JPS6140462A - 内燃機関用点火制御装置 - Google Patents

内燃機関用点火制御装置

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JPS6140462A
JPS6140462A JP16099284A JP16099284A JPS6140462A JP S6140462 A JPS6140462 A JP S6140462A JP 16099284 A JP16099284 A JP 16099284A JP 16099284 A JP16099284 A JP 16099284A JP S6140462 A JPS6140462 A JP S6140462A
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signal
circuit
ignition
combustion engine
low
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JP16099284A
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Kazumi Nakano
和美 中野
Koichi Shimizu
幸一 清水
Hiroo Utsumi
博雄 慈
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication of JPS6140462A publication Critical patent/JPS6140462A/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P15/00—Electric spark ignition having characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F02P1/00 - F02P13/00 and combined with layout of ignition circuits
    • F02P15/008—Reserve ignition systems; Redundancy of some ignition devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

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〕 本発明は、内燃IIA関川点用制御装置に関し、特に内
燃IaIIlの始動時もしくは低速回転時における点火
コイルへの通′14ff流制御に関する。
〔従来技術〕
近年、点火コイルの小型化及びエンジンの高速化に対応
するため、点火コイルへの通電電流を大きく、かつ通電
時間を短縮化する傾向にある。マイクロコンピュータを
使用した演算制御211装置により、点火コイルへの通
電時間を、バッテリ電圧に応じて一定時間に制御する技
術としては、例えば特開昭55−54669号公報に記
載された制御装置が知られている。
しかるに、マイクロコンピュータにJ:り通電時間を制
御する演算制御装置にあっては、マイクロコンピュータ
が暴走したときに、点火コイルへの通電遮断機能を保障
する必要がある。そこで、点火コイルへの通電遮断別面
を保障するバックアップ機能をタイマ回路で代替するこ
とも考えられるが、過電流によるパワートランジスタの
破壊あるいは過小電流による点火性能の悪化をカバーす
るためには、点火コイルへの通電時間の一定時間制御を
バッテリ電圧に応じて変化させる機能をもタイマ回路が
持たないと、バックアップ載面を果たす保障回路として
役立たないという問題点があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
あり、演算制御装置により点火コイルの通電開始時期及
び点火時期を制御するだめの内燃機関用点火制御装置に
おいて、内燃機関の始動時もしくは低速走行時において
、点火コイルへの通電電流を制限して、点火コイルを駆
動するパワートランジスタ等の発熱、破壊、に基づく点
火不良を防止し、点火制御装置の安全性を向上させよう
とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明では上述の問題点を解決するために、内燃機関の
所定クランクから演算して、点火コイルの通ffi皿始
時期と点火時期とを制御する内燃機関用点火制御装置に
おいて、前記内燃機関の低速回転状態を検出する低速回
転検出手段と、低速回転検出時に点火コイルの通電電流
を所定電流値に制御する定電流制御手段と、を有するこ
とを特徴とする内燃機関用点火制御装置とした。
〔実施例〕・ 本発明の実施例を添付図面により説明する。
第1図から第4図までは、本発明の第1実施例のブロッ
ク図である。第1図は同実施例の全体を示すブロック図
であり、センサ部10、エンジン制御ユニット100、
点火コイル駆動部5oとよ−り成る。
センサ部10は、エンジンに取り付けられたエンジンの
始動装置を駆動させるためのスタータスイッチ1と、エ
ンジンの負荷状態を検出するための負荷検出センサ2(
例えば、吸入空気口センサ、吸気管圧力センサ等)と、
図示しないバッテリの端子電圧信号検出のためのバッテ
リ電圧3と、エンジンの回転に同期して回転する回転角
センサの信号でクランク軸の基準位置く例えば、上死点
位置)を検出する基準位置検出センサ(Gセンサ)4と
、該Gセンサ4と同様にエンジンの回転角センサの信号
でクランク軸の角度位置く例えば、30” CA毎の位
置)を検出する角度検出センサ(Nセンサ)5とより成
る。
点火制御ユニット100は、センサ部10のセンサ信号
をもとにして、点火コイル駆動部50の駆動信号を発生
させるための演算制御装置である。
点火制御ユニット100は、フィルタ回路110、A−
D変換器120、CPU130、波形整形回路140、
バックアップ回路200等より成り、フィルタ回路11
0には、負荷検出センサ2及びバッテリ電圧3の信号が
入力されており、フィルタ回路110でノイズを除去さ
れたフィルタ後の信号は、A/D変挽回路120へ入力
されディジタル信号に変換されて、最終的にCPU13
0へ取り込まれる。一方、波形整形回路140には、G
センサ4及びNセンサ5の各信号が入力され、波形整形
回路140で波形整形された後の信号は、CPU130
と、バックアップ回路200とにそれぞれ入力される。
バックアップ回路200には、スタータスイッチ1の信
号とCPU130からの点火時期演算信号(IGt信し
て最終的な点火時期信号が、点火コイル駆動部50のパ
ワートランジスタ定電流’aJm回路60へ出力され、
パワートランジスタ定電流制御回路60で点火コイル7
0への通電電流を制御するという構成になっている。即
ち、パワートランジスタ定電流制御回路6oにあるパワ
ートランジスタを過電流から保護する為に、成る一定電
流値以上になると点火コイル充電電流を一定に制御する
という働きをしている。
次に第2図において、バックアップ回路200の内部に
ついて説明する。バックアップ回路200は、基準角度
信号発生回路210、充放電回路2201ON点前倒し
回路23o1始動判別回路24010シック回路250
、バックアップモード検出及びIGt信号切り換え回路
260等より成る。
基準角度信号発生回路210にGセンサ4からのG信号
とNセンサ5からのN信号とが、ケーブル141及び1
42を通して入力される。基準角度信号発生回路210
からは、出力信号として、第5図に示す(A)、(B)
、(C)の各々の信号を出力する。(A)信号は始動時
の点火信号、(8)信号は高速時の点火信号(極高速時
は、通電時間にガードをかける為)、(C)信号は充放
電回路の充電期間信号となる。
(A)信号はロジック回路250のAND回路252に
、(B)信号は他のAND回路251に入ノ〕され、(
C)信号は充放電回路220にそれぞれ入力される。
(C)信号を入力された充放電回路220からの充放電
電圧信号は、ON点前倒し回路230及び始動判別回路
240へそれぞれ入力される。
ON点前倒し回路230からの信号(〔E〕倍信号は、
AND回路251へ入力され、CB)信号と(E)信号
とのANDの論理処理が行なわれ、出力信号(〔F〕倍
信号は、AND回路254へ入力される。
始動判別回路240には、充放電回路220からのD信
号とスタータスイッチ1の出力信号とが入力され、該回
路240からの信号は、AND回路252とインバータ
回路253を通して、AND回路254へと入力される
。
また、AND回路254の他の端子にはCF)信号が入
力されている。AND回路252の出力とAND回路2
54の出力とがOR回路255へ、1 人力されており、このOR回路255の出力信号は、ケ
ーブル154を通してバックアップモード検出及びIG
t信号切り換え回路260へ入力される。また、該回路
280へは、CPU130からの点火時期演算信号(r
Gt信号)が、ケーブル131を通して入力される。又
、ケーブル152を通してG信号が、ケーブル153を
通して始動判別回路240からの始動判別信号も、バッ
クアップモード検出及びIGt信号切り換え回路260
とパワートランジスタ定電流制御回路60とへ入力され
る。該回路260の出力信号は。
ケーブル151を通してパワートランジスタ定電流制御
回路60へ接続される。
第3図において、バックアップモード検出及びIGt信
号切り換え回路260の内部構造について説明する。先
ず、CPU130からの点火時期演算信号(IGt信号
)はケーブル131を通して、フェールカウンタ261
とデータセレクタ264の(a)端子とへ入力される。
データセレクタ264の(b)端子へは、ケーブル15
4を通して、フェール時固定IGt信号が入力される。
データセレクタ264のデータセレクト信号端子(S)
には、O’R回路263の出力が入力され、このOR回
路263の入力には、フェールカウンタ261の出力信
号(フェール時(点大信号が所定回数以外の場合)には
Hレベルとなる〕をラッチ回路262で保持した信号と
、始動判別信号をシュミットトリガ265を通した信号
とを入力する。このフェールカウンタ261とラッチ回
路262のリセット端子とには、G信号152によるリ
セット信号が入力される。
次に、第4図において、パワートランジスタ定電流制御
回路60の内部構成について説明する。
ケーブル151を介して点火信号が点火コイルの電流を
通電、遮断するパワートランジスタ61に接続されてお
り、パワートランジスタ61のエミッタは抵抗62を介
して接地されている。該エミッタのR点の電圧は、゛抵
抗64に印加されている。
また、トランジスタ63のベースへは、ケーブル155
からインバータ65を通った始動判別信号が入力される
。又、コレクタへは抵抗64後の信号が入力される。一
方、トランジスタ66のベースへは抵抗64を介しての
R点の電圧信号が入力されており、またトランジスタ6
6のコレクタとトランジスタ61のベースとは8点で接
続されている。
〔作用〕
次に第1実施例の制御装置の作動について説明する。
まず制御装置の正常時(始動時を除く)の作動について
第1図から第5図までを参照して説明する。
M1図において、負荷検出センサ2及びバッテリ電圧3
より送られる負荷信号及びバッテリ電圧信号のそれぞれ
は、フィルタ回路110でノイズ成分を除去され、A−
D変換回路120でA−D変換され、CPU130に情
報として読み取られる。基準位置検出センサ(Gセンサ
)4及び角度検出センサ(Nセンサ)5よりのGセンサ
信号〔第5図(a)〕及びNセンサ信号(第5図(b)
)は、波形整形回路140で波形整形され、その波形整
形後の信号はCPU130に入力され、前述の負荷信号
及びバッテリ電圧信号の情報とによって、エンジンの作
動状態を検出し、最適な点火時期及び点火コイル充冨時
間の制御値を求め、その演算結果、点火コイル駆動信号
(IGt信号)が、CPU130から出力され、ケーブ
ル131を通りバックアップ回路260に送られる。バ
ックアップ回路200において、CPU130が正常な
場合には、バックアップモード検出及びIGt信号切り
換え回路260のデータセレクタ264によりCPL1
130の演算点火信号(IGt信号)がケーブル131
を通り、データセレクタ264の入力端子(a )から
出力端子(OLIT)を経て、ケーブル151でパワー
トランジスタ定m流制御回路60に送られる。そして、
バックアップ時の点火信号はデータセレクタ264の入
力端子(b)に入るが、出力されない。第5図(H)信
号は正常時におけるCPL1130からの演算点火信号
(IGt信号)を示す。Jlはコイル充電開始時期を示
し、J2は点火時期を示す。
次に第1実施例の点火制御装置のバックアップ時及び始
動時の動作について、第1図から第4図及び第5図のバ
ックアップ回路200のタイムチャートを参照しつつ説
明する。まず、第1図をもとに通常の運転状態(例えば
40Kb における作動について説明すると、Gセンサ4及びNセ
ンサ5にもとづくG信号及びN信号は、波形整形回路1
40で波形整形後の信号がバックアップ回路200の基
準角度信号発生回路210に入力され、該回路210か
ら第5図に示す(A)、(B)、(C)の各信号が作成
される。このうち、(C)信号のHレベル時、即ちBT
DCl 30゜〜70°の60°CAの間は充電期間と
して、第2図に示すバックアップ回路200の充放電回
路220で一定充電電流 1゜で充放電回路220の図
示しないコンデンサに充電される。この充電期間はBT
DCl 30°〜70°CΔまでで、BTDC70°C
Aを過ぎると逆に充電電流 i。
と同じ値の放電電流i。で放電を行ない、BTDClo
oCAで放電が終了するように構成されている。この充
放電コンデンサの電圧は(D)魚雷圧であり第5図で示
される。即ち、(D)魚雷圧はBTDC130°から電
R1゜で上昇し、BTDC70°CAで最高値に達し、 BTDClooGAまで放電電流i。で減じ続ける。8
TDC70°CAをピークとし、エンジン回転数に反比
例して最高値を有する等勾配な三角波を形成することに
なる。
そして、(D)魚雷圧信号は、ON点前倒し回路230
と始動判別回路240とに出力される。
(D)魚雷圧信号を受けたON点前倒し回路230では
、所定のスレショルド電圧V  (パ■旧 ツテリ電圧1により可変し、バッテリ電圧が高いときに
はスレショルド電圧■Th1を低く、バッテリ電圧が低
いときはスレショルド電圧■Th1は高く)と(D)魚
雷圧とを比較し、ON点前倒し信号(〔E〕倍信号を作
成する。つぎに、(E)信号と(B)信号とをAND回
路251で論理積を取り、この出力がバックアップ時の
点火信号(F)信号となる。
次に高速運転状態では、エンジン回転数が上昇するに連
れて(D)魚雷圧の最高値は低くなる。
即ち、充電電流は 1゜で低速でも同じであるが、エン
ジンの回転速度が増すために充電時間は短くなるためで
ある。(D)点雷圧の最高値が低くなればコイル充電開
始時期は進角するはずであるが、更にエンジン回転数が
上昇すると、(D)魚雷圧も更に低くなる。そして、ス
レショルド電圧VTh1より低くなる条件が出てくる。
しかし、スレショルド電圧■Th1は耐ノイズ性等を考
慮して所定の耐ノイズ電圧値以上に設定しなければなら
ないので、スレショルド電圧■  と(D)魚雷■旧 圧とを比較して、コイル充電開始時期を決めるにはエン
ジン回転速度との関係から一定の限界が生じる。これを
防止するために、スレショルド電圧V1h1より(D)
魚雷圧が低くなる条件の下では、第2図中の(E)信号
はHレベルとし、(B)信号がそのままバックアップ時
の点火信号となる様に構成しである。即ち高速時にも通
電時間ガード制御するものである。
次に始動時の動作について説明する。エンジンの始動判
別はスタータスイッチ1の信号を始動判別回路240で
判別するが、スタータを使用しない場合(例えば押しか
け状態)も想定して以下の制御を行う。始動時には、エ
ンジンの回転速度も遅いために、(C)信号(充電期間
信号=60゜CA−窓中)が、時間的に見ると長くなる
為に、(D)魚雷圧(充電電圧)のR高点が上昇する。
即ち、スレショルド電圧(V  )(始動時、例h2 えば、エンジン回転数で35 Orpmぐらいでの電圧
に設定しておく)と、(D)魚雷圧とを、始動判別回路
240で比較する事により始動判別が可能となる。この
始動判別回路240で、始動状態と判別された場合には
、(A)信号全点火信号として、ケーブル154から出
力する。この始動状態への点火信号の切り換えは、ロジ
ック回路250で切り換えられる。始動判別回路240
で始動状態と判別された場合には、又は(スタータスイ
ッチ1がON状態でも同じ)、始動判別回路24oカ、
8、HL/ < )Li (7)(g @ M B3ヵ
8゜6゜15−   パAND回路252から(A)信
号が、OR回路255に入力される。また、A、ND回
路264にはLレベルの信号が入力されるため、(、F
)信号はOR回路255の入力とはならない。
またエンジンが始動状態でない場合には、始動判別回路
240からはLレベルの信号が出力される為に、(A)
信号はAND回路252にマスクされて、逆に(F)信
号はAND回路254から出力され、(F)信号が点火
信号となる。
次に、バックアップモード検出及びIGt信号切り換え
回路26oの作動を第3図を用いて説明する。
バックアップモードに切り換わる設定条件は、CPU1
30からの演算点火信号(IGt信号)が所定の点火数
と異なる場合(多くても、少なくても、フェールと判断
する)と、バッテリ電圧が低くエンジン回転変動が非常
に大きいためCPU130による演算が困難な始動時、
との条件の場合である。
先ず、点火信号の異常時の処理から説明を行なう。ケー
ブル131からCPU130の点火時期信号(IQt信
号)がフェールカウンタ261に入力される。また、該
カウンタ261のリセット信号として、G信号が入力さ
れている。即ちG信号の間隔の中に所定の点火回数がな
い場合には、フェールカウンタ261から、Hレベルの
信号が出力され、次のラッチ262である所定間隔分が
保持される。回路260では、G信号でリセットされて
いる為に、G信号の間隔で保持される。この保持された
信号は、OR回路263を通り、データセレクタ264
のセレクト端子(S)へ入力される。又始動時(スター
タによるクランキング時又はエンジン回転が極低速(約
35 Orpm以下))には、始動判別信号(始動時に
Hレベルの信号)が、シュミットトリガ回路265を経
てOR回路263を通り、同様にデータセレクタ264
のセレクト端子(S)へ入力される。即ちフェール時に
は、データセレクタ264内のスイッチが(b )端子
の方へ倒れ、フェール時固定IGt信号がケーブル15
1へ送られる。又、正常時の場合には、データセレクタ
264内のスイッチは(a)端子の方へ倒れ、CPU1
30からの点火演算信号(IGt信号)がケーブル15
1に送られる。
次にパワートランジスタ駆動制御回路60の作動につい
て第4図を用い説明する。
まず、エンジンの始動時には、ケーブル155を通り、
始動判別信号の1″の信号が入力され、インバータ65
で反転されてトランジスタ63をOFF状態にする。こ
こで点火信号(IGt信号)はケーブル151を通りパ
ワートランジスタ61へ送られ点火コイルの通電電流を
通電、遮断する。
パワートランジスタ61に通電電流が流れると、抵抗6
2にも通電することによりR点の電圧は上昇し、通電電
流に応じた電圧信号がR点に発生する。このR点の電圧
は、抵抗64を通り、トランジスタ66のベースへ送ら
れ、R点電圧がある程度以上になると、トランジス66
はON極になり、8点のパワートランジスタ61のベー
ス電流を吸い込み、パワートランジスタ61のコレクタ
電流(点火コイルの通電電流)を制御する。即ち、第6
図に示すように、点火コイルの通電電流がある一定値以
上になると、リミッタをかけて定電流に制御する機能を
持っている。次に、始動時以外についてはケーブル15
5より1101+の始動判別信号が入力されトランジス
タ63はON状態になる゛ために、トランジスタ66へ
は電圧信号が送られない。即ち通電電流の制御は行われ
ない。
第7図に実施例のエンジン始動時における点火コイルの
通電時間及び点火時期の制御特性を示す。
この実施例によれば、エンジンの低速回転状態である始
動時もしくは低速走行時を検出するとともに、低速回転
時もしくはバックアップ時にBTDC130°〜10°
の間でBTDC70゜をビークとして充放電電流i。で
エン、ジン回転速度に応じてピーク値を有する充放電波
形たる三角波を形成し、該充放電波形とバッテリ電圧に
応じた電圧値とを比較した信号に基づきバックアップ時
の点火信号とし、さらに、点火コイルへの通電電流をエ
ンジンの始動時もしくは低速回転時に所定電流値に制限
している。このため、始動時、低   □速走行時でも
点火コイルに過大な電流が流れるのを防止し、点火コイ
ルを駆動するパワートランジスタ等の過熱及び破壊に基
づく点火不良を防止でき、点火制御装置の安全性を向上
させることができる。
次に、本発明の第2の実施例を第8図により説明する。
第8図において、基本的構成は第1図で示した第1の実
施例とほぼ同様である。第2の実施例にJ5いては、バ
ッテリ電圧3が極端に低下したこと検出する低電圧判別
回路160が付加されている。この実施例で、バッテリ
電圧3が極端に一方、この信号を受けたバックアップ回
路も≠ミゾではスタータスイッチ信@(始動判別信号)
及びNセンサから求めたエンジン回転による低速回転信
号とバッテリ電圧低下信号とをOR回路で取り出して、
パワートランジスタ定電流駆動制御回路60にケーブル
152を通して送る構成である。
この実施例によれば、バッテリ電圧3が極端に低下した
場合にもパワー1−ランジスタロ1の通電電流を定電流
に制御して、パワー1〜ランジスタロ1の過大電流に基
づく発熱、破壊を防止できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、演亦制御装置により点火コイルの通電
開始時期及び点火時期が制御される内燃機関用点火制御
装置において、内燃機関の始動時あるいは低速走行時に
おいて、点火コイルへの通電電流を一定電流値に制御し
て、点火コイルを駆動するパワートランジスタ等の発熱
、破壊に基づく点火不良を防止し、点火制御装置の安全
性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例に係る点火制御装置の全
体ブロック図である。 第2図は、同実施例のバックアップ回路のブロック図で
ある。 第3図は、同実施例のバックアップモード検出及びIG
t信号切り換え回路のブロック図である。 第4図は、同実施例の点火コイル定電流制御回路のブロ
ック図である。 第5図は、同実施例のバックアップ回路におけるタイム
チャートである。 第6図は、同実施例の始動時の点火時期を示すタイムチ
ャートである。 第7図は、同実施例の始動時の点火時期特性を示す特性
図である。 第8図は、本発明の第2実施例の全体ブロック図である
。 (符号の説明) 1・・・スタータスイッチ 2・・・負荷検出センサ 3・・・バッテリ電圧 4・・・基準位置検出センサ(Gセンサ)5・・・角度
検出センサ(Nセンサ) 10・・・センサ部 50・・・点火コイル駆動部 60・・・パワートランジスタ定電流制御回路61・・
・パワートランジスタ 70・・・点火コイル 100・・・制御ユニット部 110・・・フィルタ回路 120・・・A/D回路 130・・・CPU 140・・・波形整形回路 200・・・バックアップ回路 210・・・基準角度信号発生回路 220・・・充放電回路 230・・・ON点前倒し回路 240・・・始動判別回路 250・・・ロジック回路 260・・・バックアップモード検出及びIGt信号切
り換え回路 261・・・フェールカウンタ 264・・・データセレクタ 代理人 浅 村   皓           1第4
 図 第5図 J、  J2 第 6 図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関の所定クランクから演算して、点火コイ
    ルの通電開始時期と点火時期とを制御する内燃機関用点
    火制御装置において、 前記内燃機関の低速回転状態を検出する低速回転検出手
    段と、 低速回転検出時に点火コイルの通電電流を所定電流値に
    制御する定電流制御手段と、 を有することを特徴とする内燃機関用点火制御装置。
  2. (2)特許請求の範囲第1項の記載において、前記低速
    回転検出手段は内燃機関の始動時における低速回転状態
    を検出する始動判別手段である前記内燃機関用点火制御
    装置。
  3. (3)特許請求の範囲第1項の記載において、前記低速
    回転検出手段は内燃機関の低バッテリ電圧状態を検出す
    る低速運転検出手段である前記内燃機関用点火制御装置
    。
  4. (4)特許請求の範囲第1項の記載において、前記低速
    回転検出手段は内燃機関の始動時を検出する始動判別手
    段と、内燃機関の低速運転状態を検出する低速運転検出
    手段との両者よりなる前記内燃機関用点火制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002537519A (ja) * 1999-02-16 2002-11-05 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 点火制御装置及び方法
WO2018040479A1 (zh) * 2016-08-29 2018-03-08 浙江锋龙电气股份有限公司 一种模拟与数字互补控制的汽油机点火方法及装置

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