[发明专利]发动机的爆震控制装置

说明书

本发明涉及一种用于对发动机中发生的爆震进行控制的爆震控制装置。

背景技术

以往，已知有如下方法：利用直接安装在发动机的缸体上的振动传感器(以下称为爆震传感器)对发动机中发生的爆震现象进行检测。该方法如下：一旦在发动机工作中发生爆震，可知在燃烧过程中对应于发动机的内径或爆震的振动模式会发生固有频带的振动，对于取决于预先设定的爆震而发生的振动被预测的区间(以下为爆震检测区间)中的爆震传感器输出，通过利用例如DFT(离散傅里叶变换)等数字信号处理来执行时间-频率分析来计算出爆震检测区间的振动强度(以下为爆震信号)，基于所计算出的爆震信号来进行爆震检测。

爆震检测判定爆震信号是否高于爆震判定阈值，然而已知的爆震判定阈值一般为：利用由滤波处理计算出的爆震信号的平均值和预先匹配好的增益及偏移来设定的，或者利用由滤波处理计算出的爆震信号的平均值和标准差来设定的，此处利用〔数学式1～4〕来对后者进行说明。

爆震信号VP的标准差VSGM的计算方式如下：首先，通过〔数学式1〕所示的加权平均处理来计算出爆震信号VP的平均值VBGL；接着，利用爆震信号VP和平均值VBGL，通过如〔数学式2〕所示的加权平均处理来计算出爆震信号VP的方差VVAR；之后，如〔数学式3〕所示地计算出平方根来计算出爆震信号VP的标准差VSGM。如〔数学式4〕所示，将标准差VSGM与规定系数KTH相乘后的值加到平均值VBGL来计算出爆震判定阈值VTH。

〔数学式1〕

VBGL[n]＝KBGL×VP[n-1]+(1-KBGL)×VP[n]

(VP：爆震信号，KBGL：滤波系数，n：冲程数)

〔数学式2〕

VVAR[n]＝KVAR×VVAR[n-1]+(1-KVAR)×(VP-VBGL)[n]²

(VVAR：爆震信号的方差，KVAR：方差计算用滤波系数，n：冲程数)

〔数学式3〕

VSGM[n]＝VVAR[n]^1/2

(VSGM：爆震信号的标准差)

〔数学式4〕

VTH＝VBGL+KTH×VSGM

(VTH：爆震判定阈值，KTH：爆震判定阈值系数)

在此，各数学式中所使用的各滤波系数为“0.95”左右的值，去除爆震信号VP的高频分量，在工作状态进行过渡时设定为比“0.95”要小的值以便快速跟踪，在爆震判定时设定为比“0.95”要大的值以便慢速跟踪。另外，将爆震判定阈值系数KTH的值预先设定成：在不发生爆震的情况下，爆震判定阈值VTH比爆震信号VP大，发生爆震的情况下，爆震判定阈值VTH比爆震信号VP小。

另外，已知有如下爆震控制装置：通过在检测出爆震时将点火时刻朝延迟角侧修正从而抑制爆震，通过在未检测出爆震时使点火时刻朝提前角侧恢复从而将转矩降低抑制在最小限度。作为发动机的特性，已知若使点火时刻提前则发动机的输出转矩提高但容易发生爆震，相反地若使点火时刻延迟则发动机的输出转矩降低但不易发生爆震，并且进行控制使得通过在检测出爆震时将点火时刻朝延迟角侧修正，在未检测出爆震时朝提前角侧恢复，从而抑制爆震的发生而且使发动机工作在产生最大转矩的爆震临界点火时刻。但是，在发动机以低负载进行工作等的情况下，存在即使提前至转矩成为最大的点火时刻也不会发生爆震的情况，在这种工作区域中不需要上述爆震控制。

近年来，采用了将喷射器设置在缸内，并将燃料直接喷射到气缸内的缸内喷射式发动机，或包括根据发动机的工作状态而可变地控制吸气阀和排气阀的开关定时的可变吸气排气阀结构的发动机，然而尤其在这种发动机中，伴随喷射器的燃料喷射的振动(以下为喷射器噪声)或伴随吸气排气阀的开关的振动(以下为阀噪声)容易重叠于爆震信号。

此外，由于上述喷射器的喷射时刻、吸气阀和排气阀的开关定时存在各种变更，难以防止对上述爆震检测区间的进出。由于一旦这些噪声进出上述爆震检测区间，则爆震信号的级发生剧变，因此，现有爆震控制装置中存在以下问题，由于通过滤波处理计算出的上述爆震判定阈值的跟踪发生延迟，即使不发生爆震的情况下也误检测为发生爆震。