[發明專利]火花點火式發動機的異常燃燒檢測方法及火花點火式發動機

有效

• 申請號: 201110084589.4
• 申請日: 2011-03-24
• 公開（公告）號: CN102207040A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 松尾直也;志志目宏二;早川元雄;森本博貴;大橋美貴典
• 申請（專利權）人: 馬自達汽車株式會社
• 主分類號: F02D45/00
• 分類號: F02D45/00
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 梅高強

技術領域

本發明涉及檢測火花點火式發動機的異常燃燒的方法以及運用了此方法的火花點火式發動機，所述火花點火式發動機具備檢測發動機的振動的振動傳感器或檢測缸內壓力的缸內壓傳感器，而且在發動機的低轉速且高負載區域在未發生異常燃燒的常規時，火花塞的點火時期設定在壓縮上止點的延遲角側。

背景技術

以往，例如日本專利公開公報特開2006-46140號(以下稱作“專利文獻1”)所示，在具備火花塞的火花點火式的發動機中，在燃燒室內設置對基于混合氣體的燃燒所產生的離子電流進行檢測的傳感器(離子電流傳感器)，基于此離子電流傳感器的檢測值來檢測在發動機的運轉中可能發生的后燃(post-ignition)以及早燃(pre-ignition)。

根據上述專利文獻1，所謂后燃是指混合氣體相對于火花塞的點火時期幾乎無延遲地燃著的現象。亦即，正常燃燒的情況下，從點火時期經過指定的延遲時間(點火延遲)之后混合氣體燃著，而后燃發生時，混合氣體在幾乎不存在此點火延遲時間的時期發生自燃著。另一方面，所謂早燃是指混合氣體在點火時期之前發生自燃著的現象，自燃著的時期比后燃時還要提前。

亦即，在專利文獻1中，如果混合氣體自燃著的時期是在點火時期之后，則稱為后燃，如果是在點火時期之前，則稱為早燃。后燃從異常燃燒的程度上來說，比早燃要輕，但可以稱作是會發展為早燃的前兆現象。即，一旦發生后燃，則自燃著的時期不斷提前、發展成早燃的危險性極高。

并且，一旦發展成早燃，會發生劇烈的噪音和振動，如果長期持續此現象，有造成活塞等的損傷的危險。這樣，早燃將成為不可忽視的重大異常燃燒。因此，期望能夠盡可能在早期階段檢測出異常，以防止早燃于未然。

因此，在專利文獻1中，使用離子電流傳感器首先判定是否發生了后燃。具體而言，基于離子電流傳感器的檢測值來確定燃燒離子電流的峰值時期，基于該峰值時期是否從基準時期提前指定量以上，來判定有無發生后燃。如果確認發生了后燃，則即使是在發展成早燃之前，也執行用于抑制此后燃的指定控制(例如增大燃料噴射量等)。

專利文獻1中，將點火后的自燃著視為后燃，點火前的自燃著視為早燃，但不變的是，這兩者的情況下都是混合氣體在相對于正常的燃燒開始時期(從點火時期經過指定的延遲時間后的時刻)過早的時期發生自燃著的現象。因此，在本說明書中，以下不區分后燃、早燃，而均稱作早燃。

然而，如上述的專利文獻1的結構那樣，欲使用離子電流傳感器來檢測早燃時，在某些情況下，有可能無法高精度地檢測出早燃。例如，在專利文獻1中，公開了將火花塞用作離子電流傳感器的方案，但此時，由于存在在放電期間內無法檢測離子電流的情況或電路中的LC共振噪聲等的影響，因此有時會無法順利地檢測燃燒離子電流，從而有可能漏檢早燃。

另一方面，在日本專利公開公報特開2002-339780號(以下稱作“專利文獻2”)中，公開了使用檢測發動機的振動的振動傳感器來檢測早燃的技術。具體而言，在該文獻中，使用上述振動傳感器來確定發動機主體內發生的振動的振動強度和振動發生時期，并且當振動強度超過指定的允許值且振動發生時期位于點火時期的提前角側時，判定為發生早燃。

如上述專利文獻2那樣，使用振動傳感器來檢測早燃時，能夠解決使用離子電流傳感器來檢測早燃時有可能引起的上述問題(放電期間內的檢測受到限制等)。而且，振動傳感器是一直以來廣泛用于檢測爆震的傳感器，因此成本方面也有利。

但是，若如上述專利文獻2那樣，只使用振動傳感器來確定振動強度以及振動發生時期，則存在這樣的問題，即，如果不發展成在點火時期之前發生大的振動這樣的重度的早燃，就無法對其進行檢測。也就是說，如果在點火時期之后發生振動，則可能不是由于混合氣體過早自燃著的早燃所引起，而有可能是爆震(燃燒開始后未燃混合氣體自燃著的現象)，因此要明確判別早燃的發生，必須等到發展成在點火時期之前發生振動這樣的重度的早燃，這在發動機的可靠性和耐久性等方面不理想。

另外，作為與使用振動傳感器來檢測早燃的上述方法同樣的方法，也可以使用檢測發動機的缸內壓力的缸內壓傳感器。亦即，當超過允許值的大的缸內壓力被測出，且測得的時期過早，則可判定為發生了早燃。但是，即使此情況下也存在同樣的問題，即，如果早燃的程度不相當劇烈，就無法與爆震區別開來檢測。

發明內容

本發明鑒于所述情況而作，其目的在于提供一種如下的方法以及運用了此方法的發動機：使用振動傳感器或缸內壓傳感器，將發動機運轉中有可能發生的早燃與爆震予以區別并且恰當地將該早燃予以測出。