JPS62251472A - 点火時期制御装置 - Google Patents

点火時期制御装置

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JPS62251472A
JPS62251472A JP9526786A JP9526786A JPS62251472A JP S62251472 A JPS62251472 A JP S62251472A JP 9526786 A JP9526786 A JP 9526786A JP 9526786 A JP9526786 A JP 9526786A JP S62251472 A JPS62251472 A JP S62251472A
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knocking
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ignition timing
cylinder
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Tatsuro Morita
森田 達郎
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、自動車等内燃機関のノッキングを抑制しつ
つ運転性を高める点火時期制御装置に関する。
(従来の技術) 一般に、エンジンの出力を効率的に引き出すた 、めに
は点火時期を最大トルクを発生し得る点火時期 (M 
 B  T  :  Min:mum  5park 
 advance  for  Be5tTorque
)まで進角させるように制御することが望ましい。しか
しエンジンは点火時期を進め過ぎるとノンキングを生じ
ることが判っており、このノンキングを生じるノッキン
グ限界の点火時期は、エンジン状態によってはMBTよ
りも遅れ側に存在し、点火時期をMBTまで進めるとノ
ッキングを発生する領域も存在する。
そζで、気筒毎にノッキングを判定し、遅角補正量を補
正してノッキングの回避を図つた制御装置として、例え
ば特公昭56−50114号公報に記載されているよう
なものが知られている。
この装置は、各気筒毎にノッキングレベルを判定し、判
定結果に応じて各気筒毎に遅角補正量を演算して点火時
期を制御することにより、燃費やエンジンの出力を低下
させることなく、ノ・ノキングの発生を抑制するように
したものである。
(この発明が解決しようとする問題点)しかしながら、
このような従来の点火時期制御装置においては、機関の
負荷状態の急変時、例えば低負荷状態から高負荷状態へ
の移行時には、大きなノンキングが発生しやすい状態と
なるにもかかわらず、自気筒でノッキングを検出した後
にまず自気筒で遅角補正するようになっていたため、他
の気筒でノッキングの発生が予想されるにもかかわらず
、他の気筒で遅角補正を直ちに行うことができなかった
。その結果、遅角補正する速度が遅れ、ノンキングの発
生を充分抑制できないので、燃費と運転性とが悪化する
という問題点があった。
(問題点を解決するための手段) この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たものであって、その基本概念図は第1図に示される、
すなわち、この発明は、エンジンの運転状態を検出する
運転状態検出手段aと、エンジンに発生するノンキング
を検出するノック検出手段すと、ノック検出手段すの出
力に基づいて各気筒毎に第1ノッキングレベルと第2ノ
ッキングレベルとを判定するノックレベル判定手段Cと
、ノックレベル判定手段Cで判定した各気筒毎の第1ノ
ッキングレベルに基づいてノンキングを抑制するように
基本点火時期を遅角側に補正する遅角補止量を進角側ま
たは遅角側に補正して新たな遅角補正量を演算する遅角
補正量演算手段dと、ある気筒のノックレベルがノック
レベル判定手段Cで判定した第2ノッキングレベルを超
えるときは、前記遅角補正量を遅角側に補正するととも
に、補正した遅角補正量を遅角限界値として他の気筒の
遅角補正量を該進角限界値に変更する遅角補正量変更手
段eと、エンジンの運転状態に基づいて基本点火時期を
設定するとともに、この基本点火時期を遅角補正量演算
手段dで演算した遅角補正量および遅角補正量変更手段
eで変更した遅角補正量に応じて補正し、点火信号を出
力する点火時期設定手段fと、点火信号に基づいて混合
気に点火する点火手段gと、を備えたものである。
(作用) このような構成を有するこの発明においては、ノッキン
グレベルが第2ノツクレベルを超えるときは、その気筒
の遅角側へ補正された遅角補正量を下限界値として、こ
れより遅角している他の気筒の遅角補正量をこの下限界
値に変更する。したがって、遅角補正量が収束するまで
の時間を短縮できるので、ノッキングの発生を効果的に
抑制することができる。その結果、燃費と運転性とをさ
らに向上させることができる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第2図〜第12図はこの発明の一実施例を示す図である
まず、構成を説明する。第2図において、■はエンジン
であり、吸入空気は図外のエアクリーナより吸気管3を
通して各気筒に供給され、燃料は噴射信号に基づきイン
ジェクタ5により噴射される。各気筒には点火プラグ7
が装着されており、点火プラグ7にはディストリビュー
タ9を介してイグナイタ11からの高圧パルスが供給さ
れる。これらの点火プラグ7、ディストリビュータ9お
よびイグナイタ11は混合気に点火する点火手段13を
構成しており、点火手段13は点火信号Spに基づいて
高圧パルスを発生し放電させる。そして、気筒内の混合
気は高圧パルスの放電によって着火、爆発し、排気とな
って排気管15を通して排出される。
吸入空気の流量Qaはエアフローセンサ16により検出
され、吸気管3内の絞り弁17によって制御される。エ
アフロー1の燃焼圧力は圧力素子や磁歪素子等で構成さ
れたノッキングセンサ18により検出され、ノッキング
センサ18の出力S、は制御回路(コントロールユニッ
ト)19に入力サレル。
コントロールユニット9はノンキングセンサ18の出力
S、に基づいてノッキング発生の有無を判定する。
また、ディストリビュータ9には一対のクランク角セン
サ20.21がそれぞれ取り付けられており、一方のク
ランク角センサ20は各気筒を判別し、他方のクランク
角21はクランク角CAを検出する。
すなわち、一方のクランク角センサ20は、ディストリ
ビュータシャフトが60°回転する毎、すなわちクラン
ク軸が120°クランク角CA毎に1つのパルス(以下
、REF信号という)を発生する。
このパルスの立上がり発生位置は、例えば各気筒の上死
点(T D C)前70°のクランク角CAであり、こ
のパルス幅(立上がりから立下がりまでのクランク角C
A)は気筒毎に異なる。他方のクランク角センサ21は
、ディストリビュータシャフトが1回転する毎に360
個のパルス、従ってl°クランク角CA毎に1つの立上
がりまたは立下がりパルス(以下、PO8信号という)
を発生する。
エアフローセンサ16およびクランク角センサ20.2
1は運転状態検出手段22を構成しており、運転状態検
出手段22およびノッキングセンサ18からの信号はコ
ントロールユニット19に入力される。コントロールユ
ニット19はこれらのセンサ情報に基づいて点火時期制
御(その他噴射量制御もあるが、ここでは省略する)を
行う。
次に、第3図は第2図のコントロールユニット19の一
構成例を示すブロック図である。
エアフローセンサ16からの吸入空気量信号は、バッフ
ァ30を介してアナログマルチプレクサ32に送り込ま
れ、マイクロプロセッシングユニット(MPU)62か
らの指示に応じて選択されるとともにA/D変換器34
でディジタル信号に変換された後、入出力ボート36を
介してマイクロコンピュータ内に取り込まれる。
クランク角センサ20からのREF信号は、バッファ3
8を介して割込み要求信号形成回路40および気筒判別
回路41に入力される。また、クランク角センサ21か
らのPO8信号は、バッファ42を介して割込み要求を
信号形成回路40およびエンジン回転数信号形成回路4
4に入力される。気筒判別回路41はREF信号のパル
ス幅(立上がりから立下がりまでのクランク角度CA)
より今回の点火気筒を判別し、それに応じた2進符号を
形成し、入出力ボート46を介しマイクロコンビエータ
に送り込む。割込み要求信号形成回路40は、REF信
号およびPO8信号から所定クランク角CA毎の割込み
要求信号を形成して、これらの割込み要求信号を入出力
ボート46を介してマイクロコンピュータ内に入力する
。エンジン回転数信号形成回路44は、pos信号の周
期からエンジン回転数Neを表す2進信号を形成する。
この2進信号は、入出力ボート46を介してマイクロコ
ンピュータ内に送り込まれる。
ノッキングセンサ18からの出力信号S、は、インピー
ダンス変換用のバッファおよびノッキング固有の周波数
帯域(7〜9kHz)が通過可能なバンドパスフィルタ
から成る回路48を介してピークホールド回路50に入
力される。ピークホールド回路50は、線52および入
出力ボート46を介して“1”レベルの信号がMPU6
2から印加されてノックゲートが開かれている場合に、
ノンキングセンサ18からの出力信号S、の最大振幅値
(ピーク値a)をホールドする。ピークホールド回路5
0の出力は、A/D変換器54によって2進信号に変換
され、入出力ボート46を介してマイクロコンピュータ
に送込まれる。ただし、A/D変換器54のA/D変換
開始は、入出力ボート46および線56を介してMPU
62から印加されるA/D変換起動信号によって行われ
る。また、A/D変換器54は、A/D変換が終了した
時点で、線58および入出力ボート46を介してマイク
ロコンピュータにA/Dim完了通知を行う。したがっ
て、ノッキングセンサ18、バッファフィルタ48、ピ
ークホールド回路50゜A/D変換器58が全体として
ノック検出手段を構成している。
一方、MPU62から入出力ボート46を介して駆動回
路60に点火信号Spが出力されると、これが駆動信号
に変換されてイグナイタ11が付勢され、点火信号Sp
に応じた点火制御が行われる。
マイクロコンピュータは、入出力ボート36および46
、MPU62、ランダムアクセスメモリ (RAM)6
4、リードオンリメモリ(ROM)66、図示しないク
ロック発生回路およびこれらを接続するバス68等から
主として構成されており、ROM66内に記憶された制
御プログラムに従って種々の処理を実行する。また、R
OM2Sには、エンジン回転数Neとエンシフ1回転当
たりの吸入空気量(エアフローセンサ16に代えてスロ
ットル弁17下流例の圧力を検出する圧力センサを用い
る場合には吸気管圧力)とで定められた基本点火時期S
AOが記憶されている。
また、コントロールユニット19はマイクロコンピュー
タ、バッファ30.38.42、バッファフィルタ48
、ピークホールド回路50、A/D変換器34.54、
気筒判別回路41、割込み要求信号形成回路40、エン
ジン回転数信号成形回路44、アナログマルチプレクサ
32および駆動回路60より構成されており、ノックレ
ベル判定手段、遅角補正量演算手段、遅角補正量変更手
段、および点火時期設定手段としての機能を有する。
次に、作用を説明する。
まず、この発明の一実施例に係る処理ルーチンから説明
する。なお、以下の説明においては複雑化を避けるため
に最も不都合のない数値を用いて説明することとするが
、この発明はこれらの数値に限定されるものではなく、
各エンジンに付いて最適な値が選択される。
割込み要求信号形成回路40から、予め定めた特定クラ
ンク角CA毎の割込み要求信号、すなわちREF信号立
上がり時の割込み(以下、REF割込みという)要求信
号およびATDC30°、60゜の割込み(以下、角度
割込みという)要求信号が人力されると、MPU62は
第4図および第5図の割込み処理ルーチンを実行する。
第4図のメインルーチンは、ノッキングセンサ18から
出力される信号S、のピークホールドを行う時期および
ノンキングを判定して点火時期SAを制御することを主
に実行するためのものであり、第5図のサブルーチンは
クランク角度カウンタのカウント値mをリセットするた
めのルーチンを示すものである。
REF割込み要求信号が入力されると第5図のルーチン
が実行され、ステップ70でカウント値mがリセットさ
れてメインルーチンへリターンされる。
REF信号の立上がりは、各気筒のTDC前70゜クラ
ンク角CAで出力されるため、各気筒の上死点前70°
り・ランク角CAでカウント値mがリセットされること
になる。
角度割込み要求信号が入力されると、第4図のメインル
ーチンが実行され、ステップ72においてエンジン回転
数信号形成回路44で求められたエンジン回転数Neが
取り込まれる。次に、ステップ80でクランク角度カウ
ンタのカウント値mを+1だけインクリメントする。
ここで、上記のカウント値mのクランク角CAに対する
関係を第9図(A)に示す。
次に、ステップ86ではカウント値mが2か否か、すな
わちピストンが各気筒のTDCに到達したか否かを判断
する。各気筒のTDCでないときはステップ92へ進み
、各気筒のTDCのときは、ステップ87で入出力ボー
ト46より気筒判別結果を読み出し、気筒番号iとして
気筒判別結果をセットする。次に、ステップ88でピー
クホールド回路50のノックゲートを開いてピークホー
ルドを開始し、ステップ90でノックゲートを閉じてピ
ークホールドを終了するための時刻1.を算出してコン
ベアレジスタAにセットする。
コンベアレジスタAにセットされた時刻1.になると、
第6図に示す時刻一致割込みルーチンが実行され、ステ
ップ102でピークホールド値のA/D変換が開始され
る。A/D変換が終了するとA/D変換器54からA/
D変換終了通知が入力され、この通知によって第7図の
A/D変換終了割込みルーチンが実行される。このルー
チンでは、ステップ104においてA/D変換値をピー
ク値aとしてRAM64の所定エリアに記憶するととも
に、ステップ106でノックゲートをクローズしてリタ
ーンする。上記のルーチンにおけるノックゲートオーブ
ン、クローズのタイミングを第!In (B)、(C)
に示す。
次に、ステップ92では、カウント値mが3か否か、す
なわちピストンが各気筒の30°ATDCに到達したか
否かを判定し、30°ATDCでないときはステップ9
8へ進む。これに対して、30°ATDCであるときは
ステップ94においてノッキング発生の有無を判定して
補正遅角量5Ariを演算するノンキング制御処理を実
行する。このノッキング制御処理は後で説明する第10
図の30°ATDC毎の割込み処理ルーチンで実行され
る(第9図(D)、参照)。
次に、ステップ96では、図示しないメインルーチンに
おいてROM66に記憶された基本点火時期のマツプか
ら補間法により演算された基本点火時期SAoと、ノン
キング制御用の気筒毎に割り付けられた補正遅角量5A
ri。、(iは気筒番号i。1で次の気筒を意味する。
従って、i+1=6となったときは0とみなす)とから
実行点火時期5A(=SAo−3Ar i、+)を演算
し、実行点火時期SAと現在時刻とからイグナイタのオ
ン時刻を求めてコンベアレジスタBにセットする(第9
図(E)、参照)、続<ステップ98では、カウント値
mが1か否か、すなわちピストンが各気筒の60” A
TDCでないときはメインルーチンへリターンし、60
″ATDCのときは実行点火時期SAと現在時刻とによ
りイグナイタをオフする時刻を計算してコンベアレジス
タBにセットしてメインルーチンへリターンする。
ステップ96および100でセットした時刻になると第
8図に示す時刻−数刻込み処理ルーチンが実行され、ス
テップ108でステップ96でセットされたイグナイタ
オンの割込みか否かを判断し、イグナイタオンの割込み
のときはステップ110でイグナイタをオンし、イグナ
イタオフの割込みのときはステップ112でイグナイタ
をオフしてリターンする。この結果、実行点火時期SA
で点火される。
次に、第4図のステップ94のノッキング制御処理の内
容を第10図のサブルーチンを示すフローチャートに基
づいて詳細に説明する。
まず、ステップ200では今回検出したピーク値a (
前回点火した気筒のもの)を第2の目標値(第2ノッキ
ングレベル)SLgと比較しa≦SL2のときはステッ
プ201で下限値(進角限界値)SAradvを0とし
てステップ202へ進む。
ここで、第2の目標値SLgは、このレベルを超えるピ
ーク値aが存在しないか、極めて少ない頻度(例えば0
.1%以下)となるような値である(第12図(C)、
参照)。
次に、ステップ202ではピーク値aを第1の目標値(
第1ノッキングレベル)SL、と比較し、a>SLIの
ときはノンキング有りと判定してステップ203へ、a
≦S L r のときはノンキング無しを判定してステ
ップ204へそれぞれ進む。ここで、第1の目標値S 
L sは、このレベルを超えるピーク値aが所定頻度と
なるような値であり、運転条件(例えば、エンジン回転
数N)に応じて設定される。また、所定頻度は基本進角
分Xと基本遅角分Yとの比(X/Y)で与えられ、例え
ば10%程度(1〜30%の範囲)を適当な値としてい
る(第12図(e)、参照)。
ステップ203では遅角補正11sAri−+(iは今
回点火の気筒番号、i−1は前回点火の気筒番号)に基
本遅角分Y(例えば、0.025°)を加算して新しい
遅角補正11sAri−+を演算してステップ205へ
進む。
SAr t−、’−3Ar i−、+Y   −(1)
ステップ204では遅角補正量5Ari−1から基本進
角分(例えば、0.25°)を減算して新しい遅角補正
l5Ari−1を演算してステップ205へ進む。
5Ari、   ’−5Ari−、−Y    −−(
2)次に、ステップ205では新しく演算された遅角補
正量5Ari−、が上限値3Arretまたは下限値5
Aradvを超えていれば遅角補正l5Ari、を上限
値5Arretまたは下限値5Aradvに制限してリ
ターンする。なお、上限値5Arretとしては予め定
めた値、例えば15°とする。また下限値3.A、ra
dvとしては例えば第12図(D)に示される。
次に、前記ステップ200でa>SLzのときは、SL
、>SL、であるので、この場合にはある気筒に大きな
ノッキングが発生していると判断して、ステップ206
で遅角補正量5Ari−1に基本遅角11Yを加算して
遅角補正を行う(SAri−t  ”−S A r i
 −+ 十Y    ・・・・”(3))。
続いてステップ207では今回補正したこの遅角補正量
5Ari−Iを下限値5Aradvとしてストアしてス
テップ208へ進む。ステップ208では他の進角して
いる気筒の遅角補正量5Arj(j≠1−1)を下限値
5Aradvに変更、補正してステップ205へ進む。
次に、第10図のステップ208の内容を第11図に示
すサブルーチンにより詳しく説明する。
このサブルーチンは今回遅角側に補正した遅角補正量5
Ari、を下限値(進角限界値)SAradvとして、
これにより進角している他の気筒の遅角補正量SAr 
j  (j#1−1)を補正するものである。
まず、ステップ300では気筒番号Jを初期化しくJ=
O)、次に、ステップ301で気筒番号Jが今回遅角補
正量5Ari、を補正した気筒(気筒番号1−1)であ
るか否かを判別する。J=i−1のときはステップ30
4ヘジヤンプし、j#i−1のときはステップ302で
遅角補正量SAr jを下限値5Aradvと比較し、
5Arj≧5Aradvのときはステップ304ヘジヤ
ンプし、SAr j<5Aradvのときは遅角補正1
1sArjが遅角側にあると判断してステップ303へ
進む。
ステップ303では遅角補正tsArjの値を下限値5
Aradvに変更してステップ304で気筒番号を1つ
だけ増加してステップ305へ進む。ステップ305で
はJ<5のときはステップ301へ戻り、他の気筒につ
いても同様の操作をJ=6となる行って、J≧6となっ
たらこのルーチンを終了する。
ところで、基本点火時期SAoは通常エンジンの運転条
件に応じて最良の燃費となるように設置されており、エ
ンジンが高負荷に移行する移行時(第11図(A)、参
照)にはノンキングが発生しやすくなるので基本点火時
期SA、を遅角側へ補正する遅角補正量5Ariを大き
くする必要がある。
従来例においては、第11図(B)に示すようにピーク
値aが目標値S L tより大きくなるときにのみその
気筒の遅角補正量を遅角側に補正していた。
この実施例ではピーク値aが第2の目標値SL2を超え
るときは(第11図(C)、参照)、その気筒の遅角側
に補正した遅角補正tsAri−+を下限値(進角限界
値)SAradvとし、これより進角している他の気筒
の遅角補正量5Arjを下限値5Aradvに変更する
(第11図(D)、参照)。
こうして、ノンキングが発生しゃい状態にある他の気筒
を予め遅角させておくことにより、遅角速度を早めるこ
とができる。したがって、負荷変化により遅角させたと
きの遅角補正tsAri−1が収束するまでの所要時間
を、第11図(D)に示すように大幅に短縮することが
できる。その結果、ノッキングを効果的に抑制できるの
で、燃費と運転性とをさらに向上させることができる。
(効果) 以上説明してきたように、この発明によれば、ある気筒
のノッキングレベルが第2の所定値を超えたときはその
気筒の補正した遅角補正量を下限値として、これより進
角している他の気筒の遅角補正量をこの下限値に変更す
るようにしたので、遅角補正量が収束するまでの時間を
短縮することができる。その結果、ノッキングの発生を
効果的に抑制することができ、燃費と運転性とをさらに
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の基本概念図、第2図〜第12図は
この発明の一実施例を示す図であり、第2図はその全体
構成図、第3図はその制御回路のブロック図、第4図〜
第8図はその制御回路で実行される各処理ルーチンを示
す各フローチャート、第9図はその制御回路の動作を示
すタイミングチャート、第10図は第4図のノッキング
制御処理実行プログラムを示すフローチャート、第11
図は第10図のステップ208の具体的フローチャート
、第12図はこの発明の詳細な説明する説明図である。 ■・・・・・・エンジン、 13・・・・・・点火手段、 18.48.50.54・・・・・・ノック検出手段、
19・・・・・・コントロールユニット(ノックレベル
判定、遅角補正量演算手段、遅角補正量変更手段、点火
時期設定手段)、 22・・・・・・運転状態検出手段。 特 許 出 願 人  日産自動車株式会社第10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 a)エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
    、 b)エンジンに発生するノッキングを検出するノック検
    出手段と、 c)ノック検出手段の出力に基づいて各気筒毎に第1ノ
    ッキングレベルと第2ノッキングレベルとを判定するノ
    ックレベル判定手段と、 d)ノックレベル判定手段で判定した各気筒毎の第1ノ
    ッキングレベルに基づいてノッキングを抑制するように
    基本点火時期を遅角側に補正する遅角補正量を進角側ま
    たは遅角側に補正して新たな遅角補正量を演算する遅角
    補正量演算手段と、 e)ある気筒のノックレベルがノックレベル判定手段で
    判定した第2ノッキングレベルを超えるときは、前記遅
    角補正量を遅角側に補正するとともに、補正した遅角補
    正量を進角限界値として他の気筒の遅角補正量を該進角
    限界値に変更する遅角補正量変更手段と、 f)エンジンの運転状態に基づいて基本点火時期を設定
    するとともに、この基本点火時期を遅角補正量演算手段
    で演算した遅角補正量および遅角補正量変更手段で変更
    した遅角補正量に応じて補正し、点火信号を出力する点
    火時期設定手段と、 g)点火信号に基づいて混合気に点火する点火手段と、 を備えたことを特徴とする点火時期制御装置。
JP61095267A 1986-04-23 1986-04-23 点火時期制御装置 Expired - Lifetime JPH0799135B2 (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5813160A (ja) * 1981-07-17 1983-01-25 Nippon Denso Co Ltd 点火進角制御装置
JPS58165574A (ja) * 1982-03-24 1983-09-30 Mazda Motor Corp 多気筒エンジンの制御装置
JPS60204969A (ja) * 1984-03-28 1985-10-16 Hitachi Ltd ノック制御方法

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JPH0799135B2 (ja) 1995-10-25

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