JPS6127571B2 - - Google Patents
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- JPS6127571B2 JPS6127571B2 JP51115227A JP11522776A JPS6127571B2 JP S6127571 B2 JPS6127571 B2 JP S6127571B2 JP 51115227 A JP51115227 A JP 51115227A JP 11522776 A JP11522776 A JP 11522776A JP S6127571 B2 JPS6127571 B2 JP S6127571B2
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- pulse
- processing
- cpu
- signal
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
- F02D41/36—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling distribution
- F02D41/365—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling distribution with means for controlling timing and distribution
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
- F02D41/263—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the program execution being modifiable by physical parameters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車に装備された各種機器の制御を
プロセサによる時分割割込演算処理にて集中的に
行う自動車用制御装置に関するものである。
プロセサによる時分割割込演算処理にて集中的に
行う自動車用制御装置に関するものである。
ところで、現在自動車の内燃機関に関連する制
御に対して要求されることとして、排気ガス中の
有害成分の排出を少なくすることおよび燃料消費
量を低減することがある。上記の要求を解決する
ためには、今まで以上に複雑でかつ総合的な内燃
機関(エンジン)制御を行なう必要がある。例え
ば、点火時期制御に関して次のような背景があ
る。点火時期は現在吸気負圧、エンジン回転数お
よび水温の要因から決められている。しかしなが
ら、点火時期の決定を機械的手段によつて行なつ
ているので、点火時期とそれを決定する要因とな
る吸気負圧、エンジン回転数および水温との関数
関係は単純関数に定めている。一方、排気ガス規
制および燃費改善は、上記関数関係−点火時期と
その要因間との−に非常に複雑さを要求してい
る。さらに複雑な関数関係ばかりではなく、点火
時期の要因として上記吸気負圧、エンジン回転数
および水温以外の要因の追加を要求している。そ
れは例えば排気ガス浄化のために排気ガスの一部
を吸気側へ帰還するEGRの帰還量である。これ
はEGR制御と点火時期が関連をもつて制御され
なければならないが、その関係が複雑であるため
その制御がなされていない。従つて、排気ガス規
制および燃費改善を行なうためには、今まで以上
に多くのセンサを用いて、今まで以上に複雑な関
係をもつ制御を、他の制御と関連を持たせながら
総合的に行なうことが必要となつた。
御に対して要求されることとして、排気ガス中の
有害成分の排出を少なくすることおよび燃料消費
量を低減することがある。上記の要求を解決する
ためには、今まで以上に複雑でかつ総合的な内燃
機関(エンジン)制御を行なう必要がある。例え
ば、点火時期制御に関して次のような背景があ
る。点火時期は現在吸気負圧、エンジン回転数お
よび水温の要因から決められている。しかしなが
ら、点火時期の決定を機械的手段によつて行なつ
ているので、点火時期とそれを決定する要因とな
る吸気負圧、エンジン回転数および水温との関数
関係は単純関数に定めている。一方、排気ガス規
制および燃費改善は、上記関数関係−点火時期と
その要因間との−に非常に複雑さを要求してい
る。さらに複雑な関数関係ばかりではなく、点火
時期の要因として上記吸気負圧、エンジン回転数
および水温以外の要因の追加を要求している。そ
れは例えば排気ガス浄化のために排気ガスの一部
を吸気側へ帰還するEGRの帰還量である。これ
はEGR制御と点火時期が関連をもつて制御され
なければならないが、その関係が複雑であるため
その制御がなされていない。従つて、排気ガス規
制および燃費改善を行なうためには、今まで以上
に多くのセンサを用いて、今まで以上に複雑な関
係をもつ制御を、他の制御と関連を持たせながら
総合的に行なうことが必要となつた。
この課題に対して最近都合よくLSI化されたマ
イクロプロセサが実用化され、自動車に使用可能
になり始めた。このマイクロプロセサによる中央
制御方式は上記要求−複雑な制御関係を総合的に
行なうこと−を満足するものである。さらに、
LSI化されたマイクロプロセサは従来の機械的手
段と比べて(1)精度が高い、(2)特性変更の自由度が
高いという特徴がある。また、アナログ式の電子
制御と比べて(1)精度が高い、(2)特性変更の自由度
が高い、(3)低価格、(4)部品点数が少ない、(5)信頼
性が高いという特徴がある。
イクロプロセサが実用化され、自動車に使用可能
になり始めた。このマイクロプロセサによる中央
制御方式は上記要求−複雑な制御関係を総合的に
行なうこと−を満足するものである。さらに、
LSI化されたマイクロプロセサは従来の機械的手
段と比べて(1)精度が高い、(2)特性変更の自由度が
高いという特徴がある。また、アナログ式の電子
制御と比べて(1)精度が高い、(2)特性変更の自由度
が高い、(3)低価格、(4)部品点数が少ない、(5)信頼
性が高いという特徴がある。
しかし、マイクロプロセサを使用して燃料供給
または点火火花供給等のエンジン制御を行なおう
とする場合、注意しなければならないことがあ
る。それはリアルタイムの処理をしなければなら
ないということである。すなわち、制御の要求が
生じた場合に適した応答時間内のうちに制御を終
えなければならない。
または点火火花供給等のエンジン制御を行なおう
とする場合、注意しなければならないことがあ
る。それはリアルタイムの処理をしなければなら
ないということである。すなわち、制御の要求が
生じた場合に適した応答時間内のうちに制御を終
えなければならない。
本発明は上記の諸問題に鑑みたもので、自動車
搭載の内燃機関の回転に同期した同期パルスにて
中央制御装置たる演算処理部に割込をかけ、その
割込による演算処理の完了時の同期型データにて
前記内燃機関の回転に関連して制御すべき点火装
置などの同期型機器を駆動制御し、前記同期デー
タを得るための補助的演算を前記同期パルスによ
る優先割込処理以外の期間で実行することによつ
て、自動車に搭載された同期型機器の制御を最適
の時間配分にて演算処理することができる自動車
用制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
搭載の内燃機関の回転に同期した同期パルスにて
中央制御装置たる演算処理部に割込をかけ、その
割込による演算処理の完了時の同期型データにて
前記内燃機関の回転に関連して制御すべき点火装
置などの同期型機器を駆動制御し、前記同期デー
タを得るための補助的演算を前記同期パルスによ
る優先割込処理以外の期間で実行することによつ
て、自動車に搭載された同期型機器の制御を最適
の時間配分にて演算処理することができる自動車
用制御装置を提供することを目的とするものであ
る。
以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。この実施例においては点火時期制御、電子式
燃料噴射制御(EFI)および排気ガス再循環制御
(EGR)を集中的に時分割にて処理している。そ
して、第1図はその自動車用制御装置を示す全体
構成図である。
る。この実施例においては点火時期制御、電子式
燃料噴射制御(EFI)および排気ガス再循環制御
(EGR)を集中的に時分割にて処理している。そ
して、第1図はその自動車用制御装置を示す全体
構成図である。
この第1図において、1は予め定めたプログラ
ムに従つて時分割的に種々の演算処理を実行する
中央制御装置(CPU)で、マイクロプロセサと
メモリを有しているデイジタルコンピユータをな
すものである。2はバスラインで、CPU1に対
する種々のデイジタルデータの入出力の情報伝達
を行うものである。3は割込受付回路で、その入
力に到来する種々の割込指令のパルスの優先順位
を判定してその順位に従つた割込を前記CPU1
に指令している。4はリアルタイムクロツク回路
で、100msec,1sec,10sec毎に第1,第2,第
3割込用クロツクパルスを発生して前記割込受付
回路3に加えている。5はエンジン回転角ピツク
アツプで、エンジン21のクランク軸が1回転す
ると6個の突起を有するロータ40が半回転して
3個の回転角パルスを発生している。6はエンジ
ン21の回転速度を計測するエンジン速度計測回
路で、前記回転角ピツクアツプ5より発生する回
転角パルスの周期時間に比例したデイジタル値を
データバス2に送出するとともに、前記回転角パ
ルスを1/3分周してクランク軸の1回転毎に同期
した同期パルスを割込受付回路3に加えてCPU
1に対する最優先の割込処理を指令するようにし
ている。7はアナログマルチプレクサであり、吸
入空気量センサ(エア フロ メータ)8、吸気
管アドバンスポート負圧センサ9および吸気管コ
ントロールポート負圧センサ10、エンジン水温
センサ11およびバツテリ電圧(図示しない)を
入力とし、前記入力信号のいずれか1つを選んで
A−D変換器12へ送る。このA−D変換器12
はアナログマルチプレクサ7から送られてくるア
ナログ電圧を順次デイジタル値に変換し、変換さ
れたデイジタル値をデータバス2へ送つている。
35はスタータで、そのオン、オフ信号はCPU
1へ入力されている。また、エアフロメータ8内
のフユ−エルポンプスイツチからのオン、オフ信
号36はCPU1へ入力されている。37はスロ
ツトルポジシヨンセンサで、そのアイドル接点お
よび開度50゜を示す接点からのオン、オフ信号は
CPU1へ入力されている。13は点火パルス発
生回路で、点火コイル14をオン、オフするため
の点火パルスを発生する。この点火パルスはデー
タバス2から送られてくるデイジタル値によつて
パルス幅およびエンジン回転基準角に対する点火
時期および閉角度制御のための位相を変えられる
ようになつている。なお、第1図においてはエン
ジン回転角ピツクアツプ5から点火パルス発生回
路13へ接続される信号線は図示していない。1
5はトランジスタ点火回路で、点火パルス発生回
路13からの点火パルス信号を受け、電流増幅し
て点火コイル14をオン、オフする。16は高圧
分配器(デイストリビユータ)、17は点火プラ
グである。18はEFIパルス発生回路で、メイン
インジエクタ19,スタートインジエクタ20を
オン、オフするためのEFIパルスを発生するもの
である。そのEFIパルスはデータバス2から送ら
れてくるデイジタル値に比例したパルス幅を持
ち、そのEFIパルスの発生はエンジン21の1回
転毎に周期して行なわれる。22はインジエクタ
駆動回路でEFIパルス発生回路18からのEFIパ
ルスをメインインジエクタ19およびスタートイ
ンジエクタ20をオン、オフするのに必要な電力
を持つように増幅する。23はラツチ回路で、
EGRバルブ24、EFIフユーエルポンプ25およ
びEFIエアバルブ26をオン、オフするための信
号を保持するためのものである。そのオン、オフ
信号はデータバス2から送られてくるデイジタル
値によつて決定される。27は電力増幅回路で、
ラツチ回路23から送れてくるオン、オフ信号を
EGRバルブ24、EFIフユーエルポンプ25およ
びEFIエアバルブ26をオン、オフするのに十分
な電力まで増幅する。28はエクリーナ、29は
スロツトバルブ、30はインテークマニホルド、
31はイグゾストマニホルド、32はEGRクー
ラ、33はEFIプレシヤレギユレータ、34は燃
料タンクである。39はインターフエイス制御回
路で、CPU1からの制御信号41およびデータ
バス2からの制御データに応じて、エンジン速度
計測回路6、アナログマルチプレクサ7、A−D
変換器12、点火パルス発生回路13、EFIパル
ス発生回路18およびラツチ回路23等のインン
ターフエース回路を制御したり、データバス2と
の結合をしたりする。
ムに従つて時分割的に種々の演算処理を実行する
中央制御装置(CPU)で、マイクロプロセサと
メモリを有しているデイジタルコンピユータをな
すものである。2はバスラインで、CPU1に対
する種々のデイジタルデータの入出力の情報伝達
を行うものである。3は割込受付回路で、その入
力に到来する種々の割込指令のパルスの優先順位
を判定してその順位に従つた割込を前記CPU1
に指令している。4はリアルタイムクロツク回路
で、100msec,1sec,10sec毎に第1,第2,第
3割込用クロツクパルスを発生して前記割込受付
回路3に加えている。5はエンジン回転角ピツク
アツプで、エンジン21のクランク軸が1回転す
ると6個の突起を有するロータ40が半回転して
3個の回転角パルスを発生している。6はエンジ
ン21の回転速度を計測するエンジン速度計測回
路で、前記回転角ピツクアツプ5より発生する回
転角パルスの周期時間に比例したデイジタル値を
データバス2に送出するとともに、前記回転角パ
ルスを1/3分周してクランク軸の1回転毎に同期
した同期パルスを割込受付回路3に加えてCPU
1に対する最優先の割込処理を指令するようにし
ている。7はアナログマルチプレクサであり、吸
入空気量センサ(エア フロ メータ)8、吸気
管アドバンスポート負圧センサ9および吸気管コ
ントロールポート負圧センサ10、エンジン水温
センサ11およびバツテリ電圧(図示しない)を
入力とし、前記入力信号のいずれか1つを選んで
A−D変換器12へ送る。このA−D変換器12
はアナログマルチプレクサ7から送られてくるア
ナログ電圧を順次デイジタル値に変換し、変換さ
れたデイジタル値をデータバス2へ送つている。
35はスタータで、そのオン、オフ信号はCPU
1へ入力されている。また、エアフロメータ8内
のフユ−エルポンプスイツチからのオン、オフ信
号36はCPU1へ入力されている。37はスロ
ツトルポジシヨンセンサで、そのアイドル接点お
よび開度50゜を示す接点からのオン、オフ信号は
CPU1へ入力されている。13は点火パルス発
生回路で、点火コイル14をオン、オフするため
の点火パルスを発生する。この点火パルスはデー
タバス2から送られてくるデイジタル値によつて
パルス幅およびエンジン回転基準角に対する点火
時期および閉角度制御のための位相を変えられる
ようになつている。なお、第1図においてはエン
ジン回転角ピツクアツプ5から点火パルス発生回
路13へ接続される信号線は図示していない。1
5はトランジスタ点火回路で、点火パルス発生回
路13からの点火パルス信号を受け、電流増幅し
て点火コイル14をオン、オフする。16は高圧
分配器(デイストリビユータ)、17は点火プラ
グである。18はEFIパルス発生回路で、メイン
インジエクタ19,スタートインジエクタ20を
オン、オフするためのEFIパルスを発生するもの
である。そのEFIパルスはデータバス2から送ら
れてくるデイジタル値に比例したパルス幅を持
ち、そのEFIパルスの発生はエンジン21の1回
転毎に周期して行なわれる。22はインジエクタ
駆動回路でEFIパルス発生回路18からのEFIパ
ルスをメインインジエクタ19およびスタートイ
ンジエクタ20をオン、オフするのに必要な電力
を持つように増幅する。23はラツチ回路で、
EGRバルブ24、EFIフユーエルポンプ25およ
びEFIエアバルブ26をオン、オフするための信
号を保持するためのものである。そのオン、オフ
信号はデータバス2から送られてくるデイジタル
値によつて決定される。27は電力増幅回路で、
ラツチ回路23から送れてくるオン、オフ信号を
EGRバルブ24、EFIフユーエルポンプ25およ
びEFIエアバルブ26をオン、オフするのに十分
な電力まで増幅する。28はエクリーナ、29は
スロツトバルブ、30はインテークマニホルド、
31はイグゾストマニホルド、32はEGRクー
ラ、33はEFIプレシヤレギユレータ、34は燃
料タンクである。39はインターフエイス制御回
路で、CPU1からの制御信号41およびデータ
バス2からの制御データに応じて、エンジン速度
計測回路6、アナログマルチプレクサ7、A−D
変換器12、点火パルス発生回路13、EFIパル
ス発生回路18およびラツチ回路23等のインン
ターフエース回路を制御したり、データバス2と
の結合をしたりする。
そして、前記CPU1におけるマイクロプロセ
サには米国のRCA社の8ビツトC−Mcsマイク
ロプロセサCDP1801uおよびCDP1801Rを用いて
おり、その作動についてはRCA社発行の解説書
MPM−101“User Manual for the COSMAC
Microprocessor”り述べられており、そのプロ
グラム手順については解説書MPM−102
“Program Development Guide for the
COSMAC Microprocessor”に述べられている
ため、詳細な説明は省略する。さらに、前記
CPU1におけるメモリには、プログラム手順を
設定するためのP−ROM(プログラマブル・リ
ード・オンリ・メモリ)と演算処理中に必要な各
種データを一時的に記憶するためのRAM(ラン
ダム・アクセス・メモリ)を用いている。
サには米国のRCA社の8ビツトC−Mcsマイク
ロプロセサCDP1801uおよびCDP1801Rを用いて
おり、その作動についてはRCA社発行の解説書
MPM−101“User Manual for the COSMAC
Microprocessor”り述べられており、そのプロ
グラム手順については解説書MPM−102
“Program Development Guide for the
COSMAC Microprocessor”に述べられている
ため、詳細な説明は省略する。さらに、前記
CPU1におけるメモリには、プログラム手順を
設定するためのP−ROM(プログラマブル・リ
ード・オンリ・メモリ)と演算処理中に必要な各
種データを一時的に記憶するためのRAM(ラン
ダム・アクセス・メモリ)を用いている。
この他に図示されていない構成要素として各回
路およびセンサのための電源装置がある。
路およびセンサのための電源装置がある。
そして、点火パルス発生回路13,EFIパルス
発生回路18などにてエンジン21の回転に同期
して制御すべき点火装置およびEFI等の同期型機
器を駆動制御する第1の駆動手段を構成し、また
ラツチ回路23にてEGRなどのその他の車載機
器を駆動制御する第2の駆動手段を構成してい
る。
発生回路18などにてエンジン21の回転に同期
して制御すべき点火装置およびEFI等の同期型機
器を駆動制御する第1の駆動手段を構成し、また
ラツチ回路23にてEGRなどのその他の車載機
器を駆動制御する第2の駆動手段を構成してい
る。
次に、第1図に示す構成において本発明装置の
概略作動を説明する。まず、CPU1と割込受付
回路3との関連を説明する。割込受付回路3は4
本の割込要求端子300,301,302および
303を持つ。各割込要求端子には優先順位が付
けられている。端子300が最優先、以下順に端
子301,302,303の順に優先される。あ
る割込要求端子に信号が加えられると、その時実
行されているプログラムの優先度に比べて、順位
の高い割込要求であれば受付けられ、そうでない
場合は実行中の優先プログラムの実行が終るまで
割込は受付けられない。割込が受付けられると割
込要求信号線305を通してCPU1へ割込要求
が送られる。これにより、CPU1はデータバス
2および信号線304を通していずれの優先度の
割込であるかをテストし、より下位の優先度の割
込要求端子からの割込を受付けないように割込受
付回路3をセツトする。そして、予め定められた
該当する順位の割込によつて実行されるべきプロ
グラムの実行を行なう(割込ルーテインの実
行)。その実行が終つたときは現在の割込が発生
する前の状態に戻る。即ち、以前実行していたプ
ログラムの続きを実行する。ある割込処理を行つ
ている間に、さらに上位の割込が受付けられたと
きも、上記の手順が多重に行なわれる(多重優先
付割込ルーテインの実行)。
概略作動を説明する。まず、CPU1と割込受付
回路3との関連を説明する。割込受付回路3は4
本の割込要求端子300,301,302および
303を持つ。各割込要求端子には優先順位が付
けられている。端子300が最優先、以下順に端
子301,302,303の順に優先される。あ
る割込要求端子に信号が加えられると、その時実
行されているプログラムの優先度に比べて、順位
の高い割込要求であれば受付けられ、そうでない
場合は実行中の優先プログラムの実行が終るまで
割込は受付けられない。割込が受付けられると割
込要求信号線305を通してCPU1へ割込要求
が送られる。これにより、CPU1はデータバス
2および信号線304を通していずれの優先度の
割込であるかをテストし、より下位の優先度の割
込要求端子からの割込を受付けないように割込受
付回路3をセツトする。そして、予め定められた
該当する順位の割込によつて実行されるべきプロ
グラムの実行を行なう(割込ルーテインの実
行)。その実行が終つたときは現在の割込が発生
する前の状態に戻る。即ち、以前実行していたプ
ログラムの続きを実行する。ある割込処理を行つ
ている間に、さらに上位の割込が受付けられたと
きも、上記の手順が多重に行なわれる(多重優先
付割込ルーテインの実行)。
以上述べたように割込受付回路3はその割込受
付端子300,301,302および303に加
えられた信号に同期して、ただし下位の優先順位
のものは応答速度は遅くなるが、CPU1にそれ
ぞれの割込要求端子に応じて予め定められた割込
処理プログラムを実行することを可能にする。さ
て、リアルタイムクロツク回路4はそれぞれ信号
301に100msec、信号302に1sec、そして信
号303に10secの周期を持つパルスを発生して
いる。また、信号300はエンジン1回転に同期
したパルスである。
付端子300,301,302および303に加
えられた信号に同期して、ただし下位の優先順位
のものは応答速度は遅くなるが、CPU1にそれ
ぞれの割込要求端子に応じて予め定められた割込
処理プログラムを実行することを可能にする。さ
て、リアルタイムクロツク回路4はそれぞれ信号
301に100msec、信号302に1sec、そして信
号303に10secの周期を持つパルスを発生して
いる。また、信号300はエンジン1回転に同期
したパルスである。
従つて、CPU1のプログラムの実行は次の如
く時分割で行なわれる。
く時分割で行なわれる。
(1) 割込を要因としない処理、しかし本実施例に
おいては該当しない。
おいては該当しない。
(2) エンジン回転に同期したプログラム手順の処
理 (最優先) (3) 100msec毎の処理 (第2優先) (4) 1sec毎の処理 (第3優先) (5) 10sec毎の処理 (第4優先) 即ち、以下に述べる通り、要求応答速度、即ち
エンジン制御のために要求される処理の頻度およ
びタイミングの重要性に応じて、種々の処理が分
割され、かつそれぞれに優先順位が予め定められ
ている。
理 (最優先) (3) 100msec毎の処理 (第2優先) (4) 1sec毎の処理 (第3優先) (5) 10sec毎の処理 (第4優先) 即ち、以下に述べる通り、要求応答速度、即ち
エンジン制御のために要求される処理の頻度およ
びタイミングの重要性に応じて、種々の処理が分
割され、かつそれぞれに優先順位が予め定められ
ている。
エンジン回転に同期した最優先プログラム手順
には表1に示すルーテインが含まれている。
には表1に示すルーテインが含まれている。
表 1
(1) 点火進角制御における吸気負圧進角計算
(2) 点火進角制御における吸気負圧遅角計算
(3) 点火進角制御における進角データ出力
(4) 点火進角制御における閉角度計算
(5) 点火進角制御における閉角度データ出力
(6) EFIにおける吸入空気量による割算計算
(7) EFIにおけるEFIパルス幅データ出力
なお、上記表1の各処理(1)〜(7)は要求応答速度
が高いもので、これらは主として時間的変化の急
なエンジン状態の検出値を用いた計算および最新
データの出力である。一方、以下に示す表2から
表4の各処理は要求応答速度が低いもので、これ
らは主として時間的変化の緩なエンジン状態の検
出値を用いた計算で、表1の処理で用いられるも
のである。
が高いもので、これらは主として時間的変化の急
なエンジン状態の検出値を用いた計算および最新
データの出力である。一方、以下に示す表2から
表4の各処理は要求応答速度が低いもので、これ
らは主として時間的変化の緩なエンジン状態の検
出値を用いた計算で、表1の処理で用いられるも
のである。
100msec毎に実行される第2優先プログラム手
順には表2に示すルーテインが含まれている。
順には表2に示すルーテインが含まれている。
表 2
(1) 点火進角制御における回転進角計算
(2) EFIにおける加算増量計算
(3) EGRにおけるEGR計算
(4) EGRにおけるEGRデータ出力
1sec毎に実行される第3優先プログラム手順に
は第3表に示すルーテインが含まれている。
は第3表に示すルーテインが含まれている。
表 3
(1) 点火進角制御における遅延特性計算
(2) EFIにおける始動後増量計算
10sec毎に実行される第4優先プログラム手順
には表4に示すルーテインが含まれている。
には表4に示すルーテインが含まれている。
表 4
(1) 点火進角制御における吸気負圧センサの温度
補正計算 (2) EFIにおける水温増量計算 (3) EFIにおける吸気温増量計算 なお、上記各表における計算結果は後に利用さ
れるべく一時記憶される。
補正計算 (2) EFIにおける水温増量計算 (3) EFIにおける吸気温増量計算 なお、上記各表における計算結果は後に利用さ
れるべく一時記憶される。
通常、エンジン21は約6000r・p・mの最高
回転数に達するため、その最高回転のときエンジ
ン1回転に要する時間は約10msecである。従つ
て、エンジン回転に同期した最優先プログラム処
理は10msecよりも短い時間内に終らなければな
らない。さらに詳しく述べると、全ての割込によ
るプログラム処理が割込に追従することができる
ためには次の条件を満たさなければならない。
回転数に達するため、その最高回転のときエンジ
ン1回転に要する時間は約10msecである。従つ
て、エンジン回転に同期した最優先プログラム処
理は10msecよりも短い時間内に終らなければな
らない。さらに詳しく述べると、全ての割込によ
るプログラム処理が割込に追従することができる
ためには次の条件を満たさなければならない。
(最優先のプログラム処理時間)/10msec
+(第2優先のプログラム処理時間)/100msec
+(第3優先のプログラム処理時間)/1sec
+(第4優先のプログラム処理時間)/10sec1.
00 本実施例においてはマイクロプロセサとして米
国のRCA社のCDP1801Dを使用している。このマ
イクロプロセサの1命令実行時間は8μsecであ
る。発明者らの試算によれば、上記マイクロプロ
セサを用いて、前記の点火進角制御、EFI制御お
よびEGR制御のすべてを1回計算するのに要す
る総合時間は約50msecであることが判明した。
従つて、全ての計算をエンジン回転にのみ同期し
て行う場合、エンジン最高回転時に制御が追従で
きなくなることを防ぐため、多重割込を採用して
いる。すなわち、本実施例においては前記のよう
にプログラム処理をエンジン回転に同期した処理
と、100msec毎の処理と、1sec毎の処理と、
10sec毎の処理とに分割して上記不等式を満たし
ている。しかも、エンジン回転毎の高い応答速度
を必要とするプログラム処理をエンジン回転毎に
実行し、100msec程度の低い応答速度を必要とす
るプログラム処理を100msec毎に実行している。
また、1sec毎、10sec毎のプログラム処理もそれ
ぞれ更に低い応答速度の処理を満たしている。例
えばエンジンの水温は10秒よりも十分早く変化す
ることは考えられないから、エンジン水温に関す
る計算は(上記表4の処理(2))10sec毎に行なえ
ば十分である。しかしながら、吸入空気量、負圧
等は自動車の運転状態に応じて急変するため、こ
れらを用いる計算(上記表1の処理(1),(2),(6)等
はエンジン回転毎に必要である。
00 本実施例においてはマイクロプロセサとして米
国のRCA社のCDP1801Dを使用している。このマ
イクロプロセサの1命令実行時間は8μsecであ
る。発明者らの試算によれば、上記マイクロプロ
セサを用いて、前記の点火進角制御、EFI制御お
よびEGR制御のすべてを1回計算するのに要す
る総合時間は約50msecであることが判明した。
従つて、全ての計算をエンジン回転にのみ同期し
て行う場合、エンジン最高回転時に制御が追従で
きなくなることを防ぐため、多重割込を採用して
いる。すなわち、本実施例においては前記のよう
にプログラム処理をエンジン回転に同期した処理
と、100msec毎の処理と、1sec毎の処理と、
10sec毎の処理とに分割して上記不等式を満たし
ている。しかも、エンジン回転毎の高い応答速度
を必要とするプログラム処理をエンジン回転毎に
実行し、100msec程度の低い応答速度を必要とす
るプログラム処理を100msec毎に実行している。
また、1sec毎、10sec毎のプログラム処理もそれ
ぞれ更に低い応答速度の処理を満たしている。例
えばエンジンの水温は10秒よりも十分早く変化す
ることは考えられないから、エンジン水温に関す
る計算は(上記表4の処理(2))10sec毎に行なえ
ば十分である。しかしながら、吸入空気量、負圧
等は自動車の運転状態に応じて急変するため、こ
れらを用いる計算(上記表1の処理(1),(2),(6)等
はエンジン回転毎に必要である。
次に、CPU1とその他の構成要素との関連の
概要を述べる。CPU1がエンジン手順の中でエ
ンジン回転周期の値を必要とした場合、CPU1
からの制御信号41に応じてインタフエース制御
回路39はエンジン速度計測回路6の値をデータ
バス2の上に導入し、CPU1がその値を入力す
る。さらに、CPU1がエアフロメータ8,水温
センサ11等のアナログ値を必要とした場合、
CPU1からの制御信号に応じてインタフエース
制御回路39はマルチプレクサ7を制御して必要
とする1つのアナログ電圧を選ぶ。そのアナログ
電圧はA−D変換器12によつてその都度デイジ
タル値に変換される。さらに、インタフエース制
御回路39はA−D変換されたデイジタル値をデ
ータバス2に乗せ、CPU1内のメモリにDMA
(Direct Memory Access)機能によつて入力す
る。CPU1がスタータ35,スロツトルポジシ
ヨンセンサ37等のオン、オフの状態を調べるこ
とが必要となつた場合、CPU1は外部条件フラ
グ入力端子101をテストする。または、信号の
種類によつてはCPU1からの制御信号に応じ
て、インタフエース制御回路39が上記オン、オ
フ信号をデータバス2に導入する。
概要を述べる。CPU1がエンジン手順の中でエ
ンジン回転周期の値を必要とした場合、CPU1
からの制御信号41に応じてインタフエース制御
回路39はエンジン速度計測回路6の値をデータ
バス2の上に導入し、CPU1がその値を入力す
る。さらに、CPU1がエアフロメータ8,水温
センサ11等のアナログ値を必要とした場合、
CPU1からの制御信号に応じてインタフエース
制御回路39はマルチプレクサ7を制御して必要
とする1つのアナログ電圧を選ぶ。そのアナログ
電圧はA−D変換器12によつてその都度デイジ
タル値に変換される。さらに、インタフエース制
御回路39はA−D変換されたデイジタル値をデ
ータバス2に乗せ、CPU1内のメモリにDMA
(Direct Memory Access)機能によつて入力す
る。CPU1がスタータ35,スロツトルポジシ
ヨンセンサ37等のオン、オフの状態を調べるこ
とが必要となつた場合、CPU1は外部条件フラ
グ入力端子101をテストする。または、信号の
種類によつてはCPU1からの制御信号に応じ
て、インタフエース制御回路39が上記オン、オ
フ信号をデータバス2に導入する。
CPU1がプログラム手順の中で計算したパル
ス幅でもつてEFIパルスを発生するタイミングに
達したとき、CPU1はインタフエース制御回路
39に制御信号41および制御データを送る。そ
れに応じてインタフエース制御回路39はEFIパ
ルス発生回路18を制御する。これにより、EFI
パルス発生回路13は、同時にCPU1からデー
タバス2を通して送られてくるプログラムによつ
て計算されたEFIパルス幅を表わすデータを用い
て、メインインジエクタ19またはスタートイン
ジエクタ20をオン、オフするための前記計算さ
れたパルス幅を持つEFIパルスを発生する。
ス幅でもつてEFIパルスを発生するタイミングに
達したとき、CPU1はインタフエース制御回路
39に制御信号41および制御データを送る。そ
れに応じてインタフエース制御回路39はEFIパ
ルス発生回路18を制御する。これにより、EFI
パルス発生回路13は、同時にCPU1からデー
タバス2を通して送られてくるプログラムによつ
て計算されたEFIパルス幅を表わすデータを用い
て、メインインジエクタ19またはスタートイン
ジエクタ20をオン、オフするための前記計算さ
れたパルス幅を持つEFIパルスを発生する。
また、CPU1が点火パルス発生回路13を制
御するタイミングに達したとき、インタフエース
制御回路39はCPU1から送られてくる制御信
号41および制御データに応じて点火パルス発生
回路13を制御し、同時にCPU1からデータバ
ス2を通して送られてくるプログラムによつて計
算された閉角度の値および点火時期の値を点火パ
ルス発生回路13の中へプリセツトする。なお、
点火パルス発生回路13はCPU1と独立したタ
イミングでエンジン回転角センサ5からのトリガ
信号(図示しない)を受ける毎に、上記プリセツ
トされた閉角度および点火時期の値に従つて点火
コイル14をオン、オフするための点火パルスを
発生している。
御するタイミングに達したとき、インタフエース
制御回路39はCPU1から送られてくる制御信
号41および制御データに応じて点火パルス発生
回路13を制御し、同時にCPU1からデータバ
ス2を通して送られてくるプログラムによつて計
算された閉角度の値および点火時期の値を点火パ
ルス発生回路13の中へプリセツトする。なお、
点火パルス発生回路13はCPU1と独立したタ
イミングでエンジン回転角センサ5からのトリガ
信号(図示しない)を受ける毎に、上記プリセツ
トされた閉角度および点火時期の値に従つて点火
コイル14をオン、オフするための点火パルスを
発生している。
CPU1がEGRバルブ24,EFIフユーエルポ
ンプ25またはEFIエアバルブ26をオン、オフ
すべきタイミングに達したとき、インタフエース
制御回路39はCPU1から送られてくる制御信
号41に応じてラツチ回路23を制御し、このラ
ツチ回路23をオン、オフするための信号を保持
させる、電力増幅回路はそのラツチ回路23の信
号を増幅してEGRバルブ24,EFIフユーエルポ
ンプ25またはEFIエアバルブ26をオン、オフ
する。CPU1がエンジン回転周期、エアフロメ
ータ、水温センサ、スタータ、スロツトルポジシ
ヨン等の状態を示す信号を入力したり、インジエ
クタ、点火コイル、EGRバルブ等を制御したり
するタイミングは、時分割に実行される前記多重
優先化された割込処理プログラム処理の実行中に
プログラム手順が必要とする時刻に発生する。
ンプ25またはEFIエアバルブ26をオン、オフ
すべきタイミングに達したとき、インタフエース
制御回路39はCPU1から送られてくる制御信
号41に応じてラツチ回路23を制御し、このラ
ツチ回路23をオン、オフするための信号を保持
させる、電力増幅回路はそのラツチ回路23の信
号を増幅してEGRバルブ24,EFIフユーエルポ
ンプ25またはEFIエアバルブ26をオン、オフ
する。CPU1がエンジン回転周期、エアフロメ
ータ、水温センサ、スタータ、スロツトルポジシ
ヨン等の状態を示す信号を入力したり、インジエ
クタ、点火コイル、EGRバルブ等を制御したり
するタイミングは、時分割に実行される前記多重
優先化された割込処理プログラム処理の実行中に
プログラム手順が必要とする時刻に発生する。
次に、第1図におけるエンジン回転角ピツクア
ツプ5よりの回転角パルスを受けるエンジン速度
計測回路6をより詳細に示した第2図について説
明する。601はコンパレータであり、エンジン
21のクランク軸の1回転毎に3個のパルスを発
生するエンジン回転角ピツクアツプ5からの信号
を波形整形する。このコンパレータ601の帰還
路に接続されている抵抗は基準電圧を与えるとと
もにヒステリシスを得るためのものである。ま
た、エンジン回転角ピツクアツプ5とコンパレー
タ601との間に接続されている抵抗およびコン
デンサは高周波ノイズを除去するためのローパス
フイルタを構成している。
ツプ5よりの回転角パルスを受けるエンジン速度
計測回路6をより詳細に示した第2図について説
明する。601はコンパレータであり、エンジン
21のクランク軸の1回転毎に3個のパルスを発
生するエンジン回転角ピツクアツプ5からの信号
を波形整形する。このコンパレータ601の帰還
路に接続されている抵抗は基準電圧を与えるとと
もにヒステリシスを得るためのものである。ま
た、エンジン回転角ピツクアツプ5とコンパレー
タ601との間に接続されている抵抗およびコン
デンサは高周波ノイズを除去するためのローパス
フイルタを構成している。
605は前記コンパレータ601の出力信号を
よりシヤープに整形するシユミツトトリガ回路あ
り、RCA社のCD4093を使用している。610お
よび611はDフリツプフロツプで、この組合せ
により1/3分周回路を構成している。その出力信
号REV SENはエンジン21の1回転毎の同期パ
ルスになつており、最優先の割込処理を指令する
ものである。
よりシヤープに整形するシユミツトトリガ回路あ
り、RCA社のCD4093を使用している。610お
よび611はDフリツプフロツプで、この組合せ
により1/3分周回路を構成している。その出力信
号REV SENはエンジン21の1回転毎の同期パ
ルスになつており、最優先の割込処理を指令する
ものである。
620は計測制御回路で、CPU1のマイクロ
プロセサから送られてくるデータ出力信号0
〜7、Nコード出力信号0〜3等の信号を
受けて、整形されたエンジン回転角パルス信号6
21の周期を計数回路630に計数させたり、ま
たその計数結果を入力信号線0〜7に通して
CPU1へ入力するように計数回路630を制御
するものである。この計数回路630は16ビツト
のバイナリカウンタを含んでいる。その値とエン
ジン回転数との関係は次の通りである。
プロセサから送られてくるデータ出力信号0
〜7、Nコード出力信号0〜3等の信号を
受けて、整形されたエンジン回転角パルス信号6
21の周期を計数回路630に計数させたり、ま
たその計数結果を入力信号線0〜7に通して
CPU1へ入力するように計数回路630を制御
するものである。この計数回路630は16ビツト
のバイナリカウンタを含んでいる。その値とエン
ジン回転数との関係は次の通りである。
300rpmのとき8235(16)
600rpmのとき411A(16)
6000rpmのとき0682(16)
すなわち、計数回路630の値とエンジン回転
数とは反比例の関係になる。
数とは反比例の関係になる。
次に、第2図に示すエンジン速度計測回路6の
作動を説明する。このエンジン速度計測回路6は
CPU1のプログラム手順の中で示す処理によつ
てCPU1と関連付けられている。
作動を説明する。このエンジン速度計測回路6は
CPU1のプログラム手順の中で示す処理によつ
てCPU1と関連付けられている。
OUT 5,#10 ……(1)
OUT 0,0 ……(2)
SEX RX ……(3)
INP 1 ……(4)
DEC RX ……(5)
INP 2 ……(6)
命令語(1)はテバイスセレクトを表わし、点火時
期制御、EGR制御、EFI制御用等の各種データを
受けるインタフエース回路の中から、計測制御回
路620に加わる信号により速度計測回路6を選
択する。
期制御、EGR制御、EFI制御用等の各種データを
受けるインタフエース回路の中から、計測制御回
路620に加わる信号により速度計測回路6を選
択する。
命令語(2)は計数回路630の内部においてその
計数値のデータ移動を行う。
計数値のデータ移動を行う。
命令語(3)はマイクロプロセサ内部の×デジグネ
ータの値をRBに変更してマイクロプロセサ1の
エンジン回転速度データを受入れるための待機状
態になる。
ータの値をRBに変更してマイクロプロセサ1の
エンジン回転速度データを受入れるための待機状
態になる。
命令語(4)によつて16ビツトの計数回路630の
下位8ビツトの値がレジスタRBの内容を番地と
するメモリの中(RB)に入力される。例えば
6000rpmのときは82(16)が入力される。
下位8ビツトの値がレジスタRBの内容を番地と
するメモリの中(RB)に入力される。例えば
6000rpmのときは82(16)が入力される。
命令語(5)はレジスタRBの内容を1だけ減ず
る。
る。
命令語(6)は計測回路630の上位8ビツトの値
を、レジスタRBの内容を番地とするメモリの中
(RB)に入力する。例えば6000rpmのときは06
(16)が入力される。すなわち、命令語(1)〜(5)の処
理によつてメモリのレジスタRBで指示される番
地とそれに続く番地とに計数回路630の値が入
力される。例えばエンジン回転数が6000rpmのと
きは16進数の「06」および「82」のデータがメモ
リの所定番地に記憶される。
を、レジスタRBの内容を番地とするメモリの中
(RB)に入力する。例えば6000rpmのときは06
(16)が入力される。すなわち、命令語(1)〜(5)の処
理によつてメモリのレジスタRBで指示される番
地とそれに続く番地とに計数回路630の値が入
力される。例えばエンジン回転数が6000rpmのと
きは16進数の「06」および「82」のデータがメモ
リの所定番地に記憶される。
次に第1図におけるリアルタイムクロツク回路
4を詳細に示した第3図について説明する。41
0はCPU1よりの250KHzの基準パルスを計
数する8ビツトのバイナリカウンタで、RCA社
のC−MOS、ICのCD4040を用いている。41
1,412,413,414は10進カウンタで、
RCA社のC−MOS、ICのCD4017を用いている。
また、前記バイナリカウンタ410にDフリツプ
フロツプ415,ANDゲート416,417,
418,インバータ419,421,422,
ANDゲート420を接続することによつて、
250KHzの前記基準パルスを1/250分周し、D
フリツプフロツプ415のQ出力に1KHz、すな
わち1msec毎のクロツクパルスを発生している。
4を詳細に示した第3図について説明する。41
0はCPU1よりの250KHzの基準パルスを計
数する8ビツトのバイナリカウンタで、RCA社
のC−MOS、ICのCD4040を用いている。41
1,412,413,414は10進カウンタで、
RCA社のC−MOS、ICのCD4017を用いている。
また、前記バイナリカウンタ410にDフリツプ
フロツプ415,ANDゲート416,417,
418,インバータ419,421,422,
ANDゲート420を接続することによつて、
250KHzの前記基準パルスを1/250分周し、D
フリツプフロツプ415のQ出力に1KHz、すな
わち1msec毎のクロツクパルスを発生している。
上記構成においてリアルタイムクロツク回路の
作動を説明する。
作動を説明する。
バイナリカウンタ410とその出力からAND
ゲート416,417および418,Dフリツプ
フロツプ415,インバータ419,ANDゲー
ト420そしてインバータ421を通してバイナ
リカウンタ410のリセツト端子Rに至る帰還回
路を有して1/250の分周比を持つ分周回路により
250KHzの周波数の基準パルスを分周し、
1msec の周期をもつクロツクパルスを得る。こ
のクロツクパルスを2個の10進カウンタ411お
よび412により1/100に分周し、100msecの周
期を持つ第2割込パルス信号がINT1に得られ
る。
ゲート416,417および418,Dフリツプ
フロツプ415,インバータ419,ANDゲー
ト420そしてインバータ421を通してバイナ
リカウンタ410のリセツト端子Rに至る帰還回
路を有して1/250の分周比を持つ分周回路により
250KHzの周波数の基準パルスを分周し、
1msec の周期をもつクロツクパルスを得る。こ
のクロツクパルスを2個の10進カウンタ411お
よび412により1/100に分周し、100msecの周
期を持つ第2割込パルス信号がINT1に得られ
る。
この100msecの周期をもつ第2割込パルス信号
はさらに10進カウンタ413によつて1/10に分周
されて1secの周期をもつ第3割込パルス信号が
INT2に得られる。この1secの周期をもつ第3割
込パルス信号はさらに10進カウンタ414によつ
て1/10に分周されて10secの周期をもつ第4割込
パルス信号がINT3に得られる。
はさらに10進カウンタ413によつて1/10に分周
されて1secの周期をもつ第3割込パルス信号が
INT2に得られる。この1secの周期をもつ第3割
込パルス信号はさらに10進カウンタ414によつ
て1/10に分周されて10secの周期をもつ第4割込
パルス信号がINT3に得られる。
従つて、エンジン1回転毎のエンジン速度計測
回路6よりの同期パルスREVSENによりマイク
ロプロセサに対して最優先の割込が発生し、それ
に対応するプログラム手順の実行が行なわれるの
に加えて、第2〜第4割込パルスによつて順次優
先順位の低い割込処理が行なわれる。すなわち、
100msec毎に第2位の優先割込が発生し、それに
対応するプログラム手順の実行が行なわれる。ま
た、1sec毎に第3位の優先割込が発生し、それに
対応するプログラム手順の実行が行なわれる。ま
た、10sec毎に第4位の割込が発生し、それに対
応するプログラム手順の実行が行なわれる。
回路6よりの同期パルスREVSENによりマイク
ロプロセサに対して最優先の割込が発生し、それ
に対応するプログラム手順の実行が行なわれるの
に加えて、第2〜第4割込パルスによつて順次優
先順位の低い割込処理が行なわれる。すなわち、
100msec毎に第2位の優先割込が発生し、それに
対応するプログラム手順の実行が行なわれる。ま
た、1sec毎に第3位の優先割込が発生し、それに
対応するプログラム手順の実行が行なわれる。ま
た、10sec毎に第4位の割込が発生し、それに対
応するプログラム手順の実行が行なわれる。
次に、第1図における割込受付回路3を詳細に
示した第4図について説明する。310は割込禁
止マスクであり、Parallel−in parallel−outのレ
ジスタ(RCA社製のCD4035)を用いている。割
込禁止マスク310はプログラム手順中の命令語 “OUT6,#OM” ただしM=0,1,…F(16) を実行したときセツトされる。例えば“OUT6,
#30”のときは Q4=0,Q3=0,Q2=1,Q1=1 にセツトされる。
示した第4図について説明する。310は割込禁
止マスクであり、Parallel−in parallel−outのレ
ジスタ(RCA社製のCD4035)を用いている。割
込禁止マスク310はプログラム手順中の命令語 “OUT6,#OM” ただしM=0,1,…F(16) を実行したときセツトされる。例えば“OUT6,
#30”のときは Q4=0,Q3=0,Q2=1,Q1=1 にセツトされる。
311,312,313,314は割込要求レ
ジスタで、割込要求端子300,301,30
2,303が立下るとQ=1となる。また、割込
要求レジスタ311〜314はプログラム手順中
の命令語“OUT7,#8N” ただし N=0,1,2,3 によつてQ=0にリセツトされる。例えば
OUT,#82によつて割込要求レジスタ313が
リセツトされる。
ジスタで、割込要求端子300,301,30
2,303が立下るとQ=1となる。また、割込
要求レジスタ311〜314はプログラム手順中
の命令語“OUT7,#8N” ただし N=0,1,2,3 によつてQ=0にリセツトされる。例えば
OUT,#82によつて割込要求レジスタ313が
リセツトされる。
315は主割込禁止マスクで、プログラム手順
中の命令語 “SEP RN” ただし N=0,1,2,4,…,F(16) を実行した後はQ=0が保持され、命令語 “SEP R3” を実行した後はQ=1が保持される。
中の命令語 “SEP RN” ただし N=0,1,2,4,…,F(16) を実行した後はQ=0が保持され、命令語 “SEP R3” を実行した後はQ=1が保持される。
割込要求レジスタ311,312,313,3
14の値に対応するANDゲート361,36
2,363,364の出力の値はプログラム手順
の中において命令語 “INP 6” が実行されたときデータ入力線304aの〜
3を通してメモリへ入力される。
14の値に対応するANDゲート361,36
2,363,364の出力の値はプログラム手順
の中において命令語 “INP 6” が実行されたときデータ入力線304aの〜
3を通してメモリへ入力される。
主割込禁止マスク315はSEP RN命令によつ
てCPU1におけるマイクロプロセサ内のPデジ
グネータの値をR3以外の値に変えた時、即ちR3
以外をプログラムカウンタとして使う間は、割込
を禁止し、そのプログラム処理が割込によつて影
響を受けないようにする。例えば、命令語
SEPR4によつて主割込禁止マスク315のQは
「0」になり、それはNANDゲート350に加え
られているから、マイクロプロセサへの割込要求
線305の信号は「1」となり、割込を要求
することがなくなる。命令語SEP R3が実行され
ると主割込禁止マスク315のQが「1」とな
り、以後は割込可能の状態となる。
てCPU1におけるマイクロプロセサ内のPデジ
グネータの値をR3以外の値に変えた時、即ちR3
以外をプログラムカウンタとして使う間は、割込
を禁止し、そのプログラム処理が割込によつて影
響を受けないようにする。例えば、命令語
SEPR4によつて主割込禁止マスク315のQは
「0」になり、それはNANDゲート350に加え
られているから、マイクロプロセサへの割込要求
線305の信号は「1」となり、割込を要求
することがなくなる。命令語SEP R3が実行され
ると主割込禁止マスク315のQが「1」とな
り、以後は割込可能の状態となる。
次に、割込要求端子300〜303の信号のい
ずれかまたは複数個が立下つて割込要求を受ける
とそれに対応する割込要求レジスタ311〜31
4のQ出力は「1」となる。割込要求レジスタ3
11〜314のQ出力のそれぞれは割込禁止マス
ク310のQ1〜Q4出力のそれぞれによつてマイ
クロプロセサへの割込を許されたり、禁止された
りする。例えば、割込要求レジスタ311のQ出
力が「1」のとき、すなわち、割込要求端子30
0からの割込要求が起つたとき、割込禁止マスク
310のQ1出力が「1」であれば、AQDゲート
361の出力は「1」となり、したがつてORゲ
ート365の出力は「1」となり、さらにこの時
主割込禁止マスク315の出力Qが「1」であれ
ば、NANDゲート350の出力は「0」となり、
マイクロプロセサへの割込要求線305すなわち
は「0」となる。従つて、マイクロプロセサ
は特別の状態にある場合を除いて、割込受付の動
作状態(S3ステート)を引起こされる。前記特
別な状態とはマイクロプロセサ内部の割込禁止マ
スクIEの値が「0」になつているときである。
ずれかまたは複数個が立下つて割込要求を受ける
とそれに対応する割込要求レジスタ311〜31
4のQ出力は「1」となる。割込要求レジスタ3
11〜314のQ出力のそれぞれは割込禁止マス
ク310のQ1〜Q4出力のそれぞれによつてマイ
クロプロセサへの割込を許されたり、禁止された
りする。例えば、割込要求レジスタ311のQ出
力が「1」のとき、すなわち、割込要求端子30
0からの割込要求が起つたとき、割込禁止マスク
310のQ1出力が「1」であれば、AQDゲート
361の出力は「1」となり、したがつてORゲ
ート365の出力は「1」となり、さらにこの時
主割込禁止マスク315の出力Qが「1」であれ
ば、NANDゲート350の出力は「0」となり、
マイクロプロセサへの割込要求線305すなわち
は「0」となる。従つて、マイクロプロセサ
は特別の状態にある場合を除いて、割込受付の動
作状態(S3ステート)を引起こされる。前記特
別な状態とはマイクロプロセサ内部の割込禁止マ
スクIEの値が「0」になつているときである。
(前記マイクロプロセサ内部の割込禁止マスクIE
はRCA社の呼び名をinterrupt enable flipflop
(IE)という) 上記の割込受付回路3により、マイクロプロセ
サに割込を引起す条件をまとめると次のようにな
る。
はRCA社の呼び名をinterrupt enable flipflop
(IE)という) 上記の割込受付回路3により、マイクロプロセ
サに割込を引起す条件をまとめると次のようにな
る。
(1) マイクロプロセサ内部の割込禁止マスクIE
の値が「1」であること (2) 主割込禁止マスク315のQ出力が「1」で
あること 上記(1)および(2)が満たされ、かつ下記のいずれ
か1つが満たされる場合である。
の値が「1」であること (2) 主割込禁止マスク315のQ出力が「1」で
あること 上記(1)および(2)が満たされ、かつ下記のいずれ
か1つが満たされる場合である。
(3) ANDゲート361の出力が「1」であるこ
と (4) ANDゲート362の出力が「1」であるこ
と (5) ANDゲート363の出力が「1」であるこ
と (6) ANDゲート364の出力が「1」であるこ
と 次に、OUT7,#8Nという命令語によつて割
込要求レジスタ311〜314がリセツトされる
場合において、OUT7,#8N命令が実行される
とBCD・10進デコーダ390の4,5,6,7
出力のいずれかがNの値に応じて「1」になる。
例えば、OUT7,#82の場合はBCD・10進デコー
ダ390の5出力が「1」となり、従つてAND
ゲート391の出力にはTPBのパルス巾を持つ
た1個のリセツトパルスが生ずる。このリセツト
パルスは割込要求レジスタ313をリセツトす
る。このリセツトパルスは割込要求に対する割込
受付の承認を意味し、次の割込要求のために割込
要求レジスタ313を待機状態にする。
と (4) ANDゲート362の出力が「1」であるこ
と (5) ANDゲート363の出力が「1」であるこ
と (6) ANDゲート364の出力が「1」であるこ
と 次に、OUT7,#8Nという命令語によつて割
込要求レジスタ311〜314がリセツトされる
場合において、OUT7,#8N命令が実行される
とBCD・10進デコーダ390の4,5,6,7
出力のいずれかがNの値に応じて「1」になる。
例えば、OUT7,#82の場合はBCD・10進デコー
ダ390の5出力が「1」となり、従つてAND
ゲート391の出力にはTPBのパルス巾を持つ
た1個のリセツトパルスが生ずる。このリセツト
パルスは割込要求レジスタ313をリセツトす
る。このリセツトパルスは割込要求に対する割込
受付の承認を意味し、次の割込要求のために割込
要求レジスタ313を待機状態にする。
次に、上記の割込受付回路3の作動に関連して
CPU1の割込受付の処理プログラム手順を第5
図のフローチヤートとともに説明する。今、
CPU1の周期的な演算処理中にエンジン速度計
測回路6よりのエンジン回転に同期した同期パル
ス300が割込受付回路3に加わつたときには、
現在実行中の演算処理を中断して優先順位の高い
割込処理を開始する。すなわち、割込開始
(INTRDS)ステツプ100に到来し、待避ス
テツプ101にてCPU1のDレジスタの値を
PSWスタツクに中断した演算処理を再開するま
で待避記憶する。同様に、待避ステツプ102
にてCPU1のXデジグネータの値をPSWスタツ
クに待避記憶し、待避ステツプ103にて
CPU1のDFフラグの値をPSWスタツクに待避記
憶し、待避ステツプ104にてCPU1のPCの
値をPSWスタツクに待避記憶する。以上の待避
処理にて中断した時点の演算処理状態を記憶して
その再開時の復帰作動に備え、その後インプツト
処理ステツプ105にて前記同期パルスによる割
込受付回路3の割込状態をCPU1に入力し、次
のサーチステツプ106にてその割込状態から最
優先の割込ルーチンを探索検出し、次のPCセツ
トステツプ107にてCPU1のPC(プログラム
カウンタ)にその割込ルーチンのプログラム番号
をセツトする。次に、割込禁止セツトステツプ1
08にてCPU1より割込受付回路3に以後の割
込を制限するための制限データを加えてその割込
禁止マスク310のQ1,Q2,Q3,Q4出力を
“0000”にセツトし、以後の割込要求は割込要求
レジスタ311〜314に記憶された状態にて待
たされる。そして、セツト状態記憶ステツプ10
9にて前記割込禁止マスク310のセツト状態
“0000”をCPU1のPSWスタツクに記憶し、次の
リセツトステツプ110にて割込受付回路3に
CPU1よりデータを与えて前記割込要求レジス
タ311をリセツトする。このリセツト作動の完
了にて割込ルーチンの演算処理を開始するための
予備段階が終わり、次に割込ルーチン開始ステツ
プ111にてセツトされているPCによる演算処
理に切換え、次の割込ルーチン処理ステツプ11
2に進んで最優先割込のプログラムを実行し、そ
の最優先プログラムによる各種演算を処理し、点
火時期制御のデータおよびEFI制御のデータを順
次CPU1より発生して点火パルス発生回路13
およびEFIパルス発生回路18に加える。
CPU1の割込受付の処理プログラム手順を第5
図のフローチヤートとともに説明する。今、
CPU1の周期的な演算処理中にエンジン速度計
測回路6よりのエンジン回転に同期した同期パル
ス300が割込受付回路3に加わつたときには、
現在実行中の演算処理を中断して優先順位の高い
割込処理を開始する。すなわち、割込開始
(INTRDS)ステツプ100に到来し、待避ス
テツプ101にてCPU1のDレジスタの値を
PSWスタツクに中断した演算処理を再開するま
で待避記憶する。同様に、待避ステツプ102
にてCPU1のXデジグネータの値をPSWスタツ
クに待避記憶し、待避ステツプ103にて
CPU1のDFフラグの値をPSWスタツクに待避記
憶し、待避ステツプ104にてCPU1のPCの
値をPSWスタツクに待避記憶する。以上の待避
処理にて中断した時点の演算処理状態を記憶して
その再開時の復帰作動に備え、その後インプツト
処理ステツプ105にて前記同期パルスによる割
込受付回路3の割込状態をCPU1に入力し、次
のサーチステツプ106にてその割込状態から最
優先の割込ルーチンを探索検出し、次のPCセツ
トステツプ107にてCPU1のPC(プログラム
カウンタ)にその割込ルーチンのプログラム番号
をセツトする。次に、割込禁止セツトステツプ1
08にてCPU1より割込受付回路3に以後の割
込を制限するための制限データを加えてその割込
禁止マスク310のQ1,Q2,Q3,Q4出力を
“0000”にセツトし、以後の割込要求は割込要求
レジスタ311〜314に記憶された状態にて待
たされる。そして、セツト状態記憶ステツプ10
9にて前記割込禁止マスク310のセツト状態
“0000”をCPU1のPSWスタツクに記憶し、次の
リセツトステツプ110にて割込受付回路3に
CPU1よりデータを与えて前記割込要求レジス
タ311をリセツトする。このリセツト作動の完
了にて割込ルーチンの演算処理を開始するための
予備段階が終わり、次に割込ルーチン開始ステツ
プ111にてセツトされているPCによる演算処
理に切換え、次の割込ルーチン処理ステツプ11
2に進んで最優先割込のプログラムを実行し、そ
の最優先プログラムによる各種演算を処理し、点
火時期制御のデータおよびEFI制御のデータを順
次CPU1より発生して点火パルス発生回路13
およびEFIパルス発生回路18に加える。
こうして、その割込ルーチンの演算処理を完了
すると、復帰開始(RTIDES)ステツプ113に
到来し、復帰スツプ114にて割込時にPSW
スタツクに記憶したPC値を取出してPCにセツト
する。同様に、復帰ステツプ115にてPSW
スタツクに記憶されている割込禁止マスクの状態
データを取出して割込受付回路3の割込禁止マス
ク310にセツトし、復帰ステツプ116にて
PSWスタツクのDF値をDFフラグにセツトし、
復帰ステツプ117にてPSWスタツクのX値
をXデジグネータにセツトし、復帰ステツプ1
18にてPSWスタツクのD値をDレジスタにセ
ツトする。以上の復帰処理にて中断していた演算
処理の再開の準備を終え、次の処理ルーチン再開
ステツプ119に進み、上記の割込前に実行して
いた処理ルーチンのプログラム実行を再開する。
すると、復帰開始(RTIDES)ステツプ113に
到来し、復帰スツプ114にて割込時にPSW
スタツクに記憶したPC値を取出してPCにセツト
する。同様に、復帰ステツプ115にてPSW
スタツクに記憶されている割込禁止マスクの状態
データを取出して割込受付回路3の割込禁止マス
ク310にセツトし、復帰ステツプ116にて
PSWスタツクのDF値をDFフラグにセツトし、
復帰ステツプ117にてPSWスタツクのX値
をXデジグネータにセツトし、復帰ステツプ1
18にてPSWスタツクのD値をDレジスタにセ
ツトする。以上の復帰処理にて中断していた演算
処理の再開の準備を終え、次の処理ルーチン再開
ステツプ119に進み、上記の割込前に実行して
いた処理ルーチンのプログラム実行を再開する。
次に、上述の最優先の割込作動中において割込
受付回路3の割込要求端子302に第3割込パル
ス2が到来すると、それによつて割込要求レ
ジスタ313がその割込要求を記憶してそのQ出
力が「1」になる。このとき、割込禁止マスク3
10のQ1,Q2,Q3,Q4出力が“0000”にセツト
されているため、ANDゲート361〜364が
前記Q出力を阻止し、その割込は実行中の最優先
の割込処理が終わるまで待機させられる。その
後、最優先の割込処理が完了した時の復帰作動に
て前の処理ルーチンの優先度が割込禁止マスク3
10にセツトされるため、その割込禁止マスク3
10の状態に応じて再開する処理ルーチンの優先
度と前記割込要求レジスタ313に記憶された割
込要求の優先度とを判定する。この判定により、
その割込要求の優先度が高い場合にはその割込要
求がANDゲート363を通過してCPU1に割込
がかかり、上記と同様の割込処理にてその割込に
対応した演算処理を実行する。他方、前記割込要
求の優先度が低い場合にはその割込要求はAND
ゲート363にて阻止され、優先度の高い処理ル
ーチンのプログラム実行が完了するまで待機させ
られる。
受付回路3の割込要求端子302に第3割込パル
ス2が到来すると、それによつて割込要求レ
ジスタ313がその割込要求を記憶してそのQ出
力が「1」になる。このとき、割込禁止マスク3
10のQ1,Q2,Q3,Q4出力が“0000”にセツト
されているため、ANDゲート361〜364が
前記Q出力を阻止し、その割込は実行中の最優先
の割込処理が終わるまで待機させられる。その
後、最優先の割込処理が完了した時の復帰作動に
て前の処理ルーチンの優先度が割込禁止マスク3
10にセツトされるため、その割込禁止マスク3
10の状態に応じて再開する処理ルーチンの優先
度と前記割込要求レジスタ313に記憶された割
込要求の優先度とを判定する。この判定により、
その割込要求の優先度が高い場合にはその割込要
求がANDゲート363を通過してCPU1に割込
がかかり、上記と同様の割込処理にてその割込に
対応した演算処理を実行する。他方、前記割込要
求の優先度が低い場合にはその割込要求はAND
ゲート363にて阻止され、優先度の高い処理ル
ーチンのプログラム実行が完了するまで待機させ
られる。
なお、上述の実施例ではエンジン回転に同期し
た同期パルスによる割込を最優先に定めるものを
示したが、その同期した処理に比してさらに優先
順位の高い緊急時の処理を行うことも可能であ
り、その場合にはエンジン回転に同期した割込の
優先順位を下げれば良い。
た同期パルスによる割込を最優先に定めるものを
示したが、その同期した処理に比してさらに優先
順位の高い緊急時の処理を行うことも可能であ
り、その場合にはエンジン回転に同期した割込の
優先順位を下げれば良い。
また、エンジン回転に同期して制御すべき同期
型機器として点火装置およびEFIを示し、その他
の車載機器としてEGRを示したが、その他の車
載機器として自動車の走行速度を一定に制御する
オートドライブ装置、変速機の変速位置を自動制
御する自動変速制御装置などの車載装置をCPU
の制御対象に用いることもできる。
型機器として点火装置およびEFIを示し、その他
の車載機器としてEGRを示したが、その他の車
載機器として自動車の走行速度を一定に制御する
オートドライブ装置、変速機の変速位置を自動制
御する自動変速制御装置などの車載装置をCPU
の制御対象に用いることもできる。
また、一次の割込機能を有するCPU1を用い
て多重割込処理を行わせるために、割込受付回路
3を設けて割込の優先順位を判定するものを示し
たが、多重割込機能を有するCPUを用いて前記
割込受付回路3を省いてもよい。さらに、エンジ
ン回転角パルス信号はデイストリビユータ16の
ブレーカポイントからのオン、オフ信号を用いる
こともできる。
て多重割込処理を行わせるために、割込受付回路
3を設けて割込の優先順位を判定するものを示し
たが、多重割込機能を有するCPUを用いて前記
割込受付回路3を省いてもよい。さらに、エンジ
ン回転角パルス信号はデイストリビユータ16の
ブレーカポイントからのオン、オフ信号を用いる
こともできる。
以上述べたように、本願の第1番目において
は、時分割割込処理をする中央制御装置によつ
て、要求される応答速度の高い処理および出力デ
ータの発生を、要求される応答速度の低い処理に
回転同期パルスで優先して実行するため、回転に
同期して作動する同期型機器を効率的な時間配分
の時分割処理にて適切に制御できるという優れた
効果がある。
は、時分割割込処理をする中央制御装置によつ
て、要求される応答速度の高い処理および出力デ
ータの発生を、要求される応答速度の低い処理に
回転同期パルスで優先して実行するため、回転に
同期して作動する同期型機器を効率的な時間配分
の時分割処理にて適切に制御できるという優れた
効果がある。
さらに、本願の第2番目の発明においては、回
転同期パルスの割込に一定時間間隔の割込用クロ
ツクパルスにより優先順位の低い割込を加えた多
重割込処理を演算処理に行わせ、前記割込用クロ
ツクパルスによる低位割込にて比較的緩な時間変
化をする状態に関連して要求応答速度の低い予備
的な各種演算を実行してその演算結果データを記
憶するようになし、前記同期パルスによる高位割
込にて比較的急な時間変化をする状態に関連して
要求応答速度の高い主たる演算をすると共にこの
演算結果と記憶された前記演算結果データを用い
て出力データを発生し、その出力データにて同期
型機器を駆動制御しているから、内燃機関の回転
に同期して作動する同期型機器を効率的な時間配
分の時分割処理にて適切に制御することができ
る。という優れた効果がある。
転同期パルスの割込に一定時間間隔の割込用クロ
ツクパルスにより優先順位の低い割込を加えた多
重割込処理を演算処理に行わせ、前記割込用クロ
ツクパルスによる低位割込にて比較的緩な時間変
化をする状態に関連して要求応答速度の低い予備
的な各種演算を実行してその演算結果データを記
憶するようになし、前記同期パルスによる高位割
込にて比較的急な時間変化をする状態に関連して
要求応答速度の高い主たる演算をすると共にこの
演算結果と記憶された前記演算結果データを用い
て出力データを発生し、その出力データにて同期
型機器を駆動制御しているから、内燃機関の回転
に同期して作動する同期型機器を効率的な時間配
分の時分割処理にて適切に制御することができ
る。という優れた効果がある。
第1図は本発明になる自動車用制御装置の一実
施例を示す全体構成図、第2図は第1図中のエン
ジン速度計測回路の詳細構成を示す電気結線図、
第3図は第1図中のリアルタイムクロツク回路の
詳細構成を示す電気結線図、第4図は第1図中の
割込受付回路の詳細構成を示す電気結線図、第5
図は本発明装置の作動説明に供するフローチヤー
トである。 1…演算処理部をなすCPU,2…データバ
ス,3…割込受付回路,4…クロツク発生手段を
なすリアルタイムクロツク回路,5…エンジン回
転角ピツクアツプ,6…エンジン速度計測回路,
13,18…同期型機器を駆動する駆動手段をな
す点火パルス発生回路とEFIパルス発生回路,1
4…同期型機器をなす点火装置の点火コイル,1
9…同期型機器をなすEFIメインインジエクタ,
21…エンジン,23…他の車載機器を駆動する
第2の駆動手段をなすラツチ回路,24…他の車
載機器をなすEGRバルブ。
施例を示す全体構成図、第2図は第1図中のエン
ジン速度計測回路の詳細構成を示す電気結線図、
第3図は第1図中のリアルタイムクロツク回路の
詳細構成を示す電気結線図、第4図は第1図中の
割込受付回路の詳細構成を示す電気結線図、第5
図は本発明装置の作動説明に供するフローチヤー
トである。 1…演算処理部をなすCPU,2…データバ
ス,3…割込受付回路,4…クロツク発生手段を
なすリアルタイムクロツク回路,5…エンジン回
転角ピツクアツプ,6…エンジン速度計測回路,
13,18…同期型機器を駆動する駆動手段をな
す点火パルス発生回路とEFIパルス発生回路,1
4…同期型機器をなす点火装置の点火コイル,1
9…同期型機器をなすEFIメインインジエクタ,
21…エンジン,23…他の車載機器を駆動する
第2の駆動手段をなすラツチ回路,24…他の車
載機器をなすEGRバルブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 自動車の内燃機関の各部の状態を検出する複
数の検出手段と、 前記内燃機関の回転に同期して同期パルスを発
生する回転信号発生手段と、 前記内燃機関への燃料供給または点火火花供給
等の制御量の演算を、要求される応答速度に応じ
て複数の処理に分割し、要求応答速度の低い演算
処理を前記複数の検出手段よりの一部の検出信号
に基づいて処理してその演算結果データを記憶
し、前記回転信号発生手段よりの同期パルスにて
割込みを受けて、その時の処理を中断し、割込処
理にて前記複数の検出手段よりの他の検出信号と
それ以前の処理で記憶された前記演算結果を用い
て要求応答速度の高い演算処理を行なつて出力デ
ータを発生する中央制御装置と、 この中央制御装置よりの出力データにて前記燃
料供給または点火火花供給等を前記内燃機関の回
転位置に関連して制御すべき同期型機器を駆動制
御する駆動手段と、 を備えることを特徴とする自動車用制御装置。 2 自動車の内燃機関の各部の状態のうち比較的
緩な時間変化および急な時間変化をするものをそ
れぞれ検出する第1および第2の検出手段と、 前記内燃機関の回転に同期して同期パルスを発
生する回転信号発生手段と、 予め定めた所定時間間隔にて割込用クロツクパ
ルスを発生するパルス発生手段と、 前記内燃機関への燃料供給または点火火花供給
等の制御量の演算を、要求される応答速度に応じ
て予め定めた優先順位の多重割込にて時分割処理
するべく複数の演算に分割し、前記パルス発生手
段よりの前記クロツクパルスによる割込処理にて
前記第1の検出手段よりの検出信号に基づいて要
求応答速度の低い演算を処理してその演算結果デ
ータを記憶し、前記回転信号発生手段よりの同期
パルスによる割込処理にて前記クロツクパルスに
よる割込演算処理を中断して前記第2の検出手段
よりの検出信号に基づいて要求応答速度の高い演
算を処理すると共にその演算結果とそれ以前の演
算処理で記憶されている前記演算結果とを用いて
出力データを発生する中央制御装置と、 この中央制御装置よりの出力データにて前記燃
料供給または点火火花供給等を前記内燃機関の回
転位置に関連して制御すべき同期型機器を駆動制
御する駆動手段と、 を備えることを特徴とする自動車用制御装置。 3 前記中央制御装置は、前記各演算処理を実行
すると共に処理中の演算処理の優先度に対応した
信号を生ずるCPUと、このCPUからの優先度を
示す信号に応じて前記同期パルスまたは前記クロ
ツクパルスを割込要求として前記CPUに選択的
に供給する割込受付回路とを含み、前記CPUが
前記同期パルスによる割込にて前記要求応答速度
の高い演算処理中には前記割込受付回路にて前記
クロツクパルスによる割込要求を前記CPUが前
記要求応答速度の高い演算処理を終了するまで禁
止するようにした特許請求の範囲第2項に記載の
自動車用制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11522776A JPS5340105A (en) | 1976-09-24 | 1976-09-24 | Automobile control unit |
| US05/834,042 US4163282A (en) | 1976-09-24 | 1977-09-16 | Electrical control method and apparatus for combustion engines |
| DE2742765A DE2742765C2 (de) | 1976-09-24 | 1977-09-22 | Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Verbrennungsmotors |
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