JPS61275573A - 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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JPS61275573A
JPS61275573A JP11376085A JP11376085A JPS61275573A JP S61275573 A JPS61275573 A JP S61275573A JP 11376085 A JP11376085 A JP 11376085A JP 11376085 A JP11376085 A JP 11376085A JP S61275573 A JPS61275573 A JP S61275573A
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crank angle
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energization
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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】 (技術分野) 本発明は内燃エンジンの点火時期制御装置に関する。
(発明の技術的背景とその問題点) 内燃エンジンの通常運転時における点火時期制御は、エ
ンジンクランク軸の所定クランク角度位置を示す所謂T
DC信号やクランク軸の所定回転角度を示すクランク角
度信号、吸気管内絶対圧信号、エンジン温度信号、さら
には吸気温度信号等の種々の信号をエンジン動作パラメ
ータとして工ンジン運転状態に最適な点火時期を演算設
定し、この設定した点火時期に基づき点火コイルの通電
を制御(以下、これを演算点火制御という)している。
しかし、例えばエンジン始動時のように上述の点火時期
の演算に必要な各種エンジン動作パラメータの検出が完
了していない場合には演算点火制御が行えない。
また、低温時には、エンジンオイルの粘性やエンジン各
部の摺動抵抗が増加するので、クランキング時や場合に
よってはアイドリング時にもエンジン回転数が不安定に
なり回転変動が生ずる場合がある。つまり、TDC信号
やクランク角度信号の発生間隔が一定せず不安定となる
。この↓うな場合に演算点火制御が行われると、適正な
点火時期の演算設定が出来ず、エンジン作動を不安定に
しドライバビリティを阻害することになる。
そこで、前記TDC信号は各気筒の圧縮行程路りの上死
点(TDC)前の所定クランク角度位置、で発生するパ
ルス信号であるので、このTDC信号を用いて点火コイ
ルの通電開始時期及び通電停止時期、即ち点火時期を制
御する所謂固定点火制御が行えるようにし、点火制御が
エンジン回転数の所定値を境にしてこの固定点火制御と
前記演算点火制御のいずれか一方に切換えるようにした
点火時期制御装置が提案されている(例えば米国特許3
756212号)。
しかしながら、エンジン回転数のみによって演算点火制
御と固定点火制御とを切換える場合には次のような問題
がある。
即ち、点火コイルに蓄積される点火エネルギはバッテリ
電圧に依存するので、演算点火制御ではバッテリ電圧が
低い場合に点火コイルの通電時間を長(する補正を行い
、失火等が生じないようにしている。ところが、エンジ
ン始動時には例えばスタータの作動によりバッテリ電圧
が急激に低下することがあるので、このような場合に固
定点火制御から演算点火制御に切換えられると、前述し
た如き最適制御が行われ難く、失火等が生ずることにな
り、ドライバビリティを阻害する。
(発明の目的) 本発明はこのような従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、点火制御の切換時期の適正化を図ることが
できる内燃エンジンの点火時期制御装置を提供すること
を目的とする。
(発明の構成) 上記目的を達成するために、本発明に依れば、内燃エン
ジンの動作パラメータに応じエンジン運転状態に最適な
値に設定した点火時期に基づき点火コイルの通電を制御
する第1の点火制御手段と、エンジンクランク軸の少な
くとも1つの所定クランク角度位置を検出してクランク
角度信号を発生するクランク角度位置検出手段と、前記
クランク角度信号のみに依存して前記点火コイルの通電
を制御する第2の点火制御手段と、前記第1及び第2の
点火制御手段のいずれか一方に切換制御する切換制御手
段とを備えた内燃エンジンの点火時期制御装置において
、前記切換制御手段は、少なくともエンジン回転数及び
前記点火コイルに電力を供給する電源の給電電圧を含む
複数の動作パラメータに応じて前記第1及び第2の点火
制御手段のいずれに切換制御すべきかを判定し、前記第
2の点火制御手段から前記第1の点火制御手段に切換制
御すべきと判定したとき、該判定時点から所定数の前記
クランク角度信号の発生後に前記第1の点火制御手段に
切換制御することを特徴とする内燃エンジンの点火時期
制御装置が提供される。
(実施例の説明) 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明に係る点火時期制御装置の全体構成を示
すブロック図である。
この点火時期制御装置は例えば4気筒内燃エンジン(図
示せず)の点火制御を行うもので、中央演算処理装置(
以下、CPUという)10を中心に構成され、CPUl
0の入力側には入力回路11を介して各種のパラメータ
センサが接続される。
よす具体的には、エンジンのスロットル弁下流の吸気管
(共に図示せず)内絶対圧PBAを検出する絶対圧(P
BA)センサ12、エンジン本体の冷却水が充満した気
筒周壁内に挿着され、冷却水温度Twを検出するエンジ
ン水温(T w)センサ13、バッテリ電圧VBを検出
するバッテリ電圧(Va)センサ14及び吸気管内のス
ロットル弁の弁開度θTHを検出するスロットル弁開度
(θTH)センサ15が入力回路11のレベル修正回路
11a及びA/Dコンバータiibを介してCPUl0
に接続される。A/Dコンバータllbはレベル修正回
路11aで所定電圧レベルに修正された上述の絶対圧セ
ンサ12、エンジン水温センサ13、バッテリ電圧セン
サ14及びスロットル弁開度センサ15から各アナログ
信号をデジタル信号に変換して、該デジタル信号をCP
Ul0に供給する。
また、エンジンの例えばカム軸周囲に取付け、られ、各
気筒の圧縮行程路わりの上死点(T D C)の第1の
所定クラン角度位置(例えば50″BTDC)で立下が
り、第2の所定クランク角度位置(例えば10°BTD
C)で立上がるTO4信号パルスを発生するTO4セン
サ17が入力回路11の波形整形回路lidを介してC
PUl0に接続されている。
波形整形回路lidはTo<センサ17からのTO4信
号パルスを矩形パルス(第2図(alのパルスSa4゜
5a2)に整形しtcpu40に供給する。ここで、’
I”04信号のパルス幅Tは第1の所定クランク角度位
置の検出時点と第2の所定クランク角度位置の検出時点
の時間間隔を表わす。
そして、T24センサ16はTO4センサ17と同様に
カム軸周囲に取付られ、カム軸が1回転する間、即ちク
ランク軸(図示せず)が2回転する間に24個の等間隔
(クランク角度で30°間隔)パルスを発生する。T、
24センサ16は波形整形面・路11cを介してCPU
l0に接続され、波形整形回路11cで波形整形された
T24信号パルス(第2図(b) ニ示すパルスS 3
5 、  S L40〜45 、、 、320等)がC
PUl0に供給される。
一方、CPUl0の出力側には点火回路20が設けられ
、点火回路20の出力側には切換回路21を介して点火
コイル22の一次側コイル22aが接続される。点火コ
イル22の二次側コイル22bは配電器24を介して各
気筒の点火栓25゛a〜25dに接続されている。点火
回路20はcpuioよりの通電制御信号を受けて切換
回路21を介し点火コイル22の一次側コイル22aに
所定のコイル付勢電力を供給する。
さらに、前記波形整形回路lidと切換回路21間には
固定点火回路29が介挿され、この固定点火回路29は
TO4信号のパルス幅Tで規定される所定通電時間だけ
切換回路21を介して点火コイル22の一次側コイル2
2aに所定のコイル付勢電力を供給する。
切換回路21はCPUl0よりの切換信号aを受けて点
火コイル22の一次側コイル22aを点火回路20と固
定点火回路29のいずれか一方に切換接続を行う。
尚、CPUl0にはバス26を介して演算プログラム等
を記憶するROM27及び演算結果等を□ 一時的に記
憶するRAM2Bが接続されている。
次いで、上述のように構成される点火時期制御装置の作
用を第2図及び第3図を参照しながら説明する。
この点火時期制御装置においては、点火回路20を介し
た演算点火制御と固定点火回路29を介した固定点火制
御との切換制御が、後述するように、エンジンの運転状
態等に応じて行われるが、先ず第2図を参照して通常運
転時の点火制御(演算点火制御)と所定の運転時に行わ
れる固定点火制御を説明し、次に第3図を参照して演算
点火制御と固定点火制御の切換手順を説明する。
先ず、演算点火制御は次のようにして行われる。
即ち、CPUl0はTO4センサ17からのTO4信号
及びT24センサ16からのT24信号に基づき、各気
筒の基準クランク角度位置からのクランク角度ステージ
(以下これを単に「ステージ位置」という)を検出する
。即ち、例えば第2図(a)のTO4O4信号パルスS
及4Sa2が発生した直後に検出されるT24信号パル
スS40及び520(第2図(b))は例えば夫々第4
気筒及び第2気筒の圧縮行程の終りのTDC位置で発生
するものとすれば、cpUIOはTQ4信号パルスSa
<の発生直後に入力するT24信号パルスS40により
第4気筒の基準クランク角度位置(TDC位置)を検出
すると共に、この第4気筒の基準クラン角度位置と後続
の第2気筒の基準クランク角度位置間の6つに区画され
たクランク角度のうち最初のクランク角度の位置、即ち
第0ステージ位置く第2図(b)のパルス540及びS
aの立上り時点間を第0ステージ位置と定義する。以下
同様)を検出する。そして、この第0ステージ位置が検
出されると、その後に入力するT24信号パルスS41
.S42・・・により#1ステージ位置、#2ステージ
位置・・・を検出する。そして、CPUl0は各ステー
ジの時間間隔、即ち、T24信号の各パルス発生時間間
隔ME61を所定周期のクロックパルスで計測し、計測
した各ステージのM2B5値を加算して、Me値(=M
Eso+ME61+・・・+MB65)を求める。この
Me値はエンジン回転数Neの演算等に使用される。
CPUl0は所定ステージ位置(例えば、第1ステージ
位置)を検出したとき、上述した各種パラメータセンサ
からの出力信号により点火進角θIG、点火コイル通電
時間DUTY等の演算を行う。点火進角θIGは次式(
1)に基づき演算される。
θIG=θMAp+θI GCR・・・ (1)ここに
点火進角桧■Gは基準クランク角度位置(例えば第2図
山)の724信号パルスS20の発生クランク角度位置
)からのクランク角度セ表わされ、θMApは基本点火
進角であり、その値はエンジン回転数Neとエンジン負
荷を表わすパラメータ、例えば吸気管内絶対圧PBAと
の関数として与えられる。具体的には、ROM27に記
憶されたNe−Pa−θIGマツプから絶対圧検出値P
BAとエンジン回転数検出値Neとに応じた値がθMA
p値として読出される。尚、エンジン回転数Neは、前
述のようにして求めた値Meの逆数として演算される。
σIGCRは他の進遅角補正量であり、エンジン冷却水
温度Tw、吸気温度TA等によって決定される。
次いで、CPUl0は点火コイル22の一次コイル22
aの通電時間DUTYを演算する。この通電時間DUT
Yはコイルの加熱防止及び点火栓での失火防止の双方の
要請から最適値に設定され、一般にはエンジン回転数N
eの関数として求められ、求めた値をバッテリ電圧Va
で補正する。
次に、CPUl0は上述のようにして求めた点火進角θ
IG及び通電時間DUTYから一次コイル22aの通電
開始時期TDUT及び通電停止時期TIGを演算する。
先ず、点火進角θIG、通電時間DUTYより一次コイ
ル22aに通電開始すべきクランク角度位置(第2図(
C)のt1時点に対応する位置)を基準クランク角度位
置から逆算し、この通電開始すべきクランク角度位置が
どのステージ位置にあるかを判別する。そして、判別さ
れたステージ位置(図示例では#2ステージ位置)のT
24信号パルスが入力する時点10  (第2図(C)
)からクランク軸の回転により通電開始すべきクランク
角度位置に至るに要する時間を求め、この時間を通電開
始時期TDUTとするのである。
同様にして、点火進角θIGからコイル22aの通電を
停止すべきクランク角度位置(第2図(C)のt3時点
に対応する位置)がどのステージ位置にあるかを判別す
る。そして、判別されたステージ位置(図示例では#4
ステージ位置)のT2d信号パールスが入力する時点t
2からクランク軸の回転により通電を停止すべきクラン
ク角度位置に至るに要する時間を求め、この時間を通電
停止時期TIGとする。
CPUl0はコイル22aの通電開始すべきステージ位
置のT24信号パルス(S 42 )を検出したとき(
10時点)からCPUl0の内部に備えられている通電
用カウンタにより通電開始時期TOOTの経過を待ち、
通電開始時期TDUTが経過した時点(1+時点)で駆
動回路20に通電制御信号を供給する。そして、コイル
22aの通電を停止すべきステージ位置の724信号パ
ルス(S 44 )を検出したとき(t2時点)から、
CPUl0の内部に備えられている通電停止用カウンタ
により通電停止時期TIGの経過を待ち、通電停止時期
TIGが経過した時点(1+時点)で駆動回路20への
通電制御信号の供給を停止する。
駆動回路20はCPUI Oからの通電制御信号が供給
されている間に亘って切換回路21を介して点火コイル
22の一次コイル22aにコイル付勢電力を供給する。
この駆動回路20からのコイル付勢電力の供給が遮断さ
れたとき、点火コイル22の二次コイル22b側に高電
圧が発生し、この高電圧は配電器24を介して点火栓(
図示例では点火栓25c)に供給され、該点火栓で火花
放電、即ち点火が生じる。
また、固定点火制御は固定点火回路29及び切換回路2
1を介して行われる。即ち、T調信号パルスの立下り時
点及び立上り時点が示すクランク角度位置を夫々通電開
始時期及び通電停止時期とし、パルス幅Tに相当する時
間に亘り点火コイル22の一次側コイル22aにコイル
付勢電力を供給し、TO4信号が示すクランク角度位置
で点火一時期を制御するものである。
この固定点火制御は上述した演算点火制御が行えない所
定のエンジン状態、即ちエンジン始動時の所定期間、吸
気管内絶対圧(PBA)センサ12等の異常時、CPU
l0の故障等が検出され初期化された後等において行わ
れる。
次に、第3図を参照して演算点火制御と固定点火制御の
切換制御手順を説明する。
先ず、最初のステップ31ではステージ#0が検出され
たか否か、即ちT個信号の立上り直後の724信号の検
出が行われたか否かが判別される。
前述したように、ステージ#0は演算点火制御を行う際
の基本パラメータであるエンジン回転数を検出する起点
である。ところが、エンジン始動時点、あるいはCPU
暴走時の初期化時点におけるクランク軸は任意のクラン
ク角度位置からスタートする。従って、先ずステージ#
O検出の有無の判別を行い、判別結果が否定(No)の
場合は本プログラムを終了し、また肯定(Yes)の場
合には次のステップ32に進む。
ステップ32では検出したエンジン回転数NBが所定判
別回転数IGCNE以上であるか否かが判別され、その
判別結果が否定(No)であればステップ35(固定点
火制御)に進み、また肯定(Yes)であればステップ
33に進む。ここで所定判別回転数IGCNEとしては
判別値IGCNEH(例えば650rpm)と判別値I
GCNEL (例えば350 rpm )の2つの判別
値が設定され、判別値IGCNEH(650rpm)は
固定点火制御から演算点火制御に移行する場合に、また
判別値I G CN E L (350rpm)は逆に
演算点火制御から固定点火制御に移行する場合に夫々用
いられる。このように固定点火制御と演算点火制御の切
換条件の1つであるエンジン回転数の判別回転数にヒス
テリシス特性を設定しであるのは次の理由による。
演算点火制御における点火時期の設定にはエンジン回転
数が安定的に検出できる必要があり、またこのエンジン
回転数は前述したようにT24信号パルスの発生時間間
隔に依存する。
ところが、エンジン始動初期では、エンジン温度が低い
のでエンジンオイルの粘性やエンジン各部の摺動抵抗等
の影響でクランク軸の回転が円滑でなく、T24信号パ
ルスの発生時間間隔が不規則となり、正確なエンジン回
転数の検出が困難である。そこで、エンジン始動時では
クランク軸の回転が円滑でなくても、所定のクランク力
度位置になれば確実に点火が行える固定点火制御によっ
てエンジンの運転を行うようにし、エンジン回転数が安
定的に検出できるアイドル回転数近傍にエンジン回転数
が高まった時点で演算点火制御に切換えるようにし、こ
の時の判別値として例えば650rpn+の回転数を設
定した。
一方、演算点火制御から固定点火制御に切換える場合、
即ち安定にエンジン回転している運転状態からエンジン
回転がさらに低い状態、例えば電気的負荷等により一時
的に誘起される低回転に移行した場合には、エンジン回
転数は始動時に比べ低い値になるまで正確に検出できる
ので、この場合には前記判別値IGCNII!Hよりも
低い値IGCNEL (例えば350rpm)までは演
算点火制御により最適な点火時期で運転が継続できるよ
うにした。
次にステップ33では、バッテリ電圧の“検出値VBが
所定値IGCEVB (例えば8V)以上あるか否かが
判別され、その判別結果が否定(No)であればステッ
プ35(固定点火制御)に進み、また肯定(Yes)で
あればステップ34に進む。
即ち、例えばエンジン始動時におけるバッテリ電圧は始
動直後にスタータの作動により急激に低下しその後回復
する経過を辿る場合があり、その回復経過時のバッテリ
電圧が判別値IGCEVB(例えば8V)以下の場合に
は固定点火制御(ステップ35)を行わせ、またバッテ
リ電圧が判別値IGCEVB以上の場合には後述のステ
ップ34の判別を介して演算点火制御(ステップ36)
を行わせるのである。
演算点火制御では、前述したように、点火時期を演算設
定する際にバッテリ電圧Vaを検出し、バッテリ電圧に
応じて点火コイル22の通電時間を補正し、点火エネル
ギの不足による失火が生じないようにしている。ところ
が、エンジン始動時のバッテリ電圧の変化の大きいとき
に演算点火制御に切換えられると、設定した通電時間で
は点火エネルギが不足して失火する可能性がある。一方
、固定点火制御はTO4信号のパルス幅Tに相当する時
間間隔に亘り点火コイルに通電を行うが、パルス幅Tに
相当する時間間隔はエンジン回転数が小さい程長くなる
。即ち、TO4信号のパルス幅Tを適宜な大きさのもの
とすることにより、演算点火制御では失火を生ずる程度
にバッテリ電圧が低い場合でも、固定点火制御にすれば
失火が生じない程度の点火エネルギを供給できることば
なる。
次にステップ34では演算点火制御に必要な点火進角θ
IGの演算が終了したか否かが判別される。この判別は
Tcx信号の発生数によって行われる。即ち、点火進角
θIGの演算を行うには先ずエンジン回転数を求める必
要がある。ところで、エンジン回転数を正確に求めるに
は#0乃至#5の各ステージにおける前記ME61値が
検出されていなければならず、これにはクランク軸が少
なくともITDC間隔(180°)回転しなければなら
ない。そして、次のTDC位置と更に次のTDC位置間
の所定のステージ(例えば#0ステージ)で点火進角の
演算が実行される。そこで、TO4信号の発生数により
経過したTDC位置数を監視し、ステップ34を初めて
実行した後T04信号の発生数が所定数(例えば2)に
達したとき、点火時期の演算を終了したと判定するよう
にした。このステップ34の判別結果が肯定(Yes)
となったときステップ36に進み演算点火制御が実行さ
れ、また否定(NO)であればステップ35に進み固定
点火制御が引続き実行される。
(発明の効果)4゜ 以上詳述したように、本発明の内燃エンジンの点火時期
制御装置によれば、演算により設定される点火時期に基
づき点火コイルの通電を制御する第1の点火制御手段と
クランク角度信号にのみ依存して前記点火コイルの通電
を制御する第2の点火制御手段との切換制御を行う切換
制御手段は、少なくともエンジン回転数及び前記点火コ
イルに電力を供給する電源の給電電圧を含む複数の動作
パラメータに応じて前記第1及び第2の点火制御手段の
いずれに切換制御すべきかを判定するようにしたので、
該切換制御を正確に実行することができ、失火の防止が
図れる。更に前記第2の点火制御手段から前記第1の点
火制御手段に切換制御すべきと判定したとき、該判定時
点から所定数の前記クランク角度信号の発生後に前記第
1の点火制御手段に切換制御するので、点火時期の演算
が終った時点で第1の点火制御手段に切換えられること
になり、確実な点火が得られ、切換時の運転性能の向上
が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る点火時期制御装置の構成を示すブ
ロック図、第2図はToL4信号、T24信号発生の様
子、及び点火進角θIG等の演算時期を示すタイミング
チャート、第3図は切換制御手順を示すフローチャート
である。 10−CPU、14・−Vs セフす、16”424セ
ンサ、17・・・TO4センサ、20・・・点火回路、
21・・・切換回路、22・・・点火コイル、29・・
・固定点火回路。 出願人  本田技研工業株式会社 代理人  弁理士 渡 部 敏 音 間 長門侃二

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、内燃エンジンの動作パラメータに応じエンジン運転
    状態に最適な値に設定した点火時期に基づき点火コイル
    の通電を制御する第1の点火制御手段と、エンジンクラ
    ンク軸の少なくとも1つの所定クランク角度位置を検出
    してクランク角度信号を発生するクランク角度位置検出
    手段と、前記クランク角度信号のみに依存して前記点火
    コイルの通電を制御する第2の点火制御手段と、前記第
    1及び第2の点火制御手段のいずれか一方に切換制御す
    る切換制御手段とを備えた内燃エンジンの点火時期制御
    装置において、前記切換制御手段は、少なくともエンジ
    ン回転数及び前記点火コイルに電力を供給する電源の給
    電電圧を含む複数の動作パラメータに応じて前記第1及
    び第2の点火制御手段のいずれに切換制御すべきかを判
    定し、前記第2の点火制御手段から前記第1の点火制御
    手段に切換制御すべきと判定したとき、該判定時点から
    所定数の前記クランク角度信号の発生後に前記第1の点
    火制御手段に切換制御することを特徴とする内燃エンジ
    ンの点火時期制御装置。 2、前記第1の点火制御手段は前記所定数のクランク角
    度信号が発生する期間に点火時期の設定を完了させるこ
    とを特徴とする内燃エンジンの点火時期制御装置。
JP11376085A 1985-05-27 1985-05-27 内燃エンジンの点火時期制御装置 Granted JPS61275573A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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