JP2015140731A - 振動状態検出装置及び点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノッキング及び（ノッキングとは異なる）所定以上の大きな騒音を検出できる振動状態検出装置及びその振動状態検出装置を用いて好適に点火時期の制御を行うことができる点火時期制御装置を提供すること。
【解決手段】点火時期制御装置（３１）は、内燃機関（１）のノッキングを検出するノッキングセンサ（４１）と、ノッキングセンサ（４１）から出力されるノッキング信号に基づいてノッキングを検出するノッキング検出部（４３ａ）、ノッキングセンサ（４１）から出力される騒音信号に基づいて大きな騒音を検出する騒音検出部（４３ｂ）とを備えている。点火時期制御装置（３１）では、ノッキングが検出された場合又は騒音が検出された場合には、点火時期を遅角させる制御を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）のノッキングとクランク打音等の騒音とを検出できる振動状態検出装置及びその振動状態検出装置からの信号に基づいて点火時期を制御する点火時期制御装置に関し、例えば小型船舶、小型発電機、芝刈機等に使用される汎用エンジン、２輪車用のエンジン、各種の建設機械に用いられるエンジン等に適用可能な振動状態検出装置及び点火時期制御装置に関する。

従来より、自動車等のエンジンの（点火の際の異常燃焼に伴う）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）。

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、点火時期をできる限りＭＢＴ（エンジンが最大トルクを発生する点火時期）に近づける制御である。これによって、ノッキングの発生を防止するとともに、エンジンの出力を最大限に発揮させ、且つ燃焼効率を向上させることができる。

特開２００８−２１５１４１号公報

しかしながら、上述したように点火時期をできる限りＭＢＴに近づける制御を行う際に、点火時期を徐々に進角させてゆくと、点火によるノッキングは発生しない状況でもクランク打音等による（振動に起因する）騒音が大きくなるため、自動車等の運転には適切でない状態となり、実際には点火時期をそれ以上進角することができないことがあった。

つまり、点火時期を進角させてゆくと、例えばクランクシャフトの回転に起因するクランクケースにおける各種の打音などが大きくなって、運転者にとって不快な状況になることがあるので、実際にはそれ以上進角させることができないことがあった。

この対策として、不快な騒音が発生しないように、予め点火時期を進角させる制御を所定範囲に制限しておくことも考えられるが、その場合には、騒音発生の条件にバラツキを考慮したマージンが必要になるので、点火時期をぎりぎりまでＭＢＴに近づけることができなくなってしまう。

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、ノッキング及び（ノッキングとは異なる）所定以上の大きな騒音を検出できる振動状態検出装置及びその振動状態検出装置を用いて好適に点火時期の制御を行うことができる点火時期制御装置を提供することである。

（１）本発明は、第１態様（振動状態検出装置）として、内燃機関の動作を制御する動作制御装置と電気配線を介して接続されるとともに、前記内燃機関の振動状態を検出する振動状態検出装置において、前記内燃機関の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段によって検出された振動に基づいて、ノッキングを示す振動の特徴から前記ノッキングを検出するノッキング検出手段と、前記振動検出手段によって検出された振動に基づいて、前記ノッキングを示す振動とは異なる振動によって発生する所定以上の大きな騒音を検出する騒音検出手段と、を備えたことを特徴とする。

本第１態様では、振動検出手段によって、内燃機関の振動を検出し、ノッキング検出手段により、振動検出手段によって検出された振動に基づいて、ノッキングを示す振動の特徴からノッキングを検出し、騒音検出手段により、振動検出手段によって検出された振動に基づいて、ノッキングを示す振動とは異なる振動によって発生する所定以上の大きな騒音（以下単に騒音と記すことがある）を検出する。

従って、この振動状態検出装置によって、ノッキングや騒音が検出された場合には、例えば点火時期を進角させる制御を中止して遅角させる制御等を行うことにより、ノッキングや騒音の発生を抑制することが可能となる。

また、本第１態様では、例えば、ノッキングや騒音が発生するまでは、できる限りＭＢＴに近づけるように進角させる制御を行うことが可能となるので、内燃機関の出力を最大限に発揮することや、燃費を改善する制御が可能となる。

ここで、ノッキングとは、内燃機関の点火の際の異常燃焼によって発生する金属性の打撃音であり、騒音とは、ノッキング以外の原因、例えば内燃機関の回転に伴うクランク打音等による騒音である。また、（ノッキングとは異なる振動による）所定以上の大きな騒音は、例えば実験等によって、内燃機関を操作する運転者等によって不快と感じられる騒音の大きさの閾値を予め設定しておき、それ以上を所定以上の大きな騒音とすればよい。

なお、前記振動状態検出装置は、周知のマイクロコンピュータ（マイコン）等を備えた演算処理装置によって実現できる。また、前記動作制御装置とは、振動状態検出装置とは別に設けられた周知のマイコン等を備え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が挙げられる。

更に、振動検出手段としては、圧電素子を用いた周知のノッキングセンサを利用でき、ノッキング検出手段及び騒音検出手段は、ノッキングセンサの出力に基づいてノッキングの判定や騒音の判定を行うマイコンによって実現できる。

（２）本発明は、第２態様として、前記ノッキング検出手段は、前記ノッキングを示す所定の周波数領域の信号に基づいて前記ノッキングを検出し、前記騒音検出手段は、前記ノッキングを示す所定の周波数領域とは異なる前記騒音を示す他の所定の周波数領域の信号に基づいて前記騒音を検出することを特徴とする。

ノッキングによる振動の主な周波数領域とノッキング以外の振動による（騒音の）主な周波数領域とは、異なっているので、ノッキングを示す周波数領域の信号に基づいて（例えばその信号の強度に基づいて）、ノッキングを検出することができ、同様に、騒音を示す周波数領域の信号に基づいて（例えばその信号の強度に基づいて）、騒音を検出することができる。

なお、ノッキングを示す所定の周波数領域としては、例えば１０ｋＨｚ〜１４ｋＨｚの範囲が挙げられ、ノッキングを示す所定の周波数領域とは異なる騒音を示す他の所定の周波数領域としては、３ｋＨｚ以下の範囲が挙げられる。

（３）本発明は、第３態様として、前記振動検出手段によって、クランク打音による騒音を検出することを特徴とする。
本第３態様は、騒音の原因（種類）を例示したものである。このクランク打音とは、クランクシャフトの回転に伴って、クランクケース内及びクランクケース自体で発生する（部材間の）打音（打撃音）であり、ピストンからクランクシャフトへ伝わる力の大きさやタイミングによって打音が増加する傾向がある。

（４）本発明は、第４態様として、前記振動検出手段として、前記ノッキング検出手段にて前記ノッキングの検出に用いられる信号を出力する第１の振動検出手段と、前記騒音検出手段にて前記騒音の検出に用いられる信号を出力する第２の振動検出手段とを備えたことを特徴とする。

本第４態様は、振動検出手段として、２つの振動検出手段を例示したものである。
例えば、第１の振動検出手段を、ノッキングの発生位置に近いシリンダブロック等に配置し、第２の振動検出手段を、例えばクランク打音の発生位置に近いクランクケース等に配置することができる。つまり、各振動検出手段を、ノッキングや騒音の検出し易い場所に配置することができる。

また、第１の振動検出手段としては、周知のノッキングセンサを用いることができ、第２の振動検出手段としては、例えばクランク打音等を検出する能力に優れた振動センサを用いることができる。なお、第１、第２の振動検出手段として、周知の同様なノッキングセンサを用いてもよい。

（５）本発明は、第５態様として、前記振動検出手段と前記ノッキング検出手段及び前記騒音検出手段の少なくとも前記騒音検出手段との間を接続する電気配線に、前記振動検出手段によって検出された信号を増幅する増幅手段を備えたことを特徴とする。

ノッキングの振動は主として例えば１０〜１４ｋＨｚの高周波であり、クランク打音等の騒音の振動は主として例えば３ｋＨｚ以下の低周波である。また、振動検出手段として用いることができる周知のノッキングセンサは、低周波の出力が低いという特性がある。そのため、ノッキングセンサを用いた場合には、クランク打音等による騒音を検出しにくい傾向にある。

そこで、本第５態様では、振動検出手段の出力を増幅し、これによって低周波の信号の出力を増加させて、騒音検出手段に入力するようにしている。これにより、騒音検出手段では、騒音を精度良く検出することができる。

（６）本発明は、第６態様（点火時期制御装置）として、前記第１〜５態様のいずれかに記載の振動状態検出装置から得られる信号に基づいて、前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御装置において、前記ノッキング検出手段によって得られる前記ノッキングの情報と前記騒音検出手段によって得られる前記騒音の情報とが入力される構成を有するとともに、前記ノッキングの情報と前記騒音の情報とのうち少なくとも一方の情報が入力された場合には、その情報に基づいて、前記点火時期の制御を行う点火時期制御手段を備えたことを特徴とする。

上述したように、ノッキングが発生すると内燃機関に損傷等の不具合が発生することがあり、また、所定以上の大きな騒音が発生すると運転者等にとって不快な状態となる。
これに対して、本第６態様では、点火時期制御手段には、ノッキングの情報（ノッキングの発生を検出した旨等の情報）と騒音の情報（ノッキングの振動とは異なる所定以上の大きな騒音の発生を検出した旨等の情報）との両方が入力されるように構成されており、どちらか一方の情報が得られた場合、即ちノッキングや騒音のどちらか一方でも検出された場合には、その情報に基づいて点火時期を制御できる。

つまり、ノッキングの情報又は騒音の情報に基づいて、ノッキングが発生しないように又は騒音が発生しないように、点火時期を制御することができるので、ノッキングの発生や騒音の発生を効果的に抑制することができる。

しかも、本第６態様では、ノッキングの情報や騒音の情報が得られるので、例えば、ノッキングや騒音が発生するまでは、できる限りＭＢＴに近づけるように進角させる制御を行うことができる。よって、内燃機関の出力を最大限に発揮できるとともに、燃費も改善できるという顕著な効果を奏する。

（７）本発明は、第７態様として、前記ノッキング検出手段によってノッキングが検出されない場合及び前記騒音検出手段によって前記騒音が検出されない場合には、前記点火時期を進角させる制御を行うことを特徴とする。

本第７態様は、点火時期を調整する手法を例示するものである。
つまり、ノッキング及び騒音が検出されていない場合には、点火時期をＭＴＢに向かって徐々に進角させることができるので、内燃機関の出力を可能な限り最大限に発揮できるとともに、燃費を向上させることができる。

（８）本発明は、第８態様として、前記ノッキング検出手段によって前記ノッキングが検出された場合又は前記騒音検出手段によって前記騒音が検出された場合には、前記点火時期を遅角させる制御を行うことを特徴とする。

本第８態様では、ノッキングが検出された場合又は騒音が検出された場合には、点火時期が進角され過ぎと判断して、遅角させる制御を行うので、ノッキングや騒音を抑制することができる。

これによって、ノッキングによる内燃機関の損傷等を抑制できるとともに、騒音の増加による運転環境の悪化を抑制することができる。
（９）本発明は、第９態様として、前記点火時期制御手段は、前記動作制御装置から点火時期に関する信号を受信し、該前記点火時期に関する信号と、前記ノッキングの情報と、前記騒音の情報とに基づいて、前記点火時期を制御することを特徴とする。

つまり、本第９態様では、点火時期制御装置は、（点火時期制御装置とは電気配線を介して接続された別体の）動作制御装置から、点火時期に関する信号（例えば基準点火信号）を受信するとともに、例えばノッキング又は騒音の検出状況に応じて点火時期を進角又は遅角させるようにして点火時期を制御できる。例えばノッキングや騒音を検出した場合には点火時期を遅角させるように制御することができる。

従って、この点火時期制御装置では、例えば、基準点火時期を調整した補正点火信号を作製し、その補正点火信号をイグナイタに対して出力することによって、点火時期を制御することができる。

また、動作制御装置の処理を改良したり、あるいは、複雑化させたりすることなく、動作制御装置に本点火時期制御装置を接続することで、動作制御装置に代えて精密な点火時期の制御が可能となるため、汎用性の高い点火時期制御装置を提供することができる。

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。 （ａ）は実施例１の点火時期制御装置を一部破断して示す平面図、（ｂ）はその点火時期制御装置を一部破断して示す正面図である。 （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。 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。 実施例１の点火時期制御装置及びその周辺の装置の構成や処理内容等を機能的に示す説明図である。 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。 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。 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。 実施例１の点火時期調整装置で行われるノッキング・騒音検出処理を示すフローチャートである。 実施例２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。 実施例２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。 実施例２の点火時期調整装置で行われる騒音検出処理を示すフローチャートである。 実施例３の点火時期制御装置及びその周辺の装置の構成や処理内容等を機能的に示す説明図である。 実施例４の振動状態検出装置及びその周辺の装置の構成や処理内容等を機能的に示す説明図である。 実施例５の点火時期制御装置及びその周辺の装置の構成や処理内容等を機能的に示す説明図である。 実施例６の点火時期制御装置及びその周辺の装置の構成や処理内容等を機能的に示す説明図である。

以下では、本発明を実施するための形態（実施例）の振動状態検出装置及び点火時期制御装置について説明する。

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や大きな騒音の発生を防止するために、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輪車用のガソリンエンジンを例に挙げて説明する。

ａ）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。
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（又は酸素センサ）２１などを備えている。

また、エンジン本体３のシリンダヘッド２３には、点火プラグ２５が取り付けられ、エンジン本体３には、エンジン回転数（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。

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。

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。

なお、この内燃機関用制御装置３７が、本発明における動作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。

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、点火時期制御装置３１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する。

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。

ｂ）次に、本実施例の点火時期制御装置３１について説明する。
図２に示す様に、本実施例の点火時期制御装置３１は、エンジン本体３の振動を検出するノッキングセンサ（本発明の振動検出手段に該当）４１と、ノッキングセンサ４１からの信号に基づいて点火時期を調整する点火時期調整装置４３とが、接続ケーブル４５を介して、電気的及び機械的に分離不可能に一体に構成されたものである。

前記ノッキングセンサ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。

詳しくは、ノッキングセンサ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。

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とからなる前記主体金具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。

前記点火時期調整装置４３は、点火時期を調整する制御装置であり、前記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。

前記接続ケーブル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。

つまり、第１コネクタ８５は、ノッキングセンサ４１のコネクタ部５５の開口部５５ａに嵌め込まれるとともに、各電気配線が第１、第２出力端子８１、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。

また、接続ケーブル４５の第１コネクタ８５は、ノッキングセンサ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。

ｃ）次に、点火時期制御装置３１に関する電気的構成などについて説明する。
図３に示す様に、点火時期制御装置３１の点火時期調整装置４３は、バッテリ９１から電力の供給を受けて作動するものである。よって、点火時期調整装置４３には、バッテリ９１からの電力を受けるための一対の電源端子９３、９５が設けられている。

また、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、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、リード線９７、９９は、点火時期調整装置４３及び内燃機関用制御装置３７の両方に対して着脱可能とされている。

点火時期調整装置４３には、内燃機関用制御装置３７から後述する点火信号（基準点火信号Ａ）を受信するための受信用端子１０１と、点火時期調整装置４３から内燃機関用制御装置３７に対して、詳述は省略するが、ノッキングセンサ４１又は点火時期調整装置４３の故障（異常）を示す信号を出力する出力用端子１０３とを備えている。

更に、点火時期調整装置４３は、１本のリード線１０５を介して、イグナイタ３３と接続されており、イグナイタ３３に対して点火コイル３５を作動させるため信号、即ち、後述する（調整後の）点火信号（補正点火信号Ｂ）を出力するための点火用端子１０７が設けられている。

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。

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。

また、本実施例では、内燃機関用制御装置３７と点火時期調整装置４３とが接続され、この点火時期調整装置４３から、パワートランジスタ３３ａのベースに対して補正点火信号（Ｂ）が出力され、この補正点火信号（Ｂ）に基づいて、パワートランジスタ３３ａがスイッチング動作を行って、点火コイル３５の一次巻線３５ａへの通電・非通電が切り替えられる。

ｄ）次に、本実施例の点火時期制御装置３１の要部であるノッキング及びクランク打音による大きな騒音の検出方法等について説明する。
図５に示すように、点火時期制御装置３１の点火時期調整装置４３は、マイコンの機能として、ノッキングを検出するノッキング検出部（本発明のノッキング検出手段に該当）４３ａと、クランク打音による所定以上の大きな騒音（以下単に騒音と記すこともある）を検出する騒音検出部（本発明の騒音検出手段に該当）４３ｂと、ノッキング検出部４３ａによって検出されたノッキングの発生を示す信号と騒音検出部４３ｂによって検出された騒音を示す信号とに基づいて点火時期を制御する点火時期制御部４３ｃとを備えている。

また、ノッキングセンサ４１の出力は、点火時期調整装置４３にて周知のＡ／Ｄ変換され、そのデジタル信号がノッキング検出部４３ａ及び騒音検出部４３ｂにて利用されるように構成されている。なお、ノッキングセンサ４１とノッキング検出部４３ａと騒音検出部４３ｂとによって、本発明の振動状態検出装置が構成されている。

点火時期調整装置４３では、通常では点火時期をＭＴＢに向かって進角させる制御を行うが、ノッキングが検出された場合又は騒音が検出された場合には、後述するように、点火時期をＭＴＢに向かって進角させる制御を中止して、点火時期を遅角させる制御を行う。

つまり、点火に伴うノッキングが発生したり、クランク打音による騒音が非常に大きくなると、内燃機関１が損傷したり運転者にとって不快な状態となるので、内燃機関１の運転状態として好ましくない。そのため、そのまま点火時期をＭＴＢに向かって徐々に進角させる制御を継続することは適当でない。よって、ノッキングが発生したり騒音が発生した場合には、点火時期を進角させる制御を中止して遅角させる制御を行う。

ここで、前記遅角の制御を行うためには、ノッキング及び騒音の検出を精度良く行う必要がある。
具体的には、ノッキングは主として例えば１０〜１４ｋＨｚの高周波の振動によるものであり、クランク打音による騒音は主として例えば３ｋＨｚ以下の低周波の振動によるものである。よって、後に詳述するように、ノッキングセンサ４１によって検出した振動波形に対して周知のＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析を行って、この振動の周波数特性を求め、この周波数特性に基づいて、ノッキングを示す周波数帯における信号の強度や騒音を示す周波数帯における信号の強度から、ノッキングや騒音を判定（検出）する。

つまり、ノッキングと騒音とは、その振動の周波数や強度が異なるので、本実施例では、ノッキングの発生の判定（ノッキング判定）と（クランク打音による所定以上の）騒音の発生の判定（騒音判定）とを、異なる周波数帯と異なる（強度の）閾値を用いて行う。

詳しくは、ＦＦＴ解析によって得られた周波数特性（周波数によって信号の強度が異なる特性）を示す信号に対して、特定の周波数のパワースペクトルを抽出することによって、ノッキングを示す周波数帯の信号強度と騒音を示す周波数帯の信号強度とに区分する。そして、ノッキングを示す周波数帯に所定以上の強度の信号が検出された場合には、ノッキングが発生したと判定し、クランク打音による騒音を示す周波数帯に所定以上の強度の信号が検出された場合には、その騒音が発生したと判定する。

なお、このノッキングの判定の周波数帯や閾値としては、実験等によって設定することができるが、例えば１２ｋＨｚの周波数帯、−１５ｄＢの閾値を採用できる。同様に、クランク打音による騒音の判定の周波数帯や閾値としては、実験等によって設定することができるが、例えば１ｋＨｚの周波数帯、−２０ｄＢの閾値を採用できる。

そして、このようにしてノッキングや騒音が検出された場合には、ノッキングや騒音を抑制するために、後述するように、点火時期制御部４３ｃにて、点火時期を調整して遅角制御を行うのである。

ｅ）次に、ノッキング及び騒音の検出結果などに基づく点火時期制御について説明する。
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。

なお、この基準点火時期を示す信号が、基準点火信号（Ａ）（図６の上図（ａ）参照）である。そして、この基準点火信号（Ａ）が、点火時期調整装置４３に対して出力される。

基準点火信号（Ａ）を受信する点火時期調整装置４３では、ノッキングセンサ４１からの内燃機関１の振動を示す信号を受信し、その振動を示す信号に基づいて、前記ノッキング検出部４３ａ及び騒音検出部４３ｂにて、ノッキングや所定以上のクランク打音による騒音の発生の有無を判定（検出）する。

そして、点火時期調整装置４３では、ノッキングや騒音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（Ｂ）（図６の中図（ｂ）参照）である。

具体的には、図７に示す様に、ノッキングや騒音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、ノッキング又は騒音が発生すると基準点火時期（Ａ）に戻すように、補正点火時期（Ｂ）を設定する。なお、前記図６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。

次に、上述のように補正点火時期が決定されると、前記図４に示す様に、点火時期調整装置４３から、イグナイタ３３に対して、補正点火信号（Ｂ）が出力される。
イグナイタ３３では、パワートランジスタ３３ａのベースに、補正点火信号（Ｂ）が与えられると、この補正点火信号（Ｂ）のオン・オフに応じてスイッチング動作が行われる。

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。

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６の下図（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。

なお、上述した基準点火信号（Ａ）及び補正点火信号（Ｂ）には、ローレベルからハイレベルになるタイミングと、ハイレベルからローレベルになるタイミングとの情報が含まれている。このうち、ハイレベルからローレベルになるタイミングは、所望の点火時期（発火する時期）である。また、ハイレベルの期間は、必要な磁束エネルギーが蓄積されるように所定の期間が設定される。

ｆ）次に、点火時期調整装置４３にて行われる制御処理について説明する。
＜補正点火時期算出処理＞
本処理は、基準点火信号（Ａ）に基づいて補正点火時期を算出するとともに、基準点火信号（Ａ）を利用してエンジン回転数を算出する処理である。なお、本処理では、ノッキング及び騒音の発生の検出の際には、同一のウィンドウ（ノック・騒音検知ウィンドウＫＮＷ）を用いて判定が行われる。

図８のフローチャートに示す様に、ステップ（Ｓ）１００では、タイマー記憶変数Ｎをリセット（０に設定）する。
続くステップ１１０では、回転数格納／ノック・騒音ウィンドウ（Window）変数Ｓをリセットする。この回転数格納／ノック・騒音ウィンドウ変数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にてノッキング及び騒音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。

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・騒音検知ウィンドウＫＮＷの初期値ＫＮＷ（０）を０に設定する。このノック・騒音検知ウィンドウ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、ノッキングを示す信号（ノッキング信号）及び騒音を示す信号（騒音信号）の解析区間に相当するものである。なお、本実施例では、ノッキング信号の解析区間と騒音信号の解析区間は同一である。

続くステップ１４０では、内燃機関用制御装置３７から受信した基準点火信号（Ａ）に基づいて、基準点火時期（入力点火時期）ＴＩＧＩＮを補正点火時期ＴＩＧとして設定する。なお、ここでの補正点火時期ＴＩＧの値は、まだ補正が行われていない値である。

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、基準点火信号（Ａ）が入力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１７０に進み、一方否定判断されると待機する。

ステップ１７０では、基準点火信号（Ａ）が入力し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、再度基準点火信号（Ａ）が入力したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１９０に進み、否定判断されると待機する。

ステップ１９０では、基準点火信号（Ａ）が入力したので、前記タイマー記憶変数Ｎをカウントアップする。
続くステップ２００では、今回（Ｎ回目）、基準点火信号（Ａ）が入力した時間を、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。

続くステップ２１０では、今回（Ｎ回目）、基準点火信号（Ａ）が入力した時間（Ｔ（Ｎ））と、前回（Ｎ−１回目）、基準点火信号（Ａ）が入力した時間（Ｔ（Ｎ−１））との差ΔＴ（Ｎ）を求める。即ち、連続する基準点火信号（Ａ）の間の時間を求める。

続くステップ２２０では、「２回転×６０ｓｅｃ／ΔＴ（Ｎ）」の演算（４サイクルエンジンにて１点火／２回転の場合）によって、エンジン回転数（ｒｐｍ）を算出する。
続くステップ２３０では、回転数格納／ノック・騒音ウィンドウ変数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・騒音ウィンドウ変数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。

続くステップ２５０では、ノック・騒音検知ウィンドウＫＮＷ（Ｓ）の演算を行う。即ち、回転数格納／ノック・騒音ウィンドウ変数Ｓに対応したノック・騒音検知ウィンドウ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。

続くステップ２６０では、回転数格納／ノック・騒音ウィンドウ変数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。

ステップ２７０では、後述するノッキング・騒音検出処理を行って、ノッキング及び騒音を検出する。
続くステップ２８０では、エンジン回転数の「ＲＰＮＳ（Ｓ）／ＲＰＮＳ（Ｓ−１）」の演算、即ち、今回（Ｓ回目）のエンジン回転数ＲＰＮＳ（Ｓ）を前回（Ｓ−１回目）のエンジン回転数ＲＰＮＳ（Ｓ−１）で割ることにより、エンジン回転数の変動の大きさを示すエンジン回転数の偏差（回転数偏差）ΔＲＰＮを算出する。

続くステップ２９０では、回転数偏差ΔＲＰＮが所定の判定値ＲＰＮｓを下回るか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３００に進み、一方否定判断されるとステップ３１０に進む。

ステップ３１０では、回転数偏差ΔＲＰＮが大きく、点火時期を進角させることは適当ではないので、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ１８０に戻る。

一方、ステップ３００では、ノッキング又は騒音が発生しているか否かを、後述するノッキング・騒音検出処理にて設定されるノック・騒音検知フラグＫＮＳＳが１であるか否かによって判定する。ここで肯定判断されるとステップ３２０に進み、一方否定判断されるとステップ３３０に進む。

ステップ３２０では、ノッキング又は騒音が発生しているので、ノッキング又は騒音の発生を防止するために、点火時期を遅角する。具体的には、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧとして設定し（図７参照）、前記ステップ１８０に戻る。

一方、ステップ３３０では、ノッキング又は騒音が発生していないので、点火時期（補正点火時期ＴＩＧ）が最大進角ＴＩＧＭか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ３４０に進み、一方否定判断されるとステップ３５０に進む。

ステップ３４０では、補正点火時期ＴＩＧが最大進角ＴＩＧＭであるので、その最大進角ＴＩＧＭの値を補正点火時期ＴＩＧの値として設定し、前記ステップ１８０に戻る。
一方、ステップ３５０では、補正点火時期ＴＩＧが最大進角ＴＩＧＭではないので、点火時期を所定値ΔＴＩＧ分進角させる。具体的には、補正点火時期ＴＩＧから所定値（補正進角値）ΔＴＩＧを引いて、今回の補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ１８０に戻る。

＜ノッキング・騒音検出処理＞
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とともに、騒音信号に基づいて騒音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。

図９に示す様に、ステップ４００にて、ノック・騒音検知フラグＫＮＳＳをクリア（０に設定）する。
続くステップ４１０では、点火時期か否か（点火信号がハイレベルからローレベルになるタイミングであるか否か）を判定する。ここで肯定判断されるとステップ４２０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。

ステップ４２０では、ノック・騒音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・騒音検知ウィンドウＫＮＷに対応する期間内にあるか否か（換言すれば、ノック・騒音検知ウィンドウＫＮＷ内であるか否か）をノック・騒音ウィンドウ測定タイマーの値に基づき判定する。ここで肯定判断されるとステップ４４０に進み、一方否定判断されると前記ステップ４３０に戻って同様な処理を繰り返す。

ステップ４４０では、ノッキングセンサ４１から得られた振動を示す信号（即ちノッキング信号や騒音信号）が有効であると設定する。なお、ノッキングの検出に用いられる信号がノッキング信号であり、騒音の検出に用いられる信号が騒音信号である。

続くステップ４５０では、ステップ２５０にて演算したノック・騒音検知ウィンドウＫＮＷに対応する期間が経過したか否か（換言すれば、ノック・騒音検知ウィンドウＫＮＷ外であるか否か）をノック・騒音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。

ステップ４６０では、ノック・騒音ウォ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、ノッキングセンサ４１から得られた振動波形に対して周知のＦＦＴ解析を実施して、その周波数の特性（各周波数ごとの信号強度）を示す周波数特性（周波数スペクトル）を求める。

続くステップ４８０では、前記周波数スペクトルを示す信号に対して、特定周波数のパワースペクトルを抽出することによって、ノッキングを示す所定の周波数帯（例えば１２ｋＨｚ）の信号を抽出し、この所定の周波数帯における信号のピーク値、即ち、ノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋを算出する。

続くステップ４９０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Ｔｈｋ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５２０に進み、一方否定判断されるとステップ５００に進む。

ステップ５００では、前記周波数スペクトルを示す信号に対して、特定周波数のパワースペクトルを抽出することによって、騒音を示す他の所定の周波数帯（例えば１ｋＨｚ）の信号を抽出し、この他の所定の周波数帯における信号のピーク値、即ち、騒音信号のピーク値ＳｄｉｎＰｋを算出する。

続くステップ５１０では、騒音信号のピーク値ＳｄｉｎＰｋが、騒音の有無（即ち所定以上の大きな騒音の有無）を判定する所定の判定値Ｔｈｓを上回るか否か、即ち、騒音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５２０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。

ステップ５２０では、ノッキング又は騒音が発生しているので、そのことを示すノック・騒音検出フラグＫＮＳＳをセット（１に設定）し、本処理を終了する。
このように本実施例では、上述した各処理によって、ノッキング又は騒音を検出するとともに、基準点火時期に対してノッキングや騒音の発生状況などに基づいて点火時期の進角や遅角の処理を行って、補正点火時期を設定し、その補正点火時期を示す補正点火信号（Ｂ）をイグナイタ３３に対して出力する。これによって、点火プラグ２５にて適切なタイミング（即ちノッキングや騒音が発生しないようなタイミングで）で点火が行われる。

ｇ）次に、本実施例１の効果を説明する。
本実施例１の点火時期制御装置３１では、ノッキングセンサ４１から得られたエンジン本体３の振動を示す信号は、点火時期調整装置４３に入力され、ＦＦＴ解析されることによって振動の特徴を示す周波数スペクトルが得られる。

ノッキング検出部４３ａでは、周波数スペクトルのうちノッキングを示す所定の周波数帯の信号の強度からノッキングを検出し、騒音検出部４３ｂでは、クランク打音を示す（前記所定の周波数帯とは異なる）他の所定の周波数帯の信号の強度から騒音を検出する。

そして、点火時期をＭＢＴに向かって進角させる制御を行っているときに、ノッキングが検出された場合又は騒音が検出された場合には、その点火時期を進角させる制御を中止して、遅角させる制御（ここでは基準点火時期に設定する制御）を行う。

これによって、ノッキングの発生を抑制できるのでエンジン本体３の損傷を防ぐことができるとともに、大きな騒音の発生を抑制できるので、運転者に不快感を与えることも防ぐことができる。

しかも、本実施例１では、ノッキングや騒音が発生するまでは、できる限りＭＢＴに近づけるように進角させる制御を行うことができるので、内燃機関１の出力を最大限に発揮できるとともに、燃費も改善することができるという顕著な効果を奏する。

また、本実施例１では、点火時期制御装置３１は、内燃機関用制御装置３７から、基準点火信号（Ａ）を受信し、それを補正して補正点火信号（Ｂ）をイグナイタ３３に出力する構成である。

これにより、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１の点火時期制御装置３１を付加すれば、好適な点火制御が可能であり、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であるという利点がある。よって、汎用エンジンや２輪車用エンジン等に容易に適用でき、汎用性が高いという効果がある。

なお、本実施例１では、ノッキングの検出と騒音の検出とに同一のウィンドウを用いたが、異なるウィンドウを設定してもよい。例えばノッキング検出用のウィンドウの後に（例えば連続して）、同様な（但し開始時期が異なる）ウィンドウ測定タイマーを利用して、同様なサイズ又は異なるサイズの騒音検出用のウィンドウを設定してもよい。

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その説明を省略又は簡略化する。なお、前記実施例１と同様な部材等の番号については同じ番号を使用する。

本実施例２では、前記実施例１とはハード構成は同じであり、制御処理のみが異なるので、制御処理について説明する。
つまり、本実施例２では、ノッキングの検出はノッキングの検出のみのために設定されたノックウィンドウを用いて行われるが、騒音の検出は、特にノックウィンドウのようなウィンドウを設定することなく、常時、所定期間（例えば１００ｍｓｅｃ）毎に実施される騒音検出処理により騒音を検出する。以下詳細に説明する。

ａ）まず、補正点火時期算出処理について説明する。
本処理は、基準点火信号（Ａ）に基づいて補正点火時期を算出するとともに、基準点火信号（Ａ）を利用してエンジン回転数を算出する処理である。

図１０のフローチャートに示す様に、ステップ（Ｓ）６００では、タイマー記憶変数Ｎをリセット（０に設定）する。
続くステップ６１０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。なお、この変数Ｓは、前記ステップ１１０の回転数格納／ノック・騒音ウィンドウ（Window）変数Ｓと同様なものである。

続くステップ６２０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６３０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。なお、このノック検知ウィンドウＫＮＷとは、前記ステップ１３０のノック・騒音検知ウィンドウＫＮＷと同様なものである。

続くステップ６４０〜７２０では、前記実施例１のステップ１４０〜２２０と同様な処理を行う。
続くステップ７３０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７４０では、前記ステップ７２０で求めたエンジン回転数を、ＲＰＮ（Ｓ）として格納（記憶）する。
続くステップ７５０では、ノック検知ウィンドウＫＮＷ（Ｓ）の演算を行う。

続くステップ７６０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７７０に進み、一方否定判断されると前記ステップ６８０に戻る。

ステップ７７０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。
ステップ７７５では、後述する騒音検出処理を行って、騒音を検出する。
続くステップ７８０では、前記ステップ２８０と同様に、エンジン回転数の「ＲＰＮＳ（Ｓ）／ＲＰＮＳ（Ｓ−１）」の演算、即ち、エンジン回転数の変動の大きさを示すエンジン回転数の偏差（回転数偏差）ΔＲＰＮを算出する。

続くステップ７９０では、前記ステップ２９０と同様に、回転数偏差ΔＲＰＮが所定の判定値ＲＰＮｓを下回るか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ８００に進み、一方否定判断されるとステップ８１０に進む。

ステップ８１０では、前記ステップ３１０と同様に、基準点火時期ＴＩＧＩＮそのものを補正点火時期ＴＩＧとして設定し、前記ステップ６８０に戻る。
一方、ステップ８００では、ノッキング又は騒音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又は騒音検出処理にて設定される騒音検知フラグＳＳが１であるか否かによって判定する。ここで肯定判断されるとステップ８２０に進み、一方否定判断されるとステップ８３０に進む。

そして、ステップ８２０〜８５０では、前記ステップ３２０〜３５０と同様な処理を行う。
ｂ）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。
図１１に示す様に、ステップ９００にて、ノック検知フラグＫＮＳをクリア（０に設定）する。

続くステップ９１０では、点火時期か否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ９２０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。
ステップ９２０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９３０では、ステップ７５０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９４０に進み、一方否定判断されると前記ステップ９３０に戻って同様な処理を繰り返す。

ステップ９４０では、ノッキングセンサ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９５０では、前記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９６０に進み、一方否定判断されると前記ステップ９４０に戻って同様な処理を繰り返す。

ステップ９６０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９７０では、ＦＦＴ解析を行うことなく、そのままノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋを算出する。

なお、ここで、前記実施例１と同様に、ノッキングセンサ４１から得られる振動波形に対してＦＦＴ解析を行い、その解析結果から得られる所定の（ノッキングを示す）周波数帯におけるピーク値から、ノッキング信号のピーク値ＫｎｉｎＰｋを算出してもよい。

続くステップ９８０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９９０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。

ステップ９９０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出フラグＫＮＳをセット（１に設定）し、本処理を終了する。
ｃ）次に、騒音検出処理について説明する。

本処理は、騒音信号に基づいて、騒音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。
図１２に示す様に、ステップ１０００にて、騒音検知フラグＳＳをクリア（０に設定）する。

続くステップ１０１０では、前記実施例１と同様に、ノッキングセンサ４１から得られる振動波形に対してＦＦＴ解析を行って、その周波数特性（各周波数ごとの信号強度）を示す周波数スペクトルを求める。

続くステップ１０２０では、前記周波数スペクトルから騒音を示す所定の周波数帯を抽出し、その周波数帯におけるピーク値、即ち、騒音信号のピーク値ＳｄｉｎＰｋを算出する。

続くステップ１０３０では、騒音信号のピーク値ＳｄｉｎＰｋが、騒音の有無（即ち所定以上の大きな騒音の有無）を判定する所定の判定値Ｔｈｓを上回るか否か、即ち、騒音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１０４０に進み、一方否定判断されると一旦本処理を終了する。

ステップ１０４０では、騒音が発生しているので、そのことを示す騒音検出フラグＳＳをセット（１に設定）し、本処理を終了する。
本実施例２では、上述した処理によって、ノッキングや騒音を検出できるので、実施例１と同様な制御を行うことによって同様な効果を奏する。

次に実施例３について説明するが、前記実施例１と同様な内容についてはその説明を省略又は簡略化する。なお、前記実施例１と同様な部材等の番号については同じ番号を使用する。

本実施例３では、前記実施例１のように、点火時期制御装置３１からイグナイタ３３に対して補正点火信号（Ｂ）を出力するのではなく、図１３に示すように、内燃機関用制御装置３７からイグナイタに対して補正点火信号（Ｂ）を出力する点に特徴がある。

以下、具体的に説明する。
本実施例３では、点火時期制御システム３８は、前記実施例１と同様に、ノッキングセンサ４１及び点火時期調整装置４３を有する点火時期制御装置３１と、内燃機関用制御装置３７とを備えている。

また、点火時期調整装置４３は、（実施例１と同様に機能的に）ノッキング検出部４３ａと騒音検出部４３ｂと点火時期制御部４３ｃとを備えている。
特に本実施例３では、点火時期制御部４３ｃにおいては、ノッキングや騒音の検出結果に基づいて、進角や遅角の制御を実施するか否かの判定や、その判定結果に基づいた（前記実施例１と同様な）進角量や遅角量を設定する処理を行う。

即ち、ノッキングや騒音が検出されず、更に進角させることが可能な場合には、更に進角させるために、所定の進角量（増量分である変化量）を設定する処理を行い、一方、ノッキングや騒音のどちらか一方でも検出された場合には、遅角させるために、所定の遅角量（減量分である変化量）を設定する処理（例えば基準点火時期に設定する処理）を行う。

そして、この点火時期制御部４３ｃで設定された進角量の増量分及び遅角量の減量分が、内燃機関用制御装置３７に対して出力される。
内燃機関用制御装置３７では、点火時期制御部４３ｃから送信された進角量の増量分及び遅角量の減量分に基づいて、前回の点火時期を補正して補正点火時期を設定し、この補正点火時期を示す補正点火信号（Ｂ）を、イグナイタ３３に対して出力する。

本実施例３においても、前記実施例１と同様な効果を奏する。

次に実施例４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その説明を省略又は簡略化する。なお、前記実施例１と同様な部材等の番号については同じ番号を使用する。

本実施例４では、前記実施例１のような点火時期制御装置３１ではなく、図１４に示すように、ノッキングや騒音を検出する振動状態検出装置３２を用い、この振動状態検出装置３２からの信号に基づいて、内燃機関用制御装置３７によって点火信号を制御するものである。

以下、具体的に説明する。
本実施例４では、点火時期制御システム３８として、ノッキングセンサ４１及び振動状態検出部５３を有する振動状態検出装置３２と、内燃機関用制御装置３７とを備えている。

前記振動状態検出部５３は、マイコン等を有する電子制御装置であり、（機能的に）ノッキング検出部４４ａと騒音検出部４４ｂとを有している。
本実施例４では、前記実施例１と同様に、ノッキング検出部４４ａによってノッキングを検出し、騒音検出部４４ｂによって騒音を検出するが、その検出結果が、内燃機関用制御装置３７に対して出力される。

内燃機関用制御装置３７では、振動状態検出部５３から送信されたノッキングの検出又は騒音の検出を示す信号に基づいて、点火時期を調節する。
具体的には、ノッキングや騒音が検出されない場合には、通常のＭＢＴに向かって進角させる制御を行い、ノッキングや騒音が検出された場合には、進角させる制御を中止して、遅角させる制御を行う。つまり、このようにして、前回の点火時期を補正して補正点火時期を設定し、この補正点火時期を示す補正点火信号（Ｂ）を、イグナイタ３３に対して出力する。

本実施例４においても、前記実施例１と同様な効果を奏する。
なお、本実施例４では、振動状態検出装置３２と内燃機関用制御装置３７とによって、本発明の点火時期制御装置が構成されている。

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その説明を省略又は簡略化する。なお、前記実施例１と同様な部材等の番号については同じ番号を使用する。

本実施例５では、図１５に示すように、前記実施例１のように、単一のノッキングセンサ４１を使用するのでなく、ノッキングの検出用の第１のノッキングセンサ４１ａと騒音の検出用の第２のノッキングセンサ４１ｂとを使用する。

以下、具体的に説明する。
本実施例５では、点火時期制御システム３８は、１組のノッキングセンサ４１及び点火時期調整装置４３を有する点火時期制御装置３１と、内燃機関用制御装置３７とを備えている。

前記点火時期調整装置４３は、（実施例１と同様に機能的に）ノッキング検出部４３ａと騒音検出部４３ｂと点火時期制御部４３ｃとを有する。
特に本実施例５では、ノッキングセンサ４１として、ノッキングの検出用の第１のノッキングセンサ４１ａと騒音の検出用の第２のノッキングセンサ４１ｂとを備えている。

このうち、第１のノッキングセンサ４１ａは、ノッキングを検出し易いようにエンジン本体３のシリンダブロック４９の外側に配置されている。一方、第２のノッキングセンサ４１ｂはクランク打音を検出し易いように、クランクケース４の外壁に配置されている。

そして、第１のノッキングセンサ４１ａの出力は、ノッキング検出部４３ａにて処理されて、ノッキングの検出に利用される。一方、第２のノッキングセンサ４１ｂの出力は、騒音検出部４３ｂにて処理されて、騒音の検出に利用される。

本実施例５においても、前記実施例１と同様な効果を奏する。
なお、第１、第２のノッキングセンサ４１ａ、４１ｂとして、同じ特性を有するノッキングセンサを用いてもよいが、異なるノッキングセンサを用いてもよい。例えば第１のノッキングセンサ４１ａとして、ノッキングを精度良く検出できるものを用い、第２のノッキングセンサ４１ｂとして、騒音を精度良く検出できるものを用いてもよい。

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その説明を省略又は簡略化する。なお、前記実施例１と同様な部材等の番号については同じ番号を使用する。

本実施例６では、図１６に示すように、ノッキングセンサ４１と点火時期調整装置４３との間の電気配線に、ノッキングセンサ４１の信号を増幅する増幅器４２を配置したものである。

以下、具体的に説明する。
本実施例６では、点火時期制御システム３８は、ノッキングセンサ４１及び点火時期調整装置４３を有する点火時期制御装置３１と、内燃機関用制御装置３７とを備えている。

なお、前記点火時期調整装置４３は、（実施例１と同様に機能的に）ノッキング検出部４３ａと騒音検出部４３ｂと点火時期制御部４３ｃとを有している。
上述したように、通常のノッキングセンサ４１は、ノッキングを検出するために用いられる高周波側の信号よりも、騒音を検出するために用いられる低周波側の信号の出力が小さくなる傾向がある。

そこで、本実施例６では、ノッキングセンサ４１と点火時期調整装置４３との間の電気配線に、ノッキングセンサ４１の信号を増幅する増幅器（チャージアンプ）４２を配置している。

これによって、ノッキングセンサ４１の出力自体を増幅することができるので、その増幅された信号を用いることによって、ノッキング検出部４３ａでは、騒音の検出を精度良く行うことができる。

尚、本発明は前記実施例になんら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種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
（１）例えば、ノッキングやクランク打音等による騒音を検出する方法については、ＦＦＴ解析を利用する方法以外に、バンドパスフィルタ（例えばデジタルフィルタ）を用いて、ノッキングを示す信号のピークが得られる所定の周波数帯とクランク打音等の騒音を示す信号のピークが得られる他の所定の周波数帯とを区分してもよい。

つまり、バンドパスフィルタによって両周波数帯を区別することによって、各周波数帯における信号のピークの強度から、ノッキングの発生の検出や騒音の発生の検出を行うことができる。

具体的には、ノッキングを示す信号のピークを含む周波数帯の信号から、ノッキングを検出し、クランク打音等の騒音を示すピークを含む周波数帯の信号から、クランク打音等による騒音を検出する。

（２）また、ノッキングセンサとしては、ノッキングを示す振動と（ノッキングとは異なるクランク打音等による）騒音を示す振動とを検出できれば、特に限定はない。
（３）更に、本発明は、２サイクルのガソリンエンジンに適用することもできる。

１…内燃機関
３…エンジン本体
２５…点火プラグ
３１…点火時期制御装置
３２…振動状態検出装置
３３…イグナイタ
３５…点火コイル
３７…内燃機関用制御装置
４１、４１ａ、４１ｂ…ノッキングセンサ
４３…点火時期調整装置
４４…振動状態検出部

Claims (9)

1. 内燃機関の動作を制御する動作制御装置と電気配線を介して接続されるとともに、前記内燃機関の振動状態を検出する振動状態検出装置において、
   前記内燃機関の振動を検出する振動検出手段と、
   前記振動検出手段によって検出された振動に基づいて、ノッキングを示す振動の特徴から前記ノッキングを検出するノッキング検出手段と、
   前記振動検出手段によって検出された振動に基づいて、前記ノッキングを示す振動とは異なる振動によって発生する所定以上の大きな騒音を検出する騒音検出手段と、
   を備えたことを特徴とする振動状態検出装置。
2. 前記ノッキング検出手段は、前記ノッキングを示す所定の周波数領域の信号に基づいて前記ノッキングを検出し、
   前記騒音検出手段は、前記ノッキングを示す所定の周波数領域とは異なる前記騒音を示す他の所定の周波数領域の信号に基づいて前記騒音を検出することを特徴とする請求項１に記載の振動状態検出装置。
3. 前記振動検出手段によって、クランク打音による騒音を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の振動状態検出装置。
4. 前記振動検出手段として、前記ノッキング検出手段にて前記ノッキングの検出に用いられる信号を出力する第１の振動検出手段と、前記騒音検出手段にて前記騒音の検出に用いられる信号を出力する第２の振動検出手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動状態検出装置。
5. 前記振動検出手段と前記ノッキング検出手段及び前記騒音検出手段の少なくとも前記騒音検出手段との間を接続する電気配線に、前記振動検出手段によって検出された信号を増幅する増幅手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の振動状態検出装置。
6. 前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動状態検出装置から得られる信号に基づいて、前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御装置において、
   前記ノッキング検出手段によって得られる前記ノッキングの情報と前記騒音検出手段によって得られる前記騒音の情報とが入力される構成を有するとともに、前記ノッキングの情報と前記騒音の情報とのうち少なくとも一方の情報が入力された場合には、その情報に基づいて、前記点火時期の制御を行う点火時期制御手段を備えたことを特徴とする点火時期制御装置。
7. 前記ノッキング検出手段によってノッキングが検出されない場合及び前記騒音検出手段によって前記騒音が検出されない場合には、前記点火時期を進角させる制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の点火時期制御装置。
8. 前記ノッキング検出手段によって前記ノッキングが検出された場合又は前記騒音検出手段によって前記騒音が検出された場合には、前記点火時期を遅角させる制御を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の点火時期制御装置。
9. 前記点火時期制御手段は、前記動作制御装置から点火時期に関する信号を受信し、該前記点火時期に関する信号と、前記ノッキングの情報と、前記騒音の情報とに基づいて、前記点火時期を制御することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の点火時期制御装置。

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