JPS6035161A - 燃料噴射制御装置用分配器 - 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】 発明の技術分野 本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置用分配器に関し、
特にマイクロコンピュータより噴射時間および噴射開始
時期情報を受け、独立噴射制御の（１） 為に信号の分配を行なう燃料噴射制御装置用分配器に関
するものである。

従来技術と問題点 内燃機関の燃料噴射制御の噴射タイミングは、コストの
点から総ての気筒に対し同時に燃料を噴射する同時噴射
方式が一般的である。しかし、燃費向上環のために希薄
燃焼制御を採用する場合には各気筒間の吸入効率のバラ
ツキ（空燃比のバラツキ）及び応答性の改善が必要とな
り、その対応策として各気筒毎に噴射タイミングを制御
する独立噴射制御が採用される。

従来、独立噴射制御は、例えば第１図に示すよウナハス
接続構成のマイクロコンピュータ１に、バス２を介して
メモリ３．Ｉ１０ボート４および各気筒に対応した時限
回路５ａ〜５ｆを接続し、例えば第２図のようなタイミ
ングで制御している。

即ち、マイクロコンピュータ１はエンジン回転基準信号
と回転角信号とから第１気筒噴射のタイミングを決定す
ると、第１気筒に対応する時限回路５ａに噴射時間を指
定するデータをバス２を介しく２） て送出し、同様に第２気筒以下の噴射タイミングを決定
したとき第２気筒〜第６気筒に対応する時限回路５ｂ〜
５ｆに噴射時間を指定するデータを送出する。そして各
時限回路５ａ〜５ｆは、第２図に示すようにデータがセ
ントされた時点からそのセントされたデータが示す時間
だけドライバ６ａ〜６ｆを介してインジェクタの通電時
間を制御して噴射を行なわせるものである。

ところで、第１図に示すようなバス接続構成のマイクロ
コンビヱータ１は一般に高価であり、且つバス２のスペ
ースを確保する必要性から装置の小型化に限界がある。

そこで、内部にＲＡＭ、ＲＯＭ、　タイマ等を内蔵した
所謂ワンチップマイクロコンピュータを使用することが
考えられるが、現状のワンチップマイクロコンピュータ
は、第１図の時限回路５ａ〜５ｆの代りに使用できるタ
イマ（カウンタ）の数は少なく、ワンチップマイクロコ
ンピュータ単独では多気筒制御は困難である。

発明の目的 本発明はこのような事情に鑑みて為されたもの（３） であり、ワンチップマイクロコンピュータを使用した経
済的な構成の独立噴射制御装置が実現できるようにする
ことにある。

発明の実施例 第３図は本発明を適用した燃料噴射制御装置の概略構成
図であり、１０は燃料噴射制御装置のコントロール部ヲ
構成するワンチップマイクロコンピュータ、１１は本発
明の燃料噴射制御装置用分配器である。ワンチップマイ
クロコンピュータ１０はディストリビュータに取付けら
れたタイミングロータとビックアンプコイル等のセンサ
で検出された気筒判別等の為のエンジン回転基準信号と
、エンジン回転数判別等の為の回転各信号とから、割込
み処理にてエンジン状態に応じた噴射時間および各気筒
の噴射タイミングを算出し、噴射時間は内部のシリアル
通信インターフェイスによりシリアルなデータとしてシ
リアルポート１２から１本の信号線を介して燃料噴射制
御装置用分配器１１へ送出し、噴射タイミングは出力ポ
ート１３から１本の信号線を介して燃料噴射制御装置用
分配器１１へ送出（４） する。また、ワンチップマイクロコンピュータ１゜のク
ロック出力端子１４からクロックが燃料噴射制御装置用
分配器ＩＩへ送られる。

第４図はワンチップマイクロコンピュータ１０に内蔵さ
れたタイマ系のブロック図である。エツジ検出回路（ｉ
ｎは回転角信号等の入力信号のエツジを検出すると、ラ
ンチ割込み要求を発生すると共に、事象発生時のフリー
ランカウンタ６１の値をタイマランチレジスタ６２にセ
ーブする。エツジ検出回路６０が入力信号の立−にり、
立下りのいずれで動作するかはプロゲラＪ・のエツジ指
定で変更可能である。

一致しジスタロ３は、任意の事象発生時刻（タイマラン
チ機能で検出）より任意の時刻経過後に出力操作する或
いは割込み処理を起動する為に使用するレジスタであり
、事象発生時刻１（、に必要な経過時間１．を加算した
値を書込むと、一致判定回路６４でフリーランカウンタ
６１の内容と比較され、一致信号が一致割込み要求とな
ると共に、オア回路６５を介してフリップフロップ６６
のクロック端子に入力される。時刻一致時に出力ポート
を操作しく５） たい場合は、プログラムによりフリップフロップ６６の
Ｄ端子に“０″又は１″を書込んでおく。

なお、６７はドライバ、６８は内部バスである。

第５図はワンチップマイクロコンピュータ１ｏが行なう
処理の一例を示すフローチャートであり、（ａ）はメイ
ン処理、（ｂ）は回転角割込み処理、（Ｃ）はタイマ一
致割込み処理、（ｄ）は基準信号割込み処理をそれぞれ
示す。また、第６図基準信号２回転角信号と、回転角割
込み、基準信号割込み、噴射タイミングパルスのタイミ
ングチャートであり、Ｃ値は各回転角信号に付与された
順序番号、Ｐ’ＣＡ（ＣＡはクランク角度）は噴射タイ
ミング角、ｔは回転角信号間の時間差である。

更に、第７図は、回転角信号とフリーランカウンタ６１
の値と噴射タイ叙ングバルスの関係を示すタイミングチ
ャートであり、フリーランカウンタ６１はこのように常
時カウントを行ない、所定値に達すると初期値に復帰し
て再度カウントを開始するものである。以下、各図を参
照してワンチップマイクロコンピュータ１０の処理を説
明する。

（６） メイン処理（第５図（ａ）参照） ステップＳ１ 内部の各回路を初期化する。

ステップＳ２．　Ｓ３ 回転角信号等の入力情報を読取り、現在のエンジン回転
数を計算゛４る。Ｌは回転角信号周期である。

ステップＳ４ 噴射量（開弁時間′１゛）の計算を行なう。ｎは後述す
る時限回路内のダウンカウンタのロード値、Δｔはダウ
ンカウンタのクロック周期である。

ステップＳ５ ステップＳ４でめたｎ値をシリアルポート１２から出力
する。

ステップＳ６ 噴射タイミングＩ）’ＣＡを計算する。

ステップＳ７ タイミング制御値を計算する。例えば、エンジン回転数
が１１０００ｒｐ　、噴射開始タイミングＰが４０’Ｃ
Ａとすると、 （７） ｍ−（（１２０−４０）　／３０）　＝　２ｔ’　−（
２０／３０）Ｘ　（５／１０００）　＃３．３３ｍ５と
なる。

回転角割込み処理（第５図（ｂ）参照）ステップＳＩＯ
〜３１５ 回転角信号に付与された順序番号Ｃがそれぞれｍ、ｍ＋
４．、ｍ＋８．ｍ＋１２．ｍ＋１６．ｍ＋２０であるか
否かを判別する。

ステップ５１６ Ｃ値が所定の番号であるとき、メイン処理で算出したタ
イミング制御値ｔ゛　とラッチ時刻１１の和を第４図の
一致しジスタロ３に設定し、且つフリップフロン１６６
のプログラム書込みを“１″に設定し、噴射タイミング
時刻の設定を行なう。

ステップＳ１７ 回転角信号周期ｔを計算する。また、時刻１１が第４図
のタイマラッチレジスタ６２にセーブされる。

ステップ５１Ｂ Ｃ値をプラス１する。

（８） タイマ一致割込み処理（第５図（Ｃ）参照）ここでの処
理は、第４図の一致判定回路６４から一致割込め要求が
発せられたとき、フリップフロップ６６のプログラム書
込みを“０”とすることである。これにより、噴射タイ
ミングパルスが形成される。

基準信号割込み処理（第５図（ｄ）参照）Ｃ値が０に設
定される。

さて、第３図に戻り、燃料噴射制御装置用分配器１１は
、エンジン回転基準信号２回転角信号と、ワンチップマ
イクロコンピュータ１０から送られてくる噴射タイミン
グ及び噴射時間情報から各気筒に設けられたインジェク
タの通電時間を制御する為の信号ｑ　”−”　ｖを作成
するものであり、以下その実施例について説明する。

第８図は本発明の実施例の要部ブロック図、第９図は第
８図番部の信号ａ　”−’　ｖの一例を示すタイミング
チャートである。

同図において、分配回路５０は、エンジンが７２０度回
転する毎に１パルス出力されるエンジン回転（９） 基準信号ａとエンジンが３０度回転する毎に１パルス出
力される回転角信号すとに基づき、第９図に示すような
分配信号Ｃ％　ｋを作成するものであり、その分配信号
ｃ　−ｈはアンド回路５１１〜５１６の一方の入力端子
にゲート信号として入力される。各分配信号ｃ　−ｈの
ハイレベル時間は、回転角信号にして１２０度分に相当
し、分配信号Ｃのハイレベル時間は第１番気筒の噴射タ
イミングの変動範囲をカバーし、同様に分配信号ｄ−ｈ
のハイレベル時間は第２〜第６番気筒の噴射タイミング
の変動範囲をカバーしている。即ち、本実施例の如く６
気筒の内燃機関では、分配信号はＣ（第１気筒用）、ｄ
　（第５気筒用）、ｅ　（第３気筒用）、ｆ　（第６気
筒用）１ｇ（第２気筒用）、ｈ（第４気筒用）の順にそ
れぞれ回転角信号にして１２０度だけハイレベルになる
。

アンド回路５１．〜５１６の他方の入力端子にはワンチ
ップマイクロコンピュータ１０で作成された噴射タイミ
ングパルスが入力されており、従って各アンド回路５１
１〜５１６の出力ｊ〜０は第９図に示（１０） すものとなる。この−？ンド回路５１１〜５１６の出力
が噴射開始信号となるものであり、対応する時限回路５
２１〜５２６にロード信号として入力される。

また、ワンチップマイクロコンピュータ１０で作成され
た噴射時間を指定するシリアルデータは、シリアル受信
回路５３で受信され且つクロックを使用してパラレルデ
ータに変換されて時限回路５２１〜５２８の入力端子に
加えられる。このシリアル受信回路５３はシリアルイン
・パラレルアウトレジスタとそのパラレル出力を保持す
るラッチ回路等で構成することができる。

時限回路５２．は第１番気筒に設けられたインジェクタ
（図示せず）の通電時間を制御するための信号を発生ず
る回路であり、シリアル受信回路５３の出力データをア
ンド回１＃ｔ５ｉ＋の出力によって内部のカウンタにロ
ードしたときその出力ｑを例えばハイレベルとし°ζド
ライバ５４．を介しインジェクタに通電を開始しく従っ
て噴射が開始される）、ロードしたデータがクロックに
より順次デクリメントされカウンタ値が零になったとき
その出力を（１１） ローレベルとしてインジェクタへの通電をカントし噴射
を終了させるものである。また時限回路５２２〜５２６
はそれぞれ第２〜第６番気筒に設けられたインジェクタ
の通電時間をドライバ５４２〜５４６を介して制御する
ための信号ｒ　−ｖを発生する回路であり、その動作は
時限回路５２１と同様である。

なお、ロードしたデータをクロックによりインクリメン
トして所定値になったときその出力をローレベルとなる
ように構成する等各種の変更が可能である。

第１０図は分配回路５０の実施例のブロック図、第１１
図は各部の信号波形を示すタイミングチャートである。

回転角信号すが＋４回路７０に入力されて１／４に間引
かれ、シフトレジスタ７１は÷４回路７０の出力でカウ
ントアツプされ、信号Ｃ％　ｈを出力する。基準信号ａ
はフリップフロップ７２のクロック端子に入力されると
共に、インバータ７３を介して÷４回路７０に入力され
これをクリアする。フリップフロップ７２は、シフトレ
ジスタ７Ｉの信号Ｃをゲート７４．７５を介してクリア
端子に入力し、そ（１２） のＱ端子出力をシフ］・レジスタ７１のインプット端子
に出力し′Ｃシフトレジスタ７１を制御する。

第１２図はシリアル受信回路５３の実施例のブロック図
、第１３図はその各部の信号波形の一例を示すタイミン
グチャートである。ワンチップマイクロコンピュータ１
０から送られるシリアルデータは、例えばＮＲＺ形式で
変調され、前後にスタートビットＳＴとストソプビ・ノ
ドＳＰが付加された８ビ、ントの直列データであり、こ
のシリアルデータは、スターＩ・ビット検出回路８０及
びドライバ８１を介してシフトレジスタ８２のり１１ツ
ク端子に入力される。

ランチ回路８３．８４は、スタートビ・ノド検出回路８
０の検出信号をランチするものであり、ランチ回路８３
の出力はカウント８５のゲート端子に、う・ノチ回路８
４の出力はインバータ８６を介してラッチ信号としてラ
ンチ回路８７に及びドライバ８１に開閉制御信号として
人力される。カウンタ８５はクロックを８個計数すると
８クロック検出信号を出力して単安定マルチバイブレー
タ８８を起動し、また９クロ・ツク針数すると９クロッ
ク検出信号を出力してカラ（１３） フタ８５自身を初期化すると共にランチ回路８３をクリ
アする。また、単安定マルチバイブレータ８８の出力で
ラッチ回路８４がクリアされる。従って、シフトレジス
タ８２にはシリアルデータが８ビット分入力されると、
その内容がラッチ回路８７にラッチされることになり、
ラッチ回路８７の出力が第８図の時限回路５２１〜５２
６へ出力される。

第１４図は時限回路５２１〜５２６の実施例のブロック
図、第１５図はその各部の信号波形例を示すタイミング
チャートである。噴射タイミング信号と分配信号との論
理積がアンド回路９０でとられ、インバータ９１とアン
ド回路９２でロード信号が生成され、プリセッタブルダ
ウンカウンタ９３はこのロード信号でシリアル受信回路
５３からの噴射時間情報をセントする。プリセッタブル
ダウンカウンタ９３の出力Ｃ１０は、ドライバ９４を介
して取出され、これがインジェクタの通電時間制御信号
となる。またプリセックプルダウンカウンタ９３の出力
とクロックとの論理積がアンド回路９５でとられ、プリ
セッタブルダウンカウンタ９３はアンド回路９５の出力
で（１４） カランｉ・ダウンされ、０となった時その出力Ｃ１０が
０″となる。

発明の詳細 な説明したように、本発明の燃料噴射制御装置用分配器
は、１本の信号線で入力される各気筒の噴射タイミング
情報と同じく１本の信号線で入力される噴射時間情報と
から各気筒の噴射タイミングと噴射時間を制御する為の
信号を発生することができる。従って、噴射タイミング
と噴射時間を算出するワンチップマイクロコンピュータ
と組合すことで経済的な燃料噴射制御装置を実現できる
。この際、ワンチップマイクロコンピュータとはバス接
続する必要がないからその分コストを低減でき又装置を
小型にすることができる。更に、ワンチップマイクロコ
ンピュータは噴射時間情報と噴射タイミングとを分配器
に送出するだけで出力制餉は分配部のハードウェアによ
り実施されるから、ワンチップマイクロコンピュータの
プログラム負（Ｈが軽減され、プＣｌダラムの実行サイ
クルも短縮される。従って、バス接続が不要となった（
１５） 分余った入出力ボートを使用して他の処理を実行させる
ことも可能となる。また、噴射タイミングも第２図の例
では１２０度の範囲で制御可能であり（４気筒の場合は
１８０度まで可能）、十分に実用性がある。更にまた、
噴射時間情報はシリアルデータで入力されるから、例え
ば噴射時間に相当するパルス幅で噴射時間を指定する方
式に比べ、噴射時間情報の更新速度が格段に速く、シス
テムの応答性も十分に高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は独立噴射制御を行なう従来の燃料噴射制御装置
の構成図、第２図はその動作説明図、第３図は本発明を
適用した燃料噴射制御装置の概略構成図、第４図はワン
チップマイクロコンピュータ１０に内蔵されたタイマ系
のブロック図、−Ｊ＝１０−警 第５図はワンチップマイク ロコンピュータ１０が行なう処理の一例を示すフロ（１
６） 割込み、基準信号割込み、噴射タイミングパルスのタイ
ミングチャート、第７図は、回転角信号とフリーランカ
ウンタ６１の値と噴射タイミングパルスの関係を示すタ
イミングチャート、第８図は本発明の実施例の要部ブロ
ック図、第９図は第８図番部の信号ａ〜Ｖの一例を示す
タイミングチャート、第１０図は分配回路５０の実施例
のブロック図、第１１図は各部の信号波形を示すタイミ
ングチャート、第１２図はシリアル受信回路５３の実施
例のブロック図、第１３図はその各部の信号波形の一例
を示すタイミングチャート、第１４図は時限回路５２１
〜５２ｓの実施例のブロック図、第１５図はその各部の
信号波形例を示すタイミングチャートである。 １０はワンチップマイクロコンピュータ、１１は燃料噴
射制御装置用分配器、５０は分配回路、５１　＋〜５１
６はアンド回路、５２１〜５２６は時限回路、５３はシ
リアル受信回路、ｃ、　−ｈは分配信号、ｊ〜０は噴射
開始信号である。 特許出願人富士通テン株式会社 代理人弁理士玉蟲久五部外１名 （１７） Ｖ　実 剛　ｉ ・＼べ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転基準信号と回転角信号とから分配信号を発
   生する分配回路と、該分配回路の出力と噴射タイミング
   パルスとから噴射開始信号を発生するゲートと、噴射時
   間を指定するシリアルデータをパラレルデータに変換す
   るシリアル受信回路と、各気筒に対応して設けられ前記
   ゲートから噴射開始信号を入力されたとき前記シリアル
   受信回路のパラレル出力データをセットし該パラレル出
   力データで指定された時間だけ対応する気筒への燃料噴
   射を行なわせる時限回路とを具備したことを特徴とする
   燃料噴射制御装置用分配器。