專利名稱：判定內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于判定內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的方法，該內(nèi)燃機(jī)具有可以 基于在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流判定該內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，在安裝到車輛的內(nèi)燃機(jī)中(以下稱為發(fā)動(dòng)機(jī))，試圖通 過檢測(cè)在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流來判定燃燒狀態(tài)。具體來說，基于 點(diǎn)火后在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流超過為檢測(cè)而設(shè)置的閾值水平這一 事實(shí)來檢測(cè)離子電流，并且在檢測(cè)到該離子電流的情況下判定燃燒狀 態(tài)是好的。
在此情況下，在如上所述的通過使用閾值水平檢測(cè)離子電流的結(jié)
構(gòu)中，存在這樣的情況在實(shí)際上只產(chǎn)生不大于閾值水平的離子電流 的燃燒狀態(tài)中，由于在離子電流上疊加噪聲而使該離子電流的電流值 大于閱值水平，并且盡管工作狀態(tài)并不好，但基于疊加了噪聲的離子 電流的狀態(tài)判定工作狀態(tài)是好。為了防止產(chǎn)生上述錯(cuò)誤判定，例如， 在專利文獻(xiàn)l中描述的結(jié)構(gòu)采用這樣的結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)下 的閾值水平和高旋轉(zhuǎn)狀態(tài)或高負(fù)荷狀態(tài)下的具有比穩(wěn)定狀態(tài)下的闊值 水平高的值的閾值，并基于該閾值水平檢測(cè)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài) 的離子電流。
專利文獻(xiàn)1:日本專利2552754號(hào)
在此情況下，已知離子電流的產(chǎn)生時(shí)間隨點(diǎn)火定時(shí)的火花延遲而 延長(zhǎng)并且最大電流值降低。換句話說，在通過在理想空燃比附近將點(diǎn) 火定時(shí)設(shè)置為火花提前來操作發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，在最大的燃燒壓力附 近(在燃燒的初始階段)離子電流最大，并且隨后相對(duì)快速地衰減， 然而，如果點(diǎn)火定時(shí)延遲，則在電流值變?yōu)樽畲蟮亩〞r(shí)進(jìn)入到燃燒的第二階段或者最大電流值降低，從而消失之前的時(shí)間由于緩慢衰減而 延長(zhǎng)。
此外，在空燃比過高的狀態(tài)下，即過貧狀態(tài)下，燃燒不穩(wěn)定的情 況中，離子電流的電流值不會(huì)如上所述明顯最大，并且存在長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn) 生離子電流同時(shí)保持低電流值的情況。如果在上述情況下點(diǎn)火定時(shí)延 遲，則產(chǎn)生所謂的后燃燒，并且具有在燃燒不穩(wěn)定的狀態(tài)下的燃燒第 二階段中離子電流的電流值變得更高的情況。
對(duì)于如上所述的離子電流行為，才艮據(jù)上述專利文獻(xiàn)l中所描述的 結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)被制成為對(duì)于穩(wěn)定狀態(tài)和高轉(zhuǎn)速狀態(tài)或高負(fù)荷狀態(tài) 的每一個(gè)通過使用一種閾值水平來檢測(cè)離子電流，所以具有在點(diǎn)火定 時(shí)延遲的情況下難以檢測(cè)離子電流的情況。換句話說，如上所述，如
果點(diǎn)火定時(shí)延遲，則離子電流的電流值降低。因此，存在這樣的情況 離子電流的電流值達(dá)不到大于閾值的值，不能檢測(cè)到離子電流，并且 存在不能判定燃燒狀態(tài)的可能性。
此外，即使在燃燒不穩(wěn)定的情況下產(chǎn)生的離子電流超過穩(wěn)定狀態(tài) 中的閾值水平，也以與正常燃燒狀態(tài)的情況相同的方式檢測(cè)離子電流。 因此，盡管燃燒狀態(tài)實(shí)際上不穩(wěn)定，但是根據(jù)離子電流的檢測(cè)結(jié)果判 定為正常燃燒狀態(tài)，并且難以區(qū)分正常燃燒狀態(tài)和不穩(wěn)定燃燒狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是解決上述問題。
換句話說，根據(jù)本發(fā)明，提供一種判定內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的方法， 該方法檢測(cè)在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流，該方法包括以下步 驟測(cè)量在產(chǎn)生離子電流的時(shí)間段期間檢測(cè)到的離子電流的特征值和 產(chǎn)生離子電流的產(chǎn)生時(shí)間段；以及基于關(guān)于從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間的 特征值和產(chǎn)生時(shí)間段之間的關(guān)系判定燃燒狀態(tài)，其中所述方法包括在 從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間短的情況下，通過將判定基準(zhǔn)關(guān)于特征值設(shè)置 為較大并關(guān)于產(chǎn)生時(shí)間段設(shè)置為較短，判定燃燒狀態(tài)是正常的，并且 對(duì)應(yīng)于從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間較長(zhǎng)的情況通過將判定基準(zhǔn)關(guān)于特征值
設(shè)置為較小并關(guān)于產(chǎn)生時(shí)間段設(shè)置為較長(zhǎng)，判定燃燒是正常的。
在本發(fā)明中，離子電流的特征值表示離子電流的電流值，和離子 電流產(chǎn)生的電壓值。
在上述結(jié)構(gòu)中，通過構(gòu)造判定基準(zhǔn)，其中一個(gè)關(guān)于離子電流的產(chǎn) 生時(shí)間段而另 一個(gè)關(guān)于特征值，并根據(jù)從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間改變它 們中的每一個(gè)，可以判定對(duì)應(yīng)于各種工作狀態(tài)的燃燒狀態(tài)。換句話說， 在從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間短的情況下，通過將關(guān)于離子電流的特征值 的一個(gè)判定基準(zhǔn)設(shè)置為大的并且將關(guān)于產(chǎn)生時(shí)間段的另一個(gè)判定基準(zhǔn) 設(shè)置為短的，通過在短的產(chǎn)生時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到大的特征值可以判定好 的燃燒狀態(tài)。此外，由于基于判定基準(zhǔn)判定燃燒狀態(tài)，其中關(guān)于特征 值的一個(gè)判定基準(zhǔn)隨著經(jīng)過時(shí)間變長(zhǎng)而減少，并且關(guān)于產(chǎn)生時(shí)間段的 另一個(gè)判定基準(zhǔn)被設(shè)置為長(zhǎng)的，所以即使與離子電流的特征值不延遲 的情況相比，點(diǎn)火定時(shí)延遲的情況降低，也可以判定為好的燃燒。因 此，在例如為了增加發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)催化劑的溫度等而延遲點(diǎn)火定時(shí)的 情況下，可以防止錯(cuò)誤判定燃燒狀態(tài)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于判定內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的方法，
該方法檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流，該方法包括以下步驟 設(shè)置至少兩個(gè)具有不同大小的判定值；分別測(cè)量其中檢測(cè)到的離子電 流的電流值大于每個(gè)判定值的產(chǎn)生時(shí)間段；以及在檢測(cè)到的離子電流 只大于比判定值中最高判定值低的判定值的情況下測(cè)得的產(chǎn)生時(shí)間段 長(zhǎng)于基于最高判定值測(cè)得的產(chǎn)生時(shí)間段時(shí)判定該燃燒狀態(tài)是正常的。
利用該結(jié)構(gòu)，通過使用至少兩個(gè)具有不同大小的判定值可以判定 對(duì)應(yīng)于各種工作狀態(tài)的燃燒狀態(tài)。在此情況下，由于設(shè)置至少兩個(gè)判 定值就足夠了 ，所以可以簡(jiǎn)化離子電流判定電路的結(jié)構(gòu)和用于判定的 控制程序。此外，即使在點(diǎn)火定時(shí)延遲的情況下離子電流的電流值降 低，通過設(shè)置低的判定值也可以判定燃燒狀態(tài)是正常的。
在上述結(jié)構(gòu)中，為了準(zhǔn)確判定燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定的情況，在燃燒的 第 一 階段只基于低的判定值測(cè)量時(shí)間段并且隨后在燃燒的第二階段基 于最高判定值測(cè)量時(shí)間段的情況下，優(yōu)選判定燃燒狀態(tài)是不穩(wěn)定的。如上構(gòu)造本發(fā)明，并且即使離子電流的特征值和產(chǎn)生離子電流的 產(chǎn)生時(shí)間段對(duì)應(yīng)于各種工作狀態(tài)是不同的，本發(fā)明也可以基于離子電 流準(zhǔn)確判定燃燒狀態(tài)。尤其是，即使在通過將點(diǎn)火定時(shí)設(shè)置為火花延 遲而離子電流的特征值變小的情況下，也可以通過判定該特征值和產(chǎn) 生時(shí)間段來正確判定燃燒狀態(tài)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性結(jié)構(gòu)的說明性結(jié) 構(gòu)圖。
圖2是示出在該實(shí)施例的燃燒狀態(tài)不同的情況下離子電流波形的 曲線圖。
圖3是示出實(shí)施例的控制程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例。
圖1中示意性示出的發(fā)動(dòng)機(jī)100是機(jī)動(dòng)車輛用的火花點(diǎn)火類型的 四沖程四氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，并且該發(fā)動(dòng)機(jī)被構(gòu)造為在進(jìn)氣系統(tǒng)1中設(shè)置響 應(yīng)于加速器踏板(未示出)而打開和關(guān)閉的節(jié)流閥2，并且在節(jié)流閥2 的下游側(cè)提供調(diào)壓箱(surge tank) 3。在與調(diào)壓箱3連通的一個(gè)端部 附近還提供燃料噴射閥5，并且燃料噴射閥5被構(gòu)造為由電子控制裝 置6來控制。在形成燃燒室30的氣缸頭31中設(shè)置進(jìn)氣閥32和排氣閥 33，并且形成用于產(chǎn)生火花和檢測(cè)離子電流I的電極的火花塞18安裝 到氣缸頭31。此外，在排氣系統(tǒng)20中，用于測(cè)量尾氣中氧濃度的02 傳感器21安裝到在到達(dá)消音器(未示出)前的管線中設(shè)置的對(duì)應(yīng)于催 化劑裝置的三元催化劑22的上游位置。在此，圖1代表性示出了發(fā)動(dòng) 機(jī)100的一個(gè)氣缸的結(jié)構(gòu)。
電子控制裝置6主要由微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，該微機(jī)系統(tǒng)包括中央處理 單元7、存儲(chǔ)器裝置8、輸入接口 9、輸出接口 11、 A/D轉(zhuǎn)換器10。 輸入到輸入接口 9的信號(hào)有從用于檢測(cè)調(diào)壓箱3內(nèi)的壓力，即進(jìn)氣
管壓力的吸入空氣壓力傳感器13輸出的吸入空氣壓力信號(hào)a;從用于 檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的凸輪位置傳感器14輸出的氣缸判定信號(hào) Gl、曲柄角度基準(zhǔn)位置信號(hào)G2和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)b;從用于檢測(cè)車 輛速度的車輛速度傳感器15輸出的車輛速度信號(hào)c;從用于檢測(cè)節(jié)流 閥2的打開和關(guān)閉狀態(tài)的怠速開關(guān)16輸出的IDL信號(hào)d;從用于檢 測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的冷卻水溫度的水溫傳感器17輸出的水溫信號(hào)e;從上 述02傳感器21輸出的電流信號(hào)h等。另一方面，從輸出接口 11輸出 燃料點(diǎn)火信號(hào)f到燃料噴射閥5 ，輸出點(diǎn)火脈沖g到火花塞18。
用于測(cè)量離子電流I的偏置電源24連接到火花塞18,并且用于 測(cè)量離子電流的電路25連接在輸入接口 9和偏置電源24之間。離子 電流檢測(cè)系統(tǒng)40由火花塞18、偏置電源24和離子電流測(cè)量電路25 構(gòu)成。偏置電源24被構(gòu)成為在點(diǎn)火脈沖g消失的時(shí)間點(diǎn)向火花塞18 施加用于測(cè)量離子電流的測(cè)量電壓(偏置電壓)。此外，通過離子電 流測(cè)量電路25測(cè)量基于該測(cè)量電壓的施加在燃燒室30的內(nèi)壁和火花 塞18的中央電極之間以及火花塞18的電極之間流動(dòng)的離子電流I。 偏置電源24和離子電流測(cè)量電路25可以采用本領(lǐng)域公知的各種結(jié)構(gòu)。
在電子控制裝置6中安裝有程序，該程序用于通過基于各種修正 系數(shù)修正基本噴射時(shí)間(基本噴射量)來向進(jìn)氣系統(tǒng)1噴射對(duì)應(yīng)于發(fā) 動(dòng)機(jī)負(fù)載的燃料，其中主要通過使用從吸入空氣壓力傳感器13輸出的 吸入空氣壓力信號(hào)a和從凸輪位置傳感器14輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)b來決定 對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)100的工作狀態(tài)的各種修正系數(shù)，從而決定燃料噴射閥 打開時(shí)間，即噴射器最終激勵(lì)時(shí)間T，基于所決定的激勵(lì)時(shí)間控制燃 料噴射閥5。此外，以如下方式編程電子控制裝置6:如上所述控制發(fā) 動(dòng)機(jī)100的燃料噴射，檢測(cè)每次點(diǎn)火在燃燒室30內(nèi)產(chǎn)生的離子電流I， 設(shè)置至少兩個(gè)具有不同大小的判定值，分別測(cè)量檢測(cè)到的離子電流I 的電流值大于每個(gè)預(yù)定值的產(chǎn)生時(shí)間段，以及在檢測(cè)到的離子電流I 只大于比所述判定值中最高的判定值低的判定值時(shí)測(cè)得的產(chǎn)生時(shí)間段 長(zhǎng)于基于所述最高判定值測(cè)得的產(chǎn)生時(shí)間段的情況下判定燃燒狀態(tài)是 正常的。
在上述結(jié)構(gòu)中，燃燒狀態(tài)判定程序的概要由圖2示出。 在本實(shí)施例中，設(shè)置有對(duì)應(yīng)于用于判定與離子電流I的特征值對(duì) 應(yīng)的電流值的判定基準(zhǔn)的第一電流判定值CV1和第二電流判定值 CV2，并且設(shè)置有對(duì)應(yīng)于用于判定產(chǎn)生時(shí)間段Pl和P2的判定基準(zhǔn)的 第一時(shí)間段判定值TV1和第二時(shí)間段判定值TV2。第一和笫二電流判 定值CV1和CV2以及第一和第二時(shí)間段判定值TV1和TV2作為燃 燒狀態(tài)判定程序的數(shù)據(jù)與該程序一起存儲(chǔ)在電子控制裝置6的存儲(chǔ)器 裝置8中。
第一電流判定值CV1和第二電流判定值CV2的大小被設(shè)置為能 夠判定在點(diǎn)火定時(shí)沒有延遲的正常工作狀態(tài)下的燃燒狀態(tài)(好的燃燒 狀態(tài))和在點(diǎn)火定時(shí)延遲的情況下的燃燒狀態(tài)。換句話說，如圖2中 的II、 12和13所示，它們被設(shè)置為能夠識(shí)別代表對(duì)應(yīng)于存在點(diǎn)火定 時(shí)火花延遲和不存在點(diǎn)火定時(shí)火花延遲的不同波形的離子電流I。
如圖2中所示，離子電流I的電流值的最大值隨點(diǎn)火定時(shí)的火花 延遲的程度而變化，并且產(chǎn)生離子電流I的時(shí)間段，即產(chǎn)生時(shí)間段也 變化。此外，如圖2中的I1,在點(diǎn)火定時(shí)沒有延遲的正常燃燒狀態(tài)情 況下表現(xiàn)出高的最大值。相反，如果點(diǎn)火定時(shí)延遲，則與點(diǎn)火定時(shí)沒 有延遲的情況相比較該最大值降低。此外，如圖2中的12和13,各最 大值隨火花延遲程度，即火花延遲量而降低。如圖2中的I2，在火花 延遲量中等的情況下，與點(diǎn)火定時(shí)沒有延遲的情況相比較，最大值降 低，如果火花延遲量增加，則如圖2中的I3,最大值進(jìn)一步降低。因 此，根據(jù)離子電流I的電流值的最大值隨點(diǎn)火定時(shí)的火花延遲量而不 同這一事實(shí)設(shè)置第一和第二電流判定值CV1和CV2。
在本實(shí)施例中，由于在正常燃燒狀態(tài)下離子電流I的電流值表示 從點(diǎn)火開始所經(jīng)過的時(shí)間短的時(shí)間段期間的最大值，所以第二電流判 定值CV2被設(shè)置為高的。此外，由于隨著點(diǎn)火定時(shí)的火花延遲量增加， 離子電流I的電流值的最大值降低并且在從點(diǎn)火開始經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的 時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生該最大值，所以第一電流判定值CV1被設(shè)置為低于第二電 流判定值CV2。
對(duì)應(yīng)于上述第一和第二電流判定值CV1和CV2，分別將第一時(shí) 間段判定值TV1設(shè)置為使得離子電流I的產(chǎn)生時(shí)間段Pl較長(zhǎng)，而將 第二時(shí)間段判定值TV2設(shè)置為使得產(chǎn)生時(shí)間段P2比第一產(chǎn)生時(shí)間段 判定值TV1的產(chǎn)生時(shí)間段短。在此情況下，火花延遲意味著與前一點(diǎn) 火定時(shí)相比延遲點(diǎn)火定時(shí)，并且延遲到從最火花提前的點(diǎn)火定時(shí)延遲 的點(diǎn)火定時(shí)。
在圖3中，首先，在步驟S1，測(cè)量檢測(cè)該產(chǎn)生的離子電流I的電 流值大于第一電流判定值CV1的產(chǎn)生時(shí)間段Pl,并測(cè)量該電流值大 于笫二電流判定值CV2的產(chǎn)生時(shí)間段P2。在此情況下，當(dāng)離子電流I 的電流值低時(shí)，該電流值不大于第二電流判定值CV2，并且基于第二 電流判定值CV2測(cè)得的產(chǎn)生時(shí)間段P2為零。此外，在此情況下，只 測(cè)量基于第一電流判定值CV1的產(chǎn)生時(shí)間段Pl。例如基于曲柄角度 測(cè)量產(chǎn)生時(shí)間段P1和P2。在此情況下，可以基于實(shí)際時(shí)間測(cè)量產(chǎn)生 時(shí)間段P1和P2。
在步驟S2,判斷所測(cè)得的離子電流I的電流值是否大于第二電流 判定值CV2，換句話說，產(chǎn)生時(shí)間段P2是否不為零。該判斷被構(gòu)造 為判斷在該時(shí)間檢測(cè)到的離子電流I是對(duì)應(yīng)于正常燃燒狀態(tài)，還是對(duì) 應(yīng)于點(diǎn)火定時(shí)延遲的工作狀態(tài)。在步驟S2中，如果判定離子電流I 的電流值大于笫二電流判定值CV2，則隨后執(zhí)行步驟S3，否則執(zhí)行步 驟S4。
在步驟S3，判斷在步驟Sl中測(cè)得的產(chǎn)生時(shí)間段P2是否大于笫二 時(shí)間段判定值TV2，如果該產(chǎn)生時(shí)間段大于第二時(shí)間段判定值TV2， 則執(zhí)行步驟S5，否則執(zhí)行步驟S6。另一方面，在步驟S4，判斷在步 驟S1測(cè)得的產(chǎn)生時(shí)間段P1是否大于第一時(shí)間段判定值TV1，如果該 產(chǎn)生時(shí)間段大于第一時(shí)間段判定值TV1，則執(zhí)行步驟S7，否則執(zhí)行步 驟S8。
在步驟S5，基于步驟S3的判斷結(jié)果，判定對(duì)應(yīng)于在該時(shí)間檢測(cè) 到的離子電流I的燃燒狀態(tài)不好。在步驟S6，判定該燃燒狀態(tài)好。同 樣，在步驟S7，基于步驟S4的判斷結(jié)果，判定對(duì)應(yīng)于在該時(shí)間檢測(cè)
到的離子電流I的燃燒狀態(tài)好。另一方面，在步驟S8，判定該燃燒狀 態(tài)不好。
在上述結(jié)構(gòu)中，如果操作發(fā)動(dòng)機(jī)100，則在每個(gè)氣缸中每次點(diǎn)火 都檢測(cè)離子電流I,執(zhí)行步驟S1和步驟S2，并判斷離子電流I的電流 值的高和低。由于在燃燒狀態(tài)好的情況下，離子電流I的電流值較高， 所以在步驟S2的判斷之后執(zhí)行步驟S3，作為步驟S3的判斷結(jié)果，在 該時(shí)間測(cè)得的離子電流I的產(chǎn)生時(shí)間段P2等于或小于笫二時(shí)間段判定 值TV2的情況下，在步驟S6，判定燃燒狀態(tài)好。
換句話說，在不延遲點(diǎn)火定時(shí)操作發(fā)動(dòng)機(jī)100并且空氣-燃料混合 物正常燃燒的情況下，在點(diǎn)火之后檢測(cè)到的離子電流I的電流值迅速 上升并且在曲柄角度接近上死點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大值。此外，由于在電流值 達(dá)到最大之后離子電流I衰減，所以在短的經(jīng)歷時(shí)間內(nèi)離子電流I增 加到大于第二電流判定值CV2的電流值，并且只在離子電流I等于或 低于第二時(shí)間段判定值TV2的時(shí)間段產(chǎn)生。
相反，在離子電流I的產(chǎn)生時(shí)間段P2是長(zhǎng)于第二時(shí)間段判定值 TV2的長(zhǎng)時(shí)間的情況下，在步驟S5，對(duì)應(yīng)于步驟S3的判斷結(jié)果，判 定燃燒狀態(tài)不好。換句話說，在此情況下，與正常燃燒狀態(tài)的情況相 同，檢測(cè)到的離子電流I是大于第二電流判定值CV2的電流值，然而， 基于上述短時(shí)間的時(shí)間經(jīng)歷，產(chǎn)生大于第二電流判定值CV2且不會(huì)下 降到小于或等于第二電流判定值CV2的電流值，并且產(chǎn)生長(zhǎng)于第二時(shí) 間段判定值TV2的產(chǎn)生時(shí)間段P2。因此，由于例如基于過富空氣-燃 料混合物等電流在電流值高的狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間流動(dòng)，所以判定燃燒狀態(tài) 不好。
如上所述，由于即使在產(chǎn)生大于第二電流判定值CV2的離子電流 I的電流值的情況下，也可以基于產(chǎn)生較大的離子電流的時(shí)間段的長(zhǎng) 度來判定燃燒狀態(tài)，所以可以可靠地判定燃燒狀態(tài)好的情況。
接下來，在通過執(zhí)行步驟Sl和步驟S2檢測(cè)到的離子電流I的電 流值等于或低于第二電流判定值CV2的情況下，執(zhí)行步猓S4。如果 產(chǎn)生時(shí)間段Pl等于或低于笫一時(shí)間段判定值TVl,則在步驟S7 +，
判定燃燒狀態(tài)好，而在產(chǎn)生時(shí)間段Pl長(zhǎng)于第一時(shí)間段判定值TV1的 情況下，在步驟S8中，判定燃燒狀態(tài)不好。
因此，即使離子電流I的電流值降低，并且產(chǎn)生時(shí)間段P1變長(zhǎng)， 也可以識(shí)別出好的燃燒狀態(tài)和不好的燃燒狀態(tài)。例如，在基于點(diǎn)火定 時(shí)的火花延遲，離子電流I示出上述狀態(tài)的情況下，當(dāng)離子電流I的 電流值只大于第一電流判定值CV1,并且產(chǎn)生時(shí)間段P1長(zhǎng)于產(chǎn)生時(shí) 間段P2時(shí)，如果產(chǎn)生時(shí)間段P1等于或小于第一時(shí)間段判定值TV1， 則可以判定燃燒狀態(tài)好。此外，例如在空燃比過高的情況下，即空氣-燃料混合物過貧，與點(diǎn)火定時(shí)延遲的情況相同，電流值是低的，并且 檢測(cè)到具有長(zhǎng)產(chǎn)生時(shí)間段P的離子電流I。然而，在此情況下，由于 產(chǎn)生時(shí)間段Pl長(zhǎng)于第一時(shí)間段判定值TV1，所以可以判定燃燒狀態(tài) 不好。
如上所述，通過基于第一電流判定值CV1和第二電流判定值CV2 判定離子電流I的電流值并判定對(duì)應(yīng)于該電流值的產(chǎn)生時(shí)間段Pl和 P2,可以判定各種工作狀態(tài)下的燃燒狀態(tài)，從而可以減小錯(cuò)誤的燃燒 狀態(tài)判定。尤其是，由于可以判定點(diǎn)火定時(shí)延遲的工作狀態(tài)下的燃燒 狀態(tài)，所以在為了早期激活02傳感器21和三元催化劑22而明顯延遲 點(diǎn)火定時(shí)的情況下，在冷發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)100的工作 狀態(tài)不穩(wěn)定，
此外，由于只設(shè)置包括第一電流判定值CV1和第二電流判定值 CV2的兩個(gè)判定值來測(cè)量離子電流I的產(chǎn)生時(shí)間段P1和P2，所以可 以簡(jiǎn)化程序。
應(yīng)該指出，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。
在上述實(shí)施例中，給出了用于判定正常燃燒狀態(tài)下和點(diǎn)火定時(shí)延 遲的情況下燃燒狀態(tài)的結(jié)構(gòu)的說明，然而，通過使用上述第一和第二 電流判定值CV1和CV2可以判定空燃比顯著貧于理想空燃比的燃燒 狀態(tài)。
特別地，該結(jié)構(gòu)測(cè)量大于第一和第二電流判定值CV1和CV2的 離子電流的產(chǎn)生時(shí)間段。在此情況下，存儲(chǔ)測(cè)量開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)處的
曲柄角度。接下來，判斷在預(yù)定的時(shí)間段，例如從燃燒的第一階段即 點(diǎn)火開始到活塞通過下死點(diǎn)的時(shí)間段，離子電流I的電流值是否大于
笫二電流判定值CV2。在此情況下，基于在產(chǎn)生時(shí)間段P的結(jié)束時(shí)間 點(diǎn)處的曲柄角度是否在下死點(diǎn)之前來執(zhí)行該判斷。在該判斷中，在判 定電流值不高于第二電流判定值CV2的情況下，判斷在預(yù)定時(shí)間段之 后，即活塞到達(dá)下死點(diǎn)之后，離子電流I的電流值是否大于第一電流 判定值CV1 。在離子電流I的電流值大于第 一 電流判定值CV1并且測(cè) 得該離子電流的產(chǎn)生時(shí)間段的情況下，判定燃燒偏向于下死點(diǎn)或之后， 即所謂后燃燒狀態(tài)，并且該燃燒狀態(tài)是不穩(wěn)定的。
如上所述，通過檢測(cè)離子電流的電流值大于電流判定值的定時(shí)， 同時(shí)使用第一和第二電流判定值CV1和CV2，可以判定空燃比被控 制到貧側(cè)并且燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定的事實(shí)。如上所述，例如即使在冷發(fā)動(dòng) 機(jī)啟動(dòng)時(shí)還沒有激活02傳感器21的工作狀態(tài)下，通過基于離子電流 判定將空燃比控制到貧側(cè)的情況下的燃燒狀態(tài)，可以將燃料噴射量減 少到接近貧燃燒控制的極限，從而可以改善尾氣排放，并且可以改善 燃料消耗。
在上述實(shí)施例中，用于判定離子電流I的電流值的電流判定值由 高和低兩種電流判定值構(gòu)成，然而，對(duì)應(yīng)于在延遲點(diǎn)火定時(shí)的時(shí)間離 子電流的電流值的最大值，可以設(shè)置三種或更多種電流判定值。換句 話說，如圖2中所示，由于離子電流I的電流值的最大值隨點(diǎn)火定時(shí) 的火花延遲程度而變化，所以在如圖2中所示考慮三種離子電流的情 況下設(shè)置三種電流判定值。
因此，通過根據(jù)點(diǎn)火定時(shí)的火花延遲量對(duì)應(yīng)于離子電流I的電流 值的不同最大值設(shè)置三種或更多種電流判定值，并且關(guān)于用于判定產(chǎn) 生時(shí)間段P的時(shí)間段判定值設(shè)置相同數(shù)量的電流判定值，可以詳細(xì)判 定火花延遲時(shí)的燃燒狀態(tài)，使得即使在火花延遲量很大并且離子電流 I的產(chǎn)生時(shí)間段P變長(zhǎng)的情況下，也可以準(zhǔn)確判定燃燒狀態(tài)。
在上述結(jié)構(gòu)中，將電流值描述為離子電流I的特征值，然而，該 特征值也可以由在離子電流I流動(dòng)的情況下產(chǎn)生的電壓來構(gòu)成。
另外，每個(gè)部分的具體結(jié)構(gòu)不局限于上述實(shí)施例，相反，在本發(fā) 明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種修改。
工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于在點(diǎn)火后立即使用火花塞產(chǎn)生離子電流的結(jié) 構(gòu)。此外，在上述內(nèi)燃機(jī)中，本發(fā)明可以基于對(duì)應(yīng)于各種工作狀態(tài)的 離子電流的特征值和產(chǎn)生時(shí)間段準(zhǔn)確判定燃燒狀態(tài)，并且在點(diǎn)火定時(shí) 延遲情況下的工作狀態(tài)中尤其有效。
權(quán)利要求
1. 一種判定內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的方法，該方法檢測(cè)在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流，該方法包括以下步驟:測(cè)量在產(chǎn)生離子電流的時(shí)間段期間檢測(cè)到的離子電流的特征值和產(chǎn)生離子電流的產(chǎn)生時(shí)間段；以及基于關(guān)于從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間的特征值和產(chǎn)生時(shí)間段之間的關(guān)系判定燃燒狀態(tài)，其中所述方法包括如下步驟:即在從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間短的情況下，通過將判定基準(zhǔn)關(guān)于特征值設(shè)置為較大并關(guān)于產(chǎn)生時(shí)間段設(shè)置為較短，判定燃燒狀態(tài)是正常的，并且對(duì)應(yīng)于從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間較長(zhǎng)的情況，通過將判定基準(zhǔn)關(guān)于特征值設(shè)置為較小并關(guān)于產(chǎn)生時(shí)間段設(shè)置為較長(zhǎng)，判定燃燒是正常的。
2. —種判定內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的方法，該方法檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的燃燒 室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流，該方法包括以下步驟設(shè)置至少兩個(gè)具有不同大小的判定值；分別測(cè)量其中檢測(cè)到的離子電流的電流值大于每個(gè)判定值的產(chǎn) 生時(shí)間段；以及在檢測(cè)到的離子電流只大于比判定值中最高判定值低的判定值 的情況下測(cè)得的產(chǎn)生時(shí)間段長(zhǎng)于基于最高判定值測(cè)得的產(chǎn)生時(shí)間段 時(shí)，判定該燃燒狀態(tài)是正常的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的判定內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的方法，其中， 所述方法包括在燃燒的第 一 階段只基于低判定值測(cè)得產(chǎn)生時(shí)間段并且 隨后在燃燒的第二階段基于最高判定值測(cè)得時(shí)間段的情況下，判定該 燃燒狀態(tài)是不穩(wěn)定的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于判定內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的方法，該方法檢測(cè)在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流，該方法包括以下步驟測(cè)量在產(chǎn)生離子電流的時(shí)間段期間檢測(cè)到的離子電流的特征值和產(chǎn)生離子電流的產(chǎn)生時(shí)間段；以及基于關(guān)于從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間的特征值和產(chǎn)生時(shí)間段之間的關(guān)系判定燃燒狀態(tài)，并且該方法包括在從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間短的情況下，通過將判定基準(zhǔn)關(guān)于特征值設(shè)置為較大并關(guān)于產(chǎn)生時(shí)間段較設(shè)置為短，判定燃燒狀態(tài)是正常的，并且對(duì)應(yīng)于從點(diǎn)火開始經(jīng)過的時(shí)間較長(zhǎng)的情況，通過將判定基準(zhǔn)關(guān)于特征值設(shè)置為較小并關(guān)于產(chǎn)生時(shí)間段設(shè)置為較長(zhǎng)，判定燃燒是正常的。
文檔編號(hào)F02P17/12GK101379290SQ20078000466
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月6日
發(fā)明者北浦浩一, 吉岡衛(wèi), 泉光宏, 淺野守人, 福村義之, 里屋浩一 申請(qǐng)人:大發(fā)工業(yè)株式會(huì)社;鉆石電機(jī)股份有限公司;豐田自動(dòng)車株式會(huì)社