内燃机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及内燃机的控制装置，例如使用燃烧时产生的离子电流检测其燃烧状态的内燃机的控制装置。
【背景技术】
[0002]近年来，在汽车等车辆中，关于油耗和排气的限制被强化，这样的限制被认为在今后也会日益加强。特别是关于油耗的限制，由于近年来的燃料价格的高涨、对地球变暖的影响、能源枯竭等问题而成为关心度极高的事项。
[0003]在这样的状况下，例如在汽车工业中进行了以提高车辆的油耗性能和排气性能为目的各种技术开发。作为这样的以油耗性能的提高为目的开发技术之一，例如能够列举提高内燃机的压缩比的高压缩比技术。此外，作为以排气性能的提高为目的开发技术之一，例如能够列举在吸气冲程时分多次喷射燃料，降低每一次的燃料喷射量来降低PN(Particulate Number:颗粒数)的多级喷射技术。
[0004]但是，上述的高压缩比技术中，已知如果提高内燃机的压缩比则虽然热效应提高、油耗改善，但是燃烧室内的温度上升，容易产生爆震音。
[0005]因此，在现有的内燃机中，利用在产生爆震音时特定的频率信号电平的上升，在汽缸体安装振动型的爆震传感器，对从爆震传感器输出的规定期间(knock window:爆震窗口)的信号进行FFT(高速傅立叶变换)分析来检测爆震音的产生。
[0006]但是，安装在上述现有的内燃机的爆震传感器为传导内燃机的振动的方式，因此当在爆震窗口中产生喷油器噪声时存在将其噪声误检测为爆震音的可能性，可能产生在爆震窗口中不能设定燃料喷射时期、例如不能充分发挥降低PN的多级喷射技术的潜力的问题。
[0007]针对这样的问题，在专利文献I中，公开有对在燃烧时产生的离子(称为离子电流)进行检测，不受喷油器噪声的影响地检测爆震音的产生的技术。
[0008]专利文献I中公开的内燃机的爆震音检测装置根据从离子电流信号提取的爆震音频率成分的信号来判断是否产生了爆震音，为了在具有比从离子电流信号提取的爆震音频率低的频率的低负荷时防止噪声频率成分比规定电平高时误判断为产生了爆震音而禁止进行是否产生爆震音的判断的装置。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开平10-77941号公报
【发明内容】
[0012]发明所要解决的问题
[0013]但是，由于在燃烧时产生的离子电流依赖于内燃机的燃烧状态而变化，因此该离子电流的检测波形在每燃烧周期成为不同的波形。即，即使内燃机的运转条件大致一定，离子电流的检测波形也大幅地变动。因此，离子电流的信号电平越大，提取的爆震音频率成分的信号电平也变高，离子电流的信号电平越低，提取的爆震音频率成分的信号电平也变低，通过本发明的发明人等实验确认到:在爆震产生时离子电流中所含的爆震振动成分微弱的情况下，难以从离子电流信号精密地提取该爆震振动成分，难以从离子电流信号检测爆震音的产生。
[0014]这样，在对离子电流信号进行频率分析而提取爆震音频率成分的专利文献I中公开的爆震音检测装置中，存在离子电流信号与爆震音的相关性降低的可能性，可能产生难以从含有爆震音频率成分的离子电流信号判断爆震音的产生的问题。
[0015]本发明是鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于，提供能够以简单的结构从离子电流信号精密地检测例如产生爆震音等内燃机的燃烧状态的内燃机的控制装置。
[0016]用于解决问题的技术方案
[0017]为了解决上述的问题，本发明的内燃机的控制装置是具备检测燃烧时的离子电流值的离子电流值检测部的内燃机的控制装置，其特征在于:上述控制装置包括对上述离子电流值进行信号处理的离子电流信号处理部和根据该离子电流信号处理部的处理结果检测上述内燃机的燃烧状态的检测部，上述离子电流信号处理部包括计算上述离子电流值的微分值的微分部。
[0018]发明的效果
[0019]如从以上的说明能够理解的那样，根据本发明，通过利用作为离子电流值的变化量的微分值检测内燃机的燃烧状态，例如即使在爆震产生时离子电流中所含的爆震振动成分微弱的情况下，也能够不依赖于离子电流值的绝对值地从该离子电流可靠地提取爆震振动成分，因此例如能够精密地检测产生爆震音等内燃机的燃烧状态。
[0020]上述以外的问题、结构和效果能够由以下的实施方式的说明明了。
【附图说明】
[0021]图1是表示应用本发明的内燃机的控制装置的实施方式I的内燃机的整体结构的整体结构图。
[0022]图2是表示图1所示的点火系统的内部结构的内部结构图。
[0023]图3是表示图1所示的控制装置的内部结构的框图。
[O O2 4 ]图4是表不向图1所不的点火系统输入的点火信号和从点火系统输出的尚子电流信号的一例的图。
[0025]图5是表示爆震强度与离子电流值振动强度的关系的一例的图。
[0026]图6是表示爆震强度与离子微分值振动强度的关系的一例的图。
[0027]图7是表示向图1所示的点火系统输入的点火信号和从点火系统输出的离子电流信号的离子微分值的一例的图。
[0028]图8是表示图3所示的控制装置的CPU的内部结构的框图。
[0029]图9是表示由图1所示的控制装置进行的爆震检测流程和爆震避免控制流程的流程图。
[0030 ]图1O是表不离子电流值的绝对值大时的离子电流信号一例的图。
[0031 ]图11是表示离子电流值的绝对值小时的离子电流波形一例的图。
[0032]图12是表示爆震强度与将离子微分值振动强度除以离子积分值得到的归一化值的关系的一例的图。
[0033]图13是示意地说明离子积分值的积分范围的一例的图。
[0034]图14是表示本发明的内燃机的控制装置的实施方式2的内部结构的框图。
[0035]图15是表示由图14所示的控制装置进行的爆震检测流程和爆震避免控制流程的流程图。
[0036]图16是表示爆震强度与离子变化率振动强度的关系的一例的图。
[0037]图17是示意地说明离子变化率振动强度的计算方法的图。
[0038]图18是表示本发明的内燃机的控制装置的实施方式3的内部结构的框图。
[0039]图19是表示由图18所示的控制装置进行的爆震检测流程和爆震避免控制流程的流程图。
【具体实施方式】
[0040]以下，参照附图对本发明的内燃机的控制装置的实施方式进行说明。另外，在本实施方式中对内燃机的燃烧状态中检测产生爆震音的方式进行说明，例如还能够检测与内燃机的燃烧状态关联的早燃、爆燃和不发火等。
[0041 ][实施方式I]
[0042]图1是表示应用本发明的内燃机的控制装置的实施方式I的内燃机的整体结构的图，例如表示实施火花点火式燃烧的汽车用四缸汽油发动机的图。
[0043]图示的发动机(内燃机)100在吸气管6的适当的位置设置有:计量吸入空气量的空气流量传感器I;调整吸气管6的压力的电子控制节气门(throttle)2;吸气温度传感器15，其是吸入空气温度检测器的一个方式，计量吸入空气温度;和计量吸气管6内的压力的吸气压传感器21。
[0044]此外，发动机100按与各吸气管6连通的每个汽缸(#1?#4)设置有向各汽缸的燃烧室12的内部喷射燃料的燃料喷射装置(还称为筒内直接喷射用喷射器或简称为喷射器)3和供给点火能的点火系统4。此外，发动机100在汽缸盖7的适当的位置设置有计量发动机100的冷却水温度的冷却水温度传感器14，并且设置有由调整流入汽缸内的吸入气体的吸气阀门可变装置5a和调整从汽缸内排出的排气的排气阀门可变装置5b构成的可变阀门5。此处，可变阀门5具有检测吸气阀门可变装置5a和排气阀门可变装置5b的相位角的相位角传感器(未图示)，通过利用后述的ECU20对可变阀门5(特别是吸气阀门可变装置5a和排气阀门可变装置5b的相位角)进行调整，能够调整从#1至#4的所有汽缸的吸气量和EGR量。此外，在发动机100的燃料喷射装置3通过燃料配管连接有用于向该燃料喷射装置3供给高压燃料的高压燃料栗17，在该燃料配管设置有计量燃料压力的燃料压力传感器18，在发动机100的曲柄轴(未图示)设置有计算其旋转角度的曲柄角度传感器13。
[0045]进一步，发动机100在排气管8的适当的位置设置有:对排气进行净化的三元触媒(催化剂HO;空燃比传感器9，其是空燃比检测器的一