JP3662364B2 - 内燃機関のノッキング検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関のノッキング検出装置に係わり、特に燃焼不安定に起因するノイズによるノッキング状態とする誤判定の発生を防止することのできる内燃機関のノッキング検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンを燃料とする内燃機関では、ピストンで圧縮した混合気に点火栓で着火し、混合気を燃焼させることによって出力を得ている。即ち正常な燃焼においては、点火栓のギャップの近傍に混合気の火炎核が形成され、この火炎核が燃焼室全体に伝播する。
【０００３】
点火栓による点火時期は内燃機関出力と密接に関係しており、点火時期が遅すぎると火炎伝播速度も遅くなるため燃焼は緩慢となり燃焼効率の低下を招き、ひいては内燃機関出力も低下する。
逆に点火時期を早めると火炎の伝播が早まり燃焼最大圧力が上昇して内燃機関出力は増加する。しかし点火時期を過度に早めると、混合気が火炎の伝播を待たずに自己着火するノッキングが発生し、内燃機関を損傷するおそれも生じる。
【０００４】
即ち、点火時期をノッキングが発生する直前の領域（ＭＢＴ＝Minimum Spark Advance for Best Torque ）として内燃機関を運転することが燃費、出力の点で有利であり、ノッキングの発生を確実に検出することは極めて重要である。
従来からノッキングを検出するために振動センサの一種であるノックセンサが使用されてきたが、混合気の燃焼により燃焼室内にイオンが発生し、イオン電流が流れることを利用したノッキング検出装置も検討されている。
【０００５】
図１は内燃機関の点火回路の概略図であって、イグニッションコイル１１の１次コイル１１１の一端はバッテリ１２の正電極に接続されている。そして他の一端はイグナイタに含まれるスイッチング用のトランジスタ１３のコレクタ、エミッタを介して接地される。
なお、トランジスタ１３のベースは点火時期制御部１４に接続され、点火時期制御部１４からイグニッション信号ＩＧＴが出力されたときに導通する。
【０００６】
イグニッションコイル１１の２次コイル１１２の一端もバッテリ１２の正電極に接続されているが、他端は逆流防止用ダイオード１５、ディストリビュータ１６、ハイテンションケーブル１７を介して点火栓１８に接続される。
イオン電流検出部１９はイグニッションコイル１１の２次コイル１１２の他端に点火栓１８と並列に接続される。
【０００７】
イオン電流は、保護ダイオード１９１を介して電流−電圧変換抵抗１９２、バイアス電源１９３の直列回路に導かれる。電流−電圧変換抵抗１９２と保護ダイオード１９１との接続点に発生する電圧は直流成分カット用のコンデンサ１９４を介して、演算増幅器と抵抗とで構成される増幅回路１９５に導かれる。
従ってイオン電流検出部１９の出力端子１９６にはイオン電流の交流成分に比例した電圧信号が出力される。
【０００８】
図２は点火回路（図１）の各部の電圧波形図であって、上から順に、イグニッション信号ＩＧＴ、１次コイル接地端側（Ｐ点）電圧、２次コイル高電圧端側（Ｓ点）電圧、増幅回路（Ｉ点）電圧を表す。なお、横軸は時間を表す。
時刻ｔ1 においてイグニッション信号ＩＧＴが“Ｈ”レベルとなりトランジスタ１３が導通状態となると、イグニッションコイル１１の１次コイル１１１の接地側端子Ｐの電圧は低下する。２次コイルの接地側端子Ｓには時刻ｔ1 の直後に負の高電圧パルスが発生するが、点火栓１８への流れ込みは逆流防止用ダイオード１５に阻止される。
【０００９】
時刻ｔ2 においてイグニッション信号ＩＧＴが“Ｌ”レベルとなりトランジスタ１３が遮断状態となると、１次コイル１１１の接地側端子Ｐの電圧は急激に上昇し、２次コイルの高電圧側端子Ｓに正の高電圧パルスが発生する。
この正の高電圧パルスは逆流防止用ダイオード１５に阻止されることなく点火栓１８に流れ込み放電するが、イオン検出部１７への流れ込みは保護ダイオード１９１によって阻止される。
【００１０】
さらに、点火栓１８の放電後の時刻ｔ3 〜ｔ4 にかけて、ハイテンションケーブル１７等が浮遊インダクタンスおよび浮遊キャパシタンスを有することに起因してイグニッションコイル１１に残留しているエネルギによるＬＣ共振が発生する。
気筒内の混合気は点火栓１８の放電により着火し、火炎が拡散するに応じて気筒内にイオンが発生するためイオン電流が流れ始める。イオン電流は気筒内圧力の上昇に応じて増加し、気筒内圧力の低下とともに減少する。
【００１１】
そして、内燃機関にノッキングが発生した場合には、イオン電流がピークに到達した後の減少時期に特定の周波数（約６ＫＨｚ）のノッキング信号が重畳する。
従って、イオン電流によってノッキングを検出するためには、この特定周波数のノッキング信号だけを検出し他の信号（例えばＬＣ共振波形）は除去することが好ましいため、余分な信号がなくなる時刻以後の時刻ｔ5 で開となりイオン電流減少後の適当な時刻（例えばＡＴＤＣ６０゜）ｔ6 で閉となるノッキングウインドを設け、ノッキングウインドが開となっている期間のイオン電流検出部１９の出力に基づきノッキングを検出することが好ましい。
【００１２】
しかしながら、イオン電流検出部１９は極く微小なイオン電流を検出するために増幅回路１９５の入力インピーダンスおよびゲインを極めて高くする必要があり、点火栓１８のコロナ放電等によるノイズを拾いやすいものとなることは避けることができない。
上記課題を解決するためにバンドパスフィルタによりイオン電流検出部の出力からノッキング周波数成分だけを抽出し、このノッキング周波数成分を積分することによりノイズの影響を取り除くノッキング検出方法がすでに提案されている（特開平６−１５９１２９公報参照）。
【００１３】
図３は従来のノッキング検出装置の構成図であって、イオン電流検出部１７の出力はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）部３２、積分部３３を介して処理部３４に取り込まれる。なお積分部３３の動作は、点火後内燃機関回転数および負荷に応じて定まる所定時間後に開となり、開後クランク角度に換算して約５０°ＣＡに相当する閉鎖時間後に閉となるノッキングウインドによって制御される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内燃機関がＮＯx の排出量を抑制するために排気ガス再循環（ＥＧＲ＝Exhaust Gas Recircuration ）が行われる運転状態においては内燃機関燃焼室内の燃焼が不安定となりイオン電流にノイズが重畳するが、このノイズはノッキングに近接した周波数成分を有するためこのノイズにより積分部の出力が大きくなり、ノッキングが発生しているとする誤判定を回避することはできない。
【００１５】
図４は課題の説明図であって、（イ）は内燃機関最大負荷（ＷＯＴ＝Wide Open Throttle）で運転中のイオン電流を、（ロ）はＥＧＲ中のイオン電流を示す。なお（イ）（ロ）とも上から順にイオン電流検出部出力、バンドパスフィルタ部出力、積分部を表す。
即ちＬＣ共振マスクの開後のイオン電流検出部出力には、最大負荷運転中であれば火炎の発生による第１のピークと気筒内圧力の上昇による第２のピークが明確に表れるが、ＥＧＲ中であれば燃焼が不安定であるために波形は不規則となりノッキングウインドが開となった後に積分部３３の出力を増加させ誤判定の原因となる。
【００１６】
ここでＥＧＲが行われるのは低負荷域であるが、低負荷域であっても燃焼が不安定にならない状態もなる。
図５は負荷とイオン電流検出部出力との関係図であって、横軸に吸気管圧力（負荷に相当する。）、縦軸にイオン電流検出部出力をとる。また、各点から上方に延びる矢印の長さはノイズの３σ（振幅の分散の３倍）を表す。
【００１７】
即ちＷＯＴ状態を基準とすると、ＥＧＲ中であればイオン電流の平均値は吸気管圧力が高負圧となるほど、即ち負荷が低くなるほど大きくなり、かつ３σも大きくなる。しかしＥＧＲ中であっても点火角を進角すればイオン電流の平均値および３σは小さくなり、またＥＧＲを停止してもイオン電流の平均値および３σは小さくなる。
【００１８】
従って、ＷＯＴ状態におけるイオン電流の平均値に基づいてノッキング判定レベルを定めた場合には運転状況によっては燃焼不安定に基づきノッキングが発生したとする誤判定が発生し、その結果点火時期が遅角側に制御され出力が低下あるいはドライバビリティが悪化することは避けることができない。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、燃焼不安定に起因するノイズによるノッキング状態とする誤判定の発生を防止することのできる内燃機関のノッキング検出装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置は、内燃機関の燃焼室内に設置される一対の電極に電圧を印加し燃焼室内の混合気が燃焼する際に発生するイオンを介してこの一対の電極間を流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イオン電流検出手段の出力信号からノッキングの発生を表すノッキング周波数成分を抽出するノッキング周波数成分抽出手段と、ノッキング周波数成分抽出手段によって抽出されたノッキング周波数成分がしきい値以上であるか否かを判定することによってノッキングが発生しているか否かを判定するノッキング発生判定手段と、高負荷運転時に求められるイオン電流検出手段の出力信号に基づく学習値とイオン電流の積分値の移動平均値とを比較することにより内燃機関の気筒内の燃焼安定度合を検出する燃焼度合検出手段と、燃焼度合検出手段により検出された燃焼安定度合に応じてノッキング発生判定手段で使用されるしきい値を変更するしきい値変更手段と、を具備する。
【００２０】
本装置にあっては、気筒内における燃焼の安定度合に基づいてノッキング発生とするしきい値が変更されるため、燃焼が不安定となってもノッキングが発生したとする誤判定が防止され、誤って遅角制御がなされることがない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図６は本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置の実施例の構成図であって、内燃機関６においてピストン６００、吸気弁６１０および排気弁６２０で画成される燃焼室６０１には、エアクリーナ６１１から吸入される吸入空気と燃料噴射弁６１５から噴射される燃料の混合気が供給される。
【００２２】
なお吸入空気量はエアフローメータ６１２で計測され、吸気管６１３の途中に配置されるスロットル弁６１４で調整される。
ピストン６００で圧縮された混合気は、ピストン６００の上死点近傍において点火栓１８の放電により着火し、燃焼により膨張してピストン６００を押し下げ駆動力を発生する。
【００２３】
燃焼後の排気ガスは排気弁６２０から排気管６２１に排出されるが、排気ガス中の酸素濃度は排気管６２１に設置される空燃比センサ６２２によって検出される。
また内燃機関６を冷却する冷却水の温度はウオータジャケット６０２に挿入された冷却水温度センサ６０３によって検出される。
【００２４】
燃焼室６０１内を流れるイオン電流は点火栓１８、イオン検出部１９を介してＬＣ共振マスク部３１に導かれる。ＬＣ共振マスク部３１の出力は、ノッキングに特有の周波数成分（約６ＫＨｚ）だけを通過させるバンドパフィルタ３２を介してバンドパフィルタ３２の出力を積分する積分部３３に供給される。そして、積分部３３は点火時期制御部１４に接続される。
【００２５】
点火時期制御部１４はマイクロコンピュータシステムであって、バス１４０を中心として、アナログ入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４１、ディジタル入力Ｉ／Ｆ１４２、出力Ｉ／Ｆ１４３、ＣＰＵ１４４およびメモリ１４５から構成される。
即ち積分部３３の出力はアナログ入力Ｉ／Ｆ１４１に接続されるが、アナログ入力Ｉ／Ｆ１４１にはエアフローメータ６１２、冷却水温度センサ６０３および空燃比センサ６２２も接続される。
【００２６】
出力Ｉ／Ｆ１４３からは燃料噴射弁６１５に対する開弁指令が出力されるほか、点火指令信号ＩＧＴおよびイオン電流取り込み制御信号が出力される。
即ち点火指令信号ＩＧＴはイグニッションコイル１１で昇圧され、ディストリビュータ１６、ハイテンションケーブル１７を介して点火栓１８に送られる。なお、ディストリビュータ１６は例えば３０°ＣＡ（クランク角）ごとにパルス信号を発生するクランク角センサ１６１および例えば７２０°ＣＡごとにパルス信号を発生する基準角センサ１６２が内蔵し、それぞれの出力はディジタル入力Ｉ／Ｆ１４２を介して点火時期制御部１４に取り込まれ、内燃機関回転数Ｎｅの算出、燃料噴射弁６１５の開閉時期制御および点火指令信号ＩＧＴの出力時期制御に使用される。
【００２７】
また、イオン電流取り込み制御信号はＬＣ共振マスク部３１をＬＣ共振が発生している間オフとしてＬＣ共振波形が取り込まれることを防止するほか、積分部３３にも供給されノッキングウインドの期間内の積分部３３の動作を許容する。
図７は、点火時期制御部１４のＣＰＵ１４４で実行されるノッキング制御ルーチンのフローチャートであって、内燃機関６の各気筒の点火時期演算タイミング毎に実行される。即ち各変数は気筒毎に定められる。
【００２８】
ステップ７０で積分部３３の出力ＶＫＮおよび内燃機関回転数Ｎｅを読み込み、ステップ７１で回転数域決定処理、ステップ７２でバックグランド算出処理、そしてステップ７３で係数算出処理を実行するが、処理の内容は後述する。
ステップ７４において、イオン電流の積分値ＶＫＮがバックグランドＶＢＧの係数算出処理において定められた第１の係数（Ｋ１）倍以上であるかを判定する。そして肯定判定されたときは、ステップ７５においてイオン電流のピークＶＫＮがバックグランドＶＢＧの係数算出処理において定められた第２の係数（Ｋ２）倍以上であるかを判定する。
【００２９】
ステップ７５で肯定判定されたとき、即ちノッキングが大きいときには、ステップ７６で点火時期補正値ΔＴＩを予め定められた大遅角量（−ＤＴＨ）に設定してステップ７９に進む。
ステップ７５で否定判定されたとき、即ちノッキングは発生しているものの小さいと判断されるときは、ステップ７７で点火時期補正値ΔＴＩを予め定められた小遅角量（−ＤＴＬ）に設定してステップ７９に進む。
【００３０】
なお、ステップ７４で否定判定されたとき、即ち実際にノッキングが発生していないと判断されるときは、ステップ７８で点火時期補正値ΔＴＩを予め定められた進角量ＬＴに設定してステップ７９に進む。
ここで０＜ＬＴ＜＜ＤＴＬ＜ＤＴＨとするが、これはノッキングが発生していないときに徐々に点火時期を進角し、ノッキングが発生したときには一挙に点火時期を遅角させてノッキングを抑制するためである。さらに本実施例においてはノッキングレベルが高いときには遅角量を大きくして抑制効果を高めている。
【００３１】
そして、ステップ７９で点火時期制御処理を実行してこのルーチンを終了するが、点火時期制御処理については後述する。
図８はノッキング制御ルーチンのステップ７１で実行される回転数区域決定処理のフローチャートであって、ステップ７１０において内燃機関回転数Ｎｅの区域を示すインデックスｊを初期値 “１" に設定する。
【００３２】
ステップ７１１で現在の内燃機関回転数Ｎｅが予め定めた回転数区域のいづれに属するかを次式により判定する。
Ｎ（ｊ）≦Ｎｅ＜Ｎ（ｊ＋１）
ここで、回転数区域は例えば、Ｎ（１）＝０，Ｎ（２）＝１０００，Ｎ（３）＝２０００・・・Ｎ（Ｊ）＝１００００のように１０００回転毎に区分される。
【００３３】
ステップ７１１で肯定判定されれば、回転数区域ｊが決定されたものとしてこの処理を終了する。
ステップ７１１で否定判定されれば、ステップ７１２に進みインデックスｊをインクリメントしてステップ７１１に戻る。
図９はノッキング制御ルーチンのステップ７２で実行されるバックグランド算出処理のフローチャートであって、ステップ７２０で次式に基づいて更新量ＤＬＢＧが算出される。
【００３４】
ＤＬＢＧ（ｊ）←｜ＶＢＧi-1 （ｊ）−ＶＫＮ｜／４
ここでＶＢＧi-1 は前回の演算で算出されたバックグランドであり、更新量ＤＬＢＧは前回の演算までのバックグランドと今回のピーク値ＶＫＮとの差の絶対値の１／４の値として算出される。
ステップ７２１およびステップ７２２において更新量ＤＬＢＧ（ｊ）が予め定められた上限ガード値ＧＤＬＢＧ（ｊ）以下に制限される。
【００３５】
ステップ７２３およびステップ７２４において今回のピーク値ＶＫＮがＶＢＧi-1 （ｊ）×１以上の所定係数（例えば１．５）以上であるか、ＶＢＧi-1 （ｊ）×所定係数以下ＶＢＧi-1 （ｊ）以上であるか、ＶＢＧi-1 （ｊ）以下であるかが判定される。
そしてＶＢＧi-1 （ｊ）×所定係数以上であるときは、ステップ７２５で次式によりバックグランドＶＢＧを更新する。
【００３６】
ＶＢＧ（ｊ）←ＶＢＧi-1 （ｊ）＋ＤＬＢＧ（ｊ）
ＶＢＧi-1 （ｊ）×所定係数以下ＶＢＧi-1 （ｊ）以上であるときは、ステップ７２６で次式によりバックグランドＶＢＧを更新する。
ＶＢＧ（ｊ）←ＶＢＧi-1 （ｊ）＋ＤＬＢＧ（ｊ）＋α
ＶＢＧi-1 （ｊ）以下であるときは、ステップ７２７で次式によりバックグランドＶＢＧ（ｊ）を更新する。
【００３７】
ＶＢＧ（ｊ）←ＶＢＧi-1 （ｊ）＋ＤＬＢＧ（ｊ）−α
ここで、αはバックグランドＶＢＧ（ｊ）を適切な範囲の値とするための調整係数である。
最後に、ステップ７２８において次回の演算に備えてＶＢＧi-1 （ｊ）を今回算出されたバックグランドＶＢＧ（ｊ）に設定してこの処理を終了する。
【００３８】
図１０はノッキング制御ルーチンのステップ７３で実行される係数算出処理のフローチャートであって、ステップ７３０で現在の運転状態がＷＯＴ近傍であるかが、例えば吸気管圧力Ｐｍが−７５ｍｍＨｇ以上であるかが判定される。
ステップ７３０で肯定判定されたとき、即ち高負荷運転状態であればステップ７３１で次式によりバックグランド学習値ＧＢＧ（ｊ）を算出して、ステップ７３３に進む。
【００３９】
ＧＢＧ（ｊ）←｛ＶＢＧ（ｊ）＋ＧＢＧi-1 （ｊ）｝／２
ステップ７３０で否定判定されたとき、即ち低負荷運転であればステップ７３２に進み、気筒内での燃焼が安定しているかを現在のバックグランド値ＶＢＧ（ｊ）がバックグランド学習値ＧＢＧ（ｊ）より大であるかにより判定する。
ＶＢＧ（ｊ）＞ＧＢＧ（ｊ）
ステップ７３２で否定判定されたとき、即ち燃焼が安定していると判定されるときはステップ７３３に進み、肯定判定されたとき、即ち燃焼が不安定であると判断されるときはステップ７３４に進む。
【００４０】
ステップ７３３では、燃焼安定時の係数Ｋ１およびＫ２を内燃機関回転数の関数として定め、この処理を終了する。
Ｋ１←Ｋ１ST（Ｎｅ）
Ｋ２←Ｋ２ST（Ｎｅ）
ステップ７３４では、燃焼不安定時の係数Ｋ１およびＫ２を内燃機関回転数の関数として定め、この処理を終了する。
【００４１】
Ｋ１←Ｋ１US（Ｎｅ）
Ｋ２←Ｋ２US（Ｎｅ）
図１１は、係数Ｋ１およびＫ２を算出するためのマップであって、横軸に内燃機関回転数Ｎｅを、縦軸に係数Ｋ１およびＫ２をとる。
なお太実線は燃焼安定時のＫ１を、細実線は燃焼安定時のＫ２を、太破線は燃焼不安定時のＫ１を、細破線は燃焼不安定時のＫ２を、それぞれ表す。
【００４２】
即ち、係数Ｋ１およびＫ２は燃焼不安定時の方が燃焼安定時よりも大に設定するが、これはノッキングが発生したとの誤判定により遅角操作が行われることを防止するためである。
さらに、係数Ｋ１およびＫ２は内燃機関回転数Ｎｅが高となるほど小となり、またＫ１＜Ｋ２である。
【００４３】
図１２はノッキング制御ルーチンのステップ７９で実行される点火時期制御処理のフローチャートであって、ステップ７９０でクランク角センサ１６１から出力されるパルスに基づいて決定される内燃機関回転数Ｎｅおよびエアフローメタ６１２で検出される吸入空気量Ｑａを読み込み、ステップ７９１で内燃機関回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑａの関数として次式により基準点火時期ＴＢが算出される。
【００４４】
ＴＢ←ＴＢ（Ｎｅ，Ｑａ）
ステップ７９２で前回算出された点火時期ＴＩi-1 に点火時期補正値ΔＴＩを加算して今回の点火時期ＴＩを算出する。
ＴＩ←ＴＩi-1 ＋ΔＴＩ
なお、本実施例においては正数を加算したときに点火時期は進角し、正数を減算したときに点火時期は遅角するものとする。
【００４５】
そして、ステップ７９３および７９４で今回の点火時期ＴＩが最進角点火時期である基準点火時期ＴＢと予め定められた最遅角点火時期ＴＤの間にあるかが判定される。
即ち、今回の点火時期ＴＩが基準点火時期ＴＢ以上であればステップ７９３で肯定判定され、ステップ７９５で今回の点火時期ＴＩを基準点火時期ＴＢに置き換えてステップ７９７に進む。
【００４６】
逆に、今回の点火時期ＴＩが最遅角点火時期ＴＤ以下であればステップ７９４で肯定判定され、ステップ７９６で今回の点火時期ＴＩを最遅角点火時期ＴＤに置き換えてステップ７９７に進む。なお、今回の点火時期ＴＩが基準点火時期ＴＢと最遅角点火時期ＴＤの間にあるときは直接ステップ７９７に進む。
そして、ステップ７９７で出力Ｉ／Ｆ１４３を介してイグニッションコイル１１に点火指令信号ＩＧＴを出力し、ステップ７９８で次回の演算に備えて前回算出された点火時期ＴＩi-1 を今回の点火時期ＴＩに更新してこの処理を終了する。
【００４７】
上記実施例においては、バックグランド値としてノッキング周波数成分の積分値の移動平均を使用しているが、中央値（メジアン）あるいはバラツキ（分散）を使用することも可能である。
また、ノッキング周波数成分の積分値に代えてピークホルダに保持されるピーク値を使用することも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置によれば、内燃機関気筒内における燃焼安定度合に応じてイオン電流のノッキング周波数に基づくノッキング判定に使用するしきい値を変更することにより誤判定による点火時期の遅角を防止し、内燃機関出力の低下もしくはドライバビリティの悪化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の点火回路の概念図である。
【図２】点火回路の各部の電圧波形図である。
【図３】従来のイオン電流によるノッキング検出装置の構成図である。
【図４】課題の説明図である。
【図５】負荷とイオン電流検出部出力との関係図である。
【図６】本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置の実施例の構成図である。
【図７】ノッキング制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】回転数区域決定処理のフローチャートである。
【図９】バックグランド算出処理のフローチャートである。
【図１０】係数算出処理のフローチャートである。
【図１１】係数を決定するためのマップである。
【図１２】点火時期制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
６…内燃機関
１１…イグニッションコイル
１４…点火時期制御部
１６…ディストリビュータ
１７…ハイテンションケーブル
１８…点火栓
１９…イオン電流検出部
３１…ＬＣ共振マスク部
３２…バンドパスフィルタ部
３３…ピークホールド部
１４０…バス
１４１…アナログ入力インターフェイス
１４２…ディジタル入力インターフェイス
１４３…出力インターフェイス
１４４…ＣＰＵ
１４５…メモリ
１６１…クランク角センサ
１６２…基準角センサ
６００…ピストン
６０１…燃焼室
６０２…ウオータジャケット
６０３…冷却水温度センサ
６１０…吸気弁
６１１…エアクリーナ
６１２…エアフローメータ
６１３…吸気管
６１４…スロットス弁
６１５…燃料噴射弁
６２０…排気弁
６２１…排気管
６２２…空燃比センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関のノッキング検出装置に係わり、特に燃焼不安定に起因するノイズによるノッキング状態とする誤判定の発生を防止することのできる内燃機関のノッキング検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンを燃料とする内燃機関では、ピストンで圧縮した混合気に点火栓で着火し、混合気を燃焼させることによって出力を得ている。即ち正常な燃焼においては、点火栓のギャップの近傍に混合気の火炎核が形成され、この火炎核が燃焼室全体に伝播する。
【０００３】
点火栓による点火時期は内燃機関出力と密接に関係しており、点火時期が遅すぎると火炎伝播速度も遅くなるため燃焼は緩慢となり燃焼効率の低下を招き、ひいては内燃機関出力も低下する。
逆に点火時期を早めると火炎の伝播が早まり燃焼最大圧力が上昇して内燃機関出力は増加する。しかし点火時期を過度に早めると、混合気が火炎の伝播を待たずに自己着火するノッキングが発生し、内燃機関を損傷するおそれも生じる。
【０００４】
即ち、点火時期をノッキングが発生する直前の領域（ＭＢＴ＝Minimum Spark Advance for Best Torque ）として内燃機関を運転することが燃費、出力の点で有利であり、ノッキングの発生を確実に検出することは極めて重要である。
従来からノッキングを検出するために振動センサの一種であるノックセンサが使用されてきたが、混合気の燃焼により燃焼室内にイオンが発生し、イオン電流が流れることを利用したノッキング検出装置も検討されている。
【０００５】
図１は内燃機関の点火回路の概略図であって、イグニッションコイル１１の１次コイル１１１の一端はバッテリ１２の正電極に接続されている。そして他の一端はイグナイタに含まれるスイッチング用のトランジスタ１３のコレクタ、エミッタを介して接地される。
なお、トランジスタ１３のベースは点火時期制御部１４に接続され、点火時期制御部１４からイグニッション信号ＩＧＴが出力されたときに導通する。
【０００６】
イグニッションコイル１１の２次コイル１１２の一端もバッテリ１２の正電極に接続されているが、他端は逆流防止用ダイオード１５、ディストリビュータ１６、ハイテンションケーブル１７を介して点火栓１８に接続される。
イオン電流検出部１９はイグニッションコイル１１の２次コイル１１２の他端に点火栓１８と並列に接続される。
【０００７】
イオン電流は、保護ダイオード１９１を介して電流−電圧変換抵抗１９２、バイアス電源１９３の直列回路に導かれる。電流−電圧変換抵抗１９２と保護ダイオード１９１との接続点に発生する電圧は直流成分カット用のコンデンサ１９４を介して、演算増幅器と抵抗とで構成される増幅回路１９５に導かれる。
従ってイオン電流検出部１９の出力端子１９６にはイオン電流の交流成分に比例した電圧信号が出力される。
【０００８】
図２は点火回路（図１）の各部の電圧波形図であって、上から順に、イグニッション信号ＩＧＴ、１次コイル接地端側（Ｐ点）電圧、２次コイル高電圧端側（Ｓ点）電圧、増幅回路（Ｉ点）電圧を表す。なお、横軸は時間を表す。
時刻ｔ1 においてイグニッション信号ＩＧＴが“Ｈ”レベルとなりトランジスタ１３が導通状態となると、イグニッションコイル１１の１次コイル１１１の接地側端子Ｐの電圧は低下する。２次コイルの接地側端子Ｓには時刻ｔ1 の直後に負の高電圧パルスが発生するが、点火栓１８への流れ込みは逆流防止用ダイオード１５に阻止される。
【０００９】
時刻ｔ2 においてイグニッション信号ＩＧＴが“Ｌ”レベルとなりトランジスタ１３が遮断状態となると、１次コイル１１１の接地側端子Ｐの電圧は急激に上昇し、２次コイルの高電圧側端子Ｓに正の高電圧パルスが発生する。
この正の高電圧パルスは逆流防止用ダイオード１５に阻止されることなく点火栓１８に流れ込み放電するが、イオン検出部１７への流れ込みは保護ダイオード１９１によって阻止される。
【００１０】
さらに、点火栓１８の放電後の時刻ｔ3 〜ｔ4 にかけて、ハイテンションケーブル１７等が浮遊インダクタンスおよび浮遊キャパシタンスを有することに起因してイグニッションコイル１１に残留しているエネルギによるＬＣ共振が発生する。
気筒内の混合気は点火栓１８の放電により着火し、火炎が拡散するに応じて気筒内にイオンが発生するためイオン電流が流れ始める。イオン電流は気筒内圧力の上昇に応じて増加し、気筒内圧力の低下とともに減少する。
【００１１】
そして、内燃機関にノッキングが発生した場合には、イオン電流がピークに到達した後の減少時期に特定の周波数（約６ＫＨｚ）のノッキング信号が重畳する。
従って、イオン電流によってノッキングを検出するためには、この特定周波数のノッキング信号だけを検出し他の信号（例えばＬＣ共振波形）は除去することが好ましいため、余分な信号がなくなる時刻以後の時刻ｔ5 で開となりイオン電流減少後の適当な時刻（例えばＡＴＤＣ６０゜）ｔ6 で閉となるノッキングウインドを設け、ノッキングウインドが開となっている期間のイオン電流検出部１９の出力に基づきノッキングを検出することが好ましい。
【００１２】
しかしながら、イオン電流検出部１９は極く微小なイオン電流を検出するために増幅回路１９５の入力インピーダンスおよびゲインを極めて高くする必要があり、点火栓１８のコロナ放電等によるノイズを拾いやすいものとなることは避けることができない。
上記課題を解決するためにバンドパスフィルタによりイオン電流検出部の出力からノッキング周波数成分だけを抽出し、このノッキング周波数成分を積分することによりノイズの影響を取り除くノッキング検出方法がすでに提案されている（特開平６−１５９１２９公報参照）。
【００１３】
図３は従来のノッキング検出装置の構成図であって、イオン電流検出部１７の出力はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）部３２、積分部３３を介して処理部３４に取り込まれる。なお積分部３３の動作は、点火後内燃機関回転数および負荷に応じて定まる所定時間後に開となり、開後クランク角度に換算して約５０°ＣＡに相当する閉鎖時間後に閉となるノッキングウインドによって制御される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内燃機関がＮＯx の排出量を抑制するために排気ガス再循環（ＥＧＲ＝Exhaust Gas Recircuration ）が行われる運転状態においては内燃機関燃焼室内の燃焼が不安定となりイオン電流にノイズが重畳するが、このノイズはノッキングに近接した周波数成分を有するためこのノイズにより積分部の出力が大きくなり、ノッキングが発生しているとする誤判定を回避することはできない。
【００１５】
図４は課題の説明図であって、（イ）は内燃機関最大負荷（ＷＯＴ＝Wide Open Throttle）で運転中のイオン電流を、（ロ）はＥＧＲ中のイオン電流を示す。なお（イ）（ロ）とも上から順にイオン電流検出部出力、バンドパスフィルタ部出力、積分部を表す。
即ちＬＣ共振マスクの開後のイオン電流検出部出力には、最大負荷運転中であれば火炎の発生による第１のピークと気筒内圧力の上昇による第２のピークが明確に表れるが、ＥＧＲ中であれば燃焼が不安定であるために波形は不規則となりノッキングウインドが開となった後に積分部３３の出力を増加させ誤判定の原因となる。
【００１６】
ここでＥＧＲが行われるのは低負荷域であるが、低負荷域であっても燃焼が不安定にならない状態もなる。
図５は負荷とイオン電流検出部出力との関係図であって、横軸に吸気管圧力（負荷に相当する。）、縦軸にイオン電流検出部出力をとる。また、各点から上方に延びる矢印の長さはノイズの３σ（振幅の分散の３倍）を表す。
【００１７】
即ちＷＯＴ状態を基準とすると、ＥＧＲ中であればイオン電流の平均値は吸気管圧力が高負圧となるほど、即ち負荷が低くなるほど大きくなり、かつ３σも大きくなる。しかしＥＧＲ中であっても点火角を進角すればイオン電流の平均値および３σは小さくなり、またＥＧＲを停止してもイオン電流の平均値および３σは小さくなる。
【００１８】
従って、ＷＯＴ状態におけるイオン電流の平均値に基づいてノッキング判定レベルを定めた場合には運転状況によっては燃焼不安定に基づきノッキングが発生したとする誤判定が発生し、その結果点火時期が遅角側に制御され出力が低下あるいはドライバビリティが悪化することは避けることができない。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、燃焼不安定に起因するノイズによるノッキング状態とする誤判定の発生を防止することのできる内燃機関のノッキング検出装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置は、内燃機関の燃焼室内に設置される一対の電極に電圧を印加し燃焼室内の混合気が燃焼する際に発生するイオンを介してこの一対の電極間を流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イオン電流検出手段の出力信号からノッキングの発生を表すノッキング周波数成分を抽出するノッキング周波数成分抽出手段と、ノッキング周波数成分抽出手段によって抽出されたノッキング周波数成分がしきい値以上であるか否かを判定することによってノッキングが発生しているか否かを判定するノッキング発生判定手段と、高負荷運転時に求められるイオン電流検出手段の出力信号に基づく学習値とイオン電流の積分値の移動平均値とを比較することにより内燃機関の気筒内の燃焼安定度合を検出する燃焼度合検出手段と、燃焼度合検出手段により検出された燃焼安定度合に応じてノッキング発生判定手段で使用されるしきい値を変更するしきい値変更手段と、を具備する。
【００２０】
本装置にあっては、気筒内における燃焼の安定度合に基づいてノッキング発生とするしきい値が変更されるため、燃焼が不安定となってもノッキングが発生したとする誤判定が防止され、誤って遅角制御がなされることがない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図６は本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置の実施例の構成図であって、内燃機関６においてピストン６００、吸気弁６１０および排気弁６２０で画成される燃焼室６０１には、エアクリーナ６１１から吸入される吸入空気と燃料噴射弁６１５から噴射される燃料の混合気が供給される。
【００２２】
なお吸入空気量はエアフローメータ６１２で計測され、吸気管６１３の途中に配置されるスロットル弁６１４で調整される。
ピストン６００で圧縮された混合気は、ピストン６００の上死点近傍において点火栓１８の放電により着火し、燃焼により膨張してピストン６００を押し下げ駆動力を発生する。
【００２３】
燃焼後の排気ガスは排気弁６２０から排気管６２１に排出されるが、排気ガス中の酸素濃度は排気管６２１に設置される空燃比センサ６２２によって検出される。
また内燃機関６を冷却する冷却水の温度はウオータジャケット６０２に挿入された冷却水温度センサ６０３によって検出される。
【００２４】
燃焼室６０１内を流れるイオン電流は点火栓１８、イオン検出部１９を介してＬＣ共振マスク部３１に導かれる。ＬＣ共振マスク部３１の出力は、ノッキングに特有の周波数成分（約６ＫＨｚ）だけを通過させるバンドパフィルタ３２を介してバンドパフィルタ３２の出力を積分する積分部３３に供給される。そして、積分部３３は点火時期制御部１４に接続される。
【００２５】
点火時期制御部１４はマイクロコンピュータシステムであって、バス１４０を中心として、アナログ入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４１、ディジタル入力Ｉ／Ｆ１４２、出力Ｉ／Ｆ１４３、ＣＰＵ１４４およびメモリ１４５から構成される。
即ち積分部３３の出力はアナログ入力Ｉ／Ｆ１４１に接続されるが、アナログ入力Ｉ／Ｆ１４１にはエアフローメータ６１２、冷却水温度センサ６０３および空燃比センサ６２２も接続される。
【００２６】
出力Ｉ／Ｆ１４３からは燃料噴射弁６１５に対する開弁指令が出力されるほか、点火指令信号ＩＧＴおよびイオン電流取り込み制御信号が出力される。
即ち点火指令信号ＩＧＴはイグニッションコイル１１で昇圧され、ディストリビュータ１６、ハイテンションケーブル１７を介して点火栓１８に送られる。なお、ディストリビュータ１６は例えば３０°ＣＡ（クランク角）ごとにパルス信号を発生するクランク角センサ１６１および例えば７２０°ＣＡごとにパルス信号を発生する基準角センサ１６２が内蔵し、それぞれの出力はディジタル入力Ｉ／Ｆ１４２を介して点火時期制御部１４に取り込まれ、内燃機関回転数Ｎｅの算出、燃料噴射弁６１５の開閉時期制御および点火指令信号ＩＧＴの出力時期制御に使用される。
【００２７】
また、イオン電流取り込み制御信号はＬＣ共振マスク部３１をＬＣ共振が発生している間オフとしてＬＣ共振波形が取り込まれることを防止するほか、積分部３３にも供給されノッキングウインドの期間内の積分部３３の動作を許容する。
図７は、点火時期制御部１４のＣＰＵ１４４で実行されるノッキング制御ルーチンのフローチャートであって、内燃機関６の各気筒の点火時期演算タイミング毎に実行される。即ち各変数は気筒毎に定められる。
【００２８】
ステップ７０で積分部３３の出力ＶＫＮおよび内燃機関回転数Ｎｅを読み込み、ステップ７１で回転数域決定処理、ステップ７２でバックグランド算出処理、そしてステップ７３で係数算出処理を実行するが、処理の内容は後述する。
ステップ７４において、イオン電流の積分値ＶＫＮがバックグランドＶＢＧの係数算出処理において定められた第１の係数（Ｋ１）倍以上であるかを判定する。そして肯定判定されたときは、ステップ７５においてイオン電流のピークＶＫＮがバックグランドＶＢＧの係数算出処理において定められた第２の係数（Ｋ２）倍以上であるかを判定する。
【００２９】
ステップ７５で肯定判定されたとき、即ちノッキングが大きいときには、ステップ７６で点火時期補正値ΔＴＩを予め定められた大遅角量（−ＤＴＨ）に設定してステップ７９に進む。
ステップ７５で否定判定されたとき、即ちノッキングは発生しているものの小さいと判断されるときは、ステップ７７で点火時期補正値ΔＴＩを予め定められた小遅角量（−ＤＴＬ）に設定してステップ７９に進む。
【００３０】
なお、ステップ７４で否定判定されたとき、即ち実際にノッキングが発生していないと判断されるときは、ステップ７８で点火時期補正値ΔＴＩを予め定められた進角量ＬＴに設定してステップ７９に進む。
ここで０＜ＬＴ＜＜ＤＴＬ＜ＤＴＨとするが、これはノッキングが発生していないときに徐々に点火時期を進角し、ノッキングが発生したときには一挙に点火時期を遅角させてノッキングを抑制するためである。さらに本実施例においてはノッキングレベルが高いときには遅角量を大きくして抑制効果を高めている。
【００３１】
そして、ステップ７９で点火時期制御処理を実行してこのルーチンを終了するが、点火時期制御処理については後述する。
図８はノッキング制御ルーチンのステップ７１で実行される回転数区域決定処理のフローチャートであって、ステップ７１０において内燃機関回転数Ｎｅの区域を示すインデックスｊを初期値 “１" に設定する。
【００３２】
ステップ７１１で現在の内燃機関回転数Ｎｅが予め定めた回転数区域のいづれに属するかを次式により判定する。
Ｎ（ｊ）≦Ｎｅ＜Ｎ（ｊ＋１）
ここで、回転数区域は例えば、Ｎ（１）＝０，Ｎ（２）＝１０００，Ｎ（３）＝２０００・・・Ｎ（Ｊ）＝１００００のように１０００回転毎に区分される。
【００３３】
ステップ７１１で肯定判定されれば、回転数区域ｊが決定されたものとしてこの処理を終了する。
ステップ７１１で否定判定されれば、ステップ７１２に進みインデックスｊをインクリメントしてステップ７１１に戻る。
図９はノッキング制御ルーチンのステップ７２で実行されるバックグランド算出処理のフローチャートであって、ステップ７２０で次式に基づいて更新量ＤＬＢＧが算出される。
【００３４】
ＤＬＢＧ（ｊ）←｜ＶＢＧi-1 （ｊ）−ＶＫＮ｜／４
ここでＶＢＧi-1 は前回の演算で算出されたバックグランドであり、更新量ＤＬＢＧは前回の演算までのバックグランドと今回のピーク値ＶＫＮとの差の絶対値の１／４の値として算出される。
ステップ７２１およびステップ７２２において更新量ＤＬＢＧ（ｊ）が予め定められた上限ガード値ＧＤＬＢＧ（ｊ）以下に制限される。
【００３５】
ステップ７２３およびステップ７２４において今回のピーク値ＶＫＮがＶＢＧi-1 （ｊ）×１以上の所定係数（例えば１．５）以上であるか、ＶＢＧi-1 （ｊ）×所定係数以下ＶＢＧi-1 （ｊ）以上であるか、ＶＢＧi-1 （ｊ）以下であるかが判定される。
そしてＶＢＧi-1 （ｊ）×所定係数以上であるときは、ステップ７２５で次式によりバックグランドＶＢＧを更新する。
【００３６】
ＶＢＧ（ｊ）←ＶＢＧi-1 （ｊ）＋ＤＬＢＧ（ｊ）
ＶＢＧi-1 （ｊ）×所定係数以下ＶＢＧi-1 （ｊ）以上であるときは、ステップ７２６で次式によりバックグランドＶＢＧを更新する。
ＶＢＧ（ｊ）←ＶＢＧi-1 （ｊ）＋ＤＬＢＧ（ｊ）＋α
ＶＢＧi-1 （ｊ）以下であるときは、ステップ７２７で次式によりバックグランドＶＢＧ（ｊ）を更新する。
【００３７】
ＶＢＧ（ｊ）←ＶＢＧi-1 （ｊ）＋ＤＬＢＧ（ｊ）−α
ここで、αはバックグランドＶＢＧ（ｊ）を適切な範囲の値とするための調整係数である。
最後に、ステップ７２８において次回の演算に備えてＶＢＧi-1 （ｊ）を今回算出されたバックグランドＶＢＧ（ｊ）に設定してこの処理を終了する。
【００３８】
図１０はノッキング制御ルーチンのステップ７３で実行される係数算出処理のフローチャートであって、ステップ７３０で現在の運転状態がＷＯＴ近傍であるかが、例えば吸気管圧力Ｐｍが−７５ｍｍＨｇ以上であるかが判定される。
ステップ７３０で肯定判定されたとき、即ち高負荷運転状態であればステップ７３１で次式によりバックグランド学習値ＧＢＧ（ｊ）を算出して、ステップ７３３に進む。
【００３９】
ＧＢＧ（ｊ）←｛ＶＢＧ（ｊ）＋ＧＢＧi-1 （ｊ）｝／２
ステップ７３０で否定判定されたとき、即ち低負荷運転であればステップ７３２に進み、気筒内での燃焼が安定しているかを現在のバックグランド値ＶＢＧ（ｊ）がバックグランド学習値ＧＢＧ（ｊ）より大であるかにより判定する。
ＶＢＧ（ｊ）＞ＧＢＧ（ｊ）
ステップ７３２で否定判定されたとき、即ち燃焼が安定していると判定されるときはステップ７３３に進み、肯定判定されたとき、即ち燃焼が不安定であると判断されるときはステップ７３４に進む。
【００４０】
ステップ７３３では、燃焼安定時の係数Ｋ１およびＫ２を内燃機関回転数の関数として定め、この処理を終了する。
Ｋ１←Ｋ１ST（Ｎｅ）
Ｋ２←Ｋ２ST（Ｎｅ）
ステップ７３４では、燃焼不安定時の係数Ｋ１およびＫ２を内燃機関回転数の関数として定め、この処理を終了する。
【００４１】
Ｋ１←Ｋ１US（Ｎｅ）
Ｋ２←Ｋ２US（Ｎｅ）
図１１は、係数Ｋ１およびＫ２を算出するためのマップであって、横軸に内燃機関回転数Ｎｅを、縦軸に係数Ｋ１およびＫ２をとる。
なお太実線は燃焼安定時のＫ１を、細実線は燃焼安定時のＫ２を、太破線は燃焼不安定時のＫ１を、細破線は燃焼不安定時のＫ２を、それぞれ表す。
【００４２】
即ち、係数Ｋ１およびＫ２は燃焼不安定時の方が燃焼安定時よりも大に設定するが、これはノッキングが発生したとの誤判定により遅角操作が行われることを防止するためである。
さらに、係数Ｋ１およびＫ２は内燃機関回転数Ｎｅが高となるほど小となり、またＫ１＜Ｋ２である。
【００４３】
図１２はノッキング制御ルーチンのステップ７９で実行される点火時期制御処理のフローチャートであって、ステップ７９０でクランク角センサ１６１から出力されるパルスに基づいて決定される内燃機関回転数Ｎｅおよびエアフローメタ６１２で検出される吸入空気量Ｑａを読み込み、ステップ７９１で内燃機関回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｑａの関数として次式により基準点火時期ＴＢが算出される。
【００４４】
ＴＢ←ＴＢ（Ｎｅ，Ｑａ）
ステップ７９２で前回算出された点火時期ＴＩi-1 に点火時期補正値ΔＴＩを加算して今回の点火時期ＴＩを算出する。
ＴＩ←ＴＩi-1 ＋ΔＴＩ
なお、本実施例においては正数を加算したときに点火時期は進角し、正数を減算したときに点火時期は遅角するものとする。
【００４５】
そして、ステップ７９３および７９４で今回の点火時期ＴＩが最進角点火時期である基準点火時期ＴＢと予め定められた最遅角点火時期ＴＤの間にあるかが判定される。
即ち、今回の点火時期ＴＩが基準点火時期ＴＢ以上であればステップ７９３で肯定判定され、ステップ７９５で今回の点火時期ＴＩを基準点火時期ＴＢに置き換えてステップ７９７に進む。
【００４６】
逆に、今回の点火時期ＴＩが最遅角点火時期ＴＤ以下であればステップ７９４で肯定判定され、ステップ７９６で今回の点火時期ＴＩを最遅角点火時期ＴＤに置き換えてステップ７９７に進む。なお、今回の点火時期ＴＩが基準点火時期ＴＢと最遅角点火時期ＴＤの間にあるときは直接ステップ７９７に進む。
そして、ステップ７９７で出力Ｉ／Ｆ１４３を介してイグニッションコイル１１に点火指令信号ＩＧＴを出力し、ステップ７９８で次回の演算に備えて前回算出された点火時期ＴＩi-1 を今回の点火時期ＴＩに更新してこの処理を終了する。
【００４７】
上記実施例においては、バックグランド値としてノッキング周波数成分の積分値の移動平均を使用しているが、中央値（メジアン）あるいはバラツキ（分散）を使用することも可能である。
また、ノッキング周波数成分の積分値に代えてピークホルダに保持されるピーク値を使用することも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置によれば、内燃機関気筒内における燃焼安定度合に応じてイオン電流のノッキング周波数に基づくノッキング判定に使用するしきい値を変更することにより誤判定による点火時期の遅角を防止し、内燃機関出力の低下もしくはドライバビリティの悪化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の点火回路の概念図である。
【図２】点火回路の各部の電圧波形図である。
【図３】従来のイオン電流によるノッキング検出装置の構成図である。
【図４】課題の説明図である。
【図５】負荷とイオン電流検出部出力との関係図である。
【図６】本発明に係る内燃機関のノッキング検出装置の実施例の構成図である。
【図７】ノッキング制御ルーチンのフローチャートである。
【図８】回転数区域決定処理のフローチャートである。
【図９】バックグランド算出処理のフローチャートである。
【図１０】係数算出処理のフローチャートである。
【図１１】係数を決定するためのマップである。
【図１２】点火時期制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
６…内燃機関
１１…イグニッションコイル
１４…点火時期制御部
１６…ディストリビュータ
１７…ハイテンションケーブル
１８…点火栓
１９…イオン電流検出部
３１…ＬＣ共振マスク部
３２…バンドパスフィルタ部
３３…ピークホールド部
１４０…バス
１４１…アナログ入力インターフェイス
１４２…ディジタル入力インターフェイス
１４３…出力インターフェイス
１４４…ＣＰＵ
１４５…メモリ
１６１…クランク角センサ
１６２…基準角センサ
６００…ピストン
６０１…燃焼室
６０２…ウオータジャケット
６０３…冷却水温度センサ
６１０…吸気弁
６１１…エアクリーナ
６１２…エアフローメータ
６１３…吸気管
６１４…スロットス弁
６１５…燃料噴射弁
６２０…排気弁
６２１…排気管
６２２…空燃比センサ
Claims (1)
- 内燃機関の燃焼室内に設置される一対の電極に電圧を印加し、燃焼室内の混合気が燃焼する際に発生するイオンを介してこの一対の電極間を流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
前記イオン電流検出手段の出力信号からノッキングの発生を表すノッキング周波数成分を抽出するノッキング周波数成分抽出手段と、
前記ノッキング周波数成分抽出手段によって抽出されたノッキング周波数成分がしきい値以上であるか否かを判定することによってノッキングが発生しているか否かを判定するノッキング発生判定手段と、
高負荷運転時に求められる前記イオン電流検出手段の出力信号に基づく学習値と前記イオン電流の積分値の移動平均値とを比較することにより内燃機関の気筒内の燃焼安定度合を検出する燃焼度合検出手段と、
前記燃焼度合検出手段により検出された燃焼安定度合に応じて前記ノッキング発生判定手段で使用されるしきい値を変更するしきい値変更手段と、
を具備する内燃機関のノッキング検出装置。
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