[发明专利]火花点火式发动机的异常燃烧检测方法及火花点火式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及检测火花点火式发动机的异常燃烧的方法以及运用了此方法的火花点火式发动机，所述火花点火式发动机具备检测发动机的振动的振动传感器或检测缸内压力的缸内压传感器，而且在发动机的低转速且高负载区域在未发生异常燃烧的常规时，火花塞的点火时期设定在压缩上止点的延迟角侧。

背景技术

以往，例如日本专利公开公报特开2006-46140号(以下称作“专利文献1”)所示，在具备火花塞的火花点火式的发动机中，在燃烧室内设置对基于混合气体的燃烧所产生的离子电流进行检测的传感器(离子电流传感器)，基于此离子电流传感器的检测值来检测在发动机的运转中可能发生的后燃(post-ignition)以及早燃(pre-ignition)。

根据上述专利文献1，所谓后燃是指混合气体相对于火花塞的点火时期几乎无延迟地燃着的现象。亦即，正常燃烧的情况下，从点火时期经过指定的延迟时间(点火延迟)之后混合气体燃着，而后燃发生时，混合气体在几乎不存在此点火延迟时间的时期发生自燃着。另一方面，所谓早燃是指混合气体在点火时期之前发生自燃着的现象，自燃着的时期比后燃时还要提前。

亦即，在专利文献1中，如果混合气体自燃着的时期是在点火时期之后，则称为后燃，如果是在点火时期之前，则称为早燃。后燃从异常燃烧的程度上来说，比早燃要轻，但可以称作是会发展为早燃的前兆现象。即，一旦发生后燃，则自燃着的时期不断提前、发展成早燃的危险性极高。

并且，一旦发展成早燃，会发生剧烈的噪音和振动，如果长期持续此现象，有造成活塞等的损伤的危险。这样，早燃将成为不可忽视的重大异常燃烧。因此，期望能够尽可能在早期阶段检测出异常，以防止早燃于未然。

因此，在专利文献1中，使用离子电流传感器首先判定是否发生了后燃。具体而言，基于离子电流传感器的检测值来确定燃烧离子电流的峰值时期，基于该峰值时期是否从基准时期提前指定量以上，来判定有无发生后燃。如果确认发生了后燃，则即使是在发展成早燃之前，也执行用于抑制此后燃的指定控制(例如增大燃料喷射量等)。

专利文献1中，将点火后的自燃着视为后燃，点火前的自燃着视为早燃，但不变的是，这两者的情况下都是混合气体在相对于正常的燃烧开始时期(从点火时期经过指定的延迟时间后的时刻)过早的时期发生自燃着的现象。因此，在本说明书中，以下不区分后燃、早燃，而均称作早燃。

然而，如上述的专利文献1的结构那样，欲使用离子电流传感器来检测早燃时，在某些情况下，有可能无法高精度地检测出早燃。例如，在专利文献1中，公开了将火花塞用作离子电流传感器的方案，但此时，由于存在在放电期间内无法检测离子电流的情况或电路中的LC共振噪声等的影响，因此有时会无法顺利地检测燃烧离子电流，从而有可能漏检早燃。

另一方面，在日本专利公开公报特开2002-339780号(以下称作“专利文献2”)中，公开了使用检测发动机的振动的振动传感器来检测早燃的技术。具体而言，在该文献中，使用上述振动传感器来确定发动机主体内发生的振动的振动强度和振动发生时期，并且当振动强度超过指定的允许值且振动发生时期位于点火时期的提前角侧时，判定为发生早燃。

如上述专利文献2那样，使用振动传感器来检测早燃时，能够解决使用离子电流传感器来检测早燃时有可能引起的上述问题(放电期间内的检测受到限制等)。而且，振动传感器是一直以来广泛用于检测爆震的传感器，因此成本方面也有利。

但是，若如上述专利文献2那样，只使用振动传感器来确定振动强度以及振动发生时期，则存在这样的问题，即，如果不发展成在点火时期之前发生大的振动这样的重度的早燃，就无法对其进行检测。也就是说，如果在点火时期之后发生振动，则可能不是由于混合气体过早自燃着的早燃所引起，而有可能是爆震(燃烧开始后未燃混合气体自燃着的现象)，因此要明确判别早燃的发生，必须等到发展成在点火时期之前发生振动这样的重度的早燃，这在发动机的可靠性和耐久性等方面不理想。

另外，作为与使用振动传感器来检测早燃的上述方法同样的方法，也可以使用检测发动机的缸内压力的缸内压传感器。亦即，当超过允许值的大的缸内压力被测出，且测得的时期过早，则可判定为发生了早燃。但是，即使此情况下也存在同样的问题，即，如果早燃的程度不相当剧烈，就无法与爆震区别开来检测。

发明内容

本发明鉴于所述情况而作，其目的在于提供一种如下的方法以及运用了此方法的发动机：使用振动传感器或缸内压传感器，将发动机运转中有可能发生的早燃与爆震予以区别并且恰当地将该早燃予以测出。