专利名称：发生异常燃烧时操作发动机的方法及其操作控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发生异常燃烧时操作发动机的方法，应用于复式汽缸汽油 发动机、复式汽缸柴油发动机或者用于能量产生的类似物，为了执行发动 机的停止或者输出限制操作，通过调整燃料，包括中止燃料，其能够逐步 地或者连续地改正燃烧状态，并且也涉及发生异常燃烧时用于控制发动机 操作的装置。
背景技术：
用于产生能量的复式汽缸汽油发动机或者复式汽缸柴油发动机结合 保护电路，用于当异常燃烧时停止发动机，即，发生在一个或者多个汽缸 中所谓的重爆震时。
具体地，在传统的用于产生能量的复式汽缸汽油发动机(或者复式汽 缸柴油发动机)中，当在一个汽缸中汽缸压力突然增加时，即，所谓的重 爆震发生时，在正常的发动机操作情况中，供应进入全部汽缸的燃料被中 断，从而在从重爆震的检测时间起预定的时间流逝以后，停止发动机的操 作。
注意到专利文件l (日本待审专利号No. 2005-69042)公开发生异常 燃烧时用于控制汽油发动机操作的方法，对比用于检测汽油发动机的每个 汽缸中压力的汽缸压力探测器，和用于根据从汽缸压力探测器传输的汽缸 压力的检测值确定异常燃烧发生的燃烧诊断单元，所述异常燃烧诸如爆 震、不点火或者在发动机汽缸中类似情况，其中，当燃烧诊断单元确定异 常燃烧发生时，汽油注射进汽缸的时间和喷管点火时间被调整。
而且，专利文件2 (日本专利公开号No. H2-11731)公开了用于异常
燃烧发生时发动机的控制操作方法，其适用于停止从产生异常的燃料注射 器注射燃料，并且同时停止从燃料注射器注射燃料，所述燃料注射器与至 少一个汽缸连接，所述气缸与异常燃料注射相关的汽缸次序具有特殊关
系，因而，有可能免除发动机发生异常燃烧。
在传统的用于产生能量的复式汽缸汽油发动机(或者复式汽缸柴油发 动机)中，如上所述，当在正常操作情况中，重爆震发生在一个汽缸中时， 供应进入全部汽缸的燃料被中断，从而在从重爆震的检测时间起，预定的 时间流逝以后，停止发动机的操作。g)l，在上述传统的技术中，为了保护 发动机，检测发生重爆震以后，发动机只是达到停止。
而且，专利文件l仅公开通过燃烧诊断单元，根据确定发生诸如爆震、 不点火或者在发动机中类似情况的异常燃烧，用于调整汽油进入汽缸的结 果的注射时间和喷管点火的时间的方法。即，没有考虑根据在一个发动机 汽缸中重爆震的发生，用于发动机燃料中止操作的控制。
专利文件2并未公开，用于停止产生异常的燃料注射器的燃料注射之 外的方法，并且，同时地用于停止燃料注射器用于气缸的燃料注射，所述 汽缸与异常燃料注射器有关的汽缸的次序具有特殊关系。即，没有考虑用 于异常燃烧时，发动机的燃料中止的细节的控制操作。
发明内容
本发明考虑现有技术固有问题而设计，并且因而，本发明的目的是提 供发生异常燃烧时发动机的操作方法及其发生异常燃烧时用于控制发动 机操作的装置，中止燃料进入产生重爆震的汽缸以后，能够合适地执行发 动机的控制操作，而没有检测到重爆震发生就立刻停止发动机。
到底，根据本发明，提供复式汽缸发动机操作方法，所述发动机具有 多个汽缸，并且，发生异常燃烧时，为了执行停止或者输出限制的发动机 操作，其能够通过包括燃料中止的燃料调整而逐步地或者连续地改正燃烧
状态，特征在于，显示选择的汽缸燃烧状态的检测信号，所述选择的汽缸 是顺序地从多个汽缸中选择的，所述检测信号与模拟的异常燃烧信号比 较，所述模拟的异常燃烧信号己经通过计算在模拟中的发动机异常燃烧状 态而预先设置，当异常燃烧发生时为了执行燃料中止进入选择的汽缸，从 而确定在所选择的汽缸中发生异常燃烧的存在。
优选地，根据上述发明，所述汽缸已经经受燃料的中止，从中止燃料 进入选择的汽缸时间起预定时间流逝以后，所选择的汽缸的燃烧状态被检
测，并且如果在汽缸中燃烧仍然继续，发动机停止，但是，如果在汽缸中 的燃烧停止，进入汽缸燃料的中止被保持，同时以预定限制的输出功率继 续操作发动机。
而且，根据涉及用于执行上述操作方法的装置的发明，提供发生异常 燃烧时用于控制复式汽缸发动机的装置，所述发动机包括多个汽缸，并且 被设置以通过包括中止燃料的燃料调整，逐步地或者连续地改正燃烧状 态，所述装置包括用于停止发动机或者执行发动机输出限制操作的装置， 其特征在于.-
燃烧状态检测装置，其用于检测选择的汽缸的燃烧状态，所述汽缸是 顺序地在多个汽缸中选择的，用于设置模拟的异常燃烧信号的装置，异常 燃烧信号是通过模拟计算发动机的异常燃烧状态而获得，异常燃烧确定装 置，其用于与模拟的异常燃烧信号比较关于选择的汽缸燃烧状态的检测信
号，所述检测信号从燃烧状态检测装置传递，所述模拟的异常燃烧信号设 置在模拟的异常燃烧信号设置装置中，从而确定在选择的汽缸中存在异常 燃烧的发生，和用于指示中止燃料进入选择的确定产生异常燃烧的汽缸的 燃料中止指示装置。
优选地，根据所述装置发明，提供计时器，在预定时间流逝以后，所 述计时器用于产生选择的汽缸的燃烧状态的检测，所述预定时间是从通过 燃料中止指示装置中止燃料进入所选择的汽缸的时间，并且特征在于，异 常燃烧控制装置包括发动机操作停止装置，如果基于燃烧状态检测的结果 汽缸的燃烧继续，则所述发动机操作停止装置用于停止发动机，但是如果 发动机的燃烧停止，以限制的输出功率继续操作发动机，所述发动机操作 停止装置保持燃料中止进入汽缸。
根据上述发明，异常燃烧的情况或者发生上述重爆震的情况与发动机 操作情况之间的关系，已经预先通过模拟计算或者实验结果获得，所述发 动机操作情况包括在燃料注射系统中的参数，诸如燃料注射计时、燃料注 射量和燃料注射模式，并且在异常燃烧控制单元中的模拟异常燃烧信号设 置装置中设置为模拟的异常燃烧信号，在选择的汽缸中的燃烧状态在多个 汽缸中被顺序地，通过燃烧状态检测装置检测，从燃烧状态检测装置传递 的关于所选择汽缸的燃烧情况信号与设置在模拟的异常燃烧信号设置装
置中的模拟的异常燃烧信号比较，从而确定在所选择的汽缸中异常燃烧的 发生的存在，并且，如果选择的汽缸燃烧状态符合或者接近模拟的重爆震 信号的状态，则在选择的汽缸中异常燃烧发生，即重爆震发生被确定。因 而，进入选择的汽缸燃料的注射，通过燃料中止指示装置的媒介而中断， 因而，有可能避免重爆震发生在一个汽缸中就立即停止发动机。
而且，上述重爆震发生确定以后，通过计时器计算的预定的时间流逝 以后，燃料因而中止的汽缸燃烧状态被检测，并且如果在汽缸中燃烧继续， 发动机通过异常燃烧控制单元而停止，但是如果所选择的汽缸燃烧停止， 发动机中止燃料进入汽缸被保持且以预定限制的输出功率继续地操作。因 而，通过确定地检查重爆震发生其中的汽缸的燃烧是否停止，如果所述汽 缸的燃烧停止，发动机通过其它汽缸的操作继续输出限制的功率，并且， 因而，即使重爆震发生以后，发动机稳定的操作可以被保持，但是，如果 汽缸的燃烧继续，发动机被停止，因而避免发生重爆震以后劣质燃烧是可 能的。
根据本发明，包括燃料注射系统中的参数的发动机操作情况，诸如燃 料注射计时、燃料注射量和和燃料注射模式，所述发动机操作情况和发生 重爆震情况之间的关系被定量地详细地设置作为模拟的异常燃烧信号，并 且如果在选择的汽缸中的燃烧状态符合或者接近与模拟的异常燃烧信号， 则确定重爆震发生在选择的汽缸中。因而，进入选择的汽缸中的燃料注射 被中断，避免立刻停止发动机是有可能的。
而且，重爆震的发生确定以后，在预定的时间流逝以后燃料中止的汽 缸的燃烧状态被检测，并且如果汽缸的燃烧继续，发动机被停止，但是如 果汽缸燃烧停止，燃料进入汽缸中止被保持，同时以预定限制的输出功率 继续发动机的操作。因而，重爆震发生在其中的汽缸的燃烧是否停止被确 定地检査，并且如果汽缸的燃烧停止，通过其它汽缸以有限的输出功率继 续地操作发动机，因而，发生重爆震以后，有可能保持发动机平衡的操作， 但是如果汽缸的燃烧继续，发动机被停止，因而，有可能避免发生重爆震 以后发生劣质燃烧。
7
图1是平面图，说明在本发明的实施例中，在用于产生能量的复式汽 缸汽油发动机中发生异常燃烧时，用于操作产生能量的复式汽缸汽油发动 机的系统的全部结构；
图2是在图1所示实施例中用于重爆震的控制块方框图； 图3是用于在图1所示实施例中重爆震的控制流程图；和 图4是流程图，说明在图l所示实施例中，当重爆震发生在用于产生能 量的复式汽缸汽油发动机中时，燃烧、燃料供应和能量输出的变化。
具体实施例方式
本发明的细节将在下文中以显示在附图中的实施例的形式说明。注意 到，在这个实施例中说明的尺寸、材料、形状和构件的相关设置只是为了 理解的示例，并且除非另有说明，不是有意去限制本发明的技术范围。
图1是平面图，说明在本发明的实施例中，在用于产生能量的复式汽 缸汽油发动机中发生异常燃烧时，用于操作产生能量的复式汽缸汽油发动 机的系统的全部结构。
在图1中，显示发动机IO，在这上实例中，其是V型多(8)汽缸内燃 机，可以是复式汽缸柴油发动机或者复式汽缸汽油发动机，发动机io的汽 缸(8汽缸)1，用于注射燃料汽油进各自的汽缸1的燃料注射器2，用于 控制每个燃料注射器2的燃料量和燃料注射时间的燃料控制单元4。
上述结构与公知的多(8)汽缸发动机相似。
本发明涉及异常燃烧或者重爆震(其在下文中一般地称为"重爆震") 发生时，发动机操作方法和操作控制装置。
而且，在图1中，显示用于检测发动机的汽缸压力(在各自的汽缸中 的压力)的汽缸压力传感器3，其装配在各自的汽缸l中，从而去检测汽缸 中压力的变化，燃烧诊断单元5接收检测的每个汽缸的汽缸压力变化值， 所述值从相连的一个汽缸压力传感器3中传输，和包括发动机10的速度和
发动机负荷的发动机操作情况，用于根据这些输入信号诊断发动机io的燃
烧状态。
而且，显示接收检测的燃烧状态值、发动机10的操作情况和燃烧诊断 单元5诊断结果的重爆震控制单元100，用于从检测的燃烧状态值、操作情
况和诊断结果，执行计算和控制，其将在稍后说明，从而传输控制信号到 燃料控制单元4，其因而被控制。
接下来，在本发明的实施例中，当发生重爆震时，发动机的操作方法 和操作控制装置将参照图2做如下说明。
燃烧诊断单元5从每个汽缸压力传感器3接收在汽缸压力中变化的检
测值,和包括发动机io的速度和发动机负荷的发动机操作情况，并且根据
这些输入信号诊断发动机10的燃烧情况。
基于由燃烧诊断单元5诊断的结果，关于每个汽缸l的燃烧状态的检测 信号被传递到装置101，用于检测所选择汽缸在重爆震控制单元100中的燃 烧状态。
顺序地，汽缸选择装置6，选择汽缸(被选择地汽缸)如稍后所述的， 为所述汽缸检测燃烧状态，并且传递所选择的汽缸的数量到所选择的汽缸 燃烧状态检测装置101 (参照图3中的步骤(l))。
根据通过燃烧诊断单元5展示的诊断燃烧结果的信号，选择的汽缸燃 烧状态检测装置101检测，选择的汽缸燃烧状态或者汽缸压力的变化情况， 然后，其被传递进装置102，用于确定重爆震发生(图3中步骤(2))。
用于设置模拟的重爆震信号的装置103，适用于获得情况之间的关系， 所述情况为诸如当重爆震发生时在汽缸压力中变化的情况的重爆震或者 燃烧状态发生的情况，和包括诸如燃料注射计时、燃料注射量和燃料注射 模式的燃料注射系统的参数的发动机操作情况，通过模拟计算或者实验结 果，并且设置所述关系作为模拟的重爆震信号，然后将其传递到重爆震发 生确定装置102 (在图3中步骤(3))。
重爆震发生检测装置102比较燃烧状态检测信号与模拟的重爆震信号 设置，所述燃烧状态检测信号是从选择的汽缸燃烧状态检测装置101传递 的，诸如在选择的汽缸中汽缸压力的变化情况的比较燃烧状态检测信号， 所述模拟的重爆震信号是设置装置103中设置的模拟的重爆震信号，从而 确定重爆震是否发生在所选择的汽缸中(在图3中的步骤(4))。
而且，如果选择的汽缸燃烧状态的符合或者接近模拟的重爆震信号的 状态，确定重爆震发生在所述选择的汽缸中，并且确定的结果被传递到燃 料中止指示装置108和计时器单元8。
同时，如果没有重爆震发生，上述程序开始用于另一汽缸(在图3 中步骤(5))。
燃料中止装置108传递用于所选择的汽缸的燃料中止指示到燃料控制 单元4，从而中断燃料进入所选择的汽缸，根据在所选择的汽缸中确定发 生重爆震的结果，并且也在选择的汽缸中传递燃料中止信号到装置106， 所述装置用于停止发动机的操作(在图3中步骤(8))。
而且，响应从计时器单元8传递的时间信号和从重爆震发生的确定时 间的流逝的指示，在预定的时间从重爆震检测的时间流逝以后(在图3中 的步骤(6))，在燃料中止后，在选择的汽缸中的燃烧状态被汽缸燃烧状 态检测装置9检测，并且这个检测的燃烧状态被传递到发动机操作装置106 (在图3中步骤(7))。
发动机操作停止装置106在选择的汽缸中检查燃烧状态检测信号，在 由计时器单元8计算的预定时间从在选择的汽缸中检测到重爆震发生的时 间流逝以后，通过燃料中止汽缸燃烧状态检测装置9被检测(在图3中的步 骤(9)和(10))。
作为上述检査的结果，如果选择的汽缸的燃烧在燃料中止指示信号下 停止，进入选择的汽缸的燃料的中止被保持，而且进一步，以预定限制的 输出能量继续地操作发动机IO (在图3中步骤(ll))。
同时，如果即使燃料中止信号被应用其上，选择的汽缸燃烧继续，则 发动机被停止(在图3中步骤(12))。
根据上述检查结果，确定信号被传递到燃料控制单元4。
图4显示在时间序列中，在这个实施例中当发生异常燃烧或者重爆震 时，燃烧、燃料的进给和排卸以及在汽缸中能量的输出中的变化。
根据上述实施例，异常燃烧的情况或者发生重爆震的情况与发动机操 作情况之间的关系，所述发动机操作情况包括在燃料注射系统中的参数， 诸如燃料注射计时、燃料注射量和燃料注射模式，通过模拟计算或者实验 结果已经预先获得，并且已经在模拟的重爆震单元100中的重爆震信号设 置装置103中被设置为模拟的重爆震信号。
而且，在选择的汽缸中的燃烧状态被顺序地，在多个汽缸中，通过选 择的汽缸燃烧状态检测装置9选择检测，并且从选择的汽缸燃烧状态检测
装置9选择的汽缸燃烧情况信号与设置在模拟的重爆震信号设置装置103
中的模拟的重爆震信号比较，如果选择的汽缸燃烧状态符合或者接近模拟 的重爆震信号的状态，则在选择的汽缸中发生重爆震被确定。因而，注射
进入选择的汽缸燃料，通过燃料中止指示装置108中断，因而，有可能避
免立即停止发动机。
而且，上述重爆震确定发生以后，在计时器单元8计算的预定时间流
逝以后，燃料中止为其所做的汽缸的燃烧状态被检测，并且，如果汽缸的
燃烧仍然继续，通过重爆震控制单元IOO，发动机被停止，但是，燃料进 入所选择的汽缸的中止被保持，同时，如果汽缸的燃烧停止，具有预定限 制输出能量的发动机继续地操作。因而，重爆震发生在其中的汽缸的燃烧 是否被停止被确定地检查，并且具有限制的能量的发动机通过其它汽缸继 续地操作，如果汽缸的燃烧停止，因而，重爆震发生以后有可能保持发动 机稳定的操作，同时如果汽缸的燃烧仍然继续而发动机被停止，因而，重 爆震发生以后有可能防止发生劣质燃烧。
根据本发明，可以提供当发生异常燃烧时操作发动机的方法和当发生 异常燃烧时用于控制发动机的操作的装置，其中，燃料中止进入重爆震发 生其中的汽缸以后，发动机操作的控制可以适当地执行，检测发生重爆震 以后，发动机没有立刻停止。
权利要求
1. 一种复式汽缸发动机的操作方法，当发生异常燃烧时，通过包括燃料中止的燃料调整，具有多个汽缸的所述发动机能够逐步地或者连续地改正燃烧状态，从而，执行发动机停止或者输出限制的发动机操作，其特征在于模拟的异常燃烧信号被预先设置，所述信号通过计算在模拟中发动机的异常燃烧状态而获得，关于在多个汽缸中顺序地选择的汽缸的燃烧状态的检测信号与模拟的异常燃烧信号比较，从而确定在所选择的汽缸中发生异常燃烧的存在以便执行中止燃料进入所选择的汽缸。
2. 根据权利要求l所述的一种当发生异常情况时复式汽缸发动机的 操作方法，其特征在于在从燃料中止进入所选择的汽缸的时间过去预定 的时间以后，燃料被中止的汽缸的燃烧状态被检测，并且如果在该汽缸中 的燃烧继续，发动机的操作被停止，但是如果汽缸的燃烧依然继续，保持 中止燃料进入汽缸并同时以预定限制的输出能量继续地操作发动机。
3. —种用于控制复式汽缸发动机操作的设备，所述发动机具有多个汽 缸，并且所述发动机被设置成通过包括燃料中止的燃料调整，逐步地或者 连续地改正燃烧状态，所述设备包括当复式汽缸发动机发生异常情况时， 用于执行发动机停止或者输出限制操作的装置，其特征在于异常燃烧控 制单元包括用于检测选择的汽缸的燃烧状态的燃烧状态检测装置，所述 汽缸是从多个汽缸中顺序地选择的；用于设置模拟的异常燃烧的模拟异常 燃烧信号设置装置，通过计算在模拟中的发动机异常燃烧状态获得模拟的 异常燃烧；异常燃烧发生确定装置，用于比较从燃烧状态检测装置发送的、关于选择的汽缸的燃烧状态的检测信号与在模拟的异常信号设置装置中 设置的模拟的异常燃烧信号，来确定在选择的汽缸中异常燃烧发生的存在；和燃料中止指示装置，用于发出中止燃料进入到选择的确定发生异常 燃烧的汽缸的指令。
4. 根据权利要求3所述的当发动机发生时用于控制复式汽缸发动机操作的设备，其特征在于进一步包括计时器，在从通过燃料中止指示装置 中止燃料进入所选择的汽缸的时间起过去预定时间以后，所述计时器用于 引起对选择的汽缸的燃烧状态的检测，并且特征在于，异常燃烧控制装置 包括发动机操作停止装置，如果基于燃烧状态检测的结果汽缸的燃烧继 续，则所述发动机操作停止装置用于停止发动机，但是如果发动机的燃烧 停止，所述发动机操作停止装置保持中止燃料进入汽缸并同时以限制的输 出能量继续操作发动机。
全文摘要
本发明公开一种发动机操作方法和用于控制发动机操作的装置，其能够在中止燃料进入重爆震发生其中的汽缸以后，合适地控制发动机的操作，而没有当检测到发生重爆震时就立刻停止发动机。具有多个汽缸的发动机的所述操作方法，通过包括燃料中止的燃料调整，其能够逐步地或者连续地改正燃烧状态，发生异常燃烧，执行停止或者输出限制发动机的操作，特征在于模拟的异常燃烧信号被预先设置，所述信号通过计算在模拟中的发动机的异常燃烧状态而获得，并且与模拟的异常燃烧信号比较关于在多个汽缸中顺序地选择的汽缸的燃烧状态的检测信号，从而，为了执行中止燃料进入所选择的汽缸而确定在所选择的汽缸中发生异常燃烧的存在。
文档编号F02D41/22GK101395362SQ20078000716
公开日2009年3月25日 申请日期2007年9月26日 优先权日2006年9月29日
发明者佐伯泰宏, 石田一郎, 铃木元 申请人:三菱重工业株式会社