专利名称：火花塞的烟熏污损检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对因沉积物附着在内燃机的火花塞上而产生的烟熏进行检测的火花塞的烟熏污损检测装置。
背景技术：
作为发动机的点火装置，对以点火部直接突出至燃烧室内的方式配置于发动机的顶盖(head cover)的火花塞，一般采用施加通过点火线圈产生的高电压的方式。用于这种点火装置的火花塞，例如，如图10所示，包括绝缘体12，该绝缘体12保持于筒状的安装配件11 ；中心电极13，该中心电极13保持于该绝缘体12的内部，且前端部从绝缘体12的前端突出；以及接地电极14，该接地电极14与该中心电极13隔开规定的火花间隙而相对设置。中心电极13与接地电极14通过绝缘体12在电气上绝缘。通过在中心电极13与接地电极14之间施加由点火线圈产生的高电压，在中心电极13与接地电极14 之间产生火花放电。然而，根据发动机的运转状态，有时碳质沉积物会附着在火花塞上，从而产生烟熏。在火花塞附近的空燃比浓且火花塞温度较低时，因不完全燃烧而产生的煤(碳)堆积在绝缘体上，从而生成碳质沉积物。如图11所示，随着碳质沉积物在绝缘体上的堆积，火花塞的绝缘电阻值下降(a)，在绝缘体表面产生电流泄漏(b)，在绝缘体与安装配件之间引起火花放电、即出现称为所谓内部飞溅的现象(C)。若发生该内部飞溅，则在燃烧室内火焰无法正常蔓延而引起失火。若频繁引起失火，则未燃烧的混合气体向排气系统排出，排气系统的温度上升，催化剂退化，或者严重时催化剂有可能熔解破损。作为对这种火花塞的烟熏来检测火花塞的烟熏程度的检测方法，例如有如下方法在火花塞的电极之间(接地电极与中心电极之间)施加电压，通过电流检测装置检测电极之间流过的电流(漏电流)，基于该电流检测值来估计绝缘电阻值的下降。近年来，由于MMT (C9H7MnO3 甲基环戊二烯三羰基锰)、二茂铁(CltlHltlFe)等燃料添加剂中含有的金属成分(MruFe)附着在火花塞的绝缘体上而生成的金属沉积物，也存在出现同样的烟熏现象的问题。在上述现有的烟熏检测技术中，由于仅基于火花塞的绝缘电阻值来检测烟熏程度，因此无法区分检测附着在火花塞上的金属沉积物所导致的烟熏和碳质沉积物所导致的烟熏，从而在实际上产生了金属沉积物时，结果将其误判为碳质沉积物。碳质沉积物一般在火花塞温度较低的低转速、低负载区域产生。已知火花塞具有温度升高时将附着在绝缘体表面上的碳质沉积物烧尽的自我清洁作用。因此，为了要恢复碳质沉积物所导致的烟熏，使火花塞的温度上升是有效的。与此相反，关于金属沉积物，附着在绝缘体表面上的金属沉积物是高转速、高负载区域的因高温环境下绝缘电阻值的下降所产生的烟熏现象。因此，为了防止金属沉积物所导致的烟熏，与碳质沉积物相反，不能使火花塞的温度上升。特别是，由于高转速、高负载区域的发动机的燃烧量更多，因此在因绝缘电阻值的下降而引起失火时，对催化剂的损害更大。如上所述，由于金属沉积物与碳质沉积物具有不同的产生条件和恢复条件，因此在火花塞出现烟熏现象时，若无法区别检测出其是金属沉积物还是碳质沉积物，则存在因错误的处理反而使火花塞的烟熏恶化这一问题。作为对该金属沉积物和碳质沉积物进行区别的方法，例如，在专利文献1所示的内燃机的点火装置中，揭示了如下方法当火花塞的绝缘电阻值小于规定值时，切换发动机的运转状态，来提高火花塞的温度以烧尽碳质沉积物，从而实现促进火花塞的清洗。对这种烟熏对策的实施状态进行计数，在该计数值超过某一程度的值时，即在充分实施烟熏对策的状况下，火花塞的绝缘电阻值小于规定值时，判定是导电性沉积物附着在火花塞上。此外，在专利文献2所示的火花塞的烟熏污损检测装置中，揭示了如下方法检测火花塞的绝缘电阻值，将该绝缘电阻值与规定的烟熏判定值进行比较来判定有无点火烟熏污损。在其结果是检测出烟熏污损的情况下，判定烟熏污损检测时的运转区域是容易产生金属沉积物污损的高转速、高负载区域还是容易产生碳质沉积物污损的低转速、低负载区域，对二者进行区别检测。专利文献1 日本专利特开2007-146814号公报专利文献2 日本专利特开2006-274824号公报然而，在专利文献1的内燃机的点火装置中，假如尽管是金属沉积物附着在火花塞上，仍进行使火花塞温度升高那样的运转，则反而因金属沉积物而引起绝缘电阻的下降， 存在有可能因失火而导致催化剂破损的问题。此外，在专利文献2的火花塞的烟熏污损检测装置中，由于火花塞的绝缘电阻值检测为是失火的烟熏，才开始判定是碳质沉积物还是金属沉积物，因此对很少在高转速、高负载下运转的操作人员，判定金属沉积物的机会较少，从而有可能无法提前向操作人员发出合适的警告。若提高烟熏判定值以提前检测出烟熏，则无法区别是碳质沉积物还是金属沉积物，从而有可能误判。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能提前且高精度地区别检测碳质沉积物和金属沉积物的火花塞的烟熏污损检测装置。为了解决上述问题，本发明的权利要求1的火花塞的烟熏污损检测装置中，包括 电流检测装置，该电流检测装置检测内燃机的火花塞中流过的电流；内燃机控制装置，该内燃机控制装置基于所述电流检测装置检测出的电流，计算出所述火花塞的绝缘电阻值，根据所述绝缘电阻值来判定所述火花塞的烟熏污损，并对所述内燃机进行控制，其特征在于， 基于将所述内燃机从低转速、低负载的第一运转区域转移至高转速、高负载的第二运转区域而计算出的绝缘电阻值的变化量和将所述内燃机从所述第二运转区域转移至所述第一运转区域而计算出的绝缘电阻值的变化量，判定有无因金属沉积物附着在所述火花塞上而产生的烟熏污损。而且，本发明的权利要求2的火花塞的烟熏污损检测装置中，其特征在于，对所述内燃机的每个气缸，从计算出的所述绝缘电阻值中提取最近的燃烧循环期间的所述绝缘电阻值的最小值，将对该最小值进行均值滤波处理后的值作为所述绝缘电阻值。而且，本发明的权利要求3的火花塞的烟熏污损检测装置中，其特征在于，在根据所述绝缘电阻值的变化量判定在所述火花塞上附着有金属沉积物、且所述绝缘电阻值低于规定值的情况下，限制对所述内燃机的燃料供给。而且，本发明的权利要求4的火花塞的烟熏污损检测装置中，其特征在于，所述绝缘电阻值是根据在所述火花塞的中心电极与接地电极之间施加电压而流过所述电极之间的漏电流而计算出的。根据本发明的权利要求1的结构，由于基于从低转速、低负载的第一运转区域转移至高转速、高负载的第二运转区域而计算出的绝缘电阻值的变化量和从所述第二运转区域转移至所述第一运转区域而计算出的绝缘电阻值的变化量，判定有无金属沉积物附着， 因此判定机会增多，从而能高精度地进行检测。此外，可以在绝缘电阻值下降至发生失火的绝缘电阻值以前判定金属沉积物的附着。此外，有时由沉积物附着而形成的漏电流的路径非常地不稳定，根据漏电流计算出的绝缘电阻值的状况在短时间内大幅变动，绝缘状态时好时坏。由于在这种状态下实际上也频繁发生失火，因此需要正确地检测出绝缘变差的状态。所以，根据本发明的权利要求 2的结构，由于对每个气缸从最近的燃烧循环期间的绝缘电阻值中计算出最小值，进而对该最小值进行均值滤波处理，因此能可靠地检测出火花塞的烟熏恶化了的状态，从而能防止沉积物附着判定的误判。此外，由于金属沉积物一旦附着就无法去除，因此火花塞不会恢复到无沉积物的状态。因此，在附着有金属沉积物的状态下，绝缘电阻值下降至发生失火的水平时，每次进行火花塞温度升高的高负载运转就会发生失火，这成为引起催化剂退化或破损的主要原因。因此，根据本发明的权利要求3的结构，在判定为附着有金属沉积物、且绝缘电阻值低于规定值的情况下，限制对内燃机的燃料供给，从而将失火防范于未然。此外，最近的发动机控制系统中，装载有对燃烧时产生的燃烧离子进行检测以直接检测发动机的燃烧的离子电流检测装置。该离子电流检测装置的主要目的在于检测失火、早燃、爆震等，但另外还能检测在火花塞上附着有沉积物时的漏电流。因此，根据本发明的权利要求4的结构，由于作为检测火花塞的绝缘电阻值的方法，是通过对在火花塞的中心电极与接地电极之间施加电压而流过电极之间的漏电流进行检测，计算出火花塞的绝缘电阻值，因此在将本发明应用于装载有离子电流检测装置的内燃机的情况下，不需要重新设置漏电流检测装置，能抑制成本。
图1是表示具有实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的发动机控制系统的整体结构的电路框图。图2是实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的电流检测电路检测到的离子电流和漏电流的波形图。图3是表示实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置在附着有金属沉积物的情况下的绝缘电阻随运转条件变化的图。图4是表示实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的沉积物检测程序的流程图。图5是表示实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的绝缘电阻检测程序的流程图。
图6是表示实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的沉积物种类判定程序的流程图。图7是表示实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的沉积物警告程序的流程图。图8是表示实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的绝缘电阻随时间变化的图。图9是表示实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的绝缘电阻随运转区域的移动而变化的图。图10是表示一般的火花塞结构的示意图。图11是表示因沉积物附着而产生火花塞的漏电流的说明图。标号说明1火花塞
2点火装置
3发动机控制装置
4电池
5警告监视器
11安装配件
12绝缘体
13中心电极
14接地电极
20点火线圈
21一次线圈
22二次线圈
23晶体管
24偏压电路
25电流检测电路
26烟熏污损检测装:
具体实施例方式以下，基于图1 图9对本发明的实施方式的火花塞的烟熏污损检测装置进行说明。实施方式1图1是表示具有实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的发动机控制系统的整体结构的电路框图。图1中，发动机控制系统由点火装置2和烟熏污损检测装置沈构成，该点火装置2 包括点火线圈20，该点火线圈20具有一次线圈21和二次线圈22 ；电池4，该电池4与一次线圈21的一端21a连接；晶体管23，该晶体管23的集电极与点火线圈20的一次线圈21 的另一端21b连接，且对一次线圈21中流过的电流进行开关，点火线圈20的二次线圈22 的一端2 与火花塞1连接，该烟熏污损检测装置沈包括偏压电路M，该偏压电路M与点火线圈的二次线圈22的另一端22b连接，对火花塞1施加偏压；电流检测电路25，该电流检测电路25与偏压电路M连接，检测火花塞1中流过的电流；发动机控制装置3，该发动机控制装置3基于电流检测电路25检测出的电流，计算出火花塞1的绝缘电阻值，并且向晶体管23发送点火指令信号；警告监视器5，该警告监视器5根据发动机控制装置3发送来的输出信号，发出警告。这里，为了利用点火线圈20的二次电压来检测电流，通过偏压电路M对作为电流的检测探头(probe)的火花塞1施加正的偏置电压。接下来，参照图1、图2对实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置的动作进行说明。图1的发动机控制系统中，若根据来自发动机控制装置3的点火指令信号而晶体管23导通，则一次电流从电池4流向一次线圈21，之后，若晶体管23截止，则一次线圈21 的一次电流被切断，二次线圈22中因电磁感应而产生负的高电压，在火花塞1的中心电极 13与接地电极14之间产生火花放电。图2 (a)表示点火指令信号。点火指令信号在时刻tl 上升，在时刻t2下降，从而在火花塞1的中心电极13与接地电极14之间施加高电压。由此，在时刻t2到时刻t3之间产生放电火花飞溅而点燃混合气体，在时刻t3以后离子电流 Iim流过。该离子电流Iim随着发动机气缸内的压力的上升而增加，随气缸内的压力的下降而减少及消失。根据图1的装置，由于通过偏压电路M对放电后的火花塞1施加正的偏置电压，因此离子电流Iim流过，并用电流检测电路25进行检测。通过电流检测电路25输出的离子电流信号输入到发动机控制装置3。发动机控制装置3包括噪音屏蔽(noise mask)、峰值保持电路、A/D转换器、CPU、 ROM、RAM等，根据该ROM中存储的各种发动机控制程序来进行燃料喷射控制、点火时期控制，并且利用电流检测电路25的输出来进行失火、早燃、爆震等的检测。图2(b)中表示燃烧正常进行时的电流。流过火花塞1的电流在放电期间后作为输出波形进行检测。在点火后的规定期间无法看见离子电流Iim的波形，这是因为由于放电期间内无法对火花塞1施加偏置电压，因此无法检测出离子电流Iim。然而，如图2(c)所示，若在火花塞上产生烟熏，中心电极13与接地电极14之间的绝缘电阻值下降，则在点火线圈20的通电期间内(时刻tl到t2之间)，由于二次线圈22 所产生的感应电压，在火花塞1的中心电极13与接地电极14之间流过与离子电流Iim同方向的漏电流I leak °此外，点火结束后，由于通过偏压电路M在火花塞1的中心电极13与接地电极 14之间施加电压，因此，若因烟熏而导致在中心电极13与接地电极14之间的绝缘电阻值下降，则如图2(c)所示，放电后在中心电极13与接地电极14之间也流过与离子电流Iim 同方向的漏电流IlMk。如上所述，在以带有烟熏的状态点燃的情况下，虽然放电后离子电流 Iim与漏电流Ileak叠加流过，但由于离子电流Iim在短时间内会消失，因此之后仅有漏电流 Ileak继续流过。所以，在检测出漏电流Ileak的情况下，如果是在离子电流Iitm消失后的时刻 t4检测出，就能够不受离子电流Iitm的影响，而高精度地仅检测出漏电流IlMk。如上所述，在火花塞1上产生了烟熏的情况下，由于在点火线圈20的一次电流流通期间内(时刻tl到t2之间)及放电后(时刻t4)分别有漏电流Ileak流过，因此，通过在不产生离子电流Iim的期间来检测漏电流Ileak，能够基于漏电流值Ileak来计算出火花塞 1的绝缘电阻值Rd。
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在火花塞上产生烟熏的沉积物的种类有碳质沉积物和金属沉积物。首先，对碳质沉积物和金属沉积物的区别进行说明。碳质沉积物一般通过煤(碳)在火花塞的温度较低的低转速、低负载运转时附着堆积在火花塞的绝缘体表面而产生。然而，火花塞具有温度升高时将附着在绝缘体表面上的碳质沉积物烧尽的自我清洁作用，能够防烟熏。与此不同的是，金属沉积物是通过MMT、二茂铁等燃料添加剂中含有的金属成分 (MruFe)附着在火花塞的绝缘体上而产生的，特别是在高转速、高负载运转时之类的火花塞温度升高的环境下，成为绝缘电阻值下降的原因。然而，本发明人从实验结果得到如下发现如图3所示，存在第二运转区域B和第一运转区域A，在该第二运转区域B，进行高转速、高负载运转，金属沉积物附着后导致绝缘电阻Rd下降，在该第一运转区域A，之后返回到低转速、低负载运转，即使有金属沉积物附着，绝缘电阻Rd也会恢复。由此，基于运转条件的变化所引起的绝缘电阻值Rd的变化量 Δ Rd,显然能够区别是碳质沉积物还是金属沉积物。本发明就利用了这个现象。接下来，对发动机控制装置3根据判定流程处理来计算出火花塞1的绝缘电阻值Rd、并判别沉积物是碳质沉积物还是金属沉积物的方法进行说明。图4中表示沉积物检测程序的流程图，该沉积物检测程序基于运转条件的变化所引起的绝缘电阻值Rd的变化量Δ Rd,区别是碳质沉积物还是金属沉积物，并根据沉积物的种类和绝缘电阻值Rd发出警告。该沉积物检测程序包括绝缘电阻检测程序(步骤S101)、沉积物种类判定程序(步骤 S102)以及沉积物警告检测程序(步骤S103)。首先，在绝缘电阻检测程序(步骤S101)中，基于流过火花塞1的电流Ileak来计算出绝缘电阻值Rd，之后对该计算出的绝缘电阻值Rd进行噪音处理。在沉积物的附着状态不稳定的情况下，有时沉积物附着所形成的泄漏路径发生改变，绝缘电阻值Rd转瞬间时好时坏。因此，若原样使用计算出的绝缘电阻值Rd，则误判会很多，所以仅提取最近的燃烧循环期间内的绝缘电阻值Rd的恶化侧来进行运算处理。接着，在沉积物种类判定程序(步骤中，基于运转区域从第一运转区域A转移至第二运转区域B、或者从第二运转区域B转移至第一运转区域A时的绝缘电阻值的变化量ARd,判定是否是金属沉积物。即，在从火花塞温度较低的低负载运转转移至火花塞温度较高的高负载运转时，绝缘电阻值Rd减少了规定值以上的情况下，或者在从高负载转移至低负载时，绝缘电阻值Rd增加了规定值以上的情况下，判定为金属沉积物。而且，在沉积物警告程序(步骤S103)中，基于沉积物的种类和绝缘电阻值Rd来进行与其分别对应的处理。根据在火花塞1上附着的沉积物是碳质沉积物还是金属沉积物而其合适的警告内容不同。在火花塞上的碳质沉积物附着大多主要产生于在冬季反复进行短距离运转的状况。这是由于发动机在冷态期间空燃比大多变浓，并且反复进行短距离运转中，发动机的燃烧室中的温度未上升至能热分解火花塞的煤那样的高温。因此，在碳质沉积物附着在火花塞上的情况下，由于只要实施规定时间的火花塞温度升高的运转，碳质沉积物就会消除，因此发出警告以实施上述运转。与此不同的是，在金属沉积物的情况下，由于金属沉积物一旦附着就无法去除，因此需要更换火花塞。因此，在绝缘电阻值带有一定程度的余量时，发出促使更换火花塞的警
8告。然而，在操作人员疏忽了火花塞的更换、绝缘电阻值进一步下降的情况下，限制高负载、 高转速运转，从而将高负载、高转速运转时的失火损害防范于未然。使用图5至图7的流程图对图4的沉积物检测程序的内容进行具体详细的说明。 首先，图5中表示绝缘电阻检测程序(步骤S101)的详细情况。最开始，对发动机的各气缸的燃烧，基于火花塞1中流过的电流Ileak计算出绝缘电阻值Rd#(步骤S201)。#是气缸
编号，例如，以第一气缸是# = 1、第二气缸是# = 2......的方式分配编号。然后，从该气
缸的本次值开始的最近五个燃烧循环中提取绝缘电阻值Rd#的最小值Rd#m(式(1)，步骤
5202)。Rd#m = min (Rd# (i)，Rd# (i_l)，Rd# (i_2)，Rd#(i-3), Rd#(i-4))...(1)这里，i、i-l、i-2、...表示本次值、上次值、上上次值...。虽然这里采用了最近五个燃烧循环期间，但根据绝缘电阻值Rd#的变化来决定合适的燃烧循环期间即可。进一步，对提取的绝缘电阻值Rd#的最小值Rd#m实施均值滤波处理(式O)，步骤
5203)。Rd#f (i) =K* Rd#f(i-1) +(I-K) * Rd#m(i) ... (2)这里，常数K是滤波增益。只要像这样对计算出的绝缘电阻值Rd#的时间序列数据进行处理，例如，就能如图8所示地稳定检测火花塞的烟熏恶化状态(图8的实线)，从而防止沉积物附着判定中的误判。绝缘电阻检测程序(步骤S101)结束后，转移至图6所示的沉积物种类判定程序 (步骤 S102)。在沉积物种类判定程序(步骤中，最开始，判定运转区域是否是第二运转区域B (步骤S401)。第二运转区域B是火花塞温度升高后出现金属沉积物所引起的绝缘电阻 Rd#下降的现象的运转区域。具体而言，是如图3所示的高转速且高负载的运转区域。如果运转区域是第二运转区域B，就对每个气缸将第二运转区域B的绝缘电阻值Rd#B更新为 Rd#f (步骤S4(^)。如果是第一运转区域A，就对每个气缸将第一运转区域A的绝缘电阻值 Rd#A更新为Rd#f (步骤S403)。接下来，判定是否运转区域从第一运转区域A转移至第二运转区域B，并且经过了时间tintl(sec)(步骤S404)。如果满足这个条件，则对每个气缸通过式(3)计算出绝缘电阻值的变化量Δ Rd#AB (步骤S405)。Δ Rd#AB = Rd#B-Rd#A...(3)如果不满足这个条件，则跳过该处理。判定是否运转区域从第二运转区域B转移至第一运转区域A，并且经过了时间 tint2(sec)(步骤S406)。如果满足这个条件，则对每个气缸通过式(4)计算出绝缘电阻值的变化量Δ Rd#BA (步骤S407)。Δ Rd#BA = Rd#A-Rd#B— (4)如果不满足这个条件，则跳过该处理。这里，由于有发动机及火花塞的热容量，故而即使运转区域发生变化，火花塞的绝缘电阻值Rd#到发生变化为止也会有规定的时间延迟，因此计算出运转区域变化后经过规定时间的绝缘电阻值Rd#的变化量。判定运转区域从第一运转区域A转移至第二运转区域B时的绝缘电阻变化量 Δ Rd#A2B是否在第一金属沉积物判定值以下，或者判定运转区域从第二运转区域B转移至第一运转区域A时的绝缘电阻变化量ARd#B2A是否在第二金属沉积物判定值以上(步骤 S408)。如果满足这个条件，则判定附着有金属沉积物，将金属沉积物判定标记设为开(ON) (步骤S409)。如果不满足这个条件，则将金属沉积物判定标记设为关(OFF)(步骤S409)。该绝缘电阻检测程序(步骤S101)结束后，转移至图6所示的沉积物种类判定程序(步骤S102)。接下来，图9 (a)、图9 (b)、图9 (c)、图9 (d)分别示意性地表示附着有金属沉积物的情况、附着有碳质沉积物的情况、同时附着有轻度的碳质沉积物和金属沉积物的情况、同时附着有重度的碳质沉积物和金属沉积物的情况的示例中的绝缘电阻值Rd的变化。按照图6 的沉积物种类判定程序(步骤S102)的处理流程的检测动作，说明绝缘电阻值Rd的变化。首先，如图9 (a)所示，在附着有金属沉积物的情况下，若踩下加速踏板，油门开度变大，则从第一运转区域A转移至第二运转区域B，火花塞温度升高，金属沉积物导致绝缘电阻值Rd#下降。计算从运转区域变化开始经过时间tintl后的绝缘电阻值的变化量 Δ Rd#AB,如果Δ Rd#AB在第一金属沉积物判定值以下，则判定附着有金属沉积物，将金属沉积物判定标记设为开。接下来，若松开加速踏板，油门开度变小，则运转区域从第二运转区域B转移至第一运转区域A，由于火花塞的温度回到以前，恢复了绝缘，因此绝缘电阻值 Rd#上升。计算从该运转区域变化开始经过时间、…后的绝缘电阻值的变化量ARd#BA，如果Δ Rd#BA在第二金属沉积物判定值以上，则将金属沉积物判定标记设为开。接着，如图9(b)所示，在附着有碳质沉积物的情况下，若运转区域从第一运转区域A转移至第二运转区域B，则由于火花塞温度升高，因此在绝缘体上附着的碳被热分解， 火花塞变清洁。这样，由于恢复了绝缘，因此绝缘电阻值Rd#上升。这时，由于绝缘电阻值的变化量Δ RcWAB增加，因此判定没有附着金属沉积物，将金属沉积物判定标记设为关。此外，若火花塞清洁过一次，则再次有碳附着、使得绝缘变差时，不得不经过规定时间的冷起动、空载之类的发动机为低温且空燃比浓的运转。因此，即使运转区域从第二运转区域B转移至第一运转区域Α，但由于在规定时间内绝缘电阻值Rd#还会继续保持恢复后的状态，绝缘电阻值的变化量Δ Rd#BA几乎为同一值，因此金属沉积物判定标记仍然为关。如图9(c)所示，在同时附着有轻度的碳质沉积物和金属沉积物的情况下，若运转区域从第一运转区域A转移至第二运转区域B，则碳质沉积物被热分解，绝缘电阻值Rd#略有增加，但由于金属沉积物会导致绝缘电阻值Rd#减少，因此整体来看绝缘电阻值1 (1#有时会减少。这时，由于绝缘电阻值的变化量ARd#AB减少，因此，如果ARd#AB在第一金属沉积物判定值以下，则将金属沉积物判定标记设为开。然后，若运转区域从第二运转区域B回到第一运转区域A，则由于金属沉积物的影响消失，因此绝缘电阻值Rd#恢复，从而绝缘电阻值的变化量Δ Rd#BA增加，如果Δ Rd#BA在第二金属沉积物判定值以上，则将金属沉积物判定标记设为开。如图9(d)所示，在同时附着有重度的碳质沉积物和金属沉积物的情况下，在第一运转区域A中绝缘电阻值1 (1#原本就相当低。若运转区域从第一运转区域A转移至第二运转区域B，则碳质沉积物被热分解，绝缘电阻值Rd#增加，但由于金属沉积物会导致绝缘电阻值Rd#减少，因此整体来看绝缘电阻值Rd#有时会稍稍有所增加。于是，由于绝缘电阻值的变化量Δ RcWAB增加，因此将金属沉积物判定标记设为关。然后，若运转区域从第二运转区域B回到第一运转区域Α，则由于金属沉积物的影响消失，因此绝缘电阻值1 (1#恢复，从而绝缘电阻值的变化量ARd#BA增力卩，如果ARd#BA在第二金属沉积物判定值以上，则将金属沉积物判定标记设为开。如以上所说明的那样，如果检测出在运转区域从第一运转区域A转移至第二运转区域B时绝缘电阻值减少，或者检测出在运转区域从第二运转区域B回到第一运转区域A 时绝缘电阻值增加，那么无论有无碳质沉积物，都能够检测出有金属沉积物附着。最后，图7中表示沉积物警告程序(Sl(XB)的详细情况。在该沉积物警告程序 (S103)中，首先，确认金属沉积物判定标记(S501)。如果金属沉积物判定标记为开，就判定第二运转区域B的绝缘电阻值Rd#B是否在第一烟熏判定值以下650 。这里，在判定为第一烟熏判定值以下的情况下，发出促使更换火花塞的警告(S50;3)。接着，判定Rd#B是否下降到第二烟熏判定值以下(S504)。如果Rd#B下降到第二烟熏判定值以下，就限制燃料供给，例如，限制油门开度(S505)，使其无法运转在出现金属沉积物所引起的绝缘下降的高负载运转区域，结束该程序处理。在第二运转区域B的绝缘电阻值Rd#B超过第一烟熏判定值、也超过第二烟熏判定值的情况下，结束该程序处理。另外，第一烟熏判定值设定为如下程度的绝缘电阻值虽然至失火还有余量，但金属沉积物确实在不断进行附着，最好早点更换火花塞。而且，第二烟熏判定值设定为因金属沉积物有可能导致发生失火的、低于第一烟熏判定值的绝缘电阻值。另一方面，如果金属沉积物判定标记为关，则因为变成附着有碳质沉积物，因此判定第一运转区域A的绝缘电阻值Rd#A是否在第三烟熏判定值以下(S506)。Rd#A在第三烟熏判定值以下的情况下，判定为火花塞烟熏，发出警告(S507)。而且，促使进行规定时间的高负载运转(S508)。在Rd#A超过第三烟熏判定值的情况下，结束该流程处理。另外，第三烟熏判定值设定为因碳质沉积物有可能导致发生失火的绝缘电阻值。如上所述，根据实施方式1中的火花塞的烟熏污损检测装置，由于检测出在运转区域从第一运转区域转移至第二运转区域时引起的绝缘电阻值减少，或者检测出在运转区域从第二运转区域回到第一运转区域时引起的绝缘电阻值增加，因此，能增加判定金属沉积物的机会，在火花塞的烟熏下降到有失火的可能性的绝缘电阻值之前，能判定在火花塞上附着的沉积物是碳质沉积物还是金属沉积物，具有能够提前发出合适的警告这一显著效果。此外，图中相同标号表示相同或相应部分。
权利要求
1.一种火花塞的烟熏污损检测装置，包括电流检测装置(25)，该电流检测装置05) 检测内燃机的火花塞⑴中流过的电流；内燃机控制装置(3)，该内燃机控制装置(3)基于所述电流检测装置0 检测出的电流，计算出所述火花塞(1)的绝缘电阻值，根据所述绝缘电阻值来判定所述火花塞(1)的烟熏污损，并对所述内燃机进行控制，其特征在于，基于将所述内燃机从低转速、低负载的第一运转区域(A)转移至高转速、高负载的第二运转区域(B)而计算出的绝缘电阻值的变化量和将所述内燃机从所述第二运转区域(B) 转移至所述第一运转区域(A)而计算出的绝缘电阻值的变化量，判定有无因金属沉积物附着在所述火花塞(1)上而产生的烟熏污损。
2.如权利要求1所述的火花塞的烟熏污损检测装置，其特征在于，对所述内燃机的每个气缸，从计算出的所述绝缘电阻值中提取最近的燃烧循环期间的所述绝缘电阻值的最小值，将对该最小值进行均值滤波处理后的值作为所述绝缘电阻值。
3.如权利要求1或2所述的火花塞的烟熏污损检测装置，其特征在于，在根据所述绝缘电阻值的变化量判定在所述火花塞(1)上附着有金属沉积物、且所述绝缘电阻值低于规定值的情况下，限制对所述内燃机的燃料供给。
4.如权利要求1至3中任一项所述的火花塞的烟熏污损检测装置，其特征在于，所述绝缘电阻值是根据在所述火花塞(1)的中心电极(13)与接地电极(14)之间施加电压而流过所述电极(13、14)之间的漏电流而计算出的。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能提前且高精度地区别检测碳质沉积物和金属沉积物的火花塞的烟熏污损检测装置。烟熏污损检测装置(26)包括偏压电路(24)，该偏压电路(24)对火花塞(1)施加偏压；电流检测电路(25)，该电流检测电路(25)与偏压电路(24)连接，检测火花塞(1)中流过的电流；发动机控制装置(3)，该发动机控制装置(3)基于电流检测电路(25)检测出的电流，计算出火花塞(1)的绝缘电阻，并且向晶体管(23)发送点火指令信号；警告监视器(5)，该警告监视器(5)根据发动机控制装置(3)发送来的输出信号而发出警告。对随发动机的运转区域的变化而产生的绝缘电阻的变化量进行检测，判定有无附着金属沉积物。
文档编号F02P17/00GK102235291SQ20101024082
公开日2011年11月9日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年4月20日
发明者榎木圭一 申请人:三菱电机株式会社