(57)【要約】【課題】ノッキングの発生を抑制する点火時期制御の機能を有しない内燃機関に対して、コストの上昇を抑えつつノッキングの発生を抑制する点火時期制御を可能にする点火時期制御装置を提供する。【解決手段】  点火時期制御装置３１は、点火時期調整装置４３において、基準点火時期を演算するとともにノッキング信号を用いて基準点火時期を調整するため、ノッキング信号に応じて適切な点火時期となるように点火時期を調整（例えば遅角等の補正）することができる。点火時期調整装置４３がエンジン回転数センサ２７からの検出信号を用いて基準点火時期を演算することから、基準点火時期を演算するための制御装置を点火時期調整装置４３とは別に設ける必要がなくなり、制御装置の増加を抑制できるため、製造コストの上昇を抑えることができる。【選択図】 図１
2015229992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出装置と、
前記ノッキング検出装置から得られる前記ノッキングの状態を示すノッキング信号と、前記内燃機関の回転状態に関する信号と、を少なくとも用いて、前記内燃機関の点火時期を調整する点火時期調整装置と、
を備え、
前記点火時期調整装置は、
前記内燃機関の回転状態に関する信号を少なくとも用いて基準点火時期を演算する基準点火時期演算部と、
前記基準点火時期を基準として、前記ノッキング信号を少なくとも用いて前記内燃機関の点火時期を変更する点火時期変更部と、
を備えており、
前記ノッキング検出装置と前記点火時期調整装置とが、電気的に接続されているとともに、一体に構成されていること、
を特徴とする点火時期制御装置。
【請求項２】
前記点火時期変更部は、前記ノッキング信号を少なくとも用いて前記内燃機関の点火時期を変更するにあたり、前記基準点火時期を基準として遅角側の領域内にて前記内燃機関の点火時期を変更すること、
を特徴とする請求項１に記載の点火時期制御装置。
【請求項３】
前記ノッキング検出装置および前記点火時期調整装置のうち少なくとも一方の異常状態を検出する異常検出部と、
前記異常検出部にて異常状態が検出されたか否かを判定し、異常状態が検出されない場合には、前記点火時期変更部で得られた変更後の点火時期を前記内燃機関の点火時期に設定し、異常状態が検出された場合には、前記内燃機関の破損を抑制するための安全点火時期を当該内燃機関の点火時期に設定する調整切替部と、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（エンジン）のノッキングの状態によって点火時期を制御する点火時期制御装置に関し、例えば小型船舶、小型発電機、芝刈機等に使用される汎用エンジン、２輪車用のエンジン、各種の建設機械に用いられるエンジン等に適用可能な点火時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのノッキングを防止して好適にエンジンの動作を制御する技術として、エンジンにノッキングセンサを取り付け、ノッキングセンサの出力に基づいて点火時期を制御する点火時期制御が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この点火時期制御とは、ノッキングセンサによってノッキングが検出されなければ段階的に点火時期を進角させ、ノッキングが検出された場合には、点火時期を遅角させることによって、ノッキングの発生を防止しつつ、エンジンの出力を最大限に発揮させようとする制御である。
【０００４】
上述したノッキングセンサの出力を利用した点火時期制御は、４輪の自動車には一般的である。しかし、例えば小型発電機等の汎用エンジンや２輪車用エンジンの様な構成がシンプルなエンジンにおいては、エンジン回転数等のエンジン制御を行う電子制御装置は使用されているものの、通常、ノッキングセンサは使用されておらず、そのためノッキングを防止するための点火時期制御は行われていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１５１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年では、汎用エンジンや２輪車用エンジンなどの構造がシンプルなエンジンにおいても、燃費と出力の最適化のために、精密な点火制御が求められている。
この対策としては、ノッキングセンサを搭載して、ノッキングが検出されたか否かに応じて、上述のような点火時期制御を行うことが考えられるが、下記のような問題がある。
【０００７】
つまり、現状の汎用エンジンや２輪車用エンジンなどに、ノッキングセンサを取り付けて点火時期制御を行う場合には、従来のエンジン制御を行う電子制御装置に対して、点火時期制御を行うための制御装置を追加設置することになるため、製造コストが上昇するという問題があった。
【０００８】
例えば、基準となる点火時期を演算する電子制御装置と、ノッキングセンサの出力に応じて点火時期を制御する制御装置とを別々に備える場合には、演算処理を行うためのマイクロコンピュータ（マイコン）をそれぞれの制御装置に備える必要があり、マイコンの個数の増加に伴い製造コストが上昇するという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ノッキングの発生を抑制する点火時期制御の機能を有しない内燃機関に対して、コストの上昇を抑えつつノッキングの発生を抑制する点火時期制御を可能にする点火時期制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における第１の局面の点火時期制御装置は、内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出装置と、ノッキング検出装置から得られるノッキングの状態を示すノッキング信号と、内燃機関の回転状態に関する信号と、を少なくとも用いて、内燃機関の点火時期を調整する点火時期調整装置と、を備える。
【００１１】
点火時期調整装置は、内燃機関の回転状態に関する信号を少なくとも用いて基準点火時期を演算する基準点火時期演算部と、基準点火時期を基準としてノッキング信号を少なくとも用いて内燃機関の点火時期を変更する点火時期変更部と、を備えている。
【００１２】
ノッキング検出装置と点火時期調整装置とは、電気的に接続されているとともに、一体に構成されている。
このような構成の点火時期制御装置は、点火時期調整装置において、基準点火時期を演算するとともにノッキング信号を用いて点火時期を変更するため、ノッキング信号に応じて適切な点火時期となるように点火時期を調整（例えば進角や遅角等の補正）することができる。
【００１３】
このとき、点火時期調整装置の基準点火時期演算部が内燃機関の回転状態に関する信号を少なくとも用いて基準点火時期を演算することから、基準点火時期を演算するための制御装置を点火時期調整装置とは別に設ける必要がなくなり、製造コストの上昇を抑えることができる。
【００１４】
また、ノッキング検出装置と点火時期調整装置とが電気的に接続されているとともに一体に構成されていることから、点火時期調整装置は、ノッキング信号をノッキング検出装置から確実に受け取ることができる。
【００１５】
よって、本発明の点火時期制御装置によれば、ノッキングの発生を抑制する点火時期制御の機能を有しない内燃機関に対して、コストの上昇を抑えつつノッキングの発生を抑制する点火時期制御が可能になる。
【００１６】
なお、基準点火時期演算部は、内燃機関の回転数に関する信号のみならず、吸気管圧力に関する信号や冷却水温度に関する信号など他の情報をさらに用いて、基準点火時期を演算しても良い。
【００１７】
次に、上述の点火時期制御装置においては、点火時期変更部は、ノッキング信号を少なくとも用いて内燃機関の点火時期を変更するにあたり、基準点火時期を基準として遅角側の領域内にて内燃機関の点火時期を変更してもよい。
【００１８】
このような構成の点火時期制御装置は、例えば、内燃機関の最大出力が得られる点火時期（いわゆるＭＢＴ：Minimum Advance for Best Torque ）を基準点火時期として設定する場合には、ノッキング発生時には一定期間にわたり点火時期を遅角させることによって、より簡易なシステム構成で、内燃機関の点火時期を最適化制御することが可能となる。
【００１９】
基準点火時期に対して点火時期を進角させる場合には、イグナイタなどに対する点火信号の出力タイミングを早期化することになるため、ノッキング検出直後の点火時期では点火時期の進角が間に合わずに、１燃焼サイクル遅れた点火時期で進角が反映される場合がある。これに対して、基準点火時期に対して点火時期を近くさせる場合には、イグナイタなどに対する点火信号の出力タイミングを遅らせることになるため、ノッキング検出直後の点火時期で点火時期を遅角できる可能性が高くなる。
【００２０】
つまり、基準点火時期を演算した後、次の燃焼サイクルまで待つことなく内燃機関の点火時期を速やかに調整できる可能が高まるため、内燃機関の運転状態が急変した場合でも、適切に点火時期を調節できる。これによって、例えばドライバビリティや点火性能など内燃機関の性能を向上させることができる。
【００２１】
なお、ＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque ）を基準点火時期として設定する場合には、基準点火時期を基準とした遅角側の領域としては、例えば、ＭＢＴを起点としてＭＢＴから＋１０°ＣＡまでの範囲が挙げられる。
【００２２】
次に、上述の点火時期制御装置においては、ノッキング検出装置および点火時期調整装置のうち少なくとも一方の異常状態を検出する異常検出部を備えても良い。そして、異常検出部にて異常状態が検出されたか否かを判定し、異常状態が検出されない場合には、点火時期変更部で得られた変更後の点火時期を内燃機関の点火時期に設定し、異常状態が検出された場合には、内燃機関の破損を抑制するための安全点火時期を内燃機関の点火時期に設定する調整切替部を備えても良い。
【００２３】
この点火時期制御装置は、ノッキング検出装置および点火時期調整装置のうち少なくとも一方の異常状態が検出されたか否かによって、点火時期変更部で得られた変更後の点火時期を内燃機関の点火時期に設定するか、内燃機関の破損を抑制するための安全点火時期を内燃機関の点火時期に設定するかを切り替えることができる。
【００２４】
なお、安全点火時期は、例えば、基準点火時期演算部で得られた基準点火時期をベースとしたフェールセーフ的な点火時期（基準点火時期あるいは基準点火時期より遅角側の時期）である。例えば、基準点火時期がＭＢＴよりも遅角側である場合には、基準点火時期を安全点火時期として用いることができる。また、基準点火時期がＭＢＴである場合には、「基準点火時期よりも遅角側の時期」を安全点火時期として用いることができる。
【００２５】
もし、ノッキング検出装置および点火時期調整装置のうち少なくとも一方が異常状態である場合、点火時期変更部により変更された点火時期ではなく、安全点火時期を内燃機関の点火時期として用いることで、内燃機関の破損を抑制しつつ内燃機関の運転を継続できる。
【００２６】
他方、この点火時期制御装置は、ノッキング検出装置および点火時期調整装置が異常状態ではない場合（正常状態である場合）には、点火時期変更部により変更された点火時期を用いることで、ノッキングの発生を抑制することができる。
【００２７】
よって、本発明の点火時期制御装置によれば、ノッキング検出装置または点火時期調整装置が異常状態である場合に、内燃機関の運転状態に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
なお、安全点火時期の一例としては、例えば、許容される最大遅角時期が挙げられる。あるいは、安全点火時期の他の例としては、例えば、基準点火時期と最大遅角時期との間において予め定められた点火時期が挙げられる。
【００２８】
また、安全点火時期は固定値に限られることはなく、変動値であってもよい。具体的には、調整切替部が、基準点火時期から最大遅角時期に向けて徐々に点火時期を遅角させるように内燃機関の点火時期を設定する態様が一例として挙げられる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の点火時期制御装置によれば、ノッキングの発生を抑制する点火時期制御の機能を有しない内燃機関に対して、コストの上昇を抑えつつノッキングの発生を抑制する点火時期制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１の点火時期制御装置が用いられる内燃機関のシステム構成を示す説明図である。
【図２】（ａ）は点火時期制御装置を一部破断して示す平面図、（ｂ）はその点火時期制御装置を一部破断して示す正面図である。
【図３】点火時期制御装置及びその周辺の装置を示す説明図である。
【図４】実施例１の点火時期制御装置及びその周辺の装置の電気的構成を示す説明図である。
【図５】実施例１におけるノッキングと点火時期の調整内容との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１における基準点火信号Ａと補正点火信号Ｂとの関係を示すタイミングチャートである。
【図７】点火時期調整装置で行われる基準点火時期演算処理を表すフローチャートである。
【図８】実施例１の点火時期調整装置で行われる補正点火時期算出処理を示すフローチャートである。
【図９】点火時期調整装置で行われるノッキング検出処理を示すフローチャートである。
【図１０】点火時期調整装置で行われる調整切替処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施例２の点火時期制御装置を含むシステム構成を示す説明図である。
【図１２】実施例２の点火時期調整装置で行われる基準点火時期演算処理を表すフローチャートである。
【図１３】実施例３における基準点火信号と補正点火信号と中心電極の電圧との関係を示す説明図である。
【図１４】実施例３における点火時期の進角や遅角による調整の状態を示すグラフである。
【図１５】実施例３の点火時期調整装置で行われる補正点火時期算出処理を示すフローチャートである。
【図１６】実施例４におけるノッキングと点火時期の調整内容との関係を示すグラフである。
【図１７】実施例５におけるノッキングと点火時期の調整内容との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下では、本発明を実施するための形態（実施例）について説明する。
尚、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
【００３２】
［１．実施例１］
［１−１．全体構成］
本実施例の点火時期制御装置は、汎用エンジンや２輪車用エンジンなどの各種のエンジン（内燃機関）に用いられるものであり、内燃機関のノッキングを防止するために、点火時期を制御する装置である。なお、以下では、４サイクルの２輪車用エンジンを例に挙げて説明する。
【００３３】
まず、本実施例の点火時期制御装置３１を備えた内燃機関１のシステム全体について説明する。
図１に示す様に、内燃機関（エンジン）１は、エンジン本体３と、エンジン本体３に空気を導入する吸気管５と、吸気管５へ取り込まれる吸入空気を濾過するエアクリーナ７と、スロットルレバー（あるいは、アクセルペダル）に連動して開度が変動することで吸入空気量を調整するスロットルバルブ９と、スロットルバルブ９の開度を検出するスロットル開度センサ１１と、吸気管５の内部に燃料を供給するキャブレタ１４と、燃焼室１３内に空気を導入する吸気マニホールド１５と、エンジン本体３から（燃焼後の）空気を排出する排気マニホールド１９などを備えている。
【００３４】
キャブレタ１４は、吸気管５を細経に形成してなるマニホールドに発生する負圧を利用して燃料を吸気管５に供給するように構成されている。
また、エンジン本体３のシリンダヘッド２３には、点火プラグ２５が取り付けられ、エンジン本体３には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２７が取り付けられている。
【００３５】
なお、エンジン回転数センサ２７は、例えば、内燃機関のクランク軸の回転位置が特定のクランク角度となる場合に、ハイレベルの検出信号を出力し、内燃機関のクランク軸の回転位置が特定のクランク角度ではない場合に、ローレベルの検出信号を出力するよう構成されている。つまり、エンジン回転数センサ２７の検出信号がハイレベルとなる時期の時間間隔からエンジン回転数を演算することもできる。
【００３６】
更に、エンジン本体３には、点火時期制御装置３１が取り付けられている。この点火時期制御装置３１には、イグナイタ３３が接続され、イグナイタ３３には点火コイル３５が接続され、点火コイル３５は点火プラグ２５に接続されている。つまり、点火時期制御装置３１の出力ポート（図示せず）には、イグナイタ３３が接続されている。
【００３７】
また、点火時期制御装置３１は、エンジン本体３等の運転状態（例えばエンジン回転数に基づく点火時期制御など）を総合的に制御するための制御処理を実行する。点火時期制御装置３１は、後述する点火時期調整装置４３を備えており、点火時期調整装置４３は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ等を有するマイコンを備えた電子制御装置（ＥＣＵ）である。
【００３８】
点火時期制御装置３１の入力ポート（図示せず）には、スロットル開度センサ１１、エンジン回転数センサ２７が接続されており、これらの各機器からの信号（センサ信号等）が入力ポートに入力される。
【００３９】
［１−２．点火時期制御装置］
次に、本実施例の点火時期制御装置３１について説明する。
図２（ａ）および図２（ｂ）に示す様に、本実施例の点火時期制御装置３１は、ノッキング検出装置４１と点火時期調整装置４３とが、接続ケーブル４５を介して、電気的及び機械的に分離不可能に一体に構成されたものである。
【００４０】
ノッキング検出装置４１は、周知の圧電素子６５を用いた非共振型ノッキングセンサであり、主体金具４７の軸孔４７ａに取付用ボルト（図示せず）が挿入される構造を有し、取付用ボルトによってエンジン本体３のシリンダブロック４９（図１参照）に固定されるものである。
【００４１】
詳しくは、ノッキング検出装置４１は、ほぼ全体が樹脂成形体５１によってモールドさており、略円筒形状の本体部５３と、本体部５３の側面から突出する略直方体形状のコネクタ部５５と、を備えている。
【００４２】
このうち、本体部５３は、円筒形状の筒状部５７とその一端側（図２（ｂ）の下方）に設けられた環状の鍔部５９とを備える主体金具４７を有している。筒状部５７には、鍔部５９側から、環状の第１絶縁板６１、環状の第１電極板６３、環状の圧電素子６５、環状の第２電極板６７、環状の第２絶縁板６９、環状のウエイト７１、環状の皿バネ７３、環状のナット７５が配置されている。また、第１電極板６３と第２電極板６７とには、両電極板６３、６７間に発生した出力信号を取り出すための第１出力端子８１と第２出力端子８３とが、それぞれ接続されている。
【００４３】
点火時期調整装置４３は、点火時期を調整する制御装置であり、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ等を有するマイコン（図示せず）を備えた電子制御装置である。
接続ケーブル４５は、内部に第１出力端子８１と第２出力端子８３とに接続された各電気配線（図示せず）が設けられているケーブルであり、この接続ケーブル４５の両端には、両電気配線と接続された第１コネクタ８５と第２コネクタ８７とが設けられている。
【００４４】
つまり、第１コネクタ８５は、ノッキング検出装置４１のコネクタ部５５の開口部５５ａに嵌め込まれるとともに、各電気配線が第１出力端子８１、第２出力端子８３に接続されている。また、第２コネクタ８７は、点火時期調整装置４３の凹状のコネクタ部８９に嵌め込まれるとともに、各電気配線が、点火時期調整装置４３内の内部配線（図示せず）と接続されている。
【００４５】
特に本実施例では、接続ケーブル４５の第１コネクタ８５は、ノッキング検出装置４１のコネクタ部５５に嵌め込まれるとともに、接着剤によって固定されて分離不可能に一体に構成されている。同様に、接続ケーブル４５の第２コネクタ８７は、点火時期調整装置４３のコネクタ部８９に嵌め込まれるとともに、接着剤によって固定されて分離不可能に一体に構成されている。
【００４６】
［１−３．点火時期制御装置に関する電気的構成］
次に、点火時期制御装置３１に関する電気的構成などについて説明する。
図３に示す様に、点火時期制御装置３１の点火時期調整装置４３は、バッテリ９１から電力の供給を受けて作動するものである。よって、点火時期調整装置４３の接続端子には、バッテリ９１からの電力を受けるための一対の電源端子（図示省略）が設けられている。
【００４７】
また、点火時期調整装置４３は、リード線（信号線）９７ａ，９７ｂを介して、スロットル開度センサ１１、エンジン回転数センサ２７と、着脱可能に接続されている。なお、リード線９７ａ，９７ｂは、点火時期調整装置４３および各センサの両方に対して着脱可能に構成されている。
【００４８】
点火時期調整装置４３は、スロットル開度センサ１１、エンジン回転数センサ２７のそれぞれから、リード線９７ａ，９７ｂを介して検出信号を受信するための受信用端子（図示省略）を備えている。
【００４９】
更に、点火時期調整装置４３は、リード線１０５を介して、イグナイタ３３と接続されており、点火コイル３５を作動させるため信号（後述する補正点火信号Ｂ）をイグナイタ３３に対して出力するための点火用端子（図示省略）を備えている。
【００５０】
詳しくは、図４に示す様に、点火コイル３５は、一次巻線３５ａと二次巻線３５ｂとを備えている。一次巻線３５ａの一端には、バッテリ９１の正極が接続され、他端には、（イグナイタ３３の）ｎｐｎ型のパワートランジスタ３３ａのコレクタが接続されている。このパワートランジスタ３３ａは、一次巻線３５ａへの通電・非通電を切り替えるスイッチング素子である。なお、パワートランジスタ３３ａのエミッタは、バッテリ９１の負極と同電位のグランドに接地されている。
【００５１】
イグナイタ３３は、パワートランジスタ３３ａで構成されるものに限定されず、ＩＧＢＴやＦＥＴ等を用いてもよい。また、イグナイタ３３は、点火時期制御装置３１（点火時期調整装置４３）と別体に備えられる構成に限られることはなく、点火時期制御装置３１（点火時期調整装置４３）に内蔵される構成であっても良い。
【００５２】
一方、二次巻線３５ｂの一端は、バッテリ９１の負極と同電位のグランドに接地され、他端は、点火プラグ２５の中心電極２５ａに接続されている。なお、点火プラグ２５の接地電極２５ｂは、バッテリ９１の負極と同電位のグランドに接地されている。
【００５３】
また、本実施例では、点火時期調整装置４３から、パワートランジスタ３３ａのベースに対して補正点火信号Ｂが出力される。この補正点火信号Ｂに基づいて、パワートランジスタ３３ａがスイッチング動作を行って、点火コイル３５の一次巻線３５ａへの通電・非通電が切り替えられる。
【００５４】
更に、点火時期調整装置４３は、点火時期調整装置４３での異常の有無を診断するＯＢＤシステム４４を備える。
ＯＢＤシステム４４は、点火時期調整装置４３での短絡異常、断線異常などの有無を診断する。ＯＢＤシステム４４は、さらに、ノッキング検出装置４１での異常の有無についても診断する。具体的には、ＯＢＤシステム４４は、ノッキング検出装置４１での短絡（ショート）異常、断線異常、劣化異常、ゆるみ異常などの少なくとも１つの異常の有無を診断する。
【００５５】
なお、ＯＢＤシステム４４による異常の有無の診断方法としては、公知の手法（例えば、特開昭５８−０１１８２４号公報、特開平７−３０５６４９号公報などに記載の手法）を用いることができる。
【００５６】
また、点火時期調整装置４３は、ＯＢＤシステム４４での診断により検出された異常状態に関する情報を記憶する異常情報記憶メモリ４６を備える。
異常情報記憶メモリ４６は、検出した異常の種類（短絡異常、断線異常、劣化異常、ゆるみ異常など）、異常の発生箇所（点火時期調整装置４３、ノッキング検出装置４１）、異常検出回数などの情報を記憶する。
【００５７】
異常情報記憶メモリ４６は、不揮発性の記憶媒体で構成されており、点火時期調整装置４３が停止された後も、異常状態に関する情報を記憶することが可能である。
［１−４．点火時期制御の基本的な動作］
次に、上述した点火時期制御装置３１を用いた点火時期制御の基本的な動作について説明する。
【００５８】
点火時期制御装置３１の点火時期調整装置４３では、点火時期制御を行うにあたり、まず、エンジン回転数などを用いて、点火時期の基準となる基準点火時期を演算する。
特に本実施例では、図５に示すように、基準点火時期（基準点火信号タイミング）は、従来のような最大進角値よりも十分にマージンをとって遅角させた点火時期ではなく、例えばトルクが最大となる点火時期に対応した最大進角値を示すものである。
【００５９】
ここで最大進角値としては、例えばエンジン１の点火時期として最適化され、かつ、運転性能に影響を与えない点火時期を採用できる。基準点火時期を示す信号は、図６における基準点火信号Ａに相当する。
【００６０】
点火時期調整装置４３では、基準点火時期の演算とは別に、ノッキング検出装置４１からの信号（ノッキング信号）を受信し、そのノッキング信号に基づいて、ノッキングの発生の有無を検出する。例えば、ノッキング信号のピーク値の大きさに基づいて、ノッキングの有無を判定する。
【００６１】
そして、点火時期調整装置４３では、ノッキングの発生状態等に応じて、基準点火時期を調整（補正）して、補正点火時期を決定する。なお、この補正点火時期を示す信号は、図６における補正点火信号Ｂに相当する。
【００６２】
具体的には、図５に示す様に、所定期間毎（各燃焼サイクル毎）に、ノッキングが発生したか否かを判定し、ノッキングが発生したと判定された場合には、所定期間毎に、点火時期を最大遅角量（例えば最大進角値に対して＋５°ＣＡ）に至るまで、所定の遅角量（例えば＋１°ＣＡ）ずつ徐々に遅角させる。即ち、補正点火時期を示す補正点火信号Ｂを設定する。あるいは、後述する図１６に示すように、ノッキングが発生したと判定された場合には、一気に最大遅角量（例えば、＋５°ＣＡ）まで補正する手法を採用することもできる。
【００６３】
詳しくは、図６に示すように、今回の基準点火時期から次回の基準点火時期までの期間中に、ノッキング信号を検出し（後述するノック検知ウィンドウＫＮＷを設定して検出し）、そのノッキング信号に基づいてノッキングが発生したか否かを判定し、その判定結果を次回の基準点火時期の調整（補正）に使用する。
【００６４】
具体的には、同図の右端に示すように、ノッキングが発生している場合、即ち、後述するノック検知フラグＫＮＳが１の場合には、ノッキング検出直後の点火時期に、基準点火時期を基準として所定量遅角させることで得られる補正点火時期を設定することが可能となる。
【００６５】
これによって、ノッキング検出直後の点火時期について、基準点火時期に対応する基準点火信号Ａではなく、基準点火時期に対して所定の遅角量だけ遅角された補正点火時期を示す補正点火信号Ｂを、点火時期調整装置４３からイグナイタ３３に対して出力することが可能となる。
【００６６】
一方、ノッキングが発生していないと判定された場合には、図５に示すように、点火時期を基準点火時期（最大進角値）に一気に戻すように、補正点火時期を設定する。
従って、本実施例では、点火時期の調整は、最大進角値を基準として遅角側の領域（最大進角値を含む領域）で常に行われるので、補正点火時期が基準点火時期より進角側に調整（補正）されることはない。
【００６７】
なお、エンジン起動時や加速時等の運転過渡期といった場合などにおいて、エンジン回転数の変動が所定以上に大きな場合（例えば上述した基準点火時期の設定でも好適に制御しにくいような場合）には、ノッキング検出の有無に関わらず、ノッキングを抑制するために強制的に基準点火時期を遅角させる補正を行ってもよい。
【００６８】
上述のように補正点火時期が決定されると、図４に示す様に、点火時期調整装置４３から、イグナイタ３３に対して、補正点火信号Ｂが出力される。
イグナイタ３３では、パワートランジスタ３３ａのベースに、補正点火信号Ｂが与えられると、この補正点火信号Ｂのオン・オフに応じてスイッチング動作が行われる。
【００６９】
詳しくは、補正点火信号Ｂがオフ（ローレベル：一般にグランド電位）である場合には、ベース電流が流れずパワートランジスタ３３ａはオフ状態（遮断状態）となり、一次巻線３５ａに電流（一次電流ｉ１）が流れることはない。また、補正点火信号Ｂがオン（ハイレベル：点火時期調整装置４３からの正の電圧が供給される状態）である場合には、ベース電流が流れてパワートランジスタ３３ａはオン状態（通電状態）となり、一次巻線３５ａに電流（一次電流ｉ１）が流れる。この一次巻線３５ａへの通電により、点火コイル３５に磁束エネルギーが蓄積される。
【００７０】
また、補正点火信号Ｂがハイレベルであり一次巻線３５ａに一次電流ｉ１が流れている状態で、補正点火信号Ｂがローレベルになると、パワートランジスタ３３ａがオフ状態となり、一次巻線３５ａへの一次電流ｉ１の通電が遮断（停止）される。すると、点火コイル３５における磁束密度が急激に変化して、二次巻線３５ｂに点火用電圧が発生し、これが点火プラグ２５に印加されることで、点火プラグ２５の中心電極２５ａと接地電極２５ｂとの間に火花放電が発生する。このときに二次巻線３５ｂに流れる電流が二次電流ｉ２である。
【００７１】
なお、上述した基準点火信号Ａ及び補正点火信号Ｂには、ローレベルからハイレベルになるタイミングと、ハイレベルからローレベルになるタイミングとの情報が含まれている。このうち、ハイレベルからローレベルになるタイミングは、所望の点火時期（発火する時期）である。また、ハイレベルの期間は、必要な磁束エネルギーが蓄積されるように所定の期間が設定される。
【００７２】
［１−５．点火時期調整装置にて行われる処理］
次に、点火時期調整装置４３にて行われる処理について説明する。
点火時期制御装置３１の点火時期調整装置４３では、点火時期制御を行うにあたり、まず、エンジン回転数などを用いて、点火時期の基準となる基準点火時期を演算して、その後、ノッキングの発生状態等に応じて基準点火時期を調整（補正）して補正点火時期を決定する、という手順で点火時期制御を行う。
【００７３】
まず、点火時期調整装置４３で実行される基準点火時期演算処理について説明する。
図７に、基準点火時期演算処理の処理内容を表したフローチャートを示す。なお、本処理は、エンジン１の始動により起動され、エンジン１の運転が継続している間は、繰り返し実行される。
【００７４】
基準点火時期演算処理が起動されると、まず、ステップ（Ｓ）１０では、エンジン回転数、スロットル開度をそれぞれ取得する。つまり、エンジン回転数センサ２７からの検出信号に基づいてエンジン回転数を取得し、スロットル開度センサ１１からの検出信号に基づいてスロットル開度を取得する。
【００７５】
なお、エンジン回転数センサ２７からの検出信号に基づいてエンジン回転数を取得するためには、エンジン回転数センサ２７からの検出信号に基づいて、同一クランク角度を示すタイミングの発生間隔からエンジン回転数を演算すればよい。
【００７６】
次に、ステップ２０では、ステップ１０にて取得したエンジン回転数、スロットル開度を用いて、最適な点火時期（点火進角）を演算する。なお、点火時期調整装置４３のＲＯＭには、エンジン回転数、スロットル開度に対する点火時期（点火進角）の対応関係を表したマップ（あるいは、演算式やテーブルなど）が予め記憶されている。ステップ２０では、このマップを用いて、ステップ１０で取得したエンジン回転数、スロットル開度に対応する点火時期（点火進角）を演算して、演算結果を基準点火時期（基準点火進角）として設定する。
【００７７】
なお、本実施例では、ステップ２０で用いるマップとして、エンジン回転数、スロットル開度に対応するＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque ）を基準点火時期として演算するマップを用いている。ＭＢＴは、内燃機関のトルクが最大となる点火時期である。
【００７８】
ステップ２０での処理が完了すると、基準点火時期演算処理が一旦終了する。
この後、上述のように、エンジン１の運転が継続している間は、基準点火時期演算処理が繰り返し実行される。
【００７９】
次に、点火時期調整装置４３で実行される補正点火時期算出処理について説明する。
本処理は、ノッキングの有無に応じて、基準点火時期を調整（補正）して補正点火時期を演算する処理である。本処理は、基準点火時期演算処理と並行して実行される。
【００８０】
図８のフローチャートに示す様に、ステップ（Ｓ）１００では、タイマー記憶変数Ｎをリセット（０に設定）する。
続くステップ１１０では、回転数格納／ノックウィンドウ（Window）変数Ｓをリセットする。この回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓとは、ステップ２４０にてエンジン回転数（ＲＰＮ（Ｓ））を順次記憶させていったときの時系列を示す変数、かつ、ステップ２５０にてノッキングを検出するノック検知ウィンドウ（ＫＮＷ（Ｓ））の値を順次記憶させていったときの時系列を示す変数である。
【００８１】
続くステップ１２０では、タイマーＴの初期値Ｔ（０）を０に設定する。
続くステップ１３０では、ノック検知ウィンドウＫＮＷの初期値ＫＮＷ（０）を０に設定する。このノック検知ウィンドウＫＮＷとは、ノッキングの発生する可能性のある領域（所定の回転角の区間）を示すものであり、点火時期を起点に設定される特定の期間に相当し、ノッキング信号の解析区間に相当するものである。
【００８２】
続くステップ１４０では、基準点火時期演算処理で演算された基準点火時期ＴＩＧＩＮを取得し、基準点火時期ＴＩＧＩＮを補正点火時期ＴＩＧとして設定する。なお、ここでの補正点火時期ＴＩＧの値は、まだ補正が行われていない値である。
【００８３】
続くステップ１５０では、時間間隔測定タイマーＴ１をリセットする。
続くステップ１６０では、１燃焼サイクルが完了したか否かを判定する。内燃機関１は４サイクルエンジンであることから、１燃焼サイクルの期間中にエンジン回転数センサ２７からハイレベルの検出信号が２回入力される。このため、例えば、エンジン回転数センサ２７からのハイレベルの検出信号が２回入力される毎に、１燃焼サイクルが完了したと判定することができる。ここで肯定判断されるとステップ１７０に進み、一方否定判断されると待機する。
【００８４】
ステップ１７０では、１燃焼サイクルが完了した時点からの経過時間を計測するために、時間間隔測定タイマーＴ１をスタートする。
続くステップ１８０では、ステップ１６０と同様に、１燃焼サイクルが完了したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１９０に進み、否定判断されると肯定判断されるまで待機する。
【００８５】
ステップ１９０では、ステップ１８０で１燃焼サイクルが完了したと判断されたので、タイマー記憶変数Ｎをカウントアップする。
続くステップ２００では、今回（Ｎ回目）、１燃焼サイクルが完了した時点の時刻を、タイマーＴ（Ｎ）として記憶する。即ち、時間間隔測定タイマーＴ１の計数値を、タイマーＴ（Ｎ）の値として記憶する。
【００８６】
続くステップ２１０では、今回（Ｎ回目）の１燃焼サイクルが完了した時点の時刻（Ｔ（Ｎ））と、前回（Ｎ−１回目）の１燃焼サイクルが完了した時点の時刻（Ｔ（Ｎ−１））との差ΔＴ（Ｎ）を求める。即ち、連続する燃焼サイクルどうしの時間間隔を求める。
【００８７】
続くステップ２２０では、「２回転×６０ｓｅｃ／ΔＴ（Ｎ）」の演算（４サイクルエンジンにて１点火／２回転の場合）によって、エンジン回転数（ｒｐｍ）を算出する。
続くステップ２３０では、回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓをカウントアップする。
【００８８】
続くステップ２４０では、前記ステップ２２０で求めたエンジン回転数、即ち、回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓに対応したエンジン回転数を、ＲＰＮ（Ｓ）として格納（記憶）する。
【００８９】
続くステップ２５０では、ノック検知ウィンドウＫＮＷ（Ｓ）の演算を行う。即ち、回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓに対応したノック検知ウィンドウＫＮＷ（Ｓ）の演算を、公知の演算手法によって行って、その値を記憶する。
【００９０】
続くステップ２６０では、回転数格納／ノックウィンドウ変数Ｓが２を上回るか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ２７０に進み、一方否定判断されると前記ステップ１８０に戻る。
【００９１】
ステップ２７０では、後述するノッキング検出処理を行って、ノッキングを検出する。
続くステップ２８０では、エンジン回転数の「ＲＰＮＳ（Ｓ）／ＲＰＮＳ（Ｓ−１）」の演算、即ち、今回（Ｓ回目）のエンジン回転数ＲＰＮＳ（Ｓ）を前回（Ｓ−１回目）のエンジン回転数ＲＰＮＳ（Ｓ−１）で割ることにより、エンジン回転数の変動の大きさを示すエンジン回転数の偏差（回転数偏差）ΔＲＰＮを算出する。
【００９２】
続くステップ２９０では、回転数偏差ΔＲＰＮが所定の判定値ＲＰＮｓを下回るか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３００に進み、一方否定判断されるとステップ３１０に進む。
【００９３】
ステップ３１０では、最大遅角ＴＩＧＤを補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ１８０に戻る。
なお、最大遅角ＴＩＧＤとは、最大進角値に対して最も大きな遅角量（最大遅角量。例えば＋５°ＣＡ）だけ遅角させた値である。
【００９４】
一方、ステップ３００では、ノッキングが発生しているか否かを、後述するノッキング検出処理にて設定されるノック検知フラグＫＮＳが１であるか否かによって判定する。ここで肯定判断されるとステップ３３０に進み、一方否定判断されるとステップ３２０に進む。
【００９５】
ステップ３２０では、ノッキングが発生していないので、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ１８０に戻る。
一方、ステップ３３０では、ノッキングが発生しているので、点火時期（補正点火時期ＴＩＧ）が最大遅角ＴＩＧＤか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３５０に進み、一方否定判断されるとステップ３４０に進む。
【００９６】
ステップ３５０では、補正点火時期ＴＩＧが最大遅角ＴＩＧＤであるので、その最大遅角ＴＩＧＤの値を補正点火時期ＴＩＧの値として設定し、前記ステップ１８０に戻る。
一方、ステップ３４０では、補正点火時期ＴＩＧが最大遅角ＴＩＧＤではないので（即ち更に遅角させる余裕があるので）、点火時期を所定値ΔＴＩＧ分（例えば＋１°ＣＡ）遅角させる。具体的には、補正点火時期ＴＩＧに所定値（補正遅角値）ΔＴＩＧを加えて、今回の補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ１８０に戻る。
【００９７】
この様な処理によって、図５に示すように、ノッキングが検出された場合には、各ノッキング検出毎に徐々に遅角させることができ、ノッキングが検出されない場合には、一気に最大進角値に戻す（換言すれば、一気に基準点火時期ＴＩＧＩＮに設定する）ことができる。
【００９８】
次に、ノッキング検出処理について説明する。
本処理は、ノッキング信号に基づいて、ノッキングを検出する処理である。本処理は所定期間毎に実施される。
【００９９】
図９に示す様に、ステップ４００にて、ノック検知フラグＫＮＳをクリア（０に設定）する。
続くステップ４１０では、点火時期か否か（点火信号がハイレベルからローレベルになるタイミングであるか否か）を判定する。ここで肯定判断されるとステップ４２０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。
【０１００】
ステップ４２０では、ノック検知ウィンドウ測定タイマーをスタートする。
続くステップ４３０では、ステップ２５０にて演算したノック検知ウィンドウＫＮＷに対応する期間内にあるか否か（換言すれば、ノック検知ウィンドウＫＮＷ内であるか否か）をノックウィンドウ測定タイマーの値に基づき判定する。ここで肯定判断されるとステップ４４０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４３０に戻って同様な処理を繰り返す。
【０１０１】
ステップ４４０では、ノッキング検出装置４１から得られたノッキング信号が有効であると設定する。
続くステップ４５０では、ステップ２５０にて演算したノック検知ウィンドウＫＮＷに対応する期間が経過したか否か（換言すれば、ノック検知ウィンドウＫＮＷ外であるか否か）をノックウィンドウ測定タイマーの値に基づき判定する。ここで肯定判断されるとステップ４６０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４４０に戻って同様な処理を繰り返す。
【０１０２】
ステップ４６０では、ノックウィンドウ測定タイマーをリセットする。
続くステップ４７０では、ノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋを算出する。
続くステップ４８０では、ノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋが、ノッキングの有無を判定する所定の判定値Ｔｈを上回るか否か、即ち、ノッキングが発生したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ４９０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。
【０１０３】
ステップ４９０では、ノッキングが発生しているので、そのことを示すノック検知フラグＫＮＳをセット（１に設定）し、本処理を終了する。
次に、調整切替処理について説明する。
【０１０４】
本処理は、ＯＢＤシステム（Ｏｎ−Ｂｏａｒｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  ｓｙｓｔｅｍｓ）４４での異常判定結果に応じて、補正点火時期算出処理により点火時期の調整（補正）を行うか、安全点火時期に対応する点火信号を用いるか、を切り替える処理である。本処理は所定期間毎（例えば、１．０［ｍｓｅｃ］毎）に繰り返し実施される。なお、安全点火時期は、基準点火時期演算処理で得られた基準点火時期から予め定められた安全量だけ遅角した点火時期である。
【０１０５】
図１０のフローチャートに示す様に、ステップ（Ｓ）６００では、ＯＢＤシステム４４による異常検出処理を実行する。
なお、図４に示す様に、ＯＢＤシステム４４は、点火時期調整装置４３に備えられており、点火時期調整装置４３での異常の有無を診断する。具体的には、ＯＢＤシステム４４は、点火時期調整装置４３での短絡異常、断線異常などの有無を診断する。
【０１０６】
本実施例のＯＢＤシステム４４は、さらに、ノッキング検出装置４１での異常（短絡異常、断線異常、劣化異常、ゆるみ異常など）の有無についても診断する。
次のステップ６１０では、ＯＢＤシステム４４において異常検出されたか否かを判定しており、異常が検出されて肯定判断されるとステップ６３０に進み、一方、異常が検出されずに否定判断されるとステップ６２０に進む。
【０１０７】
ステップ６２０では、補正点火時期算出処理により調整（補正）された補正点火時期ＴＩＧに基づき定められる補正点火信号を、イグナイタ３３に対して出力する補正点火信号Ｂとして設定する。
【０１０８】
ステップ６３０では、基準点火時期演算処理で得られた基準点火時期から予め定められた安全量（例えば、＋５°ＣＡ）だけ遅角した安全点火時期に対応する点火信号を、イグナイタ３３に対して出力する補正点火信号Ｂとして設定する。
【０１０９】
なお、基準点火時期演算処理は、ノッキング検出処理でのノッキング検出結果は使用しておらず、補正点火時期算出処理に比べて処理に用いる情報が少ないため、少なくともノッキング検出装置４１での異常が発生した場合であっても、基準点火時期を演算することが可能となる。このため、基準点火時期から安全量だけ遅角した安全点火時期に対応する点火信号を補正点火信号Ｂとして設定し、補正点火信号Ｂをイグナイタ３３に対して出力することで、内燃機関の運転を継続できる可能性を高めることができる。
【０１１０】
ステップ６４０では、ＯＢＤシステム４４で検出された異常状態に関する情報を、異常情報記憶メモリ４６に記憶する。具体的には、検出した異常の種類（短絡異常、断線異常、劣化異常、ゆるみ異常など）、異常の発生箇所（点火時期調整装置４３、ノッキング検出装置４１）、異常検出回数などの情報を記憶する。
【０１１１】
ステップ６２０またはステップ６４０が終了すると、本処理を終了する。
そして、調整切替処理は、上述したように、所定期間毎（例えば、１．０［ｍｓｅｃ］毎）に繰り返し実施される。つまり、本処理は、点火時期調整装置４３が停止するまで繰り返し実行される。
【０１１２】
上述のように、調整切替処理においては、ＯＢＤシステム４４において異常検出されない場合には、補正点火時期算出処理により調整（補正）された補正点火時期に対応する補正点火信号Ｂをイグナイタ３３に対して出力する。また、調整切替処理においては、ＯＢＤシステム４４において異常検出された場合には、基準点火時期演算処理で得られた基準点火時期から安全量だけ遅角した安全点火時期に対応する点火信号を補正点火信号Ｂとして設定してその補正点火信号Ｂをイグナイタ３３に対して出力する。
【０１１３】
このようにして、調整切替処理は、ＯＢＤシステム４４での異常判定結果に応じて、補正点火時期算出処理により点火信号の調整（補正）を行うか、安全点火時期に対応する点火信号を用いるか、を切り替える。
【０１１４】
そして、点火時期調整装置４３は、上記処理によって設定された補正点火信号Ｂをイグナイタ３３に出力するための点火信号出力処理を実行する。この点火信号出力処理を実行することで、上記各処理によって最終的に設定された点火時期に点火プラグ２５での火花放電が行われる。
【０１１５】
［１−６．効果］
次に、本実施例の効果を説明する。
本実施例の点火時期制御装置３１では、点火時期調整装置４３は、エンジン回転数センサ２７から内燃機関の回転状態に関する信号（検出信号）が入力されるとともに、ノッキング検出装置４１からノッキング信号が入力されるように構成されている。
【０１１６】
そして、点火時期調整装置４３は、基準点火時期演算処理においてエンジン回転数センサ２７からの検出信号を用いて基準点火時期を演算し、補正点火時期算出処理においてノッキング信号を用いて基準点火時期を調整（補正）して補正点火時期を算出している。
【０１１７】
点火時期制御装置３１は、点火時期調整装置４３において、基準点火時期を演算するとともにノッキング信号を用いて基準点火時期を調整するため、ノッキング信号に応じて適切な点火時期となるように点火時期を調整（例えば遅角等の補正）することができる。
【０１１８】
このとき、点火時期調整装置４３がエンジン回転数センサ２７からの検出信号を用いて基準点火時期を演算することから、基準点火時期を演算するための制御装置を点火時期調整装置４３とは別に設ける必要がなくなり、制御装置の増加を抑制できるため、製造コストの上昇を抑えることができる。
【０１１９】
また、ノッキング検出装置４１と点火時期調整装置４３とが、接続ケーブル４５を介して、電気的に接続されているとともに一体に構成されていることから、点火時期調整装置４３は、ノッキング信号をノッキング検出装置４１から確実に受け取ることができる。
【０１２０】
よって、点火時期制御装置３１によれば、ノッキングの発生を抑制する点火時期制御の機能を有しない内燃機関に対して、コストの上昇を抑えつつノッキングの発生を抑制する点火時期制御が可能になる。
【０１２１】
なお、本実施例の点火時期制御装置３１は、ノッキング制御を行っていない内燃機関（例えば従来の汎用エンジンや２輪車用エンジンなど）に適用することで、ノッキングの発生を抑制する点火時期制御が可能になる。即ち、従来のエンジン制御を行う既存の電子制御装置を本実施例の点火時期制御装置３１に置き換えることで、ノッキングの発生を抑制する点火時期制御が可能になる。
【０１２２】
例えば、既存の内燃機関において、元々備えられている点火ユニット（例えば、ＣＤＩユニットやフルトランジスタ点火ユニットなど）を、点火時期制御装置３１に置き換えることで、ノッキングの発生を抑制する点火時期制御が可能な点火システムを容易に実現することが可能となる。
【０１２３】
また、本実施例では、ノッキング検出装置４１を内燃機関１のシリンダブロック４９に取り付け、点火時期調整装置４３に対してイグナイタ３３やエンジン回転数センサ２７などを電気的に接続すればよく、その点からも、従来の装置構成に対して容易に付加できるという利点がある。
【０１２４】
更に、本実施例では、ノッキング検出装置４１と点火時期調整装置４３とが分離不可能に一体に構成されているので、コネクタ等の着脱の繰り返しに伴う接触不良を抑制でき、外部からのノイズも乗りにくいという利点がある。
【０１２５】
しかも、本実施例では、ノッキング検出装置４１と点火時期調整装置４３とは、接続ケーブル４５を介して一体に構成されているので、ノッキング検出装置４１と点火時期調整装置４３とを、接続ケーブル４５の長さだけ離して配置できる。
【０１２６】
つまり、本実施例では、シリンダブロック４９に取り付けられるノッキング検出装置４１から点火時期調整装置４３を離して配置できるので、点火時期調整装置４３に対する（エンジン本体３の）熱や振動の影響を低減することができる。よって、点火時期調整装置４３の故障の発生を効果的に抑えることができる。
【０１２７】
また、本実施例の点火時期制御装置３１は、ＯＢＤシステム４４を備えると共に調整切替処理を実行することで、ノッキング検出装置４１および点火時期調整装置４３のうち少なくとも一方の異常状態が検出されたか否かによって、補正点火時期算出処理により点火信号の調整（補正）を行うか、安全点火時期に対応する点火信号を用いるか、を切り替え可能に構成されている。
【０１２８】
具体的には、ＯＢＤシステム４４にて異常状態が検出されない場合には、点火時期制御装置３１は、補正点火時期算出処理により調整（補正）された補正点火時期に対応する補正点火信号Ｂをイグナイタ３３に対して出力する（ステップ６２０）。また、ＯＢＤシステム４４にて異常状態が検出された場合には、点火時期制御装置３１は、基準点火時期演算処理で得られた基準点火時期から安全量だけ遅角した安全点火時期に対応する点火信号を補正点火信号Ｂとして設定してその補正点火信号Ｂをイグナイタ３３に対して出力する（ステップ６３０）。
【０１２９】
もし、ノッキング検出装置４１および点火時期調整装置４３のうち少なくとも一方が異常状態である場合、点火時期調整装置４３による点火時期の調整（補正）を適切に行うことができず、不適切な点火時期に調整された補正点火信号Ｂが出力されたり、点火時期に関する信号自体を出力できずに失火する等、内燃機関１の運転状態に悪影響を及ぼす虞がある。
【０１３０】
これに対して、点火時期制御装置３１は、ＯＢＤシステム４４を備えると共に調整切替処理を実行する点火時期調整装置４３を備えることで、ＯＢＤシステム４４にて異常状態が検出された場合には、補正点火時期算出処理により調整（補正）された補正点火信号ではなく、基準点火時期から安全量だけ遅角した安全点火時期に対応する点火信号をイグナイタ３３に対して出力する。
【０１３１】
つまり、点火時期制御装置３１は、ノッキング検出装置４１または点火時期調整装置４３が異常状態である場合には、基準点火時期から安全量だけ遅角した安全点火時期に対応する点火信号を出力することで、内燃機関の破損等を抑制することができ、内燃機関１の運転状態に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
【０１３２】
他方、点火時期制御装置３１は、ノッキング検出装置４１および点火時期調整装置４３が異常状態ではない場合（正常状態である場合）には、補正点火時期算出処理により調整（補正）された補正点火信号Ｂを出力することで、ノッキングの発生を抑制することができる。
【０１３３】
よって、本実施例の点火時期制御装置３１によれば、ノッキングの発生を抑制する点火時期制御の機能を有しない内燃機関に対して、容易にノッキングの発生を抑制する点火時期制御が可能になる。さらに、本実施例の点火時期制御装置３１によれば、ノッキング検出装置４１または点火時期調整装置４３が異常状態である場合に、内燃機関の運転状態に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
【０１３４】
また、点火時期調整装置４３は、ＯＢＤシステム４４で検出された異常状態に関する情報を記憶する異常情報記憶メモリ４６を備える。
異常情報記憶メモリ４６を備えることで、点火時期調整装置４３またはノッキング検出装置４１で発生した異常状態の内容を事後的に確認することが可能になると共に、記憶された異常状態に関する情報を用いて異常の発生原因を分析することが可能となる。
【０１３５】
よって、本実施例の点火時期制御装置３１によれば、記憶された異常状態に関する情報を用いて異常の発生原因を分析することで、異常の再発防止策を講じることが可能となる。
【０１３６】
さらに、本実施例の点火時期制御装置３１では、補正点火時期算出処理を実行する点火時期調整装置４３は、ノッキング信号に基づいて内燃機関の点火時期を変更するにあたり、基準点火時期を基準として遅角側の領域内にて内燃機関の点火時期を変更するように構成されている。
【０１３７】
このような構成の点火時期制御装置３１は、基準点火時期に対して点火時期を遅角させることによって、内燃機関の点火時期を速やかに調整できる。
基準点火時期に対して点火時期を進角させる場合には、イグナイタ３３に対する点火信号の出力タイミングを早期化することになるため、ノッキング検出直後の点火時期では点火時期の進角が間に合わずに、１燃焼サイクル遅れた点火時期で進角が反映される場合がある。これに対して、基準点火時期に対して点火時期を近くさせる場合には、イグナイタ３３に対する点火信号の出力タイミングを遅らせることになるため、ノッキング検出直後の点火時期で点火時期を遅角できる可能性が高くなる。
【０１３８】
つまり、基準点火時期を演算した後、次の燃焼サイクルまで待つことなく内燃機関１の点火時期を速やかに調整できる可能が高まるため、内燃機関１の運転状態が急変した場合でも、適切に点火時期を調節できる。これによって、例えばドライバビリティや点火性能など内燃機関の性能を向上させることができる。
【０１３９】
また、本実施例では、ノッキングが検出された場合には、徐々に遅角し、ノッキングが検出されない場合には、一気に最大進角値に設定している。
よって、本実施例の点火時期制御装置３１によれば、ノッキングが検出された場合には、徐々に遅角することにより、トルクの急減を抑制しつつ、ノッキングの発生を好適に抑制できる。また、本実施例の点火時期制御装置３１によれば、ノッキングが検出されない場合には、一気に最大進角値に設定しているので、速やかにトルクを上昇させることができる。
【０１４０】
［１−７．特許請求の範囲との対応関係］
ここで、特許請求の範囲と本実施例とにおける文言の対応関係について説明する。
ノッキング検出装置４１から出力される信号がノッキング信号の一例に相当し、エンジン回転数センサ２７から出力される検出信号が内燃機関の回転状態に関する信号の一例に相当する。
【０１４１】
基準点火時期演算処理を実行する点火時期調整装置４３が基準点火時期演算部の一例に相当し、補正点火時期算出処理を実行する点火時期調整装置４３が点火時期変更部の一例に相当する。
【０１４２】
ＯＢＤシステム４４が異常検出部の一例に相当し、調整切替処理を実行する点火時期調整装置４３が調整切替部の一例に相当する。
［２．実施例２］
次に実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容については説明を省略する。
【０１４３】
本実施例は、汎用エンジンに本発明を適用したものであり、エンジンの回転に同期して回転するマグネットを利用して、エンジン回転数やクランク角を求めるものである。
図１１に示す様に、本実施例におけるシステムでは、エンジン本体の出力軸２２１には、フライホイール２２３が取り付けられ、フライホイール２２３の外周には、マグネット２２５が取り付けられている。
【０１４４】
また、フライホイール２２３に近接して、マグネット２２５の近接／離隔に応じて信号（交流信号）を発生するパルサーコイル２２７が配置されており、パルサーコイル２２７の出力は、点火時期制御装置２３３（詳細には、点火時期調整装置２３５）に入力されるように構成されている。
【０１４５】
また、点火時期制御装置２３３は、実施例１の点火時期制御装置３１と同様に、ノッキング検出装置２３７と点火時期調整装置２３５とが、接続ケーブルを介して、電気的及び機械的に分離不可能に一体に構成されたものである。
【０１４６】
点火時期調整装置２３５には、パルサーコイル２２７から得られた信号に基づいて、マグネット２２５の近接／離隔する動作を検出する検出回路や周知のマイコン等が設けられている。
【０１４７】
従って、マグネット２２５がパルサーコイル２２７の近傍を通過する際に、前記信号が得られるので、この信号から、マグネット２２５の取付位置に対応したクランク角や、エンジン回転数を求めることができる。よって、例えばエンジン回転数に応じて、基準となる点火時期を設定することができる。
【０１４８】
ここで、点火時期調整装置２３５で実行される基準点火時期演算処理について説明する。
図１２に、点火時期調整装置２３５で実行される基準点火時期演算処理の処理内容を表したフローチャートを示す。なお、本処理は、エンジン１の始動により起動され、エンジン１の運転が継続している間は、繰り返し実行される。
【０１４９】
基準点火時期演算処理が起動されると、まず、ステップ（Ｓ）７１０では、パルサーコイル２２７から得られた信号に基づいて、信号の発生時間間隔からエンジン回転数を演算する。
【０１５０】
次に、ステップ７２０では、ステップ７１０にて取得したエンジン回転数を用いて、最適な点火時期（点火進角）を演算する。なお、点火時期調整装置２３５のＲＯＭには、エンジン回転数と点火時期（点火進角）とを対応させたマップ（あるいは、演算式やテーブルなど）が予め記憶されている。ステップ７２０では、このマップを用いて、ステップ７１０で取得したエンジン回転数に対応する点火時期（点火進角）を演算して、演算結果を基準点火時期（基準点火進角）として設定する。
【０１５１】
なお、本実施例では、ステップ７２０で用いるマップとして、エンジン回転数に対応するＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque ）を演算するマップを用いている。また、ＭＢＴとは、内燃機関のトルクが最大となる点火時期である。
【０１５２】
ステップ７２０での処理が完了すると、基準点火時期演算処理が一旦終了する。
この後、上述のように、エンジンの運転が継続している間は、基準点火時期演算処理が繰り返し実行される。
【０１５３】
点火時期調整装置２３５は、このようにして基準点火時期を演算すると共に、ノッキング検出の有無が反映されて設定された点火信号がイグナイタ２３９に対して出力される。
そして、イグナイタ２３９の動作によって点火コイル２４１から高電圧が発生し、適切なタイミングで点火プラグ２４３から火花が発生する。
【０１５４】
なお、イグナイタ２３９は、点火時期制御装置２３３（点火時期調整装置２３５）と別体に備えられる構成に限られることはなく、点火時期制御装置２３３（点火時期調整装置２３５）に内蔵される構成であっても良い。
【０１５５】
また、点火時期調整装置２３５は、ＯＢＤシステム２３４および異常情報記憶メモリ２３６を備える。そして、点火時期調整装置２３５は、実施例１と同様の調整切替処理を実行することで、ＯＢＤシステム４４での異常判定結果に応じて、補正点火時期算出処理により点火時期の調整（補正）を行うか、安全点火時期に対応する点火信号を用いるか、を切り替える。
【０１５６】
本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏する。
ここで、特許請求の範囲と本実施例とにおける文言の対応関係について説明する。
基準点火時期演算処理を実行する点火時期調整装置２３５が基準点火時期演算部の一例に相当し、補正点火時期算出処理を実行する点火時期調整装置２３５が点火時期変更部の一例に相当する。
【０１５７】
［３．実施例３］
次に実施例３について説明するが、前記実施例１と同様な内容については説明を省略する。つまり、実施例３のハードウェア構成は、前記実施例１と同様であり、その制御内容が異なるので、制御内容を中心に説明する。なお、実施例３のうち実施例１と同様なハードウェア構成には同じ符号を付して説明する。
【０１５８】
本実施例３は、実施例１と比べて、点火時期調整装置４３で実行される処理内容の一部が相違している。具体的には、本実施例では、ノッキング信号に基づいて内燃機関の点火時期を変更するにあたり、基準点火時期を基準として進角側の領域内にて内燃機関の点火時期を変更するように構成されている。
【０１５９】
［３−１．点火時期制御の基本的な動作］
次に、本実施例での点火時期制御の基本的な動作について説明する。
点火時期制御装置３１の点火時期調整装置４３では、点火時期制御を行うにあたり、まず、エンジン回転数などを用いて、点火時期の基準となる基準点火時期を演算する。
【０１６０】
なお、この基準点火時期を示す信号は、例えば、図１３における基準点火信号Ａに相当する。
そして、点火時期調整装置４３では、ノッキングの発生状態等に応じて基準点火時期を調整（補正）することで、補正点火時期を決定する。なお、この補正点火時期を示す信号が、図１３における補正点火信号Ｂに相当する。
【０１６１】
なお、点火時期調整装置４３では、ノッキング検出装置４１からの信号（ノッキング信号）を受信し、そのノッキング信号に基づいて、ノッキング（ノック）の発生の有無を検出する。例えば、ノッキング信号のピーク値の大きさに基づいて、ノッキングの有無を判定する。
【０１６２】
そして、点火時期調整装置４３では、点火時期制御を行う場合、例えば、図１４に示す様に、ノッキングが発生していない場合には、所定期間毎に、点火時期を最大進角に至るまで徐々に進角させ、ノッキングが発生すると基準点火時期に戻すように、補正点火時期を設定する。なお、図１３に示す様に、エンジン起動時や加速時等の運転過渡期といったエンジン回転数の変動が大きな場合には、点火時期を補正する処理は行わない。
【０１６３】
［３−２．点火時期調整装置にて行われる処理］
次に、点火時期調整装置４３にて行われる処理について説明する。
本実施例３における点火時期制御装置３１の点火時期調整装置４３では、実施例１と同様に、点火時期制御を行うにあたり、まず、エンジン回転数などを用いて、点火時期の基準となる基準点火時期を演算して、その後、ノッキングの発生状態等に応じて基準点火時期を調整（補正）して補正点火時期を決定する、という手順で点火時期制御を行う。
【０１６４】
しかし、本実施例３の点火時期調整装置４３で実行される処理の一部では、実施例１とは異なる処理を実行する。そこで、本実施例３の点火時期調整装置４３で実行される処理については、実施例１とは異なる点を中心に説明する。
【０１６５】
まず、本実施例３の点火時期調整装置４３で実行される基準点火時期演算処理は、実施例１と比べて、ステップ２０で演算される基準点火時期が異なっている。
具体的には、本実施例３では、ステップ２０で用いるマップとして、エンジン回転数に対応するＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque ）を基準として一定量（例えば、＋１０°ＣＡ）だけ遅角した点火時期を基準点火時期として演算するマップを用いている。ＭＢＴは、内燃機関のトルクが最大となる点火時期であるがノッキングが発生しやすくなる。このため、ＭＢＴよりも一定量だけ遅角側の点火時期に設定することで、ノッキングを抑制するとともに内燃機関の破損を抑制できる。
【０１６６】
次に、点火時期調整装置４３で実行される補正点火時期算出処理においては、実施例１におけるステップ３１０〜３５０の処理は実行せず、代わりにステップ８００〜８４０の処理を実行する点が異なっている。
【０１６７】
図１５に、本実施例３の補正点火時期算出処理のフローチャートを示す。
まず、補正点火時期算出処理のうちステップ１００〜３００までの処理は、実施例１と同様のため、説明を省略する。
【０１６８】
本実施例３のステップ２９０では、肯定判断されるとステップ３００に進み、一方否定判断されるとステップ８４０に進む。
ステップ８４０では、回転数偏差ΔＲＰＮが大きいことを踏まえて、点火時期を進角させることは適当ではないので、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ１８０に戻る。
【０１６９】
本実施例３のステップ３００では、ノッキングが発生しているか否かを、ノッキング検出処理にて設定されるノック検知フラグＫＮＳが１であるか否かによって判定する。ここで肯定判断されるとステップ８００に進み、一方否定判断されるとステップ８１０に進む。
【０１７０】
ステップ８００では、ノッキングが発生しているので、ノッキングの発生を防止するために、点火時期を遅角する。具体的には、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧとして設定し（図１３参照）、前記ステップ１８０に戻る。
【０１７１】
一方、ステップ８１０では、ノッキングが発生していないので、点火時期（補正点火時期ＴＩＧ）が最大進角ＴＩＧＭか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ８２０に進み、一方否定判断されるとステップ８３０に進む。
【０１７２】
ステップ８２０では、補正点火時期ＴＩＧが最大進角ＴＩＧＭであるので、その最大進角ＴＩＧＭの値を補正点火時期ＴＩＧの値として設定し、前記ステップ１８０に戻る。
一方、ステップ８３０では、補正点火時期ＴＩＧが最大進角ＴＩＧＭではないので、点火時期を所定値ΔＴＩＧ分進角させる。具体的には、補正点火時期ＴＩＧから所定値（補正進角値）ΔＴＩＧを引いて、今回の補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ１８０に戻る。
【０１７３】
また、本実施例３の点火時期調整装置４３で実行される調整切替処理は、実施例１と比べて、ステップ６３０で設定される点火時期が異なっている。
具体的には、本実施例３のステップ６３０では、基準点火時期演算処理で得られた基準点火時期を調整（補正）することなく、その基準点火時期に対応する基準点火信号Ａをそのままイグナイタ３３に対して出力する補正点火信号Ｂとして設定する。
【０１７４】
なお、基準点火時期演算処理は、ノッキング検出処理でのノッキング検出結果は使用しておらず、補正点火時期算出処理に比べて処理に用いる情報が少ないため、少なくともノッキング検出装置４１での異常が発生した場合であっても、基準点火時期を演算することが可能となる。このため、基準点火時期に対応する基準点火信号Ａをそのまま補正点火信号Ｂとして設定し、基準点火信号Ａと実質的に同一の信号である補正点火信号Ｂをイグナイタ３３に対して出力することで、内燃機関の運転を継続できる可能性を高めることができる。
【０１７５】
［３−３．効果］
次に、本実施例３の効果を説明する。
本実施例３の点火時期制御装置３１では、補正点火時期算出処理を実行する点火時期調整装置４３は、ノッキング信号に基づいて内燃機関の点火時期を変更するにあたり、基準点火時期を基準として進角側の領域内にて内燃機関の点火時期を変更するように構成されている。
【０１７６】
このような構成の点火時期制御装置３１は、基準点火時期に対して点火時期を進角させることによって、内燃機関の点火時期を速やかに調整できる。
この点火時期制御装置３１は、ＭＢＴよりも一定量だけ遅角側の点火時期を基準点火時期として設定するため、基準点火時期で点火制御を行う場合には、ノッキングを抑制するとともに内燃機関の破損を抑制できる。
【０１７７】
これにより、この点火時期制御装置３１は、ノッキング検出装置４１または点火時期調整装置４３が異常状態である場合には、点火時期の調整が行われていない基準点火信号Ａを出力することで、内燃機関の破損等を抑制することができ、内燃機関１の運転状態に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
【０１７８】
さらに、本実施例３の点火時期制御装置３１は、実施例１と同様に、ノッキングの発生を抑制する点火時期制御の機能を有しない内燃機関に対して、コストの上昇を抑えつつノッキングの発生を抑制する点火時期制御が可能になる。
【０１７９】
［４．他の実施形態］
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【０１８０】
例えば、上記実施例１では、基準点火時期を基準として遅角側の領域内にて内燃機関の点火時期を変更する構成において、ノッキングが検出された場合には徐々に遅角し、ノッキングが検出されない場合には一気に最大進角値に設定するように、点火時期を調整している。しかし、基準点火時期を基準として遅角側の領域内にて内燃機関の点火時期を変更する構成における点火時期の調整方法は、このような方法に限られることはない。
【０１８１】
例えば、図１６に示す実施例４のように、ノッキングが検出された場合には、点火時期（補正点火時期）を最大進角値を示す基準点火時期から一気に最大遅角値にまで遅角して設定し、その後、所定期間毎にノッキングが検出されない場合には、補正点火時期を徐々に進角させる、という点火時期の調整方法を用いても良い。
【０１８２】
あるいは、図１７に示す実施例５のように、ノッキングが検出された場合には、徐々に点火時期を遅角させ、ノッキングが検出されない場合には、徐々に点火時期を進角させてもよい。なお、この処理を行う場合には、ノッキングが検出されたと判定される毎に、前回の補正点火時期に対して遅角させるように、所定の遅角量（例えばΔＴＩＧ）を加算し、また、ノッキングが検出されないと判定される毎に、前回の補正点火時期に対して進角させるように、所定の進角量（例えばΔＴＩＧ）を減算するようにすればよい。
【０１８３】
なお、これら実施例４および実施例５の制御処理においても、点火時期を、最大進角値を基準にして遅角側の領域（最大進角値をも含む領域）にて補正する処理となっている。
これによって、ノッキングが検出された場合には、トルクの急減を抑制しつつ好適にノッキングの発生を防止でき、ノッキングがされない場合には、ノッキングの発生を効果的に抑制しつつ、トルクを適度に上昇させることができる。
【０１８４】
なお、点火時期調整装置は、内燃機関の回転数に関する信号のみならず、吸気管圧力に関する信号や冷却水温度に関する信号などをさらに用いて、回転数、吸気管圧力、冷却水温度の各情報を用いて基準点火時期を演算しても良い。
【０１８５】
また、安全点火時期は、上記の「基準点火時期演算処理で得られた基準点火時期から予め定められた安全量（例えば、＋５°ＣＡ）だけ遅角した点火時期」に限られることはなく、例えば、許容される最大遅角時期であってもよく、あるいは、基準点火時期と最大遅角時期との間において予め定められた点火時期であってもよい。
【０１８６】
また、安全点火時期は固定値に限られることはなく、変動値であってもよい。具体的には、調整切替部が、基準点火時期から最大遅角時期に向けて徐々に点火時期を遅角させるように内燃機関の点火時期を設定する態様が一例として挙げられる。
【符号の説明】
【０１８７】
１…内燃機関（エンジン）、３…エンジン本体、５…吸気管、７…エアクリーナ、９…スロットルバルブ、１１…スロットル開度センサ、１３…燃焼室、１４…キャブレタ、１５…吸気マニホールド、１９…排気マニホールド、２５…点火プラグ、２７…エンジン回転数センサ、３１…点火時期制御装置、３３…イグナイタ、３５…点火コイル、４１…ノッキング検出装置、４３…点火時期調整装置、４４…ＯＢＤシステム、４５…接続ケーブル、４６…異常情報記憶メモリ、２３３…点火時期制御装置、２３４…ＯＢＤシステム、２３５…点火時期調整装置、２３６…異常情報記憶メモリ、２３７…ノッキング検出装置、２３９…イグナイタ、２４１…点火コイル、２４３…点火プラグ。
【図１】
2015229992.tif 000003
【図２】
2015229992.tif 000004
【図３】
2015229992.tif 000005
【図４】
2015229992.tif 000006
【図５】
2015229992.tif 000007
【図６】
2015229992.tif 000008
【図７】
2015229992.tif 000009
【図８】
2015229992.tif 000010
【図９】
2015229992.tif 000011
【図１０】
2015229992.tif 000012
【図１１】
2015229992.tif 000013
【図１２】
2015229992.tif 000014
【図１３】
2015229992.tif 000015
【図１４】
2015229992.tif 000016
【図１５】
2015229992.tif 000017
【図１６】
2015229992.tif 000018
【図１７】
2015229992.tif 000019