离子电流法监测发动机燃烧状况的技术

发动机在线失火诊断技术是实施OBDII的关键技术之一。试验表明，当发动机失火比率为2%时，可能造成排放高达标准（FTP）的1.5倍，而且还会导致三元催化转化器损坏。为此，OBDII对发动机失火诊断提出了更加严格的规定，要求车载诊断系统能在发动机全工况范围内精确地进行失火诊断，并精确地判断出是哪一缸失火。
失火监测可以通过监测曲轴旋转角速度的波动、缸内压力、废气压力或废气中的氧的浓度等实现，目前运用较多的是基于曲轴转速波动法的失火诊断方法，但这种方法存在以下一些不足：1、对于多缸发动机，因发动机运转较平稳，难以进行准确的失火诊断；2、对于小排量发动机，在高速低负荷、工况变化及路况不良的状态下易出现漏判或误诊等现象；3、当多缸失火时，存在故障缸难以定位的问题。因此曲轴转速波动法已难以满足越来越严格的OBD法规对发动机失火在线诊断的要求。
近年来，一些高级轿车发动机纷纷采用一种新的技术，即离子电流检测技术，如2005款奔驰S600的发动机，2006款宝马M3、M5的发动机，以及绅宝9000系列的B235型发动机等，均开始应用离子电流技术监测发动机失火与爆震，对点火系统实施更加精确的控制与诊断。

所谓离子电流法，就是利用发动机自身的火花塞作为传感器，在火花塞的2电极间外加一个适当的偏置电压，当发动机燃烧室内混合气燃烧时，混合气被离子化，则火花塞间隙附近的带电离子在外电场的作用下发生定向流动，形成的电流即为火花塞离子电流。由于火花塞离子电流信号包含大量发动机燃烧和运转的信息，通过信号采集和处理，提取我们所关心的发动机运行参数，进而实施对发动机的状态监测、反馈控制及故障诊断等。