CN1957240A - 内燃机的爆震判定设备 - Google Patents
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Abstract
一种内燃机的爆震判定设备，内燃机包含缸内喷油器(11)和进气口喷油器(12)，并且基于爆震传感器(34)的输出信号来判定爆震。所述爆震判定设备包括：爆震判定禁止单元或爆震判定水平改变单元，当来自所述缸内喷油器和所述进气口喷油器的燃油喷射比率改变时，在所述改变之后的规定期间上，所述爆震判定禁止单元禁止进行爆震判定，或者在所述改变之后的规定期间上，所述爆震判定水平改变单元改变爆震判定水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种内燃机的爆震判定设备，更具体而言，涉及包含缸内喷油器和进气口喷油器的内燃机的爆震判定设备，其中缸内喷油器将燃油喷射到气缸中，进气口喷油器将燃油喷射到进气歧管或进气口中。
背景技术
一般来说，公知的是所谓的双重喷射式内燃机，其包含将燃油喷射到气缸中的缸内喷油器和将燃油喷射到进气歧管或进气口的进气口喷油器(日本专利早期公开No.2001-020837等)，其中这些喷油器的使用是根据发动机的操作状态来切换的，以实现在低载操作区域中分层进气燃烧而在高载操作区域中均匀燃烧，且根据操作状态以规定的喷射比率喷射燃油，用于改进燃油效率特性和输出特性。
通常，在内燃机中，基于执行的所谓爆震控制的结果来进行用于判定是否发生爆震的爆震判定，在所述爆震控制中控制点火时间等。爆震控制是利用爆震传感器基于在各个气缸中点火之后爆震传感器的输出信号来进行的，其中爆震传感器是布置在气缸体等处的振动检测传感器，由此判定发生爆震(日本专利早期公开No.07-103048等)。
一般而言，在内燃机中喷射燃油的喷油器被构造成通过提供电流至电磁螺线管以驱动喷嘴针与阀座分离，由此打开阀门以启动燃油喷射，并通过切断至电磁螺线管的电流使得喷嘴针位于阀座上，从而关闭阀门以停止燃油喷射。由于其开-关操作，这样的喷油器产生振动，例如当喷嘴针置于阀座上时的撞击噪音。喷油器的开-关操作产生的振动会附加在爆震传感器的输出信号上成为操作噪音。具体而言，因为与进气口喷油器相比，缸内喷油器布置得更靠近爆震传感器，由此由喷油器的开-关操作产生的操作噪音易于在爆震传感器的输出信号上强加更大的影响。此外，当由于缸内喷油器的燃油喷射比率的变化增大而使气-油混合物的燃烧速度加速时，由于气-油混合物的燃烧而发生的振动增大。这也易于增大发动机振动水平。
由此，在前述的内燃机中，例如，如上所述，因为当从进气口喷油器进行燃油喷射切换至从缸内喷油器进行燃油喷射，或者当缸内喷油器的喷射比率增大时，发动机振动水平等也改变，所以爆震传感器的输出值突然增大。尽管背景噪音的水平(正常振动水平)也逐渐增大，但是其可能错误地判定发生了爆震，而实际上还没有发生爆震。结果，可能错误地延迟点火时间，这可能损害驾驶性能。
相反，当从缸内喷油器进行燃油喷射切换至从进气口喷油器进行燃油喷射或者当进气口喷油器的喷射比率增大时，爆震传感器的输出值突然减小。尽管背景噪音的水平也逐渐降低，但是可能错误地判定没有发生爆震，而实际上已经发生了爆震。结果，可能错误地提前点火时间，这可能导致更大的爆震。
发明内容
考虑到前述实现了本发明，本发明的目的是在包含进气口喷油器和缸内喷油器的内燃机中提供一种内燃机的爆震判定设备，其能够通过爆震控制来抑制点火时间的错误延迟控制和错误提前控制。
为了实现以上目的，在包含缸内喷油器和进气口喷油器并基于爆震传感器的输出信号来判定爆震的内燃机中，根据本发明一个实施例的内燃机的爆震判定设备的特征在于其包含爆震判定禁止单元，当来自所述缸内喷油器和所述进气口喷油器的燃油喷射比率改变时，在所述改变之后的规定期间上，所述爆震判定禁止单元禁止进行爆震判定。
为了实现以上目的，在包含缸内喷油器和进气口喷油器并基于爆震传感器的输出信号来判定爆震的内燃机中，根据本发明一个实施例的内燃机的爆震判定设备的特征在于其包含爆震判定水平改变单元，当来自所述缸内喷油器和所述进气口喷油器的燃油喷射比率改变时，在所述改变之后的规定期间上，所述爆震判定水平改变单元改变爆震判定水平。
此处，优选地，当来自所述缸内喷油器的燃油喷射比率增加时，所述爆震判定水平改变单元增大爆震判定水平。
此外，优选地，当来自所述进气口喷油器的燃油喷射比率增加时，所述爆震判定水平改变单元减小爆震判定水平。
此外，所述爆震判定水平改变单元可以根据经过的时间改变爆震判定水平。
应当注意，在本说明书中，除非特别声明，“燃油喷射比率的改变”包含在仅从缸内喷油器进行喷射(即缸内喷射比率为100％)与仅从进气口喷油器进行喷射(即缸内喷射比率为0％)之间的改变，即在缸内喷射100％与端口喷射100％之间的切换，以及当这些喷油器以规定的喷射比率同时喷射燃油时来自这些喷油器的燃油喷射比率的改变。
根据本发明一个实施例的内燃机的爆震判定设备，所述内燃机包括缸内喷油器和进气口喷油器，并且基于爆震传感器的输出信号来判定爆震，当来自所述缸内喷油器和所述进气口喷油器的燃油喷射比率改变时，在所述改变之后的规定期间上，爆震判定被爆震判定禁止单元禁止。因此，不会进行错误的判定，并且防止了点火时间的错误延迟控制或错误提前控制。
根据本发明一个实施例的内燃机的爆震判定设备，所述内燃机包括缸内喷油器和进气口喷油器，并且基于爆震传感器的输出信号来判定爆震，当来自所述缸内喷油器和所述进气口喷油器的燃油喷射比率改变时，在所述改变之后的规定期间上，爆震判定水平被爆震判定水平改变单元改变。因此，即使当发动机振动水平根据燃油喷射比率的改变而改变时，随着该改变设定爆震判定水平。由此，可以在其中燃油喷射比例可变地设定地内燃机中适当地检测到爆震的发生，由此，防止了错误的延迟控制和错误的提前控制，并提高了爆震判定结果的可靠性。
此处，根据其中当来自所述缸内喷油器的燃油喷射比率增加时，所述爆震判定水平改变单元增大爆震判定水平的方式，可以确保防止错误的判定，例如将背景噪音水平的增大判定为是由于爆震，该背景噪音的增加实际上是根据来自缸内喷油器的燃油喷射比率的增加，由于爆震传感器的增大的输出信号而导致的，如上所述。
根据其中当来自所述进气口喷油器的燃油喷射比率增加时，所述爆震判定水平改变单元减小爆震判定水平的方式，可以确保防止没有判定发生的错误判定，该错误判定是随着来自进气口喷油器的燃油喷射比例增加，由于爆震传感器的输出值变小而导致的，如上所述。因此，可以抑制由于点火时间的错误判定而导致的在背景噪音水平稳定之后判定发生爆震。
此外，根据其中爆震判定水平改变单元根据经过的时间来改变爆震判定水平的方式，可以更快地接近正常爆震判定水平，该正常爆震判定水平是基于根据经过的时间而稳定的背景噪音水平来设定的。由此，可以更精确地进行爆震判定。
附图说明
图1是示出内燃机的整体结构的示意图。
图2是示出内燃机的操作状态与此时的燃油喷射比率之间的示例性关系的曲线图。
图3是示出内燃机的燃油喷射控制的示例性过程的流程图。
图4包括流程图(A)和时序图(B)，它们示出内燃机的爆震判定的示例性过程。
图5是示出在爆震判定过程中设定的示例性正常分布的曲线图。
图6的流程图示出根据本发明，在内燃机的爆震判定设备的第一实施例中的示例性控制过程。
图7的流程图示出根据本发明，在内燃机的爆震判定设备的第二实施例中的示例性控制过程。
图8的流程图示出根据本发明，在内燃机的爆震判定设备的第三实施例中的示例性控制过程。
图9的时序图示出根据本发明的内燃机的爆震判定设备的第三实施例的爆震判定水平的变化方式，其中(A)示出从端口喷射至缸内喷射的切换，而(B)示出从缸内喷射至端口喷射的切换。
图10的流程图示出根据本发明，在内燃机的爆震判定设备的第四实施例中的示例性控制过程。
图11的时序图示出根据本发明的内燃机的爆震判定设备的第四实施例的爆震判定水平的变化方式，其中(A)示出从端口喷射至缸内喷射的切换，而(B)示出从缸内喷射至端口喷射的切换。
具体实施方式
以下将参考附图，描述实现根据本发明的内燃机的爆震判定设备的实施例。
初始，参考图1，图1示出根据本发明的内燃机的爆震判定设备的整体结构，内燃机1实现为包括多个(例如四个)气缸1a的汽油发动机。每个气缸1a经由相应的进气歧管连接至进气管3，进气管3利用置于其间的气流计4连接至空气滤清器5。在进气管3中，配置由诸如直流马达之类的节流马达6所驱动的节流阀7。同时，每个气缸1a连接至公共排气管，公共排气管例如连接至三元催化转化器9。
用于将燃油喷射到气缸中的缸内喷油器11和用于将燃油喷射到进气歧管或进气口中的进气口喷油器12安装至各个气缸1a。如下所述，喷油器11和12是基于来自电子控制单元30的输出信号来控制的。此外，各个缸内喷油器11连接至未示出的公共输油管，公共输油管连接至高压泵。同时，每个进气口喷油器12类似地连接至未示出的公共输油管，该公共输油管连接至低压泵。
此外，发动机1包括气缸体13、具有形成于其顶表面中的凹部14a的活塞14、紧固至气缸体13的气缸盖15、在活塞14和气缸盖15之间形成的燃烧室16、进气阀17、排气阀18、进气口19、排气口20和通过未示出的点火器打开的火花塞21。进气口19形成为使得已经流入到燃烧室16中的空气引起绕气缸轴线的旋涡。活塞14的顶表面上的凹部14a形成为使其从外周部分向活塞14的位于缸内喷油器11侧的中部延伸，并朝向火花塞21延伸。
电子控制单元(以下称作ECU)30是由数字计算机来实现的，并包括经由双向总线彼此连接的ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、CPU(微处理器)、输入/输出端口等。气流计4产生与进气量成比例的输出电压，该输出电压通过AD转换器输入至ECU30的输入端口。此外，设置以下的传感器等，其中节流阀打开位置传感器8产生与节流阀7的打开位置成比例的输出电压，水温传感器31产生与冷却水的温度成比例的输出电压，发动机速度传感器32产生表示发动机速度的输出脉冲，加速器下压度传感器33产生与加速器踏板的压下程度(以下称作加速器下压度)成比例的输出电压，爆震传感器34布置在气缸体13中并在每个气缸中产生与从燃烧室16传递至气缸体13的振动成比例的输出电压。来自这些部件的输出电压类似地输入至ECU30。基于从上述的气流计4或加速器下压度传感器33获得的发动机负载因子和从发动机速度传感器32获得的发动机速度，与操作状态相应地设置的燃油喷射比率和燃油喷射量以及基于发动机冷却水的温度对燃油喷射比率的校正值被预先制成图表并储存在ECU30中的ROM中。对于点火时间和节流阀打开位置，用于点火时间和节流阀打开位置的最佳值(它们是与基于从加速器下压度传感器33和发动机速度传感器32获得的加速器下压度和发动机速度相对应地设置的)被预先制成图表并储存。此外，ECU30的输出经由相应的驱动电路连接至节流马达6、每个缸内喷油器11、每个进气口喷油器12和火花塞21的点火器。ECU30根据从这些各种传感器的检测信号已知的发动机1的操作状态以各种方式控制发动机，例如燃油喷射控制或点火时间控制。
例如，在本实施例的发动机1中，与如图2所示的操作区域或状态图表相应地设置燃烧方式或喷射方式，并分别判定来自缸内喷油器11和进气口喷油器12的喷射比率α和β。此处，缸内喷射比率α表示从缸内喷油器11喷射的燃油量占总燃油喷射量的比例，端口喷射比率β表示从进气口喷油器12喷射的燃油量占总燃油喷射量的比例。此处，α+β＝100％。在图2中，缸内喷射100％表示仅从缸内喷油器11喷射的比例α被设定为100％，即β＝0％的区域。同时，缸内喷射0％表示仅从进气口喷油器12喷射的比例β被设定为100％，即α＝0％的区域。此外，缸内喷射40％-80％意味着α被设定为40％-80％，而β被设定为20％-60％，但是，比例α和比例β的值可以根据使用的发动机1所需的操作条件进行适当的调整。
如上所述，在本实施例的发动机1中，喷射方式是根据发动机操作状态来改变的，以确保空气-燃油混合的均匀性并提高发动机1在高负载区域中的输出。具体而言，与使用缸内喷油器11相比，使用进气口喷油器12易于提高空气-燃油混合物的均匀性。由此，在从低负载至中间负载的操作区域中，缸内喷油器11和进气口喷油器12用于获得它们之间的不同的燃油喷射比率，以确保空气-燃油混合物的均匀性并改善燃烧。同时，当缸内喷油器11被用于燃油喷射时，由于蒸发潜热，与进气口喷油器12用于燃油喷射相比，更可能发生空气-燃油混合物的温度以及燃烧室温度的降低。因此，缸内喷油器11用在高负载区域中，使得增大了充气的效率并提高了发动机输出。
首先，参考图3的流程图，描述根据本实施例的发动机1的燃油喷射控制的过程。应当注意图3所示的过程以规定的周期重复进行。由此，在步骤S301处，基于由加速器下压度或进气量判定的前述发动机负载因子以及诸如发动机速度之类的参数，计算基本的燃油喷射量Qb。此处，基本燃油喷射量的计算是参考已经预先储存在ECU30的存储器中用于喷射量计算的操作图表来进行的。
接下来，在步骤S302处，基于发动机操作状态来判定由进气口喷油器12和由缸内喷油器11供应至燃烧室16的燃油的比例，即界定各个喷油器的燃油喷射比例的端口喷射比率β和缸内喷射比率α。缸内喷射比率α和端口喷射比率β如图2所示。
在步骤S303处，基于端口喷射比率β和基本燃油喷射量Qb并根据以下的等式(1)，来计算由进气口喷油器12所喷射的端口喷射最终燃油喷射量Qp。应当注意校正系数K是基于发动机1的冷却水温度、空气-燃油比率控制等设定的各种类型的校正值。
Qp＝β×Qb×K (1)
在步骤S304处，基于缸内喷射比率α和基本燃油喷射量Qb并根据以下的等式(2)，来计算缸内喷射最终燃油喷射量Qd。应当注意，如上所述，校正系数K是基于发动机1的冷却水温度、空气-燃油比率控制等设定的各种类型的校正值。
Qd＝α×Qb×K (2)
如等式(2)所示，随着缸内喷射比率α增加，从缸内喷油器11喷射的燃油喷射量增加。
在步骤S305处，基于发动机速度、发动机负载因子等，计算进气口喷油器12的燃油喷射时间。此处计算的燃油喷射时间是用于在各个气缸处开动进气口喷油器12的燃油喷射的时间，该时间是由相对于各个气缸的上止点的曲柄角来表示的。此外，基于由此计算的端口喷射最终燃油喷射量Qp和发动机速度，来计算从进气口喷油器12喷射计算的燃油喷射量的燃油所需的周期(曲柄角)。对于燃油喷射时间和喷射周期的计算，类似于基本燃油喷射量Qb，是参考已经预先储存在ECU30的存储器中用于计算喷射时间和喷射周期的操作图表来进行的。
在接下来的步骤S306处，类似地，基于发动机速度、发动机负载因子等来计算缸内喷油器11的燃油喷射时间。此处计算的燃油喷射时间是用于在各个气缸处开始缸内喷油器11的燃油喷射的时间，该时间是由相对于各个气缸的上止点的曲柄角来表示的。此外，基于由此计算的缸内喷射最终燃油喷射量Qd和发动机速度，来计算从缸内喷油器11喷射计算的燃油喷射量的燃油所需的周期(曲柄角)。对于燃油喷射时间和喷射周期的计算，类似于基本燃油喷射量Qb，是参考已经预先储存在ECU30的存储器中用于计算喷射时间和喷射周期的操作图表来进行的。
在步骤S307处，基于对各个喷油器计算的燃油喷射时间和燃油喷射周期，对各个气缸产生燃油喷射信号并提供至相应设置在各个气缸内的进气口喷油器12和缸内喷油器11中的每个。燃油喷射信号从由燃油喷射时间所指示的时间处打开，并持续由喷油喷射周期所指示的期间。
当燃油喷射信号打开时，开始供应电流至进气口喷油器12或缸内喷油器11的电磁螺线管。通过由此产生的电磁吸引力，喷嘴针被驱动与阀座分离。由此，进气口喷油器12或缸内喷油器11的喷射孔被打开以开动燃油喷射。另一方面，当燃油喷射信号被关闭时，停止供应电流至电磁螺线管，并且喷嘴针置于阀座上。由此，喷射孔被关闭并且燃油喷射停止。
由此，在燃油喷射信号被打开期间，进行从进气口喷油器12或缸内喷油器11的燃油喷射。由此，通过根据发动机操作状态在合适的时间并以合适的量进行喷射，燃油供应至各个气缸的燃烧室16。
接下来，将描述由ECU30进行的发动机1中的点火时间控制。基于上述的爆震传感器34的检测结果，ECU30在各个气缸中进行用于判定爆震发生的爆震判定。根据该结果，ECU30执行用于调整点火时间的爆震控制。
具体而言，如果在爆震判定中判定已经发生爆震，则最终点火时间“AOP”被延迟规定量。如果判定没有发生爆震，则逐渐提前最终点火时间“AOP”。最终点火时间“AOP”是用于在各个气缸处进行点火的时间，该时间是由相对于各个气缸的上止点的曲柄角(BTDC)来表示的，并基于以下的等式(3)来计算。
AOP＝ABASE-(AKMAX-AGKNK+AKCS)≤ABASE (3)
其中：
AOP：最终点火时间；
ABASE：基本点火时间；
AKMAX：最大延迟量；
AGKNK：爆震学习量；以及
AKCS：反馈校正量。
在等式(3)中，基本点火时间“ABASE”表示在希望不发生爆震的情况下可以获得最大发动机输出的点火时间。最大延迟量“AKMAX”表示用于校正基本点火时间“ABASE”使其被延迟以获得确保能防止爆震的时间的校正量。基本点火时间“ABASE”和最大延迟量“AKMAX”基于由诸如发动机速度、发动机负载因子之类的参数所表示的发动机操作状态来设定。
此外，在等式(3)中，反馈校正量“AKCS”和爆震学习量“AGKNK”是这样的校正量，其根据爆震的发生来校正最终点火时间“AOP”使其被延迟以抑制该爆震，并且它们根据爆震的发生增大或减小。当爆震发生时，反馈校正量“AKCS”被改变以延迟最终点火时间“AOP”，并且当没有发生爆震时，其被改变以提前最终点火时间“AOP”。
爆震学习量“AGKNK”被改变使得反馈校正量“AKCS”落在预先判定的规定范围内。如果反馈校正量“AKCS”从前述规定范围偏离以延迟最终点火时间“AOP”，则爆震学习量“AGKNK”被改变以延迟最终点火时间“AOP”。如果反馈校正量“AKCS”从前述规定范围偏离以提前最终点火时间“AOP”，则爆震学习量“AGKNK”被改变以提前最终点火时间“AOP”。如从等式(3)中可以观察到的，最终点火时间“AOP”具有由“ABASE”限定的上限，以不会被提前大于或等于由爆震控制的点火时间校正所得到的设定提前值。
ECU30将点火信号输出至各个气缸的火花塞21的点火器，该点火信号在由这样计算的最终点火时间“AOP”所表示的时间处打开，由此进行点火。由此，点火时间被调整以接近爆震发生限制。
接下来，前述爆震控制中的爆震判定的示例性基本过程示出在图4(A)的流程图和图4(B)的时序图中。当起动发动机之后遇到用于启动爆震控制的条件时，开动如图4(A)和(B)所示的一系列处理步骤。当该爆震判定过程启动时，首先在步骤S401处，设定门信号的打开时间和关闭时间。门信号判定了用于取样与爆震判定相关的爆震传感器34的输出信号的周期，并且在门信号打开的期间内，参考爆震传感器34的输出信号来执行爆震判定。具体而言，此处，门信号打开的期间对应与基于爆震传感器34的输出信号来执行爆震判定的“爆震判定期间”。应当注意门信号的打开时间和关闭时间由相对于各个气缸的上止点的曲柄角(ADTC)来表示。
此处，门信号的打开时间和关闭时间的设定是参考预先储存在ECU30的存储器中用于计算判定期间的操作图表来进行的。用于计算判定期间的操作图表被设定为发动机速度和发动机负载因子的二维图表。
当已经设定爆震判定期间时，通过步骤S402-S407的过程对各个气缸进行爆震判定。在本实施例中，爆震判定是在爆震判定期间中基于爆震传感器34的输出信号的峰保持值“VKPEAK”(最大值)来进行的。在希望峰保持值“VKPEAK”的对数换算值“LVpk”示出图5所示的正常分布的情况下，这里使用的爆震判定方案用于通过此时取样的对数换算值“LVpk”在该分布中的位置来判定爆震的发生。
当门信号被打开，并且用于爆震判定的门被打开时(步骤S402为肯定)，则过程进行至步骤S403，此处对目标气缸的爆震传感器34的输出信号开始峰保持。换言之，获得了作为在打开门信号之后爆震传感器34的输出信号最大值的峰保持值“VKPEAK”。
当门信号被关闭且门被关闭(步骤S404处为肯定)时，过程进行至步骤S405，在该时间点处读取峰保持值“VKPEAK”，即在爆震判定期间中爆震传感器34的输出信号的最大值。
然后，基于峰保持值“VKPEAK”，在步骤S406处更新爆震判定水平。爆震判定水平的更新是以如下方式进行的。首先，基于此时取样的峰保持值“VKPEAK”的对数换算值“LVpk”，更新表示对数换算值“LVpk”的分布趋势的分布参数，即图5所示的分布中心值Vm和标准偏差值∑。此处，更新是基于以下的等式(4)-(7)进行的。具体而言，通过在更新分布中心值Vm和标准偏差值∑之前基于比较此时取样的峰保持值“VKPEAK”的对数换算值“LVpk”来增大和减小分布中心值Vm和标准偏差值∑，粗略地判定了分布中心值Vm和标准偏差值∑。
(当LVpk＞Vm时)VM←Vm+△M (4)
(当LVpk≤Vm时)VM←Vm-△M (5)
(当Vm-∑＜LVpk＜Vm，即当LVpk在图5所示的区域A中时)
∑←∑-2·△S (6)
(当LVpk≤Vm-∑，或当LVpk≥Vm时，即当LVpk在图5所示的区域B中时)
∑←∑+△S (7)
此处，假设分布中心值Vm的更新量△M是通过将此时取样的对数换算值“LVpk”和更新之前的分布中心值“Vm”之间的差值除以规定值n1(例如“4”)而得到的值。假设标准偏差值∑的更新量△S是通过将分布中心值Vm的更新量△M除以规定值n2(例如“8”)而获得的值。
爆震判定水平Vkd是基于由此更新的分布中心值Vm和标准偏差值∑从以下的等式(8)获得的。
Vkd＝Vm+U×∑ (8)
值U是基于发动机速度、负载等可变地设定的，基本上，燃烧室16中空气-燃油混合物的燃烧压力越高，该值设定得越大。
在步骤S407处，通过比较爆震判定水平Vkd和对数换算值“LVpk”来判定发动机1中发生爆震。具体而言，当对数换算值“LVpk”在范围内时，例如爆震判定水平Vkd＜对数换算值“LVpk”，则判定发动机1中发生爆震。相反，当对数换算值“LVpk”在范围内时，例如爆震判定水平Vkd封数换算值“LVpk”，则判定发动机1中没有发生爆震。
接下来，在前述爆震判定的前提下，描述本发明的实施例。在以下的描述中，如上所述，应当注意除非另外特别说明，“燃油喷射比率的改变”包含仅从缸内喷油器11的喷射(即缸内喷射比率100％)和仅从进气口喷油器12的喷射(即缸内喷射比率0％)之间的变化(即缸内喷射和端口喷射之间的转换)以及当这些喷油器都同时喷射燃油时燃油喷射比率的改变。对于燃油喷射比率，缸内喷射比率α+端口喷射比率β＝100％，且β＝100-α，如上所述。因此，以下，将仅通过使用表示从缸内喷油器11的燃油喷射比率的缸内喷射比率α进行描述。
(第一实施例)
参考图6的流程图，描述根据本发明的内燃机的爆震判定设备的第一实施例的控制过程。执行该过程，例如每次曲柄角提前规定的角度。
首先，当控制开始时，在步骤S601处计算缸内燃油喷射占总燃油喷射的比例α。更具体而言，基于从气流计4和加速器下压度传感器33获得的发动机负载因子并基于来自发动机速度传感器32的表示计算值的发动机速度(用作表示操作状态的各个参数)，从图表或通过操作来计算与当前操作状态对应的缸内喷射比率α(图6中表示为“ekdi”)。
在接下来的步骤S602处，基于缸内喷射比率α来判定是否已经进行了喷油器之间的切换。具体而言，基于在前的喷射方式和当前喷射方式是否相同，来判定是否已经进行了只从缸内喷油器11的喷射(即缸内喷射比率α＝100％)与只从进气口喷油器12的喷射(即缸内喷射比率α＝0％)之间的改变，也就是是否已经进行了缸内喷射与端口喷射之间的切换。
在喷射方式改变之后(即在切换喷油器之后)的第一流程周期中，过程进行至步骤S603，此处爆震判定禁止状态标志“exkcsinh”被设定为打开。在接下来的步骤S604处，爆震判定禁止计数器的计数值“eckcsinh”被复位为0，并且过程结束。
如果在前述的步骤S602处判定喷射方式没有改变，则过程进行至步骤S605，此处判定爆震判定禁止状态标志“exkcsinh”是否被打开。如果其被关闭，则过程结束。另一方面，如果其被打开，则过程进行至步骤S606，此处爆震判定禁止计数器的计数值“eckcsinh”增加1。然后，在接下来的步骤S607处，判定该计数值“eckcsinh”是否已经超过规定值。该规定值对每一个气缸例如被设定为大约10次点火。如果计数值“eckcsinh”还没有超过规定值，则过程结束。因此，对于紧跟在喷射方式改变(由前述的规定值判定)之后的规定周期，不考虑前述的“爆震判定周期”，在步骤S603处设定为打开的爆震判定禁止状态标志“exkcsinh”被保持在打开状态，并禁止进行爆震判定。
应当注意，作为在步骤S607处判定计数值“eckcsinh”是否已经超过规定值的结果，如果其已经超过规定值，则过程进行至步骤S608，此处爆震判定禁止状态标志“exkcsinh”被关闭并且过程结束。执行该一系列控制过程的程序构成爆震判定禁止单元。由此，当存在喷射方式的变化时，因为通过用于在改变之后的规定期间的该爆震判定禁止单元禁止了爆震的判定，所以不会进行错误判定，并且防止了点火时间的错误延迟或提前。
(第二实施例)
接下来，参考图7的流程图，描述根据本发明的内燃机的爆震判定设备的第二实施例的控制过程。每次执行该过程时曲柄角提前规定角度。第二实施例在以下方面不同于第一实施例：在第一实施例中，基于喷射方式的改变，即在缸内喷射和端口喷射之间的切换，来判定爆震判定禁止单元是否起作用，而在第二实施例中，其是基于燃油喷射比率是否改变或者其改变量是否超过规定值。
在第二实施例中，当开始控制时，基于作为表示操作状态的参数的发动机负载因子和发动机速度，从图表或通过操作以与第一实施例类似的方式在步骤S701处计算缸内喷射占总燃油喷射的比率(图7中表示为“ekdi”)。在接下来的步骤S702处，计算缸内喷射比率的改变量“edlkdi”。这被获得作为在步骤S701处获得的“ekdi”和在前的缸内喷射比率之间的差的绝对值。接下来，在步骤S703处，判定获得作为绝对值的改变量“edlkdi”是否超过规定值。具体而言，判定缸内喷射比率的重大变化是否大于规定值(例如50％)。
如果改变量“edlkdi”已经超过规定值，则过程进行至步骤S704，此处爆震判定禁止状态标志“exkcsinh”被设定为打开。然后，在接下来的步骤S705处，爆震判定禁止计数器的计数值“eckcsinh”被设定为0，并且过程结束。
另一方面，在前述的步骤S703处，如果判定改变量“edlkdi”在下一个流程周期中超过规定值，则过程进行至步骤S706，此处判定爆震判定禁止状态标志“exkcsinh”是否为打开。如果其被关闭，则过程结束。另一方面，如果其被打开，则过程进行至步骤S707，此处爆震判定禁止计数器的计数值“eckcsinh”增加1。然后，在接下来的步骤S708处，判定该计数值“eckcsinh”是否已经超过规定值。该规定值对每一个气缸例如被设定为大约10次点火，如前述实施例。如果计数值“eckcsinh”还没有超过规定值，则过程结束。因此，对于紧跟在燃油喷射比率改变(由前述的规定值判定)之后的规定周期，在步骤S704处设定为打开的爆震判定禁止状态标志“exkcsinh”被保持在打开状态，并禁止进行爆震判定。
应当注意，作为在步骤S708处判定计数值“eckcsinh”是否已经超过规定值的结果，如果其已经超过规定值，则过程进行至步骤S709，此处爆震判定禁止状态标志“exkcsinh”被关闭并且过程结束。执行该一系列控制过程的程序构成爆震判定禁止单元。由此，当存在喷射方式的变化时，因为通过用于在改变之后的规定期间的该爆震判定禁止单元禁止了爆震的判定，所以不会进行错误判定，并且防止了点火时间的错误延迟或提前。
(第三实施例)
接下来，参考图8的流程图和图9的时序图，描述根据本发明的内燃机的爆震判定设备的第三实施例的控制过程。每次执行该过程时曲柄角提前规定角度。在第三实施例中，当存在喷射方式的切换时，在切换改变之后在规定期间上改变爆震判定水平，使得能够随着与燃油喷射比率改变相关的发动机振动水平改变，适当地检测爆震发生。
由此，当控制开始时，在步骤S801处，获得缸内喷射比率α。更具体而言，与当前操作状态相对应的缸内喷射比率α(图8中用“ekdi”表示)可以从图表或通过操作计算得到。
然后，在接下来的步骤S802处，基于缸内喷射比率α来判定是否已经进行了喷油器的切换。具体而言，基于在前的喷射方式和当前喷射方式是否不同来判定是否在只从缸内喷油器11进行喷射(即缸内喷射比率α＝100％)和只从进气口喷油器12进行喷射(即缸内喷射比率α＝0％)之间进行了切换，即是否在缸内喷射和端口喷射之间进行了切换。
由此，当存在喷射方式的变化时，即当切换了喷油器时，过程进行至步骤S803，此处爆震判定水平校正标志“exvkd”设定为打开。然后，在接下来的步骤S804处，爆震判定水平校正计数器的计数值“ecvkd”被复位为0，过程结束。
另一方面，如果在前述的步骤S802处判定喷射方式没有改变，则过程进行至步骤S805，此处判定爆震判定水平校正标志“exvkd”是否为打开。如果其为关闭，则过程结束。另一方面，如果其为打开，则过程进行至步骤S806，此处判定当前喷射方式是否为从缸内喷油器11进行喷射，即缸内喷射。如果步骤S806处为“肯定”，即如果判定是缸内喷射，换言之，如果判定端口喷射被切换至缸内喷射，则过程进行至步骤S807。另一方面，如果判定不是缸内喷射，即如果判定为“否定”，换言之，如果判定缸内喷射被切换至端口喷射，则过程进行至步骤S809。
然后，在步骤S807处，对应于从端口喷射至缸内喷射的切换，基于表示操作状态的发动机负载因子和作为参数的发动机速度，从图表或通过操作来计算以下将详细描述的“爆震判定水平校正值1”(图8中表示为“evkup”)。在步骤S809处，对应于从缸内喷射至端口喷射的切换，基于表示操作状态的发动机负载因子和作为参数的发动机速度，从图表或通过操作来类似地计算以下将详细描述的“爆震判定水平校正值2”(图8中表示为“evkdown”)。
在步骤S807之后的步骤S808处以及在步骤S809之后的步骤S810处，分别使用计算的“爆震判定水平校正值1”和“爆震判定水平校正值2”来计算“爆震判定水平”(＝“evkd”)。
然后，在步骤S808和S810之后，过程进行至步骤S811，此处爆震判定水平校正计数器的计数值“ecvkd”增加1。然后，在接下来的步骤S812处，判定计数值“ecvkd”是否已经超过规定值。该规定值对每一个气缸例如被设定为大约10次点火。如果计数值“ecvkd”还没有超过规定值，则过程结束。因此，对于紧跟在喷射方式改变之后的规定期间(由规定值来确定)，在步骤S803处设定为打开的爆震判定水平校正标志“exvkd”保持在打开状态，并且爆震判定水平被校正。
应当注意，作为在步骤S812处判定计数值“eckkd”是否已经超过规定值的结果，如果其已经超过规定值，则过程进行至步骤S813，此处爆震判定水平校正值被清除。过程进一步进行至步骤S814，此处爆震判定水平校正标志“exvkd”被设定为关闭，过程结束。执行该一系列控制过程的程序构成爆震判定水平改变单元。由此，当存在喷射方式的变化时，因为通过用于在改变之后的规定期间的该爆震判定水平改变单元改变了爆震判定水平，所以不会进行错误判定，并且防止了点火时间的错误延迟或提前。
参考图9的时序图，以下对方式提供进一步的描述，其中当包含前述喷射方式改变的燃油喷射比率的改变发生时，在切换或改变之后，在规定期间上改变爆震判定水平。此处，作为来自缸内喷油器11的燃油喷射比率增加的示例，图9(A)示出了在时间点td处从端口喷射切换至缸内喷射的示例，而作为来自进气口喷油器12的燃油喷射比率增加的示例，图9(B)示出了在时间点tp处从缸内喷射切换至端口喷射的示例。
如从图9(A)所能观察到的，当在时间点td处从端口喷射切换至缸内喷射时，发动机振动增加，并且即使在不发生爆震时爆震传感器34的输出水平也增加。由此，在第三实施例中，根据此切换，在切换之后的规定期间上(从td至tdc)，对应于从端口喷射至缸内喷射的切换，如图9(A)的箭头所示，“爆震判定水平校正值1(“evkdup”)”被加至正常的爆震判定水平“evkd”，并设定为新的爆震判定水平“evkd”(步骤S808)。因此，在图9(A)中，当爆震判定水平“evkd”保持正常且不变时，如细实线所示，由于仅来自操作噪音的增加而导致爆震传感器34的输出水平增加，爆震传感器34的输出水平超过爆震判定水平“evkd”。但是，随着爆震判定水平“evkd”增加一个校正值，可以防止由于操作噪音的增加而导致的错误判定。
另一方面，如图9(B)所示，当在时间点tp处从缸内喷射切换至端口喷射时，由于操作噪音的减小爆震传感器34的输出水平减小。由此，在第三实施例中，根据此切换，在切换之后的规定期间上(从tp至tpc)，对应于从缸内喷射至端口喷射的切换，如图9(B)的箭头所示，从正常的爆震判定水平“evkd”减去“爆震判定水平校正值2(“evkddown”)”，并设定为新的爆震判定水平“evkd”(步骤S810)。因此，在图9(B)中，当爆震判定水平“evkd”保持正常且不变时，如细实线所示，防止了没有爆震发生的错误判定，否则由于仅通过减小操作噪音而导致的爆震传感器34的输出水平减小，可能基于爆震传感器34的输出水平与爆震判定水平“evkd”之间过大的偏差而作出错误的判定，如区域Y所示。由此，可以抑制由于点火时间的错误提前而导致的在背景噪音稳定之后发生爆震。
(第四实施例)
接下来，参考图10的流程图和图11的时序图，描述根据本发明内燃机的爆震判定设备的第四实施例的控制过程。每次执行该过程时曲柄角也提前规定角度。与其中爆震判定水平均匀改变的前述实施例相反，当存在喷射方式的切换时，在切换改变之后在规定期间上，第四实施例的不同在于爆震判定水平根据经过的时间来改变。因此，基本的控制方式是相同的。因此，仅注出相同的控制步骤，而不重复其描述。
由启动控制执行的步骤S1001-S1004与前述实施例中的步骤S801-S804相同，并分别执行：与当前操作状态相关的缸内喷射比率的计算(图10中表示为“ekdi”)；发生喷射方式切换的判定；爆震判定水平校正标志“exvkd”的打开设定；和爆震判定水平校正计数器的计数值“ecvkd”的0复位。
在步骤S1005处，判定爆震判定水平校正标志“exvkd”是否为打开。当其关闭时，过程结束。另一方面，当其打开时，在接下来的步骤S1006处，类似于步骤S806，判定当前喷射方式是否为从缸内喷油器11进行喷射，即判定是否为缸内喷射。如果步骤S1006处为“肯定”，即如果判定是缸内喷射，换言之，如果判定端口喷射被切换至缸内喷射，则过程进行至步骤S1007。另一方面，如果在步骤S1006处判定不是缸内喷射，即如果判定为“否定”，换言之，如果判定缸内喷射被切换至端口喷射，则过程进行至步骤S1009。
然后，在步骤S1007处，对应于从端口喷射至缸内喷射的切换，基于表示操作状态的发动机负载因子和作为参数的发动机速度，从图表或通过操作来计算以下将详细描述的“爆震判定水平校正值1”(图10中也表示为“evkup”)。在步骤S1009处，对应于从缸内喷射至端口喷射的切换，类似地基于表示操作状态的发动机负载因子和作为参数的发动机速度，从图表或通过操作来计算以下将详细描述的“爆震判定水平校正值2”(图10中也表示为“evkdown”)。
在步骤S1007之后的步骤S1008处以及在步骤S1009之后的步骤S1010处，分别使用计算的“爆震判定水平校正值1”和“爆震判定水平校正值2”与衰减项来计算新的“爆震判定水平”(＝“evkd”)。在此实施例中，新的“爆震判定水平”(＝“evkd”)是使用爆震判定水平校正计数器的计数值“ecvkd”和作为衰减项的规定衰减系数G通过以下的等式(9)和(10)来判定的。
当从端口喷射切换至缸内喷射时：
“evkd”＝“evkd”+“evkdup”-Gדecvkd”(9)
当从缸内喷射切换至端口喷射时：
“evkd”＝“evkd”-“evkddown”+Gדecvkd”(10)
其中(“evkdup”-Gדecvkd”)是正值，而(“evkddown”+Gדecvkd”)是负值。
在这些步骤S1008和S1010之后，过程进行至步骤S1011，此处爆震判定水平校正计数器的计数值“ecvkd”增加1。步骤S1011至S1014与前述实施例的步骤S811至S814相同，它们分别执行：前述的增加、判定计数值“ecvkd”是否超过规定值、当超过规定值时清除爆震判定水平的校正值、以及爆震判定水平校正标志“exvkd”的关闭设定。然后，过程结束。执行该一系列控制过程的程序被构造成在爆震判定水平改变单元中根据经过的时间来改变爆震判定水平。
参考图11的时序图，以下对方式提供进一步的描述，其中当存在包含前述喷射方式改变的燃油喷射比率的改变时，在切换或改变之后，在规定期间上根据经过的时间改变爆震判定水平。此处，作为来自缸内喷油器11的燃油喷射比率增加的示例，图11(A)示出了在时间点td处从端口喷射切换至缸内喷射的示例，而作为来自进气口喷油器12的燃油喷射比率增加的示例，图11(B)示出了在时间点tp处从缸内喷射切换至端口喷射的示例。因为它们分别与图9(A)和9(B)相同，除了改变爆震判定水平“evkd”的方式，所以将仅描述该差异。
由此，在第四实施例中，根据此切换，在切换之后的规定期间上(从td至tdc)，对应于从端口喷射至缸内喷射的切换，如图11(A)的箭头所示，“爆震判定水平校正值1(“evkdup”)”被加至正常的爆震判定水平“evkd”，该校正值1根据根据经过的时间而衰减(对应于衰减项的校正部分由点划线示出在图11(A)中)，并且爆震判定水平“evkd”被设定为新的爆震判定水平“evkd”(步骤S1008)。因此，如图11(A)所示，基于随着时间经过而稳定的背景噪音水平来设定该新的爆震判定水平“evkd”，由此更快地接近了由细实线所示的正常爆震判定水平“evkd”。因此，可以更精确地进行爆震判定。
另一方面，当从缸内喷射切换至端口喷射时，根据此切换，在切换之后的规定期间上(从tp至tpc)，对应于从缸内喷射至端口喷射的切换，如图11(B)的箭头所示，从正常的爆震判定水平“evkd”减去“爆震判定水平校正值2(“evkddown”)”，该校正值2根据根据经过的时间而衰减(对应于衰减项的校正部分由点划线示出在图11(B)中)，并且爆震判定水平“evkd”设定为新的爆震判定水平“evkd”(步骤S1010)。因此，如图11(B)所示，基于随着时间经过而稳定的背景噪音水平来设定该新的爆震判定水平“evkd”，由此更快地接近了由细实线所示的正常爆震判定水平“evkd”。因此，可以更精确地进行爆震判定。
应当注意，前述对“爆震判定水平校正值”的衰减不必与切换或改变同时启动，其可以在经过规定期间(其短于前述从td至tdc或从tp至tpc的期间)之后启动。对于衰减量，可以设定上限或下限，因为爆震判定水平仅需要被设定为比操作噪音水平大规定水平。
尽管已经详细描述且图示了本发明，但是应当清楚地理解相同点仅通过图示和示例说明，并且不受这种方式的限制，本发明的精神和范围仅由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种内燃机的爆震判定设备，所述内燃机包括缸内喷油器和进气口喷油器，并且基于爆震传感器的输出信号来判定爆震，所述爆震判定设备包括：
爆震判定禁止单元，当来自所述缸内喷油器和所述进气口喷油器的燃油喷射比率改变时，所述爆震判定禁止单元在所述改变之后的规定期间禁止进行爆震判定。
2.一种内燃机的爆震判定设备，所述内燃机包括缸内喷油器和进气口喷油器，并且基于爆震传感器的输出信号来判定爆震，所述爆震判定设备包括：
爆震判定水平改变单元，当来自所述缸内喷油器和所述进气口喷油器的燃油喷射比率改变时，所述爆震判定水平改变单元在所述改变之后的规定期间改变爆震判定水平。
3.根据权利要求2所述的爆震判定设备，其中
当来自所述缸内喷油器的燃油喷射比率增加时，所述爆震判定水平改变单元增大所述爆震判定水平。
4.根据权利要求2所述的爆震判定设备，其中
当来自所述进气口喷油器的燃油喷射比率增加时，所述爆震判定水平改变单元减小所述爆震判定水平。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的爆震判定设备，其中
所述爆震判定水平改变单元根据经过的时间改变所述爆震判定水平。
6.一种内燃机的爆震判定设备，所述内燃机包括缸内喷油器和进气口喷油器，并且基于爆震传感器的输出信号来判定爆震，所述爆震判定设备包括：
爆震判定禁止装置，当来自所述缸内喷油器和所述进气口喷油器的燃油喷射比率改变时，所述爆震判定禁止装置在所述改变之后的规定期间禁止进行爆震判定。
7.一种内燃机的爆震判定设备，所述内燃机包括缸内喷油器和进气口喷油器，并且基于爆震传感器的输出信号来判定爆震，所述爆震判定设备包括：
爆震判定水平改变装置，当来自所述缸内喷油器和所述进气口喷油器的燃油喷射比率改变时，所述爆震判定水平改变装置在所述改变之后的规定期间改变爆震判定水平。
8.根据权利要求7所述的爆震判定设备，其中
所述爆震判定水平改变装置包括当来自所述缸内喷油器的燃油喷射比率增加时用于增大所述爆震判定水平的装置。
9.根据权利要求7所述的爆震判定设备，其中
所述爆震判定水平改变装置包括当来自所述进气口喷油器的燃油喷射比率增加时用于减小所述爆震判定水平的装置。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的爆震判定设备，其中
所述爆震判定水平改变装置包括根据经过的时间改变所述爆震判定水平的装置。
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