JPS631461B2 - - Google Patents

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JPS631461B2
JPS631461B2 JP54098526A JP9852679A JPS631461B2 JP S631461 B2 JPS631461 B2 JP S631461B2 JP 54098526 A JP54098526 A JP 54098526A JP 9852679 A JP9852679 A JP 9852679A JP S631461 B2 JPS631461 B2 JP S631461B2
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JP
Japan
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amount
knocking
engine
ignition timing
signal
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JP54098526A
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Yasuo Kosaka
Toshio Kondo
Takehiro Kikuchi
Akio Kobayashi
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5623566A publication Critical patent/JPS5623566A/ja
Publication of JPS631461B2 publication Critical patent/JPS631461B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02P5/1525Digital data processing dependent on pinking with means for compensating the variation of the characteristics of the pinking sensor or of the electrical means, e.g. by ageing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F02P5/1523Digital data processing dependent on pinking with particular laws of return to advance, e.g. step by step, differing from the laws of retard
    • 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
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関のノツキングを検出し、この
検出信号により点火時期の遅角量をノツキングし
ない最適の状態に制御する様にした点火時期制御
方法に関する。
近年、内燃機関(エンジン)のノツキング検出
時に遅角し、ノツキングのない時進角して進角量
と遅角量とを同じとする点火時期制御方法が提案
されている。
この点火時期制御方法で点火時期を制御する場
合は平均的にはノツキングが生じる回数と、ノツ
キングが生じていない回数の比率は1:1にな
り、進角量と遅角量がつりあい、このため強度の
小さいノツク(トレースノツク)を検出するとし
ても2回に1回ノツキングが発生するのでエンジ
ン騒音も高くドライバーに不快感を与えるという
欠点があつた。
本発明は上記欠点に鑑みてなされたもので、内
燃機関がノツキングをしているか否かを判別する
こと、この判別によりノツキングしているときは
点火時期の遅角量を増大させかつノツキングして
いないときに遅角量を減少させること、この遅角
量を少なくとも回転数を含む機関の運転状態に対
応させて運転状態区分毎に記憶すること、この記
憶された遅角量のうちそのときの機関運転状態に
対応する区分の遅角量に応じて点火時期を制御す
ることにより、ノツキングの発生割合を下げつつ
エンジンのトルクを最大限に引き出せるようにす
ることを目的とするものである。
また本発明では、上記遅角量をエンジンの運転
状態区分毎に記憶することにより、エンジン加減
速時のような過渡時にもノツキングの発生を抑え
つつトルクを充分に引き出し得る最適な点火時期
に制御しかつエンジンの経年変化も補償すること
をも目的としている。
以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。第1図において、内燃機関(エンジン)1は
周知の4気筒4サイクル火花点火式エンジンで、
気化器2で生成された混合気を吸気マニホールド
3を介して吸入し、図示しない点火プラグは点火
コイル4からデイストリビユータ5を介して高電
圧が印加される。
6はクランク軸に取り付けた回転円板であり、
この円板6には2等分した2個の突起が設けてあ
り、該突起は内燃機関の上死点(TDC)に対応
している。7は市販の電磁ピツクアツプであり、
前記円板6の突起と対向する場所(各気筒の上死
点)で信号が出る。
8は第1の波形整形回路であり、デイストリビ
ユータ5の接点からの信号を波形整形するもので
あつて、接点のチヤタリング波形吸収回路を内蔵
する公知の回路であり、第3図Aは波形整形回路
8は出力波形である。ここでデイストリビユータ
5は遠心ガバナと吸気負圧応動ダイヤフラムとが
付けてあり、これによつて、進角特性は機関速度
と機関負荷とに対応する基本点火時期である
MBT(Minimum advance for Best Torque)
に設定してある。従つて、デイストリビユータ5
の接点からの信号はMBTで点火するような信号
である。
振動検出器(センサ)9は、エンジン1のシリ
ンダブロツクに装着された圧電型のもので、ピエ
ゾ素子を利用して振動加速度に応じて電圧を出力
する。
10は第2の波形整形回路、11は吸気負圧セ
ンサである。12は振動センサ9からの信号によ
りノツキングを検出するノツキング判別回路であ
る。13は学習制御回路で、MBTからの点火遅
角量をノツキング判別回路12の判別信号に基づ
き計算処理しかつ記憶処理し、これら両処理をく
り返えして学習制御するものであり、遅角量に対
応する遅角時間を表わす電圧信号を出力する。1
4は変換回路で、第1の波形整形回路8のMBT
を表わす信号と学習制御回路13からの遅角量つ
まり遅角時間を表わす信号とが入力され、MBT
から遅角量に対応する時間だけ遅延させた時期に
点火時期を制御するための信号を出力する。16
はアンドゲートで、変換回路14の信号と第1の
波形整形回路8の信号とが入力され、点火時期並
びに点火コイル4の通電開始時期(つまりは通電
期間)を制御するための信号を発生する。17は
公知のイグナイタで、このアンドゲート16の信
号により点火コイル4の通電並びに点火を制御す
る。
次にノツキング判別回路12について、第2図
及び第3図により説明する。第2図に回路図を第
3図に動作波形図を示す。第2図において、制御
パルス発生回路12aは、2組の単安定マルチバ
イブレータ、R−Sフリツプフロツプ、NORゲ
ートより構成されている。単安定マルチバイブレ
ータ120の入力1Bは前記第1の波形整形回路
8からのMBTの信号が入力され、入力1Aは接
地してある。該単安定マルチバイブレータ120
は後記の単安定マルチバイブレータ125と共に
テキサスインスツルメント社製モノステブルマル
チバイブレータIC製品番号SN74123を使用して
いる。該ICの端子14と15間にコンデンサ1
21、端子15と電源Vc間に抵抗122を接続
することにより、第1の波形整形回路8の出力が
立上つてからコンデンサ121と抵抗122とで
決まる約10μSのパルスを出力Q1に発生する。
次に、NORゲート123,124を図のよう
にR−Sフリツプフロツプを構成すべく接続し、
NORゲート123の一入力端子を単安定マルチ
バイブレータ120のQ1出力に接続し、NORゲ
ート124の入力には第3図Bに示す各気筒のほ
ぼ上死点(TDC)を表す信号が入力される。し
かして、NORゲート123の出力は第3図Cに
示す波形となり、NORゲート124の出力は第
3図に示す波形となる。単安定マルチバイブレ
ータ125は前記単安定マルチバイブレータ12
0の構成と同様であり、上死点(TDC)信号が
入力されるとコンデンサ126と抵抗127とに
より決まる約100μSの第3図Dに示すパルス信号
を出力Q2から出力する。NORゲート128は
NORゲート124の出力信号と単安定マルチバ
イブレータ125の出力信号とのNORをとるも
ので、第3図Eに示す信号を出力する。
バツフア増幅器12bはインピーダンス変換器
であり、振動センサ9の出力信号を低インピーダ
ンスの信号に変換し、同時に信号の増幅を行う。
絶対値回路12cは正負の信号の絶対値をとる公
知の回路で、バツフア増幅器12bを介して入力
される振動センサ9の振動波形信号の負側の部分
を正側に折返すよう動作する。しかして、バツフ
ア増幅器12bの出力信号が第3図Fに示すもの
であると、絶対値回路12cの出力信号は第3図
Gに示すようになる。
第1積分器12dは、第3図Gに示す波形を、
MBTから上死点までの期間、積分するもので、
OPアンプ130、抵抗131,132,133、
コンデンサ134及びアナログスイツチ135,
136から構成されており、アナログスイツチ1
35は、制御パルス発生回路12aの第3図Eに
示す信号によつてオン、オフが制御され、アナロ
グスイツチ136は、第3図Cに示す信号によつ
てオン、オフが制御される。
そして、第3図Cに示すC信号が“1”のとき
アナログスイツチ136がオンし、第3図Eに示
すE信号が“1”のときアナログスイツチ135
がオンしているので、第1積分器12dの出力は
OVとなり、C信号及びE信号が“0”に反転す
ると、アナログスイツチ135,136は共にオ
フして第1積分器12dは負の方向に積分を開始
する。積分時間は、アナログスイツチ135が再
びオンになるまでの時間であるが、絶対値回路1
2cの出力信号が入力されるのは、アナログスイ
ツチ136がオフされている時間であるので、時
刻t1、すなわち各気筒の上死点までである。
第3図Dに示すD信号が“1”の期間tの間
は、積分器12dの保持時間となり、出力は変化
しない。しかして、第1積分器12dの出力信号
波形は、第3図Hに示すようになり、その出力電
圧V1は、C信号が“0”の期間をT1、振動波形
をGとすると「−∫T1 0Gdt」となる。
第2積分器12eは、第1積分器15dとほぼ
同様の回路構成のもので、ただ積分入力として振
動波形の代わりに分圧器137により一定電圧が
加えられている。しかして、第2積分器12eの
出力信号波形は、第3図Iに示すようになり、そ
の出力電圧V2は、分圧器137の出力電圧をVR
とすると「−∫T1 0VRdt」となり、時間T1に比例し
ている。
除算器12fは、第1積分器12dの出力電圧
を第2積分器12eの出力電圧で除算するもの
で、除算可能な乗算器(インターシル社製8013)
140、抵抗141,142、分圧器143、ダ
イオード144,145、及びアナログスイツチ
146から構成されており、アナログスイツチ1
46は第3図Eに示すE信号により、オン、オフ
が制御され、負の電源電圧Vsが加えられている。
そして、E信号が“1”のときアナログスイツ
チ146がオンしているので、乗算器140の
X、Z入力端子には負の電源電圧Vsが入力され
る。E信号が“0”のときにはZ入力端子には第
1積分器12dの出力電圧が入力され、X入力端
子には第2積分器12eの出力電圧が入力され
る。乗算器140は、分圧器143の調整により
10Z/Xの演算を行うので、その出力V3となる。なお、K1は比例定数(=10/VR)であ
る。
サンプルホールド回路12gは、サンプルホー
ルド用IC(インターシル社製1H5110)147、抵
抗148、コンデンサ149、及び分圧器150
から構成されており、除算器12fの出力信号を
第3図Dに示すD信号に応じてサンプルホールド
し、第3図Jに示すような信号を出力する。ここ
で、IC147の出力電圧は、除算器140の出
力電圧V3と同一であり、このV3が分圧器150
により分圧されて電圧V4として出力される。
したがつて、出力電圧V4は次式で表される。
ただし、K2は分圧器150の分圧比、K=
K1・K2である。この出力電圧V4は、上式からわ
かるようにエンジン1の各気筒のMBT点から上
死点までの振動値の平均値を表している。
比較器12hは、絶対値回路12cとサンプル
ホールド回路12gの出力信号が入力されてお
り、振動センサ9で検出される振動の瞬時値と、
MBTから上死点までの平均値とを比較し、瞬時
値が平均値より大きくなると“1”の信号を出力
する。
しかして、エンジン1のノツキングは各気筒の
上死点後に起こり、ノツキングが起きると振動の
瞬時値が平均値より大きくなるため、ノツキング
が起きると比較器12hは、第3図Kに示すよう
なパルス信号を出力する。
以上のようにして比較器12hの出力信号、即
ちノツキング判別回路12の出力信号によりエン
ジン1でノツキング起つているかどうかを判別す
ることができる。
次に、学習制御回路13について第4図を用い
て説明する。131はパルス幅−電圧変換回路
で、第2の波形整形回路10の出力を回転数に応
じた電圧に変換するもので詳細回路は公知である
ので省略する。132はA−D変換回路で、パル
ス幅−電圧変換回路131の出力、吸気負圧セン
サ11の出力、ノツキング判別回路12の出力を
デイジタル量に変換する。133はMBTからの
遅角量を制御するマイクロコンピユータ、134
はエンジンの運転状態区分毎につまりエンジン回
転数、吸入負圧に対応させて遅角量を記憶する不
揮発性メモリである。135はマイクロコンピユ
ータ133の出力をアナログ量に変換するD−A
変換回路である。
第5図は、上記マイクロコンピユータ133の
機能を概略説明のためのフローチヤートであり、
以下説明する。エンジンが始動され処理ルーチン
がオタートすると、まずステツプ1301で、A−D
変換回路132によつてデイジタル量に変換され
た、回転数Ne、吸気負圧Piを読み込む。次にス
テツプ1302において、回転数Ne、吸入負圧Piに
対応した遅角量Q0(MBTつまり設定進角からの
遅角量)の値をメモリ134から読み込み、この
遅角量Q0を回転数に応じた遅角時間TQに変換し
てD−A変換回路135へ出力する。次にステツ
プ1303ではステツプ1302で出力された遅角量Q0
で決定される点火時期に点火した時にエンジンに
ノツキングが生じたかどうかをノツキング判別回
路12からの信号に基づいて判定し、ノツクが有
つた時にはステツプ1304に進み遅角量Q0にn△
Qを加算する。つまりノツキングの発生を抑える
べく遅角量を増加させる。次にステツプ1305でこ
の新しい遅角量Q0をそのときの運転状態つまり
そのときの回転数Ne、吸気負圧Piに対応するメ
モリ134内の番地に書き込みデータを更新す
る。このステツプ1305が終了すると再びステツプ
1301に戻る。ノツキングが発生していないときは
ステツプ1303からステツプ1306に進み、ステツプ
1306では前回のルーチンで読み込んだ回転数Ne
と吸気負圧Oiと今回のルーチンで読み込んだNe、
Piとを比較し、等しいか差が所定値以下で非常に
小さいとき、すなわち前回と同じ機関運転領域の
ときはステツプ1307、1308へ進み、ノツキングが
予め設定した所定の点火回路Xの期間だけ生じな
かつたかどうかを判別する処理を行なう。即ちス
テツプ1307ではカウント値Nに1を加算してつま
りN=N+1の処理を行ない、ステツプ1308では
カウント値Nが設定点火回数Xより大きいかを判
定し、N<Xのときはステツプ1301に戻つて前述
の処理をくり返し実行し、N≧Xのときはステツ
プ1309に進みカウント値Nを0にリセツトし、次
にステツプ1310にて遅角量Q0から△Qを減算す
る。つまりエンジンの運転状態(Ne、Pi)が変
化することなくかつノツキングが設定点火回数X
の期間発生しないときは遅角量Q0を減少させて
点火時期をMBTにより近づけエンジンのトルク
を最適に引き出すように働く。次にステツプ1311
では遅角量Q0が0以上か否かを判定し、0以上
のときはステツプ1305に進み、このQ0をそのと
きの運転状態(Ne、Pi)に対応するメモリ13
4内に番地に書き込み、ステツプ1301に戻る。ス
テツプ1311にて遅角量Q0が負(Q0<0)のとき
はステツプ1312に進みQ0=0とし、ステツプ
1305に進む。つまり遅角量Q0は負の値をとらな
いようになつていて点火時期をMBTより進角さ
せることのないようにしている。上記ステツプ
1306にて前回の処理ルーチンにおける回転数Ne、
吸気負圧Piと今回の値Ne、Piとが異なるときは
ステツプ1313に進み上記カウント値Nを0にリセ
ツトしステツプ1301に戻る。つまりエンジンの運
転状態(Ne、Pi)が変化したときは遅角量Q0
書き換え処理は行なわない。
上記遅角量Q0は第6図の如くメモリ134内
に回転数Ne、吸気負圧Piをパラメータとしてマ
ツプ化して記憶されている。
マイクロコンピユータ133からの遅角量Q0
を回転数に基づいて遅角時間TQとして変換した
後のデイジタル信号はD−A変換回路135にて
電圧信号に変換され変換回路14に供給される。
次に変換回路14を第7図の電気回路を用いて
説明する。141はアナログスイツチで第1の波
形整形回路8の出力(第3図A図示)が“1”に
なつたときつまりMBTにてオンし、“0”にな
るとオフする。142は積分回路をなすコンデン
サで、アナログスイツチ141がオンの期間上記
学習制御回路13からのMBTからの遅角時間を
表わす電圧信号を積分する。143はこのコンデ
ンサ142の放電を制御するアナログスイツチで
あり、このアナログスイツチ143は第1の波形
整形回路8の出力が“1”になるとオフ、“0”
になるとオンとなる。144はコンデンサ142
の積分出力と予め設定した比較レベルVrefとを
比較する比較器である。
上記変換回路14の作動を説明すると、第1の
波形整形回路8からMBTの信号が入力されると
(つまり出力が“1”となると)アナログスイツ
チ141はオンし、学習制御回路13からの遅角
時間を表わす電圧信号をコンデンサ142は積分
し、この積分出力が比較器144の比較レベル
Vrefより高くなると比較器144は高レベル信
号を出力する。すなわちこの変換回路14では第
1の波形整形回路8からのMBTの信号を遅角量
Q0に相当する時間だけ遅延させた信号を発生さ
せるもので、この遅延信号はアンドゲート16を
介してイグナイタ17に供給される。従つて点火
時期はMBTからノツキングを防止すべく算出し
た遅角量Q0だけ遅角された時期に制御されるこ
とになる。
なお以上述べてきた実施例では機関の運転状態
区分を決定する要素としてエンジン回転数、吸気
負圧を用いたものであつたが、他にもエンジン冷
却水温等も利用することができる。また上記実施
例では気筒別点火遅角量の制御を行なうものでは
なかつたが無論気筒毎に行なうことも可能であ
る。
以上述べてきたように本発明では、内燃機関が
ノツキングをしているか否かを判別すること、こ
の判別によりノツキングしているときは点火時期
の遅角量を増大させかつノツキングしていないと
き遅角量を減少させること、この遅角量を回転数
を含む機関の運転状態に対応させて運転状態区分
毎に記憶すること、この記憶された遅角量のうち
そのときの機関運転状態に対応する区分の遅角量
に応じて点火時期を制御することを特徴としてお
り、ノツキングの発生割合を下げつつ機関(エン
ジン)のトルクを最大限に引き出せるという優れ
た効果がある。しかもエンジンの運転状態区分毎
に遅角量を記憶してこの記憶値で制御するためエ
ンジン加減速時などの過渡時にも速やかにノツキ
ング抑えつつトルクを最大限に引き出す最適点火
時期に制御できるという効果がありまたエンジン
を一度停止しても遅角量を記憶しておくことで次
のエンジン運転時にも速やかに上記最適点火時期
に制御でき更にはこの遅角量の記憶値は更新して
学習制御するためエンジン各部の経年変化等にも
対処できるという効果がある。さらに、何らかの
理由によつて記憶されている遅角量が失われて
も、機関運転状態に応じて基本点火時期にて内燃
機関が点火され、しかるべく時間の後、内燃機関
のノツキング状態に応じて基本点火時期よりの点
火時期の遅角量が演算されて再び最適点火時期に
て内燃機関を運転することができるとともに、所
定期間連続してノツキングしていないときに遅角
量を減少させ、かつ、ノツキングの判定結果が前
回と同じ機関運転領域であるか否かを判別し、こ
の判別結果が前回と同じ機関運転領域でないと判
別されたときから、ノツキングをしていないとき
に遅角量を減少させるための所定期間の計算を新
たに開始するから、機関運転領域が変化した直後
の誤学習を防止することができるという優れた効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第2図は第1図に示すノツキング判別回路の電気
回路図、第3図は第2図各部の信号波形図、第4
図は第1図に示す学習制御回路の詳細ブロツク
図、第5図は第4図に示すマイクロコンピユータ
ーの概略機能を説明するためのフローチヤート、
第6図は第4図に示すメモリの模式的なマツプ、
第7図は第1図に示す変換回路の電気回路図であ
る。 1……内燃機関(エンジン)、8……第1の波
形整形回路、9……振動検出器(センサ)、12
……ノツキング判別回路、13……学習制御回
路、133……マイクロコンピユータ、134…
…不揮発性メモリ、14……変換回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 機関運転状態に応じて基本点火時期を設定す
    ること、内燃機関がノツキングをしているか否か
    を判別すること、この判別によりノツキングして
    いるときは基本点火時期よりの遅角量を増大させ
    かつ所定期間連続してノツキングしていないとき
    に遅角量を減少させること、この遅角量を基本点
    火時期とは別に有していて、この遅角量を少なく
    とも回転数を含む機関の運転状態に対応させて運
    転状態区分毎に記憶すること、前記ノツキングの
    判定結果が前回と同じ機関運転領域であるか否か
    を判別すること、この判別結果が前回と同じ機関
    運転領域でないと判別されたときから、ノツキン
    グをしていないときに遅角量を減少させるための
    所定期間の計算を新たに開始すること、前記記憶
    された遅角量のうちそのときの機関運転状態に対
    応する区分の遅角量に応じて点火時期を制御する
    ことを特徴とする点火時期制御方法。
JP9852679A 1979-08-01 1979-08-01 Method of controlling ignition time Granted JPS5623566A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9852679A JPS5623566A (en) 1979-08-01 1979-08-01 Method of controlling ignition time

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