内燃机用点火装置.pdf

本发明提供一种内燃机用点火装置，具备：励磁线圈，伴随内燃机的旋转而发生具有正的半波与在其前后出现的第一以及第二负的半波的交流电压；以及点火控制部，使用从将励磁线圈发生的负的半波的电压变换为直流电压的电源电路提供电源电压的微处理器来控制发动机的点火位置，上述点火控制部在微处理器的动作开始时使计时器开始计时动作，在微处理器开始了动作之后励磁线圈首次发生的负的半波的电压是第二负的半波的电压时，将计时器的测量值视为从发生第一负的半波的电压至发生第二负的半波的电压为止的时间，根据从该时间得到的发动机的旋转速度信息来运算用于测量点火位置的计时数据，立即测量所运算出的计时数据而发生点火信号。

1.  一种内燃机用点火装置，其特征在于，具备：
励磁线圈，设置在与内燃机同步旋转的交流发电机内，针对上述内燃机的曲柄轴的每一次旋转发生一次具有由正向电压构成的半波和由在该正向电压构成的半波的前后分别出现的第一以及第二负向电压所构成的半波的交流电压；
点火用电容器，设置在点火线圈的初级侧并通过上述正向电压被充电为一个极性；
放电用开关，被设置为在提供了点火信号时导通，从而使积蓄在上述点火用电容器中的电荷通过上述点火线圈的初级线圈而放电；
电源电路，通过上述励磁线圈的第一以及第二负向电压对电源电容器进行充电而生成控制用直流电压；以及
点火控制部，使用将上述电源电路输出的直流电压作为电源电压而动作的微处理器控制上述内燃机的点火位置，其中，
上述点火控制部具备：
计时动作开始单元，在上述电源电路的输出确立而上述微处理器开始了动作时，使计时器开始计时动作；
负向电压判定单元，在检测到上述励磁线圈输出的负向电压时，判定所检测到的负向电压是第一负向电压还是第二负向电压；以及
起动时点火控制单元，控制上述点火信号的发生位置，以在上述内燃机处于起动时的状态时，在检测到第二负向电压时，运算上述内燃机以根据从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间求出的旋转速度从检测到上述第二负向电压的曲柄角位置旋转至适合于起动时的点火位置为止所需的时间而作为点火位置检测用计时数据，使运算出的点火位置检测用计时数据的测量立即开始，从而将上述内燃机的点火位置设为适合于上述起动时的曲柄角位置，
上述起动时点火控制单元构成为，在上述内燃机的起动操作开始后首次检测到负向电压时，判定该首次检测到的负向电压是第一负向电压还是第二负向电压，在判定为是第二负向电压时，将上述计时器的测量值视为从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间，从而进行上述点火位置检测用计时数据的运算。

2.  一种内燃机用点火装置，其特征在于，具备：
励磁线圈，设置在与内燃机同步旋转的交流发电机内，针对上述内燃机的曲柄轴的每一次旋转发生一次具有由正向电压构成的半波和由在该正向电压构成的半波的前后分别出现的第一以及第二负向电压所构成的半波的交流电压；
点火用电容器，设置在点火线圈的初级侧并通过上述正向电压被充电为一个极性；
放电用开关，被设置为在提供了点火信号时导通，从而使积蓄在上述点火用电容器中的电荷通过上述点火线圈的初级线圈而放电；
电源电路，通过上述励磁线圈的第一以及第二负向电压对电源电容器进行充电而生成控制用直流电压；以及
点火控制部，使用将上述电源电路输出的直流电压作为电源电压而动作的微处理器控制上述内燃机的点火位置，其中，
上述点火控制部具备：
计时动作开始单元，在上述电源电路的输出确立而上述微处理器开始了动作时，使计时器开始计时动作；
点火信号发生单元，具备对点火位置检测用计时数据进行测量的点火计时器，在该点火计时器完成了点火位置检测用计时数据的测量时，发生上述点火信号；
负向电压判定单元，在检测到上述励磁线圈输出的负向电压时，判定所检测到的负向电压是第一负向电压还是第二负向电压；
起动完成判定单元，判定上述内燃机处于起动时的状态还是处于完成了起动的状态；
起动时点火控制单元，进行控制，以在由上述起动完成判定单元判定为内燃机处于起动时的状态时，在由上述负向电压判定单元判定为所检测到的负向电压是第二负向电压时，进行求出上述内燃机以根据从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间、和从检测到上述第一负向电压的位置至检测到第二负向电压的位置为止的角度求出的内燃机的旋转速度，从检测到上述第二负向电压的位置旋转至适合于起动时的点火位置为止所需的时间而作为起动时的点火位置检测用计时数据的运算，使上述点火计时器立即开始所运算出的点火位置检测用计时数据的测量，从而将上述内燃机的点火位置设为适合于起动时的位置；
怠速提前角控制条件判定单元，判定用于许可怠速提前角控制的条件即怠速提前角控制条件是否成立，在上述怠速提前角控制中，为了使上述内燃机的起动刚刚完成之后的怠速旋转稳定化，使上述内燃机的起动刚刚完成之后的怠速时的点火位置比稳定运转状态下的怠速时的点火位置提前；
怠速提前角控制单元，控制上述点火信号的发生位置，以在由上述怠速提前角控制条件判定单元判定为怠速提前角控制条件成立时，使上述内燃机的起动刚刚完成之后的怠速时的点火位置比稳定运转状态下的怠速时的点火位置提前；以及
稳定运转时点火控制单元，控制上述点火信号的发生位置，以在由上述起动完成判定单元判定为上述内燃机处于完成了起动的状态、并且由上述怠速提前角控制条件判定单元判定为怠速提前角控制条件不成立时，将上述点火位置设为适合于上述内燃机的稳定运转时的位置，
上述起动时点火控制单元构成为，在由上述负向电压判定单元判定为在上述内燃机的起动操作开始后首次检测到的负向电压是第二负向电压时，将首次检测到上述负向电压时的计时器的测量值视为从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间，进行上述点火位置检测用计时数据的运算。

3.  根据权利要求2所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述起动完成判定单元构成为，在上述内燃机的旋转速度小于起动判定速度时，判定为上述内燃机处于起动时的状态，在上述内燃机的旋转速度为上述起动判定速度以上的状态持续了一定期间时，判定为上述内燃机处于完成了起动的状态。

4.  根据权利要求2所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述起动完成判定单元还构成为，在内燃机的旋转速度小于起动判定速度、并且开始了内燃机的起动操作后的该发动机的曲柄轴的旋转次数是设定次数以下时，判定为上述内燃机处于起动时的状态，在上述内燃机的旋转速度为起动判定速度以上的状态持续了一定期间时、以及虽然上述内燃机的旋转速度小于起动判定速度但开始了上述内燃机的起动操作后的该发动机的曲柄轴的旋转次数超过了上述设定次数时，判定为上述内燃机处于完成了起动的状态，
上述设定次数被设定成与在上述内燃机无法起动的状态下通过人力进行了曲轴起动时的曲柄轴的最大旋转次数相当的值。

5.  根据权利要求2～4中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述怠速提前角控制条件判定单元构成为，在由上述怠速提前角控制单元控制的点火次数是设定值以下时，判定为怠速提前角控制条件成立，在由上述怠速提前角控制单元控制的点火次数超过设定值时，判定为怠速提前角控制条件不成立。

6.  根据权利要求2～4中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述怠速提前角控制条件判定单元构成为，在从由上述怠速提前角控制单元控制点火位置的控制开始起的经过时间是设定时间以下时，判定为怠速提前角控制条件成立，在从由上述怠速提前角控制单元控制点火位置的控制开始起的经过时间超过设定时间时，判定为怠速提前角控制条件不成立。

7.  根据权利要求2～4中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述怠速提前角控制条件判定单元构成为，在上述内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到所设定的一定期间时，判定为怠速提前角控制条件成立，在上述内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间达到所设定的一定期间时，判定为怠速提前角控制条件不成立。

8.  根据权利要求2～4中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述怠速提前角控制条件判定单元构成为，在上述内燃机的旋转速度持续成为所设定的怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到所设定的一定期间、并且由上述怠速提前角控制单元控制的点火次数是设定值以下时，判定为上述怠速提前角控制条件成立，在内燃机的旋转速度持续成为上述怠速提前角控制判定速度以上的期间达到一定期间时、以及内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间未到达一定期间但由怠速提前角控制单元控制的点火次数达到设定值时，判定为怠速提前角控制条件不成立。

9.  根据权利要求2～8中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述怠速提前角控制单元构成为，在上述第二负向电压的发生位置运算上述内燃机以根据检测到上述第一负向电压的周期求出的上述内燃机的怠速旋转速度从检测到上述第一负向电压的位置旋转至比上述内燃机的稳定运转时的怠速旋转速度下的点火位置提前的位置处设定的怠速提前角控制时的点火位置为止所需的时间而作为上述点火位置检测用计时数据，使运算出的点火位置检测用计时数据的测量立即开始，从而进行使上述内燃机的点火位置比稳定运转时的怠速状态下的点火位置提前的控制。

10.  根据权利要求2～8中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述怠速提前角控制单元构成为，在检测到上述第二负向电压的位置运算上述内燃机以根据从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间和从检测到上述第一负向电压的位置至检测到第二负向电压的位置为止的角度求出的上述内燃机的怠速旋转速度从检测到上述第二负向电压的位置旋转至比上述内燃机的稳定运转时的怠速旋转速度下的点火位置提前的位置处设定的怠速提前角控制时的点火位置为止所需的时间而作为怠速提前角控制时的点火位置检测用计时数据，使上述点火计时器立即开始所运算出的点火位置检测用计时数据的测量，从而进行使上述内燃机的点火位置比稳定运转时的怠速状态下的点火位置提前的控制。

11.  根据权利要求2～10中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述稳定运转时点火控制单元构成为，在检测到上述第一负向电压时，进行如下过程：运算发动机以根据针对根据上述第一负向电压的发生周期求出的上述内燃机的旋转速度运算出的上述内燃机的稳定运转时的点火位置、和上述第一负向电压的发生周期求出的上述内燃机的旋转速度从上述第一负向电压的发生位置旋转至所运算出的稳定运转时的点火位置为止所需的时间而作为稳定运转时的点火位置检测用计时数据的过程；以及使上述点火计时器开始该稳定运转时的点火位置检测用计时数据的测量的过程。

12.  根据权利要求1～11中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述起动时点火控制单元具备点火许可与否单元，该点火许可与否单元在内燃机的状态处于起动时的初期状态时，无条件地许可上述点火信号的发生，在内燃机的状态处于离开了起动时的初期状态的状态时，在从检测到上述第二负向电压至检测到下一个第一负向电压为止的时间T0与从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1之比T0/T1是设定值以上时，许可上述起动时的点火信号的发生，在内燃机的状态离开起动时的初期状态，并且上述比T0/T1小于设定值时，禁止上述起动时的点火信号的发生。

13.  根据权利要求1～11中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述起动时点火控制单元具备点火许可与否单元，该点火许可与否单元在内燃机的状态处于起动时的初期状态时，无条件地许可上述点火信号的发生，在内燃机的状态处于离开了起动时的初期状态的状态时，在从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1是设定值以下时，许可上述起动时的点火信号的发生，在内燃机的状态离开起动时的初期状态，并且上述时间T1超过设定值时，禁止上述起动时的点火信号的发生。

14.  根据权利要求1～13中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述负向电压判定单元构成为，具备在检测到上述正向电压时设置正向电压检测标志，在发生了负向电压之后将上述正向电压检测标志清零的单元，在上述标志未被设置的状态下检测到负向电压时，判定为所检测到的负向电压是第一负向电压，在上述标志被设置的状态下检测到负向电压时，判定为所检测到的负向电压是第二负向电压。

15.  根据权利要求1～13中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述负向电压判定单元包括：
起动初期判定单元，判定内燃机的状态是否处于起动时的初期状态；
第一判定单元，在由上述起动初期判定单元判定为上述内燃机处于起动时的初期状态时，判定负向电压是第一负向电压还是第二负向电压；以及
第二判定单元，在由上述起动初期判定单元判定为上述内燃机离开了起动时的初期状态时，判定负向电压是第一负向电压还是第二负向电压，
上述第一判定单元构成为，具备在检测到上述正向电压时设置正向电压检测标志，在检测到负向电压之后将上述正向电压检测标志清零的单元，在上述标志未被设置的状态下检测到负向电压时，判定为所检测到的负向电压是第一负向电压，在上述标志被设置的状态下检测到负向电压时，判定为所检测到的负向电压是第二负向电压，
上述第二判定单元构成为，对经过时间测量单元上次测量的经过时间Told与本次测量的经过时间Tnew进行比较，其中，经过时间测量单元在每当检测到各负向电压时读入测量经过时间的计时器的计数值而对从检测到上次的负向电压至检测到本次的负向电压为止的经过时间进行测量，在Tnew＜Told/k的关系不成立时，判定为本次检测到的负向电压是第一负向电压，在Tnew＜Told/k的关系成立时，判定为本次检测到的负向电压是第二负向电压，其中，k是1以上的常数。

16.  根据权利要求15所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述起动初期判定单元构成为，在开始了上述内燃机的起动操作之后进行的点火动作的次数小于设定值时，判定为上述内燃机处于起动时的初期状态，在开始了上述内燃机的起动操作之后进行的点火动作的次数是设定值以上时，判定为离开了上述初期状态。

17.  根据权利要求15所述的内燃机用点火装置，其特征在于，上述起动初期判定单元构成为，在根据从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间求出的内燃机的旋转速度小于设定值时，判定为上述内燃机处于起动时的初期状态，在根据从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间求出的内燃机的旋转速度是设定值以上时，判定为上述内燃机离开了起动时的初期状态。

18.  根据权利要求1～17中的任意一项所述的内燃机用点火装置，其特征在于，设定上述电源电路的电源电容器的静电电容和充电时间常数，以在上述内燃机的起动时上述励磁线圈中首次感应出的负向电压达到峰值为止的期间，使上述电源电路的输出电压达到为了使上述微处理器动作而所需的电平。

内燃机用点火装置
技术领域
本发明涉及电容器放电式的内燃机用点火装置。
背景技术
电容器放电式的内燃机用点火装置包括：点火线圈；通过设置在点火线圈的初级侧的点火用电源的输出被充电为一个极性的点火用电容器；在被提供了点火信号时成为导通状态而使积蓄在点火用电容器中的电荷通过点火线圈的初级线圈放电的放电用开关；以及在内燃机的点火位置对放电用开关提供点火信号的点火控制部。作为点火用电源，普遍使用安装在发动机中的磁铁式交流发电机中设置的励磁线圈。
在最近的内燃机驱动车辆、内燃机驱动机器中，为了使发动机发生的噪音的降低、排出气体的净化、高效的运转等成为可能，需要针对包括发动机的旋转速度的各种控制条件，复杂地控制发动机的点火位置(进行点火动作的曲柄角位置)。因此，即使在重视低成本的内燃机中，也使用具备使用了微处理器的点火控制部的点火装置。
在使用微处理器来控制点火位置的情况下，通过某一方法得到发动机的特定的曲柄角位置的信息，并根据该曲柄角信息来运算发动机的旋转速度，针对包括所运算出的旋转速度的各种控制条件，运算发动机的点火位置。发动机的特定的曲柄角位置的信息例如是表示发动机的曲柄角位置与相对上止点位置(活塞到达上止点时的曲柄角位置)具有一定的关系的基准曲柄角位置一致的曲柄角信息。
发动机的点火位置被运算为从基准曲柄角位置至点火位置为止的角度、或从发动机的上止点至点火位置为止的提前角度。使用此时的发动机的旋转速度，将表示所运算出的点火位置的角度变换为点火位置检测用计时数据。点火位置检测用计时数据是为了发动机以此时的旋转速度从基准曲柄角位置旋转至点火位置为止而所需的时间(使微处理器内的计时器测量的时间)。点火控制部在发生了表示基准曲柄角位置的信号时识别为发动机的曲柄角位置与基准曲柄角位置一致，对点火位置测量用计时器(还称为点火计时器)设置点火位置测量用数据，在点火计时器完成了所设置的计时数据的测量时产生点火信号。
作为用于得到发动机的曲柄角信息的信号源，使用在发动机的基准曲柄角位置产生脉冲信号的脉冲发生器(脉冲信号发生器)。但是，在重视低成本的情况下，要求省略脉冲发生器。
省略了脉冲发生器的点火装置被称为无脉冲发生器方式的点火装置。在无脉冲发生器方式的点火装置中，例如如专利文献1所述，为了对点火用电容器进行充电而从设置在磁铁发电机内的励磁线圈的输出电压中得到曲柄角信息。在从励磁线圈的输出电压中得到曲柄角信息的情况下，如图20所示，如下构成磁铁发电机，励磁线圈在发动机的正旋转时在曲柄轴旋转一周的期间，针对一个气缸发生一次如下波形的交流电压，该交流电压的波形具有由具有为了对点火用线圈进行充电而充分的大的波高值的正向电压Vp构成的半波、和由在该正向电压的前后分别发生的第一以及第二负向电压Vn1以及Vn2构成的半波。
在专利文献1所示的点火装置中，被设定成在发动机的上止点位置(发动机的活塞达到上止点时的曲柄角位置)TDC的刚刚之前发生第二负向电压Vn2，将在第二负向电压V2的大小超过峰值后降低至设定电平Vs1时的曲柄角位置θi0用作起动时的点火位置，将与第二负向电压Vn2的峰值位置相当的曲柄角位置θi1用作怠速运转时的点火位置。另外，将正向电压Vp与设定电压Vs2进行比较，将正向电压Vp等于设定电压Vs2时的曲柄角位置检测为基准曲柄角位置θs。在基准曲柄角位置θs中，取入用于求出发动机的旋转速度的时间数据时，开始测量所运算出的点火位置。基准曲柄角位置θs被设定在比提前角宽度成为最大时的点火位置更处于提前角侧的位置。
微处理器每当检测到基准曲柄角位置θs时，读入计时器测量的时间，将从检测到上次基准曲柄角位置至检测到本次基准曲柄角位置为止的时间(曲柄轴旋转一周所需的时间)求出为旋转速度检测用时间数据，根据该时间数据运算发动机的旋转速度。微处理器还针对包括所运算出的旋转速度的控制条件运算发动机的点火位置，并且将发动机以此时的旋转速度从基准曲柄角位置旋转至所运算出的点火位置为止而所需的时间求出为点火位置检测用计时数据，在基准曲柄角位置对点火计时器设置该计时数据并开始其测量。
在以往的这种点火装置中，在发动机的起动时进行起动时点火控制，在检测到发动机的起动完成时立即转移到稳定运转时点火控制。在起动时点火控制中，在检测到与起动时的点火位置相当的曲柄角位置时，对放电用开关提供点火信号而进行点火动作，使发动机起动。在发动机的旋转速度成为起动完成判定速度以上时，开始稳定运转时点火控制。在稳定运转时点火控制中，在发动机的怠速运转时，在曲柄角位置θi1从点火控制部对放电用开关提供点火信号而进行点火动作，在怠速运转时以外的发动机的运转时，在针对发动机的旋转速度等控制条件运算出的点火位置从点火控制部对放电用开关提供点火信号而进行点火动作。
在本说明书中，内燃机的起动时是指，从起动操作的开始至发动机的起动完成而发动机可以维持旋转为止的过渡期间。
在以往的无脉冲发生器方式的点火装置中，在图20的基准曲柄角位置θs对点火计时器设置的点火位置检测用计时数据是根据利用在发动机的上一次旋转中测量的旋转速度检测用时间数据运算出的旋转速度运算出的计时数据。由于在发动机的稳定运转时，曲柄轴的旋转速度稳定，所以即使使用根据利用在上一次旋转中测量的旋转速度检测用时间数据运算出的旋转速度求出的点火位置检测用计时数据也没有问题。但是，由于在发动机的起动时，曲柄轴的旋转速度根据发动机的行程变化而细微地变动，所以在根据利用在发动机的上一次运转中测量的旋转速度检测用时间数据运算出的旋转速度来求出点火位置检测用计时数据的情况下，发动机的起动时的点火位置欠缺准确性，而无法避免发动机的起动性恶化。
因此，本申请人如专利文献2所述，提出了如下无脉冲发生器方式的内燃机用点火装置：在发动机的起动时，可以根据在点火位置的刚刚之前求出的发动机的旋转速度信息来决定点火位置。在该已经提出的点火装置中，在内燃机处于起动时的状态时，在第二负向电压的发生位置，对从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间进行测量，使用根据该时间得到的发动机的旋转速度的信息来求出发动机的起动时的点火位置检测用计时数据，使该计时数据的测量立即开始，从而检测起动时的点火位置而产生点火信号。
根据该已经提出的点火装置，在曲柄轴的旋转速度细微地变动的发动机的起动时，可以根据在点火位置的刚刚之前求出的发动机的旋转速度信息来确定点火位置，所以可以正确地确定起动时的点火位置而使发动机的旋转稳定，提高发动机的起动性。
但是，在专利文献2示出的已经提出的点火装置中，在开始了发动机的起动操作后，如果未发生两次负向电压则无法运算出发动机的旋转速度。由于在无法运算旋转速度时，无法产生点火信号，所以在已经提出的点火装置中，在开始了起动操作后，在曲柄轴的首次的第一次旋转中有时无法进行点火，发动机的起动性恶化。
另外，如专利文献3记载，还提出了将与发动机的起动时的旋转速度(曲轴起动(cranking)速度)相当的旋转周期的数据存储为固定值，使用该数据，求出起动时的初次的点火位置的起动装置。
专利文献1：日本特开2003-307171号公报
专利文献2：日本特开2006-214339号公报
专利文献3：日本特开2005-264732号公报
如果发动机的起动时的旋转速度总是恒定，则如专利文献3记载的发明，即使将与发动机的起动时的旋转速度(曲轴起动速度)相当的旋转周期的数据设为固定值，也可以可靠地决定起动时的初次的点火位置。
但是实际上，由于发动机的曲轴起动速度不限于恒定，所以在专利文献3所示的起动装置中，有时无法在起动操作开始后准确地确定首次进行点火的位置，发动机的起动性恶化。特别地，在将反冲起动器用作起动装置的情况下，由于驾驶员拉拽起动器的绳子时的力的加减，曲柄轴的旋转速度大幅变动。另外，由于发动机的曲轴起动速度较大地受到发动机的润滑油的粘度的影响，所以曲轴起动速度还根据发动机的起动时的周围温度而较大地不同。
因此，在利用了专利文献3所示的起动装置的情况下，在起动操作开始后首次进行点火的曲柄角位置在多数情况下从适当的范围大幅偏移，而无法避免发动机的起动性恶化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内燃机用点火装置，可以正确地确定发动机的起动时的点火位置而提高发动机的起动性。
本发明提供一种内燃机用点火装置，具备：励磁线圈，设置在与内燃机同步旋转的交流发电机内，针对内燃机的曲柄轴的每一次旋转发生一次具有由正向电压构成的半波和由在该正向电压构成的半波的前后分别出现的第一以及第二负向电压所构成的半波的交流电压；点火用电容器，设置在点火线圈的初级侧并通过正向电压被充电为一个极性；放电用开关，被设置为在提供了点火信号时导通，从而使积蓄在点火用电容器中的电荷通过点火线圈的初级线圈而放电；电源电路，通过励磁线圈的第一以及第二负向电压对电源电容器进行充电而生成控制用直流电压；以及点火控制部，使用将电源电路输出的直流电压作为电源电压而动作的微处理器控制内燃机的点火位置。
在本发明中，上述点火控制部具备：计时动作开始单元，在电源电路的输出确立而微处理器开始了动作时，使计时器开始计时动作；负向电压判定单元，在检测到励磁线圈输出的负向电压时，判定所检测到的负向电压是第一负向电压还是第二负向电压；以及起动时点火控制单元，控制点火信号的发生位置，以在内燃机处于起动时的状态时，在负向电压判定单元检测到第二负向电压时，运算内燃机以根据从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1求出的旋转速度从检测到第二负向电压的曲柄角位置旋转至适合于起动时的点火位置为止所需的时间而作为点火位置检测用计时数据，使运算出的点火位置检测用计时数据的测量立即开始，从而将内燃机的点火位置设为适合于起动时的曲柄角位置。
上述起动时点火控制单元构成为，在上述内燃机的起动操作开始后首次检测到负向电压时，判定该首次检测到的负向电压是第一负向电压还是第二负向电压，在判定为是第二负向电压时，将上述计时器的测量值(从微处理器开始动作至首次检测到第二负向电压为止的时间)Ts视为从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1，从而进行上述点火位置检测用计时数据的运算。
如上所述，在内燃机处于起动时的状态时，对从检测到第一负向电压至检测到第二负向电位为止的时间T1进行测量，使用根据该时间得到的发动机的旋转速度的信息来求出用于检测发动机的起动时的点火位置的测量数据，使该计时数据的测量立即开始，从而产生起动时的点火信号时，由此在发动机的曲柄轴的旋转速度细微地变动的发动机的起动时，可以根据在其刚刚之前求出的旋转信息来检测点火位置，所以可以正确地检测起动时的点火位置，从而提高发动机的起动性。
另外，在如上所述构成起动时点火控制单元时，由于可以将发动机的起动时的点火位置设定在比第二负向电压的发生位置迟的位置(超过励磁线圈发生交流电压的区间的位置)，所以可以较宽地取点火位置的提前角宽度。
特别地，如上所述，如下构成起动时点火控制单元，在内燃机的起动操作开始后，判定首次检测到的负向电压是第一负向电压还是第二负向电压，在判定为首次检测到的负向电压是第二负向电压时，将从微处理器开始动作至首次检测到第二负向电压为止的时间Ts视为从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1，进行点火位置检测用计时数据的运算，由此在起动操作开始后首次检测到的负向电压是第二负向电压时，从起动操作刚刚开始之后，可以针对与发动机的实际的旋转速度大致相等的旋转速度检测点火位置而进行点火动作，所以可以提高从起动操作开始后的曲柄轴的第一次旋转起在适当的曲柄角位置进行点火的概率，提高发动机的起动性。
在本发明的优选方式中，上述点火控制部由以下要素构成。
(a)计时动作开始单元，在电源电路的输出确立而微处理器开始了动作时，使计时器开始计时动作。
(b)点火信号发生单元，具备对点火位置检测用计时数据进行测量的点火计时器，并在该点火计时器完成了点火位置检测用计时数据的测量时发生点火信号。
(c)负向电压判定单元，在检测到励磁线圈输出的负向电压时，判定所检测到的负向电压是第一负向电压还是第二负向电压。
(d)起动完成判定单元，判定内燃机处于起动时的状态还是处于完成了起动的状态。
(e)起动时点火控制单元，进行控制，以在由起动完成判定单元判定为内燃机处于起动时的状态时，在由负向电压判定单元判定为所检测到的负向电压是第二负向电压时，进行求出内燃机以根据从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间、和从检测到第一负向电压的位置至检测到第二负向电压的位置为止的角度求出的内燃机的旋转速度，从检测到第二负向电压的位置旋转至适合于起动时的点火位置为止所需的时间而作为起动时的点火位置检测用计时数据的运算，使点火计时器立即开始所运算出的点火位置检测用计时数据的测量，从而将内燃机的点火位置设为适合于起动时的位置。
(f)怠速提前角控制条件判定单元，判定用于许可怠速提前角控制的条件即怠速提前角控制条件是否成立，在怠速提前角控制中，为了使内燃机的起动刚刚完成之后的怠速旋转稳定化，使内燃机的起动刚刚完成之后的怠速时的点火位置比稳定运转状态下的怠速时的点火位置提前。
(g)怠速提前角控制单元，控制点火信号的发生位置，以在由怠速提前角控制条件判定单元判定为怠速提前角控制条件成立时，使内燃机的起动刚刚完成之后的怠速时的点火位置比稳定运转状态下的怠速时的点火位置提前。
(h)稳定运转时点火控制单元，控制点火信号的发生位置，以在由起动完成判定单元判定为内燃机处于完成了起动的状态、并且由怠速提前角控制条件判定单元判定为怠速提前角控制条件不成立时，将点火位置设为适合于内燃机的稳定运转时的位置。
起动时点火控制单元构成为，在由负向电压判定单元判定为在内燃机的起动操作开始后首次检测到的负向电压是第二负向电压时，将首次检测到负向电压时的计时器的测量值视为从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间，进行点火位置检测用计时数据的运算。
上述起动完成判定单元构成为，在内燃机的旋转速度小于起动判定速度时，判定为内燃机处于起动时的状态，在内燃机的旋转速度为起动判定速度以上的状态持续了一定期间时，判定为内燃机处于完成了起动的状态。起动判定速度被设定成等于内燃机处于完成了起动的状态时的旋转速度。
上述起动完成判定单元还可以构成为，在内燃机的旋转速度小于起动判定速度、并且开始了内燃机的起动操作后的该发动机的曲柄轴的旋转次数是设定次数以下时，判定为上述内燃机处于起动时的状态，在上述内燃机的旋转速度为起动判定速度以上的状态持续了一定期间时、以及虽然上述内燃机的旋转速度小于起动判定速度但开始了上述内燃机的起动操作后的该发动机的曲柄轴的旋转次数超过了上述设定次数时，判定为上述内燃机处于完成了起动的状态。此时，上述设定次数被设定成与在上述内燃机无法起动的状态下(例如在使点火装置的点火动作停止的状态下)通过人力进行了曲轴起动时的曲柄轴的最大旋转次数相当的值。
在如上所述构成起动完成判定单元时，在通过反冲起动器等利用人力的起动装置使发动机起动的情况下，开始了内燃机的起动操作后的曲柄轴的旋转次数不会超过设定次数，所以在发动机的旋转速度小于起动判定速度时判定为发动机处于起动状态，在发动机的旋转速度为起动判定速度以上的状态持续一定期间时判定为起动完成(处于稳定运转时的状态)。因此，在通过人力使发动机起动的情况下，可以将起动时的点火位置设为适合于上止点位置附近的起动时的位置，从而提高发动机的起动性。
相对于此，在通过使用起动器电动机进行曲轴起动而使发动机起动的情况下，即使发动机不自发地旋转，也可以通过起动器电动机来维持该旋转。在该情况下，当设为仅在靠近上止点位置的位置设定一个适合于起动时的点火位置(起动时用点火位置)，在起动时判定为旋转速度小于设定旋转速度时，在所设定的起动时用点火位置进行点火，在旋转速度达到设定旋转速度时转移到稳定时的点火时，由于曲轴起动的脉动，发生反冲(kickback)(活塞无法超过上止点而被押回的现象)的可能性变高。
为了防止产生上述那样的问题，优选为预先设定多个起动时用点火位置，根据利用检测到第一负向电压的周期运算出的旋转速度，从被设定为起动时用点火位置的多个点火位置中选择最佳的点火位置。
例如，优选为作为适合于起动时的点火位置，设定靠近上止点位置的第一起动时用点火位置、和比该第一起动时用点火位置提前的第二起动时用点火位置(作为怠速旋转时的点火位置而适合的点火位置)这两个起动时用点火位置，并且设定切换起动时用点火位置的点火位置切换旋转速度IGCHNE、和用于判定发动机是否处于起动时的运转状态的起动判定速度SNCHNE，在IGCHNE＜旋转速度时在靠近上止点位置的第一起动时用点火位置进行点火，在IGCHNE≤旋转速度＜SNCHNE时在第二起动时用点火位置进行点火动作。
在如上所述构成时，例如，可以使起动开始时的点火位置与进行了初爆后的点火位置不同，将起动开始时的点火位置以及初爆后的点火位置分别设定在最佳的位置，所以可以提高发动机的起动性，并且使在发动机起动之后转移到怠速运转的过程中的发动机的旋转变得稳定。
在本发明的优选的方式中，上述怠速提前角控制条件判定单元构成为，在由怠速提前角控制单元控制的点火次数是设定值以下时，判定为怠速提前角控制条件成立，在由怠速提前角控制单元控制的点火次数超过设定值时，判定为怠速提前角控制条件不成立。
在本发明的更优选的方式中，上述怠速提前角控制条件判定单元构成为，在从由怠速提前角控制单元控制点火位置的控制开始起的经过时间是设定时间以下时，判定为怠速提前角控制条件成立，在从由怠速提前角控制单元控制点火位置的控制开始起的经过时间超过设定时间时，判定为怠速提前角控制条件不成立。
在本发明的更优选的方式中，上述怠速提前角控制条件判定单元构成为，在内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到所设定的一定期间时，判定为怠速提前角控制条件成立，在内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间达到所设定的一定期间时，判定为怠速提前角控制条件不成立。
在本发明的更优选的方式中，上述怠速提前角控制条件判定单元构成为，在内燃机的旋转速度持续成为所设定的怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到所设定的一定期间、并且由怠速提前角控制单元控制的点火次数是设定值以下时，判定为怠速提前角控制条件成立，在内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间达到一定期间时、以及内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间未到达一定期间但由怠速提前角控制单元控制的点火次数达到设定值时，判定为怠速提前角控制条件不成立。
在本发明的优选的方式中，上述怠速提前角控制单元构成为，在第二负向电压的发生位置运算内燃机以根据检测到第一负向电压的周期求出的内燃机的怠速旋转速度从检测到第一负向电压的位置旋转至比内燃机的稳定运转时的怠速旋转速度下的点火位置提前的位置处设定的怠速提前角控制时的点火位置为止所需的时间而作为点火位置检测用计时数据，使运算出的点火位置检测用计时数据的测量立即开始，从而进行使内燃机的点火位置比稳定运转时的怠速状态下的点火位置提前的控制。
在本发明的其他优选的方式中，上述怠速提前角控制单元构成为，在检测到第二负向电压的位置运算内燃机以根据从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间和从检测到第一负向电压的位置至检测到第二负向电压的位置为止的角度求出的内燃机的怠速旋转速度从检测到第二负向电压的位置旋转至比内燃机的稳定运转时的怠速旋转速度下的点火位置提前的位置处设定的怠速提前角控制时的点火位置为止所需的时间而作为怠速提前角控制时的点火位置检测用计时数据，使点火计时器立即开始所运算出的点火位置检测用计时数据的测量，从而进行使内燃机的点火位置比稳定运转时的怠速状态下的点火位置提前的控制。
如上所述，当设置有怠速提前角控制单元时，可以防止在起动刚刚完成之后的怠速旋转时发动机的旋转速度降低，而维持发动机的旋转，所以即使在寒冷时等发动机的旋转变得不稳定的状况下，也可以在短时间内使发动机刚刚起动后的怠速运转稳定化，其中，在由起动完成判定单元判定为内燃机处于完成了起动的状态，并且在由怠速提前角控制条件判定单元判定为进行怠速提前角控制的条件成立时，怠速提前角控制单元控制点火信号的发生位置，使内燃机的点火位置比稳定运转时的怠速状态下的点火位置提前地。
在本发明中，由于仅在规定的怠速提前角控制条件(用于许可为了使刚刚起动后的怠速旋转稳定化而使点火位置比稳定运转时的怠速状态下的点火位置提前的控制的条件)成立时，进行怠速提前角控制，所以不会产生刚刚起动后的怠速旋转速度上升至所需以上等情况，从而可以使刚刚起动之后的怠速旋转稳定化。
特别地，在本发明中，仅在内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间达到所设定的一定期间为止的期间进行怠速提前角控制的情况、或者内燃机的旋转速度持续成为所设定的怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到一定期间并且在由怠速提前角控制单元控制的点火次数是设定值以下时进行怠速提前角控制的情况下，可以可靠地防止由于进行怠速提前角控制而产生发动机的旋转速度急剧上升的状态，所以不会对驾驶员造成不适感，从而可以实现刚刚起动后的怠速旋转的稳定化。
稳定运转时的点火位置检测用计时数据的运算也可以在第二负向电压的发生位置进行，但为了正确地进行所运算出的稳定运转时的点火位置的测量，优选根据在开始点火位置的测量的位置刚刚之前求出的旋转速度运算用于检测发动机的点火位置的计时数据。因此，优选将在稳定运转时进行点火位置检测用计时数据的运算的定时、和用于使点火计时器开始该计时数据的测量的处理的定时设为发生第一负向电压的定时。
因此，在本发明的优选的方式中，上述稳定运转时点火控制单元构成为，在检测到第一负向电压时，进行如下过程：运算发动机以根据针对根据第一负向电压的发生周期求出的内燃机的旋转速度运算出的内燃机的稳定运转时的点火位置、和第一负向电压的发生周期求出的内燃机的旋转速度从第一负向电压的发生位置旋转至所运算出的稳定运转时的点火位置为止所需的时间而作为稳定运转时的点火位置检测用计时数据的过程；以及使点火计时器开始该稳定运转时的点火位置检测用计时数据的测量的过程。
如上所述，当设为在比进行用于测量发动机的起动时的点火位置的处理的第二负向电压的发生位置靠前的第一负向电压的发生位置进行用于测量稳定时的点火位置的处理(将第一负向电压的发生位置设为用于确定稳定运转时的点火位置的基准曲柄角位置)时，不仅可以较宽地取点火位置的提前角宽度，而且还可以正确地进行所运算出的点火位置的检测，从而高精度地进行点火位置的控制。
在本发明的优选的方式中，起动时点火控制单元具备点火许可与否单元，该点火许可与否单元在内燃机的状态处于起动时的初期状态时，无条件地许可点火信号的发生，在内燃机的状态处于离开了起动时的初期状态的状态时，在从检测到第二负向电压至检测到下一个第一负向电压为止的时间T0与从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1之比T0/T1是设定值以上时，许可起动时的点火信号的发生，在内燃机的状态离开起动时的初期状态，并且比T0/T1小于设定值时，禁止起动时的点火信号的发生。
上述点火许可与否单元也可以构成为，在内燃机的状态处于起动时的初期状态时，无条件地许可上述点火信号的发生，在内燃机的状态处于离开了起动时的初期状态的状态时，在从检测到上述第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1是设定值以下时，许可上述起动时的点火信号的发生，在内燃机的状态离开起动时的初期状态，并且上述时间T1超过设定值时，禁止上述起动时的点火信号的发生。
在起动时点火控制单元中设置上述那样的点火许可与否单元时，可以禁止在开始了起动操作后，由于操作力的不足而曲轴起动(cranking)速度不足的情况下进行点火动作，所以可以防止产生在使用反冲起动器、冲击式起动器(kick starter)通过人力起动发动机时活塞无法超过上止点而被押回的现象(逆转)。
本发明的优选的方式中使用的负向电压判定单元构成为，具备在检测到正向电压时设置正向电压检测标志，在发生了负向电压之后将正向电压检测标志清零的单元，在标志未被设置的状态下检测到负向电压时，判定为所检测到的负向电压是第一负向电压，在标志被设置的状态下检测到负向电压时，判定为所检测到的负向电压是第二负向电压。
本发明的其他优选的方式中使用的负向电压判定单元包括：起动初期判定单元，判定内燃机的状态是否处于起动时的初期状态；第一判定单元，在由起动初期判定单元判定为内燃机处于起动时的初期状态时，判定负向电压是第一负向电压还是第二负向电压；以及第二判定单元，在由起动初期判定单元判定为内燃机离开了起动时的初期状态时，判定负向电压是第一负向电压还是第二负向电压。
在该情况下，第一判定单元构成为，具备在检测到正向电压时设置正向电压检测标志，在检测到负向电压之后将正向电压检测标志清零的单元，在标志未被设置的状态下检测到负向电压时，判定为所检测到的负向电压是第一负向电压，在标志被设置的状态下检测到负向电压时，判定为所检测到的负向电压是第二负向电压。
另外，第二判定单元构成为，对经过时间测量单元上次测量的经过时间Told与本次测量的经过时间Tnew进行比较，其中，经过时间测量单元在每当检测到各负向电压时读入测量经过时间的计时器的计数值而对从检测到上次的负向电压至检测到本次的负向电压为止的经过时间进行测量，在Tnew＜Told/k的关系不成立时，判定为本次检测到的负向电压是第一负向电压，在Tnew＜Told/k的关系成立时，判定为本次检测到的负向电压是第二负向电压，其中，k是1以上的常数。
上述常数k的值被设定成大于1、且小于将从在内燃机的正转时发生的第二负向电压的发生位置至下一个第一负向电压的发生位置为止的角度除以从第一负向电压的发生位置至第二负向电压的发生位置为止的角度而得到的值。通过将常数k的值设定为适当的值，可以消除在发动机的急加速时、急减速时错误地检测第一负向电压的发生位置和第二负向电压的发生位置的可能性。
在本发明的优选的方式中，上述起动初期判定单元构成为，在开始了内燃机的起动操作之后进行的点火动作的次数小于设定值时，判定为上述内燃机处于起动时的初期状态，在开始了内燃机的起动操作之后进行的点火动作的次数是设定值以上时，判定为离开了初期状态。
在本发明的其他优选的方式中，起动初期判定单元构成为，在根据从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间求出的内燃机的旋转速度小于设定值时，判定为内燃机处于起动时的初期状态，在根据从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间求出的内燃机的旋转速度是设定值以上时，判定为内燃机离开了起动时的初期状态。
在本发明的优选的方式中，设定电源电路的电源电容器的静电电容和充电时间常数，以在内燃机的起动时励磁线圈中首次感应出的负向电压达到峰值为止的期间，使电源电路的输出电压达到为了使微处理器动作而所需的电平。
在如上所述构成电源电路时，在起动操作开始后励磁线圈首次发生了负向电压时，在直到该负向电压达到峰值为止的期间微处理器开始动作而使计时器的计时动作开始，所以在励磁线圈发生了第一负向电压之后，从微处理器开始动作至首次发生第二负向电压为止的时间Ts、与从发生第一负向电压至发生第二负向电压为止的时间T1之差微小。因此，在如上所述构成时，在首次发生的负向电压是第一负向电压的情况下，可以大致正确地检测发动机的起动操作刚刚开始之后的旋转速度，正确地检测进行起动时的首次点火的曲柄角位置。
另外，在本说明书中，励磁线圈输出的交流电压的各半波的电压的正负的极性并不意味着波形图上的极性(绝对极性)，在励磁线圈输出的交流电压的一个极性的半波的电压以及另一个极性的半波的电压之内，将为了对点火电路的点火用电容器进行充电而使用的极性的半波的电压设为正向电压，将与为了对点火用电容器进行充电而使用的极性相反的极性的半波的电压设为负向电压。
如上所述，根据本发明，起动时点火控制单元构成为，在内燃机的起动操作开始后首次发生了负向电压时，判定首次发生的负向电压是第一负向电压还是第二负向电压，在判定为首次发生的负向电压是第二负向电压时，将从微处理器开始动作至首次发生第二负向电压为止的时间Ts视为从发生第一负向电压至发生第二负向电压为止的时间T1而进行点火位置检测用计时数据的运算，所以在起动操作开始后首次发生的负向电压是第一负向电压时，可以从起动操作刚刚开始之后，根据与发动机的实际的旋转速度大致相等的旋转速度检测点火位置而进行点火动作。因此，根据本发明，可以提高在起动操作开始后从曲柄轴的第一次旋转起可以在适当的曲柄角位置进行点火的概率，提高发动机的起动性。
附图说明
图1是示出本发明的点火装置的硬件的结构例的电路图。
图2(A)以及(B)是分别概略地示出可以在本发明中使用的磁铁式交流发电机的不同的结构例的结构图。
图3是示出包括本发明的第一实施方式的点火控制部的结构的整体结构的框图。
图4是示出在本发明的实施方式中在起动操作刚刚开始之后励磁线圈输出的电压的波形、电源电路输出的电压的波形、第一以及第二波形整形电路输出的脉冲波形、和点火信号的波形的波形图。
图5是示出在本发明的第一实施方式中在微处理器的电源接通时执行的处理的算法的流程图。
图6是示出在本发明的第一实施方式中微处理器在刚刚起动之后执行的存储器初始化处理的算法的流程图。
图7是示出在本发明的第一实施方式中每隔2msec微处理器执行的处理的算法的流程图。
图8是示出在本发明的第一实施方式中每当励磁线圈输出正向电压时执行的正向中断处理的算法的流程图。
图9是示出在本发明的第一实施方式中每当检测到励磁线圈输出的负向电压时微处理器执行的负向中断处理的算法的流程图。
图10是示出在本发明的第一实施方式中每当检测到励磁线圈输出的第一负向电压的发生位置CRin时微处理器执行的CRin处理的算法的流程图。
图11是示出在本发明的第一实施方式中在起动操作刚刚开始之后的初期状态下检测到第二负向电压时执行的第一CRout处理的算法的流程图。
图12是示出在本发明的第一实施方式中每当检测到在发动机离开了起动时的初期状态时励磁线圈输出的第二负向电压的发生位置CRout时微处理器执行的第二CRout处理的算法的流程图。
图13是示出在本发明的第二实施方式中微处理器在刚刚起动之后执行的存储器初始化处理的算法的流程图。
图14是示出在本发明的第二实施方式中每隔2msec微处理器执行的处理的算法的流程图。
图15是示出在本发明的第二实施方式中每当检测到励磁线圈输出的第一负向电压的发生位置CRin时微处理器执行的CRin处理的算法的流程图。
图16是示出在本发明的第三实施方式中每当检测到励磁线圈输出的第一负向电压的发生位置CRin时微处理器执行的CRin处理的算法的流程图。
图17是示出在本发明的第四实施方式中每当检测到励磁线圈输出的第一负向电压的发生位置CRin时微处理器执行的CRin处理的算法的流程图。
图18是示出在本发明的第五实施方式中每当检测到励磁线圈输出的第一负向电压的发生位置CRin时微处理器执行的CRin处理的算法的流程图。
图19是示出在本发明的第五实施方式中每当检测到励磁线圈输出的第二负向电压的发生位置CRin时微处理器执行的第二CRout处理的算法的流程图。
图20是为了说明以往的点火装置的动作而使用的示出励磁线圈的输出电压波形的波形图。
标号说明
1磁铁式交流发电机
2点火电路
3微处理器
4a第一波形整形电路
4b第二波形整形电路
20点火控制部
21点火信号发生单元
22经过时间测量单元
23负向电压判定单元
24起动完成判定单元
25旋转速度运算单元
26起动时点火控制单元
27怠速提前角控制条件判定单元
28怠速提前角控制单元
29稳定运转时点火控制单元
30起动时点火位置检测用计时数据运算单元
31点火许可与否单元
32点火计时器控制单元
33怠速提前角控制时点火位置运算单元
34点火位置检测用计时数据运算单元
35点火计时器控制单元
36稳定时点火位置检测用计时数据运算单元
37点火计时器控制单元
38计时动作开始单元
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
图1是概略地示出本实施方式的硬件的结构的图，在该图中，1是通过未图示的内燃机驱动的磁铁发电机，2是电容器放电式的点火电路，3式微处理器，4a以及4b分别是第一以及第二波形整形电路，5是对微处理器3以及波形整形电路4提供电源电压Vcc的电源电路。
如图2(A)所示，本实施方式中使用的磁铁式交流发电机1由内燃机(未图示)的曲柄轴10中安装的磁铁转子11、和定子12构成。磁铁转子11包括：安装在曲柄轴10上的铝制的飞轮13；在飞轮的径向上被磁化并以使N极以及S极分别向外部露出的状态浇铸在飞轮13内的永久磁铁14以及15；以及与永久磁铁14以及15一起浇铸在飞轮13内并连接永久磁铁14的S极与永久磁铁15的N极之间的未图示的磁路结构部件。另外，定子12包括：在两端具有与磁铁14以及15的磁极对向的磁极部16a、16b的“コ”字形的电枢铁心16；以及卷绕在电枢铁心16上的励磁线圈EX，该定子12固定在内燃机的外壳、罩等中设置的定子安装部上。
励磁线圈EX如图4(A)所示，在发动机正向旋转时，在内燃机的正转时，针对该发动机的曲柄轴的每一次旋转，发生一次交流电压，该交流电压具有由正向电压Vp构成的半波、和由在正向电压Vp构成的半波的前后分别出现的第一以及第二负向电压Vn1以及Vn2所构成的半波。在本实施方式中，以在比发动机的上止点位置(发动机的活塞到达上止点时的曲柄角位置)TDC充分提前了角度的位置发生第二负向电压Vn2的方式，设定了定子12的安装位置。
励磁线圈EX的一端与阳极被接地的二极管D1的阴极连接，励磁线圈的另一端与同样地阳极被接地的二极管D2的阴极连接。图1所示的点火电路2包括：初级线圈W1以及次级线圈W2的一端被接地的点火线圈IG；一端与点火线圈IG的初级线圈的非接地侧的端子连接的点火用电容器Ci；在点火用电容器Ci的另一端与接地间将阴极朝向接地侧连接的作为放电用开关的晶闸管Thi；以及为了使点火火花的放电时间延伸而反并联连接在晶闸管Thi的两端的二极管D3。励磁线圈EX的一端通过使阳极朝向该励磁线圈侧的二极管D4与点火用电容器Ci的另一端连接，在励磁线圈输出了正向电压时，由励磁线圈EX-二极管D4-点火用电容器Ci-点火线圈的初级线圈W1-二极管D2-励磁线圈EX的电路构成的电容器充电电路中流过电流，从而点火用电容器Ci被充电为图示的极性。
构成放电用开关的晶闸管Thi的栅极与微处理器3的端口B连接。如后所述，微处理器3从励磁线圈EX的负向电压得到内燃机的旋转信息而确定内燃机的点火位置(进行点火动作的曲柄角位置)，在检测到确定的点火位置时从端口B向晶闸管Thi的栅极提供点火信号Si。在向晶闸管Thi提供了点火信号Si时，晶闸管Thi导通而使积蓄在点火用电容器Ci中的电荷通过点火线圈的初级线圈W1而进行放电，所以在点火线圈IG的初级线圈中感应出高的电压，该电压进一步通过点火线圈的初级、次级间的升压比而被升压，在点火线圈的次级线圈W2中感应出点火用的高电压。该高电压被施加给内燃机的气缸中安装的火花塞PL，所以通过该火花塞产生火花放电而发动机被点火。
在本实施方式中，为简化说明，设为内燃机是单气缸。在发动机是多气缸的情况下，例如，设置气缸数的点火电路2，并且设置气缸数的具备励磁线圈EX的定子，通过各气缸用的励磁线圈输出的正向电压而对各气缸用的点火电路的点火用电容器进行充电，并且从各气缸用的励磁线圈向微处理器3提供各气缸用的旋转信息，在各气缸的点火位置从微处理器3向各气缸用的点火电路的晶闸管提供点火信号即可。另外，在内燃机是2气缸的情况下，也可以采用如下的同时发火线圈的结构，即将点火线圈IG的次级线圈W2的一端以及另一端与分别不同的气缸的火花塞的非接地侧端子连接，通过发动机的两个气缸的火花塞同时产生火花放电。
电源电路5包括：通过励磁线圈EX输出的负向电压对电源电容器进行充电的电路；以及进行控制以使该电源电容器的两端的电压保持为恒定值的调节器，输出提供给微处理器3与波形整形电路4a、4b的电源电压Vcc。在本发明中，设定了电源电路的电源电容器的静电电容与充放电时间常数，以使在内燃机的起动时在励磁线圈中首次感应出的负向电压到达峰值为止的期间电源电路5的输出电压达到为了使微处理器3动作而所需的恒定值。因此，电源电压Vcc的波形如图4(B)所示，成为在励磁线圈3首次输出的负电压(在图示的例子中第一负电压Vn1)达到峰值为止的期间到达恒定的电压之后，保持大致恒定值的波形。
图1所示的第一波形整形电路4a是将励磁线圈EX输出的负向电压Vn1以及Vn2变换为微处理器3可以识别的信号的电路。本实施方式的波形整形电路4a如图4(C)所示，对励磁线圈EX发生的负的半波的电压进行波形整形，而发生在发生了负向电压Vn1以及Vn2的期间保持低电平(L电平)，在未发生负向电压Vn1以及Vn2时保持高电平(H电平)的第一矩形波信号Vqn。矩形波信号Vqn被输入给微处理器3的端口A。微处理器3将矩形波信号Vqn的下降沿识别为曲柄信号。矩形波信号Vqn例如可以在仅在发生了负向电压Vn1以及Vn2的期间保持导通(on)状态的开关单元的两端中得到。
第一矩形波信号Vqn成为在励磁线圈输出的第一负向电压Vn1的发生位置以及第二负向电压Vn2的发生位置下降，在第一负向电压Vn1以及第二负向电压Vn2分别消失的位置上升的信号。在本实施方式中，通过使微处理器将在发动机的曲柄轴旋转一周的期间出现两次的第一矩形波信号Vqn的下降沿识别为曲柄信号，得到发动机的旋转信息。对第一负向电压Vn1的发生位置(第一曲柄信号的发生位置)以及第二负向电压V2的发生位置(第二曲柄信号的发生位置)分别附加符号CRin以及CRout而识别两个负向电压的发生位置(曲柄信号的发生位置)。
在本实施方式中，将第一负向电压Vn1的发生位置CRin用作确定取入用于求出发动机的旋转速度的时间数据、和开始测量发动机的稳定运转时的点火位置的定时的基准曲柄角位置，将第二负向电压Vn2的发生位置CRout用作开始测量发动机的起动时的点火位置的位置。
如图4(D)所示，第二波形整形电路4b输出在励磁线圈输出的正向电压Vp的发生位置下降，在正向电压Vp消失的位置上升的第二矩形波信号Vqp。第二矩形波信号Vpq被输入给微处理器3的端口C。在本实施方式中，通过使微处理器识别矩形波信号Vqp的下降沿，得到励磁线圈输出了正向电压Vp的信息。
另外，对于磁铁发电机的结构，如图20所示，在励磁线圈EX输出第一负向电压Vn1之前，输出波高值低的正向电压Vp’，但通过将波形整形电路4b的阈值设定得较高，可以不检测正向电压Vp’。
微处理器3通过执行规定的程序而构成各种功能实现单元，构成在内燃机的点火位置向放电用开关提供点火信号的点火控制部。图3示出表示点火控制部的结构例的框图。在图3中，1是如图2(A)所示构成并通过内燃机ENG驱动的磁铁式交流发电机，2是具备点火线圈IG、点火用电容器Ci、和由晶闸管构成的放电用开关Thi的点火电路，2a是通过设置在磁铁式交流发电机内的励磁线圈的正向电压对点火用电容器Ci进行充电的电容器充电电路。
20是点火控制部，该点火控制部由点火信号发生单元21、经过时间测量单元22、负向电压检测单元23、起动完成判定单元24、旋转速度运算单元25、起动时点火控制单元26、怠速提前角控制条件判定单元27、怠速提前角控制单元28、稳定运转时点火控制单元29、和计时动作开始单元38构成。
在更详细说明时，点火信号发生单元21具备对点火位置检测用计时数据进行测量的点火计时器，在该点火计时器完成了点火位置检测用计时数据的测量时，发生点火信号Si。
计时动作开始单元38是在电源电路5的输出电压达到为了使微处理器3动作而所需的电压值时，向经过时间测量单元22提供计时动作开始指令的单元。
经过时间测量单元22是如下的单元：在从计时动作开始单元38提供了计时动作开始指令时使设置在微处理器中的计时器开始计时动作，以后每当检测到第一矩形波形信号Vqn的各下降沿(曲柄信号)时，读入计时器的测量值，对从电源电路的输出电压确立而微处理器3开始动作的定时至检测到起动操作开始后首次发生的负向电压为止的期间的经过时间、以及从检测到第一矩形波信号Vqn的各下降沿(曲柄信号)至检测到下一下降沿为止的期间的经过时间(曲柄信号的发生周期)进行检测。
本实施方式中使用的经过时间测量单元22在开始了内燃机的起动操作之后，首次检测到波形整形电路4输出的矩形波信号Vqn的下降沿(曲柄信号)时(在起动操作开始后首次检测到负向电压时)，将计时器的当前的(在起动操作开始后首次发生了负向电压时的)测量值作为经过时间Ts读入，该经过时间Ts为在开始了引擎的起动操作之后，微处理器开始动作后到首次检测到负向电压为止的经过时间。
经过时间测量单元22还在起动操作开始后，从每当检测到矩形波信号Vqn的第二个以后的下降沿时在检测到矩形波信号Vqn的本次的下降沿时读入的计时器的测量值中，减去在检测到矩形波信号Vqn的上次的下降沿时读入的计时器的测量值，从而对从检测到矩形波信号Vqn的上次的下降沿(CRin或CRout)至检测到本次的下降沿(CRout或CRin)为止的时间进行测量。在起动操作开始后，在每当检测到矩形波信号Vqn的第二个以后的下降沿时，在由经过时间测量单元22测量的时间中，将从检测到第一负向电压Vn1的发生位置(CRin)至检测到第二负向电压的发生位置(CRout)为止的时间设为T1，将从检测到第二负向电压Vn2的发生位置(CRout)至检测到第一负向电压的发生位置(CRin)为止的时间设为T0。
负向电压判定单元23是判定所检测到(被输入给微处理器的端口A)的负向电压是第一负向电压Vn1还是第二负向电压Vn2的单元。本实施方式中使用的负向电压判定单元23包括：判定内燃机的状态是否处于起动时的初期状态的起动初期判定单元；在由该起动初期判定单元判定为内燃机处于起动时的初期状态时判定负向电压是第一负向电压还是第二负向电压的第一判定单元；以及在由起动初期判定单元判定为内燃机离开了起动时的初期状态时判定负向电压是第一负向电压还是第二负向电压的第二判定单元。
上述起动初期判定单元例如优选构成为，在开始了内燃机的起动操作之后进行的点火动作的次数小于设定值时判定为内燃机处于起动时的初期状态，在开始了内燃机的起动操作之后进行的点火动作的次数是设定值以上时判定为离开了初期状态。
另外，上述起动初期判定单元优选构成为在根据从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间求出的内燃机的旋转速度小于设定值时判定为内燃机处于起动时的初期状态，在根据从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间求出的内燃机的旋转速度是设定值以上时判定为内燃机离开了起动时的初期状态。
本实施方式中使用的第一判定单元构成为，具备在检测到正向电压时设置正向电压检测标志，在发生了负向电压之后将正向电压检测标志清零的单元，在正向电压检测标志未被设置的状态下检测到负向电压时判定为所检测到的负向电压是第一负向电压Vn1，在正向电压检测标志被设置的状态检测到负向电压时判定为所检测到的负向电压是第二负向电压Vn2。
另外，第二判定单元是如下单元：根据从检测到第一负向电压Vn1的发生位置CRin至检测到第二负向电压Vn2的发生位置CRout为止的时间T1与从检测到第二负向电压的发生位置CRout至检测到下一个第一负向电压的发生位置CRin为止的时间T0的长短，判定所检测到的负向电压是第一负向电压Vn1还是第二负向电压Vn2。
本实施方式中使用的第二判定单元对经过时间测量单元22上次检测出的时间Told与本次检测出的时间Tnew(参照图4)进行比较，在Tnew＜Told/k(k是1以上的常数)的关系不成立时判定为本次检测出的负向电压是第一负向电压(矩形波信号的本次的下降沿位置是第一负向电压Vn1的发生位置CRin)，在Tnew＜Told/k的关系成立时判定为本次检测出的负向电压是第二负向电压(矩形波信号的本次的下降沿位置是第二负向电压Vn2的发生位置CRout)。
经过时间测量单元22在由负向电压判定单元23判定为本次检测出的负向电压是第一负向电压Vn1时，识别为本次取入的经过时间是T0，在判定为本次检测出的负向电压是第二负向电压Vn2时，识别为本次取入的经过时间是T1。
起动完成判定单元24是判定内燃机处于起动时的状态还是处于完成了起动的状态的单元。图示的起动完成判定单元24构成为，根据检测到第一负向电压Vn1的发生位置(CRin)的次数，检测在开始了内燃机的起动操作之后发动机的曲柄轴旋转的旋转次数Pulse_cnt，在该旋转次数Pulse_cnt是设定值STARTNUM以下时(Pulse_cnt≤STARTNUM时)，判定为内燃机处于起动时的状态(起动未完成)，在开始了内燃机的起动操作之后该发动机的曲柄轴的旋转次数Pulse_cnt超过了设定值STARTNUM时(STARTNUM＜Pulse_cnt时)，判定为内燃机处于完成了起动的状态。
旋转速度运算单元25是根据检测到第一负向电压Vn1的发生位置CRin的周期T2运算内燃机的旋转速度的单元。图示的旋转速度运算单元25对每当检测到第一负向电压的发生位置CRin时经过时间测量单元22测量的时间T0与T1进行加法运算而求出从检测到上次第一负向电压的发生位置CRin至检测到本次的第一负向电压的发生位置CRin为止的经过时间T2(检测到第一负向电压的发生位置CRin的周期)，根据该经过时间T2运算出发动机的旋转速度。
起动时点火控制单元26是在由起动完成判定单元24判定为内燃机处于起动时的状态时控制点火信号的发生位置的单元，该起动时点火控制单元进行控制，以在由起动完成判定单元24判定为内燃机处于起动时的状态时，在检测到第二负向电压Vn2的发生位置时，进行如下过程，而将内燃机的点火位置设为适合于起动时的位置：运算内燃机以根据从检测到第一负向电压Vn1的发生位置至检测到第二负向电压V2的发生位置为止的时间T1、和从第一负向电压Vn1的发生位置至第二负向电压V2的发生位置为止的角度(由发电机的结构决定的角度)求出的内燃机的旋转速度，从第二负向电压Vn2的发生位置旋转至适合于起动时的点火位置θigs(参照图4)而所需的时间Tigs而作为点火位置检测用计时数据，使点火计时器立即开始该点火位置检测用计时数据Tigs的测量。
图示的起动时点火控制单元26包括：起动时点火位置检测用计时数据运算单元30，运算内燃机以根据从检测到第一负向电压Vn1的发生位置CRin至检测到第二负向电压Vn2的发生位置CRout为止的经过时间T1、和从第一负向电压的发生位置CRin至第二负向电压的发生位置CRout的角度α(参照图4)求出的内燃机的旋转速度，从第二负向电压的发生位置旋转至适合于起动时的点火位置为止而所需的时间而作为点火位置检测用计时数据Tigs；点火许可与否单元31；以及点火计时器控制单元32，对构成点火信号发生单元21的点火计时器设置点火位置检测用计时数据Tigs而开始其测量。
在将从上止点位置TDC至第二负向电压Vn2的发生位置CRout为止的角度设为θout，并用从上止点位置TDC到提前角侧的提前角度来表示起动时的点火位置θigs时，通过下式运算起动时点火位置检测用计时数据Tigs。
Tigs＝T1·(θout-θigs)/α               …(1)
在本发明中，上述起动时点火位置检测用计时数据运算单元30构成为，当由负向电压判定单元23判定为在内燃机的起动操作开始后首次检测到的负向电压是第二负向电压Vn2时，将首次发生了负向电压时的计时器的测量值(从微处理器开始动作至首次发生负向电压为止的期间的经过时间)Ts视为从发生第一负向电压Vn1至发生第二负向电压Vn2为止的时间T1而进行点火位置检测用计时数据的运算。
点火许可与否单元31是决定在发动机的起动时是否许可点火动作的单元，在内燃机的状态处于起动时的初期状态时无条件地许可点火信号的发生，在内燃机的状态处于离开了起动时的初期状态时在从检测到第二负向电压至检测到下一个第一负向电压为止的时间T0与从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1的比T0/T1是设定值以上时许可起动时的点火信号的发生，在内燃机的状态离开起动时的初期状态，并且上述比T0/T1小于设定值时，禁止起动时的点火信号的发生。
在本实施方式中，作为适合于起动时的点火位置，预先设定适合于起动开始时的点火位置(上止点位置附近的位置)θigs1、和作为在起动开始后转移到怠速运转时的点火位置而适合的点火位置(比上止点位置稍微提前的位置)θigs2这两个点火位置并存储在ROM中。起动时点火位置检测用计时数据运算单元30根据由旋转速度运算单元25运算出的旋转速度，从作为适合于起动时的点火位置而设定的两个点火位置θigs1以及θigs2中将最佳的点火位置选择为θigs，通过式(1)运算起动时点火位置检测用计时数据Tigs。在运算出起动时点火位置检测用计时数据Tigs后，点火计时器控制单元32立即向点火计时器设置该计时数据Tigs并使其开始测量。
由于从取入时间T1至运算起动时点火位置检测用计时数据Tigs为止的过程是瞬时进行的，所以可以视为在第二负向电压Vn2的发生位置CRout开始测量计时数据Tigs。因此，在发动机的起动时，如图4所示，在从检测到第二负向电压Vn2的发生位置CRout的时刻起经过了由起动时点火位置检测用计时数据Tigs提供的时间的时刻的曲柄角位置θigs，向点火电路2的晶闸管Thi提供点火信号而进行点火动作。
如上所述，将起动时点火控制单元构成为，当内燃机的起动操作开始后首次检测到负向电压时，判定首次检测到的负向电压是第一负向电压还是第二负向电压，在判定为首次检测到的负向电压是第二负向电压时，将从微处理器开始动作至首次检测到第二负向电压为止的时间Ts视为从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1，而进行点火位置检测用计时数据Tigs的运算，则如图4所示，在起动操作开始后首次检测到的负向电压是第二负向电压Vn2时，可以从起动操作刚刚开始之后开始，针对与发动机的实际的旋转速度大致相等的旋转速度检测初次的点火位置而进行点火动作。因此，可以提高从起动操作开始后的曲柄轴的第一次旋转起在适当的曲柄角位置进行点火的概率，提高发动机的起动性。
怠速提前角控制条件判定单元27是如下的单元：判定用于许可进行怠速提前角控制的条件即怠速提前角控制条件是否成立，在该怠速提前角控制中，为了使内燃机的起动刚刚完成之后的怠速旋转稳定化而将内燃机的起动刚刚完成之后的怠速时的点火位置设为比稳定运转状态下的怠速时的点火位置提前的位置。
在本实施方式中，该怠速提前角控制条件判定单元27构成为在由怠速提前角控制单元28控制的点火次数是设定值以下时判定为怠速提前角控制条件成立，在由怠速提前角控制单元28控制的点火次数超过设定值时判定为怠速提前角控制条件不成立。即，在本实施方式中，通过点火次数对怠速提前角控制施加限制，在通过怠速提前角控制控制的点火次数达到设定值时使该怠速提前角控制结束。
怠速提前角控制单元28控制点火信号的发生位置，以在由怠速提前角控制条件判定单元27判定为怠速提前角控制条件成立(许可进行怠速提前角控制)时，使内燃机的起动刚刚完成之后的怠速时的点火位置比稳定运转状态下的怠速时的点火位置提前。
图示的怠速提前角控制单元28包括：怠速提前角控制时点火位置运算单元33，运算根据检测到第一负向电压Vn1的发生位置CRin的周期T2求出的内燃机的怠速旋转速度下的怠速提前角控制用的点火位置θigi，而作为比内燃机的稳定运转状态下的该怠速旋转速度下的点火位置提前的位置；怠速提前角控制用的点火位置检测用计时数据运算单元34，运算内燃机以根据检测到第一负向电压Vn1的发生位置CRin的周期T2求出的内燃机的怠速旋转速度从检测到第一负向电压Vn1的位置旋转至怠速提前角控制用点火位置θigi为止而所需的时间，而作为点火位置检测用计时数据Tigi；以及点火计时器控制单元35，在检测到第二负向电压Vn2的发生位置时对点火计时器设置点火位置检测用计时数据Tigi，使其开始该计时数据Tigi的测量，在怠速提前角控制条件成立时，进行使起动刚刚完成之后的怠速时的点火位置比稳定运转状态下的怠速时的点火位置提前的控制。
本实施方式中使用的怠速提前角控制时点火位置运算单元33对根据检测到第一负向电压Vn1的发生位置CRin的周期T2求出的内燃机的怠速运转速度，如下运算出怠速提前角用的点火位置θigi，其中对检索运算稳定运转时的点火位置的稳定运转时用的点火位置运算用映射而求出的、在稳定运转状态下对于该怠速旋转速度提供点火位置的提前角度(从上止点向提前角侧进入的角度)加上恒定的超前角度。
稳定运转时点火控制单元29控制点火信号的发生位置，以在由起动完成判定单元24判定为内燃机处于完成了起动的状态、并且由怠速提前角控制条件判定单元27判定为怠速提前角控制条件不成立时，将点火位置设为适合于内燃机的稳定运转时的位置。
稳定运转时点火控制单元29构成为在检测到第一负向电压时进行如下过程：针对根据检测到第一负向电压Vn1的发生位置CRin的周期T2求出的内燃机的旋转速度运算内燃机的稳定运转时的点火位置θign的过程；运算内燃机以根据周期T2求出的内燃机的旋转速度从第一负向电压Vn1的发生位置旋转至所运算出的稳定运转时的点火位置θign而所需的时间，而作为点火位置检测用计时数据Tign的过程；以及使点火定时器开始该点火位置检测用计时数据Tign的测量的过程。
图示的稳定运转时点火控制单元29包括：使用在上一次旋转中检测的周期T2针对由旋转速度运算单元25运算出的旋转速度运算内燃机的稳定运转时的点火位置θign的点火位置运算单元(未图示)；运算发动机以根据新测量的周期T2求出的当前的内燃机的旋转速度从第一负向电压的发生位置CRin旋转至所运算出的稳定运转时的点火位置θign而所需的时间，而作为点火位置检测用计时数据Tign的稳定时点火位置检测用计时数据运算单元36；以及对构成点火信号发生单元21的点火计时器设置所运算出的点火位置检测用计时数据Tign的测量并使该测量开始的点火计时器控制单元37。
在将从上止点位置TDC至第一负向电压Vn1的发生位置CRin为止的角度设为θin，并用从上止点位置进入提前角侧的角度表示点火位置θign时，通过下式运算出稳定运转时点火位置检测用计时数据Tign。
Tign＝T2·(θin-θign)/360                  …(2)
点火计时器控制单元35对构成点火信号发生单元21的点火计时器设置上述点火位置检测用计时数据Tign并使其测量开始。点火信号发生单元21在点火计时器完成了所设置的计时数据Tign的测量时，对放电用开关提供点火信号Si而使点火电路2进行点火动作。
因此，在发动机的稳定运转时，在从检测到第一负向电压Vn1的发生位置CRin的时刻经过了通过稳定运转时点火位置检测用计时数据Tign提供的时间的时刻的曲柄角位置θign，对点火电路的晶闸管Thi提供点火信号Si，从而进行点火动作。点火位置θign根据发动机的旋转速度等控制条件的变化而发生变化。
另外，在图4中，θimax表示稳定运转时的点火位置的最大提前角位置。为了在最大提前角位置无故障地进行点火动作，设定励磁线圈的输出电压的相位与最大提前角位置的关系，以在最大提前角位置θimax，励磁线圈的正向电压Vp的瞬时值具有可以将点火用电容器Ci充电至可以进行点火动作的电压值的值。在本实施方式中，进行设定，以使励磁线圈输出的正向电压Vp的峰值位置成为最大提前角位置。
在本实施方式中，图5至图12示出了表示使微处理器3执行的程序的要部的算法的流程图。图5是示出在微处理器的复位时(电源确立时)执行的处理的算法的图，在该处理中首先在步骤S101中对存储器进行了初始化之后，转移到步骤S102而进行主例程的处理。
在主例程中，通过后述的图10的CRin处理进行针对所运算出的旋转速度Ne的稳定时的点火位置θign的运算等。例如，针对旋转速度Ne，检索存储在ROM中的点火位置运算用映射，并对检索的值实施内差处理，从而运算点火位置θign。另外，根据需要，针对节流阀开度(slot valve)等其他控制条件，进行校正点火位置的运算。
图6是示出存储器初始化处理的算法的图，在该初始化处理中，首先在步骤S201中，使设置在微处理器中的计时器的计时动作开始。接下来，在步骤S202中，将开始了内燃机的起动操作后的发动机的曲柄轴的旋转次数Pulse_cnt清零为0，并且将怠速提前角控制点火次数计数器的计数值Idle_ent清零为0。在本实施方式中，将检测到第一负向电压Vn1的发生位置(CRin)的次数计数为旋转次数Pulse_cnt。在步骤S202中将旋转次数Pulse_cnt以及怠速提前角控制点火次数计数器的计数值Idle_cnt设为0之后，在步骤S203中将起动时判定标志设置为“起动时”，将怠速提前角控制判定标志清零。在步骤S204中进行其他存储器的初始化。
图7是示出为了判定内燃机是否零速而微处理器每隔2msec执行的每2msec的处理(停转时存储器初始化处理)的算法的图。在该处理中，首先在步骤S301中，判定在从上次的每2msec的处理至本次的每2msec的处理为止的期间是否进行了后述的CRin处理。其结果，当判定为在从上次的每2msec的处理至本次的每2msec的处理为止的期间未进行CRin处理的情况下，转移到步骤S302而使对停转(引擎零速)的次数进行计数的停转计数器的计数值递增。另外，在步骤S301中判定为在从上次的每2msec的处理到本次的每2msec的处理为止的期间进行了CRin处理时，转移到步骤S303并将停转计数器的计数值清零。在执行了步骤S302或S303之后，转移到步骤S304判定停转计数器的计数值是否超过设定次数，在未超过的情况下设为发动机不是零速而返回到主例程。另外，在步骤S304中，判定为停转计数器的计数值超过了设定次数时，转移到步骤S305而进行了图6的存储器初始化处理之后返回到主流程。
图8是每当检测到第二波形整形电路4b输出的矩形波信号Vqp的下降沿时(每当发生正向电压时)，微处理器执行的正向中断处理，在该中断处理中，在设置正向电压检测标志VpF之后返回到主例程。
图9示出每当检测到励磁线圈发生了负向电压Vn1、Vn2时执行的负向中断处理，图10示出在图9的负向中断处理中判定为本次发生的负向电压是第一负向电压时(检测到第一负向电压的发生位置CRin时)执行的CRin处理。另外，图11示出在图9的负向中断处理中，判定为发动机的状态处于起动时的初期状态(起动操作刚刚开始后的状态)，且在微处理器开始了动作之后首次检测的负向电压是第二负向电压Vn2时(在检测到第二负向电压的发生位置CRout时)执行的第一CRout处理，图12示出在发动机离开了起动时的初期状态的状态下，在图9的负向中断处理中，微处理器在判定为所检测到的负向电压是第二负向电压Vn2时(在检测到第二负向电压的发生位置CRout时)执行的第二CRout处理。
在微处理器3检测到第一负向电压的发生位置CRin时以及检测到第二负向电压的发生位置CRout时，对主例程施加中断，从而开始图9所示的负向中断处理。在该中断处理的步骤S401中，将从进行上次的负向中断处理至进行本次的负向中断处理为止的经过时间设为Tnew并存储在RAM中。接下来，进入步骤S402，判定当前的发动机的状态是否为起动时的初期状态。
在发动机的状态是否为起动时的初期状态的判定中，例如，在开始了内燃机的起动操作之后进行的点火动作的次数小于被设定为充分小的值的设定值时，判定为内燃机处于起动时的初期状态，在开始了内燃机的起动动作之后进行的点火动作的次数是设定值以上时，判定为离开了初期状态。
将判定发动机的状态是否为起动时的初期状态时使用的点火动作次数的设定值例如设定为1。
在步骤S402中的判定中，也可以在根据从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间求出的内燃机的旋转速度小于设定值时，判定为内燃机处于起动时的初期状态，在根据从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间求出的内燃机的旋转速度是设定值(例如300rpm)以上时，判定为内燃机离开了起动时的初期状态。
在步骤S402中，在判定为发动机处于起动时的初期状态时，转移到步骤S403，判定正向电压检测标志VpF是否被设置。其结果，在判定为正向电压检测标志VpF被设置时，在步骤S404中进行了第一CRout处理之后，在步骤S405中将正向电压检测标志VpF清零而返回到主例程。
在图9的负向中断处理的步骤S403中，在判定为正向电压检测标志VpF未被设置时，进入步骤S406进行图10所示的CRin处理之后，返回到主例程。在图9的步骤S402中，在判定为发动机离开了起动时的初期状态时，转移到步骤S407，将本次测量的经过时间Tnew与对在上次的负向中断处理中同样地测量并存储而在该中断处理结束时被设为Told的时间乘上1/k而得到的时间Told/k进行比较。该比较的结果，在判定为不是Tnew＜Told/k(是Tnew≥Told/k)的情况下，将本次的负向中断处理开始的曲柄角位置设为第一负向电压的发生位置，进入步骤S406而进行图10所示的CRin处理。在步骤S407中判定为Tnew＜Told/k的情况下，将本次的中断处理开始的曲柄角位置设为第二负向电压的发生位置，进入步骤S408，进行图12所示的第二CRout处理之后，返回到主例程。
在图10所示的CRin处理中，首先在步骤S501中将图9的中断处理的步骤S1中测量的时间Tnew保存为Told，在步骤S502中运算从上次的CRin处理至进行本次的CRin处理为止的经过时间并将其设为T2。接下来，在步骤S503中，根据经过时间T2(为了曲柄轴旋转一次所需的时间)运算发动机的旋转速度Ne，在步骤S504中判定起动时判定标志是否被设置为“起动时”。在步骤S504中判定为被设置为“起动时”的情况下，进入步骤S505而判定发动机的旋转速度是起动判定速度SNCHNE以上的状态是否持续了一定期间。其结果，在判定为发动机的旋转速度是起动判定速度以上的状态未持续一定期间时，进入步骤S506，使发动机的起动操作开始后的曲柄轴的旋转次数Pulse_cnt递增1，在步骤S507中，判定旋转次数Pulse_cnt是否超过设定次数STARTNUM。其结果，在旋转次数Pulse_cnt未超过设定次数STARTNUM时，之后什么也不做且结束该CRin处理而返回到主例程。
在步骤S507中判定为旋转次数Pulse_cnt超过了设定次数STARTNUM时，在步骤S508中结束起动时的点火控制，设置怠速提前角控制标志而开始怠速提前角控制。另外，在步骤S505中判定为发动机的旋转速度是起动判定速度以上的状态持续了一定期间时，在步骤S509中将起动时判定标志清零并结束起动时的点火控制，设置怠速提前角控制标志而使怠速提前角控制开始。
在步骤S508中开始了怠速提前角控制时、在步骤S509中开始了怠速提前角控制时、以及在步骤S504中判定为起动时判定标志在起动时未被设置时，接下来在步骤S510中判定怠速提前角控制标志是否被设定(是否为怠速提前角控制)。其结果，在判定为怠速提前角控制标志被设置的情况下，转移到步骤S511。在步骤S511中，使怠速提前角控制计数器的计数值Idle_cnt仅递增1，接下来在步骤S512中判定怠速提前角控制计数器的计数值Idle_cnt是否超过怠速提前角控制次数设定值IDLENUM。其结果，在判定为怠速提前角控制计数器的计数值Idle_cnt未超过怠速提前角控制次数设定值IDLENUM时(在怠速提前角控制条件成立时)，进入步骤S513，根据利用检测到第一负向电压Vn1的发生位置的周期T2与曲柄轴的一次旋转的角度360°求出的旋转速度、以及怠速提前角控制时的点火位置θigi，运算曲柄轴从第一负向电压Vn1的发生位置旋转至点火位置θigi为止而所需的时间而作为点火位置检测用计时数据Tigi。接下来，在步骤S514中对点火计时器设置点火位置检测用计时数据Tigi并结束图10的CRin处理。在将从上止点位置TDC至第一负向电压Vn1的发生位置CRin为止的角度设为θin，并用从上止点向提前角侧进入的角度表示点火位置θigi时，通过下式运算怠速提前角控制时的点火位置检测用计时数据Tigi。
Tigi＝T2·(θin-θigi)/360              …(3)
在步骤S512中，在判定为怠速提前角控制计数器的计数值Idle_ent超过了怠速提前角控制次数设定值IDLENUM时，进入步骤S515，将怠速提前角控制标志清零并结束怠速提前角控制。在步骤S515中进行了用于结束怠速提前角控制的处理(怠速提前角控制标志的清零)之后，转移到步骤S516，使用第一负向电压Vn1的发生周期T2(曲柄轴旋转一次的期间的经过时间)、和通过上次的CRin处理运算出的旋转速度Ne、通过主例程运算的稳定运转时的点火位置θign，通过上式(2)运算点火位置检测用计时数据Tign，在步骤S517中对点火计时器设置该计时数据Tign并开始其测量。在点火计时器完成了所设置的计时数据的测量后，执行未图示的中断处理，对点火电路的放电用开关(晶闸管Thi)提供点火信号。
如上所述，在本实施方式中，即使在发动机的旋转速度未达到起动判定速度的状态下，在起动操作开始后的曲柄轴的旋转次数Pulse cnt超过了设定次数STARTNUM时，也判定为发动机未处于起动时的状态，结束起动时的点火控制，而开始怠速提前角控制。
接下来，在图11的第一CRout处理中，在步骤S601中，将本次测量的曲柄信号间经过Tnew(在微处理器开始了动作之后首次检测到负向电压为止的经过时间)保存为上次测量到的曲柄信号间经过时间Told。接下来，在步骤S602中，将在微处理器开始了动作之后首次检测到负向电压为止的经过时间视为从发生第一负向电压至发生第二负向电压为止的经过时间T1，使用根据该经过T1与从第一负向电压的发生位置至第二负向电压的发生位置为止的区间的角度(恒定值)求出的发动机的旋转速度、和设定在上止点位置附近的起动时用点火位置θigs1来运算用于检测初次的点火位置的点火位置检测用计时数据Tigs。接下来，在步骤S603中，对点火计时器设置点火位置检测用计时数据Tigs，在开始了其测量之后返回到主例程。在点火计时器结束了所设置的计时数据的测量时执行未图示的中断处理，发生初次的点火信号Si。
另外，在图12的第二CRout处理中，首先在步骤S701中将本次测量的曲柄信号间经过Tnew保存为上次测量的曲柄信号间经过时间Told。接下来，进入步骤S702，判定起动时判定标志是否被设置为“起动时”，在判定为被设置为“起动时”时(在判定为发动机处于起动时的状态时)进入步骤S703，判定所运算的旋转速度Ne是否小于设定旋转速度IGCHNE。其结果，在判定为旋转速度Ne小于设定旋转速度IGCHNE时，进入步骤S704，使用从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的经过时间T1(在开始图12的曲柄中断处理时测量到的曲柄信号间经过时间)与发动机的上止点位置附近上设定的第一起动时用点火位置θigs1，来运算起动时的点火位置检测用计时数据Tigs。对此，在步骤S703中判定为旋转速度Ne成为设定旋转速度IGCHNE以上时，进入步骤S705，使用经过时间T1和比发动机的上止点位置稍微提前的位置(作为怠速运转时的点火位置而适合的点火位置)处设定的第二起动时用点火位置θigs2，来运算起动时的点火位置检测用计时数据Tigs。
在进行了步骤S704或S705之后，进入步骤S706，判定从检测到第二负向电压至检测到下一个第一负向电压为止的时间T0与从检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1之比T0/T1是否小于设定值DISIGRT。其结果，在判定为比T0/T1不小于设定值DISIGRT时进入步骤S707，对点火计时器设置通过步骤S704或S705运算出的计时数据Tigs并结束该CRout处理。在步骤S706中判定为比T0/T1小于设定值DISIGRT时进入步骤S708，禁止对点火计时器设置通过步骤S704或S705运算出的计时数据Tigs，在停止点火动作后结束该CRout处理。在步骤S702中判定为起动时判定标志未被设置为“起动时”时，之后什么也不做而结束该CRout处理。
在本实施方式中，由图6的步骤S201构成图3的计时动作开始单元38，由图9的中断处理的步骤S401构成图3所示的经过时间测量单元22。另外，由图9的中断处理的步骤S403以及S407构成负向电压判定单元23。进而，由图6的存储器初始化处理的步骤S202、图10的CRin处理的步骤S504、S505、S506以及S507、和图12的第二CRout处理的步骤S702以及S703构成起动完成判定单元24，由图10的CRin处理的步骤S503构成旋转速度运算单元25。
另外，由图12的CRout处理的步骤S704以及S705构成起动时点火位置检测用计时数据运算单元30，由图12的CRout处理的步骤S706以及S708构成点火许可与否单元31。进而，由图12的CRout处理的步骤S707构成点火计时器控制单元32。另外，由图10的CRin处理的步骤S516构成稳定时点火位置检测用计时数据运算单元36，由图10的步骤S517构成点火计时器控制单元37。
进而，由图10的CRin处理的步骤S512构成怠速提前角控制条件判定单元27，由10的CRin处理的步骤S513构成怠速提前角控制用的点火位置检测用计时数据运算单元34。另外，由图10的CRin处理的步骤S514构成点火计时器控制单元35。
如上所述，在本实施方式的点火装置中，在开始了发动机的起动操作，确立了电源电路5的输出电压之后，在首次检测到负向电压时，判定该负向电压是第一负向电压还是第二负向电压，在判定为首次检测的负向电压是第二负向电压时，将从微处理器开始动作至首次发生第二负向电压为止的时间Ts视为从发生第一负向电压至发生第二负向电压为止的时间T1而进行点火位置检测用计时数据Tigs的运算。因此，如图4所示，在起动操作开始后首次检测的负向电压是第二负向电压Vn2时，可以在起动操作刚刚开始之后，根据与发动机的实际的旋转速度大致相等的旋转速度来检测初次的点火位置而进行点火动作，可以提高从起动操作开始后的曲柄轴的第一次旋转起在适当的曲柄角位置进行点火的概率，从而提高发动机的起动性。
另外，在本发明中，在内燃机处于起动时的状态时，使用根据从检测到第一负向电压的发生位置CRin至检测到第二负向电压的发生位置CRout为止的经过时间T1得到的发动机的旋转速度的信息，来求出用于检测发动机的起动时的点火位置的计时数据Tigs，使该计时数据Tigs的测量立即开始，从而检测起动时的点火位置而发生起动时的点火信号，所以可以在发动机的曲柄轴的旋转速度细微地变动的发动机的起动时，根据在起动时的点火位置刚刚之前求出的发动机的旋转速度信息来检测起动时的点火位置。因此，可以正确地检测起动时的点火位置，从而提高发动机的起动性。
另外，在如上所述构成时，可以将发动机的起动时的点火位置设定在比第二负向电压的发生位置CRout更迟的位置(超过了励磁线圈发生交流电压的区间的位置)，所以可以较宽地取点火位置的提前角宽度。
另外，在本实施方式中，在判定为发动机处于起动时的状态时，点火许可与否单元31在内燃机的状态处于起动时的初期状态时无条件地许可点火信号的发生，在内燃机的状态离开了起动时的初期状态时，在从检测到第二负向电压至检测到下一第一负向电压为止的时间T0与检测到第一负向电压至检测到第二负向电压为止的时间T1之比T0/T1是设定值以上时，许可起动时的点火信号的发生，在内燃机的状态离开起动时的初期状态，并且上述比T0/T1小于设定值时，禁止起动时的点火信号的发生。因此，在开始了起动操作后，可以禁止由于操作力的不足而曲轴起动的速度变低时，进行点火动作，可以防止在通过人力起动发动机时活塞无法超过上止点而发生被押回的现象(逆转)，从而提高安全性。对于与上述经过时间的比T0/T1进行比较的设定值，在曲轴起动速度不足，达到有可能产生逆转的的程度时，将其设定成T0/T1＜设定值的关系成立那样的值。
另外，点火许可与否单元也可以如下构成，在从检测到第一负向电压的发生位置CRin至检测到第二负向电压的发生位置CRout为止的时间T1是设定值以下时，许可起动时的点火信号的发生，在时间T1超过设定值时，禁止起动时的点火信号的发生。
在本实施方式中，在判定为内燃机处于完成了起动的状态时、以及判定为虽然发动机的起动未完成但起动操作开始后的发动机的旋转次数Pulse_cnt超过了设定次数STARTNUM时，在转移到稳定运转时的点火控制之前，使怠速提前角控制开始，使用根据在第一负向电压的发生位置CRin(基准曲柄角位置)测量的第一负向电压的发生位置的检测周期T2检测到的当前的旋转速度，运算发动机从基准曲柄角位置旋转至怠速提前角控制时的点火位置θigi为止所需的时间而作为点火位置检测用计时数据Tigi，并使点火计数器测量该计时数据，从而发生怠速提前角控制用的点火信号。
在本实施方式中，将具有对提供针对根据检测到第一负向电压Vn1的发生位置的周期T2求出的内燃机的怠速旋转速度已经运算出的稳定运转时的该怠速旋转速度下的点火位置的提前角度加上恒定的超前角度而得到的提前角度的点火位置(比内燃机的稳定运转时的该怠速旋转速度下的点火位置提前角的位置)，设为怠速提前角控制用的点火位置θigi。
另外，本发明不限于如上所述构成怠速提前角控制时点火位置运算单元33的情况。例如，也可以构成为准备怠速提前角控制专用的点火位置运算映射，并针对根据检测到第一负向电压Vn1的发生位置的周期T2求出的内燃机的怠速旋转速度检索该怠速提前角控制专用的点火位置运算映射，从而运算怠速提前角用的点火位置θigi。另外，也可以不特别设置怠速提前角控制时点火位置运算单元33，而将怠速提前角控制时的点火位置设为固定值。
直到怠速提前角控制点火次数计数器的计数值Idle_ent达到设定值IDLENUM为止(直到怠速提前角控制用的点火位置θigi下的点火被进行了设定次数为止的期间)，执行怠速提前角控制。在怠速提前角控制点火次数计数器的计数值Idle_cnt超过了设定值IDLENUM时，在图10的CRin处理的步骤S515中将怠速提前角控制标志清零并结束怠速提前角控制，转移到稳定运转时的点火控制。
在稳定运转时的点火控制中，使用根据本次的第一负向电压Vn1的发生位置的周期T2求出的旋转速度，运算发动机从第一负向电压Vn1的发生位置旋转至已经运算出的稳定运转时的点火位置(针对包括在上一次旋转中运算出的旋转速度的控制条件运算出的点火位置)θign为止所需的时间，而作为点火位置检测用计时数据Tign，使点火计时器测量该计时数据，从而发生点火信号。因此，在发动机的稳定运转状态下，在针对旋转速度运算的、根据需要针对其他控制条件修改的点火位置，发动机被点火。
如上所述，如果设置控制点火信号的发生位置的怠速提前角控制单元，以在判定为内燃机处于完成了起动的状态、并且由怠速提前角控制条件判定单元判定为进行怠速提前角控制的条件成立时，使内燃机的点火位置比稳定运转状态下的怠速时的点火位置提前，则可以防止在起动刚刚完成之后的怠速运转时发动机的旋转速度降低，而维持发动机的旋转，所以即使在寒冷时等发动机的旋转变得不稳定的状态下，也可以在短时间内使发动机刚刚起动后的怠速运转稳定化。
另外，仅在规定的怠速提前角控制条件成立时(在上述例子中，在怠速提前角控制用的点火位置处的点火次数未超过设定值时这样的条件成立时)，进行怠速提前角控制，所以可以防止刚刚起动后的怠速旋转速度不必要地上升。
在本实施方式中，如图12所示，作为适合于起动时的点火位置，设定靠近上止点位置的第一起动时用点火位置θigs1、和比该第一起动时用点火位置提前的第二起动时用点火位置(作为怠速运转时的点火位置而适合的点火位置)θigs2这两个起动时用点火位置，并且设定切换这些起动时用点火位置的点火位置切换旋转速度IGCHNE、和用于判定发动机是否处于起动时的运转状态的起动判定速度SNCHNE，在IGCHNE＞旋转速度时在靠近上止点位置的第一起动时用点火位置θigs1进行点火，在IGCHNE＜旋转速度＜SNCHNE时在第二起动时用点火位置θigs2进行点火动作，所以在通过使用起动器电动机进行曲轴起动而使发动机起动的情况下，可以防止由于曲轴起动的脉动而发生逆转。但是，本发明不限于如上所述设定多个起动时用点火位置的情况，而也可以在靠近上止点位置的位置仅设定一个适合于起动时的点火位置。
在上述实施方式中，将怠速提前角控制用的点火位置处的点火次数不超过设定值设为怠速提前角控制条件(用于许可怠速提前角控制的条件)，但也可以将进行怠速提前角控制的时间不超过设定时间、或者在怠速提前角控制时发动机的旋转速度不超过设定速度作为怠速提前角控制条件。
图13至图15是示出在将进行怠速提前角控制的时间不超过时间作为怠速提前角控制条件的本发明的第二实施方式中，微处理器执行的处理的算法的图。图13是示出在微处理器刚刚起动之后执行的存储器初始化处理的算法的流程图，图14是在本发明的第二实施方式中每隔2msec微处理器执行的每2msec的处理的算法的流程图。另外，图15是示出在本实施方式中每当检测到励磁线圈输出的第一负向电压的发生位置CRin时微处理器执行的CRin处理的算法的流程图。在本实施方式中，电源接通时的处理、正向中断处理、负向中断处理、第一CRout处理以及第二CRout处理分别与图5、图8、图9、图11以及图12所示的部分相同。
在图13所示的存储器初始化处理中，在步骤S203中将怠速提前角控制时间计数器Idlet_cnt的计数值清零。图13所示的处理的其他点与图6所示的存储器初始化处理相同。
在图14的每2msec的处理中，从步骤S301至S305的处理与图7所示的每2msec的处理相同。在图14的步骤S305中在进行了存储器的初始化之后，在步骤S306中判定当前的控制是否为怠速提前角控制(怠速提前角控制标志是否被设置)，在是怠速提前角控制的情况下，在步骤S307中使怠速提前角控制时间计数器的计数值Idlet_cnt仅递增1之后，在步骤S308中判定是否为Idlet_cnt＞IDLETIME。其结果，在判定为怠速提前角控制时间计数器的计数值Idlet_cnt是设定值IDLETIME以下时，结束该处理而使怠速提前角控制继续执行，在怠速提前角控制时间计数器的计数值Idlet_cnt超过了设定值IDLETIME时，执行步骤S309并结束怠速提前角控制。
在图15的CRin处理中，步骤S501至S510的处理与图10的CRin处理相同。在图15的步骤S510中判定为当前的控制是怠速提前角控制时，转移到步骤S513，根据从第一负向电压Vn1的发生周期T2中检测的发动机的旋转速度与怠速提前角控制时的点火位置θigi，运算点火位置检测用计时数据Tigi，在步骤S514中对点火计时器设置点火位置检测用计时数据Tigi并结束该CRin处理。另外，在步骤S510中判定为当前的控制并非怠速提前角控制时，在步骤S516中根据第一负向电压的发生周期T2与已经运算出的稳定运转时的点火位置θign运算点火位置检测用计时数据Tign，在步骤S517中对点火计时器设置该计时数据Tign并结束该CRin处理。
在本实施方式中，由图14的每2msec的处理的步骤S308构成怠速提前角控制条件判定单元27。另外，由图15的CRin处理的步骤S513构成怠速提前角控制用的点火位置检测用计时数据运算单元34，由步骤S514构成点火计时器控制单元35。
图16是示出在本发明的第三实施方式中每当检测到励磁线圈发生的第一负向电压Vn1时使微处理器执行的CRin处理的算法的图。电源接通时的处理、存储器初始化处理、每2msec的处理、正向中断处理、负向中断处理、第一CRout处理以及第二CRout处理的算法分别与图5、图6、图7、图8、图9、图11以及图12所示的部分相同。
图16所示的CRin处理是对图10所示的CRin处理加上步骤S518而得到的。在通过图16所示的CRin处理执行的情况下，在步骤S510中判定为当前的控制是怠速提前角控制时，在步骤S518中判定发动机的旋转速度是否在所设定的一定期间的期间持续成为怠速提前角控制判定速度以上。其结果，在判定为发动机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到一定期间时，进入使怠速提前角控制计数器的计数值Idle_cnt仅递增1的步骤S511。在步骤S518中判定为发动机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间达到所设定的一定期间时，转移到步骤S515而结束怠速提前角控制。其他点与图12所示的CRin处理相同。
在本实施方式中，由步骤S518、步骤S511、步骤S512构成怠速提前角控制条件判定单元27。该怠速提前角控制条件判定单元在内燃机的旋转速度持续成为所设定的怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到所设定的一定期间，并且怠速提前角控制计数器的计数值Idle_cnt是怠速提前角控制次数设定值IDLENUM以下时，判定为怠速提前角控制条件成立，在内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间达到一定期间时、以及内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到一定期间但怠速提前角控制计数器的计数值Idle_cnt超过了怠速提前角控制次数设定值IDLENUM时，判定为怠速提前角控制条件不成立。
图17是示出在本发明的第四实施方式中使微处理器执行的CRin处理的算法的图。在本实施方式中，电源接通时的处理、正向中断处理、负向中断处理、第一CRout处理以及第二CRout处理的算法与第一实施方式相同。另外，存储器初始化处理与图13所示的第二实施方式的存储器初始化处理相同，每2msec的处理与图14所示的第二实施方式的每2msec的处理相同。
在图17所示的CRin处理中，从图16所示的CRin处理省略步骤S511以及S512，在步骤S518中，判定为发动机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到一定期间时，转移到运算怠速提前角控制时的点火位置检测用计时数据Tigi的步骤S513，在步骤S518中，判定为发动机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间达到一定期间时，转移到结束怠速提前角控制的步骤S515。其他点与第一实施方式中的CRin处理相同。
在如图17所示构成了CRin处理的情况下，怠速提前角控制条件判定单元27构成为，在内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到所设定的一定期间时，判定为怠速提前角控制条件成立，在内燃机的旋转速度持续成为怠速提前角控制判定速度以上的期间达到所设定的一定期间时，判定为怠速提前角控制条件不成立。
在如上述第三实施方式那样，仅在内燃机的旋转速度持续成为所设定的怠速提前角控制判定速度以上的期间未达到所设定的一定期间、并且怠速提前角控制单元控制的点火次数是设定值以下时，进行怠速提前角控制，或者如第四实施方式那样，仅在内燃机的旋转速度成为怠速提前角控制判定速度以上的状态持续所设定的判定时间的期间为止的期间，进行怠速提前角控制时，可以可靠地防止由于进行怠速提前角控制而发动机的旋转速度急剧上升的情况，所以不会对驾驶员造成不适感，而可以在短时间内使发动机刚刚起动之后的怠速运转稳定化。
图18以及图19是示出在本发明的第五实施方式中使微处理器执行的CRin处理以及第二CRout处理的算法的图。在本实施方式中，电源接通时的处理、存储器初始化处理、每2msec的处理、正向中断处理、负向中断处理以及第一CRout处理的算法分别与图5、图6、图7、图8、图10以及图11所示的第一实施方式的部分相同。在本实施方式中，第二负向电压Vn2的发生位置被设定在比怠速提前角控制时的点火位置提前的位置。
图18所示的CRin处理相当于从图10所示的CRin处理中省略了步骤S513以及S514的处理。在图18所示的CRin处理中，仅进行：使怠速提前角控制计数器的计数值Idle_cnt递增的步骤S511；以及在怠速提前角控制计数器的计数值Idle_cnt是怠速提前角控制次数设定值IDLENUM以下时进行怠速提前角控制，在怠速提前角控制计数器的计数值Idle_cnt超过了怠速提前角控制次数设定值IDLENUM时结束怠速提前角控制的过程。即，在本实施方式的CRin处理中，仅进行怠速提前角控制的开始以及结束的判定。
在图19所示的第二CRout处理中，在步骤S702中判定为不是起动时时，执行步骤S709而判定当前的控制是否为怠速提前角控制(怠速提前角控制标志是否被设置)。其结果，在判定为是怠速提前角控制时，执行步骤S710，根据从发生了第一负向电压Vn1至发生第二负向电压Vn2为止的时间T1、和怠速提前角控制时的点火位置θigi运算怠速提前角控制时的点火位置检测用计时数据Tigi，立即对点火计时器设置在步骤S711中运算出的点火位置检测用计时数据Tigi。其他点与第一实施方式相同。
如图19所示，当设为将第二负向电压V2的发生位置设定在比怠速提前角控制时的点火位置θigi提前的位置，并在第二负向电压Vn2的发生位置开始怠速提前角控制时的点火位置检测用计时数据Tigi的测量时，可以缩短从对点火计时器设置点火位置检测用计时数据Tigi至进行点火动作为止的时间，所以可以减少发动机的旋转的脉动的影响，从而可靠地确定怠速提前角控制时的点火位置，可以可靠地进行怠速提前角控制。
在图18以及图19所示的实施方式中，由图18的步骤S512构成怠速提前角控制条件判定单元27，由图19的步骤S710以及S711分别构成怠速提前角控制时点火位置检测用计时数据运算单元34以及点火计时器控制单元35。
在上述各实施方式中，作为适合于起动时的点火位置，设定靠近上止点位置的第一起动时用点火位置θigs1、和比该第一起动时用点火位置提前的第二起动时用点火位置(作为怠速运转时的点火位置而适合的点火位置)θigs2这两个起动时用点火位置，并且设定切换这些起动时用点火位置的点火位置切换旋转速度IGCHNE、和用于判定发动机是否处于起动时的运转状态的起动判定速度SNCHNE，在IGCHNE＞旋转速度时，在靠近上止点位置的第一起动时用点火位置θigs1进行点火，在IGCHNE＜旋转速度＜SNCHNE时，在第二起动时用点火位置θigs2进行点火动作，所以在通过使用起动器电动机进行启动而使发动机起动的情况下，可以防止由于曲轴起动的脉动而发生逆转。但是，本发明不限于如上所述设定多个起动时用点火位置的情况，而也可以在靠近上止点位置的位置仅设定一个适合于起动时的点火位置。
在图1所示的例子中，使用了在励磁线圈发生了负向电压时从H电平下降至L电平的波形的矩形波信号Vqn，但当然也可以在励磁线圈发生了负向电压时发生从L电平上升至H电平的波形的矩形波信号Vqn，并通过该矩形波信号的上升沿来检测负向电压的发生。
在上述实施方式中，如图2(A)所示，使用了具备在由非磁性材料构成的飞轮中浇铸永久磁铁与磁路结构部件而构成了两极的磁铁磁场的飞轮磁铁转子11的磁铁式交流发电机，但如图2(B)所示，即使在使用了包括通过在铁制的飞轮13’的外周上形成的凹部13a内固定永久磁铁17并在飞轮的径向上对该永久磁铁进行磁化而构成了三极的磁铁磁场的飞轮磁铁转子11’、和在两端具有与磁铁磁通的磁极对向的磁极部16a、16b的“コ”字形铁心16上卷绕了励磁线圈EX而形成的定子12的磁铁式交流发电机1的情况下也可以适用本发明。
在图3所示的实施方式中，在起动时点火控制单元26中设置了点火许可与否单元，但也可以省略该点火许可与否单元。
在上述各实施方式中，在CRin处理中，将从发动机的起动开始时起的曲柄轴的旋转次数Pulse_cnt与设定次数STARTNUM进行比较，在旋转次数Pulse_cnt超过了设定次数STARTNUM时，即使发动机的旋转速度未达到起动判定速度也转移到稳定运转时的控制，但也可以在CRin处理中，省略步骤S506以及S507，不进行将旋转次数Pulse_cnt与设定次数STARTNUM比较的过程，而简单地通过判定发动机的旋转速度是否达到起动判定速度来判定发动机的运转状态处于起动时的状态还是处于稳定运转时的状态。
在上述实施方式中，即使在内燃机成为稳定运转状态之后也进行励磁线圈的第二负向电压Vn2的发生位置CRout处的处理，但也可以将软件或硬件构成为，在发动机成为稳定运转状态之后，不进行第二负向电压Vn2的发生位置CRout处的处理。
在上述实施方式中，通过对检测到第一负向电压Vn1的发生位置CRin的次数进行计数而检测从起动操作开始时起的曲柄轴的旋转次数，但也可以通过对检测到第二负向电压Vn2的发生位置CRout的次数进行计数而检测从起动操作开始起的曲柄轴的旋转次数。