JPS5951162A - 内燃機関用点火時期制御装置 - Google Patents

内燃機関用点火時期制御装置

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JPS5951162A
JPS5951162A JP57161960A JP16196082A JPS5951162A JP S5951162 A JPS5951162 A JP S5951162A JP 57161960 A JP57161960 A JP 57161960A JP 16196082 A JP16196082 A JP 16196082A JP S5951162 A JPS5951162 A JP S5951162A
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knocking
knock
ignition timing
cylinder
engine
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JP57161960A
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Yasuhito Takasu
高須 康仁
Katsuharu Hosoe
克治 細江
Toshiharu Iwata
岩田 俊晴
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NipponDenso Co Ltd
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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
    • F02P5/1522Digital data processing dependent on pinking with particular means concerning an individual cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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】 本発明は、エンジンのノックを検出して点火時期を進角
遅角させる(幾能を持つ点火時閉制御装置ぐ以下、ノッ
クコン1−1」−ルシステムど呼・只)の改良に関づる
ものである。
近年、二Iンジンに生じるノックを検出し、そのノック
状態に応じて点火時期を進角遅角させるノック]ンl−
ロールシデムが種々検討されている。
このノック=1ントロールシスデムを使用リ−ることに
より、点火時期を常にノック限界付近にコント[l−ル
゛りることができ、従ってエンジンのばらつきあるいは
経時変化等に左右されることなく、エンジンの燃費、出
力性能を最大限に引出りことかできる。
しかしながら、従来のノック」ン[・−一ルシスブムに
おいては、ノック状態に応じて点火11明を進角遅角さ
Uる制御が一定−Cあった。(たとえば、1°C△/1
秒の進角スピードが設定されていれば、それはあくまで
1°CA/1秒のままである。)そのため上ンジンのば
らつきにより特定の気筒だりが、非常にノッキングを発
生しゃ覆いというエンジンの場合その気筒が発生覆るノ
ッキングのみて点火n、’7 +111の進角遅角制御
をづ−ることになり、その時の平均点火時期は上記気筒
のノッキング発りニ頻度がノッキングの発生りる点火1
時期が全気筒間しエンジンの揚台のノッキング発生数度
と同稈度になる点火時期に制御される為(即ち1つの気
筒のノッキング発生頻1αが全気筒分の頻度に到jヱす
るまてIj1火時明は進角側に設定される。)ノック音
が非常に大きくなるという欠点を生じでいた。
本発明は上記の従来技術の欠点に鑑み、ノッキングの発
生りる頻度を気筒別に罰測し、それに基いて点火時期の
進遅角速度を変化さけることによりノッキングの発qi
りる気筒が限定されたエンジンにd3いてbノツ−1:
ングの発生りる限界の14滴な自火ILL期に制(31
1さμる内燃)幾関用点火11・1期制御装置を提供り
ることを目的と覆る。
双手、本発明を図に示り実施例により説明りる。
第1図(3に本発明の実施例を示りJM、成図である。
第1図におい(゛、1は4気筒4リイクル土ンジン、2
 Li I j’クリーノ、31よ−Vンジンの吸入空
気量を検出し、これに応じたイハ号を出力りるニI−ア
フ[1−メータ、4はス11ツトル弁、5は−Lンジン
の基1(+−クランク角度4;t ii4 (たとえば
−L死点)を検出り゛るためのJi llj角l!ンリ
5Δとエンジンの一定クランク角度1iiに出カイ言号
を発生りるクランク角しン゛す5Bを内蔵したディスト
リビュータである。6はエンジンのノック現象に対応し
1〔エンジンブロックの振動を圧電素子式(ピエゾ素子
式)、電磁式(マグネツi〜、コイル)等によって検出
するためのノツクレンリ、7はノツクレンリの出力を受
()てエンジンのノック発生を検出づるためのノック検
出回路Cある。9はエンジンの冷却1水温に応じた信号
を発生ずる水濡センサ、12はスロワ1〜ル弁4が全開
状態であるときに信号を出力覆るだめの全開スイッチ(
ノノイドルスイツブ)、13はスロツ]〜ル弁4がほぼ
全開状態であるときに信号を出力づるための全開スイッ
チ(パワースイッチ)、14は排気ガスの空燃比(Δ/
F)が理論空燃比に比べて濶い(リッチ)か薄い(リー
ン)かに応して出力信翼を発生りる02tン゛りである
8は前記各レンリ−及び各スイッチからの入力信号状態
に応じ−CCシンジン点火時期及び空燃比を制ネ11ツ
るための制御回路、10は制御回路8から出力される点
火時期制御信号を受1′Jでイグニッションコイルへの
通電遮断を行なうイグプーイタ及びイグニッションコイ
ルである。イグニッションコイルで発生した高電iI]
はアイスI−リビ」−−95の配電部を通して適切な時
期に所定の気筒の点火プラグに引火される。11は制御
回路8で決定された燃石噴0・1時期及び燃料噴射時間
(1)に基づい−C吸気マニホールドに燃料を噴射する
ためのインジ」ニクタである。
次に第2図を用いてノック検出回路7の詳報目j4成を
説明づる。、701はノツクセンサ6の出力をノック周
波数成分のみ選別して取出り°ためのバンドパス、パー
rパス等のフィルタ、702はフィルタ701の出力を
半波整流り−るための半波整流器、703は半波整流器
702の出力を積分し、ノックレンリ6の振動出力の平
均値を取出づためのli’i分器、704は積分器70
3の出力を増幅し適切41ノック判定1ノベルを作り出
りlごめの増幅器、705 G、111幅器704の出
力にノイズマージン等の効果を1′するために電IBの
シフ1〜を行なう抵抗等で(rへ成されるAルツ1〜電
圧設定器、706は増幅器704の出力とAフレット電
圧設定器705の出力を加律し、最終的なノック判定レ
ベルを作り出づための加算器、707は半波整流器70
2ど加V)器706の出力を比較し、半波整流器702
の出力の方が大きいときにノックが発生しているものと
判断し、その場合にパルス信号を発生する比較器である
708はこのパルス信号のパルス数をG1数し2進数の
並列信号に変換するカウンタであり、例えばイグナイタ
10からの点火信号に同期してリレツ1−される。70
9はカウンタ70Bの並列出力を馴数値によって場合分
けを行ない、にり少ない数の接続線に変換づるための符
号変換器(エンコーダ)である。
このノック検出回路の作動を第3図を用い(説明覆る3
、第3図にJ3いて(a)図はフィルタ701の出力信
号で、ノックはンリ6の出力のうもノック周波数成分(
6〜9Kl−1z)のみを選別し−C取出した信号であ
。(a )図においてal。
G2.G3は3つの異なるノック状態に対応し!ご出力
を表わしている。ずなわらalは比較的小さなノック、
82は比較的太さなノック、a3はノイズI)シ<は極
端に小ざいノック(゛ある。(b)図は(a )図を整
流器702によって半波整流1ノだ後の信号、(C)図
は(I))図を積分器703及び増幅器704によっC
積分・増幅した世の信号である。((j)図は(C)図
にオフセッ]−電圧705を加算器706にJ、って加
紳した後の信号(すなわらノック判定レベル)であり、
整流器702の出力信号((1+)図)を比較の意味で
同時にJiIllいである。(e)図は比較器707の
出力信号C−1整流器702の出力信号((1))図)
がノック判定レベル((1図)よりも人ぎい場合にハイ
(It igh )レベルになり、小さい場合はロウ(
1,−01v)レベルになるパルス信号である。
このパルス(i−′l’3のパルス数はノックの強j夏
に対応りるか’′)(atとa2+、l″3−1りるパ
ルス数を参照)パルス数をカウンタ708 T’ il
数りることにJ、リノツク弘)1印がパルス数に変II
/!される。このカウンタ700 f、1. s、’ペ
ソ(信5l13に同期しCリレツ1〜されるので各白太
にヌ・11)’CR(1りる1回のノックの強度をこの
カウンタ708の4数値にy、U応づる並列信号は」エ
ンコータ709に入力される。エンコータはカウンタ7
08の泪数値をいくつかの群に分類しその分類に従った
出力を制御回路8へ送る。たとえばカウンタとして5ピ
ツ[−構成のものを使い、エンニ」−タ出力線を2木と
ずれば、h1数値Oから31までが4つの8Yに分類さ
れる。ずなわら4分類のノック強電(ノックなし、ノッ
ク中、ノック中、ノック人)の情報が制御回路8に入力
されることになる。このエンコーダ709の働きにより
制御回路8への信号線が大幅に少なくなり、制υ11回
路8の入力ボートの数を大幅に少なくできる。
次に制(311回路8の詳細構成及び動作を第4図に従
っ゛C説明づる。第4図においU3000は点火口、r
朋及び汐i 1’l噴用用を演緯りるための中央処理−
1−ニラ1〜(CPU )で8ヒツト構成のマイクロブ
ロヒツリを用いている。8001は制御プログラム及び
t03算に必要な制御定数を記憶してd3 <ための読
出’L[川の記憶ユニット([ざOM)、8002はに
 l’ LJ O000がブ11グラ11に従っで動作
中油Oj−タを一11′1記IL′(りるための−11
?1記憶ユニツ1へ〈1<ΔM ) −P ilする。
、8003はgt tic角レンし5Δの出力イi;号
Cあるマグネツトピツクアツー1信号を波形1虐形りる
/、=めの波形整形回路、8004は同じくクランク角
しンリ5Bの出力信号を波形整形りるための波形整形回
路である。
8005は外部(、′¥弓あるいは内部1番号にJ、っ
てCI−’ Uに割込処理を行な4つけるための割込制
御部、800 E3 t、l CP U動作の基本周期
どなるクロック周i!l1fuにひどつづ゛つカラン1
〜値が」二かるように構成された16ビツ1〜のタイマ
である。このタイマ8006と割込制御部8005にJ
:ってエンジン回転数及びクランク角度位置が次のよう
にしてCI) Uに取り込;Lれる。すなわち基工((
角センザ5△の出ツノ伝VJにJ、り割込みが発生覆る
毎に(:: ))U t、lタイマのカウント値を読み
出寸。タイマのカウント(直はり[1ツク周期(たとえ
ば1μs〉1口に上がっていくため、今回の割込時のカ
ウント値ど先[Ijlの割込11.7のカランt−11
′fJどの差を81樟りることにより、基準角センザ信
号の時間間隔刀なわらエンジン1回転に要する時間が語
測でさる。こうしてエンジン回転数が求められる。また
クランク角度位置は、クランク角しンリ513の信号が
一定クランク角度(たとえば30 ’CΔ)毎に出力さ
れるのC基準角レンリ5Aの上死点信号を基準にしてそ
のときのクランク角度を30’CA単位で知ることがで
きる。この30°CA毎のクランク角度信号は点火時期
制御信号発生のための基準点に使用84′zる。
8007は複数のアナログ信号を適時切替えでアナ[]
ググルデジタル換器(Δ10)変換器8008にシフ<
ためのマルヂブレクリであり、切替時間は出力ボード8
011から出力される制御信号により制御される。本実
施例においては、アナログ信号どしてエアフローメータ
3から吸入71!気早信号及び水温センザ9からの水温
信器が入力される。8008はアナログ信号をデジタル
(3号に変換づるためのΔ/D変換器である。8009
はデジタル信号のための入力ボートであり、このボート
には本実施例の場合ノック検出回路からのノック信5]
、7/イドルスイツチ12からのアイドル信局、パワー
スーrツヂ13からのパソー悟号、0zt=ンリ14か
らのりツナリーン18号が人力される。8010はアジ
タル信号を出力するための出カポ−1−Cある1、この
出力ポートからはイブノーイタ10にり・11Jる点火
時期制御信号、インジェクタ11に対りる燃料In用制
御信号、マルブブレク→J8007に対りる制御信号が
出力される。
80111JCPUバスであり、CP Uはこのバス信
号線に制御信号及びデータ信号を乗U、周)22回路の
制御及びデータ信号を乗U、周辺回路の制御及びデータ
の送受を行なう。
次に点火時期演口の方法を説明する。第5図は点火時期
演算方法の一例を示1フ1−」−ヂ17−1−である。
このフL’l −’fX7〜1〜を用いC以下説明り−
る。
第5図に15いて、コ1.ずステップ1501において
基準角レンリど土アフL1−メータの信号により口中λ
数NとD:Ji’ffi (に) / N )を求める
。ここでQは工−ノ′フ11−メータより出力される吸
入空気早であり、エンジンに加わる負荷はQをエンジン
1u転数N ’−C割った値(Q/N)に比例づ゛る。
また本実施例にJ3いて(1回転数Nを阜準角しンリを
用いて4測しているが、マイコンの処理能力が充分高い
場合にはクランク角ヒンザを用い−Cも良い。次に、ス
テップ1502乃至1504で、気筒のインデックス′
4あるiを点火毎にカウントアツプさ1,1が4以上の
時はiをクリアさせる(第5図は4気1j)の場合を示
づ。)。
次にステップ1501で求めた回転数Nと負荷(Q/N
)をらどにメモリ内に記憶しておいた基本点火時期θ1
3を締出する(ステップ1505)。
この基本点火時期θ8はNどQ/Nの2次元マツプとし
てメ七り内にス]・アされている。
次に、ステップ1506で負荷Q/Nが所定値よりb小
さい場合はノックが発生しない軽負荷と判断し、ステッ
プ1507へ分岐しil!角吊θ。をクリアした後ステ
ップ1534に分岐する。負6イjQ/Nが所定値又は
これより大で軽負荷でないならば次にステップ1508
においてノック検出回路7からの出力を基に今の燃焼リ
イクルがノックリイクルか否かを判別する。ノックが琵
牛しなかった1易含にはステップ1528へ分岐覆る。
ノックハツト生じた場合にはスーアップ1509で進角
用タインlど変数j(IG述)をクリアし、次にスフツ
ブ1510で・でのノックの強度に応しくR角吊へ〇を
設定りる。(lことえば小ノックならΔ0−0 、5 
T;△(クランク角度)、中ノックなら八〇−・′ドに
△、人ノックならΔθ=1.5℃Δ)。このノック強麿
別の遅角量△θ1 (たとえばΔθ1−〇、J3 T:
Δ、Δθ2−1 ”C△、Δθ3=1.5°C△)l;
LROMの中に定数としてス1゛・アされている。
次にステップ1511 ”rどの気111)で何回ノッ
ク検出しlごか4JI測りる為に、ノックの発生した気
筒につさノック光牛カウンt−(1,i)に1を加え、
気筒毎にノック発生数をカウントυる。そしてスーjツ
ブ1512て全ノック発生回数Sを求める。
次にステップ1513で全ノック発生回数Sが定数△(
たとえば100)に達したか否かを判定する(これは後
述する統計処理Moの母数をある枚以上確保づる為であ
る)。スフツブ1513てSが△より小ざいと判定され
た場合はステップ1524へ分岐し進角時間定数T o
をT1としてスフツブ1525に分岐し、基本点火時期
からの1−一タルj11角(fi即ら補正点火時期OC
を求める(θ −θ 十へ〇)。この補正点火14期θ
。にCC は上限値θC’ MAXを定めておき、これ以上遅角ざ
IIないリミッタの働きをさせる(ステップ1526゜
1527)。ぞして次回の点火のためし最終的な点火時
+11Jθを0−θBASE−OCにより弁出し、点火
用のタイマにその(直をセツトツる。ステップ1508
でノックなしと判定されるとステップ1528にJ3い
てノッキングなしの継続曲間をn1測りるためタイマT
をカウントアツプさける。ステップ1529でその王が
進角時間定vl(T o )J、り小さい時はそのまま
補正点火時期θCを変えずにステップ1534に分岐づ
るが、ゴーがToJ、り人のIn冒;Lスーアツブ15
30で王をクリアした後ステップ1531で補正点火時
期θ、から所定角瓜△θ7、(たどえば0,5℃A)だ
りを減する。
従−)−(+:a火ll、’i I’lJは進角方向に
ΔθAIピり代iトされる。次にステップ1532で補
正点火時期θCが負になったか占かを判定し、負の場合
にはこの値をOにll’[正りる(ステップ1533)
。これは基本点火+1.’j 01108以上に烈火時
期が進角リ−るのを防止づるためである。。
さ−Cステップ1513において長1・1間運転経過1
殺ノツク光牛回数の総和が設定値Aよりも人きくなった
揚台はステップ1514に分岐し、ステップ1515乃
至15】8で、ノック発生v!I最大の気筒を検出りる
揚台の気筒インデックス(′ある、jに1を加えながら
金気筒の夫々にっき(j=1となる:l:て)何れのノ
ック発生数(1J)が最大であるかを検出しこれをMA
 X Cどし、ノック発生4・旧印が最大の気「;1を
選択りる。次にステップ1519でその気筒のノック発
生頻度が全(ホのどれだりの比率を承りかをnl停しく
D=MAXC/S)、その比率に応じて進角時間定数を
設定りる。
即ら、たとえば、L)>0.5の11、rは−r o 
−−1−2、t)>0.8の時は−I−o = T 3
 、とし11<1−2<T3の関係が成立つ様に設定す
る(ステツブ1520フ!I至スデップ1524)。こ
(7)−T’ + 、T2 、T31;AROM(1)
中に定数どし−cス1ヘアされる。上記のステップ15
14乃至1524のルーチンによりノック光生気筒が特
定の気flに限定されるようなエンジンではMAXC(
又はD)の値が人さくなりToに大きなfinがレツ1
〜されるため、進角のスピードが鈍化りる。このノイー
ドバツク効果により、ノック光生気筒が特定気筒に限定
される様なエンジンにJ3いても[1標のノック音レベ
ルになるように点火時期を制御りることがてさる。
以トのように点火時期が演粋され、イブノーイタ、イグ
ニッション:コイルを通じて(実開に点火される。
本実施例にd3いては気筒別のノッキング発生1tri
度に応じて進角時間定数を変化させることで進角スピー
ドを変えているが、進角時間定数は一定で?11iiE
点火時期θ。の進角方向への修正最へ〇 、ハ 又は遅角方向への修正量△θ、を変化さlても同様の効
果を得ることができる。
次に本発明を用いl〔場合の点火時期制御状態を第6図
に承り1.第6図(a )、(b)は各気筒のノッキン
グ発生頻度がほぼ等しい4気筒」ニンジンの場合を示し
、第6図(C)、((1)は各気筒のノッキング発生頻
度が均等でない1気筒エンジンの場合を示し、第6図(
a )、(C)はエンジン毎の気筒別ノッキング弁士分
布を、又第6図(b)((1)は縦軸に点火時期、(〜
1輔に時間をとり点火+t7期の制御状態を承り。(第
6図(1ン)、((J)に(13いて破線1.;L (
、Y来り式、実線は本発明yj式にょる1、4合を承り
。)第〔3図(,1)に示り如く8気1nことのフッ1
ングブとノ1頼度か(Jぼ等しい場合には第(3図(1
))に承り如〈従来方式と本発明jj式の間に’1.’
+ に=iグ5’i: LL <fい3、然し、第(5
図(に)に示りQll<フッ1ンク′f?、it好(追
−が偏る鴨合には、従来15式の揚台はノツ“1ング介
牛類度が人さい気筒に含4つLL T +j、j火時期
が制御され第0図((1)の貞線に示()如くノック7
゛1が人どなるが、木刀式にJ、る場合しLノッ−1−
ング57’、 /、l:’、 jf1度が人さい気筒が
あってbこの気1曵のノッキング発生数の、エンジン全
体のノッキング発生数に対づ゛る割合、即らエンジンの
ノッキング発生頻度の偏りを検出しこれに応じて進角速
度を調11i1りるので第6図(d )の実線に示す如
くノック音を小とすることができる。本発明によれば、
]−ンジンのノツニ1ニング5で生類1哀の1宣りを検
出しこれに応じて進角速度を調節するのCエンジンのバ
ラツキにかかわらずノック音を目)票レベルに制御でる
ことが可能である。
本実施例にd3いては、気筒別のノッキング発生頻度に
応しC進角時間定数を変化させることて進角スピードを
変えているが、進角時間定数は一定で油正魚火lY期O
cの進角方向への修正φ△071、又はu角方向への修
正量Δθ1を変化させてし同様の効果を1qることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示り一仝体惜成図、第2図
は第1図中のノック検出回路の構成図、第3図はノック
検出回路の作動説明に供づ−る信号波形図、第4図は第
1図中の制御回路の構成図、第5図Cal、制御回路に
J3りる演い一処理手順を示υノ1.1〜す\7−1・
、第(1図は本発明A3 、Lび従来装置にa3する点
火+151111の制御(11状態を示η図である。 1・・・−1ンジン、3・・・l−アラ1−1−メータ
、5△。 5[3・・・−ぞれぞれ1711(I角しンリ、クラン
ク角しンリ、6・・・ノツクレンリ、7・・・ノック検
出回路、8・・・制御回路、10・・・−rブナイタお
よびイグニッション二1イル、8000・・・中央処理
ユニツ1〜(C1,) U )、8001・・・跣出し
り、I用記憶装向(1−< Ofvl )、8002・
・・一時記憶ユニツ1〜り1<ΔM )。 代理人 浅  利   皓 外4名 %(a)オ (C) %、 孔爾N。 6図  (b) 僅9.−傷氏一−−−− (d) ・1詑↓男氏−−−−− 曹  アr 手続補止書(、ア。 昭和57年9月24日 特W1゛庁長官殿 1.11件の表示 内燃機関用点火時期制御装置 3、補11:をする者 事1’lとの関銘 1.雛出屓1人 (l所 氏  名 銘Tプ■、)    (426)  日本電装株式会社
4、代理人 5、補1F−命令のH付 昭 1’n      イI     月     1
16、補j丁により増加する発明の数 7、補正の対象 「a (1)jに補正する。 2、 同第15頁第14行のr(1j)Jを[’o (
、+ )、jに補正する。 6、 同第18頁第10乃至15行のU本実施例におい
ては・・・・・・・・・得ることができる。」を削除す
る。 403−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内燃];(関のノックを検出1−るノックレンリと、ノ
    ツクレン1)からの出力信号に応じて点火時期を進近角
    さ口る点火時期制御信号を発仕する点火時1す1制御手
    段と、点火時III制御信号にまり貞大信号を発生りる
    点火装置とを含む内燃(;(関用点火時期制御装冒にJ
    5いて、点火時期制御手段は、内燃機関の仝気flのノ
    ッキング発生数に対りる各気筒fυのノッキング発生数
    の比率の分布に従って、ノック検出に応じて行う点火時
    期進i!l¥角のfiriを変える内燃機関用点火時期
    制御装置。
JP57161960A 1982-09-17 1982-09-17 内燃機関用点火時期制御装置 Granted JPS5951162A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5726268A (en) * 1980-07-24 1982-02-12 Toyota Motor Corp Ignition timing control method of internal combustion engine

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5726268A (en) * 1980-07-24 1982-02-12 Toyota Motor Corp Ignition timing control method of internal combustion engine

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