(57)【要約】【課題】不定期に発生するコロナノイズ等のインパルス性のノイズがイオン電流波形に重畳するとのノイズ発生とノック発生との区別がつかなくなる問題が生じる。【解決手段】内燃機関の燃焼によって前記点火プラグの電極間に生じるイオン電流を検出するイオン電流検出部と、当該イオン電流検出部からのイオン電流から前記内燃機関の燃焼状態を判定する判定部と、を備えるイオン電流を用いた燃焼状態判定装置において、前記イオン電流検出部からのイオン電流について、高周波に反応するＢＰＦ処理を実行するノイズ抽出手段と、当該ＢＰＦ処理後のイオン電流について、前記高周波から前後に所望の時間間隔で取得されるデータから中央値を出力するメディアン処理手段と、  当該メディアン処理手段からの出力からイオン電流を補正する補正手段と、を備える。【選択図】図１
2015057546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次コイルと２次コイルとを有するコイル部と、
当該１次コイルへの通電を制御するスイッチング素子と、
当該スイッチング素子にパルス波からなる点火信号を供給する制御部と、
前記２次コイルの誘導起電力から生じる高電圧を放電する点火プラグと、
内燃機関の燃焼によって前記点火プラグの電極間に生じるイオン電流を検出するイオン電流検出部と、
当該イオン電流検出部からのイオン電流から前記内燃機関の燃焼状態を判定する判定部と、を備えるイオン電流を用いた燃焼状態判定装置において、
前記イオン電流検出部からのイオン電流について、高周波に反応するＢＰＦ処理を実行するノイズ抽出手段と、
当該ＢＰＦ処理後のイオン電流について、前記高周波から前後に所望の時間間隔で取得されるデータから中央値を出力するメディアン処理手段と、
当該メディアン処理手段からの出力からイオン電流を補正する補正手段と、を備えることを特徴とするイオン電流を用いた燃焼状態判定装置。
【請求項２】
前記補正手段で補正したイオン電流からノック成分を検出するノックＢＰＦと、
前記補正手段で補正したイオン電流からノイズ成分を検出するノイズＢＰＦと、を備え、
少なくとも前記メディアン処理手段によって所望の時間間隔のデータが取得される区間を除く当該ノックＢＰＦが検出したノック成分及び当該ノイズＢＰＦが検出したノイズ成分の減算結果からノッキングを判定することを特徴とする請求項１に記載のイオン電流を用いたノック判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼によって点火プラグの電極間に生じるイオン電流を用いて燃焼状態を判定する装置に関して、特に、コロナノイズ等のインパルス性ノイズによる影響を除去し、内燃機関の燃焼時に発生するノッキングを検出する燃焼状態判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関のノッキングとは、混合気の自然着火によって発生した爆発と、点火プラグの着火によって発生した爆発とが重なり合い、衝撃波を発生する異常状態が起こる。このような異常状態が発生すると内燃機関の故障を引き起こすため、内燃機関に発生するノッキングを検出し、抑制させる燃焼制御が必要であり、内燃機関の燃焼時に生じるイオン電流からノッキングの発生を検出することが知られている。例えば、特開平６−１５９１２９号公報（以下「特許文献１」）が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、ノックを検出するにあたって検出するイオン電流は、点火直後にバイアス電源からスパークプラグにバイアス電圧を印加することにより生成され、上死点手前で減少した後再び増加し、燃焼圧が最大となるクランク角近傍でその値が最大となる特性を有している。そして、このような低周波的な周波数特性のイオン電流において、ノックが発生していない正常時であっても、検出したイオン電流には瞬間的に電流値が大きくなるステップ状の変化電流Ｉｓが存在する。このステップ状の変化電流は、ノック電流と同等の高周波特性を有しており、１つのイオン電流の中で１度しか存在しない。このような変化に対して、ノックが発生した場合にイオン電流に重畳する高周波特性を有するノック電流は、連続した変化であり、積分することによって区別することが可能となるノック検出方法が記載されている。
【０００４】
また、別の例として、特開平１０−８９２１６号公報（以下「特許文献２」）が提案されている。特許文献２では、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に流れるイオン電流に基づきノッキングが発生しているか否かを判定する第１のノッキング発生判定手段と、内燃機関のシリンダブロックに設置されるノック振動センサによって検出されるシリンダブロックの振動に基づきノッキングが発生しているか否かを判定する第２のノッキング発生判定手段と、第１のノッキング発生判定手段および第２のノッキング発生判定手段の双方でノッキングが発生したと判定されたときは点火時期を遅角制御し第１のノッキング発生判定手段もしくは第２のノッキング発生判定手段の少なくとも一方だけでノッキングが発生したと判定されたときは点火時期の遅角制御を禁止する点火時期制御手段と、を具備するノッキング制御装置が記載されている。
【０００５】
さらに、別の例として、特開平１０−１０３２１０号公報(以下「特許文献３」)が提案されている。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、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、燃焼度合検出手段で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、を具備するノッキング検出装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１５９１２９号公報
【特許文献２】特開平１０−８９２１６号公報
【特許文献３】特開平１０−１０３２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のノッキング検出装置では次の問題が生じている。即ち、特許文献１乃至３では、オルタネータ等の電気機器から放出されるノイズがイオン電流波形に重畳する場合に、ノイズ波形をノッキングが発生したとする誤判定を避けることができるが、不定期に発生するコロナノイズ等のインパルス性のノイズがイオン電流波形に重畳するとのノイズ発生とノック発生との区別がつかなくなる問題が生じる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、不定期に発生するコロナノイズ等のインパルス性のノイズがイオン電流波形に重畳しても、確実にノッキングを検出する燃焼状態判定装置を提供することを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は次のような構成とする。即ち、１次コイルと２次コイルとを有するコイル部と、当該１次コイルへの通電を制御するスイッチング素子と、当該スイッチング素子にパルス波からなる点火信号を供給する制御部と、前記２次コイルの誘導起電力から生じる高電圧を放電する点火プラグと、内燃機関の燃焼によって前記点火プラグの電極間に生じるイオン電流を検出するイオン電流検出部と、当該イオン電流検出部からのイオン電流から前記内燃機関の燃焼状態を判定する判定部と、を備えるイオン電流を用いた燃焼状態判定装置において、前記イオン電流検出部からのイオン電流について、高周波に反応するＢＰＦ処理を実行するノイズ抽出手段と、当該ＢＰＦ処理後のイオン電流について、前記高周波から前後に所望の時間間隔で取得されるデータから中央値を出力するメディアン処理手段と、当該メディアン処理手段からの出力からイオン電流を補正する補正手段と、を備えることを特徴とするイオン電流を用いた燃焼状態判定装置とする。
【００１０】
上記の発明においては、前記補正手段で補正したイオン電流からノック成分を検出するノックＢＰＦと、前記補正手段で補正したイオン電流からノイズ成分を検出するノイズＢＰＦと、を備え、少なくとも前記メディアン処理手段によって所望の時間間隔のデータが取得される区間を除く当該ノックＢＰＦが検出したノック成分及び当該ノイズＢＰＦが検出したノイズ成分の減算結果からノッキングを判定する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
上記の構成によれば、１次コイルと２次コイルとを有するコイル部と、当該１次コイルへの通電を制御するスイッチング素子と、当該スイッチング素子にパルス波からなる点火信号を供給する制御部と、前記２次コイルの誘導起電力から生じる高電圧を放電する点火プラグと、内燃機関の燃焼によって前記点火プラグの電極間に生じるイオン電流を検出するイオン電流検出部と、当該イオン電流検出部からのイオン電流から前記内燃機関の燃焼状態を判定する判定部と、を備えるイオン電流を用いた燃焼状態判定装置において、前記イオン電流検出部からのイオン電流について、高周波に反応するＢＰＦ処理を実行するノイズ抽出手段と、当該ＢＰＦ処理後のイオン電流について、前記高周波から前後に所望の時間間隔で取得されるデータから中央値を出力するメディアン処理手段と、当該メディアン処理手段からの出力からイオン電流を補正する補正手段と、を備えることで、不定期に発生するコロナノイズ等のインパルス性のノイズがイオン電流波形に重畳しても、確実にノッキングを検出する燃焼状態判定装置が実現できる。
【００１２】
また、前記補正手段で補正したイオン電流からノック成分を検出するノックＢＰＦと、前記補正手段で補正したイオン電流からノイズ成分を検出するノイズＢＰＦと、を備え、少なくとも前記メディアン処理手段によって所望の時間間隔のデータが取得される区間を除く当該ノックＢＰＦが検出したノック成分及び当該ノイズＢＰＦが検出したノイズ成分の減算結果からノッキングを判定する構成とすることで、コロナノイズを除去した際の補正された波形がノック判定に影響されることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施例とする点火装置のブロック図である。
【図２】コロナノイズが重畳したイオン電流について、コロナノイズが重畳したイオン電流波形（ａ）と、メディアン処理後のイオン電流波形（ｂ）を示したタイムチャートである。
【図３】コロナノイズが重畳したイオン電流のＢＰＦ波形である。
【図４】コロナノイズが重畳したイオン電流について、サンプリング時のイオン電流波形（ａ）と、イオン電流波形のメディアン処理図（ｂ）と、メディアン処理後のイオン電流波形（ｃ）である。
【図５】コロナノイズ及びノック成分が重畳したイオン電流について、コロナノイズ及びノック成分が重畳したイオン電流波形（ａ）と、メディアン処理後のイオン電流波形（ｂ）を示したタイムチャートである。
【図６】コロナノイズ及びノック成分が重畳したイオン電流のＢＰＦ波形である。
【図７】コロナノイズ及びノック成分が重畳したイオン電流について、サンプリング時のイオン電流波形（ａ）と、イオン電流波形のメディアン処理図（ｂ）、メディアン処理後のイオン電流波形（ｃ）である。
【図８】実施例１とする燃焼状態判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】ノックＢＰＦ波形（ａ）と、ノイズＢＰＦ波形（ｂ）と、ノックＢＰＦ波形−ノイズＢＰＦ波形（ｃ）を示したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を示す実施例を図１乃至図９に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１の実施例とする点火装置のブロック図を図１に、コロナノイズが重畳したイオン電流について、コロナノイズが重畳したイオン電流波形（ａ）と、メディアン処理後のイオン電流波形（ｂ）を示したタイムチャートを図２に、コロナノイズが重畳したイオン電流のＢＰＦ波形を図３に、コロナノイズが重畳したイオン電流について、サンプリング時のイオン電流波形（ａ）と、イオン電流波形のメディアン処理図（ｂ）と、メディアン処理後のイオン電流波形（ｃ）を図４に、コロナノイズ及びノック成分が重畳したイオン電流について、コロナノイズ及びノック成分が重畳したイオン電流波形（ａ）と、メディアン処理後のイオン電流波形（ｂ）を示したタイムチャートを図５に、コロナノイズ及びノック成分が重畳したイオン電流のＢＰＦ波形を図６に、コロナノイズ及びノック成分が重畳したイオン電流について、サンプリング時のイオン電流波形（ａ）と、イオン電流波形のメディアン処理図（ｂ）、メディアン処理後のイオン電流波形（ｃ）を図７に、燃焼状態判定装置の動作を示すフローチャートを図８に、ノックＢＰＦ波形（ａ）と、ノイズＢＰＦ波形（ｂ）と、ノックＢＰＦ波形−ノイズＢＰＦ波形（ｃ）を示したタイムチャートを図９にそれぞれ示す。
【００１６】
図１において、点火装置100は、内燃機関の電子制御を行うＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｉｌ  Ｕｎｉｔ）10と、１次コイル20と２次コイル30からなるコイル部Coと、当該ＥＣＵ10の制御部から受けるパルス波からなる点火信号に基づいて当該１次コイル20の電流をＯＮ・ＯＦＦ制御を行うスイッチング素子40と、当該２次コイル30の誘導起電力から生じる高電圧を放電する点火プラグ50と、イオン電流検出部Ionと、から構成されている。
【００１７】
また、前記イオン電流検出部Ionの出力電圧は、前記ＥＣＵ10に供給され、イオン出力信号として前記ＥＣＵ10に記憶される。さらに、前記イオン電流検出部Ionの出力電圧は、パルス波の立下りからイオン電流が消滅するまでの期間において取得され、前記ＥＣＵ10は１回の燃焼時に取得される全データからＢＰＦ処理が実行される。
【００１８】
また、前記スイッチング素子40は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）が使用されている。さらに、前記スイッチング素子40のコレクタ端子は、前記１次コイル10を介してバッテリ60に接続されており、エミッタ端子は、グランドに接続されている。
【００１９】
また、前記イオン電流検出部Ionは、前記点火プラグ50の電極間に生じるイオン電流を出力信号へ変換するオペアンプAmp、コンデンサC1、ツェナーダイオードZD、ダイオードD1，D2、及び、抵抗R1，R2から構成されている。さらに、当該コンデンサC1及び当該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源が生成される。
【００２０】
また、前記２次コイル30の高圧端子は、前記点火プラグ50に接続され、低圧端子は、バイアス電源が生成される前記コンデンサC1及び前記ツェナーダイオードZDの並列回路に接続されている。さらに、前記コンデンサC1及び前記ツェナーダイオードZDの並列回路は、前記ダイオードD1を介してグランドに接続されている。
【００２１】
また、前記ダイオードD1のアノード端子は、前記抵抗R1を経由して前記オペアンプAmpの反転入力端子（−）に接続されている。さらに、前記オペアンプAmpの反転入力端子（−）と出力端子との間に、検出用の前記抵抗Z2が接続されている。さらに、前記オペアンプAmpの反転入力端子（−）は、前記ダイオードD2を介してグランドに接続され、非反転入力端子は、グランドに接続されている。
【００２２】
上記の前記点火装置100では、前記ＥＣＵ10からのパルス波が立下がると、前記２次コイル30に誘起された高電圧によって前記点火プラグ50が放電する。この時の放電電流は、前記点火プラグ50→前記２次コイル30→前記コンデンサC1→前記ダイオードD1の経路で流れ、前記コンデンサC1は、前記ツェナーダイオードZDの降伏電圧によりバイアス電源が充電される。また、前記点火プラグ50からの放電による燃焼が終息すると、前記点火プラグ50の電極間に発生するイオン電流iは、前記抵抗R2→前記抵抗R1→前記コンデンサC1→前記２次コイル30→前記点火プラグ50の経路で流れる。
【００２３】
図２において、（ａ）はコロナノイズが重畳するイオン電流出力信号を、（ｂ）はコロナノイズの除去後のイオン電流出力信号を示す。図２（ａ）では、領域Ｗ部、Ｘ部、及び、Ｙ部においてコロナノイズが重畳しており、コロナノイズは不定期に生じるインパルス性のノイズである。また、前記イオン電流検出部Ionから前記ＥＣＵ10に出力されるイオン電流出力信号は、前記内燃機関の燃焼後から立ち上がり、ピーク値まで上昇して、その後終息し、出力信号の波形から前記内燃機関の燃焼状態を判定する際に、このようなコロナノイズがノックと誤判定される恐れがある。
【００２４】
図３において、図２（ａ）に示した出力信号波形のＢＰＦ処理後の波形を示す。当該ＢＰＦ処理は前記ＥＣＵ10内に備えられたシステムであり、ＢＰＦフィルターによってコロナノイズによる高周波領域を抽出している。また、当該ＢＰＦ処理によって図２（ａ）内に示した領域Ｗ部、Ｘ部、及び、Ｙ部が高い値に突出した波形となる。これにより、図２（ａ）のコロナノイズが重畳した出力信号波形について、図３のＢＰＦ波形では領域Ｗ部、Ｘ部、及び、Ｙ部のコロナノイズのみ露出する。
【００２５】
図４（ａ）において、図２（ａ）に示した出力信号波形について、図３に示した領域Ｗ部を中心としてのサンプリングを示した波形とし、領域Ｗ部のコロナノイズによる突出部分を中心として９点（時刻ｔ１〜ｔ９）の値をサンプリングしている。また、前記ＥＣＵ10は、図４（ａ）においてサンプリングした９点（時刻ｔ１〜ｔ９）をＡ〜Ｉ値として記憶している。さらに、図４（ｂ）において、イオン電流波形のメディアン処理図を示しており、前記ＥＣＵ10は入力されたＡ〜Ｉ値をメディアン処理し、出力している。
【００２６】
また、サンプリングする９点の時刻ｔ１〜ｔ９は、前記内燃機関の回転数によって時刻ｔ１〜ｔ９の間隔が変更されるものであって、前記内燃機関の高回転時には、時刻ｔ１〜ｔ９の間隔が狭く設定され、低回転時には、時刻ｔ１〜ｔ９の間隔が広く設定されるものとする。
【００２７】
また、前記メディアン処理は、複数点から入力されたデータを大きい順に並べ、時刻ｔ５での中央値（真ん中の位置の値）を出力とする処理である。図４（ａ）の時、前記ＥＣＵ10に入力されたＡ〜Ｉ値を大きい順に並べると、Ｅ値＞Ａ値＞Ｄ値＞Ｂ値＞Ｃ値＞Ｆ値＞Ｇ値＞Ｈ値＞Ｉ値となり、時刻ｔ５´での中央値はＣ値となる。そして、前記メディアン処理により、Ａ値、Ｂ値、Ｃ値、Ｄ値、Ｃ値、Ｆ値、Ｇ値、Ｈ値、Ｉ値として出力される。さらに、図４（ｃ）においては、図４（ａ）の出力信号波形対して、図４（ｂ）で実施したメディアン処理を反映させた波形を示している。
【００２８】
また、図４（ｃ）は、図４（ａ）内のＥ値の入力に対してメディアン処理後のＣ値が出力されることで、図２（ｂ）に示した領域Ｗ部のコロナノイズを除去した出力信号波形が出力され、前記内燃機関の燃焼状態の判定が行われる。さらに、図示しないが、図２（ａ）における領域Ｘ部及びＹ部においても図４（ｂ）と同様にメディアン処理を実行することで図２（ｂ）に示した領域Ｗ´部、Ｘ´部、及び、Ｙ´部のコロナノイズを除去した出力信号波形が得られる。即ち、前記ＥＣＵ10は、図２（ｂ）に示した出力信号波形から前記内燃機関の燃焼が正常に行われていると判定している。
【００２９】
図５において、（ａ）はコロナノイズ及びノック成分が重畳するイオン電流出力信号を、（ｂ）はコロナノイズ除去後のノック成分が重畳したイオン電流出力信号を示す。図５（ａ）では、領域Ｚ部においてコロナノイズが重畳し、コロナノイズの周辺には前記内燃機関のノッキング発生時に生じるノック成分も重畳している。
【００３０】
図６において、図５（ａ）に示した出力信号波形のＢＰＦ処理後の波形を示す。前記ＢＰＦ処理によって図５（ａ）内に示した領域Ｚ部が高い値に突出した波形となる。また、図５（ａ）内で示したノック成分は出力信号に対する変化の規模が大きくないため、前記ＢＰＦ処理の高周波領域には出現しない。即ち、前記ＢＰＦ処理は、前記イオン電流出力信号に対して、コロナノイズ及びノック成分が重畳しても図３と同様にコロナノイズ成分のみ抽出することができる。
【００３１】
図７（ａ）において、図５（ａ）に示した出力信号波形について、図６に示した領域Ｚ部を中心としてのサンプリングを示した波形とし、領域Ｚ部のコロナノイズによる突出部分を中心として９点（時刻ｔ１〜ｔ９）の値をサンプリングしている。また、前記ＥＣＵ10は、図７（ａ）においてサンプリングした９点（時刻ｔ１〜ｔ９）をＪ〜Ｒ値として記憶している。さらに、図７（ｂ）において、イオン電流波形のメディアン処理図を示しており、前記ＥＣＵ10は入力されたＪ〜Ｒ値をメディアン処理し、出力している。
【００３２】
また、図７（ａ）の時、前記ＥＣＵ10に入力されたＪ〜Ｒ値を大きい順に並べると、Ｎ値＞Ｊ値＞Ｌ値＞Ｋ値＞Ｍ値＞Ｏ値＞Ｑ値＞Ｐ値＞Ｒ値となり、時刻ｔ５´での中央値はＭ値となる。そして、前記メディアン処理により、Ｊ値、Ｋ値、Ｌ値、Ｍ値、Ｍ値、Ｏ値、Ｐ値、Ｑ値、Ｒ値として出力される。さらに、図７（ｃ）においては、図７（ａ）の出力信号波形に対して、図７（ｂ）で実施したメディアン処理の結果を反映させた波形を示している。
【００３３】
また、図７（ｃ）は、図７（ａ）内のＮ値の入力に対してメディアン処理後のＭ値が入力されることで、図５（ｂ）に示した領域Ｚ部のコロナノイズのみ除去した出力信号波形が出力され、ノック成分が重畳された出力信号波形から前記内燃機関の燃焼状態の判定が行われる。即ち、前記ＥＣＵ10は、図５（ｂ）に示した出力信号波形から前記内燃機関の燃焼にノッキングが発生していると判定している。
【００３４】
次に、燃焼状態判定装置の動作を図８に基づいて説明する。前記ＥＣＵ10は、前記イオン電流検出部Ionで検出した前記内燃機関の燃焼によって発生するイオン電流iを変換した出力信号が入力され（S１）、前記ＥＣＵ10は、Ｓ１で入力されたイオン電流出力信号に対して前記ＢＰＦ処理を実行し（Ｓ２）、前記ＥＣＵ10は、Ｓ２のＢＰＦ波形で反応した高周波領域を検出する（Ｓ３）。また、前記ＥＣＵ10は、Ｓ３で検出した高周波領域を中心として９箇所でサンプリングし、出力信号波形の９点の値を検出する（Ｓ４）。さらに、Ｓ４でサンプリングした出力信号波形の９点の値に対してメディアン処理を実行し（Ｓ５）、前記ＥＣＵ10は、Ｓ５で算出したメディアン処理の結果からＳ１のイオン電流出力信号を補正する（Ｓ６）。
【００３５】
また、前記ＥＣＵ10は、Ｓ２で反応したＢＰＦ波形からイオン電流iの高周波領域が他にも存在するのかの判定を行い（Ｓ７）、Ｓ７でＢＰＦ波形からイオン電流iの高周波領域が他に存在しないと判定した場合、前記ＥＣＵ10は、Ｓ６で補正したイオン電流出力信号にノックＢＰＦ処理を実行し、ノック成分を抽出したノック波形を検出し（Ｓ８）、前記ＥＣＵ10は、Ｓ６で補正したイオン電流出力信号にノイズＢＰＦ処理を実行し、ノイズ成分を抽出したノイズ波形を検出する（Ｓ９）。さらに、前記ＥＣＵ10は、Ｓ４で出力信号波形の９点をサンプリングした区間を除いたＳ８で検出したノック波形とＳ９で検出したノイズ波形を減算し（Ｓ１０）、前記ＥＣＵ10は、Ｓ１０で算出した波形から前記内燃機関の燃焼に生じるノッキングの有無を判定する（Ｓ１１）。
【００３６】
また、Ｓ７でＢＰＦ波形からイオン電流iの高周波領域が他にも存在すると判定した場合、前記ＥＣＵ10は、２点目の高周波領域を中心として９箇所でサンプリングし、出力信号波形の９点の値を検出する（Ｓ４）。この場合、Ｓ４からＳ６までの処理が繰り返し実行されることで、イオン電流出力信号に重畳したコロナノイズを全て除去することができる。
【００３７】
因みに、前記ＥＣＵ10は、前記内燃機関の燃焼内でノックの発生を判定する判定部と、前記ＢＰＦ処理を行うノイズ抽出手段12と、前記メディアン処理を行うメディアン処理手段14と、前記メディアン処理の結果からイオン電流出力信号の補正を行う補正手段16と、が備えられ、前記内燃機関のノック判定装置として構成されている。
【００３８】
図９において、（ａ）は前記補正手段16で補正したイオン電流出力信号のノックＢＰＦ波形、（ｂ）は前記補正手段16で補正したイオン電流出力信号のノイズＢＰＦ波形、（ｃ）はノックＢＰＦ波形からノイズＢＰＦ波形を減算した波形を示す。図９（ａ）では、前記ノックＢＰＦは、ノック成分となる周波数領域を検出するが、イオン電流出力信号のうち、前記メディアン処理によって補正されたコロナノイズが重畳されていたメディアン処理区間はノック成分が小さな波形で検出される。また、図９（ｂ）では、前記ノイズＢＰＦは、イオン電流出力信号のノイズ成分となる周波数領域を検出する。さらに、図９（ｃ）では、図９（ａ）に示すメディアン処理区間とするＢ区間を除くＡ及びＣ区間のノックＢＰＦ波形から図９（ｂ）に示すメディアン処理区間とするＢ区間を除くＡ及びＣ区間のノイズＢＰＦ波形を減算した波形が算出される。これは、図９（ａ）に示すＢ区間はメディアン処理によって出力信号波形がフラットな状態となり、ノック成分が小さくさるため、ノイズ成分を減算すると正確なノック強度を算出することが困難になることを防ぐ目的で行う。
【００３９】
また、前記ＥＣＵ10は、図９（ｃ）に示す波形の時間軸上の累積値から算出される積分値によって前記内燃機関のノッキングの発生の有無及び強度を判定している。
【００４０】
上記構成により、前記内燃機関の燃焼から検出されるイオン電流出力信号に対して前記ＢＰＦ処理を実行し、前記ＢＰＦ処理で検出した高周波領域を中心としてサンプリングした９箇所の値でメディアン処理を実行し、前記メディアン処理の結果からイオン電流出力信号を補正し、ノック判定を行うことで、不定期に発生するコロナノイズ等のインパルス性のノイズがイオン電流波形に重畳しても、確実にノッキングを検出することができる。
【００４１】
また、メディアン処理区間を除くノックＢＰＦ波形及びノイズＢＰＦ波形を減算した波形から前記内燃機関のノッキングを検出する構成とすることで、コロナノイズを除去した際の補正された波形がノック判定に影響されることを防ぐことができる。
【００４２】
なお、実施例１の変形例として、前記イオン電流検出部Ionの回路構成は一例であって、上記以外の回路構成を用いてもよい。また、前記ＥＣＵ10は、前記ＢＰＦ処理を実行する前記ノイズ抽出手段12、前記メディアン処理を実行する前記メディアン処理手段14、及び、イオン電流出力信号の補正を行う補正手段16を備え、前記内燃機関のノック判定装置として構成したが、前記ノイズ抽出手段12、前記メディアン処理手段14、及び、前記補正手段16を別構成で備える構成としてもよい。さらに、前記メディアン処理は、前記ＢＰＦ処理で検出した高周波領域を中心として複数箇所でサンプリングした値から中央値を算出する前記メディアン処理を実行してよい。
【００４３】
また、ノックＢＰＦ波形からノイズＢＰＦ波形を減算した波形の面積から前記内燃機関のノッキングの発生の有無及び強度を判定したが、前記内燃機関のノッキングの判定方法は上記に限られたものではない。さらに、前記燃焼状態判定装置は、前記内燃機関のノックを判定する装置としたが、前記メディアン処理によって補正されたイオン電流出力信号波形から失火等の他の燃焼状態を判定する装置としてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
10：ＥＣＵ
12：ノイズ抽出手段
14：メディアン処理手段
16：補正手段
20：１次コイル
30：２次コイル
40：スイッチング素子
50：点火プラグ
60：バッテリ
100：点火装置
Ｃｏ：コイル部
Ｉｏｎ：イオン電流検出部
Ｃ１：コンデンサ
ＺＤ：ツェナーダイオード
Ｄ１，Ｄ２：ダイオード
Ａｍp：オペアンプ
Ｒ１，Ｒ２：抵抗
【図１】
2015057546.tif 000003
【図２】
2015057546.tif 000004
【図３】
2015057546.tif 000005
【図４】
2015057546.tif 000006
【図５】
2015057546.tif 000007
【図６】
2015057546.tif 000008
【図７】
2015057546.tif 000009
【図８】
2015057546.tif 000010
【図９】
2015057546.tif 000011