内燃機関用点火装置
【課題】機関の始動性を向上させることができる内燃機関用点火装置を提供する。
【解決手段】正方向電圧からなる半波とその前後に現れる第１及び第２の負方向電圧からなる半波とを有する波形の交流電圧をエキサイタコイル１から発生させる。エキサイタコイルが出力する負方向電圧を直流電圧に変換する電源回路５の出力を電源電圧とするマイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる。機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が検出されたときに、その負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、第２の負方向電圧であると判定されたときに、タイマの計測値を第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と見なして点火位置検出用計時データ演算手段３０に点火位置検出用計時データの演算を行わせ、演算された計時データの計測を直ちに行わせて点火信号を発生させる。
【解決手段】正方向電圧からなる半波とその前後に現れる第１及び第２の負方向電圧からなる半波とを有する波形の交流電圧をエキサイタコイル１から発生させる。エキサイタコイルが出力する負方向電圧を直流電圧に変換する電源回路５の出力を電源電圧とするマイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる。機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が検出されたときに、その負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、第２の負方向電圧であると判定されたときに、タイマの計測値を第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と見なして点火位置検出用計時データ演算手段３０に点火位置検出用計時データの演算を行わせ、演算された計時データの計測を直ちに行わせて点火信号を発生させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置は、点火コイルと、点火コイルの一次側に設けられて点火用電源の出力で一方の極性に充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられたときに導通状態になって点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、内燃機関の点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える点火制御部とにより構成される。点火用電源としては、機関に取り付けられた磁石式交流発電機に設けられたエキサイタコイルが多く用いられている。
【０００３】
最近の内燃機関駆動車両や内燃機関駆動機器においては、機関が発生する騒音の低減、排気ガスの浄化、効率のよい運転などを可能にするために、機関の回転速度を含む各種の制御条件に対して機関の点火位置（点火動作を行なわせるクランク角位置）を複雑に制御することが必要になっている。そのため、低コストであることを重視する内燃機関においても、マイクロプロセッサを用いた点火制御部を備えた点火装置が用いられるようになっている。
【０００４】
マイクロプロセッサを用いて、点火位置を制御する場合には、何らかの方法で機関の特定のクランク角位置の情報、例えば、機関のクランク角位置が上死点位置（ピストンが上死点に達した時のクランク角位置）に対して一定の関係を有する基準クランク角位置に一致したことを示すクランク角情報を得て、そのクランク角情報に基づいて機関の回転速度を演算し、演算された回転速度を含む各種の制御条件に対して機関の点火位置を演算する。機関の点火位置は、基準クランク角位置から点火位置までの角度、または、機関の上死点から点火位置までの進角度として演算される。演算された点火位置を示す角度は、その時の機関の回転速度を用いて点火位置検出用計時データに変換される。点火位置検出用計時データは、その時の回転速度で基準クランク角位置から点火位置まで機関が回転するのに要する時間（マイクロプロセッサ内のタイマに計測させる時間）である。点火制御部は、基準クランク角位置を示す信号が発生したときに機関のクランク角位置が基準クランク角位置に一致したと認識して点火位置計測用データを点火位置計測用タイマ（点火タイマという。）にセットし、点火タイマがセットした計時データの計測を完了したときに点火信号を発生させる。
【０００５】
機関のクランク角情報を得るための信号源としては、機関の基準クランク角位置でパルス信号を発生するパルサ（パルス信号発生器）が用いられている。しかし、低コストであることを重視する場合には、パルサを省略することを要請されることがある。
【０００６】
パルサを省略した、いわゆるパルサレス方式の点火装置として、例えば特許文献１に示されているように、点火用コンデンサの充電用電源として設けられているエキサイタコイルの出力電圧からクランク角情報を得るようにしたものがある。エキサイタコイルの出力電圧からクランク角情報を得る場合には、図２０に示されているように、エキサイタコイルが、点火用コンデンサを充電するために十分な大きさの波高値を有する正方向電圧Ｖpからなる半波と、この正方向電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負方向電圧Ｖn1及びＶn2からなる半波とを有する波形の交流電圧を、機関の正回転時にクランク軸が１回転する間に１気筒に対して１回だけ発生するように磁石発電機が構成される。
【０００７】
特許文献１に示された点火装置においては、第２の負方向電圧Ｖn2が機関の上死点位置（機関のピストンが上死点に達したときのクランク角位置）ＴＤＣの直前に発生するように設定されていて、第２の負方向電圧Ｖn2の大きさがピークを過ぎた後設定レベルＶs1まで低下した時のクランク角位置θi0を始動時の点火位置とし、第２の負方向電圧Ｖn2のピーク位置に相当するクランク角位置θi1をアイドル運転時の点火位置としている。また正方向電圧Ｖpを設定電圧Ｖs2と比較して、正方向電圧Ｖpが設定電圧Ｖs2に等しくなる時のクランク角位置を基準クランク角位置θsとして検出するようにしている。基準クランク角位置θsは、機関の回転速度を求めるための時間データの取り込みと、演算された点火位置の計測の開始とを行なう位置であり、進角幅が最大になったときの点火位置よりも更に進角側の位置に設定される。
【０００８】
マイクロプロセッサは、基準クランク角位置θsが検出される毎にタイマが計測している時間を取り込んで前回基準クランク角位置が検出されてから今回基準クランク角位置が検出されるまでの時間（クランク軸が１回転するのに要した時間）を回転速度検出用時間データとして求め、この時間データから機関の回転速度を演算する。マイクロプロセッサはまた、演算された回転速度を含む制御条件に対して機関の点火位置を演算するとともに、その時の回転速度で基準クランク角位置から演算した点火位置まで機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データとして求め、基準クランク角位置でこの計時データを点火タイマにセットしてその計測を開始させる。
【０００９】
従来のこの種の点火装置では、機関の始動時に始動時点火制御を行い、機関の始動が完了したことが検出されたときに直ちに定常運転時点火制御に移行するようにしている。始動時点火制御では、始動時の点火位置に相当するクランク角位置が検出されたときに点火信号を発生させて点火動作を行なわせ、機関の回転速度が始動完了判定速度以上になったときに定常運転時点火制御に移行させる。定常運転時点火制御においては、機関のアイドル運転時に、クランク角位置θi1で点火信号を発生させて点火動作を行なわせ、非アイドル運転時には機関の回転速度等の制御条件に対して演算された点火位置で点火信号を発生させて点火動作を行なわせる。
【００１０】
なお本明細書において、内燃機関の始動時とは、始動操作の開始時から機関の始動が完了して機関が回転を維持できるようになるまでの過渡期間を意味する。
【００１１】
従来のパルサレス方式の点火装置において、図２０の基準クランク角位置θsで点火タイマにセットする点火位置検出用計時データは、機関の１回転前に計測された回転速度検出用時間データから演算された回転速度に基づいて演算された計時データであった。機関の定常運転時には、クランク軸の回転速度が安定しているため、１回転前に計測された回転速度検出用時間データから演算された回転速度に基づいて求めた点火位置検出用計時データを用いてもなんら問題がないが、機関の始動時には、クランク軸の回転速度が機関の行程変化に伴って細かく変動するため、機関の１回転前に計測された回転速度検出用時間データから演算された回転速度に基づいて点火位置検出用計時データを求めた場合には、機関の始動時の点火位置が的確性を欠き、機関の始動性が悪くなるのを避けられなかった。
【００１２】
そこで、本出願人は、特許文献２に示されているように、機関の始動時に、点火位置の直前で求めた機関の回転速度情報に基づいて点火位置を決定することができるようにして、機関の始動性を向上させたパルサレス方式の内燃機関用点火装置を提案した。この既提案の点火装置においては、内燃機関が始動時の状態にあるときに、第２の負方向電圧の発生位置において、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間を計測して、この時間から得られる機関の回転速度の情報を用いて機関の始動時の点火位置検出用計時データを求め、この計時データの計測を直ちに開始させることにより始動時の点火位置を検出して点火信号を発生させるようにしている。
【００１３】
この既提案の点火装置によれば、クランク軸の回転速度が細かく変動する機関の始動時に、点火位置の直前に求めた機関の回転速度情報に基づいて点火位置を定めることができるため、始動時の点火位置を正確に定めて機関の回転を安定させ、機関の始動性を向上させることができる。
【００１４】
しかしながら、特許文献２に示された既提案の点火装置では、機関の始動操作を開始した後、負方向電圧が２回発生しないと機関の回転速度の演算を行うことができない。回転速度の演算ができないと、点火信号を発生させることができないため、既提案の点火装置では、始動操作が開始された後、クランク軸の最初の１回転目で点火を行わせることができないことがあり、機関の始動性が悪くなることがあった。
【００１５】
また、特許文献３に記載されているように、機関の始動時の回転速度（クランキング速度）に相当する回転周期のデータを固定値として記憶させておいて、このデータを用いて、始動時の初回の点火位置を求めるようにした始動装置も提案されている。
【特許文献１】特開２００３−３０７１７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２１４３３９号公報
【特許文献３】特開２００５−２６４７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
機関の始動時の回転速度が常に一定であれば、特許文献３に記載された発明のように、機関の始動時の回転速度（クランキング速度）に相当する回転周期のデータを固定値としても、始動時の初回の点火位置を的確に定めることができる。
【００１７】
しかしながら実際には、機関のクランキング速度は一定とは限らないため、特許文献３に示された始動装置では、始動操作開始後最初に点火を行わせる位置を的確に定めることができないことがあり、機関の始動性が悪くなることがあった。特に始動装置としてリコイルスタータを用いる場合には、運転者がスタータのロープを引っ張る際の力の加え加減により、クランク軸の回転速度が大幅に変動する。また機関のクランキング速度は、機関の潤滑油の粘度の影響を大きく受けるため、機関の始動時の周囲温度によってもクランキング速度が大きく異なる。
【００１８】
そのため、特許文献３に示された始動装置によった場合には、始動操作開始後最初に点火を行わせるクランク角位置が、適正な範囲から大幅にずれることが多く、機関の始動性が悪くなるのを避けられない。
【００１９】
本発明の目的は、機関の始動時の点火位置を正確に定めて機関の始動性を向上させることができるようにした内燃機関用点火装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、内燃機関と同期回転する交流発電機内に設けられて、正方向電圧からなる半波と該正方向電圧からなる半波の前後にそれぞれ現れる第１及び第２の負方向電圧からなる半波とを有する交流電圧を内燃機関のクランク軸の１回転当たり１回発生するエキサイタコイルと、点火コイルの一次側に設けられて正方向電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられたときに導通して点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイル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、エキサイタコイルの第１及び第２の負方向電圧により電源コンデンサを充電して制御用直流電圧を生成する電源回路と、電源回路が出力する直流電圧を電源電圧として動作するマイクロプロセッサを用いて内燃機関の点火位置を制御する点火制御部とを備えた内燃機関用点火装置を対象とする。
【００２１】
本発明においては、上記点火制御部が、電源回路の出力が確立してマイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる計時動作開始手段と、エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する負方向電圧判定手段と、内燃機関が始動時の状態にあるときに負方向電圧判定手段が第１の負方向電圧を検出してから第２の負方向電圧を検出するまでの時間Ｔ1から求めた回転速度で第２の負方向電圧が検出されたクランク角位置から始動時に適した点火位置まで内燃機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データとして第２の負方向電圧が検出されたときに演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を直ちに開始させることにより内燃機関の点火位置を始動時に適したクランク角位置とするように点火信号の発生位置を制御する始動時点火制御手段を備えている。
【００２２】
上記始動時点火制御手段は、内燃機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が検出されたときに、該最初に検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、第２の負方向電圧であると判定したときに、タイマの計測値（マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が検出されるまでの時間）Ｔsを第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように構成されている。
【００２３】
上記のように、内燃機関が始動時の状態にあるときに、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1を計測して、この時間から得られる機関の回転速度の情報を用いて機関の始動時の点火位置を検出するための計時データをして求め、この計時データの計測を直ちに開始させることにより始動時の点火信号を発生させるようにすると、機関のクランク軸の回転速度が細かく変動する機関の始動時に、点火位置をその直前に求めた回転情報に基づいて検出することができるため、始動時の点火位置を正確に検出して、機関の始動性を向上させることができる。
【００２４】
また始動時点火制御手段を上記のように構成すると、機関の始動時の点火位置を第２の負方向電圧の発生位置よりも遅れた位置（エキサイタコイルが交流電圧を発生する区間を越えた位置）に設定することができるため、点火位置の進角幅を広くとることができる。
【００２５】
特に、上記のように、内燃機関の始動操作開始後、最初に検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定したときに、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔsを第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるするまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように始動時点火制御手段を構成しておくと、始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であるときに、始動操作開始直後から、機関の実際の回転速度にほぼ等しい回転速度に対して点火位置を検出して点火動作を行わせることができるため、始動操作開始後のクランク軸の１回転目から、適正なクランク角位置で点火を行わせることができる確率を高くして、機関の始動性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の好ましい態様では、上記点火制御部が、以下の要素により構成される。
（ａ）電源回路の出力が確立してマイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる計時動作開始手段。
（ｂ）点火位置検出用計時データを計測する点火タイマを備えて該点火タイマが点火位置検出用計時データの計測を完了したときに点火信号を発生する点火信号発生手段。
（ｃ）エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する負方向電圧判定手段。
（ｄ）第１の負方向電圧の発生位置と第２の負方向電圧の発生位置とを検出する負方向電圧発生位置検出手段。
（ｅ）内燃機関が始動時の状態にあるか始動を完了した状態にあるかを判定する始動完了判定手段。
（ｆ）始動完了判定手段により内燃機関が始動時の状態にあると判定されているときに第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と第１の負方向電圧が検出された位置から第２の負方向電圧が検出された位置までの角度とから求まる内燃機関の回転速度で第２の負方向電圧が検出された位置から始動時に適した点火位置まで内燃機関が回転するのに要する時間を始動時の点火位置検出用計時データとして求める演算を、負方向電圧判定手段により検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに行って、演算した点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに直ちに開始させることにより、内燃機関の点火位置を始動時に適した位置とするように制御する始動時点火制御手段。
（ｇ）内燃機関の始動完了直後のアイドル回転を安定化するために内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるアイドル進角制御を行うことを許可するための条件であるアイドル進角制御条件が成立しているか否かを判定するアイドル進角制御条件判定手段。
（ｈ）アイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御条件が成立していると判定されているときに前記内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるように前記点火信号の発生位置を制御するアイドル進角制御手段。
（ｉ）始動完了判定手段により内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつアイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御条件が成立していないと判定されているときに点火位置を内燃機関の定常運転時に適した位置とするように点火信号の発生位置を制御する定常運転時点火制御手段。
【００２７】
上記始動時点火制御手段は、負方向電圧判定手段により内燃機関の始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに、負方向電圧が最初に検出されたときのタイマの計測値を第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように構成される。
【００２８】
上記始動完了判定手段は、内燃機関の回転速度が始動判定速度未満の時に内燃機関が始動時の状態にあると判定し、内燃機関の回転速度が始動判定速度以上を一定期間継続したときに内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成することができる。始動判定速度は、内燃機関が始動を完了した状態にあるときの回転速度に等しく設定しておく。
【００２９】
上記始動完了判定手段はまた、内燃機関の回転速度が始動判定速度未満で、かつ内燃機関の始動操作が開始された後の該機関のクランク軸の回転回数が設定回数以下であるときに内燃機関が始動時の状態にあると判定し、内燃機関の回転速度が始動判定速度以上を一定期間継続したとき、及び内燃機関の回転速度が始動判定速度未満であるが内燃機関の始動操作が開始された後の該機関のクランク軸の回転回数が前記設定回数を超えているときには前記内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成することもできる。この場合、上記設定回数は、内燃機関が始動できない状態で（例えば、点火装置の点火動作を停止させた状態で）人力によりクランキングを行なった際のクランク軸の最大回転回数に相当する値に設定する。
【００３０】
上記のように始動完了判定手段を構成すると、リコイルスタータ等の人力による始動装置により機関を始動させる場合には、内燃機関の始動操作が開始された後のクランク軸の回転回数が設定回数を超えることはないため、機関の回転速度が始動判定速度未満のときに機関が始動状態にあると判定され、機関の回転速度が始動判定速度以上を一定期間継続したときに始動が完了している（定常運転時の状態にある）と判定される。従って人力により機関を始動させる場合には、始動時の点火位置を上死点位置付近の始動時に適した位置として、機関の始動性を向上させることができる。
【００３１】
これに対し、スタータモータを用いてクランキングを行なうことにより機関を始動させる場合には、機関は自発的に回転しなくても、スタータモータによりその回転が維持される。この場合、始動時に適した点火位置（始動時用点火位置）を上死点位置に近い位置に一つだけ設定しておいて、始動時に回転速度が設定回転速度未満であると判定されているときに設定された始動時用点火位置で点火を行なわせ、回転速度が設定回転速度に達したときに定常時の点火に移行させるようにすると、クランキングの脈動により、ケッチン（ピストンが上死点を越えることができなくなって押し戻される現象）が発生する可能性が高くなる。
【００３２】
上記のような問題が生じるのを防ぐためには、始動時用点火位置を予め複数個設定しておいて、第１の負方向電圧が検出される周期から演算された回転速度に応じて始動時用点火位置として設定されている複数の点火位置の中から最適の点火位置を選択するようにするのが好ましい。
【００３３】
例えば、始動時に適した点火位置として、上死点位置に近い第１の始動時用点火位置と、この第１の始動時用点火位置よりも進角した第２の始動時用点火位置（アイドル回転時の点火位置として適した点火位置）との２つの始動時用点火位置を設定するとともに、始動時用点火位置を切り換える点火位置切換回転速度ＩＧＣＨＮＥと、機関が始動時の運転状態にあるか否かを判定するための始動判定速度ＳＮＣＨＮＥとを設定しておいて、ＩＧＣＨＮＥ＜回転速度のときに上死点位置に近い第１の始動時用点火位置で点火を行なわせ、ＩＧＣＨＮＥ≦回転速度＜ＳＮＣＨＮＥのときに第２の始動時用点火位置で点火動作を行なわせるようにするのが好ましい。
【００３４】
上記のように構成すると、例えば、始動開始時の点火位置と初爆が行なわれた後の点火位置とを異ならせて、始動開始時の点火位置及び初爆後の点火位置をそれぞれ最適の位置に設定することができるため、機関の始動性を向上させるとともに、機関が始動した後アイドル運転に移行する過程での機関の回転を安定にすることができる。
【００３５】
本発明の好ましい態様では、上記アイドル進角制御条件判定手段が、アイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、アイドル進角制御手段による点火回数が設定値を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成される。
【００３６】
本発明の他の好ましい態様では、上記アイドル進角制御条件判定手段が、アイドル進角制御手段による点火位置の制御が開始されてからの経過時間が設定時間以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、アイドル進角制御手段による点火位置の制御が開始されてからの経過時間が設定時間を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成される。
【００３７】
本発明の更に他の好ましい態様では、上記アイドル進角制御条件判定手段が、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達していないときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するように構成される。
【００３８】
本発明の更に他の好ましい態様では、内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつアイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達したとき、及び内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達してはいないが、アイドル進角制御手段による点火回数が設定値に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するように上記アイドル進角制御条件判定手段が構成される。
【００３９】
本発明の好ましい態様では、上記アイドル進角制御手段が、第１の負方向電圧が検出される周期から求められた内燃機関のアイドル回転速度で第１の負方向電圧が検出された位置から内燃機関の定常運転時の当該アイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置に設定されたアイドル進角制御時の点火位置まで内燃機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データとして第２の負方向電圧の発生位置で演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を点火タイマに直ちに開始させることにより、内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を行うように構成されている。
【００４０】
本発明の他の好ましい態様では、上記アイドル進角制御手段が、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と第１の負方向電圧が検出される位置から第２の負方向電圧が検出される位置までの角度とから求まる内燃機関の回転速度で第２の負方向電圧が検出される位置から内燃機関の定常運転時の当該アイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置に設定されたアイドル進角制御時の点火位置まで内燃機関が回転するのに要する時間をアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データとして第２の負方向電圧が検出された位置で演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を点火タイマに直ちに開始させることにより、内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を行うように構成される。
【００４１】
上記のように、始動完了判定手段により内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつアイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御を行う条件が成立していると判定されているときに内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させるように点火信号の発生位置を制御するアイドル進角制御手段を設けておくと、始動完了直後のアイドル回転時に機関の回転速度が落ち込むのを防いで、機関の回転を維持することができるため、寒冷時など、機関の回転が不安定になる状況下でも、機関の始動直後のアイドル運転を短時間で安定化することができる。
【００４２】
本発明においては、所定のアイドル進角制御条件（始動直後のアイドル回転を安定化するために点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を許可するための条件）が成立しているときにのみアイドル進角制御を行わせるので、始動直後のアイドル回転速度が必要以上に上昇するなどの事態を生じさせることなく、始動直後のアイドル回転を安定化することができる。
【００４３】
特に、本発明において、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達するようになるまでの間だけアイドル進角制御を行わせるようにした場合、または内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつアイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御を行わせるようにした場合には、アイドル進角制御を行うことにより機関の回転速度が急上昇する状態が生じるのを確実に防ぐことができるため、運転者に違和感を与えることなく、始動直後のアイドル回転の安定化を図ることができる。
【００４４】
定常運転時の点火位置検出用計時データの演算も第２の負方向電圧の発生位置で行なわせるようにしてもよいが、演算された定常運転時の点火位置の計測を正確に行なわせるためには、点火位置の計測を開始する位置の直前に求めた回転速度から機関の点火位置を検出するための計時データを演算するのが好ましい。従って、定常運転時に点火位置検出用計時データの演算と、点火タイマに該計時データの計測を開始させるための処理とを行なうタイミングは、第１の負方向電圧が発生するタイミングとするのが好ましい。
【００４５】
そのため、本発明の好ましい態様では、上記定常運転時点火制御手段が、第１の負方向電圧の発生周期から求められた内燃機関の回転速度に対して演算された内燃機関の定常運転時の点火位置と第１の負方向電圧の発生周期から求められた内燃機関の回転速度で第１の負方向電圧の発生位置から演算された定常運転時の点火位置まで機関が回転するのに要する時間を定常運転時の点火位置検出用計時データとして演算する過程と該定常運転時の点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに開始させる過程とを第１の負方向電圧が検出されたときに行なうように構成される。
【００４６】
上記のように、機関の始動時の点火位置を計測するための処理を行なう第２の負方向電圧の発生位置よりも前の第１の負方向電圧の発生位置で定常時の点火位置を計測するための処理を行なう（第１の負方向電圧の発生位置を定常運転時の点火位置を定めるための基準クランク角位置とする）ようにすると、点火位置の進角幅を広くとることができるだけでなく、演算された点火位置の検出を正確に行なわせて、点火位置の制御を高精度で行なわせることができる。
【００４７】
本発明の好ましい態様では、始動時点火制御手段が、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値以上であるときに前記始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記比Ｔ0／Ｔ1が設定値未満であるときに前記始動時の点火信号の発生を禁止する点火許否手段を備えている。
【００４８】
上記点火拒否手段は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1が設定値以下であるときに始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、時間Ｔ1が設定値を超えているときに始動時の点火信号の発生を禁止するように構成してもよい。
【００４９】
始動時点火制御手段に上記のような点火許否手段を設けておくと、始動操作を開始した後、操作力の不足によりクランキング速度が不足する場合に点火動作が行なわれるのを禁止することができるため、リコイルスタータやキックスタータを用いて人力により機関を始動する際にピストンが上死点を越えることができなくなって押し戻される現象（ケッチン）が生じるのを防ぐことができる。
【００５０】
本発明の好ましい態様で用いる負方向電圧判定手段は、正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が発生した後に正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成される。
【００５１】
本発明の他の好ましい態様で用いる負方向電圧判定手段は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるか否かを判定する始動初期判定手段と、始動初期判定手段により内燃機関が始動時の初期状態にあると判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第１の判定手段と、始動初期判定手段により内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第２の判定手段とにより構成される。
【００５２】
この場合、第１の判定手段は、正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が検出された後に前記正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、前記フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、前記フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成される。
【００５３】
また第２の判定手段は、経過時間を計測しているタイマの計測値を各負方向電圧が検出される毎に読み込んで前回の負方向電圧が検出されてから今回の負方向電圧が検出されるまでの経過時間を計測する経過時間計測手段が前回計測した経過時間Ｔoldと今回計測した経過時間Ｔnewとを比較して、Ｔnew＜Ｔold／ｋ（ｋは１以上の定数）の関係が成立しないときに今回検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、Ｔnew＜Ｔold／ｋの関係が成立したときに今回検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成される。
【００５４】
上記定数ｋの値は、１よりは大きく、内燃機関の正転時に発生する第２の負方向電圧の発生位置から次の第１の負方向電圧の発生位置までの角度を第１の負方向電圧の発生位置から第２の負方向電圧の発生位置までの角度で除した値よりは小さく設定する。定数ｋの値を適当な値に設定することにより、機関の急加速時や急減速時に第１の負方向電圧の発生位置と第２の負方向電圧の発生位置とを誤って検出するおそれを無くすことができる。
【００５５】
本発明の好ましい態様では、上記始動初期判定手段が、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値未満のときに前記内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値以上であるときに初期状態を脱したと判定するように構成される。
【００５６】
本発明の他の好ましい態様では、上記始動初期判定手段が、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値未満であるときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値以上であるときに内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定するように構成される。
【００５７】
本発明の好ましい態様では、内燃機関の始動時にエキサイタコイルに最初に誘起した負方向電圧がピークに達するまでの間に電源回路の出力電圧がマイクロプロセッサを動作させるのに必要なレベルに達するように電源回路の電源コンデンサの静電容量と充電時定数とが設定される。
【００５８】
上記のように電源回路を構成しておくと、始動操作開始後、エキサイタコイルが最初に負方向電圧を発生したときに、その負方向電圧がピークに達するまでの間にマイクロプロセッサが動作を開始してタイマの計時動作を開始させるので、エキサイタコイルが第１の負方向電圧を発生した後、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔsと、第１の負方向電圧が発生してから第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔ1との差は僅かである。従って、上記のように構成すると、最初に発生した負方向電圧が第１の負方向電圧である場合に、機関の始動操作開始直後の回転速度をほぼ正確に検出して、始動時の最初の点火を行うクランク角位置を正確に検出することができる。
【００５９】
なお本明細書において、エキサイタコイルが出力する交流電圧の各半波の電圧の正負の極性は、波形図上の極性（絶対的な極性）を意味するのではなく、エキサイタコイルが出力する交流電圧の一方の極性の半波の電圧及び他方の極性の半波の電圧の内、点火回路の点火用コンデンサを充電するために用いられる極性の半波の電圧を正方向電圧とし、点火用コンデンサを充電するために用いられる極性と反対の極性の半波の電圧を負方向電圧としている。
【発明の効果】
【００６０】
以上のように、本発明によれば、内燃機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が発生したときに、最初に発生した負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、最初に発生した負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定したときに、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔsを第１の負方向電圧が発生してから第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように始動時点火制御手段を構成したので、始動操作開始後最初に発生する負方向電圧が第１の負方向電圧であるときに、始動操作開始直後から、機関の実際の回転速度にほぼ等しい回転速度に応じて点火位置を検出して点火動作を行わせることができる。従って本発明によれば、始動操作開始後、クランク軸の１回転目から適正なクランク角位置で点火を行わせることができる確率を高くして、機関の始動性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
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は本実施形態のハードウェアの構成を概略的に示したもので、同図において１は図示しない内燃機関により駆動される磁石発電機、２はコンデンサ放電式の点火回路、３はマイクロプロセッサ、４ａ及び４ｂはそれぞれ第１及び第２の波形整形回路、５はマイクロプロセッサ３及び波形整形回路４に電源電圧Ｖccを与える電源回路である。
【００６２】
図２（Ａ）に示されているように、本実施形態で用いている磁石式交流発電機１は、内燃機関（図示せず。）のクランク軸１０に取り付けられた磁石回転子１１と、固定子１２とからなっている。磁石回転子１１は、クランク軸１０に取り付けられたアルミニウム製のフライホイール１３と、フライホイールの径方向に着磁されてＮ極及びＳ極をそれぞれ外部に露呈させた状態でフライホイール１３内に鋳込まれた永久磁石１４及び１５と、永久磁石１４及び１５とともにフライホイール１３内に鋳込まれて永久磁石１４のＳ極と永久磁石１５のＮ極との間を接続する図示しない磁路構成部材とからなっている。また固定子１２は、磁石１４及び１５の磁極に対向する磁極部１６ａ，１６ｂを両端に有するコの字形の電機子鉄心１６と、電機子鉄心１６に巻回されたエキサイタコイルＥＸとからなっていて、内燃機関のケースやカバーなどに設けられた固定子取付部に固定されている。
【００６３】
エキサイタコイルＥＸは、図４（Ａ）に示されているように、機関が正回転しているときに、正方向電圧Ｖpからなる半波と、正方向電圧Ｖpからなる半波の前後にそれぞれ現れる第１及び第２の負方向電圧Ｖn1及びＶn2からなる半波とを有する交流電圧を内燃機関の正転時に該機関のクランク軸の１回転当たり１回発生する。本実施形態では、機関の上死点位置（機関のピストンが上死点に達したときのクランク角位置）ＴＤＣよりも十分に進角した位置で第２の負方向電圧Ｖn2が発生するように固定子１２の取り付け位置が設定されている。
【００６４】
エキサイタコイルＥＸの一端はアノードが接地されたダイオードＤ1のカソードに接続され、エキサイタコイルの他端は、同じくアノードが接地されたダイオードＤ2のカソードに接続されている。図１に示した点火回路２は、一次コイルＷ1及び二次コイルＷ2の一端が接地された点火コイルＩＧと、点火コイルＩＧの一次コイルの非接地側の端子に一端が接続された点火用コンデンサＣiと、点火用コンデンサＣiの他端と接地間にカソードを接地側に向けて接続された放電用スイッチとしてのサイリスタＴhiと、点火火花の放電時間を延ばすためにサイリスタＴhiの両端に逆並列接続されたダイオードＤ3とからなっている。エキサイタコイルＥＸの一端が、アノードを該エキサイタコイル側に向けたダイオードＤ4を通して点火用コンデンサＣiの他端に接続され、エキサイタコイルが正方向電圧を出力したときに、エキサイタコイルＥＸ−ダイオードＤ4−点火用コンデンサＣi−点火コイルの一次コイルＷ1−ダイオードＤ2−エキサイタコイルＥＸの回路からなるコンデンサ充電回路に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。
【００６５】
放電用スイッチを構成するサイリスタＴhiのゲートは、マイクロプロセッサ３のポートＢに接続されている。後述するように、マイクロプロセッサ３は、エキサイタコイルＥＸの負方向電圧から内燃機関の回転情報を得て内燃機関の点火位置（点火動作を行なわせるクランク角位置）を定め、定めた点火位置を検出したときにポートＢからサイリスタＴhiのゲートに点火信号Ｓiを与える。サイリスタＴhiに点火信号Ｓiが与えられると、サイリスタＴhiが導通して点火用コンデンサＣiに蓄積されている電荷を点火コイルの一次コイルＷ1を通して放電させるため、点火コイルＩＧの一次コイルに高い電圧が誘起し、この電圧が更に点火コイルの一次、二次間の昇圧比により昇圧されて点火コイルの二次コイルＷ2に点火用の高電圧が誘起する。この高電圧は、内燃機関の気筒に取り付けられた点火プラグＰＬに印加されるため、該点火プラグで火花放電が生じて機関が点火される。
【００６６】
本実施形態では、説明を簡単にするために、内燃機関が単気筒であるとしている。機関が多気筒である場合には、例えば、点火回路２を気筒数分設けるとともに、エキサイタコイルＥＸを備えた固定子を気筒数分設けて、各気筒用のエキサイタコイルが出力する正方向電圧で各気筒用の点火回路の点火用コンデンサを充電するとともに、各気筒用のエキサイタコイルからマイクロプロセッサ３に各気筒用の回転情報を与えて、マイクロプロセッサ３から各気筒の点火位置で各気筒用の点火回路のサイリスタに点火信号を与えるようにすればよい。また内燃機関が２気筒である場合には、点火コイルＩＧの二次コイルＷ2の一端及び他端をそれぞれ異なる気筒の点火プラグの非接地側端子に接続して、機関の２つの気筒の点火プラグで同時に火花放電を生じさせる同時発火コイルの構成をとるようにしてもよい。
【００６７】
電源回路５は、エキサイタコイルＥＸが出力する負方向電圧で電源コンデンサを充電する回路と、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レギュレータとからなっていて、マイクロプロセッサ３と波形整形回路４ａ，４ｂとに与える電源電圧Ｖccを出力する。本発明においては、内燃機関の始動時にエキサイタコイルに最初に誘起した負方向電圧がピークに達するまでの間に電源回路５の出力電圧がマイクロプロセッサ３を動作させるのに必要な一定値に達するように電源回路の電源コンデンサの静電容量と充電時定数とが設定されている。従って、電源電圧Ｖccの波形は、図４（Ｂ）に示したように、エキサイタコイル３が最初に出力する負電圧（図示の例では、第１の負電圧Ｖn1）がピークに達するまでの間に一定の電圧に達した後、ほぼ一定値を保持する波形となる。
【００６８】
図１に示した第１の波形整形回路４ａは、エキサイタコイルＥＸが出力する負方向電圧Ｖn1及びＶn2をマイクロプロセッサ３が認識し得る信号に変換する回路である。本実施形態の波形整形回路４ａは、図４（Ｃ）に示したように、エキサイタコイルＥＸが発生する負の半波の電圧を波形整形して負方向電圧Ｖn1及びＶn2が発生している期間低レベル（Ｌレベル）を保持し、負方向電圧Ｖn1及びＶn2が発生していないときに高レベル（Ｈレベル）を保持する第１の矩形波信号Ｖqnを発生する。矩形波信号Ｖqnは、マイクロプロセッサ３のポートＡに入力されている。マイクロプロセッサ３は、矩形波信号Ｖqnの立下がりをクランク信号として認識する。矩形波信号Ｖqnは、例えば、負方向電圧Ｖn1及びＶn2が発生している間だけオン状態を保持するスイッチ手段の両端に得ることができる。
【００６９】
第１の矩形波信号Ｖqnは、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置及び第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置で立下がり、第１の負方向電圧Ｖn1及び第２の負方向電圧Ｖn2がそれぞれ消滅する位置で立上がる信号となる。本実施形態では、機関のクランク軸が１回転する間に２回現れる第１の矩形波信号Ｖqnの立下がりをクランク信号としてマイクロプロセッサに認識させることにより、機関の回転情報を得る。第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置（第１のクランク信号の発生位置）及び第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置（第２のクランク信号の発生位置）にそれぞれ符号ＣＲin及びＣＲoutを付けて２つの負方向電圧の発生位置（クランク信号の発生位置）を識別するものとする。
【００７０】
本実施形態では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinを、機関の回転速度を求めるための時間データの取り込みと、機関の定常運転時の点火位置の計測の開始とを行なうタイミングを定める基準クランク角位置として用い、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutを機関の始動時の点火位置の計測を開始する位置として用いる。
【００７１】
第２の波形整形回路４ｂは、図４（Ｄ）に示すように、エキサイタコイルが出力する正方向電圧Ｖpの発生位置で立ち下がり、正方向電圧Ｖpが消滅する位置で立ち上がる第２の矩形波信号Ｖqpを出力する。第２の矩形波信号Ｖqpは、マイクロプロセッサ３のポートＣに入力されている。本実施形態では、矩形波信号Ｖqpの立ち下がりをマイクロプロセッサに認識させることにより、エキサイタコイルが正方向電圧Ｖpを出力したことの情報を得る。
【００７２】
なお磁石発電機の構成によっては、図２０に示されているように、エキサイタコイルＥＸが第１の負方向電圧Ｖn1を出力する前に、波高値が低い正方向電圧Ｖp′を出力するが、波形整形回路４ｂのしきい値を高く設定しておくことにより、正方向電圧Ｖp′は検出しないようにすることができる。
【００７３】
マイクロプロセッサ３は、所定のプログラムを実行することにより各種の機能実現手段を構成して、内燃機関の点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える点火制御部を構成する。点火制御部の構成例を示すブロック図を図３に示した。図３において１は図２（Ａ）に示すように構成されて内燃機関ＥＮＧにより駆動される磁石式交流発電機、２は点火コイルＩＧと点火用コンデンサＣiとサイリスタからなる放電用スイッチＴhiとを備えた点火回路、２ａは磁石式交流発電機内に設けられたエキサイタコイルの正方向電圧により点火用コンデンサＣiを充電するコンデンサ充電回路である。
【００７４】
２０は点火制御部で、この点火制御部は、点火信号発生手段２１と、経過時間計測手段２２と、負方向電圧発生位置検出手段２３と、始動完了判定手段２４と、回転速度演算手段２５と、始動時点火制御手段２６と、アイドル進角制御条件判定手段２７と、アイドル進角制御手段２８と、定常運転時点火制御手段２９と、計時動作開始手段３８とにより構成される。
【００７５】
更に詳細に説明すると、点火信号発生手段２１は、点火位置検出用計時データを計測する点火タイマを備えていて、該点火タイマが点火位置検出用計時データの計測を完了したときに点火信号Ｓiを発生する。
【００７６】
計時動作開始手段３８は、電源回路５の出力電圧がマイクロプロセッサ３を動作させるために必要な電圧値に達したときに、経過時間計測手段２２に計時動作開始指令を与える手段である。
【００７７】
経過時間計測手段２２は、計時動作開始手段３８から計時動作開始指令が与えられたときにマイクロプロセッサに設けられているタイマに計時動作を開始させ、以後第１の矩形波信号Ｖqnの各立ち下がり（クランク信号）が検出される毎に、タイマの計測値を読み込んで、電源回路の出力電圧が確立してマイクロプロセッサ３が動作を開始したタイミングから始動操作開始後最初に発生した負方向電圧が検出されるまでの間の経過時間時間、及び第１の矩形波信号Ｖqnの各立ち下がり（クランク信号）が検出されてから次の立ち下がりが検出されるまでの間の経過時間（クランク信号の発生周期）を検出する手段である。
【００７８】
本実施形態で用いる経過時間計測手段２２は、内燃機関の始動操作が開始された後、波形整形回路４が出力する矩形波信号Ｖqnの立ち下がり（クランク信号）を最初に検出したとき（始動操作開始後最初に負方向電圧を検出したとき）に、タイマの現在の（始動操作開始後最初に負方向電圧が発生したときの）計測値を、エンジンの始動操作が開始された後、マイクロプロセッサが動作を開始してから負方向電圧が最初に検出されるまでの経過時間Ｔsとして読み込む。
【００７９】
経過時間計測手段２２はまた、始動操作開始後、矩形波信号Ｖqnの２番目以降の立ち下がりが検出される毎に矩形波信号Ｖqnの今回の立下がりが検出された際に読み込んだタイマの計測値から、矩形波信号Ｖqnの前回の立ち下がりが検出された際に読み込んだタイマの計測値を差し引くことにより、矩形波信号Ｖqnの前回の立ち下がり（ＣＲinまたはＣＲout）が検出されてから今回の立下がり（ＣＲoutまたはＣＲin）が検出されるまでの時間を計測する。始動操作開始後、矩形波信号Ｖqnの２番目以降の立ち下がりが検出される毎に経過時間計測手段２２により計測される時間のうち、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置（ＣＲin）が検出されてから第２の負方向電圧の発生位置（ＣＲout）が検出されるまでの時間をＴ1とし、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置（ＣＲout）が検出されてから第１の負方向電圧の発生位置（ＣＲin）が検出されるまでの時間をＴ0とする。
【００８０】
負方向電圧判定手段２３は、検出された（マイクロプロセッサのポートＡに入力された）負方向電圧が、第１の負方向電圧Ｖn1であるか第２の負方向電圧Ｖn2であるかを判定する手段である。本実施形態で用いる負方向電圧判定手段２３は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるか否かを判定する始動初期判定手段と、この始動初期判定手段により内燃機関が始動時の初期状態にあると判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第１の判定手段と、始動初期判定手段により内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第２の判定手段とからなっている。
【００８１】
上記始動初期判定手段は、例えば、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値未満のときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値以上であるときに初期状態を脱したと判定するように構成するのが好ましい。
【００８２】
上記始動初期判定手段はまた、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値未満であるときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値以上であるときに内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定するように構成することもできる。
【００８３】
本実施形態で用いる第１の判定手段は、正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が発生した後に正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、正方向電圧検出フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧Ｖn1であると判定し、正方向電圧検出フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定するように構成されている。
【００８４】
また第２の判定手段は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出されてから第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutが検出されるまでの時間Ｔ1と第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されてから次の第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されるまでの時間Ｔ0との長短から、検出された負方向電圧が第１の負方向電圧Ｖn1であるか第２の負方向電圧Ｖn2であるかを判定する手段である。
【００８５】
本実施形態で用いる第２の判定手段は、経過時間計測手段２２が前回検出した時間Ｔoldと今回検出した時間Ｔnew（図４参照）とを比較して、Ｔnew＜Ｔold／ｋ（ｋは１以上の定数）の関係が成立しないときに今回検出された負方向電圧が第１の負方向電圧である（矩形波信号の今回の立下がり位置が第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinである）と判定し、Ｔnew＜Ｔold／ｋの関係が成立したときに今回検出された負方向電圧が第２の負方向電圧である（矩形波信号の今回の立下がり位置が第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutである）と判定する。
【００８６】
経過時間計測手段２２は、負方向電圧判定手段２３により、今回検出した負方向電圧が第１の負方向電圧Ｖn1であると判定されたときに、今回取り込んだ経過時間がＴ0であることを認識し、今回検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定されたときに、今回取り込んだ経過時間がＴ1であることを認識する。
【００８７】
始動完了判定手段２４は、内燃機関が始動時の状態にあるのか始動を完了した状態にあるのかを判定する手段である。図示の始動完了判定手段２４は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置（ＣＲin）が検出される回数から内燃機関の始動操作が開始された後機関のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ−ｃｎtを検出して、この回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定値ＳＴＡＲＴＮＵＭ以下のとき（Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔ≦ＳＴＡＲＴＮＵＭのとき）に内燃機関が始動時の状態にある（始動が完了していない）と判定し、内燃機関の始動操作が開始された後該機関のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定値ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えたとき（ＳＴＡＲＴＮＵＭ＜Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔのとき）に内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成されている。
【００８８】
回転速度演算手段２５は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から内燃機関の回転速度を演算する手段である。図示の回転速度演算手段２５は、第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎に経過時間計測手段２２が計測した時間Ｔ0とＴ1とを加算して前回第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されてから今回第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されるまでの経過時間Ｔ2（第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される周期）を求め、この経過時間Ｔ2から機関の回転速度を演算する。
【００８９】
始動時点火制御手段２６は、始動完了判定手段２４により内燃機関が始動時の状態にあると判定されているときに点火信号の発生位置を制御する手段で、この始動時点火制御手段は、始動完了判定手段２４により内燃機関が始動時の状態にあると判定されているときに第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置が検出されてから第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置が検出されるまでの時間Ｔ1と第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置から第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置までの角度（発電機の構成により決まる角度。）とから求まる内燃機関の回転速度で内燃機関が第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置から始動時に適した点火位置θigs（図５参照）まで回転するのに要する時間Ｔigsを点火位置検出用計時データとして演算して該点火位置検出用計時データＴigsの計測を点火タイマに直ちに開始させる過程を、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置が検出されたときに行なって、内燃機関の点火位置を始動時に適した位置とするように制御する。
【００９０】
図示の始動時点火制御手段２６は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出されてから第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutが検出されるまでの経過時間Ｔ1と第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinから第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutまでの角度α（図５参照）とから求まる内燃機関の回転速度で内燃機関が第２の負方向電圧の発生位置から始動時に適した点火位置まで回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴigsとして演算する始動時点火位置検出用計時データ演算手段３０と、点火許否手段３１と、点火位置検出用計時データＴigsを点火信号発生手段２１を構成する点火タイマにセットしてその計測を開始させる点火タイマ制御手段３２とにより構成されている。
【００９１】
上死点位置ＴＤＣから第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutまでの角度をθoutとし、始動時の点火位置θigsを上死点位置ＴＤＣから進角側に測った進角度で表すものとすると、始動時点火位置検出用計時データＴigsは下記の式により演算される。
Ｔigs＝Ｔ1・（θout−θigs）／α …（１）
【００９２】
本発明においては、負方向電圧判定手段２３により、内燃機関の始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定されたときには、負方向電圧が最初に発生したときのタイマの計測値（マイクロプロセッサが動作を開始してから負方向電圧が最初に発生するまでの間の経過時間）Ｔsを、第１の負方向電圧Ｖn1が発生してから第２の負方向電圧Ｖn2が発生するまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように、上記始動時点火位置検出用計時データ演算手段３０が構成されている。
【００９３】
点火許否手段３１は、機関の始動時に点火動作を許可するか否かを決定する手段で、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値以上であるときに始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記比Ｔ0／Ｔ1が設定値未満であるときに始動時の点火信号の発生を禁止する。
【００９４】
本実施形態では、始動時に適した点火位置として、始動開始時に適した点火位置（上死点位置付近の位置）θigs1と、始動開始後アイドル運転に移行する際の点火位置として適した点火位置（上死点位置よりも僅かに進んだ位置）θigs2との２つの点火位置が予め設定されてＲＯＭに記憶されている。始動時点火位置検出用計時データ演算手段３０は、回転速度演算手段２５により演算された回転速度に応じて、始動時に適した点火位置として設定された２つの点火位置θig1及びθig2の中から最適の点火位置をθigsとして選択して、（１）式により始動時点火位置検出用計時データＴigsを演算する。始動時点火位置検出用計時データＴigsが演算されると、点火タイマ制御手段３２が直ちに点火タイマにその計時データＴigsをセットしてその計測を開始させる。
【００９５】
時間Ｔ1を取り込んでから始動時点火位置検出用計時データＴigsを演算するまでの過程は瞬時に行なわれるため、計時データＴigsの計測は、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutで開始されると見なすことができる。従って、機関の始動時には、図４に示したように、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutが検出された時刻から始動時点火位置検出用計時データＴigsにより与えられる時間が経過した時点のクランク角位置θigsで点火回路２のサイリスタＴhiに点火信号が与えられて点火動作が行なわれる。
【００９６】
上記のように、内燃機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が検出されたときに、最初に検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔsを第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データＴigsの演算を行うように始動時点火制御手段を構成しておくと、図４に示したように、始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であるときに、始動操作開始直後から、機関の実際の回転速度にほぼ等しい回転速度に対して初回の点火位置を検出して点火動作を行わせることができる。従って、始動操作開始後のクランク軸の１回転目から、適正なクランク角位置で点火を行わせることができる確率を高くして、機関の始動性を向上させることができる。
【００９７】
アイドル進角制御条件判定手段２７は、内燃機関の始動完了直後のアイドル回転を安定化するために内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角した位置とするアイドル進角制御を行うことを許可するための条件であるアイドル進角制御条件が成立しているか否かを判定する手段である。
【００９８】
本実施形態では、このアイドル進角制御条件判定手段２７が、アイドル進角制御手段２８による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、アイドル進角制御手段２８による点火回数が設定値を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成される。即ち、本実施形態では、点火回数によりアイドル進角制御に制限をかけ、アイドル進角制御による点火回数が設定値に達したときに該アイドル進角制御を終了させるようにしている。
【００９９】
アイドル進角制御手段２８は、アイドル進角制御条件判定手段２７によりアイドル進角制御条件が成立している（アイドル進角制御を行うことが許可されている）と判定されているときに内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるように点火信号の発生位置を制御する。
【０１００】
図示のアイドル進角制御手段２８は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速におけるアイドル進角制御用の点火位置θigiを、内燃機関の定常運転状態での当該アイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置として演算するアイドル進角制御時点火位置演算手段３３と、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速度で第１の負方向電圧Ｖn1が検出される位置からアイドル進角制御用点火位置θigiまで内燃機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴigiとして演算するアイドル進角制御用の点火位置検出用計時データ演算手段３４と、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置が検出された時に点火位置検出用計時データＴigiを点火タイマにセットして、該計時データＴigiの計測を開始させる点火タイマ制御手段３５とにより構成されていて、アイドル進角制御条件が成立しているときに、始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させる制御を行う。
【０１０１】
本実施形態で用いるアイドル進角制御時点火位置演算手段３３は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速度に対して定常運転時の点火位置を演算する定常運転時用の点火位置演算用マップを検索して求めた定常運転状態での当該アイドル回転速度における点火位置を与える進角度（上死点から進角側に測った角度）に一定の進み角度を加算することによりアイドル進角用の点火位置θigiを演算する。
【０１０２】
定常運転時点火制御手段２９は、始動完了判定手段２４により内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつアイドル進角制御条件判定手段２７によりアイドル進角制御条件が成立していないと判定されているときに点火位置を内燃機関の定常運転時に適した位置とするように点火信号の発生位置を制御する。
【０１０３】
定常運転時点火制御手段２９は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関の回転速度に対して内燃機関の定常運転時の点火位置θignを演算する過程と、周期Ｔ2から求められた内燃機関の回転速度で第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置から演算された定常運転時の点火位置θignまで機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴignとして演算する過程と、該点火位置検出用計時データＴignの計測を点火タイマに開始させる過程とを第１の負方向電圧が検出されたときに行なうように構成されている。
【０１０４】
図示の定常運転時点火制御手段２９は、１回転前に検出された周期Ｔ2を用いて回転速度演算手段２５により演算された回転速度に対して内燃機関の定常運転時の点火位置θignを演算する点火位置演算手段（図示せず。）と、新たに計測された周期Ｔ2から求められる現在の内燃機関の回転速度で第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinから演算された定常運転時の点火位置θignまで機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴignとして演算する定常時点火位置検出用計時データ演算手段３６と、演算された点火位置検出用計時データＴignの計測を点火信号発生手段２１を構成する点火タイマにセットしてその計測を開始させる点火タイマ制御手段３７とにより構成されている。
【０１０５】
上死点位置ＴＤＣから第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinまでの角度をθinとし、点火位置θignが上死点位置から進角側に測った角度で表されるとすると、定常運転時点火位置検出用計時データＴignは下記の式により演算される。
Ｔign＝Ｔ2・（θin−θign）／３６０ …（２）
【０１０６】
点火タイマ制御手段３５は、上記点火位置検出用計時データＴignを点火信号発生手段２１を構成する点火タイマにセットしてその計測を開始させる。点火信号発生手段２１は点火タイマがセットされた計時データＴignの計測を完了したときに放電用スイッチに点火信号Ｓiを与えて点火回路２に点火動作を行なわせる。
【０１０７】
従って、機関の定常運転時には、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出された時刻から定常運転時点火位置検出用計時データＴignにより与えられる時間が経過した時点のクランク角位置θignで点火回路のサイリスタＴhiに点火信号Ｓiが与えられて点火動作が行なわれる。点火位置θignは機関の回転速度等の制御条件の変化に応じて変化する。
【０１０８】
なお図４においてθimaxは定常運転時の点火位置の最大進角位置を示している。最大進角位置で点火動作を支障なく行なわせるようにするため、最大進角位置θimaxにおいて、エキサイタコイルの正方向電圧Ｖpの瞬時値が、点火用コンデンサＣiを点火動作が可能な電圧値まで充電し得る値を有しているように、エキサイタコイルの出力電圧の位相と最大進角位置との関係を設定しておく。本実施形態では、エキサイタコイルが出力する正方向電圧Ｖpのピーク位置が最大進角位置となるように設定している。
【０１０９】
本実施形態において、マイクロプロセッサ３に実行させるプログラムの要部のアルゴリズムを示すフローチャートを図５ないし図１２に示した。図５は、マイクロプロセッサのリセット時（電源確立時）に実行される処理のアルゴリズムを示したもので、この処理においては先ずステップＳ１０１でメモリを初期化した後、ステップＳ１０２に移行してメインルーチンの処理を行なう。
【０１１０】
メインルーチンでは、後記する図１０のＣＲin処理で演算された回転速度Ｎeに対する定常時の点火位置θignの演算等を行なう。点火位置θignの演算は例えば、回転速度Ｎeに対してＲＯＭに記憶された点火位置演算用マップを検索して、検索した値に補間演算を施すことにより行なう。また必要に応じてスロットルバルブ開度などの他の制御条件に対して点火位置を補正する演算を行なう。
【０１１１】
図６はメモリ初期化処理のアルゴリズムを示したもので、この初期化処理では、先ずステップＳ２０１で、マイクロプロセッサに設けられているタイマの計時動作を開始させる。次いで、ステップＳ２０２で、内燃機関の始動操作が開始された後の機関のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓ_ｃｎtを０にクリアするとともに、アイドル進角制御点火回数カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔを０にクリアする。本実施形態では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置（ＣＲin）が検出される回数を回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔとして計数する。ステップＳ２０２で回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎt及びアイドル進角制御点火回数カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔを０とした後、ステップＳ２０３で始動時判定フラグを「始動時」にセットし、アイドル進角制御判定フラグをクリアする。ステップＳ２０４でその他のメモリの初期化をする。
【０１１２】
図７は、内燃機関がストールしたか否かを判定するためにマイクロプロセッサが２msec毎に実行する２msec毎処理（エンスト時メモリ初期化処理）のアルゴリズムを示したものである。この処理においては、先ずステップＳ３０１で、前回の２msec毎処理から今回の２msec毎処理までの間に後記するＣＲin処理が行なわれたか否かを判定する。その結果、前回の２msec毎処理から今回の２msec毎処理までの間にＣＲin処理が行なわれなかったと判定された場合には、ステップＳ３０２に移行してエンスト（エンジンストール）の回数を計数するエンストカウンタの計数値をインクリメントする。またステップＳ３０１において前回の２msec毎処理から今回の２msec毎処理までの間にＣＲin処理が行なわれたと判定されたときには、ステップＳ３０３に移行してエンストカウンタの計数値をクリアする。ステップＳ３０２またはＳ３０３を実行した後、ステップＳ３０４に移行してエンストカウンタの計数値が設定回数を超えたか否かを判定し、超えていない場合には機関がストールしていないとしてメインルーチンに復帰する。またステップＳ３０４において、エンストカウンタの計数値が設定回数を超えたと判定されたときには、ステップＳ３０５に移行して図６のメモリ初期化処理を行なった後メインルーチンに復帰する。
【０１１３】
図８は、第２の波形整形回路４ｂが出力する矩形波信号Ｖqpの立下がりを検出する毎に(正方向電圧が発生する毎に)マイクロプロセッサが実行する正方向割り込み処理で、この割り込み処理では、正方向電圧検出フラグＶpＦをセットした後メインルーチンに復帰する。
【０１１４】
図９はエキサイタコイルが負方向電圧Ｖn1，Ｖn2を発生したことが検出される毎に実行される負方向割込み処理を示し、図１０は、図９の負方向割込み処理において今回発生した負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定されたとき（第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されたとき）に実行されるＣＲin処理を示している。また図１１は、図９の負方向割込み処理において、機関の状態が始動時の初期状態（始動操作開始直後の状態）にあって、マイクロプロセッサが動作を開始した後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定されたとき（第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されたとき）に実行される第１のＣＲout処理であり、図１２は、機関が始動時の初期状態を脱している状態で、図９の負方向割込み処理において、マイクロプロセッサが検出した負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定されたとき（第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されたとき）に実行される第２のＣＲout処理を示している。
【０１１５】
マイクロプロセッサ３が第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinを検出したとき及び第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutを検出したときに、メインルーチンに割込みがかけられて、図９に示した負方向割込み処理が開始される。この割込み処理のステップＳ４０１においては、前回の負方向割込み処理が行われてから今回の負方向割込み処理が行われるまでの経過時間をＴnewとしてＲＡＭに記憶させる。次いでステップＳ４０２に進んで、現在の機関の状態が始動時の初期状態であるか否かを判定する。
【０１１６】
機関の状態が始動時の初期状態であるか否かの判定においては、例えば、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が十分に小さい値に設定された設定値未満のときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値以上であるときに初期状態を脱したと判定する。
機関の状態が始動時の初期状態であるか否かの判定を行う際に用いる点火動作回数の設定値は、例えば１に設定する。
【０１１７】
ステップＳ４０２での判定においては、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値未満であるときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値（例えば３００rpm）以上であるときに内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定するようにしてもよい。
【０１１８】
ステップＳ４０２において、機関が始動時の初期状態にあると判定されたときには、ステップＳ４０３に移行して、正方向電圧検出フラグＶpＦがセットされているか否かを判定する。その結果、正方向電圧検出フラグＶpＦがセットされていると判定されたときには、ステップＳ４０４で第１のＣＲout処理を行わせた後、ステップＳ４０５で正方向電圧検出フラグＶpＦをクリアしてメインルーチンに復帰する。
【０１１９】
図９の負方向割り込み処理のステップＳ４０３において、正方向電圧検出フラグＶpＦがセットされていないと判定されたときには、ステップＳ４０６に進んで図１０に示したＣＲin処理を行わせた後、メインルーチンに復帰する。図９のステップＳ４０２において、機関が始動時の初期状態を脱していると判定されたときには、ステップＳ４０７に移行して、今回計測された経過時間Ｔnewを、前回の負方向割込み処理において同じように計測されて記憶されてこの割込み処理終了時にＴoldとされた時間に１／ｋを乗じた時間Ｔold／ｋと比較する。この比較の結果、Ｔnew＜Ｔold／ｋではない（Ｔnew≧Ｔold／ｋである）と判定された場合には、今回の負方向割込み処理が開始されたクランク角位置が第１の負方向電圧の発生位置であるとして、ステップＳ４０６に進んで図１０に示されたＣＲin処理を行なう。ステップＳ４０７でＴnew＜Ｔold／ｋであると判定された場合には、今回の割込み処理が開始されたクランク角位置が第２の負方向電圧の発生位置であるとして、ステップＳ４０８に進み、図１２に示した第２のＣＲout処理を行なわせた後、メインルーチンに復帰する。
【０１２０】
図１０のＣＲin処理においては、先ずステップＳ５０１において図９の割込み処理のステップ１で計測された時間ＴnewをＴoldとして保存し、ステップＳ５０２で前回のＣＲin処理から今回のＣＲin処理が行なわれるまでの経過時間をＴ2として演算する。次いでステップＳ５０３で経過時間Ｔ2（クランク軸が１回転するのに要した時間）から機関の回転速度Ｎeを演算し、ステップＳ５０４で始動時判定フラグが「始動時」にセットされているか否かを判定する。ステップＳ５０４で「始動時」にセットされていると判定された場合には、ステップＳ５０５に進んで機関の回転速度が始動判定速度ＳＮＣＨＮＥ以上である状態が一定期間継続しているか否かを判定する。その結果、機関の回転速度が始動判定速度以上である状態が一定期間継続していないと判定されたときには、ステップＳ５０６に進んで機関の始動操作開始後のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔを１だけインクリメントし、ステップＳ５０７で回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えているか否かを判定する。その結果、回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えていないときには、以後何もしないでこのＣＲin処理を終了してメインルーチンに復帰する。
【０１２１】
ステップＳ５０７で回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えていると判定されたときには、ステップＳ５０８で始動時の点火制御を終了し、アイドル進角制御フラグをセットしてアイドル進角制御を開始する。またステップＳ５０５で機関の回転速度が始動判定速度以上である状態が一定期間継続していると判定されたときには、ステップＳ５０９で始動時判定フラグをクリアして始動時の点火制御を終了し、アイドル進角制御フラグをセットしてアイドル進角制御を開始させる。
【０１２２】
ステップＳ５０８でアイドル進角制御を開始したとき、ステップＳ５０９においてアイドル進角制御を開始したとき、及びステップＳ５０４で、始動時判定フラグが始動時にセットされていないと判定されときには、次いでＳ５１０においてアイドル進角制御フラグが設定されているか否か（アイドル進角制御であるか否か）を判定する。その結果、アイドル進角制御フラグがセットされていると判定された場合には、ステップＳ５１１に移行する。ステップＳ５１１では、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔを１だけインクリメントし、次いでステップＳ５１２でアイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えているか否かを判定する。その結果、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えていないと判定されたとき（アイドル進角制御条件が成立しているとき）には、ステップＳ５１３に進んで、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置が検出される周期Ｔ2とクランク軸の１回転の角度３６０°とから求められる回転速度と、アイドル進角制御時の点火位置θigiとから、クランク軸が第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置から点火位置θigiまで回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴigiとして演算する。続いてステップＳ５１４で点火位置検出用計時データＴigiを点火タイマにセットして図１０のＣＲin処理を終了する。上死点位置ＴＤＣから第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinまでの角度をθinとし、点火位置θigiが上死点位置から進角側に測った角度で表されるとすると、アイドル進角制御時の点火位置検出用計時データＴigiは下記の式により演算される。
Ｔigi＝Ｔ2・（θin−θigi）／３６０ …（３）
【０１２３】
ステップＳ５１２で、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えていると判定されたときには、ステップＳ５１５に進み、アイドル進角制御フラグをクリアしてアイドル進角制御を終了する。ステップＳ５１５でアイドル進角制御を終了するための処理（アイドル進角制御フラグのクリア）を行った後、ステップＳ５１６に移行して第１の負方向電圧Ｖn1の発生周期Ｔ2（クランク軸が１回転する間の経過時間）と、前回のＣＲin処理で演算された回転速度Ｎeと、メインルーチンで演算されている定常運転時の点火位置θignとを用いて、前記（２）式により点火位置検出用計時データＴignを演算し、ステップＳ５１７でこの計時データＴignを点火タイマにセットしてその計測を開始させる。点火タイマがセットされた計時データの計測を完了すると図示しない割込み処理が実行されて、点火回路の放電用スイッチ（サイリスタＴhi）に点火信号が与えられる。
【０１２４】
上記のように、本実施形態では、機関の回転速度が始動判定速度に達していない状態でも、始動操作開始後のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えていると判定されたときには、機関が始動時の状態にはないと判定して、始動時の点火制御を終了し、アイドル進角制御を開始させる。
【０１２５】
次に図１１の第１のＣＲout処理においては、ステップＳ６０１において、今回計測したクランク信号間経過Ｔnew（マイクロプロセッサが動作を開始した後最初に負方向電圧が検出されるまでの経過時間）を、前回計測されたクランク信号間経過時間Ｔoldとして保存する。次いでステップＳ６０２において、マイクロプロセッサが動作を開始した後最初に負方向電圧が検出されるまでの経過時間を第１の負方向電圧が発生してから第２の負方向電圧が発生するまでの経過時間Ｔ1と見なして、この経過Ｔ1と第1の負方向電圧の発生位置から第２の負方向電圧の発生位置までの区間の角度（一定値）とから求めた機関の回転速度と、上死点位置付近に設定された始動時用点火位置θigs1とを用いて初回の点火位置を検出するための点火位置検出用計時データＴigsを演算する。次いでステップＳ６０３において、点火位置検出用計時データＴigsを点火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。点火タイマがセットされた計時データの計測を終了したときに図示しない割り込み処理を実行させて、初回の点火信号Ｓiを発生させる。
【０１２６】
また図１２の第２のＣＲout処理においては、先ずステップＳ７０１において今回計測したクランク信号間経過Ｔnewを、前回計測されたクランク信号間経過時間Ｔoldとして保存する。次いでステップＳ７０２に進んで、始動時判定フラグが「始動時」にセットされているか否かを判定し、「始動時」にセットされていると判定されたとき（機関が始動時の状態にあると判定されたとき）にステップＳ７０３に進んで、演算されている回転速度Ｎeが設定回転速度ＩＧＣＨＮＥ未満であるか否かを判定する。その結果、回転速度Ｎeが設定回転速度ＩＧＣＨＮＥ未満であると判定されたときには、ステップＳ７０４に進んで第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの経過時間Ｔ1（図１２のクランク割込み処理を開始する際に計測されたクランク信号間経過時間）と機関の上死点位置付近に設定された第１の始動時用点火位置θigs1とを用いて始動時の点火位置検出用計時データＴigsを演算する。これに対し、ステップＳ７０３で回転速度Ｎeが設定回転速度ＩＧＣＨＮＥ以上になっていると判定されたときには、ステップＳ７０５に進んで経過時間Ｔ1と機関の上死点位置よりも僅かに進角した位置（アイドル回転時の点火位置として適した点火位置）に設定された第２の始動時用点火位置θigs2とを用いて始動時の点火位置検出用計時データＴigsを演算する。
【０１２７】
ステップＳ７０４またはＳ７０５を行なった後、ステップＳ７０６に進んで、第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値ＤＩＳＩＧＲＴ未満であるか否かを判定する。その結果、比Ｔ0／Ｔ1が設定値ＤＩＳＩＧＲＴ未満ではないと判定されたときにはステップＳ７０７に進んで、ステップＳ７０４またはＳ７０５で演算された計時データＴigsを点火タイマにセットしてこのＣＲout処理を終了する。ステップＳ７０６で比Ｔ0／Ｔ1が設定値ＤＩＳＩＧＲＴ未満であると判定されたときにはステップＳ７０８に進んで、ステップＳ７０４またはＳ７０５で演算された計時データＴigsを点火タイマにセットするのを禁止して、点火動作を停止した後このＣＲout処理を終了する。ステップＳ７０２で始動時判定フラグが「始動時」にセットされていないと判定されたときには、以後何もしないでこのＣＲout処理を終了する。
【０１２８】
本実施形態では、図６のステップＳ２０１により図３の計時動作開始手段３８が構成され、図９の割込み処理のステップＳ４０１により図３に示した経過時間計測手段２２が、また図９の割込み処理のステップＳ４０３及びＳ４０７により、負方向電圧判定手段２３がそれぞれ構成される。更に、図６のメモリ初期化処理のステップＳ２０２と、図１０のＣＲin処理のステップＳ５０４，Ｓ５０５，Ｓ５０６及びＳ５０７と、図１２の第２のＣＲout処理のステップＳ７０２及びＳ７０３とにより、始動完了判定手段２４が構成され、図１０のＣＲin処理のステップＳ５０３により回転速度演算手段２５が構成される。
【０１２９】
また図１２のＣＲout処理のステップＳ７０４及びＳ７０５により始動時点火位置検出用計時データ演算手段３０が構成され、図１２のＣＲout処理のステップＳ７０６及びＳ７０８により点火許否手段３１が構成されている。更に図１２のＣＲout処理のステップＳ７０７により点火タイマ制御手段３２が構成されている。また図１０のＣＲin処理のステップＳ５１６により定常時点火位置検出用計時データ演算手段３６が構成され、図１０のステップＳ５１７により、点火タイマ制御手段３７が構成されている。
【０１３０】
更に、図１０のＣＲin処理のステップＳ５１２により、アイドル進角制御条件判定手段２７が構成され、図１０のＣＲin処理のステップＳ５１３により、アイドル進角制御用の点火位置検出用計時データ演算手段３４が構成される。また図１０のＣＲin処理のステップＳ５１４により、点火タイマ制御手段３５が構成される。
【０１３１】
上記のように、本実施形態の点火装置においては、機関の始動操作が開始され、電源回路５の出力電圧が確立した後、最初に負方向電圧が検出されたときに、その負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔsを第１の負方向電圧が発生してから第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データＴigsの演算を行う。従って、図４に示したように、始動操作開始後最初に検出される負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であるときに、始動操作開始直後から、機関の実際の回転速度にほぼ等しい回転速度に応じて初回の点火位置を検出して点火動作を行わせることができ、始動操作開始後のクランク軸の１回転目から、適正なクランク角位置で点火を行わせることができる確率を高くして、機関の始動性を向上させることができる。
【０１３２】
また本発明においては、内燃機関が始動時の状態にあるときに、第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されてから第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されるまでの経過時間Ｔ1から得られる機関の回転速度の情報を用いて機関の始動時の点火位置を検出するための計時データＴigsを求め、この計時データＴigsの計測を直ちに開始させることにより始動時の点火位置を検出して始動時の点火信号を発生させるため、機関のクランク軸の回転速度が細かく変動する機関の始動時に、始動時の点火位置の直前に求めた機関の回転速度情報に基づいて始動時の点火位置を検出するることができる。そのため、始動時の点火位置を正確に検出して、機関の始動性を向上させることができる。
【０１３３】
また上記のように構成すると、機関の始動時の点火位置を、第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutよりも更に遅れた位置（エキサイタコイルが交流電圧を発生する区間を越えた位置）に設定できるため、点火位置の進角幅を広くとることができる。
【０１３４】
また本実施形態では、機関が始動時の状態にあると判定されているときに、点火許否手段３１が、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値以上であるときに始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記比Ｔ0／Ｔ1が設定値未満であるときに始動時の点火信号の発生を禁止する。従って、始動操作を開始した後、操作力の不足によりクランキングの速度が低くなったときに点火動作が行なわれるのを禁止することができ、人力により機関を始動する際にピストンが上死点を越えることができなくなって押し戻される現象（ケッチン）が生じるのを防いで安全性を高めることができる。上記経過時間の比Ｔ0／Ｔ1と比較する設定値は、ケッチンが生じるおそれがある程度にクランキング速度が不足したときに、Ｔ0／Ｔ1＜設定値の関係が成立するような値に設定しておく。
【０１３５】
なお点火許否手段は、第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されてから第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されるまでの時間Ｔ1が設定値以下であるときに始動時の点火信号の発生を許可し、時間Ｔ1が設定値を超えているときに始動時の点火信号の発生を禁止するように構成してもよい。
【０１３６】
本実施形態においては、内燃機関が始動を完了した状態にあると判定されたとき、及び機関の始動は完了していないが、始動操作開始後の機関の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えていると判定されたときに、定常運転時の点火制御に移行する前に、アイドル進角制御を開始させて、第１の負方向電圧の発生位置ＣＲin（基準クランク角位置）で計測された第１の負方向電圧の発生位置の検出周期Ｔ2から検出した現在の回転速度を用いて、基準クランク角位置からアイドル進角制御時の点火位置θigiまで機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴigiとして演算し、この計時データを点火タイマに計測させることによりアイドル進角制御用の点火信号を発生させる。
【０１３７】
本実施形態では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置が検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速度に対して既に演算されている定常運転時の当該アイドル回転速度での点火位置を与える進角度に一定の進み角度を加算した進角度を有する点火位置（内燃機関の定常運転時の当該アイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置）をアイドル進角制御用の点火位置θigiとしている。
【０１３８】
なお、本発明は、アイドル進角制御時点火位置演算手段３３を上記のように構成する場合に限定されない。例えば、アイドル進角制御専用の点火位置演算マップを用意しておいて、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置が検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速度に対して該アイドル進角制御専用の点火位置演算マップを検索することにより、アイドル進角用の点火位置θigiを演算するように構成してもよい。またアイドル進角制御時点火位置演算手段３３を特に設けることなく、アイドル進角制御時の点火位置を固定値としてもよい。
【０１３９】
アイドル進角制御は、アイドル進角制御点火回数カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔが設定値ＩＤＬＥＮＵＭに達するまで（アイドル進角制御用の点火位置θigiでの点火が設定回数行われるまでの間）実行される。アイドル進角制御点火回数カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔが設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えたときに、図１０のＣＲin処理のステップＳ５１５でアイドル進角制御フラグをクリアしてアイドル進角制御を終了し、定常運転時の点火制御に移行する。
【０１４０】
定常運転時の点火制御では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置から、既に演算されている定常運転時の点火位置（１回転前に演算された回転速度を含む制御条件に対して演算されている点火位置）θignまで機関が回転するのに要する時間を、今回の第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置で周期Ｔ2から求めた回転速度を用いて、点火位置検出用計時データＴignとして演算し、この計時データを点火タイマに計測させることにより点火信号を発生させる。従って、機関の定常運転状態では、回転速度に対して演算され、必要に応じて他の制御条件に対して修正された点火位置で機関が点火される。
【０１４１】
上記のように、内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつアイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御を行う条件が成立していると判定されているときに内燃機関の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるように点火信号の発生位置を制御するアイドル進角制御手段を設けておくと、始動完了直後のアイドル回転時に機関の回転速度が落ち込むのを防いで、機関の回転を維持することができるため、寒冷時など、機関の回転が不安定になる状況下でも、機関の始動直後のアイドル運転を短時間で安定化することができる。
【０１４２】
またアイドル進角制御は、所定のアイドル進角制御条件が成立しているとき（上記の例では、アイドル進角制御用の点火位置での点火回数が設定値を超えていないという条件が成立しているとき）にのみ行うので、始動直後のアイドル回転速度が不必要に上昇するのを防ぐことができる。
【０１４３】
本実施形態においては、図１２に示されているように、始動時に適した点火位置として、上死点位置に近い第１の始動時用点火位置θigs1と、この第１の始動時用点火位置よりも進角した第２の始動時用点火位置（アイドル回転時の点火位置として適した点火位置）θigs2との２つの始動時用点火位置を設定するとともに、これらの始動時用点火位置を切り換える点火位置切換回転速度ＩＧＣＨＮＥと、機関が始動時の運転状態にあるか否かを判定するための始動判定速度ＳＮＣＨＮＥとを設定して、ＩＧＣＨＮＥ＞回転速度であるときに上死点位置に近い第１の始動時用点火位置θigs1で点火を行なわせ、ＩＧＣＨＮＥ≦回転速度＜ＳＮＣＨＮＥのときに第２の始動時用点火位置θigs2で点火動作を行なわせるようにしたので、スタータモータを用いてクランキングを行なうことにより機関を始動させる場合に、クランキングの脈動により、ケッチンが発生するのを防ぐことができる。しかしながら、本発明は、上記のように始動時用点火位置を複数個設定する場合に限定されるものではなく、上死点位置に近い位置に始動時に適した点火位置を一つだけ設定するようにしても良い。
【０１４４】
上記の実施形態では、アイドル進角制御用の点火位置での点火回数が設定値を超えていないことをアイドル進角制御条件（アイドル進角制御を許可するための条件）としたが、アイドル進角制御が行われている時間が設定時間を超えていないこと、またはアイドル進角制御時に機関の回転速度が設定速度を超えないことをアイドル進角制御条件としても良い。
【０１４５】
図１３ないし図１５は、アイドル進角制御が行われている時間が設定時間を超えていないことをアイドル進角制御条件とする本発明の第２の実施形態において、マイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムを示したものである。図１３はマイクロプロセッサが起動した直後に実行されるメモリ初期化処理のアルゴリズムを示したフローチャートであり、図１４は、本発明の第２の実施形態において２msec毎にマイクロプロセッサが実行する２msec毎処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。また図１５は、同実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。本実施形態において、電源投入時の処理、正方向割り込み処理、負方向割り込み処理、第１のＣＲout処理及び第２のＣＲout処理はそれぞれ図５、図８、図９、図１１及び図１２に示したものと同一である。
【０１４６】
図１３に示したメモリ初期化処理では、ステップＳ２０３でアイドル進角制御時間カウンタＩｄｌｅｔ_ｃｎｔの計数値をクリアする。図１３に示した処理のその他の点は、図６に示したメモリ初期化処理と同様である。
【０１４７】
図１４の２msec毎処理において、ステップＳ３０１からＳ３０５までの処理は図７に示した２msec毎処理と同様である。図１４のステップＳ３０５でメモリの初期化を行った後、ステップＳ３０６で現在の制御がアイドル進角制御であるか否か（アイドル進角制御フラグがセットされているか否か）を判定し、アイドル進角制御である場合には、ステップＳ３０７でアイドル進角制御時間カウンタの計数値Ｉｄｌｅｔ_ｃｎｔを１だけインクリメントした後、ステップＳ３０８でＩｄｌｅｔ_ｃｎｔ＞ＩＤＬＥＴＩＭＥであるか否かを判定する。その結果、アイドル進角制御時間カウンタの計数値Ｉｄｌｅｔ_ｃｎｔが設定値ＩＤＬＥＴＩＭＥ以下であると判定されたときにはこの処理を終了してアイドル進角制御を続行させ、アイドル進角制御時間カウンタの計数値Ｉｄｌｅｔ_ｃｎｔが設定値ＩＤＬＥＴＩＭＥを超えたときにステップＳ３０９を実行してアイドル進角制御を終了する。
【０１４８】
図１５のＣＲin処理において、ステップＳ５０１ないしＳ５１０の処理は図１０のＣＲin処理と同様である。図１５のステップＳ５１０において現在の制御がアイドル進角制御であると判定されたときには、ステップＳ５１３に移行して、第１の負方向電圧Ｖn1の発生周期Ｔ2から検出した機関の回転速度とアイドル進角制御時の点火位置θigiとから、点火位置検出用計時データＴigiを演算し、ステップＳ５１４で点火位置検出用計時データＴigiを点火タイマにセットしてこのＣＲin処理を終了する。またステップＳ５１０で現在の制御がアイドル進角制御でないと判定されたときには、ステップＳ５１６で第１の負方向電圧の発生周期Ｔ2と既に演算されている定常運転時の点火位置θignとから点火位置検出用計時データＴignを演算し、ステップＳ５１７においてこの計時データＴignを点火タイマにセットしてこのＣＲin処理を終了する。
【０１４９】
本実施形態では、図１４の２msec毎処理のステップＳ３０８により、アイドル進角制御条件判定手段２７が構成される。また、図１５のＣＲin処理のステップＳ５１３により、アイドル進角制御用の点火位置検出用計時データ演算手段３４が構成され、ステップＳ５１４により、点火タイマ制御手段３５が構成される。
【０１５０】
図１６は本発明の第３の実施形態において、エキサイタコイルが発生した第１の負方向電圧Ｖn1が検出される毎にマイクロプロセッサに実行させるＣＲin処理のアルゴリズムを示したものである。電源投入時の処理、メモリ初期化処理、２msec毎処理、正方向割り込み処理、負方向割り込み処理、第１のＣＲout処理及び第２のＣＲout処理のアルゴリズムはそれぞれ図５、図６、図７、図８、図９、図１１及び図１２に示したものと同様である。
【０１５１】
図１６に示したＣＲin処理は、図１０に示したＣＲin処理にステップＳ５１８を追加したものである。図１６に示したＣＲin処理による場合には、ステップＳ５１０で現在の制御がアイドル進角制御であると判定されたときにステップＳ５１８で機関の回転速度が設定された一定期間の間継続してアイドル進角制御判定速度以上になっているか否かを判定する。その結果、機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が未だ一定の期間に達していないと判定されたときに、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔを１だけインクリメントするステップＳ５１１に進む。ステップＳ５１８で機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達していると判定されたときにはステップＳ５１５に移行してアイドル進角制御を終了する。その他の点は図１２に示したＣＲin処理と同様である。
【０１５２】
本実施形態では、ステップＳ５１８とステップＳ５１１とステップＳ５１２とによりアイドル進角制御条件判定手段２７が構成される。このアイドル進角制御条件判定手段は、内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつアイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭ以下であるときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達したとき、及び内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達してはいないが、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えたときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定する。
【０１５３】
図１７は、本発明の第４の実施形態においてマイクロプロセッサに実行させるＣＲin処理のアルゴリズムを示したものである。本実施形態において、電源投入時の処理、正方向割り込み処理、負方向割り込み処理、第１のＣＲout処理及び第２のＣＲout処理のアルゴリズムは、第１の実施形態のものと同様である。またメモリ初期化処理は、図１３に示した第２の実施形態のメモリ初期化処理と同一であり、２msec毎処理は、図１４に示した第２の実施形態の２msec毎処理と同一である。
【０１５４】
図１７に示したＣＲin処理は、図１６に示したＣＲin処理からステップＳ５１１及びＳ５１２を省略して、ステップＳ５１８において、機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達していないと判定されたときにアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データＴigiを演算するステップＳ５１３に移行させ、ステップＳ５１８において、機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達したと判定されたときにアイドル進角制御を終了させるステップＳ５１５に移行させるようにしたものである。その他の点は第１の実施形態におけるＣＲin処理と同様である。
【０１５５】
図１７に示すようにＣＲin処理を構成した場合には、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達していないときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するようにアイドル進角制御条件判定手段２７が構成される。
【０１５６】
上記第３の実施形態のように、内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつアイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにのみアイドル進角制御を行わせるようにするか、または第４の実施形態のように、内燃機関の回転速度がアイドル進角制御判定速度以上になっている状態が設定された判定時間の間継続するようになるまでの間だけアイドル進角制御を行わせるようにすると、アイドル進角制御を行うことにより機関の回転速度が急上昇する事態が生じるのを確実に防ぐことができるため、運転者に違和感を与えることなく、機関の始動直後のアイドル運転を短時間で安定化することができる。
【０１５７】
図１８及び図１９は、本発明の第５の実施形態において、マイクロプロセッサに実行させるＣＲin処理及び第２のＣＲout処理のアルゴリズムを示したものである。本実施形態において、電源投入時の処理、メモリ初期化処理、２msec毎処理、正方向割り込み処理、負方向割り込み処理及び第１のＣＲout処理のアルゴリズムはそれぞれ図５、図６、図７、図８、図１０及び図１１に示した第１に実施形態のものと同一である。本実施形態では、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置がアイドル進角制御時の点火位置よりも進角した位置に設定されている。
【０１５８】
図１８に示したＣＲin処理は、図１０に示したＣＲin処理からステップＳ５１３及びＳ５１４を省略したものに相当する。図１８に示したＣＲin処理では、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔをインクリメントするステップＳ５１１と、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭ以下の時にアイドル進角制御を行わせ、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えたときにアイドル進角制御を終了する過程のみを行わせる。即ち、本実施形態のＣＲin処理では、アイドル進角制御の開始及び終了の判定のみを行わせる。
【０１５９】
図１９に示した第２のＣＲout処理では、ステップＳ７０２で始動時ではないと判定されたときにステップＳ７０９を実行して現在の制御がアイドル進角制御であるか否か（アイドル進角制御フラグがセットされているか否か）を判定する。その結果、アイドル進角制御であると判定されたときにステップ７１０を実行して第１の負方向電圧Ｖn1が発生してから第２の負方向電圧Ｖn2が発生するまでの時間Ｔ1と、アイドル進角制御時の点火位置θigiとによりアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データＴigiを演算し、ステップＳ７１１で演算した点火位置検出用計時データＴigiを直ちに点火タイマにセットする。その他の点は第１の実施形態と同様である。
【０１６０】
図１９に示したように、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置をアイドル進角制御時の点火位置θigiよりも進角した位置に設定しておいて、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置でアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データＴigiの計測を開始させるようにすると、点火位置検出用計時データＴigiを点火タイマにセットしてから点火動作を行わせるまでの時間を短縮することができるため、機関の回転の脈動の影響を少なくして、アイドル進角制御時の点火位置を正確に定めることができ、アイドル進角制御を的確に行うことができる。
【０１６１】
図１８及び図１９に示した実施形態においては、図１８のステップＳ５１２によりアイドル進角制御条件判定手段２７が構成され、図１９のステップＳ７１０及びＳ７１１によりそれぞれアイドル進角制御時点火位置検出用計時データ演算手段３４及び点火タイマ制御手段３５が構成される。
【０１６２】
上記の各実施形態においては、始動時に適した点火位置として、上死点位置に近い第１の始動時用点火位置θigs1と、この第１の始動時用点火位置よりも進角した第２の始動時用点火位置（アイドル回転時の点火位置として適した点火位置）θigs2との２つの始動時用点火位置を設定するとともに、これらの始動時用点火位置を切り換える点火位置切換回転速度ＩＧＣＨＮＥと、機関が始動時の運転状態にあるか否かを判定するための始動判定速度ＳＮＣＨＮＥとを設定して、ＩＧＣＨＮＥ＞回転速度のときに上死点位置に近い第１の始動時用点火位置θigs1で点火を行なわせ、ＩＧＣＨＮＥ≦回転速度＜ＳＮＣＨＮＥのときに第２の始動時用点火位置θigs2で点火動作を行なわせるようにしたので、スタータモータを用いてクランキングを行なうことにより機関を始動させる場合に、クランキングの脈動により、ケッチンが発生するのを防ぐことができる。しかしながら、本発明は、上記のように始動時用点火位置を複数個設定する場合に限定されるものではなく、上死点位置に近い位置に始動時に適した点火位置を一つだけ設定するようにしても良い。
【０１６３】
図１に示した例では、エキサイタコイルが負方向電圧を発生したときにＨレベルからＬレベルに立ち下がる波形の矩形波信号Ｖqnを用いているが、エキサイタコイルが負方向電圧を発生したときにＬレベルからＨレベルに立上がる波形の矩形波信号Ｖqnを発生させて、この矩形波信号の立上がりで負方向電圧の発生を検出するようにしてもよいのはもちろんである。
【０１６４】
上記の実施形態では、図２（Ａ）に示したように、非磁性材料からなるフライホイールに永久磁石と磁路構成部材とを鋳込んで２極の磁石界磁を構成したフライホイール磁石回転子１１を備えた磁石式交流発電機を用いたが、図２（Ｂ）に示したように、鉄製のフライホイール１３′の外周に形成した凹部１３ａ内に永久磁石１７を固定して、該永久磁石をフライホイールの径方向に着磁することにより３極の磁石界磁を構成したフライホイール磁石回転子１１′と、磁石界磁の磁極に対向する磁極部１６ａ，１６ｂを両端に有するコの字形鉄心１６にエキサイタコイルＥＸを巻回した固定子１２とからなる磁石式交流発電機１を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【０１６５】
図３に示した実施形態では、始動時点火制御手段２６に点火許否手段を設けているが、この点火許否手段は省略することもできる。
【０１６６】
上記の各実施形態では、ＣＲin処理において、機関の始動開始時からのクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔを設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭと比較して、回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えているときには機関の回転速度が始動判定速度に達していなくても定常運転時の制御に移行させるようにしているが、ＣＲin処理において、ステップＳ５０６及びＳ５０７を省略して、回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔを設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭと比較する過程を行なうことなく、単に機関の回転速度が始動判定速度に達しているか否かを判定することにより機関の運転状態が始動時の状態にあるか定常運転時の状態にあるのかを判定するようにしてもよい。
【０１６７】
上記の実施形態では、内燃機関が定常運転状態になった後もエキサイタコイルの第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutでの処理を行なうようにしているが、機関が定常運転状態になった後は、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutでの処理を行なわないように、ソフトウェアまたはハードウェアを構成してもよい。
【０１６８】
上記の実施形態では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される回数をカウントすることにより始動操作開始時からのクランク軸の回転回数を検出するようにしているが、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutが検出される回数をカウントすることにより始動操作開始時からのクランク軸の回転回数を検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明に係わる点火装置のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明で用いることができる磁石式交流発電機の異なる構成例を概略的に示した構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の点火制御部の構成を含む全体的な構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の実施形態において始動操作開始直後にエキサイタコイルが出力する電圧の波形と、電源回路が出力する電圧の波形と、第１及び第２の波形整形回路が出力するパルス波形と、点火信号の波形とを示した波形図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、マイクロプロセッサの電源投入時に実行される処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態においてマイクロプロセッサが起動した直後に実行されるメモリ初期化処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態において、２msec毎にマイクロプロセッサが実行する処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態においてエキサイタコイルが正方向電圧を出力する毎に実行される正方向割り込み処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態において、エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出される毎にマイクロプロセッサが実行する負方向割込み処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態において、始動操作開始直後の初期状態で第２の負方向電圧が検出されたときに実行される第１のＣＲout処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態において、機関が始動時の初期状態を脱したときにエキサイタコイルが出力する第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出される毎にマイクロプロセッサが実行する第２のＣＲout処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態においてマイクロプロセッサが起動した直後に実行されるメモリ初期化処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態において２msec毎にマイクロプロセッサが実行する処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１７】本発明の第４の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１８】本発明の第５の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１９】本発明の第５の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出される毎にマイクロプロセッサが実行する第２のＣＲout処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図２０】従来の点火装置の動作を説明するために用いるエキサイタコイルの出力電圧波形を示した波形図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１ 磁石式交流発電機
２ 点火回路
３ マイクロプロセッサ
４ａ 第１の波形整形回路
４ｂ 第２の波形整形回路
２０ 点火制御部
２１ 点火信号発生手段
２２ 経過時間計測手段
２３ 負方向電圧判定手段
２４ 始動完了判定手段
２５ 回転速度演算手段
２６ 始動時点火制御手段
２７ アイドル進角制御条件判定手段
２８ アイドル進角制御手段
２９ 定常運転時点火制御手段
３０ 始動時点火位置検出用計時データ演算手段
３１ 点火許否手段
３２ 点火タイマ制御手段
３３ アイドル進角制御時点火位置演算手段
３４ 点火位置検出用計時データ演算手段
３５ 点火タイマ制御手段
３６ 定常時点火位置検出用計時データ演算手段
３７ 点火タイマ制御手段
３８ 計時動作開始手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサ放電式の内燃機関用点火装置は、点火コイルと、点火コイルの一次側に設けられて点火用電源の出力で一方の極性に充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられたときに導通状態になって点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイルの一次コイルを通して放電させる放電用スイッチと、内燃機関の点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える点火制御部とにより構成される。点火用電源としては、機関に取り付けられた磁石式交流発電機に設けられたエキサイタコイルが多く用いられている。
【０００３】
最近の内燃機関駆動車両や内燃機関駆動機器においては、機関が発生する騒音の低減、排気ガスの浄化、効率のよい運転などを可能にするために、機関の回転速度を含む各種の制御条件に対して機関の点火位置（点火動作を行なわせるクランク角位置）を複雑に制御することが必要になっている。そのため、低コストであることを重視する内燃機関においても、マイクロプロセッサを用いた点火制御部を備えた点火装置が用いられるようになっている。
【０００４】
マイクロプロセッサを用いて、点火位置を制御する場合には、何らかの方法で機関の特定のクランク角位置の情報、例えば、機関のクランク角位置が上死点位置（ピストンが上死点に達した時のクランク角位置）に対して一定の関係を有する基準クランク角位置に一致したことを示すクランク角情報を得て、そのクランク角情報に基づいて機関の回転速度を演算し、演算された回転速度を含む各種の制御条件に対して機関の点火位置を演算する。機関の点火位置は、基準クランク角位置から点火位置までの角度、または、機関の上死点から点火位置までの進角度として演算される。演算された点火位置を示す角度は、その時の機関の回転速度を用いて点火位置検出用計時データに変換される。点火位置検出用計時データは、その時の回転速度で基準クランク角位置から点火位置まで機関が回転するのに要する時間（マイクロプロセッサ内のタイマに計測させる時間）である。点火制御部は、基準クランク角位置を示す信号が発生したときに機関のクランク角位置が基準クランク角位置に一致したと認識して点火位置計測用データを点火位置計測用タイマ（点火タイマという。）にセットし、点火タイマがセットした計時データの計測を完了したときに点火信号を発生させる。
【０００５】
機関のクランク角情報を得るための信号源としては、機関の基準クランク角位置でパルス信号を発生するパルサ（パルス信号発生器）が用いられている。しかし、低コストであることを重視する場合には、パルサを省略することを要請されることがある。
【０００６】
パルサを省略した、いわゆるパルサレス方式の点火装置として、例えば特許文献１に示されているように、点火用コンデンサの充電用電源として設けられているエキサイタコイルの出力電圧からクランク角情報を得るようにしたものがある。エキサイタコイルの出力電圧からクランク角情報を得る場合には、図２０に示されているように、エキサイタコイルが、点火用コンデンサを充電するために十分な大きさの波高値を有する正方向電圧Ｖpからなる半波と、この正方向電圧の前後にそれぞれ発生する第１及び第２の負方向電圧Ｖn1及びＶn2からなる半波とを有する波形の交流電圧を、機関の正回転時にクランク軸が１回転する間に１気筒に対して１回だけ発生するように磁石発電機が構成される。
【０００７】
特許文献１に示された点火装置においては、第２の負方向電圧Ｖn2が機関の上死点位置（機関のピストンが上死点に達したときのクランク角位置）ＴＤＣの直前に発生するように設定されていて、第２の負方向電圧Ｖn2の大きさがピークを過ぎた後設定レベルＶs1まで低下した時のクランク角位置θi0を始動時の点火位置とし、第２の負方向電圧Ｖn2のピーク位置に相当するクランク角位置θi1をアイドル運転時の点火位置としている。また正方向電圧Ｖpを設定電圧Ｖs2と比較して、正方向電圧Ｖpが設定電圧Ｖs2に等しくなる時のクランク角位置を基準クランク角位置θsとして検出するようにしている。基準クランク角位置θsは、機関の回転速度を求めるための時間データの取り込みと、演算された点火位置の計測の開始とを行なう位置であり、進角幅が最大になったときの点火位置よりも更に進角側の位置に設定される。
【０００８】
マイクロプロセッサは、基準クランク角位置θsが検出される毎にタイマが計測している時間を取り込んで前回基準クランク角位置が検出されてから今回基準クランク角位置が検出されるまでの時間（クランク軸が１回転するのに要した時間）を回転速度検出用時間データとして求め、この時間データから機関の回転速度を演算する。マイクロプロセッサはまた、演算された回転速度を含む制御条件に対して機関の点火位置を演算するとともに、その時の回転速度で基準クランク角位置から演算した点火位置まで機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データとして求め、基準クランク角位置でこの計時データを点火タイマにセットしてその計測を開始させる。
【０００９】
従来のこの種の点火装置では、機関の始動時に始動時点火制御を行い、機関の始動が完了したことが検出されたときに直ちに定常運転時点火制御に移行するようにしている。始動時点火制御では、始動時の点火位置に相当するクランク角位置が検出されたときに点火信号を発生させて点火動作を行なわせ、機関の回転速度が始動完了判定速度以上になったときに定常運転時点火制御に移行させる。定常運転時点火制御においては、機関のアイドル運転時に、クランク角位置θi1で点火信号を発生させて点火動作を行なわせ、非アイドル運転時には機関の回転速度等の制御条件に対して演算された点火位置で点火信号を発生させて点火動作を行なわせる。
【００１０】
なお本明細書において、内燃機関の始動時とは、始動操作の開始時から機関の始動が完了して機関が回転を維持できるようになるまでの過渡期間を意味する。
【００１１】
従来のパルサレス方式の点火装置において、図２０の基準クランク角位置θsで点火タイマにセットする点火位置検出用計時データは、機関の１回転前に計測された回転速度検出用時間データから演算された回転速度に基づいて演算された計時データであった。機関の定常運転時には、クランク軸の回転速度が安定しているため、１回転前に計測された回転速度検出用時間データから演算された回転速度に基づいて求めた点火位置検出用計時データを用いてもなんら問題がないが、機関の始動時には、クランク軸の回転速度が機関の行程変化に伴って細かく変動するため、機関の１回転前に計測された回転速度検出用時間データから演算された回転速度に基づいて点火位置検出用計時データを求めた場合には、機関の始動時の点火位置が的確性を欠き、機関の始動性が悪くなるのを避けられなかった。
【００１２】
そこで、本出願人は、特許文献２に示されているように、機関の始動時に、点火位置の直前で求めた機関の回転速度情報に基づいて点火位置を決定することができるようにして、機関の始動性を向上させたパルサレス方式の内燃機関用点火装置を提案した。この既提案の点火装置においては、内燃機関が始動時の状態にあるときに、第２の負方向電圧の発生位置において、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間を計測して、この時間から得られる機関の回転速度の情報を用いて機関の始動時の点火位置検出用計時データを求め、この計時データの計測を直ちに開始させることにより始動時の点火位置を検出して点火信号を発生させるようにしている。
【００１３】
この既提案の点火装置によれば、クランク軸の回転速度が細かく変動する機関の始動時に、点火位置の直前に求めた機関の回転速度情報に基づいて点火位置を定めることができるため、始動時の点火位置を正確に定めて機関の回転を安定させ、機関の始動性を向上させることができる。
【００１４】
しかしながら、特許文献２に示された既提案の点火装置では、機関の始動操作を開始した後、負方向電圧が２回発生しないと機関の回転速度の演算を行うことができない。回転速度の演算ができないと、点火信号を発生させることができないため、既提案の点火装置では、始動操作が開始された後、クランク軸の最初の１回転目で点火を行わせることができないことがあり、機関の始動性が悪くなることがあった。
【００１５】
また、特許文献３に記載されているように、機関の始動時の回転速度（クランキング速度）に相当する回転周期のデータを固定値として記憶させておいて、このデータを用いて、始動時の初回の点火位置を求めるようにした始動装置も提案されている。
【特許文献１】特開２００３−３０７１７１号公報
【特許文献２】特開２００６−２１４３３９号公報
【特許文献３】特開２００５−２６４７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
機関の始動時の回転速度が常に一定であれば、特許文献３に記載された発明のように、機関の始動時の回転速度（クランキング速度）に相当する回転周期のデータを固定値としても、始動時の初回の点火位置を的確に定めることができる。
【００１７】
しかしながら実際には、機関のクランキング速度は一定とは限らないため、特許文献３に示された始動装置では、始動操作開始後最初に点火を行わせる位置を的確に定めることができないことがあり、機関の始動性が悪くなることがあった。特に始動装置としてリコイルスタータを用いる場合には、運転者がスタータのロープを引っ張る際の力の加え加減により、クランク軸の回転速度が大幅に変動する。また機関のクランキング速度は、機関の潤滑油の粘度の影響を大きく受けるため、機関の始動時の周囲温度によってもクランキング速度が大きく異なる。
【００１８】
そのため、特許文献３に示された始動装置によった場合には、始動操作開始後最初に点火を行わせるクランク角位置が、適正な範囲から大幅にずれることが多く、機関の始動性が悪くなるのを避けられない。
【００１９】
本発明の目的は、機関の始動時の点火位置を正確に定めて機関の始動性を向上させることができるようにした内燃機関用点火装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、内燃機関と同期回転する交流発電機内に設けられて、正方向電圧からなる半波と該正方向電圧からなる半波の前後にそれぞれ現れる第１及び第２の負方向電圧からなる半波とを有する交流電圧を内燃機関のクランク軸の１回転当たり１回発生するエキサイタコイルと、点火コイルの一次側に設けられて正方向電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられたときに導通して点火用コンデンサに蓄積された電荷を点火コイル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、エキサイタコイルの第１及び第２の負方向電圧により電源コンデンサを充電して制御用直流電圧を生成する電源回路と、電源回路が出力する直流電圧を電源電圧として動作するマイクロプロセッサを用いて内燃機関の点火位置を制御する点火制御部とを備えた内燃機関用点火装置を対象とする。
【００２１】
本発明においては、上記点火制御部が、電源回路の出力が確立してマイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる計時動作開始手段と、エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する負方向電圧判定手段と、内燃機関が始動時の状態にあるときに負方向電圧判定手段が第１の負方向電圧を検出してから第２の負方向電圧を検出するまでの時間Ｔ1から求めた回転速度で第２の負方向電圧が検出されたクランク角位置から始動時に適した点火位置まで内燃機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データとして第２の負方向電圧が検出されたときに演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を直ちに開始させることにより内燃機関の点火位置を始動時に適したクランク角位置とするように点火信号の発生位置を制御する始動時点火制御手段を備えている。
【００２２】
上記始動時点火制御手段は、内燃機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が検出されたときに、該最初に検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、第２の負方向電圧であると判定したときに、タイマの計測値（マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が検出されるまでの時間）Ｔsを第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように構成されている。
【００２３】
上記のように、内燃機関が始動時の状態にあるときに、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1を計測して、この時間から得られる機関の回転速度の情報を用いて機関の始動時の点火位置を検出するための計時データをして求め、この計時データの計測を直ちに開始させることにより始動時の点火信号を発生させるようにすると、機関のクランク軸の回転速度が細かく変動する機関の始動時に、点火位置をその直前に求めた回転情報に基づいて検出することができるため、始動時の点火位置を正確に検出して、機関の始動性を向上させることができる。
【００２４】
また始動時点火制御手段を上記のように構成すると、機関の始動時の点火位置を第２の負方向電圧の発生位置よりも遅れた位置（エキサイタコイルが交流電圧を発生する区間を越えた位置）に設定することができるため、点火位置の進角幅を広くとることができる。
【００２５】
特に、上記のように、内燃機関の始動操作開始後、最初に検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定したときに、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔsを第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるするまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように始動時点火制御手段を構成しておくと、始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であるときに、始動操作開始直後から、機関の実際の回転速度にほぼ等しい回転速度に対して点火位置を検出して点火動作を行わせることができるため、始動操作開始後のクランク軸の１回転目から、適正なクランク角位置で点火を行わせることができる確率を高くして、機関の始動性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の好ましい態様では、上記点火制御部が、以下の要素により構成される。
（ａ）電源回路の出力が確立してマイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる計時動作開始手段。
（ｂ）点火位置検出用計時データを計測する点火タイマを備えて該点火タイマが点火位置検出用計時データの計測を完了したときに点火信号を発生する点火信号発生手段。
（ｃ）エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する負方向電圧判定手段。
（ｄ）第１の負方向電圧の発生位置と第２の負方向電圧の発生位置とを検出する負方向電圧発生位置検出手段。
（ｅ）内燃機関が始動時の状態にあるか始動を完了した状態にあるかを判定する始動完了判定手段。
（ｆ）始動完了判定手段により内燃機関が始動時の状態にあると判定されているときに第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と第１の負方向電圧が検出された位置から第２の負方向電圧が検出された位置までの角度とから求まる内燃機関の回転速度で第２の負方向電圧が検出された位置から始動時に適した点火位置まで内燃機関が回転するのに要する時間を始動時の点火位置検出用計時データとして求める演算を、負方向電圧判定手段により検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに行って、演算した点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに直ちに開始させることにより、内燃機関の点火位置を始動時に適した位置とするように制御する始動時点火制御手段。
（ｇ）内燃機関の始動完了直後のアイドル回転を安定化するために内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるアイドル進角制御を行うことを許可するための条件であるアイドル進角制御条件が成立しているか否かを判定するアイドル進角制御条件判定手段。
（ｈ）アイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御条件が成立していると判定されているときに前記内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるように前記点火信号の発生位置を制御するアイドル進角制御手段。
（ｉ）始動完了判定手段により内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつアイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御条件が成立していないと判定されているときに点火位置を内燃機関の定常運転時に適した位置とするように点火信号の発生位置を制御する定常運転時点火制御手段。
【００２７】
上記始動時点火制御手段は、負方向電圧判定手段により内燃機関の始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに、負方向電圧が最初に検出されたときのタイマの計測値を第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように構成される。
【００２８】
上記始動完了判定手段は、内燃機関の回転速度が始動判定速度未満の時に内燃機関が始動時の状態にあると判定し、内燃機関の回転速度が始動判定速度以上を一定期間継続したときに内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成することができる。始動判定速度は、内燃機関が始動を完了した状態にあるときの回転速度に等しく設定しておく。
【００２９】
上記始動完了判定手段はまた、内燃機関の回転速度が始動判定速度未満で、かつ内燃機関の始動操作が開始された後の該機関のクランク軸の回転回数が設定回数以下であるときに内燃機関が始動時の状態にあると判定し、内燃機関の回転速度が始動判定速度以上を一定期間継続したとき、及び内燃機関の回転速度が始動判定速度未満であるが内燃機関の始動操作が開始された後の該機関のクランク軸の回転回数が前記設定回数を超えているときには前記内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成することもできる。この場合、上記設定回数は、内燃機関が始動できない状態で（例えば、点火装置の点火動作を停止させた状態で）人力によりクランキングを行なった際のクランク軸の最大回転回数に相当する値に設定する。
【００３０】
上記のように始動完了判定手段を構成すると、リコイルスタータ等の人力による始動装置により機関を始動させる場合には、内燃機関の始動操作が開始された後のクランク軸の回転回数が設定回数を超えることはないため、機関の回転速度が始動判定速度未満のときに機関が始動状態にあると判定され、機関の回転速度が始動判定速度以上を一定期間継続したときに始動が完了している（定常運転時の状態にある）と判定される。従って人力により機関を始動させる場合には、始動時の点火位置を上死点位置付近の始動時に適した位置として、機関の始動性を向上させることができる。
【００３１】
これに対し、スタータモータを用いてクランキングを行なうことにより機関を始動させる場合には、機関は自発的に回転しなくても、スタータモータによりその回転が維持される。この場合、始動時に適した点火位置（始動時用点火位置）を上死点位置に近い位置に一つだけ設定しておいて、始動時に回転速度が設定回転速度未満であると判定されているときに設定された始動時用点火位置で点火を行なわせ、回転速度が設定回転速度に達したときに定常時の点火に移行させるようにすると、クランキングの脈動により、ケッチン（ピストンが上死点を越えることができなくなって押し戻される現象）が発生する可能性が高くなる。
【００３２】
上記のような問題が生じるのを防ぐためには、始動時用点火位置を予め複数個設定しておいて、第１の負方向電圧が検出される周期から演算された回転速度に応じて始動時用点火位置として設定されている複数の点火位置の中から最適の点火位置を選択するようにするのが好ましい。
【００３３】
例えば、始動時に適した点火位置として、上死点位置に近い第１の始動時用点火位置と、この第１の始動時用点火位置よりも進角した第２の始動時用点火位置（アイドル回転時の点火位置として適した点火位置）との２つの始動時用点火位置を設定するとともに、始動時用点火位置を切り換える点火位置切換回転速度ＩＧＣＨＮＥと、機関が始動時の運転状態にあるか否かを判定するための始動判定速度ＳＮＣＨＮＥとを設定しておいて、ＩＧＣＨＮＥ＜回転速度のときに上死点位置に近い第１の始動時用点火位置で点火を行なわせ、ＩＧＣＨＮＥ≦回転速度＜ＳＮＣＨＮＥのときに第２の始動時用点火位置で点火動作を行なわせるようにするのが好ましい。
【００３４】
上記のように構成すると、例えば、始動開始時の点火位置と初爆が行なわれた後の点火位置とを異ならせて、始動開始時の点火位置及び初爆後の点火位置をそれぞれ最適の位置に設定することができるため、機関の始動性を向上させるとともに、機関が始動した後アイドル運転に移行する過程での機関の回転を安定にすることができる。
【００３５】
本発明の好ましい態様では、上記アイドル進角制御条件判定手段が、アイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、アイドル進角制御手段による点火回数が設定値を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成される。
【００３６】
本発明の他の好ましい態様では、上記アイドル進角制御条件判定手段が、アイドル進角制御手段による点火位置の制御が開始されてからの経過時間が設定時間以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、アイドル進角制御手段による点火位置の制御が開始されてからの経過時間が設定時間を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成される。
【００３７】
本発明の更に他の好ましい態様では、上記アイドル進角制御条件判定手段が、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達していないときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するように構成される。
【００３８】
本発明の更に他の好ましい態様では、内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつアイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達したとき、及び内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達してはいないが、アイドル進角制御手段による点火回数が設定値に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するように上記アイドル進角制御条件判定手段が構成される。
【００３９】
本発明の好ましい態様では、上記アイドル進角制御手段が、第１の負方向電圧が検出される周期から求められた内燃機関のアイドル回転速度で第１の負方向電圧が検出された位置から内燃機関の定常運転時の当該アイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置に設定されたアイドル進角制御時の点火位置まで内燃機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データとして第２の負方向電圧の発生位置で演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を点火タイマに直ちに開始させることにより、内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を行うように構成されている。
【００４０】
本発明の他の好ましい態様では、上記アイドル進角制御手段が、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と第１の負方向電圧が検出される位置から第２の負方向電圧が検出される位置までの角度とから求まる内燃機関の回転速度で第２の負方向電圧が検出される位置から内燃機関の定常運転時の当該アイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置に設定されたアイドル進角制御時の点火位置まで内燃機関が回転するのに要する時間をアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データとして第２の負方向電圧が検出された位置で演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を点火タイマに直ちに開始させることにより、内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を行うように構成される。
【００４１】
上記のように、始動完了判定手段により内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつアイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御を行う条件が成立していると判定されているときに内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させるように点火信号の発生位置を制御するアイドル進角制御手段を設けておくと、始動完了直後のアイドル回転時に機関の回転速度が落ち込むのを防いで、機関の回転を維持することができるため、寒冷時など、機関の回転が不安定になる状況下でも、機関の始動直後のアイドル運転を短時間で安定化することができる。
【００４２】
本発明においては、所定のアイドル進角制御条件（始動直後のアイドル回転を安定化するために点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を許可するための条件）が成立しているときにのみアイドル進角制御を行わせるので、始動直後のアイドル回転速度が必要以上に上昇するなどの事態を生じさせることなく、始動直後のアイドル回転を安定化することができる。
【００４３】
特に、本発明において、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達するようになるまでの間だけアイドル進角制御を行わせるようにした場合、または内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつアイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御を行わせるようにした場合には、アイドル進角制御を行うことにより機関の回転速度が急上昇する状態が生じるのを確実に防ぐことができるため、運転者に違和感を与えることなく、始動直後のアイドル回転の安定化を図ることができる。
【００４４】
定常運転時の点火位置検出用計時データの演算も第２の負方向電圧の発生位置で行なわせるようにしてもよいが、演算された定常運転時の点火位置の計測を正確に行なわせるためには、点火位置の計測を開始する位置の直前に求めた回転速度から機関の点火位置を検出するための計時データを演算するのが好ましい。従って、定常運転時に点火位置検出用計時データの演算と、点火タイマに該計時データの計測を開始させるための処理とを行なうタイミングは、第１の負方向電圧が発生するタイミングとするのが好ましい。
【００４５】
そのため、本発明の好ましい態様では、上記定常運転時点火制御手段が、第１の負方向電圧の発生周期から求められた内燃機関の回転速度に対して演算された内燃機関の定常運転時の点火位置と第１の負方向電圧の発生周期から求められた内燃機関の回転速度で第１の負方向電圧の発生位置から演算された定常運転時の点火位置まで機関が回転するのに要する時間を定常運転時の点火位置検出用計時データとして演算する過程と該定常運転時の点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに開始させる過程とを第１の負方向電圧が検出されたときに行なうように構成される。
【００４６】
上記のように、機関の始動時の点火位置を計測するための処理を行なう第２の負方向電圧の発生位置よりも前の第１の負方向電圧の発生位置で定常時の点火位置を計測するための処理を行なう（第１の負方向電圧の発生位置を定常運転時の点火位置を定めるための基準クランク角位置とする）ようにすると、点火位置の進角幅を広くとることができるだけでなく、演算された点火位置の検出を正確に行なわせて、点火位置の制御を高精度で行なわせることができる。
【００４７】
本発明の好ましい態様では、始動時点火制御手段が、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値以上であるときに前記始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記比Ｔ0／Ｔ1が設定値未満であるときに前記始動時の点火信号の発生を禁止する点火許否手段を備えている。
【００４８】
上記点火拒否手段は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1が設定値以下であるときに始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、時間Ｔ1が設定値を超えているときに始動時の点火信号の発生を禁止するように構成してもよい。
【００４９】
始動時点火制御手段に上記のような点火許否手段を設けておくと、始動操作を開始した後、操作力の不足によりクランキング速度が不足する場合に点火動作が行なわれるのを禁止することができるため、リコイルスタータやキックスタータを用いて人力により機関を始動する際にピストンが上死点を越えることができなくなって押し戻される現象（ケッチン）が生じるのを防ぐことができる。
【００５０】
本発明の好ましい態様で用いる負方向電圧判定手段は、正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が発生した後に正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成される。
【００５１】
本発明の他の好ましい態様で用いる負方向電圧判定手段は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるか否かを判定する始動初期判定手段と、始動初期判定手段により内燃機関が始動時の初期状態にあると判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第１の判定手段と、始動初期判定手段により内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第２の判定手段とにより構成される。
【００５２】
この場合、第１の判定手段は、正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が検出された後に前記正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、前記フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、前記フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成される。
【００５３】
また第２の判定手段は、経過時間を計測しているタイマの計測値を各負方向電圧が検出される毎に読み込んで前回の負方向電圧が検出されてから今回の負方向電圧が検出されるまでの経過時間を計測する経過時間計測手段が前回計測した経過時間Ｔoldと今回計測した経過時間Ｔnewとを比較して、Ｔnew＜Ｔold／ｋ（ｋは１以上の定数）の関係が成立しないときに今回検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、Ｔnew＜Ｔold／ｋの関係が成立したときに今回検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成される。
【００５４】
上記定数ｋの値は、１よりは大きく、内燃機関の正転時に発生する第２の負方向電圧の発生位置から次の第１の負方向電圧の発生位置までの角度を第１の負方向電圧の発生位置から第２の負方向電圧の発生位置までの角度で除した値よりは小さく設定する。定数ｋの値を適当な値に設定することにより、機関の急加速時や急減速時に第１の負方向電圧の発生位置と第２の負方向電圧の発生位置とを誤って検出するおそれを無くすことができる。
【００５５】
本発明の好ましい態様では、上記始動初期判定手段が、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値未満のときに前記内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値以上であるときに初期状態を脱したと判定するように構成される。
【００５６】
本発明の他の好ましい態様では、上記始動初期判定手段が、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値未満であるときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値以上であるときに内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定するように構成される。
【００５７】
本発明の好ましい態様では、内燃機関の始動時にエキサイタコイルに最初に誘起した負方向電圧がピークに達するまでの間に電源回路の出力電圧がマイクロプロセッサを動作させるのに必要なレベルに達するように電源回路の電源コンデンサの静電容量と充電時定数とが設定される。
【００５８】
上記のように電源回路を構成しておくと、始動操作開始後、エキサイタコイルが最初に負方向電圧を発生したときに、その負方向電圧がピークに達するまでの間にマイクロプロセッサが動作を開始してタイマの計時動作を開始させるので、エキサイタコイルが第１の負方向電圧を発生した後、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔsと、第１の負方向電圧が発生してから第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔ1との差は僅かである。従って、上記のように構成すると、最初に発生した負方向電圧が第１の負方向電圧である場合に、機関の始動操作開始直後の回転速度をほぼ正確に検出して、始動時の最初の点火を行うクランク角位置を正確に検出することができる。
【００５９】
なお本明細書において、エキサイタコイルが出力する交流電圧の各半波の電圧の正負の極性は、波形図上の極性（絶対的な極性）を意味するのではなく、エキサイタコイルが出力する交流電圧の一方の極性の半波の電圧及び他方の極性の半波の電圧の内、点火回路の点火用コンデンサを充電するために用いられる極性の半波の電圧を正方向電圧とし、点火用コンデンサを充電するために用いられる極性と反対の極性の半波の電圧を負方向電圧としている。
【発明の効果】
【００６０】
以上のように、本発明によれば、内燃機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が発生したときに、最初に発生した負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、最初に発生した負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定したときに、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔsを第１の負方向電圧が発生してから第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように始動時点火制御手段を構成したので、始動操作開始後最初に発生する負方向電圧が第１の負方向電圧であるときに、始動操作開始直後から、機関の実際の回転速度にほぼ等しい回転速度に応じて点火位置を検出して点火動作を行わせることができる。従って本発明によれば、始動操作開始後、クランク軸の１回転目から適正なクランク角位置で点火を行わせることができる確率を高くして、機関の始動性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
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は本実施形態のハードウェアの構成を概略的に示したもので、同図において１は図示しない内燃機関により駆動される磁石発電機、２はコンデンサ放電式の点火回路、３はマイクロプロセッサ、４ａ及び４ｂはそれぞれ第１及び第２の波形整形回路、５はマイクロプロセッサ３及び波形整形回路４に電源電圧Ｖccを与える電源回路である。
【００６２】
図２（Ａ）に示されているように、本実施形態で用いている磁石式交流発電機１は、内燃機関（図示せず。）のクランク軸１０に取り付けられた磁石回転子１１と、固定子１２とからなっている。磁石回転子１１は、クランク軸１０に取り付けられたアルミニウム製のフライホイール１３と、フライホイールの径方向に着磁されてＮ極及びＳ極をそれぞれ外部に露呈させた状態でフライホイール１３内に鋳込まれた永久磁石１４及び１５と、永久磁石１４及び１５とともにフライホイール１３内に鋳込まれて永久磁石１４のＳ極と永久磁石１５のＮ極との間を接続する図示しない磁路構成部材とからなっている。また固定子１２は、磁石１４及び１５の磁極に対向する磁極部１６ａ，１６ｂを両端に有するコの字形の電機子鉄心１６と、電機子鉄心１６に巻回されたエキサイタコイルＥＸとからなっていて、内燃機関のケースやカバーなどに設けられた固定子取付部に固定されている。
【００６３】
エキサイタコイルＥＸは、図４（Ａ）に示されているように、機関が正回転しているときに、正方向電圧Ｖpからなる半波と、正方向電圧Ｖpからなる半波の前後にそれぞれ現れる第１及び第２の負方向電圧Ｖn1及びＶn2からなる半波とを有する交流電圧を内燃機関の正転時に該機関のクランク軸の１回転当たり１回発生する。本実施形態では、機関の上死点位置（機関のピストンが上死点に達したときのクランク角位置）ＴＤＣよりも十分に進角した位置で第２の負方向電圧Ｖn2が発生するように固定子１２の取り付け位置が設定されている。
【００６４】
エキサイタコイルＥＸの一端はアノードが接地されたダイオードＤ1のカソードに接続され、エキサイタコイルの他端は、同じくアノードが接地されたダイオードＤ2のカソードに接続されている。図１に示した点火回路２は、一次コイルＷ1及び二次コイルＷ2の一端が接地された点火コイルＩＧと、点火コイルＩＧの一次コイルの非接地側の端子に一端が接続された点火用コンデンサＣiと、点火用コンデンサＣiの他端と接地間にカソードを接地側に向けて接続された放電用スイッチとしてのサイリスタＴhiと、点火火花の放電時間を延ばすためにサイリスタＴhiの両端に逆並列接続されたダイオードＤ3とからなっている。エキサイタコイルＥＸの一端が、アノードを該エキサイタコイル側に向けたダイオードＤ4を通して点火用コンデンサＣiの他端に接続され、エキサイタコイルが正方向電圧を出力したときに、エキサイタコイルＥＸ−ダイオードＤ4−点火用コンデンサＣi−点火コイルの一次コイルＷ1−ダイオードＤ2−エキサイタコイルＥＸの回路からなるコンデンサ充電回路に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。
【００６５】
放電用スイッチを構成するサイリスタＴhiのゲートは、マイクロプロセッサ３のポートＢに接続されている。後述するように、マイクロプロセッサ３は、エキサイタコイルＥＸの負方向電圧から内燃機関の回転情報を得て内燃機関の点火位置（点火動作を行なわせるクランク角位置）を定め、定めた点火位置を検出したときにポートＢからサイリスタＴhiのゲートに点火信号Ｓiを与える。サイリスタＴhiに点火信号Ｓiが与えられると、サイリスタＴhiが導通して点火用コンデンサＣiに蓄積されている電荷を点火コイルの一次コイルＷ1を通して放電させるため、点火コイルＩＧの一次コイルに高い電圧が誘起し、この電圧が更に点火コイルの一次、二次間の昇圧比により昇圧されて点火コイルの二次コイルＷ2に点火用の高電圧が誘起する。この高電圧は、内燃機関の気筒に取り付けられた点火プラグＰＬに印加されるため、該点火プラグで火花放電が生じて機関が点火される。
【００６６】
本実施形態では、説明を簡単にするために、内燃機関が単気筒であるとしている。機関が多気筒である場合には、例えば、点火回路２を気筒数分設けるとともに、エキサイタコイルＥＸを備えた固定子を気筒数分設けて、各気筒用のエキサイタコイルが出力する正方向電圧で各気筒用の点火回路の点火用コンデンサを充電するとともに、各気筒用のエキサイタコイルからマイクロプロセッサ３に各気筒用の回転情報を与えて、マイクロプロセッサ３から各気筒の点火位置で各気筒用の点火回路のサイリスタに点火信号を与えるようにすればよい。また内燃機関が２気筒である場合には、点火コイルＩＧの二次コイルＷ2の一端及び他端をそれぞれ異なる気筒の点火プラグの非接地側端子に接続して、機関の２つの気筒の点火プラグで同時に火花放電を生じさせる同時発火コイルの構成をとるようにしてもよい。
【００６７】
電源回路５は、エキサイタコイルＥＸが出力する負方向電圧で電源コンデンサを充電する回路と、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レギュレータとからなっていて、マイクロプロセッサ３と波形整形回路４ａ，４ｂとに与える電源電圧Ｖccを出力する。本発明においては、内燃機関の始動時にエキサイタコイルに最初に誘起した負方向電圧がピークに達するまでの間に電源回路５の出力電圧がマイクロプロセッサ３を動作させるのに必要な一定値に達するように電源回路の電源コンデンサの静電容量と充電時定数とが設定されている。従って、電源電圧Ｖccの波形は、図４（Ｂ）に示したように、エキサイタコイル３が最初に出力する負電圧（図示の例では、第１の負電圧Ｖn1）がピークに達するまでの間に一定の電圧に達した後、ほぼ一定値を保持する波形となる。
【００６８】
図１に示した第１の波形整形回路４ａは、エキサイタコイルＥＸが出力する負方向電圧Ｖn1及びＶn2をマイクロプロセッサ３が認識し得る信号に変換する回路である。本実施形態の波形整形回路４ａは、図４（Ｃ）に示したように、エキサイタコイルＥＸが発生する負の半波の電圧を波形整形して負方向電圧Ｖn1及びＶn2が発生している期間低レベル（Ｌレベル）を保持し、負方向電圧Ｖn1及びＶn2が発生していないときに高レベル（Ｈレベル）を保持する第１の矩形波信号Ｖqnを発生する。矩形波信号Ｖqnは、マイクロプロセッサ３のポートＡに入力されている。マイクロプロセッサ３は、矩形波信号Ｖqnの立下がりをクランク信号として認識する。矩形波信号Ｖqnは、例えば、負方向電圧Ｖn1及びＶn2が発生している間だけオン状態を保持するスイッチ手段の両端に得ることができる。
【００６９】
第１の矩形波信号Ｖqnは、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置及び第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置で立下がり、第１の負方向電圧Ｖn1及び第２の負方向電圧Ｖn2がそれぞれ消滅する位置で立上がる信号となる。本実施形態では、機関のクランク軸が１回転する間に２回現れる第１の矩形波信号Ｖqnの立下がりをクランク信号としてマイクロプロセッサに認識させることにより、機関の回転情報を得る。第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置（第１のクランク信号の発生位置）及び第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置（第２のクランク信号の発生位置）にそれぞれ符号ＣＲin及びＣＲoutを付けて２つの負方向電圧の発生位置（クランク信号の発生位置）を識別するものとする。
【００７０】
本実施形態では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinを、機関の回転速度を求めるための時間データの取り込みと、機関の定常運転時の点火位置の計測の開始とを行なうタイミングを定める基準クランク角位置として用い、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutを機関の始動時の点火位置の計測を開始する位置として用いる。
【００７１】
第２の波形整形回路４ｂは、図４（Ｄ）に示すように、エキサイタコイルが出力する正方向電圧Ｖpの発生位置で立ち下がり、正方向電圧Ｖpが消滅する位置で立ち上がる第２の矩形波信号Ｖqpを出力する。第２の矩形波信号Ｖqpは、マイクロプロセッサ３のポートＣに入力されている。本実施形態では、矩形波信号Ｖqpの立ち下がりをマイクロプロセッサに認識させることにより、エキサイタコイルが正方向電圧Ｖpを出力したことの情報を得る。
【００７２】
なお磁石発電機の構成によっては、図２０に示されているように、エキサイタコイルＥＸが第１の負方向電圧Ｖn1を出力する前に、波高値が低い正方向電圧Ｖp′を出力するが、波形整形回路４ｂのしきい値を高く設定しておくことにより、正方向電圧Ｖp′は検出しないようにすることができる。
【００７３】
マイクロプロセッサ３は、所定のプログラムを実行することにより各種の機能実現手段を構成して、内燃機関の点火位置で放電用スイッチに点火信号を与える点火制御部を構成する。点火制御部の構成例を示すブロック図を図３に示した。図３において１は図２（Ａ）に示すように構成されて内燃機関ＥＮＧにより駆動される磁石式交流発電機、２は点火コイルＩＧと点火用コンデンサＣiとサイリスタからなる放電用スイッチＴhiとを備えた点火回路、２ａは磁石式交流発電機内に設けられたエキサイタコイルの正方向電圧により点火用コンデンサＣiを充電するコンデンサ充電回路である。
【００７４】
２０は点火制御部で、この点火制御部は、点火信号発生手段２１と、経過時間計測手段２２と、負方向電圧発生位置検出手段２３と、始動完了判定手段２４と、回転速度演算手段２５と、始動時点火制御手段２６と、アイドル進角制御条件判定手段２７と、アイドル進角制御手段２８と、定常運転時点火制御手段２９と、計時動作開始手段３８とにより構成される。
【００７５】
更に詳細に説明すると、点火信号発生手段２１は、点火位置検出用計時データを計測する点火タイマを備えていて、該点火タイマが点火位置検出用計時データの計測を完了したときに点火信号Ｓiを発生する。
【００７６】
計時動作開始手段３８は、電源回路５の出力電圧がマイクロプロセッサ３を動作させるために必要な電圧値に達したときに、経過時間計測手段２２に計時動作開始指令を与える手段である。
【００７７】
経過時間計測手段２２は、計時動作開始手段３８から計時動作開始指令が与えられたときにマイクロプロセッサに設けられているタイマに計時動作を開始させ、以後第１の矩形波信号Ｖqnの各立ち下がり（クランク信号）が検出される毎に、タイマの計測値を読み込んで、電源回路の出力電圧が確立してマイクロプロセッサ３が動作を開始したタイミングから始動操作開始後最初に発生した負方向電圧が検出されるまでの間の経過時間時間、及び第１の矩形波信号Ｖqnの各立ち下がり（クランク信号）が検出されてから次の立ち下がりが検出されるまでの間の経過時間（クランク信号の発生周期）を検出する手段である。
【００７８】
本実施形態で用いる経過時間計測手段２２は、内燃機関の始動操作が開始された後、波形整形回路４が出力する矩形波信号Ｖqnの立ち下がり（クランク信号）を最初に検出したとき（始動操作開始後最初に負方向電圧を検出したとき）に、タイマの現在の（始動操作開始後最初に負方向電圧が発生したときの）計測値を、エンジンの始動操作が開始された後、マイクロプロセッサが動作を開始してから負方向電圧が最初に検出されるまでの経過時間Ｔsとして読み込む。
【００７９】
経過時間計測手段２２はまた、始動操作開始後、矩形波信号Ｖqnの２番目以降の立ち下がりが検出される毎に矩形波信号Ｖqnの今回の立下がりが検出された際に読み込んだタイマの計測値から、矩形波信号Ｖqnの前回の立ち下がりが検出された際に読み込んだタイマの計測値を差し引くことにより、矩形波信号Ｖqnの前回の立ち下がり（ＣＲinまたはＣＲout）が検出されてから今回の立下がり（ＣＲoutまたはＣＲin）が検出されるまでの時間を計測する。始動操作開始後、矩形波信号Ｖqnの２番目以降の立ち下がりが検出される毎に経過時間計測手段２２により計測される時間のうち、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置（ＣＲin）が検出されてから第２の負方向電圧の発生位置（ＣＲout）が検出されるまでの時間をＴ1とし、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置（ＣＲout）が検出されてから第１の負方向電圧の発生位置（ＣＲin）が検出されるまでの時間をＴ0とする。
【００８０】
負方向電圧判定手段２３は、検出された（マイクロプロセッサのポートＡに入力された）負方向電圧が、第１の負方向電圧Ｖn1であるか第２の負方向電圧Ｖn2であるかを判定する手段である。本実施形態で用いる負方向電圧判定手段２３は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるか否かを判定する始動初期判定手段と、この始動初期判定手段により内燃機関が始動時の初期状態にあると判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第１の判定手段と、始動初期判定手段により内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第２の判定手段とからなっている。
【００８１】
上記始動初期判定手段は、例えば、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値未満のときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値以上であるときに初期状態を脱したと判定するように構成するのが好ましい。
【００８２】
上記始動初期判定手段はまた、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値未満であるときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値以上であるときに内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定するように構成することもできる。
【００８３】
本実施形態で用いる第１の判定手段は、正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が発生した後に正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、正方向電圧検出フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧Ｖn1であると判定し、正方向電圧検出フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定するように構成されている。
【００８４】
また第２の判定手段は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出されてから第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutが検出されるまでの時間Ｔ1と第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されてから次の第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されるまでの時間Ｔ0との長短から、検出された負方向電圧が第１の負方向電圧Ｖn1であるか第２の負方向電圧Ｖn2であるかを判定する手段である。
【００８５】
本実施形態で用いる第２の判定手段は、経過時間計測手段２２が前回検出した時間Ｔoldと今回検出した時間Ｔnew（図４参照）とを比較して、Ｔnew＜Ｔold／ｋ（ｋは１以上の定数）の関係が成立しないときに今回検出された負方向電圧が第１の負方向電圧である（矩形波信号の今回の立下がり位置が第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinである）と判定し、Ｔnew＜Ｔold／ｋの関係が成立したときに今回検出された負方向電圧が第２の負方向電圧である（矩形波信号の今回の立下がり位置が第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutである）と判定する。
【００８６】
経過時間計測手段２２は、負方向電圧判定手段２３により、今回検出した負方向電圧が第１の負方向電圧Ｖn1であると判定されたときに、今回取り込んだ経過時間がＴ0であることを認識し、今回検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定されたときに、今回取り込んだ経過時間がＴ1であることを認識する。
【００８７】
始動完了判定手段２４は、内燃機関が始動時の状態にあるのか始動を完了した状態にあるのかを判定する手段である。図示の始動完了判定手段２４は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置（ＣＲin）が検出される回数から内燃機関の始動操作が開始された後機関のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ−ｃｎtを検出して、この回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定値ＳＴＡＲＴＮＵＭ以下のとき（Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔ≦ＳＴＡＲＴＮＵＭのとき）に内燃機関が始動時の状態にある（始動が完了していない）と判定し、内燃機関の始動操作が開始された後該機関のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定値ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えたとき（ＳＴＡＲＴＮＵＭ＜Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔのとき）に内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成されている。
【００８８】
回転速度演算手段２５は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から内燃機関の回転速度を演算する手段である。図示の回転速度演算手段２５は、第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎に経過時間計測手段２２が計測した時間Ｔ0とＴ1とを加算して前回第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されてから今回第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されるまでの経過時間Ｔ2（第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される周期）を求め、この経過時間Ｔ2から機関の回転速度を演算する。
【００８９】
始動時点火制御手段２６は、始動完了判定手段２４により内燃機関が始動時の状態にあると判定されているときに点火信号の発生位置を制御する手段で、この始動時点火制御手段は、始動完了判定手段２４により内燃機関が始動時の状態にあると判定されているときに第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置が検出されてから第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置が検出されるまでの時間Ｔ1と第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置から第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置までの角度（発電機の構成により決まる角度。）とから求まる内燃機関の回転速度で内燃機関が第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置から始動時に適した点火位置θigs（図５参照）まで回転するのに要する時間Ｔigsを点火位置検出用計時データとして演算して該点火位置検出用計時データＴigsの計測を点火タイマに直ちに開始させる過程を、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置が検出されたときに行なって、内燃機関の点火位置を始動時に適した位置とするように制御する。
【００９０】
図示の始動時点火制御手段２６は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出されてから第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutが検出されるまでの経過時間Ｔ1と第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinから第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutまでの角度α（図５参照）とから求まる内燃機関の回転速度で内燃機関が第２の負方向電圧の発生位置から始動時に適した点火位置まで回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴigsとして演算する始動時点火位置検出用計時データ演算手段３０と、点火許否手段３１と、点火位置検出用計時データＴigsを点火信号発生手段２１を構成する点火タイマにセットしてその計測を開始させる点火タイマ制御手段３２とにより構成されている。
【００９１】
上死点位置ＴＤＣから第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutまでの角度をθoutとし、始動時の点火位置θigsを上死点位置ＴＤＣから進角側に測った進角度で表すものとすると、始動時点火位置検出用計時データＴigsは下記の式により演算される。
Ｔigs＝Ｔ1・（θout−θigs）／α …（１）
【００９２】
本発明においては、負方向電圧判定手段２３により、内燃機関の始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定されたときには、負方向電圧が最初に発生したときのタイマの計測値（マイクロプロセッサが動作を開始してから負方向電圧が最初に発生するまでの間の経過時間）Ｔsを、第１の負方向電圧Ｖn1が発生してから第２の負方向電圧Ｖn2が発生するまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データの演算を行うように、上記始動時点火位置検出用計時データ演算手段３０が構成されている。
【００９３】
点火許否手段３１は、機関の始動時に点火動作を許可するか否かを決定する手段で、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値以上であるときに始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記比Ｔ0／Ｔ1が設定値未満であるときに始動時の点火信号の発生を禁止する。
【００９４】
本実施形態では、始動時に適した点火位置として、始動開始時に適した点火位置（上死点位置付近の位置）θigs1と、始動開始後アイドル運転に移行する際の点火位置として適した点火位置（上死点位置よりも僅かに進んだ位置）θigs2との２つの点火位置が予め設定されてＲＯＭに記憶されている。始動時点火位置検出用計時データ演算手段３０は、回転速度演算手段２５により演算された回転速度に応じて、始動時に適した点火位置として設定された２つの点火位置θig1及びθig2の中から最適の点火位置をθigsとして選択して、（１）式により始動時点火位置検出用計時データＴigsを演算する。始動時点火位置検出用計時データＴigsが演算されると、点火タイマ制御手段３２が直ちに点火タイマにその計時データＴigsをセットしてその計測を開始させる。
【００９５】
時間Ｔ1を取り込んでから始動時点火位置検出用計時データＴigsを演算するまでの過程は瞬時に行なわれるため、計時データＴigsの計測は、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutで開始されると見なすことができる。従って、機関の始動時には、図４に示したように、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutが検出された時刻から始動時点火位置検出用計時データＴigsにより与えられる時間が経過した時点のクランク角位置θigsで点火回路２のサイリスタＴhiに点火信号が与えられて点火動作が行なわれる。
【００９６】
上記のように、内燃機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が検出されたときに、最初に検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔsを第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データＴigsの演算を行うように始動時点火制御手段を構成しておくと、図４に示したように、始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であるときに、始動操作開始直後から、機関の実際の回転速度にほぼ等しい回転速度に対して初回の点火位置を検出して点火動作を行わせることができる。従って、始動操作開始後のクランク軸の１回転目から、適正なクランク角位置で点火を行わせることができる確率を高くして、機関の始動性を向上させることができる。
【００９７】
アイドル進角制御条件判定手段２７は、内燃機関の始動完了直後のアイドル回転を安定化するために内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角した位置とするアイドル進角制御を行うことを許可するための条件であるアイドル進角制御条件が成立しているか否かを判定する手段である。
【００９８】
本実施形態では、このアイドル進角制御条件判定手段２７が、アイドル進角制御手段２８による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、アイドル進角制御手段２８による点火回数が設定値を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成される。即ち、本実施形態では、点火回数によりアイドル進角制御に制限をかけ、アイドル進角制御による点火回数が設定値に達したときに該アイドル進角制御を終了させるようにしている。
【００９９】
アイドル進角制御手段２８は、アイドル進角制御条件判定手段２７によりアイドル進角制御条件が成立している（アイドル進角制御を行うことが許可されている）と判定されているときに内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるように点火信号の発生位置を制御する。
【０１００】
図示のアイドル進角制御手段２８は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速におけるアイドル進角制御用の点火位置θigiを、内燃機関の定常運転状態での当該アイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置として演算するアイドル進角制御時点火位置演算手段３３と、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速度で第１の負方向電圧Ｖn1が検出される位置からアイドル進角制御用点火位置θigiまで内燃機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴigiとして演算するアイドル進角制御用の点火位置検出用計時データ演算手段３４と、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置が検出された時に点火位置検出用計時データＴigiを点火タイマにセットして、該計時データＴigiの計測を開始させる点火タイマ制御手段３５とにより構成されていて、アイドル進角制御条件が成立しているときに、始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させる制御を行う。
【０１０１】
本実施形態で用いるアイドル進角制御時点火位置演算手段３３は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速度に対して定常運転時の点火位置を演算する定常運転時用の点火位置演算用マップを検索して求めた定常運転状態での当該アイドル回転速度における点火位置を与える進角度（上死点から進角側に測った角度）に一定の進み角度を加算することによりアイドル進角用の点火位置θigiを演算する。
【０１０２】
定常運転時点火制御手段２９は、始動完了判定手段２４により内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつアイドル進角制御条件判定手段２７によりアイドル進角制御条件が成立していないと判定されているときに点火位置を内燃機関の定常運転時に適した位置とするように点火信号の発生位置を制御する。
【０１０３】
定常運転時点火制御手段２９は、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関の回転速度に対して内燃機関の定常運転時の点火位置θignを演算する過程と、周期Ｔ2から求められた内燃機関の回転速度で第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置から演算された定常運転時の点火位置θignまで機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴignとして演算する過程と、該点火位置検出用計時データＴignの計測を点火タイマに開始させる過程とを第１の負方向電圧が検出されたときに行なうように構成されている。
【０１０４】
図示の定常運転時点火制御手段２９は、１回転前に検出された周期Ｔ2を用いて回転速度演算手段２５により演算された回転速度に対して内燃機関の定常運転時の点火位置θignを演算する点火位置演算手段（図示せず。）と、新たに計測された周期Ｔ2から求められる現在の内燃機関の回転速度で第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinから演算された定常運転時の点火位置θignまで機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴignとして演算する定常時点火位置検出用計時データ演算手段３６と、演算された点火位置検出用計時データＴignの計測を点火信号発生手段２１を構成する点火タイマにセットしてその計測を開始させる点火タイマ制御手段３７とにより構成されている。
【０１０５】
上死点位置ＴＤＣから第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinまでの角度をθinとし、点火位置θignが上死点位置から進角側に測った角度で表されるとすると、定常運転時点火位置検出用計時データＴignは下記の式により演算される。
Ｔign＝Ｔ2・（θin−θign）／３６０ …（２）
【０１０６】
点火タイマ制御手段３５は、上記点火位置検出用計時データＴignを点火信号発生手段２１を構成する点火タイマにセットしてその計測を開始させる。点火信号発生手段２１は点火タイマがセットされた計時データＴignの計測を完了したときに放電用スイッチに点火信号Ｓiを与えて点火回路２に点火動作を行なわせる。
【０１０７】
従って、機関の定常運転時には、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出された時刻から定常運転時点火位置検出用計時データＴignにより与えられる時間が経過した時点のクランク角位置θignで点火回路のサイリスタＴhiに点火信号Ｓiが与えられて点火動作が行なわれる。点火位置θignは機関の回転速度等の制御条件の変化に応じて変化する。
【０１０８】
なお図４においてθimaxは定常運転時の点火位置の最大進角位置を示している。最大進角位置で点火動作を支障なく行なわせるようにするため、最大進角位置θimaxにおいて、エキサイタコイルの正方向電圧Ｖpの瞬時値が、点火用コンデンサＣiを点火動作が可能な電圧値まで充電し得る値を有しているように、エキサイタコイルの出力電圧の位相と最大進角位置との関係を設定しておく。本実施形態では、エキサイタコイルが出力する正方向電圧Ｖpのピーク位置が最大進角位置となるように設定している。
【０１０９】
本実施形態において、マイクロプロセッサ３に実行させるプログラムの要部のアルゴリズムを示すフローチャートを図５ないし図１２に示した。図５は、マイクロプロセッサのリセット時（電源確立時）に実行される処理のアルゴリズムを示したもので、この処理においては先ずステップＳ１０１でメモリを初期化した後、ステップＳ１０２に移行してメインルーチンの処理を行なう。
【０１１０】
メインルーチンでは、後記する図１０のＣＲin処理で演算された回転速度Ｎeに対する定常時の点火位置θignの演算等を行なう。点火位置θignの演算は例えば、回転速度Ｎeに対してＲＯＭに記憶された点火位置演算用マップを検索して、検索した値に補間演算を施すことにより行なう。また必要に応じてスロットルバルブ開度などの他の制御条件に対して点火位置を補正する演算を行なう。
【０１１１】
図６はメモリ初期化処理のアルゴリズムを示したもので、この初期化処理では、先ずステップＳ２０１で、マイクロプロセッサに設けられているタイマの計時動作を開始させる。次いで、ステップＳ２０２で、内燃機関の始動操作が開始された後の機関のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓ_ｃｎtを０にクリアするとともに、アイドル進角制御点火回数カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔを０にクリアする。本実施形態では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置（ＣＲin）が検出される回数を回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔとして計数する。ステップＳ２０２で回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎt及びアイドル進角制御点火回数カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔを０とした後、ステップＳ２０３で始動時判定フラグを「始動時」にセットし、アイドル進角制御判定フラグをクリアする。ステップＳ２０４でその他のメモリの初期化をする。
【０１１２】
図７は、内燃機関がストールしたか否かを判定するためにマイクロプロセッサが２msec毎に実行する２msec毎処理（エンスト時メモリ初期化処理）のアルゴリズムを示したものである。この処理においては、先ずステップＳ３０１で、前回の２msec毎処理から今回の２msec毎処理までの間に後記するＣＲin処理が行なわれたか否かを判定する。その結果、前回の２msec毎処理から今回の２msec毎処理までの間にＣＲin処理が行なわれなかったと判定された場合には、ステップＳ３０２に移行してエンスト（エンジンストール）の回数を計数するエンストカウンタの計数値をインクリメントする。またステップＳ３０１において前回の２msec毎処理から今回の２msec毎処理までの間にＣＲin処理が行なわれたと判定されたときには、ステップＳ３０３に移行してエンストカウンタの計数値をクリアする。ステップＳ３０２またはＳ３０３を実行した後、ステップＳ３０４に移行してエンストカウンタの計数値が設定回数を超えたか否かを判定し、超えていない場合には機関がストールしていないとしてメインルーチンに復帰する。またステップＳ３０４において、エンストカウンタの計数値が設定回数を超えたと判定されたときには、ステップＳ３０５に移行して図６のメモリ初期化処理を行なった後メインルーチンに復帰する。
【０１１３】
図８は、第２の波形整形回路４ｂが出力する矩形波信号Ｖqpの立下がりを検出する毎に(正方向電圧が発生する毎に)マイクロプロセッサが実行する正方向割り込み処理で、この割り込み処理では、正方向電圧検出フラグＶpＦをセットした後メインルーチンに復帰する。
【０１１４】
図９はエキサイタコイルが負方向電圧Ｖn1，Ｖn2を発生したことが検出される毎に実行される負方向割込み処理を示し、図１０は、図９の負方向割込み処理において今回発生した負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定されたとき（第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されたとき）に実行されるＣＲin処理を示している。また図１１は、図９の負方向割込み処理において、機関の状態が始動時の初期状態（始動操作開始直後の状態）にあって、マイクロプロセッサが動作を開始した後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定されたとき（第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されたとき）に実行される第１のＣＲout処理であり、図１２は、機関が始動時の初期状態を脱している状態で、図９の負方向割込み処理において、マイクロプロセッサが検出した負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であると判定されたとき（第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されたとき）に実行される第２のＣＲout処理を示している。
【０１１５】
マイクロプロセッサ３が第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinを検出したとき及び第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutを検出したときに、メインルーチンに割込みがかけられて、図９に示した負方向割込み処理が開始される。この割込み処理のステップＳ４０１においては、前回の負方向割込み処理が行われてから今回の負方向割込み処理が行われるまでの経過時間をＴnewとしてＲＡＭに記憶させる。次いでステップＳ４０２に進んで、現在の機関の状態が始動時の初期状態であるか否かを判定する。
【０１１６】
機関の状態が始動時の初期状態であるか否かの判定においては、例えば、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が十分に小さい値に設定された設定値未満のときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値以上であるときに初期状態を脱したと判定する。
機関の状態が始動時の初期状態であるか否かの判定を行う際に用いる点火動作回数の設定値は、例えば１に設定する。
【０１１７】
ステップＳ４０２での判定においては、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値未満であるときに内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値（例えば３００rpm）以上であるときに内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定するようにしてもよい。
【０１１８】
ステップＳ４０２において、機関が始動時の初期状態にあると判定されたときには、ステップＳ４０３に移行して、正方向電圧検出フラグＶpＦがセットされているか否かを判定する。その結果、正方向電圧検出フラグＶpＦがセットされていると判定されたときには、ステップＳ４０４で第１のＣＲout処理を行わせた後、ステップＳ４０５で正方向電圧検出フラグＶpＦをクリアしてメインルーチンに復帰する。
【０１１９】
図９の負方向割り込み処理のステップＳ４０３において、正方向電圧検出フラグＶpＦがセットされていないと判定されたときには、ステップＳ４０６に進んで図１０に示したＣＲin処理を行わせた後、メインルーチンに復帰する。図９のステップＳ４０２において、機関が始動時の初期状態を脱していると判定されたときには、ステップＳ４０７に移行して、今回計測された経過時間Ｔnewを、前回の負方向割込み処理において同じように計測されて記憶されてこの割込み処理終了時にＴoldとされた時間に１／ｋを乗じた時間Ｔold／ｋと比較する。この比較の結果、Ｔnew＜Ｔold／ｋではない（Ｔnew≧Ｔold／ｋである）と判定された場合には、今回の負方向割込み処理が開始されたクランク角位置が第１の負方向電圧の発生位置であるとして、ステップＳ４０６に進んで図１０に示されたＣＲin処理を行なう。ステップＳ４０７でＴnew＜Ｔold／ｋであると判定された場合には、今回の割込み処理が開始されたクランク角位置が第２の負方向電圧の発生位置であるとして、ステップＳ４０８に進み、図１２に示した第２のＣＲout処理を行なわせた後、メインルーチンに復帰する。
【０１２０】
図１０のＣＲin処理においては、先ずステップＳ５０１において図９の割込み処理のステップ１で計測された時間ＴnewをＴoldとして保存し、ステップＳ５０２で前回のＣＲin処理から今回のＣＲin処理が行なわれるまでの経過時間をＴ2として演算する。次いでステップＳ５０３で経過時間Ｔ2（クランク軸が１回転するのに要した時間）から機関の回転速度Ｎeを演算し、ステップＳ５０４で始動時判定フラグが「始動時」にセットされているか否かを判定する。ステップＳ５０４で「始動時」にセットされていると判定された場合には、ステップＳ５０５に進んで機関の回転速度が始動判定速度ＳＮＣＨＮＥ以上である状態が一定期間継続しているか否かを判定する。その結果、機関の回転速度が始動判定速度以上である状態が一定期間継続していないと判定されたときには、ステップＳ５０６に進んで機関の始動操作開始後のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔを１だけインクリメントし、ステップＳ５０７で回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えているか否かを判定する。その結果、回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えていないときには、以後何もしないでこのＣＲin処理を終了してメインルーチンに復帰する。
【０１２１】
ステップＳ５０７で回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えていると判定されたときには、ステップＳ５０８で始動時の点火制御を終了し、アイドル進角制御フラグをセットしてアイドル進角制御を開始する。またステップＳ５０５で機関の回転速度が始動判定速度以上である状態が一定期間継続していると判定されたときには、ステップＳ５０９で始動時判定フラグをクリアして始動時の点火制御を終了し、アイドル進角制御フラグをセットしてアイドル進角制御を開始させる。
【０１２２】
ステップＳ５０８でアイドル進角制御を開始したとき、ステップＳ５０９においてアイドル進角制御を開始したとき、及びステップＳ５０４で、始動時判定フラグが始動時にセットされていないと判定されときには、次いでＳ５１０においてアイドル進角制御フラグが設定されているか否か（アイドル進角制御であるか否か）を判定する。その結果、アイドル進角制御フラグがセットされていると判定された場合には、ステップＳ５１１に移行する。ステップＳ５１１では、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔを１だけインクリメントし、次いでステップＳ５１２でアイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えているか否かを判定する。その結果、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えていないと判定されたとき（アイドル進角制御条件が成立しているとき）には、ステップＳ５１３に進んで、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置が検出される周期Ｔ2とクランク軸の１回転の角度３６０°とから求められる回転速度と、アイドル進角制御時の点火位置θigiとから、クランク軸が第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置から点火位置θigiまで回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴigiとして演算する。続いてステップＳ５１４で点火位置検出用計時データＴigiを点火タイマにセットして図１０のＣＲin処理を終了する。上死点位置ＴＤＣから第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinまでの角度をθinとし、点火位置θigiが上死点位置から進角側に測った角度で表されるとすると、アイドル進角制御時の点火位置検出用計時データＴigiは下記の式により演算される。
Ｔigi＝Ｔ2・（θin−θigi）／３６０ …（３）
【０１２３】
ステップＳ５１２で、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えていると判定されたときには、ステップＳ５１５に進み、アイドル進角制御フラグをクリアしてアイドル進角制御を終了する。ステップＳ５１５でアイドル進角制御を終了するための処理（アイドル進角制御フラグのクリア）を行った後、ステップＳ５１６に移行して第１の負方向電圧Ｖn1の発生周期Ｔ2（クランク軸が１回転する間の経過時間）と、前回のＣＲin処理で演算された回転速度Ｎeと、メインルーチンで演算されている定常運転時の点火位置θignとを用いて、前記（２）式により点火位置検出用計時データＴignを演算し、ステップＳ５１７でこの計時データＴignを点火タイマにセットしてその計測を開始させる。点火タイマがセットされた計時データの計測を完了すると図示しない割込み処理が実行されて、点火回路の放電用スイッチ（サイリスタＴhi）に点火信号が与えられる。
【０１２４】
上記のように、本実施形態では、機関の回転速度が始動判定速度に達していない状態でも、始動操作開始後のクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えていると判定されたときには、機関が始動時の状態にはないと判定して、始動時の点火制御を終了し、アイドル進角制御を開始させる。
【０１２５】
次に図１１の第１のＣＲout処理においては、ステップＳ６０１において、今回計測したクランク信号間経過Ｔnew（マイクロプロセッサが動作を開始した後最初に負方向電圧が検出されるまでの経過時間）を、前回計測されたクランク信号間経過時間Ｔoldとして保存する。次いでステップＳ６０２において、マイクロプロセッサが動作を開始した後最初に負方向電圧が検出されるまでの経過時間を第１の負方向電圧が発生してから第２の負方向電圧が発生するまでの経過時間Ｔ1と見なして、この経過Ｔ1と第1の負方向電圧の発生位置から第２の負方向電圧の発生位置までの区間の角度（一定値）とから求めた機関の回転速度と、上死点位置付近に設定された始動時用点火位置θigs1とを用いて初回の点火位置を検出するための点火位置検出用計時データＴigsを演算する。次いでステップＳ６０３において、点火位置検出用計時データＴigsを点火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。点火タイマがセットされた計時データの計測を終了したときに図示しない割り込み処理を実行させて、初回の点火信号Ｓiを発生させる。
【０１２６】
また図１２の第２のＣＲout処理においては、先ずステップＳ７０１において今回計測したクランク信号間経過Ｔnewを、前回計測されたクランク信号間経過時間Ｔoldとして保存する。次いでステップＳ７０２に進んで、始動時判定フラグが「始動時」にセットされているか否かを判定し、「始動時」にセットされていると判定されたとき（機関が始動時の状態にあると判定されたとき）にステップＳ７０３に進んで、演算されている回転速度Ｎeが設定回転速度ＩＧＣＨＮＥ未満であるか否かを判定する。その結果、回転速度Ｎeが設定回転速度ＩＧＣＨＮＥ未満であると判定されたときには、ステップＳ７０４に進んで第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの経過時間Ｔ1（図１２のクランク割込み処理を開始する際に計測されたクランク信号間経過時間）と機関の上死点位置付近に設定された第１の始動時用点火位置θigs1とを用いて始動時の点火位置検出用計時データＴigsを演算する。これに対し、ステップＳ７０３で回転速度Ｎeが設定回転速度ＩＧＣＨＮＥ以上になっていると判定されたときには、ステップＳ７０５に進んで経過時間Ｔ1と機関の上死点位置よりも僅かに進角した位置（アイドル回転時の点火位置として適した点火位置）に設定された第２の始動時用点火位置θigs2とを用いて始動時の点火位置検出用計時データＴigsを演算する。
【０１２７】
ステップＳ７０４またはＳ７０５を行なった後、ステップＳ７０６に進んで、第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値ＤＩＳＩＧＲＴ未満であるか否かを判定する。その結果、比Ｔ0／Ｔ1が設定値ＤＩＳＩＧＲＴ未満ではないと判定されたときにはステップＳ７０７に進んで、ステップＳ７０４またはＳ７０５で演算された計時データＴigsを点火タイマにセットしてこのＣＲout処理を終了する。ステップＳ７０６で比Ｔ0／Ｔ1が設定値ＤＩＳＩＧＲＴ未満であると判定されたときにはステップＳ７０８に進んで、ステップＳ７０４またはＳ７０５で演算された計時データＴigsを点火タイマにセットするのを禁止して、点火動作を停止した後このＣＲout処理を終了する。ステップＳ７０２で始動時判定フラグが「始動時」にセットされていないと判定されたときには、以後何もしないでこのＣＲout処理を終了する。
【０１２８】
本実施形態では、図６のステップＳ２０１により図３の計時動作開始手段３８が構成され、図９の割込み処理のステップＳ４０１により図３に示した経過時間計測手段２２が、また図９の割込み処理のステップＳ４０３及びＳ４０７により、負方向電圧判定手段２３がそれぞれ構成される。更に、図６のメモリ初期化処理のステップＳ２０２と、図１０のＣＲin処理のステップＳ５０４，Ｓ５０５，Ｓ５０６及びＳ５０７と、図１２の第２のＣＲout処理のステップＳ７０２及びＳ７０３とにより、始動完了判定手段２４が構成され、図１０のＣＲin処理のステップＳ５０３により回転速度演算手段２５が構成される。
【０１２９】
また図１２のＣＲout処理のステップＳ７０４及びＳ７０５により始動時点火位置検出用計時データ演算手段３０が構成され、図１２のＣＲout処理のステップＳ７０６及びＳ７０８により点火許否手段３１が構成されている。更に図１２のＣＲout処理のステップＳ７０７により点火タイマ制御手段３２が構成されている。また図１０のＣＲin処理のステップＳ５１６により定常時点火位置検出用計時データ演算手段３６が構成され、図１０のステップＳ５１７により、点火タイマ制御手段３７が構成されている。
【０１３０】
更に、図１０のＣＲin処理のステップＳ５１２により、アイドル進角制御条件判定手段２７が構成され、図１０のＣＲin処理のステップＳ５１３により、アイドル進角制御用の点火位置検出用計時データ演算手段３４が構成される。また図１０のＣＲin処理のステップＳ５１４により、点火タイマ制御手段３５が構成される。
【０１３１】
上記のように、本実施形態の点火装置においては、機関の始動操作が開始され、電源回路５の出力電圧が確立した後、最初に負方向電圧が検出されたときに、その負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに、マイクロプロセッサが動作を開始してから最初に第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔsを第１の負方向電圧が発生してから第２の負方向電圧が発生するまでの時間Ｔ1と見なして点火位置検出用計時データＴigsの演算を行う。従って、図４に示したように、始動操作開始後最初に検出される負方向電圧が第２の負方向電圧Ｖn2であるときに、始動操作開始直後から、機関の実際の回転速度にほぼ等しい回転速度に応じて初回の点火位置を検出して点火動作を行わせることができ、始動操作開始後のクランク軸の１回転目から、適正なクランク角位置で点火を行わせることができる確率を高くして、機関の始動性を向上させることができる。
【０１３２】
また本発明においては、内燃機関が始動時の状態にあるときに、第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されてから第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されるまでの経過時間Ｔ1から得られる機関の回転速度の情報を用いて機関の始動時の点火位置を検出するための計時データＴigsを求め、この計時データＴigsの計測を直ちに開始させることにより始動時の点火位置を検出して始動時の点火信号を発生させるため、機関のクランク軸の回転速度が細かく変動する機関の始動時に、始動時の点火位置の直前に求めた機関の回転速度情報に基づいて始動時の点火位置を検出するることができる。そのため、始動時の点火位置を正確に検出して、機関の始動性を向上させることができる。
【０１３３】
また上記のように構成すると、機関の始動時の点火位置を、第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutよりも更に遅れた位置（エキサイタコイルが交流電圧を発生する区間を越えた位置）に設定できるため、点火位置の進角幅を広くとることができる。
【０１３４】
また本実施形態では、機関が始動時の状態にあると判定されているときに、点火許否手段３１が、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値以上であるときに始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記比Ｔ0／Ｔ1が設定値未満であるときに始動時の点火信号の発生を禁止する。従って、始動操作を開始した後、操作力の不足によりクランキングの速度が低くなったときに点火動作が行なわれるのを禁止することができ、人力により機関を始動する際にピストンが上死点を越えることができなくなって押し戻される現象（ケッチン）が生じるのを防いで安全性を高めることができる。上記経過時間の比Ｔ0／Ｔ1と比較する設定値は、ケッチンが生じるおそれがある程度にクランキング速度が不足したときに、Ｔ0／Ｔ1＜設定値の関係が成立するような値に設定しておく。
【０１３５】
なお点火許否手段は、第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出されてから第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出されるまでの時間Ｔ1が設定値以下であるときに始動時の点火信号の発生を許可し、時間Ｔ1が設定値を超えているときに始動時の点火信号の発生を禁止するように構成してもよい。
【０１３６】
本実施形態においては、内燃機関が始動を完了した状態にあると判定されたとき、及び機関の始動は完了していないが、始動操作開始後の機関の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えていると判定されたときに、定常運転時の点火制御に移行する前に、アイドル進角制御を開始させて、第１の負方向電圧の発生位置ＣＲin（基準クランク角位置）で計測された第１の負方向電圧の発生位置の検出周期Ｔ2から検出した現在の回転速度を用いて、基準クランク角位置からアイドル進角制御時の点火位置θigiまで機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データＴigiとして演算し、この計時データを点火タイマに計測させることによりアイドル進角制御用の点火信号を発生させる。
【０１３７】
本実施形態では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置が検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速度に対して既に演算されている定常運転時の当該アイドル回転速度での点火位置を与える進角度に一定の進み角度を加算した進角度を有する点火位置（内燃機関の定常運転時の当該アイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置）をアイドル進角制御用の点火位置θigiとしている。
【０１３８】
なお、本発明は、アイドル進角制御時点火位置演算手段３３を上記のように構成する場合に限定されない。例えば、アイドル進角制御専用の点火位置演算マップを用意しておいて、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置が検出される周期Ｔ2から求められた内燃機関のアイドル回転速度に対して該アイドル進角制御専用の点火位置演算マップを検索することにより、アイドル進角用の点火位置θigiを演算するように構成してもよい。またアイドル進角制御時点火位置演算手段３３を特に設けることなく、アイドル進角制御時の点火位置を固定値としてもよい。
【０１３９】
アイドル進角制御は、アイドル進角制御点火回数カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔが設定値ＩＤＬＥＮＵＭに達するまで（アイドル進角制御用の点火位置θigiでの点火が設定回数行われるまでの間）実行される。アイドル進角制御点火回数カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔが設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えたときに、図１０のＣＲin処理のステップＳ５１５でアイドル進角制御フラグをクリアしてアイドル進角制御を終了し、定常運転時の点火制御に移行する。
【０１４０】
定常運転時の点火制御では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置から、既に演算されている定常運転時の点火位置（１回転前に演算された回転速度を含む制御条件に対して演算されている点火位置）θignまで機関が回転するのに要する時間を、今回の第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置で周期Ｔ2から求めた回転速度を用いて、点火位置検出用計時データＴignとして演算し、この計時データを点火タイマに計測させることにより点火信号を発生させる。従って、機関の定常運転状態では、回転速度に対して演算され、必要に応じて他の制御条件に対して修正された点火位置で機関が点火される。
【０１４１】
上記のように、内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつアイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御を行う条件が成立していると判定されているときに内燃機関の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるように点火信号の発生位置を制御するアイドル進角制御手段を設けておくと、始動完了直後のアイドル回転時に機関の回転速度が落ち込むのを防いで、機関の回転を維持することができるため、寒冷時など、機関の回転が不安定になる状況下でも、機関の始動直後のアイドル運転を短時間で安定化することができる。
【０１４２】
またアイドル進角制御は、所定のアイドル進角制御条件が成立しているとき（上記の例では、アイドル進角制御用の点火位置での点火回数が設定値を超えていないという条件が成立しているとき）にのみ行うので、始動直後のアイドル回転速度が不必要に上昇するのを防ぐことができる。
【０１４３】
本実施形態においては、図１２に示されているように、始動時に適した点火位置として、上死点位置に近い第１の始動時用点火位置θigs1と、この第１の始動時用点火位置よりも進角した第２の始動時用点火位置（アイドル回転時の点火位置として適した点火位置）θigs2との２つの始動時用点火位置を設定するとともに、これらの始動時用点火位置を切り換える点火位置切換回転速度ＩＧＣＨＮＥと、機関が始動時の運転状態にあるか否かを判定するための始動判定速度ＳＮＣＨＮＥとを設定して、ＩＧＣＨＮＥ＞回転速度であるときに上死点位置に近い第１の始動時用点火位置θigs1で点火を行なわせ、ＩＧＣＨＮＥ≦回転速度＜ＳＮＣＨＮＥのときに第２の始動時用点火位置θigs2で点火動作を行なわせるようにしたので、スタータモータを用いてクランキングを行なうことにより機関を始動させる場合に、クランキングの脈動により、ケッチンが発生するのを防ぐことができる。しかしながら、本発明は、上記のように始動時用点火位置を複数個設定する場合に限定されるものではなく、上死点位置に近い位置に始動時に適した点火位置を一つだけ設定するようにしても良い。
【０１４４】
上記の実施形態では、アイドル進角制御用の点火位置での点火回数が設定値を超えていないことをアイドル進角制御条件（アイドル進角制御を許可するための条件）としたが、アイドル進角制御が行われている時間が設定時間を超えていないこと、またはアイドル進角制御時に機関の回転速度が設定速度を超えないことをアイドル進角制御条件としても良い。
【０１４５】
図１３ないし図１５は、アイドル進角制御が行われている時間が設定時間を超えていないことをアイドル進角制御条件とする本発明の第２の実施形態において、マイクロプロセッサに実行させる処理のアルゴリズムを示したものである。図１３はマイクロプロセッサが起動した直後に実行されるメモリ初期化処理のアルゴリズムを示したフローチャートであり、図１４は、本発明の第２の実施形態において２msec毎にマイクロプロセッサが実行する２msec毎処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。また図１５は、同実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。本実施形態において、電源投入時の処理、正方向割り込み処理、負方向割り込み処理、第１のＣＲout処理及び第２のＣＲout処理はそれぞれ図５、図８、図９、図１１及び図１２に示したものと同一である。
【０１４６】
図１３に示したメモリ初期化処理では、ステップＳ２０３でアイドル進角制御時間カウンタＩｄｌｅｔ_ｃｎｔの計数値をクリアする。図１３に示した処理のその他の点は、図６に示したメモリ初期化処理と同様である。
【０１４７】
図１４の２msec毎処理において、ステップＳ３０１からＳ３０５までの処理は図７に示した２msec毎処理と同様である。図１４のステップＳ３０５でメモリの初期化を行った後、ステップＳ３０６で現在の制御がアイドル進角制御であるか否か（アイドル進角制御フラグがセットされているか否か）を判定し、アイドル進角制御である場合には、ステップＳ３０７でアイドル進角制御時間カウンタの計数値Ｉｄｌｅｔ_ｃｎｔを１だけインクリメントした後、ステップＳ３０８でＩｄｌｅｔ_ｃｎｔ＞ＩＤＬＥＴＩＭＥであるか否かを判定する。その結果、アイドル進角制御時間カウンタの計数値Ｉｄｌｅｔ_ｃｎｔが設定値ＩＤＬＥＴＩＭＥ以下であると判定されたときにはこの処理を終了してアイドル進角制御を続行させ、アイドル進角制御時間カウンタの計数値Ｉｄｌｅｔ_ｃｎｔが設定値ＩＤＬＥＴＩＭＥを超えたときにステップＳ３０９を実行してアイドル進角制御を終了する。
【０１４８】
図１５のＣＲin処理において、ステップＳ５０１ないしＳ５１０の処理は図１０のＣＲin処理と同様である。図１５のステップＳ５１０において現在の制御がアイドル進角制御であると判定されたときには、ステップＳ５１３に移行して、第１の負方向電圧Ｖn1の発生周期Ｔ2から検出した機関の回転速度とアイドル進角制御時の点火位置θigiとから、点火位置検出用計時データＴigiを演算し、ステップＳ５１４で点火位置検出用計時データＴigiを点火タイマにセットしてこのＣＲin処理を終了する。またステップＳ５１０で現在の制御がアイドル進角制御でないと判定されたときには、ステップＳ５１６で第１の負方向電圧の発生周期Ｔ2と既に演算されている定常運転時の点火位置θignとから点火位置検出用計時データＴignを演算し、ステップＳ５１７においてこの計時データＴignを点火タイマにセットしてこのＣＲin処理を終了する。
【０１４９】
本実施形態では、図１４の２msec毎処理のステップＳ３０８により、アイドル進角制御条件判定手段２７が構成される。また、図１５のＣＲin処理のステップＳ５１３により、アイドル進角制御用の点火位置検出用計時データ演算手段３４が構成され、ステップＳ５１４により、点火タイマ制御手段３５が構成される。
【０１５０】
図１６は本発明の第３の実施形態において、エキサイタコイルが発生した第１の負方向電圧Ｖn1が検出される毎にマイクロプロセッサに実行させるＣＲin処理のアルゴリズムを示したものである。電源投入時の処理、メモリ初期化処理、２msec毎処理、正方向割り込み処理、負方向割り込み処理、第１のＣＲout処理及び第２のＣＲout処理のアルゴリズムはそれぞれ図５、図６、図７、図８、図９、図１１及び図１２に示したものと同様である。
【０１５１】
図１６に示したＣＲin処理は、図１０に示したＣＲin処理にステップＳ５１８を追加したものである。図１６に示したＣＲin処理による場合には、ステップＳ５１０で現在の制御がアイドル進角制御であると判定されたときにステップＳ５１８で機関の回転速度が設定された一定期間の間継続してアイドル進角制御判定速度以上になっているか否かを判定する。その結果、機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が未だ一定の期間に達していないと判定されたときに、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔを１だけインクリメントするステップＳ５１１に進む。ステップＳ５１８で機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達していると判定されたときにはステップＳ５１５に移行してアイドル進角制御を終了する。その他の点は図１２に示したＣＲin処理と同様である。
【０１５２】
本実施形態では、ステップＳ５１８とステップＳ５１１とステップＳ５１２とによりアイドル進角制御条件判定手段２７が構成される。このアイドル進角制御条件判定手段は、内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつアイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭ以下であるときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達したとき、及び内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達してはいないが、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えたときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定する。
【０１５３】
図１７は、本発明の第４の実施形態においてマイクロプロセッサに実行させるＣＲin処理のアルゴリズムを示したものである。本実施形態において、電源投入時の処理、正方向割り込み処理、負方向割り込み処理、第１のＣＲout処理及び第２のＣＲout処理のアルゴリズムは、第１の実施形態のものと同様である。またメモリ初期化処理は、図１３に示した第２の実施形態のメモリ初期化処理と同一であり、２msec毎処理は、図１４に示した第２の実施形態の２msec毎処理と同一である。
【０１５４】
図１７に示したＣＲin処理は、図１６に示したＣＲin処理からステップＳ５１１及びＳ５１２を省略して、ステップＳ５１８において、機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達していないと判定されたときにアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データＴigiを演算するステップＳ５１３に移行させ、ステップＳ５１８において、機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達したと判定されたときにアイドル進角制御を終了させるステップＳ５１５に移行させるようにしたものである。その他の点は第１の実施形態におけるＣＲin処理と同様である。
【０１５５】
図１７に示すようにＣＲin処理を構成した場合には、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達していないときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するようにアイドル進角制御条件判定手段２７が構成される。
【０１５６】
上記第３の実施形態のように、内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつアイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにのみアイドル進角制御を行わせるようにするか、または第４の実施形態のように、内燃機関の回転速度がアイドル進角制御判定速度以上になっている状態が設定された判定時間の間継続するようになるまでの間だけアイドル進角制御を行わせるようにすると、アイドル進角制御を行うことにより機関の回転速度が急上昇する事態が生じるのを確実に防ぐことができるため、運転者に違和感を与えることなく、機関の始動直後のアイドル運転を短時間で安定化することができる。
【０１５７】
図１８及び図１９は、本発明の第５の実施形態において、マイクロプロセッサに実行させるＣＲin処理及び第２のＣＲout処理のアルゴリズムを示したものである。本実施形態において、電源投入時の処理、メモリ初期化処理、２msec毎処理、正方向割り込み処理、負方向割り込み処理及び第１のＣＲout処理のアルゴリズムはそれぞれ図５、図６、図７、図８、図１０及び図１１に示した第１に実施形態のものと同一である。本実施形態では、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置がアイドル進角制御時の点火位置よりも進角した位置に設定されている。
【０１５８】
図１８に示したＣＲin処理は、図１０に示したＣＲin処理からステップＳ５１３及びＳ５１４を省略したものに相当する。図１８に示したＣＲin処理では、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔをインクリメントするステップＳ５１１と、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭ以下の時にアイドル進角制御を行わせ、アイドル進角制御カウンタの計数値Ｉｄｌｅ_ｃｎｔがアイドル進角制御回数設定値ＩＤＬＥＮＵＭを超えたときにアイドル進角制御を終了する過程のみを行わせる。即ち、本実施形態のＣＲin処理では、アイドル進角制御の開始及び終了の判定のみを行わせる。
【０１５９】
図１９に示した第２のＣＲout処理では、ステップＳ７０２で始動時ではないと判定されたときにステップＳ７０９を実行して現在の制御がアイドル進角制御であるか否か（アイドル進角制御フラグがセットされているか否か）を判定する。その結果、アイドル進角制御であると判定されたときにステップ７１０を実行して第１の負方向電圧Ｖn1が発生してから第２の負方向電圧Ｖn2が発生するまでの時間Ｔ1と、アイドル進角制御時の点火位置θigiとによりアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データＴigiを演算し、ステップＳ７１１で演算した点火位置検出用計時データＴigiを直ちに点火タイマにセットする。その他の点は第１の実施形態と同様である。
【０１６０】
図１９に示したように、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置をアイドル進角制御時の点火位置θigiよりも進角した位置に設定しておいて、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置でアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データＴigiの計測を開始させるようにすると、点火位置検出用計時データＴigiを点火タイマにセットしてから点火動作を行わせるまでの時間を短縮することができるため、機関の回転の脈動の影響を少なくして、アイドル進角制御時の点火位置を正確に定めることができ、アイドル進角制御を的確に行うことができる。
【０１６１】
図１８及び図１９に示した実施形態においては、図１８のステップＳ５１２によりアイドル進角制御条件判定手段２７が構成され、図１９のステップＳ７１０及びＳ７１１によりそれぞれアイドル進角制御時点火位置検出用計時データ演算手段３４及び点火タイマ制御手段３５が構成される。
【０１６２】
上記の各実施形態においては、始動時に適した点火位置として、上死点位置に近い第１の始動時用点火位置θigs1と、この第１の始動時用点火位置よりも進角した第２の始動時用点火位置（アイドル回転時の点火位置として適した点火位置）θigs2との２つの始動時用点火位置を設定するとともに、これらの始動時用点火位置を切り換える点火位置切換回転速度ＩＧＣＨＮＥと、機関が始動時の運転状態にあるか否かを判定するための始動判定速度ＳＮＣＨＮＥとを設定して、ＩＧＣＨＮＥ＞回転速度のときに上死点位置に近い第１の始動時用点火位置θigs1で点火を行なわせ、ＩＧＣＨＮＥ≦回転速度＜ＳＮＣＨＮＥのときに第２の始動時用点火位置θigs2で点火動作を行なわせるようにしたので、スタータモータを用いてクランキングを行なうことにより機関を始動させる場合に、クランキングの脈動により、ケッチンが発生するのを防ぐことができる。しかしながら、本発明は、上記のように始動時用点火位置を複数個設定する場合に限定されるものではなく、上死点位置に近い位置に始動時に適した点火位置を一つだけ設定するようにしても良い。
【０１６３】
図１に示した例では、エキサイタコイルが負方向電圧を発生したときにＨレベルからＬレベルに立ち下がる波形の矩形波信号Ｖqnを用いているが、エキサイタコイルが負方向電圧を発生したときにＬレベルからＨレベルに立上がる波形の矩形波信号Ｖqnを発生させて、この矩形波信号の立上がりで負方向電圧の発生を検出するようにしてもよいのはもちろんである。
【０１６４】
上記の実施形態では、図２（Ａ）に示したように、非磁性材料からなるフライホイールに永久磁石と磁路構成部材とを鋳込んで２極の磁石界磁を構成したフライホイール磁石回転子１１を備えた磁石式交流発電機を用いたが、図２（Ｂ）に示したように、鉄製のフライホイール１３′の外周に形成した凹部１３ａ内に永久磁石１７を固定して、該永久磁石をフライホイールの径方向に着磁することにより３極の磁石界磁を構成したフライホイール磁石回転子１１′と、磁石界磁の磁極に対向する磁極部１６ａ，１６ｂを両端に有するコの字形鉄心１６にエキサイタコイルＥＸを巻回した固定子１２とからなる磁石式交流発電機１を用いる場合にも本発明を適用することができる。
【０１６５】
図３に示した実施形態では、始動時点火制御手段２６に点火許否手段を設けているが、この点火許否手段は省略することもできる。
【０１６６】
上記の各実施形態では、ＣＲin処理において、機関の始動開始時からのクランク軸の回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔを設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭと比較して、回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔが設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭを超えているときには機関の回転速度が始動判定速度に達していなくても定常運転時の制御に移行させるようにしているが、ＣＲin処理において、ステップＳ５０６及びＳ５０７を省略して、回転回数Ｐｕｌｓｅ_ｃｎｔを設定回数ＳＴＡＲＴＮＵＭと比較する過程を行なうことなく、単に機関の回転速度が始動判定速度に達しているか否かを判定することにより機関の運転状態が始動時の状態にあるか定常運転時の状態にあるのかを判定するようにしてもよい。
【０１６７】
上記の実施形態では、内燃機関が定常運転状態になった後もエキサイタコイルの第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutでの処理を行なうようにしているが、機関が定常運転状態になった後は、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutでの処理を行なわないように、ソフトウェアまたはハードウェアを構成してもよい。
【０１６８】
上記の実施形態では、第１の負方向電圧Ｖn1の発生位置ＣＲinが検出される回数をカウントすることにより始動操作開始時からのクランク軸の回転回数を検出するようにしているが、第２の負方向電圧Ｖn2の発生位置ＣＲoutが検出される回数をカウントすることにより始動操作開始時からのクランク軸の回転回数を検出するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明に係わる点火装置のハードウェアの構成例を示した回路図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明で用いることができる磁石式交流発電機の異なる構成例を概略的に示した構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の点火制御部の構成を含む全体的な構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の実施形態において始動操作開始直後にエキサイタコイルが出力する電圧の波形と、電源回路が出力する電圧の波形と、第１及び第２の波形整形回路が出力するパルス波形と、点火信号の波形とを示した波形図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において、マイクロプロセッサの電源投入時に実行される処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態においてマイクロプロセッサが起動した直後に実行されるメモリ初期化処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態において、２msec毎にマイクロプロセッサが実行する処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態においてエキサイタコイルが正方向電圧を出力する毎に実行される正方向割り込み処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態において、エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出される毎にマイクロプロセッサが実行する負方向割込み処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態において、始動操作開始直後の初期状態で第２の負方向電圧が検出されたときに実行される第１のＣＲout処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態において、機関が始動時の初期状態を脱したときにエキサイタコイルが出力する第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出される毎にマイクロプロセッサが実行する第２のＣＲout処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態においてマイクロプロセッサが起動した直後に実行されるメモリ初期化処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態において２msec毎にマイクロプロセッサが実行する処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１５】本発明の第２の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１７】本発明の第４の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１８】本発明の第５の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第１の負方向電圧の発生位置ＣＲinが検出される毎にマイクロプロセッサが実行するＣＲin処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図１９】本発明の第５の実施形態において、エキサイタコイルが出力する第２の負方向電圧の発生位置ＣＲoutが検出される毎にマイクロプロセッサが実行する第２のＣＲout処理のアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図２０】従来の点火装置の動作を説明するために用いるエキサイタコイルの出力電圧波形を示した波形図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１ 磁石式交流発電機
２ 点火回路
３ マイクロプロセッサ
４ａ 第１の波形整形回路
４ｂ 第２の波形整形回路
２０ 点火制御部
２１ 点火信号発生手段
２２ 経過時間計測手段
２３ 負方向電圧判定手段
２４ 始動完了判定手段
２５ 回転速度演算手段
２６ 始動時点火制御手段
２７ アイドル進角制御条件判定手段
２８ アイドル進角制御手段
２９ 定常運転時点火制御手段
３０ 始動時点火位置検出用計時データ演算手段
３１ 点火許否手段
３２ 点火タイマ制御手段
３３ アイドル進角制御時点火位置演算手段
３４ 点火位置検出用計時データ演算手段
３５ 点火タイマ制御手段
３６ 定常時点火位置検出用計時データ演算手段
３７ 点火タイマ制御手段
３８ 計時動作開始手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と同期回転する交流発電機内に設けられて、正方向電圧からなる半波と該正方向電圧からなる半波の前後にそれぞれ現れる第１及び第２の負方向電圧からなる半波とを有する交流電圧を前記内燃機関のクランク軸の１回転当たり１回発生するエキサイタコイルと、点火コイルの一次側に設けられて前記正方向電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられたときに導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイル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、前記エキサイタコイルの第１及び第２の負方向電圧により電源コンデンサを充電して制御用直流電圧を生成する電源回路と、前記電源回路が出力する直流電圧を電源電圧として動作するマイクロプロセッサを用いて前記内燃機関の点火位置を制御する点火制御部とを備えた内燃機関用点火装置であって、
前記点火制御部は、前記電源回路の出力が確立して前記マイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる計時動作開始手段と、前記エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する負方向電圧判定手段と、前記内燃機関が始動時の状態にあるときに前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求めた回転速度で前記第２の負方向電圧が検出されたクランク角位置から始動時に適した点火位置まで前記内燃機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データとして前記第２の負方向電圧が検出されたときに演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を直ちに開始させることにより前記内燃機関の点火位置を前記始動時に適したクランク角位置とするように前記点火信号の発生位置を制御する始動時点火制御手段を備え、
前記始動時点火制御手段は、前記内燃機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が検出されたときに、該最初に検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、第２の負方向電圧であると判定したときに、前記タイマの計測値を前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と見なして前記点火位置検出用計時データの演算を行うように構成されている内燃機関用点火装置。
【請求項２】
内燃機関と同期回転する交流発電機内に設けられて、正方向電圧からなる半波と該正方向電圧からなる半波の前後にそれぞれ現れる第１及び第２の負方向電圧からなる半波とを有する交流電圧を前記内燃機関のクランク軸の１回転当たり１回発生するエキサイタコイルと、点火コイルの一次側に設けられて前記正方向電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられたときに導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイル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、前記エキサイタコイルの第１及び第２の負方向電圧により電源コンデンサを充電して制御用直流電圧を生成する電源回路と、前記電源回路が出力する直流電圧を電源電圧として動作するマイクロプロセッサを用いて前記内燃機関の点火位置を制御する点火制御部とを備えた内燃機関用点火装置であって、
前記点火制御部は、
前記電源回路の出力が確立して前記マイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる計時動作開始手段と、
点火位置検出用計時データを計測する点火タイマを備えて該点火タイマが点火位置検出用計時データの計測を完了したときに前記点火信号を発生する点火信号発生手段と、
前記エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する負方向電圧判定手段と、
前記内燃機関が始動時の状態にあるか始動を完了した状態にあるかを判定する始動完了判定手段と、
前記始動完了判定手段により内燃機関が始動時の状態にあると判定されているときに前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と前記第１の負方向電圧が検出された位置から第２の負方向電圧が検出された位置までの角度とから求まる前記内燃機関の回転速度で前記第２の負方向電圧が検出された位置から始動時に適した点火位置まで前記内燃機関が回転するのに要する時間を始動時の点火位置検出用計時データとして求める演算を、前記負方向電圧判定手段により検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに行って、演算した点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに直ちに開始させることにより、前記内燃機関の点火位置を始動時に適した位置とするように制御する始動時点火制御手段と、
前記内燃機関の始動完了直後のアイドル回転を安定化するために前記内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるアイドル進角制御を行うことを許可するための条件であるアイドル進角制御条件が成立しているか否かを判定するアイドル進角制御条件判定手段と、
前記アイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御条件が成立していると判定されているときに前記内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるように前記点火信号の発生位置を制御するアイドル進角制御手段と、
前記始動完了判定手段により前記内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつ前記アイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御条件が成立していないと判定されているときに前記点火位置を前記内燃機関の定常運転時に適した位置とするように前記点火信号の発生位置を制御する定常運転時点火制御手段と、
を備え、
前記始動時点火制御手段は、前記負方向電圧判定手段により前記内燃機関の始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに、前記負方向電圧が最初に検出されたときのタイマの計測値を前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と見なして前記点火位置検出用計時データの演算を行うように構成されている内燃機関用点火装置。
【請求項３】
前記始動完了判定手段は、前記内燃機関の回転速度が始動判定速度未満の時に前記内燃機関が始動時の状態にあると判定し、前記内燃機関の回転速度が前記始動判定速度以上を一定期間継続したときに前記内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成されている請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記始動完了判定手段は、内燃機関の回転速度が始動判定速度未満で、かつ内燃機関の始動操作が開始された後の該機関のクランク軸の回転回数が設定回数以下であるときに前記内燃機関が始動時の状態にあると判定し、前記内燃機関の回転速度が始動判定速度以上を一定期間継続したとき、及び前記内燃機関の回転速度が始動判定速度未満であるが前記内燃機関の始動操作が開始された後の該機関のクランク軸の回転回数が前記設定回数を超えているときには前記内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成され、
前記設定回数は、前記内燃機関が始動できない状態で人力によりクランキングを行なった際のクランク軸の最大回転回数に相当する値に設定されていること、
を特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項５】
前記アイドル進角制御条件判定手段は、前記アイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、前記アイドル進角制御手段による点火回数が設定値を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成されている請求項２ないし４のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項６】
前記アイドル進角制御条件判定手段は、前記アイドル進角制御手段による点火位置の制御が開始されてからの経過時間が設定時間以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、前記アイドル進角制御手段による点火位置の制御が開始されてからの経過時間が設定時間を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成されている請求項２ないし４のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項７】
前記アイドル進角制御条件判定手段は、前記内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達していないときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、前記内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するように構成されている請求項２ないし４のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項８】
前記アイドル進角制御条件判定手段は、前記内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつ前記アイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときに前記アイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続して前記アイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達したとき、及び内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達してはいないが、アイドル進角制御手段による点火回数が設定値に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するように構成されている請求項２ないし４のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項９】
前記アイドル進角制御手段は、前記第１の負方向電圧が検出される周期から求められた前記内燃機関のアイドル回転速度で前記第１の負方向電圧が検出された位置から前記内燃機関の定常運転時のアイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置に設定されたアイドル進角制御時の点火位置まで前記内燃機関が回転するのに要する時間を前記点火位置検出用計時データとして前記第２の負方向電圧の発生位置で演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに直ちに開始させることにより、前記内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を行うように構成されている請求項２ないし８のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１０】
前記アイドル進角制御手段は、前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と前記第１の負方向電圧が検出される位置から第２の負方向電圧が検出される位置までの角度とから求まる前記内燃機関のアイドル回転速度で前記第２の負方向電圧が検出される位置から前記内燃機関の定常運転時のアイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置に設定されたアイドル進角制御時の点火位置まで前記内燃機関が回転するのに要する時間をアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データとして前記第２の負方向電圧が検出された位置で演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに直ちに開始させることにより、前記内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を行うように構成されている請求項２ないし８のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１１】
前記定常運転時点火制御手段は、前記第１の負方向電圧の発生周期から求められた前記内燃機関の回転速度に対して演算された前記内燃機関の定常運転時の点火位置と前記第１の負方向電圧の発生周期から求められた前記内燃機関の回転速度で前記第１の負方向電圧の発生位置から演算された定常運転時の点火位置まで機関が回転するのに要する時間を定常運転時の点火位置検出用計時データとして演算する過程と該定常運転時の点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに開始させる過程とを前記第１の負方向電圧が検出されたときに行なうように構成されている請求項２ないし１０のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１２】
前記始動時点火制御手段は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに前記点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには前記第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値以上であるときに前記始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記比Ｔ0／Ｔ1が設定値未満であるときに前記始動時の点火信号の発生を禁止する点火許否手段を備えている請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１３】
前記始動時点火制御手段は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに前記点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1が設定値以下であるときに前記始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記時間Ｔ1が設定値を超えているときに前記始動時の点火信号の発生を禁止する点火許否手段を備えている請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１４】
前記負方向電圧判定手段は、前記正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が発生した後に前記正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、前記フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、前記フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成されている請求項１ないし１３のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１５】
前記負方向電圧判定手段は、前記内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるか否かを判定する始動初期判定手段と、前記始動初期判定手段により前記内燃機関が始動時の初期状態にあると判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第１の判定手段と、前記始動初期判定手段により前記内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第２の判定手段とを具備し、
前記第１の判定手段は、前記正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が検出された後に前記正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、前記フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、前記フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成され、
前記第２の判定手段は、経過時間を計測しているタイマの計測値を各負方向電圧が検出される毎に読み込んで前回の負方向電圧が検出されてから今回の負方向電圧が検出されるまでの経過時間を計測する経過時間計測手段が前回計測した経過時間Ｔoldと今回計測した経過時間Ｔnewとを比較して、Ｔnew＜Ｔold／ｋ（ｋは１以上の定数）の関係が成立しないときに今回検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、Ｔnew＜Ｔold／ｋの関係が成立したときに今回検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成されている請求項１ないし１３のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１６】
前記始動初期判定手段は、前記内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値未満のときに前記内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、前記内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値以上であるときに前記初期状態を脱したと判定するように構成されている請求項１５に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１７】
前記始動初期判定手段は、前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値未満であるときに前記内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値以上であるときに前記内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定するように構成されている請求項１５に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１８】
前記内燃機関の始動時に前記エキサイタコイルに最初に誘起した負方向電圧がピークに達するまでの間に前記電源回路の出力電圧が前記マイクロプロセッサを動作させるのに必要なレベルに達するように前記電源回路の電源コンデンサの静電容量と充電時定数とが設定されている請求項１ないし１７のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１】
内燃機関と同期回転する交流発電機内に設けられて、正方向電圧からなる半波と該正方向電圧からなる半波の前後にそれぞれ現れる第１及び第２の負方向電圧からなる半波とを有する交流電圧を前記内燃機関のクランク軸の１回転当たり１回発生するエキサイタコイルと、点火コイルの一次側に設けられて前記正方向電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられたときに導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイル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、前記エキサイタコイルの第１及び第２の負方向電圧により電源コンデンサを充電して制御用直流電圧を生成する電源回路と、前記電源回路が出力する直流電圧を電源電圧として動作するマイクロプロセッサを用いて前記内燃機関の点火位置を制御する点火制御部とを備えた内燃機関用点火装置であって、
前記点火制御部は、前記電源回路の出力が確立して前記マイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる計時動作開始手段と、前記エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する負方向電圧判定手段と、前記内燃機関が始動時の状態にあるときに前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求めた回転速度で前記第２の負方向電圧が検出されたクランク角位置から始動時に適した点火位置まで前記内燃機関が回転するのに要する時間を点火位置検出用計時データとして前記第２の負方向電圧が検出されたときに演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を直ちに開始させることにより前記内燃機関の点火位置を前記始動時に適したクランク角位置とするように前記点火信号の発生位置を制御する始動時点火制御手段を備え、
前記始動時点火制御手段は、前記内燃機関の始動操作開始後最初に負方向電圧が検出されたときに、該最初に検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定して、第２の負方向電圧であると判定したときに、前記タイマの計測値を前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と見なして前記点火位置検出用計時データの演算を行うように構成されている内燃機関用点火装置。
【請求項２】
内燃機関と同期回転する交流発電機内に設けられて、正方向電圧からなる半波と該正方向電圧からなる半波の前後にそれぞれ現れる第１及び第２の負方向電圧からなる半波とを有する交流電圧を前記内燃機関のクランク軸の１回転当たり１回発生するエキサイタコイルと、点火コイルの一次側に設けられて前記正方向電圧により一方の極性に充電される点火用コンデンサと、点火信号が与えられたときに導通して前記点火用コンデンサに蓄積された電荷を前記点火コイル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、前記エキサイタコイルの第１及び第２の負方向電圧により電源コンデンサを充電して制御用直流電圧を生成する電源回路と、前記電源回路が出力する直流電圧を電源電圧として動作するマイクロプロセッサを用いて前記内燃機関の点火位置を制御する点火制御部とを備えた内燃機関用点火装置であって、
前記点火制御部は、
前記電源回路の出力が確立して前記マイクロプロセッサが動作を開始したときにタイマに計時動作を開始させる計時動作開始手段と、
点火位置検出用計時データを計測する点火タイマを備えて該点火タイマが点火位置検出用計時データの計測を完了したときに前記点火信号を発生する点火信号発生手段と、
前記エキサイタコイルが出力する負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する負方向電圧判定手段と、
前記内燃機関が始動時の状態にあるか始動を完了した状態にあるかを判定する始動完了判定手段と、
前記始動完了判定手段により内燃機関が始動時の状態にあると判定されているときに前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と前記第１の負方向電圧が検出された位置から第２の負方向電圧が検出された位置までの角度とから求まる前記内燃機関の回転速度で前記第２の負方向電圧が検出された位置から始動時に適した点火位置まで前記内燃機関が回転するのに要する時間を始動時の点火位置検出用計時データとして求める演算を、前記負方向電圧判定手段により検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに行って、演算した点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに直ちに開始させることにより、前記内燃機関の点火位置を始動時に適した位置とするように制御する始動時点火制御手段と、
前記内燃機関の始動完了直後のアイドル回転を安定化するために前記内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるアイドル進角制御を行うことを許可するための条件であるアイドル進角制御条件が成立しているか否かを判定するアイドル進角制御条件判定手段と、
前記アイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御条件が成立していると判定されているときに前記内燃機関の始動完了直後のアイドル時の点火位置を定常運転状態でのアイドル時の点火位置よりも進角させるように前記点火信号の発生位置を制御するアイドル進角制御手段と、
前記始動完了判定手段により前記内燃機関が始動を完了した状態にあると判定され、かつ前記アイドル進角制御条件判定手段によりアイドル進角制御条件が成立していないと判定されているときに前記点火位置を前記内燃機関の定常運転時に適した位置とするように前記点火信号の発生位置を制御する定常運転時点火制御手段と、
を備え、
前記始動時点火制御手段は、前記負方向電圧判定手段により前記内燃機関の始動操作開始後最初に検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定されたときに、前記負方向電圧が最初に検出されたときのタイマの計測値を前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と見なして前記点火位置検出用計時データの演算を行うように構成されている内燃機関用点火装置。
【請求項３】
前記始動完了判定手段は、前記内燃機関の回転速度が始動判定速度未満の時に前記内燃機関が始動時の状態にあると判定し、前記内燃機関の回転速度が前記始動判定速度以上を一定期間継続したときに前記内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成されている請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項４】
前記始動完了判定手段は、内燃機関の回転速度が始動判定速度未満で、かつ内燃機関の始動操作が開始された後の該機関のクランク軸の回転回数が設定回数以下であるときに前記内燃機関が始動時の状態にあると判定し、前記内燃機関の回転速度が始動判定速度以上を一定期間継続したとき、及び前記内燃機関の回転速度が始動判定速度未満であるが前記内燃機関の始動操作が開始された後の該機関のクランク軸の回転回数が前記設定回数を超えているときには前記内燃機関が始動を完了した状態にあると判定するように構成され、
前記設定回数は、前記内燃機関が始動できない状態で人力によりクランキングを行なった際のクランク軸の最大回転回数に相当する値に設定されていること、
を特徴とする請求項２に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項５】
前記アイドル進角制御条件判定手段は、前記アイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、前記アイドル進角制御手段による点火回数が設定値を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成されている請求項２ないし４のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項６】
前記アイドル進角制御条件判定手段は、前記アイドル進角制御手段による点火位置の制御が開始されてからの経過時間が設定時間以下のときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、前記アイドル進角制御手段による点火位置の制御が開始されてからの経過時間が設定時間を超えているときにアイドル進角制御条件が成立していないと判定するように構成されている請求項２ないし４のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項７】
前記アイドル進角制御条件判定手段は、前記内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達していないときにアイドル進角制御条件が成立していると判定し、前記内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するように構成されている請求項２ないし４のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項８】
前記アイドル進角制御条件判定手段は、前記内燃機関の回転速度が継続して設定されたアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が設定された一定の期間に達しておらず、かつ前記アイドル進角制御手段による点火回数が設定値以下のときに前記アイドル進角制御条件が成立していると判定し、内燃機関の回転速度が継続して前記アイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達したとき、及び内燃機関の回転速度が継続してアイドル進角制御判定速度以上になっている期間が一定の期間に達してはいないが、アイドル進角制御手段による点火回数が設定値に達したときにアイドル進角制御条件が成立しなくなったと判定するように構成されている請求項２ないし４のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項９】
前記アイドル進角制御手段は、前記第１の負方向電圧が検出される周期から求められた前記内燃機関のアイドル回転速度で前記第１の負方向電圧が検出された位置から前記内燃機関の定常運転時のアイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置に設定されたアイドル進角制御時の点火位置まで前記内燃機関が回転するのに要する時間を前記点火位置検出用計時データとして前記第２の負方向電圧の発生位置で演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに直ちに開始させることにより、前記内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を行うように構成されている請求項２ないし８のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１０】
前記アイドル進角制御手段は、前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間と前記第１の負方向電圧が検出される位置から第２の負方向電圧が検出される位置までの角度とから求まる前記内燃機関のアイドル回転速度で前記第２の負方向電圧が検出される位置から前記内燃機関の定常運転時のアイドル回転速度における点火位置よりも進角した位置に設定されたアイドル進角制御時の点火位置まで前記内燃機関が回転するのに要する時間をアイドル進角制御時の点火位置検出用計時データとして前記第２の負方向電圧が検出された位置で演算して、演算した点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに直ちに開始させることにより、前記内燃機関の点火位置を定常運転時のアイドル状態での点火位置よりも進角させる制御を行うように構成されている請求項２ないし８のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１１】
前記定常運転時点火制御手段は、前記第１の負方向電圧の発生周期から求められた前記内燃機関の回転速度に対して演算された前記内燃機関の定常運転時の点火位置と前記第１の負方向電圧の発生周期から求められた前記内燃機関の回転速度で前記第１の負方向電圧の発生位置から演算された定常運転時の点火位置まで機関が回転するのに要する時間を定常運転時の点火位置検出用計時データとして演算する過程と該定常運転時の点火位置検出用計時データの計測を前記点火タイマに開始させる過程とを前記第１の負方向電圧が検出されたときに行なうように構成されている請求項２ないし１０のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１２】
前記始動時点火制御手段は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに前記点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには前記第２の負方向電圧が検出されてから次の第１の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ0と前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1との比Ｔ0／Ｔ1が設定値以上であるときに前記始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記比Ｔ0／Ｔ1が設定値未満であるときに前記始動時の点火信号の発生を禁止する点火許否手段を備えている請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１３】
前記始動時点火制御手段は、内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるときに前記点火信号の発生を無条件で許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱した状態にあるときには前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間Ｔ1が設定値以下であるときに前記始動時の点火信号の発生を許可し、内燃機関の状態が始動時の初期状態を脱していて、前記時間Ｔ1が設定値を超えているときに前記始動時の点火信号の発生を禁止する点火許否手段を備えている請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１４】
前記負方向電圧判定手段は、前記正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が発生した後に前記正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、前記フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、前記フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成されている請求項１ないし１３のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１５】
前記負方向電圧判定手段は、前記内燃機関の状態が始動時の初期状態にあるか否かを判定する始動初期判定手段と、前記始動初期判定手段により前記内燃機関が始動時の初期状態にあると判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第１の判定手段と、前記始動初期判定手段により前記内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定されているときに負方向電圧が第１の負方向電圧であるか第２の負方向電圧であるかを判定する第２の判定手段とを具備し、
前記第１の判定手段は、前記正方向電圧が検出されたときに正方向電圧検出フラグをセットし、負方向電圧が検出された後に前記正方向電圧検出フラグをクリアする手段を備えていて、前記フラグがセットされていない状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、前記フラグがセットされている状態で負方向電圧が検出されたときに検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成され、
前記第２の判定手段は、経過時間を計測しているタイマの計測値を各負方向電圧が検出される毎に読み込んで前回の負方向電圧が検出されてから今回の負方向電圧が検出されるまでの経過時間を計測する経過時間計測手段が前回計測した経過時間Ｔoldと今回計測した経過時間Ｔnewとを比較して、Ｔnew＜Ｔold／ｋ（ｋは１以上の定数）の関係が成立しないときに今回検出された負方向電圧が第１の負方向電圧であると判定し、Ｔnew＜Ｔold／ｋの関係が成立したときに今回検出された負方向電圧が第２の負方向電圧であると判定するように構成されている請求項１ないし１３のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１６】
前記始動初期判定手段は、前記内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値未満のときに前記内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、前記内燃機関の始動操作が開始された後に行われた点火動作の回数が設定値以上であるときに前記初期状態を脱したと判定するように構成されている請求項１５に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１７】
前記始動初期判定手段は、前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値未満であるときに前記内燃機関が始動時の初期状態にあると判定し、前記第１の負方向電圧が検出されてから第２の負方向電圧が検出されるまでの時間から求められた内燃機関の回転速度が設定値以上であるときに前記内燃機関が始動時の初期状態を脱したと判定するように構成されている請求項１５に記載の内燃機関用点火装置。
【請求項１８】
前記内燃機関の始動時に前記エキサイタコイルに最初に誘起した負方向電圧がピークに達するまでの間に前記電源回路の出力電圧が前記マイクロプロセッサを動作させるのに必要なレベルに達するように前記電源回路の電源コンデンサの静電容量と充電時定数とが設定されている請求項１ないし１７のいずれか一つに記載の内燃機関用点火装置。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００８−２３１９８４（Ｐ２００８−２３１９８４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７０６０５（Ｐ２００７−７０６０５）
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
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