CN105637215B - 点火正时控制装置以及点火正时控制系统 - Google Patents

点火正时控制装置以及点火正时控制系统 Download PDF

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Abstract

一种能够对不具有抑制爆震发生的点火正时控制的功能的内燃机容易地进行抑制爆震发生的点火正时控制的点火正时控制装置以及点火正时控制系统。点火正时控制装置(31)具备爆震检测装置(41)和点火正时调整装置(43)。在内燃机的运转状态是适于调整点火正时的状态的情况下，点火正时控制装置(31)向点火器(33)输出通过校正点火正时计算处理调整(校正)后的校正点火信号(步骤630)，在内燃机的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况下，点火正时控制装置(31)将从内燃机用控制装置(37)接收到的基准点火信号(A)不进行调整(校正)而直接向点火器(33)输出(步骤640)。

Description

点火正时控制装置以及点火正时控制系统
技术领域
本发明涉及一种根据内燃机(发动机)的爆震的状态来控制点火正时的点火正时控制装置，涉及一种例如能够应用于小型船舶、小型发电机、割草机等所使用的通用发动机、二轮车用的发动机、各种建筑机械所使用的发动机等的点火正时控制装置以及点火正时控制系统。
背景技术
以往，作为防止发动机的爆震而适宜地控制发动机的动作的技术，已知以下一种点火正时控制：在发动机中安装爆震传感器，基于爆震传感器的输出来控制点火正时(参照专利文献1)。
该点火正时控制是指以下控制：如果通过爆震传感器没有检测出爆震，则使点火正时逐步地超前，在检测出爆震的情况下，使点火正时滞后，由此防止爆震发生并且使发动机的输出最大限度地发挥。
利用上述的爆震传感器的输出的点火正时控制在四轮汽车中是普遍的。但是，现状是，例如在小型发电机等通用发动机、二轮车用发动机那样的结构简单的发动机中，使用了进行发动机转速等的发动机控制的电子控制装置，但是通常没有使用爆震传感器，因此没有进行用于防止爆震的点火正时控制。
专利文献1：日本特开2008-215141号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，近年来，在通用发动机、二轮车用发动机等构造简单的发动机中，也为了燃油消耗和输出的最优化而要求精密的点火控制。
作为其对策，考虑搭载爆震传感器来进行上述的点火正时控制，但是存在以下的问题。
也就是说，存在以下的问题：在对现有的通用发动机、二轮车用发动机等安装爆震传感器来进行点火正时控制的情况下，需要针对以往的进行发动机控制的电子控制装置进行用于进行点火正时控制的重新设计，因此其工作(工时)、成本增多。
本发明是为了解决所述问题而完成的，其目的在于提供一种能够对不具有抑制爆震发生的点火正时控制的功能的内燃机容易地进行抑制爆震发生的点火正时控制的点火正时控制装置以及点火正时控制系统。
用于解决问题的方案
(1)本发明的第一方面中的点火正时控制装置具备：爆震检测装置，其检测内燃机的爆震；以及点火正时调整装置，其基于从爆震检测装置得到的表示爆震的状态的爆震信号以及从外部的电子控制装置得到的内燃机的点火正时所关联的信号，来调整内燃机的点火正时，该点火正时控制装置还具备转速关联信息运算部和信号切换部。
转速关联信息运算部基于点火正时所关联的信号来运算转速关联信息，其中，该转速关联信息包括内燃机的转速和内燃机的转速变动量中的至少一个。
信号切换部判断由转速关联信息运算部运算出的转速关联信息是否在预先决定的调整允许范围内，在转速关联信息包含在调整允许范围内的情况下，信号切换部输出点火正时调整装置进行点火正时的调整后的调整后点火信号，在转速关联信息未包含在调整允许范围内的情况下，信号切换部输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的点火正时所关联的信号。
调整允许范围被设定为在内燃机的运转状态为适于调整点火正时的状态时转速关联信息所表示的范围。
首先，该点火正时控制装置构成为，具备爆震检测装置和点火正时调整装置，并且点火正时调整装置被输入爆震信号以及点火正时所关联的信号。
因而，在点火正时调整装置中，能够基于从爆震检测装置得到的爆震信号以及从外部的电子控制装置得到的点火正时所关联的信号来将点火正时调整为适当的点火正时(例如超前、滞后等校正)。
特别地，该点火正时控制装置能够在没有进行爆震控制的发动机(例如现有的通用发动机、二轮车用发动机等)中应用。即，起到以下的显著的效果：只通过对现有的进行发动机控制的电子控制装置的结构添加本发明的点火正时控制装置，不需要对电子控制装置进行用于进行点火正时控制的重新设计，就能够大幅降低该重新设计所需的工作(工时)、成本。
另外，该点火正时控制装置具备转速关联信息运算部和信号切换部，能够根据转速关联信息是否包含在调整允许范围内，来切换是输出调整后点火信号，还是将从外部的电子控制装置得到的“点火正时所关联的信号”不进行调整而直接输出。
具体地说，在转速关联信息包含在调整允许范围内的情况下，信号切换部输出点火正时调整装置进行点火正时的调整后的调整后点火信号，在转速关联信息未包含在调整允许范围内的情况下，信号切换部输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”。
此外，调整允许范围被设定为在内燃机的运转状态是适于调整点火正时的状态时转速关联信息所表示的范围。
因此，在转速关联信息包含在调整允许范围内的情况下，能够判断为内燃机的运转状态是适于调整点火正时的状态，相反地，在转速关联信息未包含在调整允许范围内的情况下，能够判断为内燃机的运转状态不是适于调整点火正时的状态。
如果在转速关联信息未包含在调整允许范围内的情况下，则内燃机的运转状态不是适于调整点火正时的状态，因此存在以下担忧：无法适当地进行点火正时的调整而在不适当的点火正时输出调整后的调整后点火信号，从而对内燃机的运转状态造成不良影响。
与此相对，该点火正时控制装置具备转速关联信息运算部和信号切换部，由此，在转速关联信息未包含在调整允许范围内的情况下，不输出调整后点火信号，而输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”。
也就是说，在转速关联信息未包含在调整允许范围内的情况下，该点火正时控制装置能够通过输出没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”来抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
另一方面，在转速关联信息包含在调整允许范围内的情况下，该点火正时控制装置能够通过输出调整后点火信号来抑制爆震发生。
由此，根据本发明，能够对不具有抑制爆震发生的点火正时控制的功能的内燃机容易地进行抑制爆震发生的点火正时控制。并且，根据本发明，在内燃机的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况下，能够通过输出没有进行点火正时的调整的点火正时所关联的信号来抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
此外，所述外部的电子控制装置是指与本发明的点火正时控制装置独立设置的电子控制装置，例如能够列举对内燃机的动作进行综合控制的电子控制装置(发动机控制单元：ECU)。另外，所述点火正时所关联的信号是包含与点火正时有关的信息的信号，例如能够列举表示成为点火正时的基准的定时的基准点火信号。
另外，关于内燃机的运转状态是适于调整点火正时的状态的情况，例如能够列举能够通过伴随检测出爆震所进行的点火正时的调整(校正)来改善内燃机的燃烧效率的运转状态等。相反地，关于内燃机的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况，例如能够列举通过伴随检测出爆震所进行的点火正时的调整(校正)使内燃机的燃烧效率降低的运转状态、有可能由于点火正时调整装置对点火正时的调整而对发动机造成损伤的状态等。
(2)在本发明的另一方面中，转速关联信息运算部至少运算内燃机的转速来作为转速关联信息，在由转速关联信息运算部运算出的转速未包含在调整允许范围内的情况下，信号切换部判断为转速关联信息未包含在调整允许范围内，输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的点火正时所关联的信号，在转速关联信息中的包含转速的全部转速关联信息在调整允许范围内的情况下，信号切换部判断为转速关联信息包含在调整允许范围内，输出点火正时调整装置进行点火正时的调整后的调整后点火信号。
通过具备这样的转速关联信息运算部和信号切换部，能够至少基于内燃机的转速来判定内燃机的运转状态是否是适于调整点火正时的状态。
而且，在该点火正时控制装置中，在通过转速关联信息运算部的运算得到的转速未包含在调整允许范围内的情况下，无论其它转速关联信息的状态如何，在信号切换部中判断为转速关联信息未包含在调整允许范围内，不输出调整后点火信号，而输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”。
如上述那样，在至少转速未包含在调整允许范围内的情况下，通过输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”来抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
(3)在本发明的又一方面中，转速关联信息运算部至少运算内燃机的转速变动量来作为转速关联信息，在由转速关联信息运算部运算出的转速变动量未包含在调整允许范围内的情况下，信号切换部判断为转速关联信息未包含在调整允许范围内，输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的点火正时所关联的信号，在转速关联信息中的包含转速变动量的全部转速关联信息在调整允许范围内的情况下，信号切换部判断为转速关联信息包含在调整允许范围内，输出点火正时调整装置进行点火正时的调整后的调整后点火信号。
通过具备这样的转速关联信息运算部和信号切换部，能够至少基于内燃机的转速变动量来判定内燃机的运转状态是否是适于调整点火正时的状态。
而且，在该点火正时控制装置中，在通过转速关联信息运算部的运算得到的转速变动量未包含在调整允许范围内的情况下，无论其它转速关联信息的状态如何，在信号切换部中判断为转速关联信息未包含在调整允许范围内，不输出调整后点火信号，而输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”。
如上述那样，在至少转速变动量未包含在调整允许范围内的情况下，通过输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”来抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
另外，通过如上述那样基于转速变动量来进行判断，即使在点火正时所关联的信号中叠加了噪声成分的情况下，也能够通过输出没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”来抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
也就是说，在点火正时所关联的信号中叠加了噪声成分从而由转速关联信息运算部运算的转速变动量发生了急剧变化的情况下，信号切换部判断为转速关联信息未包含在调整允许范围内，输出没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”。
由此，在该点火正时控制装置中，即使在点火正时所关联的信号中叠加了噪声成分的情况下，也能够抑制由于噪声成分而误判定为点火信号且基于该判定执行点火正时调整的情况，从而能够抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
(4)在本发明的又一方面中，转速关联信息运算部基于接收点火正时所关联的信号的时间间隔来运算内燃机的转速。
内燃机的点火正时的时间间隔根据内燃机的转速而变动，因此接收点火正时所关联的信号的时间间隔也根据内燃机的转速而变动。因此，能够基于接收点火正时所关联的信号的时间间隔来运算内燃机的转速。此外，作为点火正时的时间间隔，能够例示使用连续的点火信号的下降时期的时间间隔的方式。
(5)在本发明的又一方面中，点火正时所关联的信号是表示成为点火正时的基准的定时的基准点火信号。
在该方面中，作为点火正时所关联的信号，能够采用基准点火信号(例如后述的点火信号(A))。
(6)本发明的另一方面的点火正时控制系统具备：电子控制装置，其输出内燃机的点火正时所关联的信号；以及点火正时控制装置，其对点火正时所关联的信号进行调整，点火正时控制装置是上述的点火正时控制装置。
本发明的点火正时控制系统具备上述的点火正时控制装置，因此与上述的点火正时控制装置同样地，能够对不具有抑制爆震发生的点火正时控制的功能的内燃机容易地进行抑制爆震发生的点火正时控制。
另外，本发明的点火正时控制系统与上述的点火正时控制装置同样地，在内燃机的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况下，能够通过输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”来抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
发明的效果
本发明的点火正时控制装置以及点火正时控制系统能够对不具有抑制爆震发生的点火正时控制的功能的内燃机容易地进行抑制爆震发生的点火正时控制。
另外，本发明的点火正时控制装置以及点火正时控制系统能够在内燃机的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况下，通过输出点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的“点火正时所关联的信号”来抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
附图说明
图1是表示使用实施例1的点火正时控制装置的内燃机的系统结构的说明图。
图2的(a)是将实施例1的点火正时控制装置的一部分剖视表示的平面图，(b)是将该点火正时控制装置的一部分剖视表示的主视图。
图3的(a)是表示实施例1的点火正时控制装置及其外围装置的说明图，(b)是表示其点火正时调整装置的连接端子的说明图。
图4是表示实施例1的点火正时控制装置及其外围装置的电气结构的说明图。
图5是表示基准点火信号、校正点火信号以及中心电极的电压之间的关系的说明图。
图6是表示基于点火正时的超前、滞后的调整的状态的图表。
图7是表示在实施例1的点火正时调整装置中进行的校正点火正时计算处理的流程图。
图8是表示在实施例1的点火正时调整装置中进行的爆震检测处理的流程图。
图9是表示在实施例1的点火正时调整装置中进行的信号切换处理的流程图。
图10的(a)是表示实施例2的点火正时控制装置的平面图，(b)是表示实施例3的点火正时控制装置的平面图，(c)是表示实施例4的点火正时控制装置的平面图。
图11的(a)是表示实施例5的点火正时控制装置的平面图，(b)是表示该点火正时控制装置的主视图。
图12是表示包括实施例6的点火正时控制装置的系统结构的说明图。
图13是表示实施例6的点火正时控制装置的变形例的系统结构的说明图。
图14是表示实施例7的点火正时控制装置及其外围装置的电气结构的说明图。
图15是表示在实施例7的点火正时调整装置中进行的校正点火正时计算处理的流程图。
图16是表示实施例8的点火正时控制装置及其外围装置的电气结构的说明图。
图17是表示在实施例8的点火正时调整装置中进行的信号切换处理的流程图。
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的方式(实施例)进行说明。
此外，本发明当然并不限定于以下的实施例，只要属于本发明的保护范围就可采用各种方式。
[1.实施例1]
[1-1.整体结构]
本实施例的点火正时控制装置是在通用发动机、二轮车用发动机等各种发动机(内燃机)中使用的装置，是为了防止内燃机的爆震而对点火正时进行控制的装置。此外，以下，举四循环的二轮车用发动机为例进行说明。
首先，对具备本实施例的点火正时控制装置的内燃机的系统整体进行说明。
如图1所示，内燃机(发动机)1具备发动机主体3、向发动机主体3导入空气的吸气管5、对吸入空气量进行检测的气流测量仪7、对吸入空气量进行调整的节流阀9、对节流阀9的开度进行检测的节流开度传感器11、向燃烧室13内导入空气的吸气歧管15、向吸气歧管15内喷射燃料的燃料喷射阀17、从发动机主体3排出(燃烧后的)空气的排气歧管19、以及根据从排气歧管19排出的排气来检测空燃比的空燃比传感器21(或氧传感器21)等。
另外，在发动机主体3的汽缸头23安装有火花塞25，在发动机主体3安装有检测发动机转速(旋转速度)的发动机转速传感器27、检测曲轴转角的曲轴转角传感器29。
并且，在发动机主体3安装有后述的点火正时控制装置31。该点火正时控制装置31与点火器33连接，点火器33与点火线圈35连接，点火线圈35与火花塞25连接。
另外，在内燃机1中设置有对发动机主体3等的运转状态(例如发动机转速、基于空燃比传感器21的输出的空燃比反馈控制等)进行综合控制的内燃机用控制装置(发动机控制单元)37。该内燃机用控制装置37是具备虽未图示但具有公知的RAM、ROM、CPU等的微计算机的电子控制装置(ECU)。
此外，该内燃机用控制装置37与本发明的外部的电子控制装置相对应。另外，以下，将具备点火正时控制装置31和内燃机用控制装置37的系统称为点火正时控制系统38。
内燃机用控制装置37的输入端口(未图示)连接有气流测量仪7、节流开度传感器11、空燃比传感器21、发动机转速传感器27、曲轴转角传感器29、点火正时控制装置31，来自这些各设备的信号(传感器信号等)被输入到输入端口。
另一方面，内燃机用控制装置37的输出端口(未图示)连接有燃料喷射阀17、点火正时控制装置31，从内燃机用控制装置37向这些设备输出用于控制各设备的动作的控制信号。
[1-2.点火正时控制装置]
接着，对本实施例的点火正时控制装置31进行说明。
如图2所示，在本实施例的点火正时控制装置31中，爆震检测装置41与点火正时调整装置43经由连接线缆45而在电气性和机械性上不可分离地构成为一体。
爆震检测装置41是使用公知的压电元件65的非共振型爆震传感器，具有将安装用螺钉(未图示)插入到主体金属零件47的轴孔47a中的构造，被安装用螺钉固定在发动机主体3的汽缸模块49(参照图1)。
详细地说，爆震检测装置41的大致整体由树脂成形体51铸模成型，具备大致圆筒形状的主体部53和从主体部53的侧面突出的大致立方体形状的连接器部55。
其中，主体部53具有包括圆筒形状的筒状部57和设置在其一端侧(图2的(b)的下方)的环状的凸缘部59的主体金属零件47。在筒状部57从凸缘部59侧起配置有环状的第一绝缘板61、环状的第一电极板63、环状的压电元件65、环状的第二电极板67、环状的第二绝缘板69、环状的平衡块71、环状的盘簧73、环状的螺母75。另外，第一电极板63和第二电极板67分别连接有用于取出在两个电极板63、67之间产生的输出信号的第一输出端子81和第二输出端子83。
点火正时调整装置43是调节点火正时的控制装置，是与内燃机用控制装置37同样地具备具有公知的RAM、ROM、CPU等的微计算机(未图示)的电子控制装置。
连接线缆45是在内部设置有与第一输出端子81和第二输出端子83连接的各电气布线(未图示)的线缆，在该连接线缆45的两端设置有与两个电气布线连接的第一连接器85和第二连接器87。
也就是说，第一连接器85被嵌入到爆震检测装置41的连接器部55的开口部55a中，并且各电气布线与第一输出端子81、第二输出端子83连接。另外，第二连接器87被嵌入到点火正时调整装置43的凹状的连接器部89中，并且各电气布线与点火正时调整装置43内的内部布线(未图示)连接。
特别地，在本实施例中，连接线缆45的第一连接器85被嵌入到爆震检测装置41的连接器部55中，并且通过粘接剂固定而不可分离地构成为一体。同样，连接线缆45的第二连接器87被嵌入到点火正时调整装置43的连接器部89中，并且通过粘接剂固定而不可分离地构成为一体。
[1-3.与点火正时控制装置有关的电气结构]
接着，对与点火正时控制装置31有关的电气结构等进行说明。
如图3的(a)所示，点火正时控制装置31的点火正时调整装置43是从电池91接收电力的供给来工作的。由此，如图3的(b)所示，在点火正时调整装置43的连接端子设置有用于接收来自电池91的电力的一对电源端子93、95。
另外，点火正时调整装置43经由引线(信号线)97与内燃机用控制装置37可装卸地连接。此外，引线97可装卸地安装在点火正时调整装置43和内燃机用控制装置37这两方。
点火正时调整装置43具备用于从内燃机用控制装置37接收后述的点火信号(A)的接收用端子101。
并且，点火正时调整装置43经由一根引线105而与点火器33连接，设置有点火用端子107，该点火用端子107用于对点火器33输出用于使点火线圈35工作的信号(后述的(调整后的)点火信号(B))。
详细地说，如图4所示，点火线圈35具备初级绕组35a和次级绕组35b，初级绕组35a的一端与电池91的正极连接，另一端与(点火器33的)npn型的功率晶体管33a的集电极连接。该功率晶体管33a是在对初级绕组35a通电和不通电之间切换的开关元件。此外，功率晶体管33a的发射极与同电池91的负极相同电位的地电位连接。点火器33并不限定于由功率晶体管33a构成，也可以使用IGBT、FET等。
另一方面，次级绕组35b的一端与同电池91的负极相同电位的地电位连接，另一端与火花塞25的中心电极25a连接。此外，火花塞25的接地电极25b与同电池91的负极相同电位的地电位连接。
另外，在本实施例中，内燃机用控制装置37与点火正时调整装置43相连接，从点火正时调整装置43向功率晶体管33a的基极输出点火信号(B)。功率晶体管33a基于该点火信号(B)来进行开关动作，在对点火线圈35的初级绕组35a通电和不通电之间切换。
点火正时调整装置43还具备用于诊断点火正时调整装置43中有无异常的OBD系统44。
OBD系统44对点火正时调整装置43中有无短路异常、断线异常等进行诊断。OBD系统44还对爆震检测装置41中有无异常进行诊断。具体地说，OBD系统44对爆震检测装置41中有无短路异常、断线异常、劣化异常以及松动异常等中的至少一种异常进行诊断。
此外，作为由OBD系统44进行的有无异常的诊断方法，能够使用公知的方法(例如，日本特开昭58-011824号公报、日本特开平7-305649号公报等所记载的方法)。
另外，点火正时调整装置43具备异常信息存储器46，该异常信息存储器46存储与通过OBD系统44的诊断所检测出的异常状态有关的信息。
异常信息存储器46存储检测出的异常的种类(短路异常、断线异常、劣化异常、松动异常等)、异常的发生位置(点火正时调整装置43、爆震检测装置41)、异常检测日期时间等信息。
异常信息存储器46由非易失性的存储介质构成，在点火正时调整装置43停止后也能够存储与异常状态有关的信息。
[1-4.点火正时控制的基本的动作]
接着，对使用上述的点火正时控制装置31的点火正时控制的基本动作进行说明。
在内燃机用控制装置37中，例如基于发动机转速、吸入空气量等来决定成为点火正时的基准的基准点火正时。该基准点火正时是指在使用对应表的基础上将该对应表和当前的运转状态进行对应(对照)而设定的成为基准的点火正时(即，作为由点火正时调整装置43进行调整的对象的点火正时)，该对应表针对内燃机1的每个运转状态设定了多个在考虑了各内燃机1的偏差、气候变化等时该内燃机1也不会损坏这样的具有充足的余量地设定的点火正时。
此外，表示该基准点火正时的信号是基准点火信号(即点火信号A，参照图5的上图)。而且，对点火正时调整装置43输出该基准点火信号(A)。
在接收基准点火信号(A)的点火正时调整装置43中，接收来自爆震检测装置41的信号(爆震信号)，基于该爆震信号来检测有无发生爆震(knock)。例如，基于爆震信号的峰值的大小来判定有无爆震。
而且，在点火正时调整装置43中，根据爆震的发生状态等来调整(校正)点火正时，从而决定校正点火正时。此外，表示该校正点火正时的信号是校正点火信号(即点火信号B，参照图5的中图)。
具体地说，如图6所示，在没有发生爆震的情况下，每隔规定期间，使点火正时逐渐超前直到达到最大超前值，以当爆震发生时返回到基准点火正时的方式对校正点火正时进行设定。此外，如所述图5所示，在发动机启动时、加速时等运转过渡期之类的发动机转速的变动大的情况下，不进行校正所述点火正时的处理。
接着，当如上述那样决定校正点火正时时，如图4所示，从点火正时调整装置43向点火器33输出校正点火信号(B)。
在点火器33中，当向功率晶体管33a的基极施加校正点火信号(B)时，与该校正点火信号(B)的开/关相应地进行开关动作。
详细地说，在校正点火信号(B)处于关(低电平：一般是地电位)的情况下，不流动基极电流，功率晶体管33a成为截止状态(切断状态)，初级绕组35a中不流动电流(初级电流i1)。另外，在校正点火信号(B)处于开(高电平：被供给来自点火正时调整装置43的正的电压的状态)的情况下，流动基极电流，功率晶体管33a成为导通状态(通电状态)，初级绕组35a中流动电流(初级电流i1)。通过对该初级绕组35a通电来在点火线圈35中蓄积磁通能量。
另外，当在校正点火信号(B)是高电平且初级绕组35a中流动初级电流i1的状态下校正点火信号(B)成为低电平时，功率晶体管33a成为截止状态，切断(停止)对初级绕组35a通入初级电流i1。于是，点火线圈35中的磁通密度急剧地变化，从而在次级绕组35b产生点火用电压，该电压被施加到火花塞25，由此在火花塞25的中心电极25a与接地电极25b之间产生火花放电(参照图5(c))。此时，次级绕组35b中流动的电流是次级电流i2。
此外，在上述的基准点火信号(A)和校正点火信号(B)中含有从低电平变为高电平的定时和从高电平变为低电平的定时的信息。其中，从高电平变为低电平的定时是期望的点火正时(点火的时期)。
[1-5.在点火正时调整装置中进行的处理]
接着，对在点火正时调整装置43中进行的处理进行说明。
首先，对校正点火正时计算处理进行说明。
本处理是基于基准点火信号(A)来计算校正点火正时、并且利用基准点火信号(A)来计算发动机转速和转速偏差的处理。
如图7的流程图所示，在步骤(S)100中，将计时器存储变量N复位(设定为0)。
在接下来的步骤110中，将转速保存/爆震窗口(Window)变量S复位。该转速保存/爆震窗口变量S是表示在步骤240中依次存储发动机转速时的时序的变量，且是表示在步骤250中依次存储用于检测爆震的曲轴转角窗口的值时的时序的变量。
在接下来的步骤120中，将计时器T的初始值T(0)设定为0。
在接下来的步骤130中，将爆震探测窗口KNW的初始值KNW(0)设定为0。该爆震探测窗口KNW表示有可能发生爆震的区域(规定的旋转角的区间)，相当于将点火正时设定为起点的特定的期间，相当于爆震信号的分析区间。
在接下来的步骤140中，基于从内燃机用控制装置37接收到的基准点火信号(A)来将基准点火正时(输入点火正时)TIGIN设定为校正点火正时TIG。此外，此处的校正点火正时TIG的值是还没有进行校正的值。
在接下来的步骤150中，将点火信号间隔测定计时器T1复位。
在接下来的步骤160中，判定是否输入了基准点火信号(A)。当此处进行了肯定判断时进入步骤170，另一方面，当进行了否定判断时待机。
在步骤170中，为了测量从输入基准点火信号(A)起经过的时间而启动点火信号间隔测定计时器T1。
在接下来的步骤180中，再次判定是否输入了基准点火信号(A)。当此处进行了肯定判断时进入步骤190，当进行了否定判断时待机。
由于输入了基准点火信号(A)，因此在步骤190中对计时器存储变量N进行累加。
在接下来的步骤200中，将本次(第N次)输入基准点火信号(A)的时间存储为计时器T(N)。即，将点火信号间隔测定计时器T1的计数值存储为计时器T(N)的值。
在接下来的步骤210中，求出本次(第N次)输入基准点火信号(A)的时间(T(N))与前次(第N-1次)输入基准点火信号(A)的时间(T(N-1))之差ΔT(N)。即，求出连续的基准点火信号(A)之间的时间(换言之，接收基准点火信号的时间间隔)。
此外，在本实施例中，在运算连续的基准点火信号(A)之间的时间(换言之，接收基准点火信号的时间间隔)时，不基于基准点火信号(A)的上升时期(从低电平变为高电平的定时)的时间间隔，而基于基准点火信号(A)的下降时期(从高电平变为低电平的定时)的时间间隔来运算接收基准点火信号的时间间隔。
在接下来的步骤220中，通过“两圈旋转×60sec/ΔT(N)”的运算(在四循环发动机中一次点火/两圈旋转的情况)来计算发动机转速(rpm)。
在接下来的步骤230中，对转速保存/爆震窗口变量S进行累加。
在接下来的步骤240中，将在所述步骤220中求出的发动机转速、即与转速保存/爆震窗口变量S对应的发动机转速保存(存储)为RPN(S)。
在接下来的步骤250中，进行爆震探测窗口KNW(S)的运算。即，通过公知的运算方法进行与转速保存/爆震窗口变量S对应的爆震探测窗口KNW(S)的运算，并保存所运算出的爆震探测窗口KNW(S)的值。
在接下来的步骤260中，判定转速保存/爆震窗口变量S是否超过2。当此处进行了肯定判断时进入步骤270，另一方面，当进行了否定判断时返回所述步骤180。
在步骤270中，进行后述的爆震检测处理来检测爆震。
在接下来的步骤280中，通过运算发动机转速的“|RPNS(S)-RPNS(S-1)|”、即求出本次(第S次)的发动机转速RPNS(S)与前次(第S-1次)的发动机转速RPNS(S-1)之差的绝对值，来计算表示发动机转速的变动的大小的发动机转速的偏差(转速偏差)ΔRPN。
在接下来的步骤290中，判定转速偏差ΔRPN是否低于规定的判定值RPNs。当此处进行了肯定判断时进入步骤300，另一方面，当进行了否定判断时进入步骤310。在本实施例中，作为判定值RPNs，设定了500[rpm]。
在步骤310中，将基准点火正时TIGIN本身设定为校正点火正时TIG，返回到所述步骤180。在步骤290中进行了否定判定的情况下，转速偏差ΔRPN大，内燃机的运转状态不是适于调整点火正时的状态，因此使点火正时超前是不适当的。
因此，在步骤310中，通过将基准点火正时TIGIN本身设定为校正点火正时TIG，来以实质上不进行点火正时的校正而直接输出没有进行点火正时的校正的“基准点火信号(A)”的方式设定校正点火正时TIG。
另一方面，在步骤300中，根据后述的爆震检测处理中设定的爆震探测标志KNS是否为1来判定是否发生了爆震。当此处进行了肯定判断时进入步骤320，另一方面，当进行了否定判断时进入步骤330。
由于发生了爆震，因此在步骤320中为了防止爆震发生而使点火正时滞后。具体地说，将基准点火正时TIGIN本身设定为校正点火正时TIG(参照图6)，返回到所述步骤180。
另一方面，由于没有发生爆震，因此在步骤330中判定点火正时(校正点火正时TIG)是否为最大超前值TIGM。当此处进行了肯定判断时进入步骤340，另一方面，当进行了否定判断时进入步骤350。
由于校正点火正时TIG是最大超前值TIGM，因此在步骤340中将该最大超前值TIGM的值设定为校正点火正时TIG的值，返回到所述步骤180。
另一方面，由于校正点火正时TIG不是最大超前值TIGM，因此在步骤350中使点火正时超前规定值ΔTIG。具体地说，从校正点火正时TIG减去规定值(校正超前值)ΔTIG后设定为本次的校正点火正时TIG，返回到所述步骤180。
接着，对爆震检测处理进行说明。
本处理是基于爆震信号来检测爆震的处理。每隔规定期间实施本处理。
如图8所示，在步骤400中，将爆震探测标志KNS清零(设定为0)。
在接下来的步骤410中，判定是否为点火正时(是否为点火信号从高电平变为低电平的定时)。当此处进行了肯定判断时进入步骤420，另一方面，当进行了否定判断时，暂时结束本处理。
在步骤420中，启动爆震探测窗口测定计时器。
在接下来的步骤430中，基于爆震窗口测定计时器的值来判定是否处于与步骤250中运算出的爆震探测窗口KNW对应的期间内(换言之，是否在爆震探测窗口KNW内)。当此处进行了肯定判断时进入步骤440，另一方面，当进行了否定判断时，返回到所述步骤430来重复进行同样的处理。
在步骤440中，将从爆震检测装置41得到的爆震信号设定为有效。
在接下来的步骤450中，基于爆震窗口测定计时器的值来判定是否经过了与步骤250中运算出的爆震探测窗口KNW对应的期间(换言之，是否在爆震探测窗口KNW外)。当此处进行了肯定判断时进入步骤460，另一方面，当进行了否定判断时返回到所述步骤440来重复进行同样的处理。
在步骤460中，将爆震窗口测定计时器复位。
在接下来的步骤470中，计算爆震信号的峰值KninPk。
在接下来的步骤480中，判定爆震信号的峰值KninPk是否超过用于判定有无爆震的规定的判定值Th、即判定是否发生了爆震。当此处进行了肯定判断时进入步骤490，另一方面，当进行了否定判断时暂时结束本处理。
由于发生了爆震，因此在步骤490中对表示发生了爆震的爆震探测标志KNS进行设定(设定为1)，结束本处理。
接着，对信号切换处理进行说明。
本处理是基于与内燃机的转速关联的信息来切换是否进行点火信号的调整(校正)的处理。
如图9的流程图所示，在步骤(S)600中，判定是否输入了基准点火信号(A)(换言之，进行与校正点火正时计算处理的步骤180同样的判定)。当此处进行了肯定判断时进入步骤610，另一方面，当进行了否定判断时待机。
在步骤610中，判定校正点火正时计算处理的步骤240中存储的内燃机的转速RPN(S)是否包含在调整允许范围内，在转速RPN(S)包含在调整允许范围内的情况下进行肯定判定后转移到步骤620，在转速RPN(S)未包含在调整允许范围内的情况下进行否定判定后转移到步骤640。
在本实施例中，作为转速RPN(S)的调整允许范围，设定了2000[rpm]以上的转速区域。也就是说，在转速RPN(S)为2000[rpm]以上的情况下，在步骤610中进行肯定判定，在转速RPN(S)小于2000[rpm]的情况下，在步骤610中进行否定判定。
在步骤620中，判定校正点火正时计算处理的步骤280中计算出的内燃机的转速偏差ΔRPN(S)是否包含在调整允许范围内，在转速偏差ΔRPN(S)包含在调整允许范围内的情况下，进行肯定判定后转移到步骤630，在转速偏差ΔRPN(S)未包含在调整允许范围内的情况下，进行否定判定后转移到步骤640。
在本实施例中，作为转速偏差ΔRPN(S)的调整允许范围，设定了500[rpm]以下的区域。也就是说，在转速偏差ΔRPN(S)为500[rpm]以下的情况下，在步骤620中进行肯定判定，在转速偏差ΔRPN(S)大于500[rpm]的情况下，在步骤620中进行否定判定。
在步骤630中，将基于通过校正点火正时计算处理调整(校正)后的校正点火正时TIG而决定的校正点火信号设定为对点火器33输出的校正点火信号(B)。
在步骤640中，将从内燃机用控制装置37接收到的基准点火信号(A)不进行调整(校正)而直接设定为对点火器33输出的校正点火信号(B)。
当步骤630或步骤640结束时，返回到所述步骤600。
这样，在信号切换处理中，反复执行从步骤600到步骤640的处理。执行本处理直到点火正时调整装置43停止为止。
如上所述，在信号切换处理中，在转速RPN(S)包含在调整允许范围内且转速偏差ΔRPN(S)包含在调整允许范围内的情况(步骤610、620中分别进行了肯定判定的情况)下，对点火器33输出通过校正点火正时计算处理调整(校正)后的校正点火信号。
另一方面，在转速RPN(S)未包含在调整允许范围内或转速偏差ΔRPN(S)未包含在调整允许范围内的情况(步骤610、620中的至少一个步骤中进行了否定判定的情况)下，在信号切换处理中，对点火器33直接输出从内燃机用控制装置37接收到的基准点火信号(A)。
这样，在信号切换处理中，根据内燃机的运转状态(详细地说，转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S))来切换是否进行点火信号的调整(校正)。
[1-6.效果]
接着，对本实施例的效果进行说明。
在本实施例的点火正时控制装置31中，爆震检测装置41和点火正时调整装置43经由连接线缆45电连接并且构成为一体，并且构成为从爆震检测装置41对点火正时调整装置43输入爆震信号并且从外部的内燃机用控制装置37对点火正时调整装置43输入基准点火正时(A)。
因而，在点火正时调整装置43中，能够基于从爆震检测装置41得到的爆震信号和从内燃机用控制装置37得到的基准点火正时(A)使点火正时超前或滞后来将点火正时校正为适当的点火正时。
特别地，本实施例的点火正时控制装置31能够应用于没有进行爆震控制的发动机(例如现有的通用发动机、二轮车用发动机等)，因此起到以下的显著效果：只通过对现有的进行发动机控制的电子控制装置的结构添加本实施例的点火正时控制装置31，不需要用于进行内燃机用控制装置37中的点火正时控制的重新设计，就能够大幅降低该重新设计所需的工作(工时)、成本。
另外，在本实施例中，将爆震检测装置41安装在内燃机1的汽缸模块49、并将点火正时调整装置43与内燃机用控制装置37电连接即可，根据这一点，也具有能够容易添加到现有的装置结构的优点。
并且，在本实施例中，爆震检测装置41和点火正时调整装置43经由连接线缆45而构成为一体，因此能够将爆震检测装置41和点火正时调整装置43配置为相距连接线缆45的长度。
也就是说，在本实施例中，能够将点火正时调整装置43与安装在汽缸模块49的爆震检测装置41分离地配置，因此能够降低(发动机主体3的)热、振动对点火正时调整装置43的影响。由此，能够有效地抑制点火正时调整装置43的故障的产生。
另外，本实施例的点火正时控制装置31构成为，基于基准点火信号来运算转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S)并执行信号切换处理，由此能够根据内燃机的运转状态(详细地说，转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S))来切换对点火器33输出的点火信号。
具体地说，在转速RPN(S)包含在调整允许范围内且转速偏差ΔRPN(S)包含在调整允许范围内的情况(步骤610、620中分别进行了肯定判定的情况)下，点火正时控制装置31对点火器33输出通过校正点火正时计算处理调整(校正)后的校正点火信号(步骤630)。
另外，在转速RPN(S)未包含在调整允许范围内或转速偏差ΔRPN(S)未包含在调整允许范围内的情况(步骤610、620中的至少一个步骤中进行了否定判定的情况)下，点火正时控制装置31将从内燃机用控制装置37接收到的基准点火信号(A)不进行调整(校正)而直接输出到点火器33(步骤640)。
如果在转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S)中的至少一个未包含在调整允许范围内的情况下，内燃机1的运转状态不是适于调整点火正时的状态，因此存在无法适当地进行点火正时调整装置43对点火正时的调整的担忧。
因此，在转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S)中的至少一个未包含在调整允许范围内的情况下，点火正时控制装置31不将通过校正点火正时计算处理调整(校正)后的校正点火信号输出到点火器33，而是将没有进行点火正时的调整的基准点火信号(A)直接输出到点火器33。
另一方面，在转速RPN(S)包含在调整允许范围内且转速偏差ΔRPN(S)包含在调整允许范围内的情况(步骤610、620中分别进行了肯定判定的情况)下，内燃机1的运转状态是适于调整点火正时的状态，因此点火正时控制装置31能够通过输出通过校正点火正时计算处理调整(校正)后的校正点火信号来抑制爆震发生。
另外，在本实施例的点火正时控制装置31中，用于对基准点火信号(A)进行调整(校正)的转速区域被限定在固定范围内而不是全部转速区域，。这样，通过将用于对基准点火信号(A)进行调整(校正)的转速区域限定在固定范围内，能够提高点火正时调整装置43中具备的微计算机的分辨率。
也就是说，微计算机的计时器存在计数的上限，因此为了对转速低的区域内的基准点火信号进行监视而需要降低微计算机的分辨率。与此相对，如本实施例那样，通过将用于对基准点火信号(A)进行调整(校正)的转速区域限定在固定范围内而不是全部转速区域，能够提高微计算机的分辨率，能够以更加精细的转速单位进行监视。
由此，根据本实施例的点火正时控制装置31，能够以更加精细的转速单位进行监视，并且能够更加精细地控制点火正时，因此能够更高精度地抑制爆震发生。
另外，点火正时控制系统38具备点火正时控制装置31，因此能够对不具有抑制爆震发生的点火正时控制的功能的内燃机容易地进行抑制爆震发生的点火正时控制，另外，在内燃机的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况下，能够抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
[1-7.与权利要求书之间的对应关系]
此处，对权利要求书与本实施例之间的表述的对应关系进行说明。
从爆震检测装置41输出的信号相当于爆震信号的一例，从内燃机用控制装置37输出的基准点火信号(A)相当于“点火正时所关联的信号”的一例，基于通过校正点火正时计算处理调整(校正)后的校正点火正时TIG而决定的校正点火信号(B)相当于调整后点火信号的一例。
执行步骤200～220、280的点火正时调整装置43相当于转速关联信息运算部的一例，执行信号切换处理的点火正时调整装置43相当于信号切换部的一例，转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S)相当于转速关联信息的一例，转速偏差ΔRPN(S)相当于内燃机的转速变动量的一例，内燃机用控制装置37相当于外部的电子控制装置的一例。
[2.实施例2]
接着，对实施例2进行说明，但是对与所述实施例1同样的内容省略说明。
如图10的(a)所示，本实施例的点火正时控制装置121与所述实施例1同样地，由爆震检测装置123、点火正时调整装置125以及(将它们连接的)连接线缆127一体地构成。
特别在本实施例中，点火正时调整装置125和连接线缆127不可分离地构成为一体，但是如图示那样，爆震检测装置123和连接线缆127可装卸地构成为一体。
也就是说，构成为：在爆震检测装置123的连接器部129设置有使第一输出端子131和第二输出端子133露出的凹部135，该凹部135与连接线缆127的第一连接器部137可装卸地结合。由此，爆震检测装置123和点火正时调整装置125可装卸地构成为一体。
根据本实施例，也起到与所述实施例1同样的效果。另外，在本实施例中，爆震检测装置123和点火正时调整装置125可装卸地构成为一体，因此存在以下优点：在爆震检测装置123和点火正时调整装置125中的任一个发生了故障的情况下，将两者分离后只替换发生了故障的装置即可。
[3.实施例3]
接着，对实施例3进行说明，但是对与所述实施例2同样的内容省略说明。
如图10的(b)所示，本实施例的点火正时控制装置141与所述实施例1同样地，由爆震检测装置143、点火正时调整装置145以及(将它们连接的)连接线缆147一体地构成。
特别在本实施例中，爆震检测装置143和连接线缆147不可分离地构成为一体，但是如图示那样，点火正时调整装置145和连接线缆147可装卸地构成为一体。
也就是说，构成为：在点火正时调整装置145设置有凹状的连接器部149，该连接器部149和连接线缆147的第二连接器部151可装卸地结合。由此，爆震检测装置143和点火正时调整装置145可装卸地构成为一体。
根据本实施例，也起到与所述实施例2同样的效果。
[4.实施例4]
接着，对实施例4进行说明，但是对与所述实施例2同样的内容省略说明。
如图10的(c)所示，本实施例的点火正时控制装置161与所述实施例1同样地，由爆震检测装置163、点火正时调整装置165以及(将它们连接的)连接线缆167一体地构成。
特别在本实施例中，爆震检测装置163与连接线缆167可装卸地构成为一体，并且点火正时调整装置165与连接线缆167可装卸地构成为一体。
也就是说，与所述实施例2同样地构成为，在爆震检测装置163的连接器部169设置有使第一输出端子171和第二输出端子173露出的凹部175，该凹部175与连接线缆167的第一连接器部177可装卸地结合。
另外，构成为，在点火正时调整装置165设置有凹状的连接器部179，该连接器部179与连接线缆167的第二连接器部181可装卸地结合。
根据以上所述，实施例4的点火正时控制装置161具有爆震检测装置163与点火正时调整装置165可装卸地构成为一体的结构。
根据本实施例，也起到与所述实施例2同样的效果。
[5.实施例5]
接着，对实施例5进行说明，但是对与所述实施例1同样的内容省略说明。
如图11所示，本实施例的点火正时控制装置191与所述实施例1同样地具备爆震检测装置193，但是不具备连接线缆，点火正时调整装置195被配置在爆震检测装置193内。此外，在图11中，将内部的结构在透过树脂模的状态下示出。
详细地说，本实施例的点火正时控制装置191与所述实施例1同样地具备爆震检测装置193的主体部196和连接器部197，并且在主体部196的被树脂模化后的内部收纳有工作部211，在该工作部211的主体金属零件199安装有压电元件201、一对电极板203、205、平衡块207、螺母209等，在该工作部211的表面配置有点火正时调整装置195。
该点火正时调整装置195与从一对电极板203、205延伸出的输出端子(未图示)连接。另外，在该点火正时调整装置195延伸设置有输入端子213、输出端子215以及一对电力端子217、219，其中，该输入端子213从内燃机用控制装置被输入点火信号(基准点火信号(A))，该输出端子215向点火器输出点火信号(校正点火信号(B)或者在检测出异常状态的情况下输出的基准点火信号(A))，该一对电力端子217、219向点火正时调整装置195供给电力。
根据本实施例，也起到与所述实施例1同样的效果，并且具有能够使装置小型化这样的优点。
[6.实施例6]
接着，对实施例6进行说明，但是对与所述实施例1同样的内容省略说明。
本实施例是在通用发动机中应用本发明的实施例，使用与发动机的旋转同步旋转的磁体来求出发动机转速、曲轴转角。
如图12所示，在本实施例的系统中，在发动机主体的输出轴221安装有飞轮223，在飞轮223的外周安装有磁体225。
另外，构成为，与飞轮223靠近地配置有与磁体225的靠近/远离相应地产生信号(交流信号)的脉冲线圈227，脉冲线圈227的输出被输入到电子控制装置229。
在该电子控制装置229设置有基于从脉冲线圈227得到的信号来检测磁体225的靠近/远离的动作的检测电路231、公知的微计算机232等。
因而，在磁体225通过脉冲线圈227的附近时得到所述信号，因此能够根据该信号求出与磁体225的安装位置对应的曲轴转角、发动机转速。由此，例如能够根据发动机转速来设定成为基准的点火正时。
另外，在本实施例中，电子控制装置229的微计算机232连接有与所述实施例1同样的点火正时控制装置233。
因而，当从微计算机232输出的点火信号(基准点火信号(A))被输入到点火正时调整装置235时，在点火正时调整装置235中，根据由爆震检测装置237检测出的爆震的发生状态来进行与所述实施例1同样的点火正时的调整。
而且，与所述实施例1同样地，通过该调整得到的点火信号(校正点火信号(B))被输出到点火器239，通过点火器239的动作来从点火线圈241产生高电压，并在适当的定时从火花塞243产生火花。
点火正时调整装置235具备OBD系统234和异常信息存储器236。
点火正时调整装置235与所述实施例1同样地构成为，基于从微计算机232输出的点火信号(基准点火信号(A))来运算转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S)并执行信号切换处理，由此能够根据内燃机的运转状态(详细地说，转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S))来切换对点火器239输出的点火信号。
根据本实施例，也起到与所述实施例1同样的效果。
此外，也可以与此不同地，例如日本特开平10-259777号所记载的那样，将点火线圈配置为与所述同样的(被安装在飞轮的)磁体靠近，通过磁体的靠近/远离来产生用于驱动火花塞的高电压。
在该情况下，使用如图13所示那样的点火驱动电路251。此外，该点火驱动电路251具备点火器253和点火线圈255。
详细地说，点火线圈255具备与磁体250的靠近/远离相应地产生电流的初级绕组255a以及与火花塞257连接的次级绕组255b。
点火器253具备：第一晶体管259，其集电极与初级绕组255a的一端连接，发射极与初级绕组255a的另一端连接；第一电阻261，其连接于第一晶体管259的集电极与基极之间，向第一晶体管259供给基极电力；第二晶体管263，其集电极与第一晶体管259的基极连接，发射极与第一晶体管259的发射极连接；以及第二电阻265、第三电阻267，该第二电阻265、第三电阻267对初级绕组255a的两端电压进行分压后供给到第二晶体管263的基极。
在此，点火正时控制装置269的点火正时调整装置271与第二晶体管263的基极连接，能够与所述实施例1同样地通过从(接收到来自所述电子控制装置229的基准点火信号(A)的)点火正时调整装置271输出的校正点火信号(B)来调整点火正时。
点火正时调整装置271具备OBD系统272和异常信息存储器273。
点火正时调整装置271与所述实施例1同样地构成为，基于从微计算机输出的点火信号(基准点火信号(A))来运算转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S)并执行信号切换处理，由此能够根据内燃机的运转状态(详细地说，转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S))来切换对点火器253输出的点火信号。
根据本实施例，也起到与所述实施例1同样的效果。
[7.实施例7]
接着，对实施例7进行说明，但是对与所述实施例1同样的内容省略说明。
本实施例7与实施例1相比，点火正时调整装置285中执行的处理内容的一部分不同。具体地说，在本实施例7中，在点火正时调整装置285进行的校正点火正时计算处理中包括相当于实施例1中的信号切换处理的处理。
[7-1.实施例7的基本的结构]
首先，对本实施例7的基本的结构进行说明。
如图14所示，本实施例7的系统与所述实施例1同样地，具备内燃机用控制装置281、点火正时控制装置287、点火器289、点火线圈291、火花塞293等。点火正时控制装置287至少具备爆震检测装置283和点火正时调整装置285。
在本实施例7的系统中，与所述实施例1同样地，从内燃机用控制装置281向点火正时调整装置285发送包括点火正时的信息的基准点火信号(点火信号A)，从点火正时调整装置285向点火器289发送校正点火信号B。
此外，将具备内燃机用控制装置281和点火正时控制装置287的系统称为点火正时控制系统290(以下同样)。
点火正时调整装置285具备OBD系统284和异常信息存储器286。
本实施例7的特征在于，在点火正时调整装置285中的校正点火正时计算处理中包括相当于实施例1中的信号切换处理的处理。
基于通过校正点火正时计算处理设定的校正点火正时TIG来从点火正时调整装置285向点火器289发送校正点火信号B。
[7-2.实施例7中的控制处理]
接着，对本实施例7中的控制处理进行说明。
对在点火正时调整装置中进行的校正点火正时计算处理进行说明。
如图15的流程图所示，在本实施例7中，在步骤100～250中进行与所述实施例1中的步骤100～250同样的处理，因此省略其说明。
在接下来的步骤260中，判定转速保存/爆震窗口变量S是否超过2。当此处进行了肯定判断时进入步骤280，另一方面，当进行了否定判断时返回到所述步骤180。
在步骤280中，通过运算发动机转速的“|RPNS(S)-RPNS(S-1)|”、即求出本次(第S次)的发动机转速RPNS(S)与前次(第S-1次)的发动机转速RPNS(S-1)之差的绝对值，来计算表示发动机转速的变动的大小的发动机转速的偏差(转速偏差)ΔRPN。
在接下来的步骤610中，判定步骤240中存储的内燃机的转速RPN(S)是否包含在调整允许范围内，在转速RPN(S)包含在调整允许范围内的情况下进行肯定判定后转移到步骤620，在转速RPN(S)未包含在调整允许范围内的情况下进行否定判定后转移到步骤670。关于转速RPN(S)的调整允许范围，设定了与所述实施例1同样的转速区域。
在步骤620中，判定步骤280中计算出的内燃机的转速偏差ΔRPN(S)是否包含在调整允许范围内，在转速偏差ΔRPN(S)包含在调整允许范围内的情况下进行肯定判定后转移到步骤660，在转速偏差ΔRPN(S)未包含在调整允许范围内的情况下进行否定判定后转移到步骤670。关于转速偏差ΔRPN(S)的调整允许范围，设定了与所述实施例1同样的区域。
在步骤660中，基于转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S)均包含在调整允许范围内(步骤610、620中分别进行了肯定判定)而将标志AD设定为1，进入步骤700。
此外，标志AD是用于表示内燃机1的运转状态是否为适于调整点火正时的状态的标志，在是适于调整点火正时的状态的情况下被设定为“1”，在不是适于调整点火正时的状态的情况下被设定为“0”。
另一方面，在步骤670中，基于转速RPN(S)和转速偏差ΔRPN(S)中的至少一个未包含在调整允许范围内(步骤610、620中的任一个步骤中进行了否定判定)而将标志AD设定为0，进入步骤700。
此外，步骤280、610、620的处理分别与所述实施例1的步骤280、610、620的处理相同。
当步骤660或步骤670结束时转移到步骤700，在步骤700中进行与所述实施例1同样的爆震检测处理(参照图8)来检测爆震。
在接下来的步骤710中，判定标志AD是否为1。当此处进行了肯定判断时进入步骤730，另一方面，当进行了否定判断时进入步骤720。
在步骤720中，基于内燃机1的运转状态不是适于调整点火正时的状态而将基准点火正时TIGIN本身设定为校正点火正时TIG，返回到所述步骤180。
另一方面，在步骤730中，将标志AD设定为0。
在接下来的步骤740中，基于内燃机1的运转状态是适于调整点火正时的状态，而根据在所述爆震检测处理中设定的爆震探测标志KNS是否为1来判定是否发生了爆震。当此处进行了肯定判断时进入步骤750，另一方面，当进行了否定判断时进入步骤760。
由于发生了爆震，因此在步骤750中为了防止爆震发生而使点火正时滞后，返回到所述步骤180。具体地说，在步骤750中将基准点火正时TIGIN本身设定为校正点火正时TIG。
另一方面，由于没有发生爆震，因此在步骤760中判定点火正时(校正点火正时TIG)是否为最大超前值TIGM。当此处进行了肯定判断时进入步骤770，另一方面，当进行了否定判断时进入步骤780。
由于校正点火正时TIG为最大超前值TIGM，因此在步骤770中将该最大超前值TIGM的值设定为校正点火正时TIG的值，返回到所述步骤180。
另一方面，由于校正点火正时TIG不是最大超前值TIGM，因此在步骤780中使点火正时超前规定值ΔTIG，返回到所述步骤180。
此外，步骤720、740、750～780的处理分别与所述实施例1的步骤310、300、320～350的处理相同。
[7-3.实施例7的效果]
接着，对本实施例的效果进行说明。
实施例7能够与所述实施例1同样地对点火正时进行调整(校正)。
而且，本实施例7与实施例1同样地起到以下显著的效果：在使用爆震信号使点火正时超前或滞后来将点火正时调整(校正)为适当的点火正时时，不需要用于进行内燃机用控制装置281的点火正时控制的重新设计，能够大幅降低该重新设计所需的工作(工时)、成本。
另外，本实施例7与实施例1同样地，在内燃机1的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况下，输出没有进行点火正时的调整的基准点火信号(A)，由此能够抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
并且，本实施例7与实施例1同样地，在内燃机1的运转状态是适于调整点火正时的状态的情况下，输出基于爆震信号调整(校正)后的校正点火信号，由此能够抑制爆震发生。
[7-4.与权利要求书之间的对应关系]
在此，对权利要求书与本实施例之间的表述的对应关系进行说明。
执行步骤200～220、280的点火正时调整装置285相当于转速关联信息运算部的一例，执行步骤610、620、660、670的点火正时调整装置285相当于信号切换部的一例。
[8.实施例8]
接着，对实施例8进行说明，但是对与所述实施例1同样的内容省略说明。
本实施例8与实施例1相比，至少在具备用于对从内燃机用控制装置337到点火器333为止的信号路径进行切换的切换开关352这一点上不同。
[8-1.实施例8的结构]
首先，对本实施例8的结构进行说明。
如图16所示，本实施例8的系统与所述实施例1同样地，具备内燃机用控制装置337、点火正时控制装置331、点火器333(功率晶体管333a)、点火线圈335(初级绕组335a、次级绕组335b)、火花塞325(中心电极325a、接地电极325b)、电池391等。
点火正时控制装置331具备爆震检测装置341、点火正时调整装置343以及切换开关352。
点火正时调整装置343具备OBD系统344和异常信息存储器346。
在本实施例8的系统中，从内燃机用控制装置337向点火正时控制装置331发送包括点火正时的信息的基准点火信号(点火信号A)，从点火正时控制装置331向点火器333发送校正点火信号B。
此外，将具备内燃机用控制装置337和点火正时控制装置331的系统称为点火正时控制系统338(以下同样)。
切换开关352是将从内燃机用控制装置337(换言之，点火正时控制装置331的输入部340)到点火正时控制装置331的输出部342为止的信号路径切换为经由点火正时调整装置343的第一路径348以及不经由点火正时调整装置343的第二路径350中某一个路径的开关。
切换开关352基于来自点火正时调整装置343的切换指令信号Sa来切换信号路径。切换开关352在切换指令信号Sa为高电平的情况下将信号路径设定为第一路径348，在切换指令信号Sa为低电平的情况下，将信号路径设定为第二路径350。
[8-2.实施例8中的控制处理]
接着，对本实施例8中的控制处理进行说明。
点火正时调整装置343与实施例1同样地执行图7所示的校正点火正时计算处理以及图8所示的爆震检测处理。
点火正时调整装置343与实施例1相比，信号切换处理中的处理内容不同，因此对信号切换处理进行说明。
如图17的流程图所示，在步骤(S)800中，判定是否输入了基准点火信号(A)(换言之，进行与校正点火正时计算处理的步骤180同样的判定)。当此处进行了肯定判断时进入步骤810，另一方面，当进行了否定判断时待机。
在步骤810中，判定校正点火正时计算处理的步骤240中存储的内燃机的转速RPN(S)是否包含在调整允许范围内，在转速RPN(S)包含在调整允许范围内的情况下进行肯定判定后转移到步骤820，在转速RPN(S)未包含在调整允许范围内的情况下进行否定判定后转移到步骤840。关于转速RPN(S)的调整允许范围，设定了与所述实施例1同样的转速区域。
在步骤820中，判定校正点火正时计算处理的步骤280中计算出的内燃机的转速偏差ΔRPN(S)是否包含在调整允许范围内，在转速偏差ΔRPN(S)包含在调整允许范围内的情况下进行肯定判定后转移到步骤830，在转速偏差ΔRPN(S)未包含在调整允许范围内的情况下进行否定判定后转移到步骤840。关于转速偏差ΔRPN(S)的调整允许范围，设定了与所述实施例1同样的区域。
在步骤830中，将对切换开关352输出的切换指令信号Sa设定为高电平。
在步骤840中，将对切换开关352输出的切换指令信号Sa设定为低电平。
当步骤830或步骤840结束时，返回到所述步骤800。
这样，在信号切换处理中，重复执行从步骤800到步骤840的处理。执行本处理直到点火正时调整装置343停止为止。
如上所述，在信号切换处理中，在内燃机1的运转状态是适于调整点火正时的状态的情况下，将切换指令信号Sa设定为高电平来将信号路径设定为第一路径348，在内燃机1的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况下，将切换指令信号Sa设定为低电平来将信号路径设定为第二路径350。
由此，在内燃机1的运转状态是适于调整点火正时的状态的情况下，点火正时控制装置331对点火器333输出通过点火正时调整装置343调整(校正)后的校正点火信号，在内燃机1的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况下，点火正时控制装置331将从内燃机用控制装置337接收到的基准点火信号(A)直接输出到点火器333。
这样，点火正时控制装置331根据内燃机1的运转状态是否为适于调整点火正时的状态来切换是否进行点火信号的调整(校正)。
[8-3.实施例8的效果]
接着，对本实施例的效果进行说明。
实施例8能够与所述实施例1同样地对点火正时进行调整(校正)。
而且，本实施例8与实施例1同样地起到以下显著的效果：在使用爆震信号使点火正时超前或滞后来将点火正时调整(校正)为适当的点火正时时，不需要用于进行内燃机用控制装置337的点火正时控制的重新设计，能够大幅降低该重新设计所需的工作(工时)、成本。
另外，本实施例8与实施例1同样地，在内燃机1的运转状态不是适于调整点火正时的状态的情况下，输出没有进行点火正时的调整的基准点火信号(A)，由此能够抑制对内燃机的运转状态造成不良影响。
并且，本实施例8与实施例1同样地，在内燃机1的运转状态是适于调整点火正时的状态的情况下，输出基于爆震信号调整(校正)后的校正点火信号，由此能够抑制爆震发生。
[8-4.与权利要求书之间的对应关系]
在此，对权利要求书与本实施例之间的表述的对应关系进行说明。
执行信号切换处理的点火正时调整装置343和切换开关352相当于信号切换部的一例。
[9.其它实施方式]
以上对本发明的实施例进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够以各种方式实施。
例如，在上述实施例中，对设定了2000[rpm]以上的转速区域作为转速RPN(S)的调整允许范围的结构进行了说明，但是转速RPN(S)的调整允许范围并不限定于该转速区域。具体地说，也可以设定“1500[rpm]以上的转速区域”，转速的边界值并不限定于2000[rpm]，能够设定任意的值。或者也可以将如“2000[rpm]～6000[rpm]的转速区域”那样由下限值和上限值决定的范围设定为调整允许范围。
另外，在图15所示的校正点火正时计算处理中，步骤700(爆震检测处理)的执行时期也可以不在步骤710之前，而变更为步骤710中进行肯定判定之后。
也就是说，在步骤710中进行肯定判定的情况下，在之后的处理(步骤740)中利用爆震检测结果，但是在步骤710中进行否定判定的情况下，在之后的处理中不利用爆震检测结果。因此，只在需要爆震检测结果的情况(换言之，步骤710中进行肯定判定的情况)下执行爆震检测处理即可。如上所述，通过采用只在需要爆震检测结果的情况下执行爆震检测处理的结构，能够实现点火正时调整装置的处理负荷的降低。
另外，在所述实施例1中，在运算连续的基准点火信号(A)之间的时间(换言之，接收基准点火信号的时间间隔)时，使用了基准点火信号(A)的下降时期的时间间隔，但是接收基准点火信号的时间间隔的运算方法并不限定于这种方式。例如，也能够使用基准点火信号(A)的上升时期的时间间隔来运算接收基准点火信号的时间间隔。
在该情况下，除基准点火信号(A)的上升时期的时间间隔之外，还考虑基准点火信号(A)的高电平持续时间(从上升时期到下降时期为止的时间)来运算基准点火信号(A)的下降时期的时间间隔后，运算接收基准点火信号的时间间隔。此外，基准点火信号(A)的高电平持续时间被预先存储在装置内部，在运算接收基准点火信号的时间间隔时根据需要读出并使用即可。
并且，爆震检测装置并不限定于非共振型爆震传感器，能够使用共振型爆震传感器，只要能够检测爆震，就不限定于该种类。
另外，关于检测爆震的方法，也不限于根据爆震信号的峰值检测的方法，也可以利用公知的针对爆震信号的FFT、积分值的方法等，只要能够检测爆震，就不限定于该种方法。
并且，本发明也能够应用于二循环的发动机。
此外，作为本发明的外部的电子控制装置，能够列举通过微计算机进行各种控制的装置。另外，能够列举与点火正时控制装置独立地(经由可装卸的引线等)设置来对内燃机的动作进行控制的内燃机用控制装置。
另外，如上述实施例8那样，在独立地具备点火正时调整装置和切换开关的情况下，切换开关能够采用以下结构：在被输入了脱离了点火正时调整装置能够输出的信号水平的不适当的信号的情况下，设定为第二路径。由此，能够在点火正时调整装置中发生了异常、点火正时调整装置无法输出适当的切换指令信号的情况下，不经由点火正时调整装置，而经由第二路径输出点火信号。也就是说，存在以下的优点：即使在点火正时调整装置发生了异常的情况下也能够输出点火信号，因此即使在点火正时调整装置发生了异常的情况下也能够持续进行内燃机的运转。
附图标记说明
1：内燃机；3：发动机主体；31、121、141、161、191、233、269、287、331：点火正时控制装置；37、281、337：内燃机用控制装置；38、290、338：点火正时控制系统；41、123、143、163、193、237、283、341：爆震检测装置；43、125、145、165、195、235、271、285、343：点火正时调整装置；229：电子控制装置；251：点火驱动电路。

Claims (8)

1.一种点火正时控制装置，具备：
爆震检测装置，其检测内燃机的爆震；以及
点火正时调整装置，其基于从所述爆震检测装置得到的表示所述爆震的状态的爆震信号以及从外部的电子控制装置得到的所述内燃机的点火正时所关联的信号，来调整所述内燃机的点火正时，
该点火正时控制装置的特征在于，还具备：
转速关联信息运算部，其基于所述点火正时所关联的信号来运算转速关联信息，其中，该转速关联信息包括所述内燃机的转速和所述内燃机的转速变动量中的至少一个；以及
信号切换部，其判断由所述转速关联信息运算部运算出的所述转速关联信息是否在预先决定的调整允许范围内，在所述转速关联信息包含在所述调整允许范围内的情况下，该信号切换部输出所述点火正时调整装置进行点火正时的调整后的调整后点火信号，在所述转速关联信息未包含在所述调整允许范围内的情况下，该信号切换部输出所述点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的所述点火正时所关联的信号。
2.根据权利要求1所述的点火正时控制装置，其特征在于，
所述转速关联信息运算部至少运算所述内燃机的转速来作为所述转速关联信息，
在由所述转速关联信息运算部运算出的所述转速未包含在所述调整允许范围内的情况下，所述信号切换部判断为所述转速关联信息未包含在所述调整允许范围内，输出所述点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的所述点火正时所关联的信号，
在所述转速关联信息中的包含所述转速的全部所述转速关联信息在所述调整允许范围内的情况下，所述信号切换部判断为所述转速关联信息包含在所述调整允许范围内，输出所述点火正时调整装置进行点火正时的调整后的调整后点火信号。
3.根据权利要求1所述的点火正时控制装置，其特征在于，
所述转速关联信息运算部至少运算所述内燃机的转速变动量来作为所述转速关联信息，
在由所述转速关联信息运算部运算出的所述转速变动量未包含在所述调整允许范围内的情况下，所述信号切换部判断为所述转速关联信息未包含在所述调整允许范围内，输出所述点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的所述点火正时所关联的信号，
在所述转速关联信息中的包含所述转速变动量的全部所述转速关联信息在所述调整允许范围内的情况下，所述信号切换部判断为所述转速关联信息包含在所述调整允许范围内，输出所述点火正时调整装置进行点火正时的调整后的调整后点火信号。
4.根据权利要求2所述的点火正时控制装置，其特征在于，
所述转速关联信息运算部至少运算所述内燃机的转速变动量来作为所述转速关联信息，
在由所述转速关联信息运算部运算出的所述转速变动量未包含在所述调整允许范围内的情况下，所述信号切换部判断为所述转速关联信息未包含在所述调整允许范围内，输出所述点火正时调整装置没有进行点火正时的调整的所述点火正时所关联的信号，
在所述转速关联信息中的包含所述转速变动量的全部所述转速关联信息在所述调整允许范围内的情况下，所述信号切换部判断为所述转速关联信息包含在所述调整允许范围内，输出所述点火正时调整装置进行点火正时的调整后的调整后点火信号。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的点火正时控制装置，其特征在于，
所述转速关联信息运算部基于接收所述点火正时所关联的信号的时间间隔来运算所述内燃机的转速。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的点火正时控制装置，其特征在于，
所述点火正时所关联的信号是表示成为点火正时的基准的定时的基准点火信号。
7.根据权利要求5所述的点火正时控制装置，其特征在于，
所述点火正时所关联的信号是表示成为点火正时的基准的定时的基准点火信号。
8.一种点火正时控制系统，具备：
电子控制装置，其输出内燃机的点火正时所关联的信号；以及
点火正时控制装置，其对所述点火正时所关联的信号进行调整，
该点火正时控制系统的特征在于，
所述点火正时控制装置是根据权利要求1至7中的任一项所述的点火正时控制装置。
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