JPH0237171A - エンジンの点火時期制御装置 - Google Patents

エンジンの点火時期制御装置

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JPH0237171A
JPH0237171A JP63187768A JP18776888A JPH0237171A JP H0237171 A JPH0237171 A JP H0237171A JP 63187768 A JP63187768 A JP 63187768A JP 18776888 A JP18776888 A JP 18776888A JP H0237171 A JPH0237171 A JP H0237171A
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JP
Japan
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ignition timing
engine
ignition
complete explosion
time
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JP63187768A
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English (en)
Inventor
Kunihiro Abe
邦宏 阿部
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Priority to DE3924756A priority patent/DE3924756C2/de
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/02Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04Layout of circuits
    • F02P3/045Layout of circuits for control of the dwell or anti dwell time
    • F02P3/0453Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/0456Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques
    • 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
    • F02P5/1502Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1506Digital data processing using one central computing unit with particular means during starting
    • 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
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (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、完爆後の固定点火時期から通常の点火時期制
御へ移行させるタイミングをエンジン温度に応じて可変
設定するエンジンの点火時期制御装置に関する。
[従来の技術と発明が解決しようとする課題]従来、こ
の神の点火時期制御装置としては、例えば、特開昭61
−96181号公報に開示されているように、クランク
シャフトと同期回転するクランクロータに設けられた突
起、あるいは、スリットを検出して点火時期を計測する
角度制御方式と、特開昭60−47877号公報などに
開示されているように、クランクロータに所定間隔ごと
に設けられた突起、あるいは、スリット間の通過時刻を
計測して点火時刻を計測する時間制御方式とがある。
ところで、クランキング時のエンジン回転数は不安定で
あるため、このクランキング時は点火時期を例えばBT
口CIO”に固定しておきエンジン始動後に点火進角さ
せて通常の点火時期へ移行するようにしたものが多く、
この通常の点火時期制御へ移行するタイミングは、一般
に、エンジン回転数、スタータスイッチのONからOF
Fへ切換えられたときなどを検出して一律に行なわれて
いる。
エンジン回転数が安定している通常運転時は、上記時間
制御方式を採用する点火時期制御が角度制御方式を採用
する点火時期制御に比し、演算速度の短縮化、構造の簡
素化が図れるなど種々のメリットを有しているが、始動
直後の不安定な立ち上がり期間では回転数変動を正確に
検出することは困難である。
すなわち、第7図(クランキング時の固定点火時期)、
第8図(始動直後の点火時期制御)に示すように、クラ
ンクロータ1の外周の例えば、B丁DC10°とBTD
Cloooの位置に突起1a、1bが形成されている場
合、クランキング時は固定点火時期として上記突起1a
を検出するクランクパルスが出力されたときに点火信号
を図示しない点火駆動手段に出力し、点火プラグをスパ
ークさせる(第7図の状態)。
一方、完爆後、スタータスイッチがOFFしたとき、あ
るいは、エンジン回転数が所定値まで上昇した場合、点
火時期を通常の時間制御に切換える。すると、まず、突
起1aを検出したときから突起1bを検出するまでの期
間αから角速度を算出し、その算出した角速度から運転
状態に応じて設定された点火時期(点火角度)を点火時
刻に変換し、上記突起1bが検出されたときを基準点に
点火時刻を計測する。そして、所定点火時刻(第8図に
おいてはBTDC20°)に到達したとき点火信号を出
力する。
しかし、燃焼特性は燃焼温度により相違するものであり
、例えば、エンジン温度が比較的^い状態からの始動に
おける、完爆初期の燃焼は比較的安定しており、点火時
期を固定側から時間制御側へ速やかに移行させたほうが
スムーズな立ち上がり特性を得ることができるが、冷態
始動などエンジン温度が低い場合、完爆後も燃焼は安定
せず、特に、エンジン始動直後の極めて低いエンジン回
転数では、上記期間αの間隔が長くなり、この間の回転
数の変動が大きいと、設定された点火時期が例えば第8
図に示すように、BTDC20’であっても、実際の点
火時刻がBTDC30’など過進角してしまうことがあ
る。
その結果、エンジンが冷えた状態からの始動に際して、
固定点火時期から急激に進角させるとエンジン回転数が
スムーズに上昇せず、エンジンストールを招くなど良好
な始動性能を得ることが困難になる問題がある。
また、この点火時期、の切換えタイミングをエンジンが
冷えた状態に合わせて設定すると、エンジン熱寒再始動
などエンジン温度が比較的高い場合のエンジン回転数立
ち上がり時の点火時期制御が適性に行われず、良好な始
動性が得られない問題がある。
[発明の目的] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、時間制御
方式を採用する点火時期制御において、固定点火時期側
から通常の点火時期制御側へ切換えるタイミングをエン
ジン温度に応じて適性に可変設定することができて、良
好な始動性能を得ることのできるエンジンの点火時期制
御装置を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段および作用]本発明による
エンジンの点火時期制御装置は、エンジン負荷とエンジ
ン回転数とをパラメータとして点火時期マツプから点火
時期を設定する点火時期設定手段と、エンジン状態から
完爆を判定する完爆判定手段と、上記完爆判定手段で完
爆と判定したときのエンジン温度から始動時の固定点火
時期を上記点火時期設定手段で設定した点火時期側へ切
換えるディレィ時間を設定するディレィ設定手段とが設
けられているものである。
[発明の実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
第1図〜第5図は本発明の一実施例を示し、第1図は点
火時期制御手段の機能ブロック図、第2図はエンジン制
御系の概略図、第3図はクランクロータの正面図、第4
図は冷却水温度に応じて設定される点火時期切換えディ
レィ時間を示す図、第5図は始動直後の点火時期制御手
順を示すフローヂャートである。
(構 成) 図中の符号11はエンジン本体で、図においては水平対
向4気筒型エンジンを示す。また、このエンジン本体1
1のシリンダヘッド12に形成された吸気ボート12a
、排気ボート12bにインテークマニホルド13.エキ
ゾーストマニホルド14が各々連設されており、さらに
、上記シリンダヘッド12には、その発火部を燃焼室1
1aに露呈する点火プラグ15が装着されている。
また、上記インテークマニホルド13の上流側にエアチ
ャンバ16を介してスロットルチャンバ17が連通され
、このスロットルチャンバ17の上流側が吸入管18を
介してエアクリーナ19に連通されている。
さらに、上記吸入管18の上記エアクリーナ19の直下
流に吸入空気量センサ(図においてはホットワイヤ式エ
アフローメータ)20が介装され、また、上記インテー
クマニホルド13に形成されたライザを構成する冷却水
通路(図示せず)に冷却水温センサ21が臨まされてい
る。
さらに、上記エンジン本体11のクランクシャフト11
bにクランクロータ22が固設され、その外周にffi
磁ピックアップなどからなるクランク角センサ23が対
設されている。
第3図に示すように、上記クランクロータ22の外周に
は角速度を算出する際の基準点となる突起22aと、各
気筒(#1.#2.と#3.#4)の基準クランク角を
示す突起22bとが対称な位置に配設されている。
例えば、図においては、上記突起22aのセット角θ1
がBTDClooで、また、曇準クランク角を示す突起
22bのセット角θ2がBTOCloo“である。
上記クランク角センサ23では、上記クランクロータ2
2の各突起22a、22bがこのクランク角センサ23
のヘッドを通過する際の磁束変化により生じる交流電圧
を取り出してエンジン回転数と角速度を検出するための
基準となる回転角(Ne >信号、および、各気筒ごと
の基準クランク角を検出するための基準クランク角(G
)信号を出力する。
(制御手段の回路構成) 一方、符号24は点火時期制御手段で、この点火時期制
御手段24のCPU (中央演算処理装置)25、RO
M26.RAM27および、I10インターフェース2
8がパスライン29を介して互いに接続されており、こ
のI10インターフェース29の入力ボートに上記各セ
ンサ20.21.23で構成する運転状態パラメータ検
出手段30が接続され、また、上記I10インターフェ
ース29の出力ボートに駆動回路31が接続され、この
駆動回路31に上記点火プラグ15がディストリビュー
タ32、点火コイル33を介して接続されている。
上記ROM26には制御プログラム、点火時期マツプM
 P IQなどの固定データが記憶されており、また、
上記RAM27にはデータ処理した後の上記運転状態パ
ラメータ検出手段30の各センサの出力信号が格納され
ている。また、上記CPU25では上記ROM26に記
憶されている制御プログラムに従い、上記RAM27に
記憶されている各種データに基づき点火時刻を演算する
(制御手段の機能構成) 第1図に示すように、上記点火時期制御手段24は、ク
ランクパルス判別手段34、角速度算出手段35、エン
ジン回転数算出手段36、吸入空気量算出手段37、冷
却水温度算出手段38、エンジン負荷算出手段39、点
火時期補正吊等出手段40、点火時期設定手段41、点
火時期マツプM P IG、点火切換え時期設定手段4
4、点火時期制御手段45、タイマ手段46、点火駆動
手段47で構成されている。
クランクパルス判別手段34では、クランク角センサ2
3の出力信号が、クランクロータ22の突起22bを検
出したG信号か、突起22aを検出したNO信号かを図
示しないカムシャフトと同期回転するカムロータの突起
を検出する信号によって判別す°る。
すなわち、カムシャフトと同期回転するカムロータは上
記クランクロータ22の172回転であり、このカムロ
ータの外周に90°ずつ等間隔に形成された突起を検出
することにより、この突起を検出した後の上記クランク
角センサ23から出力される信号が何であるかを予測す
ることができる。
角速度算出手段35では、上記クランクパルス判別手段
34で判別したNe信号を検出したときから、次のG信
号を検出するまでの時刻Tθを求め、予めROM26に
記憶されている上記クランクロータ22の突起22a、
22b間の角度データからクランクシャフト11bの角
速度ωを求める。
エンジン回転数算出手段36では、上記角速度算出手段
35で算出した角速度ωからエンジン回転数Nを算出す
る。
吸入空気量算出手段37では、吸入空気量センサ20の
出力信号に基づき吸入管18を通過する吸入空気の質最
流最、すなわち、吸入空気IQを算出する。
冷却水温度算出手段38では、冷却水温センサ21の出
力信号から冷却水温度T14を算出する。
エンジン負荷算出手段39では、上記エンジン回転数算
出手段36で算出したエンジン自転数Nと、上記吸入空
気II出平手段7で算出した吸入空気ff1Qから基本
燃料噴tJJ51Tp (Tp −KxQ/N  K・
・・定数)を算出し、これをエンジン負荷とみなして出
力する。
点火時期補正ω算出手段40では、上記冷却水温度算出
手段38で算出した冷却水温度TWなどのデータに応じ
た点火時期補正量xを算出する。
点火時期設定手段41では、上記エンジン回転数算出手
段36で算出したエンジン回転数Nと、上記エンジン負
荷算出手段39で算出したエンジン負荷としての基本燃
料噴射ff1TI)をパラメータとしてROM26に記
憶されている点火時期マツプM P IGの領域を特定
し、この領域に格納されている点火時期(点火角度)θ
IGを検索し、且つ、この点火時期θIGを上記点火時
期補正量算出手段40で算出した点火時期補正ff1X
で補正して新たな点火時期θIG(θIG←θIG+ 
X )を設定する。
点火切換え時期設定手段44は、完爆判定手段44aと
ディレィ設定手段44bとで構成されており、完爆判定
手段44aでは、上記エンジン回転数算出手段36で算
出したエンジン回転数Nを取り入れ、このエンジン回転
数Nと予め設定された基準エンジン回転数NO(例えば
、500rpm)とを比較し、このエンジン回転数Nが
、基準回転数Noを越えたとき(N≧NO)、完爆と判
定する。
ディレィ設定手段44bでは、上記完爆判定手段44a
r完爆と判定したときの上記冷却水温度算出手段38で
算出した冷却水温度Twをエンジン温度として取り入れ
、この冷却水温度に応じて、完爆後から固定点火時期S
Pに■を通常の時間制御をするため点火時期θIGに切
換えるディレィ時間(i!!延時期)、すなわち、点火
切換えディレィ時間τを設定する。
例えば、この実施例では第4図に示すように冷却水温度
TWを、 (1)TV≦−20℃ (2)−20℃<1w50℃ (3)0℃<TV≦30℃ (4)30℃<TV  560℃ (5)60℃≦TV の5段階に区分し、上記冷却水温度Twに応じて点火切
換えディレィ時間τOを、 1 5sec 2 3sec 2sec 40.5SeC 5Qsec  (完爆後直らに切換える)に各々設定さ
れている。なお、点火切換えディレィ時間は、冷却水温
度TWに応じた完爆から燃焼が安定するまでの時間を予
め実験などから求めて設定したものであり、冷却水温度
Twをパラメータとし、上記点火切換ディレィ時間τ0
に対応するカウント値TIHDLYのテーブルとして予
め上記ROM26に格納されている。
上記点火切換え時期設定1段44では、クランキング時
から完爆後のディレィ時間中、クランクパルス判別手段
34から出力されるクランクロータ22の突起22a(
BTDCθ1)を検出するNe信号を固定点火信号5P
KHとして点火駆動手段47へ出力する。
一方、完爆後にディレィ時間τ0が経過したとき、上記
点火時期設定手段41で設定した点火時期θIGを点火
時刻算出手段45へ出力する。
点火時刻算出手段45では、上記点火切換え時期設定手
段44から出力される点火時期θTGを上記角速度算出
手段35で算出した角速度ωで割って点火時刻TIGを
算出する( T IG=θIG/ω)。
タイマ手段46では、上記クランクパルス判別手段34
から出力されるG信号をトリガ信号として上記点火時刻
算出手段45で算出した点火時刻TIGの計時を開始し
、点火時刻TTGに達したら点火駆動手段47へ点火信
号SPにを出力する。
上記点火駆動手段47に、上記点火切換え時期設定手段
44からの固定点火信@SPに11、あるいは、上記タ
イマ手段46からの点火信号SPにが入力されると点火
コイル33の一次線が遮断され、対応気筒の点火プラグ
15がスパークする。
(動 作) 次に、実施例の動作について第5図のフローチャートに
従って説明する。なお、このプログラムは1サイクルご
とに実行される。
エンジン始動時、キースイッチをONすると、最初にス
テップ5101でクランク角センサ23からの出力信号
に基づきエンジン回転数Nを算出すると共に、冷W水温
センサ21からの出力信号に基づき冷却水温度Twを棹
出し、次いで、ステップ5102に進み、上記ステップ
5101で算出したエンジン回転数Nと完爆判定回転数
として予め設定された基準エンジン回転数NO(例えば
500ru+)とを比較し、N<Noの場合、完爆前と
判定し、ステップ5103へ進み、上記ステップ510
1−(−算出した冷却水温度Twに基づき点火切換ディ
レィ時間τOに対応するカウント値TTHDLYが設定
され、ステップ5104へ進み、クランクパルス判別手
段34から出力されるBTDCθ1 (例えばθ1=1
0”)を検出するNe信号に同期して固定点火信号sP
に■を出力し、ステップ5111で点火駆動手段47を
介して点火コイル33の一次巻線を遮断して対応気筒の
点火プラグ15を点火させ、1サイクルのプログラムを
終了し、上記ステップ5101へ戻る。
一方、上記ステップ5102でN≧NOと判定された場
合、完爆と判断してステップ5105に進み、カウント
値TIN口[YがOか否かが判定され、カウント値TI
HDLYがOでない場合には、ステップ5106へ進み
、前回のプログラムにおけるカウント値TIHDLYか
ら1をマイガスして今回のカウント値TIHDL’/と
じて、上記ステップ5104へ進み、固定点火時期にて
点火時期制御を行い、上記カウント値TIHDLYが0
になるまで上述のルーチンを繰返す。
すなわち、エンジン完爆直後は、上記ステップ5103
でエンジン完爆直前の冷却水温度Twに基づき設定され
たカウント値TIHDLY、換言すれば、点火切換ディ
レィ時間τ0の間は、固定点火時期にて制御が行われる
また、上記ステップ5105でカウント値TIHDLY
がOと判定され、エンジン完爆後、点火切換ディレィ時
間τ0が経過して、完爆の燃焼が安定したと判断してス
テップ5101へ進み、通常の点火時期制御に切換え、
吸入空気量センサ20の出力信号に基づく吸入空気ff
1Qと上記ステップ3101にて界出したエンジン回転
数Nとから負荷データ(yj!本燃料噴射ff1) T
pを求め、次いで、ステップ3108へ進み、上記負荷
データTpおよびエンジン回転数Nをパラメータとして
点火時期マツプMPIGから直接あるいは補間計紳にて
点火時期(点火角度)θIGを求め、これを上記ステッ
プ5101で算出した冷加水温魔王Wに基づく点火時期
補正ff1Xにて補正する(θIG←θIG+X )。
そして、ステップ5109にて、クランク角センサ23
の出力信号に基づき算出した角速度ωと上記ステップ3
108で求めた点火時期θrGとから現運転状態に適し
た点火時刻TIGを算出しく T IG=θ!G/ω)
、ステップ5110で、上記ステップ5109にて算出
した点火時刻TIGをタイマにセットし、基準クランク
角を示IG信号をトリガ信号として計時を開始し、点火
時刻TIGに達したら点火信号sPにを出力し、点火駆
動手段47を介して点火コイル33の一次巻線を遮断し
てディストリビュータ32により所定気筒の点火プラグ
15を点火させ(ステップ3111) 、1サイクルの
プログラムを終了し、上記ステップ5101へ戻る。
このように、完爆直後の固定点火時期から通常の点火時
期制御へ切換える時間を完爆時の冷却水温度Twに応じ
て可変設定するので、低温時には不安定な燃焼状態から
通常の点火時期制御へ急激に切換えられることがなくエ
ンジンストールなどを有効に防止することができ、また
、高温時には完爆後直ちに通常の点火時期制御へ切換る
ことができるのでもたつきなどが回避され、その結果、
エンジンの立ち上りがスムーズになり始動性が向上する
なお、エンジン温度は冷却水温度に限らず、シリンダブ
ロックなどに取付けたサーモセンサで検出するか、筒内
温度センサで直接検出するようにしてもよい。
また、完爆状態は、エンジン回転数に限らず、キースイ
ッチをONからOFFにしたとき、あるいは、これらに
他の条件を付加して判定してもよい。
さらに、完爆後のディレィ時間は、例えば、第6図に示
すように、冷却水温度Twに基づいて設定された点火回
数(5回、10回、15回、20回など)を完爆後にカ
ウントすることで設定するようにしてもよい。
また、本実施例では、負荷データとして基本燃料噴射f
f1Tpを用いているが、負荷データとして基本燃料噴
射量に代え、吸入管圧力、スロットル開度などを用いる
ようにしてもよい。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、エンジン負荷とエ
ンジン回転数とをパラメータとして点火時期マツプから
点火時期を設定する点火時期設定手段と、エンジン状態
から完爆を判定する完爆判定手段と、上記完爆判定手段
で完爆と判定したときのエンジン温度から始動時の固定
点火時期を上記点火時期設定手段で設定した点火時期側
へ切換えるディレィ時間を設定するディレィ設定手段と
が設けられているので、時間制御方式を採用する点火時
期制御においても、固定点火時期側から通常の点火時期
制御側へ切換えるタイミングをエンジン温度に応じて適
性に可変設定することができ、良好な始動性能を得るこ
とができるばかりでなく、完爆後のエンジン回転数をス
ムーズに上昇させることができるなと優れた効果が奏さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明の一実施例を示し、第1図は点
火時期制御手段の機能ブロック図、第2図はエンジン制
御系の概略図、第3図はクランクロータの正面図、第4
図は冷却水温度に応じて設定される点火時期切換えディ
レィ時間を示す図、第5図は始動直後の点火時期制御手
順を示すフローチャート、第6図は冷加水温度に応じて
設定される点火回数による点火切換えディレィを示す図
、第7図、第8図は時間制御方式の点火時期制御を模式
的に示すクランクロータの正面図である。 41・・・点火時期設定手段、44a・・・完爆判定手
段、44b・・・ディレィ設定手段、BTDCθ1・・
・固定点火時期、M P IG・・・点火時期マツプ、
N・・・エンジン回転数、Tp・・・エンジン負荷、T
w・・・エンジン温度、θIG・・・点火時期、τ0・
・・ディレィ時間。 第3図 第4図 第6図 ン9ぜシ゛p水温&(Tw)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 エンジン負荷とエンジン回転数とをパラメータとして点
    火時期マップから点火時期を設定する点火時期設定手段
    と、 エンジン状態から完爆を判定する完爆判定手段と、 上記完爆判定手段で完爆と判定したときのエンジン温度
    から始動時の固定点火時期を上記点火時期設定手段で設
    定した点火時期側へ切換えるディレイ時間を設定するデ
    ィレイ設定手段とが設けられていることを特徴とするエ
    ンジンの点火時期制御装置。
JP63187768A 1988-07-26 1988-07-26 エンジンの点火時期制御装置 Pending JPH0237171A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63187768A JPH0237171A (ja) 1988-07-26 1988-07-26 エンジンの点火時期制御装置
US07/382,301 US5271367A (en) 1988-07-26 1989-07-20 Ignition timing control system for an engine
GB8916891A GB2221955B (en) 1988-07-26 1989-07-24 Ignition timing control system for an engine
DE3924756A DE3924756C2 (de) 1988-07-26 1989-07-26 Zündzeitpunktregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63187768A JPH0237171A (ja) 1988-07-26 1988-07-26 エンジンの点火時期制御装置

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