(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転に同期して点火制御される複数の気筒とこれらの気筒の内少なくとも１つの点火プラグに設けられてイオン電流を生成するイオン電流検出手段と、
前記イオン電流を入力し、そのレベルに相当するイオン電流信号を生成するイオン電流信号検出手段と、
イオン電流信号を各気筒の燃焼状態量に変換するイオン電流処理手段を内蔵する燃料制御コンピュータと、
を備え、
前記燃料制御コンピュータは、イオン電流信号を直接読み込み、入力したイオン電流信号情報を保存し、前記イオン電流信号情報にフーリエ変換処理を施したイオン電流スペクトル情報が減衰するとき他の周波数帯より大きくまたは小さく減少する周波数帯の有無を分析することによって燃焼状態の検出を行うことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
【請求項２】
前記燃料制御コンピュータは、燃焼状態の検出を任意の時間に行うことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項３】
前記燃料制御コンピュータは、保存したイオン電流信号情報を用いて、特定期間のイオン電流信号情報を統計処理し、燃焼状態の検出を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項４】
前記燃料制御コンピュータと前記イオン電流信号検出手段との間にイオン電流検出レベル伝達手段が設けられ、イオン電流に応じてイオン電流信号検出方法の変更を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項５】
前記イオン電流信号検出手段において、イオン電流信号のレベル制限を行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項６】
前記燃料制御コンピュータは、検出されたイオン電流信号に基づいて点火プラグの絶縁抵抗の低下を検出することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項７】
前記燃料制御コンピュータは、イオン電流信号情報にフーリエ変換処理を施したイオン電流スペクトル情報にフィルタリングを施すことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項８】
前記燃料制御コンピュータは、イオン電流スペクトル情報のフーリエ変換処理による逆変換で再現したイオン電流信号情報に基づいて燃焼状態の検出を行うことを特徴とする請求項１または７に記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項９】
前記燃料制御コンピュータは、イオン電流信号情報を、基準となる性状燃料のイオン電流信号情報と比較することにより、燃料性状を検出することを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項１０】
前記燃料制御コンピュータは、始動時のイオン電流信号情報を保存して燃焼状態の検出を行うことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項１１】
前記燃料制御コンピュータは、前記イオン電流処理手段に加えて、前記イオン電流信号検出手段を内蔵することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料制御装置。
【請求項１２】
前記イオン電流信号の処理直前に信号レベルを調節する電圧変換インターフェイスを更に備え、前記イオン電流信号検出手段におけるイオン電流−電圧変換率を高めに設定することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関（以下エンジンと略称）の点火プラグのギャップ間に発生するイオン電流に基づいて燃料制御を行う燃料制御装置に関し、特に、簡素化と高度の制御性を両立させ得るエンジンの燃料制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のエンジンの燃料制御装置の一例を図７及び図８により説明する。図７はイオン電流を用いて燃料制御を行うエンジンの燃料制御装置の一般的な構成を示している。図７において、符号１００はエンジンの点火装置、１０１はエンジンの気筒毎に設けられてイオン電流を検出するイオン電流検出装置、１０２はイオン電流検出装置１０１の近傍に設けられ、イオン電流検出装置１０１により検出されたイオン電流を電流レベルに応じた電圧に変換するイオン電流信号検出手段、１０３ａはイオン電流信号検出手段１０２から出力されるイオン電流信号のレベルに応じた電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、１０３はイオン電流からノッキングや燃焼状態の検出を行うイオン電流処理手段であり、後述する燃料制御コンピュータ１０４との間でデータの伝送を行うインターフェース１０３ｂを備えている。１０４は燃料制御コンピュータで、各種センサとの間で情報伝達を行うインターフェイス１０４ａや後述する燃料供給装置１０５等の各種制御機器との間で情報伝達を行うインターフェース１０４ｂ、各種処理を行うＣＰＵ１０４ｃ等で構成されている。
【０００３】
図８は、特開平４−１９１４６５号公報に記載されているイオン電流検出装置であり、図７の各気筒に設けられたイオン電流検出手段１０１とイオン電流レベルに応じた電圧に変換するイオン電流信号検出手段１０２に相当するものである。
【０００４】
図８において、１はバッテリ、２は一次巻線２ａと二次巻線２ｂとからなる点火コイル、３は一次巻線２ａに接続されて一次電流を遮断するパワートランジスタ、４は二次巻線２ｂの高圧側に接続され、点火用高電圧が印加されることにより図示しないエンジンの混合気を着火する点火プラグである。ここでは、一つの気筒に対する点火部を代表的に表しているが、このような点火部は各気筒に設けられている。
【０００５】
この従来のイオン電流検出装置は以下のように構成されている。符号５はバイアス電源となるコンデンサであり、そのコンデンサ５の一端は点火コイル２の二次巻線２ｂの低圧側に接続されている。コンデンサ５の他端には、ダイオード７及びイオン電流を電圧信号に変換する抵抗器８の一端が接続されている。ダイオード７及び抵抗器８の他端は接地される。また、バイアス電源電圧クランプ用のツェナーダイオード６は、その一端が点火コイル２の二次巻線２ｂの低圧側に接続され、その他端が接地されている。
【０００６】
次に、この従来装置の動作を図９により説明する。
【０００７】
エンジンの点火時期に、パワートランジスタ３により点火コイル２の一次巻線２ｂの通電を遮断すると、二次巻線２ｂの高圧側に負極性の点火用高電圧が生じ、図９（Ａ）に矢印で示す経路に放電電流が流れて点火プラグ４の電極間に放電を生じ、エンジンの混合気に着火すると共に、コンデンサ５が充電される。この充電電圧はツェナーダイオード６により任意に設定される。このとき、混合気の燃焼に伴って電離作用が生じてイオンが発生し、コンデンサ５の正極性バイアスによる電子の移動によって、図９（Ｂ）に矢印で示す経路でイオン電流が流れ、このときに抵抗器８で発生する電圧降下を検出することにより、混合気の燃焼を示すイオン電流に応じた電圧信号を検出することができる。
【０００８】
このようにして、図８のイオン電流信号検出装置においてイオン電流信号が検出される。しかし、点火プラグ４のギャップ間に発生するイオン電流は、エンジンの運転状態によって異なるが、非常に微少な数μＡレベルの電流であるのに対し、エンジンルーム内は様々なノイズが発生している。そこで、イオン電流信号検出手段１０２の近傍に設置された、図７のイオン電流処理手段１０３によりイオン電流信号はＡ／Ｄ変換され、図示しないエンジンのクランク軸に取り付けられたクランク角度センサから出力されるクランク角度信号と気筒識別信号に基づいてイオン電流信号を処理して、ノックの有無や燃焼状態の検出を行う。そして、その結果はノイズに強く且つ燃料制御コンピュータ１０４で直接処理可能なデジタル信号の形式で燃料制御コンピュータ１０４へ送られる。イオン電流処理手段１０３と燃料制御コンピュータ１０４との間には、各々のインターフェース機構と信号経路とが存在し、イオン電流処理手段１０３で得られた情報は簡単なデジタル信号の形で燃料制御コンピュータ１０４へ送られる。燃料制御コンピュータ１０４はこれらの情報を基にして、燃料供給装置１０５や点火装置１０１等の制御を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、ノイズの影響を受けにくくするために、イオン電流処理手段１０３はイオン電流検出手段１０１の近傍に設置され、様々な処理を行っている。このイオン電流処理手段１０３と燃料制御コンピュータ１０４との間では、ノックや燃焼状態量等のイオン電流処理信号や双方間の制御信号等数多くの信号の受け渡しが行われている。そのため、機能の増加に応じて、イオン電流処理手段１０３と燃料制御コンピュータ１０４間の信号経路及びインターフェース部が増大し、システムの規模が大きくなってしまう。また、燃料制御コンピュータ１０４でも、限られた入出力機能をイオン電流処理手段１０３という１つの装置に対して多数用意しなくてはならない。
【００１０】
また、イオン電流信号を燃料制御に必要な燃焼状態量に変換するイオン電流処理手段１０３も、制御内容が複雑になってくると高速な処理機能が必要となり、高速・高精度なイオン電流信号の処理と燃料制御コンピュータ１０４との通信機能等高度な処理機能を持った機構が、燃料制御コンピュータ１０４以外にも必要となる。
【００１１】
さらに、イオン電流処理に機能の追加を行う等の機能変更を行う場合、イオン電流処理手段１０３、燃料制御コンピュータ１０４及びインターフェース１０３ａ、１０３ｂ、１０４ａ、１０４ｂを変更しなければならず、これは比較的大きな変更となる。
【００１２】
また、イオン電流処理手段１０３でノック検出等の個別処理を行う場合、ノイズやサイクル毎の変動要素の影響を小さくするために、個々の処理に必要な情報以外の部分がフィルタリングされていることが多く、様々な情報がその過程で削除されている。また、処理された情報は単純なデジタル信号の形態で燃料制御コンピュータ１０４への伝達が行われているので、燃料制御コンピュータ１０４で得られる情報の種類及び量が著しく制限される。
【００１３】
また、通常、イオン電流信号検出手段１０２は、図８に示すような高抵抗の抵抗器８によって、微少なイオン電流を電子回路で使用可能な電圧域に変換している。この抵抗器８では、使用したいイオン電流のレベル付近で最適な出力電圧が得られるような抵抗値が選定されている。しかし、イオン電流のレベルの変動幅は非常に大きく、比較的レベルの大きなイオン電流の場合はＡ／Ｄ変換可能なデータを越えたり、最悪の場合には燃料制御装置が損傷することがあり、一方、レベルが小さすぎた場合には、Ａ／Ｄ変換後のデータが殆ど変化しない程小さなデータとなってしまう。このように、抵抗の選択によって制御に利用できるイオン電流レベルの範囲が制限されてしまう。
【００１４】
そこで、本発明は、上述した種々の問題点を解決し得るエンジンの燃料制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、燃料制御コンピュータは、イオン電流信号を直接読み込み、イオン電流信号情報にフーリエ変換処理を施したイオン電流スペクトル情報が減衰するとき他の周波数帯より大きくまたは小さく減少する周波数帯の有無を分析することによって燃焼状態の検出を行うことを特徴とするものである。
【００１６】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、入力したイオン電流信号情報を保存し、燃焼状態の検出を任意の時間に行うことを特徴とするものである。
【００１９】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、燃料制御コンピュータに保存されているイオン電流信号情報を統計処理した最適なイオン電流信号情報より、燃焼状態の検出を行うことを特徴とするものである。
【００２０】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、燃料制御コンピュータとイオン電流信号検出手段との間にイオン電流検出レベル伝達手段を設け、イオン電流に応じてイオン電流信号検出方法の変更を行うことを特徴とするものである。
【００２１】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、イオン電流信号のレベル制限を行い、過大な入力を防ぐイオン電流信号検出手段を備えることを特徴とするものである。
【００２２】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、検出されたイオン電流信号に基づいて、燃料制御コンピュータにより点火プラグの絶縁抵抗の低下を検出することを特徴とするものである。
【００２４】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、イオン電流信号情報にフーリエ変換処理を施したイオン電流スペクトル情報にフィルタリングを施すことにより、制御に不要な情報を削減することを特徴とするものである。
【００２５】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、イオン電流スペクトル情報のフーリエ変換処理による逆変換で再現したイオン電流信号情報に基づいて燃焼状態の検出を行うことを特徴とするものである。
【００２６】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、イオン電流信号情報を基準となる性状燃料のイオン電流信号情報と比較することにより、燃料性状を検出することを特徴とするものである。
【００２７】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、始動時のイオン電流信号情報を保存して燃焼状態の検出することを特徴とするものである。
【００２８】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、前記燃料制御コンピュータが、前記イオン電流処理手段に加えて、前記イオン電流信号検出手段を内蔵するものである。
【００２９】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、前記イオン電流信号の処理直前に信号レベルを調節する電圧変換インターフェイスを更に備え、前記イオン電流信号検出手段におけるイオン電流−電圧変換率を高めに設定するものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３１】
実施の形態１．
図１は、イオン電流処理装置を燃料制御コンピュータ内に内蔵し、直接イオン電流信号の読み込み処理を行う、本発明の実施の形態１によるエンジンの燃料制御装置の概略構成を示している。この実施の形態１において、点火装置１００と共に各気筒に取り付けられたイオン電流検出手段１０１、イオン電流信号検出手段１０２及び燃料供給装置１０５は上記従来装置と同一であるため説明を省略する。
【００３２】
イオン電流処理手段２０４ｃは燃料制御コンピュータ２０４に内蔵されており、従来装置におけるイオン電流処理手段前段のＡ／Ｄ変換器１０３ａは燃料制御コンピュータ２０４の電圧変換インターフェース２０４ａを用いる。尚、イオン電流信号と燃料制御コンピュータ２０４間の信号経路は、ノイズ混入防止のために、シールド線を使用している。また、イオン電流信号検出手段１０２におけるイオン電流−電圧変換率を高めに設定することによって、伝送中のイオン電流信号のレベルを大きくとり、Ａ／Ｄ変換前に、信号レベルを調節する電圧変換インターフェース２０４ａを設ける構成にすることで、更なるノイズ混入の低減を図ることができる。
【００３３】
また、燃料制御コンピュータ２０４は、上記電圧変換インターフェース２０４ａ及びイオン電流処理手段２０４ｃの外に、それら電圧変換インターフェース２０４ａとイオン電流処理手段２０４ｃとの間に設けられたＡ／Ｄ変換器２０４ｂ、メモリ等の記憶装置２０４ｄ、ＣＰＵ２０４ｅ、及び点火装置１００や燃料供給装置１０５等の制御機器に制御信号を伝送するためのインターフェイス２０４ｆとを備えている。
【００３４】
以上の構成により、上記従来装置においてイオン電流処理手段２０４ｃと燃料制御コンピュータ２０４との間に必要であった配線及びインターフェースが不要となりシステムの簡素化を図ることができ、信頼性も向上する。また、システムの仕様変更を行う場合にも、燃料制御コンピュータ２０４の変更、または燃料制御コンピュータ２０４のプログラム変更のみで対応が可能である。
【００３５】
また、図１中では、燃料制御コンピュータ２０４に内蔵されたイオン電流処理手段２０４ｃを用いて処理を行うことになっているが、ＣＰＵ２０４ｅで直接イオン電流処理を行ってもよく、その場合には、更なるシステムの簡素化が可能である。しかし、燃料制御コンピュータ２０４は、特に正確なタイミングが必要な制御を、外部信号やタイマーをトリガとして強制的に制御を切り替える割り込み制御により行っており、ＣＰＵ２０４ｅでイオン電流の直接処理を行う場合、イオン電流制御のうち特に緊急を要しない制御は、プログラムが順次処理されるメインルーチン内での処理で行う等が必要である。
【００３６】
また、多くの情報を含んだイオン電流信号を直接燃料制御コンピュータ２０４に入力することにより、イオン電流信号を直接、又は元信号に復元可能な信号に変換して、記憶装置に保存しておくことが可能となる。この保存したイオン電流信号情報を用いると、数サイクル間の同一気筒や特定サイクルの異なる気筒間のイオン電流等、異なる時間に入力されるイオン電流の直接比較や同時処理が行える。
【００３７】
例えば、エンジンの燃焼状態は非常に安定した定常運転状態においてもサイクルによって微妙に異なるため、イオン電流を制御に用いる場合の多くは、複数サイクルの統計処理を行うことが多い。従来の装置では、ノッキングや燃焼状態の情報について個別に統計処理を行っていたが、燃料コンピュータ２０４内の記憶装置２０４ｄにイオン電流信号を直接、又は信号に処理を施したイオン電流信号情報を保存することによって、複数サイクルに渡るイオン電流の統計処理を処理を行うことによって、１サイクル毎のイオン電流処理ではノイズやサイクル毎の変動によって検出困難であった様々な情報を得ることができる。
【００３８】
実施の形態２．
図２は燃料制御コンピュータ２０４とイオン電流信号検出手段１０２Ａとの間にイオン電流検出レベル伝達手段を設け、イオン電流信号検出手段１０２Ａに、イオン電流信号のイオン電流検出レベルの変更、及びイオン電流信号のレベル制限を行う機能を持たせたものである。
【００３９】
燃料制御コンピュータ２０４は運転状態や経過時間によって変化するイオン電流に対して、必要とするイオン電流レベルに応じてイオン電流の検出レベルを変更する信号をイオン電流信号検出手段１０２Ａに送信する。イオン電流信号検出手段１０２Ａでは、イオン電流検出レベル信号に応じてイオン電流信号の増幅、減衰を行う。同時に、イオン電流処理手段２０４ｃでも、イオン電流検出レベル信号に応じた処理が行われる。
ここでは、イオン電流検出レベル信号が燃料制御コンピュータ２０４より送信されたが、イオン電流信号検出手段１０２Ａがイオン電流に応じてレベルを変更し、燃料制御コンピュータ２０４へ送信してもよい。
【００４０】
従来のイオン電流検出装置では、点火プラグ４のくすぶりにより電極間の絶縁抵抗が低下した場合、エンジンの気筒内にイオンが存在しない期間であっても、点火プラグ電極間に高電圧を印加することで、図９（Ｂ）のように、極めて僅かながら電流が流れることになるが、あまりにも微少な電流であるために検出が困難であった。しかし、この本実施の形態２のシステムを用いることにより、燃料制御コンピュータ２０４で最適なデータとなるように、幅広いレベルのイオン電流に応じてイオン電流信号の調節が行えるため、微少なイオン電流であっても適度なレベルと精度で、且つリアルタイムに処理を行うことができる。
【００４１】
尚、検出信号の増幅中、あるいはまた通常時においても、予期せぬレベルのイオン電流が入力される可能性があり、エンジンの燃料制御装置の保護や燃料制御コンピュータ２０４へのダメージを防ぐために、イオン電流処理手段２０４ｃにイオン電流レベル制限機能が付加されている。
【００４２】
実施の形態３．
図３は、下式（１）に示すフーリエ変換を用いて、イオン電流検出信号をイオン電流スペクトル情報に変換した状態を示しており、図３の（Ａ−１）及び（Ａ−２）は燃焼状態良好時及び燃焼状態不安定時のイオン電流検出信号をそれぞれ表し、図３の（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）は燃焼状態良好時及び燃焼状態不安定時のイオン電流スペクトル情報をそれぞれ表している。
【００４３】
【数１】
0003607799.tif 000002
通常、燃焼状態が良好なときには、図３の（Ａ−１）に示すように、イオン電流のピーク付近ａで各周波数成分が最大値を示した後、徐々に減衰していく特性を示す。しかし、燃焼状態が不安定な時は、図３の（Ａ−２）に示すように、イオン電流検出信号が大きくうねるため、エンジンや運転状態によって異なるが、図３の（Ｂ−２）のＣで示すように、イオン電流スペクトル情報に大きく増減する周波数帯が表れる。これらの挙動を分析することによって、エンジンの燃焼状態を把握することが可能である。
【００４４】
尚、制御に使用しないイオン電流検出信号中の周波数については、この周波数をフィルタリングすることにより記憶容量の削減を図ることができる。また、必要に応じて、下式（２）に示す逆フーリエ変換を用いて、イオン電流スペクトル情報よりイオン電流検出信号を再現して制御に用いることも可能である。
【００４５】
【数２】
0003607799.tif 000003
実施の形態４．
ガソリンは季節やガソリンメーカによって性状が異なるが、イオン電流で燃焼状態を検出して、ガソリンの性状を検知することにより、ガソリンの性状に応じた最適な制御が可能である。
【００４６】
図４にイオン電流による燃料性状検出制御のフローチャートを示す。図４において、先ず、現サイクルの燃焼状態の検出し（ステップ７０１）、データの保存を行った（ステップ７０２）後、燃料性状の検出を行える運転状態であるか否かの判定を行う（ステップ７０３）。イオン電流はエンジンの運転状態によって燃焼状態が異なるために、安定した燃焼状態が得られる所定の運転状態、例えば混合気の空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比１４．７に制御されている酸素（Ｏ２）フィードバック制御時等を燃料性状検出条件として、燃料性状判定を行わなければならない。
【００４７】
検出条件に適合する運転状態であれば、次に、燃焼状態が判定できる条件が満たされているか否かを判定する（ステップ７０４）。現サイクルのイオン電流は特定の安定した運転状態で検出されているが、各サイクル毎に検出されるイオン電流は全く同一というわけではなく、多少の変動が見られる。そこで、燃料制御コンピュータ２０４の記憶装置２０４ｄに保存されている所定期間サイクルのイオン電流信号の統計的な処理を行い（ステップ７０５）、その運転状態における平均的なイオン電流信号の算出を行う（ステップ７０６）。この算出された平均的なイオン電流信号と燃料制御コンピュータ２０４が予め記憶している同一運転条件での標準燃料性状ガソリンのイオン電流信号を比較する（ステップ７０７）ことによって、現在の燃料性状を検出を行う（ステップ７０８）。尚、ステップ７０３あるいはステップ７０４で燃料性状検出条件が満たされていない場合には、ステップ７０６及びステップ７０８で燃料検出判定処理を行わずに、通常の燃焼噴射制御へ移る（ステップ７０９）。
【００４８】
図５は、同一運転条件における燃料性状の違いによるイオン電流を示したものである。燃料性状が標準性状燃料よりも重質であれば、燃焼がゆっくりと進行し、逆に軽質であれば速く進行する。このように、燃料性状によって燃焼の仕方が変化する。燃料制御コンピュータ２０４は最適な運転状態となるように、検出した燃料性状に応じて燃料や点火時期等の制御を行う。
【００４９】
実施の形態５．
エンジン始動時は正確なクランク角度の検出が困難なため、燃料噴射は主に水温をパラメータとした見込み量を、点火時期はクランク角度センサの信号を直接利用するなど通常制御時に比べて大まかな制御しか行われていない。そのため始動時は不完全な燃焼状態にあり、そのうえ気筒間によっても燃焼状態は異なるため、十分なトルクが得られず、始動に時間がかかる。そこで、イオン電流により各気筒の燃焼状態を検出し、燃料量及び点火時期を補正してトルクの増加及び気筒間のばらつきを縮小することによって始動性を改善する。
【００５０】
図６は始動時における燃料制御アルゴリズムのフローチャートを示す。図６において、先ず、始動時の初期燃料量の設定を行う（ステップ９０１）。ここでの燃料量は点火プラグのくすぶりを回避するために必要と考えられる燃料量よりも少なめの値が設定されている。イグニッションキーによってスタータが回り始め、燃料噴射が開始される（ステップ９０２）。次いで、イオン電流が検出され（ステップ９０３）、この検出されたイオン電流信号は現サイクル燃焼状態量として燃料制御コンピュータ２０４内の記憶装置２０４ｄに記憶される（ステップ９０４）。それから、点火プラグ４の絶縁抵抗が許容範囲内であるか否かを確認する（ステップ９０５）。もし著しく絶縁抵抗が低下している（第１の所定値以下の）場合には、多量の燃料が点火プラグ電極間に付着していると考えられるため、次サイクルの噴射燃料をカットする（ステップ９０６）。点火プラグに問題がない場合には、次に、実際に燃焼が行われたか否かの判定を行う（ステップ９０７）。この判定は、ステップ９０３において検出されたイオン電流が所定レベル以上であれば、燃焼が行われたものと判断し、所定レベル未満であれば、燃焼が行われなかったものと判断する。燃焼状態にない（燃焼が行われなかった）場合には、燃料が不足しているので、燃料の増加を行う（ステップ９０８）。燃焼状態の（燃焼が行われた）場合には燃焼性の判定を行うが、燃焼状態の判定には１サイクルでも可能であるが、精度を高めるため複数サイクルの比較を行うことが好ましい。次いで、サイクル数が判定可能な所定数に達したか否かにより、燃焼判定が可能であるか否かの判定を行う（ステップ９０９）。サイクル数が判定可能な所定値に満たない場合、つまり燃焼開始直後である場合には、現在の燃料量を保持する（ステップ９１０）。ここで、筒内噴射方式以外のエンジンの場合、噴射された燃料の一部はエンジンに直接吸入されずに吸気マニホルド等の壁面に付着することになる。始動開始時には、吸気マニホルド等の壁面が乾燥しているため、実際に噴射している燃料量は、吸気マニホルド等の壁面への付着量が増加して安定するまでは、エンジンの気筒内に吸入される燃料量よりも多くの燃料を噴射していることになる。すなわち、ステップ９１０の段階での気筒内は薄い燃料でかろうじて燃焼可能な領域にあることになるが、実際には、それよりも濃い燃料量を噴射しているため、燃料量を保持していても徐々に気筒流入燃料量は増加して、燃焼が安定する方向へと進む。燃焼性判定可能状態になった場合には、燃焼性判定を行う（ステップ９１１）。燃焼性が良好な場合には、現在の燃料量を保持するが（ステップ９１２）、燃焼性が悪い場合には、点火プラグの絶縁抵抗に基づいて燃料補正量の増減を判断する（ステップ９１３）。もし点火プラグの絶縁抵抗がステップ９０５程ではないが低下していれば（すなわち、絶縁抵抗が前記第１の所定値よりも大きな第２の所定値よりも小さい場合）、燃料量が多すぎると判断されるため燃料量を減少させる（ステップ９１４）。それ以外の場合には、燃料量が不足していると判断されるので、燃料量を増加させる（ステップ９１５）。
尚、ステップ９１１にける燃焼性の判定は、例えば、イオン電流波形の面積、或いはイオン電流波形のピーク値、或いはイオン電流波形の検出された時間等を燃焼量として、この燃焼量が所定の基準値を満たしている（以上である）かにより行う。すなわち、燃焼量が所定の基準値以上であれば、燃焼が良好であると判断し、基準値未満であれば、燃焼が不良（悪）と判断する。
【００５１】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明によれば次のような優れた効果を奏するものである。
【００５２】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置は、燃料制御コンピュータは、イオン電流信号を直接読み込み、イオン電流信号情報にフーリエ変換処理を施したイオン電流スペクトル情報が減衰するとき他の周波数帯より大きくまたは小さく減少する周波数帯の有無を分析することによって燃焼状態の検出を行うことにより、装置のシステム構成を簡素化でき、且つ得られる情報量も増加させることができる。また、各気筒に最適な燃料制御を行うことができる。
【００５３】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、入力されたイオン電流信号情報を保存することで、燃焼状態の検出を任意の時間に行うことができる。
【００５６】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、燃料制御コンピュータに保存されているイオン電流信号情報を統計処理した最適なイオン電流信号情報を得て、それに基づいた燃焼状態の検出により、最適な燃料制御を行うことができる。
【００５７】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、燃料制御コンピュータとイオン電流信号検出手段との間にイオン電流検出レベル伝達手段を設け、イオン電流に応じてイオン電流信号検出方法の変更を行うことにより、幅広い運転状態で、最適な燃料制御を行うことができる。
【００５８】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、イオン電流信号検出手段でイオン電流信号のレベル制限を行うことにより、過大な入力から燃料制御装置を保護することができる。
【００５９】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、点火プラグの絶縁抵抗の低下を検出することができる。
【００６１】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、イオン電流信号情報にフーリエ変換処理を施したイオン電流スペクトル情報にフィルタリングを施すことにより、制御に不要な情報を削減でき、少ない記憶容量で最適な燃料制御を行うことができる。
【００６２】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、イオン電流スペクトル情報のフーリエ変換処理による逆変換で再現したイオン電流信号情報に基づいた燃焼状態の検出により、最適な燃料制御を行うことができる。
【００６３】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、イオン電流信号情報を、基準となる性状燃料のイオン電流信号情報と比較することにより燃料性状を検出し、燃料性状に応じた最適な燃料制御を行うことができる。
【００６４】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、始動時のイオン電流信号情報を保存し、各気筒のイオン電流信号情報から燃焼状態の検出することにより、気筒毎に最適な制御を行えるため、始動性を改善することができる。
【００６５】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、燃料制御コンピュータがイオン電流処理手段とイオン電流信号検出手段の両方を内蔵することにより、更にシステムの簡素化を図ることができる。
【００６６】
この発明に係るエンジンの燃料制御装置では、イオン電流信号の処理直前に信号レベルを調節する電圧変換インターフェイスを設けて、イオン電流信号検出手段におけるイオン電流−電圧変換率を高めに設定することにより、伝送中のイオン電流信号のＳ／Ｎ比を高くしてノイズの混入を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すイオン電流検出応用燃料制御装置である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示すイオン電流検出応用燃料制御装置である。
【図３】燃焼状態とイオン電流の関係を表す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の燃料制御を示すフローチャートである。
【図５】イオン電流と燃料性状の関係を表す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の燃料制御を示すフローチャートである
【図７】本発明の従来例を示すイオン電流検出応用燃料制御装置構成図である。
【図８】本発明の従来例を示すイオン電流検出装置の構成図である。
【図９】本発明の従来例のイオン電流検出装置の動作図である。
【符号の説明】
１０１  イオン電流検出手段、１０２  イオン電流信号検出手段、１０３  イオン電流処理手段、１０４  燃料制御コンピュータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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