[发明专利]用于控制内燃机中的爆震的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制内燃机中的爆震的设备和方法。

背景技术

当内燃机的点火正时过于提前时，异常燃烧会导致发生爆震，爆震会损害气缸和活塞。因此一些内燃机设置有爆震控制设备来预防爆震。爆震控制设备判定是否发生了爆震，并且调节内燃机的运转来预防爆震。

爆震控制设备执行的判定取决于从爆震传感器输出的信号。典型的爆震传感器为安装在气缸体上的振动传感器。爆震传感器感测气缸体在爆震的特定频率范围内的振动并且将振动转换为电输出信号。当从爆震传感器的输出信号转换而来的爆震强度值LVPK等于或大于爆震标准水平VKD时，爆震控制设备判定爆震发生。相反地，当爆震强度值LVPK低于爆震标准水平VKD时，爆震控制设备判定爆震没有发生。依照判定结果，爆震控制设备控制内燃机来预防爆震，换句话说，爆震控制设备执行爆震预防控制。一般地，通过能更有效地预防爆震的响应的点火正时控制来实现爆震预防控制。更确切地，当检测到爆震时延迟点火正时或者当没有检测到爆震时提前点火正时。这使得爆震控制设备能够控制内燃机以使在允许的范围内将爆震减至最小，或者将发动机条件保持于恰好在爆震发生前的水平。

气缸体不仅仅由于爆震而振动，也会由于驱动内燃机的喷射器、阀和其他部件而振动。因此，爆震传感器的输出信号包括由于爆震而产生的真爆震信号以及由于内燃机部件的机械运转而产生的假爆震信号。因此，如果不正确地将假爆震信号判定为真爆震信号，则点火正时被不必要地延迟，这会降低发动机功率输出和排放效率。

考虑到此问题，提出了下述用于内燃机的爆震控制设备。公开号为JP-A-Hei 6-101556的日本专利申请描述了一种爆震控制设备，其基于爆震传感器的输出信号来计算在延迟控制下执行的点火正时延迟角，并且基于计算出的延迟角来判定爆震传感器的输出信号是否为假爆震信号。更确切地，爆震控制设备预置确定的最大阈值和最小阈值。如果延迟角落入在预置的最大阈值和预置的最小阈值之间的范围内，则判定输出信号为假爆震信号。相反地，如果延迟角落在所述范围之外，则判定输出信号为真爆震信号。

JP-A-2003-278592中描述了另一种用于内燃机的爆震控制设备。在JP-A-2003-278592中描述的爆震控制设备基于爆震强度LVPK来判定当爆震发生时从爆震传感器输出的信号是否为真爆震信号。爆震强度LVPK为从爆震传感器的输出信号转换而来的值。更确切地，如果当前的爆震强度值LVPK等于或低于其早先值，则判定输出信号为真爆震信号。相反地，如果当前的爆震强度值LVPK超过其早先值，则判定输出信号为假爆震信号。另外，如果检测到真正的爆震，则延迟点火正时来预防爆震。这导致更低的爆震强度LVPK。相反地，如果主要由于来自活塞和其他部件的机械噪声而检测到假的爆震，则延迟点火正时有助于使得假的爆震变的更大。这导致更高的爆震强度LVPK。因此，爆震控制设备基于在点火正时延迟控制下获得的爆震强度LVPK或者基于爆震传感器的输出信号的状态，来判定是否检测到了真正的或假的爆震。

然而，在内燃机中安装有很多机械装置，所以机械噪声也会引起气缸体振动。气缸体的振动随着发动机运转条件而变化。因此，在JP-A-Hei 6-101556中描述的爆震控制设备不能避免不正确的判定的问题，致使如果基于爆震传感器的输出信号计算出的点火正时延迟角落在预置的最大阈值和预置的最小阈值之间的范围之外，则将假的爆震不正确地判定为真正的爆震。另外，在JP-A-2003-278592中描述的爆震控制设备也具有相似的问题，致使如果当前的爆震强度LVPK等于或低于其早先值，则将表示假的爆震的输出信号不正确地判定为真正的爆震。如上所述，当爆震判定是基于爆震传感器的输出信号时，任何类型的爆震控制装置都不可能确保爆震判定的足够的准确性。

发明内容

本发明提供了一种用于内燃机的爆震控制设备，相对于利用爆震传感器的输出信号的常规爆震控制设备，所述爆震控制设备实现了高准确性的爆震判定。本发明还提供了一种用于内燃机的爆震控制方法。

本发明的第一方案涉及一种用于内燃机的爆震控制设备，所述设备包括：第一判定装置，其基于设置在所述内燃机中的爆震检测器的输出信号来判定所述内燃机是否正在爆震；控制器，当所述第一判定装置判定所述内燃机正在爆震时，所述控制器延迟所述内燃机的点火正时；及第二判定装置，其基于当所述控制器延迟所述点火正时时所获得的所述内燃机的输出扭矩来确认所述内燃机是否正在爆震。