(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火プラグの電極に流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
前記イオン電流検出手段の出力値の平均値と標準偏差を対数正規分布特性により求める出力分布評価手段と、
前記出力分布評価手段で求めた平均値と標準偏差とに基づいて前記点火プラグの状態を診断する点火プラグ診断手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項２】
点火プラグの電極に流れるイオン電流を検出するイオン電流検出手段と、
前記イオン電流検出手段の出力値の平均値と標準偏差を対数正規分布特性により求める出力分布評価手段と、
前記出力分布評価手段で求めた平均値と標準偏差とに基づいて内燃機関の燃焼状態を診断する燃焼状態診断手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項３】
前記出力分布評価手段で求めた平均値と標準偏差とに基づいて前記点火プラグの状態を診断する点火プラグ診断手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項４】
前記出力分布評価手段で求めた平均値と標準偏差が所定範囲から外れた時に前記燃焼状態診断手段による燃焼状態の診断を禁止する診断禁止手段を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項５】
前記出力分布評価手段は、イオン電流の発生状態が安定している特定の運転条件の時に平均値と標準偏差を求めることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項６】
前記点火プラグ診断手段は、前記出力分布評価手段で求めた値が所定の平均値以下で且つ所定の標準偏差以下の場合に前記点火プラグの異常有りと診断することを特徴とする請求項１又は３に記載の内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項７】
前記燃焼状態診断手段は、予め設定された第１の判定基準値と、「平均値−ｎ×標準偏差（但しｎ＞３）」の式で算出した第２の判定基準値とを比較して、燃焼状態の判定基準値を補正することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項８】
前記燃焼状態診断手段は、各気筒毎に燃焼状態の判定基準値を設定することを特徴とする請求項２乃至４，７のいずれかに記載の内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項９】
前記出力分布評価手段は、所定点火サイクル数毎に前記イオン電流検出手段の出力値の対数正規分布を求め、その５０％累積頻度に相当する出力値を平均値とし、ｍ％累積頻度（但しｍ＜５０）に相当する出力値から標準偏差を求めることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内燃機関のイオン電流検出装置。
【請求項１０】
前記点火プラグとして多極プラグ又は沿面放電プラグを用いることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の内燃機関のイオン電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点火プラグの電極に流れるイオン電流を検出して、点火プラグの状態や内燃機関の燃焼状態を診断する機能を備えた内燃機関のイオン電流検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内燃機関（エンジン）の燃焼状態を検出するために、点火毎に点火プラグの端子に流れるイオン電流を検出し、そのイオン電流検出信号に基づいて着火、失火等を検出する技術が開発されている。従来の着火／失火の判定は、着火時にイオン電流が増加する特性を利用し、イオン電流検出信号を所定の判定基準電圧と比較して、イオン電流検出信号が判定基準電圧以上であれば着火と判定し、そうでなければ、失火と判定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、イオン電流は、エンジン運転条件によって非常に大きく変動するため、上記従来のように、イオン電流検出信号を判定基準電圧と比較して着火／失火を判定する方法では、エンジン運転条件の変動によるイオン電流の変動の影響を受けて、着火／失火を誤判定するおそれがある。
【０００４】
また、内燃機関の燃焼状態は点火プラグの放電性能によって左右されるため、点火プラグの放電性能が絶縁物デポジットの付着等によって低下した場合には、それを速やかに検出できるようにすることが望ましい。
【０００５】
しかし、従来の点火プラグの異常診断は、サービス工場でエンジンから点火プラグを取り外して、点火プラグの発火部の状態を目視で観察して正常／異常を判断するようにしているため、サービス工場まで車両を持っていかないと、点火プラグの異常診断を行うことができない。今日まで、運転中に、点火プラグの異常を早期に検出する手法が確立されておらず、点火プラグの異常の発見・対策が遅れてしまうという欠点があった。
【０００６】
そこで、本発明の第１の目的は、運転中に点火プラグの状態を精度良く診断できるようにすることであり、また、第２の目的は、イオン電流から内燃機関の燃焼状態を精度良く診断できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の請求項１では、点火プラグの電極に流れるイオン電流が点火プラグの状態によって変化する点に着目し、点火プラグの電極に流れるイオン電流をイオン電流検出手段により検出し、このイオン電流検出手段の出力値の平均値と標準偏差を出力分布評価手段により対数正規分布特性に従って求め、この平均値と標準偏差とに基づいて点火プラグの状態を点火プラグ診断手段により診断する。このように、イオン電流検出手段の出力値の平均値と標準偏差を対数正規分布特性により求めることで、内燃機関の運転条件の変動によるイオン電流の変動の影響を少なくした診断パラメータ（平均値と標準偏差）を求めることができ、この診断パラメータに基づいて点火プラグの状態を精度良く診断できる。
【０００８】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の請求項２では、前記出力分布評価手段で求めた平均値と標準偏差とに基づいて内燃機関の燃焼状態を燃焼状態診断手段により診断する。このようにすれば、内燃機関の運転条件の変動によるイオン電流の変動の影響を少なくした診断パラメータ（平均値と標準偏差）に基づいて内燃機関の燃焼状態を精度良く診断できる。
【０００９】
この場合、請求項３のように、前記出力分布評価手段で求めた平均値と標準偏差とに基づいて内燃機関の燃焼状態と点火プラグの状態の双方を診断するようにしても良いことは言うまでもない。
【００１０】
また、請求項４のように、前記出力分布評価手段で求めた平均値と標準偏差が所定範囲から外れた時、つまり異種プラグ装着時又は点火プラグ異常時に、燃焼状態の診断を禁止する診断禁止手段を設けても良い。このようにすれば、イオン電流を精度良く検出できない状態で、燃焼状態の診断を行うことを回避でき、燃焼状態の診断精度を更に向上できる。
【００１１】
また、請求項５のように、イオン電流の発生状態が安定している特定の運転条件の時に平均値と標準偏差を求めるようにしても良い。このようにすれば、平均値と標準偏差を精度良く求めることができる。
【００１２】
また、請求項６のように、前記出力分布評価手段で求めた値が所定の平均値以下で且つ所定の標準偏差以下の場合に点火プラグの異常有りと診断するようにしても良い。つまり、平均値と標準偏差とが共に小さい場合には、イオン電流検出手段で検出されるイオン電流が常に少ないことを意味する。この場合には、点火プラグの電極への絶縁物デポジットの付着等によりイオン電流を検出しにくい状態になっていると考えられるため、出力分布評価手段で求めた値が所定の平均値以下で且つ所定の標準偏差以下であるか否かで、点火プラグの異常の有無を精度良く診断することができる。
【００１３】
また、請求項７のように、予め設定された第１の判定基準値と、「平均値−ｎ×標準偏差（但しｎ＞３）」の式で算出した第２の判定基準値とを比較して、燃焼状態の判定基準値を補正するようにしても良い。このようにすれば、イオン電流検出特性の異なる異種の点火プラグに付け替えた場合や、点火プラグが劣化している場合でも、その点火プラグに合わせて判定基準値を補正することができ、燃焼状態の診断精度を更に向上できる。
【００１４】
更に、請求項８のように、各気筒毎に燃焼状態の判定基準値を設定するようにしても良い。このようにすれば、各気筒毎に点火プラグのイオン電流検出特性が異なっていたとしても、各気筒毎に最適な判定基準値で燃焼状態を精度良く診断できる。
【００１５】
また、請求項９のように、所定点火サイクル数毎にイオン電流検出手段の出力値の対数正規分布を求め、その５０％累積頻度に相当する出力値を平均値とし、ｍ％累積頻度（但しｍ＜５０）に相当する出力値から標準偏差を求めるようにしても良い。このようにすれば、対数正規分布特性から平均値と標準偏差を極めて簡単に求めることができる。
【００１６】
ところで、点火プラグの使用期間が長くなるに従って、点火プラグの中心電極の外周面に絶縁物デポジットが徐々に付着し、中心電極の露出面積が少なくなることがある。このようになると、中心電極に流れるイオン電流が減少して、イオン電流検出手段の出力が低下する。
【００１７】
この対策として、請求項１０のように、点火プラグとして多極プラグ又は沿面放電プラグを用いるようにしても良い。多極プラグや沿面放電プラグは、点火プラグの中心電極の外周面に向かって側方から火花放電が発生するため、その放電エネルギによって中心電極の外周面が清浄化されて、絶縁物デポジットの付着が少ない。従って、多極プラグ又は沿面放電プラグを用いれば、絶縁物デポジットの付着によるイオン電流検出手段の出力の低下を防ぐことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図９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。
【００１９】
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（イオン電流検出手段）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。
【００２０】
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に送信される点火指令信号の立ち上がり／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（例えば１２０Ｖ）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。
【００２１】
これに対し、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２７から接地電極２８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がエンジン制御回路３４に出力される。
【００２２】
エンジン制御回路３４内には、ノイズマスク３８、ピークホールド回路３９、Ａ／Ｄ変換器４０及びマイクロコンピュータ４１が内蔵されている。イオン電流検出回路３５の出力電圧は、ノイズマスク３８にてノイズ成分が除去された後、ピークホールド回路３９に入力される。このピークホールド回路３９は、ノイズマスク３８の出力電圧のピーク値を検出して、それを保持する。このピークホールド回路３９の出力は、Ａ／Ｄ変換器４０を介してマイクロコンピュータ４１に読み込まれる。
【００２３】
マイクロコンピュータ４１のＲＯＭ（記憶媒体）には、燃料噴射制御や点火時期制御を行うための各種のエンジン制御プログラムが記憶されていると共に、図２乃至図４及び図６に示す異常診断用の各プログラムが記憶されている。これらの異常診断用の各プログラムをマイクロコンピュータ４１によって実行することで、点火プラグ２７の異常や燃焼異常の有無を診断し、最終的に異常有りと診断した時には、警告ランプ４２を点灯又は点滅して運転者に警告する。以下、異常診断用の各プログラムの処理内容を説明する。
【００２４】
図２に示す出力分布評価プログラムは、点火毎に起動され、特許請求の範囲でいう出力分布評価として機能する。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、吸気管圧力Ｐｍ、エンジン回転数Ｎｅ、冷却水温Ｔｈｗを読み込んだ後、ステップ１０２で、後述するイオン電流出力の対数正規分布を評価するのに適した特定の運転条件であるか否かを判定する。ここで、特定の運転条件とは、イオン電流の発生状態が安定している運転条件であり、例えば次の▲１▼〜▲３▼の条件を全て満たすと、特定の運転条件となる。
【００２５】
▲１▼吸気管圧力Ｐｍがほぼ無負荷時の状態であること
▲２▼エンジン回転数Ｎｅが例えば７００〜７５０ｒｐｍの範囲内であること
▲３▼冷却水温Ｔｈｗが例えば７０℃以上であること
これら▲１▼〜▲３▼の条件を１つでも満たさなければ、特定の運転条件とならない。この場合には、イオン電流出力の対数正規分布の評価処理（ステップ１０３〜１０６）を行わず、ステップ１０７に進む。
【００２６】
一方、特定の運転条件である場合には、ステップ１０２からステップ１０３に進み、イオン電流検出回路３５の出力（以下「イオン電流出力」という）Ｉi をノイズマスク３８、ピークホールド回路３９、Ａ／Ｄ変換器４０を介して読み込む。この後、ステップ１０４で、読み込んだイオン電流出力Ｉi を順番にテーブルＴ1 の例えば６３個のデータ領域Ｉ1 〜Ｉ63に１個ずつ書き込む。尚、テーブルＴ1 のデータ数は６３個以外の個数であっても良いことは言うまでもない。
【００２７】
そして、次のステップ１０５で、イオン電流出力Ｉi の読み込み回数をカウントするカウンタｉの値が６３になったか否か（つまりテーブルＴ1 のＩ1 〜Ｉ63へのデータ書き込みが全て終了したか否か）を判定し、ｉ＜６３の場合には、ステップ１０９に進み、カウンタｉをインクリメントして、本プログラムを終了する。
【００２８】
このような処理を繰り返すことで、テーブルＴ1 のＩ1 〜Ｉ63へのデータ書き込みが全て終了すると、ステップ１０５からステップ１０６に進み、後述する図３の平均値・標準偏差算出プログラムを実行し、イオン電流出力Ｉi の平均値Ｘと標準偏差σを対数正規分布特性によって求める。この後、ステップ１０７で、カウンタｉを初期値「１」にリセットした後、ステップ１０８で、テーブルＴ1 のデータＩ1 〜Ｉ63をリセットして本プログラムを終了する。
【００２９】
次に、上記ステップ１０６で実行される図３の平均値・標準偏差算出プログラムの処理内容を説明する。本プログラムでは、まずステップ１１１で、テーブルＴ1 の６３個のデータＩ1 〜Ｉ63を小さい順に並べ換えて、テーブルＴ2 の６３個のデータＩ'1〜Ｉ'63 に書き換える。これにより、テーブルＴ2 の６３個のデータＩ'1〜Ｉ'63 の大小関係は、Ｉ'1≦Ｉ'2≦……≦Ｉ'62 ≦Ｉ'63 となる。
【００３０】
この場合、テーブルＴ2 のデータＩ'1〜Ｉ'63 の総数は６３個であるため、５０％累積頻度に相当するイオン電流出力は、小さい方から３２番目（分布の中央値）のデータＩ'32 であり、このＩ'32 がイオン電流出力の平均値Ｘとなる。また、小さい方から１０番目のデータＩ'10 は、１５．９％累積頻度に相当するイオン電流出力であり、このＩ'10 がイオン電流出力の標準偏差σとなる。
【００３１】
そこで、ステップ１１２では、標準偏差σと平均値Ｘを求めるために、１５．９％累積頻度に相当するデータＩ'10 を読み込むと共に、５０％累積頻度に相当するデータＩ'32 を読み込む。この後、ステップ１１３で、対数正規分布特性による平均値Ｘ1 と標準偏差σ1 をＩ'32 とＩ'10 とを用いて下記の自然対数関数により算出して、本プログラムを終了する。
Ｘ1 ＝ｌｎ（Ｉ'32 ）
σ1 ＝ｌｎ（Ｉ'32 ／Ｉ'10 ）
尚、自然対数関数（ｌｎ）に代えて、一般の対数関数（ｌｏｇ）を用いても良い。
【００３２】
図４に示す異常仮フラグセット／リセットプログラムは、図３のプログラムにより平均値Ｘ1 と標準偏差σ1 を算出し終える毎に起動される。本プログラムが起動されると、まずステップ２０１で、平均値Ｘ1 と標準偏差σ1 を読み込む。この後、ステップ２０２で、今回の平均値Ｘ1 と標準偏差σ1 が図５に示すＸ，σマップのＡ，Ｂ，Ｃのいずれのゾーンに該当するか判別する。
【００３３】
ここで、ゾーンＡは、所定の平均値以下で且つ所定の標準偏差以下の領域であり、点火プラグ異常ゾーンである。つまり、ゾーンＡは、平均値Ｘ1 と標準偏差σ1 が共に小さいことから、イオン電流出力値Ｉ'1〜Ｉ'63 が一様に小さくなっていることを意味する。この原因は、点火プラグ２７の中心電極３６への絶縁物デポジットの付着等によりイオン電流を検出しにくい状態になっていると考えられるため、ゾーンＡは点火プラグ異常ゾーンとなる。
【００３４】
また、ゾーンＢは、所定の標準偏差以上の領域であり、燃焼異常ゾーンである。つまり、ゾーンＢは、標準偏差σ1 が大きいことから、イオン電流出力値Ｉ'1〜Ｉ'63 が大きくばらついていることを意味する。この原因は、失火等の燃焼不良によるものと考えられるため、ゾーンＢは燃焼異常ゾーンとなる。
【００３５】
また、ゾーンＣは、所定の平均値以上で且つ所定の標準偏差以下の領域であり、正常ゾーンである。つまり、ゾーンＣは、イオン電流出力値Ｉ'1〜Ｉ'63 が全体的に大きく、且つばらつきが少ないゾーンであることから、安定した燃焼状態で、且つ正常な点火プラグ２７で大きなイオン電流を安定して検出していることを意味する。
【００３６】
もし、今回の平均値Ｘ1 と標準偏差σ1 が点火プラグ異常ゾーンＡに該当すれば、ステップ２０３からステップ２０４に進み、点火プラグ異常の仮フラグＫＦＰを点火プラグ異常検出を意味する「１」にセットした後、ステップ２０５で、燃焼異常の仮フラグＫＦＮを燃焼正常を意味する「０」にリセットする。
【００３７】
一方、今回の平均値Ｘ1 と標準偏差σ1 が燃焼異常ゾーンＢに該当すれば、ステップ２０６からステップ２０７に進み、燃焼異常の仮フラグＫＦＮを燃焼異常検出を意味する「１」にセットした後、ステップ２０９で、点火プラグ異常の仮フラグＫＦＰを点火プラグ正常を意味する「０」にリセットする。
【００３８】
また、今回の平均値Ｘ1 と標準偏差σ1 が正常ゾーンＣに該当すれば、ステップ２０６からステップ２０８に進み、燃焼異常の仮フラグＫＦＮを燃焼正常を意味する「０」にリセットした後、ステップ２０９で、点火プラグ異常の仮フラグＫＦＰを点火プラグ正常を意味する「０」にリセットする。
【００３９】
以上のようにして異常仮フラグセット／リセットプログラムを終了すると、図６に示す異常診断プログラムを実行する。この異常診断プログラムは、上記図４の異常仮フラグセット／リセットプログラムと共に、特許請求の範囲でいう点火プラグ診断手段及び燃焼状態診断手段として機能する。
【００４０】
この異常診断プログラムでは、まずステップ３０１で、点火プラグ異常の仮フラグＫＦＰが点火プラグ異常検出を意味する「１」であるか否かを判定し、ＫＦＰ＝１（点火プラグ異常検出）であれば、ステップ３０２に進み、点火プラグ異常の検出回数をカウントする異常検出回数カウンタｊＰを１インクリメントするが、ＫＦＰ＝０（点火プラグ正常）であれば、ステップ３０５に進み、異常検出回数カウンタｊＰを初期値「１」にリセットする。
【００４１】
そして、ＫＦＰ＝１（点火プラグ異常検出）の場合には、異常検出回数カウンタｊＰのインクリメント後（ステップ３０２）、ステップ３０３で、異常検出回数カウンタｊＰの値が例えば「３」を越えたか否か、つまり点火プラグ異常が３回連続して検出されたか否かを判定し、「Ｙｅｓ」の場合には、最終的に点火プラグ異常と判断して、ステップ３０４に進み、点火プラグダイアグ処理を行い、バックアップＲＡＭ（図示せず）に点火プラグ異常情報を書き込むと共に、警告ランプ４２を点灯して、運転者に警告する。
【００４２】
また、異常検出回数カウンタｊＰが３以下の場合には、最終的な診断を出さずに本プログラムを終了する。
【００４３】
一方、ＫＦＰ＝０（点火プラグ正常）の場合には、異常検出回数カウンタｊＰのリセット後（ステップ３０５）、ステップ３０６で、警告ランプ４２が点灯中であるか否かを判定し、点灯中であれば、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。警告ランプ４２が点灯中でなければ、ステップ３０７に進み、燃焼異常の仮フラグＫＦＮが燃焼異常検出を意味する「１」であるか否かを判定し、ＫＦＮ＝０（燃焼正常）の場合には、そのまま本プログラムを終了するが、ＫＦＮ＝１（燃焼異常検出）の場合には、ステップ３０８に進み、燃焼ダイアグ処理を行い、バックアップＲＡＭに燃焼異常情報を書き込むと共に、警告ランプ４２を点灯して、運転者に警告する。
【００４４】
以上説明した実施形態（１）では、点火プラグとして、図７（ａ）に示すような一般的な構造の点火プラグ２７、つまり、接地電極３７の先端部が中心電極３６の軸方向先端面に対向した点火プラグ２７を用いているが、これに代えて、同図（ｂ）に示すように、２本以上の接地電極５１の先端部が中心電極５２の外周面に対向した多極プラグ５３を用いても良く、或は、同図（ｃ）に示すように、接地電極５４が中心電極５５の周囲を取り囲む円筒壁状に形成された沿面放電プラグ５６を用いても良い。勿論、これ以外の種々の形状の点火プラグを用いても良いことは言うまでもない。
【００４５】
ところで、図７（ａ）に示すように、中心電極３６の軸方向先端面と接地電極３７の先端部との間で軸方向に火花放電が発生する一般的な点火プラグ２７では、点火プラグ２７の使用期間が長くなるに従って、点火プラグ２７の中心電極３６の外周面に絶縁物デポジットが徐々に付着し、最終的には、図８（ａ）に示すように、中心電極３６の軸方向先端面（放電面）を除く外周面全体が絶縁物デポジットで覆われて、中心電極３６の露出面積が極端に少なくなることがある。このようになると、中心電極３６に流れるイオン電流が減少して、イオン電流検出回路３５の出力（イオン電流出力）が低下してしまう。
【００４６】
ちなみに、図９は、点火プラグの中心電極への絶縁物デポジットの付着によるイオン電流出力劣化特性の一例を示している。図７（ａ）の一般的構造のＮｉ点火プラグ、Ｐｔ点火プラグでは、使用期間が長くなるに従って、中心電極の外周面への絶縁物デポジットの付着割合が増加して、中心電極の露出面積が少なくなり、イオン電流出力が低下する。
【００４７】
これに対し、図７（ｂ）の多極プラグ５３では、中心電極５２への絶縁物デポジットの付着によるイオン電流出力の低下はほとんど見られない（図９参照）。つまり、多極プラグ５３では、２本以上の接地電極５１の先端部が中心電極５２の外周面に対向し、中心電極５２の外周面に向かって側方から火花放電が発生するため、図８（ｂ）に示すように、放電エネルギによって中心電極５２の外周面が清浄化されて、絶縁物デポジットの付着が少ない。従って、多極プラグ５３を用いれば、絶縁物デポジットの付着によるイオン電流出力の低下を防ぐことができ、長期間に亘って出力割合の演算精度を良好に維持できる。
【００４８】
同様に、図７（ｃ）の沿面放電プラグ５６を用いても、中心電極５５の外周面に向かって側方から火花放電が発生するため、その放電エネルギによって中心電極５２の外周面を清浄化できて、絶縁物デポジットの付着によるイオン電流出力の低下を防ぐことができる。
【００４９】
ところで、図１０に示すように、点火プラグの種類によってイオン電流検出特性が変化する。従って、イオン電流検出特性の異なる異種の点火プラグに付け替えた場合や、点火プラグが劣化している場合に、同じ判定基準値を用いると、診断精度が低下するおそれがある。
【００５０】
そこで、図１１乃至図１４に示す本発明の実施形態（２）では、各気筒毎に判定基準値を補正し、各気筒毎に最適な判定基準値で燃焼状態を精度良く診断できるようにしている。以下、本実施形態（２）の診断方法について説明する。まず、各気筒毎にイオン電流出力Ｉ'#1 〜Ｉ'#63の平均値Ｘ# と標準偏差σ# （ #は気筒番号）を前記実施形態（１）と同じ方法で求める。
【００５１】
この後、図１１の判定基準値補正係数演算プログラムを実行する。本プログラムでは、まずステップ４０１で、各気筒毎にイオン電流出力Ｉ'#1 〜Ｉ'#63の平均値Ｘ# と標準偏差σ# を読み込む。この後、ステップ４０２で、第２の判定基準値Ｉ'#J2を次式により求める。
Ｉ'#J2＝Ｘ# −４σ#
この第２の判定基準値Ｉ'#J2は、４σ点であるが、５σ点（Ｘ# −５σ# ）、６σ点（Ｘ# −６σ# ）、…、ｎσ点（Ｘ# −ｎσ# ）としても良い。
【００５２】
そして、次のステップ４０３で、第２の判定基準値Ｉ'#J2と、予め設定された第１の判定基準値Ｉ'#J1との比ｋo を算出する（ｋo ＝Ｉ'#J2／Ｉ'#J1）。これらの判定基準値Ｉ'#J1，Ｉ'#J2の関係を図１２に示す。
【００５３】
そして、次のステップ４０４で、ｋo が１（これ以外の数値でも可）よりも大きいか否か（つまり第２の判定基準値Ｉ'#J2が第１の判定基準値Ｉ'#J1よりも大きいか否か）を判定し、ｋo ≦１の場合（第２の判定基準値Ｉ'#J2が第１の判定基準値Ｉ'#J1以下の場合）には、図１２に示すように、異種プラグ装着時又はプラグ特性劣化時のイオン電流出力分布と推定されるため、ステップ４０５に進み、点火プラグ異常の仮フラグＫＦＰを点火プラグ異常検出を意味する「１」にセットした後、ステップ４０６で、燃焼状態の診断を禁止して、本プログラムを終了する。このステップ４０６の処理が特許請求の範囲でいう診断禁止手段として機能する。
【００５４】
一方、ｋo ＞１の場合（第２の判定基準値Ｉ'#J2が第１の判定基準値Ｉ'#J1よりも大きい場合）には、図１２に示すように、通常のイオン電流出力分布と推定されるため、ステップ４０４からステップ４０７に進み、ｋo ＞１．５（これ以外の数値でも可）であるか否かを判定する。もし、ｋo ≦１．５の場合、つまり第２の判定基準値Ｉ'#J2と第１の判定基準値Ｉ'#J1との差が比較的少ない場合には、標準偏差σ# が小さく、安定したイオン電流出力が得られているので、ステップ４１０に進み、補正係数ｋ# を「１」に設定する（つまり燃焼状態の判定基準値を補正しない）。
【００５５】
一方、ｋo ＞１．５の場合、つまり、第２の判定基準値Ｉ'#J2と第１の判定基準値Ｉ'#J1との差が比較的大きい場合には、標準偏差σ# が大きく、燃焼状態の判定基準値を補正する必要があるので、ステップ４０８に進み、ｋo に重み付け係数ｋ3 を乗算して、補正係数ｋ# を算出する（ｋ# ＝ｋo ×ｋ3 ）。ここで、重み付け係数ｋ3 は、０＜ｋ3 ＜１の範囲（通常はｋ3 ＝０．５）に設定される。この重み付け係数ｋ3 は、次のステップ４０９で、最新の補正係数ｋ# に応じて更新される。
【００５６】
以上説明した図１１の判定基準値補正係数演算プログラムは、各気筒毎に実行され、各気筒毎に補正係数ｋ# が算出される。
【００５７】
尚、図１３に示すように、エンジン回転数Ｎｅと吸気管圧力Ｐｍとをパラメータとする補正係数ｋ# の運転条件マップを予め設定しておき、現在のエンジン回転数Ｎｅと吸気管圧力Ｐｍに応じて、図１３の運転条件マップにより、ｋ# ＝１とするか、ｋ# ＝ｋo ×ｋ3 とするかを判別するようにしても良い。
【００５８】
一方、図１４に示す失火判定プログラムは、各気筒毎に実行され、各気筒毎に着火／失火の判定が次のようにして行われる。まず、ステップ５０１で、吸気管圧力Ｐｍとエンジン回転数Ｎｅと気筒番号＃を読み込んだ後、ステップ５０２で補正係数ｋ# と第１の判定基準値Ｉ'#J1を読み込む。次のステップ５０３で、イオン電流出力Ｉ'#i を読み込んだ後、ステップ５０４で、燃焼状態の判定基準値（Ｉ'#J1×ｋ# ）を算出して、この判定基準値（Ｉ'#J1×ｋ# ）とイオン電流出力Ｉ'#i とを比較し、Ｉ'#i ＞Ｉ'#J1×ｋであれば、ステップ５０５に進み、着火と判定して、燃焼フラグＦＮを着火を意味する「０」にリセットする。
もし、Ｉ'#i ≦Ｉ'#J1×ｋであれば、ステップ５０６に進み、失火と判定して燃焼フラグＦＮを失火を意味する「１」にセットする。
【００５９】
以上説明した実施形態（２）では、イオン電流出力Ｉ'#i の平均値Ｘ# と標準偏差σ# は、補正係数ｋ# を算出するのに用いられ、この補正係数ｋ# によって燃焼状態の判定基準値（Ｉ'#J1×ｋ# ）が補正される。これにより、本実施形態（２）においても、イオン電流出力Ｉ'#i の平均値Ｘ# と標準偏差σ# とを利用して失火／着火を精度良く判定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）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
【図２】出力分布評価プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】平均値・標準偏差算出プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図４】異常仮フラグセット／リセットプログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図５】Ｘ，σマップを概念的に示す図
【図６】異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図７】（ａ）は一般の点火プラグの発火部形状を示す拡大正面図、（ｂ）は多極プラグの発火部形状を示す拡大正面図、（ｃ）は沿面放電プラグの発火部形状を示す拡大斜視図
【図８】（ａ）は一般の点火プラグの中心電極への絶縁物デポジットの付着状態を示す拡大斜視図、（ｂ）は多極プラグの中心電極への絶縁物デポジットの付着状態を示す拡大斜視図
【図９】多極プラグ、Ｎｉプラグ、Ｐｔプラグについて中心電極への絶縁物デポジットの付着によるイオン電流出力劣化特性を示す図
【図１０】多極プラグ、Ｎｉプラグ、Ｐｔプラグについてイオン電流出力の対数正規分布を示す図
【図１１】本発明の実施形態（２）で用いる判定基準値補正係数演算プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１２】異種プラグ装着時又はプラグ特性劣化時のイオン電流出力分布と、通常のイオン電流出力分布とを対比して示す図
【図１３】補正係数ｋ# の運転条件マップを概念的に示す図
【図１４】失火判定プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
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、３５…イオン電流検出回路（イオン電流検出手段）、３６…中心電極、３７…接地電極、３８…ノイズマスク、３９…ピークホールド回路、４１…マイクロコンピュータ（出力分布評価手段，点火プラグ診断手段，燃焼状態診断手段，診断禁止手段）、５１…接地電極、５２…中心電極、５３…多極プラグ、５４…接地電極、５５…中心電極、５６…沿面放電プラグ。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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