JPH02502111A - 利用者が仕様変更可能な電子式燃料噴射装置用コンピューターシステム - Google Patents

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】 亦　ａ　　　ｔ　コンピユー　一 本発明は電子式燃料噴射コンピューターの改良に関する。

モーター自動車は、現在、通常には電子式燃料噴射（Ｅ、Ｆ、１．）を用いて製 造されている。Ｅ、Ｆ、１．への移行にはもっともな理由がある。優れたＥ、Ｆ 、１．システムはより少ない燃料を用いてかなり多くの力を生み出し、また、同 じ自動車のキャブレーションより汚染が少ない、高燃料費、エネルギー保護及び 汚染制限法律の時代では、Ｅ、Ｆ、１．への動向はつづくだろう。

現在のＥ、　Ｆ、　１．コンピューターは、しかしながら、特定のエンジンモデ ルに専用の“ブラックボックス”である。

これらＥ、　Ｆ、　１．コンピューターは、他のタイプの自動車にたやすく用い たり、交換したりできない、さらに、工場装備Ｅ、　Ｆ、　１．自動車では、エ ンジンに対する、ターボチャージングや圧縮比の増加のような、いかなるその後 の改造は、Ｅ、Ｆ、１．に対する必要な代替方法によって満足することはできな い。

それゆえ、本発明の目的は前述の欠点を改善することであり、従って、利用者が 近づきやすいＥ、Ｆ、１．コンピューターが、エンジンの構成の範囲に適合する よう改善できるように公開される。

本発明によるより好ましいＥ、　Ｆ、　１．コンピューターは外部のパーソナル コンピューターを用いて利用者がアクセスできるようにしたものである。このよ うなＥ、Ｆ、１．コンピューターは最初、プログラムされ、そして／まな、利用 者によって必要な燃料供給カーブを作れるように改造される。

本発明によるより好ましいＥ、Ｆ、１．コンピューターはまた、強制誘導エンジ ンに必要なような“段階的”燃料噴射カーブを備えることもできる。

本発明によるより好ましいコンピューターはまた、利用者が後に読み、解析でき るように、速度や燃料輸送のような様々なエンジンパラメーターを記録又は“デ ータログできるようになっている。

本発明の１つのより好ましい実施例はここでは添付図に標準として示されている 。

第１図はＥ、　Ｆ、　１．コンピューターとエンジンセンサーの主要機器を示し たブロック図である。

第２図は第１図のＥ、Ｆ、１．コンピューターのソフトウェアフローチャートで ある。

第３図は第１図及び第２図のＥ、　Ｆ、　１．コンピューターをプログラムする のに用いたパーソナルコンピューターのソフトウェアフローチャートである。

第４図は典型的な４気筒自動車に関する燃料点検パーチャートの例である。

本発明によるプログラム可能な燃料噴射コンピューターは３つの区別される部分 がある。それは、自動車の中に残るハードウェア（第１図）、このハードウェア を動かすソフトウェア（第２図）及びシステムを特定の自動車に適合させるよう に構成する外部のパーソナルコンピューターで動くソフトウェア（第３図）であ る。

直接ハードウェアを制御するソフトウェアは２つの部分に分かれている。メイン プログラム１はパーソナルコンピューター上で動く制御プログラムの外部要求を 取扱う一連のコミュニケーションルーチンである。このコミュニケーションプロ グラムは、利用者がパーソナルコンピューターを用いて、システム情報やシステ ム変数を表示及びアクセスできるようにしている。この一連のコミュニケーショ ンプログラムは、パーソナルコンピューターでは、プログラムに対して制御され ている。もし、制御されているエンジンが走っていなければ、その時、システム は頻ばんに一連のコミュニケーションプログラムを走らせる。

ソフトウェアの２番目の部分はエンジンを管理している。このソフトウェア２は 、２つのエンジンピストンセンサーのどちらかによる割込トリガ２Ａの結果から 呼び出される。このトリガパルスは一連のコミュニケーションプログラムへ割込 みをかけ、エンジン管理プログラムが開始される。エンジン管理プログラムはエ ンジン関連情報すべてを処理し、燃料噴射装置と燃焼時期の両方を正しく制御す るために出力比較タイマーを組立てる。１度これらの機能が実行されると、プロ グラム７０−は、再び割込みがあるまでは、一連のコミュニケーションプログラ ムへ戻る。

これら２つのメインプログラムと同様に、車内コンピューターソフトウェアは、 外部キーバッドを制御するオプションのル−チン２Ｂを持っている。この目的は 、自動車コンピューターの鎖錠及び解錠用の遠隔電子式錠としての働きである。

システムの錠をあけるために、運転者は、エンジンピストンセンサー上の割込み マスクが取り除かれ、プログラム制御が一連のルーチンを通る前に、４桁のビン 番号を入力しなければならない、運転員に入力されたビン番号は、ＥＥＰＲＯ） １に記憶されている内部標準と比較される、内部キーと合う確率は１０，０００ 分の１である。これに加え、運転員は、主要なビン番号で行えるのと同じように 、追加のビン番号を作成及び削除することができる。これは、主要ビン番号を公 開せずに、彼ら以外の人が自動車に近づけるようにし、また、必要であれば彼ら に主要ビン番号を変えられるようにできる。システムを施錠するために、エンジ ンが切れておりそしてその点火かアクセサリ内又は正位置にある時は、単一キー が制御される。これは、内部フラグをＥＥＰＲＯ）ｌ内にセットし、プログラム 制御をキーバッドルーチンを通過するようにする。

燃料噴射コンピューターはマスター及びスラブとして動く２つの別々のＨＣＵ　 ３及び４を使っている。これらのデバイスを制御するなめに書かれたアセンブリ ー言語ソフトウェアは単一のプログラムとして扱われる。２つのＨＣｕの利用は 必要なハードウェアを準備することのみである。

電力が与えられると、リセットパルスがセットアツプルーチンを動かし、最初に 変数、レジスターを初期化し、ＥＥＰＲＯ）ｌ及びＲＡＭからプログラムコード のブロックをコピーする。このコードブロックはＥＥＰＲＯＨに書き込むために 用いられる。このルーチンはここで、コンピューターがロックされている状態か 否かを調べるためチェックする。

もしロックされていれば、ここでプログラム制御は、コンピューターが完全にロ ックされなくなるまで、ロック／′ロック外しルーチンを通過する。

プログラム制御はここで、外部割込みを受けるまで、一連の受入れ／転送ルーチ ンを通過する。これは、外部コンピューター４Ａで動いているシステムソフトウ ェアに代わって“オン、ライン”コミュニケーションをするものである。これは 一連のコミュニケーションインターフェース５を通して行われる。エンジンパラ メーター、メモリーの固定ブロック及びその燃料のメモリーのマツプは、すべて 、その要求で、外部コンピューターに対し通過させられる。これと同様に、外部 コンピューターはメモリー上の特定エリアにデータを書くことができる。

例えば、燃料マツプデータ要素に対する変化は、システムがオンラインで動いて おり、利用者がパーソナルコンピューター上に表示されている燃料輸送マツプの １つを編集している時はいつでも起こる。

エンジンが回転している時、センサのリレー位置はＨＣｌｊの外部割込みにパル スを発生する。この回転ベクトルは燃料／点火プログラムを動かし始める。この プログラムは次のような機能を果たす。

・（ｉ＞　　エンジン回転当りのＥクロックサイクル数を計算する。

（ｉ）　　エンジンＲＰＨを用いた点火マツプのインデックス付け。

（ｉｉｉ＞　　エンジン負荷に関し、点火時期補正を計算する。

（ｉｖ）　　点火パルス出方を作るための遅れの計算及び適用。

（ｖ）　　分割された点火を適用。

（ｖｉ）　　ＲＰＨ及び圧力に関し、基本燃料のインデックス付け。

（ｖｊ）　　次のＰＲ）ｌ範囲で隣接した値に関して燃料値を内挿する。

（ｖｉ）　　空気温度補正の計算及び適用。

（ｉｘ＞　　冷却材値に基づいた冷却材マツプのインデックス付は及び補正の適 用。

（ｘ）　　手動燃料トリムがら補正割合を適用する。

（ｘｉ）　　燃料注入ルーチンに対し最終的な燃料値を適用する。

（ｘｉ）　　一連のルーチンに対する割込みから戻る。

制御プログラム（第３図）は車内コンピューターとつながって連続して、パーソ ナルコンピューター上で動く。

これはシステム情報に対し利用者がアクセスできるようにされており、利用者が 、特定のエンジンの要件に対しシステムを適合できるよう変数を変えられるよう になっている。

このプログラムは基本的に、利用者に連続的な変数の傾向を見られるようにした グラフィックソフトであり、現在エンジンに適用されている情報の概要を得られ るようにしている。

このプログラムの３つの主な目的は、常に用いている変数に関して利用者のリア ルタイムのフィードバックを与えられるように、そして、利用者にエンジンが動 いている間変数を変えられるように、エンジンに適用されている変数をグラフィ ック的に表示することである。

いずれの２台のエンジン変数に関する情報は一覧表（第１表参照）として保存さ れる。これら表の各々はマツプを呼び出す、各マツプはバーグラフで表示される 。

このバーグラフは利用者に２つの変数間の関係を示す。

＜Ｆｌ＞：範囲（１）　　　０−１００ＯＲＰＭ＜Ｆ２＞：範囲（２）　１００ ０−２０００　ＲＰＨ＊＊＊＊率＜Ｆ３＞：範囲（３）　２０００−３０００　 ＲＰＨｒマツプを見るに＜Ｆ４＞：範囲（４）　３０００−４０００　ＲＰ）ｔ 　　　はＦｌ−Ｆ９を押す」＜Ｆ５＞　：範囲（５）　４０００−５０００　Ｒ Ｐ）ｌ＜Ｆ６＞　：範囲（６）　５０００−６０００　ＲＰ？ｆ＜Ｆ７＞　：範 囲（７）　６０００−７００ＯＲＰＭ＜Ｆ８＞：範囲（８）　７０００−８００ ＯＲＰＭ＜Ｆ９＞：現在位置　　　　　　　　　「自動車の情報を＜ＦＩＯ＞　 ：ウォーミングアップ特性　　読み込むにはくＳ〉：自動車の情報をディスクに 　　“Ｌ”を押す」保存する 〈Ｌ〉：自動車の情報をディスクから 読み込む くＭ〉：サブメニュー　　　　　　　＊参皐零＄＊「“Ｍ”を押しサブ ＜ＥＳＣ＞ニジステムへの出口　　　　　メニューのすべての２次機能を行う」 第　　１　　表 プログラムのメインメニューは、好ましくは８個のＲＰ）１インデツクス“マツ プ”、２個の点火“マツプ”及びウオーミングアツプサイクル“マツプ”を選ぶ ことができる。またメインメニューは、フロッピーディスクに対しマツプを取扱 う機能がある。これらの機能には、ディスクへのマツプの保存、ディスクからの マツプの読込み及びディスク及び１０フアイルからマツプを消去する機能が含ま れている。

ＲＰ１４インデックス付マツプは１０００　ＲＰＭの間隔で区切られるのが好ま しい、各マツプは１０００　ＲＰＭのバンドを用いている、　ＲＰ１４マツプは エンジンの負荷と十分の１秒でのエンジンサイクル当りの噴射装置開放時間を対 にして、図示的に示したものである。グラフ中の各バーの高さは、その負荷ポイ ントでの供給された燃料量である。

ウオーミングアツプサイクルマツプは、エンジン全体の運転範囲のエンジン温度 に対する燃料供給量の増加に関係している。このマツプの各バーの高さは、エン ジン温度に対する増加濃度のパーセント割合になっている。

最初の点火時期マツプはエンジン速度に対する点火時期を定義している。このマ ツプの各バーの高さは、与えられたエンジン速度で上死点中央に集まる前に点火 時間をある程度定める。第２の点火時期マツプはエンジン負荷に対し、最初のマ ツプから計算された点火時期に適用されるべき補正ファクターを定める。このマ ツプの各バーは与えられたエンジン負荷に適用される補正を定めている。

現在表示されているマツプ内で現在用いているバーに関するフィードバックはス クリーン上に矢印６で示されるのが好ましい、リアルタイムフィードバックは利 用者が、現在使用しているバーを代えるために動かせるようにしている。現在、 利用者によって調整されているバー７が概説される。特定のバーが選択され、そ のバーの高さが、車内コンピューター中にある現実値の瞬時のリアルタイム変化 によって変化させられていく、このバーの高さは燃料供給量と比例している。

サブメニューはメインメニュー又は次の操作ができるマツプを見ている間のどち らからでもアクセスできる。

（ａ）スクリーン解像度（与えられたマツプでバーの数を２倍にできる）のよう な表示の特徴及びそれらを同一にすることによるすべての８　ＲＰＨマツプをセ ットする能力。

（ｂ）一連の質問を通じて利用者が基本的システムパラメータを配置できるよう にするセットアツププログラムへのアクセス。

（Ｃ）すでに利用中のシステムパラメータを見るために、利用者がすべてに配置 されたシステムを変えられるようにした同定データ（第２表参照）のページへの アクセス゛。この同定データは、また、製造、モデル、抵抗、エンジン容量、利 用履歴等についての関連情報も含んでいる。同様に、コンピューターの時間を記 録する時間メーターも初期化される。この情報はエンジン管理プログラムでは直 接には使用しない。

これはサービス従業員の便利のためのものである。

（ｄ）スロットル位置が増加した時に用いられる過渡応答変数へのアクセスは、 ２つのバーの単一スクリーン表示を通じて行われる。これは、スロットルが変化 する間のいかなる傾きかけにも打ち勝つため補足の燃料を追加する量及び期間を 制御できるようにする。

（ｅ）このシステムはより好ましくデータログ機能を有しており、エンジンの運 転パラメータのすべてが、後に呼び出し、試験できるように、１秒間に２０回ま で記録される。記録されたデータはエンジン速度、マニホールド圧力、エンジン 温度、吸入空気温度、スロットル位置、混合トリム位置、排気ガスフィードバッ クからの空気燃料比、排気ガス温度、気圧、現在のＲＰＭ範囲及びサンプルで取 られているリアルタイムと同様な“マツプ”で用いられているバーが好ましく含 まれている。データログはスクロールして表示でき、全情報の統計解析も表示さ れる。

そのシステムは自動ディスクセーブ機能があり、記録されたデータのブロックを フロッピーディスク保存ヘダンプできる。これで利用できるメモリーがいっばい でも、後に回復できる。この機能は利用できるディスク空間を使い切るまでつづ けられる。また、フロッピーディスク保存から保存及び回復されるためのデータ ログもある。

（ｆ）このプログラムは車内コンピューターと連結されたシステムがなくとも、 マツプ及びＩｔ）を変えられるようにするためオフ・ラインを操作することがで きる。

（０）エンジン変数はスクリーン上の表示をとめることができる。もしいずれか のエンジン変数が前もって決められた幅を超えたならば、スクリーンには故障の 可能性があることが協調して好ましく表示される。

これはシステムのサービス点検を促進する。

（ｈ）好ましく、利用者にどのキーがどの機能であるかを示すヘルプメニューが ある。

前述のように、車内コンピューターのハードウェアは、エンジンの燃料や点火要 件を与えるエンジンや制御アクチュエーターの運転パラメータをモニターするよ うに設計された二重マイクロプロセッサベースのデータ取得及び制御回路から構 成される。

この終端には、現在のエンジンパラメータに関連したマイクロプロセッサ情報を 供給する数多くの入力回路８がある。これらは現在入口マユホールド圧、周囲空 気温度、入口空気温度、エンジン冷却材温度、排ガス温度、排ガス酸素濃度、ス ロットル位置及びエンジン速度及び位置が含まれている。

パージａ　７　　　　ＦＵ２−０８８ 所有者　　　　　　ＩＮＤＥＮＴ　ＥＮＧ車 製造　　　ＨＯＬＰＥＩ４ モデル　　　　　　ＧＥＨＩＮＩ レボ　　　ＭＡＬ　００１ 大きさ　　　　　　２リツター ＲＰＨ限界　　　　　８００ プログラム 日　イ寸　　　　　　２８８年６月１７日作者　　　Ｅ、Ｆ、、！、丁ＥＣＨ 注：変更済　　＊変更？＜Ｙ＞　　＊中止：　＜ＥＳＣ＞第　　２　　表 各入力をもたらす回路は、測定されるパラメータのタイプに定型的な性質を持っ ている。各アナログパラメータには、測定されるパラメータに比例しなアナログ 信号が導かれる０選ばれたマイクロプロセッサは、マイクロプロセッサで用いら れるようにアナログをデジタルに変換するチップを持っている０選ばれたマイク ロプロセッサ３及び４は、マスタ／スラブ配置に配置される。概念上は、マスタ ／スラブセットアツプは、スラブプロセッサ４がマスタープロセッサ３の能力を 拡張することのみに用いられ、それ自身ではプロセッサにはなり得ないことを意 味している。主要パラメータは、スラブプロセッサの行動に直接結びついた１つ のマイクロプロセッサに供給され、処理される。

各マイクロプロセッサは、一般的なガソリン燃料噴射装置の制御用の４つの燃料 噴射装置ソレノイドドライブ９を制御する。燃料供給の比は、エンジンサイクル 当りの噴射装置開放時間によって決定される。噴射装置は入口弁の開放に合わせ て、エンジンサイクル当り１回開放される。噴射装置の開放時間は、各プロセッ サ内で４つの出力比較タイマーで管理される。１度、必要な開放時間がマイクロ プロセッサソフトウェアで計算されると。

計算された開放時間は、連続的に、必要な時間燃料噴射装置ソレノイドを動かす ために、各の々出力比較タイマーに送られる。

噴射装置ドライバー回路は燃料噴射装置の制御に特別に設計された単一チップソ レノイドドライバーである。

これらのドライバーと用いる回路は一般的な性質のものである。ここで示されて いる回路は直接、マイクロプロセッサの出力から動かされる。これらの回路は、 開放サイクルの残りの間に飽和電流の約１７４の電流を保持した後に高速のソレ ノイド開放を保証するために飽和電流を与える。

点火時期はスラブマイクロプロセッサ上の５番目の出力比較タイマーによって制 御される０両マイクロプロセッサはエンジンサイクルの固定位置で２つの時期信 号を受けてる。これらは主時期パルスであり、シリンダーの１つが頂上部の火の 消えた中心に達した時に、各ピストンが上死点の中心に達し、シリンダーの１つ が時期パルスを発する前の、エンジンの一定の回転数である０点火時期は主トリ ガパルスの受信をすぎ計算された遅れを開始することによって決められる。

外部点火増幅器を引き起こさせるための推進力は、スラブマイクロプロセッサ上 の出力比較タイマーから最適に結合されたものである。この出力比較の立ち上が りのエッヂは点火増幅器を引き起こすのに用いている。

２つの温度センサー回路は入口電気温度及びエンジン冷却材温度を測定するのに 用いられる。この温度センサーの各々は、空気又は冷却材流のどちらかに備えつ けられている黄銅中の温度依存性のゼエナダイオードである。

ゼエナダイオードを通った電流は抵抗ネットワークに入れられる。ゼエナダイオ ードの両端の電圧はセンサーの温度に比例する。この電圧は直接マスターマイク ロプロセッサに送られアナログからデジタル入力へ変換される。

パーソナルコンピューターに対するプログラミングインターフェース５はＲ３２ ３２Ｃ標準シリアルインターフエースを通してである。このインターフェースは 単一チップドライバーを通して行われる。パーソナルコンピューターから車内コ ンビ−ターへのケーブルは３本線を用いる。この３本は、一連の送信と受信とア ースである。

圧力センサー要素は半導体素子装置である。電位差増幅装置は、センサー要素か らの信号をマイクロプロセッサがアナログからデジタルへ変換するのに適するレ ベルへ増幅するのに用いられる。圧力差センサー要素は大気圧に対する入口マニ ホールド内の圧力として測定される。

絶対圧力センサーはセンサー要素内の真空に対し、外気圧として測定される。こ れは外気圧が変わったとしても検索表において同じ圧力を常に示すように全負荷 をできるようにしている。外気圧の変化の効果は、絶対圧力センサーを用いた別 個の補償プログラムによって補償される。

主トリガパルスは、各ピストンが上死点中央部分に達する前に一定されたエンジ ン回転数が起こるようにされる。信号は、マイクロプロセッサ及び電圧変換器に 対する周波数の両者を引き起こすのに用いられる前に、調整され整形される。電 圧変換器への周波数はエンジン速度に比例した電圧を導びき出すようにしている 。この電圧はマスターマイクロプロセッサ上のアナログ−デジタル変換器へ送ら れる。これはシステムの主エンジン速度基準である。

主トリガパルスは再び引き起こすことが可能な単一安定状態を引き起こすのにも 用いられる。もし、トリガパルスが１分間当り５０回を越えるならば、単一安定 状態は連続して出力される。単一安定状態からの出力は、車の高圧燃料ポンプを 起動する外部リレーのスイッチをつけるリレーを動かすのに用いられる。

排気ガスセンサー及び排気ガス酸素センサープルーブは、ハードウェアスイッチ を通過する前に、安定した増幅器へ送られる。システムは、いづれの時もこれら のセンサーの１つのみが働くように、好ましく配置されている。これは純粋に、 マスターマイクロプロセッサ上の有用なＡＩＤ変換器の数による、現在のハード ウェア制限であり、本発明の基本ではない。

このシステムは高圧シリンダー内燃料噴射システム、圧縮点火又は点火型内部燃 焼エンジンとの利用に適していると考えられる。基本的原理は、高圧システムの 圧力を変化するために、電子式圧力調節器を制御する信号を出すのに用いられる システムを内蔵することである。

データログ機能はまたデータの遠隔測定法を備えるように拡張するかも知れない 。

浄書（内容に変更なし） 第４図 自発手続補正書 平成元年９月１３１国

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．エンジンに適合するよう、燃料供給カーブ及び／又は点火時期カーブを創り 出し、エンジンの設置中及び運転中に変更可能でありシリアルにつながった外部 コンピューターを用いて利用者がアクセス可能なことを特徴とする内部燃焼エン ジン用のＥ．Ｆ．Ｉ．コンピューター。
2. ２．外部コンピューター上の制御プログラム及びエンジン管理プログラムの要求 で利用者に対し、選択したエンジンパラメーターに関する情報を与えることを備 えた主要な一連になったコミュニケーションプログラムを持つソフトウェアから 構成されるプログラムを特徴とする請求項１によるＥ．Ｆ．Ｉ．コンピューター 。
3. ３．エンジン管理プログラムがエンジン燃料注入装置及び／又は燃焼時期を制御 するために出力比較タイマーをセットすることを特徴とする請求項２によるＥ． Ｆ．Ｉ．コンピューター。
4. ４．エンジン管理プログラムが、１つ以上のエンジンセンサーからの信号により 、一連のコミュニケーションプログラムの一定期間の割込みの間を操作すること を特徴とする請求項２によるＥ．Ｆ．Ｉ．コンピューター。
5. ５．エンジンパラメーターに関する情報が間隔をとった範囲のＲＰＨにおけるプ ログラムされた燃料供給を示す燃料供給マップを含むことを特徴とする請求項２ によるＥ．Ｆ．Ｉコンピューター。
6. ６．エンジンパラメーターに関する情報がさらに、エンジン速度に対する点火時 期を示す点火マップを含むことを特徴とする請求項２によるＥ．Ｆ．Ｉコンピュ ーター。
7. ７．マップがバーグラフの形であることを特徴とする請求項５又は６によるＥ． Ｆ．Ｉ．コンピューター。
8. ８．実際に図面に示したエンジンの設置中及び運転中に変更可能な内部燃焼エン ジン用を特徴とするＥ．Ｆ．Ｉ．コンピューター。