內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，例如使用燃燒時(shí)產(chǎn)生的離子電流檢測(cè)其燃燒狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，在汽車等車輛中，關(guān)于油耗和排氣的限制被強(qiáng)化，這樣的限制被認(rèn)為在今后也會(huì)日益加強(qiáng)。特別是關(guān)于油耗的限制，由于近年來(lái)的燃料價(jià)格的高漲、對(duì)地球變暖的影響、能源枯竭等問(wèn)題而成為關(guān)心度極高的事項(xiàng)。
[0003]在這樣的狀況下，例如在汽車工業(yè)中進(jìn)行了以提高車輛的油耗性能和排氣性能為目的各種技術(shù)開(kāi)發(fā)。作為這樣的以油耗性能的提高為目的開(kāi)發(fā)技術(shù)之一，例如能夠列舉提高內(nèi)燃機(jī)的壓縮比的高壓縮比技術(shù)。此外，作為以排氣性能的提高為目的開(kāi)發(fā)技術(shù)之一，例如能夠列舉在吸氣沖程時(shí)分多次噴射燃料，降低每一次的燃料噴射量來(lái)降低PN(Particulate Number:顆粒數(shù))的多級(jí)噴射技術(shù)。
[0004]但是，上述的高壓縮比技術(shù)中，已知如果提高內(nèi)燃機(jī)的壓縮比則雖然熱效應(yīng)提高、油耗改善，但是燃燒室內(nèi)的溫度上升，容易產(chǎn)生爆震音。
[0005]因此，在現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)中，利用在產(chǎn)生爆震音時(shí)特定的頻率信號(hào)電平的上升，在汽缸體安裝振動(dòng)型的爆震傳感器，對(duì)從爆震傳感器輸出的規(guī)定期間(knock window:爆震窗口)的信號(hào)進(jìn)行FFT(高速傅立葉變換)分析來(lái)檢測(cè)爆震音的產(chǎn)生。
[0006]但是，安裝在上述現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)的爆震傳感器為傳導(dǎo)內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)的方式，因此當(dāng)在爆震窗口中產(chǎn)生噴油器噪聲時(shí)存在將其噪聲誤檢測(cè)為爆震音的可能性，可能產(chǎn)生在爆震窗口中不能設(shè)定燃料噴射時(shí)期、例如不能充分發(fā)揮降低PN的多級(jí)噴射技術(shù)的潛力的問(wèn)題。
[0007]針對(duì)這樣的問(wèn)題，在專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)有對(duì)在燃燒時(shí)產(chǎn)生的離子(稱為離子電流)進(jìn)行檢測(cè)，不受噴油器噪聲的影響地檢測(cè)爆震音的產(chǎn)生的技術(shù)。
[0008]專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的內(nèi)燃機(jī)的爆震音檢測(cè)裝置根據(jù)從離子電流信號(hào)提取的爆震音頻率成分的信號(hào)來(lái)判斷是否產(chǎn)生了爆震音，為了在具有比從離子電流信號(hào)提取的爆震音頻率低的頻率的低負(fù)荷時(shí)防止噪聲頻率成分比規(guī)定電平高時(shí)誤判斷為產(chǎn)生了爆震音而禁止進(jìn)行是否產(chǎn)生爆震音的判斷的裝置。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平10-77941號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0013]但是，由于在燃燒時(shí)產(chǎn)生的離子電流依賴于內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)而變化，因此該離子電流的檢測(cè)波形在每燃燒周期成為不同的波形。即，即使內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件大致一定，離子電流的檢測(cè)波形也大幅地變動(dòng)。因此，離子電流的信號(hào)電平越大，提取的爆震音頻率成分的信號(hào)電平也變高，離子電流的信號(hào)電平越低，提取的爆震音頻率成分的信號(hào)電平也變低，通過(guò)本發(fā)明的發(fā)明人等實(shí)驗(yàn)確認(rèn)到:在爆震產(chǎn)生時(shí)離子電流中所含的爆震振動(dòng)成分微弱的情況下，難以從離子電流信號(hào)精密地提取該爆震振動(dòng)成分，難以從離子電流信號(hào)檢測(cè)爆震音的產(chǎn)生。
[0014]這樣，在對(duì)離子電流信號(hào)進(jìn)行頻率分析而提取爆震音頻率成分的專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的爆震音檢測(cè)裝置中，存在離子電流信號(hào)與爆震音的相關(guān)性降低的可能性，可能產(chǎn)生難以從含有爆震音頻率成分的離子電流信號(hào)判斷爆震音的產(chǎn)生的問(wèn)題。
[0015]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)從離子電流信號(hào)精密地檢測(cè)例如產(chǎn)生爆震音等內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
[0016]用于解決問(wèn)題的技術(shù)方案
[0017]為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置是具備檢測(cè)燃燒時(shí)的離子電流值的離子電流值檢測(cè)部的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，其特征在于:上述控制裝置包括對(duì)上述離子電流值進(jìn)行信號(hào)處理的離子電流信號(hào)處理部和根據(jù)該離子電流信號(hào)處理部的處理結(jié)果檢測(cè)上述內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)的檢測(cè)部，上述離子電流信號(hào)處理部包括計(jì)算上述離子電流值的微分值的微分部。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]如從以上的說(shuō)明能夠理解的那樣，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)利用作為離子電流值的變化量的微分值檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)，例如即使在爆震產(chǎn)生時(shí)離子電流中所含的爆震振動(dòng)成分微弱的情況下，也能夠不依賴于離子電流值的絕對(duì)值地從該離子電流可靠地提取爆震振動(dòng)成分，因此例如能夠精密地檢測(cè)產(chǎn)生爆震音等內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)。
[0020]上述以外的問(wèn)題、結(jié)構(gòu)和效果能夠由以下的實(shí)施方式的說(shuō)明明了。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的實(shí)施方式I的內(nèi)燃機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2是表示圖1所示的點(diǎn)火系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖3是表示圖1所示的控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
[O O2 4 ]圖4是表不向圖1所不的點(diǎn)火系統(tǒng)輸入的點(diǎn)火信號(hào)和從點(diǎn)火系統(tǒng)輸出的尚子電流信號(hào)的一例的圖。
[0025]圖5是表示爆震強(qiáng)度與離子電流值振動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系的一例的圖。
[0026]圖6是表示爆震強(qiáng)度與離子微分值振動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系的一例的圖。
[0027]圖7是表示向圖1所示的點(diǎn)火系統(tǒng)輸入的點(diǎn)火信號(hào)和從點(diǎn)火系統(tǒng)輸出的離子電流信號(hào)的離子微分值的一例的圖。
[0028]圖8是表示圖3所示的控制裝置的CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
[0029]圖9是表示由圖1所示的控制裝置進(jìn)行的爆震檢測(cè)流程和爆震避免控制流程的流程圖。
[0030 ]圖1O是表不離子電流值的絕對(duì)值大時(shí)的離子電流信號(hào)一例的圖。
[0031 ]圖11是表示離子電流值的絕對(duì)值小時(shí)的離子電流波形一例的圖。
[0032]圖12是表示爆震強(qiáng)度與將離子微分值振動(dòng)強(qiáng)度除以離子積分值得到的歸一化值的關(guān)系的一例的圖。
[0033]圖13是示意地說(shuō)明離子積分值的積分范圍的一例的圖。
[0034]圖14是表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的實(shí)施方式2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
[0035]圖15是表示由圖14所示的控制裝置進(jìn)行的爆震檢測(cè)流程和爆震避免控制流程的流程圖。
[0036]圖16是表示爆震強(qiáng)度與離子變化率振動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系的一例的圖。
[0037]圖17是示意地說(shuō)明離子變化率振動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算方法的圖。
[0038]圖18是表示本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的實(shí)施方式3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
[0039]圖19是表示由圖18所示的控制裝置進(jìn)行的爆震檢測(cè)流程和爆震避免控制流程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，在本實(shí)施方式中對(duì)內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)中檢測(cè)產(chǎn)生爆震音的方式進(jìn)行說(shuō)明，例如還能夠檢測(cè)與內(nèi)燃機(jī)的燃燒狀態(tài)關(guān)聯(lián)的早燃、爆燃和不發(fā)火等。
[0041 ][實(shí)施方式I]
[0042]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的實(shí)施方式I的內(nèi)燃機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的圖，例如表示實(shí)施火花點(diǎn)火式燃燒的汽車用四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的圖。
[0043]圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))100在吸氣管6的適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置有:計(jì)量吸入空氣量的空氣流量傳感器I;調(diào)整吸氣管6的壓力的電子控制節(jié)氣門(mén)(throttle)2;吸氣溫度傳感器15，其是吸入空氣溫度檢測(cè)器的一個(gè)方式，計(jì)量吸入空氣溫度;和計(jì)量吸氣管6內(nèi)的壓力的吸氣壓傳感器21。
[0044]此外，發(fā)動(dòng)機(jī)100按與各吸氣管6連通的每個(gè)汽缸(#1?#4)設(shè)置有向各汽缸的燃燒室12的內(nèi)部噴射燃料的燃料噴射裝置(還稱為筒內(nèi)直接噴射用噴射器或簡(jiǎn)稱為噴射器)3和供給點(diǎn)火能的點(diǎn)火系統(tǒng)4。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)100在汽缸蓋7的適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置有計(jì)量發(fā)動(dòng)機(jī)100的冷卻水溫度的冷卻水溫度傳感器14，并且設(shè)置有由調(diào)整流入汽缸內(nèi)的吸入氣體的吸氣閥門(mén)可變裝置5a和調(diào)整從汽缸內(nèi)排出的排氣的排氣閥門(mén)可變裝置5b構(gòu)成的可變閥門(mén)5。此處，可變閥門(mén)5具有檢測(cè)吸氣閥門(mén)可變裝置5a和排氣閥門(mén)可變裝置5b的相位角的相位角傳感器(未圖示)，通過(guò)利用后述的ECU20對(duì)可變閥門(mén)5(特別是吸氣閥門(mén)可變裝置5a和排氣閥門(mén)可變裝置5b的相位角)進(jìn)行調(diào)整，能夠調(diào)整從#1至#4的所有汽缸的吸氣量和EGR量。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)100的燃料噴射裝置3通過(guò)燃料配管連接有用于向該燃料噴射裝置3供給高壓燃料的高壓燃料栗17，在該燃料配管設(shè)置有計(jì)量燃料壓力的燃料壓力傳感器18，在發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲柄軸(未圖示)設(shè)置有計(jì)算其旋轉(zhuǎn)角度的曲柄角度傳感器13。
[0045]進(jìn)一步，發(fā)動(dòng)機(jī)100在排氣管8的適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置有:對(duì)排氣進(jìn)行凈化的三元觸媒(催化劑HO;空燃比傳感器9，其是空燃比檢測(cè)器的一