内燃机的异常燃烧检测装置的制造方法_2

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下,根据附图,说明本发明的具体的实施方式。关于本实施方式中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、相对配置等,只要没有特别记载,发明的技术范围就不会仅限定于这止匕
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[0039]<实施例1>
[0040]首先,根据图1至图7,说明本发明的第I实施例。图1是示出应用本发明的内燃机的概略结构的图。图1所示的内燃机I是具有多个汽缸的火花点火式的内燃机(汽油发动机)。另外,在图1中,仅图示了内燃机I的多个汽缸中的一个汽缸。
[0041]在内燃机I的各汽缸2中,安装了点火塞3。点火塞3是使汽缸2内的未燃混合气体着火的设备。内燃机I具备进气口 4和排气口 5。进气口 4是向内燃机I的汽缸2内导入空气、燃料的通路,通过进气门6进行开闭。排气口 5是用于将在汽缸2内燃烧的气体(已燃气体)从汽缸2内排出的通路,通过排气门7进行开闭。
[0042]进气口 4与进气管40连接。进气管40将从大气中取入的新气(空气)导入到进气口 4。在进气口 4附近的内燃机I中,安装了向进气口 4内喷射燃料的燃料喷射阀8。另夕卜,燃料喷射阀8既可以构成为直接向汽缸2内喷射燃料,也可以构成为具备向进气口 4内喷射燃料的燃料喷射阀和向汽缸2内喷射燃料的燃料喷射阀这双方。
[0043]在进气管40设置了节流阀41。节流阀41是通过变更进气管40内的通路截面积来调整向汽缸2内导入的空气的量的阀机构。另外,在比节流阀41靠上游的进气管40也可以设置增压器。此时的增压器是对空气进行压缩的装置,例如是利用了排气的热能的离心增压器(涡轮增压器)、利用了内燃机I的输出的机械式的增压器。
[0044]另外,排气口5与排气管50连接。排气管50将从汽缸2内向排气口 5排出的排气导入到未图示的尾管。在排气管50的途中,设置了包括排气净化用的催化剂等的排气净化装置、消音器等。
[0045]在这样构成的内燃机I中,一并设置了用于电气地控制该内燃机I的运转状态的E⑶9。E⑶9是由CPU、ROM、RAM、后备RAM等构成的电子控制部件。E⑶9与曲柄位置传感器10、油门位置传感器11、爆震传感器12、空气流量计42等各种传感器电连接。
[0046]曲柄位置传感器10是输出与内燃机I的输出轴(曲轴)的旋转位置相关的电信号的传感器。油门位置传感器11是输出与油门踏板的操作量(油门开度)相关的电信号的传感器。爆震传感器12安装于内燃机I的汽缸体,是输出与内燃机I的振动对应的电压的非共振型的爆震传感器。空气流量计42安装于比增压器42更靠上游的进气管40,是输出与在进气管40内流过的空气的量(内燃机I的吸入空气量)相关的电信号的传感器。
[0047]E⑶9根据上述各种传感器的输出信号,控制点火塞3、燃料喷射阀8、节流阀41等各种设备。例如,ECU9将上述各种传感器的输出信号作为参数,除了执行燃料喷射控制、点火控制等已知的控制以外,还执行检测内燃机I的异常燃烧的处理(异常燃烧检测处理)。以下,叙述本实施例中的异常燃烧检测处理的执行方法。
[0048]在火花点火式的内燃机I中,通过点火塞3使混合气体着火,生起火焰。火焰从点火塞3的附近向燃烧室的周缘扩展。此时,位于从点火塞3离开的场所的未燃混合气体(末端气体)被活塞、汽缸壁面按压,通过绝热压缩成为高温、高压。在末端气体的温度以及压力超过了界限的情况下,该末端气体一下子自己着火,存在发生爆震的可能性。
[0049]另外,在燃烧室中混入了润滑油的情况、在燃烧室壁面堆积了沉积物的情况下,在点火塞3使混合气体着火之前,将润滑油、沉积物作为火种而使混合气体着火,存在发生早燃的情况。
[0050]在发生了爆震、早燃等异常燃烧的情况下,需要谋求点火塞3的动作时期(点火时期)的滞后角、空燃比的降低(富油化)等的处理。为了执行这样的处理,需要准确地判定异常燃烧的发生。
[0051]此处,作为检测异常燃烧的方法,已知如下方法:求出在针对每个汽缸2规定的判定期间(例如从压缩行程的最后阶段至膨胀行程的初始阶段为止的期间)发生的振动的最大强度(峰值)、振动强度波形,比较峰值和判定阈值、或者比较振动强度波形和基准波形,从而判定是否发生了异常燃烧。
[0052]但是,在发生了如振动强度强的爆震、早燃等那样伴随大的振动的异常燃烧的情况下,存在这些异常燃烧所引起的振动残存至下一汽缸的判定期间为止的可能性。特别是,在内燃机转速大时,判定期间的间隔变短,所以存在残存比较大的振动的可能性。例如,在内燃机I的某个汽缸2中发生了振动强度大幅超过判定阈值那样的异常燃烧的情况下,如图2所示,存在如下可能性:振动残存至下一汽缸的判定期间为止,该振动的强度超过判定阈值。在这样的情况下,还存在尽管在下一汽缸中未发生异常燃烧但误判定为发生了异常燃烧的可能性。
[0053]相对于此,在本实施例的异常燃烧检测处理中,ECU9在判定为在某个汽缸2中发生了异常燃烧的情况下,确定直至下一汽缸的判定期间为止残存的振动强度,根据所确定的振动强度,校正在下一汽缸的判定处理中使用的判定阈值。
[0054]能够将发生了异常燃烧时的振动强度的峰值、该振动强度的衰减率、以及从该振动强度达到峰值至开始下一汽缸的判定期间为止所需的时间(以下称为“容许时间”)作为参数,确定直至下一汽缸的判定期间为止残存的振动强度。
[0055]能够根据振动强度波形,确定振动强度的峰值。振动强度的衰减率依赖于汽缸体的阻尼性能(振动衰减率),所以能够根据汽缸体的振动衰减率预先求出振动强度的衰减率。能够将振动强度达到了峰值时的曲轴的位置(曲柄角度)、下一汽缸的判定期间开始时的曲柄角度、以及内燃机转速作为参数,运算容许时间。
[0056]ECU9将振动强度的峰值、振动强度的衰减率、以及容许时间作为参数,运算在下一汽缸的判定期间开始时残存的振动强度的大小(以下称为“残存强度”)。此时,关于振动强度的峰值、振动强度的衰减率、容许时间、以及残存强度的关系,既可以预先被映射化而存储于ECU9的ROM,或者也可以作为函数式存储于ECU9的ROM。另外,振动强度的衰减率和下一汽缸的判定期间开始时的曲柄角度恒定,所以也可以使用将振动强度的峰值、振动强度达到峰值时的曲柄角度、以及内燃机转速作为自变量的映射、函数式。
[0057]接下来,ECU9如图3所示,将在下一汽缸的判定处理中使用的判定阈值的大小校正为比上述残存强度大的值(图3中的单点划线)。例如,ECU9也可以将对校正前的判定阈值加上残存强度而得到的值作为下一汽缸的判定阈值。另外,在图3所示的例子中,校正后的判定阈值被固定为一定值,但也可以根据振动强度的经时变化而使判定阈值可变。例如,ECU9也可以如图4所示,依照振动强度的衰减率而使判定阈值减少。
[0058]如果如图3、4所示校正了下一汽缸的判定阈值,则不易在下一汽缸中未发生异常燃烧时误判定为发生了异常燃烧。其结果,在某个汽缸中发生了如振动强度强的爆震、早燃等那样伴随大的振动的异常燃烧的情况下,能够更准确地实施下一汽缸的判定处理。
[0059]以下,沿着图5,说明本实施例中的异常检测处理的执行步骤。图5是示出在实施异常检测处理时由ECU9执行的处理例程的流程图。将该处理例程预先存储于ECU9的ROM等,通过E⑶9 (CPU)周期性地执行。
[0060]在图5的处理例程中,E⑶9首先在SlOl的处理中执行曲柄角度属于判定期间的汽缸2的判定处理。例如,ECU9从在判定期间内由爆震传感器12测定出的值,抽出特定的频率带宽的振动分量。此时,ECU9也可以使用仅使特定频率带宽的振动分量通过的带通滤波器。另外,此处所称的“特定频率带宽”是包含异常燃烧所引起的振动频率的频带。通过这样ECU9从爆震传感器12的测定值抽出振动强度,实现本发明的检测单元。接下来,ECU9将上述判定期间分割为一定的运算期间(例如曲柄角旋转5度的期间),累计各个运算期间中包含的振动强度。ECU9求出将各运算期间的累计值和曲柄角度对应起来的振动强度波形。ECU9根据振动强度波形确定峰值。然后,ECU9判别上述峰值是否大于判定阈值。
[0061]E⑶9在S102的处理中,判别是否发生了异常燃烧。即,E⑶9在SlOl的处理中判定为上述峰值大于判定阈值的情况下,判定为发生了异常燃烧。另外,ECU9在上述SlOl的处理中判定为上述峰值是阈值以下的情况下,判定为未发生异常燃烧。通过由ECU9执行S102的处理,实现本发明的判定单元。
[0062]E⑶9在上述S102的处理中判定为发生了异常燃烧的情况下,进入到S103的处理,将振动强度的累计值呈现上述峰值时的曲柄角度、下一汽缸的判定期间开始的曲柄角度、以及内燃机转速作为参数,运算容许时间。
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