专利名称：用于内燃机的爆燃控制装置的制作方法
本公开涉及的主题包含在2001年5月31日提出的日本专利申请No.2001-165403中，在此并入作为一个整体用于参考。
解决这个问题的方法是在汽缸中设置由压电元件制成的爆燃传感器或者类似传感器，然后根据爆燃传感器的输出判定内燃机中是否发生爆燃。在获得爆燃传感器的输出频谱后，爆燃发生时检测到的输出大于爆燃未发生时检测到的输出。爆燃发生时获得的输出与爆燃未发生时获得的输出之间的差异在爆燃传感器输出的整个频率上并不一致，而是在特定频率上更加明显。在某一频率上输出差异最显著，这个频率称作谐振频率。
检测范围仅限于谐振频带(在此频带中输出的差异最大)的爆燃传感器称作谐振型爆燃传感器。在谐振型爆燃传感器中，通过对传感器本身的设置可以预先确定这个特定频率。即谐振频率被识别/设定为频带，在这个频带中可以大致预测输出差异一般会以特性为代价增加，内燃机各汽缸、各状态(例如发动机速度)下和不同信/噪比下这个特性是不同的。因此，批量生产的同种型号的内燃机中使用的谐振型爆燃传感器的谐振频率设定的相等。但是如上所述，每种型号的内燃机的谐振频率不同，而且还会由于内燃机的发动机速度和各汽缸的不同而不同。结果，谐振频率不均匀固定的谐振型爆燃传感器不能精确地检测出谐振频率与汽缸，旋转速度等不适应的情况下所发生的爆燃。
因此，采用了频率不固定于某个特定频率的扁平传感器，这样针对各种型号的内燃机、各种发动机速度和各个汽缸，可以改变扁平传感器自身的设置，即每个扁平传感器都可以设定不同的谐振频率。但是，由于在一个扁平传感器内一次设定的谐振频率对于该传感器是固定的，因此在扁平传感器中设置的谐振频率会偏离爆燃发生时的频率，即使爆燃发生的这个频率会由于与时间有关的变化等而改变。结果，爆燃并不能被精确地检测到。简而言之，现在的问题是，即使采用了扁平传感器，也不能长期持续不断地以高精度对爆燃进行检测。
例如，专利申请公布(KOKAI)Hei 8-177697披露了解决此问题的相关技术。根据这项相关的技术，在爆燃传感器输出的电平分布中对标准偏差进行计算，然后将标准偏差与预先确定的值比较，如果标准偏差低于预定值，则可以确定谐振频率发生偏离，随后就可以通过校正谐振频率来提高爆燃检测的精确度。
此相关技术具有以下问题。爆燃判定周期，即开始爆燃传感器输出信号的抽取的定时点和期间，对于每个爆燃传感器而言是固定的。因此，由于爆燃发生时间在内燃机的一个循环内随内燃机与时间有关的变化而改变，在某些情况下爆燃输出位于爆燃判定周期之外，则会发生爆燃未被检测出来的问题。
而且，在内燃机的周期内还会发生这种现象，在点火定时，与吸入阀和排气阀的定位定时等过程中，除了爆燃以外，还有其他因素会产生震动。爆燃传感器由于点火定时与吸入阀和排气阀的定位定时等而产生的震动输出是噪音信号，会对爆燃检测带来干扰。因为爆燃发生定时已改变，由爆燃产生的震动输出和噪音信号都包含在爆燃判定周期中。如果由爆燃产生的震动输出和噪音信号都包含在爆燃判定周期中，则很难把爆燃输出从噪音中区分出来。因此，爆燃检测的精度降低。
本发明的目的是提供一种用于内燃机的爆燃控制装置，它能够校正爆燃判定周期，以响应于爆燃发生定时的变化，并能获得很好的爆燃检测精度。
根据本发明，改变单元可以改变预先设定的判定周期，以包含爆燃产生的震动输出，而且还能对改变后的判定周期与存储在存储单元中的判定周期之间的差异进行计算，而后根据计算结果，可以对存储在存储单元中的判定周期进行校正。据此，即使爆燃发生定时在内燃机周期中发生变化，判定周期可以响应爆燃发生定时而被改变，这样就能以很高的精度检测出爆燃。而且，由于以已经改变以响应爆燃发生定时的判定周期为基础能够校正存储在存储单元内的判定周期，因此，当内燃机在相同的条件下运转时，可以采用与爆燃发生定时精确符合的校正后的判定周期检测爆燃。
并且，在本发明中，判定周期是限定在内燃机周期中的时间点t1和以时间点t1为起点的期间w1。
并且，根据本发明，判定周期由在内燃机周期内确定的时间点t1和期间w1组成，通过选择时间点t1和期间w1其中任何一个或者二者都选可以设定或者改变判定周期以响应爆燃发生定时。因此可以提高爆燃检测精度。
并且，在本发明中，内燃机各个汽缸的时间点t1限定的不同。当发动机旋转速度增高时，时间点t1在内燃机周期中限定的滞后；当发动机燃料喷射量降低时，时间点t1在内燃机周期中限定的滞后。
并且，根据本发明，判定周期的时间点t1是响应于内燃机的运转状态如发动机速度、燃料喷射量等而针对各个汽缸确定的。据此，即使每个汽缸的运转状态不同，判定周期也是分别设定的，以响应爆燃发生频率高的定时。因此可以提高爆燃检测精度。
并且，本发明提供了爆燃控制装置，其还具有判定单元，用于判断爆燃传感器的输出是否含有噪音信号，该噪音信号是除爆燃产生的震动之外而检测到的震动的输出。如果爆燃传感器的输出含有噪音，改变单元改变判定周期以响应判定单元的输出。
并且，在本发明中，判定单元计算出在判定周期中超过预定判定水平的爆燃传感器输出峰值的数量。如果峰值的数量超过预定的判定值，判定单元确定爆燃传感器的输出包含噪音信号。
并且，根据本发明，还设置了判定单元，其用于根据超过预定判定水平的爆燃传感器输出峰值的数量，确定爆燃传感器的输出是否包含噪音信号，而且判定周期响应于判定单元的输出而变化。据此，由于能够根据在判定周期内不包含噪音信号的爆燃传感器输出确定是否发生了爆燃，所以能够提高爆燃检测精度。而且，由于可以用简单的结构获得噪音判定单元，并且没有必要单独提供噪音传感器件，因此可以减小系统的体积并降低生产成本。
并且，在本发明中，计算单元还对由改变单元改变后的判定周期与预定值之间的差异进行计算。如果判定周期低于预定值，改变单元响应于计算单元的输出，将改变后判定周期变为改变前的判定周期。
并且，根据本发明，如果改变后的判定周期小于预定值，改变后的判定周期可以被再次改变为以前的判定周期。据此，可以避免下面的问题，即判定周期设定的太短，结果很难在判定周期之内获得爆燃传感器的输出。
并且，在本发明中，判定周期是多个判定周期。所述多个判定周期设定在内燃机的一个循环内。
并且，根据本发明，在内燃机的一个循环内可以设置多个判定周期。据此，如果在一个循环中出现了多个爆燃发生频率很高的定时，判定周期可以分别确定，以便响应多个爆燃发生频率很高的定时。而且，由于设置了多个判定周期，判定周期的确定可以避免噪音发生定时，因此可以提高爆燃检测精度。
并且，在本发明中，在内燃机一个循环内设定的每个判定周期内，判定单元计算出超出预定判定水平的爆燃传感器输出峰值的数量。判定单元以峰值数量的和为基础确定爆燃传感器的输出中是否包含噪音。
并且，根据本发明，爆燃是否发生是以爆燃传感器在多个判定周期内输出的逻辑和为基础确定的。因此可以提高爆燃检测精度。
图13是说明了在内燃机2的一个循环中设定了数个判定周期的状况的视图。
爆燃控制装置1包括爆燃传感器3、曲柄角传感器4和其他传感器5至9、设定单元12和处理单元20。爆燃传感器3检测内燃机2的爆燃。曲柄角传感器4检测设置在内燃机2内的曲柄的旋转角位置。设定单元12设定判定周期，在此期间内爆燃传感器3的检测输出被抽取出来以响应曲柄角传感器4的输出，从而判定是否发生爆燃；处理单元20包括存储单元13、改变单元14、计算单元15、校正单元16和判定单元18。存储单元13用于存储判定周期。改变单元14改变设定的判定周期，使之包含与爆燃发生时的条件相应的爆燃传感器3的检测输出。计算单元15对改变后包含与爆燃相应的传感器检测输出的判定周期与存储在存储单元13中的判定周期之间的差异进行计算。校正单元16响应于计算单元15的输出，校正存储在存储单元13中的判定周期，以减小差异的绝对值。判定单元18确定爆燃传感器3的检测输出中是否包含噪音信号。
爆燃传感器3是由压电元件或者其他类似元件制成的用于检测震动的传感器，病固定在内燃机2的汽缸17上。爆燃传感器3的检测输出被输入至处理单元20中的信号处理电路21中。信号处理电路21包含带通滤波器(下文简称为“BPF”)22、半波整流/积分电路23、放大器电路(电压偏移)24、比较电路25、与电路26、故障放大电路27和积分电路28。
图3至图7以一种简单的方式说明了在信号处理电路21中各部分上的信号a至e。BPF22只允许一个频带的信号通过，在此频带中基于爆燃的信号分量(下文称为“爆燃信号”)有可能出现。例如可以选择一个范围大约从5kHz到12kHz的频率作为频带。图3显示了经BPF22滤波的信号a的状况。半波整流/积分电路23相对于其基准水平对经BPF22滤波的信号的一侧分量进行整流和积分。放大器电路(电压偏移)24放大半波整流/积分信号的强度并进行电压偏移处理。半波整流/积分信号的强度被设定为判定水平，该判定水平用于检测爆燃传感器3的检测输出的峰值并计算峰值的数量。图4显示了经过半波整流/积分然后放大的信号b。
比较电路25从经BPF22滤波的信号a中采集一个信号，该信号的强度不小于半波整流/积分信号b(即判定水平)的强度，并将爆燃传感器3的检测输出信号转换为由图5所示的峰值构成的信号c。图5所示的峰值波形信号c包含爆燃检测输出的爆燃信号c1以及在点火定时中产生的噪音信号c2等。与电路26计算出图6所示的判定周期d与图5所示的峰值波形信号c的逻辑乘积以便从中只抽取出爆燃信号c1并形成只由爆燃信号组成的图7所示的峰值波形信号e。图7所示的爆燃信号e被输入至处理单元20中的处理电路30。
故障放大电路27和积分电路28用于确定爆燃传感器3的非正常状态。从爆燃传感器3发出的信号被放大至某个水平，该水平可以由故障放大电路27确定，随后由积分电路28进行平滑处理，并输入模拟/数字(A/D)转换器33。然后，处理电路将A/D转换器33的输出与预定的判定水平进行比较，以确定是否发生了非正常状态。
判定周期是限定在内燃机2的循环中的时间点t1和以时间点t1为起点的期间w1。在本实施例中，时间点t1是在点火后汽缸中的活塞第一次通过内燃机2中的顶部死点后(下文简称为“ATDC(顶部死点后)”)由一个曲柄角(下文简称为“CA”)给出的。期间w1在ATDC由曲柄角范围给出。
设定单元12是用于将判定周期输入处理单元20的输入单元。例如，设定单元12可以通过下面的步骤实现，预先将判定周期存储在ROM(只读存储器)中以适应内燃机2的型号、汽缸和运转条件，然后在内燃机2开始运转的同时读取存储的判定周期，并将判定周期输入至处理单元20中。存储单元13用于存储从输入单元12输入的判定周期，它是存储器并包含ROM和RAM(随机存取存储器)。判定周期存储在RAM中，可以随时写入或者读取。
如表1所示，预先存储在输入单元12的ROM中的判定周期对于内燃机的各个汽缸而言限定的不同。当发动机速度变高或者燃料喷射量变低时，可以在时间点t1限定判定周期以增加曲柄角(CA)。据此，即使每个汽缸的运转状态设置的不同，判定周期也可以分别设定以便相应爆燃发生频率较高的期间。
表1
作为计算单元15、校正单元16和判定单元18的处理电路30可以通过由CPU(中央处理器)等组成的微电脑和其他件实现。如上所述，计算单元15对由改变单元14改变以便包含爆燃信号的判定周期与由输入单元12输入至处理电路30并存储在存储单元13中的判定周期之间的差异进行计算。而且，计算单元15还对由改变单元14改变的判定周期期间与预定值之间的差异进行计算。随后，如果改变后的判定周期的期间低于预定值，则计算单元15向改变单元14输出一个指令，将改变后获得的判定周期重新变为改变前获得的判定周期。
校正单元16对存储在存储器13中的判定周期时间点和期间进行校正，以使作为计算单元15计算结果的改变后的判定周期与存储在存储器13中的判定周期之间差异的绝对值减小。而且，校正后的判定周期还可以反复地存储在存储器13的RAM中。
判定单元18确定爆燃传感器3的检测输出是否包含噪音信号，噪音信号不是爆燃信号的检测输出。判定单元18计算出判定周期中包含的爆燃传感器3的检测输出峰值的数量，如果计算出的数量超过预定值，则判定单元18确定爆燃传感器3的检测输出包含噪音信号。随后判定单元18向改变单元14输出一个指令，改变判定周期。
如上所述，曲柄角传感器4检测曲柄的旋转角位置和旋转速度。检测输出通过处理单元20中的第一输入接口31输入至处理电路30。
用于改变判定周期的改变单元14可以通过具有门开关的电路来实现。以与判定周期的改变相关的逻辑为基础的程序预先存储在存储器13的ROM中。响应于以从ROM中读取的程序指令和由曲柄角传感器4检测到的曲柄旋转角位置为基础的处理电路30的输出，通过对门开关的接通起动时间或接通时间其中的一个或者二者进行改变，改变单元14可以改变设置在内燃机周期中的判定周期。
在这种情况下，在内燃机2起动阶段，改变单元14并不改变判定周期，而是响应于处理电路30的输出，将内燃机2的周期内的判定周期设置为初始值。尤其是，判定周期的时间点t1和期间w1被从判定周期中选择出来，并提供给改变单元14作为处理电路30的输出，判定周期是从输入单元12输入并针对表1中所示的各个运转状态预先设定的，例如根据来自曲柄角传感器4的发动机速度输出和以节流阀开口传感器5的输出为基础计算出的燃料喷射时间的结合进行设定。然后，改变单元14响应于处理电路30的输出，提供内燃机2的周期中的判定周期。
用于检测内燃机2运转状况的传感器5至9的输出，通过处理单元20中设置的第二接口32和A/D转换器33输入至处理电路30。作为处理电路30的输出的控制信号通过输出接口34和点火器10输入至火花塞11，以控制点火定时，控制信号是通过对处理电路30的输出和检测出的爆燃结果进行处理得到的。
图8显示了判定周期41与爆燃发生定时不匹配时的状况。图9显示了判定周期42与爆燃发生定时相匹配时的状况。当内燃机2开始运转时，判定周期41的时间点t1和期间w1从输入单元12输入至处理电路30，并且曲柄角传感器4的输出也输入至处理电路30。因此，处理电路30以这些输入为基础产生输出，响应于这个输出，改变单元14提供判定周期41，判定周期41由ATDC曲柄角(CA)和活塞的曲柄角范围来限定。但是，由于伴随内燃机2的运转的与时间有关的改变，有时爆燃信号35的发生定时会因此而变化。如图8所示，当爆燃信号35发生定时的状态与判定周期41不匹配出现时，虽然爆燃发生，但也不能被检测到。如图9所示，为了检测到爆燃信号35，判定周期42必须与爆燃信号35的发生定时相匹配。
图10是一个流程图，说明了改变判定周期的操作。当爆燃信号35的发生定时与判定周期不匹配时，改变判定周期将能够使判定周期与爆燃信号35的发生定时一致，下面将结合附图10进行说明。在步骤s1中，曲柄的旋转角位置达到判定周期的时间点t1，其中判定周期在ATDC设定并且由曲柄角(CA)给出，判定周期开始。在步骤s2中，处理电路30作为判定单元18确定由爆燃传感器3检测出并包含在判定周期中的输出峰值的计算数量f1是否超出了预定值，例如α(＝6)。
如果这个判定的结果是“否”，则程序转至步骤s6。在步骤s6中，根据发生爆燃的判定，响应于以爆燃检测输出为基础的处理电路30的输出和检测运转状态的其他传感器5至9的输出，通过对火花塞11的点火定时进行控制实现爆燃控制，。如果上述判定的结果是“是”，则程序转至步骤s3。
在步骤s3中，确定到爆燃判定不可能或者爆燃没有发生，然后对传感器3输出的抽取继续进行。在步骤s4中，判断以判定周期时间点t1为起始点的期间w1是否结束。如果这个判断的结果是“否”，则程序回到步骤s2并重复进行。如果这个判断的结果是“是”并且判定周期终结，则程序转至步骤s5。
在步骤s5中，如上所述，按照从存储器13中读取的程序计算出处理电路30的输出，响应于处理电路30的输出，改变单元14将判定周期的时间点t1变为t11以便包含爆燃信号35。虽然在这里只有判定周期的时间点得到改变，但判定周期的时间点和期间都可能改变。如果由改变单元14进行的对判定周期的改变进行完毕，程序回到步骤s1。随后，步骤s1和后继步骤以改变的判定周期为基础重复进行。
下面将给出一个判定周期改变逻辑的例子。图11是一个流程图，说明了判定周期改变逻辑的例子。当程序转至图10所示的流程图中的步骤s5时，判定周期以图11所示的流程图中的逻辑为基础进行改变。
在步骤a1中，用期间w1(＝w1+x)来取代判定周期的期间w1，其中w1(＝w1+x)设定为延伸到曲柄角的滞后角侧x度。在步骤a2中，以具有替换后的期间w1的判定周期为基础，执行上面图5中的流程图显示的步骤s1至s4(为了方便，下文将称作爆燃检测/判定运转)，这样就可以确定爆燃传感器3的输出是否是爆燃信号35。如果这个判定结果是“否”，程序返回步骤a1。随后，期间w1进一步延伸到曲柄角的滞后角侧x度，并完成爆燃检测/判定运转。
如果步骤a2中的判定结果是“是”，则爆燃信号被检测到，程序转至步骤a3。在步骤a3中，判定爆燃信号的检测水平是否小于预定的判定水平。如果这个判定结果是“否”，程序转至“结束”，从而以现有逻辑为基础的判定周期的改变结束。这样，可以判定到爆燃已经发生。
如果上述判定结果是“是”，程序转至步骤a4。在步骤a4中，用时间点t1(＝t1+y)来取代判定周期的期间t1，其中t1(＝t1+y)是通过给t1加上y度的曲柄角获得的，即其被变换到滞后角侧y度。据此，由于判定周期的起始时间点滞后曲柄角y度，判定周期的期间w1的长度被y度的曲柄角缩短。通过检测爆燃信号同时使用期间w1被缩短的判定周期可以获得检测输出，其中爆燃信号相对爆燃传感器3输出的地平突出。
在步骤a5中，爆燃检测/判定运转以具有替换后的时间点t1的判定周期为基础进行，由此确定检测到的爆燃信号的检测水平是否小于预先确定的判定水平。如果这个判定的结果是“否”，程序转至结束，这样以现有逻辑为基础的对判定周期的改变结束。因此确定到爆燃已经发生。如果上述判定的结果是“是”，程序返回步骤a4。随后，时间点t1进一步转变到滞后角侧y度，并完成上述爆燃检测/判定运转。
判定周期改变逻辑并不局限于图11中流程图所示的例子。在图11中流程图所示的例子中，期间w1和时间点t1分别滞后于曲柄角x度和y度。在这种情况下，可以采用这样的逻辑，如果在期间w1和时间点t1都按照预定步骤分别滞后以后，爆燃信号未能检测出，则期间w1和时间点t1都返回初始值并逐渐受控制。而且，如果在内燃机2的一个循环内设置了多个判定周期，可以增加一个用于改变第二判定周期的时间点和期间的逻辑(与图11所示流程图的结构相似)，以取代图11所示的说明判定周期改变逻辑流程图中的“结束”。
如果按照这种方式改变判定周期，即使爆燃发生定时在内燃机2的周期内变化时，判定周期也可以设定以响应爆燃发生定时，如图9所示。因此可以以很高的精度对爆燃进行检测。
并且，当判定周期被改变单元14改变以包含爆燃信号35时，处理电路30作为计算单元15对改变后的判定周期42与存储在存储器13中的初始判定周期41之间的差异进行计算，即对图8所示的时间点t1与图9所示的时间点t1之间的差异D1(＝t1-t11)进行计算。随后，处理电路30作为校正电路16对存储在存储器13中的判定周期41进行校正，以减小作为计算结果的差异D1(＝t1-t11)的绝对值。由处理单元30改变后的判定周期被再次存储在存储器13中。因此，当改变后的判定周期被存储在存储器13中之后，在内燃机2在同样的条件下运转的状况下，如果配置能使存储在存储器13中的判定周期被读取且使用，则能以很好的精度响应于爆燃发生定时的改变后的判定周期可以用来检测爆燃。
图12显示了通过改变判定周期的时间点和期间，使判定周期43与爆燃发生定时相匹配时的状况。如图12所示，初始判定周期44地时间点t1和期间w1中既包含了爆燃信号35，也包含了不是爆燃信号的噪音信号36，例如在点火定时时产生的震动的检测输出。这样，由于计算出的判定周期44中爆燃传感器3的输出峰值数量变成9，即超出了预定值α(＝6)，处理电路30确定在判定周期44内抽取的爆燃传感器3的输出包含噪音信号36。因为初始判定周期44具有较长的期间w1，很难将判定周期44与爆燃信号35匹配，只有判定周期44中不包含噪音信号。结果，如果确定了爆燃传感器3的输出中包含噪音信号36，通过改变判定周期44的时间点t1和期间w1，即将时间点从t1变为t12，将期间从w1变为小于w1的w12，可以方便对爆燃信号35的检测。由于包含在作为改变后的判定周期43(如图12所示)的时间点t12和期间w12中的输出峰值数量为6，小于或者等于预定值α(＝6)，因此可以确定爆燃传感器3的输出不包含噪音信号36而只包含爆燃信号35。
如上所述，判定周期由内燃机2的周期内确定的时间点t1和以时间点t1为启始点的期间w1构成。由于时间点t1和期间w1其中一个或者二者都可以响应于爆燃发生定时而改变，以避免噪音信号36的发生定时，因此可以提高爆燃检测的精度。
在本例中，即使改变后判定周期43的期间w1设定得过短，在某些情况下，即使此判定周期改变后也能在判定周期43中获得爆燃信号35，这样很难将判定周期43与爆燃信号35进行匹配。因此，作为计算单元15的处理电路30计算出判定周期43的期间w1与预定值(例如曲柄角(CA)范围内的10度)之间的差异D2(w12-10度)。计算出结果后，如果差异D2(w12-10度)是负数，即期间w12小于CA范围内的10度，则处理电路30向改变单元14输出指令，将改变后的期间w12重新变回到改变前期间w1。据此，判定周期的期间设定过短致使在判定周期内很难获得爆燃传感器输出的问题就可以得到解决。
图13说明了在内燃机2的一个循环中设定了数个判定周期的状况。根据内燃机的运转状况，可能出现这种情况，即爆燃发生频率很高的期间并不集中于一个循环内的特定定时，这种期间分别出现在多个定时。在这种情况下，通过扩展判定周期的期间w1，以复数形式单独出现的并且具有较高爆燃发生频率的期间能够包含在判定周期中。尽管这样可能出现这样的问题，即噪音信号36的发生定时也包含在判定周期中，结果爆燃检测精度降低。作为解决这一问题的手段，可以在内燃机2的一个循环内设定多个判定周期。如图13所示，在一个循环内设置了两个判定周期。
将第一判定周期45的时间点t13和以时间点t13为启始点的期间w13以及第二判定周期46的时间点t14和以时间点t14为启始点的期间w14分别预先存储在输入单元12的ROM中，这样可以实现在一个循环中设置两个判定周期，随后在初始化阶段从输入单元12的ROM中读取这些值以便输入至处理电路30。并且，依照分别与第一和第二判定周期45和46相对应的改变逻辑，将处理电路30输出提供给改变单元14，这样可以实现判定周期的改变。
如果在一个循环中设置两个判定周期45和46，处理电路30以在第一判定周期45中抽取的爆燃传感器输出37的峰值计算数量与在第二判定周期46中抽取的爆燃传感器输出38的峰值计算数量之和为基础，确定传感器的输出是否包含噪音信号36。在图13中，由于第一和第二判定周期45和46中抽取的峰值计算数量之和小于预定值α(＝6)，就有可能确定爆燃传感器的输出是爆燃信号。并且，如图13所示，如果噪音信号36发生时的定时，例如点火定时，出现在两个具有较高爆燃发生频率的期间之间，也可以设定第一和第二判定周期45和46以避免噪音信号36的发生定时。因此可以提高爆燃检测精度。
如上所述，根据本发明的实施例，在内燃机2的一个循环内设置的判定周期的数量为2，但是本发明中判定周期的数量并不局限于这个值。判定周期的数量超过2也可以采用。并且，爆燃传感器输出峰值的数量被用来确定爆燃传感器的输出是否包含噪音信号，这个数量在本例中是一个大于6的数，但本发明中的数量并不局限于这个值。这个值可以根据内燃机的型号和运转状态适当设定。此外，期间的长度被用来确定改变后的判定周期的期间是否低于预定值并可再次变为改变前判定周期，在本例中它被设定为曲柄角范围内的10度，但本发明中的数量并不局限于这个值。这个值可以根据内燃机的型号和运转状态适当设定。
根据本发明，预先设定的判定周期可以由改变单元改变，以便包含由爆燃产生的震动输出，并且可以对改变后判定周期与存储在存储单元中的判定周期之间的差异进行计算，根据计算结果，可以校正存储在存储单元中的判定周期。据此，即使内燃机周期内的爆燃发生定时各不相同，也可以响应于爆燃发生定时对判定周期进行改变，因此可以以很高的精度对爆燃进行检测。并且，判定周期响应于爆燃发生定时进行了改变，存储在存储单元中的判定周期以上述判定周期为基础进行校正，所以校正后的判定周期能够以很高的精度响应于爆燃发生定时，因此当内燃机在相同的状态下运转时校正后的判定周期可以用来对爆燃进行检测。
并且，根据本发明，判定周期由内燃机循环内确定的时间点t1和期间w1组成，通过选择时间点t1和期间w1其中之一或者二者来设定或者改变判定周期，以响应于爆燃发生定时。因此可以提高爆燃检测精度。
并且，根据本发明，判定周期的时间点t1是响应于内燃机的运转状态，例如发动机速度、燃料喷射量等，针对各个汽缸确定的。据此，即使每个汽缸的运转状态不同，判定周期是单独设定的以响应爆燃发生频率高的定时。因此可以提高爆燃检测精度。
并且，根据本发明，还设置了判定单元，其用于根据超出预定判定水平的爆燃传感器输出峰值的数量，确定爆燃传感器的输出是否包含噪音信号，而且判定周期响应于判定单元的输出而变化。据此，由于能够以在判定周期内不包含噪音信号的爆燃传感器输出为基础确定是否发生了爆燃，所以能够提高爆燃检测精度。而且，由于可以用简单的结构获得噪音判定单元，没有必要单独提供噪音检测装置，因此可以减小系统的体积并降低生产成本。
并且，根据本发明，如果改变后的判定周期小于预定值，改变后的判定周期可以被再次变为以前的判定周期。据此，可以避免下面的问题，即判定周期设定的过小，结果很难在判定周期之内获得爆燃传感器的输出。
并且，根据本发明，在内燃机的一个循环内可以设置多个判定周期。据此，如果在一个循环中出现了多个爆燃发生频率很高的定时，判定周期可以单独确定以响应多个爆燃发生频率很高的定时。而且，由于设置了多个判定周期，判定周期的确定可以避免噪音发生定时，因此可以提高爆燃检测精度。
并且，根据本发明，确定爆燃是否发生是以爆燃传感器在多个判定周期内输出的逻辑和为基础的。因此可以提高爆燃检测精度。
权利要求
1.一种用于内燃机的爆燃控制装置，其包括用于检测内燃机爆燃的爆燃传感器；曲柄角传感器，其用于检测设置在内燃机上的曲柄的旋转角位置；用于设定判定周期的设定单元，在所述判定周期内，为响应曲柄角传感器的输出，爆燃传感器的输出被提取以判定是否发生了爆燃；用于存储判定周期的存储单元；改变单元，其用于在爆燃发生的情况下为响应爆燃而改变设定的判定周期以便包含爆燃传感器的输出；计算单元，其用于计算为响应爆燃而被改变以便包含传感器输出的判定周期与存储在存储单元中的判定周期之间的差异；校正单元，其用于为响应计算单元的输出而校正存储在存储单元中的判定周期，以减小差异的绝对值。
2.根据权利要求1所述的爆燃控制装置，其中所述判定周期是限定在内燃机周期内的时间点t1和以时间点t1为起点而经过的期间w1。
3.根据权利要求2所述的爆燃控制装置，其中对于内燃机的每一个汽缸，时间点t1都限定的不同；其中当发动机旋转速度增高时，时间点t1在内燃机循环中被限定的滞后；其中当发动机燃料喷射量降低时，时间点t1在内燃机循环中被限定的滞后。
4.根据权利要求1所述的爆燃控制装置，其还包括判定单元，其用于判断爆燃传感器的输出是否含有噪音，该噪音是除了爆燃产生的震动以外的震动的检测输出；其中如果爆燃传感器的输出含有噪音，改变单元为响应判定单元的输出而改变判定周期。
5.根据权利要求4所述的爆燃控制装置，其中所述判定单元计算出在判定周期中超出预定判定水平的爆燃传感器输出的峰值数量；其中，如果峰值的数量超出预定的判定值，所述判定单元确定爆燃传感器的输出包含噪音信号。
6.根据权利要求1所述的爆燃控制装置，其中所述计算单元还计算由改变单元改变的判定周期与预定值之间的差异；其中，如果判定周期低于预定值，那么所述改变单元为响应计算单元的输出，将改变后的判定周期变为改变前的判定周期。
7.根据权利要求1所述的爆燃控制装置，其中所述判定周期是多个判定周期；及其中所述多个判定周期设定在内燃机的一个循环内。
8.根据权利要求7所述的爆燃控制装置，其中，在内燃机一个循环内设定的每个判定周期内，判定单元都计算出超出预定判定水平的爆燃传感器输出峰值的数量；其中，所述判定单元以峰值数量的和为基础确定爆燃传感器的输出中是否包含噪音。
全文摘要
一种用于内燃机的爆燃控制装置,其中设定单元为响应曲柄角传感器的输出而设定判定周期,在该判定周期中爆燃传感器的输出被抽取出来。设定的判定周期被存储在存储单元中,并为响应处理电路的输出而由改变单元14改变以便包含爆燃输出。此外,处理电路对存储在存储单元中的判定周期进行校正,以减小改变后的判定周期与存储在存储单元中的判定周期之间的差异。据此,由于判定周期能够为响应爆燃发生定时的变化而被校正以便包含爆燃检测输出,因此可以提高检测精度。
文档编号F02D45/00GK1389714SQ0212168
公开日2003年1月8日 申请日期2002年5月31日 优先权日2001年5月31日
发明者澙上雅树 申请人:富士通天株式会社