CN101006265A - 确定内燃发动机的燃烧状态的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种确定内燃发动机的燃烧状态的方法，其用于在检测周期中检测内燃发动机燃烧时在燃烧室中产生的离子电流，以便确定燃烧状态，该方法包括步骤：根据组成被检离子电流、并在点火后立即出现的第一离子电流来检测主燃烧周期，当至少检到的主燃烧周期正常时根据第一离子电流消失后出现的离子电流检测次燃烧周期，当次燃烧周期小于预定值时，根据检测到的主燃烧周期确定燃烧状态，以及当次燃烧周期大于该预定值时，根据从该离子电流检测周期的开起到该检测周期中的最后一个次燃烧周期的结束为止的整个燃烧周期来确定燃烧状态。

Description

确定内燃发动机的燃烧状态的方法

技术领域

本发明涉及利用安装在车辆等中的内燃发动机里的离子电流确定燃烧状态的方法。

背景技术

通常，在火花点火式内燃发动机中，通过在燃烧室中启动燃烧后立即利用火花塞产生离子电流并且测量该离子电流的产生周期来测量燃烧状态。例如，专利文献1说明一种从各个其中离子电流大于预定值的周期的总时间或者从点火点到最终点的周期中离子电流大于预定值的离子电流产生周期测量离子电流特征，从而来检测燃烧状态的方法。

专利文献2说明一种方法，该方法根据正常燃烧中离子电流消失的位置设定离子电流测定计时，并且根据到达该计时的离子电流检测时间来测量燃烧时间。

专利文献1：待审专利公开6-34491

专利文献2：待审专利公开10-176595

在专利文献1和专利文献2中说明的这二种方法中，只注意点火后由具有最高燃烧压力的主燃烧引起的离子电流，而不考虑主燃烧之后的燃烧引起的离子电流。也就是说，尽管检测离子电流特征或者检测离子电流检测时间，只利用燃烧引起的离子电流的一部分。

按照这种利用离子电流的方法，存在着不能确定正在恶化的燃烧状态的情况。也就是说，例如，在燃烧状态恶化并且离子电流的生成状态改变的情况下，例如，由于主燃烧而出现离子电流，并且在相对短的时间内该离子电流消失，接着在排气冲程中再次出现离子电流的情况下，不考虑该再次生成的离子电流。

从而，当燃烧状态恶化时，仅仅根据和主燃烧对应的离子电流特征检测燃烧状态不必然确定燃烧状态的恶化。这样，利用上述配置难以高度准确地确定燃烧状态。

本发明的意图是解决这样的问题。

发明内容

也就是说，依据本发明的确定内燃发动机的燃烧状态的方法是一种在检测周期中检测内燃发动机燃烧时燃烧室中产生的离子电流以便确定燃烧状态的方法，该方法包括步骤：根据构成被检测离子电流并在点火后立即出现的第一离子电流检测主燃烧周期，根据当至少被检测主燃烧周期正常时在第一离子电流消失后出现的离子电流检测次燃烧周期，当次燃烧周期小于预定值时根据检测的主燃烧周期确定燃烧状态，以及当次燃烧周期大于该预定值时，根据从离子电流的检测周期开始到检测周期的最后一次燃烧周期的结束为止的整个燃烧周期来确定燃烧状态。

如上面说明那样，按照本发明，当根据点火后立即产生的离子电流检测主燃烧周期时，通过根据第一离子电流之后产生的离子电流检测次燃烧周期，根据次燃烧周期和该预定值之间的幅值关系，通过主燃烧周期或者通过整个燃烧周期来确定燃烧状态。这样，通过利用第一离子电流之后生成的、常规上不利用的离子电流，即使第一离子电流对应于良好(正常)燃烧时，也存在离子电流间歇出现的燃烧状态，例如点火定时被显著地延迟。这样，仍可以确定和正常燃烧情况相比燃烧偏移到排气冲程的情况。

例如，当通过延迟点火定时使燃烧向排气冲程偏移，以便提高较早附着在排气系统上的催化剂的温度时，第一离子电流消失后间歇地出现离子电流并且因此燃烧是长的，为了改进确定精度，最好使次燃烧周期为多个次燃烧周期的和。

例如，当按照具有高空气燃料比的贫(lean)燃烧控制来操作内燃发动机时，为了容易检测缓慢的燃烧状态，次燃烧周期最好为离子电流检测周期中从主燃烧周期结束到离子电流完全消失的周期。

利用上述配置，最好设定确定上限和确定下限，并且当检测到的主燃烧周期落入确定下限和确定上限所定义的范围之内时，把该检测到的主燃烧周期确定为正常。

可以根据确定燃烧周期的长度或者根据确定燃烧周期的变化率来确定燃烧状态。

利用本发明的上述配置，当至少主燃烧周期正常时，根据次燃烧周期和预定值之间的幅值关系，通过主燃烧周期和整个燃烧周期中之一来确定燃烧状态。因而，通过利用第一离子电流之后生成的离子电流(常规上它尚未被利用)，即使当第一离子电流对应于良好(正常)燃烧时，也可以确定其中间歇出现离子电流的燃烧状态，例如点火定时被显著延时。这样，可以确定和正常燃烧情况相比燃烧向排气冲程偏移的情况。如上面说明那样，即使主燃烧周期是正常的，在其中燃烧向排气冲程变化(例如通过延迟点火定时)的情况下，可以确定燃烧状态，由此可以改进确定燃烧是否良好的准确性。

附图说明

图1是解释图，示出依据本发明一实施例的发动机和电子控制部件的示意配置。

图2是示出依据该实施例的控制过程的流程图。

图3的曲线示出依据该实施例的离子电流的波形。

图4是示出依据本发明的另一实施例的控制过程的流程图。

具体实施方式

以下，参照各附图说明本发明的一个实施例。

图1中示意示出的发动机100供汽车使用。在发动机100中，在进气系统1中设置响应于未示出的加速器踏板打开/关闭的节流阀2，并在节流阀2的下游提供缓冲罐3。在进气系统1的一端附近提供燃料喷射阀5，和缓冲罐3连通。根据后面说明的基本喷射量通过电子控制部件6控制燃料喷射阀5的开度。火花塞18附着在和燃烧室10的顶板对应的位置处。通过排气阀25，燃烧室10选择性地和排气系统20连通。在排气系统20中，用来测量废气的氧浓度的O₂传感器21连附在催化剂22的上游位置处，催化剂22设置在延伸到未示出的消声器的管道中。

电子控制部件6主要包括微计算机系统，该微计算机系统具有CPU(中央处理单元)7、存储器8、输入接口9和输出接口11。向输入接口9输入以下信号：从用于检测缓冲罐3中的压力的进气口压力传感器13输出的进气口压力信号a，从用于检测发动机100的转动状态的凸轮位置传感器14输出的汽缸确定信号G1、曲柄角参考位置信号G2和发动机速度信号b，从用于检测车速的车速传感器15输出的车速信号c，从用于检测节流阀2的打开/关闭状态的怠速开关16输出的LL信号d，从用于检测发动机的冷却水温度的水温传感器17输出的水温信号e，以及从O₂传感器21输出的气流信号h。另一方面，输出接口11输出至燃料喷射阀5的燃料喷射信号f以及至火花塞18的点火脉冲g。

偏压电源24以及测量离子电流的离子电流测量电路25与火花塞18连接。相关技术中已知的各种电路可以充当自身含有偏压电源24的离子电流测量电路25。点火后，偏压电源24向火花塞18施加电压以把离子电流传到燃烧室10中。离子电流测量电路25电气上和电子控制部件6的输入接口9连接，它以模拟方式测量通过施加电压生成的离子电流并把对应于所生成的离子电流的模拟信号输入到电子控制部件6。

电子控制部件6存储一个程序，该程序用于：按照根据从进气口压力传感器13输出的进气口压力信号a以及从凸轮位置传感器14输出的发动机速度信号b决定的发动机状态所确定的各种修正系数来修正基本喷射时间，以便得到有效喷射时间；确定燃料喷射阀打开时间，即根据该有效喷射时间的喷射器最终导通时间；按该确定的导通时间控制燃料喷射阀5；以及从进气系统的燃料喷射阀5喷射和发动机负载对应的燃料。

电子控制部件6还存储用于控制发动机的操作并且检测每次点火进入燃烧室10的离子电流以便确定燃烧状态的程序，更具体地说，存储用于进行以下操作的程序：用于根据点火后立即产生的并构成被测检离子电流的第一离子来流检测主燃烧周期，根据当至少主燃烧周期正常时在第一离子电流消失后出现的离子电流检测次燃烧周期，当次燃烧周期小于预定值时，根据检测到的主燃烧周期确定燃烧状态，以及，当次燃烧周期大于该预定值时根据检测周期中从离子电流检测周期开始到最后的次燃烧周期结束为止的整个燃烧周期来确定燃烧状态。

图2示意示出基于离子电流的燃烧状态检测程序。

离子电流的幅值和产生周期根据空气燃料混合物的燃烧状态而变化。在此实施例中，把从点火开始到曲柄角达到360°的周期作为离子电流检测周期，根据曲柄角测量离子电流检测周期中的离子电流产生周期。

离子电流代表各种通过方式，即取决于燃烧状态的波形。该电流波形反映燃烧状态。图3示出离子电流的各种分类波形。

首先，图3(a)示出燃烧状态良好时检测到的离子电流波形。该离子电流波形在点火后立即迅速改变，接着在膨胀冲程的上死点即燃烧压力变为最大的活塞位置附近变成最大，并随着活塞的下降而减小。在此情况下，作为结果，只从该离子电流波形检测主燃烧周期Ta。以下，把点火后首先生成的离子电流称为“第一离子电流Ip”，并且把第一离子电流Ip消失后新产生的离子电流称为“第二离子电流I2”。类似地，顺序地把离子电流称为第n个离子电流In(n为整数)。图3(a)中示出的离子电流波形为其中不出现第n个离子电流In的情况。

存在着第一离子电流Ip之后第二离子电流I2以断续方式继续的情况。尤其是，通过打开排气阀25，燃烧气体通过排气系统，并且相应地，燃烧气体的流速改变，并且在第一离子电流Ip之后出现第二离子电流I2。当燃烧状态良好时，如图3(b)中所示，第二离子电流I2的波形的产生周期相对短，并且第二离子电流I2的幅值(电流值)小于第一离子电流Ip的幅值。

反之，图3(c)示出和例如不点火的燃烧状态对应的离子电流的波形。尽管离子电流(此情况下，第一离子电流Ip)通过，但是电流值小并且离子电流波形的产生周期比其它燃烧状态下的产生周期短得多。另一方面，在空气燃料混合物为贫的情况下，即空气燃料比高从而燃烧状态恶化的情况下，如图3(d)中所示，即使燃烧压力变成最大，第一离子电流Ip的波形也不变大。在保持大致相同的电流值的情况下该波形延伸，并且持续到或者超过离子电流检测周期的结束。

以类似的方式，当燃烧状态恶化时，可以产生通过组合图3(c)中示出的离子电流波形和图3(d)中示出的离子电流波形而得到的波形。换言之，尽管点火但由于燃烧自身不好，第一离子电流Ip小并且在燃烧周期的后半段按相对长的时间产生第二离子电流I2。

和上面提到的根据燃烧状态表征地出现所产生的离子电流的情况不同，取决于燃烧状态多次继发地出现离子电流。尤其例如如图3(f)中所示，一旦第一离子电流Ip消失后，在它们之间带有间隔的情况下出现第二离子电流I2、第三离子电流I3、第四离子电流(未示出)......。

由于离子电流呈现这样的行为，基于曲柄角，根据第一离子电流Ip和第n个离子电流In的产生时间(周期)测量主燃烧周期Ta和次燃烧周期Tb。还基于曲柄角，测量与离子电流检测周期中从开始测量离子电流，即离子电流检测周期中从点火后立即开始到最后第n个离子电流消失经过的时间(周期)所对应的总燃烧周期Tc。

每次点火在每个汽缸中进行离子电流的检测(测量)。点火后，从偏压电源24向火花塞18施加偏压，并通过离子电流测量电路25检测(测量)燃烧室10中通过火花塞18这样产生的离子电流。离子电流测量电路25向电子控制部件6输出和离子电流的电流值对应的离子电流信号。响应于该输入的离子电流信号，电子控制部件6根据第一离子电流Ip测量主燃烧周期Ta，根据第n个离子电流In测量次燃烧周期Tb并测量整个燃烧周期Tc。在此情况下，例如即使如图3(a)、(c)、(d)所示只出现第一离子电流Ip，在离子电流检测周期结束前监视离子电流信号，并且根据第n个离子电流In测量次燃烧周期Tb。如前面说明那样，当第n个离子电流In不出现时，次燃烧周期Tb为0℃A。

测到的主燃烧周期Ta、次燃烧周期Tb和整个燃烧周期Tc暂时存储在电子控制部件6的存储器8中，并用于计算以便确定燃烧状态。

根据主燃烧周期Ta、次燃烧周期Tb以及整个燃烧周期Tc之间的幅值关系确定燃烧状态。

特别地，在从点火设定到的到360℃A(曲柄角)的离子电流检测周期中，检测离子电流。在离子电流检测周期中，如前面说明那样，响应于离子电流信号，根据第一离子电流Ip的波形(或第一离子电流Ip的产生周期)测量主燃烧周期Ta，根据第n个离子电流In的波形测量次燃烧周期Tb，并且根据和点火时间对应的曲柄角以及最后的第n个离子电流In的波形消失的曲柄角来测量整个燃烧周期Tc。

特别地，经火花塞18从离子电流检测电路25输出的离子电流和参考水平比较，从而在离子电流检测周期中检测离子电流，并且测量在其上离子电流的电流值到达或高于该参考水平的角度，以便检测该离子电流。在此情况下，从离子电流达到或高于该参考水平的点计算从凸轮位置传感器14输出的曲柄角参考位置信号G2，在离子电流降到该参考电平以下的点停止时曲柄角参考位置信号G2的计算，并且测量主燃烧周期Ta、次燃烧周期Tb和整个燃烧周期Tc。所测到的主燃烧周期Ta、次燃烧周期Tb和整个燃烧周期Tc暂时地存储在存储器8中。

离子电流的检测结束后，在步骤S1确定主燃烧周期Ta是否正常。为了确定主燃烧周期Ta，设定确定下限和确定上限。当测到的主燃烧周期Ta在该确定下限和该确定上限之间，即在预定范围内时，确定主燃烧周期Ta是正常的。例如，把确定下限设成为离上死点10℃A的曲柄角度值，并把确定下限设成为离上死点190℃A的曲柄角度值。当测到的主燃烧周期Ta为确定下限或更小，即，尽管出现第一离子电流Ip，但测到的主燃烧周期Ta特别短时，或者相反，当测到的主燃烧周期Ta为确定上限或更大并且特别长时，把主燃烧周期Ta确定为是异常的，并且该过程转到步骤S6。

接着，在步骤S2，从次燃烧周期Tb减去主燃烧周期Ta，并确定差值是否低于某预定值，即，是否该次燃烧周期Tb小于该主燃烧周期Ta和该预定值相加得到的值。例如把通过排气阀25最初打开的角度加上某裕量得到的150℃A(曲柄角)设定为该预定值。在此情况下，当检测到具有图3(a)和(c)中示出的波形的离子电流时，次燃烧周期Tb为0℃A，而当检测到具有图3(f)中所示波形的离子电流时，次燃烧周期Tb变成与第二离子电流I2以及第三离子电流I3对应的燃烧周期的和或集合，即次燃烧周期Tb1和次燃烧周期Tb2的和。当该差值低于预定值，即主燃烧周期Ta短于或大致等于次燃烧周期Tb时，该过程转到步骤S3，而当该差值为该预定值或更大时，该过程转到步骤S4。

在步骤S3，把主燃烧周期Ta设成是用于确定燃烧状态的确定燃烧周期。在步骤S4，把整个燃烧周期Tc设成是用于确定燃烧状态的确定燃烧周期。

在步骤S5，确定所述的确定燃烧周期是否短，并且当确定燃烧周期短时，该过程转到步骤S6。当确定燃烧周期不短时，该过程转到步骤S7。在步骤S5，当确定燃烧周期超过上死点TDC并且曲柄角例如达到10℃A时，确定该确定燃烧周期短。

在步骤S6，由于确定燃烧周期短，确定燃烧恶化。在步骤S6之前的步骤S5，尽管根据步骤S2的确定所述确定燃烧周期变化，但是当主燃烧周期Ta和整个燃烧周期Tc都短时，确定燃烧恶化。

在步骤S7，确定所述确定燃烧周期是否长。当确定燃烧周期长时，该过程转到步骤S6，而当确定燃烧周期不长时该过程转到步骤S8。在步骤S7，当确定燃烧周期超过上死点TDC并且曲柄角例如超过190℃A时，确定所述确定燃烧周期长。在步骤S8，确定燃烧良好。

利用这样的配置，将说明在检测到图3中示出的离子电流的情况下离子电流和燃烧状态之间的关系。

首先，说明第一例子。第一例子示出图3(a)中所示的离子电流的情况。在此情况下，只检测到第一离子电流Ip，该第一离子电流Ip超过上死点TDC并且继续达到位于上死点TDC和下死点BDC之间的某中间位置处的曲柄角。由于根据第一离子电流Ip的主燃烧周期落入上述确定下限和确定上限之间的范围内，所以在步骤S1把该离子电流确定为正常，并且该过程转到步骤S2。在该第一例中，根据第n个离子电流In测出的次燃烧周期Tb变成0℃A。

这样，由于该次燃烧周期Tb比通过相加该主燃烧周期Ta和该预定值得到的值小，在步骤S2做出“Yes”的确定并且在步骤S3把该主燃烧周期Ta设成是确定燃烧周期。如从图3(a)中清楚看到的那样，该主燃烧周期Ta不满足在步骤S5和步骤S7为确定燃烧周期定义的每个确定标准。即，在该情况下，确定燃烧周期超过上死点TDC以及曲柄角变成10℃A的位置，并且在曲柄角达到190℃A才结束，相应地，确定燃烧状态的控制操作按步骤S1、步骤S2、步骤S3、步骤S5和步骤S7的次序前进。在步骤S8，确定燃烧良好。

类似地，第二例子示出图3(b)中所示的离子电流的情况。检测到的离子电流由第一离子电流Ip和第二离子电流I2构成。第一离子电流Ip的产生周期和上述第一例子中的产生周期相同，而第二离子电流I2的产生周期是短的。这样，第二燃烧周期Tb1是短的。从而，次燃烧周期Tb1和主燃烧周期Ta之间的差低于该预定值并且主燃烧周期Ta变成确定燃烧周期。结果，在该第二例子中，确定燃烧状态的控制操作也按步骤S1、步骤S2、步骤S3、步骤S5和步骤S7的次序前进。在步骤S8，确定燃烧良好。

接着，利用图3(c)中所示的离子电流说明第三例子。图3(c)中示出的离子电流仅由第一离子电流Ip构成。该离子电流超过上死点TDC并在达到曲柄角10℃A后消失。不出现第n个离子电流In。从而，在步骤S1确定主燃烧周期Ta异常。该过程转到步骤S6并确定燃烧不良。

利用图3(d)中所示的离子电流说明第四例子。在第四例子中，离子电流仅由第一离子电流Ip构成。但是，和第三例子中的情况不同，该离子电流超过上死点TDC并达到大于190℃A的曲柄角。即，不出现第n个电流In，并且仅以特别长的周期产生第一离子电流Ip。这样，如第三例子中那样，在步骤S1确定该离子电流异常，并在步骤S6确定燃烧恶化。

在第五例子中，如图3(e)中所示，离子电流由第一离子电流Ip和第二离子电流I2构成，并且第二离子电流I2出现的时间比第一离子电流Ip长。还是在该例子中，根据第一离子电流Ip的主燃烧周期Ta和第三例子中一样短并被确定为异常。相应地，在步骤S1之后，该过程转到步骤S6并确定燃烧恶化。

如上面说明那样，不管是否存在第二电流I2，当主燃烧周期Ta过短或过长时，即当主燃烧周期Ta不落入确定下限和确定上限之间的范围之内时，确定主燃烧周期Ta异常，并且确定燃烧状态。这样，不必执行上述步骤S2至步骤S8(步骤S6除外)。从而，可以简化确定燃烧状态所需的过程并且可以缩短确定所需的时间。

如上面说明那样，离子电流可以包括第一离子电流Ip和第二离子电流I2。但是，存在着这样的情况，其中类似于良好燃烧情况下的离子电流的第一离子电流Ip出现并且消失，然后，一般地说，第n个离子电流间歇地出现多次。作为例子，现在说明其中如图3(f)中所示在第二离子电流I2后出现第三离子电流I3的情况。

在第六例子中，根据第一离子电流Ip测量主燃烧周期Ta，并且根据第二离子电流I2和第三离子电流I3测量次燃烧周期Tb1、Tb2。把次燃烧周期Tb1、Tb2之和当成用于确定燃烧周期的次燃烧周期Tb。在按此方式测量主燃烧周期Ta和次燃烧周期Tb并且确定主燃烧周期Ta是否正常(步骤S1)之后，当次燃烧周期Tb和主燃烧周期Ta之间的差低于预定值时(步骤S2中的“Yes”)，把主燃烧周期Ta设成为确定燃烧周期(步骤S3)。即，在第一离子电流Ip之后出现第二和第三离子电流I2、I3但是通过相加离子电流I2、I3得到的次燃烧周期Tb为短的燃烧状态下，得到这样的结果。在该第六例子中，由于该主燃烧周期Ta与良好燃烧状态下的主燃烧周期Ta相同，该过程转到步骤S5并接着转到步骤S7，然后在步骤S8确定燃烧良好。

当如第六例子中那样出现多个第n个离子电流In时，第一离子电流Ip的产生周期，即主燃烧周期Ta是正常的但是短，并且出现多个第n个离子电流In。这样，次燃烧周期Tb变长，次燃烧周期Tb可能超过通过相加该主燃烧周期Ta和该预定值得到的值(步骤S2中的“No”)。在此情况下，由于把整个燃烧周期Tc设成是确定燃烧周期，该整个燃烧周期Tc变成是长的(步骤S7中的“Yes”)，并在步骤S8确定燃烧恶化。

如前面说明那样，当发动机100的负载小并且燃烧变慢时，或者当通过显著地推迟点火定时把燃烧偏移(转移)到排气冲程侧以便较早地提高催化剂22的温度时，借助于检测除了与点火之后立即产生的主燃烧对应的第一离子电流Ip之外的第n个离子电流In，通过在直到离子电流最后消失的整个周期中检测包含着主燃烧之外的燃烧状态的电流值上的变化(波形上的变化)，以便确定燃烧状态。这样，和其中检测第一离子电流Ip并且根据该第一离子电流Ip的状态确定燃烧状态的情况，即根据主燃烧确定燃烧状态的情况相比，由于决策(用于决策的信息)以其它燃烧为基础，可以高精度地确定燃烧的恶化。

另外，例如当显著地推迟点火定时的时候，由于不仅根据基于第一离子电流Ip之外的第n个离子电流In的次燃烧周期Tb的长度，还根据整个燃烧周期Tc的长度来确定燃烧状态。在这种延迟点火定时的情况下，可了解使燃烧稳定的极限。

本发明不受上述实施例的限制。

在上述实施例中，燃烧状态是否良好是根据确定燃烧周期的长度确定的。但是，当确定燃烧周期不短也不长时，可以根据确定燃烧周期的变化率的幅值确定燃烧状态。即，如图4中所示，在上述实施例中的步骤S7之后引入步骤S71，并且当确定燃烧周期的变化率高于某预置基准时，在步骤S6确定燃烧恶化，而当该变化率低于该基准时，该过程转到步骤S8并确定燃烧良好。

确定燃烧周期的变化率是通过确定燃烧周期的移动平均值以及基于该移动平均值和确定燃烧周期之间的差的偏差来计算的。特别地，确定燃烧周期的移动平均值是从本次设定的确定燃烧周期和先前设定的确定燃烧周期例如7个确定燃烧周期来计算的，偏差是通过把该移动平均值和本次确定燃烧周期之间的差的绝对值除以计算该移动平均值中的确定燃烧周期的数量(本例中为8)而计算的，变化率是通过该偏差除以移动平均值来计算的。

根据这样得到的确定燃烧周期的变化率，例如把用来确定变化幅值的基准设成是50％。在步骤S71，当变化率为50％或更高时，把变化率确定为大，而当变化率小于50％时，把变化率确定为小。在这种考虑到变化率确定燃烧状态的方法中，在离子电流检测周期中从主燃烧周期结束到和最后第n个离子电流对应的次燃烧周期Tbn的结束的周期为次燃烧周期TB(图3(b)、(e)和(f))。

特别地，在图3(b)、(e)和(f)中，对次燃烧周期TB的测量从第一离子电流Ip消失的点开始并且在离子电流检测周期中最后产生的第n个离子电流In(图3(f)中的第三离子电流I3)消失的点结束。从而，在出现第二离子电流I2之前离子电流消失的周期以及第二离子电流I2和第三离子电流I3之间离子电流消失的周期都充当次燃烧周期TB。

例如，在使空气燃料比高于理想配比空气燃料比而控制燃料的贫燃烧控制下，当减少燃料的供给量时，随着越接近能保持稳定燃烧状态的临界燃烧状态，燃烧状态就变得越慢。当燃烧状态变慢时，第一离子电流Ip的产生周期，即主燃烧周期Ta变长或变短，并且第n个离子电流In的数量和长度变化。次燃烧周期TB的长度也变化。

相应地，例如，根据离子电流检测周期中检测的离子电流测量主燃烧周期Ta、次燃烧周期TB以及整个燃烧周期Tc，接着，当主燃烧周期Ta为正常(步骤S1中的“Yes”)时，次燃烧周期TB高于预定值和该主燃烧周期Ta相加得到的值(步骤S2中的“Yes”)，并把整个燃烧周期Tc设成为确定燃烧周期(步骤S4)。接着，当确定设定的确定燃烧周期不短(步骤S5中的“No”)也不长(步骤S7中的“No”)时，不能仅根据确定燃烧周期的长度是否满足这些预定条件来确定燃烧状态。通过变化率的幅值(步骤S71)确定燃烧良好或不好(步骤S6，步骤S8)。

因此，当主燃烧周期Ta正常时，每次检测离子电流时和主燃烧周期Ta无关，次燃烧周期TB和整个燃烧周期Tc变长或变短，燃烧逼近极限从而可以确定燃烧良好或者不好。通过以此方式确定所述确定燃烧周期的变化率，可以进一步提高确定燃烧状态的准确性。

在上面的例子中，仅当主燃烧周期Ta正常时，才利用次燃烧周期确定燃烧状态。但是，可以在不检测主燃烧周期Ta正常还是异常的情况下利用次燃烧周期。

在上面的例子中，把点火的开起定义为离子电流检测周期的起点。但是，可以把点火后膨胀冲程的上死点设成是离子电流检测周期的开起。

每个其它部件的具体配置不受上述实施例的限制并且可以在不背离本发明的范围下做出各种修改。

可以在安装在车辆例如汽车上的、其中燃烧开始后立即利用火花塞产生离子电流的火花点火式内燃发动机中广泛应用本发明。在这样的内燃发动机中，由于即使燃烧状态恶化仍可高度准确地确定燃烧状态，所以可以根据确定的燃烧状态合适地控制燃料喷射和点火定时。

Claims (6)

1.一种确定内燃发动机的燃烧状态的方法，其用于在检测周期中检测内燃发动机燃烧时在燃烧室中产生的离子电流以便确定燃烧状态，该方法包括步骤：

根据组成被检测离子电流并在点火后立即出现的第一离子电流来检测主燃烧周期；

当至少检测的主燃烧周期正常时，根据第一离子电流消失后出现的离子电流检测次燃烧周期；

当次燃烧周期小于预定值时，根据检测的主燃烧周期确定燃烧状态；以及

当次燃烧周期大于该预定值时，根据从该离子电流的检测周期的开始到该检测周期中的最后的次燃烧周期的结束为止的整个燃烧周期来确定燃烧状态。

2.依据权利要求1的确定内燃发动机的燃烧状态的方法，其中该次燃烧周期是多个次燃烧周期之和。

3.依据权利要求1的确定内燃发动机的燃烧状态的方法，其中次燃烧周期是离子电流检测周期中从主燃烧周期的结束到离子电流完全消失的周期。

4.依据权利要求1的确定内燃发动机的燃烧状态的方法，其中设定确定上限和确定下限，并且当检测的主燃烧周期落入该确定下限和该确定上限定义的范围内时，把检测的主燃烧周期确定为是正常的。

5.依据权利要求1的确定内燃发动机的燃烧状态的方法，其中根据确定燃烧周期的长度来确定燃烧状态。

6.依据权利要求1的确定内燃发动机的燃烧状态的方法，其中根据确定燃烧周期的变化率来确定燃烧状态。

Images