(57)【要約】【課題】ノイズの影響を受けることなく、電源部の出力電圧が過大になったことを確実に検出することができる内燃機関用点火装置を提供する。【解決手段】点火回路３に電源電圧を供給する電源部１の出力電圧を、電子制御ユニット４でサンプリングし、サンプリングした電圧が制限値を超えた回数を過電圧検出回数として求める。過電圧検出回数が設定検出時間内に設定値に達したときに電源部１に異常が生じたことを検出する。電源部に異常が生じたことを検出したときに電子制御ユニット４から点火回路３への点火信号の供給を停止して内燃機関を失火させ、その回転速度を低下させる。【選択図】    図１
2004324516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により駆動される交流発電機と該交流発電機の出力を直流に変換する整流回路とを少なくとも有する電源部と、点火信号が与えられたときに前記電源部の出力電圧を電源電圧として点火用の高電圧を発生させる点火回路と、前記点火回路に前記点火信号を与える時期を制御する点火時期制御手段とを備えた内燃機関用点火装置において、
前記電源部の出力電圧を一定のサンプリング間隔でサンプリングする電源電圧サンプリング手段と、
前記電源電圧サンプリング手段によりサンプリングされた電圧が制限値を超えた回数である過電圧検出回数を求めて、該過電圧検出回数が設定検出時間内に設定値に達したときに前記電源部に異常が生じたことを検出する電源異常検出手段と、
前記電源異常検出手段が前記電源部に異常が生じたことを検出したときに前記内燃機関の回転速度を低下させるかまたは前記内燃機関を停止させるように前記点火回路を制御する電源異常時点火制御手段と、
を具備してなる内燃機関用点火装置。
【請求項２】
前記電源異常検出手段は、
前記サンプリング手段が電源電圧をサンプリングする毎に前記過電圧検出回数が１以上であるか否かを判定して該過電圧検出回数が１以上であるときにタイマを起動するタイマ起動手段と、
前記タイマにより計測された時間が設定検出時間を超えたか否かを判定するタイマ計測値判定手段と、
前記タイマが計測した時間が設定検出時間を超えていないと前記タイマ計測値判定手段により判定されたときに前記電源電圧サンプリング手段によりサンプリングされた電圧を制限値と比較するサンプル電圧値比較判定手段と、
サンプリングされた電圧値が制限値を超えていると前記サンプル電圧値比較判定手段により判定されたときに前記過電圧検出回数を１だけインクリメントする過電圧検出回数計数手段と、
前記タイマにより計測された時間が前記設定検出時間を超えていないと前記タイマ計測値判定手段により判定されている状態で、前記過電圧検出回数が設定値に達したときに前記電源部に異常が生じたとの判定を行う過電圧検出回数判定手段と、
前記タイマが計測した時間が前記設定検出時間を超えたと前記タイマ計測値判定手段により判定されたときに前記タイマをリセットしてその計時動作を停止させるとともに前記過電圧検出回数を０にリセットするリセット手段と、
を具備してなる請求項１に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項３】
前記電源異常時点火制御手段は、前記電源部の異常が検出されている間前記点火回路が点火用高電圧を発生する動作を停止させるように構成されている請求項１または２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記電源異常時点火制御手段は、前記電源部の異常が検出されている間前記点火回路が点火用高電圧を発生する動作を間欠的に停止させるように構成されている請求項１または２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項５】
前記電源異常時点火制御手段は、前記電源部の異常が検出されている間前記内燃機関の点火時期を遅角させるように構成されている請求項１または２に記載の内燃機関用点火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関により駆動される交流発電機の整流出力により駆動される内燃機関用点火装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関により駆動される車両や船舶等においては、内燃機関により駆動される交流発電機と、該発電機の出力を直流出力に変換する整流回路と、該整流回路の出力で充電されるバッテリとを備えた電源部を設けて、この電源部から点火回路等の電装品に電源電圧を与えるようにしている。電源部は通常、バッテリの両端の電圧を制限値以下に保つように制御するレギュレータ機能を備えている。
【０００３】
上記のような電源部を備えた内燃機関駆動車両等において、万一機関の運転中にバッテリが外れたり、電源部のレギュレータ機能に異常が生じたりすると、電源部の出力電圧が上昇し、点火回路等の電装品にバッテリの定格電圧よりも高い電圧が印加される。
【０００４】
そのため、上記のような電源部を用いる場合には、運転中にバッテリが外された場合や、レギュレータに異常が生じた場合に備えて、点火回路などを構成する電子部品として、高電力、高耐圧のものを使用していたが、このような部品を用いると点火装置のコストが高くなるのを避けられなかった。
【０００５】
そこで、特許文献１に示されているように、バッテリが外される等の異常が検出されたときに機関の点火動作を停止させて、機関を失火状態にする技術が提案されている。
【０００６】
また特許文献２には、電源部の出力電圧が過大になったことが検出されたときに点火装置の動作を停止させる技術が開示されている。
【０００７】
これらの従来技術によれば、バッテリが外される等の原因により電源の出力電圧が上昇する等の電源部の異常が生じたときに、機関を失火状態にして機関の回転速度を低下させることができるため、発電機の出力を低下させて電源部から点火装置等に印加される電圧を設定値以下にすることができる。また機関の回転速度の低下により、運転者に異常を知らせることができるため、異常が生じたままの状態で機関の運転が継続されるのを防止することができる。
【０００８】
特許文献１及び特許文献２に示された点火装置は、マイクロコンピュータを用いて点火時期を制御するものではないが、マイクロコンピュータを用いて点火時期を制御する電子制御ユニットが設けられた内燃機関においても、特許文献１や特許文献２に示された点火装置と同様に、電源部の出力電圧が制限値を超えたときに点火回路の動作を停止させて機関を失火状態にすることが行われている。マイクロコンピュータを用いてこのような制御を行わせる場合には、電源部の出力電圧を一定の周期でサンプリングして、サンプリングした電圧が予め設定した制限値を超えているときに点火回路の動作を停止させるようにしている。電源部の出力電圧のサンプリング値が制限値を超えたときに点火動作を停止させる等の保護制御を行う場合に、サンプリング値が制限値を超えたことが検出されたときに直ちに点火動作を停止させるようにすると、たまたまノイズやサージ電圧の侵入により制限値を超える出力電圧のサンプリング値がマイクロコンピュータに読み込まれた際にも機関が失火状態になってその回転速度が低下するため、好ましくない。そこで、現用のこの種の点火装置においては、電源部の出力電圧のサンプリング値が制限値を超えていることが連続して複数回検出されたときにのみ機関を失火させる等の保護制御を行うようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６３−２２７９６１号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平２−２４８６３１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、電源部の出力電圧のサンプリング値が制限値を超えていることが連続して複数回検出されたときに機関を失火させる等の保護制御を行わせるようにした場合には、以下に示すように、異常が生じた状態での電源部の出力電圧にリップル（脈動波形成分）が含まれている場合に、異常を的確に検出することができないという問題が生じる。
【００１２】
電源部の出力端子間にバッテリが接続されている場合には、該バッテリの静電容量が大きく、電源部の出力電圧に含まれるリップル成分がバッテリに吸収されてしまうため、電源部の出力端子間にはリップル成分が現れないが、電源部の出力端子からバッテリが外されると、電源部の出力端子間に発電機の交流出力を整流した波形に相応するリップル分が現れる。
【００１３】
図５は、電源部の出力端子間からバッテリが外された状態で、電源部の出力端子間に交流発電機の出力の全波整流波形が現れる場合を例にとって、電源部の出力電圧を一定の周期でサンプリングした結果の一例を示したものである。図５（Ｃ）は、電源部の出力端子間に現れる全波整流波形の電圧Ｅｏを時間ｔに対して示したもので、この例では、発電機として１２極の磁石回転子を有する磁石発電機を用いている。また図５（Ａ）は電源部の出力電圧をサンプリングする動作を示しており、下向きの各矢印が表示されたタイミングでサンプリングが行われていることを示している。この例では、発電機の回転速度を１０，０００ｒ／ｍｉｎ  （一定）とし、サンプリング間隔を２５０μｓｅｃ  としている。
【００１４】
図５（Ｂ）は、電源部の出力電圧の制限値Ｅｓを１８［Ｖ］として、サンプリング値が制限値Ｅｓを超えているか否かを判定した結果を示したもので、○印は出力電圧が制限値以下の場合（正常な場合）を示し、×印は出力電圧が制限値を超えている場合（過電圧の場合）を示している。
【００１５】
なおこの例では、電源部の出力端子間に接続されるバッテリの定格電圧が１２［Ｖ］であることを想定している。
【００１６】
図５から明らかなように、サンプリング値が制限値を超えていることが連続して複数回（例えば２回）検出された場合に過電圧が生じていると判定するようにした場合には、図５（Ｃ）に示すリップル電圧波形に対して図５（Ａ）のようにサンプリング間隔が設定されている場合に、連続して２回過電圧を検出することができないため、過電圧が発生しているにもかかわらず保護動作が行われないという問題が生じる。
【００１７】
このような状態が生じるのを防ぐため、図６に示すように、電源部の出力電圧Ｅｏの半波の期間に対して十分に短い間隔でサンプリングを行わせることが考えられる。図６に示した例では、図５（Ｃ）に示したものと同じ出力電圧波形に対して、サンプリング間隔を５０μｓｅｃ  としている。このように、サンプリング間隔を短く設定すれば、連続して２回以上過電圧を検出することができるため、過電圧の検出を的確に行うことができるが、サンプリング間隔を余り短くすると、過電圧に対する保護制御のための演算処理に使う時間が長くなり過ぎ、機関の回転速度の演算、点火時期の演算等、点火時期を制御するために必要な演算処理を行うことができなくなるという問題が生じる。
【００１８】
またサンプリング間隔を短くし過ぎると、ノイズやサージなどを過電圧として認識する確率が高くなるという問題も生じる。
【００１９】
本発明の目的は、サンプリング間隔を過度に短くすることなく、電源部の出力電圧が過大になったことを的確に検出して、点火回路等を過電圧から保護する制御を行わせることができるようにした内燃機関用点火装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関により駆動される交流発電機と該交流発電機の出力を直流に変換する整流回路とを少なくとも有する電源部と、点火信号が与えられたときに電源部の出力電圧を電源電圧として点火用の高電圧を発生させる点火回路と、点火回路に点火信号を与える時期を制御する点火時期制御手段とを備えた内燃機関用点火装置を対象とする。
【００２１】
本発明においては、前記の目的を達成するため、電源部の出力電圧を一定のサンプリング間隔でサンプリングする電源電圧サンプリング手段と、電源電圧サンプリング手段によりサンプリングされた電圧が制限値を超えた回数である過電圧検出回数を求めて、該過電圧検出回数が設定検出時間内に設定値に達したときに電源部に異常が生じたことを検出する電源異常検出手段と、電源異常検出手段により電源部に異常が生じたと判定されたときに内燃機関の回転速度を低下させるかまたは内燃機関を停止させるように点火回路を制御する電源異常時点火制御手段とを設けた。
【００２２】
上記のように、制限値を超える電圧を設定検出時間内に設定回数以上サンプリングしたことを検出したときに電源部の異常を検出するようにすると、電源部の出力電圧のサンプリング間隔を過度に短くすることなく、かつノイズやサージ電圧等により過電圧がサンプリングされたときに電源部が異常であるとの誤検出を行うことなく、電源部に異常が生じたことを的確に検出することができる。
【００２３】
従って、上記のように、制限値を超える電圧を設定検出時間内に設定回数以上サンプリングしたときに電源部が異常であるとして、内燃機関の回転速度を低下させるか、または機関を停止させる保護制御を行わせるようにすると、バッテリが外されたり、電源部のレギュレータ機能が失われたりして、電源部の出力電圧に脈動波形の異常電圧が現れたときに、点火時期の制御等に必要な演算処理に影響を与えないサンプリング間隔で求めた電源部の出力電圧のサンプリング値から、電源部に異常が生じたことを確実に検出して、点火回路等を過電圧から保護するための制御を的確に行わせることができる。
【００２４】
本発明の好ましい態様では、上記電源異常検出手段が、サンプリング手段が電源電圧をサンプリングする毎に過電圧検出回数が１以上であるか否かを判定して該過電圧検出回数が１以上であるときにタイマを起動するタイマ起動手段と、タイマにより計測された時間が設定検出時間を超えたか否かを判定するタイマ計測値判定手段と、タイマが計測した時間が設定検出時間を超えていないとタイマ計測値判定手段により判定されたときに電源電圧サンプリング手段によりサンプリングされた電圧を制限値と比較するサンプル電圧値比較判定手段と、サンプル電圧値比較判定手段によりサンプリングされた電圧値が制限値を超えていると判定されたときに過電圧検出回数を１だけインクリメントする過電圧検出回数計数手段と、タイマ計測値判定手段によりタイマが計測した時間が設定検出時間を超えていないと判定されている状態で、過電圧検出回数が設定値に達したときに電源部に異常が生じたとの判定を行う過電圧検出回数判定手段と、タイマが計測した時間が設定検出時間を超えたとタイマ計測値判定手段により判定されたときにタイマをリセットしてその計時動作を停止させるとともに過電圧検出回数を０にリセットするリセット手段とにより構成される。
【００２５】
上記電源異常時点火制御手段は、電源部の異常が検出されている間点火回路が点火用高電圧を発生する動作を停止させるように構成することができる。
【００２６】
上記電源異常時点火制御手段はまた、電源部の異常が検出されている間点火回路が点火用高電圧を発生する動作を間欠的に停止させるように構成することができる。
【００２７】
上記電源異常時点火制御手段は、電源部の異常が検出されている間内燃機関の点火時期を遅角させるように構成することもできる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００２９】
図１は本発明に係わる点火装置のハードウェアの構成例を示したもので、本実施形態では内燃機関が単気筒であるとしている。図１に示した点火装置は、電源部１と、電源部１の出力端子間に接続されたバッテリ２と、電源部１の出力が印加される電源端子３ａと点火信号Ｓｉが与えられる制御端子３ｂとを有して、電源部１の出力を電源電圧として、点火信号Ｓｉが与えられたときに点火用の高電圧を発生する点火回路３と、点火回路３に点火信号を与える時期を制御する電子制御ユニット４と、電源部１の出力電圧を電子制御ユニット４を駆動するために適した一定の直流電圧に変換する定電圧電源回路５と、電源部１の出力電圧を検出する電圧検出回路６とからなり、点火回路３から得られる点火用の高電圧が機関の気筒に取り付けられた点火プラグ７に印加されている。
【００３０】
各部を更に詳細に説明すると、電源部１は、図示しない内燃機関に取り付けられた磁石式交流発電機１Ａと、発電機１Ａの交流出力を整流して直流出力に変換するレギュレータ（電圧調整）機能付きの整流回路１Ｂとにより構成されている。整流回路１Ｂとしては、ダイオードとサイリスタとにより構成された混合ブリッジ全波整流回路と、該整流回路の出力電圧を制限値以下に保つようにサイリスタの導通角を制御するサイリスタ制御回路とを備えたものや、発電機１Ａの交流出力を全波整流するダイオードブリッジ全波整流回路と該整流回路の出力が制限値を超えたときに発電機１Ａの出力を短絡する短絡式のレギュレータとを備えたものなど、公知の回路を用いることができる。
【００３１】
バッテリ２は、鉛蓄電池などの二次電池で、電源部１の出力端子間に接続されて該電源部１の出力により充電される。
【００３２】
点火回路３は、直流電圧を電源電圧として点火動作を行うように構成されている。直流電源により駆動される点火回路しては、点火時期よりも前のタイミングで流しておいた点火コイルの一次電流を点火時期に遮断することにより点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させる電流遮断式の点火回路を採用したものや、直流電源の出力を昇圧して得た電圧で充電された点火用コンデンサの電荷を点火時期に点火コイルの一次コイルを通して放電させることにより点火コイルの二次コイルに点火用高電圧を誘起させるコンデンサ放電式の点火回路を採用したものなどがあり、本発明は、これらのいずれの点火回路が用いられる場合にも適用することができるが、本実施形態では、点火回路３に、コンデンサ放電式の点火回路が採用されている。
【００３３】
図示の点火回路３は、電源部１から電源端子３ａを通して与えられる直流電圧（通常は１２［Ｖ］）を２００数十ボルトの直流電圧に昇圧するＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａと、点火コイル３Ｂと、コンバータ３Ａから与えられる直流電圧を電源電圧として、点火時期に点火コイル３Ｂの一次電流に急激な変化を生じさせる一次電流制御回路３Ｃとにより構成されている。
【００３４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａは、例えば、電源部１から与えられる直流電圧がチョパ用スイッチを介して一次コイルに印加された昇圧トランスと、チョッパ用スイッチをオンオフさせるための信号を発生する発振器と、チョッパ用スイッチのオンオフに伴って昇圧トランスの二次コイルに誘起する高電圧を整流する整流器とにより構成される。ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの電源電圧入力端子から点火回路の電源端子３ａが導出されている。
【００３５】
一次電流制御回路３Ｃは、コンバータ３Ａの出力電圧により充電される点火用コンデンサＣｉと、点火信号Ｓｉが与えられたときに導通して点火用コンデンサＣｉに蓄積された電荷を点火コイル３Ｂの一次コイルＷ１を通して放電させるように設けられた放電用スイッチを構成するサイリスタＴｈ１とを備えた周知の回路構成を有するもので、図示の例では、点火コイルの一次コイルＷ１の両端に点火用コンデンサＣｉの充電電流が流れる向きのダイオードＤ１が接続され、サイリスタＴｈ１のゲートカソード間に抵抗Ｒ１が接続されている。サイリスタＴｈ１のゲート）から点火回路３の制御端子３ｂが導出されている。
【００３６】
図示の点火回路３においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ３Ａの出力電圧によりダイオードＤ１と点火コイルの一次コイルＷ１とを通して点火用コンデンサＣｉが図示の極性に充電される。後記する電子制御ユニット４から点火信号Ｓｉが与えられると、サイリスタＴｈ１がオン状態になるため、点火用コンデンサＣｉに蓄積された電荷がサイリスタＴｈ１と点火コイルの一次コイルＷ１とを通して放電する。この放電により点火コイルの二次コイルＷ２と鎖交する磁束に大きな変化が生じるため、二次コイルＷ２に点火用の高電圧が誘起する。この高電圧は点火プラグ７に印加されるため、該点火プラグで火花放電が生じ、内燃機関が点火される。
【００３７】
なお図１に示したように、ＤＣ−ＤＣコンバータを用いて点火用コンデンサを充電するようにした点火回路は、例えば、特許第３１１９０９７号公報に示されているように既に公知である。
【００３８】
電子制御ユニット４は点火時期の制御等を行うユニットで、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、タイマなどを有するマイクロコンピュータを備えている。電子制御ユニットには、内燃機関に取り付けられた信号発生器８が発生するパルス信号が波形整形回路９Ａ及び９Ｂを通して入力されている。
【００３９】
信号発生器８は、リラクタ（誘導子磁極部）８ａ１を有して機関のクランク軸とともに回転するように設けられたロータ８ａと、このロータのリラクタ８ａ１の回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出したときに極性が異なる第１のパルスＶｓ１及び第２のパルスＶｓ２を発生する信号発電子（パルサ）８ｂとを備えた周知のもので、機関の上死点に相当するクランク角位置よりも十分に進角した位置に設定された基準位置及び上死点に相当するクランク角位置よりも僅かに進んだクランク角位置に設定された機関の始動時の点火位置でそれぞれ第１のパルス信号Ｖｓ１及び第２のパルス信号Ｖｓ２を発生する。波形整形回路９Ａ及び９Ｂは、信号発電子８ｂが発生する第１のパルスＶｓ１及び第２のパルスＶｓ２をＣＰＵが認識し得る波形の信号Ｓ１及びＳ２に変換して、電子制御ユニット４のＣＰＵに入力する。
【００４０】
電子制御ユニットは、ＲＯＭに記憶された所定のプログラムを実行することにより、点火回路３に点火信号Ｓｉを与えるタイミング（点火時期）を制御する点火時期制御手段を構成するとともに、電源部１の出力電圧を監視して、電源部１の異常時に点火回路３に過電圧が印加されるのを防止する保護制御を行うための各種の手段を構成する。
【００４１】
定電圧電源回路５は、電源部１の出力電圧を入力として電子制御ユニット４を構成するマイクロコンピュータを駆動するために必要な一定の直流電圧（通常は５Ｖ）Ｖｃｃを出力する回路で、この電源回路５は、バッテリ２が外されて電源部１が過電圧を出力した場合でも、電子制御ユニット４を動作させるために必要な電圧Ｖｃｃを確保することができるように（電源部１が過電圧を発生したときに破損しないように）構成されている。
【００４２】
電圧検出回路６は、電源部１の出力端子間に接続された抵抗Ｒ２とＲ３との直列回路により構成された分圧回路からなり、抵抗Ｒ３の両端に電源部１の出力電圧に比例した大きさの電圧検出信号Ｓｖを出力する。この電圧検出信号Ｓｖは、電子制御ユニット４に設けられたＡ／Ｄ入力ポート４ａに入力されている。電子制御ユニット４は、点火信号出力端子４ｂを備え、この点火信号出力端子から出力される点火信号Ｓｉが点火回路３の制御端子３ｂに入力されている。
【００４３】
電源部１の出力電圧を監視して、電源部１の出力が異常になったことを検出したときに点火回路３の点火動作を停止させるか、または点火動作を間欠的に停止させる保護制御を行わせるために、一定のサンプリング間隔で電子制御ユニット４のマイクロコンピュータに実行させるルーチンのアルゴリズムを示すフローチャートを図４に示した。
【００４４】
図４に示したルーチンは、所定のサンプリング間隔Ｔｏで（この例ではＴｏ＝５ｍｓｅｃ）で実行される。このアルゴリズムによる場合には、まずステップ１においてＡ／Ｄ変換器により変換された電圧検出信号Ｓｖのデジタル値（Ａ／Ｄ値という。）を読み込む。次いでステップ２で、過電圧検出回数ｎが１以上であるか否かを判定する。ｎは、Ａ／Ｄ値が制限値を超えていることが検出される毎に、１ずつインクリメントされる変数で、その初期値は０である。
【００４５】
最初はステップ２で検出回数ｎが１以上でないと判定されるため、ステップ４に移行し、タイマの計測値Ｔｘが設定検出時間Ｔｓを超えているか否かを判定する。最初はタイマが起動しておらず、タイマの計測値Ｔｘは０であるので、ステップ５に移行し、今回読み込んだＡ／Ｄ値が制限値を超えているか否かを判定する。その結果、読み込んだＡ／Ｄ値が制限値を超えてない場合には、以後何もしないでメインルーチンに復帰する。
【００４６】
ステップ５で、今回読み込んだＡ／Ｄ値が制限値を超えていると判定されたときには、ステップ６に進んで過電圧検出回数ｎを１だけインクリメントし、次いでステップ７においてｎが設定回数ｎｓ  （本実施形態ではｎｓ  ＝５）以上であるか否かを判定する。その結果ｎが設定回数未満であると判定されたときには、以後何もしないでメインルーチンに戻る。
【００４７】
ｎ＝０の状態から、ｎ＝１にされた後、最初にこのルーチンが実行されたときには、ステップ２でｎが１以上であると判定されるため、ステップ３が実行されて設定検出時間計測用タイマが起動させられ、その後ステップ４以降が行われる。ｎが１以上となってタイマが起動したときには、ステップ４ではタイマの計測値Ｔｘが設定検出時間Ｔｓを超えていないと判定されるため、ステップ５に移行する。このステップ５でＡ／Ｄ値が制限値を超えていないと判定されたときにはメインルーチンに復帰する。このようにしてタイマが起動した後、Ａ／Ｄ値が制限値を超えていない状態でメインルーチンに復帰し、次にこのルーチンが実行されたときには、ステップ２でｎ＝１であると判定されるため、タイマを起動するステップ３が行われるが、このときタイマは既に起動しているので、タイマの起動動作は行われず、タイマは、そのまま計時動作を継続する。
【００４８】
タイマが起動した後、タイマの計測値Ｔｘが設定検出時間Ｔｓを超えていない状態で、ステップ５でＡ／Ｄ値が制限値を超えていると判定されると、ステップ６が実行されるため、過電圧検出回数ｎが１だけインクリメントされる。
【００４９】
図４のルーチンが繰り返される過程で、ステップ４において、タイマの計測値Ｔｘが設定検出時間Ｔｓを超えていないと判定され、ステップ７において、過電圧検出回数ｎが設定値ｎｓ  以上になったと判定されたときには、電源部の出力が異常であるとしてステップ８に移行して点火回路の点火動作を停止させて機関を失火状態にする失火処理を行い、メインルーチンに復帰する。この失火処理は、例えば、後記する点火時期制御手段が点火回路３に点火信号Ｓｉを与えるのを禁止する処理である。失火処理を行うことにより機関の回転速度を低下させて発電機の出力を低下させる。
【００５０】
その後、ステップ４でタイマの計測値Ｔｘが設定検出時間Ｔｓを超えたと判定されたときにステップ９を実行して過電圧検出回数ｎを０とし、タイマをリセットする。またステップ７で過電圧検出回数ｎが設定値ｎｓ  未満であると判定されている状態でステップ４においてタイマの計測値Ｔｘが設定検出時間Ｔｓを超えたと判定されたときにもステップ９が実行されてタイマがリセットされ、過電圧検出回数ｎが０に戻される。
【００５１】
すなわち、本実施形態においては、過電圧が一度検出された後、タイマが設定検出時間Ｔｓを計測するまでの間に過電圧検出回数が設定値ｎｓ  に達したときに電源部が異常であることを検出して機関の回転速度を低下させるか、または機関を停止させるための処理を行わせ、過電圧が検出された場合であっても、その検出回数ｎが設定検出時間Ｔｓ内に設定値に達しない場合には、電源部の異常を検出することなく、点火回路に正常な点火動作を行わせるようにしている。
【００５２】
過電圧検出回数ｎの設定値ｎｓ  は、ノイズやサージ電圧の侵入により過電圧を検出したときに電源部の異常であるとの判定が行われるのを防ぐために十分に大きく、かつ過電圧に対する保護制御の開始の遅れを許容範囲内に収めるために必要な値に設定する。本実施形態では、過電圧検出回数の設定値ｎｓ  を５に設定している。
【００５３】
また設定検出時間Ｔｓは、（サンプリング間隔Ｔｏ）×（過電圧検出検出回数の設定値ｎｓ）  よりも長く、かつ単発的に現れるノイズやサージ電圧を過電圧状態であると誤検出するのを防ぐ上で長すぎないように設定する。
【００５４】
図４に示したアルゴリズムによる場合には、サンプリング間隔を計測する図示しないタイマと、ステップ１とにより、電源部の出力端子間の電圧を一定のサンプリング間隔でサンプリングする電源電圧サンプリング手段が構成される。
【００５５】
また図４のステップ２及び３により、サンプリング手段が電源電圧をサンプリングする毎に過電圧検出回数が１に等しいか否かを判定して該過電圧検出回数が１に等しいときにタイマを起動するタイマ起動手段が構成され、ステップ４により、タイマにより計測された時間が設定検出時間を超えたか否かを判定するタイマ計測値判定手段が構成される。
【００５６】
更に図４のステップ５により、タイマが計測した時間が設定検出時間を超えていないとタイマ計測値判定手段により判定されたときに電源電圧サンプリング手段によりサンプリングされた電圧を制限値と比較するサンプル電圧値比較判定手段が構成され、ステップ６により、サンプリングされた電圧値が制限値を超えているとサンプル電圧値比較判定手段により判定されたときに過電圧検出回数を１だけインクリメントする過電圧検出回数計数手段が構成される。
【００５７】
また図４のステップ７により、タイマにより計測された時間が設定検出時間を超えていないとタイマ計測値判定手段により判定されている状態で、過電圧検出回数が設定値に達したときに電源部に異常が生じたとの判定を行う過電圧検出回数判定手段が構成され、ステップ９により、タイマが計測した時間が設定検出時間を超えたとタイマ計測値判定手段により判定されたときにタイマをリセットしてその計時動作を停止させるとともに過電圧検出回数を０にリセットするリセット手段が構成される。
【００５８】
そして、上記タイマ起動手段と、タイマ計測値判定手段と、サンプル電圧値比較判定手段と、過電圧検出回数計数手段と、過電圧検出回数判定手段と、リセット手段とにより、電源異常検出手段が構成される。
【００５９】
また図４のステップ８により、電源異常検出手段が電源部に異常が生じたことを検出したときに内燃機関の回転速度を低下させるかまたは内燃機関を停止させるように点火回路を制御する電源異常時点火制御手段が構成される。
【００６０】
電子制御ユニット４はまた、ＣＰＵに所定のプログラムを実行させることにより、信号発生器８が第１のパルス信号Ｖｓ１を発生する間隔（クランク軸が１回転するのに要する時間）から機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、検出された回転速度に対して定常運転時の点火時期を制御する点火時期制御手段とを構成する。
【００６１】
点火時期制御手段は、例えば、回転速度検出手段により検出された回転速度に対して機関の点火時期を、信号発生器８が第１のパルス信号Ｖｓ１を発生するクランク角位置（基準位置）から点火時期に相当するクランク角位置まで機関が回転するまでの間に点火タイマに計測させる時間（点火時期計測用時間）の形で演算する点火時期演算手段と、演算された点火時期を検出したときに点火信号Ｓｉを発生する点火信号発生手段とにより構成される。
【００６２】
点火信号発生手段は、第１のパルス信号Ｖｓ１が発生したときに上記点火時期計測用時間を点火タイマにセットしてその計測を開始させ、点火タイマがセットされた点火時期計測用時間の計測を完了したときに点火信号Ｓｉを発生させる。
【００６３】
なお機関の始動時及びアイドリング速度以下の極低速時には、機関の行程変化に伴うクランク軸の回転速度の変動が大きく、点火タイマにより点火時期を正確に検出することが困難であるため、点火信号発生手段は、機関の始動時及び極低速時には信号発生器が第２のパルス信号Ｖｓ２を発生したことを検出したときに点火信号Ｓｉを発生させる。
【００６４】
なお回転速度検出手段、点火時期演算手段及び点火信号発生手段を構成するためにＣＰＵに実行させるプログラムのアルゴリズムは公知のものによればよいので、これらの手段を実現するためのプログラムのアルゴリズムについての詳細な説明は省略する。
【００６５】
上記の実施形態において、電源部１の出力端子間にバッテリ２が接続されている状態では、図２（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、電源部１の出力端子間に一定の直流電圧Ｅｏが現れている。図２（Ａ）に示すように、電源部の出力電圧Ｅｏが設定値（制限値）Ｅｓ以下のときには、電源異常検出手段が電源部の異常を検出しないため、電子制御ユニット４は点火時期を検出したときに点火信号Ｓｉを出力し、点火回路３に点火動作を行わせる。
【００６６】
また図３（Ａ）に示すように、機関の運転中に時刻ｔ１  でバッテリが外されて電源部１の出力電圧Ｅｏが制限値Ｅｓを超えたときには、時刻ｔ２  で図４に示したステップ３が行われたときにタイマが起動し、設定検出時間Ｔｓ内の時刻ｔ３  で過電圧検出回数ｎが設定値に達するため、この時刻ｔ３  で電源異常部検出手段が電源部の異常を検出する。このときステップ８で点火回路の点火動作を停止させる処理が行われるため、機関が失火状態になり、その回転速度が低下させられる。その後時刻ｔ４  で設定検出時間Ｔｓが経過すると、設定検出時間計測用タイマがリセットされる。回転速度が低下して発電機の出力が低下し、図２（Ａ）に示すように電源部の出力電圧が制限値Ｅｓ以下になると、点火動作を停止する処理が行われなくなるため、点火動作が再開される。
【００６７】
電源部の出力端子間からバッテリ２が外されたときには、図２（Ｂ）及び図３（Ｂ）のように、電源部１の出力電圧Ｅｏが、発電機の出力電圧の全波整流波形に相当する脈動波形を呈する。なおこの例では、整流回路１Ｂの出力側に平滑用コンデンサが設けられていないものとしている。平滑用コンデンサが設けられている場合には、バッテリが外されたときの電源部の出力電圧波形が、直流分に脈動波形を重畳した波形になる。
【００６８】
バッテリが外された状態でも、図２（Ｂ）に示すように、電源部の出力電圧Ｅｏの波高値が制限値Ｅｓ以下である場合には、過電圧が検出されないため、電源異常検出手段が電源部１の異常を検出しないため、電子制御ユニット４は点火時期を検出したときに点火信号Ｓｉを出力し、点火回路３に点火動作を行わせる。
【００６９】
バッテリが外された状態で、図３（Ｂ）に示すように電源部の出力電圧Ｅｏの波高値が制限値Ｅｓを超えたときには、時刻ｔ１  で過電圧が検出されたときに図４のステップ３で設定検出時間計測用タイマが起動し、設定検出時間Ｔｓ内の時刻ｔ２  で過電圧検出回数ｎが設定値ｎｓ（この例ではｎｓ  ＝５）に達したときに電源異常部検出手段が電源部の異常を検出する。このときステップ８で点火回路の点火動作を停止させる処理が行われるため、機関が失火状態になり、その回転速度が低下させられる。その後時刻ｔ３  で設定検出時間Ｔｓが経過すると設定検出時間計測用タイマがリセットされる。点火動作の停止により、回転速度が低下して発電機の出力が低下し、図２（Ｂ）に示すように電源部の出力電圧の波高値が制限値Ｅｓ以下になると、点火動作を停止する処理が行われなくなり、点火動作が再開される。
【００７０】
上記のように、設定検出時間Ｔｓの間に過電圧検出回数が設定値に達したとき（過電圧が設定回数検出されたとき）にのみ電源部が異常であることの検出を行うようにすると、ノイズやサージの侵入によりたまたま過電圧が検出された場合には、過電圧検出回数が設定値に達しないため、ノイズやサージ電圧が検出されたときに電源部が異常であるとの誤検出が行われるのを防ぐことができる。
【００７１】
また前述のように、過電圧が連続して複数回検出されたときにのみ電源部が異常であると判定するようにした場合には、電源部の出力端子間に現れる電圧に脈動波形成分が含まれている場合に、電源部の異常を的確に検出することができないが、上記のように、設定検出時間Ｔｓの間に過電圧検出回数が設定値に達したときに電源部が異常であると判定するようにすれば、電源部の出力端子に現れる電圧に脈動波形成分が含まれている場合でもそれを的確に検出して必要な保護動作を行わせることができる。
【００７２】
上記の実施形態では、設定検出時間計測用タイマにより設定検出時間Ｔｓの計測を行わせるようにしているが、電源部の出力電圧のサンプリングは、一定のサンプリング間隔（上記の例では５ｍｓｅｃ）毎に行われるので、電源部の出力電圧のサンプリング回数を計数することにより、設定検出時間が経過したことの計測を行わせるようにしてもよい。
【００７３】
また上記の実施形態では、電源部の異常が検出されたときに点火回路の点火動作を停止させて機関を失火させることにより機関の回転速度を低下させるようにしたが、電源部の異常が検出されたときに点火時期を遅角させるように点火回路を制御して、機関の回転速度を低下させるようにしてもよい。
【００７４】
また場合によっては、電源部の異常が検出されたときに点火回路の点火動作を停止させたままにして、機関を停止させるようにしてもよい。
【００７５】
上記の説明では、電源部の異常が検出されたときに、機関を失火させることにより機関の回転速度を低下させるように電源異常時点火制御手段を構成したが、電源部の異常が検出されたとき（過電圧が検出されたとき）に、点火時期制御手段が演算している点火時期の如何に関わりなく、機関の点火時期を遅角させて機関の回転速度を低下させるように電源異常時点火制御手段を構成してもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、制限値を超える電圧を設定検出時間内に設定回数以上サンプリングしたことを検出したときに電源部の異常を検出するようにしたので、電源部の出力電圧のサンプリング間隔を過度に短くすることなく、かつノイズやサージ電圧等により過電圧がサンプリングされたときに電源部が異常であるとの誤検出を行うことなく、電源部に異常が生じたことを的確に検出することができる。
【００７７】
従って、本発明によれば、バッテリが外されたり、電源部のレギュレータ機能が失われたりして、電源部の出力電圧に脈動波形の異常電圧が現れたときに、点火時期の制御等に必要な演算処理に影響を与えないサンプリング間隔で求めた電源部の出力電圧のサンプリング値から、電源部に異常が生じたことを確実に検出して、点火回路等を過電圧から保護するための制御を的確に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の全体的な構成を示した構成図である。
【図２】（Ａ）は図１の点火装置において、電源部にバッテリが接続されている状態で、電源部の出力電圧が制限値よりも低い値を示しているときの電源部の出力電圧波形を示した波形図である。（Ｂ）は図１の点火装置において、電源部からバッテリが外された状態で、電源部の出力電圧が制限値よりも低い値を示しているときの電源部の出力電圧波形を示した波形図である。
【図３】（Ａ）は図１の点火装置において、電源部にバッテリが接続されている状態で、電源部の出力電圧が制限値を超えたときの電源部の出力電圧波形を示した波形図である。（Ｂ）は図１の点火装置において、電源部からバッテリが外された状態で、電源部の出力電圧が制限値を超えたときの電源部の出力電圧波形を示した波形図である。
【図４】図１に示した点火装置において一定のサンプリング間隔毎に電子制御ユニットのＣＰＵに実行させるプログラムのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図５】本発明が対象とする点火装置において、電源部の出力電圧が制限値を超えたことを連続して複数回検出したときに電源部の異常を検出するようにした場合の不具合を説明するためのタイムチャートである。
【図６】本発明が対象とする点火装置において、電源部の出力のサンプリング間隔を極端に細かくして、電源部の出力電圧が制限値を超えたことを連続して複数回検出するようにした場合のサンプリング動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１：電源部、１Ａ：交流発電機、１Ｂ：レギュレータ機能付き整流回路、２：バッテリ、３：点火回路、４：電子制御ユニット、７：点火プラグ。
【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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