特許 6336346 点火時期制御装置および点火時期制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6336346

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】点火時期制御装置および点火時期制御システム

(51)【国際特許分類】

   F02P 3/04 20060101AFI20180528BHJP

   F02P 5/152 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   F02P3/04 303D

   F02P5/152

【請求項の数】3

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2014-139784(P2014-139784)

(22)【出願日】2014年7月7日

(65)【公開番号】特開2016-17437(P2016-17437A)

(43)【公開日】2016年2月1日

【審査請求日】2017年3月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 功

(72)【発明者】

【氏名】矢澤 克則

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１１１９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２７７８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３８９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−００５４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−３１８７４４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｐ ３／０４

Ｆ０２Ｐ ５／１５２

(57)【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、外部の電子制御装置から得られる前記内燃機関の点火時期に関する点火信号と、に基づいて、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、
を備える点火時期制御装置であって、
前記内燃機関は複数の気筒を備える多気筒内燃機関であり、
前記複数の気筒に対する複数の前記点火信号を合成し、その合成点火信号を前記点火時期調整装置に送信する信号合成部と、
１個の合成点火信号を、各気筒の点火時期に応じた複数の点火信号に分配する信号分配部と、
を備え、
前記点火時期調整装置は、前記合成点火信号を前記点火信号として用いて点火時期を調整して、調整後合成点火信号を生成し、
前記信号分配部は、前記点火時期調整装置で生成された前記調整後合成点火信号を、各気筒の点火時期に応じた複数の調整後点火信号に分配すること、
を特徴とする点火時期制御装置。

【請求項2】

前記点火信号は、点火時期の基準となるタイミングを示す基準点火信号であること、
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】

内燃機関の点火時期に関する信号を出力する電子制御装置と、
前記点火時期に関する信号を調整する点火時期制御装置と、
を備えた点火時期制御システムであって、
前記内燃機関は複数の気筒を備える多気筒内燃機関であり、
前記点火時期制御装置は、請求項１または請求項２に記載の点火時期制御装置であること、
を特徴とする点火時期制御システム。

【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および点火時期制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、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、上述した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設計見直しが必要になるので、その手間（工数）やコストが膨大になるという問題があった。

【0008】

また、複数の気筒を備える多気筒内燃機関において各気筒の点火時期制御を行うには、複数の点火時期制御装置を設ける必要があるが、このような構成を採る場合、コスト増加や設置スペースの増大という問題が生じる。

【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多気筒内燃機関に対して、容易にノッキングの発生を抑制する点火時期制御を可能にする点火時期制御装置及び点火時期制御システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

（１）本発明の点火時期制御装置は、ノッキング検出装置と点火時期調整装置とを備え
る点火時期制御装置であって、さらに、信号合成部と信号分配部とを備える。
ノッキング検出装置は、内燃機関のノッキングを検出する。点火時期調整装置は、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、外部の電子制御装置から得られる内燃機関の点火時期に関する点火信号と、に基づいて、内燃機関の点火時期を調整する。

【0011】

この点火時期制御装置が備えられる内燃機関は、複数の気筒を備える多気筒内燃機関である。
信号合成部は、複数の気筒に対する複数の点火信号を合成し、その合成点火信号を点火時期調整装置に送信する。信号分配部は、１個の合成点火信号を、各気筒の点火時期に応じた複数の点火信号に分配する。

【0012】

点火時期調整装置は、合成点火信号を点火信号として用いて点火時期を調整して、調整後合成点火信号を生成する。
信号分配部は、点火時期調整装置で調整された調整後合成点火信号を、各気筒の点火時期に応じた複数の調整後点火信号に分配する。

【0013】

この点火時期制御装置は、ノッキング検出装置と点火時期調整装置とを備えており、しかも、点火時期調整装置に対して、ノッキング信号と点火時期に関する点火信号とが入力される構成である。

【0014】

従って、点火時期調整装置では、ノッキング検出装置から得られるノッキング信号と外部の電子制御装置から得られる点火信号とに基づいて、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。

【0015】

特に、この点火時期制御装置では、ノッキング制御を行っていないエンジン（例えば、従来の汎用エンジンや２輪車用エンジンなど）に適用できる。即ち、従来のエンジン制御を行う電子制御装置の構成に、本発明の点火時期制御装置を付加するだけで、電子制御装置に対して点火時期制御を行うための設計見直しが不要となり、その設計見直しのための手間（工数）やコストを大きく低減できるという顕著な効果を奏する。

【0016】

また、この点火時期制御装置の制御対象である内燃機関は複数の気筒を備える多気筒内燃機関であり、この点火時期制御装置は、信号合成部と信号分配部とを備える。
このため、この点火時期制御装置においては、信号合成部が複数の点火信号を合成して合成点火信号を生成し、点火時期調整装置がその合成点火信号の点火時期を調整して調整後合成点火信号を生成し、信号分配部が調整後合成点火信号を複数の調整後点火信号に分配する。

【0017】

つまり、この点火時期制御装置は、点火時期調整装置を単数しか備えない構成であるが、信号合成部と信号分配部とを備えることで、多気筒内燃機関における各気筒の点火時期をそれぞれ調整することが可能となる。これにより、この点火時期制御装置を用いることで、多気筒内燃機関における各気筒の点火時期を調整するにあたり、点火時期調整装置に関するコスト増加や設置スペースの増大を抑制できる。

【0018】

よって、本発明によれば、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、本発明によれば、多気筒内燃機関の点火時期を調整するにあたり、点火時期調整装置に関するコスト増加や設置スペースの増大を抑制できる。

【0019】

なお、前記外部の電子制御装置とは、本発明の点火時期制御装置とは別に設けられた電
子制御装置であり、例えば内燃機関の動作を総合的に制御する電子制御装置（エンジンコントロールユニット：ＥＣＵ）が挙げられる。

【0020】

（２）本発明の他の局面においては、点火信号は、点火時期の基準となるタイミングを示す基準点火信号である。
点火信号は、点火時期に関する情報を含む信号であり、基準点火信号（例えば後述する基準点火信号Ａ）を点火信号として採用できる。

【0021】

（３）本発明の他の局面における点火時期制御システムは、内燃機関の点火時期に関する信号を出力する電子制御装置と、点火時期に関する信号を調整する点火時期制御装置と、を備えた点火時期制御システムであって、内燃機関は複数の気筒を備える多気筒内燃機関であり、点火時期制御装置は、上述の点火時期制御装置である。

【0022】

本発明の点火時期制御システムは、上述の点火時期制御装置を備えることから、上述の点火時期制御装置と同様に、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、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。

【0023】

また、本発明の点火時期制御システムは、上述の点火時期制御装置と同様に、多気筒内燃機関の点火時期を調整するにあたり、点火時期調整装置に関するコスト増加や設置スペースの増大を抑制できる。

【発明の効果】

【0024】

本発明の点火時期制御装置および点火時期制御システムは、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、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。

【0025】

また、本発明の点火時期制御装置および点火時期制御システムは、多気筒内燃機関の点火時期を調整するにあたり、点火時期調整装置に関するコスト増加や設置スペースの増大を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【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）は実施例１の点火時期制御装置のうち、ノッキング検出装置および点火時期調整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のうち、ノッキング検出装置および点火時期調整装置を一部破断して示す正面図である。

【図3】（ａ）は実施例１の点火時期制御装置及びその周辺の装置を示す説明図、（ｂ）はその点火時期調整装置の接続端子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】１気筒での連続した燃焼サイクル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6】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7】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8】実施例１の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9】実施例１の点火時期調整装置における各部の信号状態を表すタイミングチャートである。

【図10】（ａ）は実施例２の点火時期制御装置を示す平面図、（ｂ）は実施例３の点火時期制御装置を示す平面図、（ｃ）は実施例４の点火時期制御装置を示す平面図である。

【図11】（ａ）は実施例５の点火時期制御装置を示す平面図、（ｂ）はその点火時期制御装置を示す正面図である。

【図12】実施例６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13】実施例６の点火時期制御装置の変形例のシステム構成を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

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。

【0028】

［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。

【0029】

まず、本実施例の点火時期制御装置を備えた内燃機関のシステム全体について説明する。
なお、本実施例の内燃機関１は、４気筒を備える多気筒内燃機関であるが、図１では、４気筒のうち１気筒のみを記載しており、他の３気筒については図示を省略している。

【0030】

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、吸入空気量を検出するエアフローメータ７と、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、燃焼室１３内に空気を導入する吸気マニホールド１５と、燃料を吸気マニホールド１５内に噴射する燃料噴射弁１７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と、排気マニホールド１９から排出される排気から空燃比を検出する空燃比センサ２１（又は酸素センサ２１）などを備えている。

【0031】

また、エンジン本体３のシリンダヘッド２３には、各気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられ、エンジン本体３には、エンジン回転数（回転速度）を検出するエンジン回転数センサ２７や、クランク角を検出するクランク角センサ２９が取り付けられている。

【0032】

更に、エンジン本体３には、後述する点火時期制御装置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。なお、イグナイタ３３，点火コイル３５，点火プラグ２５は、４気筒のそれぞれに対応して備えられるが、図１では、１気筒分のみを記載しており、他の３気筒に関する各機器については図示を省略している。

【0033】

また、内燃機関１には、エンジン本体３等の運転状態（例えばエンジン回転数や空燃比センサ２１の出力に基づく空燃比フィードバック制御など）を総合的に制御する内燃機関用制御装置（エンジンコントロールユニット）３７が設けられている。この内燃機関用制御装置３７は、図示しないが、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。

【0034】

なお、この内燃機関用制御装置３７が、本発明における外部の電子制御装置に該当する
。また、以下では、点火時期制御装置３１と内燃機関用制御装置３７とを備えたシステムを、点火時期制御システム３８と称する。

【0035】

内燃機関用制御装置３７の入力ポート（図示せず）には、エアフローメータ７、スロットル開度センサ１１、空燃比センサ２１、エンジン回転数センサ２７、クランク角センサ２９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。

【0036】

一方、内燃機関用制御装置３７の出力ポート（図示せず）には、燃料噴射弁１７、点火時期制御装置３１が接続されており、これらの機器に対して、内燃機関用制御装置３７から、各機器の動作を制御するための制御信号が出力される。なお、内燃機関用制御装置３７は、４気筒のそれぞれに対応した制御信号（後述する点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）を出力する。なお、本実施例では、点火時期制御装置３１にイグナイタ３３を接続した例を示したが、点火時期制御装置３１にイグナイタ３３を内蔵する態様を採ってもよい。

【0037】

［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。
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、接続ケーブル４５と、信号合成分配器４８と、を備える。

【0038】

このうち、ノッキング検出装置４１および点火時期調整装置４３は、図２（ａ），（ｂ）に示す様に、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る。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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とからなる主体金具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。

【0042】

点火時期調整装置４３は、点火時期を調節する制御装置であり、内燃機関用制御装置３７と同様に、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。

【0043】

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５５
ａ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】

なお、本実施例では、ノッキング検出装置４１および点火時期調整装置４３は、気筒ごとに１個ずつ設けられるものではなく、４気筒に対してノッキング検出装置４１および点火時期調整装置４３がそれぞれ１個ずつ設けられる。

【0047】

図３（ａ）に示すように、点火時期調整装置４３は、１組のリード線（信号線）９７、９９を介して、信号合成分配器４８と着脱可能に接続されている。なお、リード線９７、９９は、点火時期調整装置４３および信号合成分配器４８の両方に対して着脱可能とされている。

【0048】

信号合成分配器４８は、４本の基準点火信号線１０４を介して内燃機関用制御装置３７と着脱可能に接続されている。なお、４本の基準点火信号線１０４は、第１気筒から第４気筒のそれぞれに対応した第１基準点火信号線１０４ａ、第２基準点火信号線１０４ｂ、第３基準点火信号線１０４ｃ、第４基準点火信号線１０４ｄである。

【0049】

信号合成分配器４８は、４本の補正点火信号線１０５を介して４個のイグナイタ３３と着脱可能に接続されている。なお、４本の補正点火信号線１０５は、第１気筒から第４気筒のそれぞれに対応した第１補正点火信号線１０５ａ、第２補正点火信号線１０５ｂ、第３補正点火信号線１０５ｃ、第４補正点火信号線１０５ｄである。なお、図３（ａ）では、４気筒に対するイグナイタ３３，点火コイル３５，点火プラグ２５のうち１気筒分のみを記載しており、他の３気筒に関するイグナイタ３３，点火コイル３５，点火プラグ２５については図示を省略している。

【0050】

［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（ａ）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、図３（ｂ）に示す様に、バッテリ９１からの電力を受けるための一対の電源端子９３、９５が設けられている。信号合成分配器４８も、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が、図３（ａ）では、バッテリ９１から信号合成分配器４８への電力供給線や、信号合成分配器４８における電源端子については、図示を省略している。

【0051】

点火時期調整装置４３は、リード線９７を介して、信号合成分配器４８と接続されており、後述する合成点火信号Ａｍを信号合成分配器４８から受信するための受信用端子１０１（図３（ｂ）参照）を備えている。受信用端子１０１は、リード線９７に電気的に接続されている。

【0052】

更に、点火時期調整装置４３は、リード線９９を介して、信号合成分配器４８と接続されており、信号合成分配器４８に対して点火コイル３５を作動させるため信号（後述する（調整後の）合成点火信号（Ｂ））を出力するための点火用端子１０３（図３（ｂ）参照
）が設けられている。点火用端子１０３は、リード線９９に電気的に接続されている。

【0053】

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とを備えており、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。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。

【0054】

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。

【0055】

また、本実施例では、内燃機関用制御装置３７と信号合成分配器４８とが接続されており、内燃機関用制御装置３７から信号合成分配器４８に対して、４気筒のそれぞれに対応した４個の点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が出力される。

【0056】

信号合成分配器４８は、４個の点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を合成して１個の合成点火信号Ａｍを生成し、その合成点火信号Ａｍを点火時期調整装置４３に対して出力する。また、信号合成分配器４８は、点火時期調整装置４３から受信した１個の補正合成点火信号Ｂｍを分配して４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を生成し、４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を、それぞれ対応する気筒のイグナイタ３３に対して出力する。

【0057】

なお、信号合成分配器４８の詳細構成については、後述する。
各気筒では、補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に基づいて、各パワートランジスタ３３ａがスイッチング動作を行って、各点火コイル３５の一次巻線３５ａへの通電・非通電が切り替えられる。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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）などの情報を記憶する。

【0061】

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。

【0062】

内燃機関用制御装置３７では、例えばエンジン回転数や吸入空気量などに基づいて、点火時期の基準となる基準点火時期を決定する。この基準点火時期とは、内燃機関１毎のばらつきや気候変化等を考慮したときにも当該内燃機関１が破損しないような十分なマージンを持って設定された点火時期を、内燃機関１の運転状態毎に複数設定したマップを用いた上で、このマップと現在の運転状態とを対応（照合）して設定されるベースとなる点火時期（即ち、点火時期調整装置４３によって調整される対象の点火時期）である。

【0063】

なお、この基準点火時期を示す信号が、基準点火信号（即ち基準点火信号Ａ：図５の上図参照）である。そして、内燃機関用制御装置３７では、各気筒に対応した基準点火信号Ａとしての４個の点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が生成され、４個の点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が信号合成分配器４８に対して出力される。

【0064】

４個の点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を受信する信号合成分配器４８は、４個の点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を合成して生成される合成点火信号Ａｍを点火時期調整装置４３に対して出力する。

【0065】

合成点火信号Ａｍを受信する点火時期調整装置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。

【0066】

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、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が、補正点火信号（即ち補正点火信号Ｂ：図５の中図参照）である。

【0067】

点火時期調整装置４３は、ノッキング状態に基づいて合成点火信号Ａｍを調整することで補正合成点火信号Ｂｍを生成し、補正合成点火信号Ｂｍを信号合成分配器４８に対して出力する。つまり、点火時期調整装置４３では、基準点火信号Ａとしての合成点火信号Ａｍが調整されることで、補正点火信号Ｂとしての補正合成点火信号Ｂｍが生成される。

【0068】

具体的には、図６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、前記図５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、前記点火時期を補正する処理は行わない。

【0069】

次に、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、信号合成分配器４８に対して、補正合成点火信号Ｂｍが出力される。
信号合成分配器４８では、補正合成点火信号Ｂｍが分配されて４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が生成され、４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が、それぞれ対応する気筒のイグナイタ３３に対して出力される。つまり、信号合成分配器４８では、各気筒に対応した補正点火信号Ｂとしての４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が生成され、４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４がそれぞれ対応する気筒のイグナイタ３３に対して出力される。

【0070】

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。
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。

【0071】

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（図５（ｃ）参照）。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。

【0072】

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。

【0073】

［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。
まず、補正点火時期算出処理について説明する。

【0074】

本処理は、合成点火信号Ａｍに基づいて補正点火時期を算出するとともに、合成点火信号Ａｍを利用してエンジン回転数および回転数偏差を算出する処理である。
図７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）するとともに、気筒記憶変数Ｍをリセット（０に設定）する。

【0075】

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クランク角ウィンドウ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。

【0076】

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。

【0077】

続くステップ１４０では、信号合成分配器４８から受信した合成点火信号Ａｍに基づいて、気筒記憶変数Ｍが１，２，３，４となるそれぞれの補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）について、基準点火時期（入力点火時期）ＴＩＧＩＮを補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）として設定する。なお、ここでの補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）の値は、まだ補正が行われていない値である。

【0078】

続くステップ１５０では、点火信号間隔測定タイマーＴ１をリセットする。
続くステップ１６０では、合成点火信号Ａｍが入力されたか否かを判定する。詳細には
、合成点火信号Ａｍの立ち上がり時期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１７０に進み、一方否定判断されると待機する。

【0079】

ステップ１７０では、合成点火信号Ａｍが入力されてからの時間を計測するために、点火信号間隔測定タイマーＴ１をスタートする。
続くステップ１８０では、再度、合成点火信号Ａｍが入力されたか否かを判定する。詳細には、合成点火信号Ａｍの立ち上がり時期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１９０に進み、否定判断されると待機する。

【0080】

ステップ１９０では、合成点火信号Ａｍが入力されたので、タイマー記憶変数Ｎをカウントアップする（Ｎ＝Ｎ＋１）とともに、気筒記憶変数Ｍをカウントアップ（Ｍ＝Ｍ＋１）する。

【0081】

続くステップ２００では、今回（Ｎ回目）、合成点火信号Ａｍが入力された時間を、タイマーＴ（Ｎ）として記憶する。即ち、点火信号間隔測定タイマーＴ１の計数値を、タイマーＴ（Ｎ）の値として記憶する。

【0082】

続くステップ２１０では、今回（Ｎ回目）、合成点火信号Ａｍが入力された時間（Ｔ（Ｎ））と、前回（Ｎ−１回目）、合成点火信号Ａｍが入力された時間（Ｔ（Ｎ−１））との差ΔＴ（Ｎ）を求める。即ち、連続する合成点火信号Ａｍの間の時間（換言すれば、合成点火信号を受信する時間間隔）を求める。

【0083】

なお、本実施例では、連続する合成点火信号Ａｍの間の時間（換言すれば、合成点火信号を受信する時間間隔）を演算するにあたり、合成点火信号Ａｍの立ち上がり時期（ローレベルからハイレベルになるタイミング）の時間間隔ではなく、合成点火信号Ａｍの立ち下がり時期（ハイレベルからローレベルになるタイミング）の時間間隔に基づいて合成点火信号を受信する時間間隔を演算する。

【0084】

続くステップ２２０では、「２回転×６０ｓｅｃ／（ΔＴ（Ｎ）×Ｃｙ）」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。なお、Ｃｙは内燃機関の気筒数であり、本実施例ではＣｙ＝４である。

【0085】

本実施例の内燃機関は、４気筒を備える多気筒内燃機関であり、エンジン回転数が１回転する期間中に、気筒数に応じた個数の合成点火信号Ａｍが入力される。このため、合成点火信号Ａｍに基づいてエンジン回転数を演算する際には、気筒数を考慮する必要があり、本実施例では、気筒数Ｃｙを含んだ上記の演算式に基づいてエンジン回転数を演算している。

【0086】

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。
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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

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）と前回（Ｓ−１回目）のエンジン回転数ＲＰＮＳ（Ｓ−１）との差分の絶対値を求めることにより、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（Ｍ）を算出する。この回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｍ）は、気筒記憶変数Ｍに対応する数値（回転数偏差）として算出されている。

【0090】

続くステップ２９０では、回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｍ）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。本実施例では、判定値ＲＰＮｓとして５００［ｒｐｍ］が設定されている。

【0091】

ステップ３１０では、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを気筒記憶変数Ｍに対応する補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）として設定し、ステップ３６０に進む。ステップ２９０で否定判定される場合、回転数偏差ΔＲＰＮ（Ｍ）が大きく、内燃機関の運転状態が点火時期の調整に適した状態では無いため、点火時期を進角させることは適当ではない。

【0092】

このため、ステップ３１０では、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）として設定することで、実質的には点火時期の補正を行うことなく、点火時期の補正が行われていない「合成点火信号Ａｍ」をそのまま出力するように、補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）を設定する。

【0093】

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（Ｍ）が１であるか否かによって判定する。なお、ノック検知フラグＫＮＳ（Ｍ）は、気筒記憶変数Ｍに対応するノック検知フラグである。ここで肯定判断されるとステップ３２０に進み、一方否定判断されるとステップ３３０に進む。

【0094】

ステップ３２０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（Ｍ）として設定し（図６参照）、ステップ３６０に進む。

【0095】

一方、ステップ３３０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（Ｍ））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３４０に進み、一方否定判断されるとステップ３５０に進む。

【0096】

ステップ３４０では、補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）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（Ｍ）の値として設定し、ステップ３６０に進む。

【0097】

一方、ステップ３５０では、補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）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（Ｍ）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（Ｍ）として設定し、ステップ３６０に進む。

【0098】

Ｓ３６０では、気筒記憶変数Ｍが気筒数Ｃｙ以上であるか否かを判定し、肯定判断されるとステップ３７０に進み、一方否定判断されると前記ステップ１８０に戻る。なお、気
筒数Ｃｙは、上述したように、本実施例ではＣｙ＝４である。

【0099】

ステップ３７０では、気筒記憶変数Ｍをリセット（０に設定）し、前記ステップ１８０に戻る。
つまり、Ｓ３６０では、気筒記憶変数Ｍに基づいて、第１気筒から第４気筒までの一連の点火信号に対応する合成点火信号Ａｍが入力されたか否かを判定しており、肯定判定されると気筒記憶変数Ｍをリセットした上で前記ステップ１８０に戻り、否定判定されると気筒記憶変数Ｍを変更することなく前記ステップ１８０に戻る。

【0100】

このようにして、補正点火時期算出処理では、気筒記憶変数Ｍに対応する補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）をそれぞれ演算することで、第１気筒から第４気筒までのそれぞれに対応する補正点火時期ＴＩＧ（Ｍ）を演算する。

【0101】

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。

【0102】

図８に示す様に、ステップ４００にて、気筒記憶変数Ｍに対応するノック検知フラグＫＮＳ（Ｍ）をクリア（０に設定）する。
続くステップ４１０では、合成点火信号Ａｍがハイレベルからローレベルになるタイミング（立ち下がり時期）であるか否か（換言すれば、点火時期であるか否か）を判定する。具体的には、ステップ４１０では、直前のステップ１８０で立ち上がり時期と判定された合成点火信号Ａｍの立ち下がり時期であるか否かを判定している。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。

【0103】

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同じステップ４３０に戻って同様な処理を繰り返す。

【0104】

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。

【0105】

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。

【0106】

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（Ｍ）をセット（１に設定）し、本処理を終了する。
［１−６．信号合成分配器］
次に、信号合成分配器４８について説明する。

【0107】

信号合成分配器４８は、複数の信号を合成して１個の合成信号を生成する信号合成部１０８と、１個の信号を分配して複数の分配信号を生成する信号分配部１０９と、を備える。また、信号合成分配器４８は、信号分配部１０９での複数の分配信号の出力先気筒を制御する信号制御部１１０を備える。

【0108】

信号合成分配器４８は、信号合成部１０８で４個の点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を合成して１個の合成点火信号Ａｍを生成し、その合成点火信号Ａｍを点火時期調整装置４３に対して出力する。つまり、図９に示すように、信号合成分配器４８は、第１気筒〜第４気筒にそれぞれ対応する点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を合成する（重ね合わせる）ことで、合成点火信号Ａｍを生成する。

【0109】

点火時期調整装置４３は、ノッキング状態に基づいて合成点火信号Ａｍを調整（補正））することで補正合成点火信号Ｂｍを生成し、補正合成点火信号Ｂｍを信号合成分配器４８に対して出力する。つまり、点火時期調整装置４３は、図９に示すように、合成点火信号Ａｍの立ち上がり時期および立ち下がり時期を調整（補正）することで、補正合成点火信号Ｂｍを生成する。

【0110】

信号合成分配器４８は、信号分配部１０９で１個の補正合成点火信号Ｂｍを分配して４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を生成し、４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を、それぞれ対応する気筒のイグナイタ３３に対して出力する。つまり、信号合成分配器４８は、図９に示すように、１個の補正合成点火信号Ｂｍを第１気筒〜第４気筒にそれぞれ対応する信号に分けることで、４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を生成する。

【0111】

このとき、信号制御部１１０（図４参照）が、信号合成部１０８での４個の点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の受信状況に応じて、各気筒の点火時期および点火順序を判定し、その判定結果に基づいて、信号分配部１０９での４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４のそれぞれの出力状態を制御する。

【0112】

具体的には、信号制御部１１０は、まず、信号合成部１０８での点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の受信時期および受信順序を検出し、各気筒の点火時期および点火順序を判定する。そして、信号制御部１１０は、各気筒の点火時期および点火順序に基づいて、所定の時間帯毎に、信号分配部１０９による補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の出力先気筒を決定する。信号制御部１１０は、決定結果に対応した気筒に対して補正点火信号が出力されるように、所定の時間帯毎に、信号分配部１０９に対して「信号の出力先気筒」を示す気筒指令信号Ｓｃを送信する。信号分配部１０９は、気筒指令信号Ｓｃに基づき、各時間帯に対応する気筒に対して補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４のうちいずれか１つを出力する。

【0113】

図９では、「信号の出力先気筒」が第１気筒である時間帯を第１区間Ｔｃ１として表しており、信号の出力先気筒が第２気筒，第３気筒，第４気筒である時間帯をそれぞれ第２区間Ｔｃ２，第３区間Ｔｃ３，第４区間Ｔｃ４として表している。本実施例では、図９に示すように、信号制御部１１０は、所定の時間帯毎に信号の出力先気筒を「第１気筒→第２気筒→第３気筒→第４気筒→第１気筒…」のように順番に切り替える形態を例示している。

【0114】

このため、例えば、第１区間Ｔｃ１における補正合成点火信号Ｂｍは、第１気筒への補正点火信号Ｂ１として信号分配部１０９から出力される。また、第２区間Ｔｃ２，第３区
間Ｔｃ３，第４区間Ｔｃ４における補正合成点火信号Ｂｍは、それぞれ第２気筒への補正点火信号Ｂ２，第３気筒への補正点火信号Ｂ３，第４気筒への補正点火信号Ｂ４として信号分配部１０９から出力される。

【0115】

図９において、点火信号Ａ１の立ち下がり時期（ｔ０１，ｔ１１，ｔ２１）は、内燃機関用制御装置３７で演算された「第１気筒の点火時期」である。また、点火信号Ａ２の立ち下がり時期（ｔ０２，ｔ１２，ｔ２２），点火信号Ａ３の立ち下がり時期（ｔ０３，ｔ１３，ｔ２３），点火信号Ａ４の立ち下がり時期（ｔ０４，ｔ１４，ｔ２４）は、それぞれ内燃機関用制御装置３７で演算された「第２気筒の点火時期」，「第３気筒の点火時期」，「第４気筒の点火時期」である。

【0116】

なお、図９においては、第１区間Ｔｃ１における補正点火信号Ｂ１の立ち下がり時期は、点火信号Ａ１の立ち下がり時期（例えば、ｔ０１など）とは異なる時期に調整（補正）された状態を示している。これは、点火時期調整装置４３において、合成点火信号Ａｍが調整（補正）されたためであり、立ち上がり時期および立ち下がり時期が調整（補正）された信号が補正合成点火信号Ｂｍとして生成される。

【0117】

もし、合成点火信号Ａｍが補正されない場合には、立ち上がり時期および立ち下がり時期が変更されていない信号が補正合成点火信号Ｂｍとして出力される。換言すれば、合成点火信号Ａｍが補正されることなく、そのままの状態で補正合成点火信号Ｂｍとして出力される。この場合、例えば、第１気筒においては、内燃機関用制御装置３７で演算された「第１気筒の点火時期」と同時期に、補正点火信号Ｂ１が立ち下がり方向に変化する。

【0118】

なお、実際には、点火時期調整装置４３での演算処理（補正点火時期算出処理など）の処理時間を要するため、点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に基づき調整（補正）された４個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、点火時期調整装置４３で点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が受信された時点から少なくとも１燃焼サイクル単位で遅い時期に出力される。他方、信号制御部１１０により決定される「信号の出力先気筒」（換言すれば、第１区間Ｔｃ１，第２区間Ｔｃ２，第３区間Ｔｃ３，第４区間Ｔｃ４）は、４つの気筒が所定の順番で変更されるが、同一気筒においては１燃焼サイクル毎に「信号の出力先気筒」として設定される。このようにして、各気筒に対して適切な時間帯に、補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４がそれぞれ出力される。

【0119】

［１−７．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、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。また、点火時期調整装置４３は、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とともに、外部の内燃機関用制御装置３７から信号合成分配器４８を介して基準点火信号Ａ（詳細には、点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を合成した合成点火信号Ａｍ）が入力される構成である。

【0120】

従って、点火時期調整装置４３では、ノッキング検出装置４１から得られるノッキング信号と内燃機関用制御装置３７から得られる基準点火信号Ａとに基づいて、適切な点火時期となるように点火時期を進角や遅角させて補正することができる。

【0121】

特に、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エンジン（例えば従来の汎用エンジンや２輪車用エンジンなど）に適用できるので、即ち、従来のエンジン制御を行う電子制御装置の構成に本実施例の点火時期制御装置３１を付加するだけで、内燃機関用制御装置３７における点火時期制御を行うための設計見直しが不要となり
、その設計見直しのための手間（工数）やコストを大きく低減できるという顕著な効果を奏する。

【0122】

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、内燃機関用制御装置３７と各気筒のイグナイタ３３との間に、信号合成分配器４８を含む点火時期制御装置３１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。

【0123】

さらに、本実施例の点火時期制御装置３１は、信号合成部１０８および信号分配部１０９を有する信号合成分配器４８を備えており、単気筒内燃機関のみならず、多気筒内燃機関に適用できる。

【0124】

点火時期制御装置３１では、信号合成部１０８が複数の点火信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を合成して合成点火信号Ａｍ）を生成し、点火時期調整装置４３がその合成点火信号Ａｍの点火時期を調整（補正）して補正合成点火信号Ｂｍを生成し、信号分配部１０９が補正合成点火信号Ｂｍを複数の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に分配する。

【0125】

つまり、点火時期制御装置３１は、点火時期調整装置４３を単数しか備えない構成であるが、信号合成部１０８と信号分配部１０９とを備えることで、多気筒内燃機関における各気筒の点火時期をそれぞれ調整することが可能となる。これにより、点火時期制御装置３１を用いることで、多気筒内燃機関における各気筒の点火時期を調整するにあたり、点火時期調整装置４３に関するコスト増加や設置スペースの増大を抑制できる。

【0126】

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、点火時期制御装置３１によれば、多気筒内燃機関の点火時期を調整するにあたり、点火時期調整装置４３に関するコスト増加や設置スペースの増大を抑制できる。

【0127】

また、点火時期制御システム３８は、点火時期制御装置３１を備えることから、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、点火時期制御システム３８は、多気筒内燃機関の点火時期を調整するにあたり、点火時期調整装置４３に関するコスト増加や設置スペースの増大を抑制できる。

【0128】

［１−８．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、内燃機関用制御装置３７から出力される基準点火信号Ａが点火信号の一例に相当し、合成点火信号Ａｍが合成点火信号の一例に相当し、補正合成点火信号Ｂｍが調整後合成点火信号の一例に相当し、複数の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が複数の調整後点火信号の一例に相当する。

【0129】

［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。

【0130】

図１０（ａ）に示す様に、本実施例の点火時期制御装置１２１は、前記実施例１と同様に、ノッキング検出装置１２３と点火時期調整装置１２５と（それらを接続する）接続ケーブル１２７とから、一体に構成されている。

【0131】

特に本実施例では、点火時期調整装置１２５と接続ケーブル１２７とは、分離不可能に一体に構成されているが、図示するように、ノッキング検出装置１２３と接続ケーブル１２７とは、着脱可能に一体に構成されている。

【0132】

つまり、ノッキング検出装置１２３のコネクタ部１２９には、第１出力端子１３１、第２出力端子１３３が露出する凹部１３５が設けられており、この凹部１３５と接続ケーブル１２７の第１コネクタ部１３７とが、着脱可能に結合する構成となっている。これにより、ノッキング検出装置１２３と点火時期調整装置１２５とは、着脱可能に一体に構成されることになる。

【0133】

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。また、本実施例では、ノッキング検出装置１２３と点火時期調整装置１２５とは、着脱可能に一体に構成されているので、ノッキング検出装置１２３と点火時期調整装置１２５とのいずれかが故障した場合に、両者を分離した上で故障した装置だけを取り替えれば済むという利点がある。

【0134】

［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２と同様な内容については説明を省略する。

【0135】

図１０（ｂ）に示す様に、本実施例の点火時期制御装置１４１は、前記実施例１と同様に、ノッキング検出装置１４３と点火時期調整装置１４５と（それらを接続する）接続ケーブル１４７とから、一体に構成されている。

【0136】

特に本実施例では、ノッキング検出装置１４３と接続ケーブル１４７とは、分離不可能に一体に構成されているが、図示するように、点火時期調整装置１４５と接続ケーブル１４７とは、着脱可能に一体に構成されている。

【0137】

つまり、点火時期調整装置１４５には凹状のコネクタ部１４９が設けられており、このコネクタ部１４９と接続ケーブル１４７の第２コネクタ部１５１とが、着脱可能に結合する構成となっている。これにより、ノッキング検出装置１４３と点火時期調整装置１４５とは、着脱可能に一体に構成されることになる。

【0138】

本実施例によっても、前記実施例２と同様な効果を奏する。
［４．実施例４］
次に実施例４について説明するが、前記実施例２と同様な内容については説明を省略する。

【0139】

図１０（ｃ）に示す様に、本実施例の点火時期制御装置１６１は、前記実施例１と同様に、ノッキング検出装置１６３と点火時期調整装置１６５と（それらを接続する）接続ケーブル１６７とから、一体に構成されている。

【0140】

特に本実施例では、ノッキング検出装置１６３と接続ケーブル１６７と、更に、点火時期調整装置１６５と接続ケーブル１６７とは、着脱可能に一体に構成されている。
つまり、前記実施例２と同様に、ノッキング検出装置１６３のコネクタ部１６９には、第１出力端子１７１、第２出力端子１７３が露出する凹部１７５が設けられており、この凹部１７５と接続ケーブル１６７の第１コネクタ部１７７とが、着脱可能に結合する構成となっている。

【0141】

また、点火時期調整装置１６５には凹状のコネクタ部１７９が設けられており、このコ
ネクタ部１７９と接続ケーブル１６７の第２コネクタ部１８１とが、着脱可能に結合する構成となっている。

【0142】

以上のことから、実施例４の点火時期制御装置１６１は、ノッキング検出装置１６３と点火時期調整装置１６５とが着脱可能に一体に構成される構成を有する。
本実施例によっても、前記実施例２同様な効果を奏する。

【0143】

［５．実施例５］
次に実施例５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。

【0144】

図１１（ａ），図１１（ｂ）に示す様に、本実施例の点火時期制御装置１９１は、前記実施例１と同様に、ノッキング検出装置１９３を備えているが、接続ケーブルは備えておらず、点火時期調整装置１９５は、ノッキング検出装置１９３内に配置されている。なお、図１１（ａ），図１１（ｂ）では、内部の構成を樹脂モールドを透過した状態で示している。

【0145】

また、点火時期制御装置１９１は、前記実施例１と同様に、信号合成分配器を備えているが、図１１（ａ），図１１（ｂ）では、信号合成分配器の図示を省略している。
詳しくは、本実施例の点火時期制御装置１９１は、前記実施例１と同様に、ノッキング検出装置１９３の本体部１９６とコネクタ部１９７とを備えるとともに、本体部１９６の樹脂モールドされた内部には、主体金具１９９に圧電素子２０１や一対の電極板２０３、２０５やウエイト２０７やナット２０９等が嵌められた作動部２１１が収納されており、この作動部２１１の表面に、点火時期調整装置１９５が配置されている。

【0146】

この点火時期調整装置１９５には、一対の電極板２０３、２０５から伸びる出力端子（図示せず）が接続されている。また、この点火時期調整装置１９５には、信号合成分配器から点火信号（合成点火信号Ａｍ）が入力される入力端子２１３と、信号合成分配器に補正点火信号（補正合成点火信号Ｂｍ）を出力する出力端子２１５と、点火時期調整装置１９５に電力を供給する一対の電力端子２１７、２１９と、が延出して設けられている。

【0147】

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とともに、装置をコンパクトに形成することができるという利点がある。
［６．実施例６］
次に実施例６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。

【0148】

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。なお、本実施例のエンジンは、２気筒を備える多気筒内燃機関である。

【0149】

図１２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。

【0150】

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、電子制御装置２２９に入力されるように構成されている。

【0151】

この電子制御装置２２９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２３１や周知のマイコン２３２等が設けられている。

【0152】

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。

【0153】

また、本実施例では、電子制御装置２２９のマイコン２３２には、前記実施例１と同様な点火時期制御装置２３３が接続されている。マイコン２３２は、２気筒のそれぞれに対応した制御信号（点火信号Ａ１，Ａ２）を出力する。

【0154】

マイコン２３２から出力された２個の点火信号Ａ１，Ａ２は、点火時期制御装置２３３（詳細には、信号合成分配器２４５）に入力される。点火時期制御装置２３３は、点火時期調整装置２３５と、ノッキング検出装置２３７と、信号合成分配器２４５と、を備える。

【0155】

信号合成分配器２４５は、複数の信号を合成して１個の合成信号を生成する信号合成部２４６と、１個の信号を分配して複数の分配信号を生成する信号分配部２４７と、を備える。また、信号合成分配器２４５は、信号分配部２４７での複数の分配信号の出力先気筒を制御する信号制御部２４８を備える。

【0156】

信号合成分配器２４５は、２個の点火信号Ａ１，Ａ２を合成して１個の合成点火信号Ａｍを生成し、その合成点火信号Ａｍを点火時期調整装置２３５に対して出力する。また、信号合成分配器２４５は、点火時期調整装置２３５から受信した１個の補正合成点火信号Ｂｍを分配して２個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２を生成し、２個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２を、それぞれ対応する気筒のイグナイタ２３９に対して出力する。

【0157】

なお、図１２では、２気筒に対するイグナイタ２３９，点火コイル２４１，点火プラグ２４３のうち１気筒分のみを記載しており、他の１気筒に関するイグナイタ２３９，点火コイル２４１，点火プラグ２４３については図示を省略している。

【0158】

信号合成分配器２４５から出力される合成点火信号Ａｍが、点火時期調整装置２３５に入力されると、点火時期調整装置２３５では、ノッキング検出装置２３７によって検出されたノッキングの発生状態に応じて、前記実施例１と同様な点火時期の調整が行われる。

【0159】

そして、この調整によって得られた補正合成点火信号Ｂｍが２個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２に分配される。２個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２が、前記実施例１と同様に、各気筒のイグナイタ２３９に出力され、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。

【0160】

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。
点火時期制御装置２３３は、前記実施例１と同様に、信号合成部２４６および信号分配部２４７を有する信号合成分配器２４５を備えており、単気筒内燃機関のみならず、多気筒内燃機関に適用できる。

【0161】

つまり、点火時期制御装置２３３は、点火時期調整装置２３５を単数しか備えない構成であるが、信号合成部２４６と信号分配部２４７とを備えることで、多気筒内燃機関における各気筒の点火時期をそれぞれ調整することが可能となる。これにより、点火時期制御
装置２３３を用いることで、多気筒内燃機関における各気筒の点火時期を調整するにあたり、点火時期調整装置２３５に関するコスト増加や設置スペースの増大を抑制できる。

【0162】

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。
なお、これとは別に、例えば特開平１０−２５９７７７号に記載の様に、前記と同様な（フライホイールに取り付けられた）マグネットに近接するように点火コイルを配置し、マグネットの近接／離隔によって、点火プラグを駆動するための高電圧を発生させるようにしてもよい。

【0163】

この場合には、図１３に示すような点火駆動回路２５１を使用する。なお、この点火駆動回路２５１は、イグナイタ２５３と点火コイル２５５を備えている。
詳しくは、点火コイル２５５は、マグネット２５０の近接／離隔に応じて電流を発生させる一次巻線２５５ａと、点火プラグ２５７に接続された二次巻線２５５ｂとを備える。

【0164】

イグナイタ２５３は、一次巻線２５５ａの一端にコレクタ、他端にエミッタが接続された第１トランジスタ２５９と、第１トランジスタ２５９のコレクタ・ベース間に接続され、第１トランジスタ２５９にベース電力を供給する第１抵抗２６１と、コレクタが第１トランジスタ２５９のベースに接続され、エミッタが第１トランジスタ２５９のエミッタに接続された第２トランジスタ２６３と、一次巻線２５５ａの両端電圧を分圧して第２トランジスタ２６３のベースに供給する第２抵抗２６５、第３抵抗２６７とを備えている。

【0165】

点火時期制御装置２６９は、点火時期調整装置２７１と、ノッキング検出装置２７４と、信号合成分配器２４５と、を備える。
信号合成分配器２４５は、２個の点火信号Ａ１，Ａ２を合成して１個の合成点火信号Ａｍを生成し、その合成点火信号Ａｍを点火時期調整装置２７１に対して出力する。また、信号合成分配器２４５は、点火時期調整装置２７１から受信した１個の補正合成点火信号Ｂｍを分配して２個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２を生成し、２個の補正点火信号Ｂ１，Ｂ２を、それぞれ対応する気筒のイグナイタ２５３に対して出力する。

【0166】

信号合成分配器２４５のうち補正点火信号Ｂ１，Ｂ２それぞれの出力端子は、対応する気筒のイグナイタ２５３における第２トランジスタ２６３のベースに接続されている。
なお、図１３では、２気筒に対するイグナイタ２５３，点火コイル２５５，点火プラグ２５７のうち１気筒分のみを記載しており、他の１気筒に関するイグナイタ２５３，点火コイル２５５，点火プラグ２５７については図示を省略している。

【0167】

信号合成分配器２４５から出力される合成点火信号Ａｍが、点火時期調整装置２７１に入力されると、点火時期調整装置２７１では、ノッキング検出装置２７４によって検出されたノッキングの発生状態に応じて、前記実施例１と同様な点火時期の調整が行われる。

【0168】

点火時期調整装置２７１は、ＯＢＤシステム２７２および異常情報記憶メモリ２７３を備える。
点火時期制御装置２６９は、前記実施例１と同様に、信号合成部２４６および信号分配部２４７、さらには信号制御部２４８を有する信号合成分配器２４５を備えており、単気筒内燃機関のみならず、多気筒内燃機関に適用できる。

【0169】

つまり、点火時期制御装置２６９は、点火時期調整装置２７１を単数しか備えない構成であるが、信号合成部２４６と信号分配部２４７とを備えることで、多気筒内燃機関における各気筒の点火時期をそれぞれ調整することが可能となる。これにより、点火時期制御装置２６９を用いることで、多気筒内燃機関における各気筒の点火時期を調整するにあたり、点火時期調整装置２７１に関するコスト増加や設置スペースの増大を抑制できる。

【0170】

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。
［７．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。

【0171】

例えば、上記実施例では、４気筒または２気筒を備える多気筒内燃機関に適用した形態について説明したが、気筒数はこれらに限られることはなく、本発明の点火時期制御装置は、３気筒を備える多気筒内燃機関や５気筒以上の多気筒内燃機関に適用しても良い。

【0172】

また、図７に示す補正点火時期算出処理においては、ステップ２７０（ノッキング検出処理）の実行時期を、ステップ２８０の前ではなく、ステップ２９０で肯定判定された後に変更しても良い。

【0173】

つまり、ステップ２９０で肯定判定される場合には、その後の処理（ステップ３３０）でノッキング検出結果を利用するが、ステップ２９０で否定判定される場合には、その後の処理でノッキング検出結果を利用しない。このため、ノッキング検出結果が必要となる場合（換言すれば、ステップ２９０で肯定判定される場合）にのみ、ノッキング検出処理を実行すればよい。このように、ノッキング検出結果が必要な場合にのみノッキング検出処理を実行する構成を採ることで、点火時期調整装置の処理負荷の低減を図ることができる。

【0174】

さらに、ノッキング検出装置は、非共振型ノッキングセンサに限らず、共振型ノッキングセンサを使用でき、ノッキングを検出できれば、その種類に限定されない。
また、ノッキングを検出する方法についても、ノッキング信号のピークから検出する方法に限らず、周知のノッキング信号に対するＦＦＴ、積分値を利用した方法など、ノッキングを検出できれば、その種類に限定されない。

【0175】

また、上記の補正点火時期算出処理およびノッキング検出処理では、第１気筒から第４気筒のうちいずれかでノッキングが検出された場合には、ノッキングが発生した気筒のみについて点火時期を基準点火時期ＴＩＧＩＮに補正しているが、点火時期の補正処理は、このような方法に限られることはない。例えば、第１気筒から第４気筒のうちいずれか１つでノッキングが検出された場合には、全ての気筒について点火時期を基準点火時期ＴＩＧＩＮに補正してもよい。

【符号の説明】

【0176】

１…内燃機関、３１，１２１，１４１，１６１，１９１，２３３，２６９…点火時期制御装置、３７…内燃機関用制御装置、３８…点火時期制御システム、４１，１２３，１４３，１６３，１９３，２３７，２７４…ノッキング検出装置、４３，１２５，１４５，１６５，１９５，２３５，２７１…点火時期調整装置、４５，１２７，１４７，１６７…接続ケーブル、４８…信号合成分配器、１０８，２４６…信号合成部、１０９，２４７…信号分配部、１１０，２４８…信号制御部、２２９…電子制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】