JPH0442547B2 - - Google Patents

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JPH0442547B2
JPH0442547B2 JP61210879A JP21087986A JPH0442547B2 JP H0442547 B2 JPH0442547 B2 JP H0442547B2 JP 61210879 A JP61210879 A JP 61210879A JP 21087986 A JP21087986 A JP 21087986A JP H0442547 B2 JPH0442547 B2 JP H0442547B2
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JP
Japan
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intake
ignition timing
temperature
detection means
intake air
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JP61210879A
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English (en)
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JPS6365173A (ja
Inventor
Katsuhiko Sakamoto
Koichi Hatamura
Yoshinori Okino
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP61210879A priority Critical patent/JPS6365173A/ja
Priority to US06/090,898 priority patent/US4805574A/en
Publication of JPS6365173A publication Critical patent/JPS6365173A/ja
Publication of JPH0442547B2 publication Critical patent/JPH0442547B2/ja
Granted 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
    • 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
    • F02P5/1528Digital data processing dependent on pinking for turbocompressed engine
    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は過給機付エンジンの点火時期制御装置
に関するものである。
(従来技術) 一般に、最近の電子制御装置式エンジンにおい
ては、ノツキングの防止とエンジン出力の向上と
エミツシヨンの悪化防止のため、エンジンの運転
状態に応じて時々刻々点火時期制御装置を行つて
いる。上記ノツキングは、燃焼室内の温度が高く
なる程ノツキングが生じ易く、ノツキングが生じ
ると燃焼室内の熱負荷が増大して出力の低下や各
部の溶損を招き振動騒音も著しくなる。
上記ノツキングは点火時期と密接な関係にあ
り、点火時期を進めると燃焼効率の向上により燃
焼室内温度が上昇してノツキングが生じ易くな
り、点火時期を遅くすると燃焼室内温度・圧力が
低下してノツキングが発生しにくくなる。吸入空
気温が高くなる程、ノツキングが発生し易くなる
ことは勿論であるが、吸気の湿度が高くなる程ノ
ツキングが発生しにくくなる。夏季は外気温が高
いにも拘らず、空気密度や湿度の影響により冬季
よりもノツキングが発生しにくいことが知られて
いる。ところで、例えば、特開昭58−202374号公
報には、夏季にノツキングが発生しにくいことに
鑑み、冬季に比較し夏季に点火時期を所定量だけ
進角させるようにしたエンジンの点火時期制御装
置が記載されている。
一方、過給機付エンジンの場合には過給による
吸気の温度上昇と充鎮効率の向上により燃焼性が
向上してノツキングが発生し易くなる。そこで、
例えば特開昭58−5471号公報には、過給機よりも
下流側における吸気温度が所定値以上に高くなつ
たときにノツキング防止のため点火時期を遅角側
へ補正するようにしたエンジンの点火時期制御装
置が記載されている。
(発明が解決しようとする問題点) 過給機付エンジンにおいては、充填効率を一層
高めるために一般に過給機の下流側にインターク
ーラを配設し、過給により加圧され温度上昇した
吸気をインタークーラで冷却する場合も多く、過
給機がターボチヤージヤである場合には過給能力
もエンジン回転数との関連で著しく変動するのに
加え、インタークーラが空冷式インタークーラで
ある場合など特にインタークーラの冷却能力も著
しく変動する。
従つて、過給による充填効率の増加分を検出
し、その増加分に応じて点火時期を遅角側へ補正
することは非常に難しい課題であつた。
前記特開昭58−202374号公報の点火時期制御装
置を過給機付エンジンに適用したとしても、エア
フローメータの近傍に吸気温センサを設けて外気
温を検出するのみでは、実際に燃焼室に吸入され
る吸気の状態(圧力や温度)を検出することが出
来ず、過給の影響を加味して点火時期を補正する
ことが出来ない。
前記特開昭58−5471号公報の点火時期制御装置
は、過給機付エンジンに適用した場合であり、過
給後の吸気温に応じて吸気の温度上昇分だけ点火
時期を補正するという思想に基くものにすぎな
い。
(問題点を解決するための手段) 本発明に係るエンジンの点火時期制御装置は、
第1図の機能ブロツク図に示すように、過給機
と、この過給機よりも下流の吸気通路に配設され
たインタークーラとを備えた過給機付エンジンに
おいて、過給機よりも上流の吸気通路を流れる吸
入空気量とエンジン回転数とを含む運転状態を検
出する運転状態検出手段と、運転状態検出手段の
出力に基いて基本点火時期を設定する基本点火時
期設定手段と、過給機よりも上流の吸気通路に設
けられた吸気温検出手段と、過給機よりも上流側
の吸気通路とインタークーラより下流側の吸気通
路或いはインタークーラより下流側の吸気通路に
配設され、燃焼室に吸入される吸入空気の実質的
圧力を反映する信号を出力する吸気状態検出手段
と、吸気温検出手段の出力に基いて吸気温の上昇
に応じて大きくなる進角方向への点火時期補正量
を求める第1補正量決定手段と、吸気状態検出手
段からの出力に基いて上記実質的圧力が大きい程
大きくなる遅角方向への点火時期補正量を求める
第2補正量決定手段と、第1補正量決定手段と第
2補正量決定手段とで夫々決定された点火時期補
正量により基本点火時期を補正する補正手段とを
備えたことを特徴とするものである。
尚、吸気状態検出手段は、前記吸気温検出手段
とインタークーラより下流側の吸気通路に設けた
吸気温検出手段とで構成してもよく、インターク
ーラより下流側の吸気通路に設けた吸気圧検出手
段で構成してもよい。
(作用) 本発明に係るエンジンの点火時期制御装置にお
いては、運転状態検出手段は、過給機よりも上流
の吸気通路を流れる吸入空気量とエンジン回転数
とを含むエンジンの運転状態を検出し、基本点火
時期設定手段は、上記検出されたエンジンの運転
状態に基いて基本点火時期を設定する。
吸気温検出手段は、過給機よりも上流の吸気通
路の吸気温を検出し、また吸気状態検出手段は燃
焼室に吸入される吸入空気の実質的圧力を反映す
る信号を出力する。
第1補正量決定手段は、吸気温検出手段の出力
に基いて吸気温の上昇に応じて大きくなる進角方
向への点火時期補正量を求め、第2補正量決定手
段は、吸気状態検出手段からの出力に基いて上記
実質的圧力が大きい程大きくなる遅角方向への点
火時期補正量を求める。補正手段は、第1補正量
決定手段と第2補正量決定手段とで夫々決定され
た点火時期補正量により基本点火時期を補正す
る。
過給機よりも上流の吸気通路を流れる吸入空気
量とエンジン回転数とを含む運転状態に基いて基
本点火時期を設定する場合、過給によつて充填効
率が増加する分だけ点火時期を遅角方向へ補正し
ないとノツキングが発生し易くなるが、上記のよ
うに、燃焼室へ吸入される吸気の実質的圧力を反
映する信号から空気充填量の増加分が判るので、
その増加分に対応する点火時期の補正が可能とな
る。更に、夏期は気温が高いが湿度も高いために
ノツキングが発生しにくいが、冬季は気温が低い
が湿度も低いためにノツキングが発生しやいこと
に鑑みて、第1補正量決定手段により吸気温の上
昇に応じて大きくなる進角方向への点火時期補正
量を求め、その点火時期補正量も加味するように
してある。
(発明の効果) 本発明に係るエンジンの点火時期制御装置によ
れば、前記作用の項で説明したように、吸気温検
出手段と、吸気状態検出手段と、第1補正量決定
手段と、第2補正量決定手段と、補正手段とを設
けたことにより、燃焼室へ吸入される吸気の実質
的圧力を反映する信号に基いて空気充填量の増加
分に対応する点火時期の遅角方向への補正が可能
となる。更に、夏期よりも冬季の方がノツキング
が発生しやいことに鑑みて、過給機より上流にお
ける吸気温の上昇に応じて大きくなる進角方向へ
の点火時期補正量を求め、その点火時期補正量も
加味して点火時期を決定することが出来る。
こうして、過給による空気充填量の増加と外気
温の影響を加味して基本点火時期を補正すること
で、ノツキングの発生を確実に防止でき、点火時
期を適正に設定してエンジン出力の向上を図るこ
とが出来る。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。本実施例は自動車用の4サイクル4気筒立型
燃料噴射式エンジンに本発明を適用した場合の実
施例である。
第2図に示すように、シリンダブロツク1とシ
リンダヘツド2とピストン3とで燃焼室4が形成
され、吸気ポート5の下流端を開閉する吸気弁6
と排気ポート7の上流端を開閉する排気弁8とが
設けられ、吸気ポート5に連なる吸気通路9の上
流端にはエアクリーナ10が設けられ、上記吸気
通路9には上流側から順にメジヤリングプレート
型の吸気空気量センサ11とターボチヤージヤ1
2のコンプレツサ12bとインタークーラ13と
スロツトル弁14とサージタンク15とが介設さ
れ、上記吸気通路9を形成する吸気管の吸気マニ
ホールド部分の各分岐吸気管の下端部には吸気ポ
ート5に向けて燃料を噴射するインジエクタ16
が装着されている。
一方、排気通路17の途中部にはターボチヤー
ジヤ12のタービン12aが介設されている。
更に、上記吸入空気量センサ11以外の各種セ
ンサ類として、シリンダブロツク1のウオータジ
ヤケツト内の冷却水温を検出する水温センサ18
がシリンダブロツク1に装着され、クランク軸1
9が180°回転する毎に回転数信号(クランク角信
号)を出力する例えば電磁ピツクアツプ式の回転
数検出センサ20がクランク軸19に連係させて
設けられ、エアクリーナ10の近傍の吸気通路9
には吸気温を検出する第1吸気温センサ21が介
設され、サージタンク15には過給後の且つイン
タークーラ13で冷却後の吸気温を検出する第2
吸気温センサ22が介設され、スロツトル弁14
の開度を検出する例えばポテンシヨメータ式のス
ロツトル開度センサ23がスロツトル弁14の弁
軸に連係させて設けられている。上記スロツトル
弁14にはアクセルペダルが僅かに踏込まれスロ
ツトル弁14が設定量開くまでONで設定量以上
開かれるとOFFとなるアイドルスイツチ(図示
略)が設けられている。上記各センサ11,1
8,20〜23等からの検出信号を受けてデイス
トリビユータ24とインジエクタ16とイグナイ
タ30とワーニングランプ25を制御するコント
ロールユニツト26が設けられ、このコントロー
ルユニツト26へはインヒビタスイツチ27及び
変速機に装着されギヤ接続状態を検出するギヤス
イツチ28からの信号及びバツテリからの電圧信
号も出力される。
上記コントロールユニツト26は、第3図に示
すように各センサ11,18,20〜23及びバ
ツテリからの検出信号を受けてA/D変換しその
信号をCPU26cへ出力するA/D変換器26
aと、回転数検出センサ20及び各スイツチ2
7,28などからの信号を受けてその信号を
CPU26cへ出力する入力インターフエース2
6bと、CPU(中央演算処理)26cと、ROM
(リード・オンリ・メモリ)26dと、RAM(ラ
ンダム・アクセス・メモリ)26eと、CPU2
6cからの出力信号に従つてインジエクタ16、
イグナイタ30及びデイストリビユータ24等に
駆動信号を出力する出力インターフエース26f
とを備えており、上記A/D変換器26aと入力
インターフエース26bとROM26dとRAM
26eと出力インターフエース26fは、夫々コ
ントロールバス・アドレスバス・データバスを介
してCPU26cに接続されている。上記ROM2
6dには、後述の点火時期制御の制御プログラム
及び点火制御の為の制御プログラムやメモリ・マ
ツプ及びその他の制御プログラムなどが予め入力
格納されている。上記RAM26eには、必要に
応じて各種のデータを一時記憶する複数のメモリ
(データ一時記憶用メモリ、フラグ用のメモリ、
カウンタ用のメモリなど)が設けられている。
ところで、本発明は、エンジンの点火時期制御
に特徴を有するもので、前記第1吸気温センサ2
1で検出される温度(以下、AFM吸気温TAとい
う)と前記第2吸気温センサ22で検出される温
度(以下、ST吸気温TEという)に基いて点火時
期を補正しようとするもので、上記AFMとはエ
アフロメータまたSTとはサージタンクのことで
ある。上記吸気の温度・圧力に基づく補正遅角量
θAを次式のように設定するものである。
θA=A(TE−TA)−B・TA+C(TE−TA)+D (1) 上記A、B、Cはエンジン回転数Nをパラメー
タとして実験的に設定される係数であり、A=fA
(N)、B=fB(N)、C=fC(N)と表わされるも
のである。
上記(1)式の第1項A(TE−TA)は過給機で過給
されインタークーラーで冷却後の燃焼室へ吸入さ
れる吸気のAFM吸気温TAに対する温度上昇分
(TE−TA)を補正する項であり、後述の基本点火
時期はAFM吸気温TAに基いて決定されることか
ら、過給機とインタークーラーによる温度上昇分
(TE−TA)によりノツキングが発生し易くなる分
だけ点火時期を遅角側へ補正するものとする。
(1)式の第2項−B・TAは外気温に略等しい
AFM吸気温に基き大気条件に応じて補正する項
である。即ち、AFM吸気温は大気の温度・湿
度・気圧を反映しており、夏季は外気温・湿度が
高くまた気圧が低いことからノツキングが発生し
くく、冬季は外気温・湿度が低くまた気圧が高い
ことからノツキングが発生し易いことに鑑み、
AFM吸気温TAが高くなるのに応じて点火時期を
進角側へ補正しようとするものである。
(1)式の第3項C(TE−TA)は、燃焼室へ吸入さ
れる吸気の実質的圧力を反映する信号(TE−TA
に基いて点火時期を補正する項である。
エンジン回転数Nに応じて過給圧及び過給によ
る温度上昇分が定まるが、インタークーラーによ
り冷却される結果吸気の温度・圧力がある程度低
下する。従つて、(TE−TA)が燃焼室へ吸入され
る吸気の実質圧力を反映したものである。
上記過給吸気の圧力の上昇分に応じてつまり温
度上昇分(TE−TA)に応じて燃焼室へ吸入され
る吸気の充填効率が変動することから、この充填
効率の変動に応じた点火時期の補正を行うもので
ある。即ち、過給による圧力上昇が大きくなる
と、空気充填量が多くなるので、ノツキングが発
生し易くなるから点火時期を遅角側へ補正する必
要がある。尚、(1)式の第4項DはMBT(Min.
Advanced for Best Torque)とノツク限界と
を勘案して設定される所定のオフセツト量であ
る。
以下、本実施例における点火時期制御のルーチ
ンについて第4図のフローチヤートに基いて説明
する。尚、図中S1〜S24は各ステツプを示す
ものである。
エンジンの始動とともに制御が開始されると、
S1においてメモリをクリアするなどの初期化が
実行され、次にS2において吸入空気量センサ1
1からの吸入空気量信号が読込まれ、次にS3に
おいて吸入空気量信号に基いて1気筒当たりの吸
入空気量Qaが演算される。次にS4において第
1吸気温センサ21からのAFM吸気温信号TA
読込まれ、次にS5において回転数検出センサ2
0からの回転数信号の入力の都度割込み処理によ
り回転数信号に基いて演算されメモリに記憶され
ていた最新のエンジン回転数Nがメモリから読込
まれ、次にS6においてAFM吸気温TAに基いて
密度補正係数CDが演算される。この密度補正係
数CDはAFM吸気温TAをパラメータとするメモ
リ・マツプや演算式により演算される。
次にS7において1気筒当りの空気充填量TP
が所定の定数KとCDと吸入空気量Qaとエンジン
回転数Nとに基いてTP=K・CD・Qa/Nの演算
式により演算され、次にS8においてエンジン回
転数Nと空気充填量TPとに基いて圧縮TDCから
の基本進角量θBが演算される。この基本進角量θB
はNとTPとをパラメータとするメモリ・マツプ
や演算式より決定される。
次にS9において水温センサ18からの水温信
号TWが読込まれ、次にS10において第2吸気
温センサ22からのTS吸気温信号TEが読込ま
れ、次にS11においてアイドルスイツチからの
信号やスロツトル開度信号やエンジン回転数Nな
どに基いてアイドル状態や加速状態など運転状態
が検出される。次にS12において運転状態に基
く補正進角量θCが演算される。この補正進角量θC
には加速時の遅角補正やアイドル時の遅角補正な
どが含まれており、所定のメモリ・マツプや演算
により決定されるが、この運転状態に基く補正は
一般に行われているものと同様である。
次に、S13において冷却水温TWが40℃より
小さいか否かが判定され、TW<40℃のときには
S14へ移行しまたT≧40℃のときにはS15へ
移行する。S14においては、暖機前に点火時期
を余りに進角側へ補正すると燃焼が不安定になる
ことからAFM吸気温TAが所定値TAOに設定され
る。
次にS15において空気充鎮量TPが所定値TPO
より大きいか否かが判定され、TP>TPOのときに
はS16へ移行しまたTP>TPOでないときにはS
22へ移行する。尚、上記TPOはスロツトル弁1
4が全開状態に近いときの空気充鎮量に相当する
値であり、TP>TPOの領域でのみ吸気の温度圧力
に基いて遅角補正するようにしてある。次にS1
6においてM/T車(マニユアルトランスミツシ
ヨン車)で且つトランスミツシヨンのギヤが接続
されているか否かが判定される。M/T車かA/
T車(オートマツクストランスミツシヨン車)か
はCPU26cのポートの設定から判断され、ギ
ヤ接続か否かの判定はギヤスイツチ28からの信
号に基いて判定される。その判定の結果、Yesの
ときにはS18へ移行しまたNoのときにはS1
7へ移行し、S17においてA/T車でDレンジ
か否かが判定されるが、このDレンジか否かの判
定は第3図に図示していないがシフトレバーに設
けられているシフトレバースイツチからの信号に
基いて判定される。この判定の結果Yesのときに
はS18へ移行しまたNoのときにはS22へ移
行する。次にS18において前述のように吸気の
温度圧力に基く補正遅角量θAが前記(1)式により演
算される。尚、係数A、B、Cは夫々エンジン回
転数Nをパラメータとするメモリ・マツプや演算
式から決定される。オフセツト量はDは前記のよ
うに所定値である。
次にS18において上記補正遅角量θAがθA<0
か否かが判定され、θA<0のときにはS22へ移
行しまたθA≧0のときにはS20へ移行する。S
20においてθAが所定の許容値θAnax以上か否か
が判定され、θA<θAnaxのときにはS23へ移行
しまたθA≧θAnaxのときにはS21へ移行してθA
=θAnaxと設定されS21からS23へ移行する。
S15又はS17又はS19からS22へ移行し
たときには、S22においてθA=0と設定され、
S22からS23へ移行し、S23においては、
圧縮TDCから進角側への点火時期θIGがθIG=θB
θC−θAの演算式で演算され、次にS24において
イグナイタ30へθIGで点火信号が出力され、S
24からS2へ戻る戻る。尚、上記S23におい
て決定された点火時期θIGでもつてイグナイタ3
0へ点火信号を出力する制御については、通常の
電子制御式エンジンの場合と同様である。尚、上
記S2〜S24のルーチンは例えば1msec毎の
微小時間毎に繰返し実行される。
尚、上記第1吸気温センサ21及び第2吸気温
センサ22の外に、エンジンへ吸入される吸気の
圧力を検出する圧力センサを設け、その圧力信号
とST吸気温を用いて空気充填量の変動に対する
補正量((1)式の第3項の補正量)を求めるように
してもよい。
以上説明したように、本願の点火時期制御にお
いては、外気温に近いAFM吸気温TAとST吸気
温TEとに基いて、過給による温度上昇に応じた
遅角補正と、外気温に応じた進角補正と、過給に
よる充鎮効率の増加に応じた遅角補正とを総合的
に加味した点火時期遅角量θAでもつて、基本点火
時期を補正するので、大気の状態と過給後の吸気
状態とに応じて点火時期を精密に設定し、燃焼性
の向上(エンジン出力の向上)と耐ノツク性の向
上を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
図面のうち第1図は本発明の機能ブロツク図、
第2図〜第4図は本発明の実施例を示すもので第
2図はエンジンの点火時期制御装置の全体構成
図、第3図はコントロールユニツトなど制御系の
構成図、第4図はコントロールユニツトで行われ
る点火時期制御のルーチンの概略フローチヤート
である。 11……吸入空気量センサ、20……回転数検
出センサ、21……第1吸気温センサ、22……
第2吸気温センサ、26……コントロールユニツ
ト、30……イグナイタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 過給機と、この過給機よりも下流の吸気通路
    に配設されたインタークーラとを備えた過給機付
    エンジンにおいて、 過給機よりも上流の吸気通路を流れる吸入空気
    量とエンジン回転数とを含む運転状態を検出する
    運転状態検出手段と、 運転状態検出手段の出力に基いて基本点火時期
    を設定する基本点火時期設定手段と、 過給機よりも上流の吸気通路に設けられた吸気
    温検出手段と、 過給機よりも上流側の吸気通路とインタークー
    ラより下流側の吸気通路或いはインタークーラよ
    り下流側の吸気通路に配設され、燃焼室に吸入さ
    れる吸入空気の実質的圧力を反映する信号を出力
    する吸気状態検出手段と、 吸気温検出手段の出力に基いて吸気温の上昇に
    応じて大きくなる進角方向への点火時期補正量を
    求める第1補正量決定手段と、 吸気状態検出手段からの出力に基いて上記実質
    的圧力が大きい程大きくなる遅角方向への点火時
    期補正量を求める第2補正量決定手段と、 第1補正量決定手段と第2補正量決定手段とで
    夫々決定された点火時期補正量により基本点火時
    期を補正する補正手段と、 を備えたことを特徴とするエンジンの点火時期制
    御装置。
JP61210879A 1986-09-08 1986-09-08 エンジンの点火時期制御装置 Granted JPS6365173A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61210879A JPS6365173A (ja) 1986-09-08 1986-09-08 エンジンの点火時期制御装置
US06/090,898 US4805574A (en) 1986-09-08 1987-08-31 Ignition timing control system for an internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61210879A JPS6365173A (ja) 1986-09-08 1986-09-08 エンジンの点火時期制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6365173A JPS6365173A (ja) 1988-03-23
JPH0442547B2 true JPH0442547B2 (ja) 1992-07-13

Family

ID=16596606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61210879A Granted JPS6365173A (ja) 1986-09-08 1986-09-08 エンジンの点火時期制御装置

Country Status (2)

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