個(gè)方式，在三元觸媒10的上游側(cè)檢測(cè)排氣的空燃比；和排氣溫度傳感器11，其是排氣溫度檢測(cè)器的一個(gè)方式，在三元觸媒10的上游側(cè)計(jì)量排氣溫度。
[0046]發(fā)動(dòng)機(jī)100具備控制該發(fā)動(dòng)機(jī)100的燃燒狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)(控制裝置)20，從上述的空氣流量傳感器1、空燃比傳感器9、冷卻水溫度傳感器14、吸氣溫度傳感器15、排氣溫度傳感器11、曲柄角傳感器13、燃料壓力傳感器18、吸氣壓傳感器21、點(diǎn)火系統(tǒng)4、可變閥門5獲得的信號(hào)被發(fā)送至ECU20。此外，在ECU20還被發(fā)送從檢測(cè)油門踏板的踩入量、SP油門開度的油門開度傳感器16獲得的信號(hào)。
[0047]ECU20根據(jù)從油門開度傳感器16獲得的信號(hào)運(yùn)算對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)100的要求轉(zhuǎn)矩。此外，ECU20根據(jù)從曲柄角度傳感器13獲得的信號(hào)運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)100的旋轉(zhuǎn)速度。此外，ECU20根據(jù)從上述的各種傳感器的輸出獲得的信號(hào)運(yùn)算發(fā)動(dòng)機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且運(yùn)算空氣流量、燃料噴射量、點(diǎn)火時(shí)期、節(jié)氣門開度、可變閥門的動(dòng)作量、燃料壓力等與發(fā)動(dòng)機(jī)100相關(guān)的主要的動(dòng)作量。
[0048]由ECU20運(yùn)算得到的燃料噴射量被轉(zhuǎn)換為開閥脈沖信號(hào)并發(fā)送至燃料噴射裝置3。此外，以在由ECU20運(yùn)算得到的點(diǎn)火時(shí)期點(diǎn)火的方式生成的點(diǎn)火信號(hào)從ECU20被發(fā)送至點(diǎn)火系統(tǒng)4。此外，由ECU20運(yùn)算得到的節(jié)氣門開度作為節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)信號(hào)被發(fā)送至電子控制節(jié)氣門2，可變閥門的動(dòng)作量作為可變閥門驅(qū)動(dòng)信號(hào)被發(fā)送至可變閥門5，燃料壓力作為高壓燃料栗驅(qū)動(dòng)信號(hào)被發(fā)送至高壓燃料栗17。
[0049]根據(jù)從ECU20向燃料噴射裝置3發(fā)送的開閥脈沖信號(hào)，從燃料噴射裝置3對(duì)從吸氣管6通過吸氣閥門(未圖示)流入燃燒室12內(nèi)的空氣噴射規(guī)定量的燃料，由此形成混合氣體。在燃燒室12內(nèi)形成的混合氣根據(jù)點(diǎn)火信號(hào)、在規(guī)定的點(diǎn)火時(shí)期通過從點(diǎn)火系統(tǒng)4的火花塞4a(參照?qǐng)D2)產(chǎn)生的火花爆發(fā)，通過其燃燒壓按下活塞(未圖示)而產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)100的驅(qū)動(dòng)力。爆發(fā)后的排氣通過排氣管8被送出至三元觸媒10，排氣的排氣成分在三元觸媒10內(nèi)被凈化而向外部排出。
[0050]圖2是表示圖1所示的點(diǎn)火系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖示的點(diǎn)火系統(tǒng)4主要具有對(duì)在燃燒室12內(nèi)形成的混合氣體點(diǎn)火的火花點(diǎn)火部41和檢測(cè)燃燒時(shí)產(chǎn)生的離子電流的電流值(離子電流值)的離子電流值檢測(cè)部42。
[0051]對(duì)利用點(diǎn)火系統(tǒng)4進(jìn)行的混合氣體的點(diǎn)火和離子電流的產(chǎn)生進(jìn)行概述:當(dāng)從ECU20向點(diǎn)火系統(tǒng)4輸入點(diǎn)火信號(hào)時(shí)，電流通過火花點(diǎn)火部41的點(diǎn)火器4i流向一次點(diǎn)火線圈4c。當(dāng)點(diǎn)火信號(hào)被遮斷而一次側(cè)的電流被截止時(shí)，在二次點(diǎn)火線圈4b產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，在火花塞4a的前端被賦予高電壓而產(chǎn)生火花放電。在火花放電時(shí)在離子電流值檢測(cè)部42向箭頭X方向流動(dòng)電流，二次點(diǎn)火線圈4b的電壓減少，當(dāng)其電壓低于穩(wěn)壓二極管4e的擊穿電壓(例如10V)時(shí)，電流流入電容器4d而充電。
[0052]當(dāng)由于火花放電而在火花塞4a的縫隙間產(chǎn)生火焰核時(shí)，火焰在燃燒室12內(nèi)傳播。在該火焰區(qū)作為燃燒過程的中間生成物存在化學(xué)離子和熱離子的離子。此時(shí)，在火花塞4a通過在火花放電時(shí)充了電的電容器4d被賦予電壓(在這種情況下為100V)，通過利用該電壓捕捉燃燒室12內(nèi)的陽離子(以及電子)，在離子電流值檢測(cè)部42內(nèi)向箭頭Y方向流動(dòng)離子電流。該離子電流通過電壓轉(zhuǎn)換用電阻4f被進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后，作為離子電流信號(hào)被發(fā)送至ECU20。
[0053]圖3是表示圖1所示的E⑶(控制裝置)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖示的ECU20主要包括輸入電路20a、由輸入端口和輸出端口構(gòu)成的輸入輸出端口 20b、存儲(chǔ)記載了運(yùn)算處理內(nèi)容的控制程序的R0M20d、用于按照上述控制程序進(jìn)行運(yùn)算處理的CPU20e、存儲(chǔ)表示按照上述控制程序運(yùn)算出的各執(zhí)行器的動(dòng)作量的值的RAM20C和根據(jù)表示各執(zhí)行器的動(dòng)作量的值控制各執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)電路20f?20k。
[0054]如圖所示，在ECU20的輸入電路20a被輸入空氣流量傳感器1、點(diǎn)火系統(tǒng)4、空燃比傳感器9、排氣溫度傳感器11、曲柄角傳感器13、冷卻水溫度傳感器14、吸氣溫度傳感器15、油門開度傳感器16、燃料壓力傳感器18、吸氣壓傳感器21等輸出信號(hào)。另外，被輸入至輸入電路20a的輸入信號(hào)并不限定于此。被輸入至輸入電路20a的各傳感器的輸入信號(hào)被發(fā)送至輸入輸出端口 20b內(nèi)的輸入端口，被保管在RAM20c，之后利用CPU20e按照預(yù)先存儲(chǔ)在R0M20d的控制程序被運(yùn)算處理。
[0055]表示由CPU20e按照控制程序運(yùn)算出的各執(zhí)行器(actuator)的動(dòng)作量的值在被保管在RAM20C之后、被發(fā)送至輸入輸出端口20b內(nèi)的輸出端口，通過各驅(qū)動(dòng)電路(電子節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)電路20f、噴射器驅(qū)動(dòng)電路20g、點(diǎn)火輸出電路20h、可變閥門驅(qū)動(dòng)電路20j、高壓燃料栗驅(qū)動(dòng)電路20k等)被發(fā)送至各執(zhí)行器(電子控制節(jié)氣門2、噴射器3、點(diǎn)火系統(tǒng)4、可變閥門5、高壓燃料栗17等)。另外，ECU20內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電路并不限定于此。
[0056]此處，在E⑶20的輸入電路20a如上述那樣被輸入有作為點(diǎn)火系統(tǒng)4的輸出信號(hào)的離子電流信號(hào)，E⑶20根據(jù)該輸入信號(hào)(離子電流信號(hào))，由CPU20e按照預(yù)先存儲(chǔ)在R0M20d的控制程序檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的爆震音。ECU20在檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生爆震音的情況下通過點(diǎn)火輸出電路20h向點(diǎn)火系統(tǒng)4發(fā)送控制信號(hào)來控制其點(diǎn)火時(shí)期。
[0057]接著，參照?qǐng)D4?圖7對(duì)利用E⑶20進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)100的爆震音檢測(cè)方法進(jìn)行概述。
[0058]圖4是表示從圖1所示的ECU向點(diǎn)火系統(tǒng)輸入的點(diǎn)火信號(hào)和從點(diǎn)火系統(tǒng)向ECU輸出的離子電流信號(hào)的一例的圖，是從上往下表示點(diǎn)火信號(hào)、正常燃燒時(shí)的離子電流信號(hào)、爆震產(chǎn)生時(shí)的離子電流信號(hào)的圖。
[0059]如圖所示，從點(diǎn)火系統(tǒng)4輸出的離子電流信號(hào)在正常燃燒時(shí)和爆震產(chǎn)生時(shí)一般具有三個(gè)波峰Pll?Pl3、p21?p23。最初的波峰pll、p21是離子電流值檢測(cè)部42內(nèi)置于點(diǎn)火系統(tǒng)4的情況下檢測(cè)到的波形，是在時(shí)刻tl被輸入點(diǎn)火信號(hào)時(shí)流動(dòng)至離子電流值檢測(cè)部42的電流作為離子電流信號(hào)輸出而檢測(cè)到的波形。檢測(cè)到最初的波峰pll、p21的時(shí)間實(shí)際上是在燃燒室12內(nèi)不存在燃燒火焰的時(shí)間，因此該波峰P11、p21作為噪聲處理。此外，下一個(gè)波峰pl2、p22是在通電時(shí)間Δ ta后的時(shí)刻t2遮斷點(diǎn)火信號(hào)、在火花塞4a的縫隙間產(chǎn)生火花核后檢測(cè)到的波形，是雖然在該縫隙間產(chǎn)生火花核的期間未檢測(cè)到離子電流信號(hào)但是檢測(cè)到之后的燃燒初期的火焰中的離子成分而形成的波形。此外，最后的波峰Pl3、p23是在從放電期間Atb后的時(shí)刻t3開始、燃燒火焰燃至整個(gè)燃燒室12的過程中檢測(cè)到的波形，與燃燒室12內(nèi)的壓力波形大致一致，是檢測(cè)到主要的燃燒部分的火焰中的離子成分而形成的波形。
[0060]在發(fā)動(dòng)機(jī)100的爆震產(chǎn)生時(shí)，主要在最后的波峰p23出現(xiàn)變化。具體而言，在爆震產(chǎn)生時(shí)，燃燒室12內(nèi)的壓力和溫度上升，最后的波峰p23比正常燃燒時(shí)的最后的波峰pl3大，在其最后的波峰P23中含有具有爆震頻率(爆震中特有的頻率)的爆震振動(dòng)成分(起因于爆震產(chǎn)生的振動(dòng)成分)。
[0061]圖5是表示爆震強(qiáng)度與離子電流值振動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系的圖。此處，爆震強(qiáng)度是與爆震音的產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的值，是對(duì)爆震窗口中的熱產(chǎn)生率進(jìn)行頻率分析，特別將FFT分析獲得的結(jié)果中爆震頻率帶的信號(hào)電平相加(積算)而得到值。另外，熱產(chǎn)生率從缸內(nèi)壓力求取，與爆震的產(chǎn)生具有高關(guān)聯(lián)性。在爆震產(chǎn)生時(shí)在汽缸內(nèi)產(chǎn)生壓力振動(dòng)，在熱產(chǎn)生率中出現(xiàn)同樣的振動(dòng)，爆震強(qiáng)度也變高。另一方面，在非爆震產(chǎn)生時(shí)在汽缸內(nèi)不產(chǎn)生壓力振動(dòng)，在熱產(chǎn)生率中也不出現(xiàn)振動(dòng)，爆震強(qiáng)度變低。此外，離子電流值振動(dòng)強(qiáng)度是將對(duì)爆震窗口中的離子電流信號(hào)進(jìn)行FFT分析而得到的結(jié)果中爆震頻率帶的信號(hào)電平相加而得到的值。
[0062]如圖5所示，確認(rèn)到一般使用對(duì)爆震窗口中的離子電流信號(hào)進(jìn)行FFT分析而得到的結(jié)果計(jì)算出的離子電流值振動(dòng)強(qiáng)度與爆震強(qiáng)度之間的相關(guān)性低(相關(guān)系數(shù)R2為大致0.02)，確認(rèn)到離子電流值振動(dòng)強(qiáng)度與產(chǎn)生爆震音的相關(guān)性低。認(rèn)為這是因?yàn)樵诒甬a(chǎn)生時(shí)離子電流中所含的爆震振動(dòng)成分微弱，相對(duì)于成為基數(shù)的離子電流信號(hào)，爆震振動(dòng)成分小，因此不能從離子電流信號(hào)正確地提取爆震振動(dòng)成分。
[0063]與此相對(duì)，圖6是表示爆震強(qiáng)度與離子微分值振動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系的圖。此處，離子微分值振動(dòng)強(qiáng)度是，將對(duì)爆震窗口中的離子電流信號(hào)進(jìn)行微分而得到的離子微分值進(jìn)行FFT分析而獲得的結(jié)果中爆震頻率帶的信號(hào)電平相加所得到的值。另外，離子微分值是指一定時(shí)間寬度的離子電流信號(hào)的差。
[0064]如上所述，雖然使用對(duì)爆震窗口中的離子電流信號(hào)進(jìn)行FFT分析而得到的結(jié)