JPH03164552A - 内燃機関用ノッキング制御方法 - Google Patents

内燃機関用ノッキング制御方法

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JPH03164552A
JPH03164552A JP28542690A JP28542690A JPH03164552A JP H03164552 A JPH03164552 A JP H03164552A JP 28542690 A JP28542690 A JP 28542690A JP 28542690 A JP28542690 A JP 28542690A JP H03164552 A JPH03164552 A JP H03164552A
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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〕 本発明は内燃機関に発生ずるノックの発生状態に応じて
、点火時期あるいは過給圧、空燃比、EGR等のノック
制御要因を制御するノッキング制御方法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
一般的にこの種のものは、内燃機関の振動を検出するノ
ックセンサからの電気的信号(以下、ノックセンサ出力
信号、という)が、ある定められたレベル(以下、ノッ
ク判定レベル、という)を越えた場合にノックが発生し
たものと判定して点火時期を遅角させ、逆に所定月間ノ
ックが検出されない場合には点火時期を進角させること
により、点火時間を常にノック限界付近に制御し、内燃
機関の燃費、出力特性を最大限に引き出すようにしであ
る(例えば特開昭56−115861号公報)。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、このような制御方法において、ノック判定レ
ベルは重要な意味を持つ。すなわち、ノック判定レベル
が大きすぎる場合には、ノックが発生しているにも係わ
らずノックが検出されないので、点火時期が進角してノ
ックが多発し、ひいては内燃機関の破用にもつながる。
逆にノック判定レベルが小さ過ぎる場合には、ノックが
発生していないにも係わらずノックが検出されるので、
点火時期が遅角して内燃機関の出力を十分に引き出せな
くなる。
従来は適切なノック判定レベルを作成するために、例え
ばノックセンサ信号を積分囲路を通した後の出力に、機
関回転数ごとにあらかじめ綿密に適合した定数K(以下
、K値、という)を乗じて更にオフセット電圧を加えて
作成している。
しかしながら、上述した従来のものでは、ノック発生時
の大きなノックセンサ信号も積分回路により積分されて
ノック判定レベルに反映されてしまうので、ノック発生
時にはノック判定レベルが大きくなりすぎてしまうとい
う問題がある。
そこで、本発明はノック発生時にもノック判定レベルが
大きくなりすぎるのを防止することを目的とするもので
ある。
〔課題を解決するための手段] そのため本発明は、内燃機関に発生するノッキングをノ
ックセンサにより検出し、このノックセンサの出力信号
によりノッキングを判定し、この判定結果に応じて点火
時間あるいは過給圧等のノック制御要因を制御するため
の制御信号を発生し、この制御信号に応じて前記制御要
因を制御する内燃機関用ノッキング検出方法において、
前記ノックセンサ信号の燃焼区間における最大値■の分
布の累積%点の値に基づいてノック判定レベルを作成す
ることを特徴とする内燃殿関用ノッキング制?ff[1
方法を提供するものである。
〔作用] これにより、ノックが発生して、ノックセンサ信号の燃
焼区間における最大値Vが大きくなっても、その分布の
累積%点の値に基づいてノック判定レベルが作成される
ことにより、ノック判定レベルが大きくなり過ぎること
はない。
(実施例〕 以下、本発明を図に示す実施例により説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。
第1図において、■は4気筒4サイクルエンジン、2は
エアクリーナ、3はエンジンの吸入空気量を検出しこれ
に応じた信号を出力するエアフローメータ、4はスロッ
トル弁、5はエンジンの基7Vクランク角度位置(たと
えば上死点)を検出するための基t4B角センサ5Aと
、エンジンの一定クランク角度毎に出力信号を発生する
クランク角センサ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たエンジンブ
ロンクの振動を圧電素子式(ピエゾ素子式)、電磁式(
マグネント、コイル)等によって検出するためのノック
センサ、7はノックセンサの出力を気筒毎にピークホー
ルドするピークボールド回路部である。9はエンジンの
冷却水温に応じた信号を発生する水温センサ、12はス
ロットル弁4が全閉状態であるときに信号を出すための
全開スイッチ(アイドルスイッチ)、13はスロットル
弁4がほぼ全開状態であるときに信月を出力するだめの
全開スイッチ(パワースイッチ)、14は排気ガスの空
燃比(A/F)が理論空燃比に比べて濃い(リッチ)か
薄い(リーン)かに応じて出力信号を発生する0□セン
サである。
8は前記各センサ及び各スイッチからの人出力信号状態
に応じてエンジンの点火時間及び空燃比を制御するため
の点火時期制御回路、10は制御回路8から出力される
点火時間制御信号を受けてイグニションコイルへの通電
遮断を行うイグナイタ及びイグニションコイルである。
イグニションコイルで発生した高電圧はディストリビュ
ータ5の配電部を通して適切な時期に所定の気筒の点火
プラグに印加される。IIは制御回路8で決定された燃
料噴射時間(τ)に基づいて吸気マニホルドに燃料を噴
射するためのインジェクターである。
次に第2図を用いてピークボールド回路部7の詳細構成
を説明する。第2図の701はノックセンサ6の出力信
号をノンク周波数成分のみ選別して取出スためのバンド
パス、バイパス等のフィルタ、702は増幅器、703
は制御回路8からの気筒切換信号を基に702より出力
されるノックセンサの信号を例えばコンデンサ等により
ピークホールドをするピークホールド回路である。
次に制御回路8の詳細構成及び動作を第3図に従って説
明する。第3図において8000は点火時期及び燃料噴
射量を演算するための中央処理ユニット(CP[J)で
白ビツト構成のマイクロプロセッサを用いている。80
01は制御プログラム及び演算に必要な制御定数を記憶
しておくための読み出し専用の記憶ユニット(ROM)
、8002はCPU8000がプログラムに従って動作
中演算データを一時記憶するための一時記憶ユニ・ント
(RAM)である。8003は同じくクランク角センサ
5Bの出力信号を波形整形するための波形整形回路であ
る。
8005は外部あるいは内部信号によってCPUに割り
込み処理を行わせるための割込制御部、8006はCP
U動作の基本周期となるクロック周朋毎にひとつずつカ
ウント値が上がるように構成された16ビツトのタイマ
である。このタイマ8006と割込制御部8005によ
ってエンジン回転数、及びクランク角度位置が次のよう
にして検出される。すなわち基準角センサ5Aの出力信
号により割込みが発生するごとにCPUはタイマのカウ
ント値を読み出す。タイマのカウント値はクロック周期
(例えば1μs)毎に上がっていくため、今回の割込時
のカウント値と先回の割込時のカウント値との差を計算
することにより、基準角センサ信号の時間間隔すなわち
エンジン1回転に要する時間が計測できる。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
、クランク角センサ5Bの信号が一定クランク角度(た
とえば30°CA)毎に出力されるので基準角センサ5
A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
号発生の基準点と、ピークホールド回路の気筒切換信号
に使用される。
8007は複数のアナログ信号を適時切換えてアナログ
−デジタル変換器(A/D変換器)8008に導くため
のマルチプレクサであり、切換時期は出力ポート801
1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[1グ信号としてノックセンサ信号
のピークホールド回路部7からの出力信号と、エアフロ
ーメータ3からの吸入空気量信号及び水温センサ9から
の水温信号が入力される。8008はアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するためのA/D変換器である。80
09はデジタル信号のための入力ポートであり、このボ
ートには本実施例の場合アイドルスイッチ12からのア
イドル信号、パワースイッチ13からのパワー信号、0
□センサ14からのりッチリーン信号が入力される。8
010はデジタル信号を出力するための出力ポートであ
る。この出力ポートからはイグナイタ10に対する点火
時期制御信号、インジェクタ11に対する燃料噴射信号
、ピークホールド回路7に対する気筒切換信号、マルチ
プレクサ11に対する制御信号が出力される。8011
はCPUバスであり、CPUはこのバス信号線に制御信
号及びデータ信号を乗せ、周辺回路の制御及びデータの
送受を行う。
以上、本発明を実現するための装置の構成について説明
したので、以下、第4図のフローチャートを例として点
火時期の演算、ノック判定及びノック判定レベルの補正
について説明する。
エンジンが起動し点火時期演算の割り込みが行われると
、ステップ100より割り込みがスタートされる。ステ
ップ101でエンジン状態としてのエンジン回転数Ne
、負荷Q/Ne(Qは吸入空気量)等の情報により基本
点火時期が算出される。ステップ102でノックセンサ
出力信号の所定区間内における前述の最大値Vが気筒別
に読み込まれる。ステップ103で■の分布の%点の値
が算出される。ステップ103の内容は後に詳細に説明
する。
ステップ104でエンジンの状態がノックコントロール
を行う状態であるか否かを負荷等から判断し、Noの場
合はステップ110へ進み点火時期がセットされる。ス
テップ104でYESと判断された場合はステップ10
5へ進み、気筒別のノック判定レベルVrefを、 V r e f =i<xvS。
なるf4算式より求める。ここで、■、。は最大値■の
分布の50%点の値である。
ステップ106でV>Vrefならばノックが発生した
ものと判定して、ノックフラグを“11″にする。この
結果に応じてステップ107で遅角量演算を行い、ステ
ップ10Bで点火時期を算出する。
そして、ステップ109へ進みノック判定レベルの補正
が行われる。このステップ109の内容は後に詳細に説
明する。次にステップ110へ進み、点火時期がセット
され、ステップ111でメインルーチンへ復帰する。
以上、本発明を実施するための点火時期の演算、ノック
判定及びノック判定レベルの補正の全体的な流れを説明
したので、次に第5図〜第8図のフローチャートにより
、本発明の主要部であるVの分布の%点の値を算出する
ステップ103及びノック判定レベルを補正するステッ
プ109について3つの実施例を用いて説明する。
第5図に示した第1の実施例は■の分布の10%点、5
0%点、90%点という3つの%点の値(Via、  
Vs。、■、。)の比の関係より、ノック判定レベルを
補正する方法である。便宜上、第4図のステップ103
に対応する部分を103−Xと表し、ステップ109に
対応する部分を109−Xと表す。
ステップ103−XはX−1−X−9のステップよりな
る。ステップX−1で今回読み込まれた最大値VとVの
分布の10%点の値を求めるための■1゜(気筒別にR
AMに格納されている)とについて、V>V、。の判断
を行い、YESの場合はステップX−2へ進み、V +
o= V +o+ 9 X V 10(!:し、NOの
場合はステップX−3へ進み、■1゜=■、。−Δ■1
゜とする。こうすることにより■、。は分布の上位10
%点の値に落ち着く。次にステップX−4へ進み、V>
V、。を判定しYESの場合はステップX−5へ進み、
■5゜=■、。+ΔV、。とし、Noの場合はステップ
X−6へ進み、V、。≧■、。−ΔV、。とする。こう
することによりV、。は分布の中央値に落ち着く。次に
ステップX−7へ進み、V>V9゜の判定を行いYES
の場合はステップX−8へ進み、V90=V90+ Δ
V90とし、NOの場合は■、。=v、。−9×ΔV、
。とする。こうすることにより■9゜は分布の上位90
%点に落ち着く。
このようなステップで分布の%点の値が求められる。
次に第4図のステップ109に対応するステップ109
−Xについて説明する。ステップ109−Xはステップ
X−10−X−15よりなる。
ステップX−10でエンジン回転数、負荷Q/Neの変
動により、エンジンが定常運転状態であるか否かを判定
し、Noの場合はステップx−15へ進む。ステップx
−10においてYESの場合はステップX−11へ進み
、N=N+1としてサイクル数をカウントする。ステッ
プX−12では、定常運転状態が所定のサイクル数Ne
だけ続いたか否かを判定する。ここで、YESの場合は
ステップX−13へ進み、V + o/ V so >
 V so/ V q。
の判断を行う、NOの場合は第4図のステップ110へ
進む。ステップX−13でYESと判断された場合はス
テップX−14へ進み、ノック判定レベルを設定値ΔV
に対しVref=Vref−ΔVとし、NOと判断され
た場合はステップX−16へ進み、Vref=Vref
+AXΔ■とする。ここで、Aにはlより大きな値を設
定しておく。
このようにノック判定レベルVrefを小さ(なる方向
へ補正する量Δ■より大きくなる方向へ補正するiAX
Δ■を大きくする理由は、ノックの発生頻度が小さい時
はステップX−13においてYESと判断される確率と
NOと判断される確率が等しくなるが、そのような場合
にノック判定レベルが大きくなる方向へ補正されるよう
にするためである。こうしてノック判定レベルを補正し
て、ステップX−15へ進み、前記カウント値Nを0に
する。
次に、第2の実施例について説明する。この方法は、■
の分布の中央値VSOを求め、ある定数をKoとして、
V > K 6 X V soなる確率と■くV、I。
/に、なる確率よりノック判定レベルを補正する方法で
ある。
第6図のフローチャー1・に分布の中央値■5゜を求め
る方法の一例を示す。このフローチャートは第4図のス
テップ103に対応するため、便宜上ステップ103−
Yと表すこととする。ステップ103−YはステップY
−1〜Y−4よりなる。
ステップY−1はサイクル毎に読み込まれるVと■、。
との差の絶対値の平均りを、前サイクルまでのDと今サ
イクルの■と■、。との差の絶対値により、 D=DX3/4 +1V−V、。1/4と求める。ステ
ップY−2ではV>Vs。の判断を行い、YESの場合
はステップY−3へ進み、■、。
=V s。+D/4とし、NOの場合はステップY4へ
進み、■、。=■、。−D/4とする。こうすることに
より、■、。は■の分布の中央値に落ち着(。
この方法で■の変化量に■と■、。の差の絶対値の平均
りを用いた理由は、■、。の変化量を過渡運転状態では
大きくして■、。がすばやく分布の中央値に対するよう
にし、定常運転状態では変化量を小さくして■、。を安
定させるためである。もちろん第1の実施例のステップ
103−X7!V、0.V、。。
■、。を求める際に、この方法を利用することは有効で
ある。
次に、第7図のフローチャートを用いてこの■、。
によるノック判定レベルの補正について説明する。
この部分は第4図のフローチャートでステップ109に
対応するものであり、便宜上ステップ109−Yと表す
。ステップ109−YはステップY−5〜Y−17より
なる。
ステップY−5でエンジンが定常運転状態であるか否か
を判断し、YESの場合はサイクル数のカウンタをN=
N+1とする。NOの場合はステップY−17へ進み、
各カウンタを初期値化する。
ステップY−7で、V>Ko Xv、。の判断を行い、
YESの場合はステップY−8へ進み、E=E+1とし
、ステップY−11へ進む。ステップY−7でNoと判
断された場合にはステップY−9へ進み、Ko xv>
v、。の判断を行う。ここで、YESの場合はステップ
Y−10へ進み、F=F十1とし、ステンブY−11へ
進む。ステップY−9でNOと判断された場合にはステ
ップY−11へ進む。ステップY−11で、サイクル数
Nが所定値N0以上になったか否かの判断を行い、YE
Sの場合はステップY−12へ、NOの場合は第4図の
ステップ110へ進む。
ステップY−12で、V>Kn XvS。となった回数
Eが所定値E、4tsより大きいか否かの判断を行い、
大きい場合はステップY−13へ、大きくない場合はス
テップY−17へ進む。すなわち、Eが所定値E□8よ
り大きくない場合には、ノック判定レベルの補正を行わ
ないようにしている。
ステップY−13でEが所定値E )IAXより小さい
か否かの判断を行い、YESの場合はステップY−1/
Iへ、NOの場合はステップY−15へ進む。
ステップY−14で巳からFを減じた値が所定値Gより
大きいか否かの判断を行い、YESの場合はステップY
−15へ進み、NOの場合はステップY〜16へ進む。
ステップY−15でノック判定レベルVre fを所定
量Δ■だけ小さくする。ステップY−16ではノック判
定レベルを所定値Δだけ大きくしている。次に、ステッ
プY−17へ進み、N、 E。
Fを0にする。
この第2の実施例について補足説明を加える。
ステップY−13でNOと判断された場合、ステップY
−14の判断にかかわらずノック判定レベルを小さくす
る理由は、Eが非常に大きい場合はノックが頻繁に発生
している場合に限られるからである。ステップY−14
において、G (G>Q)というしきい値を設けた理由
は、ノックの発生頻度が小さい場合には、E−F>0な
る確率とE−F>Oなる確率は等しくなるが、そのよう
な場合にノック判定レベルを大きくなる方向へ補正する
ためである。また、Koの値としては2程度が良い。
次に説明する第3の実施例はノック判定レベルVrer
をV r e f =Kxv、、と作成し、V〉Vre
fなる確率とV<V、。/になる確率を考慮して、K値
を補正することにより、ノック判定レベルを補正する方
法である。基本的な考え方は第2の実施例と同じであり
、これを簡略化したものである。第4図のステップ10
3に対応する部分は第2の実施例のステップ103−Y
と同じで良いので、説明を省略し、ステップ109に対
応する部分を便宜上ステップ109−Zと表わし第8図
のフローチャートを用いて説明する。
ステップ109−Zはステップ5−6〜Z−13よりな
る。ステップZ−5でエンジンが定常運転状態であるか
否かの判断を行い、YESの場合はステップZ−6へ進
み、NOの場合は第4図のステップ110へ進む。ステ
ップZ−6でノックフラグが“H”であるか否かを判断
し、すなわち、V>KXV、。であったか否かを判断し
、YESの場合はステップZ−7へ進み、NOの場合は
ステップZ−10へ進む。ステップZ−7でKの値を所
定量Δ1だけ小さくする。次にステップZ−8へ進み、
Kが所定値KMINより小さいか否かを判断し、YES
の場合はステップZ−9へ進み、NOの場合は第4図の
ステップ110へ進む。ステップZ−9ではに=KMI
Nとする。
ステップZ−6でNOと判断された場合には、ステップ
Z−10へ進み、K X V’ < V s。の判断を
行う。ここで、YESの場合はステップZ−11へ、N
Oの場合は第4図のステップ110へ進む。
ステップZ−11でKの値を所定量Δ2だけ大きくする
。次に、Z−12へ進みKが所定値に、A、lより大き
いか否かの判断を行い、YESの場合はステップZ−1
3へ、Noの場合は第4図のステップ110へ進む。ス
テップZ−13ではに=KMAX とする。
この第3の実施例について補足説明を加える。
ステップZ−7におけるKの補正量Δ1とステップZ−
11におけるKの補正量Δ2の関係はΔ2の方が少しだ
け大きくなるように設定する。例えば、Δ、=1/32
. Δz=1/16とする。こうする理由はノ・7りの
発生頻度が小さい場合にはV>KXV、。なる確率とV
<KS。/になる確率が等しくなるが、そのような場合
に、ノック判定レベルが大きくなる方向へ補正するため
である。なお、Kの初期値としては2程度が良い。
〔発明の効果〕
以上、詳細に述べたように本発明は、ノックが発生して
、ノックセンサ信号の燃焼区間における最大値■が大き
くなってもその分布の累積%点の値に基づいてノック判
定レベルが作成されるごとにより、ノック判定レベルが
大きくなり過ぎることもなく、燃焼区間内における最大
値によって燃焼ノイズを反映した的確なノック判定レベ
ルを作成することができて、ノックの発生を正確に検出
することができるという優れた効果がある。
また、本発明を実施するに際しては、エンジン燃焼時の
ノックセンサ出力信号の最大値が得られればよいので、
従来のノックコントロールシステムを大幅に変更する必
要はなく、点火時期制御手段の処理内容を若干変更する
だけでよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するための装置の一実施例を示す
図、第2図はピークホールド回路部の構成図、第3図は
第1図中の制御回路の詳細構成図、第4図は本発明にお
ける点火時期演算、ノック判定およびノック判定レベル
の補正手順を示すフローチャート、第5図は第4図中の
ステップ103゜109の第1の実施例を示すフローチ
ャート、第6図、第7図は第4図中のステップ103.
109の第2の実施例を示すフローチャート、第8図は
第4図中のステップ109の第3の実施例を示すフロー
チャートである。 1・・・エンジン、5・・・ディストリビュータ、6・
・・ノックセンサ、7・・・ピークホールド回路部、8
・・・点火時期制御回路、lO・・・イグナイタおよび
イグニションコイル、703・・・ピークホールド回路
。 8000・・・中央処理ユニット 8001・・・RO
M。 8002・・・RAM。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関に発生するノッキングをノックセンサに
    より検出し、このノックセンサの出力信号によりノッキ
    ングを判定し、この判定結果に応じて点火時期あるいは
    過給圧等のノック制御要因を制御するための制御信号を
    発生し、この制御信号に応じて前記制御要因を制御する
    内燃機関用ノッキング検出方法において、前記ノックセ
    ンサ信号の燃焼区間における最大値Vの分布の累積%点
    の値に基づいてノック判定レベルを作成することを特徴
    とする内燃機関用ノッキング制御方法。
  2. (2)前記累積%点の値は前記分布の略中央値V50で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の内燃
    機関用ノッキング制御方法。
  3. (3)前記累積%点の値はこの累積%点の値と前記最大
    値Vとの差が反映されて更新されることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項または第2項記載の内燃機関用ノッ
    キング制御方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7398761B2 (en) * 2006-06-02 2008-07-15 Honda Motor Co., Ltd. Knocking control device for multicylinder engine
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