JP3696002B2 - 内燃機関のノック制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流のレベル変化から内燃機関のノッキング発生を検知して内燃機関制御量をノック抑制側に補正する内燃機関のノック制御装置に関し、特に点火プラグや燃料などの違いによりイオン電流量が変動した場合のノック誤検出および誤制御を防止した内燃機関のノック制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関のノック制御装置においては、ノック発生による内燃機関のダメージを抑制するために、ノック発生に応じて内燃機関の制御量をノック抑制側（たとえば、点火時期を遅角側）に補正制御している。
【０００３】
また、イオン電流を用いた内燃機関のノック制御装置は、ノックセンサを用いることなく、各気筒毎のノック強度を検出することができるので、コストダウンを実現するうえで有効であり、従来より種々提案されている。
【０００４】
一般に、内燃機関においては、燃焼室内に導入された空気と燃料の混合気をピストンの上昇により圧縮し、燃焼室内の点火プラグに高電圧を印加して発生する電気火花で混合気を燃焼させることにより、ピストンを押し下げる力を出力として取り出す。
【０００５】
このとき、燃焼室内において燃焼が行われると、燃焼室内の分子は電離（イオン化）するので、燃焼室内の点火プラグ（イオン電流検出用電極）に高電圧を印加すると、点火プラグを介したイオンの移動によりイオン電流が流れる。
【０００６】
このイオン電流は、燃焼室内の圧力変動により敏感に変化し、ノックに対応した振動成分を含むことが知られている。
したがって、イオン電流に基づいてノックの有無を判定することができる。
【０００７】
図３はたとえば特開平１０−９１０８号公報に記載された従来の内燃機関のノック制御装置を示すブロック構成図であり、ディストリビュータを介して各気筒の点火プラグに高圧配電を行う場合を示している。
【０００８】
図３に示した従来装置は、イオン電流ｉに重畳されたノック振動成分を抽出して波形整形後にノックパルス数をカウントし、カウント数に基づいてノック判定を行うようになっている。
【０００９】
図３において、内燃機関すなわちエンジン（図示せず）のクランク軸にはクランク角センサ１が設けられており、クランク角センサ１は、エンジン回転数に応じたパルスからなるクランク角信号ＳＧＴを出力する。
【００１０】
クランク角信号ＳＧＴの各パルスエッジは、内燃機関の各気筒（図示せず）のクランク角基準位置を示しており、クランク角信号ＳＧＴは、マイクロコンピュータからなるＥＣＵ２に入力されて種々の制御演算に用いられる。
【００１１】
ＥＣＵ２は、波形処理手段（後述する）から入力されるノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎをカウントするカウンタ２１と、パルス数Ｎに基づいてノックの有無を判定するためのＣＰＵ２２とを含む。
カウンタ２１およびＣＰＵ２２は、波形処理手段と協動してノック検出手段を構成している。
【００１２】
また、ＥＣＵ２は、クランク角センサ１からのクランク角信号ＳＧＴを取り込むとともに、各種センサ（図示せず）からの運転情報を取り込み、運転状態に応じた種々の演算を行い、点火コイル４等を含む各種アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
【００１３】
点火コイル４を駆動する点火信号Ｐは、点火コイル４の一次巻線４ａに接続されたパワートランジスタＴＲのベースに印加され、パワートランジスタＴＲをオンオフ制御して一次電流ｉ１を通電遮断する。
【００１４】
一次電流ｉ１の遮断により一次電圧Ｖ１が上昇し、点火コイル４の二次巻線４ｂは、さらに昇圧された二次電圧Ｖ２を点火用高電圧（数１０ｋＶ）として発生する。
すなわち、点火コイル４は、エンジンの点火時期に対応して、二次電圧Ｖ２（点火用高電圧）を発生する。
【００１５】
二次巻線４ｂの出力端子に接続されたディストリビュータ７は、内燃機関の回転に同期して、二次電圧Ｖ２を各気筒内の点火プラグ８ａ〜８ｄに順次分配して印加することにより、点火制御気筒の燃焼室内に放電火花を発生させて混合気を燃焼させる。
すなわち、点火プラグ８ａ〜８ｄは、二次電圧Ｖ２の印加により、エンジンの点火時期に対応してエンジンを着火させる。
【００１６】
一次巻線４ａの一端に接続された整流ダイオードＤ１、電流制限用の抵抗器Ｒ、電圧制限用のツェナーダイオードＤＺに並列接続されたコンデンサ９および整流ダイオードＤ２からなる直列回路は、一次巻線４ａの一端からグランドに接続され、コンデンサ９（イオン電流検出用のバイアス電源）に対する充電電流を流す経路を構成している。
【００１７】
ツェナーダイオードＤＺの両端間に並列接続されたコンデンサ９は、一次電圧Ｖ１による充電電流により所定のバイアス電圧ＶＢｉ（数１００Ｖ）に充電されて、イオン電流ｉを検出するためのバイアス電源として機能し、点火プラグ８ａ〜８ｄのうちの点火制御直後の点火プラグを介して放電することによりイオン電流ｉを流す。
【００１８】
コンデンサ９の一端にアノードが接続された高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄは、点火極性と同極性となるように各点火プラグ８ａ〜８ｄの一端にカソードが接続されている。
コンデンサ９の他端に接続されたイオン電流検出用の抵抗器１２は、イオン電流ｉを電圧変換してイオン電流検出信号Ｅｉとして出力する。
【００１９】
抵抗器１２は、グランドを介して各点火プラグ８ａ〜８ｄの他端に接続されており、コンデンサ９および高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄとともに、イオン電流ｉの流れる経路を形成している。
【００２０】
抵抗器１２から出力されたイオン電流検出信号Ｅｉは、波形整形回路１３を介して波形整形信号Ｆｉとなり、続いて、バンドパスフィルタ１４を介してノック信号Ｋｉのみが抽出され、さらに、比較回路１５を介してノックパルス列Ｋｐに変換された後、ＥＣＵ２内のカウンタ２１に入力される。
【００２１】
波形整形回路１３、バンドパスフィルタ１４および比較回路１５は、イオン電流検出信号Ｅｉからノックパルス列Ｋｐを抽出するための波形処理手段を構成している。
ノックパルス列Ｋｐは、ＥＣＵ２内においてパルス数Ｎがカウントされ、パルス数Ｎは、前述のようにノックの有無の判定に用いられる。
【００２２】
ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎは、ノック強度と大きく関連しており、ノックの強度が大きくなればなるほどパルス数Ｎも大きくなる。
【００２３】
次に、図３および図４を参照しながら、従来の内燃機関のノック制御装置の動作について説明する。
図４は図３内の各信号の動作波形を示すタイミングチャートであり、イオン電流ｉにノック信号波形が重畳している状態を示している。
【００２４】
まず、ＥＣＵ２は、クランク角センサ１からのクランク角信号ＳＧＴ等に基づいて、パワートランジスタＴＲの通電および遮断を行う点火信号Ｐを出力する。パワートランジスタＴＲは、点火信号ＰがＨレベルのときに一次電流ｉ１を通電し、点火信号ＰがＬレベルになった時点で一次電流ｉ１を遮断する。
【００２５】
このとき、一次巻線４ａには昇圧された一次電圧Ｖ１が発生し、これにより、整流ダイオードＤ１、抵抗器Ｒ、コンデンサ９および整流ダイオードＤ２からなる充電電流経路を介してコンデンサ９が充電される。
コンデンサ９の充電は、コンデンサ９の充電電圧がツェナーダイオードＤＺの逆方向降伏電圧（バイアス電圧ＶＢｉ）と等しくなった時点で終了する。
【００２６】
コンデンサ９、ツェナーダイオードＤＺおよびダイオードＤ２は、バイアス手段を構成しており、一次電流ｉ１の遮断時に一次巻線４ａの低圧側に発生する高電圧によって充電される。
【００２７】
一次巻線４ａに一次電圧Ｖ１が発生すると、二次巻線４ｂは、点火用高電圧に昇圧された数１０ｋＶの二次電圧Ｖ２を発生し、ディストリビュータ７を介して各気筒の点火プラグ８ａ〜８ｄに印加し、点火制御対象となる気筒の点火プラグに火花放電を発生させて混合気を燃焼させる。
【００２８】
こうして混合気が燃焼すると、燃焼気筒の燃焼室内にイオンが発生するので、コンデンサ９に充電されたバイアス電圧ＶＢｉによってイオン電流ｉが流れる。たとえば、点火プラグ８ａで混合気が燃焼した場合は、コンデンサ９→整流ダイオード１１ａ→点火プラグ８ａ→抵抗器１２→コンデンサ９の経路でイオン電流ｉが流れる。
【００２９】
イオン電流ｉは、抵抗器１２（イオン電流検出手段）を介してイオン電流検出信号Ｅｉとなり、波形整形回路１３を介して波形整形信号Ｆｉとなる。
波形整形信号Ｆｉは、図４のように、イオン電流成分のみが一定電圧にクリップされて、ノック信号Ｋｉが抽出され易い信号波形となる。
【００３０】
たとえば、内燃機関にノックが発生した場合、イオン電流ｉにノック振動の信号成分が重畳するので、波形整形信号Ｆｉは、イオン電流波形にノック振動成分が重畳した波形となる。
この波形整形信号Ｆｉは、波形処理手段を構成するバンドパスフィルタ１４および比較回路１５に入力される。
【００３１】
すなわち、バンドパスフィルタ１４は、波形整形信号Ｆｉからノック振動周波数を示すノック信号Ｋｉのみを抽出し、比較回路１５は、ノック信号Ｋｉを所定レベルと比較して得られたノックパルス列ＫｐをＥＣＵ２内のカウンタ２１に入力する。
【００３２】
ＥＣＵ２内のカウンタ２１は、ノックパルス列Ｋｐの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに応答して、ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎをカウントし、これをＣＰＵ２２に入力する。
【００３３】
パルス数Ｎは、ノック強度が大きくなればなるほど大きくなるので、ＥＣＵ２内のＣＰＵ２２は、パルス数Ｎの大きさに基づいてノックの有無およびノック強度を判定することができる。
これにより、パルス数Ｎに基づきノック抑制側に制御量（点火時期）を補正することができる。
【００３４】
たとえば、パルス数Ｎのカウント値が所定パルス数以上のときには、ノック発生状態と判定し、点火時期（一次電流ｉ１の遮断時期）を所定量だけ遅角補正する。以下、連続してノック発生が判定されれば遅角量を順次積算していき、ノック発生が判定されなくなった時点で遅角量の積算を停止させる。
【００３５】
ノック判定用の比較基準となる所定パルス数は、エンジン回転数によっても、比較回路１５内の波形整形レベルによっても異なるが、たとえば、５〜２０程度の値に設定される。
【００３６】
このように、ＣＰＵ２２の判定結果に応じて点火時期の遅角補正量を決定することにより、ノックが発生した気筒に対する点火時期を最適に補正し、ノックを効果的に抑制することができる。
【００３７】
しかしながら、エンジン出力を増大させるために、たとえばＮａ（ナトリウム）やＫ（カリウム）などの電離し易い物質を含む添加剤が混入された燃料を用いた場合、通常の燃焼イオンのみならず、混入物質の電離によって発生したイオンが同時に検出されてしまう。
【００３８】
このとき、通常燃料を用いた場合に比べて、イオン量が増大してイオン電流検出信号Ｅｉが増大するので、当然ながら、バンドパスフィルタ１４を介した高周波振動成分（ノック信号Ｋｉ）の振幅も増大し、ノック信号Ｋｉに含まれるノイズ成分も、ノック成分と同様に増加する。
【００３９】
また、イオン電流検出信号Ｅｉおよびノック信号Ｋｉの振幅は、たとえば点火プラグ８ａ〜８ｄの電極形状の違いなどによっても増減する。ただし、電極形状の違いによるイオン電流検出信号Ｅｉの増加量および減少量は、燃料に添加剤を混入した場合の増加量に比べれば小さいものである。
【００４０】
いずれにしても、市場において、点火プラグ８ａ〜８ｄが標準装着品以外のものに交換された場合や、イオン化し易い物質を含んだ添加剤が混入された燃料を用いた場合などにおいては、ノック信号Ｋｉの振幅が標準装着品のものに対し増減する可能性がある。
【００４１】
しかし、従来装置においては、燃料に添加剤を混入したり、点火プラグ８ａ〜８ｄを変更した場合の対処手段が設けられていない。
【００４２】
また、たとえば、点火プラグ８ａ〜８ｄがくすぶり状態となって、プラグギャップ間（イオン電流ｉの経路）の絶縁抵抗値が低下した場合には、絶縁抵抗値とバイアス電圧ＶＢｉとにより決定するリーク電流がプラグギャップ間に流れる。この結果、くすぶり状態においては、リーク電流を含むイオン電流ｉが検出されてしまうことになる。
【００４３】
このように、従来装置は、同一のハードウェアおよびソフトウェア構成で、通常燃料または添加剤混入燃料を使用した場合、ならびに、標準点火プラグまたは非標準点火プラグを装着した場合の両方において、ノック検出およびノック制御を両立させることが非常に困難である。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関のノック制御装置は以上のように、イオン電流ｉに基づくノック制御を実現しているものの、燃料に添加剤を混入した場合や非標準の点火プラグを装着した場合に、ノック検出およびノック制御に対する補正手段を具備していないので、イオン電流検出信号Ｅｉのレベル変動によりノック誤検出して誤制御を招くおそれがあるという問題点があった。
【００４５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、点火プラグが標準装着品以外のものに交換された場合や、燃料にイオン化し易い物質を含んだ添加剤が混入された場合において、イオン電流量の変動によりノック信号の振幅が変化しても、イオン電流量の変動に応じた信号補正を施すことにより、ノック誤判定に基づく誤制御を防止して、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置を得ることを目的とする。
【００４６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る内燃機関のノック制御装置は、内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イオン電流からノック信号を抽出するフィルタ手段と、ノック信号に基づいて内燃機関のノック状態を判定するノック判定手段と、ノック判定手段の判定結果に基づいて内燃機関の制御量をノック抑制側に補正する制御量補正手段とを備えた内燃機関のノック制御装置において、ノック信号に対応した第１の積分値を算出する第１の積分手段と、イオン電流の出力レベル状態に対応した第２の積分値を算出する第２の積分手段と、第１の積分値に対して基準値となる第１の比較レベルをあらかじめ設定し、第２の積分値に対して基準値となる第２の比較レベルをあらかじめ設定する比較レベル設定手段と、第１の積分値と第１の比較レベルとの比較に基づいて、または、第２の積分値と第２の比較レベルとの比較に基づいて、ノック判定手段または制御量補正手段に関連したパラメータを補正するための補正信号を出力する補正量演算手段とを設けたものである。
【００４８】
また、この発明の請求項２に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、イオン電流の非検出期間にイオン電流検出手段から検出される電流信号に基づいて点火プラグのくすぶり状態を検知するくすぶり状態検知手段を設け、補正量演算手段は、点火プラグのくすぶり状態が検知されない場合には、第２の積分値に基づいて補正信号を出力し、点火プラグのくすぶり状態が検知された場合には、第１の積分値に基づいて補正信号を出力するものである。
【００４９】
また、この発明の請求項３に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項２において、くすぶり状態検知手段は、電流信号が所定の上限レベルよりも大きい場合には、ノック判定手段によるノック判定を禁止するとともに、制御量補正手段による補正量を所定量に設定するものである。
【００５１】
また、この発明の請求項４に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、第１の積分値を平均化処理して第１の積分平均値を算出する第１の平均化手段と、第２の積分値を平均化処理して第２の積分平均値を算出する第２の平均化手段とを設け、補正量演算手段は、第１の積分平均値と第１の比較レベルとの比率または偏差を含む第１の比較値と、第２の積分平均値と第２の比較レベルとの比率または偏差を含む第２の比較値との加算に基づいて、補正信号による補正量を算出するものである。
【００５２】
また、この発明の請求項５に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項４において、補正量演算手段は、第１および第２の比較値にそれぞれ異なる係数を乗算した値を加算して、補正量を算出するものである。
【００５３】
また、この発明の請求項６に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル以上の値を示す場合に、補正信号によりノック判定手段のノック判定基準レベルを増大補正するものである。
【００５４】
また、この発明の請求項７に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、補正信号によりノック判定手段のノック判定基準レベルを減少補正するものである。
【００５５】
また、この発明の請求項８に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、フィルタ手段は、ノック信号を増幅する増幅手段を含み、補正量演算手段は、積分値が比較レベル以上の値を示す場合に、補正信号により増幅手段のゲインを減少補正するものである。
【００５６】
また、この発明の請求項９に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、フィルタ手段は、ノック信号を増幅する増幅手段を含み、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、補正信号により増幅手段のゲインを増大補正するものである。
【００５７】
また、この発明の請求項１０に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の比較レベルと第１または第２の積分値との比率または偏差を含む比較値に応じて、補正信号による補正量を可変設定するものである。
【００５８】
また、この発明の請求項１１に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、比較レベル設定手段は、少なくとも内燃機関の回転数および負荷に対応したマップデータを有し、マップデータに応じて第１または第２の比較レベルを可変設定するものである。
【００５９】
また、この発明の請求項１２に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１１において、比較レベル設定手段は、少なくとも内燃機関の温度情報を含む運転状態に応じて比較レベルを可変設定するものである。
【００６０】
また、この発明の請求項１３に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１２において、比較レベル設定手段は、温度情報の上昇に応じて比較レベルを減少補正するものである。
【００６２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を概略的に示すブロック図であり、前述（図３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００６３】
図１において、ＥＣＵ２０は、前述のＥＣＵ２と同様に、マイクロコンピュータにより構成されている。
また、図１においては、代表的に、１つの点火プラグ８のみが示されているものとする。
【００６４】
点火装置４０は、前述のパワートランジスタＴＲ、点火コイル４およびディストリビュータ７などを含む。
また、イオン電流検出回路１０は、前述のコンデンサ９および抵抗器１２などを含む。
【００６５】
バンドパスフィルタ１４Ａは、増幅回路を含み、イオン電流検出回路１０から出力されるイオン電流検出信号Ｅｉから増幅されたノック信号Ｋｊを抽出する。
【００６６】
積分回路１６は、ノック信号Ｋｊを積分して積分信号Ｋｍを生成し、Ａ／Ｄ変換器１７は、積分信号Ｋｍをデジタル信号に変換してＥＣＵ２０に入力する。
この場合、ＥＣＵ２０は、イオン電流検出信号Ｅｉから抽出されたノック信号Ｋｊの積分信号Ｋｍに基づいてノック判定を行う。
【００６７】
積分手段１６Ａは、イオン電流検出信号Ｅｉを積分処理して、イオン電流の出力レベル状態に対応した積分値Ｅｍを算出する。
Ａ／Ｄ変換器１８は、積分値Ｅｍをデジタル信号に変換してＥＣＵ２０に入力する。
【００６８】
また、Ａ／Ｄ変換器１９は、イオン電流検出信号Ｅｉが生成されない爆発行程以外の期間において、イオン電流検出回路１０により検出される電流信号Ｇｉをデジタル信号に変換してＥＣＵ２０に入力する。
【００６９】
ＥＣＵ２０は、ノック判定手段２３と、点火時期補正手段２４と、補正量演算手段２５と、比較レベル設定手段２６と、くすぶり状態検知手段２７とを備えている。
【００７０】
ノック判定手段２３は、デジタル化された積分信号Ｋｍからノック状態を判定するために、積分信号Ｋｍのデジタルデータ値からバックグランドレベル（ノック判定基準レベル）を算出する手段を含み、積分信号Ｋｍがバックグランドレベルを越えたときにノック状態を示す判定結果Ｈを生成する。
【００７１】
点火時期補正手段２４は、ノック判定手段２３の判定結果Ｈに基づいて点火時期（エンジン制御量）を遅角側（ノック抑制側）に補正する。
【００７２】
補正量演算手段２５は、デジタル化された積分信号Ｋｍ（第１の積分値）または積分値Ｅｍ（第２の積分値）からイオン電流の出力レベル状態を判別する。
比較レベル設定手段２６は、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍに対する第１および第２の比較レベルＭＲ１、ＭＲ２を設定する。
【００７３】
すなわち、補正量演算手段２５は、積分信号Ｋｍが第１の比較レベルＭＲ１を越えた場合、または、積分値Ｅｍが第２の比較レベルＭＲ２を越えた場合に、イオン電流のレベル上昇による誤検出を防止するための補正信号Ｍ１およびＭ２を出力する。
【００７４】
くすぶり状態検知手段２７は、デジタル化された電流信号Ｇｉがバックグランドレベルを越えた（リーク電流が検出された）場合に、点火プラグ８のくすぶり状態を示すくすぶり状態検知信号Ｑを出力する。
【００７５】
補正量演算手段２５は、点火プラグ８のくすぶり状態が検知されず、くすぶり状態検知信号Ｑがオフを示す場合には、電流信号Ｇｉの積分値Ｅｍに基づいて補正信号Ｍ１およびＭ２を出力する。
【００７６】
すなわち、点火プラグ８がくすぶり状態でなく、リーク電流がない場合には、電流信号Ｇｉの積分値Ｅｍがイオン電流量を高い信頼性で反映しているので、積分値Ｅｍに基づいて補正量を演算する。
【００７７】
一方、点火プラグ８のくすぶり状態が検知されて、くすぶり状態検知信号Ｑがオンを示す場合には、補正量演算手段２５は、ノック信号Ｋｊの積分信号Ｋｍに基づいて補正信号Ｍ１およびＭ２を出力する。
【００７８】
すなわち、点火プラグ８がくすぶり状態であって、点火プラグ８のギャップ間の絶縁低下によるリーク電流が存在する場合には、電流信号Ｇｉの積分値Ｅｍにリーク電流が重畳されるので、積分値Ｅｍに基づく補正量演算を禁止し、積分信号Ｋｍに基づく補正量演算を実行する。
【００７９】
また、補正量演算手段２５は、比較レベルＭＲ１およびＭＲ２と積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍとの比率（または、偏差など）を含む比較値に応じて、補正信号Ｍ１およびＭ２による補正量を可変設定する。
【００８０】
また、比較レベル設定手段２６は、少なくともエンジン回転数および負荷に対応したマップデータを有し、マップデータに応じて比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を可変設定することにより、補正量演算の信頼性を向上させている。
【００８１】
さらに、比較レベル設定手段２６は、少なくともエンジンの温度情報を含む運転状態に応じて比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を可変設定し、たとえば、温度情報の上昇に応じて比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を減少補正する。
【００８２】
補正信号Ｍ１およびＭ２は、以下のように、ノック判定手段２３（または、点火時期補正手段２４）に関連したパラメータを補正する。
すなわち、補正信号Ｍ１は、イオン電流量のレベル増大を補償するために、ノック判定手段２３のバックグランドレベルを増大補正し、ノックの誤検出を防止する。
【００８３】
同様に、補正信号Ｍ２は、イオン電流量のレベル増大を補償するために、バンドパスフィルタ１４Ａ内の増幅回路のゲインを減少補正し、ノックの誤検出を防止する。
【００８４】
前述のクランク角センサ１を含む各種センサ２８は、エンジンの運転状態を示す温度情報などの各種情報をＥＣＵ２０に入力する。
ＥＣＵ２０に接続された各種アクチュエータ２９は、運転状態に応じたＥＣＵ２０からの制御信号により駆動される。
【００８５】
なお、ここでは図示しないが、ＥＣＵ２０と、バンドパスフィルタ１４Ａ、点火装置４０、各種センサ２８および各種アクチュエータ２９との間には、入出力インターフェイスおよびＤ／Ａ変換器または、Ａ／Ｄ変換器が挿入されている。
【００８６】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１の動作について、さらに具体的に説明する。
前述のように、ＥＣＵ２０から点火信号Ｐが生成されると、点火装置４０から発生した高電圧が点火プラグ８に印加され、点火プラグ８のキャップ間で放電が起こり、エンジン気筒内の混合気が着火される。
【００８７】
このとき、点火エネルギの一部は、イオン電流検出回路１０内にバイアス電圧として充電される。このバイアス電圧は、点火装置４０を介して点火プラグ８に印加され、混合気の燃焼時に発生したイオンを移動させてイオン電流ｉ（図３参照）を流す。
【００８８】
イオン電流ｉは、イオン電流検出回路１０によりイオン電流検出信号Ｅｉとして検出され、一方では、ノック信号Ｋｊが抽出されて積分信号Ｋｍとなり、他方では、イオン電流検出信号Ｅｉの積分値Ｅｍとなり、それぞれ、デジタル値に変換されてＥＣＵ２０に入力される。
【００８９】
ＥＣＵ２０は、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍを格納する毎に、積分回路１６および１６Ａをリセットする。
なお、積分データのＡ／Ｄ変換処理および各積分回路１６および１６Ａのリセット処理は、エンジンの点火サイクル毎に実行される。
【００９０】
比較レベル設定手段２６は、あらかじめ設定されたマップデータから、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの比較レベル基準値を取得し、この比較レベル基準値に対して、少なくとも温度情報（吸気温またはエンジン冷却水温）に応じた補正を施し、最終的な比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を求める。
【００９１】
たとえば、エンジンが高温状態（所定温度以上）の場合には、イオン電流量が減少することが一般に知られているので、このような高温状態においては、マップから取得された基準値を減量補正して比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を設定する。
【００９２】
また、温度情報のみに限らず、イオン電流検出量に影響する他のセンサ情報に関しても、同様に比較レベルＭＲ１およびＭＲ２の基準値を補正することができる。
【００９３】
なお、比較レベルＭＲ１およびＭＲ２の基準値マップデータは、エンジン回転数および負荷の少なくとも一方に対応したマップデータからなり、標準状態（標準の点火プラグ８および燃料を使用した場合）における積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの平均的な値を格納している。
【００９４】
補正量演算手段２５は、各比較レベルＭＲ１およびＭＲ２と、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの各デジタル値とを比較し、各比較結果および比較値（比率または偏差）に基づいて補正量（補正係数）を設定し、補正量に応じた補正信号Ｍ１およびＭ２を出力する。
【００９５】
たとえば、イオン化し易い物質を含んだ添加剤が燃料に混入された場合において、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍは、いずれも比較レベルＭＲ１およびＭＲ２に比べて大幅に増加するので、ノック判定手段２３（または、点火時期補正手段２４）に関連したパラメータを大きく補正する必要がある。
【００９６】
したがって、この場合、補正量演算手段２５は、補正信号Ｍ１によりノック判定手段２３のバックグランドレベルを増加側に補正し、補正信号Ｍ２によりバンドパスフィルタ１４Ａの増幅ゲインを減少側に補正する。
【００９７】
また、上記のようにイオン化し易い燃料が混入された場合には、補正量設定手段２５は、イオン電流量の大きな増大を補償するために、大きな補正量を設定する。
【００９８】
これにより、ノック判定手段２３において、積分信号Ｋｍを平均化処理した値から設定されるバックグランドレベルは、補正信号Ｍ１に基づいて所要量だけ増大補正される。
【００９９】
また、くすぶり状態検知手段２７は、イオン電流検出回路１０からの電流信号Ｇｉのレベルに基づいて、点火プラグ８のくすぶり状態（絶縁抵抗低下）によるリーク電流の有無を検知する。
【０１００】
もし、電流信号Ｇｉのレベルが所定値以上である（リーク電流が存在する）と検知された場合には、くすぶり状態検知手段２７は、くすぶり状態検知信号Ｑを出力し、イオン電流検出信号Ｅｉの積分値Ｅｍに基づく補正信号Ｍ１およびＭ２の演算を禁止する。
【０１０１】
周知のように、点火プラグ８のくすぶり状態によるリーク電流が検知された場合には、イオン電流にリーク電流が重畳するので、積分値Ｅｍを正常に測定することはできない。
【０１０２】
したがって、補正量演算手段２５は、くすぶり状態検知信号Ｑに応答して、積分値Ｅｍに基づく補正量演算を禁止し、積分信号Ｋｍに基づく補正量演算に切り換える。
【０１０３】
具体的には、くすぶり状態検知手段２７は、制御対象気筒の排気行程中において、リーク電流を示す電流信号Ｇｉを取り込み、リーク電流判定用の所定値と比較し、電流信号Ｑが所定値以上を示す場合には、制御対象気筒の点火プラグがくすぶり状態であると判定する。
【０１０４】
このように、補正量演算手段２５を設け、燃料への添加剤混入や点火プラグ８の変更によるイオン電流量の増大が検知された場合に、補正信号Ｍ１およびＭ２により、イオン電流量の増大を相殺するようにパラメータを補正することができる。
【０１０５】
これにより、通常燃料の使用時および添加剤混入時においても、点火プラグ８の変更時においても、同一のハードウェアおよびソフトウェア構成でノック検出および制御を両立させることができ、良好なノック検出性および制御性を確保することができる。
【０１０６】
また、点火プラグ８がくすぶり状態となってイオン電流検出信号Ｅｉの積分値Ｅｍが異常上昇した場合には、補正量演算手段２５による補正量の演算を、ノック信号の積分信号Ｋｍに基づいて実行することができ、さらに安全で信頼性の高いノック制御を実現することができる。
【０１０７】
なお、上記実施の形態１では、イオン電流量の増大を相殺補償する場合について説明したが、点火プラグ８の交換などによる違いによっては、イオン電流量が減少する場合もあり得るので、イオン電流量の減少に対して相殺補償することも有効である。
【０１０８】
たとえば、積分値Ｅｍ（または、積分信号Ｋｍ）が所定の比較レベル未満の値を示す場合、補正量演算手段２５は、補正信号Ｍ１によりノック判定手段２３のノック判定基準レベルを減少補正する。また、補正量演算手段２５は、補正信号Ｍ２により、バンドパスフィルタ１４Ａ内の増幅手段のゲインを増大補正する。
【０１０９】
これにより、イオン電流量が減少した場合にも、イオン電流量の減少変動成分が補償されるので、ノック判定およびノック制御の信頼性を確保することができる。
【０１１０】
なお、積分回路１６は、ノック信号Ｋｊの正電圧側の半波を積分電圧変換してもよく、または、絶対値回路を追加することにより、正負両方向の電圧を全波積分してもよい。
【０１１１】
また、積分回路１６の積分対象区間として、たとえばエンジンのクランク角度において、ノック発生の可能性が高いＡＴＤＣ１５°〜ＡＴＤＣ６５°などに設定してもよい。
【０１１２】
また、ノック判定手段２３は、ノック信号Ｋｊの積分信号Ｋｍを用いてノック強度を認識したが、ノックレベルを示す他の信号として、ノック信号Ｋｊのピーク値、ノック振動継続期間、または、ノック信号Ｋｊを所定レベルで波形整形したパルス数などが用いられ得ることは言うまでもない。
【０１１３】
また、図１においては、簡略化のために１気筒分のみの回路構成を示したが、多気筒エンジンにおいては、補正量演算手段２５を含む同様の制御回路手段を用いて、各気筒の情報に基づいて全気筒に対するパラメータの補正制御を実行してもよい。
【０１１４】
また、点火プラグ８のくすぶり状態においては、リーク電流が高周波の振動成分を多く含むことから、この振動成分をノック信号Ｋｊとして誤検出してしまい、ノック信号ＫｊのＳ／Ｎ比が悪化することが知られている。
【０１１５】
したがって、ノック誤検出に起因する誤補正を防止して、正しい点火時期補正を維持するために、くすぶり状態検知手段２７は、電流信号Ｑが所定の上限レベルよりも大きい場合には、ノック判定手段２３によるノック判定を禁止するとともに、点火時期補正手段２４の点火時期補正量を所定角度を設定してもよい。
【０１１６】
また、各気筒毎または各気筒グループ毎に積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍに基づいて補正制御を実行する場合、くすぶり状態検知手段２７は、リーク電流を検出した特定気筒または気筒グループのみに関して、ノック判定手段２３によるノック判定を禁止してもよい。
【０１１７】
また、くすぶり状態検知手段２７は、制御対象気筒の排気行程中の電流信号Ｑ（イオン電流量）に基づいてリーク電流を判定したが、点火装置４０内の点火コイルへの通電開始から所定期間中における積分値Ｅｍが所定値以上か否かより判定してもよい。
【０１１８】
また、Ｖ型エンジンにおいては、各バンク毎の情報に基づいて各バンク毎に補正制御することにより、気筒グループ毎に補正制御を実行してもよい。
さらに、多気筒エンジンにおいても、各気筒毎に同様の補正制御を実行してもよい。
【０１１９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの両方に基づいて、イオン電流量の出力レベルの増大を判定したが、いずれか一方のみで判定してもよい。
【０１２０】
たとえば、点火プラグ８のくすぶり状態による影響が無視できる程度であれば、イオン電流検出信号Ｅｉの積分値Ｅｍのみを用いて、イオン電流量の出力レベルの増大を判定することができる。
【０１２１】
また、イオン電流量の高精度な判定が要求されない場合には、積分信号Ｋｍのみを用いて、イオン電流量の出力レベルの増大を判定することができる。
この場合、ノック判定用に用いられる積分信号Ｋｍがイオン電流量判定に共用可能となり、積分回路１６ＡおよびＡ／Ｄ変換器１８が省略されるので、回路構成の簡略化によりコストダウンを実現することができる。
【０１２２】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１では、補正信号Ｍ１およびＭ２により、ノック判定手段２３のバックグランドレベル（ノック判定基準レベル）と、バンドパスフィルタ１４Ａの増幅ゲインとの両方を補正したが、補正信号Ｍ１またはＭ２により、いずれか一方のみを補正してもよい。
【０１２３】
また、ノック判定手段２３または点火時期補正手段２４に関連した他のパラメータとして、たとえば、イオン電流検出回路１０内のイオン電流増幅率、積分回路１６の積分率、または、点火時期補正手段２４のノック強度に対する点火時期補正量などを補正対象としてもよい。
【０１２４】
実施の形態４．
また、上記実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換器１７および１８を介した積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍを補正量演算手段２５に直接入力したが、平均化手段を介して平均化処理された積分平均値を入力してもよい。
【０１２５】
図２は平均化手段を設けたこの発明の実施の形態４を概略的に示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【０１２６】
図２において、ＥＣＵ２０Ａ、補正量演算手段２５Ａおよび比較レベル設定手段２６Ａは、それぞれ、前述のＥＣＵ２０、補正量演算手段２５および比較レベル設定手段２６に対応している。
【０１２７】
平均化手段３１は、Ａ／Ｄ変換器１７からの積分信号Ｋｍを平均化処理（周知の時間的なフィルタ演算処理）して積分平均値Ｋｍａとし、ノック判定手段２３および補正量演算手段２５に入力する。
たとえば、積分平均値Ｋｍａは、以下の（１）式のように算出される。
【０１２８】
Ｋｍａ＝Ｋｍ（ｎ−１）×（１−Ｋｆ）＋Ｋｍ（ｎ）×Ｋｆ・・・（１）
【０１２９】
ただし、（１）式において、Ｋｍ（ｎ−１）は積分信号Ｋｍの前回値であり、Ｋｍ（ｎ）は積分信号Ｋｍの今回値である。また、Ｋｆはフィルタ演算係数であり、０＜Ｋｆ＜１の範囲内の値に設定される。
【０１３０】
同様に、平均化手段３２は、Ａ／Ｄ変換器１８からの積分値Ｅｍを平均化処理して積分平均値Ｅｍａとし、補正量演算手段２５に入力する。
【０１３１】
比較レベル設定手段２６Ａは、積分平均値Ｋｍａ、Ｅｍａに対する比較レベルＭＲ１ａ、ＭＲ２ａを設定し、補正量演算手段２５Ａは、積分平均値Ｋｍａ、Ｅｍａと比較レベルＭＲ１ａ、ＭＲ２ａとの各比較結果に基づいて補正信号Ｍ１、Ｍ２を出力する。
【０１３２】
すなわち、補正量演算手段２５Ａは、積分平均値Ｋｍａと比較レベルＭＲ１ａとの比率（または、偏差など）を含む第１の比較値と、積分平均値Ｅｍａと比較レベルＭＲ２ａとの比率（または、偏差など）を含む第２の比較値との加算に基づいて補正信号Ｍ１およびＭ２による補正量を算出する。
【０１３３】
具体的には、各比較値（たとえば、比率Ｋｍａ／ＭＲ１ａ、Ｅｍａ／ＭＲ２ａ）に対して、それぞれ異なる係数α、βを乗算した値を加算し、以下の（２）式のように補正量ＳＲを算出する。
【０１３４】
ＳＲ＝（Ｋｍａ／ＭＲ１ａ）×α＋（Ｅｍａ／ＭＲ２ａ）×β・・・（２）
【０１３５】
ただし、（２）式において、各乗算係数αおよびβは、たとえば、α＋β＝１の関係を満たすように、０＜α＜１、０＜β＜１の範囲内で任意の値に設定され得る。
【０１３６】
また、（２）式のように、積分平均値と比較レベルとの比較値として比率を用いた場合、補正量演算手段２５Ａは、補正量ＳＲが１であれば補正信号Ｍ１、Ｍ２を生成せず、ＳＲ＞１であれば、イオン電流量の増大を補償するための補正信号Ｍ１、Ｍ２を生成し、ＳＲ＜１であれば、イオン電流量の減少を補償するための補正信号Ｍ１、Ｍ２を生成する。
【０１３７】
補正量ＳＲは、補正信号Ｍ１およびＭ２の両方に振り分けられてもよく、補正信号Ｍ１またはＭ２のいずれか一方のみに反映されてもよい。
つまり、補正信号Ｍ１、Ｍ２によりノック判定手段２３およびバンドパスフィルタ１４Ａの少なくとも一方が補正され、補正信号Ｍ１、Ｍ２による総合補正量が補正量ＳＲに一致すればよい。
【０１３８】
このように、積分平均値ＫｍａおよびＥｍａに基づいて補正量ＳＲを演算することにより、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの変動成分が抑制されるので、安定で信頼性の高い補正量に基づいて、さらに信頼性の高いノック判定およびノック制御を実現することができる。
【０１３９】
たとえば、点火プラグ８のくすぶり状態が検知された場合には、積分信号Ｅｍがレベル上昇して積分信号Ｋｍよりも信頼性が低下するので、第１の比較値に対する乗算係数αを大きく設定し、第２の比較値に対する乗算係数βを小さく設定することにより、ノック判定の信頼性を確保することができる。
【０１４０】
なお、図２では、積分平均値ＫｍａおよびＥｍａの両方を用いて補正量演算する場合を示したが、積分平均値ＫｍａまたはＥｍａの一方のみを用いて補正量演算する場合でも、平均化処理により時間的変動成分が抑制されるので、信頼性が向上することは言うまでもない。
【０１４１】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イオン電流からノック信号を抽出するフィルタ手段と、ノック信号に基づいて内燃機関のノック状態を判定するノック判定手段と、ノック判定手段の判定結果に基づいて内燃機関の制御量をノック抑制側に補正する制御量補正手段と、ノック信号に対応した第１の積分値を算出する第１の積分手段と、イオン電流の出力レベル状態に対応した第２の積分値を算出する第２の積分手段と、第１の積分値に対して基準値となる第１の比較レベルをあらかじめ設定し、第２の積分値に対して基準値となる第２の比較レベルをあらかじめ設定する比較レベル設定手段と、第１の積分値と第１の比較レベルとの比較に基づいて、または、第２の積分値と第２の比較レベルとの比較に基づいて、ノック判定手段または制御量補正手段に関連したパラメータを補正するための補正信号を出力する補正量演算手段とを設け、点火プラグが標準装着品以外のものに交換された場合や、燃料にイオン化し易い物質を含んだ添加剤が混入された場合において、イオン電流量の変動によりノック信号の振幅が変化しても、イオン電流量の変動に応じた信号補正を施すようにしたので、ノック誤判定に基づく誤制御を防止して、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４３】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、イオン電流の非検出期間にイオン電流検出手段から検出される電流信号に基づいて点火プラグのくすぶり状態を検知するくすぶり状態検知手段を設け、補正量演算手段は、点火プラグのくすぶり状態が検知されない場合には、第２の積分値に基づいて補正信号を出力し、点火プラグのくすぶり状態が検知された場合には、第１の積分値に基づいて補正信号を出力するようにしたので、くすぶり状態が発生しても、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４４】
また、この発明の請求項３によれば、請求項２において、くすぶり状態検知手段は、電流信号が所定の上限レベルよりも大きい場合には、ノック判定手段によるノック判定を禁止するとともに、制御量補正手段による補正量を所定量に設定するようにしたので、くすぶり状態が発生しても、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４６】
また、この発明の請求項４によれば、請求項１において、第１の積分値を平均化処理して第１の積分平均値を算出する第１の平均化手段と、第２の積分値を平均化処理して第２の積分平均値を算出する第２の平均化手段とを設け、補正量演算手段は、第１の積分平均値と第１の比較レベルとの比率または偏差を含む第１の比較値と、第２の積分平均値と第２の比較レベルとの比率または偏差を含む第２の比較値との加算に基づいて、補正信号による補正量を算出するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４７】
また、この発明の請求項５によれば、請求項４において、補正量演算手段は、第１および第２の比較値にそれぞれ異なる係数を乗算した値を加算して、補正量を算出するようにしたので、第１および第２の比較値のうちの信頼性の高い方の反映率を高くすることができ、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４８】
また、この発明の請求項６によれば、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル以上の値を示す場合に、補正信号によりノック判定手段のノック判定基準レベルを増大補正するようにしたので、燃料性状の違いでイオン電流レベルが増大した場合でも、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４９】
また、この発明の請求項７によれば、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、補正信号によりノック判定手段のノック判定基準レベルを減少補正するようにしたので、点火プラグの違いでイオン電流レベルが減少した場合でも良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５０】
また、この発明の請求項８によれば、請求項１において、フィルタ手段は、ノック信号を増幅する増幅手段を含み、補正量演算手段は、積分値が比較レベル以上の値を示す場合に、補正信号により増幅手段のゲインを減少補正するようにしたので、燃料性状の違いでイオン電流レベルが増大した場合でも、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５１】
また、この発明の請求項９によれば、請求項１において、フィルタ手段は、ノック信号を増幅する増幅手段を含み、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、補正信号により増幅手段のゲインを増大補正するようにしたので、点火プラグの違いでイオン電流レベルが減少した場合でも良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５２】
また、この発明の請求項１０によれば、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の比較レベルと第１または第２の積分値との比率または偏差を含む比較値に応じて、補正信号による補正量を可変設定するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５３】
また、この発明の請求項１１によれば、請求項１において、比較レベル設定手段は、少なくとも内燃機関の回転数および負荷に対応したマップデータを有し、マップデータに応じて第１または第２の比較レベルを可変設定するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５４】
また、この発明の請求項１２によれば、請求項１１において、比較レベル設定手段は、少なくとも内燃機関の温度情報を含む運転状態に応じて比較レベルを可変設定するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５５】
また、この発明の請求項１３によれば、請求項１２において、比較レベル設定手段は、温度情報の上昇に応じて比較レベルを減少補正するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を概略的に示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態４を概略的に示すブロック図である。
【図３】 従来の内燃機関のノック制御装置を示すブロック構成図である。
【図４】 従来の内燃機関のノック制御装置の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
４ 点火コイル、８ 点火プラグ、１０ イオン電流検出回路、１４Ａ バンドパスフィルタ（フィルタ手段）、１６ 積分回路（第１の積分手段）、１６Ａ積分回路（第２の積分手段）、２０、２０Ａ ＥＣＵ、２３ ノック判定手段、２４ 点火時期補正手段（制御量補正手段）、２５、２５Ａ 補正量演算手段、２６、２６Ａ 比較レベル設定手段、２７ くすぶり検知手段、２８ 各種センサ、３１、３２ 平均化手段、Ｅｉ イオン電流検出信号、Ｅｍ 積分値（第２の積分値）、Ｅｍａ、Ｋｍａ 積分平均値、Ｇｉ 電流信号、Ｈ 判定結果、ｉ イオン電流、Ｋｊ ノック信号、Ｋｍ 積分信号（第１の積分値）、Ｍ１、Ｍ２ 補正信号、ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ１ａ、ＭＲ２ａ 比較レベル、Ｐ 点火信号、Ｑ くすぶり状態検知信号。
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流のレベル変化から内燃機関のノッキング発生を検知して内燃機関制御量をノック抑制側に補正する内燃機関のノック制御装置に関し、特に点火プラグや燃料などの違いによりイオン電流量が変動した場合のノック誤検出および誤制御を防止した内燃機関のノック制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関のノック制御装置においては、ノック発生による内燃機関のダメージを抑制するために、ノック発生に応じて内燃機関の制御量をノック抑制側（たとえば、点火時期を遅角側）に補正制御している。
【０００３】
また、イオン電流を用いた内燃機関のノック制御装置は、ノックセンサを用いることなく、各気筒毎のノック強度を検出することができるので、コストダウンを実現するうえで有効であり、従来より種々提案されている。
【０００４】
一般に、内燃機関においては、燃焼室内に導入された空気と燃料の混合気をピストンの上昇により圧縮し、燃焼室内の点火プラグに高電圧を印加して発生する電気火花で混合気を燃焼させることにより、ピストンを押し下げる力を出力として取り出す。
【０００５】
このとき、燃焼室内において燃焼が行われると、燃焼室内の分子は電離（イオン化）するので、燃焼室内の点火プラグ（イオン電流検出用電極）に高電圧を印加すると、点火プラグを介したイオンの移動によりイオン電流が流れる。
【０００６】
このイオン電流は、燃焼室内の圧力変動により敏感に変化し、ノックに対応した振動成分を含むことが知られている。
したがって、イオン電流に基づいてノックの有無を判定することができる。
【０００７】
図３はたとえば特開平１０−９１０８号公報に記載された従来の内燃機関のノック制御装置を示すブロック構成図であり、ディストリビュータを介して各気筒の点火プラグに高圧配電を行う場合を示している。
【０００８】
図３に示した従来装置は、イオン電流ｉに重畳されたノック振動成分を抽出して波形整形後にノックパルス数をカウントし、カウント数に基づいてノック判定を行うようになっている。
【０００９】
図３において、内燃機関すなわちエンジン（図示せず）のクランク軸にはクランク角センサ１が設けられており、クランク角センサ１は、エンジン回転数に応じたパルスからなるクランク角信号ＳＧＴを出力する。
【００１０】
クランク角信号ＳＧＴの各パルスエッジは、内燃機関の各気筒（図示せず）のクランク角基準位置を示しており、クランク角信号ＳＧＴは、マイクロコンピュータからなるＥＣＵ２に入力されて種々の制御演算に用いられる。
【００１１】
ＥＣＵ２は、波形処理手段（後述する）から入力されるノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎをカウントするカウンタ２１と、パルス数Ｎに基づいてノックの有無を判定するためのＣＰＵ２２とを含む。
カウンタ２１およびＣＰＵ２２は、波形処理手段と協動してノック検出手段を構成している。
【００１２】
また、ＥＣＵ２は、クランク角センサ１からのクランク角信号ＳＧＴを取り込むとともに、各種センサ（図示せず）からの運転情報を取り込み、運転状態に応じた種々の演算を行い、点火コイル４等を含む各種アクチュエータに対して駆動信号を出力する。
【００１３】
点火コイル４を駆動する点火信号Ｐは、点火コイル４の一次巻線４ａに接続されたパワートランジスタＴＲのベースに印加され、パワートランジスタＴＲをオンオフ制御して一次電流ｉ１を通電遮断する。
【００１４】
一次電流ｉ１の遮断により一次電圧Ｖ１が上昇し、点火コイル４の二次巻線４ｂは、さらに昇圧された二次電圧Ｖ２を点火用高電圧（数１０ｋＶ）として発生する。
すなわち、点火コイル４は、エンジンの点火時期に対応して、二次電圧Ｖ２（点火用高電圧）を発生する。
【００１５】
二次巻線４ｂの出力端子に接続されたディストリビュータ７は、内燃機関の回転に同期して、二次電圧Ｖ２を各気筒内の点火プラグ８ａ〜８ｄに順次分配して印加することにより、点火制御気筒の燃焼室内に放電火花を発生させて混合気を燃焼させる。
すなわち、点火プラグ８ａ〜８ｄは、二次電圧Ｖ２の印加により、エンジンの点火時期に対応してエンジンを着火させる。
【００１６】
一次巻線４ａの一端に接続された整流ダイオードＤ１、電流制限用の抵抗器Ｒ、電圧制限用のツェナーダイオードＤＺに並列接続されたコンデンサ９および整流ダイオードＤ２からなる直列回路は、一次巻線４ａの一端からグランドに接続され、コンデンサ９（イオン電流検出用のバイアス電源）に対する充電電流を流す経路を構成している。
【００１７】
ツェナーダイオードＤＺの両端間に並列接続されたコンデンサ９は、一次電圧Ｖ１による充電電流により所定のバイアス電圧ＶＢｉ（数１００Ｖ）に充電されて、イオン電流ｉを検出するためのバイアス電源として機能し、点火プラグ８ａ〜８ｄのうちの点火制御直後の点火プラグを介して放電することによりイオン電流ｉを流す。
【００１８】
コンデンサ９の一端にアノードが接続された高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄは、点火極性と同極性となるように各点火プラグ８ａ〜８ｄの一端にカソードが接続されている。
コンデンサ９の他端に接続されたイオン電流検出用の抵抗器１２は、イオン電流ｉを電圧変換してイオン電流検出信号Ｅｉとして出力する。
【００１９】
抵抗器１２は、グランドを介して各点火プラグ８ａ〜８ｄの他端に接続されており、コンデンサ９および高圧ダイオード１１ａ〜１１ｄとともに、イオン電流ｉの流れる経路を形成している。
【００２０】
抵抗器１２から出力されたイオン電流検出信号Ｅｉは、波形整形回路１３を介して波形整形信号Ｆｉとなり、続いて、バンドパスフィルタ１４を介してノック信号Ｋｉのみが抽出され、さらに、比較回路１５を介してノックパルス列Ｋｐに変換された後、ＥＣＵ２内のカウンタ２１に入力される。
【００２１】
波形整形回路１３、バンドパスフィルタ１４および比較回路１５は、イオン電流検出信号Ｅｉからノックパルス列Ｋｐを抽出するための波形処理手段を構成している。
ノックパルス列Ｋｐは、ＥＣＵ２内においてパルス数Ｎがカウントされ、パルス数Ｎは、前述のようにノックの有無の判定に用いられる。
【００２２】
ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎは、ノック強度と大きく関連しており、ノックの強度が大きくなればなるほどパルス数Ｎも大きくなる。
【００２３】
次に、図３および図４を参照しながら、従来の内燃機関のノック制御装置の動作について説明する。
図４は図３内の各信号の動作波形を示すタイミングチャートであり、イオン電流ｉにノック信号波形が重畳している状態を示している。
【００２４】
まず、ＥＣＵ２は、クランク角センサ１からのクランク角信号ＳＧＴ等に基づいて、パワートランジスタＴＲの通電および遮断を行う点火信号Ｐを出力する。パワートランジスタＴＲは、点火信号ＰがＨレベルのときに一次電流ｉ１を通電し、点火信号ＰがＬレベルになった時点で一次電流ｉ１を遮断する。
【００２５】
このとき、一次巻線４ａには昇圧された一次電圧Ｖ１が発生し、これにより、整流ダイオードＤ１、抵抗器Ｒ、コンデンサ９および整流ダイオードＤ２からなる充電電流経路を介してコンデンサ９が充電される。
コンデンサ９の充電は、コンデンサ９の充電電圧がツェナーダイオードＤＺの逆方向降伏電圧（バイアス電圧ＶＢｉ）と等しくなった時点で終了する。
【００２６】
コンデンサ９、ツェナーダイオードＤＺおよびダイオードＤ２は、バイアス手段を構成しており、一次電流ｉ１の遮断時に一次巻線４ａの低圧側に発生する高電圧によって充電される。
【００２７】
一次巻線４ａに一次電圧Ｖ１が発生すると、二次巻線４ｂは、点火用高電圧に昇圧された数１０ｋＶの二次電圧Ｖ２を発生し、ディストリビュータ７を介して各気筒の点火プラグ８ａ〜８ｄに印加し、点火制御対象となる気筒の点火プラグに火花放電を発生させて混合気を燃焼させる。
【００２８】
こうして混合気が燃焼すると、燃焼気筒の燃焼室内にイオンが発生するので、コンデンサ９に充電されたバイアス電圧ＶＢｉによってイオン電流ｉが流れる。たとえば、点火プラグ８ａで混合気が燃焼した場合は、コンデンサ９→整流ダイオード１１ａ→点火プラグ８ａ→抵抗器１２→コンデンサ９の経路でイオン電流ｉが流れる。
【００２９】
イオン電流ｉは、抵抗器１２（イオン電流検出手段）を介してイオン電流検出信号Ｅｉとなり、波形整形回路１３を介して波形整形信号Ｆｉとなる。
波形整形信号Ｆｉは、図４のように、イオン電流成分のみが一定電圧にクリップされて、ノック信号Ｋｉが抽出され易い信号波形となる。
【００３０】
たとえば、内燃機関にノックが発生した場合、イオン電流ｉにノック振動の信号成分が重畳するので、波形整形信号Ｆｉは、イオン電流波形にノック振動成分が重畳した波形となる。
この波形整形信号Ｆｉは、波形処理手段を構成するバンドパスフィルタ１４および比較回路１５に入力される。
【００３１】
すなわち、バンドパスフィルタ１４は、波形整形信号Ｆｉからノック振動周波数を示すノック信号Ｋｉのみを抽出し、比較回路１５は、ノック信号Ｋｉを所定レベルと比較して得られたノックパルス列ＫｐをＥＣＵ２内のカウンタ２１に入力する。
【００３２】
ＥＣＵ２内のカウンタ２１は、ノックパルス列Ｋｐの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに応答して、ノックパルス列Ｋｐのパルス数Ｎをカウントし、これをＣＰＵ２２に入力する。
【００３３】
パルス数Ｎは、ノック強度が大きくなればなるほど大きくなるので、ＥＣＵ２内のＣＰＵ２２は、パルス数Ｎの大きさに基づいてノックの有無およびノック強度を判定することができる。
これにより、パルス数Ｎに基づきノック抑制側に制御量（点火時期）を補正することができる。
【００３４】
たとえば、パルス数Ｎのカウント値が所定パルス数以上のときには、ノック発生状態と判定し、点火時期（一次電流ｉ１の遮断時期）を所定量だけ遅角補正する。以下、連続してノック発生が判定されれば遅角量を順次積算していき、ノック発生が判定されなくなった時点で遅角量の積算を停止させる。
【００３５】
ノック判定用の比較基準となる所定パルス数は、エンジン回転数によっても、比較回路１５内の波形整形レベルによっても異なるが、たとえば、５〜２０程度の値に設定される。
【００３６】
このように、ＣＰＵ２２の判定結果に応じて点火時期の遅角補正量を決定することにより、ノックが発生した気筒に対する点火時期を最適に補正し、ノックを効果的に抑制することができる。
【００３７】
しかしながら、エンジン出力を増大させるために、たとえばＮａ（ナトリウム）やＫ（カリウム）などの電離し易い物質を含む添加剤が混入された燃料を用いた場合、通常の燃焼イオンのみならず、混入物質の電離によって発生したイオンが同時に検出されてしまう。
【００３８】
このとき、通常燃料を用いた場合に比べて、イオン量が増大してイオン電流検出信号Ｅｉが増大するので、当然ながら、バンドパスフィルタ１４を介した高周波振動成分（ノック信号Ｋｉ）の振幅も増大し、ノック信号Ｋｉに含まれるノイズ成分も、ノック成分と同様に増加する。
【００３９】
また、イオン電流検出信号Ｅｉおよびノック信号Ｋｉの振幅は、たとえば点火プラグ８ａ〜８ｄの電極形状の違いなどによっても増減する。ただし、電極形状の違いによるイオン電流検出信号Ｅｉの増加量および減少量は、燃料に添加剤を混入した場合の増加量に比べれば小さいものである。
【００４０】
いずれにしても、市場において、点火プラグ８ａ〜８ｄが標準装着品以外のものに交換された場合や、イオン化し易い物質を含んだ添加剤が混入された燃料を用いた場合などにおいては、ノック信号Ｋｉの振幅が標準装着品のものに対し増減する可能性がある。
【００４１】
しかし、従来装置においては、燃料に添加剤を混入したり、点火プラグ８ａ〜８ｄを変更した場合の対処手段が設けられていない。
【００４２】
また、たとえば、点火プラグ８ａ〜８ｄがくすぶり状態となって、プラグギャップ間（イオン電流ｉの経路）の絶縁抵抗値が低下した場合には、絶縁抵抗値とバイアス電圧ＶＢｉとにより決定するリーク電流がプラグギャップ間に流れる。この結果、くすぶり状態においては、リーク電流を含むイオン電流ｉが検出されてしまうことになる。
【００４３】
このように、従来装置は、同一のハードウェアおよびソフトウェア構成で、通常燃料または添加剤混入燃料を使用した場合、ならびに、標準点火プラグまたは非標準点火プラグを装着した場合の両方において、ノック検出およびノック制御を両立させることが非常に困難である。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関のノック制御装置は以上のように、イオン電流ｉに基づくノック制御を実現しているものの、燃料に添加剤を混入した場合や非標準の点火プラグを装着した場合に、ノック検出およびノック制御に対する補正手段を具備していないので、イオン電流検出信号Ｅｉのレベル変動によりノック誤検出して誤制御を招くおそれがあるという問題点があった。
【００４５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、点火プラグが標準装着品以外のものに交換された場合や、燃料にイオン化し易い物質を含んだ添加剤が混入された場合において、イオン電流量の変動によりノック信号の振幅が変化しても、イオン電流量の変動に応じた信号補正を施すことにより、ノック誤判定に基づく誤制御を防止して、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置を得ることを目的とする。
【００４６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る内燃機関のノック制御装置は、内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イオン電流からノック信号を抽出するフィルタ手段と、ノック信号に基づいて内燃機関のノック状態を判定するノック判定手段と、ノック判定手段の判定結果に基づいて内燃機関の制御量をノック抑制側に補正する制御量補正手段とを備えた内燃機関のノック制御装置において、ノック信号に対応した第１の積分値を算出する第１の積分手段と、イオン電流の出力レベル状態に対応した第２の積分値を算出する第２の積分手段と、第１の積分値に対して基準値となる第１の比較レベルをあらかじめ設定し、第２の積分値に対して基準値となる第２の比較レベルをあらかじめ設定する比較レベル設定手段と、第１の積分値と第１の比較レベルとの比較に基づいて、または、第２の積分値と第２の比較レベルとの比較に基づいて、ノック判定手段または制御量補正手段に関連したパラメータを補正するための補正信号を出力する補正量演算手段とを設けたものである。
【００４８】
また、この発明の請求項２に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、イオン電流の非検出期間にイオン電流検出手段から検出される電流信号に基づいて点火プラグのくすぶり状態を検知するくすぶり状態検知手段を設け、補正量演算手段は、点火プラグのくすぶり状態が検知されない場合には、第２の積分値に基づいて補正信号を出力し、点火プラグのくすぶり状態が検知された場合には、第１の積分値に基づいて補正信号を出力するものである。
【００４９】
また、この発明の請求項３に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項２において、くすぶり状態検知手段は、電流信号が所定の上限レベルよりも大きい場合には、ノック判定手段によるノック判定を禁止するとともに、制御量補正手段による補正量を所定量に設定するものである。
【００５１】
また、この発明の請求項４に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、第１の積分値を平均化処理して第１の積分平均値を算出する第１の平均化手段と、第２の積分値を平均化処理して第２の積分平均値を算出する第２の平均化手段とを設け、補正量演算手段は、第１の積分平均値と第１の比較レベルとの比率または偏差を含む第１の比較値と、第２の積分平均値と第２の比較レベルとの比率または偏差を含む第２の比較値との加算に基づいて、補正信号による補正量を算出するものである。
【００５２】
また、この発明の請求項５に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項４において、補正量演算手段は、第１および第２の比較値にそれぞれ異なる係数を乗算した値を加算して、補正量を算出するものである。
【００５３】
また、この発明の請求項６に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル以上の値を示す場合に、補正信号によりノック判定手段のノック判定基準レベルを増大補正するものである。
【００５４】
また、この発明の請求項７に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、補正信号によりノック判定手段のノック判定基準レベルを減少補正するものである。
【００５５】
また、この発明の請求項８に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、フィルタ手段は、ノック信号を増幅する増幅手段を含み、補正量演算手段は、積分値が比較レベル以上の値を示す場合に、補正信号により増幅手段のゲインを減少補正するものである。
【００５６】
また、この発明の請求項９に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、フィルタ手段は、ノック信号を増幅する増幅手段を含み、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、補正信号により増幅手段のゲインを増大補正するものである。
【００５７】
また、この発明の請求項１０に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の比較レベルと第１または第２の積分値との比率または偏差を含む比較値に応じて、補正信号による補正量を可変設定するものである。
【００５８】
また、この発明の請求項１１に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１において、比較レベル設定手段は、少なくとも内燃機関の回転数および負荷に対応したマップデータを有し、マップデータに応じて第１または第２の比較レベルを可変設定するものである。
【００５９】
また、この発明の請求項１２に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１１において、比較レベル設定手段は、少なくとも内燃機関の温度情報を含む運転状態に応じて比較レベルを可変設定するものである。
【００６０】
また、この発明の請求項１３に係る内燃機関のノック制御装置は、請求項１２において、比較レベル設定手段は、温度情報の上昇に応じて比較レベルを減少補正するものである。
【００６２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を概略的に示すブロック図であり、前述（図３参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【００６３】
図１において、ＥＣＵ２０は、前述のＥＣＵ２と同様に、マイクロコンピュータにより構成されている。
また、図１においては、代表的に、１つの点火プラグ８のみが示されているものとする。
【００６４】
点火装置４０は、前述のパワートランジスタＴＲ、点火コイル４およびディストリビュータ７などを含む。
また、イオン電流検出回路１０は、前述のコンデンサ９および抵抗器１２などを含む。
【００６５】
バンドパスフィルタ１４Ａは、増幅回路を含み、イオン電流検出回路１０から出力されるイオン電流検出信号Ｅｉから増幅されたノック信号Ｋｊを抽出する。
【００６６】
積分回路１６は、ノック信号Ｋｊを積分して積分信号Ｋｍを生成し、Ａ／Ｄ変換器１７は、積分信号Ｋｍをデジタル信号に変換してＥＣＵ２０に入力する。
この場合、ＥＣＵ２０は、イオン電流検出信号Ｅｉから抽出されたノック信号Ｋｊの積分信号Ｋｍに基づいてノック判定を行う。
【００６７】
積分手段１６Ａは、イオン電流検出信号Ｅｉを積分処理して、イオン電流の出力レベル状態に対応した積分値Ｅｍを算出する。
Ａ／Ｄ変換器１８は、積分値Ｅｍをデジタル信号に変換してＥＣＵ２０に入力する。
【００６８】
また、Ａ／Ｄ変換器１９は、イオン電流検出信号Ｅｉが生成されない爆発行程以外の期間において、イオン電流検出回路１０により検出される電流信号Ｇｉをデジタル信号に変換してＥＣＵ２０に入力する。
【００６９】
ＥＣＵ２０は、ノック判定手段２３と、点火時期補正手段２４と、補正量演算手段２５と、比較レベル設定手段２６と、くすぶり状態検知手段２７とを備えている。
【００７０】
ノック判定手段２３は、デジタル化された積分信号Ｋｍからノック状態を判定するために、積分信号Ｋｍのデジタルデータ値からバックグランドレベル（ノック判定基準レベル）を算出する手段を含み、積分信号Ｋｍがバックグランドレベルを越えたときにノック状態を示す判定結果Ｈを生成する。
【００７１】
点火時期補正手段２４は、ノック判定手段２３の判定結果Ｈに基づいて点火時期（エンジン制御量）を遅角側（ノック抑制側）に補正する。
【００７２】
補正量演算手段２５は、デジタル化された積分信号Ｋｍ（第１の積分値）または積分値Ｅｍ（第２の積分値）からイオン電流の出力レベル状態を判別する。
比較レベル設定手段２６は、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍに対する第１および第２の比較レベルＭＲ１、ＭＲ２を設定する。
【００７３】
すなわち、補正量演算手段２５は、積分信号Ｋｍが第１の比較レベルＭＲ１を越えた場合、または、積分値Ｅｍが第２の比較レベルＭＲ２を越えた場合に、イオン電流のレベル上昇による誤検出を防止するための補正信号Ｍ１およびＭ２を出力する。
【００７４】
くすぶり状態検知手段２７は、デジタル化された電流信号Ｇｉがバックグランドレベルを越えた（リーク電流が検出された）場合に、点火プラグ８のくすぶり状態を示すくすぶり状態検知信号Ｑを出力する。
【００７５】
補正量演算手段２５は、点火プラグ８のくすぶり状態が検知されず、くすぶり状態検知信号Ｑがオフを示す場合には、電流信号Ｇｉの積分値Ｅｍに基づいて補正信号Ｍ１およびＭ２を出力する。
【００７６】
すなわち、点火プラグ８がくすぶり状態でなく、リーク電流がない場合には、電流信号Ｇｉの積分値Ｅｍがイオン電流量を高い信頼性で反映しているので、積分値Ｅｍに基づいて補正量を演算する。
【００７７】
一方、点火プラグ８のくすぶり状態が検知されて、くすぶり状態検知信号Ｑがオンを示す場合には、補正量演算手段２５は、ノック信号Ｋｊの積分信号Ｋｍに基づいて補正信号Ｍ１およびＭ２を出力する。
【００７８】
すなわち、点火プラグ８がくすぶり状態であって、点火プラグ８のギャップ間の絶縁低下によるリーク電流が存在する場合には、電流信号Ｇｉの積分値Ｅｍにリーク電流が重畳されるので、積分値Ｅｍに基づく補正量演算を禁止し、積分信号Ｋｍに基づく補正量演算を実行する。
【００７９】
また、補正量演算手段２５は、比較レベルＭＲ１およびＭＲ２と積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍとの比率（または、偏差など）を含む比較値に応じて、補正信号Ｍ１およびＭ２による補正量を可変設定する。
【００８０】
また、比較レベル設定手段２６は、少なくともエンジン回転数および負荷に対応したマップデータを有し、マップデータに応じて比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を可変設定することにより、補正量演算の信頼性を向上させている。
【００８１】
さらに、比較レベル設定手段２６は、少なくともエンジンの温度情報を含む運転状態に応じて比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を可変設定し、たとえば、温度情報の上昇に応じて比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を減少補正する。
【００８２】
補正信号Ｍ１およびＭ２は、以下のように、ノック判定手段２３（または、点火時期補正手段２４）に関連したパラメータを補正する。
すなわち、補正信号Ｍ１は、イオン電流量のレベル増大を補償するために、ノック判定手段２３のバックグランドレベルを増大補正し、ノックの誤検出を防止する。
【００８３】
同様に、補正信号Ｍ２は、イオン電流量のレベル増大を補償するために、バンドパスフィルタ１４Ａ内の増幅回路のゲインを減少補正し、ノックの誤検出を防止する。
【００８４】
前述のクランク角センサ１を含む各種センサ２８は、エンジンの運転状態を示す温度情報などの各種情報をＥＣＵ２０に入力する。
ＥＣＵ２０に接続された各種アクチュエータ２９は、運転状態に応じたＥＣＵ２０からの制御信号により駆動される。
【００８５】
なお、ここでは図示しないが、ＥＣＵ２０と、バンドパスフィルタ１４Ａ、点火装置４０、各種センサ２８および各種アクチュエータ２９との間には、入出力インターフェイスおよびＤ／Ａ変換器または、Ａ／Ｄ変換器が挿入されている。
【００８６】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１の動作について、さらに具体的に説明する。
前述のように、ＥＣＵ２０から点火信号Ｐが生成されると、点火装置４０から発生した高電圧が点火プラグ８に印加され、点火プラグ８のキャップ間で放電が起こり、エンジン気筒内の混合気が着火される。
【００８７】
このとき、点火エネルギの一部は、イオン電流検出回路１０内にバイアス電圧として充電される。このバイアス電圧は、点火装置４０を介して点火プラグ８に印加され、混合気の燃焼時に発生したイオンを移動させてイオン電流ｉ（図３参照）を流す。
【００８８】
イオン電流ｉは、イオン電流検出回路１０によりイオン電流検出信号Ｅｉとして検出され、一方では、ノック信号Ｋｊが抽出されて積分信号Ｋｍとなり、他方では、イオン電流検出信号Ｅｉの積分値Ｅｍとなり、それぞれ、デジタル値に変換されてＥＣＵ２０に入力される。
【００８９】
ＥＣＵ２０は、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍを格納する毎に、積分回路１６および１６Ａをリセットする。
なお、積分データのＡ／Ｄ変換処理および各積分回路１６および１６Ａのリセット処理は、エンジンの点火サイクル毎に実行される。
【００９０】
比較レベル設定手段２６は、あらかじめ設定されたマップデータから、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの比較レベル基準値を取得し、この比較レベル基準値に対して、少なくとも温度情報（吸気温またはエンジン冷却水温）に応じた補正を施し、最終的な比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を求める。
【００９１】
たとえば、エンジンが高温状態（所定温度以上）の場合には、イオン電流量が減少することが一般に知られているので、このような高温状態においては、マップから取得された基準値を減量補正して比較レベルＭＲ１およびＭＲ２を設定する。
【００９２】
また、温度情報のみに限らず、イオン電流検出量に影響する他のセンサ情報に関しても、同様に比較レベルＭＲ１およびＭＲ２の基準値を補正することができる。
【００９３】
なお、比較レベルＭＲ１およびＭＲ２の基準値マップデータは、エンジン回転数および負荷の少なくとも一方に対応したマップデータからなり、標準状態（標準の点火プラグ８および燃料を使用した場合）における積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの平均的な値を格納している。
【００９４】
補正量演算手段２５は、各比較レベルＭＲ１およびＭＲ２と、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの各デジタル値とを比較し、各比較結果および比較値（比率または偏差）に基づいて補正量（補正係数）を設定し、補正量に応じた補正信号Ｍ１およびＭ２を出力する。
【００９５】
たとえば、イオン化し易い物質を含んだ添加剤が燃料に混入された場合において、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍは、いずれも比較レベルＭＲ１およびＭＲ２に比べて大幅に増加するので、ノック判定手段２３（または、点火時期補正手段２４）に関連したパラメータを大きく補正する必要がある。
【００９６】
したがって、この場合、補正量演算手段２５は、補正信号Ｍ１によりノック判定手段２３のバックグランドレベルを増加側に補正し、補正信号Ｍ２によりバンドパスフィルタ１４Ａの増幅ゲインを減少側に補正する。
【００９７】
また、上記のようにイオン化し易い燃料が混入された場合には、補正量設定手段２５は、イオン電流量の大きな増大を補償するために、大きな補正量を設定する。
【００９８】
これにより、ノック判定手段２３において、積分信号Ｋｍを平均化処理した値から設定されるバックグランドレベルは、補正信号Ｍ１に基づいて所要量だけ増大補正される。
【００９９】
また、くすぶり状態検知手段２７は、イオン電流検出回路１０からの電流信号Ｇｉのレベルに基づいて、点火プラグ８のくすぶり状態（絶縁抵抗低下）によるリーク電流の有無を検知する。
【０１００】
もし、電流信号Ｇｉのレベルが所定値以上である（リーク電流が存在する）と検知された場合には、くすぶり状態検知手段２７は、くすぶり状態検知信号Ｑを出力し、イオン電流検出信号Ｅｉの積分値Ｅｍに基づく補正信号Ｍ１およびＭ２の演算を禁止する。
【０１０１】
周知のように、点火プラグ８のくすぶり状態によるリーク電流が検知された場合には、イオン電流にリーク電流が重畳するので、積分値Ｅｍを正常に測定することはできない。
【０１０２】
したがって、補正量演算手段２５は、くすぶり状態検知信号Ｑに応答して、積分値Ｅｍに基づく補正量演算を禁止し、積分信号Ｋｍに基づく補正量演算に切り換える。
【０１０３】
具体的には、くすぶり状態検知手段２７は、制御対象気筒の排気行程中において、リーク電流を示す電流信号Ｇｉを取り込み、リーク電流判定用の所定値と比較し、電流信号Ｑが所定値以上を示す場合には、制御対象気筒の点火プラグがくすぶり状態であると判定する。
【０１０４】
このように、補正量演算手段２５を設け、燃料への添加剤混入や点火プラグ８の変更によるイオン電流量の増大が検知された場合に、補正信号Ｍ１およびＭ２により、イオン電流量の増大を相殺するようにパラメータを補正することができる。
【０１０５】
これにより、通常燃料の使用時および添加剤混入時においても、点火プラグ８の変更時においても、同一のハードウェアおよびソフトウェア構成でノック検出および制御を両立させることができ、良好なノック検出性および制御性を確保することができる。
【０１０６】
また、点火プラグ８がくすぶり状態となってイオン電流検出信号Ｅｉの積分値Ｅｍが異常上昇した場合には、補正量演算手段２５による補正量の演算を、ノック信号の積分信号Ｋｍに基づいて実行することができ、さらに安全で信頼性の高いノック制御を実現することができる。
【０１０７】
なお、上記実施の形態１では、イオン電流量の増大を相殺補償する場合について説明したが、点火プラグ８の交換などによる違いによっては、イオン電流量が減少する場合もあり得るので、イオン電流量の減少に対して相殺補償することも有効である。
【０１０８】
たとえば、積分値Ｅｍ（または、積分信号Ｋｍ）が所定の比較レベル未満の値を示す場合、補正量演算手段２５は、補正信号Ｍ１によりノック判定手段２３のノック判定基準レベルを減少補正する。また、補正量演算手段２５は、補正信号Ｍ２により、バンドパスフィルタ１４Ａ内の増幅手段のゲインを増大補正する。
【０１０９】
これにより、イオン電流量が減少した場合にも、イオン電流量の減少変動成分が補償されるので、ノック判定およびノック制御の信頼性を確保することができる。
【０１１０】
なお、積分回路１６は、ノック信号Ｋｊの正電圧側の半波を積分電圧変換してもよく、または、絶対値回路を追加することにより、正負両方向の電圧を全波積分してもよい。
【０１１１】
また、積分回路１６の積分対象区間として、たとえばエンジンのクランク角度において、ノック発生の可能性が高いＡＴＤＣ１５°〜ＡＴＤＣ６５°などに設定してもよい。
【０１１２】
また、ノック判定手段２３は、ノック信号Ｋｊの積分信号Ｋｍを用いてノック強度を認識したが、ノックレベルを示す他の信号として、ノック信号Ｋｊのピーク値、ノック振動継続期間、または、ノック信号Ｋｊを所定レベルで波形整形したパルス数などが用いられ得ることは言うまでもない。
【０１１３】
また、図１においては、簡略化のために１気筒分のみの回路構成を示したが、多気筒エンジンにおいては、補正量演算手段２５を含む同様の制御回路手段を用いて、各気筒の情報に基づいて全気筒に対するパラメータの補正制御を実行してもよい。
【０１１４】
また、点火プラグ８のくすぶり状態においては、リーク電流が高周波の振動成分を多く含むことから、この振動成分をノック信号Ｋｊとして誤検出してしまい、ノック信号ＫｊのＳ／Ｎ比が悪化することが知られている。
【０１１５】
したがって、ノック誤検出に起因する誤補正を防止して、正しい点火時期補正を維持するために、くすぶり状態検知手段２７は、電流信号Ｑが所定の上限レベルよりも大きい場合には、ノック判定手段２３によるノック判定を禁止するとともに、点火時期補正手段２４の点火時期補正量を所定角度を設定してもよい。
【０１１６】
また、各気筒毎または各気筒グループ毎に積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍに基づいて補正制御を実行する場合、くすぶり状態検知手段２７は、リーク電流を検出した特定気筒または気筒グループのみに関して、ノック判定手段２３によるノック判定を禁止してもよい。
【０１１７】
また、くすぶり状態検知手段２７は、制御対象気筒の排気行程中の電流信号Ｑ（イオン電流量）に基づいてリーク電流を判定したが、点火装置４０内の点火コイルへの通電開始から所定期間中における積分値Ｅｍが所定値以上か否かより判定してもよい。
【０１１８】
また、Ｖ型エンジンにおいては、各バンク毎の情報に基づいて各バンク毎に補正制御することにより、気筒グループ毎に補正制御を実行してもよい。
さらに、多気筒エンジンにおいても、各気筒毎に同様の補正制御を実行してもよい。
【０１１９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの両方に基づいて、イオン電流量の出力レベルの増大を判定したが、いずれか一方のみで判定してもよい。
【０１２０】
たとえば、点火プラグ８のくすぶり状態による影響が無視できる程度であれば、イオン電流検出信号Ｅｉの積分値Ｅｍのみを用いて、イオン電流量の出力レベルの増大を判定することができる。
【０１２１】
また、イオン電流量の高精度な判定が要求されない場合には、積分信号Ｋｍのみを用いて、イオン電流量の出力レベルの増大を判定することができる。
この場合、ノック判定用に用いられる積分信号Ｋｍがイオン電流量判定に共用可能となり、積分回路１６ＡおよびＡ／Ｄ変換器１８が省略されるので、回路構成の簡略化によりコストダウンを実現することができる。
【０１２２】
実施の形態３．
また、上記実施の形態１では、補正信号Ｍ１およびＭ２により、ノック判定手段２３のバックグランドレベル（ノック判定基準レベル）と、バンドパスフィルタ１４Ａの増幅ゲインとの両方を補正したが、補正信号Ｍ１またはＭ２により、いずれか一方のみを補正してもよい。
【０１２３】
また、ノック判定手段２３または点火時期補正手段２４に関連した他のパラメータとして、たとえば、イオン電流検出回路１０内のイオン電流増幅率、積分回路１６の積分率、または、点火時期補正手段２４のノック強度に対する点火時期補正量などを補正対象としてもよい。
【０１２４】
実施の形態４．
また、上記実施の形態１では、Ａ／Ｄ変換器１７および１８を介した積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍを補正量演算手段２５に直接入力したが、平均化手段を介して平均化処理された積分平均値を入力してもよい。
【０１２５】
図２は平均化手段を設けたこの発明の実施の形態４を概略的に示すブロック図であり、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。
【０１２６】
図２において、ＥＣＵ２０Ａ、補正量演算手段２５Ａおよび比較レベル設定手段２６Ａは、それぞれ、前述のＥＣＵ２０、補正量演算手段２５および比較レベル設定手段２６に対応している。
【０１２７】
平均化手段３１は、Ａ／Ｄ変換器１７からの積分信号Ｋｍを平均化処理（周知の時間的なフィルタ演算処理）して積分平均値Ｋｍａとし、ノック判定手段２３および補正量演算手段２５に入力する。
たとえば、積分平均値Ｋｍａは、以下の（１）式のように算出される。
【０１２８】
Ｋｍａ＝Ｋｍ（ｎ−１）×（１−Ｋｆ）＋Ｋｍ（ｎ）×Ｋｆ・・・（１）
【０１２９】
ただし、（１）式において、Ｋｍ（ｎ−１）は積分信号Ｋｍの前回値であり、Ｋｍ（ｎ）は積分信号Ｋｍの今回値である。また、Ｋｆはフィルタ演算係数であり、０＜Ｋｆ＜１の範囲内の値に設定される。
【０１３０】
同様に、平均化手段３２は、Ａ／Ｄ変換器１８からの積分値Ｅｍを平均化処理して積分平均値Ｅｍａとし、補正量演算手段２５に入力する。
【０１３１】
比較レベル設定手段２６Ａは、積分平均値Ｋｍａ、Ｅｍａに対する比較レベルＭＲ１ａ、ＭＲ２ａを設定し、補正量演算手段２５Ａは、積分平均値Ｋｍａ、Ｅｍａと比較レベルＭＲ１ａ、ＭＲ２ａとの各比較結果に基づいて補正信号Ｍ１、Ｍ２を出力する。
【０１３２】
すなわち、補正量演算手段２５Ａは、積分平均値Ｋｍａと比較レベルＭＲ１ａとの比率（または、偏差など）を含む第１の比較値と、積分平均値Ｅｍａと比較レベルＭＲ２ａとの比率（または、偏差など）を含む第２の比較値との加算に基づいて補正信号Ｍ１およびＭ２による補正量を算出する。
【０１３３】
具体的には、各比較値（たとえば、比率Ｋｍａ／ＭＲ１ａ、Ｅｍａ／ＭＲ２ａ）に対して、それぞれ異なる係数α、βを乗算した値を加算し、以下の（２）式のように補正量ＳＲを算出する。
【０１３４】
ＳＲ＝（Ｋｍａ／ＭＲ１ａ）×α＋（Ｅｍａ／ＭＲ２ａ）×β・・・（２）
【０１３５】
ただし、（２）式において、各乗算係数αおよびβは、たとえば、α＋β＝１の関係を満たすように、０＜α＜１、０＜β＜１の範囲内で任意の値に設定され得る。
【０１３６】
また、（２）式のように、積分平均値と比較レベルとの比較値として比率を用いた場合、補正量演算手段２５Ａは、補正量ＳＲが１であれば補正信号Ｍ１、Ｍ２を生成せず、ＳＲ＞１であれば、イオン電流量の増大を補償するための補正信号Ｍ１、Ｍ２を生成し、ＳＲ＜１であれば、イオン電流量の減少を補償するための補正信号Ｍ１、Ｍ２を生成する。
【０１３７】
補正量ＳＲは、補正信号Ｍ１およびＭ２の両方に振り分けられてもよく、補正信号Ｍ１またはＭ２のいずれか一方のみに反映されてもよい。
つまり、補正信号Ｍ１、Ｍ２によりノック判定手段２３およびバンドパスフィルタ１４Ａの少なくとも一方が補正され、補正信号Ｍ１、Ｍ２による総合補正量が補正量ＳＲに一致すればよい。
【０１３８】
このように、積分平均値ＫｍａおよびＥｍａに基づいて補正量ＳＲを演算することにより、積分信号Ｋｍおよび積分値Ｅｍの変動成分が抑制されるので、安定で信頼性の高い補正量に基づいて、さらに信頼性の高いノック判定およびノック制御を実現することができる。
【０１３９】
たとえば、点火プラグ８のくすぶり状態が検知された場合には、積分信号Ｅｍがレベル上昇して積分信号Ｋｍよりも信頼性が低下するので、第１の比較値に対する乗算係数αを大きく設定し、第２の比較値に対する乗算係数βを小さく設定することにより、ノック判定の信頼性を確保することができる。
【０１４０】
なお、図２では、積分平均値ＫｍａおよびＥｍａの両方を用いて補正量演算する場合を示したが、積分平均値ＫｍａまたはＥｍａの一方のみを用いて補正量演算する場合でも、平均化処理により時間的変動成分が抑制されるので、信頼性が向上することは言うまでもない。
【０１４１】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、イオン電流からノック信号を抽出するフィルタ手段と、ノック信号に基づいて内燃機関のノック状態を判定するノック判定手段と、ノック判定手段の判定結果に基づいて内燃機関の制御量をノック抑制側に補正する制御量補正手段と、ノック信号に対応した第１の積分値を算出する第１の積分手段と、イオン電流の出力レベル状態に対応した第２の積分値を算出する第２の積分手段と、第１の積分値に対して基準値となる第１の比較レベルをあらかじめ設定し、第２の積分値に対して基準値となる第２の比較レベルをあらかじめ設定する比較レベル設定手段と、第１の積分値と第１の比較レベルとの比較に基づいて、または、第２の積分値と第２の比較レベルとの比較に基づいて、ノック判定手段または制御量補正手段に関連したパラメータを補正するための補正信号を出力する補正量演算手段とを設け、点火プラグが標準装着品以外のものに交換された場合や、燃料にイオン化し易い物質を含んだ添加剤が混入された場合において、イオン電流量の変動によりノック信号の振幅が変化しても、イオン電流量の変動に応じた信号補正を施すようにしたので、ノック誤判定に基づく誤制御を防止して、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４３】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、イオン電流の非検出期間にイオン電流検出手段から検出される電流信号に基づいて点火プラグのくすぶり状態を検知するくすぶり状態検知手段を設け、補正量演算手段は、点火プラグのくすぶり状態が検知されない場合には、第２の積分値に基づいて補正信号を出力し、点火プラグのくすぶり状態が検知された場合には、第１の積分値に基づいて補正信号を出力するようにしたので、くすぶり状態が発生しても、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４４】
また、この発明の請求項３によれば、請求項２において、くすぶり状態検知手段は、電流信号が所定の上限レベルよりも大きい場合には、ノック判定手段によるノック判定を禁止するとともに、制御量補正手段による補正量を所定量に設定するようにしたので、くすぶり状態が発生しても、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４６】
また、この発明の請求項４によれば、請求項１において、第１の積分値を平均化処理して第１の積分平均値を算出する第１の平均化手段と、第２の積分値を平均化処理して第２の積分平均値を算出する第２の平均化手段とを設け、補正量演算手段は、第１の積分平均値と第１の比較レベルとの比率または偏差を含む第１の比較値と、第２の積分平均値と第２の比較レベルとの比率または偏差を含む第２の比較値との加算に基づいて、補正信号による補正量を算出するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４７】
また、この発明の請求項５によれば、請求項４において、補正量演算手段は、第１および第２の比較値にそれぞれ異なる係数を乗算した値を加算して、補正量を算出するようにしたので、第１および第２の比較値のうちの信頼性の高い方の反映率を高くすることができ、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４８】
また、この発明の請求項６によれば、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル以上の値を示す場合に、補正信号によりノック判定手段のノック判定基準レベルを増大補正するようにしたので、燃料性状の違いでイオン電流レベルが増大した場合でも、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１４９】
また、この発明の請求項７によれば、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、補正信号によりノック判定手段のノック判定基準レベルを減少補正するようにしたので、点火プラグの違いでイオン電流レベルが減少した場合でも良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５０】
また、この発明の請求項８によれば、請求項１において、フィルタ手段は、ノック信号を増幅する増幅手段を含み、補正量演算手段は、積分値が比較レベル以上の値を示す場合に、補正信号により増幅手段のゲインを減少補正するようにしたので、燃料性状の違いでイオン電流レベルが増大した場合でも、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５１】
また、この発明の請求項９によれば、請求項１において、フィルタ手段は、ノック信号を増幅する増幅手段を含み、補正量演算手段は、第１または第２の積分値が第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、補正信号により増幅手段のゲインを増大補正するようにしたので、点火プラグの違いでイオン電流レベルが減少した場合でも良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５２】
また、この発明の請求項１０によれば、請求項１において、補正量演算手段は、第１または第２の比較レベルと第１または第２の積分値との比率または偏差を含む比較値に応じて、補正信号による補正量を可変設定するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５３】
また、この発明の請求項１１によれば、請求項１において、比較レベル設定手段は、少なくとも内燃機関の回転数および負荷に対応したマップデータを有し、マップデータに応じて第１または第２の比較レベルを可変設定するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５４】
また、この発明の請求項１２によれば、請求項１１において、比較レベル設定手段は、少なくとも内燃機関の温度情報を含む運転状態に応じて比較レベルを可変設定するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【０１５５】
また、この発明の請求項１３によれば、請求項１２において、比較レベル設定手段は、温度情報の上昇に応じて比較レベルを減少補正するようにしたので、良好なノック検出状態およびノック制御状態を確保した内燃機関のノック制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を概略的に示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態４を概略的に示すブロック図である。
【図３】 従来の内燃機関のノック制御装置を示すブロック構成図である。
【図４】 従来の内燃機関のノック制御装置の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
４ 点火コイル、８ 点火プラグ、１０ イオン電流検出回路、１４Ａ バンドパスフィルタ（フィルタ手段）、１６ 積分回路（第１の積分手段）、１６Ａ積分回路（第２の積分手段）、２０、２０Ａ ＥＣＵ、２３ ノック判定手段、２４ 点火時期補正手段（制御量補正手段）、２５、２５Ａ 補正量演算手段、２６、２６Ａ 比較レベル設定手段、２７ くすぶり検知手段、２８ 各種センサ、３１、３２ 平均化手段、Ｅｉ イオン電流検出信号、Ｅｍ 積分値（第２の積分値）、Ｅｍａ、Ｋｍａ 積分平均値、Ｇｉ 電流信号、Ｈ 判定結果、ｉ イオン電流、Ｋｊ ノック信号、Ｋｍ 積分信号（第１の積分値）、Ｍ１、Ｍ２ 補正信号、ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ１ａ、ＭＲ２ａ 比較レベル、Ｐ 点火信号、Ｑ くすぶり状態検知信号。
Claims (13)
- 内燃機関の燃焼時に点火プラグを介して流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
前記イオン電流からノック信号を抽出するフィルタ手段と、
前記ノック信号に基づいて前記内燃機関のノック状態を判定するノック判定手段と、
前記ノック判定手段の判定結果に基づいて前記内燃機関の制御量をノック抑制側に補正する制御量補正手段と
を備えた内燃機関のノック制御装置において、
前記ノック信号に対応した第１の積分値を算出する第１の積分手段と、
前記イオン電流の出力レベル状態に対応した第２の積分値を算出する第２の積分手段と、
前記第１の積分値に対して基準値となる第１の比較レベルをあらかじめ設定し、前記第２の積分値に対して基準値となる第２の比較レベルをあらかじめ設定する比較レベル設定手段と、
前記第１の積分値と前記第１の比較レベルとの比較に基づいて、または、前記第２の積分値と前記第２の比較レベルとの比較に基づいて、前記ノック判定手段または前記制御量補正手段に関連したパラメータを補正するための補正信号を出力する補正量演算手段と
を設けたことを特徴とする内燃機関のノック制御装置。 - 前記イオン電流の非検出期間に前記イオン電流検出手段から検出される電流信号に基づいて前記点火プラグのくすぶり状態を検知するくすぶり状態検知手段を設け、
前記補正量演算手段は、
前記点火プラグのくすぶり状態が検知されない場合には、前記第２の積分値に基づいて前記補正信号を出力し、
前記点火プラグのくすぶり状態が検知された場合には、前記第１の積分値に基づいて前記補正信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。 - 前記くすぶり状態検知手段は、前記電流信号が所定の上限レベルよりも大きい場合には、前記ノック判定手段によるノック判定を禁止するとともに、前記制御量補正手段による補正量を所定量に設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のノック制御装置。
- 前記第１の積分値を平均化処理して第１の積分平均値を算出する第１の平均化手段と、
前記第２の積分値を平均化処理して第２の積分平均値を算出する第２の平均化手段とを設け、
前記補正量演算手段は、前記第１の積分平均値と前記第１の比較レベルとの比率または偏差を含む第１の比較値と、前記第２の積分平均値と前記第２の比較レベルとの比率または偏差を含む第２の比較値との加算に基づいて、前記補正信号による補正量を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。 - 前記補正量演算手段は、前記第１および第２の比較値にそれぞれ異なる係数を乗算した値を加算して、前記補正量を算出することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のノック制御装置。
- 前記補正量演算手段は、前記第１または第２の積分値が前記第１または第２の比較レベル以上の値を示す場合に、前記補正信号により前記ノック判定手段のノック判定基準レベルを増大補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。
- 前記補正量演算手段は、前記第１または第２の積分値が前記第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、前記補正信号により前記ノック判定手段のノック判定基準レベルを減少補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。
- 前記フィルタ手段は、前記ノック信号を増幅する増幅手段を含み、
前記補正量演算手段は、前記第１または第２の積分値が前記第１または第２の比較レベル以上の値を示す場合に、前記補正信号により前記増幅手段のゲインを減少補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。 - 前記フィルタ手段は、前記ノック信号を増幅する増幅手段を含み、
前記補正量演算手段は、前記第１または第２の積分値が前記第１または第２の比較レベル未満の値を示す場合に、前記補正信号により前記増幅手段のゲインを増大補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。 - 前記補正量演算手段は、前記第１または第２の比較レベルと前記第１または第２の積分値との比率または偏差を含む比較値に応じて、前記補正信号による補正量を可変設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。
- 前記比較レベル設定手段は、少なくとも前記内燃機関の回転数および負荷に対応したマップデータを有し、前記マップデータに応じて前記第１または第２の比較レベルを可変設定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノック制御装置。
- 前記比較レベル設定手段は、少なくとも前記内燃機関の温度情報を含む運転状態に応じて前記第１または第２の比較レベルを可変設定することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関のノック制御装置。
- 前記比較レベル設定手段は、前記温度情報の上昇に応じて前記比較レベルを減少補正することを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関のノック制御装置。
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| JP3715868B2 (ja) * | 2000-06-15 | 2005-11-16 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関のノック制御装置 |
| JP2003021034A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-24 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼状態判別装置 |
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| JP3851583B2 (ja) * | 2002-03-28 | 2006-11-29 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関のノック制御装置 |
| JP3614150B2 (ja) * | 2002-04-17 | 2005-01-26 | 三菱電機株式会社 | 燃焼状態検出装置 |
| JP3619219B2 (ja) * | 2002-08-06 | 2005-02-09 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の燃焼状態検出装置 |
| JP3659589B2 (ja) * | 2002-10-21 | 2005-06-15 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関のノック制御装置 |
| US6935310B2 (en) * | 2002-11-01 | 2005-08-30 | Woodward Governor Company | Method and apparatus for detecting abnormal combustion conditions in reciprocating engines having high exhaust gas recirculation |
| US7086382B2 (en) * | 2002-11-01 | 2006-08-08 | Visteon Global Technologies, Inc. | Robust multi-criteria MBT timing estimation using ionization signal |
| US7134423B2 (en) | 2002-11-01 | 2006-11-14 | Visteon Global Technologies, Inc. | Ignition diagnosis and combustion feedback control system using an ionization signal |
| US7055372B2 (en) * | 2002-11-01 | 2006-06-06 | Visteon Global Technologies, Inc. | Method of detecting cylinder ID using in-cylinder ionization for spark detection following partial coil charging |
| US7472687B2 (en) * | 2002-11-01 | 2009-01-06 | Visteon Global Technologies, Inc. | System and method for pre-processing ionization signal to include enhanced knock information |
| US7690352B2 (en) | 2002-11-01 | 2010-04-06 | Visteon Global Technologies, Inc. | System and method of selecting data content of ionization signal |
| JP3827083B2 (ja) * | 2002-11-08 | 2006-09-27 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関のノック検出装置 |
| US7251571B2 (en) * | 2003-09-05 | 2007-07-31 | Visteon Global Technologies, Inc. | Methods of diagnosing open-secondary winding of an ignition coil using the ionization current signal |
| US6922628B2 (en) * | 2003-11-26 | 2005-07-26 | Visteon Global Technologies, Inc. | IC engine diagnostic system using the peak and integration ionization current signals |
| DE102004029006B3 (de) * | 2004-06-16 | 2005-04-07 | Daimlerchrysler Ag | Signalauswerteverfahren für Ionenstrommessung in Dieselmotoren |
| US8099996B2 (en) * | 2005-10-03 | 2012-01-24 | Hoerbiger Kompressortechnik Holding Gmbh | Method and system for knock detection |
| JP4799200B2 (ja) * | 2006-02-06 | 2011-10-26 | ダイハツ工業株式会社 | 内燃機関のイオン電流に基づく運転制御方法 |
| DE102007006937A1 (de) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| DE102008013199A1 (de) * | 2008-03-07 | 2009-09-17 | Beru Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung von Fehlfunktionen bei Verbrennungsanomalien |
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