JP2005201211A - 内燃機関用点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の全回転速度領域において、デトネーションの発生を抑制する制御を的確に行う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。
【解決手段】燃焼圧センサ８Ａ，８Ｂの出力のピーク値のデジタル値を判定値と比較することによりデトネーションが発生したことを検出する。所定の時間内にデトネーションが発生した回数が設定値を超えているときに機関の点火位置を一定角度遅角させ、所定の時間内にデトネーションが発生しない場合及び発生回数が設定値未満の場合に点火位置を一定角度進角させる。内燃機関の回転速度が設定値以下のときに、内燃機関の回転速度の上昇に伴って上記判定値を高くしていくように、回転速度に応じて判定値を変化させることにより、デトネーションの検出を的確に行わせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デトネーションの発生を抑制する機能を備えた内燃機関用点火装置に関するものである。

内燃機関においては、シリンダ内の混合気が点火プラグにより着火された後、火炎が伝搬していく過程で既燃焼ガスが周囲の未燃焼ガスを圧縮して未燃焼ガスの圧力を過度に上昇させると、その圧力上昇と火炎からの放射熱とにより未燃焼ガスの温度が上昇して、未燃焼ガスが自己発火し、シリンダ内で爆発的な異常燃焼が生じることが知られている。この現象はデトネーションと呼ばれ、機関を損傷する原因になる。この現象は、点火位置の進角量が大きい場合や、混合気の空燃比がリーン側にずれていて燃料の気化潜熱によるピストンの冷却効果が弱い場合に起るため、点火位置を遅角させたり、空燃比をリッチ側に制御したりすることにより抑制することができるが、一般には、空燃比のばらつきを考慮して、点火位置を遅角側に設定している。ところが、内燃機関においては、デトネーションが発生する直前の状態か、または多少デトネーションが発生している状態で最も大きな出力が得られるため、点火位置を遅角側に設定したのでは、機関から高い性能を引出すことができない。

そこで、二輪車やスノーモービル等に用いる高性能機関では、デトネーションが発生する直前の状態または多少はデトネーションが発生する状態で機関が運転されるように点火位置を設定して、デトネーションが検出されたときに点火位置を遅角させ、デトネーションの発生が止まったときに点火位置を進角させる制御を行わせている。このような制御を行えば、機関の出力を犠牲にすることなく、デトネーションの発生を抑制して、機関から高い性能を引出すことができる。

このような制御を行うためには、デトネーションを検出する必要がある。通常デトネーションの検出は、点火プラグと共締めされて機関のシリンダに取り付けられる座型燃焼圧センサ（ＧＰＳ）により行われる。この燃焼圧センサは、圧力を電圧に変換するトランスデューサとして圧電素子を用いたもので、デトネーション発生時には、周波数が１０［ｋＨｚ］〜２０［ｋＨｚ］の振動電圧を燃焼圧検出信号として出力する。デトネーションを抑制する機能を持たせた従来の点火装置では、燃焼圧センサの出力信号電圧を電圧変換回路により低い電圧の信号に変換した後、この信号を１０［ｋＨｚ］〜２０［ｋＨｚ］の周波数の信号のみを通過させるバンドパスフィルタに入力し、該フィルタから出力される１０［ｋＨｚ］〜２０［ｋＨｚ］の信号のレベルをコンパレータに入力してしきい値と比較することにより、デトネーション検出信号を得ていた。そして、この検出信号を、点火位置制御用のＭＰＵの外部割り込み入力端子に入力することにより、ＭＰＵが実行中のプログラムに割り込みをかけて、この割り込みによりデトネーションの発生回数をカウントする処理を行わせ、この処理により、デトネーションが所定回数発生したことが検出されたときに、点火位置を遅角させるようにしていた。

上記のように、燃焼圧センサの出力をバンドパスフィルタに通してデトネーションの検出に用いる周波数帯域の信号のみを得た後、その信号をコンパーレータにてしきい値と比較することにより、デトネーション検出信号を得るようにした場合には、高価なバンドパスフィルタを必要とする上に、コンパレータの比較レベルを調整する面倒な調整作業を必要とするため、コストが高くなるのを避けられなかった。

そこで本出願人は先に、特許文献１に示されているように、バンドパスフィルタを用いずに、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル変換値を所定の判定値と比較することによりデトネーションを検出して、デトネーションが検出される頻度が高くなったときに機関の点火位置を遅角させることによりデトネーションの発生を抑制するようにした内燃機関用点火装置を提案した。

特許文献１に示された点火装置は、内燃機関の気筒内の燃焼圧力を検出する燃焼圧センサと、燃焼圧センサの出力のピーク値を検出するピーク値検出手段と、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値をデトネーションの発生の有無を判定するための判定値と比較して、デジタル値が判定値を超えているときにデトネーションが発生したことを検出するデトネーション検出手段と、デトネーションの発生を抑制するべく、デトネーション検出手段によりデトネーションが検出される頻度が設定値を超えたときに内燃機関の点火位置を遅角させ、デトネーションが検出される頻度が設定値よりも低くなるかまたは検出されなくなったときに点火位置を進角させるように内燃機関の点火位置を制御するデトネーション抑制用点火位置制御手段とを備えていて、デトネーションが検出される頻度が高くなったときに点火位置を遅角させることにより、デトネーションの発生を抑制するようにしている。
特開２００３−１７６７５１号公報

デトネーション発生時の燃焼圧センサの出力レベルは機関の回転速度に依存し、機関の回転速度が低いときの燃焼圧センサの出力レベルは、回転速度が高いときの出力レベルに比べて大幅に低くなる。

ところが、既提案の内燃機関用点火装置においては、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値と比較する判定値を一定値に設定していたため、機関の回転速度が低いときにデトネーションを的確に検出することができないことがあり、機関の低速運転時にデトネーションの発生を抑制する制御を的確に行うことができないおそれがあった。

本発明の目的は、機関の低速運転時から高速運転時までデトネーションの発生を的確に検出して、機関の全回転速度領域において、デトネーションの発生を抑制する制御を的確に行う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。

本発明は、内燃機関の気筒内の燃焼圧力を検出する燃焼圧センサと、燃焼圧センサの出力のピーク値を検出するピーク値検出手段と、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値をデトネーションの発生の有無を判定するための判定値と比較して、デジタル値が判定値を超えているときにデトネーションが発生したことを検出するデトネーション検出手段と、デトネーションの発生を抑制するべく、デトネーション検出手段によりデトネーションが検出される頻度が設定値を超えたときに前記内燃機関の点火位置を遅角させ、前記デトネーションが検出される頻度が低くなるかまたは検出されなくなったときに前記点火位置を進角させるように前記内燃機関の点火位置を制御するデトネーション抑制用点火位置制御手段とを備えた内燃機関用点火装置を対象とする。

本発明においては、内燃機関の回転速度が設定値以下のときに、内燃機関の回転速度の上昇に伴って上記判定値を高くしていくように、内燃機関の回転速度に応じて判定値を決定する判定値決定手段が設けられる。またデトネーション検出手段は、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値を判定値決定手段により決定された判定値と比較することによりデトネーションが発生したことを検出するように構成される。

上記のように、内燃機関の回転速度が設定値以下のときに、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値と比較する判定値を回転速度の上昇に伴って高くしていくように、内燃機関の回転速度に応じて判定値を決定するようにすると、機関の低速回転時から高速回転時までデトネーションの検出を的確に行うことができるため、機関の全回転速度領域において、デトネーションの発生を抑制する制御を的確に行わせることができる。

燃焼圧センサの出力のピーク値は、機関の回転速度がある程度以上高い領域ではほぼ一定の範囲の値を示すので、上記判定値決定手段は、回転速度が設定値を超えているときに判定値を一定とするように構成するのが好ましい。

燃焼圧センサの出力は、スロットル開度が小さいときに小さくなり、スロットル開度が大きいときに大きくなる傾向がある。従って、判定値決定手段は、内燃機関の回転速度が設定値以下のときには判定値を前記回転速度の上昇に伴って高くしていくが回転速度が設定値を超えているときには判定値を回転速度の変化に対して一定に保ち、かつ各回転速度における判定値をスロットル開度の増大に伴って高くしていくように、判定値を内燃機関の回転速度及びスロットル開度に応じて決定するように構成するのが好ましい。

上記のように、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値と比較する判定値を、内燃機関の回転速度が設定値以下のときには回転速度の上昇に伴って高くしていくが回転速度が設定値を超えているときには回転速度の変化に対して一定に保ち、かつスロットル開度の増大に伴って高くしていくようにすると、機関の回転速度がいかなる場合でも、またスロットル開度がいかなる場合でも、判定値を的確に設定して、デトネーションの検出を的確に行うことができるため、機関の運転状態がいかなる場合でも、デトネーションの発生を抑制する制御を的確に行わせることができる。

上記デトネーション抑制用点火位置制御手段は、設定された遅角条件判定時間内にデトネーション検出手段がデトネーションの発生を検出した回数が設定された遅角判定回数以上であるときに点火制御手段により演算された点火位置を設定された遅角量だけ遅角させ、設定された進角条件判定時間内にデトネーション検出手段がデトネーションを検出した回数が設定された進角判定回数以下または零のときに点火位置を設定された進角量だけ進角させるように構成することができる。この場合、遅角条件判定時間及び進角条件判定時間は、内燃機関の回転速度の上昇に伴って短くなっていくように設定するのが好ましい。

以上のように、本発明によれば、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値と比較する判定値を、内燃機関の回転速度が設定値以下のときに、内燃機関の回転速度の上昇に伴って高くしていくようにしたので、機関の低速回転時から高速回転時までデトネーションの検出を的確に行って、機関の全回転速度領域においてデトネーションの発生を抑制する制御を的確に行わせることができる。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した２気筒２サイクル内燃機関用の点火装置のハードウェアの構成を示したもので、同図において１は内燃機関の回転に同期して交流電圧を誘起するエキサイタコイル、２はエキサイタコイル１を電源として、点火信号が与えられた際に点火用の高電圧を発生する点火回路、３は点火制御手段を構成するＭＰＵ（マイクロプロセッサ）、４はエキサイタコイル３の負の半波の出力電圧を一定の直流電圧に変換する電源回路である。

また５は内燃機関の特定の回転角度位置で第１のパルス信号Ｖs1及び第２のパルス信号Ｖs2を発生するパルサコイル、６及び７はそれぞれパルサコイル５が発生する第１のパルス信号Ｖs1及び第２のパルス信号Ｖs2をＭＰＵが認識し得る信号に変換してＭＰＵの割り込み端子ＩＮＴ1 及びＩＮＴ2 に割り込み信号として入力する第１及び第２の波形整形回路である。

更に、８Ａ及び８Ｂはそれぞれ機関の第１気筒及び第２気筒の燃焼圧力を検出する第１及び第２の燃焼圧センサ（ＧＰＳ）、９Ａ及び９Ｂはそれぞれ第１及び第２の燃焼圧センサ８Ａ及び８Ｂが出力する検出信号の電圧レベルをＭＰＵ３に入力し得るレベル付近まで低下させる第１及び第２の電圧変換回路、１０Ａ及び１０Ｂはそれぞれ第１及び第２の電圧変換回路から得られる電圧のピーク値に相当する電圧信号を検出して保持する第１及び第２のピークホールド回路、１１Ａ及び１１Ｂはそれぞれ第１及び第２のピークホールド回路のホールドコンデンサを放電させる第１及び第２の放電回路であり、第１及び第２のピークホールド回路１０Ａ及び１０Ｂが出力する電圧信号がそれぞれＭＰＵのＡ／Ｄ変換入力ポートＡ1 及びＡ2 に入力されている。

各部を更に詳細に説明すると、エキサイタコイル１は、内燃機関に取り付けられた磁石発電機内に設けられていて、機関の回転に同期して正の半波の出力電圧Ｖe1と負の半波の出力電圧Ｖe2とからなる交流電圧を誘起する。エキサイタコイル１の一端と接地間及び他端と接地間にはそれぞれアノードが接地された電流帰還用ダイオードＤ1 及びＤ2 が接続されている。

図示の点火回路２は周知のコンデンサ放電式の回路で、点火コイルＩＧと、点火コイルの一次側に設けられてエキサイタコイル１の正の半波の出力電圧Ｖe1により図示の極性に充電される点火用コンデンサＣi と、点火信号が与えられた際に導通してコンデンサＣi の電荷を点火コイルＩＧの一次コイルを通して放電させるように設けられた放電用スイッチとしてのサイリスタＴhiとにより主要部が構成されている。

図示の例では、点火コイルＩＧの一次コイルの一端が接地されていて、点火コイルの一次コイルの他端に点火用コンデンサＣi の一端が接続され、コンデンサＣi の他端と接地間にサイリスタＴhiがそのカソードを接地側に向けて接続されている。コンデンサＣi の他端にはまた、アノードがエキサイタコイル１の一端に接続されたダイオードＤ3 のカソードが接続され、点火コイルＩＧの一次コイルの両端にはカソードが接地されたダイオードＤ4 が接続されている。

サイリスタＴhiのゲートにはダイオードＤ5 のカソードが接続され、ダイオードＤ5 のアノードは抵抗器Ｒ1 を通してＰＮＰトランジスタＴＲ1 のコレクタに接続されている。トランジスタＴＲ1 のエミッタは電源回路４の出力端子に接続され、ベースは抵抗器Ｒ2 を通してＭＰＵ３のポートＰ1 に接続されている。この例では、トランジスタＴＲ1 とダイオードＤ5 と抵抗器Ｒ1 及びＲ2 とにより、ＭＰＵ３がポートＰ1 から点火信号を発生したとき（ポートＰ1 の電位をＬレベルにしたとき）にサイリスタＴhiのゲートにトリガ信号を与えるサイリスタトリガ回路が構成されている。

図示の点火回路２の動作は以下の通りである。エキサイタコイル１が正の半波の出力電圧Ｖe1を誘起すると、エキサイタコイル１−ダイオードＤ3 −点火用コンデンサＣi −ダイオードＤ4 及び点火コイルＩＧの一次コイル−ダイオードＤ2 −エキサイタコイル１の経路で電流が流れて点火用コンデンサＣi が図示の極性に充電される。ＭＰＵ３は機関の点火位置でポートＰ1 の電位をＬレベル（接地電位）にして点火信号を発生する。ＭＰＵ３が点火信号を発生するとトランジスタＴＲ1 が導通状態になるため、電源回路４からトランジスタＴＲ1 と抵抗器Ｒ4 とダイオードＤ5 とを通してサイリスタＴhiにトリガ信号が与えられる。このとき点火用コンデンサＣi が図示の極性に充電されていると、サイリスタＴhiのアノードカソード間に順方向電圧が印加されているため、サイリスタＴhiが導通状態になり、点火用コンデンサＣi に蓄積された電荷がサイリスタＴhiと点火コイルＩＧの一次コイルとを通して放電する。この放電により点火コイルＩＧの二次コイルに点火用の高電圧が誘起する。この例では点火コイルＩＧが同時発火コイルとして用いられており、点火コイルＩＧの二次コイルの一端と接地間及び他端と接地間にそれぞれ機関の第１気筒に取り付けらた点火プラグＰＬ1 及び第２気筒に取り付けられた点火プラグＰＬ2 が接続されている。したがって、点火コイルの二次コイルに点火用高電圧が誘起すると、点火プラグＰＬ1 及びＰＬ2 に同時に火花が発生し、機関の第１気筒及び第２気筒の内、点火タイミングにある方の気筒内の混合気に点火される。

電源回路４は、エキサイタコイル１の負の半波の出力電圧により充電される電源コンデンサと、該電源コンデンサの両端の電圧を一定値に保つように制御する制御回路とを備えたもので、この電源回路の出力電圧は、ＭＰＵ３の電源端子を始め、各部の電源端子に電源電圧として与えられる。

パルサコイル５は内燃機関のクランク軸に取り付けられたロータに設けられたリラクタを検出してパルス信号を発生する周知のパルサ（信号発電子）内に設けられていて、パルサがリラクタの回転方向の前端縁及び後端縁を検出したときに極性が異なるパルス信号Ｖs1及びＶs2を出力する。この例では、信号発生器のロータ（図示せず。）に、機関の２つの気筒にそれぞれ対応する２つのリラクタが１８０°間隔で設けられている。そのためパルサコイル５は、図８に示すように、クランク軸が１回転する間に、第１及び第２のパルス信号Ｖs1及びＶs2を１８０°間隔で２回発生する。図３において符号＃１が付されたパルス信号Ｖs1及びＶs2は機関の第１気筒に対して発生させられるパルス信号であり、符号＃２が付されたパルス信号Ｖs1及びＶs2は機関の第２気筒に対して発生させられるパルス信号である。また図３において、＃１ＴＤＣ及び＃２ＴＤＣはそれぞれ第１気筒及び第２気筒の上死点位置（第１気筒及び第２気筒のピストンが上死点に達したときのクランク軸の回転角度位置）を示し、ＢＴＤＣは上死点位置を基準にして進角側に測った角度であることを示している。またＡＴＤＣは上死点を基準にして遅角側に測った角度であることを示している。

図８において、第１気筒用及び第２気筒用の第１のパルス信号＃１Ｖs1及び＃２Ｖs1はそれぞれ、内燃機関のクランク角θが、第１気筒及び第２気筒の上死点位置＃１ＴＤＣ及び＃２ＴＤＣよりも十分に進角した位置に設定された第１気筒用及び第２気筒用の基準位置θ11及びθ12に相応する角度に一致したときに発生し、第１気筒用及び第２気筒用の第２のパルス信号＃１Ｖs2及び＃２Ｖs2はそれぞれ、クランク角θが第１気筒及び第２気筒の上死点位置＃１ＴＤＣ及び＃２ＴＤＣ付近に設定された低速時固定点火位置θ21及びθ22で発生している。

第１気筒用及び第２気筒用の第１のパルス信号＃１Ｖs1及び＃２Ｖs1はそれぞれＭＰＵに第１気筒用及び第２気筒用の基準位置θ11及びθ12を検出させるための基準信号として用いられる。これらの基準位置は、演算された点火位置を計測するための処理を開始する位置として用いられる。

また第１気筒用及び第２気筒用の第２のパス信号＃１Ｖs2及び＃２Ｖs2はそれぞれＭＰＵ３に第１気筒及び第２気筒の低速時点火位置を検出させるための低速時点火位置信号として用いられる。低速時点火位置は、機関の始動時及び低速時（例えばアイドリング時）の点火位置として適した位置に設定される。
なおこの例では、各パルス信号がしきい値に達する位置を各パルス信号の発生位置としている。

図示の例では、第１気筒及び第２気筒の基準位置θ11及びθ12がそれぞれ第１気筒及び第２気筒の上死点前７５°の位置に設定され、第１気筒及び第２気筒用の低速時点火位置θ21及びθ22がそれぞれ第１気筒及び第２気筒の上死点位置前１５°の位置に設定されている。各気筒の上死点位置と基準位置及び低速時点火位置との関係を示す機関の行程図を図７に示した。

第１の波形整形回路６は、第１のパルス信号Ｖs1をＭＰＵが認識し得る信号に変換する回路で、トランジスタＴＲ2 及びＴＲ3 と、抵抗器Ｒ6 ないしＲ9 と、コンデンサＣ2 と、ダイオードＤ7 及びＤ8 とからなっている。トランジスタＴＲ3 のコレクタがＭＰＵ３の割り込み端子ＩＮＴ1 に接続され、ダイオードＤ8 のカソードがパルサコイル５の非接地側端子に接続されている。

第１の波形整形回路６においては、第１のパルス信号Ｖs1が発生してないときにトランジスタＴＲ2 がオン状態にあり、トランジスタＴＲ3 がオフ状態にあるため、トランジスタＴＲ3 のコレクタの電位はＨレベル（高レベル）の状態にある。しきい値以上の第１のパルス信号Ｖs1が発生すると、ダイオードＤ7 と抵抗器Ｒ6 とダイオードＤ8 とを通して電流が流れるため、ダイオードＤ7 の両端に順方向電圧降下が生じ、この電圧によりトランジスタＴＲ2 のベースエミッタ間が逆バイアスされる。これによりトランジスタＴＲ2 がオフ状態になり、トランジスタＴＲ3 がオン状態になるため、トランジスタＴＲ3 のコレクタの電位がＬレベル（ほぼ接地電位）になる。したがって、割り込み端子ＩＮＴ1 の電位は、第１のパルス信号Ｖs1がしきい値に達したときにＨレベルからＬレベルに低下し、この電位の低下がＭＰＵにより第１の割り込み信号として認識される。

第２の波形整形回路７は、トランジスタＴＲ4 と、抵抗器Ｒ10及びＲ11と、コンデンサＣ3 と、ダイオードＤ9 とからなっていて、トランジスタＴＲ4 のコレクタがＭＰＵの第２の割り込み端子ＩＮＴ2 に接続され、ダイオードＤ9 のアノードがパルサコイル５の非接地側端子に接続されている。

この第２の波形整形回路においては、第２のパルス信号Ｖs2が発生していないときにトランジスタＴＲ4 がオフ状態になり、そのコレクタの電位はＨレベルになっている。第２のパルス信号Ｖs2が発生すると、トランジスタＴＲ4 がオン状態になるため、そのコレクタの電位がＬレベルになり、第２の割り込み端子ＩＮＴ2 の電位がＨレベルからＬレベルに低下する。この電位の低下がＭＰＵにより第２の割り込み信号として認識される。

第１の燃焼圧センサ８Ａ及び第２の燃焼圧センサ８Ｂは、図１０に示したように、点火プラグＰＬ1 ，ＰＬ2 のネジ部に嵌合されて、点火プラグと共締めされた状態で機関のシリンダヘッド１２に取り付けられる座型燃焼圧センサ（ＧＰＳセンサ）である。この燃焼圧センサは圧力を電気信号に変換するトランスデューサとして圧電素子を用いたもので、機関のシリンダ内の燃焼圧力の変動に応じてレベルが変化する振動波形の検出信号を出力する。燃焼圧センサ８Ａ及び８Ｂの出力はリード線１３を通して第１の電圧変換回路９Ａ及び第２の電圧変換回路９Ｂに入力される。

燃焼圧センサの出力信号波形の一例を図９（Ａ）及び（Ｂ）に示した。図９（Ａ）は機関の回転速度が低いときに燃焼圧センサが発生する検出信号の波形を示し、図９（Ｂ）は機関の回転速度が高いときに燃焼圧センサが発生する検出信号を波形を示している。

このように、デトネーション発生時には、燃焼圧センサが出力する検出信号のレベルが正常燃焼時よりも大きくなるため、このセンサの出力のピーク値のデジタル値を判定値と比較判定する処理をＭＰＵ３に行わせることにより、デトネーション検出手段を構成することができる。

ところが、燃焼圧センサの出力は、図９（Ａ），（Ｂ）に見られるように、機関の回転速度により大幅に変化するため、既提案の内燃機関用点火装置のように判定値を一定値に設定した場合には、機関の回転速度が低いときにデトネーションを的確に検出することができないおそれがある。

そこで、本実施形態においては、図４に示したように、内燃機関の回転速度Ｎeが設定値Ｎs以下のときに、内燃機関の回転速度の上昇に伴って上記判定値を高くしていくように、内燃機関の回転速度に応じて判定値を決定する判定値決定手段を設けて、この判定値決定手段により決定された判定値を燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値と比較することによりデトネーションが発生したことを検出する。燃焼圧センサの出力のピーク値は、機関の回転速度がある程度の回転速度（図４に示した設定回転速度Ｎsに相当する速度）以上になるとほぼ一定値を示すので、設定回転速度Ｎsを超える回転速度領域では、判定値を一定にするのが好ましい。

第１の電圧変換回路９Ａは、電源回路４の出力電圧が印加された抵抗器Ｒ15及びＲ16の直列回路と、抵抗器Ｒ16の両端に接続されたコンデンサＣ4 と、抵抗器Ｒ15及びＲ16の接続点にカソードが接続されたダイオードＤ11と、センサ８Ａの非接地側出力端子とダイオードＤ11との間に接続された抵抗器Ｒ17と、抵抗器Ｒ15及びＲ16の接続点に一端が接続された抵抗器Ｒ18と、コンデンサＣ4 の両端の電圧が逆方向に印加される向きにしてコンデンサＣ4 の両端に接続されたダイオードＤ12と、抵抗器Ｒ15及びＲ16の接続点と電源回路４の非接地側（プラス側）の出力端子との間に接続されたダイオードＤ12と同方向のダイオードＤ13とからなっている。

この電圧変換回路９Ａは、燃焼圧センサ８Ａの出力電圧を抵抗器Ｒ17とＲ16とからなる分圧回路で分圧することにより、燃焼圧センサの出力電圧を低下させて、燃焼圧センサ８Ａが出力する検出電圧の波高値に比例した直流電圧信号を出力する。この電圧変換回路９Ａは、燃焼圧センサ８Ａの出力が零のときに、電源回路４の出力電圧を抵抗器Ｒ15とＲ16とにより分圧して得た電圧に相当する一定の直流電圧を最低出力電圧として出力する。デトネーション発生時に電圧変換回路９Ａが出力する電圧の最大値がＭＰＵ３に入力し得る電圧レベル（５Ｖ）よりも低くなるように、抵抗器Ｒ15〜Ｒ18の抵抗器値が設定されている。

第１のピークホールド回路１０Ａは、第１の電圧変換回路９Ａの出力電圧のピーク値を保持する回路で、ホールドコンデンサＣ5 と、このコンデンサＣ5 を電圧変換回路９Ａの出力電圧のピーク値まで充電する回路とにより構成される。図示の例では、ホールドコンデンサＣ5 を充電する回路が、演算増幅器ＯＰ1 とダイオードＤ15とにより構成されたボルテージホロワ回路からなっていて、コンデンサＣ5 の両端に燃焼圧センサ８Ａが出力する検出信号のピーク値に相当する電圧信号を発生する。

第１の放電回路１１Ａは、ホールドコンデンサＣ5 の非接地側の端子に一端が接続された抵抗器Ｒ20と、抵抗器Ｒ20の他端と接地間に接続された抵抗器Ｒ21とからなっていて、コンデンサＣ5 の電荷を一定の放電時定数で放電させる。第１のピークホールド回路１０ＡのコンデンサＣ5 の両端に得られる電圧信号は、放電回路１１Ａの抵抗器Ｒ20を通してＭＰＵ３のＡ／Ｄ変換入力ポートＡ1 に入力されている。

この例では、第１の電圧変換回路９Ａと第１のピークホールド回路１０Ａと第１の放電回路１１Ａとにより、第１の燃焼圧センサ８Ａが出力する検出信号のピーク値を検出して該ピーク値に相当する電圧信号を出力する第１のピーク値検出回路２０Ａが構成されている。

第２の電圧変換回路９Ｂ、第２のピークホールド回路１０Ｂ及び第２の放電回路１１Ｂはそれぞれ第１の電圧変換回路９Ａ、第１のピークホールド回路１０Ａ及び第１の放電回路１１Ａと全く同様に構成されていて、これら第２の電圧変換回路９Ｂ、第２のピークホールド回路１０Ｂ及び第２の放電回路１１Ｂにより、第２の燃焼圧センサ８Ｂが出力する検出信号のピーク値を検出して該ピーク値に相当する電圧信号を出力する第２のピーク値検出回路２０Ｂが構成されている。このピーク値検出回路の出力はＭＰＵ３のＡ／Ｄ変換入力ポートＡ2 に入力されている。

上記第１及び第２のピーク値検出回路から得られる電圧信号は、ＭＰＵ３内のＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換されてＭＰＵ内のＲＡＭに記憶される。

ＭＰＵ３は、ＲＯＭまたは該ＭＰＵに接続されたＥＥＰＲＯＭ（図示せず。）に記憶されたプログラムを実行することにより、内燃機関の各気筒の上死点位置よりも進角した位置に設定された基準位置θ11，θ12と上死点位置との間のクランク角度範囲を、点火信号を発生させるための処理を行う点火処理区間として、この点火処理区間で点火位置の演算と、演算した点火位置の計測と、点火信号の発生とを含む点火処理を行う点火制御手段を構成する。

この点火制御手段は、例えば、パルサコイル５の出力パルスの発生間隔から内燃機関の回転速度を演算する回転速度演算手段と、スロットル開度、冷却水温度等の各種の制御条件に対して点火位置を演算する点火位置演算手段と、演算した点火位置を計測する点火位置計測手段と、点火位置が計測されたときにポートＰ1 の電位をＬレベル（接地電位）にして点火信号を発生する点火信号発生手段とにより構成される。通常点火位置は、基準位置から点火位置までの角度（点火角度）の形で演算される。点火位置計測手段は、演算された点火角度と機関の回転速度とから、機関が基準位置から演算された点火角度だけ回転するのに要する時間を点火タイマ時間として演算し、ＭＰＵ内に設けられたタイマを点火タイマとして用いて，基準位置でこの点火タイマによる点火タイマ時間の計時動作を開始させる。点火タイマにより計測された時間が演算された点火タイマ時間に一致したときのクランク角位置を点火位置として検出する。

図示してないが、本実施形態では、スロットルバルブの開度（スロットル開度）Ｔｈを検出するスロットルセンサの出力と、機関の冷却水の温度Ｔを検出する水温センサの出力とがＭＰＵ３に入力されている。

ＭＰＵ３は点火角度（基準位置から点火位置に相当する位置までの角度）Ｉｇｔを下記の式により演算する。
Ｉｇｔ＝Ｉｇｔ・Ｘ（Ｎｅ，θth，Ｔ）−Ｉｇｔ・Ｆ …（１）
ここで、Ｉｇｔ・Ｘ（Ｎｅ，θth，Ｔ）は、機関の回転速度Ｎｅと、スロットル開度θthと、機関の冷却水温度Ｔとに対して演算される通常点火角度であり、デトネーションの発生がないとした場合に機関から最大の出力を引き出すために適した値を有している。通常この通常点火角度Ｉｇｔ・Ｘ（Ｎｅ，θth，Ｔ）は、ＲＯＭに記憶された点火角度演算用マップ（回転速度Ｎｅと、スロットル開度θthと、機関の冷却水温度Ｔと点火角度との関係を与えるテーブル）から読み出したデータに補間演算を施すことにより求められる。

また（１）式においてＩｇｔ・Ｆは、デトネーション発生時に点火位置を遅角させたり、デトネーションの発生が止まったときに点火位置を進角させたりするために、通常点火角度Ｉｇｔ・Ｘ（Ｎｅ，θth，Ｔ）に加算したり、該通常点火角度から減算したりする点火角度の補正値である。ここで、補正値Ｉｇｔ・Ｆは常に正であるとする。

この種の点火装置では、通常、基準位置θ11，θ12で第１のパルス信号Ｖs1によりＭＰＵ３の割り込み入力端子ＩＮＴ1 に割り込み信号を入力することにより、第１の割り込み処理を行わせる。この割り込み処理では、パルサコイル５の出力パルスの発生間隔から回転速度を演算した後、演算された回転速度で基準位置から点火位置までクランク軸が回転するのに要する時間を点火タイマ時間として演算する。その後、機関の回転速度が設定回転速度以上であるか否かを判定して、回転速度が設定回転速度未満の場合（機関の行程変化に基づくクランク軸の回転速度変動が大きく、点火タイマによっては演算した点火位置を正確に検出できない場合）には、パルサコイルが低速時点火位置信号（第２のパルス信号Ｖs2）を発生したときに点火信号を発生させることを許可するための処理を行わせた後、第１の割り込み処理を終了する。また回転速度が設定回転速度以上の場合には、低速時点火位置信号により点火信号を発生させるのを禁止するための処理や、点火タイマに演算された点火タイマ時間をセットする等の処理を行った後第１の割り込み処理を終了する。

ＭＰＵ３はまた、パルサコイルが発生する第２のパルス信号Ｖs2により第２の割り込み信号が与えられたときに、第２の割り込み処理を行わせる。この割り込み処理では、低速時点火位置信号により点火信号を発生させることが許可されているときに、ＭＰＵ３のポートＰ1 の電位をＬレベルにして点火信号を発生させる。

ＭＰＵ３はまた、上記点火タイマがセットされた点火タイマ時間の計測を終了した時に、点火タイマ割り込み処理を行って、ポートＰ1 の電位をＬレベルにし、点火信号を発生させる。
なおこれらの割り込み処理については後でフローチャートを用いて更に詳細に説明する。

現用のＭＰＵでは、回転速度の演算や、点火タイマ時間の演算など、基準位置で開始される第１の割り込み処理における演算処理に約０．５msecの時間がかかる。したがって、例えば機関の回転速度が１０，０００ｒｐｍであるとすると、ＭＰＵ３は、ＢＴＤＣ７５°の位置（基準位置）からほぼＢＴＤＣ４５°の位置までの約３０°の区間、第１の割り込み処理を行っている。

また、回転速度の行程変化が大きく、点火タイマによる点火位置の検出を適確に行うことができない機関の始動時及び低速時には、パルサコイル５が第１気筒及び第２気筒の低速時点火位置θ21及びθ22でそれぞれの気筒用の低速時点火位置信号＃１Ｖs2及び＃２Ｖs2を発生したときに第２のパルス信号Ｖs2を波形整形して得た割り込み信号を割り込み端子ＩＮＴ2 に入力することによりＭＰＵ３に第２の割り込み処理を行わせ、この割り込み処理でそれぞれポートＰ1 の電位をＬレベルにして第１気筒及び第２気筒の点火信号を発生させる。

また点火位置を最大上死点位置まで遅角させることがあるとすると、各気筒の上死点までは点火タイマによる点火位置の計測動作が行われることになる。したがって、２気筒２サイクル内燃機関では、第１気筒の基準位置である＃１ＢＴＤＣ７５°の位置から、上死点＃１ＴＤＣの位置までの区間及び第２気筒の基準位置である＃２ＢＴＤＣ７５°の位置から上死点＃２ＴＤＣの位置までの区間をそれぞれ、点火信号の発生に必要な処理（点火処理）を行わせる点火処理区間＃１α及び＃２αとして確保する必要があり、これらの点火処理区間では、他の処理を行わせることができない。しかし、＃１ＢＴＤＣ０°から＃１ＡＴＤＣ１０５°の区間及び＃２ＢＴＤＣ０°から＃２ＡＴＤＣ１０５°の区間は点火処理を行わないため、他の処理を行う区間として利用することができる。

発明者が行った実験の結果によると、２サイクル機関においてデトネーションが発生し易いのは、ほぼ＃１ＡＴＤＣ１５°から＃１ＡＴＤＣ７０°の区間＃１γ及びほぼ＃２ＡＴＤＣ１５°から＃２ＡＴＤＣ７０°の区間＃２γ（図７参照）である。本実施形態では、点火処理区間以外の区間（上記の例では＃１ＢＴＤＣ０°から＃１ＡＴＤＣ１０５°までの＃１βの区間及び＃２ＢＴＤＣ０°から＃２ＡＴＤＣ１０５°までの＃２β区間）では点火処理以外の他の処理を行い得ること、及びこれらの区間にデトネーションが発生し易い区間が含まれることに着目して、点火処理区間＃１α及び＃２αに続く一定の区間＃１β及び＃２βで、点火角度の演算等とともに、デトネーションの検出に必要な一連の処理を行わせる。

本実施形態においては、内燃機関の気筒内の燃焼圧力を検出してデトネーション発生時に所定のレベルを超える検出信号を出力する燃焼圧センサ８Ａ及び８Ｂと、これらの燃焼圧センサが出力する検出信号のピーク値を検出して該ピーク値に相当する電圧信号を出力するピーク値検出回路（９Ａ〜１１Ａ及び９Ｂ〜１１Ｂ）とをハードウェア回路として設けるとともに、これらのピーク値検出回路が出力する電圧信号をデジタル値ＶＤ1 及びＶＤ2 に変換するＡ／Ｄ変換手段をＭＰＵ３内のＡ／Ｄ変換器を用いて構成し、更に、ＭＰＵ３に所定のプログラムを実行させることにより、各種の機能を実現するための手段を構成する。ＭＰＵにより実現される機能実現手段を含めた本実施形態の要部の構成を示す機能ブロック図を図２に示した。

図２において、８Ａ及び８Ｂは図１に示した第１及び第２の燃焼圧センサ、２０Ａ及び２０Ｂはそれぞれ電圧変換回路９Ａ及び９Ｂとピークホールド回路１０Ａ及び１０Ｂと放電回路１１Ａ及び１１Ｂとからなっていて、燃焼圧センサ８Ａ及び８Ｂがそれぞれ出力する検出信号のピーク値を検出して該ピーク値に相当する電圧信号を出力する第１及び第２のピーク値検出回路、２１はクランク角位置が上死点位置よりも遅れた一定のクランク角度範囲の区間＃１β及び＃２β（デトネーション検出区間）にあるか否かを判定するデトネーション検出区間検出手段、２２Ａ及び２２Ｂはそれぞれ、クランク角位置がデトネーション検出区間にあるときにピーク値検出回路２０Ａ及び２０Ｂの出力信号をデジタル値ＶＤ1 及びＶＤ2 に変換するＡ／Ｄ変換手段、２３は内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段、２４は、回転速度検出手段２４により検出された内燃機関の回転速度が設定値以下のときに、内燃機関の回転速度の上昇に伴って判定値を高くしていくように、内燃機関の回転速度に応じて、第１及び第２の燃焼圧センサ８Ａ及び８Ｂの出力のピーク値と比較する第１の判定値ＶＸ1 及び第２の判定値ＶＸ2 を決定する判定値決定手段、２５は、デジタル値ＶＤ1 及びＶＤ2 を判定値ＶＸ1 及びＶＸ2 と比較して、デジタル値が判定値を超えているときにデトネーションが発生したことを検出するデトネーション検出手段、２６は、設定された遅角条件判定時間内に上記デトネーション検出手段がデトネーションの発生を検出した回数が設定された遅角判定回数以上であるときに点火制御手段により演算された点火位置を予め定めた遅角量だけ遅角させるように修正し、設定された進角条件判定時間内にデトネーション検出手段がデトネーションを検出した回数が設定された進角判定回数以下または零のときに点火位置を進角させて点火位置の遅角側への修正を解除するように点火位置を制御するデトネーション抑制用点火位置制御手段である。

Ａ／Ｄ変換手段２１Ａ及び２１Ｂを、ＭＰＵ３に内蔵されたＡ／Ｄ変換器により実現する場合、Ａ／Ｄ変換に要する時間（変換速度）は約１０μsec である。これに対し、デトネーション発生時に燃焼圧センサ８Ａ及び８Ｂが出力する検出信号の振動の周期は数μsec のオーダーである。したがって、燃焼圧センサの検出信号出力を直接Ａ／Ｄ変換入力ポートに入力して、該検出信号のピーク値をＡ／Ｄ変換することはできない。

そこで本実施形態では、ピークホールド回路１０Ａ及び１０Ｂを用いたピーク値検出回路を設けて、これらの回路により燃焼圧センサの出力電圧に相当する電圧のピーク値を保持させることにより、燃焼圧センサ８Ａ及び８Ｂの検出信号出力を数１００μsec の周期の電圧信号に変換し、これらの電圧信号をそれぞれＡ／Ｄ変換入力ポートＡ1 及びＡ2 に入力することにより、Ａ／Ｄ変換を支障なく行わせるようにしている。

デトネーション検出手段２５は、このようにして得た燃焼圧センサ８Ａ及び８Ｂの検出信号のピーク値に相当するデジタル値ＶＤ1 及びＶＤ2 を、回転速度に対して決定してＲＡＭに記憶させておいた判定値ＶＸ1 及びＶＸ2 と比較して、第１気筒の燃焼圧センサ８Ａの検出信号のピーク値に相当するデジタル値ＶＤ1 が判定値ＶＸ1 よりも大きいときに第１気筒でデトネーションが発生したことを検出し、第２気筒の燃焼圧センサ８Ｂの検出信号のピーク値に相当するデジタル値ＶＤ2 が判定値ＶＸ2 よりも大きいときに第２気筒でデトネーションが発生したことを検出する。

本実施形態では、デトネーション抑制用点火位置制御手段２６において、点火位置を遅角させるための条件が成立したことを検出するために、ＭＰＵ３内の１つのカウンタを第１のデトネーションカウンタ（遅角条件検出用デトネーションカウンタ）２７として用い、１つのタイマを、第１のタイマ（遅角条件判定時間計測用タイマ）２８として用いる。第１のデトネーションカウンタ２７により、デトネーションの発生回数を検出し、第１のタイマ２８により、点火位置を遅角させる条件が成立したか否かを判定するための遅角条件判定時間Ｔ1sec を計測する。第１のタイマ２８は、該タイマが計測している時間が遅角条件判定時間Ｔ1sec を超えた時、及び第１のデトネーションカウンタ２７の計数値Ａ1が設定値Ｂ1に達した時にリセットする。そして、遅角条件判定時間Ｔ1sec （例えば１sec ）の時間内に検出されたデトネーションの発生回数が設定値Ｂ1（例えば１回）に達したときに点火角度の補正値に設定された遅角量Ｃ°を加えることにより、点火位置を設定された遅角量Ｃ°（例えば１°）だけ遅角させる。

例えば、クランク軸が１／２回転する間に第１気筒または第２気筒のいずれかでデトネーションが検出されたときに第１のデトネーションカウンタ２７の計数値に１を加える。クランク軸が１／２回転する間に各気筒で２回以上デトネーションが発生したことが検出された場合でも、第１のデトネーションカウンタの計数値は１だけ増加させるものとする。

第１のデトネーションカウンタ２７により計数されたデトネーションの発生回数が設定値Ａ1（例えば１回）に達したときに、点火角度の補正値Ｉｇｔ・ＦにＣ°を加えて、第１のデトネーションカウンタ２７をリセットすると同時に第１のタイマ２８もリセットする。第１のタイマは、計測している時間が判定時間Ｔ1sec （例えば１sec ）に達した時にもリセットする。

これらの動作により、第１のタイマ２８が計測している時間が遅角条件判定時間Ｔ1sec に達するまでの間に第１のデトネーションカウンタ２７の計数値がＢ1回に達すると、点火角度の補正値Ｉｇｔ・ＦにＣ°が加えられるため、点火位置がＣ°（例えば１°）だけ遅角側に修正される。この点火位置の遅角によりデトネーションが抑制される。

本実施形態ではまた、デトネーション抑制用点火位置制御手段２６において点火位置を進角させるための条件が成立したことを検出するために、ＭＰＵ３内の他の１つのカウンタを第２のデトネーションカウンタ（進角条件検出用デトネーションカウンタ）２９として用い、他の１つのタイマを第２のタイマ（進角条件判定時間計測用タイマ）３０として用いる。そして、第２のデトネーションカウンタ２９により、デトネーションの発生回数を検出し、第２のタイマ３０により、点火位置を進角させる条件が成立したか否かを判定するための進角条件判定時間Ｔ2sec を計測する。第２のタイマは、進角条件判定時間Ｔ2sec が経過したとき及び第２のデトネーションカウンタ３０の計数値Ａ2が設定値Ｂ2に達したときにリセットする。そして、進角条件判定時間Ｔ2sec （例えば３sec ）の時間内に検出されたデトネーションの発生回数Ａ2が設定値Ｂ2（例えば０）以下であるときに点火位置を設定された進角量Ｄ°（例えば１°）だけ進角させる。

例えば、クランク軸が１／２回転する間に第１気筒または第２気筒のいずれかでデトネーションが検出されたときに第２のデトネーションカウンタ２９の計数値に１を加える。クランク軸が１／２回転する間に各気筒で２回以上デトネーションが検出された場合でも、第２のデトネーションカウンタの計数値は１だけ増加させる。

第２のデトネーションカウンタ２９により計数されたデトネーションの発生回数Ａ2が設定値Ｂ2（例えばＢ2＝０）以下であるときに、点火角度の補正値Ｉｇｔ・Ｆから設定値Ｄ°を引いて、第２のデトネーション検出用カウンタ２７をリセットすると同時に、第２のタイマ２８をリセットする。第２のタイマ３０は、計測している時間が判定時間Ｅsec （例えば１sec ）に達した時にもリセットする。

このような制御を行わせると、第２のタイマ３０が計測している時間が判定時間Ｔ2sec に達したときに第２のデトネーションカウンタ３０の計数値がＢ2以下（例えば０）であるときに、点火角度の補正値Ｉｇｔ・ＦからＤ°が引かれて、点火位置がＤ°（例えば１°）だけ進角させられる。

このように、本発明においては、デトネーションの発生回数を計数するとともに、判定時間の計測を行って、所定の判定時間内に所定回数のデトネーションが発生したことが検出されたときに点火角度の補正値を設定値だけ増加させることにより機関の点火位置を遅角側に修正する。これによりデトネーションが抑制されるため、デトネーションが検出されなくなるか、または検出される回数が少なくなる。

また所定の判定時間の間に計数されたデトネーションの発生回数が所定回数（０回を含む）以下であるときに、点火角度の補正値を設定値だけ減少させることにより点火位置を進角させて、点火位置の遅角側への修正を解除する。

このような制御を行うと、デトネーションの発生時に点火位置が遅角してデトネーションの発生が抑えられ、デトネーションが消滅すると直ちに点火位置が進角させられて、点火位置の遅角が解除されるため、機関の出力を犠牲にすることなく、デトネーションの発生を抑制することができる。

図２に示した各手段を実現するためにＭＰＵに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図１１及び図１２に示した。図１１は、メインルーチンのアルゴリズムを示したもので、このアルゴリズムによる場合には、先ずステップ１において回転速度等の制御条件に対して基本点火位置演算用マップを検索することにより、基本点火位置を求める。次いでステップ２においてパルサコイル５が出力する第１のパルス信号Ｖs1による割り込みが行われる位置（基準位置）から基本点火位置までの回転角度を演算し、ステップ３において、回転速度に対してデトネーション発生の有無を判定する際に用いる判定値を演算する。

上記のようにして基準位置から基本点火位置までの回転角度及び判定値を演算した後、ステップ４で現在の回転角度位置が上死点位置（ＢＴＤＣ０°）からＡＴＤＣ１０５°までの間の区間（デトネーション検出区間）であるか否かを判定し、デトネーション検出区間である場合には、ステップ５に進んで燃焼圧センサ８Ａまたは８Ｂの出力をデジタル変換し、ステップ６で燃焼圧センサの出力のデジタル変換値を読み込んで判定値と比較する。その結果、燃焼圧センサの出力のデジタル変換値が判定値以上であると判定されたときには、ステップ７でデトネーションが発生したことを示すフラグをセットする等のデトネーション発生時の処理を行わせる。その後ステップ８で他の必要な処理（燃料噴射装置が設けられている場合には、燃料噴射時間の演算など）を行わせた後、ステップ１に戻る。

図１１のステップ４で現在の回転角度位置がデトネーション検出区間にないと判定されたとき、及びステップ６において燃焼圧センサの出力のデジタル変換値が判定値未満であると判定されたときには、何もしないでステップ８に移行する。

図１１のステップ４によりクランク角位置がデトネーション検出区間にあるか否かを判定するデトネーション検出区間検出手段が構成され、ステップ５により図２のＡ／Ｄ変換手段２２Ａ及び２２Ｂが構成される。またステップ３により判定値決定手段２４が構成され、ステップ６及び７により燃焼圧デジタル値読み込み手段２２及びデトネーション検出手段２５が構成される。

図１２は、パルサコイル５が第１のパルス信号Ｖs1を発生する毎に（基準位置が検出される毎に）実行される割り込みルーチンで、この割り込みルーチンでは先ずステップ１において、タイマの計測値を読み込んで、前回のパルス信号Ｖs1が発生してから今回のパルス信号Ｖs1が発生する間での時間を１回転周期（クランク軸が１回転するのに要した時間）として演算し、ステップ２でこの１回転周期から機関の回転速度を演算する。

回転速度を検出した後、ステップ３で現在の回転速度が演算により求められた点火位置で点火を行わせる回転速度であるか否かを判定する。その結果、現在の回転速度が演算により求められた点火位置で点火を行わせる回転速度でない場合には、ステップ４に進んで固定点火位置（第２のパルス信号Ｖs2の発生位置）で点火動作を行わせるための処理を行った後、この割り込みルーチンを終了する。

ステップ３で現在の回転速度が演算により求められた点火位置で点火を行わせる回転速度であると判定されたときには、次いでステップ５でデトネーション検出されているか否かを判定し、デトネーションが検出されている場合には、ステップ６で第１のカウンタ（今回の割り込みが第１気筒のパルス信号Ｖs1による割り込みの場合）または第２のカウンタ（今回の割り込みが第２気筒のパルス信号Ｖs1による割り込みの場合）を１だけインクリメントする。

次いでステップ７で遅角条件判定時間Ｔ1が経過しているか否かを判定し、遅角条件判定時間が経過している場合には、ステップ８で遅角条件判定時間Ｔ1の間の第１のカウンタの計数値Ａ1が設定値Ｂ1以上であるか否かを判定する。その結果、計数値Ａ1が設定値Ｂ1以上である場合には、ステップ９に進んで点火位置を予め定めた角度Ｃ°遅角させる制御を行わせた後、ステップ１０に移行する。ステップ８で計数値Ａ1が設定値Ｂ1未満であると判定された場合には、ステップ１１に移行して遅角条件判定時間Ｔ1を計測するカウンタをクリアした後ステップ１０に移行する。

ステップ１０では、進角条件判定時間Ｔ2が経過しているか否かを判定し、経過している場合には、ステップ１２で進角条件判定時間Ｔ2の間の第２のカウンタの計数値Ａ2が設定値Ｂ2以下であるか否かを判定する。その結果、計数値Ａ2が設定値Ｂ2以下である場合には、ステップ１３に進んで点火位置を予め定めた角度Ｄ°だけ進角させる制御を行わせた後、ステップ１４に移行する。ステップ１２で計数値Ａ2が設定値Ｂ2未満であると判定された場合には、ステップ１５に移行して進角条件判定時間Ｔ2を計測するカウンタをクリアした後ステップ１４に移行する。

ステップ１４では、第１のパルス信号Ｖs1による割り込みが行われた位置から点火位置までの時間（図１１のメインルーチンのステップ２で演算された回転角度を回転するのに要する時間）を演算し、演算した時間をステップ１６で点火位置計測用のタイマにセットしてその計測を開始させた後メインルーチンに復帰する。

図１２の割り込みルーチンのステップ１及び２により回転速度検出手段２３が構成され、ステップ５ないし１６によりデトネーション抑制用点火位置制御手段２６が構成される。

上記のように、内燃機関の回転速度が設定値以下のときに、燃焼圧センサ８Ａ，８Ｂの出力のピーク値のデジタル値と比較する判定値ＶＸ1，ＶＸ2を、回転速度の上昇に伴って高くしていくようにすると、機関の低速回転時から高速回転時までデトネーションの検出を的確に行うことができるため、機関の全回転速度領域において、デトネーションの発生を抑制する制御を的確に行わせることができる。

一般に、各回転速度における燃焼圧センサの出力は、スロットル開度の増大に伴って大
きくなっていく傾向にある。従って、判定値決定手段は、内燃機関の回転速度が設定値以下のときに判定値を回転速度の上昇に伴って高くしていくが、回転速度が設定値を超えているときには回転速度の変化に対して判定値を一定に保ち、かつ判定値をスロットル開度の増大に伴って高くしていくように、判定値を回転速度とスロットル開度との双方に対して決定するようにするのが好ましい。

図５は、判定値を回転速度とスロットル開度との双方に対して決定する場合の判定値ＶＸと、回転速度Ｎeとの間の関係をスロットル開度ＴＰsをパラメータにとって示したものである。

上記のように、判定値を回転速度とスロットル開度との双方に対して決定するようにした本発明の第２の実施形態の構成を図３に示した。この実施形態では、回転速度検出手段２３により検出された回転速度とスロットルセンサ３１により検出されたスロットル開度とに対して判定値を決定する判定値決定手段２４が設けられている。判定値決定手段２４は、内燃機関の回転速度が設定値Ｎs以下のときには判定値を回転速度の上昇に伴って高くしていくが回転速度が設定値を超えているときには判定値を回転速度の変化に対して一定に保ち、かつ各回転速度における判定値をスロットル開度の増大に伴って高くしていくように、判定値を内燃機関の回転速度及びスロットル開度に応じて決定するように構成される。この場合判定値は、図１１のメインルーチンのステップ３において、回転速度及びスロットル開度と判定値との関係を与える３次元マップを検索することにより演算されるる。デトネーション検出手段２５は、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値ＶＤ1及びＶＤ2をそれぞれ判定値決定手段により決定された判定値ＶＸ1及びＶＸ2と比較することによりデトネーションの発生を検出する。その他の点は、図２に示した例と同様である。

上記のように、燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値と比較する判定値を、内燃機関の回転速度とスロットル開度との双方に対して決定するようにすると、機関の回転速度がいかなる場合でも、またスロットル開度がいかなる場合でも、判定値を的確に設定して、デトネーションの検出を的確に行うことができるため、機関の運転状態がいかなる場合でも、デトネーションの発生を抑制する制御を的確に行わせることができる。

上記の各実施形態において、デトネーション抑制用点火位置制御手段２６は、設定された遅角条件判定時間Ｔ1内にデトネーション検出手段がデトネーションの発生を検出した回数が設定された遅角判定回数以上であるときに点火制御手段により演算された点火位置を設定された遅角量だけ遅角させ、設定された進角条件判定時間Ｔ2内にデトネーション検出手段がデトネーションを検出した回数が設定された進角判定回数以下または零のときに点火位置を設定された進角量だけ進角させるように構成されるが、このように、デトネーション抑制用点火位置制御手段２６が構成される場合、遅角条件判定時間Ｔ1及び進角条件判定時間Ｔ2は、図６に示したように、内燃機関の回転速度の上昇に伴って短くなっていくようにするのが好ましい。このように遅角条件判定時間Ｔ1及び進角条件判定時間Ｔ2を回転速度の変化に伴って変化させる場合には、パルサコイル５が第１のパルス信号Ｖs1を発生する毎に実行される割り込みルーチンを図１３に示したように構成する。図１３に示した割込ルーチンは、ステップ２とステップ３との間に、回転速度Ｎeに対して遅角条件判定時間Ｔ1及び進角条件判定時間Ｔ2をマップ演算するステップ（回転速度Ｎeに対して演算式を用いてＴ1及びＴ2を演算するステップでも可）２´を追加した点を除き、図１２に示した割込ルーチンと同様である。

点火位置を遅角させるか進角させるかを的確に判定するためには、ある一定回数の燃焼に対してどの程度の割合でデトネーションが発生したかを判定して、その判定結果に応じて点火位置を遅角させるか進角させるかを判定するようにするのが好ましい。
単位時間内に行われる燃焼の回数は、機関の回転速度の上昇に伴って増加していくので、ある一定回数の燃焼に対してどの程度の割合でデトネーションが発生したかを判定するためには、遅角条件判定時間及び進角条件判定時間を内燃機関の回転速度の上昇に伴って短くしていくか、または遅角条件判定時間及び進角条件判定時間を一定として、回転速度の上昇に伴って、遅角判定回数及び進角判定回数を増加させる必要があるが、遅角条件判定時間及び進角条件判定時間を一定として、回転速度の上昇に伴って、遅角判定回数及び進角判定回数を増加させるよりは、遅角条件判定時間及び進角条件判定時間を内燃機関の回転速度の上昇に伴って短くしていく方が容易である。
従って、上記のようにデトネーション抑制用点火位置制御手段を構成する場合、遅角条件判定時間及び進角条件判定時間を内燃機関の回転速度の上昇に伴って短くしていくようにするのが好ましい。

本発明の実施形態で用いるハードウェアの構成を示した回路図である。 本発明の一実施形態においてマイクロプロセッサにより構成される部分を含む装置の要部の構成を示したブロック図である。 本発明の他の実施形態においてマイクロプロセッサにより構成される部分を含む装置の要部の構成を示したブロック図である。 本発明の実施形態において、デトネーションを検出するために燃焼圧センサの出力のピーク値と比較される判定値と回転速度Ｎeとの関係を示したグラフである。 本発明の実施形態において、デトネーションを検出するために燃焼圧センサの出力のピーク値と比較される判定値ＶＸと回転速度Ｎe及びスロットル開度との関係を示したグラフである。 本発明の実施形態において遅角条件判定時間及び進角条件判定時間を回転速度に対して変化させる場合の、遅角条件判定時間及び進角条件判定時間と回転速度との間の関係を示したグラフである。 ２サイクル２気筒内燃機関の行程と、本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが各種の処理を行う区間との関係を示した説明図である。 本発明の実施形態においてパルサコイルが発生する信号の波形を示した波形図である。 本発明の実施形態で用いる燃焼圧センサの出力波形の一例を示した波形図である。 本発明の実施形態で用いる燃焼圧センサを機関に取り付けた状態を示した要部の断面図である。 本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが実行するプログラムのメインルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。 本発明の実施形態においてパルサコイルが第１のパルス信号を発生したときにマイクロプロセッサが実行する割り込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。 本発明の実施形態においてパルサコイルが第１のパルス信号を発生したときにマイクロプロセッサが実行する割り込みルーチンのアルゴリズムの他の例を示したフローチャートである。

符号の説明

１ エキサイタコイル
２ 点火回路
３ ＭＰＵ
８Ａ，８Ｂ 燃焼圧センサ
９Ａ，９Ｂ 電圧変換回路
１０Ａ，１０Ｂ ピークホールド回路
１１Ａ，１１Ｂ 放電回路
２０Ａ，２０Ｂ ピーク値検出回路
２１ デトネーション検出区間検出手段
２２Ａ，２２Ｂ Ａ／Ｄ変換手段
２３ 回転速度検出手段
２４ 判定値決定手段
２６ デトネーション抑制用点火位置制御手段

Claims (4)

1. 内燃機関の気筒内の燃焼圧力を検出する燃焼圧センサと、前記燃焼圧センサの出力のピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値をデトネーションの発生の有無を判定するための判定値と比較して、前記デジタル値が判定値を超えているときにデトネーションが発生したことを検出するデトネーション検出手段と、前記デトネーションの発生を抑制するべく、前記デトネーション検出手段によりデトネーションが検出される頻度が設定値を超えたときに前記内燃機関の点火位置を遅角させ、前記デトネーションが検出される頻度が低くなるかまたは検出されなくなったときに前記点火位置を進角させるように前記内燃機関の点火位置を制御するデトネーション抑制用点火位置制御手段とを備えた内燃機関用点火装置において、
   前記内燃機関の回転速度が設定値以下のときに、前記内燃機関の回転速度の上昇に伴って前記判定値を高くしていくように、内燃機関の回転速度に応じて前記判定値を決定する判定値決定手段が設けられ、
   前記デトネーション検出手段は、前記デジタル値を前記判定値決定手段により決定された判定値と比較することによりデトネーションが発生したことを検出するように構成されていること、
   を特徴とする内燃機関用点火装置。
2. 前記判定値決定手段は、前記回転速度が設定値を超えているときには前記判定値を一定とするように構成されている請求項１に記載の内燃機関用点火装置。
3. 内燃機関の気筒内の燃焼圧力を検出する燃焼圧センサと、前記燃焼圧センサの出力のピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記燃焼圧センサの出力のピーク値のデジタル値をデトネーションの発生の有無を判定するための判定値と比較して、前記デジタル値が判定値を超えているときにデトネーションが発生したことを検出するデトネーション検出手段と、前記デトネーションの発生を抑制するべく、前記デトネーション検出手段によりデトネーションが検出される頻度が設定値を超えたときに前記内燃機関の点火位置を遅角させ、前記デトネーションが検出される頻度が低くなるかまたは検出されなくなったときに前記点火位置を進角させるように前記内燃機関の点火位置を制御するデトネーション抑制用点火位置制御手段とを備えた内燃機関用点火装置において、
   前記内燃機関の回転速度が設定値以下のときには前記判定値を前記回転速度の上昇に伴って高くしていくが前記回転速度が設定値を超えているときには前記判定値を前記回転速度の変化に対して一定に保ち、かつ各回転速度における前記判定値を前記スロットル開度の増大に伴って高くしていくように、前記判定値を前記内燃機関の回転速度及びスロットル開度に応じて決定する判定値決定手段が設けられ、
   前記デトネーション検出手段は、前記デジタル値を前記判定値決定手段により決定された判定値と比較することによりデトネーションが発生したことを検出するように構成されていること、
   を特徴とする内燃機関用点火装置。
4. 前記デトネーション抑制用点火位置制御手段は、設定された遅角条件判定時間内に前記デトネーション検出手段がデトネーションの発生を検出した回数が設定された遅角判定回数以上であるときに前記点火制御手段により演算された点火位置を設定された遅角量だけ遅角させ、設定された進角条件判定時間内に前記デトネーション検出手段がデトネーションを検出した回数が設定された進角判定回数以下または零のときに前記点火位置を設定された進角量だけ進角させるように構成され、
   前記遅角条件判定時間及び進角条件判定時間は、前記内燃機関の回転速度の上昇に伴って短くなっていくように設定されること、
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。

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