(57)【要約】【課題】混合気の燃焼により発生するイオンを検出するシステムにおいて、簡単な手法でイオン電流検出信号の有効なピーク位置を精度良く検出できるようにする。【解決手段】点火毎に失火等の燃焼状態を判定するための燃焼状態検出区間を設定すると共に、この燃焼状態検出区間内にピーク位置検出区間を設定する。このピーク位置検出区間は、最適点火時期の燃焼時のピーク位置（例えばＡＴＤＣ１５℃Ａ付近）を含む区間で、例えばＴＤＣからＡＴＤＣ４０℃Ａまでの区間に設定する。このピーク位置検出区間内でピーク値・ピーク位置を検出する毎に、ＲＡＭに有効ピーク値・有効ピーク位置を更新記憶することで、ピーク位置検出区間内の最終のピーク・ピーク位置を有効なピーク値・ピーク位置としてＲＡＭに更新記憶する。また、燃焼状態検出区間内で検出したピーク値が所定値以下のときは、燃焼状態が不安定であると判断して、燃焼制御を禁止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置において、
前記ピーク位置検出手段は、燃焼毎に設定された検出区間内で複数のピーク位置を検出したときに最終のピーク位置を有効なピーク位置とすることを特徴とする内燃機関の燃焼判定装置。
【請求項２】
前記ピーク位置検出手段は、燃焼毎に設定された検出区間内でピーク位置を検出する毎に該ピーク位置を記憶手段に更新記憶することで最終のピーク位置を有効なピーク位置として該記憶手段に更新記憶することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼判定装置。
【請求項３】
内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置において、
前記ピーク位置検出手段は、前記燃焼情報検出手段の出力信号の変化量が所定値以下のピークを無視し、それよりも大きな変化量のピークが発生する位置の中から有効なピーク位置を検出することを特徴とする内燃機関の燃焼判定装置。
【請求項４】
前記ピーク位置検出手段は、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値とボトム値を検出する手段を有し、そのピーク値とボトム値との差又は比が所定値以下のピークを無視し、それよりも大きなピークが発生する位置の中から有効なピーク位置を検出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃焼判定装置。
【請求項５】
前記ピーク位置検出手段は、複数のピーク位置の中から最終のピーク位置を有効なピーク位置とすることを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の燃焼判定装置。
【請求項６】
前記ピーク位置検出手段で検出した有効なピーク位置と該有効なピーク位置における信号ピーク値とに基づいて内燃機関の燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の燃焼判定装置。
【請求項７】
内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置において、
前記ピーク位置検出手段は、燃焼毎に設定された燃焼状態検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び／又はピーク位置を検出する手段と、前記燃焼状態検出区間内において最適点火時期の燃焼時のピーク位置を含むピーク位置検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び／又はピーク位置を検出する手段と、前記燃焼状態検出区間内で検出したピーク値及び／又はピーク位置と前記ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び／又はピーク位置とを比較して該ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び／又はピーク位置が有効か否かを判定する手段を備えていることを特徴とする内燃機関の燃焼判定装置。
【請求項８】
内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、
最適点火時期の燃焼時のピーク位置を含む検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び／又はピーク位置を検出するピーク位置検出手段と、
前記ピーク位置検出手段で検出したピーク値及び／又はピーク位置が予め設定した有効範囲内にあるときに該ピーク値及び／又はピーク位置に基づいて内燃機関の制御値及び／又は該制御値のフィードバック制御範囲を補正して燃焼状態を適正化する燃焼制御手段と  を備えていることを特徴とする内燃機関の燃焼判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、この燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
一般に、点火時期を最適点火時期（ＭＢＴ：Minimum Spark Advance for Best Toruque）に制御すると、筒内圧（燃焼圧）のピーク位置が特定のクランク角範囲（例えばＡＴＤＣ１５℃Ａ付近）になることが知られている。また、筒内圧のピーク位置で、燃焼温度もピークとなり、燃焼ガス中のイオンの発生量がピークとなることから、この燃焼ガス中のイオンを点火プラグ等を介して収集したイオン電流を燃焼情報として検出するシステムでは、イオン電流検出信号のピーク位置が筒内圧のピーク位置とほぼ一致することが知られている（図３参照）。
【０００３】
このような特性を考慮して、特許文献１（特許第３３１３８８２号公報）に示すように、イオン電流検出信号のピーク位置を検出して点火時期をＭＢＴに制御する技術が知られている。しかし、図２に示すように、イオン電流検出信号の波形は、複数のピークを有する複雑な波形となるため、複数のピーク位置の中から有効なピーク位置を特定する必要がある。
【０００４】
そこで、特許文献１では、イオン電流が流れ始めてから暫くの間、不要なピークが発生することを考慮して、イオン電流検出開始から暫くの間、不要なピークが検出されないようにイオン電流検出ゲインを低下させ、その後、イオン電流検出ゲインを漸次増大させて有効なピーク位置を検出するようにしている。
【０００５】
また、特許文献２（特開平１０−２５２６３２号公報）では、イオン電流が流れ始めてから発生する最初のピークを不要なピークと判断し、その後に発生する２番目のピーク位置を有効なピーク位置として検出するようにしている。
【特許文献１】特許第３３１３８８２号公報（第１頁〜第２頁等）
【特許文献２】特開平１０−２５２６３２号公報（請求項１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、筒内圧のピーク位置付近に発生する有効なピークを常に他のピークよりも高くするようにイオン電流検出ゲインを正確に可変設定する必要があるが、燃焼状態によってピークの数やピーク位置が複雑に変動するため、有効なピークを常に他のピークよりも高くするように検出する回路を実現するのが難しく、有効なピーク位置を誤検出する可能性があり、検出精度向上が難しいという欠点がある。
【０００７】
また、燃焼状態によっては、筒内圧のピーク位置付近に発生する有効なピークが３番目以降に発生することがあるため、上記特許文献２のように、２番目のピーク位置を常に有効なピーク位置として検出する構成では、有効なピーク位置を誤検出する可能性があり、検出精度向上が難しいという欠点がある。
【０００８】
本発明はこれらの事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧を検出するシステムにおいて、簡単な手法で検出信号の有効なピーク位置を精度良く検出することができ、検出精度向上の要求を低コストで満たすことができる内燃機関の燃焼判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の混合気の燃焼により発生するイオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段と、前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク位置を検出するピーク位置検出手段とを備えた内燃機関の燃焼判定装置において、前記ピーク位置検出手段は、燃焼毎（点火毎）に設定された検出区間内で複数のピーク位置を検出したときに最終のピーク位置を有効なピーク位置とするようにしたものである。
【００１０】
本発明者は、内燃機関を様々な燃焼条件で運転して、イオン又は筒内圧に応じた信号を出力する燃焼情報検出手段の出力信号の波形を解析して、筒内圧のピーク位置付近に発生する有効なピークと他のピークとの位置関係を調べた結果、最終のピーク位置が有効なピーク位置となることが判明した。そこで、請求項１に係る発明では、燃焼毎に設定された検出区間内で検出された複数のピーク位置のうち、最終のピーク位置を有効なピーク位置とするようにしたものである。これにより、簡単な手法で検出信号の有効なピーク位置を精度良く検出することができ、検出精度向上の要求を低コストで満たすことができる。
【００１１】
前述した特許文献２では、燃焼毎に設定された検出区間で、イオン電流検出信号のＡ／Ｄ変換値（イオン電流検出値）を所定周期でサンプリングしてメモリに時系列的に記憶していき、当該検出区間終了後にメモリに記憶された時系列のサンプリングデータを検索して２番目のピーク位置を算出するようにしているため、検出区間中の全てのサンプリングデータを記憶するための膨大なメモリ容量が必要となり、低コスト化の要求を満たすことが困難である。
【００１２】
この点、本発明は、最終のピーク位置を有効なピーク位置とするため、請求項２のように、燃焼毎に設定された検出区間内でピーク位置を検出する毎に該ピーク位置を記憶手段に更新記憶することで、最終のピーク位置を有効なピーク位置として該記憶手段に更新記憶する構成を採用することができる。この構成では、検出区間中の全てのサンプリングデータを記憶する必要がないため、特許文献２と比べて、かなり少ないメモリ容量で有効なピーク位置を検出することができ、低コスト化の要求を満たすことができる。
【００１３】
また、請求項３のように、燃焼情報検出手段の出力信号の変化量が所定値以下のピークを無視し、それよりも大きな変化量のピークが発生する位置の中から有効なピーク位置を検出するようにしても良い。このようにすれば、ノイズによるピーク位置の誤検出を防止することができる。
【００１４】
この場合、請求項４のように、燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値とボトム値を検出し、そのピーク値とボトム値との差又は比が所定値以下のピークを無視し、それよりも大きなピークが発生する位置の中から有効なピーク位置を検出するようにしても良い。このようにすれば、ピークかノイズかをより正確に判別することができる。
【００１５】
これら請求項３，４に係る発明は、請求項５のように、複数のピーク位置の中から最終のピーク位置を有効なピーク位置とするようにしても良いし、従来のピーク位置検出技術（例えば特許文献１，２）と組み合わせて実施しても良い。
【００１６】
また、請求項６のように、ピーク位置検出手段で検出した有効なピーク位置と該有効なピーク位置における信号ピーク値とに基づいて内燃機関の燃焼状態を燃焼状態判定手段により判定するようにしても良い。ここで、有効なピーク位置とその信号ピーク値は、燃焼温度のピーク位置とピーク温度に相関する情報となるため、燃焼状態を精度良く判定することができる。
【００１７】
また、請求項７のように、ピーク位置検出手段は、燃焼毎に設定された燃焼状態検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び／又はピーク位置を検出する手段と、前記燃焼状態検出区間内において最適点火時期（ＭＢＴ）の燃焼時のピーク位置（例えばＡＴＤＣ１５℃Ａ付近）を含むピーク位置検出区間内で前記燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び／又はピーク位置を検出する手段と、前記燃焼状態検出区間内で検出したピーク値及び／又はピーク位置と前記ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び／又はピーク位置とを比較して該ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び／又はピーク位置が有効か否かを判定する手段を備えた構成としても良い。このようにすれば、ピーク位置検出区間内で検出したピーク値及び／又はピーク位置が正しいか否かを確認することができ、検出精度を向上することができる。
【００１８】
また、請求項８のように、最適点火時期の燃焼時のピーク位置を含む検出区間内で燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値及び／又はピーク位置をピーク位置検出手段により検出し、その検出値が予め設定した有効範囲内にあるときに、その検出値に基づいて内燃機関の制御値及び／又は該制御値のフィードバック制御範囲を燃焼制御手段により補正して燃焼状態を適正化するようにしても良い。要するに、燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値やピーク位置が予め設定した有効範囲内にあるときには、燃焼状態が比較的安定していると判断して、ピーク値やピーク位置に応じて内燃機関の制御値を補正したり、該制御値のフィードバック制御範囲を補正するものである。これにより、燃焼情報検出手段の出力信号のピーク値やピーク位置に応じて安定した燃焼制御が可能になると共に、点火時期をノック限界付近にフィードバック制御するノック制御や可変バルブタイミングのフィードバック制御等のフィードバック制御範囲を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいて点火制御系の回路構成を説明する。点火コイル２１の一次コイル２２の一端はバッテリ２３に接続され、該一次コイル２２の他端は、イグナイタ２４に内蔵されたパワートランジスタ２５のコレクタに接続されている。二次コイル２６の一端は点火プラグ２７に接続され、該二次コイル２６の他端は、２つのツェナーダイオード２８，２９を介してグランドに接続されている。
【００２０】
２つのツェナーダイオード２８，２９は互いに逆向きに直列接続され、一方のツェナーダイオード２８にコンデンサ３０が並列に接続され、他方のツェナーダイオード２９にイオン電流検出抵抗３１が並列に接続されている。コンデンサ３０とイオン電流検出抵抗３１との間の電位Ｖinが抵抗３２を介して反転増幅回路３３の反転入力端子（−）に入力されて反転増幅され、この反転増幅回路３３の出力電圧Ｖがイオン電流検出信号としてエンジン制御回路３４に入力される。イオン電流検出回路３５（燃焼情報検出手段）は、ツェナーダイオード２８，２９、コンデンサ３０、イオン電流検出抵抗３１、反転増幅回路３３等から構成されている。
【００２１】
エンジン運転中は、エンジン制御回路３４からイグナイタ２４に送信される点火信号の立ち上がり／立ち下がりでパワートランジスタ２５がオン／オフする。パワートランジスタ２５がオンすると、バッテリ２３から一次コイル２２に一次電流が流れ、その後、パワートランジスタ２５がオフすると、一次コイル２２の一次電流が遮断されて、二次コイル２６に高電圧が電磁誘導され、この高電圧によって点火プラグ２７の電極３６，３７間に火花放電が発生する。この火花放電電流は、点火プラグ２７の接地電極３７から中心電極３６へ流れ、二次コイル２６を経てコンデンサ３０に充電されると共に、ツェナーダイオード２８，２９を経てグランド側に流れる。コンデンサ３０の充電後は、ツェナーダイオード２８のツェナー電圧によって規制されるコンデンサ３０の充電電圧を電源としてイオン電流検出回路３５が駆動され、後述するようにしてイオン電流が検出される。
【００２２】
これに対して、イオン電流は、火花放電電流とは反対方向に流れる。つまり、点火終了後は、コンデンサ３０の充電電圧によって点火プラグ２７の電極３６，３７間に電圧が印加されるため、気筒内で混合気が燃焼する際に発生するイオンによって電極３６，３７間にイオン電流が流れるが、このイオン電流は、中心電極３６から接地電極３７へ流れ、更に、グランド側からイオン電流検出抵抗３１を通ってコンデンサ３０に流れる。この際、イオン電流検出抵抗３１に流れるイオン電流の変化に応じて反転増幅回路３３の入力電位Ｖinが変化し、反転増幅回路３３の出力端子からイオン電流に応じた電圧Ｖがエンジン制御回路３４に出力され、イオン電流が検出される。
【００２３】
エンジン制御回路３４は、マイクロコンピュータを主体として構成され、そのＲＯＭに記憶された各種のエンジン制御ルーチンを実行することで、燃料噴射制御と点火時期制御等を実行する。更に、エンジン制御回路３４は、後述する図３のイオン電流検出ルーチンを実行することで、イオン電流検出回路３５から出力されるイオン電流検出信号のピーク値とピーク位置に基づいて燃焼制御の許可／禁止を判定する。
【００２４】
本実施例では、図２に示すように、点火毎に失火等の燃焼状態を判定するための燃焼状態検出区間を設定すると共に、この燃焼状態検出区間内にピーク位置検出区間を設定する。燃焼状態検出区間は、点火タイミング直後からＡＴＤＣ１８０℃Ａまでの区間に設定され、ピーク位置検出区間は、最適点火時期（ＭＢＴ）の燃焼時のピーク位置（例えばＡＴＤＣ１５℃Ａ付近）を含む区間で、例えばＴＤＣからＡＴＤＣ４０℃Ａまでの区間に設定されている。
【００２５】
エンジン制御回路３４は、燃焼状態検出区間内でイオン電流検出信号のピーク値ＡＰＨを検出すると共に、ピーク位置検出区間内でイオン電流検出信号の有効ピーク値ＰＭＢＴとその有効ピーク位置ＷＭＢＴを検出する。
【００２６】
この際、図２に示すように、ピーク位置検出区間内で複数のピークが検出されるが、様々な燃焼条件で筒内圧のピーク位置付近に発生する有効なピークと他のピークとの位置関係を調べた結果、最終のピーク位置が有効ピーク位置ＷＭＢＴとなることが判明した。
【００２７】
そこで、本実施例では、ピーク位置検出区間内でピーク値・ピーク位置を検出する毎にエンジン制御回路３４のＲＡＭ（記憶手段）に有効ピーク値ＰＭＢＴ・有効ピーク位置ＷＭＢＴを更新記憶することで、ピーク位置検出区間内の最終のピーク・ピーク位置を有効ピーク値ＰＭＢＴ・有効ピーク位置ＷＭＢＴとしてＲＡＭに更新記憶するようにしている。
【００２８】
また、本実施例では、ピーク位置検出区間内で検出するピークをノイズと判別するために、ピーク値とボトム値を検出し、そのピーク値とボトム値との差又は比が所定値以下のピークをノイズと判断して無視し、それよりも大きなピークの中から有効なピークを検出するようにしている。
【００２９】
エンジン制御回路３４は、燃焼状態検出区間内で検出したピーク値ＡＰＨが所定値以上であるか否かで、燃焼状態が安定しているか否かを判定し、燃焼状態が安定していなければ、燃焼制御を禁止する。
【００３０】
一方、燃焼状態検出区間内で検出したピーク値ＡＰＨが所定値以上で、燃焼状態が安定していると判定される場合は、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値ＰＭＢＴと燃焼状態検出区間内で検出したピーク値ＡＰＨとを比較して、両者がほぼ同じであるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値ＰＭＢＴが本当に有効か否かを確認する。
【００３１】
更に、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴが最適点火時期（ＭＢＴ）の燃焼時のピーク位置付近（例えばＡＴＤＣ５〜３０℃Ａ）であるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴが本当に有効か否かを確認する。或は、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴと燃焼状態検出区間内で検出したピーク位置とを比較して、両者がほぼ同じであるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴが本当に有効か否かを確認するようにしても良い。
【００３２】
エンジン制御回路３４は、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値ＰＭＢＴ・有効ピーク位置ＷＭＢＴが本当に有効であることが確認されたときに、燃焼制御を許可し、確認されなければ、燃焼制御を禁止する。
【００３３】
ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴは、筒内圧のピーク位置とほぼ一致する（図３参照）。有効ピーク位置ＷＭＢＴが最適点火時期（ＭＢＴ）のときに、燃焼状態が最適燃焼効率の状態になるので、有効ピーク位置ＷＭＢＴが最適点火時期（ＭＢＴ）よりも遅れている場合は、点火時期を進角して燃焼を早め、有効ピーク位置ＷＭＢＴが最適点火時期（ＭＢＴ）よりも早すぎる場合は、点火時期を遅角して燃焼を遅らせることで燃焼制御を行う。
【００３４】
また、有効ピーク値ＰＭＢＴは、筒内圧ピーク値ひいては燃焼温度ピーク値と相関関係があるため、有効ピーク値ＰＭＢＴが低すぎる場合は、例えば燃焼期間を短くして内部ＥＧＲを減少させるように、バルブオーバーラップ量を小さくしたり、空燃比をリッチ化するように燃焼制御を行い、有効ピーク値ＰＭＢＴが高すぎる場合は、例えば燃焼を緩慢にして内部ＥＧＲを増加させるように、バルブオーバーラップ量を大きくしたり、空燃比をリーン化することで燃焼制御を行う。
【００３５】
以上説明した有効ピーク値ＰＭＢＴ・有効ピーク位置ＷＭＢＴの検出処理と燃焼制御はエンジン制御回路３４によって図４乃至図６の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。
【００３６】
［イオン電流検出ルーチン］
図４のイオン電流検出ルーチンは、イオン電流検出信号のサンプリング周期（例えば１０μｓ周期）で実行され、特許請求の範囲でいうピーク位置検出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、失火等の燃焼状態を判定するための燃焼状態検出区間内（点火タイミング直後からＡＴＤＣ１８０℃Ａまでの区間内）であるか否かを判定し、燃焼状態検出区間内でなければ、ステップ１０５に進み、燃焼状態検出区間終了タイミングであるか否かを判定し、燃焼状態検出区間終了タイミングでなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
【００３７】
一方、上記ステップ１０１で、燃焼状態検出区間内と判定されれば、ステップ１０２に進み、ＲＡＭに記憶されている燃焼状態検出区間内の前回までのピーク値ＡＰＨと今回のイオン電流検出信号のＡ／Ｄ変換値（以下「イオン電流検出値」という）ＡＤｉとを比較し、今回のイオン電流検出値ＡＤｉが前回までのピーク値ＡＰＨよりも大きければ、ステップ１０３に進み、今回のイオン電流検出値ＡＤｉをピーク値ＡＰＨとしてＲＡＭに更新記憶する。これに対して、上記ステップ１０２で、今回のイオン電流検出値ＡＤｉが前回までのピーク値ＡＰＨよりも小さいと判定されれば、上記ステップ１０３のピーク値ＡＰＨの更新処理を行わない。
【００３８】
この後、ステップ１０４に進み、後述する図５の有効ピーク検出ルーチンを実行して、ピーク位置検出区間内で有効ピーク値ＰＭＢＴと有効ピーク位置ＷＭＢＴを検出する。この後、ステップ１０５に進み、燃焼状態検出区間の終了タイミングであるか否かを判定し、燃焼状態検出区間の終了タイミングでなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
【００３９】
その後、燃焼状態検出区間終了タイミングになった時点で、上記ステップ１０５で「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ１０６に進み、燃焼状態検出区間内で検出したピーク値ＡＰＨが所定値Ｃ１よりも大きいか否かで、燃焼状態が安定しているか否かを判定し、ピーク値ＡＰＨが所定値Ｃ１以下であれば、燃焼状態が不安定であると判断して、ステップ１１０に進み、燃焼制御を禁止する。
【００４０】
一方、上記ステップ１０６で、燃焼状態検出区間内で検出したピーク値ＡＰＨが所定値Ｃ１よりも大きいと判定されれば、燃焼状態が安定していると判断して、ステップ１０７に進み、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値ＰＭＢＴと燃焼状態検出区間内で検出したピーク値ＡＰＨとを比較して、両者の比がほぼ１であるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値ＰＭＢＴが本来の有効なピーク値であるか否かを確認する。その結果、両者の比がほぼ１ではないと判定されれば、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値ＰＭＢＴが本来の有効なピーク値ではないと判断して、ステップ１１０に進み、燃焼制御を禁止する。
【００４１】
これに対して、上記ステップ１０７で、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値ＰＭＢＴと燃焼状態検出区間内で検出したピーク値ＡＰＨとの比がほぼ１であると判定されれば、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値ＰＭＢＴが本来の有効なピーク値であると判断して、ステップ１０８に進み、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴがＡＴＤＣ５〜３０℃Ａの範囲内（ＭＢＴ付近）であるか否かで、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴが本来の有効なピーク位置であるか否かを確認する。
【００４２】
もし、このステップ１０８で、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴがＡＴＤＣ５〜３０℃Ａの範囲内と判定されれば、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴが本来の有効なピーク位置であると判断して、ステップ１０９に進み、燃焼制御を許可する。これに対して、上記ステップ１０８で、ピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴがＡＴＤＣ５〜３０℃Ａの範囲から外れていると判断されれば、検出した有効ピーク位置ＷＭＢＴが本来の有効なピーク位置ではないと判断してステップ１１０に進み、燃焼制御を禁止する。
【００４３】
［有効ピーク検出ルーチン］
図５の有効ピーク検出ルーチンは、図４のイオン電流検出ルーチンのステップ１０４で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいうピーク位置検出手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、有効ピーク検出条件が成立しているか否かを判定する。ここで、有効ピーク検出条件は、ＭＢＴを検出可能な運転条件であることである。
【００４４】
このステップ２０１で、有効ピーク検出条件が成立していないと判定されれば、以降の処理を行わずに本ルーチンを終了する。これに対して、有効ピーク検出条件が成立していると判定されれば、ステップ２０２に進み、ピーク位置検出区間内（ＴＤＣからＡＴＤＣ４０℃Ａまでの区間内）であるか否かを判定する。その結果、ピーク位置検出区間内ではないと判定されれば、ステップ２１１に進み、ピーク位置検出区間終了タイミングであるか否かを判定し、ピーク位置検出区間終了タイミングでなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
【００４５】
一方、上記ステップ２０２で、ピーク位置検出区間内であると判定されれば、ステップ２０３に進み、ピーク位置検出区間開始後のイオン電流検出値ＡＤｉのサンプリング回数をカウントし、次のステップ２０４で、サンプリング回数が１より大きいか否かで２回目以降のサンプリングが否かを判定する。その結果、ピーク位置検出区間開始後の１回目のサンプリングであると判定されれば、ステップ２０７に進み、ＲＡＭに記憶するピーク位置検出区間内のピーク値ＨＰＨとボトム値ＬＢＨの初期値としてそれぞれ今回のイオン電流検出値ＡＤｉをセットすると共に、ピーク位置カウンタＮＰＨの初期値として「１」をセットして本ルーチンを終了する。
【００４６】
これに対して、上記ステップ２０４で、２回目以降のサンプリングと判定されれば、ステップ２０５に進み、ＲＡＭに記憶されているピーク位置検出区間内の前回までのピーク値ＨＰＨと今回のイオン電流検出値ＡＤｉとを比較し、今回のイオン電流検出値ＡＤｉが前回までのピーク値ＨＰＨよりも大きければ、ステップ２０６に進み、現在のサンプリング回数をピーク位置カウンタＮＰＨとして更新記憶すると共に、今回のイオン電流検出値ＡＤｉをピーク値ＨＰＨとしてＲＡＭに更新記憶する。
【００４７】
一方、上記ステップ２０５で、今回のイオン電流検出値ＡＤｉが前回までのピーク値ＨＰＨよりも小さいと判定されれば、ステップ２０８に進み、ＲＡＭに記憶されているピーク位置検出区間内のピーク値ＨＰＨとボトム値ＬＢＨとの比が所定値Ｃ２よりも大きいか否かを判定する。その結果、ピーク値ＨＰＨとボトム値ＬＢＨとの比が所定値Ｃ２よりも大きいと判定されれば、ピーク値ＨＰＨはノイズではないと判断して、ステップ２０９に進み、ピーク値ＨＰＨを有効ピーク値ＰＭＢＴとしてＲＡＭに更新記憶する。もし、ピーク値ＨＰＨとボトム値ＬＢＨとの比が所定値Ｃ２以下であれば、ピーク値ＨＰＨはノイズの可能性があると判断して、上記ステップ２０９の有効ピーク値ＰＭＢＴの更新処理は行わない。この後、ステップ２１０に進み、今回のイオン電流検出値ＡＤｉをボトム値ＬＢＨとしてＲＡＭに更新記憶する。
【００４８】
この後、ステップ２１１に進み、ピーク位置検出区間の終了タイミングであるか否かを判定し、ピーク位置検出区間の終了タイミングでなければ、そのまま本ルーチンを終了する。
【００４９】
その後、ピーク位置検出区間終了タイミングになった時点で、上記ステップ２１１で、「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ２１２に進み、ピーク位置検出区間開始から終了時までのサンプリング回数をＡＤＥとして記憶すると共に、有効ピーク位置ＷＭＢＴを次式により算出する。
ＷＭＢＴ＝（ＮＰＨ／ＡＤＥ）×４０℃Ａ
ここで、ＮＰＨは、ステップ２０６でセットされたピーク位置カウンタの値である。また、４０℃Ａは、ピーク位置検出区間全体のクランク角度である。
【００５０】
［燃焼制御ルーチン］
図６の燃焼制御ルーチンは、エンジン制御周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まずステップ３００で、図４のイオン電流検出ルーチンの処理結果に基づいて燃焼制御が許可されているか否かを判定し、燃焼制御が禁止されていれば、以降の処理を行うことなく本ルーチンを終了する。
【００５１】
これに対して、ステップ３００で、燃焼制御が許可されていると判定されれば、ステップ３０１に進み、現在のエンジン運転条件（例えばエンジン回転速度、負荷、点火時期、バルブタイミング等）を読み込み、次のステップ３０２で、現在のエンジン運転条件に応じた目標ピーク位置Θp 、点火時期制御値Θig、バルブタイミング制御値Ｖをマップ等により算出する。
【００５２】
この後、ステップ３０３に進み、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置ＷＭＢＴとの偏差ΔΘp を算出する。
ΔΘp ＝Θp −ＷＭＢＴ
ここで、有効ピーク位置ＷＭＢＴは、図５の有効ピーク検出ルーチンによりピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク位置である。
【００５３】
そして、次のステップ３０４で、エンジン制御値のフィードバック制御（例えばノックフィードバック制御、バルブタイミングフィードバック制御）がいずれも停止されているか否かを判定し、いずれかのフィードバック制御が実行されていれば、ステップ３０５に進み、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置ＷＭＢＴとの偏差ΔΘp を用いてノック進角ガード値Θg とバルブタイミング制御ガード値Ｖg を次式により補正する。
Θg ＝Θg ＋ΔΘp ／Ｋ2
Ｖg ＝Ｖg ＋ΔΘp ／Ｋ3
ここで、Ｋ2 、Ｋ3 は、係数である。
【００５４】
例えば、有効ピーク位置ＷＭＢＴがＭＢＴよりも遅れている場合は、点火時期ガード値Θg をΔΘp ／Ｋ2 だけ進角して燃焼を早め、反対に、有効ピーク位置ＷＭＢＴがＭＢＴよりも早すぎる場合は、点火時期ガード値Θg をΔΘp ／Ｋ2 だけを遅角して燃焼を遅らせる。同様に、有効ピーク位置ＷＭＢＴがＭＢＴよりも遅れている場合は、バルブタイミング制御ガード値Ｖg をΔΘp ／Ｋ3 だけ進角してバルブオーバーラップ量（内部ＥＧＲ量）を小さくし、反対に、有効ピーク位置ＷＭＢＴがＭＢＴよりも早すぎる場合は、バルブタイミング制御ガード値Ｖg をΔΘp ／Ｋ2 だけを遅角してバルブオーバーラップ量（内部ＥＧＲ量）を大きくする。この他、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置ＷＭＢＴとの偏差ΔΘp に応じて空燃比を補正するようにしても良い。
【００５５】
一方、上記ステップ３０４で、エンジン制御値のフィードバック制御が全て停止されていると判定されれば、ステップ３０６に進み、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置ＷＭＢＴとの偏差ΔΘp が所定値Ｃo よりも大きいか否かを判定する。その結果、偏差ΔΘp が所定値Ｃo よりも大きいと判定されれば、ステップ３０７に進み、点火時期制御値ΘigをΔΘp ／Ｋ1 だけを遅角補正して（ここでＫ1 は係数）、有効ピーク位置ＷＭＢＴを目標ピーク位置Θp に近付ける。
【００５６】
また、上記ステップ３０６で、目標ピーク位置Θp と有効ピーク位置ＷＭＢＴとの偏差ΔΘp が所定値Ｃo 以下と判定されれば、点火時期がＭＢＴ付近に制御されていると判断して、ステップ３０８に進み、図５の有効ピーク検出ルーチンによりピーク位置検出区間内で検出した有効ピーク値ＰＭＢＴが所定値Ｐo よりも小さいか否かで、燃焼温度が低い緩慢な燃焼状態であるか否かを判定する。その結果、有効ピーク値ＰＭＢＴが所定値Ｐo よりも小さいと判定されれば、燃焼温度が低い緩慢な燃焼状態であると判断して、ステップ３０９に進み、バルブタイミング制御値Ｖを所定量ΔＶだけ補正してバルブオーバーラップ量（内部ＥＧＲ量）を小さくすることで、燃焼を早める。
【００５７】
これに対して、上記ステップ３０８で、有効ピーク値ＰＭＢＴが所定値Ｐo 以上と判定されれば、燃焼温度が高く、適度な早さで燃焼していると判断して、バルブタイミング制御値Ｖを補正せずに本ルーチンを終了する。
【００５８】
以上説明した本実施例によれば、筒内圧のピーク位置（ＭＢＴ）を含むように設定されたピーク位置検出区間内で検出した複数のピーク位置のうち、最終のピーク位置が有効なピーク位置となることに着目して、ピーク位置検出区間内で検出した複数のピーク位置のうち、最終のピーク位置を有効ピーク位置ＷＭＢＴとして検出するようにしたので、簡単な手法でイオン電流検出信号の有効ピーク位置ＷＭＢＴを精度良く検出することができ、検出精度向上の要求を低コストで満たすことができる。
【００５９】
しかも、本実施例では、ピーク位置検出区間内でピーク値・ピーク位置を検出する毎にエンジン制御回路３４のＲＡＭに有効ピーク値ＰＭＢＴ・有効ピーク位置ＷＭＢＴを更新記憶することで、ピーク位置検出区間内の最終のピーク・ピーク位置を有効ピーク値ＰＭＢＴ・有効ピーク位置ＷＭＢＴとしてＲＡＭに更新記憶するようにしたので、ピーク位置検出区間中の全てのサンプリングデータを記憶する必要がなく、前述した特許文献２と比べて、かなり少ないメモリ容量で有効ピーク値ＰＭＢＴ・有効ピーク位置ＷＭＢＴを検出することができ、低コスト化の要求を満たすことができる。
【００６０】
尚、本実施例は、燃焼情報検出手段としてイオン電流検出回路３５を用いて、イオン電流を燃焼情報として検出するシステムに本発明を適用した実施例であるが、燃焼情報検出手段として筒内圧センサを用いて、筒内圧を燃焼情報として検出するシステムに本発明を適用して実施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例における点火制御系とイオン電流検出回路の構成を示す回路図である。
【図２】点火信号、燃焼状態検出区間、ピーク位置検出区間、イオン電流検出波形の一例を示すタイムチャートである。
【図３】イオン電流検出波形と筒内圧検出波形との関係を説明するタイムチャートである。
【図４】イオン電流検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】有効ピーク検出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】燃焼制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
２１…点火コイル、２２…一次コイル、２３…バッテリ、２４…イグナイタ、２５…パワートランジスタ、２６…二次コイル、２７…点火プラグ、３１…イオン電流検出抵抗、３３…反転増幅回路、３４…エンジン制御回路（ピーク位置検出手段）、３５…イオン電流検出回路（燃焼情報検出手段）、３６…中心電極、３７…接地電極
【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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