JPS6038545B2

JPS6038545B2 - 電子式エンジン制御装置

Info

Publication number: JPS6038545B2
Application number: JP52114047A
Authority: JP
Inventors: 眞澄今井; 宏太郎平沢; 征爾須田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-09-21
Filing date: 1977-09-21
Publication date: 1985-09-02
Also published as: JPS5447033A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明にエンジンの制御装置に係り、特にディジタル計
算機を利用した電子式エンジン制御装置に関する。

〔発明の背景〕

ディジタル計算機を利用したエンジン制御装置は例えば
特関昭５０−９０８２６号公報に開示されている。

エンジン制御動作、例えば燃料の供給動作あるいは点火
動作はエンジンの回転に基づいて行なわれる。

これらの動作を高応答で行なうにはエンジン回転に同期
してエンジンの制御値を演算することが望ましい。しか
し、この場合エンジンの低速回転では演算回数が少くな
り、一方エンジンの高速回転では演算回数が非常に多く
なる。このためディジタル計算機（以下コンピュータと
記す。）はエンジンの低速回転時は演算の終了により休
止している時間が長くなり、一方高速回転には演算時間
が不足することとなる。このためエンジンの高速回転時
の演算量を減少させ、エンジンを確実に制御できる装置
が必要となる。しかし一方ェンジンの回転に応じ無条件
に全て演算を開始させることも問題である。例えば演算
時間が不足している時は前回の演算値を用いて演算回数
を減らすことも考えられる。また他の理由で演算を停止
する必要もある。以上の条件を満足したシステムがエン
ジンの制御の信頼性の点で必要であった。〔発明の目的
〕本発明の目的はエンジンの高速回転時の演算量の減少
が可能で、しかもその演算開始自身を制御できる信頼性
の高いエンジン制御装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴はエンジンの制御値の演算を補正値の演算
とこの補正値を用いたエンジンの制御値の演算とに分け
、しかも上記補正値の演算を低レベル演算で行ない、一
方エンジンの制御値を求める演算を高レベルの演算で行
なうようにし、上記高レベルの演算をエンジンの回転に
同期させて行ない、これによりエンジンの高速回転時演
算量を低減するとともにその高レベルの演算の開始条件
である高レベル演算処理要求信号の発生自身をディジタ
ル計算機よりの許可信号を制御することにより、エンジ
ン制御の信頼性を向上させたことである。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図は電子式エンジン制御装置の主要構成を示すシス
テム図である。ェア・クリーナ１２を通して取り込まれ
た空気はェア・フロー・メークでその流量が計測され、
ェア・フロー・メータ１４から空気流量を表わす出力Ｑ
Ａが制御回路１０へ入力される。ェア・フロー・メー
タ１４には吸入空気の温度を検出するための吸気温セン
サー６が設けられ、吸入空気の温度を表わす出力ＴＡが
制御回路１０へ入力される。ェア・フロー・メータ１４
を通過した空気はスロットル・チャンバ１８を通過し、
ィンテーク・マニホールド２６はら吸入弁３２を介して
エンジン３０の燃焼室３４へ吸入される。

燃焼室３４へ吸入される空気の量はアクセル・ベグル２
２と機械的に連動してスロットル・チャンバ内に設けら
れているスロットル・バルブ２０の関度を変化させるこ
とにより制御される。スロットル・バルフ２０の開度は
スロットル位置検出器２４により検出される。このスロ
ットル・バルブ２０の位置を表わす信号ＱＴＨはスロツ
トル位置検出器２４から制御回路１０へ入力される。ス
ロツトル・チヤンバ１８にはアイドル運転時のエンジン
回転制御のためのバイパス通路４２とこのバイパス通路
４２を通る空気量を調整するアイドル・アジャスト・ス
リュ４４が設けられている。

エンジンがァィドリング状態で運転されている場合、ス
ロツトル・バルブ２０が全閉状態に位置であり、ヱア・
フロー・メータ１４からの吸入空気はバイパス通路４２
を通して流れ、燃焼室３４へ吸入される。従ってアィド
リング運転状態の吸入空気量はアイドル・アジャスト・
スクリュの調整により変えられる。燃焼器で発生するヱ
ネルギはバイパス通路４２はらの空気量によりほぼ定ま
るので、アイドル・アジヤスト・スクリユ４４を調整し
、エンジンへの吸入空気量を変えることにより、アィド
リング運転状態でのエンジン回転速度を適正な値に調整
するとができる。スロットル・チヤンバ１８にはさらに
別のバイパス通路４６とェア・レギュレータ４８が設け
られている。

ェア・レギュレータ４８は制御回路１０の出力信号ＮＩ
ＤＬに応じて通路４６を通る空気量を制御し、暖気運転
時のエンジン回転速度の制御やスロットル・バルブ２０
の急変時のエンジンへの適正な空気量の供給を行う。ま
た必要に応じアイドル運転時の空気流量を変えることも
できる。次に燃料供給系について説明する。

フューェル・タンク５０１こ篭わえられている燃料はフ
ュヱル・ポンプ５２に吸入され、フューェル・ダンパ５
４へ圧送される。フューェル・ダンパ５４はフュェル・
ポンプ５２からの燃料の圧力脈動を吸収し、所定圧力の
燃料をフューェル・フィル夕５６を介して燃圧しギュレ
ータ６２に送る。燃圧しギュレータからの燃料は燃料パ
イプ６０を介してフューェル・インジェク夕６６に圧送
され、制御回路１０からの出力ＩＮＪによりフューェル
・インジェクタ６６が開き、燃料を噴射する。フューェ
ル・ィンジェクタ６６からの燃料噴射量はこのインジェ
クタ６６の関弁時間と、ィンジェクタへ圧送されてくる
燃料圧力と燃料が噴射されるインテーク・マニホールド
２６との圧力差で定まる。

しかしフューェル・ィンジェクタ６６からの燃料噴射料
が制御回路１０からの信号ＩＮＪで決まる関弁時間にの
み依存することが望ましい。そのためフューェル・イン
ジェクタ６６への燃料圧力とインテーク・マニホールド
２６のマニホールド圧力の差が常に一定になるように燃
圧しギュレータ６２によりフユーエル・インジエクタ６
６への圧送燃料圧力を制御している。燃圧しギュレータ
６２には導圧管６４を介してィンテーク・マニホールド
圧が印加され、この圧力に対し燃料パイプ６０内の燃圧
が一定以上になると、燃料パイプ６０とフユーエル・リ
ターン・パイプ５８とが導通し、過剰圧に対応した燃料
がフューェル・リターン・パイプ５８を介してフューヱ
ル・タンク５０へ戻される。このようにして燃料パイプ
６０内の燃圧とィンテーク・マニホールド内のマニホー
ルド圧との差が常に一定に保たれる。フューェル・タン
ク５０にはさらに燃料の気化したガスを吸収するための
パイプ６８とキャニスタ７０が設けられ、エンジンの運
転時大気開□７４から空気を吸入し、吸収した燃料の気
化ガスをパイプ７２により、インテーク・マニホールド
へ導き、エンジン３０へ導び〈。

上で説明した如くフューェル・インジェクタから燃料が
噴射され、吸入弁３２がピストン７４の運動に同期して
開き、空気と燃料の混合気が燃焼室３４へ導びかれる。

この混合気が圧縮され、点火プラグ３６からの火花エネ
ルギーで燃焼することにより、混合気の燃焼エネルギー
はピストンを動かす運動ェネルギに変換される。燃焼し
た混合気は排気ガスとして排気弁（図示せず）より排気
管７６、触媒コンバータ８２、マフラ８６を介して大気
へ排気される。

排気管７６には排気還流管７８（以下ＥＧＲパイプと記
す。があり、この管を介して排気ガスの一部がィンテー
ク・マニホールド２６へ導びかれる。すなわち排気ガス
の一部が再びエンジンの吸入側へ還流される。この還流
量は排気ガス還流装置２８の開弁量で定まる。この開弁
量は制御回路１０の出力ＥＧＲで制御され、さらに排気
ガス還流装置２８の弁位置が電気信号に変換され、信号
ＱＥとして制御回路１０へ入力される。排気管７６には
入センサ０が設けられており、燃焼室３４へ吸入された
混合気の混合割合を検出する。

具体的には０２センサ（酸素センサ）ば−般に使用され
、排気ガス中の酸素濃度を検出し、酸素濃度に応じた電
圧＾を発生する。入センサ８０の出力Ｖ入は制御回路１
０へ入力される。触媒コンバータ８２には排気縞センサ
８４が設けられており、排気温度に応じた出力ＴＥが制
御回路１０へ入力される。制御回路１０には負電源端子
８８と正電源端子９０が設けられている。

さらに制御回路１０より上で述べた点火プラグ３６の火
花発生を制御する信号ＩＯＮが点火コイル４０の１次コ
イルに加えられ、２次コイルに発生した高電圧が配電器
３８を介して点火プラグ３６へ印加され、燃焼室３４内
で燃焼のための火花を発生する。さらに具体的に述べる
と、点火コイル４０‘こは正露端子９２が設けられ、さ
らに制御回路１０には点火コイル４０の１次コィィル電
流を制御するためのパワートランジスタが設けられてい
る。点火コイル４０の正電源端子９２と制御回路１０の
負電源端子８８との間に、点火コイル４０の１次コイル
と上記パワートランジスタとの直列回路を形成され、該
パワートランンジスタが導適することにより点火コイル
４０‘こ電磁ェネルギが蓄積され、上記パワートランン
ジスタが遮断することにより上記電磁ェネルギは高電圧
を有するェネルギとして点火プラグ３６へ印加される。
エンジン３川こは水温センサ９６が設けられ、エンジン
冷却水９４の温度を検出し、この温度に応じた信号ＴＷ
を制御御回路１０へ入力する。

さらにエンジン３０１こはエンジンの回転位置を検出す
る角度センサ９８が設けられ、このセンサ９８によりエ
ンジンの基準クランク角位置（例えば１２０ｏ，２４０
０，３６０ｏ）に応したりフアレンス信号ＰＲとエン
ジンが所定角度（例えば０．５度）回転する毎に発生す
る角度信号ＰＣとを発生させ、これらの信号を制御回路
１０へ入力する。第２図は６気筒エンジンのクランク角
に対する点火タイミングと燃料噴射タイミングを説明す
る動作図である。

イはクランク角を表わす。クランク角１２０ｏ毎にリフ
ァレンス信号ＰＲが角度センサ９８より出力され、制御
回路１０へ入力される。この信号ＰＲに基づき後述の手
段でクランク角の００，１２００，２４００，３６００
，４８００，６０００，７２００毎に基準角度信号ＩＮ
ＴＬが制御信号１０内で作られる。図で口，ハ，二，ホ
，へ，トは各各第１気筒、第５気筒、第３気筒、第６気
筒、第２気筒、第４気の動作を表わす。

またＪ１〜Ｊ６は各気筒の吸入弁の関弁＆直を表わす。
各気筒の関弁＆層は第２図に示す如く、クランク角の１
２０ｏずつずれている。この関弁位置と開弁幅はそれぞ
れのエンジン構造により多少異なる。図でＡＩ〜Ａ５は
フユーェル・インジェクタ６６の関弁時期すなわち、燃
料噴射時期を表わす。

各噴射時期ＡＩ〜Ａ５の時間幅ＪＤはフューェル・ィン
ジェクタ６６の開弁時間を表わす。この時間隔ＪＤはフ
ューェル・ィンジェクタ６６の燃料噴射量をを表わすと
考えることができる。フューェル・ィンジェクタ６６は
各気筒に対応して各々設けられているがこれらのインジ
ェクタ６６は制御回路１０内に駆動回路に対し、各々並
列に接続されている。従って制御回路１０からの信号州
Ｊにより各気筒に対応したフユーェル・インジェクタは
各々同時に開弁し、燃料を噴射する。第２図口に示す第
１気筒について説明する。クランク角３６００において
発生した基準信号ＣＹＬに同期し、制御回路蔓０より出
力信号ＩＮＪが各気筒のマニホールドまたは吸気ポ−ト
に設けられたフュ−ヱル・インジェクタ６６に印加され
る。これにより制御回路１０で計算された時間ＪＤだけ
Ａ２で示す如く、燃料を噴射する。しかし第１気筒は吸
気弁が閉じているので噴射された燃料は第１気筒の吸気
ボート付近に保持され、シリンダ内には吸入されない。
次にクランク角７２００の点で生じる基準信号ＣＹＬ‘
こ応じて再び制御回路から各フューェル・ィンジェクタ
６６へ信号が送られＡ３で示す燃料噴射が行なわれる。
この噴射とほぼ同時に第１気筒の吸気弁が開弁し、この
開弁でＡ２で噴射した燃料とＡ３で噴射した燃料の両方
を燃焼室へ吸入する。他の気筒についても同様のことが
いえる。すなわちハに示した第５気筒では吸気弁の開弁
位置Ｊ５でＡ２とＡ３で噴射された燃料が吸入される。
二に示す第３気筒では吸気弁の関弁位置Ｊ３でＡ２で噴
射された燃料の一部とＡ３で噴射された燃料とさらにＡ
４で噴射された燃料の一部が吸入される。Ａ２で噴射さ
れた一部の燃料とＡ４で噴射された一部の燃料を合せる
と１回分の噴射量になる。従って第３気筒の各吸気行程
でもやはり２回の噴射量をそれぞれ吸入することになる
。木，へ，トに示す第６気筒、第２気筒、第４気筒でも
も同様にフューェル・ィンジェク夕の２回分の噴射を１
回の吸気工程で吸入する。以上の説明で分かるように制
御１０よりの燃料噴射信号ＩＮＪで指定される燃料噴射
は供給するに必要な燃料の半分であり、フューェル・イ
ンジェクタ６６の２回の噴射で燃焼室３４に吸入された
空気に対応した必要燃料量がえられる。第２図でＧＩＧ
６は第１気筒〜第６気筒に対応した点火時期を示す。

制御回路１０内に設けられているパワートランジスタを
遮断することにより点火コイル４０の１次コイル電流を
遮断し、２次コイルに高電圧を発生する。この高電圧の
発生は点火時期ＧＩ，Ｇ５，Ｇ３，Ｇ６，Ｇ２，Ｇ４の
のタイミングで行なわれ、各気筒に設けられた点火プラ
グへ配電器３８により配電される。これにより第１気筒
、第５気筒、第３気筒、第６気筒、第２気筒、第４気筒
の順序で各点火プラグに点火が行なわれ、燃料と空気の
混合気は燃焼する。第１図の制御回路１０の詳細な回路
構成を第３図に示す。制御回路１０の正電源端子９０は
バツテリの正端子１１０１こ接続され、電圧ＶＢが御回
路１０へ供給される。電源電圧ＶＢは定電圧回路１１
２で一定電圧ＰＶＣＣ、例えば５〔Ｖ〕に一定保持され
る。この一定電圧ＰＶＣＣはディジタル計算機を構成す
るセントラルプロセッサ（以下ＣＰＵと記す。）、ラン
ダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭと記す。）、リードオ
ンメモリ（以下ＲＯＭと記す。）へ供給される。さらに
定電圧回路１１２の出力ＰＶＣＣは入力回路１２０へも
入力される。入出力回路１２０‘まマルチプレクサ１２
２、アナログデジタル変換器１２４、パルス出力回路１
２６、パルス入力回路１２８、ディスクリート入出力回
路１３０等を有している。マルチプレクサ１２２にはア
ナログ信号が入力され、ＣＰＵからの指令に基づいて入
力信号の１つが選択され、アナログディジタル変換器１
２４へ入力される。

アナログ入力信号として、第１図に示した各センサ、な
わち水温センサ９６、吸気温センサー６「排気温センサ
８４、スロットル位置検出器２４「排気ガス還流装置２
８、入センサ８０、エア・フロー・メータＱＡからそれ
ぞれ、エンジンの冷却水温を表わすアナログ信号ＴＷ、
吸気温を表わすアナグ信号ＴＡ、排気ガス温度を表わす
アブログ信号ＴＥ、スロット開度を表わすアナログ信号
ＱＴＨ、排気ガス還流装置の関弁状態を表わすアナログ
信号ＱＥ、吸入混合気の空気過剰率を表わすアナログ信
号Ｖ＾、吸入空気母を表わすアナログ信号ＱＡがフィル
夕１３２〜１４４を介してマイケルプレクサ１２２へ入
力される。但し、入センサ８０の出力Ｖ入はフィルタ回
路を有する増幅器１４２を介してマルチプレクサへ入さ
れる。この他に大気圧センサ１４６から大気圧を表わす
アナログ信号ＶＰＡがマルチブレクサに入力される。ま
た正電源端子９００から抵孔１５０，１５２，１５４の
直列回路に電圧ｙＢが抵抗１６０を介して供聯合され
、さらに上記抵抗の直列回路の端子電圧をッェナ１４８
で一定に押えている。抵抗１５０と１５２および抵抗１
５２と１５４の接続点１５６と１５８の電圧ＶＨとＶＬ
の値がマルチプレクサ１２２へ入力されている。上で述
べたセントラルプロセッサＣＰＵＩ１４、ランダムアク
セスメモリＲＡＭＩ１６、リードオンリメモリＲＯＭＩ
１８、入出力力回路１２０間はデータバス１６２、アド
レスバス１６４、コントロールバス１６６で結ばれてい
る。

マルチブレクサ１２２からアナログディジタル変換器１
２４へのアナログ信号の入力はＲＯＭに記憶されていた
命令プログラムに基づきセントラルプロセッサＣＰＵＩ
１４がアドレスバスを介してディジタル変換すべき入力
のアドレスを指定することにより行なわれる。ディジタ
ル変換された値はそれぞれ対応したレジスタに保持され
、必要に応びコントロールバス１６６を介して送られて
くるセントラルプロセッサー１６からの命令に基づきセ
ントラルプロセッサＣＰＵＩ１６またはランダムアクセ
ルメモリＲＡＭＩ１６へ取り込まれる。パルス入力回
路１２８には角度センサ９８よりリファレンスパルスＰ
Ｒおよび角度信号‐ＰＣがパルス列の形でフィル夕１６
８を介してパルス入力回路１２８に入力される。さらに
車遠センサ１７０から車速に応じた周波数のパルス的が
パルス列の形でフィル夕１７２を介してパルス入力回路
１２８に入力される。セントラルプロセッサＣＰＵＩ
１４により処理された出力はアクチュェータを制御する
ためにパルス出力回路１２６に保持される。

パルス出力回路１２６からの出力はパワー増幅回路１８
８へ加えられ、この信号に基づいてアクチュェータであ
るフューヱル・インゼクタが制御される。１８８，１９
４，１９８はパワー増幅回路であり、アクチュェータで
ある各々点火コイル４０の１次コイル篭流、排気ガス還
流装置２８の閏度、ェア・レギユレータ４８の関度をパ
ルス出力回路１２６からの出力パルスに応じて制御する
。

ディスクリート入出力回路１３０はスロツトル．・バル
ブ２０が全閉状態戦こあることを検出するスイッチ１７
４、スタータスツチ１７６、トランスミッションギアが
トップギアであることを示すギアスィツチ１７８からの
信号をそれぞれ、フィル夕１８０，１８２，１８４を介
して受信し、保持する。さらにセントラルプロセッサＣ
ＰＵＩ１４からの処理信号を保持する。ディスクリー
ト入力回路１３０が関係する信号は１ビットでその内容
を表示できる信号である。次にセントラルプロセッサＣ
ＰＵＩ１４からの信号によ．り、パワー増幅回路１９６
，２００，２０２，２０４へディスクリート入出力回路
から信号が送られ、それぞれアクチュヱータを制御する
。例えば排気ガス還流装置２８を閉じて排気ガスの還流
を停止させたり、燃料ポンプを制御したり、触媒の異状
温度を表示したり、エンジンのオーバーヒートを表示し
たりする。第４図はパルス出力回路１２６の具体的な回
路を示すもので、レジスタ群４７川ま上で述べた基準レ
ジスタ群であり、ＣＰＵＩ１４で処理されたエンジンの
制御値を示すデータを保持したりあるいは予め定められ
た一定値を示すデータを保持する。

れらのデータはＣＰＵ１１４よりデータバス１６２を
介して送られる。保持するレジスタの指定はアドレスバ
ス１６４を介して行なわれ、指定されたレジスタに上記
データが入力され保持される。レジスク群４７２は瞬時
レジス夕群であり、エンジン等の瞬時の状態を保持する
。瞬時レジスタ群４７２とラツチ回路４７６とインクリ
メンク４７８とでいわゆるカウン夕機能を呈する。出力
レジスタ群４７４は例えばエンジンの回転速度を保持す
るレジスタ４３０と車遠を保持するレジスタ４３２を有
している。

これらの値は、ある条件が満されたとき瞬時レジスタの
値が読み込まれることにより得られる。出力レジスタ群
４７４に保持されてているデータは、ＣＰＵからアドレ
スバスを介して送られてくる信号により関係するレジス
タが選ばれ、このレジスタからデータバス１６２を介し
てＣＰＵＩ１４に送られる。コンパレータ４８川ま基準
レジスタ群の内の選ばれたレジスタからの基準データと
瞬時レジスタ群の内の選ばれたレジスタからの瞬時デー
タをそれぞれ入力端４８２と４８４から受け、比較動作
を行う。その比較結果は出力端４８６より出力される。
出力端は比較結果保持回路として作用する第１比較出力
レジスタ群５０２の内の所定のレジスタにセットされる
。さらにその後第２比較出力レジスタ群５０４の所定の
レジスタにセットされる。基準レジスタ群４７０、瞬時
レジスタ群４７２、出力レジスタ群４７４の読出しや書
込み動作、インクリメンタ４７８やコンパレータ４８０
の動作、第１比較出力レジスタ６０２、第２比較出力レ
ジスタ５０４への出力セット動作は、ある定められた時
間内に処理される。

また種々の処理はステージカウンタ５７２のステージ順
序に従い、時分割で行なわれる。各ステージ毎に基準レ
ジスタ群４７０、瞬時レジスタ群４７２、第１および第
２比較結果レジスタ群のそれぞれのレジスタ群の所定レ
ジスタおよび必要に応じて出力レジスタ群４７４の内の
所定のレジスタが選ばれる。またインクリメンタ４７８
とコンパレータ４８０は共通に使用される。第５図は第
４図のタイミングを説明するための図である。

ＣＰＵＩ１４よりクロック信号Ｅが入出力回路１２０‘
こ供給される。この信号をイに示す。このクロツク信号
Ｅより回路５７４により重なりのない２つのクロツク信
号ジーとめ２を作る。この信号を口とハに示す。このク
ロツク信号め１とび２により第４図に示す回路は動作す
る。第５図二はステージ信号であり、クロック信号？２
の立上がりで切換えられ、各ステージの処理はぐ２に同
期して行なわれる。第５図中でＴＨＲＯＵＧＨとはラツ
チ回路やレジススタ回路がィネーブルの状態にあること
を示し、これらの回路の出力が入力に依存されることを
示す。

またＬＡＴＣＨとはこれらの回路があるデータを保持し
、この回路の出力が入力に依存しないことを示す。二に
示すステージ信号は基準レジスタ４７０や瞬時レジスタ
４７２の読み出し信号となり、ある選ばれた所定のレジ
スタからその内容を読み出す。

木とへはそれぞれ基準レジスタ４７０と瞬時レジスタ４
７２の動作を示す。この動作はクロック０に同期してな
される。ラツチ回路４７６の動作を卜に示す。

この回路はぐ２がハイレベルのときＴＨＲＯＵＧＨ状態
となり、瞬時レジス夕群４７２より読み出されたある特
定のレジスタのデータを書き込み、クロック？２がロー
レベルになったときＬＡＴＣＨ状態ととなる。このよう
にしてそのステージに対応した瞬時レジスタ群の内の所
定のレジスタのデータを保持する。ラツチ回路４７６に
保持されたデータは、クロツク信号に同期しないインク
リメンタ４７８により、外部の条件に基づいて修正され
る。ここでインクリメンタ４７８はインクリメンタコン
トローラ４９０からの信号に基づき次のような機能を有
する。第１の機能はインクリメント機能で入力データの
示す値を１つ増加させる。第２の機能はノンィンクリメ
ント機能で、入力を増加させないでそのまま通過させる
。第３の機能はリセツト機能で入力を全て０の値を示す
データに変えてしまう。瞬時レジスタのデータの流れを
見ると、瞬時レジスタ群４７２の内の１つのレジスタが
ステージカウンタ５７２により選ばれ、その保持データ
がラッチ回路４７６とインクリメンタ４７８を介してコ
ンパレータ４８０−‘こ入力される。

さらにインクリメンタ４７８の出力から元の選ばれたレ
ジスタへ戻る閉ループができる。従ってインクリメンタ
がデータに対し１つ増加させる機能を呈するとこの閉ル
−プはカウンタとしての機能を示す。しかしこの閉ルー
プで瞬時レジスタ群のデータが特定の選ばれたレジスタ
から出力されながら、しかもデータが回り込んできて入
力されるような状態が生じると誤動作を生じる。従って
データを切るためにラッチ回路４７６を設けている。ラ
ッチ回路４７６はクロック？２に同期してＴＨＲＯＵＧ
Ｈ状態になり、一方瞬時レジスタに入力が書き込まれる
ＴＨＲＯＵＧＨ状態はクロックわ１に同期している。従
ってクロック◇２とめ１との間でデータカットが行なわ
れる。コンパレータ４８０もインクリメンタ４７６と同
様クロツク信号と同期せずに動作する。

コンパレ−夕４８０の入力は基準レジスタ群４７０の内
より選ばれた１つの基準レジスタの保持データと、瞬時
レジスタ群の内の選ばれた１つのレジス夕の保持データ
のインクリメンタを介して伝えられたデータとを受ける
。このデータの比較結果は、クロック信号で１に同期し
てＴＨＲＯＵＧＨ状態になる第１の比較結果レジス夕群
５０２へセットされる。さらにこのデータはクロツクで
２でＴＨＲＯＵＧＨ状態になる第２の比較結果レジスタ
群５０４へセットされる。このレジスタ５０４の出力は
、上記インクリメンタの各機能を制御する信号や、アク
チェータであるフューェル・インジェク夕、点火コイル
、排気ガス還流装置などのドライブ信号となる。また、
エンジン回転数や車速などを測定した結果は出力レジス
タ群４７４に書き込まれる。

すなわち、条件が満足されたときラッチ回路４７６に保
持されているデータをクロツクぐ１同期でＴＨＲＯＵＧ
Ｈ状態となり書き込む。また、ＣＰＵＩ１４より選ばれ
たレジスタは第５図イに示すＥ同期でＣＰＵによって読
み込まれる。ステージ信号は、第６図に示す回路で作ら
れる。

ステーージカウンタＳＣ５７０はめ１でカウントアップ
されその出力ＣＯ〜Ｃ６と第４図のＴレジスタの出力を
アドレスとするステージデコーダＳＤＣにより、０１〜
０１７が出力される。この世力は各処理を意味する。こ
の０１〜０１７を少２でステージラットＳＴＧＬに書き
込む。また、ＳＴＧＬリセット入力に、第４図ＭＯＤＥ
レジスタのＧＯの信号を接続し、ＳＴＧ信号となるＧＯ
がローレベルでＳＴＧＬの出はすべてローレベルとなり
、処理はどれも行われなく、ＧＯが／・ィレベルで、処
理は行なわれる。該ＳＤＣはＲＯＭ（Ｒｅａｋ−ｏｍｌ
ｙＭｅｍｏぴ）などを使用すると容易に実現できる。ス
テージ００〜６Ｆまでの処理の詳細な内容を第１表に説
明する。第１表第１表ステージカウンタＳＣはゼネラルリセットＧＲによって
ＣＯ〜Ｃ７はすべて０となる。

まず、クロツクマ２の立上りでＥＧＲＤのＳＴＧ信号が
出て、ＥＧＲＤの処理を行う。次のクロック信号Ｊ２で
はＩＮＴＬのＳＴＧ信号が出て、ＩＮＴＬの処理を行い
。更に、該ＳＣはカウントし続け、そのカウント結果に
応じた処理を行い、ＣＯ〜Ｃ７がすべて１となるとＩＮ
ＪのＳＴＧ信号が出て、州Ｊの処理を行う。第１表のす
べての処理が終了し、次のカウントで、ＣＯ〜Ｃ７はす
べて０となり、ＥＧＲＤのＳＴＧ信号が再び出て、ＥＣ
ＲＤの処理が行なわれる。このように第１表の処理を繰
り返す。ＳＴＧＯとＳＴＧ７１ま外部からの入力を内部
のクロック信号と同期させるためのものであり、ＳＴＧ
ｏはＣＯ〜Ｃ７がすべて０ととき、ＳＴＧ７はＣＯ〜Ｃ
２がすべての１のときである。

外部からの入力信号であるリファレンス信号ＰＲ、角度
信号ＰＣ、車遠の周波数パルスＰＳは、クロック信号で
２，？１とは同期していない。

そこで、処理上、？２と同期しなければならない。しか
も、該ＰＣと該ＰＳは立上りと立下りの信号が必要で、
該ＰＲは立上りのみ必要となる。そこで、第６図に示す
、ＳＴＧＯとＳＴＧ７を使用して、中２に同期した信号
を得るものである。その回路を第７図、タイミングを第
８図に示し、説明する。これらの外部入力ＰＲ，ＰＣ，
ＰＳはＳＴＧＯにより、それぞれ６００，６０２，６０
４にラツチされ、さらに、６００，６０２，６０４の出
力はＳＴＧ７により、それぞれ、６０６，６０８，６
１０‘こラツチされる。同期化されたりフアレンス信号
ＰＲＳは、６００の反転出力と６０６の出力とをＮＯＲ
をとって作られる。また、同期化された角度パルスＰＣ
Ｓと同機化された車速周波数パルスＰＳＳは、それぞれ
、６０２の出力と６０８の出力、６０４の出力と６１０
の出力の排他的論理和をとって得られる次に、インクリ
メンタ４７８を制御する条件は該ＳＴＧ信号と同期して
発生させる必要があり、また、各処理において異なるも
のである。

第９図は、インクリメンタ４７８を制御するインクリメ
ンタコントローラ４９０の詳細回路図である。インクリ
メン夕４７８を制御する信号の機能は大きく分けるとイ
ンクリメント機能とりセット機能である。インクリメン
ト機能は第９図ａで作られる信号州Ｃで、リセット機能
は第９図ｂで発生する信号ＲＥＳＥＴで行なわれる。信
号ＩＮＣが／・ィレベルのときインクリメンタ４７８は
インクリメント機能を持ち、ローレベルのときノンィン
クリメント機能を持つ。また信号ＲＥＳＥＴが／・ィレ
ベルのときインクリメンタ４７８はリセット機能を有す
る信号ＲＥＳＥＴは信号ＩＮＣより優先する。各処理を
指令するステージ信号に応じ、条件が満足されたとき上
記信号が発生するように第９図ａ，ｂは構成され、これ
らの条件として同期化回路の出力ＰＲＳ，ＰＣＳ，ＰＶ
ＳＳや、第２比較結果レジスタ群５０４の出力である。
また、出力レジスタ４７４にデータを転送し書き込む条
件も、インクリメンタの条件と同様であり、第９図ｃの
回路で制御される。第１０図は、燃料噴射信号ＩＮＪの
処理を説明した図である。

気筒数の違いにより噴射の開始が異なるため、ＣＹＬＣ
ＯＵＮＴＥＲとして作用するレジスタ４４２により、リ
ファレンス信号ＰＲＳより作られた初期角パルスＩＮＴ
ＬＤをカウントし、その結果を、気筒数に関連した値を
保持しているＣＹＬレジスタ４０４と比較し、大なりも
し〈は等しくなったとき、第１のレジスタの群５０２の
ＣＹＬＦＦ５０６に１をセットし、さらに第２のレジス
タ群５０４のＣＹＬＢＦ５０８‘こ１をセットする。こ
のＣＹＬＢＦ＝１でＣＹＬＣＯＵＮＴＥＲ４４２は
リセットされる。またこのＣＹＬＢＦ＝１のとき、噴射
時間を測定するＩＮＪＴＩＭＥＲ４５０かりセットされ
る。いつも、無条件で時間によりインクリメントされて
ゆき、噴射時間が設定されたＩＮＪＤレジスタ４１２と
比較し、大なりもし〈は等しいとき、第１のレジスタ群
のＩＮＪＦＦ５２２に１がセットされる。また、第２の
レジス夕群のＷＪＢＦ５２４に１がセットされる。この
ＩＮＪＢＦ＝１のときは、時間によるインクリメントは
禁止する。この瓜ＪＢＦの反転出力が燃料の噴射時間幅
となり、フューェルィンゼクタの開弁時間となる。第１
１図は、点火を制御する信号の処理を説明した図である
。

第７図のＰＲＳパルスから作られる基準パルスＩＮＴＬ
Ｄによって、ＡＤＶＣＯＵＮＴＥＲとして作用するレジ
スタ４５２をリセットし、同期化された角度パルスＰＣ
が／・ィレベルであることにより、インクリメントされ
る。そして、ＩＮＴＬＤから点火する角度を保持してい
るＡＤＶレジスタ４１４と比較し、大なりもし〈は等し
いとき、第１のレジスタ５０２のＡＤＶＦＦ５２６に１
をセットし、また、第２のレジスタ５０４のＡＤＶＢ
Ｆ５２８に１がセットされる。このＡＤＶＢＦの立上り
を示すＡＤＶＤにより、通電開始のＤＷＬＣＯＵＮＴＥ
Ｒ４５４をリセットし、同期化された角度パルスＰＣが
／・ィレベルであることによりインクリメントされる。
そして、前回の点火位置から通電開始する角度を保持し
ているＤＷＬレジスタ４１６と比較し、大なりもしく等
しいとき、第１のレジスタ５０２のＤＷＬＦＦ５３０に
１をセットし、また、第２のレジスタ５０４のＤＷＦ
ＢＦ５３２に１がセットされる。このＤＷＬＢＦ５３２
の出力が点火制御信号ＩＮＯＩとなる。第１２図は、Ｅ
ＧＲ（ＮＩＤＩ）の処理を説明した図である。これらは
、すべて比例ソレノィドであるため、デューティ制御を
行う。周期を保持するＥＧＲＰジス夕４１８とオン時間
を保持するＥＧＲＤレジスタ４２０の２つがあり、また
、ＴＩＭＥＲとしては、ＥＧＲＴＩＭ旧Ｒ４５６に
より測定される。処理上では、ＥＣＲＰＳＴＧの処理の
ときは、無条件のインクリメント、またＥＧＲＰレジス
タ４１８とＥＧＲＴ比幻Ｒ４５６と保持データを比較
し、大なりもし〈は等しいとき、第１のレジスタ群５０
２のＥＧＲＤＦＦ５３４に１をセットする。さらに、第
２のレジスタ群５０４のＥＧＲＰＢＦ５３６は１にセッ
トされる。ＥＧＲＤＳＴＧの処理のときは、無条件のイ
ンクリメント、また、ＥＧＲＰＢＦ：１でＥＧＲＴＩ
ＭＥＲ４５６はリセットされる。

ＥＧＲＤＦＦ５３８は、ＥＧＲＤレジスタ４２０とＥＧ
ＲＴＩＭＥＲ４５６を比較し、その結果が大なりもしく
は等しいとき、１にセットされ、ＥＧＲＤＢＦ５４０は
１にセツされる。このＥＣＲＤＢＦ５４０の反転出力が
ＥＧＲの制御信号である。ＮＩＤＬも同様である。第ｉ
３図は、エンジン回転数ＲＰＭ（や車遠ＶＳＰ）の測定
方法や処理を説明した図である。

測定方法は、ある測定時間幅をＲＰＭＷＴＩＭＥＲ４６
０で決定し、その時間幅にある同期化された角度パルス
ＰＣを計数することにより得るものである。

時間幅を測定するＲＰＭＷＴＩＭＥＲＥ４６０は、無条
件にインクリメントされ、また、ＲＰＭＷＢＦ５５２＝
１のとき、リセツトされる。

ＲＰＭＷＦＦ５５０に１がセットされるのは、時間幅を
保持しているＲＰＭＷレジスタ４２６とＲＰＭＷＴＩＭ
ＥＲ４６０を比較し、その結果が大なりもしくは等しい
ときである。ＲＰＭＷＢＦ５５２の立上りを示すＲＰＭ
ＷＤにより、該ＰＣを計数したＲＰＭＣＯＵＮＨＥＲ４
６２の内容を、出力レジスタ４７４のＲＰＭレジスタ４
３川こ転送し、書き込む。

また、ＲＰＭＷＢＦ５５２＝１のときは、ＲＰＭＣＯＵ
ＮＴＥＲ４６２はリセツトされる。ＶＳＰＳＴＧの処
理についても、ＲＰＭと同様である。

制御回路１０のＲＯＭＩ１８には自動車用制御プログラ
ムとして例えば次が挙げられるものが格納されている。
｛ィー燃料噴射制御プログラムェアフローセンサ１４
より与えられる空気流量ＱＡを表わすアナログ情報をア
ナログディジタル変換器１２４でディジタルデータに変
換する。

またＲＰＭレジスタ４３０にはエンジン回転速度Ｎを表
わすデータが保持されている。このＱＡを表わすデータ
とＮを表わすデータかり、エンジンに供給する燃料の噴
射時間を決定すなわち演算し、ＩＮＪＤレジスタ４１２
に設定する。‘。

）点火進角制御プログラム上記（ィ｝で決定された燃料
噴射時間、または上記空気流量ＱＡ、エンジン回転速度
Ｎ等を用い、点火コイルに対する電流通流点および点火
のための進角を演算し、ＤＷＬレジスタ４１６、および
ＡＤＶレジスタ４１４に設定する。

し一＾制御プログラム空燃比を一定に保つため、入セ
ンサ８０より与えられる０２（排気ガス中の酸素）濃度
をアナログディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）を介して
入力し、それに基づいてて上記燃料噴射時間の演算のた
めの補正係数を決定する。

８排気ガス環流制御プログラム排気ガスの一部をィンテーク・マニホールド２６へ還流
するため排気ガス還流装置２８の開弁量のデューティ制
御のための通電時間を演算し、ＥＧＲＤレジスタ４２０
１こ設定する。

押水温補正プログラム水温セソサ９６より得られる水
温情報をＡ／Ｄ変換器を介して入力し、該水温により燃
料噴射時間、点火進角などの決定のための補正係数を演
算する。

Ｎバツテリ電圧補正プログラムバッテリ電圧をＡ／Ｄ変換器を介して入力し、該電圧に
より、燃料噴射時間、点火進角などの決定のための補正
係数を演算する。

Ｗ吸気温補正プログラム吸気温センサ１６より得られた吸気温をＡ／Ｄ変換器よ
り入力し、該気温を用いて燃料噴射時間、点火進角など
の決定のための補正係数を演算する。

本実施例では、自動車制御用プログラム群を燃料噴射制
御、点じヒ進角制御などのエンジン回転に同期期して実
行する必要のある高い応答性を要求される第１機能プロ
グラムと、上託け〜【ト）に代表される補正係数を演算
するための第２機能プログラムに分ける。

第２機能プログラム実行中に第１機能プログラムの実行
の必要性が生じた場合は、第２機能プログラムを一時中
断し、機能１プログラムを先に実行し、該プログラムの
終了後、中断した第２機能プログラムを再開させる。こ
れによりエンジン制御性能に大きな影響を有する第１機
能プログラムの応答性を高めることができる。第１４図
にプログラムの動作例を示す。いま低レベルプログラム
を実行中であるとする。この時第１５図に示すように第
４図のＭＡＳＫレジスタには、すべての割込を許す状態
が設定されている。また第１０図に示すパルスＩＮＨ
ＬＤはエンジンの回転に同期した信号であり、例えば４
気筒のエンジンではエンジン回転角１８００（度）ごと
に主事苦言直奏去三宴裏塵蓑了≧うえｊまま洋Ｔジ鯖ま
燃料噴射制御および点火進角制御などのプログラムの起
動タイミングとして用いられる。ＩＮＨＬＤパルスの発
生は、ＳＴＡＴＵＳレジスタに第１６に示す如く処理装
置に対する割込要因として記憶される。すなわち第１６
図は州ＴＬＤ割込要因である第７ビットのみが“１’’
であるこをご示す。一方ふＷＳＫレジスタは第４図に示
した如く第７ビットが“１”であるため、該割込発生が
許可され、処理装置に対する割込み発生する。割込み発
生時の処理フローチャートを第１７図に示す。

まずステップ１で割込み発生時の処理装置のレジスタ額
（例えば、プログラムカウンタ、インデックスレジスタ
、アキユムレータなど、割込にて中断したプログラムを
再開するために必要な全てのレジスタ）の値をメモリの
特定のエリアに退避する。次にステップ７で不必要な割
込信号が入ることを防ぐためＭＡＳＫレジスタ割込み禁
止のための信号を設定し、次にステップ３で割込要因を
ＳＴＡＴＵＳレジスタより入力する。割込要因がＩＮＨ
ＬＤパルスであるかどうかをステップ４で判断しそうで
ある場合はまず燃料噴射射制御プログラムをステップ５
で実行し、該プログラムが決定した燃料噴射時間をＩＮ
ＪＤレジスタ４１２へセットする。次にステップ６で点
火進角制御プログラムを実行し、点火造角が演算される
。該造角に基づいてＡＤＶレジスタ４１６、およびＤＷ
Ｌレジスタ４１４へ点火コイル通流開始角度および点火
進度がセットされる。次にステップ７でＭＡＳＫレジス
タにマスク解除信号をセットし、ステップ８で退避され
ていた低レベルプログラムのレジスタ類を回復する。

これによって第１４図において瓜ＴＬＤ割込信号にて中
断されていたプログラムが再び実行される。本実施例に
おいてはエンジン回転に同期して高応答性を要求される
燃料噴射制御および点火造角制御プログラムが常に他の
プログラムに優先して実行できる。このため、例えば６
０仇ｐｍ〜６００仇ｐｍというダイナミックレンジの広
いエンジン回転においても常に燃料噴射制御および点火
進角制御が可能となり、エンジン制御性能が大幅に高ま
る。さらに第２機能のプログラム群の数および容量が増
加して実行時間が長くなっても燃料噴射制御プログラム
および点火進角制御プログラムはその影響を全く受けな
い。

第２機能プログラムとして種々のエンジン補助制御用プ
ログラムを配置できる効果も得られる。さらに本実施例
ではエンジン回転に同期した信号としてＩＮＨＬＤ初期
パルスを使用し第１機能実行開始タイミングとしている
。

これにより容易に割込み信号が実現でき、容易にエンジ
ン回転に同期した燃料噴射制御および点火進角制御が可
能となる。また本実施例では割込み要因をＳＴＡＴＵＳ
レジスタに保持し、割込要求に応じＳＴＡＴＵＳレジス
タに保持された要因を取込んでプログラムを実行するた
め、割込み条件を自由に増加でき、高度な制御が可能と
なる。

〔発明の効果〕

本発明は補正係数を演算するための低レベル演算プログ
ラムとエンジンの制御量を演算する高レベルプログラム
とを有し、エンジン回転に同期して高レベルプログラム
を実行開始するので、エンジンの高速回転時の演算量を
減少できる。

このためエンジン制御の応答性が向上する。さらに高レ
ベル演算処理要求信号を計算機からの許可信号に基づい
て発生しているので、より高度の制御が可能である。つ
まりより最適な制御ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のセンサとアクチェータの位
置を示す配置図、第２は第１図のクランク角と燃料噴射
、点火時期の関係を示す動作説明図、第３図は第１図の
制御回路の詳細図、第４図は第３図の入力回路の部分詳
細図、第５図は第４図の動作を説明するための動作説明
図、第６図は第４図のステージカワンタの詳細図、第７
図は同期化回路の詳細図、第８図は第７図のタイミング
を示す動作説明図、第９図はインクリメンタコントロー
ラの詳細図、第１０図は燃料噴射信号処理の動作説明図
、第１１図は点火時期制御の動作説明図、第１２図はＥ
ＧＲあるいはＮｍＬの処理の動作説明図、第１３図はエ
ンジン回転速度ＲＰＭあるいは車速ＶＳＰの検出の動作
説明図、第１４図は第１機能プログラムによる割込み動
作説明図、第１５図はＭＡＳＫレジスタの動作説明図、
第１６図はＳＴＡＴＵＳレジスタの動作説明図、第１
７図はエンジン制御フローチャートである。１０・・・制御回路、１２・・・ヱアクリーナー、９８
・・・角度センサ、１１４…セントラルプロセッサ。弟）図豹ー５図髪２図多ヲ図稀‘５図孫ム図秦づ図多る図茅８図多′２図多ｑ図茅Ｂ図多ー４図多′７図髪ワ図努′ｏ図多１１図

Claims

【特許請求の範囲】

１エンジンの運転状態を検出する複数のセンサと；高
レベル演算処理機能と低レベル演算処理機能の少くとも
２レベルの処理機能を有し、高レベル処理要求信号に応
じ上記低レベル演算処理動作から上記高レベル演算処理
動作へ移るように構成され、上記センサの出力に基づき
上記低レベル演算処理動作で補正値を演算し、上記高レ
ベル演算処理動作で上記センサの出力と上記補正値とか
らエンジンの制御値を演算するデイジタル計算機と；エ
ンジンの回転に同期して基準角度パルスを発生する角度
パルス発生器と；上記基準角度パルスに基づく割込要求
信号の発生を許可する信号を上記デイジタル計算機より
受け、これを保持するＭＡＳＫレジスタと；上記基準角
度パルスと上記ＭＡＳＫレジスタに保持された上記許可
信号とを受け、上記基準角度パルスに基づく割込要求信
号を発生し、上記デイジタル計算機へ送出するゲート回
路と；上記デイジタル計算機で演算された演算出力に基
づきエンジンを制御するアクチユエータとから構成され
；上記基準角度に基づく割込要求信号応答して上記デイ
ジタル計算機は上記高レベル演算処理動作を行なうこと
を特徴とする電子式エンジン制御装置。