totpunkt - 15open between 45 before top dead center and top dead center Closing at 45 after top dead center - 15

Einlaß 2 (normal brennende Arbeitstakte)Inlet 2 (normally burning work cycles)

öffnen zwischen oberem Totpunkt - 5 Schließen bei 90 nach oberem Totpunkt - 30 .opening between top dead center - 5 closing at 90 after top dead center - 30.

Die für die Zeitsteuersignale für die Einlasse 1 und 2 angegebenen Kurbelwellenwinkel Sektoren sind wesentlich von der Anordnung der Ionisierungssonde 15 abhängig. Die in Fig. 4 gemachten Angaben sind hierbei nur zutreffend, wenn die Ionisierungssonde an einer weitest entfernten Stelle von der Zündkerze angeordnet ist. Ist eine solche Anordnung der Ionisierungssonde nicht möglich, so müssen die Zeitsteuersignale innerhalb der oben angegebenen Grenzen verändert werden.The crankshaft angles specified for the timing signals for inlets 1 and 2 Sectors are essentially dependent on the arrangement of the ionization probe 15. The information given in Fig. 4 is only applicable here, when the ionization probe is at a point furthest away from the spark plug is arranged. If such an arrangement of the ionization probe is not possible, the time control signals must be within the above specified Boundaries are changed.

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Claims (6)

1. Verfahren zur Steuerung des Verbrennungsablaufes eines fremdgezündeten Verbrennungsmotors, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: 1. Method for controlling the combustion process of a spark-ignited Combustion engine, characterized by the following process steps: a) Anordnen einer Ionisierungssonde (15) im Brennraum (11) eines Verbrennungsmotors (10) an einer von der Zündkerze (14) weitest entfernten Stelle, in der Weise, daß die Isonisierungssonde (15) ein Signal erzeugt, sobald sie von der Flammenfront eines Verbrennungsvorganges erreicht wird.a) Arranging an ionization probe (15) in the combustion chamber (11) of a Internal combustion engine (10) at a point furthest away from the spark plug (14), in such a way that the isonization probe (15) a signal is generated as soon as it is reached by the flame front of a combustion process. b) Verbinden der I onisie rungs sonde mit einer elektronischen Zählerschaltung in der Weise, daß während einer bestimmten Anzahl Arbeitstakte bzw während einer bestimmten Zeitspanne durch einen ersten Zähler 1 die innerhalb eines ersten Kurbelwellenwinkelsektors festgestellten, die Ionisierungssonde (15) erreichenden Flammenfronten gezählt und darauffolgend durch einen zweiten Zähler 2 die innerhalb eines zweiten Kurbel wellen winkelsektors festgestellten, die Ionisierungssonde (15) erreichenden Flammenfronten gezählt werden.b) connecting the ionization probe to an electronic counter circuit in such a way that during a certain number of work cycles or during a certain period of time by a first counter 1 within a first crankshaft angle sector detected, the ionization probe (15) reaching flame fronts counted and then by a second counter 2 the detected within a second crankshaft angular sector, the flame fronts reaching the ionization probe (15) are counted. c) Verbinden der elektronischen Zähler schaltung mit einer elektronischen Teiler schaltung (26), in der das Zähl erg ebnis des ersten Zählers 1 durch das Zählergebnis des zweiten Zählers 2 geteilt wird und ein diesem Verhältnis proportionales Signal erzeug! wird, das ein Maß für das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis (VQV) darstellt. c) connecting the electronic counter circuit with an electronic Divider circuit (26) in which the count result of the first counter 1 is divided by the count result of the second counter 2 and generate a signal proportional to this ratio! will, which is a measure of the combustion quality ratio (VQV). GB-187 / 13. Januar 1976GB-187 / January 13, 1976 609832/0260609832/0260 -Z --Z - d) Verbinden der elektronischen Teiler schaltung mit einer elektronischen Vergleichs-Rückkoppelungsschaltung (24), in der das Signal für das Verbrennungs-Qualitäts-Verhältnis (VQV) mit einem vorwählbaren Sollwert verglichen wird und je nach Abweichung davon entsprechende Steuersignale zur Beeinflussung des Luft-Treibstoff-Verhältnisses, der Zündung bzw der Verwirbelung des Gemisches dee Verbrennungsmotors erzeugt werden.d) connecting the electronic divider circuit to an electronic one Comparison feedback circuit (24) in which the signal for the combustion quality ratio (VQV) with a preselectable setpoint is compared and, depending on the deviation, corresponding control signals to influence the air-fuel ratio, the ignition or the swirling of the mixture of the internal combustion engine can be generated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler der Zähler schaltung über eine mit der Kurbelwelle verbundene Zeitsteuer Scheibe (21) ein- und ausgeschaltet werden, derart, daß der Zahler 1 die innerhalb eines ersten Kurbelwellenwinkelsektors erfaßten, schnell brennenden Arbeitstakte und der Zähler 2 die innerhalb eines anschließenden zweiten Kurbelwellen winkel Sektors erfaßten, normal brenn enden Arbeitstakte zählt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the counter of the counter circuit via a timing disc connected to the crankshaft (21) are switched on and off, such that the counter 1 , the fast-burning work cycles and detected within a first crankshaft angle sector the counter 2 counts the normally burning working cycles within a subsequent second crankshaft angle sector. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die schnell brennenden Arbeitstakte erfassende erste Kurbelwellen· winkelsektor zwischen oberem Totpunkt + oder - 5 und 45 nach oberem Totpunkt ί 15° liegt. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the first crankshaft · angular sector, which detects the rapidly burning work cycles, lies between top dead center + or - 5 and 45 after top dead center ί 15 °. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler der Zähler schaltung über eine mit der Kurbelwelle verbundene Zeitsteuer Scheibe (21) ein- und ausgeschaltet werden, derart, daß der Zahler 1 die innerhalb eines erweiterten ersten Kurbelwellenwinkelsektors erfaßten, intensiv brennenden Arbeitstakte und der Zähler 2 die innerhalb eines den ersten Sektor teilweise überlappenden zweiten Kurbelwellenwinkelsektors erfaßten, normal brennenden Arbeitstakte zählt.4. The method according to claim 1, characterized in that the Counter of the counter circuit can be switched on and off via a timing disc (21) connected to the crankshaft, in such a way that the Counter 1 is within an extended first crankshaft angle sector recorded, intensely burning work cycles and the counter 2 within a second crankshaft angle sector partially overlapping the first sector recorded, normally burning work cycles counts. GB-187 / 13. Januar 1976 - 3 -GB-187 / January 13, 1976 - 3 - 60 9 8 32/026060 9 8 32/0260 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die intensiv brennenden Arbeitstakte erfassende, erste Kurbelwellenwinkel-Sektor nicht vor 45 vor oberem Totpunkt und nicht später als zum oberen Totpunkt beginnt.5. The method according to claim 4, characterized in that the the First crankshaft angle sector that captures intensely burning work cycles does not begin before 45 before top dead center and not later than top dead center. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die normal brennenden Arbeitstakte erfassende zweite Kurbelwellenwinkels ektor bei 90 nach oberem Totpunkt + eventuell 30 endet.6. The method according to claims 4 and 5, characterized in that that the second crankshaft angle which detects the normally burning work cycles ector ends at 90 after top dead center + possibly 30. GB-187 / 13. Januar 1976GB-187 / January 13, 1976 609832/0260609832/0260
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