JPH0344217B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は内燃エンジンの電子制御装置に関し、
特に少なくとも２つの動作制御を各別の中央演算
処理装置により行なう電子制御装置に関する。

（発明の技術的背景） 内燃エンジンの燃料噴射量及び点火時期等を電
子的に制御する制御装置は、普通１個の中央演算
処理装置（以下CPUという）を備え、このCPU
にエンジン冷却水温、吸気管内絶対圧信号、エン
ジンのクランク軸の回転に関連して所定角回転す
るごとに発生するクランク角信号、１回転ごとに
２個発生する基準位置信号等のエンジン運転パラ
メータを導入し、これらの入力信号に基づいて、
この共通のCPUにより燃料噴射量制御および点
火時期制御に関する両演算を実行するようにして
いる（特開昭54−13837号公報）。

ところで近年ドライバビリテイーの向上等の要
求に対応させるために、各制御対象ごとにその演
算プログラムの内容が複雑となり、これに伴い
CPUの実行処理量が増大してきている。

このため前述した複数の制御対称を共通の
CPUにより演算処理を行なうようにすると、上
記のように各制御対象ごとの演算処理量の増大に
対処できなくなり、特にエンジンの低回転時に較
べ演算処理に確保できる時間が短くなる高回転時
において、より正確なエンジン制御に対する要請
に応じ得ない。もつとも、演算処理能力に優れた
CPU（例えば32ビツト、64ビツト等）を用いれば
上記の要請に応じ得るが、コストアツプを招くの
で実用的でない。

一方、複数の制御対象を、並行して演算処理が
できるようにし、各CPUに必要なエンジン運転
パラメータを夫々の別個のセンサ、入力回路等に
より取込むようにすると、入力回路等がCPUと
同数必要となり、構成が複雑となり組付性が悪い
ばかりでなく、メンテナンスが難しい等の問題が
ある。

又、各CPUの正確なタイミングで各制御を実
行するために夫々のCPUが気筒判別（CYL）信
号、基準（TDC）信号、クランク角度信号を検
出して夫々の演算処理プログラムでエンジン回転
数検出のためカウンタ計数開始及び停止、サンプ
リングタイミングの別個に処理するようにすると
演算プログラムも各CPUで夫々に準備する必要
がある上に複雑なものとなる。

（発明の目的） 本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、特
にエンジン回転数パラメータを各点火時期、燃料
噴射に最適なタイミングで計数することにより内
燃エンジンの動作制御の向上を図ることを目的と
する。

（発明の概要） 上記目的を達成するために本発明においは、内
燃エンジンの少なくとも２つの動作制御を行なう
電子制御装置において、前記エンジンの第１の動
作制御を司る第１の中央演算処理装置と、該第１
の中央演算処理装置に第１のエンジン回転数パラ
メータを供給する第１のカウンタと、前記エンジ
ンの第２の動作制御を司る第２の中央演算処理装
置と、該第２の中央演算処理装置に第２のエンジ
ン回転数パラメータを供給する第２のカウンタと
を備え、前記第１及び第２のカウンタの作動を前
記いずれか一方の中央演算処理装置により制御す
るようにした内燃エンジンの電子制御装置を提供
するものである。

（発明の実施例） 以下本発明を添附図面の一実施例に基づいて説
明する。第１図はこの発明が適用される電子制御
装置（ECU）の一例を示すブロツク図である。
まずこの電子制御装置の構成を説明すると、電子
制御装置内に内燃エンジンへの燃料供給制御を司
る第１のCPU１と、供給された燃料により形成
される混合気の点火時期制御を司る第２のCPU
２とが備えられている。第１のCPU１には、こ
の第１のCPU１で実行される各種演算プログラ
ムおよび燃料噴射量、言い換えれば燃料噴射弁８
の開弁時間を演算する為に用いられる各種テーブ
ル等を記憶するリードオンリメモリ（以下
「ROM」という）３、演算結果等を一時的に記
憶する不揮発性ランダムアクセスメモリ（以下
「RAM」という）４が備えられている。この
RAM４の記憶値はイグニツシヨンスイツチをオ
フしても消えない。

第１のCPU１の入力側には、内燃エンジンの
吸気管（図示せず）内絶対圧P_BAの値を検出し、
これをデジタル値に変換して出力するP_BAトラン
スジューサ５と、吸気温度T_A、エンジン冷却水
温T_W、スロツトル弁開度θ_TH、排気ガス中のO₂温
度等のその他の運転パラメータ値を検出し、これ
をデジタル値に変換して出力する他のトランスジ
ユーサ６とが接続されている。

第１のCPU１の出力側には後述の燃料噴射時
間データに基づいて燃料噴射弁の開弁時間を計数
するカウンタ回路７が接続され、このカウンタ回
路７の出力線路が燃料噴射弁８に接続されてい
る。

なお燃料噴射弁８は内燃エンジンの各気筒ごと
に配設され、これに応じてカウンタ回路７にも気
筒数と同数個のカウンタが備えられている。

一方、第２のCPU２には、前記第１のCPU１
における場合と同様の機能を有するROM１１、
およびRAM１２が備えられている。第２のCPU
の入力側には波形整形回路１３が接続され、この
波形整形回路１３の入力側にエンジンの特定の気
筒の所定のクランク角度位置で気筒判別用の１パ
ルスの気筒判別信号T₀₁を出力する気筒判別
（CYL）センサ１４、エンジンのクランク軸が
180゜回転するごとに各気筒のBTDC（上死点前）
の所定クランク角度位置で基準クランク角度信号
T₀₄を出力する上死点（TDC）センサ１５、およ
びクランク軸が30゜回転するごとに１パルスのク
ランク角度信号T₂₄を出力するクランク角センサ
１６の各センサが接続されている。また第２の
CPU２の出力側には、ターンオンカウンタ１７
と、ターンオフカウンタ１８とが並列接続され、
更にフリツプフロツプ回路１９、点火回路２１お
よび点火プラグ２２が後段に順次接続されてい
る。

上記点火回路２１には図示しない高圧発生用の
１次コイルおよび２次コイルから成る周知のタイ
ミングコイルが配設されている。またターンオン
カウンタ１７およびターンオフカウンタ１８は、
ともにダウンカウンタが用いられており、後述す
るようにターンオンカウンタ１７には第２の
CPU２で演算された通電時期データが設定され、
これを通電を開始すべきクランク角度位置範囲
（以下これを単に「通電ステージ」という）にお
いてそのステージ始点からクロツクパルスにより
減算カウントし、点火回路２１の前記１次コイル
への通電時期を規定するものである。

一方、ターンオフカウンタ１８は前記と同様に
第２のCPU２で演算された点火時期データが設
定され、これを所定点火ステージにおいてそのス
テージ始点からクロツクパルスにより減算カウン
トし、前記１次コイルへの通電を遮断する時期を
定め、２次コイル側に点火用の高電圧を発生させ
るものである。符号２４はMeカウンタ（第２の
カウンタ）で、このMeカウンタ２４には波形整
形回路１３からT₂₄信号の導出線路が接続され、
その出力線路は、第２のCPU２に接続されてい
る。Meカウンタ２４はクランク角度信号T₂₄が
入力するごとにリセツトされ、クランク角度信号
T₂₄の発生時間間隔を計数する。計数値は第２の
CPU２に読込まれてエンジン回転数Neの逆数に
比例したパラメータ値Meの演算に使用され、こ
のMe値は、エンジン回転数Neを示す情報として
点火時期演算の際のパラメータの１つとして用い
られる。

そしてさらに第１のCPU１と第２のCPU２と
の間に次のような各信号線路が接続されている。

第１のCPU１に演算開始用のトリガ信号ｑを
与える信号線路２６が、第２のCPU２から第１
のCPU１に向けて接続され、さらに信号転送用
の通信線２７，２８が両CPU１，２の間に接続
されている。通信線２８は、第１のCPU１から
第２のCPU２に向けてエンジンパラメータ等の
データおよび送信命令信号を転送するための通信
線であり、通信線２７は第２のCPU２から第１
のCPU１に向けて、上記の送信命令に対する確
認信号を送るための線路である。各CPU１，２
は、各通信線２７，２８を介して互いに必要な運
転パラメータ検出データの授受を行なう。

符号２９はMeカウンタ（第１のカウンタ）で、
このMeカウンタ２９には、第２のCPU２から計
数開始タイミング信号の導出線路３０が接続さ
れ、その出力線路は、第１のCPU１に接続され
ている。Meカウンタ２９は詳細は後述するよう
にこの計数開始タイミング信号の発生時間間隔を
計数する。この計数値は第１のCPU１に読込ま
れてエンジン回転数Neの逆数に比例したパラメ
ータ値Meの演算に使用され、このMe値は、エン
ジン回転数Neを示す情報として燃料噴射量演算
の際のパラメータの１つとして用いられる。

次に第２図及び第３図を参照して作動を説明す
る。

先ず、第２のCPU２による点火時期制御につ
いて説明する。

先ず第２のCPU２には、各センサ１４〜１６
からの気筒判別信号T₀₁，TDC信号T₀₄、及びク
ランク角度信号T₂₄の各タイミング信号が波形整
形回路１３で波形整形されて入力する（第２図ａ
〜ｃ）。なお第２図及び第３図中のステージとは、
各クランク角度信号T₂₄の立上がりから次の立上
がりまでの間隔を称し、これに０番から５番まで
順次符番したものである。第２のCPU２は、点
火時期制御プログラムとして上記のクランク角度
信号T₂₄の発生ごとに実行されるクランク割り込
み処理プログラム（第３図ｂ）と、第０ステージ
で実行されるクランク割り込み処理プログラムの
終了に引続いて行なわれるθIG−DUTY演算処理
プログラム（第３図ｃ）の２つの処理プログラム
を実行し、θIG−DUTY演算処理の実行中にクラ
ンク角度信号T₂₄が入力したときにはクランク割
り込み処理を優先して実行する。

まずクランク割り込み処理では、TDC信号、
クランク角度信号に基づくターンオンカウンタ１
７のカウントをスタートすべき通電ステージ（第
３図の例ではステージ２）及びターンオフカウン
タ１８をスタートすべき所定ステージ（第３図の
例ではステージ４）等のステージ判別、クラン角
度信号T₂₄の発生時間間隔ME₆iの検出、ターンオ
ンカウンタ１７及びターンオフカウンタ１８の起
動等の制御実行を行なう。

一方、θIG−DUTY演算処理では、進角制御値
θIG、通電制御値DUTY（TDC信号の発生時間間
隔に対するコイル通電時間割合％）通電時期
TDUT、及び点火時期TIGの各データの演算等
を実行する。

上記各データの演算処理をさらに詳述すると、
進角制御値θIGは、エンジン回転数Ne、吸気管
内絶対圧P_BAエンジン水温T_W等の各値から次の(1)
式に従つて演算される。

θIG＝θ_MAP＋θIGCR …(1) ここに、θ_MAPは基本進角値を示し、エンジン回
転数Neと、吸気管内絶対圧P_BとによりROM１１
に記憶されているマツプから読出され、θIGCR
は基本進角値の補正変数値で、エンジン冷却水温
度T_W、吸気温度T_A及び大気圧P_A等に応じて前記
ROM１１に記憶されているテーブルから読み出
される。

前記θ_MAP値の演算に使用するエンジン回転数
NeはMeカウンタ２４から与えられ、その値Me
は、第２図ｃ及び第３図ａに示すクランク角度信
号T₂₄の各ステージ０〜５の各間隔を一定周期の
クロツクパルス（固定クロツクパルス）CKで
夫々計測して得た値ME60〜ME65の加算和Me
（＝ME₆₀＋ME₆₁＋ME₆₂＋ME₆₃＋ME₆₄＋ME₆₅）
を使用する。

また、通電制御値DUTYはエンジン回転数Ne
の関数で、前述と同様にROMI１に記憶さている
テーブルから読み出され、この読み出された値を
バツテリ電圧で補正して与えられる。

ここで点火はBTDC0〜60゜の範囲で行なわれ、
換言すればステージ４，５のうちのどちらかで行
なわれる。具体的には前記ターンオフカウンタ１
８に入力されるデータはステージ４の立上がりか
ら、ターンオフカウンタ１８の計数が開始され、
カウント数が０となると、２次側コイルへの通電
が遮断される。このターンオフカウンタ１８への
入力値をTIGとすると、該TIGは角度一時間変換
された値であり、その値は上述のようにして求め
た進角制御値θIG及びMe値から求められる。ま
た、通電開始時期もTDUTも同様に進角制御値
θIG、通電制御値DUTY及びMe値で決定される
角度一時間変換された値であり、これによりステ
ージ間の任意の位置を設定することができる。そ
のステージの開始時点から通電開始時期に至ると
フリツプフロツプ１９のセツトが行なわれ、前記
ステージ４の開始時点から点火時期TIGに至ると
リセツトが行なわれる。

フリツプフロツプ回路１９は、このリセツトで
点火回路２１に通電オフ信号を出力し、通電オフ
のタイミングで２次コイルに点火用の高電圧を発
生させ、規制された進角度位置でプラグ２２を点
火する。一方、第１のCPUはFI演算処理プログ
ラムを実行する。

このFI演算処理は、第２のCPU２側のクラン
ク割り込み処理においてステージ３、即ち
BTDC90゜のクランク角度位置が検出されたとき
に出力される前記トリガ信号ｑの入力を受けてそ
の実行が開始される。そしてこのFI演算処理で
は、P_BAトランスジユーサ５からの吸気管内絶対
圧信号P_BA、スロツトル弁開度信号θ_TH、排気ガス
中のO₂濃度検出値等のデータの読み込み、及び
Meカウンタ２９で計数されたMeデータの読み込
み、後述する燃料噴射時間T_OUTの演算、ならび
にT_OUT演算終了と同時にカウンタ回路７におけ
る所定気筒のカウンタの起動制御等を実行する。

T_OUT＝Ti×K₁＋K₂ ここに、Tiは燃料噴射弁８の基本燃料噴射時
間を示し、この基本燃料噴射時間Tiは例えば吸
気管内絶対圧P_BAと、エンジン回転数Neとに基づ
いてROM３から読み出される。K₁及びK₂は夫々
前述の各種センサからのエンジンパラメータ信号
に応じて演算される補正計数及び補正変数であつ
て、エンジン運転状態に応じて、始動特性、排気
ガス特性、燃費特性、エンジン加速特性等の諸特
性が最適なものとなるように所定の演算式に基づ
いて演算される。

CPU１は前記計数開始タイミング信号が入力
したとき、この入力のタイミングでMeカンウタ
２９の計数値を記憶すると共に、その計数値を零
にリセツトして再び計数を開始する。従つてMe
カウンタ２９は実質的に今回のステージ３のT₂₄
パルス信号の発生時刻から次回のステージ３のク
ランク角度信号T₂₄の発生時刻までの時間（クラ
ンク軸が180゜回転する時間）に入力されるクロツ
クパルスCKの数を計数する。CPU１は前述した
ようにCPU２からトリガ信号ｑが入力されたと
きにMeカウンタ２９からその計数値Meを読み込
み、この値Meからエンジン回転数Neを算出す
る。

CPU２はMeカウンタ２９の計数開始、停止の
タイミングを決定する。そして、CPU１による
燃料噴射時間の演算をCPU２のトリガ信号ｑに
より任意に制御可能とすることにより、Meカウ
ンタ２９の計数の開始を任意に行なわせることが
できる。この結果、特定のクランク角度の時のエ
ンジン回転数Neを計測しておき、所定のクラン
ク角度位置から燃料噴射時間の演算を開始させる
ことが可能となり、演算タイミング、噴射タイミ
ングの制御が正確に行い得ることとなる。

尚、CPU１はFI演算処理を実行していない所
謂バツクグランドにおいて上記のFI演算処理で
読みこんだパラメータ値以外のエンジン水温T_W
等の検出値の時間変化が小さいパラメータ値を読
み込み、読み込んだパラメータ値のRAM４への
書込み、ならびにRAM４に記憶されたデータの
CPU２へのデータ転送を行なう。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、内燃エン
ジンの少なくとも２つの動作制御を行なう電子制
御装置において、前記エンジンの第１の動作制御
を司る第１の中央演算処理装置と、該第１の中央
演算処理装置に第１のエンジン回転数パラメータ
を供給する第１のカウンタと、前記エンジンの第
２の動作制御を司る第２の中央演算処理装置と、
該第２の中央演算処理装置に第２のエンジン回転
数パラメータを供給する第２のカウンタとを備
え、前記第１及び第２のカンウタの作動を前記い
ずれか一方の中央演算処理装置により制御するよ
うにしたので、前記エンジン回転数パラメータを
最適のタイミングで求めることが可能となり、こ
の結果、当該エンジンの動作制御の精度を向上す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃エンジンの電子制御
装置の一実施例を示すブロツク図、第２図は第１
図に示す制御装置のクランク角度位置信号の示す
タイミングチヤート、第３図は第１図に示す制御
装置の演算処理装置及び制御実行等のタイミング
チヤートである。 １，２……CPU、５，６……トランジユーサ、
８……燃料噴射弁、１４〜１６……センサ、２
４，２９……Meカウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内燃エンジンの少なくとも２つの動作制御を
   行なう電子制御装置において、前記エンジンの第
   １の動作制御を司る第１の中央演算処理装置と、
   該第１の中央演算処理装置に第１のエンジン回転
   数パラメータを供給する第１のカウンタと、前記
   エンジンの第２の動作制御を司る第２の中央演算
   処理装置と、該第２の中央演算処理装置に第２の
   エンジン回転数パラメータを供給する第２のカウ
   ンタとを備え、前記第１及び第２のカウンタの作
   動を前記いずれか一方の中央演算処理装置により
   制御するようにしたことを特徴とする内燃エンジ
   ンの電子制御装置。 ２ 前記第１の動作制御は燃料噴射時間制御であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   内燃エンジンの電子制御装置。 ３ 前記第２の動作制御は点火時期制御であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内燃
   エンジンの電子制御装置。 ４ 前記第１及び第２のカウンタの計数タイミン
   グを前記一方の中央演算処理装置により制御する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
   燃エンジンの電子制御装置。 ５ 前記第１及び第２のカウンタが計数する計数
   値のサンプリングタイミングを前記一方の中央演
   算処理装置により制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の内燃エンジンの電子制御
   装置。