JPS63235664A - 中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置及びその制御方法 - Google Patents
中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置及びその制御方法Info
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- JPS63235664A JPS63235664A JP27804086A JP27804086A JPS63235664A JP S63235664 A JPS63235664 A JP S63235664A JP 27804086 A JP27804086 A JP 27804086A JP 27804086 A JP27804086 A JP 27804086A JP S63235664 A JPS63235664 A JP S63235664A
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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。
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、中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置及び
その制御方法に関するらのである。
その制御方法に関するらのである。
(従来技術及びその問題点)
一般に中・大形ガス機関においては、窒素酸化物の規制
のために三元触媒を用いるが、空気過剰率λをほぼ1で
運転するため、ノッキング(以下「ノック」と称す)が
発生しやすく、ノックが発生すると、出力の低下及び燃
費の悪化を伴う。燃費及び出力の向上を図るためには、
ノック寸前まで点火時期を進める必要がある。すなわち
第14図に八で示すノック寸前の範囲に点火時期を保つ
必要があるが、ノック範囲は変動するため、ノック寸前
の状態を保つには、高速でかつ精密な点火進角の制御が
必要となる。
のために三元触媒を用いるが、空気過剰率λをほぼ1で
運転するため、ノッキング(以下「ノック」と称す)が
発生しやすく、ノックが発生すると、出力の低下及び燃
費の悪化を伴う。燃費及び出力の向上を図るためには、
ノック寸前まで点火時期を進める必要がある。すなわち
第14図に八で示すノック寸前の範囲に点火時期を保つ
必要があるが、ノック範囲は変動するため、ノック寸前
の状態を保つには、高速でかつ精密な点火進角の制御が
必要となる。
従来の中・大形ガス機関では、ノックの発生を避けるた
めに、ノック範囲に対して充分余裕を持って点火進角を
決定しており、ノック寸前の状態を保つような制御はし
ていなかった。したがって燃費及び出力を充分に向上さ
せることはできなかった。
めに、ノック範囲に対して充分余裕を持って点火進角を
決定しており、ノック寸前の状態を保つような制御はし
ていなかった。したがって燃費及び出力を充分に向上さ
せることはできなかった。
ところで、上記のようなノック寸前の状態を保つ制御を
行なうためには、ノック信号を精度よく検出する必要が
ある。従来、ノック信号の検出には、第15図に示すよ
うに、ヘッドブロック、1とヘッドボルト2との間に圧
力センサー3を挟みこんで、tllllの振動を検出し
ていた。しかしこの様な方法では、ヘッドボルト2は直
接筒内圧力を受けるものではないため、締付けるヘッド
ボルト2の位置によっても信号が変化し、S/N比が高
くとれなかった。したがってこのようなノック信号を用
いて点火時期をノック寸前に保つ制御を行なうことは不
可能であった。
行なうためには、ノック信号を精度よく検出する必要が
ある。従来、ノック信号の検出には、第15図に示すよ
うに、ヘッドブロック、1とヘッドボルト2との間に圧
力センサー3を挟みこんで、tllllの振動を検出し
ていた。しかしこの様な方法では、ヘッドボルト2は直
接筒内圧力を受けるものではないため、締付けるヘッド
ボルト2の位置によっても信号が変化し、S/N比が高
くとれなかった。したがってこのようなノック信号を用
いて点火時期をノック寸前に保つ制御を行なうことは不
可能であった。
そこで小形のエンジンでは第16図に示すように、シリ
ンダヘッド4と点火プラグ5との間に圧力センサー6を
挟みこんで機関の振動を検出する方法が提案されている
。この方法では、点火プラグ5が直接筒内圧力を受ける
ので、S/N比は向上する。また各気筒別に振動を検出
できる。しかし、この方法はシリンダヘッド4と点火プ
ラグ5との振動の差を圧力センサー6により検出するも
のであるが、中・大形ガス機関の場合、機関の重量に対
して点火プラグの重量は相対的に非常に小さいので、こ
の方法をそのまま採用すると、シリンダヘッドと点火プ
ラグとの振動の差が小さく、S/N比が非常に悪くなる
。また中・大形ガス機関の場合、点火プラグはプラグス
リーブを介して取付けられる。したがってこの方法のよ
うに点火プラグ自体で圧力センサーを押付けることにす
ると、中・大形ガス機関では点火プラグとプラグスリー
1とのPlに圧力センサーを挟みこむことになるが、シ
リンダヘッド自体の振動はプラグスリーブを介して点火
プラグへ伝達されるので、このことからもS/N比が悪
くなる。したがってこの方法を直接中・大形のガス機関
に適用して点火時期をノック寸前に保つ制御を行なうこ
とは不可能であった。
ンダヘッド4と点火プラグ5との間に圧力センサー6を
挟みこんで機関の振動を検出する方法が提案されている
。この方法では、点火プラグ5が直接筒内圧力を受ける
ので、S/N比は向上する。また各気筒別に振動を検出
できる。しかし、この方法はシリンダヘッド4と点火プ
ラグ5との振動の差を圧力センサー6により検出するも
のであるが、中・大形ガス機関の場合、機関の重量に対
して点火プラグの重量は相対的に非常に小さいので、こ
の方法をそのまま採用すると、シリンダヘッドと点火プ
ラグとの振動の差が小さく、S/N比が非常に悪くなる
。また中・大形ガス機関の場合、点火プラグはプラグス
リーブを介して取付けられる。したがってこの方法のよ
うに点火プラグ自体で圧力センサーを押付けることにす
ると、中・大形ガス機関では点火プラグとプラグスリー
1とのPlに圧力センサーを挟みこむことになるが、シ
リンダヘッド自体の振動はプラグスリーブを介して点火
プラグへ伝達されるので、このことからもS/N比が悪
くなる。したがってこの方法を直接中・大形のガス機関
に適用して点火時期をノック寸前に保つ制御を行なうこ
とは不可能であった。
また上記第16図に示した検出方法を採用した電子制御
装置も小形のエンジン用として提案されているが、電子
制御装置が故障した場合、常時ノックし、事実上運転は
不可能になるという問題があった。
装置も小形のエンジン用として提案されているが、電子
制御装置が故障した場合、常時ノックし、事実上運転は
不可能になるという問題があった。
また、点火時期をノック寸前に保つ制御を行なうために
は、圧力センサーからの信号に基づいてノック強度を定
量的に得る必要がある。この方法として、圧力センサー
からの信号のピーク値を検出することが考えられるが、
オペアンプを使用した一般的なピークホールド回路を用
いて実験を行なったところ、回路の応答性が悪く、振動
波形に充分追従することができなかった。
は、圧力センサーからの信号に基づいてノック強度を定
量的に得る必要がある。この方法として、圧力センサー
からの信号のピーク値を検出することが考えられるが、
オペアンプを使用した一般的なピークホールド回路を用
いて実験を行なったところ、回路の応答性が悪く、振動
波形に充分追従することができなかった。
(問題点を解決するための手段)
上記問題点を解決するた−め本発明の中・大形ガス機関
用低圧分配型点火装置は、点火パルサー等からの各種情
報を演算処理することにより進角値を決定して点火コイ
ルに低圧の一次電流を供給するイグナイタと、シリンダ
ブ【−1ツクに螺合されたプラグスリーブに装着されか
つ前記点火コイルから高圧電流を供給されて火花を発生
する点火プラグと、爆面に平行な前記シリンダブロック
の面と前記プラグスリーブとの間に挟着された環状の圧
力センサーと、この圧力センサーからの信号を演算処理
して点火時期をノッキング寸前に保つように前記イグナ
イタの進角値を補正するノックメータとを備えたもので
ある。
用低圧分配型点火装置は、点火パルサー等からの各種情
報を演算処理することにより進角値を決定して点火コイ
ルに低圧の一次電流を供給するイグナイタと、シリンダ
ブ【−1ツクに螺合されたプラグスリーブに装着されか
つ前記点火コイルから高圧電流を供給されて火花を発生
する点火プラグと、爆面に平行な前記シリンダブロック
の面と前記プラグスリーブとの間に挟着された環状の圧
力センサーと、この圧力センサーからの信号を演算処理
して点火時期をノッキング寸前に保つように前記イグナ
イタの進角値を補正するノックメータとを備えたもので
ある。
また本発明の中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置の
制御方法は、爆面に平行なシリンダブロックの面と点火
プラグを装着したプラグスリーブとの間に挟着された環
状の圧力センサーからの信号からフィルタによりノック
信号を抽出し、そのノック信号から一定レベル以上のも
のを抽出してそれをパルス信号に波形整形し、このパル
ス信号数を一定時間カウントし、そのカウント値を対数
化してノック強度を算出し、このノック強度に基づいて
イグナイタのマツプから読出された進角値を補正して、
点火時期をノッキング寸前に保つものである。
制御方法は、爆面に平行なシリンダブロックの面と点火
プラグを装着したプラグスリーブとの間に挟着された環
状の圧力センサーからの信号からフィルタによりノック
信号を抽出し、そのノック信号から一定レベル以上のも
のを抽出してそれをパルス信号に波形整形し、このパル
ス信号数を一定時間カウントし、そのカウント値を対数
化してノック強度を算出し、このノック強度に基づいて
イグナイタのマツプから読出された進角値を補正して、
点火時期をノッキング寸前に保つものである。
(作用)
本発明の中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置におい
ては、イグナイタが、各種情報を演算処理して、予め記
憶しているマツプから最適の進角値を読みだす。そして
ノックメータが、圧力センナ−からの信号を演算処理し
て、常にノック寸前の状態を保つように、進角値補正信
号をイグナイタに出力する。イグナイタは、ノックメー
タからの進角値補正信号により進角値を補正し、補正し
た進角値で点火コイルに点火信号を出力する。これによ
り点火コイルから高圧電流が点火プラグに供給され、点
火プラグは火花を発生する。
ては、イグナイタが、各種情報を演算処理して、予め記
憶しているマツプから最適の進角値を読みだす。そして
ノックメータが、圧力センナ−からの信号を演算処理し
て、常にノック寸前の状態を保つように、進角値補正信
号をイグナイタに出力する。イグナイタは、ノックメー
タからの進角値補正信号により進角値を補正し、補正し
た進角値で点火コイルに点火信号を出力する。これによ
り点火コイルから高圧電流が点火プラグに供給され、点
火プラグは火花を発生する。
また本発明の中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置の
制御方法においては、爆面に平(jなシリンダブロック
の面と点火プラグを装着したプラグスリーブとの間に挟
着された環状の圧力センサーからの信号からフィルタに
よりノック信号を抽出し、そのノック信号から一定レベ
ル以上のものを抽出してそれをパルス信号に波形整形し
、このパルス信号数を−・定時間カウントし、そのカウ
ント値を対数化してノック強度を算出し、このノック強
度に基づいてイグナイタのマツプから読出された進角値
を補正して、点火時期をノック寸前に保つ。
制御方法においては、爆面に平(jなシリンダブロック
の面と点火プラグを装着したプラグスリーブとの間に挟
着された環状の圧力センサーからの信号からフィルタに
よりノック信号を抽出し、そのノック信号から一定レベ
ル以上のものを抽出してそれをパルス信号に波形整形し
、このパルス信号数を−・定時間カウントし、そのカウ
ント値を対数化してノック強度を算出し、このノック強
度に基づいてイグナイタのマツプから読出された進角値
を補正して、点火時期をノック寸前に保つ。
(実施例)
以下本発明の一実施例を第1図〜第13図に基づいて説
明する。
明する。
第1図は本発明の一実施例における中・大形ガス機関用
低圧分配型点火装置を採用した例えば8気筒大形ガス機
関の概略構成図で、7はシリンダ、8はピストンであり
、各気筒毎に吸気弁9と排気弁10と点火プラグ11と
が設置されている。各気筒の点火プラグ11はそれぞれ
点火コイル12に接続されており、これら点火コイル1
2は−・つのイグナイタ13に接続されている。
低圧分配型点火装置を採用した例えば8気筒大形ガス機
関の概略構成図で、7はシリンダ、8はピストンであり
、各気筒毎に吸気弁9と排気弁10と点火プラグ11と
が設置されている。各気筒の点火プラグ11はそれぞれ
点火コイル12に接続されており、これら点火コイル1
2は−・つのイグナイタ13に接続されている。
14は例えば8個の点火パルサーを有する信号発電機で
、機関の回転により各点火パルサーが順次パルス信号を
出力する。この信号発電機14の各点火パルサーは前記
イグナイタ13に接続されている。15はクランクシ1
?フトギアである。
、機関の回転により各点火パルサーが順次パルス信号を
出力する。この信号発電機14の各点火パルサーは前記
イグナイタ13に接続されている。15はクランクシ1
?フトギアである。
16は前記点火プラグ11の近傍に配置されたノックセ
ンサーとしての環状のセラミック圧電素子からなる圧力
センサーで、ノックメータ17を介して前記イグナイタ
13に接続されている。この圧力センサー16の配置に
ついては、後に詳細に説明する。
ンサーとしての環状のセラミック圧電素子からなる圧力
センサーで、ノックメータ17を介して前記イグナイタ
13に接続されている。この圧力センサー16の配置に
ついては、後に詳細に説明する。
18はブーストセンサーで、吸気通路19の負圧を検出
し、それに応じた電気信号を出力する。
し、それに応じた電気信号を出力する。
このブーストセンサー18は、前記イグナイタ13に接
続されている。前記吸気通路19の内部には、スロット
ル20が設置され、さらにその上手側にはミキサー21
が設置されている。このミキサ−21部分にはガス供給
管22が接続され、このガス供給管22にはレギュレー
タ23が設けられている。
続されている。前記吸気通路19の内部には、スロット
ル20が設置され、さらにその上手側にはミキサー21
が設置されている。このミキサ−21部分にはガス供給
管22が接続され、このガス供給管22にはレギュレー
タ23が設けられている。
24は前記吸気通路19とガス供給管22との連通路に
設置されたガスバルブで、空燃比コントローラ25に接
続されている。この空燃比コントローラ25は排気通路
26に設置された酸素センナ−27に接続されており、
排気通路26には三元触128が設置されている。前記
空燃比コントローラ25は、前記酸素センサー27から
の信号により、前記ガスバルブ24を制御して、燃料ガ
スと空気との混合比を調節゛するものである。
設置されたガスバルブで、空燃比コントローラ25に接
続されている。この空燃比コントローラ25は排気通路
26に設置された酸素センナ−27に接続されており、
排気通路26には三元触128が設置されている。前記
空燃比コントローラ25は、前記酸素センサー27から
の信号により、前記ガスバルブ24を制御して、燃料ガ
スと空気との混合比を調節゛するものである。
第2図は点火プラグ11取付部分の拡大断面図で、点火
プラグ11は筒状のプラグスリーブ29の内周側に嵌合
しかつ先端ネジ部で螺合しており、プラグスリーブ29
はシリンダブロック30の内周側に嵌合しかつ先端ネジ
部で螺合している。したがって前記プラグスリーブ29
は前記シリンダブロック30に対して着脱自在であり、
竹配点火プラグ11は前記プラグスリーブ29に対して
着脱自在である。前記シリンダブロック30のネジ部上
端には1面30aと平行な面30bが形成されており、
前記プラグスリーブ29の外周先端ネジ部上端よりも若
干上方には前記面30bと平行な面29aが形成されて
いる。そしてこれらの而29aと30bとの間には、環
状の圧力センサー16が挟みこまれている。前記プラグ
スリーブ29の外周面と前記シリンダブロック30の内
周面との間にはウォータージャケット31が形成されて
おり、61記プラグスリーブ29は、先細り状の筒状本
体部32と、この筒状本体部°32の先細り状部分の外
周側に嵌合する環状部33とから構成されている。前記
筒状本体部32と環状部33とは溶接により固着されて
おり、筒状本体部32の先端部外周面には全周にわたっ
て溝34が形成されている。前記環状部33には、周方
向適当間隔おきに、外周面から内周面に向けて斜め下向
きの貫通孔35が穿設されており、前記ウォータージャ
ケット31と溝34とは貫通孔35を介して連通してい
る。
プラグ11は筒状のプラグスリーブ29の内周側に嵌合
しかつ先端ネジ部で螺合しており、プラグスリーブ29
はシリンダブロック30の内周側に嵌合しかつ先端ネジ
部で螺合している。したがって前記プラグスリーブ29
は前記シリンダブロック30に対して着脱自在であり、
竹配点火プラグ11は前記プラグスリーブ29に対して
着脱自在である。前記シリンダブロック30のネジ部上
端には1面30aと平行な面30bが形成されており、
前記プラグスリーブ29の外周先端ネジ部上端よりも若
干上方には前記面30bと平行な面29aが形成されて
いる。そしてこれらの而29aと30bとの間には、環
状の圧力センサー16が挟みこまれている。前記プラグ
スリーブ29の外周面と前記シリンダブロック30の内
周面との間にはウォータージャケット31が形成されて
おり、61記プラグスリーブ29は、先細り状の筒状本
体部32と、この筒状本体部°32の先細り状部分の外
周側に嵌合する環状部33とから構成されている。前記
筒状本体部32と環状部33とは溶接により固着されて
おり、筒状本体部32の先端部外周面には全周にわたっ
て溝34が形成されている。前記環状部33には、周方
向適当間隔おきに、外周面から内周面に向けて斜め下向
きの貫通孔35が穿設されており、前記ウォータージャ
ケット31と溝34とは貫通孔35を介して連通してい
る。
第3図はノックメータ17の回路ブロック図で、36.
37は波形整形回路、38はカウンタ回路、39はcp
u <中央演n処理装置)、40は出力インターフェイ
スである。前記波形整形回路36は、圧力センサー16
から出力される第4図(a)に示すようなノックセンサ
信号から、バンドパスフィルタによってノック信号のみ
を取出し、ざらにこのノック信号のうち一定レベル以上
のものだけを取出し、これを波形整形して第4図(b)
に示すようにパルス信号にし、カウンタ回路38に出力
する。前記波形整形回路37は、機関の圧縮前BDCタ
イミングを示す前記信号発電機14の点火パルサーから
の信号を第4図(C)に示すようにパルス信号に波形整
形し、トリガ信号としてカウンタ回路38に出力する。
37は波形整形回路、38はカウンタ回路、39はcp
u <中央演n処理装置)、40は出力インターフェイ
スである。前記波形整形回路36は、圧力センサー16
から出力される第4図(a)に示すようなノックセンサ
信号から、バンドパスフィルタによってノック信号のみ
を取出し、ざらにこのノック信号のうち一定レベル以上
のものだけを取出し、これを波形整形して第4図(b)
に示すようにパルス信号にし、カウンタ回路38に出力
する。前記波形整形回路37は、機関の圧縮前BDCタ
イミングを示す前記信号発電機14の点火パルサーから
の信号を第4図(C)に示すようにパルス信号に波形整
形し、トリガ信号としてカウンタ回路38に出力する。
前記力・クンタ回路38は、前記波形整形回路37から
のトリガ信号により前記波形整形回路36からのパルス
信号をカウントする。前記CPU39は、前記カウンタ
回路38のカウント値を演算処理し、前記イグナイタ1
3への進角補正値を算出するが、この動作については後
述する。前記出力インターフェイス40は、前記CPU
39の出力を前記イグナイタ13へ入力するに適した電
気信号に変換する。
のトリガ信号により前記波形整形回路36からのパルス
信号をカウントする。前記CPU39は、前記カウンタ
回路38のカウント値を演算処理し、前記イグナイタ1
3への進角補正値を算出するが、この動作については後
述する。前記出力インターフェイス40は、前記CPU
39の出力を前記イグナイタ13へ入力するに適した電
気信号に変換する。
第5図及び第6図は前記CPU39の動作を示すフロー
チャートで、時間■1ごとに割込処理が入り、第5図に
示すように、ステップ(1)で信号発電114の点火バ
ルナーからの信号(BTDC5〜10度程度)の有無を
判断する。点火パルサーからの信号がないと判断すれば
ステップ(1)に戻り、あると判断すれば、ステップ(
2)でカウンタ回路38のカウント値を読取り、ステッ
プ(3)でカウント値を2の平方根のn乗の形に対数化
してノック強度nを求める。
チャートで、時間■1ごとに割込処理が入り、第5図に
示すように、ステップ(1)で信号発電114の点火バ
ルナーからの信号(BTDC5〜10度程度)の有無を
判断する。点火パルサーからの信号がないと判断すれば
ステップ(1)に戻り、あると判断すれば、ステップ(
2)でカウンタ回路38のカウント値を読取り、ステッ
プ(3)でカウント値を2の平方根のn乗の形に対数化
してノック強度nを求める。
第6図はCPU39のメインルーチン処理で、まずステ
ップ(4)で一定期間■2が経過したか否かを判断し、
経過していなければステップ(4)に戻る。経過してい
ればステップ(5)でノック強度が許容レベル(例えば
8)を越えているか否かを判断し、越えている場合、圧
力センサー16からの信号は異常と判断し、ステップ(
6)で進角補正(itICc=Oとして、ステップ(7
)でイグナイタ13へ進角補正値CCを出力する。ステ
ップ(5)でノック強度が許容レベル以下であると判断
した場合、ステップ(8)でノックの有無を判断する。
ップ(4)で一定期間■2が経過したか否かを判断し、
経過していなければステップ(4)に戻る。経過してい
ればステップ(5)でノック強度が許容レベル(例えば
8)を越えているか否かを判断し、越えている場合、圧
力センサー16からの信号は異常と判断し、ステップ(
6)で進角補正(itICc=Oとして、ステップ(7
)でイグナイタ13へ進角補正値CCを出力する。ステ
ップ(5)でノック強度が許容レベル以下であると判断
した場合、ステップ(8)でノックの有無を判断する。
すなわちノック強度が例えば3を越えていればノックあ
りと判断し、ステップ(9)で進角補正値CCが正であ
るか否かを判断する。進角補正値CGが正でな【ノれば
ステップ(10)で進角補正値Cc=Oとし、ステップ
(7)に進む。
りと判断し、ステップ(9)で進角補正値CCが正であ
るか否かを判断する。進角補正値CGが正でな【ノれば
ステップ(10)で進角補正値Cc=Oとし、ステップ
(7)に進む。
進角補rF値Ccが正であれば、ステップ(11)でC
G=CG−2と遅角し、ステップ(7)へ進む。一方ス
テップ(8)でノックなしと判断すれば、1なわちノッ
ク強度が3以下であれば、ステップ(12)でノック強
度が設定レベル(例えば2)を越えているか否かを判断
する。ノック強度が2以下であれば、断線等の原因で圧
力センサー16からの信号が入力されていないと判断し
、ステップ(13)で進角補正値CC=Oとしてステッ
プ(7)に進む。ノック強度が2を越えていれば、圧力
セン゛す°−16からの信号は正常に入力されていると
判断し、ステップ(14)で進角補正値Cc=Cc+2
と進角してステップ(7)に進む。
G=CG−2と遅角し、ステップ(7)へ進む。一方ス
テップ(8)でノックなしと判断すれば、1なわちノッ
ク強度が3以下であれば、ステップ(12)でノック強
度が設定レベル(例えば2)を越えているか否かを判断
する。ノック強度が2以下であれば、断線等の原因で圧
力センサー16からの信号が入力されていないと判断し
、ステップ(13)で進角補正値CC=Oとしてステッ
プ(7)に進む。ノック強度が2を越えていれば、圧力
セン゛す°−16からの信号は正常に入力されていると
判断し、ステップ(14)で進角補正値Cc=Cc+2
と進角してステップ(7)に進む。
ここで波形整形回路36の入出力信号について説明する
。第7図(A)〜(D)は機関の種々の状態における波
形整形回路36の入出力信号を示しており、それぞれ上
側が波形整形回路36の人力信号すなわち圧力センサー
16の出力信号であるノックセンサー信号、下側が波形
整形回路36の出力信号すなわちカウンタ回路38によ
りカウントされるパルス信号である。(A)はモータリ
ングの状態であり、パルス信号は出力されておらず、C
PU39によりノック強度はOと算出される。(B)は
発火運転でノックなしの状態であり、ノック強度1〜2
と算出される。(C)は発火運転でノックありの状態で
あり、ノック強度3〜8と算出される。(D)は圧力セ
ンサー16の出力にノイズが乗った状態で、非常に多く
のパルスが出力されており、ノック強度8以上と算出さ
れる。
。第7図(A)〜(D)は機関の種々の状態における波
形整形回路36の入出力信号を示しており、それぞれ上
側が波形整形回路36の人力信号すなわち圧力センサー
16の出力信号であるノックセンサー信号、下側が波形
整形回路36の出力信号すなわちカウンタ回路38によ
りカウントされるパルス信号である。(A)はモータリ
ングの状態であり、パルス信号は出力されておらず、C
PU39によりノック強度はOと算出される。(B)は
発火運転でノックなしの状態であり、ノック強度1〜2
と算出される。(C)は発火運転でノックありの状態で
あり、ノック強度3〜8と算出される。(D)は圧力セ
ンサー16の出力にノイズが乗った状態で、非常に多く
のパルスが出力されており、ノック強度8以上と算出さ
れる。
第8図はイグプイタ13の回路ブロック図で、41は波
形整形回路、42は入力インター7エイス、43はA/
D変換器、44はcpu <中央演わ処理装置)、45
は増幅器、46はオア回路、47は気筒数設定スイッチ
である。前記波形整形回路41は、信号発電114の各
点火パルサーからの信号を波形整形してCPU41の入
力ボート!1〜I8に供給する。前記入力インターフェ
イス42は、前記ノックメータ17からの信号をCPU
44の入力ボート■11に供給づると共に、ブーストセ
ンサー18からの信号をA/D変換器43に供給する。
形整形回路、42は入力インター7エイス、43はA/
D変換器、44はcpu <中央演わ処理装置)、45
は増幅器、46はオア回路、47は気筒数設定スイッチ
である。前記波形整形回路41は、信号発電114の各
点火パルサーからの信号を波形整形してCPU41の入
力ボート!1〜I8に供給する。前記入力インターフェ
イス42は、前記ノックメータ17からの信号をCPU
44の入力ボート■11に供給づると共に、ブーストセ
ンサー18からの信号をA/D変換器43に供給する。
前記A/D変換器43は、入力インターフェイス42を
介して人力されたブーストセンサー18からの信号をデ
ィジタル信号に変換してCPU44に供給する。前記オ
ア回路46は、波形整形回路41の出力信号の論理和を
とってCPLI44の入力ボート110に供給する。前
記気筒数設定スイッチ47は、CPU44の入力ボート
121〜124に接続されており、3.4゜6.8気筒
の切換設定が可能である。前記CPU44は、各種の入
力信号を演算処理して点火時期を決定し、出゛カボート
01〜08から各点火コイル12への点火信号を出力す
る。このCPU44の動作については後述する。前記増
幅器45は、CPU44の出力信号を増幅し、図外のパ
ワートランジスタを介して各点火コイル12に低圧の一
次電流を供給する。これにより点火コイル12は点火プ
ラグ11に高圧電流を供給し、点火プラグ11は火花を
発生する。
介して人力されたブーストセンサー18からの信号をデ
ィジタル信号に変換してCPU44に供給する。前記オ
ア回路46は、波形整形回路41の出力信号の論理和を
とってCPLI44の入力ボート110に供給する。前
記気筒数設定スイッチ47は、CPU44の入力ボート
121〜124に接続されており、3.4゜6.8気筒
の切換設定が可能である。前記CPU44は、各種の入
力信号を演算処理して点火時期を決定し、出゛カボート
01〜08から各点火コイル12への点火信号を出力す
る。このCPU44の動作については後述する。前記増
幅器45は、CPU44の出力信号を増幅し、図外のパ
ワートランジスタを介して各点火コイル12に低圧の一
次電流を供給する。これにより点火コイル12は点火プ
ラグ11に高圧電流を供給し、点火プラグ11は火花を
発生する。
次に作用を説明する。第9図〜第11図はCPU44の
動作を示すフローチャートで、CPLJ44ではこれら
3つの周期の処理ルーチンによって演詐処理が行なわれ
る。
動作を示すフローチャートで、CPLJ44ではこれら
3つの周期の処理ルーチンによって演詐処理が行なわれ
る。
第9図は一定周期T3毎のルーチンであり、これは0.
5sec程度の周期でよい。まずステップ(15)で気
筒数設定スイッチ47の状態を読込み、ステップ(16
)で使用気筒数を判別し、それに応じてパルサー信号入
力ボート及び出力ボートを決定する。次にステップ(1
7)でブーストセンサー18からの信号を読込んで機関
の吸気圧を算出し、ステップ(18)で後述の割込ルー
チン1によって得られた機triサイクル間のカウント
数cbより機関の回転数を算出する。CPU44のメモ
リ内には予め各燃料ガス用の回転数−吸気圧に対応する
点火時期(進角値)がマツプとして記憶されており、ス
テップ(19)で機関の回転数及び吸気圧に合った最適
の点火時期(進角値)をマツプより読取る。第12図に
マツプの一例を示す。次にステップ(20)でノックメ
ータ17から進角補正値CCを読み、ステップ(21)
でマツプの進角値に進角補正値CGを加算して最適点火
時期を算出する。
5sec程度の周期でよい。まずステップ(15)で気
筒数設定スイッチ47の状態を読込み、ステップ(16
)で使用気筒数を判別し、それに応じてパルサー信号入
力ボート及び出力ボートを決定する。次にステップ(1
7)でブーストセンサー18からの信号を読込んで機関
の吸気圧を算出し、ステップ(18)で後述の割込ルー
チン1によって得られた機triサイクル間のカウント
数cbより機関の回転数を算出する。CPU44のメモ
リ内には予め各燃料ガス用の回転数−吸気圧に対応する
点火時期(進角値)がマツプとして記憶されており、ス
テップ(19)で機関の回転数及び吸気圧に合った最適
の点火時期(進角値)をマツプより読取る。第12図に
マツプの一例を示す。次にステップ(20)でノックメ
ータ17から進角補正値CCを読み、ステップ(21)
でマツプの進角値に進角補正値CGを加算して最適点火
時期を算出する。
第10図は一定周期■4毎の割込ルーチン1のフローチ
ャートで、ここでは説明をわかりやすく71−るために
4気筒の場合について述べるが、他の気筒でも同様であ
る。また第13図にCPU44の入出力信号のタイミン
グチャートを示す。周期T4毎にオア回路46の論理和
出力によって割込ルーチン1に入り、先ずステップ(2
2)でどの点火パルサーからのパルサー信号かを判別し
、即ち該当気筒を判別し、ステップ(23)でその該当
気筒の基本カウントCb(第1気筒ではCbl)を読込
み、回転数筒用のためにメモリに記憶し、リセットする
。そしてステップ(24)で、ステップ(19)におい
てn出した進角値とステップ(23)において読込んだ
該当気筒の基本カウントCbとから進角カウントCa(
第1気筒の場合Ca1)を算出しセットする。例えば、
進角しない場合はCa1〜Ca4となる。
ャートで、ここでは説明をわかりやすく71−るために
4気筒の場合について述べるが、他の気筒でも同様であ
る。また第13図にCPU44の入出力信号のタイミン
グチャートを示す。周期T4毎にオア回路46の論理和
出力によって割込ルーチン1に入り、先ずステップ(2
2)でどの点火パルサーからのパルサー信号かを判別し
、即ち該当気筒を判別し、ステップ(23)でその該当
気筒の基本カウントCb(第1気筒ではCbl)を読込
み、回転数筒用のためにメモリに記憶し、リセットする
。そしてステップ(24)で、ステップ(19)におい
てn出した進角値とステップ(23)において読込んだ
該当気筒の基本カウントCbとから進角カウントCa(
第1気筒の場合Ca1)を算出しセットする。例えば、
進角しない場合はCa1〜Ca4となる。
第11図は一定周期T5毎の割込ルーチン2のフローチ
ャートである。基本クロックを利用して一定周期T5毎
に割込ルーチン2に入り、先ずステップ(25)で各気
筒の進角カウントCa1゜Ca3.Ca5.Ca7を1
ずつ減筒しくゼロになればカウントストップ)、ステッ
プ(26)で各気筒の進角カウントがゼロであるか否か
を判別し、ゼロになった気筒について、ステップ(27
)で該当気筒のパワートランジスタに対して点火信号を
出力する。また各気筒の基本カウントCb1゜CI)3
.Cb5.Cb7を1ずつ加算する。なお一定周期T5
は、使用範囲においてクランク角1度を判別可能な周期
に設定する。
ャートである。基本クロックを利用して一定周期T5毎
に割込ルーチン2に入り、先ずステップ(25)で各気
筒の進角カウントCa1゜Ca3.Ca5.Ca7を1
ずつ減筒しくゼロになればカウントストップ)、ステッ
プ(26)で各気筒の進角カウントがゼロであるか否か
を判別し、ゼロになった気筒について、ステップ(27
)で該当気筒のパワートランジスタに対して点火信号を
出力する。また各気筒の基本カウントCb1゜CI)3
.Cb5.Cb7を1ずつ加算する。なお一定周期T5
は、使用範囲においてクランク角1度を判別可能な周期
に設定する。
なJ3、割込みルーチン1.2におけるCa1〜Ca4
がすなわちマツプによる点火時期設定である。したがっ
て実際にはCa−CCの値を用いることによって、マツ
プからCGだけ進んだ点火時期となる。
がすなわちマツプによる点火時期設定である。したがっ
て実際にはCa−CCの値を用いることによって、マツ
プからCGだけ進んだ点火時期となる。
このように、気筒数設定スイッチ47を設けて気筒数を
設定可能にしてお()ば、気筒数に関係なく一つのイグ
ナイタ13を使用でき、部品の共用化によるコストダウ
ンを実現できる。
設定可能にしてお()ば、気筒数に関係なく一つのイグ
ナイタ13を使用でき、部品の共用化によるコストダウ
ンを実現できる。
(別の実施例)
上記実施例においては、ノック強度を算出するのに2の
平方根のn乗の形に対数化したが、10のn乗、あるい
は自然対数の底eのn乗等の形に対数化してもよい。た
だし、CPU39の演算能力上は2の平方根のn乗の形
に対数化するのが好ましい。特に2の平方根のn乗の形
に対数化して実験を行なった結果、非常に良好な結果が
得られている。
平方根のn乗の形に対数化したが、10のn乗、あるい
は自然対数の底eのn乗等の形に対数化してもよい。た
だし、CPU39の演算能力上は2の平方根のn乗の形
に対数化するのが好ましい。特に2の平方根のn乗の形
に対数化して実験を行なった結果、非常に良好な結果が
得られている。
(発明の効果)
以上説明したように本発明の中・大形ガス機関用低圧分
配型点火装置によれば、常にノック寸前の状態に保つこ
とができ、燃費を向上させることができる。すなわち、
イグプイタ13のマツプから読みだされた進角値をノッ
クメータ17により補正して、ノックが生じていなけれ
ば進角を大きくし、ノックが生じていれば進角を小さく
するので、常にノック寸前の好燃費の状態を維持できる
。
配型点火装置によれば、常にノック寸前の状態に保つこ
とができ、燃費を向上させることができる。すなわち、
イグプイタ13のマツプから読みだされた進角値をノッ
クメータ17により補正して、ノックが生じていなけれ
ば進角を大きくし、ノックが生じていれば進角を小さく
するので、常にノック寸前の好燃費の状態を維持できる
。
当然のことながら、ノックを生じることもない。
また、シリンダブロック30とプラグスリーブ29との
間に圧力センサー16を挟みこんだ構成であるので、S
/N比が向上する。すなわち、プラグスリーブ29は直
接筒内圧力を受け、しかもシリンダブロック30の振動
は直接プラグスリーブ29に伝達されるので、これら両
者の間に圧力センサー16を挟みこむことにより、機関
の振動1なわちノック信号を良好なS/N比で検出でき
る。また点火プラグ11の装着されたプラグスリーブ2
9は点火プラグ11自体よりもf[が大幅に大きいので
、機関の重量との相対的な差が点火プラグ11自体より
も相当小さく、シリンダブロック30とプラグスリーブ
29との振動の差が大きいことからも、ノック信号のS
/N比を改善できる。
間に圧力センサー16を挟みこんだ構成であるので、S
/N比が向上する。すなわち、プラグスリーブ29は直
接筒内圧力を受け、しかもシリンダブロック30の振動
は直接プラグスリーブ29に伝達されるので、これら両
者の間に圧力センサー16を挟みこむことにより、機関
の振動1なわちノック信号を良好なS/N比で検出でき
る。また点火プラグ11の装着されたプラグスリーブ2
9は点火プラグ11自体よりもf[が大幅に大きいので
、機関の重量との相対的な差が点火プラグ11自体より
も相当小さく、シリンダブロック30とプラグスリーブ
29との振動の差が大きいことからも、ノック信号のS
/N比を改善できる。
しかもノックメータ17によりイグナイタ13の進角値
を補正する構成であるので、万一ノックメータ17が故
障した場合でも、ノックメータ17による補正が不能に
なるだけで、イグナイタ13により従来と同様の性能を
確保して運転を続行できる。
を補正する構成であるので、万一ノックメータ17が故
障した場合でも、ノックメータ17による補正が不能に
なるだけで、イグナイタ13により従来と同様の性能を
確保して運転を続行できる。
またイグナイタ13から低圧の一次電流を点火コイル1
2に供給する低圧分配方式であるので、従来のディスト
リビュータ方式と比べ、電圧の低下が少なく、消費電力
を低減できる。
2に供給する低圧分配方式であるので、従来のディスト
リビュータ方式と比べ、電圧の低下が少なく、消費電力
を低減できる。
また本発明の中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置の
制御方法によれば、上記のように正確に機関の振動を検
出できる圧力センサー16の信号から波形整形回路36
のフィルタによりノック信号を抽出し、そのノック信号
から一定レベル以上のものを抽出してそれをパルス信号
に波形整形し、このパルス信号をカウンタ回路38によ
り一定時間カウントし、CP(J39によりそのカウン
ト値を対数化してノック強度を算出するので、ノック信
号の正確さによる制御の正確さはもちろんのこと、必要
なレベルのノック信号を定量的に正確に得られる。しか
もパルス信号のカウント値を対数化するので、ノック状
態の評価を適切に行なえる。
制御方法によれば、上記のように正確に機関の振動を検
出できる圧力センサー16の信号から波形整形回路36
のフィルタによりノック信号を抽出し、そのノック信号
から一定レベル以上のものを抽出してそれをパルス信号
に波形整形し、このパルス信号をカウンタ回路38によ
り一定時間カウントし、CP(J39によりそのカウン
ト値を対数化してノック強度を算出するので、ノック信
号の正確さによる制御の正確さはもちろんのこと、必要
なレベルのノック信号を定量的に正確に得られる。しか
もパルス信号のカウント値を対数化するので、ノック状
態の評価を適切に行なえる。
したがって機関をノック寸前の状態に常に維持する制御
を極めて正確に行える。
を極めて正確に行える。
第1図は本発明の一実施例における中・大形ガス機関用
低圧分配型点火装置及びその制御方法を採用したガス機
関の概略構成図、第2図は点火プラグ取付部分の拡大断
面図、第3図はノックメータの回路ブロック図、第4図
は第3図に示す回路の各部信号波形図、第5〜6図はノ
ックメータのCPUの動作を示すフローチャート、第7
図は各種運転状態における圧力センサーからの信号およ
びそれをパルス化した信号の説明図、第8図はイグナイ
タの回路ブロック図、第9〜11図はイグナイタのCP
LJの動作を示すフローチャート、第12図はイグナイ
タの記憶装置に記憶された進角賄マツプの説明図、第1
3図はイグナイタのCPUの入出力信号のタイミングチ
ャート、第14図は機関のクランク角度と空気過剰率、
排気温度。 熱演v3率との関係の説明図、第15〜16図は従来の
圧力センサーの取付状態の説明図である。 11・・・点火プラグ、12・・・点火コイル、13・
・・イグナイタ、14・・・信号発電機、16・・・圧
力センサー、17・・・ノックメータ、29・・・プラ
グスリーブ、30・・・シリンダブロック、36・・・
波形整形回路、38・・・カウンタ、39.40・・・
CPU第1図 第2図 第6図 (Aノ →@0 CCノ 第7図 (B) (D) 第9図 第1O図 第f1図
低圧分配型点火装置及びその制御方法を採用したガス機
関の概略構成図、第2図は点火プラグ取付部分の拡大断
面図、第3図はノックメータの回路ブロック図、第4図
は第3図に示す回路の各部信号波形図、第5〜6図はノ
ックメータのCPUの動作を示すフローチャート、第7
図は各種運転状態における圧力センサーからの信号およ
びそれをパルス化した信号の説明図、第8図はイグナイ
タの回路ブロック図、第9〜11図はイグナイタのCP
LJの動作を示すフローチャート、第12図はイグナイ
タの記憶装置に記憶された進角賄マツプの説明図、第1
3図はイグナイタのCPUの入出力信号のタイミングチ
ャート、第14図は機関のクランク角度と空気過剰率、
排気温度。 熱演v3率との関係の説明図、第15〜16図は従来の
圧力センサーの取付状態の説明図である。 11・・・点火プラグ、12・・・点火コイル、13・
・・イグナイタ、14・・・信号発電機、16・・・圧
力センサー、17・・・ノックメータ、29・・・プラ
グスリーブ、30・・・シリンダブロック、36・・・
波形整形回路、38・・・カウンタ、39.40・・・
CPU第1図 第2図 第6図 (Aノ →@0 CCノ 第7図 (B) (D) 第9図 第1O図 第f1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、点火パルサー等からの各種情報を演算処理すること
により進角値を決定して点火コイルに低圧の一次電流を
供給するイグナイタと、シリンダブロックに螺合された
プラグスリーブに装着されかつ前記点火コイルから高圧
電流を供給されて火花を発生する点火プラグと、爆面に
平行な前記シリンダブロックの面と前記プラグスリーブ
との間に挟着された環状の圧力センサーと、この圧力セ
ンサーからの信号を演算処理して点火時期をノッキング
寸前に保つように前記イグナイタの進角値を補正するノ
ックメータとを備えたことを特徴とする中・大形ガス機
関用低圧分配型点火装置。 2、爆面に平行なシリンダブロックの面と点火プラグを
装着したプラグスリーブとの間に挟着された環状の圧力
センサーからの信号からフィルタによりノック信号を抽
出し、そのノック信号から一定レベル以上のものを抽出
してそれをパルス信号に波形整形し、このパルス信号数
を一定時間カウントし、そのカウント値を対数化してノ
ック強度を算出し、このノック強度に基づいてイグナイ
タのマップから読出された進角値を補正して、点火時期
をノッキング寸前に保つことを特徴とする中・大形ガス
機関用低圧分配型点火装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27804086A JPS63235664A (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27804086A JPS63235664A (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置及びその制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63235664A true JPS63235664A (ja) | 1988-09-30 |
Family
ID=17591808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27804086A Pending JPS63235664A (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | 中・大形ガス機関用低圧分配型点火装置及びその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63235664A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006112339A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジンの点火装置 |
WO2008035013A2 (fr) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Dalkia France | Dispositif de protection pour un moteur a gaz |
-
1986
- 1986-11-21 JP JP27804086A patent/JPS63235664A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006112339A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスエンジンの点火装置 |
WO2008035013A2 (fr) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Dalkia France | Dispositif de protection pour un moteur a gaz |
WO2008035013A3 (fr) * | 2006-09-22 | 2008-05-08 | Dalkia France | Dispositif de protection pour un moteur a gaz |
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