内燃機関の燃焼制御装置
【課題】内燃機関の構造上の特性の相違を吸収して、正確にノック判定ができる燃焼制御装置を提供する。
【解決手段】標準機器について振動検出値Ｙの振動判定値ＴＹを記憶する第１記憶手段と、振動検出値Ｙと、イオン検出値Ｘとの標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）を記憶する第２記憶手段と、個々の内燃機関について、所定の運転領域において複数組の振動信号Ｖ１及びイオン信号Ｖ２に基づいて、イオン検出値Ｘと振動検出値Ｙの関係を示す相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）を特定する第１手段と、相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）と、に基づいて、当該運転領域における補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を特定する第２手段と、当該運転領域における振動検出値Ｙに、第２手段が特定する補正関係を作用させて振動検出値Ｙを補正する第３手段と、を設けた。
【解決手段】標準機器について振動検出値Ｙの振動判定値ＴＹを記憶する第１記憶手段と、振動検出値Ｙと、イオン検出値Ｘとの標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）を記憶する第２記憶手段と、個々の内燃機関について、所定の運転領域において複数組の振動信号Ｖ１及びイオン信号Ｖ２に基づいて、イオン検出値Ｘと振動検出値Ｙの関係を示す相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）を特定する第１手段と、相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）と、に基づいて、当該運転領域における補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を特定する第２手段と、当該運転領域における振動検出値Ｙに、第２手段が特定する補正関係を作用させて振動検出値Ｙを補正する第３手段と、を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動センサの出力に基づいてノック発生を特異的に検出して、適切な運転を実現する燃焼制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノッキング（以下、ノックと略す）とは、内燃機関の燃焼室において混合気の異常燃焼によって金属性の打撃音を発する現象を意味する。そして、ほぼ聞き取れない音が数十秒程度の間隔で発生するトレースノック（Trace）と、やや聞き取れる程度の音が１０秒かそれ以下の間隔で発生するライトノック（light）と、明らかな異常音が聞き取れるヘビーノック（heavy）とに大別されている。そして、特にヘビーノックについては、これを放置するとエンジン壁面の疲労劣化が促進されるなど、更なるトラブルに至るので、ノック検出に対応して適切な燃焼制御を実行する必要がある。
【０００３】
そこで、ノック発生を特異的に検出するべく、燃焼時に燃焼室に発生するイオン信号を検出するイオンセンサや、気筒の異常振動を検出する振動センサが活用されてきた。また、イオンセンサと振動センサとを重複して内燃機関に配置して、運転領域毎に何れか一方のセンサ出力に基づいて燃焼制御を実行することも提案されている（特許文献１）。
【０００４】
この特許文献１に記載の発明では、イオンセンサと振動センサの長所と短所とを考慮して、運転領域毎に、精度の高いセンサを選択的に切換えて使用することで、全運転領域において、高精度のノック検出をしようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４８１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本発明者の検討によると、同一の設計に基づき、厳格な生産管理のもとで同一製法をとった同一のエンジンであっても、生産地や製造工場などが相違すると振動センサの感度が異なり、同じ燃焼状態であっても振動センサの出力が相違することが明らかとなった。
【０００７】
振動センサの感度が同一でない理由は、材料品質の微妙な差異や、製造工場の設備上の都合によるエンジン構造上の若干の差異などに基づく振動成分の伝達係数の相違にものと推察されるが、製造拠点がグローバル化している昨今、この相違を完全に吸収する製法を採ることは事実上不可能であると考えられる。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、内燃機関の構造上の特性が相違した場合でも、その相違を吸収して、正確にノック判定ができる燃焼制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明者は、各種の実験と検討を繰返した結果、
（１）振動センサは、エンジンの生産地、材料、構造などの微差に基づき、その感度を一定化することが非常に困難であること、
（２）一方、イオンセンサは、燃焼室の燃焼状態を直接検出するので、エンジンの生産地、材料、構造などの差異に拘らず、安定した感度を発揮すること、
（３）但し、イオンセンサは、大量ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）による低公害化や燃費向上を図るエンジンでは、燃焼が不安定となる低負荷領域においてノック検出の精度が劣ること、を検出し、
これらの知見を技術前提として、振動センサの弱点をイオンセンサによって解消するべく本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明は、内燃機関の振動信号Ｖ１を取得する第１回路と、内燃機関の燃焼時に燃焼室に発生するイオン信号Ｖ２を取得する第２回路と、を設けた燃焼制御装置であって、燃焼制御の標準機器となる特定の内燃機関についてのパラメータであって、振動信号Ｖ１から特定される振動検出値Ｙに基づいてノック判定するための振動判定値ＴＹｉを、運転領域毎に記憶する第１記憶手段と、標準機器についてのパラメータであって、振動検出値Ｙと、イオン信号Ｖ２から特定されるイオン検出値Ｘとの標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）を、運転領域毎に記憶する第２記憶手段と、個々の内燃機関についてのパラメータであって、所定の運転領域において複数組の振動信号Ｖ１及びイオン信号Ｖ２に基づいて、イオン検出値Ｘと振動検出値Ｙの関係を示す個々的な相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）を特定する第１手段と、第１手段が特定した相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）と、に基づいて、当該運転領域における補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を特定する第２手段と、当該運転領域における振動検出値Ｙに、第２手段が特定する補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を作用させて振動検出値Ｙを補正する第３手段と、を設けている。
【００１１】
本発明では、第３手段が機能した後は、当該運転領域について、補正された振動検出値Ｙ’と、振動判定値ＴＹとを対比してノック判定を実行するのが好適である。
【００１２】
ここで、第１手段や第２手段の処理対象となる所定の運転領域は、必ずしも、限定的な特定の運転領域を意味せず、広汎な運転領域とするのが好適である。このような場合には、広汎な運転領域において、補正された振動検出値Ｙ’と、振動判定値ＴＹとを対比して高精度のノック判定を実現することができる。
【００１３】
但し、補正関係ＡＭｉ（Ｘ）は、イオン検出値Ｘに応じて変動するので、イオン検出値Ｘがばらつく可能性がある運転領域については、上記の制御を回避するのが好適である。イオン検出値がばらつく可能性があるのは、例えば、ＥＧＲ制御が実行される低負荷運転領域がこれに該当する。
【００１４】
なお、補正された振動検出値Ｙ’と、振動判定値ＴＹとを対比するノック判定を回避する場合には、振動検出値Ｙに固定的な補正値を作用させた上で、ノック判定を実行するのが好適である。
【００１５】
ところで、イオン検出値Ｘに基づいてノック発生の有無を判定する場合には、個々の内燃機関の物理的な個性が問題にならない。したがって、振動検出値について第１判定値に基づいて実行されるノック判定と、イオン検出値について第２判定値ＴＸに基づいて実行されるノック判定とを対比すれば、原則として、その判定結果は一致するはずである。すなわち、判定結果が不一致となるのは、イオン検出値Ｘに基づくノック判定の判定精度が落ちる特定の運転領域だけであると期待できる。
【００１６】
そこで、振動検出値に関する第１判定値に基づいて実行されるノック判定と、イオン検出値Ｘに関する第２判定値に基づいて実行されるノック判定とを対比して、対比結果の不整合状態に対応して異常報知をするよう構成するのも好適である。
【００１７】
また、通常の運転状態において、振動検出値Ｙとイオン検出値Ｘとを対応して繰返し取得して、双方又は一方の検出値の履歴に基づいて異常報知をする構成や、通常の運転状態において、振動検出値Ｙとイオン検出値Ｘとを対応して繰返し取得して、個々的な相関関係Ｙ＝Ｇ（Ｘ）と、イオン検出値Ｘ及び振動検出値Ｙとの位置関係の履歴に基づいて異常報知をする構成も好適である。
【発明の効果】
【００１８】
上記した通り、本発明によれば、イオンセンサと振動センサを有効活用することで、内燃機関の構造上の特性が相違した場合でも、その相違を吸収して、正確にノック判定をして適切な燃焼制御を実現することができる。
【００１９】
低公害化を実現すると共に、軽負荷域での機械損失を低減化して燃費向上を図るには、ＥＧＲ制御が不可欠であるところ、本発明によれば、大幅なＥＧＲ制御が実行される運転領域においても安定したノック判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係る燃焼制御装置を示す回路図である。
【図２】第１実施例の処理内容を説明するフローチャートである。
【図３】第２実施例の処理内容を説明するタイムチャートである。
【図４】異常検出動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、実施例に係る燃焼制御装置ＥＱＵの回路図である。
【００２２】
図１に示す通り、この燃焼制御装置ＥＱＵは、振動センサを有して内燃機関の振動信号Ｖ１を出力する振動検出回路ＶＲと、振動信号Ｖ１をデジタル変換するＡＤ変換部１０と、イオン信号Ｖ２を出力するイオン電流検出回路ＩＯＮと、イオン信号Ｖ２をデジタル変換するＡＤ変換部１１と、２つのＡＤ変換部１０，１１の出力データとを受けてノック判定をするコンピュータ回路１２と、点火パルスＩＧＮを出力すると共に、コンピュータ回路１２からノック判定結果を受けるＥＣＵ（Engine Control Unit）と、を中心に構成されている。
【００２３】
なお、この回路構成では、ＡＤ変換部１０，１１は、サンプル＆ホールド機能を有しており、コンピュータ回路１２は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を構成要素にしている。もっとも、ＥＣＵが、コンピュータ回路１２を兼ねても良いのは勿論である。
【００２４】
イオン電流検出回路ＩＯＮは、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２からなる点火トランスＣＬと、点火パルスＩＧＮに基づく遷移動作によって一次コイルＬ１の電流をＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチング素子Ｑと、二次コイルＬ２の誘起電圧を受けて放電動作をする点火プラグＰＧと、信号検出部ＤＥＴと、を中心に構成されている。
【００２５】
スイッチング素子Ｑは、ここではＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が使用されている。そして、スイッチング素子Ｑのコレクタ端子は、一次コイルＬ１を経由してバッテリ電圧ＶＢを受けており、エミッタ端子は、グランドに接続されている。
【００２６】
信号検出部ＤＥＴは、電流検出回路として機能するＯＰアンプＡＭＰを中心に構成され、コンデンサＣ１、ツェナーダイオードＺＤ、ダイオードＤ１，Ｄ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ３を有して構成されている。コンデンサＣ１とツェナーダイオードＺＤの並列回路によって、イオン電流検出時のバイアス電圧が生成される。
【００２７】
二次コイルＬ２の高圧端子は、点火プラグＰＧに接続され、低圧端子は、前記バイアス電圧を生成するコンデンサＣ１及びツェナーダイオードＺＤの並列回路に接続されている。そして、コンデンサＣ１及びツェナーダイオードＺＤの並列回路は、ダイオードＤ１を通して、グランドに接続されている。図示の通り、ダイオードＤ１のカソード端子がグランドに接続されている。
【００２８】
一方、ダイオードＤ１のアノード端子は、電流制限抵抗Ｒ１を経由してＯＰアンプの反転入力端子（−）に接続されている。そして、ＯＰアンプＡＭＰの反転入力端子（−）と出力端子の間に、電流検出抵抗Ｒ２が接続され、出力端子とグランド間には、負荷抵抗Ｒ３が接続されている。また、ＯＰアンプの非反転端子（＋）は、グランドに接続され、反転端子（−）には、ダイオードＤ２のカソード端子が接続されている。なお、ダイオードＤ２のアノード端子はグランドに接続されている。
【００２９】
上記した構成のイオン電流検出回路ＩＯＮでは、点火パルスＩＧＮがＨレベルからＬレベルに変化すると、二次コイルＬ２に誘起される高電圧によって点火プラグＰＧが放電する。この放電電流は、点火プラグＰＧ→二次コイルＬ２→コンデンサＣ１→ダイオードＤ１の経路で流れるので、コンデンサＣ１は、ツェナーダイオードＺＤの降伏電圧により規定される電圧値に充電される。
【００３０】
点火プラグＰＧの放電によって燃焼室の混合気が着火されると、その後、急速に燃焼反応が進行するが、イオン電流ｉは、電流検出抵抗Ｒ２→電流制限抵抗Ｒ１→コンデンサＣ１→二次コイルＬ２→点火プラグＰＧの経路で流れる。したがって、イオン電流検出回路ＩＯＮの出力電圧Ｖｏは、Ｖｏ＝Ｒ２＊ｉとなり、イオン電流ｉに比例した値となる。
【００３１】
＜第１実施例＞
図２は、第１実施例の構成を説明する図面である。第１実施例のコンピュータ回路１２には、燃焼制御の基準となる内燃機関（以下、標準内燃機関という）に関するノック判定用の標準判定パラメータが、全運転領域について参照テーブルＴＢＬに記憶されている（図２（ｂ）参照）。
【００３２】
標準判定パラメータは、具体的には、振動信号Ｖ１から算出される振動検出値Ｙについての判定閾値ＴＹｉと、イオン信号Ｖ２から算出されるイオン検出値Ｘと振動検出値Ｙの標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）とであり、何れも、標準内燃機関に関するパラメータである。そして、これらの標準判定パラメータは、エンジン回転数や吸気管圧力などで区分される運転領域毎に、参照テーブルＴＢＬの第１欄と第２欄に記憶されている。なお、図２（ｄ）には、特定の運転領域ｉにおける標準内燃機関の標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）が近似直線Ｙ＝ａ＊Ｘ＋ｂで示されている。
【００３３】
また、参照テーブルＴＢＬの第３欄には、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）の欄が設けられている。この補正関数ＡＭｉ（Ｘ）の欄には、例えば、自動車の製造工場における最終テストにおいて、個々の内燃機関の物理的特性に対応するデータ（補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を特定するデータ）が記入される。なお、この欄をブランク状態にして自動車を出荷し、ユーザの運転に対応して補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を記入しても良いが、以下の説明では、製造工場での最終テスト時に参照テーブルＴＢＬを完成させる実施態様を説明する。
【００３４】
図２（ａ）は、自動車の最終テストの一貫として実施される初期設定処理を示している。先ず、各運転領域ｉにおいて、複数個のイオンパラメータＸ（ｋ）と、振動パラメータＹ（ｋ）と、に基づいて供試内燃機関についての実際の相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）を特定する（ＳＴ１０）。なお、図２（ｄ）には、特定の運転領域ｉにおける供試内燃機関の相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）が近似直線Ｙ＝ｃ＊Ｘ＋ｄで示されている。
【００３５】
イオンパラメータＸ（ｋ）は、例えば、イオン信号Ｖ２から算出されるイオン検出値Ｘである。イオン検出値Ｘとして、何を使用するかは特に限定されないが、この実施例では、点火放電時の放電ノイズが収束した後に出現するイオン信号の第１ピークの後に出現するイオン信号の第２ピーク以降のイオン信号を累積した積分値を使用している。振動パラメータＹ（ｋ）も特に限定されないが、この実施例では、振動信号Ｖ１から算出される振動検出値Ｙとして、振動信号Ｖ１の最大振幅値（Peak to Peak値）を使用している。
【００３６】
このようにしてステップＳＴ１０の処理が終われば、次に、特定の運転領域ｉにおける供試内燃機関の相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、同じ運転領域における標準内燃機関の標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）とを対比して、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を特定する。
【００３７】
具体的には、ＡＭｉ（Ｘ）←Ｆｉ（Ｘ）／Ｇｉ（Ｘ）の演算が実行され、算出された補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を特定するデータが、参照テーブルＴＢＬの第３欄に記憶される。先に説明した通り、２つの相関式Ｇｉ（Ｘ），Ｆｉ（Ｘ）は、通常、近似直線で特定されるので、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）は、Ｙ＝（ａ＊Ｘ＋ｂ）／（ｃ＊Ｘ＋ｄ）の形式となり、これを変形するとＡ／（ｃ＊Ｘ＋ｄ）＋Ｂの関数式となる。
【００３８】
したがって、参照テーブルＴＢＬの第３欄には、直線式を特定する４個の係数（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を記憶するか、上記した係数Ａ，Ｂを含んだ４個の係数（Ａ，Ｂ，ｃ，ｄ）が記憶される。なお、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）＝Ｆｉ（Ｘ）／Ｇｉ（Ｘ）は、反比例曲線となるので、その曲線形状を特定する複数点（Ｘｋ，Ｙｋ）を記憶しても良いのは勿論である。
【００３９】
このようにして、全ての運転領域について、ステップＳＴ１０〜ＳＴ１１の初期設定処理を実行すると、参照テーブルＴＢＬが完成するので、完成した参照テーブルＴＢＬを具備する自動車は出荷可能状態となる。そして、この自動車の運転時には、図２（ｃ）に示す燃焼制御が実行される。
【００４０】
燃焼制御動作においては、最初に、第１回路から出力される振動信号Ｖ１を取得して、振動パラメータたる振動検出値Ｙを算出する（ＳＴ２０〜ＳＴ２１）。振動検出値Ｙは特に限定されないが、例えば、振動信号Ｖの最大振幅値が算出される。
【００４１】
また、第２回路から出力されるイオン信号Ｖ２を取得して、イオンパラメータたるイオン検出値Ｘを算出する（ＳＴ２２〜ＳＴ２２）。イオン検出値Ｘも適宜に選択されるが、例えば、イオン信号の第２ピーク以降の積分値を使用する。
【００４２】
次に、その時の運転領域ｉに対応する参照テーブルＴＢＬを参照して、イオン検出値Ｘに対応する補正関数値ＡＭｉ（Ｘ）を特定する（ＳＴ２４）。先に説明した通り、ステップＳＴ１１の処理によって、参照テーブルＴＢＬには補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を特定するデータが記憶されている（図２（ｂ））。
【００４３】
そこで、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）にイオン検出値Ｘを代入して得られる補正関数値ＡＭｉ（Ｘ）と、ステップＳＴ２１で算出された振動検出値Ｙとを積算して振動検出値Ｙを補正する（ＳＴ２５）。具体的には、Ｙ’←Ｙ＊ＡＭｉ（Ｘ）の演算によって振動検出補正値Ｙ’が特定される。なお、図２（ｄ）には、×印のサンプリング点が、ステップＳＴ２５の処理によって、○印の位置に補正されることが示されている。
【００４４】
次に、この振動検出補正値Ｙ’を、参照テーブルＴＢＬに記憶されている標準閾値ＴＹｉと対比する（ＳＴ２６）。そして、振動検出補正値Ｙ’が標準閾値ＴＨｉを超える場合には、ノック発生と判定されて、ノックの継続を防止するべく、その後の燃焼制御が実行される（ＳＴ２７）。一方、振動検出補正値Ｙ’が標準閾値ＴＨｉを超えない場合には、正常燃焼に対応する燃焼制御が実行される（ＳＴ２８）。
【００４５】
以上の通り、この実施例では、イオン検出値Ｘによって振動検出値Ｙを補正して、補正後の振動検出値Ｙ’と標準閾値ＴＹｉとを対比してノック判定をしている。そのため、本実施例のノック判定は、イオン検出値Ｘに依存することになり、イオンパラメータ（イオン検出値Ｘ）が安定しない運転領域では、誤判定の可能性が生じる。そこで、このような運転領域では、振動検出値Ｙに、イオン検出値Ｘに依存する補正関数値ＡＭｉ（Ｘ）を積算するのではなく、固定値として規定されている標準的な補正関数値ＡＭｉを積算するのも好適である。すなわち、全運転領域について、ステップＳＴ２５の処理を実行するのではなく、必要に応じて、ステップＳＴ２５’の処理に切換えるのも好適である。
【００４６】
ところで、最初に説明した通り、本発明者の検討によれば、イオンパラメータ（イオン検出値Ｘ）は、燃焼室の燃焼状態に基づいて算出されるので、エンジンの生産地、材料、構造などの差異に拘らず、安定した感度を発揮する。そこで、振動パラメータが安定化しない運転領域では、イオン検出値Ｘと、閾値Ｆｉ−１（ＴＹｉ）とを対比してノック判定をしても良い。ここで、Ｆｉ−１（ＴＹｉ）は、標準相関式ＴＹｉ＝Ｆｉ（ＴＸｉ）の逆関数を意味しており、ＴＸｉ＝Ｆｉ−１（ＴＹｉ）の関係がある。そこで、参照テーブルの標準相関式Ｆｉ（Ｘ）と、標準閾値ＴＹｉとに基づいて、イオン検出値Ｘの閾値Ｆｉ−１（ＴＹｉ）を特定することができる。
【００４７】
また、この実施例では、原則として全運転領域において、振動パラメータＹとイオンパラメータＸとを算出しているので、これらのパラメータを活用することで、各センサ回路（ＩＯＮ，ＶＲ）や、その関連素子（１０，１１など）の異常を検出することができる。
【００４８】
＜第２実施例＞
図３は、このような実施例を説明するフローチャートであり、図３（ａ）の構成では、振動パラメータＹとイオンパラメータＸとを連続して記憶し、何れか変化しないパラメータについては、それに関する回路に異常であると判定して異常報知をしている（ＳＴ４４〜ＳＴ４６）。例えば、図３（ｃ）に×印で示すように、イオンパラメータＸは変化するのに、振動パラメータＹが殆ど変化していない場合には、振動検出回路ＶＲや、その関連素子に異常が発生していると判定される。
【００４９】
一方、図３（ｂ）の構成では、振動パラメータＹ及びイオンパラメータＸと相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）との距離を連続して記憶し、その履歴に基づいて異常報知をしている（ＳＴ５４〜ＳＴ５６）。
【００５０】
ここで、各パラメータＸ，Ｙと、Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）との距離は、逆関数Ｘ＝Ｇｉ−１（Ｙ）を使用して、例えば、Ｘ方向の水平距離ΔＸ＝Ｇｉ−１（Ｙ）−Ｘと、Ｙ方向の垂直距離ΔＹ＝Ｇｉ（Ｘ）−Ｙとで特定される。そして、何れかの距離が繰返し閾値を超えるような場合には、異常事態が発生していると判定される。
【００５１】
例えば、Ｎ回の点火サイクルにおいて水平距離ΔＸの累積値が限界値を超える場合には、イオンパラメータＸに関する回路に異常が発生していると判定され、垂直距離ΔＹの累積値が限界値を超える場合には、振動パラメータＹに関する回路に異常が発生していると判定される。
【００５２】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではなく、適宜な改変が可能である。例えば、異常報知動作は図３の構成に限定されず、イオンパラメータに基づいて実行されるノック判定と、振動パラメータに基づいて実行されるノック判定とを実行して、その判定結果は一致しない不整合状態の頻度などに基づいて異常報知するのも好適である。
【００５３】
図４は、この関係を図示したものであり、各内燃機関では、個々的な相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）と、標準閾値ＴＹｉとが規定されているので、これらに基づいて、イオンパラメータ（イオン検出値Ｘ）によってノック発生と判定される異常領域と、振動パラメータ（振動検出値Ｙ）によってノック発生と判定される異常領域とを特定することができる。
【００５４】
具体的には、標準閾値ＴＹｉと、標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）の逆関数Ｘ＝Ｆｉ−１（Ｙ）とに基づいて、イオン検出値Ｘの閾値Ｆｉ−１（ＴＹｉ）が特定され、イオン検出値Ｘ＞Ｆｉ−１（ＴＹｉ）の領域は、イオンパラメータに基づいてノック発生と判定される。
【００５５】
一方、イオン検出値Ｘの閾値Ｆｉ−１（ＴＹｉ）と、個々的な相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）とに基づいて、振動検出値Ｙの閾値Ｇｉ（Ｆｉ−１（ＴＹｉ））が特定され、振動検出値Ｙ＞Ｇｉ（Ｆｉ−１（ＴＹｉ））の領域は、振動パラメータに基づいてノック発生と判定される。
【００５６】
イオンパラメータによるノック判定も、振動パラメータによるノック判定も、判定結果は本来同一であるはずであるが、矛盾した判定結果が継続される場合には、イオンパラメータＸに関する回路か、又は振動パラメータＹに関する回路に異常が生じている可能性が高いので、その旨の報知動作を実行することになる。なお、図４の網掛け部は、判定結果が整合しない矛盾判定領域を示しており、例えば、サンプリング点が高頻度で矛盾判定領域に位置する場合にはセンサ異常と判定される。
【符号の説明】
【００５７】
ＥＱＵ 燃焼制御装置
Ｖ１ 振動信号
ＶＲ 第１回路
Ｖ２ イオン信号
ＩＯＮ 第２回路
Ｙ 振動検出値
ＴＹ 振動判定値
Ｘ イオン検出値
Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ） 相関関係
Ｙ＝Ｇ（Ｘ） 相関関係
ＡＭｉ（Ｘ） 補正関係
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動センサの出力に基づいてノック発生を特異的に検出して、適切な運転を実現する燃焼制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノッキング（以下、ノックと略す）とは、内燃機関の燃焼室において混合気の異常燃焼によって金属性の打撃音を発する現象を意味する。そして、ほぼ聞き取れない音が数十秒程度の間隔で発生するトレースノック（Trace）と、やや聞き取れる程度の音が１０秒かそれ以下の間隔で発生するライトノック（light）と、明らかな異常音が聞き取れるヘビーノック（heavy）とに大別されている。そして、特にヘビーノックについては、これを放置するとエンジン壁面の疲労劣化が促進されるなど、更なるトラブルに至るので、ノック検出に対応して適切な燃焼制御を実行する必要がある。
【０００３】
そこで、ノック発生を特異的に検出するべく、燃焼時に燃焼室に発生するイオン信号を検出するイオンセンサや、気筒の異常振動を検出する振動センサが活用されてきた。また、イオンセンサと振動センサとを重複して内燃機関に配置して、運転領域毎に何れか一方のセンサ出力に基づいて燃焼制御を実行することも提案されている（特許文献１）。
【０００４】
この特許文献１に記載の発明では、イオンセンサと振動センサの長所と短所とを考慮して、運転領域毎に、精度の高いセンサを選択的に切換えて使用することで、全運転領域において、高精度のノック検出をしようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４８１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本発明者の検討によると、同一の設計に基づき、厳格な生産管理のもとで同一製法をとった同一のエンジンであっても、生産地や製造工場などが相違すると振動センサの感度が異なり、同じ燃焼状態であっても振動センサの出力が相違することが明らかとなった。
【０００７】
振動センサの感度が同一でない理由は、材料品質の微妙な差異や、製造工場の設備上の都合によるエンジン構造上の若干の差異などに基づく振動成分の伝達係数の相違にものと推察されるが、製造拠点がグローバル化している昨今、この相違を完全に吸収する製法を採ることは事実上不可能であると考えられる。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、内燃機関の構造上の特性が相違した場合でも、その相違を吸収して、正確にノック判定ができる燃焼制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明者は、各種の実験と検討を繰返した結果、
（１）振動センサは、エンジンの生産地、材料、構造などの微差に基づき、その感度を一定化することが非常に困難であること、
（２）一方、イオンセンサは、燃焼室の燃焼状態を直接検出するので、エンジンの生産地、材料、構造などの差異に拘らず、安定した感度を発揮すること、
（３）但し、イオンセンサは、大量ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）による低公害化や燃費向上を図るエンジンでは、燃焼が不安定となる低負荷領域においてノック検出の精度が劣ること、を検出し、
これらの知見を技術前提として、振動センサの弱点をイオンセンサによって解消するべく本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明は、内燃機関の振動信号Ｖ１を取得する第１回路と、内燃機関の燃焼時に燃焼室に発生するイオン信号Ｖ２を取得する第２回路と、を設けた燃焼制御装置であって、燃焼制御の標準機器となる特定の内燃機関についてのパラメータであって、振動信号Ｖ１から特定される振動検出値Ｙに基づいてノック判定するための振動判定値ＴＹｉを、運転領域毎に記憶する第１記憶手段と、標準機器についてのパラメータであって、振動検出値Ｙと、イオン信号Ｖ２から特定されるイオン検出値Ｘとの標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）を、運転領域毎に記憶する第２記憶手段と、個々の内燃機関についてのパラメータであって、所定の運転領域において複数組の振動信号Ｖ１及びイオン信号Ｖ２に基づいて、イオン検出値Ｘと振動検出値Ｙの関係を示す個々的な相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）を特定する第１手段と、第１手段が特定した相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）と、に基づいて、当該運転領域における補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を特定する第２手段と、当該運転領域における振動検出値Ｙに、第２手段が特定する補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を作用させて振動検出値Ｙを補正する第３手段と、を設けている。
【００１１】
本発明では、第３手段が機能した後は、当該運転領域について、補正された振動検出値Ｙ’と、振動判定値ＴＹとを対比してノック判定を実行するのが好適である。
【００１２】
ここで、第１手段や第２手段の処理対象となる所定の運転領域は、必ずしも、限定的な特定の運転領域を意味せず、広汎な運転領域とするのが好適である。このような場合には、広汎な運転領域において、補正された振動検出値Ｙ’と、振動判定値ＴＹとを対比して高精度のノック判定を実現することができる。
【００１３】
但し、補正関係ＡＭｉ（Ｘ）は、イオン検出値Ｘに応じて変動するので、イオン検出値Ｘがばらつく可能性がある運転領域については、上記の制御を回避するのが好適である。イオン検出値がばらつく可能性があるのは、例えば、ＥＧＲ制御が実行される低負荷運転領域がこれに該当する。
【００１４】
なお、補正された振動検出値Ｙ’と、振動判定値ＴＹとを対比するノック判定を回避する場合には、振動検出値Ｙに固定的な補正値を作用させた上で、ノック判定を実行するのが好適である。
【００１５】
ところで、イオン検出値Ｘに基づいてノック発生の有無を判定する場合には、個々の内燃機関の物理的な個性が問題にならない。したがって、振動検出値について第１判定値に基づいて実行されるノック判定と、イオン検出値について第２判定値ＴＸに基づいて実行されるノック判定とを対比すれば、原則として、その判定結果は一致するはずである。すなわち、判定結果が不一致となるのは、イオン検出値Ｘに基づくノック判定の判定精度が落ちる特定の運転領域だけであると期待できる。
【００１６】
そこで、振動検出値に関する第１判定値に基づいて実行されるノック判定と、イオン検出値Ｘに関する第２判定値に基づいて実行されるノック判定とを対比して、対比結果の不整合状態に対応して異常報知をするよう構成するのも好適である。
【００１７】
また、通常の運転状態において、振動検出値Ｙとイオン検出値Ｘとを対応して繰返し取得して、双方又は一方の検出値の履歴に基づいて異常報知をする構成や、通常の運転状態において、振動検出値Ｙとイオン検出値Ｘとを対応して繰返し取得して、個々的な相関関係Ｙ＝Ｇ（Ｘ）と、イオン検出値Ｘ及び振動検出値Ｙとの位置関係の履歴に基づいて異常報知をする構成も好適である。
【発明の効果】
【００１８】
上記した通り、本発明によれば、イオンセンサと振動センサを有効活用することで、内燃機関の構造上の特性が相違した場合でも、その相違を吸収して、正確にノック判定をして適切な燃焼制御を実現することができる。
【００１９】
低公害化を実現すると共に、軽負荷域での機械損失を低減化して燃費向上を図るには、ＥＧＲ制御が不可欠であるところ、本発明によれば、大幅なＥＧＲ制御が実行される運転領域においても安定したノック判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例に係る燃焼制御装置を示す回路図である。
【図２】第１実施例の処理内容を説明するフローチャートである。
【図３】第２実施例の処理内容を説明するタイムチャートである。
【図４】異常検出動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、実施例に係る燃焼制御装置ＥＱＵの回路図である。
【００２２】
図１に示す通り、この燃焼制御装置ＥＱＵは、振動センサを有して内燃機関の振動信号Ｖ１を出力する振動検出回路ＶＲと、振動信号Ｖ１をデジタル変換するＡＤ変換部１０と、イオン信号Ｖ２を出力するイオン電流検出回路ＩＯＮと、イオン信号Ｖ２をデジタル変換するＡＤ変換部１１と、２つのＡＤ変換部１０，１１の出力データとを受けてノック判定をするコンピュータ回路１２と、点火パルスＩＧＮを出力すると共に、コンピュータ回路１２からノック判定結果を受けるＥＣＵ（Engine Control Unit）と、を中心に構成されている。
【００２３】
なお、この回路構成では、ＡＤ変換部１０，１１は、サンプル＆ホールド機能を有しており、コンピュータ回路１２は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を構成要素にしている。もっとも、ＥＣＵが、コンピュータ回路１２を兼ねても良いのは勿論である。
【００２４】
イオン電流検出回路ＩＯＮは、一次コイルＬ１と二次コイルＬ２からなる点火トランスＣＬと、点火パルスＩＧＮに基づく遷移動作によって一次コイルＬ１の電流をＯＮ／ＯＦＦ制御するスイッチング素子Ｑと、二次コイルＬ２の誘起電圧を受けて放電動作をする点火プラグＰＧと、信号検出部ＤＥＴと、を中心に構成されている。
【００２５】
スイッチング素子Ｑは、ここではＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が使用されている。そして、スイッチング素子Ｑのコレクタ端子は、一次コイルＬ１を経由してバッテリ電圧ＶＢを受けており、エミッタ端子は、グランドに接続されている。
【００２６】
信号検出部ＤＥＴは、電流検出回路として機能するＯＰアンプＡＭＰを中心に構成され、コンデンサＣ１、ツェナーダイオードＺＤ、ダイオードＤ１，Ｄ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ３を有して構成されている。コンデンサＣ１とツェナーダイオードＺＤの並列回路によって、イオン電流検出時のバイアス電圧が生成される。
【００２７】
二次コイルＬ２の高圧端子は、点火プラグＰＧに接続され、低圧端子は、前記バイアス電圧を生成するコンデンサＣ１及びツェナーダイオードＺＤの並列回路に接続されている。そして、コンデンサＣ１及びツェナーダイオードＺＤの並列回路は、ダイオードＤ１を通して、グランドに接続されている。図示の通り、ダイオードＤ１のカソード端子がグランドに接続されている。
【００２８】
一方、ダイオードＤ１のアノード端子は、電流制限抵抗Ｒ１を経由してＯＰアンプの反転入力端子（−）に接続されている。そして、ＯＰアンプＡＭＰの反転入力端子（−）と出力端子の間に、電流検出抵抗Ｒ２が接続され、出力端子とグランド間には、負荷抵抗Ｒ３が接続されている。また、ＯＰアンプの非反転端子（＋）は、グランドに接続され、反転端子（−）には、ダイオードＤ２のカソード端子が接続されている。なお、ダイオードＤ２のアノード端子はグランドに接続されている。
【００２９】
上記した構成のイオン電流検出回路ＩＯＮでは、点火パルスＩＧＮがＨレベルからＬレベルに変化すると、二次コイルＬ２に誘起される高電圧によって点火プラグＰＧが放電する。この放電電流は、点火プラグＰＧ→二次コイルＬ２→コンデンサＣ１→ダイオードＤ１の経路で流れるので、コンデンサＣ１は、ツェナーダイオードＺＤの降伏電圧により規定される電圧値に充電される。
【００３０】
点火プラグＰＧの放電によって燃焼室の混合気が着火されると、その後、急速に燃焼反応が進行するが、イオン電流ｉは、電流検出抵抗Ｒ２→電流制限抵抗Ｒ１→コンデンサＣ１→二次コイルＬ２→点火プラグＰＧの経路で流れる。したがって、イオン電流検出回路ＩＯＮの出力電圧Ｖｏは、Ｖｏ＝Ｒ２＊ｉとなり、イオン電流ｉに比例した値となる。
【００３１】
＜第１実施例＞
図２は、第１実施例の構成を説明する図面である。第１実施例のコンピュータ回路１２には、燃焼制御の基準となる内燃機関（以下、標準内燃機関という）に関するノック判定用の標準判定パラメータが、全運転領域について参照テーブルＴＢＬに記憶されている（図２（ｂ）参照）。
【００３２】
標準判定パラメータは、具体的には、振動信号Ｖ１から算出される振動検出値Ｙについての判定閾値ＴＹｉと、イオン信号Ｖ２から算出されるイオン検出値Ｘと振動検出値Ｙの標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）とであり、何れも、標準内燃機関に関するパラメータである。そして、これらの標準判定パラメータは、エンジン回転数や吸気管圧力などで区分される運転領域毎に、参照テーブルＴＢＬの第１欄と第２欄に記憶されている。なお、図２（ｄ）には、特定の運転領域ｉにおける標準内燃機関の標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）が近似直線Ｙ＝ａ＊Ｘ＋ｂで示されている。
【００３３】
また、参照テーブルＴＢＬの第３欄には、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）の欄が設けられている。この補正関数ＡＭｉ（Ｘ）の欄には、例えば、自動車の製造工場における最終テストにおいて、個々の内燃機関の物理的特性に対応するデータ（補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を特定するデータ）が記入される。なお、この欄をブランク状態にして自動車を出荷し、ユーザの運転に対応して補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を記入しても良いが、以下の説明では、製造工場での最終テスト時に参照テーブルＴＢＬを完成させる実施態様を説明する。
【００３４】
図２（ａ）は、自動車の最終テストの一貫として実施される初期設定処理を示している。先ず、各運転領域ｉにおいて、複数個のイオンパラメータＸ（ｋ）と、振動パラメータＹ（ｋ）と、に基づいて供試内燃機関についての実際の相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）を特定する（ＳＴ１０）。なお、図２（ｄ）には、特定の運転領域ｉにおける供試内燃機関の相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）が近似直線Ｙ＝ｃ＊Ｘ＋ｄで示されている。
【００３５】
イオンパラメータＸ（ｋ）は、例えば、イオン信号Ｖ２から算出されるイオン検出値Ｘである。イオン検出値Ｘとして、何を使用するかは特に限定されないが、この実施例では、点火放電時の放電ノイズが収束した後に出現するイオン信号の第１ピークの後に出現するイオン信号の第２ピーク以降のイオン信号を累積した積分値を使用している。振動パラメータＹ（ｋ）も特に限定されないが、この実施例では、振動信号Ｖ１から算出される振動検出値Ｙとして、振動信号Ｖ１の最大振幅値（Peak to Peak値）を使用している。
【００３６】
このようにしてステップＳＴ１０の処理が終われば、次に、特定の運転領域ｉにおける供試内燃機関の相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、同じ運転領域における標準内燃機関の標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）とを対比して、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を特定する。
【００３７】
具体的には、ＡＭｉ（Ｘ）←Ｆｉ（Ｘ）／Ｇｉ（Ｘ）の演算が実行され、算出された補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を特定するデータが、参照テーブルＴＢＬの第３欄に記憶される。先に説明した通り、２つの相関式Ｇｉ（Ｘ），Ｆｉ（Ｘ）は、通常、近似直線で特定されるので、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）は、Ｙ＝（ａ＊Ｘ＋ｂ）／（ｃ＊Ｘ＋ｄ）の形式となり、これを変形するとＡ／（ｃ＊Ｘ＋ｄ）＋Ｂの関数式となる。
【００３８】
したがって、参照テーブルＴＢＬの第３欄には、直線式を特定する４個の係数（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を記憶するか、上記した係数Ａ，Ｂを含んだ４個の係数（Ａ，Ｂ，ｃ，ｄ）が記憶される。なお、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）＝Ｆｉ（Ｘ）／Ｇｉ（Ｘ）は、反比例曲線となるので、その曲線形状を特定する複数点（Ｘｋ，Ｙｋ）を記憶しても良いのは勿論である。
【００３９】
このようにして、全ての運転領域について、ステップＳＴ１０〜ＳＴ１１の初期設定処理を実行すると、参照テーブルＴＢＬが完成するので、完成した参照テーブルＴＢＬを具備する自動車は出荷可能状態となる。そして、この自動車の運転時には、図２（ｃ）に示す燃焼制御が実行される。
【００４０】
燃焼制御動作においては、最初に、第１回路から出力される振動信号Ｖ１を取得して、振動パラメータたる振動検出値Ｙを算出する（ＳＴ２０〜ＳＴ２１）。振動検出値Ｙは特に限定されないが、例えば、振動信号Ｖの最大振幅値が算出される。
【００４１】
また、第２回路から出力されるイオン信号Ｖ２を取得して、イオンパラメータたるイオン検出値Ｘを算出する（ＳＴ２２〜ＳＴ２２）。イオン検出値Ｘも適宜に選択されるが、例えば、イオン信号の第２ピーク以降の積分値を使用する。
【００４２】
次に、その時の運転領域ｉに対応する参照テーブルＴＢＬを参照して、イオン検出値Ｘに対応する補正関数値ＡＭｉ（Ｘ）を特定する（ＳＴ２４）。先に説明した通り、ステップＳＴ１１の処理によって、参照テーブルＴＢＬには補正関数ＡＭｉ（Ｘ）を特定するデータが記憶されている（図２（ｂ））。
【００４３】
そこで、補正関数ＡＭｉ（Ｘ）にイオン検出値Ｘを代入して得られる補正関数値ＡＭｉ（Ｘ）と、ステップＳＴ２１で算出された振動検出値Ｙとを積算して振動検出値Ｙを補正する（ＳＴ２５）。具体的には、Ｙ’←Ｙ＊ＡＭｉ（Ｘ）の演算によって振動検出補正値Ｙ’が特定される。なお、図２（ｄ）には、×印のサンプリング点が、ステップＳＴ２５の処理によって、○印の位置に補正されることが示されている。
【００４４】
次に、この振動検出補正値Ｙ’を、参照テーブルＴＢＬに記憶されている標準閾値ＴＹｉと対比する（ＳＴ２６）。そして、振動検出補正値Ｙ’が標準閾値ＴＨｉを超える場合には、ノック発生と判定されて、ノックの継続を防止するべく、その後の燃焼制御が実行される（ＳＴ２７）。一方、振動検出補正値Ｙ’が標準閾値ＴＨｉを超えない場合には、正常燃焼に対応する燃焼制御が実行される（ＳＴ２８）。
【００４５】
以上の通り、この実施例では、イオン検出値Ｘによって振動検出値Ｙを補正して、補正後の振動検出値Ｙ’と標準閾値ＴＹｉとを対比してノック判定をしている。そのため、本実施例のノック判定は、イオン検出値Ｘに依存することになり、イオンパラメータ（イオン検出値Ｘ）が安定しない運転領域では、誤判定の可能性が生じる。そこで、このような運転領域では、振動検出値Ｙに、イオン検出値Ｘに依存する補正関数値ＡＭｉ（Ｘ）を積算するのではなく、固定値として規定されている標準的な補正関数値ＡＭｉを積算するのも好適である。すなわち、全運転領域について、ステップＳＴ２５の処理を実行するのではなく、必要に応じて、ステップＳＴ２５’の処理に切換えるのも好適である。
【００４６】
ところで、最初に説明した通り、本発明者の検討によれば、イオンパラメータ（イオン検出値Ｘ）は、燃焼室の燃焼状態に基づいて算出されるので、エンジンの生産地、材料、構造などの差異に拘らず、安定した感度を発揮する。そこで、振動パラメータが安定化しない運転領域では、イオン検出値Ｘと、閾値Ｆｉ−１（ＴＹｉ）とを対比してノック判定をしても良い。ここで、Ｆｉ−１（ＴＹｉ）は、標準相関式ＴＹｉ＝Ｆｉ（ＴＸｉ）の逆関数を意味しており、ＴＸｉ＝Ｆｉ−１（ＴＹｉ）の関係がある。そこで、参照テーブルの標準相関式Ｆｉ（Ｘ）と、標準閾値ＴＹｉとに基づいて、イオン検出値Ｘの閾値Ｆｉ−１（ＴＹｉ）を特定することができる。
【００４７】
また、この実施例では、原則として全運転領域において、振動パラメータＹとイオンパラメータＸとを算出しているので、これらのパラメータを活用することで、各センサ回路（ＩＯＮ，ＶＲ）や、その関連素子（１０，１１など）の異常を検出することができる。
【００４８】
＜第２実施例＞
図３は、このような実施例を説明するフローチャートであり、図３（ａ）の構成では、振動パラメータＹとイオンパラメータＸとを連続して記憶し、何れか変化しないパラメータについては、それに関する回路に異常であると判定して異常報知をしている（ＳＴ４４〜ＳＴ４６）。例えば、図３（ｃ）に×印で示すように、イオンパラメータＸは変化するのに、振動パラメータＹが殆ど変化していない場合には、振動検出回路ＶＲや、その関連素子に異常が発生していると判定される。
【００４９】
一方、図３（ｂ）の構成では、振動パラメータＹ及びイオンパラメータＸと相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）との距離を連続して記憶し、その履歴に基づいて異常報知をしている（ＳＴ５４〜ＳＴ５６）。
【００５０】
ここで、各パラメータＸ，Ｙと、Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）との距離は、逆関数Ｘ＝Ｇｉ−１（Ｙ）を使用して、例えば、Ｘ方向の水平距離ΔＸ＝Ｇｉ−１（Ｙ）−Ｘと、Ｙ方向の垂直距離ΔＹ＝Ｇｉ（Ｘ）−Ｙとで特定される。そして、何れかの距離が繰返し閾値を超えるような場合には、異常事態が発生していると判定される。
【００５１】
例えば、Ｎ回の点火サイクルにおいて水平距離ΔＸの累積値が限界値を超える場合には、イオンパラメータＸに関する回路に異常が発生していると判定され、垂直距離ΔＹの累積値が限界値を超える場合には、振動パラメータＹに関する回路に異常が発生していると判定される。
【００５２】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではなく、適宜な改変が可能である。例えば、異常報知動作は図３の構成に限定されず、イオンパラメータに基づいて実行されるノック判定と、振動パラメータに基づいて実行されるノック判定とを実行して、その判定結果は一致しない不整合状態の頻度などに基づいて異常報知するのも好適である。
【００５３】
図４は、この関係を図示したものであり、各内燃機関では、個々的な相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）と、標準閾値ＴＹｉとが規定されているので、これらに基づいて、イオンパラメータ（イオン検出値Ｘ）によってノック発生と判定される異常領域と、振動パラメータ（振動検出値Ｙ）によってノック発生と判定される異常領域とを特定することができる。
【００５４】
具体的には、標準閾値ＴＹｉと、標準相関式Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）の逆関数Ｘ＝Ｆｉ−１（Ｙ）とに基づいて、イオン検出値Ｘの閾値Ｆｉ−１（ＴＹｉ）が特定され、イオン検出値Ｘ＞Ｆｉ−１（ＴＹｉ）の領域は、イオンパラメータに基づいてノック発生と判定される。
【００５５】
一方、イオン検出値Ｘの閾値Ｆｉ−１（ＴＹｉ）と、個々的な相関式Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）とに基づいて、振動検出値Ｙの閾値Ｇｉ（Ｆｉ−１（ＴＹｉ））が特定され、振動検出値Ｙ＞Ｇｉ（Ｆｉ−１（ＴＹｉ））の領域は、振動パラメータに基づいてノック発生と判定される。
【００５６】
イオンパラメータによるノック判定も、振動パラメータによるノック判定も、判定結果は本来同一であるはずであるが、矛盾した判定結果が継続される場合には、イオンパラメータＸに関する回路か、又は振動パラメータＹに関する回路に異常が生じている可能性が高いので、その旨の報知動作を実行することになる。なお、図４の網掛け部は、判定結果が整合しない矛盾判定領域を示しており、例えば、サンプリング点が高頻度で矛盾判定領域に位置する場合にはセンサ異常と判定される。
【符号の説明】
【００５７】
ＥＱＵ 燃焼制御装置
Ｖ１ 振動信号
ＶＲ 第１回路
Ｖ２ イオン信号
ＩＯＮ 第２回路
Ｙ 振動検出値
ＴＹ 振動判定値
Ｘ イオン検出値
Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ） 相関関係
Ｙ＝Ｇ（Ｘ） 相関関係
ＡＭｉ（Ｘ） 補正関係
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の振動信号Ｖ１を取得する第１回路と、内燃機関の燃焼時に燃焼室に発生するイオン信号Ｖ２を取得する第２回路と、を設けた燃焼制御装置であって、
燃焼制御の標準機器となる特定の内燃機関についてのパラメータであって、振動信号Ｖ１から特定される振動検出値Ｙに基づいてノック判定するための振動判定値ＴＹｉを、運転領域毎に記憶する第１記憶手段と、
標準機器についてのパラメータであって、振動検出値Ｙと、イオン信号Ｖ２から特定されるイオン検出値Ｘとの標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）を、運転領域毎に記憶する第２記憶手段と、
個々の内燃機関についてのパラメータであって、所定の運転領域において複数組の振動信号Ｖ１及びイオン信号Ｖ２に基づいて、イオン検出値Ｘと振動検出値Ｙの関係を示す個々的な相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）を特定する第１手段と、
第１手段が特定した相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）と、に基づいて、当該運転領域における補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を特定する第２手段と、
当該運転領域における振動検出値Ｙに、第２手段が特定する補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を作用させて振動検出値Ｙを補正する第３手段と、を設けたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項２】
第３手段が機能した後は、当該運転領域について、補正された振動検出値Ｙ’と、振動判定値ＴＹとを対比してノック判定を実行するよう構成されている請求項１に記載の燃焼制御装置。
【請求項３】
補正された振動検出値Ｙ’に基づいてノック判定を実行しない運転領域については、固定値ＡＭｉを作用させた振動検出値Ｙ”に基づいてノック判定を実行する請求項２に記載の燃焼制御装置。
【請求項４】
振動検出値に関する第１判定値に基づいて実行されるノック判定と、イオン検出値Ｘに関する第２判定値ＴＸに基づいて実行されるノック判定とを実行して、
その判定結果は一致しない不整合状態に対応して異常報知をする報知手段を設けた請求項１〜３の何れかに記載の燃焼制御装置。
【請求項５】
通常の運転状態において、振動検出値Ｙとイオン検出値Ｘとを対応して繰返し取得して、双方又は一方の検出値の履歴に基づいて異常報知をするよう構成されている請求項１〜３の何れかに記載の燃焼制御装置。
【請求項６】
通常の運転状態において、振動検出値Ｙとイオン検出値Ｘとを対応して繰返し取得して、個々的な相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、イオン検出値Ｘ及び振動検出値Ｙとの位置関係の履歴に基づいて異常報知をするよう構成されている請求項１〜３の何れかに記載の燃焼制御装置。
【請求項１】
内燃機関の振動信号Ｖ１を取得する第１回路と、内燃機関の燃焼時に燃焼室に発生するイオン信号Ｖ２を取得する第２回路と、を設けた燃焼制御装置であって、
燃焼制御の標準機器となる特定の内燃機関についてのパラメータであって、振動信号Ｖ１から特定される振動検出値Ｙに基づいてノック判定するための振動判定値ＴＹｉを、運転領域毎に記憶する第１記憶手段と、
標準機器についてのパラメータであって、振動検出値Ｙと、イオン信号Ｖ２から特定されるイオン検出値Ｘとの標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）を、運転領域毎に記憶する第２記憶手段と、
個々の内燃機関についてのパラメータであって、所定の運転領域において複数組の振動信号Ｖ１及びイオン信号Ｖ２に基づいて、イオン検出値Ｘと振動検出値Ｙの関係を示す個々的な相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）を特定する第１手段と、
第１手段が特定した相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、標準的な相関関係Ｙ＝Ｆｉ（Ｘ）と、に基づいて、当該運転領域における補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を特定する第２手段と、
当該運転領域における振動検出値Ｙに、第２手段が特定する補正関係ＡＭｉ（Ｘ）を作用させて振動検出値Ｙを補正する第３手段と、を設けたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
【請求項２】
第３手段が機能した後は、当該運転領域について、補正された振動検出値Ｙ’と、振動判定値ＴＹとを対比してノック判定を実行するよう構成されている請求項１に記載の燃焼制御装置。
【請求項３】
補正された振動検出値Ｙ’に基づいてノック判定を実行しない運転領域については、固定値ＡＭｉを作用させた振動検出値Ｙ”に基づいてノック判定を実行する請求項２に記載の燃焼制御装置。
【請求項４】
振動検出値に関する第１判定値に基づいて実行されるノック判定と、イオン検出値Ｘに関する第２判定値ＴＸに基づいて実行されるノック判定とを実行して、
その判定結果は一致しない不整合状態に対応して異常報知をする報知手段を設けた請求項１〜３の何れかに記載の燃焼制御装置。
【請求項５】
通常の運転状態において、振動検出値Ｙとイオン検出値Ｘとを対応して繰返し取得して、双方又は一方の検出値の履歴に基づいて異常報知をするよう構成されている請求項１〜３の何れかに記載の燃焼制御装置。
【請求項６】
通常の運転状態において、振動検出値Ｙとイオン検出値Ｘとを対応して繰返し取得して、個々的な相関関係Ｙ＝Ｇｉ（Ｘ）と、イオン検出値Ｘ及び振動検出値Ｙとの位置関係の履歴に基づいて異常報知をするよう構成されている請求項１〜３の何れかに記載の燃焼制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１９３３２（Ｐ２０１３−１９３３２Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３６０７（Ｐ２０１１−１５３６０７）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００１０９０９３）ダイヤモンド電機株式会社 (387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００１０９０９３）ダイヤモンド電機株式会社 (387)
【Ｆターム（参考）】
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