JPS59208161A - 内燃エンジンの点火時期制御装置 - Google Patents

内燃エンジンの点火時期制御装置

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JPS59208161A
JPS59208161A JP8341683A JP8341683A JPS59208161A JP S59208161 A JPS59208161 A JP S59208161A JP 8341683 A JP8341683 A JP 8341683A JP 8341683 A JP8341683 A JP 8341683A JP S59208161 A JPS59208161 A JP S59208161A
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JP
Japan
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signal
ignition timing
output
ignition
circuit
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Application number
JP8341683A
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English (en)
Inventor
Tsuneo Nakajima
中島 恒雄
Shinzou Sakai
佐海 慎三
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59208161A publication Critical patent/JPS59208161A/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
    • F02P3/00Other installations
    • F02P3/02Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04Layout of circuits
    • F02P3/055Layout of circuits with protective means to prevent damage to the circuit, e.g. semiconductor devices or the ignition coil
    • F02P3/0552Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/0554Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (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】 本発明は内燃エンジンの電子式点火時期制御装置に関し
、特に、クランク角をクランク軸回転角度信号と基準信
号とにより算出し、算出されたクランク角に基いて点火
時期を制御する電子式点火時期制御装置に関する。
一般に電子式点火時期制御装置では、内燃エンジンの点
火角度はエンジンの吸気管内絶対圧とエンジン回転数に
基い゛(算出さり、’t”ノンク角力島この点火角度に
なったときに点火装置を作動させるようになっている。
このため、エンジンにはクランク軸の回転角を検出する
回転角検出器が配設されており、この回転角検出器はク
ランク軸の所定角例えば上死点を表わす基準信号(第1
の信号)と、この上死点からの回転角を表わすクランク
軸回転角度信号(第2の信号)とを検出し、こられの両
信号に基いて中央演算処理装置等の演算装置でクランク
角を算出する。
エンジン回転数が安定で且つ」二記演算装置力へ正常に
作動する場合には、基準信号とクランク軸回転角信号と
により算出された前記クランク角と実際のクランク軸の
回転角とが精度よく一致するがエンジンのクランキング
時等のエンジンの回転数が低く不安定な場合や、又は演
算装置に供給する電圧が規定電圧以下となり、当該演算
装置が正常に作動し得ない場合等には、演算されたクラ
ンク角と実際のクランク角とが対応しなくなり、従って
演算されたクランク角に基いて点火がなされると正確な
点火時期が得られなくなる。
このため、クランキング時等には演算装置の演算結果に
よる点火時期の制御を行なわずに上述の基準信号を直接
点火信号とする方法が考えられる。
しかし、このように基準信号を点火信号としてエンジン
を運転しているときに例えばエンジンの回転か大幅に低
下し、回転角度検出器から出力される基準値信号の出力
時間が長くなることがある。
斯かる場合に、何らかの手段を講じないと点火コイルへ
の通電時間が長くなりコイルの発熱によるの不具合が生
ずる。
本発明は上述に鑑みてなされたもので、基準信を点火時
期制御信号として使用するとき基準信号が所定時間以上
に亘って点火コイルに供給されないように、点火コイル
の発熱等の不具合を回避することを目的とする。この目
的を達成するため本発明では、エンジンの運転状態に応
じた点火角度を演算し、クランク軸の特定の回転角度位
置毎に発生する第1の信号と該第1の信号間の所定のク
ランク角を表わす第2の信号と前記点火角度とに基いて
点火時期制御信号を出力する電子式点火時期制御装置に
おいて、エンジン回転数及び/又は前記電子式点火時期
制御装置の電源電圧を検出し、前記エンジン回転数が所
定回転数以下又は前記電源電圧が所定電圧以下のときは
前記点火時期制御信号に替えて前記第1の信号を点火時
期制御信号として出力する切替手段と前記第1の信号を
点火時期制御信号とする場合には当該第1の信号の出力
時間を所定時間以下に規制するタイマ回路とを備えた内
燃エンジンの電子式点火時期制御装置を提供するもので
ある。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す第1図は
本発明による電子式点火時期制御装置の制御手段を示す
制御プログラムのブローチャー1〜である。
本プログラムは内燃エンジンを始動するためにイグニシ
ョンスイッチが投入されると読み出され先ず、全てのメ
モリ、カウンタ等が初期化(イニシャライズ)さ1t(
ステップ1)、次にエンジン回転数N eが所定回転数
例えば300rpmより大きいか否かが判別される(ス
テップ2)。この判別結果か否定(No)の場合即ちエ
ンジン回転数Neが300rpm迄達していない場合は
ステニブ3に進み、後述する切換回路30(第3図)を
切換えてToイ信号(基準信号)により点火時期を制御
し、その後再びステップ2における判別が実行される。
ここで、エンジン回転数NeはT24信号(クランク軸
回転角信号)のパルス周期から演算される。
ステップ2の判別結果が肯定(Yes)の場合、即ちエ
ンジン回転数Neが30Orpm以上の場合にはステッ
プ4に進み、現在のステージがステージ1であるか否か
が判別される。ステージ1とは、To4信号(第4図(
C))が発生した後火のTo、、信号が発生するまでの
間に等間隔で所定数例えば6個発生するT24信号に、
第4図(b)に示すように順次0,1,2,3,4.5
と付番したとき、最初の0番目の信号の立下りから次の
1番目の信号の立下りまでの期間をいう。即ち、各T2
.信号間はクランク軸の30度の回転角を示し、0番目
の信号の立下りの時点を各気筒の上死点とした場合、ス
テージ1は各気筒における上死点から30度の回転区間
をいう。ステージ2とは1番目の信号の立下りから2番
目の信号の立下りまでをいう。以下同様にしてステージ
3,4゜5.0とする。
ステップ4の判別結果が否定(NO)の場合、即ち、現
在のステージがステージ2,3,4.5又は0の場合に
は、例えばT24信号のパルス間を補間演算したり後述
するステップ10で演算した点火角度θigに基いて点
火時期を決定したりする処理がなされる。
ステップ4の判別結果が肯定(Yes)の場合、即ち現
在のステージがステージIである場合には、エンジンの
吸気管内の絶対圧を検出する絶対圧センサからの出力信
号(PB値)を読み込み(ステップ5)、次にT2I信
号のパルス周期の平均値からエンジン回転数の平均値N
 e a vを算出しくステップ6)、ステップ7に進
む。
ステップ7ではエンジン回転数Neが所定回転数例えば
20Orpmより大きいか否かが判別される。ステップ
2でエンジン回転数Neが30Orpmより大きいか否
かを判別した後に再びステップ7でエンジン回転数N 
eの大きさを判別するのは、クランキング中はエンジン
回転数Neが非常に不安定であり切替のエンジン回転数
Neに一定のヒステリシス幅を持たせる必要があるから
である。このステップ7の判別結果が否定(NO)の場
合、即ちエンジン回転数Neが低下して200rpm以
下になった場合にはステップ3に進みT。、l信号によ
り点火時期を制御し1判別結果が肯定(Yes)の場合
には次のステップ8に進む。
ステップ8では、中央演算処理装置(以下[CPUJと
いう)等を作動させる電源電圧例えばバッテリの出力電
圧Vnが所定電圧VBo(例えば7vンより小さいか否
かが判別される。CPUは通常5■以下ではその正常な
作動が保証されないために、CPIJが確実に作動する
所定の電圧VBO(約7V)とバッテリ出力電圧VBと
を比較判別する。
ステップ8の判別結果が肯定C■es)の場合、即ちC
PUtこ印加されるバッテリ電圧Vnが所定電圧〜’!
3 cJ5下の場合にはステップ3に進み、To、。
信号により点火時期が制御される、判別結果が否定(N
o)の場合には点火時期の制御をCPUの出力信号で行
なうため後述する切替装置30(第3図)をCP U側
に切替え(ステップ9)2次にステップ】0に進み点火
角度θigを算出する。すなわち、点火角度θigはス
テージ1の間において算出される。
点火角度eigは、例えばメモリに予め記憶されている
データから、ステップ5で読み込んだ吸気管内絶対圧P
B値とステップ6で算出したエンジン回転数の平均値N
 e a vとに基いて決定される。この点火角度01
gはPB値、Neav値の他に、他の値例えばエンジン
冷却水温等のパラメータとして決定してもよい。
第2図は第1図で説明した制御方法で制御される電子式
点火時期制御装置の全体を説明するブロック図である。
第2図において、CPUを具備する電子コントロールユ
ニット(以下rECUJという)20には、前記CPU
等を作動させるための電源例えばバッテリ(図示せず)
の出力電圧Vnを検出する電源電圧検出器21からの出
力信号、内燃エンジンの吸気管(図示せず)に配設され
た吸気管内絶対圧センサ22からの出力信号、クランク
軸の各気筒(例えば4気筒)の上死点近傍位置を検出す
る回転角度検出器23からのT o 4信号(第4図(
c))、及びクランク軸の所定の回転角を逐次検出する
回転角検出器24からのT2.1信号(第4図(b))
が夫々入力される。そして、ECU20はこの4つの入
力信号に基いて点火コイル26の一次側に接続される点
火回路25に点火制御信号を出力し、点火コイル26の
一次コイルに通電する電流を断続して所定の点火時期に
点火コイル26の二次側コイルに高電圧を発生させる。
この点火コイル26の二次側コイルに発生する高電圧は
分配器27によって各気筒のスパークプラグ28に分配
電される。
第3図は第2図に示すECU20の内部構成を示すブロ
ック図である。
ECU20の波形整形回路20】の入力端子は回転角検
出器23の出力端子に、出力端子はCPU202の入力
端子202aに接続され、波形整形回路203の入力端
子は回転角検出器24の出力端子に、出力端子はCPU
202の入力端子202bに接続される。
レベル修正回路204の各入力端子は電源電圧検出器2
1及び吸気管内絶対圧センサ22の各出力端子に接続さ
れ、レベル修正回路204の各出力端子はアナログ−デ
ジタルコンバータ(以下「ハ/Dコンバータ」という)
 2o5の各入力端子に接続され、A/Dコンバータ2
05の出力端子はCPU202の入力端子202cに接
続される。ソシテ、A / D ml ンバータ205
はCP U2O5(7)出力端子202dに接続され、
A/Dコンバータ205がCPU202の入力端子20
2cに供給する電源電圧信号とPBセンサ信号とが該出
力端子202dがらプログラムに基いて出力される信号
により切替えら九る。
ECU2i二内蔵さ九た切替回路3oは、D型フリップ
プロップ回路301,302、インバータ303.オア
回路304,305,306及びナンド回路307から
成り、D型フリップフロシブ回路301の入力端子りは
電源接続端子206に、クロック入力端子CKは波形整
形回路203の出力端子に、リセット端子Rはオア回路
304の出力端子に、出力端子QはD型フリップフロッ
プ回路302のクロック入力端子CKに夫々接続される
D型フリップフロップ回路302の入力端子りはCPU
202の制御信号出力端子202eに。
リセット端子Rはリセット信号入力端子2o7に、出力
端子Qはインバータ303の入力端子に夫々接続される
。オア回路304の一方入力端子は波形整形回路201
の出力端子に、他方入力端子はリセット信号入力端子2
07に夫々接続される。
オア回路305の一方入力端子はCPU202の点火時
期制御信号出力端子202fに、他方入力端子はインバ
ータ303の入力端子に夫々接続される。オア回路30
6の一方入力端子はインバータ303の出力端子に、他
方入力端子はタイマ回路40のアンド回路41の出力端
子41cに夫々接続される。これらのオア回路305及
び306の各出力端子はナンド回路307の各入力端子
に接続され、ナンド回路307の出力端子は点火回路2
5(第2図)の入力端子に接続される。
タイマ回路40のアンド回路41の一方入力端子41a
は波形整形回路201の出力端子に接続されると共に抵
抗R1を介して接地され、他方入力端子41bはインバ
ータ42の出力端子に接続されている。インバータ42
の入力端子はコンデンサCIを介して接地されると共に
、抵抗R2を介して端子41. aに接続される。さら
に、インバータ42の入力端子はダイオードD】のアノ
ードに接続され、ダイオードD1のカソードは抵抗R3
を介して端子41aに接続される。
次に第3図に示す電子式点火時期制御装置の作動を第1
図のフローチャート及び第4図のタイミングチャートを
参照しながら説明する。
イグニッションスイッチが投入されるとECU20が初
期化されると共にエンジンが始動され、図示しないクラ
ンク軸が回転する。クランク軸の回転に伴ない回転角検
出器23がら各気筒の上死点近傍位置を示すTo4信号
(第4図(C))が出力され、波形整形回路201で波
形整形された後オア回路304の入力端子、CPU20
2の入力端子202a及びタイマ回路4oに供給される
また、回転角検出器24がらは前記クランク軸の所定の
回転角度毎にクランク角を表すT24信号(第4図(b
))が出方され、波形整形回路2o3で波形整形された
後CPU202の入力端子202bとD型フリップフロ
ップ回路301のクロック入力端子CKに供給される。
電源電圧検出器21及び吸気管内絶対圧センサ22の各
出力信号はレベル修正回路204でレベル修正された後
A/Dコンバータ205により対応するデジタル信号に
変換さ九、CPU202の入力端子202cに供給され
る。
CPU202は、入力端子2o2bに入力した各T24
信号のパルス周期をクロックパルスでカウントし、この
カウントした値からエンジン回転数Neを逐次算出する
。また、0番目から5番目までの各T24信号に基いて
算出されたエンジン回転数Neからエンジン回転数の平
均値Neavを算出する(第1図のステップ6)。さら
に、CPU202は入力端子202dに入力した吸気管
内絶対圧PBに対応する信号と上記エンジン回転数の平
均値Neaνがら点大角度。igを算出する(第1図の
ステップIQ)。′そして、算出した点火角度θigと
To4信号及びT21.信号に基き点火時期を演算し、
この演算結果に基く点火時期制御借りを出力端子202
fから出力する。
また、CPU202はエンジン回転数Neが所定回転数
例えば30Orpmより大きいか否かの比較判別を行な
い(第1図のステップ2)、この判別結果が肯定(N 
c>300 r pm)の場合には出力端子202Cの
出力電圧をノ1イレベルにし。
否定(Ne≦30Orpm)の場合には、この出力電圧
をローレベルにする。さらに、CPU202はノスツテ
リの出力電圧VBを電源電圧検出器21から読み込み、
このバッテリ電圧Vsが所定電圧Vn。
より小さいか否かの比較判別を行ない(第1図のステッ
プ8)、この判別結果が否定(Vs≧Voo)の場合に
は出力端子202eの出力電圧をノ)イレベルにし、肯
定(V e <V B O)の場合には、この出力電圧
をローレベルにする。また、前記ステップ2でエンジン
回転数Neが30Orpmより大きいと判別して出力端
子202eの出力電圧をノ)イレベルにしたときには、
再びエンジン回転数Neを前記所定回転数より小さな値
例えば20Orpmと比較判別しく第1図のステップ7
)、このときのエンジン回転数Neが20Orpm以下
のとき(ステップ7の判別結果が否定のとき)に出力端
子202eの出力電圧をローレベルにする。
前記イグニシゴンスイッチが投入さJxると入力端子2
07にリセット信号(第4図(a))力<(It。
給され、フリッププロップ回路301と302とがリセ
ットされ、フリップフロップ回路301の出力端子dの
出力が))イレベルになり、フリップフロップ回路30
2の出力端子dが出力力1ノ1イレベルになる(第4図
(f)の点A)。従って、オア回路305の出力はCP
U202の出力端子202fに現われる点火時期制御信
号に拘らず常しこノ1イレベルとなる。一方、オア回路
306の出力【まタイマ回路40の出力信号となる。T
Ol、信号のノτルス幅が短いときは、TO4信号よっ
て充電されるコンデンサC1の端子電圧即ちインノヘー
タ42の入力端子に印加される電圧は当該インA−夕4
2の出力をハイレベルからローレベル[;反転させる閾
値電圧に達せず、アンド回路41の出カイ言号番まT 
o 、+信号と同一信号となる。この結果5ナン1く回
路307からTo4信号に応じた信号が出力さJして点
火回路25 (第2図)に供給される。点火回路25は
とのT。1.信号に応じて作動して点火コイル26(第
2図)の−次コイルに第4図(11)に示すように、T
o、、信号のパルス幅に相当する期間だけ電流を供給す
る。この−次コイルの電流が遮断されたときに点火コイ
ル26の二次コイルに高電圧が発生して点火がなされる
クランキング状態が続きエンジン回転数Neが300r
pmに達しない場合(第1図のステップ2の判別結果が
否定)、又は電源電圧VBが所定電圧V e o以下の
場合(第1図のステップ8の判別結果が肯定)には、C
PU202の出力端子202eの出力はローレベルのま
まであり、フリップフロップ回路302の出力端子Φの
出力はハイレベルに保持され(第4図(f)の点B)、
上述と同様にTOJ信号により点火時期の制御が行なわ
れる。
エンジン回転数Neが上昇して300rpmを超え(第
1図のステップ2の判別結果が肯定)、且つ電源電圧v
Oが所定電圧780以上(第1図のステップ8の判別結
果が否定)のときには、CPU202の出力端子202
eに出力される信号がハイレベルとなる(第4図(e)
の点C)。
フリップフロップ回路301の入力端子りには電源電圧
vI+が印加さJし、りUツク入力端((: KにはT
24信号が供給され、リセソ1一端子RLs(まオア回
路304を介してTO,I信号が供給さilでいるので
、出力端子dからは第4図(d)&こ示すようにTO4
信号発生直後に発生するO番目のT2.1信号の立下り
の時点で立下るパルス信号が出力される。
フリップフロップ回路302のクロック入力端子CKに
上述のフリップフロップ回路301の出力端子寛からの
出力信号が供給される。この状態で、例えば第4図(e
)の点Cで示すようしこ、’I” o −+信号間にお
いてフリップフロップ回路302の入力端子りに供給さ
れる信号がノ\イレベルシコ変イヒし。
た場合にはフリッププロップ回路302の出力端子るの
出力信号は、点C以後最初にブリツプフロソブ回路30
2のクロック入力端子CKに入力するパルス信号の立下
りの時点(第4図(f)の点D)てローレベルに変化す
る。
第4図(f)の点りの時点においてフリップロノブ回路
302の出力端子Qの出力がローレベルになると、イン
バータ303の出力がハイレベルとなり、オア回路30
6の出力はTo、信号に拘らずフ1(にハイレベルとな
る。一方、オア回路305の出力はCPU202の出力
端子202fから出力される点火時期制御信号(第4図
(g))に応した信号となり、点火回路25 (第2図
)にはCP LJ 202の出力か供給される。
エンジン回転数N eが減少して20Orpm以下にな
るか、またはエンジン運転中にバッテリ電圧Vnか低下
して所定電圧以下になった場合には、CP U 202
の出力端子202eに出力される信号がローレベルとな
る。このローレベルに変化した出力端子202eがらの
出力信号がフリップフロップ回路302の入力端子りに
供給されると、フリップ回路302の出力端子この出力
信号は入力端子りに供給された信号の変化直後にタロツ
ク入力端子CKに入力したパルス信号の立下りの時点即
ちO番目のT2.l信号の立下りの時点でハイレベルと
なる。この結果、点火回路25 (第2図)にはT o
、、信号に応じた点火時期制御信号が供給される。
エンシ〉゛回転数Neか大幅に低下して■゛0.0.信
号ス幅が長くなったり、またエンジンス1〜−ルを起こ
してT。、1信号か、第5図(a)に示すように発生し
つづけた場合には、タイマ回路71OのコンデンサC1
かこのT。、l信号により充電されてインバータ42の
入力端子に加わる電圧が第5図(b)に示すように上昇
する。この電圧がインバータ42の閾値電圧を超えると
(第5図(1))の点E)、インバータ42の出力は反
転してローレベルになる。即ち、アンド回路41の出力
信号は、第5図(c)に示すように、To4信号発生か
らコンデンサC1と抵抗R2とで決定される時定数で決
まる所定時間後にコンデンサC1の端子電圧が前記閾値
電圧を超えたときにローレベルとなろ。そして、ゴo、
I信号がローレベルになったどきに、コンデンサCIに
蓄積された電荷がダイオ−j−:’ D 1、抵抗R3
,R+を介して速かに放電される。
従って、To、l信号を直接点火信号に使用しても、点
火コイル26の一次側コイルへの通電が長くなりすぎて
発熱によって点火コイルが劣化したり焼損する虞れがな
い。
尚、上述の実施例ではコンデンサと抵抗とによって決ま
る時定数を利用したタイマ回路について述へたが、本発
明はこれに限定されるのもではなく、E CU 20内
にカウンタを設けて時間をR]数し、この計測し、た時
間か所定時間を経過したときに例えば回転角検出器23
から出力されるT。、信号をローレベルにしたり、或は
To、、信号の点火回路への供給を停止させるようにし
てもよい。また、CP U 202内で処理されるプロ
グラムにタイマ回路と同じ機能を果す処理手段を書き込
んでもよい。
以上説明したように本発明によれは、エンジンの運転状
態に応して点火角度を演算し1、クランク軸の特定の回
転角度位置毎に発生する第1の信号と該第1の信号間の
所定のクランク角を表す第2の信号と前記点火角度とに
基いて点火時期制御信号を出力する電子式点火時期制御
装置において、エンジン回転数及び/又は前記電子式点
火時期制御装置の電源電圧を検出し、前記エンジン回転
数が所定回転数以下又は前記電源電圧が所定電圧以下の
ときは前記点火時期制御信号に替えて前記第1の信号を
点火時期制御信号として出力する切替手段と、前記第1
の信号を点火時期制御信号とする場合には当該第1の信
号の出力時間を所定時間以下に規制するタイマ回路とを
備えたので、クランキング時等に基準信号で点火を行っ
ても点火コイルへの長時間に亘る通電□を防止すること
ができ、点火コイルの発熱による劣化、焼損等を回避す
ることがきる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電子式点火時期制御装置の制御プ
ログラムの一実施例を示すフローチャ−1・、第2同は
本発明を適用した電子式点火時期制御装置の全体を説明
するブロック図、第3図は第2図の電子コ〉・トロール
ユニットの内部構成を示すブロック図、第4図(a)〜
(h)は第3図に示す電子コンI〜ロールユニットの動
作を説明するタイミングチャート、第5図(a)〜(c
)は第3図に示す電子コンhロールユニソ1−に内蔵さ
れたタイマ回路の動作を説明するタイミングチャー1−
である。 20・・電子コン1ヘロールユニノト、21 電源電圧
検出器、22・・・吸気管内絶対圧センサ、23゜24
 ・回転角度検出器、25 点火回路、26・・点火コ
イル、30 切替回路、40・・・タイマ回路。 出願人  本田技研工業株式会社 代理人 弁理士 渡部敏彦 潮1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 エンジンの運転状態に応じて点火角度を演算し、
    クランク軸の特定の回転角度位置毎に発生する第1の信
    号と該第1の信号間の所定のクランク角を表わす第2の
    信号と前記点火角度とに基いて点火時期制御信号を出力
    する電子式点火時期制御装置において、エンジン回転数
    及び/又は前記電子式点火時期制御装置の電源電圧を検
    出し、前記エンジン回転数が所定回転数以下又は前記電
    源電圧が所定電圧以下のときは前記点火時期制御信号に
    替えて前記第1の信号を点火時期制御信号として出力す
    る切替手段と、前記第1の信号を点火時期制御信号とす
    る場合には当該節1の信号の出力時間を所定時間以下に
    規制するタイマ回路とを備えたことを特徴とする内燃エ
    ンジンの電子式点火時期制御装置。
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