專利名稱：基于內(nèi)燃機中離子電流的工作控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流和基于該離子電流 的狀態(tài)控制內(nèi)燃工作狀態(tài)的工作控制方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，在安裝到車輛的內(nèi)燃機(以下稱為發(fā)動機)中，試圖通 過檢測燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流來判斷燃燒狀態(tài)。具體地，形成這樣 一種結(jié)構(gòu)，使得基于點火之后在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流比為檢測而 設(shè)置的閾值水平大這一事實來檢測離子電流，并且基于所檢測的離子 電流判斷燃燒狀態(tài)是否良好。
例如，專利文件l中公開的發(fā)明被構(gòu)造成，在啟動器開始旋轉(zhuǎn)并 且開始注入燃料的時間點開始檢測離子電流。此外，基于對所檢測的 離子電流大于設(shè)定值的時間進行求和所獲得的時間，或者基于在從點 火到離子電流大于設(shè)定值的最后時間點的時段中產(chǎn)生離子電流的時 間，測量離子電流的特性，從而判斷燃燒狀態(tài)。
專利文件l:日本未審專利公開No.ll - 107897。 在此情況下，在用于測量離子電流的測量電壓(偏壓)在火花塞 點火之后施加到火花塞的事實的基礎(chǔ)上，通過檢測燃燒室內(nèi)壁和火花 塞的中心電極之間，以及火花塞的各電極之間流動的離子電流，來測 量離子電流。
在此情況下，在燃燒室的壁表面溫度足夠高的狀態(tài)下，該壁表面 進入能夠適宜地捕捉電子(即燃燒產(chǎn)生的離子)的狀態(tài)，并且可以檢 測離子電流的電流值，該電流值精確地反映燃燒狀態(tài)。
但是，由于在發(fā)動機啟動時間點之后重復(fù)燃燒，燃燒室的壁表面 溫度在吸收火焰熱量的同時逐漸地上升。此外，相應(yīng)于燃燒室內(nèi)壁即
壁表面溫度的上升，在燃燒室內(nèi)壁和火花塞中心電極之間檢測到的離 子電流的電流值變得更高。換言之，由于在發(fā)動機剛啟動之后壁表面 溫度較低，所以不可能隨著燃燒充分捕捉離子。結(jié)果，即使燃燒室內(nèi) 產(chǎn)生正常燃燒，也會出現(xiàn)一種趨勢，即，在燃燒室內(nèi)壁和火花塞中心 電極之間檢測到的離子電流的電流值變得較小，例如小于發(fā)動機預(yù)熱 之后的該值。
此外，如果如上述專利文件所述基于在發(fā)動機剛剛啟動之后一個 預(yù)定周期中的開始時間的離子電流判斷燃燒狀態(tài)(類似于除了該預(yù)定 周期以外的其他周期的情況)，則會在盡管燃燒正常但卻檢測出較小 的離子電流的值的基礎(chǔ)上判斷為，例如，燃燒狀態(tài)降低或者接近于不 點火的狀態(tài)。在以上判斷的基礎(chǔ)上錯誤地執(zhí)行控制以避免燃燒減少或 不點火，導(dǎo)致空氣燃料比大的狀態(tài)，結(jié)果，產(chǎn)生了廢氣排放不必要地 增加的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是基于燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流，在控制內(nèi) 燃機的工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)中，正確地判斷在發(fā)動機剛啟動之后若干個周 期中的燃燒狀態(tài)。
換言之，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種基于內(nèi)燃機中的離子電流的工
作控制方法，該方法包括檢測燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流以基于所檢 測到的離子電流的狀態(tài)控制內(nèi)燃機的工作狀態(tài)的步驟，其中，在發(fā)動 機啟動時間點之后的預(yù)定的周期中阻止基于離子電流的狀態(tài)執(zhí)行發(fā)動 才幾啟動時間點的控制。
在本說明書中，"預(yù)定的周期"表示發(fā)動機剛啟動之后的多個周 期，具體地是初爆(initial explosion )到這樣一個狀態(tài)，在該狀態(tài)中， 燃燒室的壁表面溫度上升到不從重復(fù)燃燒產(chǎn)生的火焰吸收熱量的溫 度。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因為可以在能夠精確檢測離子電流之后，基于離 子電流開始進行控制，所以可以有效避免由于基于在發(fā)動機剛啟動之
后的預(yù)定周期中檢測出較小的離子電流而進行判斷所執(zhí)行的錯誤控制。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種基于內(nèi)燃機中離子電流的工作控
制方法，包括以下步驟檢測燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流以基于所檢測 出的離子電流的狀態(tài)控制內(nèi)燃機的工作狀態(tài)；在啟動內(nèi)燃機時測量離 子電流的電流值；以及在發(fā)動機啟動之后的預(yù)定周期中，以增加所測 量的電流值的方式校正該值。
在此情況下，"增加值"不限于例如將所測量的電流值乘以大于l 的一個預(yù)定系數(shù)的方法，而是包括增加一個預(yù)定的數(shù)值、根據(jù)基于它 們的組合的預(yù)定計算放大電流值等等。此外，用于放大值的系數(shù)和數(shù) 值不限于是固定的，而是可以在發(fā)動機啟動和預(yù)定的周期之間適當?shù)?改變。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以在考慮壁表面溫度較低的事實的同時通過進 行校正來放大離子電流檢測值，改進在發(fā)動機剛啟動之后的若干周期 中判斷燃燒狀態(tài)的可靠性。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種基于內(nèi)燃機中離子電流的工作控 制方法，包括以下步驟檢測燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流以基于所檢測 出的離子電流的狀態(tài)控制內(nèi)燃機的工作狀態(tài)；以及在檢測出該離子電 流大于一個設(shè)定的判斷值時判斷為燃燒，其中，對于發(fā)動機啟動時間 點之后的預(yù)定周期，當檢測出離子電流大于一個比除了該預(yù)定周期以 外的其它情況下小的判斷值時判斷為燃燒。
以此結(jié)構(gòu)，因為在考慮到壁表面溫度較低的情況下設(shè)置較低的判 斷值，所以可以提高在發(fā)動機啟動之后若干周期中基于離子電流檢測 值判斷燃燒狀態(tài)的精度。
此外，如果在空氣燃料比一般較大的發(fā)動機啟動時間點上述工作 狀態(tài)的控制由稀薄燃燒控制構(gòu)成，則可以減少從發(fā)動機啟動時排出的 廢氣并且改進燃料消耗。此外，如果上述工作狀態(tài)的控制由不點火防 止控制構(gòu)成，則可以優(yōu)選地防止在發(fā)動機啟動之后不點火的錯誤判斷。
由于本發(fā)明可以通過采用上述結(jié)構(gòu)精確地判斷發(fā)動機剛啟動之
后若干周期中的燃燒狀態(tài)，可以通過基于判斷結(jié)果執(zhí)行發(fā)動機控制， 即使在發(fā)動機剛啟動之后也能基于離子電流進行更精確的控制。
此外，近年來，由于在影響廢氣排放的控制中，很注意從發(fā)動機 啟動時開始執(zhí)行控制，所以通過采用根據(jù)本發(fā)明的、基于離子電流進 行工作控制的方法，可以有效避免發(fā)動機啟動之后若干周期中空氣燃 料比較大的狀態(tài)的產(chǎn)生，并且可以優(yōu)選地執(zhí)行控制，以便能夠抑制廢 氣排放并且改進發(fā)動機啟動時的燃料消耗。


圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的發(fā)動機和電子控制設(shè)備的 示意性結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2是示出該實施例的離子電流的電流波形的圖。
圖3是示出該實施例的離子電流的電流波形的圖。
圖4是示出該實施例的控制過程的流程圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的控制過程的流程圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的修改的實施例的控制過程的流程圖。
具體實施方式
<第一實施例>
將參考附圖描述本發(fā)明的第一實施例。
圖1中示意性示出的發(fā)動機100是用于機動車輛的一個火花點火 型四周期四缸發(fā)動機，并且被構(gòu)造成響應(yīng)于油門踏板(未示出)而打
開和關(guān)閉的節(jié)流閥2設(shè)置在進氣系統(tǒng)1中，并且緩沖罐3位于節(jié)流閥2的 下游側(cè)。進一步在與緩沖罐3相通的一個末端部分附近提供燃料噴射閥 5，并且構(gòu)造燃料噴射閥5使得它受電子控制設(shè)備6控制。進氣閥32和排 氣閥33位于形成燃燒室30的汽缸蓋31中，形成用于產(chǎn)生火花和檢測離 子電流I的電極的火花塞18附連到汽缸蓋31上。此外，在排氣系統(tǒng)20 中，用于測量廢氣中氧氣濃度的02傳感器21附于對應(yīng)于位于一直達到 回氣管(未示出)的管路中的催化劑設(shè)備的三向催化劑22的上游位置。
在此，圖1示出了發(fā)動機100的一個汽缸的代表性結(jié)構(gòu)。
電子控制設(shè)備6主要由一個微計算機系統(tǒng)構(gòu)成，其包括中央處理 單元7、存儲設(shè)備8、輸入接口9、輸出接口11和A/D轉(zhuǎn)換器10。輸入到 輸入接口9的有進氣壓力信號a，該信號是從用于檢測緩沖罐3內(nèi)的壓 力即進氣管壓力的進氣壓力傳感器13輸出的；從用于檢測發(fā)動機IOO 的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的凸輪位置傳感器14輸出的汽缸判斷信號G1 、曲柄角參考 位置信號G2和發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度信號b;從用于檢測車輛速度的車輛速 度傳感器15輸出的車輛速度信號c;從用于檢測節(jié)流閥2的開閉狀態(tài)的 空閑開關(guān)16輸出的IDL信號d;從用于檢測發(fā)動機100的冷卻水溫度的 水溫傳感器17輸出的水溫信號e;從上述02傳感器21輸出的電流信號 h;等等。另一方面，從輸出接口ll將燃料點火信號f輸出到燃料噴射 閥5,并且將點火脈沖g輸出到火花塞18。
用于為測量離子電流I提供偏壓的電源24連接到火花塞18,并且 用于測量離子電流的電路25連接在輸入接口 9和偏壓電源24之間。離子 電流檢測系統(tǒng)40由火花塞18、偏壓電源24、離子電流測量電路25和二 極管23構(gòu)成。偏壓電源24被構(gòu)造成在點火脈沖g消失的時間點施加用于 測量離子電流I的測量電壓(偏壓電壓)到火花塞18。此外，由離子電 流測量電路25在施加測量電壓的基礎(chǔ)上測量在燃燒室30的內(nèi)壁和火花 塞18的中心電極之間、以及在火花塞18的各個電極之間流動的離子電 流I。此外，離子電流測量電路25輸出對應(yīng)于所測量的離子電流I的電 流值的離子電流信號給電子控制設(shè)備6。偏壓電源24和離子電流測量電 路25可以采用本領(lǐng)域中已知的各種結(jié)構(gòu)。
離子電流I首先表示在離子電流剛產(chǎn)生之后快速流過的波形，如 圖2(a)中所示。此后，在接近理論空氣燃料比的良好燃燒狀態(tài)下、 燃燒室30的壁表面溫度足夠高的情況下，示出了這樣的波形，電流值 在上死點(未示出)之前被減小之后隨著時間流逝再度上升，并且在 燃燒壓力變?yōu)樽畲蟮那歉浇優(yōu)樽畲?。此外，離子電流I逐漸地減 小并且在膨脹沖程結(jié)束時左右基本上消失。
此外，如圖2(b)中所示，在燃燒狀態(tài)由于某些原因不好并且呈現(xiàn)出接近不點火的燃燒狀態(tài)時，示出了在剛產(chǎn)生之后以相同的方式快 速流過的波形，并且此后，示出了這樣的波形，電流值在總體上低于
圖2(a),因為燃燒壓力未充分上升。
為了基于顯示出如上所述的電流波形的離子電流I而判斷燃燒狀 態(tài)，預(yù)先設(shè)置一個對應(yīng)于判斷電平的閾值電平SL，獲取離子電流I的
段p: ^且基于:生成時段p判斷是否建立了正常的燃燒狀態(tài)、。'
此外，圖3示出在發(fā)動機100從剛剛冷機啟動初爆之后到預(yù)定的周 期期間正常燃燒狀態(tài)的離子電流I的檢測波形。如圖3中所示，以與圖2 (a)和2 (b)相同的方式示出在剛產(chǎn)生離子電流I之后的快速流過的 波形。但是，此后檢測出的波形與執(zhí)行正常燃燒的圖2 (a)相比看上 去較小。形成上述檢測波形是因為燃燒室30的壁表面的溫度在從發(fā)動 機100初爆之后到預(yù)定周期內(nèi)未充分上升，并且發(fā)動機處于這樣的階 段溫度上升同時吸收燃燒產(chǎn)生的火焰的熱量，并且處于不能充分捕 捉燃燒產(chǎn)生的離子電流I的狀態(tài)。在此情況下，除了離子電流I之外， 圖3還示出了虛擬的離子電流KI、虛擬的生成時段PK、發(fā)動機啟動時 間點的閾值電平SL1和發(fā)動機啟動時間點的生成時段P1，但是，將在 后面所述的第二實施例以及修改的實施例中描述它們。
因此，在本實施例中，構(gòu)造電子控制設(shè)備6以便適當?shù)乜刂瓢l(fā)動 機100的工作，并且通過檢測每次點火在燃燒室30內(nèi)流動的離子電流I 來判斷燃燒狀態(tài)，并且包括用于在發(fā)動機100冷機啟動的初爆之后的預(yù) 定的周期中阻止基于離子電流I的檢測值判斷燃燒狀態(tài)的程序。
基于離子電流I的程序的概況如圖4中所示。
換言之，在步驟S11檢測離子電流I結(jié)束之后，在步驟S12中判斷 發(fā)動機100初爆之后的周期數(shù)是否大于一個對應(yīng)于預(yù)定的周期數(shù)的參 考值。進一步，在判斷出的周期數(shù)大于該參考值的情況下，繼續(xù)執(zhí)行 步驟S13。此外，在所確定的周期數(shù)小于該參考值的情況下，繼續(xù)執(zhí)行 步驟S15。
在步驟S13，通過基于所檢測的離子電流I執(zhí)行燃燒時段計算來確
定燃燒狀態(tài)。在步驟S14，基于步驟S13所判斷出的燃燒狀態(tài)執(zhí)行燃燒 控制。
另一方面，在步驟S15中，基于離子電流I的燃燒時段計算被禁止。 此外，在步驟S16中，阻止基于離子電流I的燃燒控制。在此情況下， 在本實施例中，適當?shù)貓?zhí)行不基于離子電流I的其它燃燒控制。
在上述結(jié)構(gòu)中，如果發(fā)動機100啟動，則重復(fù)執(zhí)行步驟Sll、 S12、 S15和S16，直到初爆之后變得比參考值大。因此，在該期間不基于離 子電流I執(zhí)行例如稀薄燃燒控制等的燃燒控制。
初爆之后隨時間過去達到大于參考值的工作狀態(tài)之后，執(zhí)行步驟 Sll、 S12、 S13和S14。
因此，由于在冷機啟動中初爆之后的預(yù)定周期內(nèi)阻止基于離子電 流I狀態(tài)的發(fā)動機啟動時間點控制，基于根據(jù)本實施例的內(nèi)燃機的離子 電流I的工作控制方法可以在燃燒室30的壁表面在初爆之后過去預(yù)定 周期之后達到可以精確檢測離子電流I的溫度之后開始控制，所以可以 有效避免這樣的問題在發(fā)動機啟動之后的預(yù)定周期內(nèi)，基于與實際 燃燒狀態(tài)不同的判斷，執(zhí)行發(fā)動機啟動時間點的控制，該與實際燃燒 狀態(tài)不同的判斷是基于所檢測出的離子電流I作出的。
此外，本發(fā)明不限于第一實施例。以下將描述根據(jù)本發(fā)明的第二 實施例和修改的實施例。
<第二實施例>
下面，將描述本發(fā)明的第二實施例。在本實施例中，與上一實施 例中相同的參考標號指示執(zhí)行與上一實施例相同操作的元件，并且將 省略具體描述。
電子控制設(shè)備6被構(gòu)造成以與上述第一實施例相同的方式通過檢 測每次點火時燃燒室30內(nèi)流動的離子電流I來確定燃燒狀態(tài)，并且具有 一個程序在啟動內(nèi)燃機時開始測量離子電流I的電流值并且校正所測 量的電流值，以便在發(fā)動機啟動之后預(yù)定周期中放大該值。具體地， 包括了一個程序，其被設(shè)置成計算虛擬離子電流KI，其是在發(fā)動機啟 動即初爆之后的預(yù)定周期內(nèi)通過將所測量的電流值乘以系數(shù)K而獲得
的。
在本實施例中，系數(shù)K是預(yù)先根據(jù)在燃燒室30的壁表面溫度足夠 高的情況下所檢測出的離子電流I的檢測值，以及在燃燒室30的壁表面 溫度未充分上升的情況下所檢測出的離子電流I的檢測值設(shè)置的預(yù)定 值，例如大于l。此外，系數(shù)K可以對應(yīng)于發(fā)動機100初爆之后的周期 數(shù)而變化。這是為了精確對應(yīng)于符合初爆之后周期數(shù)的燃燒室30的壁 表面溫度的上升。在此情況下，在發(fā)動機剛啟動之后將系數(shù)K設(shè)置成 最大值，并且設(shè)置系數(shù)K使得該值每次點火都變小。
通過將在在燃燒室30的壁表面溫度未充分上升的情況下檢測出 的離子電流I的檢測值乘以系數(shù)K，虛擬離子電流KI被設(shè)置成接近于在 燃燒室30的壁表面溫度足夠高的情況下所檢測出的離子電流I的檢測 值。
根據(jù)離子電流I的程序的概況如圖5中所示。
換言之，在檢測離子電流I的步驟S21結(jié)束之后，在步驟S22判斷 啟動發(fā)動機100之后的周期數(shù)是否大于預(yù)定的參考值。進一步，在發(fā)動 機啟動之后的所判斷的周期數(shù)大于參考值的情況下，繼續(xù)執(zhí)行步驟 S24。此外，在所判斷的周期數(shù)小于參考值的情況下，繼續(xù)執(zhí)行步驟 S23。
在步驟S23 ，計算通過將所檢測的離子電流I乘以預(yù)定的系數(shù)K而 獲得的虛擬離子電流KI。
步驟S24通過基于所檢測出的離子電流I或虛擬離子電流KI的值 執(zhí)行類似的燃燒時段計算，而計算生成時段P或虛擬生成時段KP，并 且確定燃燒狀態(tài)。換言之，在步驟S22中判斷初爆之后的周期數(shù)大于參 考值的情況下(No)，離子電流I大于閾值電平SL的時段被設(shè)置成生 成時段P，并且基于生成時段P執(zhí)行燃燒狀態(tài)的判斷。另一方面，在步 驟S22中判斷在初爆之后的周期數(shù)小于參考值的情況下(Yes)，虛擬 離子電流KI大于閾值電平SL的時段被設(shè)置成虛擬生成時段KP,并且 基于該虛擬生成時段KP執(zhí)行燃燒狀態(tài)的判斷。
在步驟S25，根據(jù)步驟S24所確定的燃燒狀態(tài)執(zhí)行燃燒控制。在基
于燃燒狀態(tài)進行燃燒控制時，適當執(zhí)行影響排氣的控制，例如不點火
防止控制、稀薄燃燒控制、EGR控制等。
在上述結(jié)構(gòu)中，如果發(fā)動機100啟動，則從初爆起重復(fù)執(zhí)行步驟 S21、 S22、 S23、 S24和S25直到變得大于參考值。因此，在此時期內(nèi) 基于虛擬離子電流KI執(zhí)行例如稀薄燃燒控制的燃燒控制。
從初爆起隨時間經(jīng)過達到大于參考值的工作狀態(tài)之后，執(zhí)行步驟 S21、 S22、 S23和S24。因此，在此時期內(nèi)基于離子電流I執(zhí)4亍例如稀 薄燃燒控制的燃燒控制。
因此，通過在考慮到在冷機啟動中發(fā)動機啟動之后預(yù)定周期內(nèi)燃 燒室30的壁表面溫度較低的事實的同時以放大離子電流I的檢測值的 方式將離子電流I乘以系數(shù)K，從而校正到接近于在壁表面溫度充分高 的狀態(tài)下檢測出的離子電流I的值的虛擬離子電流KI，可以在發(fā)動機啟 動之后若千周期中有效提高對燃燒狀態(tài)的判斷的可靠性。
此外，根據(jù)該程序，在啟動發(fā)動機100時，尤其是在燃燒室30的 壁表面溫度較低的情況下，例如基于通過將離子電流I乘以系數(shù)K而獲 得的虛擬離子電流KI，而不根據(jù)02傳感器21進行判斷，可以檢測如圖 2(b)中所示的稀薄燃燒狀態(tài)和不點火狀態(tài)。換言之，通過基于虛擬 離子電流KI和基于虛擬離子電流KI執(zhí)行燃燒時段計算而得到的虛擬 生成時段KP,從發(fā)動機100初爆到預(yù)定周期執(zhí)行對燃燒狀態(tài)的判斷 ——該燃燒狀態(tài)不能通過02傳感器21判斷并且難以用離子電流I判斷 燃燒狀態(tài)，從而即使在燃燒室30的壁表面溫度較低的情況下也能精確 執(zhí)行對燃燒狀態(tài)的判斷。
此外，如果基于對上述燃燒狀態(tài)的判斷適當?shù)貓?zhí)行不點火防止控 制，則可以精確地從發(fā)動機100的初爆中檢測不點火。另外，如果基于 對上述燃燒狀態(tài)的判斷適當?shù)貓?zhí)行例如稀薄燃燒控制的影響排氣的控 制，則可以優(yōu)選地在發(fā)動機啟動時間點執(zhí)行稀薄燃燒控制，這可以有 效地減少發(fā)動機100初爆時廢氣的排放，可以有效避免空氣燃料比大的 狀態(tài)，并且可以改進燃料的消耗。
此外，由于在步驟S24中，根據(jù)分別關(guān)于離子電流I和虛擬離子電
流KI的同一個燃燒時段計算，計算生成時段P和虛擬生成時段KP，所 以可以簡化判斷燃燒狀態(tài)的程序。 <<務(wù)改的實施例>
然后，將描述第二實施例的修改的實施例。在修改的實施例中， 附加與前述實施例相同的參考標號，并且將省略對其的具體描述。但 是，如上所述構(gòu)造電子控制設(shè)備6以控制發(fā)動機100的工作，并且檢測 每次點火時燃燒室30內(nèi)流動的離子電流I以判斷燃燒狀態(tài)。此外，電子 控制設(shè)備6具有一個程序，用于通過在發(fā)動機啟動即初爆之后的預(yù)定周 期內(nèi)，將檢測出離子電流I大于發(fā)動機啟動時間點的閾值電平SL1的時 間設(shè)置成發(fā)動機啟動時間點的生成時段P1，來判斷燃燒狀態(tài)，其中閾 值電平SL1對應(yīng)于比除了該預(yù)定周期之外的其它情況中低的判斷值。
在本實施例中，根據(jù)在燃燒室30的壁表面溫度較低的情況和壁表 面溫度足夠高的情況中的每種情況下檢測的類似燃燒狀態(tài)，基于離子 電流I的檢測波形，預(yù)先將發(fā)動機啟動時間點的閾值電平SL1設(shè)置為預(yù) 定值。具體地，設(shè)它被設(shè)置成，在燃燒室30的壁表面溫度足夠高的情 況下檢測出的離子電流I的檢測波形穿過閾值電平SL的時刻，變得大 致等于示出類似燃燒狀態(tài)并且在壁表面溫度較低的情況下檢測出的離 子電流I的檢測波形穿過發(fā)動機啟動時間點的閾值電平SL1的時刻。在 此情況下，使得發(fā)動機啟動時間點的閾值電平SL1大于在檢測離子電 流I的情況下的噪聲電平，并且被設(shè)置成防止離子電流I被錯誤地檢測。 此外，在本修改的實施例中，發(fā)動機啟動時間點的閾值電平SL1可以 被設(shè)置成，該值對應(yīng)于初爆之后的周期數(shù)而變化。這是為了精確對應(yīng) 于與初爆之后的周期數(shù)相符的燃燒室30的壁表面溫度的上升。具體地， 優(yōu)選地將發(fā)動機啟動時間點的閾值電平SL1在剛初爆之后設(shè)置為最小 值，并且此后每次點火都放大該值使得其逐漸地接近閾值電平SL。
發(fā)動機啟動時間點的生成時段P1對應(yīng)于在燃燒室30的壁表面溫 度較低的狀態(tài)下檢測出的離子電流I大于發(fā)動機啟動時間點的閾值電 平SL1的時段。在本實施例中，它是一個預(yù)定的值，基于上述的離子 電流I而預(yù)先設(shè)置。具體地，由于它被設(shè)置成，在燃燒室30的壁表面溫
度足夠高的情況下檢測出的離子電流I超過閾值SL的時間變得大致等 于示出相同燃燒狀態(tài)并且在壁表面溫度較低的情況下檢測出的離子電 流I超過發(fā)動機啟動時間點的閾值電平SL1的時刻，生成時段P和發(fā)動 機啟動時間點的生成時段P1顯示出大致相似的時刻和時段。 根據(jù)離子電流I的程序的概況如圖6中所示。
換言之，在步驟S31檢測離子電流I結(jié)束之后，在步驟S32中，判 斷發(fā)動機100啟動之后的周期數(shù)，即初爆之后的周期數(shù)是否大于參考 值，該參考值符合預(yù)先確定的預(yù)定的周期數(shù)。進一步，在判斷出初爆 之后的周期數(shù)大于參考值的情況下，繼續(xù)執(zhí)行步驟S34。此外，在判斷 初爆之后的周期數(shù)小于參考值的情況下，繼續(xù)執(zhí)行步驟S33。
在步驟S33，執(zhí)行改變判斷值的過程，以便基于從閾值電平SL到 啟動時間閾值電平SL1的檢測的離子電流I執(zhí)行燃燒時段計算。換言 之，所執(zhí)行的是將判斷值從閾值電平SL降低到發(fā)動機啟動時間點的閾 值電平SL1的過程。
在步驟S34，在步驟S32中判斷的周期數(shù)大于參考值的情況下 (No)，設(shè)置離子電流I大于閾值電平SL的時段為生成時段P，并且基 于該生成時段P執(zhí)行燃燒狀態(tài)的判斷。另一方面，在步驟S32中判斷的 周期數(shù)小于參考值的情況下(Yes)，將離子電流I大于閾值電平SL的 時段設(shè)置為發(fā)動機啟動時間點的生成時段P1，并且基于發(fā)動機啟動時 間點的生成時段P1 ，以與上述類似的方式執(zhí)行對燃燒狀態(tài)的判斷。
在步驟S35，基于步驟S34所確定的燃燒狀態(tài)執(zhí)行燃燒控制。作為 基于燃燒狀態(tài)執(zhí)行的燃燒控制，適當執(zhí)行影響排氣的控制，例如不點 火防止控制、稀薄燃燒控制。
在上述結(jié)構(gòu)中，如果發(fā)動機100啟動，則從初爆開始重復(fù)執(zhí)行步 驟S31、 S32、 S33、 S34和S35，直到變得大于參考值。因此，在此期 間基于發(fā)動機啟動時間點的閾值電平SL1執(zhí)行例如稀薄燃燒控制的燃 燒控制。
從初爆開始隨時間經(jīng)過達到大于參考值的工作狀態(tài)之后，執(zhí)行步 驟S31、 S32、 S34和S35。因此，在此時段內(nèi)基于閾值電平SL執(zhí)行例如
稀薄燃燒控制的燃燒控制。
因此，通過在發(fā)動機在冷機啟動狀態(tài)下啟動之后的預(yù)定周期內(nèi)，
將檢測出離子電流I大于發(fā)動機啟動時間點的閾值電平SL1的時間設(shè) 置成發(fā)動機啟動時間點的生成時段P1 ，來基于發(fā)動機啟動時間點的生 成時段P1判斷燃燒狀態(tài)，其中閾值電平SL1對應(yīng)于比除了該預(yù)定周期 之外的其它情況中低的判斷值。換言之，因為考慮了發(fā)動機100啟動之 后若干周期內(nèi)燃燒室30的壁表面溫度較低的事實而設(shè)置判斷值，即發(fā) 動機啟動時間點的閾值SL1 ，因此通過計算在時段和時刻方面大致等 于生成時段P的生成時段P1，基于初爆之后若干周期中離子電流I的檢 測值，可以有效提高基于生成時段P1判斷燃燒狀態(tài)的精度。
此外，如果基于上述對燃燒狀態(tài)的判斷適當執(zhí)行不點火防止控 制，則可以防止不點火發(fā)生在發(fā)動機100的初爆階段。另外，如果基于 上述對燃燒狀態(tài)的判斷適當執(zhí)行影響排氣的控制，例如稀薄燃燒控制， 則可以優(yōu)選地在發(fā)動機啟動時間點執(zhí)行稀薄燃燒控制，可以有效減少 廢氣排放、可以有效避免空氣燃料比大的狀態(tài)并且可以改善發(fā)動機100 初爆時的燃料消耗。
此外，因為在步驟S34中，基于生成時段P和發(fā)動機啟動時間點的 生成時段P1以類似方式判斷燃燒狀態(tài)，則可以簡化用于判斷燃燒狀態(tài) 的程序。
根據(jù)本發(fā)明描述了上述實施例，但是，本發(fā)明不限于上迷實施例。
例如，可以考慮通過前次操作時，甚至是發(fā)動機啟動時燃燒產(chǎn)生 的剩余熱量，可以從發(fā)動機啟動時間點很好地檢測出離子電流的情況。 考慮這種情況時，可以僅在冷機啟動時執(zhí)行以上控制。
此外，在根據(jù)實施例判斷燃燒狀態(tài)應(yīng)用于啟動時EGR控制的情況 下，提供了基于離子電流判斷燃燒狀態(tài)以及基于判斷結(jié)果適當改變 EGR的量的方面。根據(jù)這樣的方面，因為可以適當?shù)卦O(shè)置甚至在發(fā)動 機啟動時間點循環(huán)到進氣系統(tǒng)中的EGR的量，所以可以適當?shù)匾种茝U 氣中NOx的生成量。
另外，每個部分的具體結(jié)構(gòu)不限于上述實施例，而是可以在本發(fā)
明的范圍內(nèi)作出各種修改。 工業(yè)適用性
本發(fā)明可以廣泛地應(yīng)用于安裝到包括機動車的車輛等的火花點 火型內(nèi)燃機，其被構(gòu)造成通過在開始燃燒之后使用火花塞產(chǎn)生離子電 流。此外，在上述內(nèi)燃機中，本發(fā)明可以即使在發(fā)動機剛啟動之后提 高基于離子電流對工作狀態(tài)進行判斷的準確性，并且通過基于離子電 流精確地判斷發(fā)動機剛啟動之后的燃燒狀態(tài)，可以基于離子電流執(zhí)行 精確的控制。
權(quán)利要求
1. 一種基于內(nèi)燃機中的離子電流的工作控制方法，該方法包括檢測在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流以便基于所檢測到的離子電流的狀態(tài)控制內(nèi)燃機的工作狀態(tài)的步驟，其中，在發(fā)動機啟動之后的預(yù)定周期內(nèi)阻止基于離子電流的狀態(tài)執(zhí)行發(fā)動機啟動時間點的控制。
2. —種基于內(nèi)燃機中的離子電流的工作控制方法，包括以下步檢測在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流以便基于所檢測出的離子電流 的狀態(tài)控制內(nèi)燃機的工作狀態(tài)；在啟動內(nèi)燃機時測量離子電流的電流值；以及在發(fā)動機啟動之后的預(yù)定周期中，以增加所測量的電流值的方式 校正該值。
3. —種基于內(nèi)燃機中的離子電流的工作控制方法，包括以下步檢測在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的離子電流以便基于所檢測出的離子電流 的狀態(tài)控制內(nèi)燃機的工作狀態(tài)；以及通過檢測出該離子電流大于一個設(shè)定的判斷值，判斷為燃燒，其 中，通過檢測出離子電流大于一個比除了在發(fā)動機啟動時間點之后的 預(yù)定周期之外的其他情況小的判斷值，對于所述預(yù)定周期判斷為燃燒。
4. 一種如權(quán)利要求l — 3中任何一項的基于內(nèi)燃機中的離子電流 的工作控制方法，其中，在發(fā)動機啟動時間點由稀薄燃燒控制構(gòu)成工 作狀態(tài)的控制。
5. —種如權(quán)利要求l - 3中任何一項的基于內(nèi)燃機中的離子電流 的工作控制方法，其中，工作狀態(tài)的控制由不點火防止控制構(gòu)成。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N基于內(nèi)燃機的離子電流的工作控制方法，其用于根據(jù)所檢測出的離子電流I的狀態(tài)，檢測燃燒室(30)中產(chǎn)生的離子電流I并且控制內(nèi)燃機(100)的工作狀態(tài)。在發(fā)動機啟動之后緊接著的預(yù)定周期中阻止基于離子電流的狀態(tài)的發(fā)動機啟動時間點控制。
文檔編號F02D45/00GK101379289SQ20078000465
公開日2009年3月4日 申請日期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 申請人:大發(fā)工業(yè)株式會社;鉆石電機股份有限公司;豐田自動車株式會社