(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次コイルと二次コイルとが電磁結合された点火コイルの一次コイル電流の遮断時に発生する二次コイルの高電圧に基づいて、点火プラグを点火放電させて燃焼室の混合気を燃焼させる内燃機関において、
混合気の燃焼時に燃焼室に発生するイオンに対応したイオン電流を検出する信号検出部を設けると共に、
信号検出部が出力する点火放電後の検出信号であって、サンプリング周期毎に取得された所定の切出しウインド内の信号入力データを微分演算し、その演算結果が所定値を超えるか否かを二値的に判定して、その判定結果ＦＧ（ｉ）を記憶する第１手段と、
第１手段による判定結果ＦＧ（ｉ）を時間軸上負方向に評価して、各判定結果ＦＧ（ｉ）が、第１レベルか第２レベルかを判定する第２手段と、
第２手段によって第１レベルであると判定された場合に、この第１レベル判定の第１連続数を増加させて、増加後の第１連続数を当該判定結果ＦＧ（ｉ）についての評価値ＣＴ（ｉ）として記憶する第３手段と、
第２手段によって第２レベルであると判定された場合に、この第２レベル判定の第２連続数か、連続して評価値が変化していない第３連続数かの何れかを評価し、これらの連続数が限界値を超えない場合には第１連続数を維持する一方、限界値を超える場合には第１連続数を初期値に戻し、維持または初期値に戻された第１連続数を当該判定結果ＦＧ（ｉ）についての評価値ＣＴ（ｉ）として記憶する第４手段と、
全ての評価値ＣＴ（１）〜ＣＴ（Ｎ）の中の最大値ＣＴ（Ｘ）に対応する信号入力データの時間位置をピーク位置と特定する第５手段と、
第５手段が特定したピーク位置以前の信号入力データを補正した上で、補正後の信号入力データにフィルタ処理を施してノック信号を抽出する第６手段と、を有して構成された内燃機関のノッキング制御装置。
【請求項２】
第７手段は、第６手段が特定したピーク位置に基づき、それ以前の信号入力データを、全てピーク位置の信号入力データのレベルに一致させている請求項１に記載のノッキング制御装置。
【請求項３】
限界値は、内燃機関の構造に基づいて決定されるノック周波数に対応して決定される請求項１又は２に記載のノッキング制御装置。
【請求項４】
内燃機関の運転条件と、運転条件下で発生するイオン電流との関係を特定するデータテーブルを用意しておき、動的に変化する運転条件に基づいてデータテーブルを参照して、その時のイオン電流の基本波周期を把握し、把握した基本波周期に対応して決定される差分時間幅で差分演算を実行することで第２手段が微分演算を実現する請求項１〜３の何れかに記載のノッキング制御装置。
【請求項５】
フィルタ処理は、ＢＰＦ処理である請求項１〜４の何れかに記載のノッキング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジンなどの内燃機関において、正確にノック信号を抽出して最適なノッキング制御を可能にしたノッキング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室で混合気を燃焼させるとイオンが発生することが一般に知られている。昨今、このイオンに対応するイオン電流に着目した燃焼制御の研究が盛んであり、イオン電流に重畳するノック信号を抽出して、遅角制御などの燃焼制御を行う試みもなされている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−３３８２９５号公報
【０００３】
この特許文献１には、内燃機関に生じるノッキングの強度を検出するノック強度検出手段と、作動時にノック強度に応じて機関点火時期を遅角させる点火時期遅角手段と、作動時にノック強度に応じて機関吸気弁の開閉時期を遅角させるバルブタイミング遅角手段と、ノック強度検出手段により機関ノッキングが検出されたときに、ノック強度が所定の判定値より小さいときに点火時期遅角手段に優先してバルブタイミング遅角手段を作動させ、判定値以上であるときにバルブタイミング遅角手段に優先して点火時期遅角手段を作動させるノック制御手段と、を備えた内燃機関のノッキング制御装置が記載されている。
【０００４】
このような構成を採用することで、機関ノッキングを抑制して機関に損傷を生じることを防止できるとともに、機関出力低下や燃費の悪化、排気温度上昇などの発生を最小限にとどめることが可能になると言われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような燃焼制御は、あくまでノック信号を正確に抽出できることが前提であり、この前提が欠けると、意図した通りの制御性能を実現することはできない。しかるに、従来の回路構成や抽出方法では、正確にノック信号を抽出できない場合があった。
【０００６】
図８は、ノック信号を抽出する従来の回路構成の一例を図示したものである。このノック信号抽出回路は、点火コイルの二次側と点火プラグの間に設けられたイオン電流検出回路５０と、イオン電流検出回路５０の検出信号ＳＧからノック信号を抽出するワンチップマイコン５１とを中心に構成されている。ワンチップマイコン５１は、ＡＤコンバータ（ＡＤ変換器）を内蔵しており、イオン電流検出回路５０の検出信号ＳＧについて、ＢＰＦ(Band Pass Filter)処理を施すことでノック信号を抽出している。なお、イオン電流検出回路５０は、例えば、図１と同一の回路構成であり、イオン電流に比例した検出信号ＳＧが得られる。また、ＡＤコンバータの前段には、サンプリング周期τの間、検出信号ＳＧを一定値に保持するサンプルホールド（Ｓ＆Ｈ）回路が設けられている。
【０００７】
図８に示す通り、イオン電流は、エンジンの運転条件に応じて、点火パルスから所定時間遅れて発生する。そして、ノッキング現象が生じた場合には、イオン電流の降下部分にノック信号が重畳する。そこで、適当な時間幅の切出しウインドＷｉｎを予め決定しておき、この切出しウインドＷｉｎの内の検出信号ＳＧをＡＤ変換して取得し、この取得データについて、ノック信号の周波数に対応するＢＰＦ処理を施している。すなわち、ノック信号の周波数は、内燃機関の構造に応じて予め特定されるので、ノック信号の周波数に対応したＢＰＦ処理によってノック信号を抽出することができる。
【０００８】
しかしながら、エンジンの運転条件などに応じて、イオン電流検出回路の検出信号ＳＧと切出しウインドＷｉｎとの位置関係が不規則にバラツクので、ウインドＷｉｎの先頭部に、図示のような急激な立ち上がり部分を含んでしまった場合には、この部分がＢＰＦ処理に大きく影響を与えて、本来のノック信号と区別できないことになる。なお、急激な立ち上がり部分を解消するために、ハードウェア又はソフトウェアによるＬＰＦ(Low Pass Filter)処理を施すことは可能であるが、これでは、切出しウインドＷｉｎが適切であって、急激な立ち上がり部分を含まない正常状態では、逆にＬＰＦ処理によって本来のノック信号を鈍らせてしまい、ノック信号を正確に抽出することができない。
【０００９】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであって、ノック信号のみを正確に抽出できる内燃機関のノッキング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】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明に係る内燃機関のノッキング制御装置は、一次コイルと二次コイルとが電磁結合された点火コイルの一次コイル電流の遮断時に発生する二次コイルの高電圧に基づいて、点火プラグを点火放電させて燃焼室の混合気を燃焼させる内燃機関において、混合気の燃焼時に燃焼室に発生するイオンに対応したイオン電流を検出する信号検出部を設けると共に、信号検出部が出力する点火放電後の検出信号であって、サンプリング周期毎に取得された所定の切出しウインド内の信号入力データを微分演算し、その演算結果が所定値を超えるか否かを二値的に判定して、その判定結果ＦＧ（ｉ）を記憶する第１手段と、第１手段による判定結果ＦＧ（ｉ）を時間軸上負方向に評価して、各判定結果ＦＧ（ｉ）が、第１レベルか第２レベルかを判定する第２手段と、第２手段によって第１レベルであると判定された場合に、この第１レベル判定の第１連続数を増加させて、増加後の第１連続数を当該判定結果ＦＧ（ｉ）についての評価値ＣＴ（ｉ）として記憶する第３手段と、第２手段によって第２レベルであると判定された場合に、この第２レベル判定の第２連続数か、連続して評価値が変化していない第３連続数かの何れかを評価し、これらの連続数が限界値を超えない場合には第１連続数を維持する一方、限界値を超える場合には第１連続数を初期値に戻し、維持または初期値に戻された第１連続数を当該判定結果ＦＧ（ｉ）についての評価値ＣＴ（ｉ）として記憶する第４手段と、全ての評価値ＣＴ（１）〜ＣＴ（Ｎ）の中の最大値ＣＴ（Ｘ）に対応する信号入力データの時間位置をピーク位置と特定する第５手段と、第５手段が特定したピーク位置以前の信号入力データを補正した上で、補正後の信号入力データにフィルタ処理を施してノック信号を抽出する第６手段と、を有して構成されている。
【００１１】
ここで、第７手段は、第６手段が特定したピーク位置に基づき、それ以前の信号入力データを、全てピーク位置の信号入力データのレベルに一致させるのが好適である。
【００１２】
本発明において、限界値は、内燃機関の構造に基づいて決定されるノック周波数に対応して決定されるのが典型的である。また、本発明は、内燃機関の運転条件と、前記運転条件下で発生するイオン電流との関係を特定するデータテーブルを用意しておき、動的に変化する運転条件に基づいて前記データテーブルを参照して、その時のイオン電流の基本波周期を把握し、把握した前記基本波周期に対応して決定される差分時間幅で差分演算を実行することで前記微分演算を実現するのが効果的である。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明した本発明によれば、内燃機関の動作状態の変動に拘わらず、常に、ノック信号を正確に抽出できるノッキング制御装置を実現することができる。すなわち、イオン電流がピーク値に達するまでは、そのレベルが一定値に維持されるので、ＢＰＦ処理の領域内に急激な立ち上がり部分が発生せず、常にノック信号のみを抽出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１（ａ）は、実施例に係る内燃機関用のノッキング制御装置ＥＱＵを示す回路図である。このノッキング制御装置ＥＱＵは、１次コイル１Ｐと２次コイル１Ｓとが電磁結合された点火コイル１と、点火コイル１を断続的に駆動するスイッチングトランジスタ２と、点火コイルの２次コイル１Ｓに接続されたイオン電流検出回路３と、スイッチングトランジスタ２をＯＮ／ＯＦＦ制御すると共にイオン電流検出回路３からのアナログ検出信号ＳＧを受けるワンチップマイコン４とで構成されている。そして、点火コイルの２次コイル１Ｓとグランドラインとの間に点火プラグ５が接続されている。
【００１６】
図示の通り、スイッチングトランジスタ２のベース端子は、ワンチップマイコン４に接続され、コレクタ端子は、点火コイルの一次コイル１Ｐに接続され、エミッタ端子は、グランドラインに接続されている。
【００１７】
イオン電流検出回路３は、点火プラグ５の放電電流で充電されるバイアス用のコンデンサＣと、コンデンサＣに並列接続されてコンデンサＣの充電電圧を規制するチェナーダイオードＺＤと、チェナーダイオードＺＤに直列接続されたダイオードＤ１と、ダイオードＤ１の両端に接続された増幅部ＡＭＰとで構成されている。
【００１８】
チェナーダイオードＺＤとダイオードＤ１のアノード端子は、互いに直結され、ダイオードＤ１のカソード端子はグランドラインに接続されている。また、チェナーダイオードＺＤのカソード端子は、二次コイル１Ｓに接続されている。
【００１９】
イオン電流検出回路３の増幅部ＡＭＰは、反転端子と非反転端子と出力端子とを有する増幅素子Ｑ１と、増幅素子Ｑ１の反転端子に接続される入力抵抗Ｒ１と、増幅素子Ｑ１の反転端子と出力端子の間に接続される帰還抵抗Ｒ２とで構成されている。なお、増幅素子Ｑ１の反転端子とグランドラインとの間に、増幅素子Ｑ１を保護するためのダイオードＤ２を接続しても良い。
【００２０】
増幅素子Ｑ１として、この実施例では、ＯＰアンプを使用している。ＯＰアンプは、その入力インピーダンスがほぼ無限大（≒∞）で、反転端子と非反転端子との間が、仮想的に短絡状態である(imaginary short)。そのため、図１（ｂ）に示す電流Ｉは、入力抵抗Ｒ１と帰還抵抗Ｒ２に共通して流れることになり、増幅部ＡＭＰの出力電圧Ｖｏｕｔは、電流Ｉと帰還抵抗Ｒ２の積となる（Ｖｏｕｔ＝Ｉ×Ｒ２）。つまり、この増幅部ＡＭＰでは、帰還抵抗Ｒ２が入力電流Ｉの検出抵抗として機能している。
【００２１】
図１の回路構成において、二次コイル１Ｓに負の高電圧が発生すると、図１（ａ）に示すように、点火プラグ５が点火放電し、点火電流がコンデンサＣを充電する。この時、コンデンサＣにはチェナーダイオードＺＤが並列接続されているので、コンデンサＣの両端電圧は、チェナーダイオードＺＤの降伏電圧Ｖｚに一致する。なお、この放電時には、ダイオードＤ１が短絡状態（ＯＮ）となるので、入力抵抗Ｒ１やその他の回路素子に流れる電流を無視することができる。
【００２２】
その後、二次コイル１Ｓの高電圧が消滅すると（図１（ｄ）参照）、コンデンサＣに充電されたバイアス電圧は、図１（ｂ）に示す経路で放電する。この放電電流は、イオン電流Ｉに他ならず（図１（ｅ）参照）、イオン電流Ｉは、増幅素子Ｑ１の出力端子→帰還抵抗Ｒ２→入力抵抗Ｒ１→コンデンサＣ→二次コイル１Ｓ→点火プラグ５の経路で流れる。先に説明した通り、出力電圧Ｖｏｕｔ＝Ｒ２×Ｉの関係が成立するので、増幅部ＡＭＰからはイオン電流Ｉに比例した電圧が得られる。
【００２３】
ワンチップマイコン４は、ＣＰＵコア４ａと、Ａ／Ｄコンバータ４ｂと、出力ポート４ｃと、メモリ部４ｄとが内蔵されて構成されている。そして、Ａ／Ｄコンバータ４ｂは、イオン電流検出回路３からアナログ検出信号ＳＧを直接的に受けて、これデジタルデータに変換している。また、出力ポート４ｃからは、スイッチングトランジスタ２のベース端子に向けて点火パルスが出力されている。なお、図示のノッキング制御装置ＥＱＵでは、イオン電流検出回路３とワンチップマイコン４とが直結されているが、途中にサンプルホールド回路などを設けても良い。
【００２４】
上記のような回路構成でノック信号を抽出する場合、ノック信号は、一般に、イオン電流のピーク位置以降のレベル降下域に存在するので、このピーク位置を正確に抽出することが重要である。しかし、単に、入力信号ＳＧの微分値からそのピーク位置を求めても、ノック信号のピーク位置やその他のピーク位置も含めて抽出してしまうので、イオン電流のピーク位置だけを特異的に抽出することはできない。そこで、この実施例では、図２（ａ）のフローチャートに示す通り、特有の差分演算（微分演算）と、特殊なカウント演算とによって、イオン電流のピーク位置を正確に抽出している（ＳＴ１〜ＳＴ５）。そして、抽出したピーク位置以前のデータは、定常的にピーク値を維持していると擬制してＢＰＦ処理を施している（ＳＴ６）。そのため、ＢＰＦ処理の開始位置に拘わらず、正確にノック信号を抽出することができる。
【００２５】
以下、具体的に説明すると、図１及び図２（ａ）に示す通り、先ず、ワンチップマイコン４は、イオン電流検出回路３から得られるアナログ検出信号ＳＧを、直接Ａ／Ｄコンバータ４ｂで受け、デジタル変換されたデータをメモリ部４ｄに記憶する（ＳＴ１）。データ取得時のサンプリング周波数は、例えば、３０ＫＨｚ程度に設定され、この実施例ではサンプリング周期τを３３μＳとしている。なお、実際に取得されるデータは、図２（ｂ）に示す切出しウインドＷｉｎの範囲（Ｔ）よりやや広い範囲（Ｔ＋α）のデータであるが、説明の都合上、図２（ｂ）には、点火パルスの立ち下がりタイミング（ｔ＝０）から＋２５ｍＳのデータを全て図示している。
【００２６】
図２（ａ）のステップＳＴ１の処理によって必要な範囲のデータ取得が終われば、次に、メモリ部４ｄに記憶した切出しウインドＷｉｎ内のＮ個の信号入力データＳ（ｉ）について、Ｄ（ｉ）←Ｓ（ｉ）−Ｓ（ｉ−ａ）の差分演算によって微分処理を施す（ＳＴ２）。ここで、切出しウインドＷｉｎの位置及びその時間幅Ｔ（＝３３μＳ×（Ｎ−１））は、発生するイオン電流を確実に捕捉できるよう設定される。
【００２７】
イオン電流は、点火プラグ５の放電終了後に発生するが（図１（ｅ）参照）、点火プラグ５の放電終了時や、発生したイオン電流の消失タイミングは、エンジン回転数やエンジン負荷などの運転条件に応じて動的に変化する。そこで、この実施例では、運転条件と発生するイオン電流との関係を予め実験的に求めておき、その関係を示すウインド算出テーブルＴＢＬ１をメモリ部４ｄに設けている。そして、実際の運転時には、各種センサから得られるデータに基づいて前記ウインド算出テーブルＴＢＬ１を検索し、その検索結果に基づいて、切出しウインドＷｉｎの開始位置と終了位置とをリアルタイムに決定している。
【００２８】
図２（ｂ）は、イオン電流検出回路から得られるアナログ信号波形と、時間幅Ｔの切出しウインドとの関係を図示したものであり、ここでは、点火パルスの立ち下がりタイミング（ｔ＝０）を基準にして＋４ｍＳから＋１５ｍＳの範囲を切出しウインドＷｉｎとしている。
【００２９】
図３（ａ）に示すフローチャートの通り、図２（ａ）の微分処理（ＳＴ２）は、ｉ＝１・・・ＮのＮ個のデータＳ（ｉ）について、Ｄ（ｉ）←Ｓ（ｉ）−Ｓ（ｉ−ａ）の演算によって実行される（ＳＴ２１〜ＳＴ２３）。図３（ｂ）は、イオン電流検出回路から得られるアナログ検出信号ＳＧ（原波形）と、微分演算による微分波形とを図示している。なお、微分処理は、切出しウインド内のＮ個のデータについて、時間間隔ａ×τの差分を求めることを意味するが、差分時間間隔ａ×τは、イオン電流に重畳するノック信号の基本周期τｎより長いが、イオン電流の基本波周期Ｗ０より短く設定される（Ｗｎ＜ａ×τ＜Ｗ０）。このような差分時間間隔ａ×τを用いて微分処理を実行することによって、イオン電流に重畳するノック信号の影響を排除して、イオン電流波形の全体的な増減傾向を把握することができる。
【００３０】
ところで、イオン電流の基本周波数Ｆ＝１／Ｗ０は、エンジンの回転数やエンジン負荷などの運転条件に応じて動的に変化する。そこで、この実施例では、運転条件とイオン電流の基本波周期Ｗ０との関係を示すデータテーブルＴＢＬ２をメモリ部４ｄに設け、上記したＷｎ＜ａ×τ＜Ｗ０の条件を満たす時間間隔ａ×τをリアルタイムに決定している。
【００３１】
但し、イオン電流には、ノック信号だけでなく、他の高周波ノイズが重畳する可能性もある。そこで、イオン電流に重畳する高周波ノイズも含めてノック信号の影響を排除するためには、ノック信号の基本周期τｎの大小に拘わらず、時間間隔ａ×τの値を、イオン電流の基本波周期Ｗ０より若干短い値（＝Ｗ０−β）に設定するのが好適である。図示例では、運転条件から２．５ＫＨｚ程度のイオン電流の基本周波数が予想されるので、ａ×τ＜４００μＳの関係を満たす値としてａ＝１０に設定して、差分時間間隔ａ×τを３３０μＳにしている。
【００３２】
図２（ａ）のステップＳＴ２の微分処理が終われば、次に、微分値Ｄ（ｉ）を微分閾値ＴＨと比較し、微分結果フラグＦＧ（ｉ）を算出する（ＳＴ３）。図４（ａ）は、判定処理の具体的な内容を示すフローチャートであり、図４（ｂ）は、微分値Ｄ（ｉ）の推移を示す微分波形と、微分波形から算出される微分結果フラグＦＧ（ｉ）との関係を図示している。
【００３３】
図４（ａ）のステップＳＴ３２〜ＳＴ３４に示す通り、変数ｉ＝１・・・ＮのＮ個のデータについて、微分値Ｄ（ｉ）が微分閾値ＴＨ以上であれば微分結果フラグＦＧ（ｉ）をＦＧ（ｉ）＝０とし、逆に、微分値Ｄ（ｉ）が微分閾値ＴＨ未満であれば微分結果フラグＦＧ（ｉ）をＦＧ（ｉ）＝１とする。ここで閾値ＴＨは、適宜に設定されるが、通常は、ＴＨ＝０とすれば足りる。
【００３４】
なお、閾値ＴＨ＝０と設定した場合、アナログ信号波形ＳＧが時間軸方向に増加傾向（Ｄ（ｉ）＞０）となる時間帯は、判定処理（ＳＴ３）によって微分結果フラグＦＧ（ｉ）が０となり、逆に、アナログ信号波形ＳＧが時間軸方向に減少傾向（Ｄ（ｉ）＜０）となる時間帯は、微分結果フラグＦＧ（ｉ）が１となる。
【００３５】
何れにしても、図２（ａ）のステップＳＴ３の処理によって微分結果フラグＦＧ（ｉ）を算出したら、次に、Ｎ個の微分結果フラグＦＧ（ｉ）について、時間軸上を逆向きに（換言するとＦＧ（Ｎ）からＦＧ（１）まで降順に）、特殊なカウント処理を行う（図２のＳＴ４）。
【００３６】
図５（ａ）に示す通り、このカウント処理では、最初にカウンタ変数ＣＴの全領域をゼロクリアした後（ＳＴ４１）、ｉ＝Ｎから開始してｉ＝１まで時間軸上を逆向きに、ステップＳＴ４３〜ＳＴ４８の処理を実行する。ここで、時間軸上を逆方向に処理するのは、(a)ノック信号は、イオン電流波形のピーク位置から波形終了までに存在すること、及び(b)エンジン点火からイオン電流のピーク位置に至るまでの波形は比較的乱れやすいため、時間軸上を正方向に処理するとイオン電流のピーク位置を誤検出する可能性が高まること、のためである。
【００３７】
図５（ａ）に示すステップＳＴ４３〜ＳＴ４８の処理を具体的に説明すると、変数ｉに対する処理では、先ず、微分結果フラグＦＧ（ｉ）の値が１か否か判定される（ＳＴ４３）。そして、微分結果フラグＦＧ（ｉ）が１であれば、ＣＴ（ｉ）←ＣＴ（ｉ＋１）＋１の演算によって、カウンタ値ＣＴ（ｉ）を、時間軸上の上隣りのカウンタ値ＣＴ（ｉ＋１）より一つ増加させる（ＳＴ４７）。一方、微分結果フラグＦＧ（ｉ）が０であれば、時間軸上で時間軸変数ｉより上方であって、後述するパルス幅（スキップ幅）の基準幅ｂのカウンタ値ＣＴ（ｉ＋１），ＣＴ（ｉ＋２），・・・，ＣＴ（ｉ＋ｂ）が同一値か否かが判定される（ＳＴ４４）。
【００３８】
そして、全てのカウンタ値が同一値であれば、カウンタ値ＣＴ（ｉ）をゼロクリアし（ＳＴ４５）、逆に、一致しないカウンタ値が存在すれば、ＣＴ（ｉ）←ＣＴ（ｉ＋１）の演算によってカウンタ値ＣＴ（ｉ）の値を一つ上方のカウンタ値ＣＴ（ｉ＋１）と同一値にする（ＳＴ４６）。
【００３９】
図５（ａ）のアルゴリズムにおいて、パルス幅（スキップ幅）の基準幅ｂ（時間換算するとｂ×τ）は、イオン電流のピーク位置を検出する際に、ノック信号の影響を排除するための時間幅であり、ノック信号の基本周期に基づいて決定される。そして、この実施例では、内燃機関の構造からノック信号の周波数が７ＫＨｚ程度と特定されるので、そのノック信号の影響を排除するべくｂ＝３としている。この場合、基準幅ｂ＝３を時間換算するとｂ×τ＝６６μＳとなり、一周期６６×２μＳを周波数に換算すると約５ＫＨｚであり、ノイズ成分も含めて、５ＫＨｚ以上の不要成分の影響を排除できることになる。
【００４０】
図５（ｂ）は、パルス幅（スキップ幅）の基準幅ｂをｂ＝３に設定した場合について、図５（ａ）のアルゴリズムを説明するための図面であり、メモリ部４ｄに確保されている微分結果フラグ領域ＦＧとカウンタ領域ＣＴとを示している。ｂ＝３に設定した場合には、カウンタ領域ＣＴ（ｉ）の値を決定する際には、微分結果フラグＦＧ（ｉ）の値が問題になり（ＳＴ４３）、ＦＧ（ｉ）＝０なら、ＣＴ（ｉ＋１）、ＣＴ（ｉ＋２）、ＣＴ（ｉ＋３）の値が問題になり、全て同一値なら、ゼロクリアされた値がカウンタ領域ＣＴ（ｉ）に格納される（ＳＴ４５）。また、ＣＴ（ｉ＋１）、ＣＴ（ｉ＋２）、ＣＴ（ｉ＋３）の値が一致しなければ、ＣＴ（ｉ＋１）の値がそのままカウンタ領域ＣＴ（ｉ）に格納される（ＳＴ４６）。
【００４１】
以上の通り、このアルゴリズムでは、微分結果フラグＦＧ（ｉ）＝１の場合だけ、カウンタ値がインクリメント（＋１）される。先に説明した通り、微分結果フラグＦＧ（ｉ）＝１は、時間間隔ａ×τの微分値Ｄ（ｉ）が、閾値ＴＨより小さいことを意味するが（Ｄ（ｉ）＜ＴＨ）、特に、閾値ＴＨ＝０に設定した本実施例では、微分結果フラグＦＧ（ｉ）＝１は、時間軸正方向の微分値Ｄ（ｉ）が負であることを意味する。
【００４２】
何れにしても、本実施例では、時間軸上の上方から下方に向けて特殊なカウント演算を行い、微分結果フラグＦＧ（ｉ）が１の場合だけ、カウンタ値をインクリメント（＋１）する。そして、微分結果フラグＦＧ（ｉ）が０の場合には、それが基準幅ｂ分だけ連続しない限り、カウンタ値を変化させず、もし基準幅ｂ以上に連続してＦＧ（ｉ）＝０の場合には、カウンタ値をゼロクリアする。したがって、時間軸上逆向きに原波形が単調増加する状態を、カウンタ値で算出することになり、ノック信号のように、途中に増減する部分が含まれていても、これは読み飛ばされることになり、なだらかなピークのみが抽出される。
【００４３】
さて、図２に戻って説明を続けると、図２（ａ）のステップＳＴ５の処理では、カウンタ領域ＣＴ（１）〜ＣＴ（Ｎ）の各数値から、その最大値を抽出し、最大値を示すカウンタ位置からイオン電流のピーク位置ＰＫを特定する。このステップＳＴ１〜ＳＴ５の処理によって、イオン電流のピーク位置ｉ＝ＰＫが正確に特定されるので、後は、イオン電流のピーク位置以前（ｉ＜ＰＫ）の信号入力データＳ（ｉ）を、全てピーク位置の信号入力データのレベルＳ（ＰＫ）に書換える（ＳＴ６）。つまり、ｉ＝１〜ＰＫ−１の各データについて、Ｓ（ｉ）←Ｓ（ＰＫ）の書換え演算を実行する。その結果、信号入力データＳ（ｉ）は、ｉ＝１〜ＰＫまでは交流成分を含まない直流値Ｓ（ＰＫ）となる。
【００４４】
そして、本実施例では、このような補正演算を行った後に、ＢＰＦ処理を行うことになる（ＳＴ６）。そのため、従来技術のように、切出しウインドＷｉｎの開始点で、突然、信号入力データＳ（ｉ）が立ち上がるような弊害があり得ず、通常のＢＰＦ処理によって正確にノック信号だけを抽出することが可能となる。つまり、ＢＰＦ出力の積分値などに基づいてノッキングのレベルを特定することが可能となる。
【００４５】
図７（ａ）は点火プラグを放電させる点火パルス、図７（ｂ）はイオン電流検出回路３の検出信号ＳＧ、図７（ｃ）はステップＳＴ６の補正処理後の信号入力データ、図７（ｄ）はステップＳＴ６のＢＰＦ処理によって抽出されたノック信号をそれぞれ示している。図７（ａ）〜図７（ｄ）に示す通り、切出しウインドＷｉｎの適否に関係なく、ノック信号のみが特異的に検出される。
【００４６】
以上の通り、本実施例によれば、必要なノック信号のみを正確に抽出することができる。なお、以上説明した具体的な内容は特に本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱することなく各種の改変が可能である。例えば、図６は特殊カウント処理を別のアルゴリズムを例示したものであり、微分結果フラグＦＧ（ｉ）＝０の場合には、時間軸の上側のｂ−１個の微分フラグＦＧ（ｉ＋１），ＦＧ（ｉ＋２）・・・ＦＧ（ｉ＋ｂ−１）が全てゼロか否かを判定している（ＳＴ４４）。この場合にも、実質的に図５の場合と同様の処理が実行されて、イオン電流のピーク位置を正確に抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例に係るノッキング制御装置の回路構成を示す回路図である。
【図２】ワンチップマイコンの制御動作の概要を示すフローチャートと、イオン電流検出回路の検出信号波形である。
【図３】微分処理を示すフローチャートと、微分波形の波形図である。
【図４】判定処理を示すフローチャートと、微分結果フラグ及びカウント演算結果を示す図面である。
【図５】カウンタ処理を示すフローチャートと、カウントアルゴリズムを説明する図面である。
【図６】別のカウント処理を説明する図面である。
【図７】実施例の装置における一連の動作を説明するタイムチャートである。
【図８】従来技術の問題点を説明する図面である。
【符号の説明】
【００４８】
ＥＱＵ  ノッキング制御装置
３    信号検出部（イオン電流検出回路）
ＳＴ１〜ＳＴ３  データ判定部
ＳＴ４〜ＳＴ５  ピーク特定部
ＳＴ６          信号抽出部
【図１】
0004637038.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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