HCCI燃烧作为一种新概念的燃烧方式,因为其高效、节能和低排放的特性,正日益受到国内外的广泛关注。探索一种简单可靠的HCCI燃烧过程传感装置,是实现燃烧过程闭环控制,解决HCCI燃烧系统实用化所面临燃烧实时控制和HCCI/SI模式过渡控制等多个难点问题的重要手段。火花塞离子电流传感技术作为一种低成本的燃烧监测元件,不需要增加传感器,也不必对发动机进行其他改动,而且可以多缸同采用以解决HCCI燃烧多缸一致性控制问题。因此本研究具有很高的实际应用价值。本文首先研究火花塞离子电流的检测机理,并搭建了HCCI汽油机离子电流检测研究平台,实现HCCI燃烧过程中火花塞离子电流信号的实时检测。在均质压缩燃烧和火花辅助均质压缩燃烧两种工作模式下进行离子电流信号检测试验,验证了火花塞离子电流信号检测的可行性。研究了HCCI燃烧下离子电流特性及其影响因素。试验结果表明:偏置电源电压影响离子电流信号的幅值和终点相位;在空燃比为1附近所检测的离子电流信号的幅值最大,离子电流信号相位最早;燃烧负荷主要影响离子电流信号的幅值。通过对不同爆震强度和失火燃烧下的离子电流信号与正常燃烧下的离子电流信号特征参数的研究表明,离子电流信号的幅值可用于爆震强度指示和失火的实时检测。系统研究了离子电流信号与HCCI燃烧过程之间的相关性。结果表明:离子电流信号的拐点相位、峰值相位与HCCI燃烧相位高度线性相关,离子电流信号的拐点值、峰值、积分值与HCCI燃烧速度有较好的相关性。在HCCI发动机燃烧过程检测中,选择离子电流信号的峰值相位指示HCCI燃烧相位,离子电流信号的峰值指示燃烧负荷、燃烧速度变化情况,是实现代价最低,最实际可行的检测方法。