JPS6085252A - Ignition timing control device for engine with supercharger - Google Patents

Ignition timing control device for engine with supercharger

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JPS6085252A
JPS6085252A JP58193492A JP19349283A JPS6085252A JP S6085252 A JPS6085252 A JP S6085252A JP 58193492 A JP58193492 A JP 58193492A JP 19349283 A JP19349283 A JP 19349283A JP S6085252 A JPS6085252 A JP S6085252A
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engine
ignition timing
knocking
rotations
rotation range
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Toshitaka Tachibana
立花 淑孝
Yukio Ishibashi
石橋 幸雄
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Mazda Motor Corp
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15Digital data processing
    • F02P5/152Digital data processing dependent on pinking
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract

PURPOSE:To prevent an engine from damage due to knocking by retarding the ignition timing in the rotation range higher than the prescribed number of rotations to avoid knocking and by not retarding it in the rotation range lower than the prescribed number of rotations. CONSTITUTION:In the rotation range of an engine higher than the prescribed number of rotations, a control device consisting of a micro computer makes the engine ignite at the standard ignition timing which is set according to the operating conditions by use of a standard ignition timing setting device. When knocking occurs, it retards the ignition timing later than the standard ignition timing by use of a spark retard control device which receives the output from a knocking detecting device. In the rotation range lower than the prescribed number of rotations, the spart retard is inhibited by a spark retard inhibitory device which receives the output from a number of rotations detecting device. In this way, the drivability in the lower rotation range can be improved, preventing the engine from damage due to knocking.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ノッキングの有無に応して点火時期を制御す
るようにしてなる過給機付エンジンの点火時期制御装置
に関するものできる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an ignition timing control device for a supercharged engine that controls ignition timing depending on the presence or absence of knocking.

(従来技術) 近時、自動車用エンジンにおいては、ノッキングが生じ
ない範囲で最適点火時期を得るため、エンジンのノッキ
ングを検出するノッキング検出手段を設けて、ノッキン
グが生じた場合には点火時期を遅角させる一方、ノッキ
ングが生じない場合にはこの遅角を行わないようにした
いわゆるノックコントロールを行うことが多くなってい
る。そして、このノッキングレベルがエンジン回転数と
因果関係にあることに着目して、特公昭56−3630
5号公報に示すように、ノッキング発生時にはエンジン
回転数に応じて点火時期を遅らせるようにしたものがあ
る。
(Prior art) In recent years, in order to obtain the optimum ignition timing within a range where knocking does not occur in automobile engines, knocking detection means for detecting engine knocking has been installed, and when knocking occurs, the ignition timing is retarded. Increasingly, so-called knock control is performed, in which the retardation is not performed when knocking does not occur. Focusing on the fact that this knocking level has a causal relationship with the engine speed,
As shown in Japanese Patent No. 5, there is a system in which the ignition timing is delayed depending on the engine speed when knocking occurs.

ところで、過給機付エンジンにあっては、過給のために
圧縮圧力が実質的に高くなったり、あるいは吸気温度も
高くなる等のためノッキングが極めて生じ易くなる。こ
のノッキングが生じると。
Incidentally, in a supercharged engine, knocking is extremely likely to occur because the compression pressure becomes substantially high due to supercharging, or the intake air temperature also becomes high. When this knocking occurs.

燃焼圧が極めて高くなってエンジンのダメージが大きく
なり、このため前述したノックコントロールが行われる
のが一般的である。
The combustion pressure becomes extremely high, causing significant damage to the engine, and for this reason the above-mentioned knock control is generally performed.

このような過給機付のエンジンにあっては、ノーマルエ
ンジン(過給機なしのエンジン)と同様、従来からエン
ジンの低回転域はノックコントロールによる点火時期の
遅角によってノッキングを防止するようにしているが、
このため過給機付のエンジンにあってはノーマルエンジ
ンに比して低回転域でのドライバビリティ(走行性)が
かなり悪化するという問題を生じる。すなわち、過給機
付のエンジンにあっては過給による実質的な圧縮圧力の
増大ということを考慮して、ノーマルエンジンに比して
圧縮比が低目に設定されているため、過給圧が低い低回
転域では、その出力が小ざい上、点火時期の遅角が行わ
れるとなお一層出力が低下してしまい、これに加えてノ
ッキングの有無に応じた点火時期の進角、遅角の繰り返
しによる出力変化が重なって、上述したドライバビリテ
ィが悪化せざるを得なかった。
In such engines with a supercharger, as with normal engines (engines without a supercharger), knock control has traditionally been used to retard the ignition timing in the low engine speed range to prevent knocking. Although,
For this reason, a supercharged engine has a problem in that its drivability in a low rotation range is considerably worse than that of a normal engine. In other words, in a supercharged engine, the compression ratio is set lower than that of a normal engine, taking into account the substantial increase in compression pressure due to supercharging, so the supercharging pressure In the low rotation range where the ignition timing is low, the output is small, and if the ignition timing is retarded, the output will decrease further. As a result of the repeated output changes, the above-mentioned drivability inevitably deteriorates.

(発明の目的) 本発明は、以上のような事情を勘案してなされたもので
、ノッキングによるエンジンダメージを防止しつつエン
ジン低回転域におけるドライ/へビリティを向上させた
過給機付エンジンの点火時期制御装置を提供することを
目的とする。
(Object of the Invention) The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and provides a supercharged engine that improves dryness/heaviness in the low engine speed range while preventing engine damage due to knocking. An object of the present invention is to provide an ignition timing control device.

(発明の構成) 前述の目的を達成する本発明においては、過給付エンジ
ンにあっては元々その圧縮比が小さく設定されていて、
過給圧が低く実質的な圧縮圧力が低いエンジンの所定回
転数未満の低回転域では、例えノッキングが生じたとし
ても、そのノッキングレベルは極めて小さくてエンジン
ダメージには至らないこと、エンジンの所定回転数似」
二の域では、過給圧の上昇に伴なって圧縮圧力が実質的
に高くなり、ノッキングレベルが大きくなると共にノー
マルエンジンに比してノック限界が常用運転領域、すな
わち進角量が小さい領域まで下がりその分ノッキング頻
度が増えることに着目してなされたもので、エンジン所
定回転数未満の低回転域にあってはノックコントロール
による点火時期の遅角を阻止し、所定回転数以上の回転
域にあってはノックコントロールによる点火時期の遅角
を実行させるようにしである。
(Structure of the Invention) In the present invention that achieves the above-mentioned object, the compression ratio of the supercharged engine is originally set to be small,
Even if knocking occurs in the low engine speed range below the specified engine speed, where the boost pressure is low and the effective compression pressure is low, the level of knocking is extremely small and will not cause engine damage. Similar to rotation speed
In the second region, as the boost pressure increases, the compression pressure becomes substantially higher, the knock level increases, and the knock limit reaches the normal operation range, that is, the range where the advance angle is small compared to the normal engine. This was done by focusing on the fact that the knocking frequency increases as the engine speed decreases.In the low engine speed range below the specified engine speed, the knock control prevents the ignition timing from being retarded, and in the engine speed range above the specified speed. In some cases, the ignition timing is retarded by knock control.

具体的には、ffi 1図に示すように、エンジンの所
定回転数より高回転域においては、エンジンの運転状態
に応じて基本点火時期設定手段により設定された基本の
点火時期で点火を行わせると共に、ノッキング発生時に
はノッキング検出手段からの出力を受ける遅角制御手段
によって基本の点火時期より遅角させて点火させるよう
にしたノックコントロールを行う一方、エンジンの回転
数検出手段からの出力を受ける遅角制御手段によって、
エンジンの所定回転数未満の低回転域にあっては」二記
遅角を行わないようにすなわちノックコントロールを行
わないようにしである。
Specifically, as shown in FIG. In addition, when knocking occurs, knock control is performed by retarding the ignition timing from the basic ignition timing using a retard control means that receives an output from a knocking detection means, and a retard control means that receives an output from an engine rotation speed detection means performs knock control. By the angle control means,
In a low engine speed range below a predetermined engine speed, the second retard angle is not performed, that is, knock control is not performed.

(実施例) 第2図において、1はエンジン本体で、吸入空気は、エ
アクリーナ2、吸気’/F 3、吸気ポート4を経て燃
焼室5へ供給され、このエアクリーナ2から吸気ポート
4までの経路が吸気通路6を構成している。また、燃焼
室5からの排気ガスは、排気通路7を経て大気に解放さ
れるようになっている。
(Example) In FIG. 2, 1 is the engine body, and intake air is supplied to the combustion chamber 5 via the air cleaner 2, the intake '/F 3, and the intake port 4, and the path from the air cleaner 2 to the intake port 4 is constitutes the intake passage 6. Further, exhaust gas from the combustion chamber 5 is released to the atmosphere through an exhaust passage 7.

前記吸気通路6には、過給機8のコンプレッサインペラ
8aが配設される一方、υ1気通路7には、該過給機8
のタービンホイール8bが配設されている。これにより
、排気ガスによって回転駆動されるタービンホイール8
bの回転がシャフト8Cを介してコンプレッサインペラ
8aに伝達されて、過給が行われることとなる。なお、
この過給圧が所定値以上になると、図示を略すウェスト
ゲートバルブ等の作用によって、過度の過給が防止され
るようになっている。
A compressor impeller 8a of a supercharger 8 is disposed in the intake passage 6, while a compressor impeller 8a of the supercharger 8 is disposed in the υ1 air passage 7.
A turbine wheel 8b is provided. This allows the turbine wheel 8 to be rotationally driven by the exhaust gas.
The rotation b is transmitted to the compressor impeller 8a via the shaft 8C, and supercharging is performed. In addition,
When this supercharging pressure exceeds a predetermined value, excessive supercharging is prevented by the action of a waste gate valve (not shown) or the like.

ff12図中9はコントロールユニットで該コントロー
ルユニット9には、吸気通路6に旧設されて吸入空気量
を検知するエアフローセンサ10、エンジン本体1のシ
リングブロックIaに取付けられたノックセンサ11お
よびエンジン回転数センサ12からの各出力が入力され
る。また、コントロールユニ・ント9からは、デストリ
ピユータ13のイグナイタ14へ出力されるようになっ
ている。上記エアフローセンサlOは、実施例ではカル
マン渦式のものとされて、カルマン渦発生部lOaと、
発生した渦の周波数をピックアップしてパルス等に変換
するピックアップ部10bとにより構成されている。ま
た、ノックセンサ11は、実施例では圧電式とされて、
ノッキングレベルに対応した振動を電圧に変換するもの
とされている。さらに、エンジン回転数センサ12は、
デストリピユータ13の回転数を検出するピックアップ
等により構成されている。勿論、前記イグナイタ14は
、イグニッションコイル15で発生した2次電圧を、デ
ストリピユータ13によって点火プラグ16へ分配、給
電するタイミングを調整するものである。
ff12 9 in the figure is a control unit, and the control unit 9 includes an air flow sensor 10 that was previously installed in the intake passage 6 and detects the amount of intake air, a knock sensor 11 that is attached to the sill block Ia of the engine body 1, and an engine rotation sensor. Each output from the several sensors 12 is input. Further, the control unit 9 outputs the signal to the igniter 14 of the distributor 13. In the embodiment, the air flow sensor lO is of a Karman vortex type, and includes a Karman vortex generating part lOa,
The pickup section 10b picks up the frequency of the generated vortex and converts it into a pulse or the like. Further, the knock sensor 11 is a piezoelectric type in the embodiment,
It is said to convert vibrations corresponding to the knocking level into voltage. Furthermore, the engine rotation speed sensor 12 is
It is composed of a pickup and the like that detects the number of rotations of the destroyer 13. Of course, the igniter 14 is used to adjust the timing at which the secondary voltage generated by the ignition coil 15 is distributed and supplied to the spark plug 16 by the distributor 13.

なお、第2図中17は吸気弁であり、またこの第2図に
おいては、燃料噴射弁等の燃料供給装置は、本発明と直
接関係がないので省略しである。
Note that 17 in FIG. 2 is an intake valve, and in FIG. 2, fuel supply devices such as fuel injection valves are omitted because they are not directly related to the present invention.

前述したコントロールユニット9は、少くとも基本点火
時期設定手段、遅角制御手段、遅角抑制手段の機能を有
するもので、以下このコントロールユニット9による制
御内容を第3図に示すフローチャートに基づいて説明す
るが、本実施例では、エンジンの所定回転数は1800
rpmである。
The control unit 9 described above has at least the functions of basic ignition timing setting means, retardation control means, and retardation suppressing means, and the control contents by this control unit 9 will be explained below based on the flowchart shown in FIG. However, in this embodiment, the predetermined engine speed is 1800.
rpm.

先ず、ステップ18においてデータ人力がなさて、エン
ジン回転a (N) 、エンジン負荷、ノンキングレベ
ルが読込まれる。なお、エンジン負荷は、エアフローセ
ンサ10により検出された吸入空気量(実施例ではカル
マン渦の周波数)として、またノッキングレベルは゛重
圧■として、それぞれデータ入力される。
First, in step 18, data is input and the engine rotation a (N), engine load, and non-king level are read. Note that the engine load is inputted as the intake air amount (in the embodiment, the frequency of the Karman vortex) detected by the air flow sensor 10, and the knocking level is inputted as "heavy pressure (2)".

次いで、ステップ19において、エンジンの運転状態(
実施例ではエンジン回転数とエンジン負荷)に応じて、
基本の点火時期IG0が設定される。
Next, in step 19, the operating state of the engine (
In the example, depending on the engine speed and engine load),
The basic ignition timing IG0 is set.

この後、ステップ20において、エンジン回転数Nが、
ノックコントロールを行うか否かの一境界値である所定
のエンジン回転数NO(前述したように実施例では18
00rpm)より小さいか否かが判定され、N<N、で
なければすなわち所定回転数より高回転域であれば、ス
テップ21へ移行する。このステップ21では、ノッキ
ングレベル■が、所定のパックグラウンドレベル■。よ
り小さいか否かが判定されるが、V<Voでない場合す
なわちノッキングが生じているときは、ステップ22へ
移行する。
After this, in step 20, the engine speed N is
A predetermined engine rotation speed NO (as mentioned above, in the embodiment, 18
00 rpm), and if N<N, that is, if the rotation speed is higher than the predetermined rotation speed, the process moves to step 21. In this step 21, the knocking level ■ is a predetermined puck ground level ■. It is determined whether V<Vo is not satisfied, that is, if knocking is occurring, the process moves to step 22.

上記ステップ22では、ノッキング時であることからし
て、点火時期の遅角情ΔIGがめられると共に、このΔ
遅角量ΔIGを前述した基本点火時期I G aより差
し引いた補正点火時期IGが設定される。そして、この
補正された点火時期■Gがステップ23においてイグナ
イタ23へ出力されて、この補正された点火時期IGで
もって点火プラグ16が点火されることとなる。
In step 22, since it is knocking, the ignition timing is retarded ΔIG, and this ΔIG is detected.
A corrected ignition timing IG is set by subtracting the retardation amount ΔIG from the aforementioned basic ignition timing IGa. Then, this corrected ignition timing IG is outputted to the igniter 23 in step 23, and the spark plug 16 is ignited with this corrected ignition timing IG.

このように、エンジンの所定回転数より高回転域に相当
するときにノッキングが生しているときは、点火時期の
遅角が行われることによりノッキングが回避されて、エ
ンジンの損傷が防止される。勿論、例えこの高−転載で
あっても、ステップ22においてV<V、と判定された
ときは。
In this way, if knocking occurs when the engine speed is higher than the specified speed, the ignition timing is retarded to avoid knocking and prevent engine damage. . Of course, even if this is a high reprint, if it is determined in step 22 that V<V.

ノッキング生じていないときなので、このときはステッ
プ22からステップ23へ移行して、遅角 ゛が行われ
ることなく、ステップ19で設定された基本点火時期I
G、がそのままイグナイタ14に出力される。
Since knocking is not occurring, the process moves from step 22 to step 23, and the basic ignition timing I set in step 19 is maintained without retardation.
G is output as is to the igniter 14.

一方、エンジンの所定回転数未満の低回転域すなわちス
テップ2o−でNUN、と判定されたときは、ステ・ン
プ21.22を経ることなくステップ23へ移行して、
基本点火時期IGOがイグナイ −タ14へ出力される
ことになる。
On the other hand, if the engine is determined to be NUN in the low engine speed range below the predetermined engine speed, that is, in step 2o-, the process proceeds to step 23 without passing through steps 21 and 22.
The basic ignition timing IGO will be output to the igniter 14.

ここで、第4図には、過給機付エンジンの過給圧と軸ト
ルクとの関係を示しである。また第5図においては、過
給機付きエンジンの点火進角ラインとノック限界との関
係を示しであるが、第5図において、ノック限界を表わ
す実線を越えて進角量を大きくした場合は必らずノッキ
ングが生じる範囲を示してあり、前述した基本点火時期
IG。
Here, FIG. 4 shows the relationship between supercharging pressure and shaft torque of a supercharged engine. Also, Fig. 5 shows the relationship between the ignition advance line and the knock limit of a supercharged engine, but in Fig. 5, when the advance amount is increased beyond the solid line representing the knock limit, The above-mentioned basic ignition timing IG shows the range in which knocking will definitely occur.

は、この実線で示すノック限界線を越えない範囲におい
て設定された同図一点鎖線で示す進角ラインにのっとっ
て設定される。この第5図からも理解されるように、エ
ンジン回転数Nが300Orpm以下の範囲においては
、上記進角ラインとノック限界線との間隔が小さくて、
エンジン負荷が増大することに伴うノッキングが生じ易
くなるが、第4図から理解されるように180Orpm
以下では過給圧が小さいので、元々圧縮比が低いことと
あいまってノッキングレベルは極めて小さいものとなり
、エンジン損傷やノ・ンキングによる異音というものは
格別問題が生じないものである。
is set along the advance angle line shown by the dashed line in the same figure, which is set within a range that does not exceed the knock limit line shown by the solid line. As can be understood from FIG. 5, when the engine speed N is 300 rpm or less, the interval between the advance angle line and the knock limit line is small.
Knocking is more likely to occur as the engine load increases, but as can be seen from Figure 4, at 180 rpm
Since the supercharging pressure is low below, the knocking level is extremely small due to the originally low compression ratio, and there are no particular problems with engine damage or noise caused by knocking.

以上実施例では、過給機としては排気ガスのエネルギを
利用したターボチャージャ式とした場合を説明したが、
例えばクランクシャフトに連動して回転されるポンプに
よって過給を行うスーパチャージャ式のものにあっても
同様に適用し得るものである。
In the above embodiments, the supercharger is a turbocharger type that uses the energy of exhaust gas.
For example, it can be similarly applied to a supercharger type in which supercharging is performed by a pump rotated in conjunction with a crankshaft.

(発明の効果) 本発明は以上述べたことから明らかなように、過給圧が
極めて大きくなってノッキングによるエンジンダメージ
が大きくなる所定回転数より高回転域においては、点火
時期を遅角させてノ・ンキングを回避するようにする一
方、過給圧が小さくて例えノッキングを生じても格別の
問題が生じない所定回転数未満の低回転域においては」
二記遅角を行わないようにしであるので、ノッキングに
よるエンジン損傷を防止しつつこの低回転域でのドライ
15ビリテイの向上を図ることができる。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention retards the ignition timing in a rotation range higher than a predetermined rotation speed where the supercharging pressure becomes extremely large and engine damage due to knocking increases. While trying to avoid knocking, in the low rotation range below the specified rotation speed where the boost pressure is small and knocking does not cause any particular problem.
Since the second retard angle is not performed, it is possible to improve the dry stability in this low speed range while preventing engine damage due to knocking.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の全体構成図。 第2図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第3図は本発明による制御内容の一例を示すフローチャ
ート。 第4図は軸トルクと過給圧との関係を示すグラフ。 第5図はノック限界線に対する進角ラインの設定の一例
を示すグラフ。 l:エンジン本体 8;過給機 9;コントロールユニット ll;ノックセンサ (ノッキング検出手段) 12、エンジン回転数センサ (エンジン回転数検出手段) 13;デストリピユータ 14、イグナイタ 16;点火プラグ 第1図 第3図
FIG. 1 is an overall configuration diagram of the present invention. FIG. 2 is an overall system diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart showing an example of control contents according to the present invention. FIG. 4 is a graph showing the relationship between shaft torque and supercharging pressure. FIG. 5 is a graph showing an example of setting an advance angle line with respect to a knock limit line. l: Engine main body 8; Supercharger 9; Control unit ll; Knock sensor (knocking detection means) 12, Engine speed sensor (engine speed detection means) 13; Distributor 14, Igniter 16; Spark plug Fig. 1 Fig. 3 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)エンジンのノッキングを検出するノッキング検出
手段と、 エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 エンジンの運転状態に応じて基本の点火時期を設定する
基本点火時期設定手段と、 前記ノッキング検出手段からの出力を受けて前記基本の
点火時期を遅角させる遅角制御手段と、を備えた過給機
付エンジンの点火時期制御装置において、 前記回転数検出手段の出力を受け、所定回転数未満では
前記遅角制御手段による遅角を阻止し、上記所定回転数
以上では上記遅角制御手段による遅角を実行させる遅角
抑制手段を設けた、ことを特徴とする過給機付エンジン
の点火時期制御装置。
(1) Knocking detection means for detecting engine knocking, rotational speed detection means for detecting engine rotational speed, basic ignition timing setting means for setting basic ignition timing according to the operating state of the engine, and said knocking. An ignition timing control device for a supercharged engine, comprising: retard control means for retarding the basic ignition timing in response to an output from the detection means; A supercharged engine, characterized in that a supercharged engine is provided with a retardation suppressing means for preventing the retardation by the retardation control means when the number of revolutions is less than the predetermined number of rotations, and for causing the retardation by the retardation control means to be performed when the rotational speed is higher than the predetermined number of revolutions. ignition timing control device.
JP58193492A 1983-10-18 1983-10-18 Ignition timing control device for engine with supercharger Granted JPS6085252A (en)

Priority Applications (1)

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Publication Number Publication Date
JPS6085252A true JPS6085252A (en) 1985-05-14
JPH0452392B2 JPH0452392B2 (en) 1992-08-21

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