DE3623839A1 - Signaluebertragungsverfahren - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Steuersystem für
Verbrennungsmotoren, insbesondere ein elektronisches
Steuersystem, das eine Vielzahl von Zentraleinheiten zur
unabhängigen Steuerung von wenigstens zwei unterschiedlichen
Motorfunktionen aufweist.
Ein Steuersystem zur elektronischen Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge
und der Zündverstellung eines
Verbrennungsmotors ist z. B. aus der JP-Patentanmeldung
53-76 231 bekannt, bei der das elektronische Steuersystem mit
einer einzigen Zentraleinheit (nachfolgend als "CPU"
bezeichnet) ausgestattet ist, der Eingangssignale zugeführt
werden, die für verschiedene Motorbetriebsparameter
bezeichnend sind, wie z. B. für die Motorkühlmitteltemperatur,
den Absolutdruck im Ansaugrohr, ein Kurbelwinkelsignal,
das jedesmal erzeugt wird, wenn sich die Motorkurbelwelle um
ein vorbestimmtes Winkelinkrement gedreht hat, und ein
Bezugspositionssignal, das zwei Impulse pro Kurbelwellenumlauf
aufweist. Auf der Grundlage dieser Eingangssignale führt
die CPU zwei gesonderte Arten von Berechnungen durch; eine
bezieht sich auf die Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge
und die andere betrifft die Steuerung der Zündverstellung.
In den letzten Jahren wurden Versuche angestrengt, um der
Forderung nach einem verbesserten Fahrverhalten nachzukommen.
Dies resultierte in komplexeren Betriebs- bzw. Ablaufprogrammen
für jede zu steuernde Größe, wie z. B. für die
Kraftstoffeinspritzmenge und die sich auf die
Kraftstoffeinspritzverstellung beziehende Größe, und somit
in einer schwereren Verarbeitungslast für die CPU. Versucht
man den Arbeitsablauf, der zur Steuerung einer Vielzahl von
Größen, wie z. B. der Kraftstoffeinspritzmenge und der
Kraftstoffeinspritzverstellung, erforderlich ist, von einer
einzigen CPU ausführen zu lassen, so ist es demzufolge nicht
länger möglich, sich mit einer Steigerung der Verarbeitungslast,
die mit jeder Größe in Verbindung steht, abzugeben.
Die Forderung nach einer Motorsteuerung mit großer
Genauigkeit kann bei hoher Motordrehzahl, bei der die für
die Verarbeitung verfügbare Zeit geringer ist als diejenige
Zeit, die zur Verfügung steht, wenn der Motor sich mit
niedriger Drehzahl dreht, nur schwer mit Hilfe einer
einzigen CPU erfüllt werden. Obwohl diese Forderung in der
Tat durch Verwendung einer CPU mit einer sehr hohen
Verarbeitungsleistung, wie z. B. einer 32- oder 64-Bit CPU
erfüllt werden kann, so ist diese Maßnahme jedoch infolge
der damit verbundenen hohen Kosten von rein theoretischer
Natur.
Wird andererseits eine Vielzahl von CPUs verwendet, um
gleichzeitig die Verarbeitung ausführen zu können, die zur
Steuerung einer Vielzahl von Größen erforderlich ist, wie
z. B. der Kraftstoffeinspritzmenge und der mit der
Kraftstoffeinspritzeinstellung in Bezug stehenden Größe, so
muß jede CPU mit einem Satz von Motorparametersensoren,
einer Eingangsschaltung usw. für die Eingabe der
Motorparameterwerte versehen werden, die für die Steuerung
durch die CPU erforderlich sind. Demzufolge sind der Anzahl
der CPU entsprechenden Sensorensätze, Eingangsschaltungen
usw. erforderlich. Dies führt zu einem elektronischen
Steuersystem mit einem sehr komplizierten Aufbau, was die
Durchführung des Zusammenbaues und der Wartung erschwert.
Bei einer solchen Anordnung, die eine Vielzahl von CPUs zur
Ausführung einer Vielzahl von Steuervorgängen verwendet und
bei der jede CPU den entsprechenden Steuervorgang zum
geeigneten Zeitpunkt ausführt, wird jede CPU mit einem
Zylinderunterscheidungs-(CYL)Signal, einem TDC-Signal und
einem Kurbelwinkelpositionssignal wie vorerwähnt versorgt,
und die CPU führt das Starten und Stoppen des Zählvorganges,
den zeitlichen Ablauf der Abtastung usw. anhand eines
entsprechenden Ausführungsprogrammes aus, das ausschließlich
für die CPU vorgesehen ist, und zwar gesondert von den
anderen CPUs. Demzufolge ist ein Satz von Ausführungsprogrammen
für die CPUs erforderlich, was in einer weiteren
Verkomplizierung des Aufbaues des elektronischen
Steuersystems resultiert.
Außerdem ist bei einer Anordnung, die eine Vielzahl von CPUs
verwendet, ein sogenannter ausfallsicherer Betrieb im Falle
des Auftretens einer Abnormität in den mit jeder CPU in
Verbindung stehenden Eingangs- und Ausgangseinheiten
erforderlich. Wünschenswerterweise sollte ein solcher
ausfallsicherer Betrieb auf der Basis sogenannter gelernter
Steuerdaten ausgeführt werden, die auf der Grundlage von
Betriebssteuerdaten erzeugt werden, die bei normaler
Arbeitsweise der Eingangs- und Ausgangseinrichtungen
zugeführt und in einem nichtflüchtigen Speicher
gespeichert werden.
Falls jedoch jede CPU mit einem solchen nichtflüchtigen
Speicher zur Speicherung von Abnormitäts-Bestimmungsdaten
als auch gelernter Steuerdaten ausgestattet wird, so
resultiert dies in einer noch weiteren Verkomplizierung des
elektronischen Steuersystms.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein elektronisches
Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vorzusehen, das
ohne komplizierten Aufbau in der Lage ist, mit hoher
Genauigkeit eine komplizierte Verarbeitung durchzuführen,
die zur Steuerung einer Vielzahl von Größen, wie z. B. der
Kraftstoffeinspritzmenge und der Kraftstoffeinspritzverstellung
erforderlich ist.
Ferner soll gemäß der Erfindung ein elektronisches Steuersystem
für einen Verbrennungsmotor vorgesehen werden, bei
der die Motorrotationsparameter bei optimaler zeitlicher
Abstimmung in bezug auf die Zündverstellung und die
Kraftstoffeinspritzmenge erfaßt werden, um dadurch die
Genauigkeit der Funktionssteuerung des Motors zu verbessern.
Außerdem soll gemäß der Erfindung ein elektronisches
Steuersystem für einen Verbrennungsmotor vorgesehen werden,
das ohne komplizierten Aufbau in der Lage ist, einen
ausfallsicheren Betrieb sicher durchzuführen, falls eine
Abnormität in irgendeiner der Eingangs- und Ausgangseinrichtungen
auftritt, und die Stelle des Auftretens der
Abnormität zu speichern, um dadurch den Wartungsvorgang zu
vereinfachen.
Die Lösung der vorstehenden Aufgabe ergibt sich anhand der
Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 4.
Die Betriebssteuerung des Motors kann mit Hilfe der Merkmale
des Patentanspruches 6 verbessert werden.
Ferner kann ein ausfallsicherer Betrieb mit Hilfe der
Maßnahmen des Patentanspruches 9 durchgeführt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigt:
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen elektronischen Steuersystems für
einen Verbrennungsmotor darstellt
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das eine Datenübertragungsschaltung
verdeutlicht, die eine Signalspeicherschaltung
und ein Schieberegister aufweist und die Daten
zwischen der ersten Zentraleinheit und der zweiten
Zentraleinheit in der Fig. 1 überträgt;
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, das die zeitliche Abstimmung der
Erzeugung von Impulsen des TDC-Signals und des
Kurbelwinkelpositionssignals beispielsweise verdeutlicht;
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm, das den Zeitpunkt des Beginns
des Stromflusses in der Zündspule und den Zeitpunkt
des Endes des Stromflusses in der Zündspule
darstellt;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm, das die zeitliche Abstimmung der
Übertragung eines Datenblocks von der ersten
Zentraleinheit zur zweiten Zentraleinheit wiedergibt;
Fig. 6 ein Ablaufdiagramm, das die zeitliche Abstimmung der
Übertragung zweier Datenblöcke von der ersten
Zentraleinheit zur zweiten Zentraleinheit zeigt;
Fig. 7 ein Blockdiagramm, das die Anordnung eines zu
übertragenden Datenblocks wiedergibt;
Fig. 8 ein Schaltdiagramm, das ein Beispiel einer Ersatzschaltung
verdeutlicht, die zur Erläuterung der
Beziehung zwischen einer Signalgeneratorschaltung
und der entsprechenden in Fig. 1 auftretenden
Zentraleinheit von Nutzen ist;
Fig. 9 ein Programmablaufdiagramm, das eine Art der
Abnormitätserfassung und die stellvertretende
Bearbeitung durch die erste Zentraleinheit nach
Auftreten der Abnormität aufzeigt;
Fig. 10 ein Programmablaufdiagramm, das ähnlich dem der
Fig. 9 ist, wobei jedoch die stellvertretende
Bearbeitung von der zweiten Zentraleinheit
aufgeführt wird;
Fig. 11 ein Programmablaufdiagramm, das Arten der Übertragung
von ausfallsicheren bzw. störungssicheren Daten
und erlernten Steuerdaten von der zweiten Zentraleinheit
zur ersten Zentraleinheit wiedergibt; und
Fig. 12 ein Programmablaufdiagramm, das Arten der Übertragung
von störungssicheren Daten und erlernten Steuerdaten
von der ersten Zentraleinheit zur zweiten
Zentraleinheit verdeutlicht.
In Fig. 1 ist der gesamte Aufbau eines erfindungsgemäßen
elektronsichen Steuersystems ECU für einen Verbrennungsmotor
verdeutlicht. Dieses elektronische Steuersystem weist zwei
Zentraleinheiten (CPUs) auf, wobei die erste CPU 1 zur
Steuerung der Kraftstoffzufuhr zu einem Verbrennungsmotor
und die zweite CPU 2 zur Steuerung desjenigen Zeitpunktes,
zu dem eine anhand des zugeführten Kraftstoffes hergestellte
Mischung im Inneren des Motors gezündet wird, bestimmt ist.
Mit der ersten CPU 1 sind ein Festspeicher 3 (nachfolgend
als "ROM" bezeichnet) und ein nicht-flüchtiger Direktzugriffsspeicher
4 (nachfolgend als "RAM" bezeichnet), der
auch als Sicherstellungs- bzw. Reservespeicher dient,
verbunden. Das ROM 3 speichert verschiedene Ausführungsprogramme,
die in der ersten CPU 1 ausgeführt werden sollen,
sowie verschiedene Tabellen, die zur Berechnung der
Kraftstoffeinspritzmenge, d. h. der Ventilöffnungsperiode von
Kraftstoffeinspritzventilen 8, verwendet werden sollen. Das
RAM 4 speichert vorübergehend die Ergebnisse der von der
ersten CPU 1 ausgeführten Berechnungen wie auch erlernte
Steuerdaten und störungssichere Daten, auf die später Bezug
genommen wird. Da das RAM 4 vom nicht-flüchtigen Typ ist,
werden die im RAM gespeicherten Werte selbst dann nicht
gelöscht, wenn der Zündschalter, der in einem mit einem Motor
ausgestatteten Fahrzeug vorgesehen ist, in die AUS-Stellung
gebracht wird. Ferner ist das RAM 4 so angeordnet, daß es
sichergestellt wird, während sich der Zündschalter in
AUS-Stellung befindet.
Mit der Eingangsseite der ersten CPU 1 stehen ein PBA-Wandler
5 zur Erfassung des Wertes des Absolutdruckes PBA, der
im Ansaugrohr (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors
vorherrscht,
und zur Umwandlung dieses Wertes in einen
digitalen Wert, der an die erste CPU 1 geliefert wird, und
eine Anzahl anderer Wandler in Verbindung, die in Fig. 1
anhand eines einzigen Blockes 6 wiedergegeben sind. Diese
anderen Wandler 6 dienen der Erfassung der Werte von
Motorbetriebsparametern, wie z. B. der Ansauglufttemperatur
TA, der Motorkühlmitteltemperatur TW, der Drosselklappenöffnung
ϑTH und der O2-Konzentration des Abgases sowie der
Umwandlung dieser Werte in digitale Werte, die der ersten
CPU 1 zugeführt werden. Diese Wandler 5 und 6 bilden eine
ersten Abtasteinrichtung. Mit der Ausgangsseite der ersten
CPU 1 steht eine Zählschaltung 7 in Verbindung, die auf der
Basis nachfolgend beschriebener Kraftstoffeinspritzzeitdaten
die Zeitdauern berechnet, für welche die Einspritzventile 8 a
bis 8 d geöffnet werden sollen. Die Zählschaltung 7 weist
Ausgangsleitungen auf, die über eine verdrahtete ODER-Schaltung
20 und einen Treiberkreis 10 mit den entsprechenden
Kraftstoffeinspritzventilen 8 a-8 d verbunden sind. Es sollte
bemerkt werden, daß die Kraftstoffeinspritzventile 8 a-8 d für
entsprechende Zylinder des Motors vorgesehen sind.
Demzufolge ist die Zählschaltung 7 mit Zählern ausgestattet,
deren Anzahl der Anzahl der Motorzylinder entspricht. Die
Zählschaltung 7, die Kraftstoffeinspritzventile 8 a-8 d, der
Treiberkreis 10 usw. arbeiten unter Ausbildung einer
Kraftstoffzufuhreinrichtung zusammen.
Die verdrahtete ODER-Schaltung 20 besteht aus Dioden D 1-D 8
und einem Widerstand RO. Die Anodenanschlüsse der Dioden
D 1-D 4 stehen über den Widerstand RO mit einer Speisespannungsquelle
+V und ebenso über eine Leitung 47 mit der
ersten CPU 1 in Verbindung. Die Anodenanschlüsse der Dioden
D 5-D 8 sind mit den entsprechenden Kathodenanschlüssen der
Dioden D 1-D 4 verbunden und die Kathodenanschlüsse der Dioden
D 5-D 8 stehen über eine Leitung 48 mit der CPU 2 in Verbindung.
Die zwischen den Kathoden der Dioden D 1-D 4 und den
Anoden der entsprechenden Dioden D 5-D 8 vorgesehenen
Verbindungen sind mit entsprechenden Ausgangsklemmen der
Zählschaltung 7 wie auch mit entsprechenden Eingangsklemmen
des Treiberkreises 10 verbunden. Falls alle Zähler der
Zählschaltung 7 in Betrieb sind, so erzeugen diese eine
Niederpegelige (L-pegelige) Ausgangsgröße über die
entsprechende Ausgangsklemme der Zählschaltung 7. Diese
L-pegelige Ausgangsgröße bewirkt, daß der Treiberkreis 10
ein entsprechendes Kraftstoffeinspritzventil 8 a-8 d
aktiviert. Wenn demzufolge jeder Zähler der Zählschaltung 7
normal arbeitet, so wird ein L-pegeliges Signal über die
Leitung 47 zur ersten CPU 1 rückgekoppelt. Die erste CPU 1
erfaßt eine in der Zählschaltung 7 auftretende Abnormität in
Abhängigkeit vom Pegel des über die Leitung 47 rückgekoppelten
Signals in einer Art und Weise, die später beschrieben
wird.
Die zweite CPU 2 ist mit einem ROM 11 und einem RAM 12
ausgestattet. Das RAM 12 ist vom flüchtigen Typ, so daß
eingespeicherte Werte gelöscht werden, falls der Zündschalter
in AUS-Stellung gebracht wird. Mit der Eingangsseite
der zweiten CPU 2 steht eine Wellenformausbildungsschaltung
13 in Verbindung, deren Eingangsseite mit
verschiedenen Sensoren verbunden ist. Diese Sensoren
umfassen einen Zylinderunterscheidungs-(CYL) Sensor 14, der
bei einer vorbestimmten Kurbelwinkellage eines speziellen
Motorzylinders einen einzelnen Impuls eines Zylinderunterscheidungssignals
T01 abgibt, einen TDC-Sensor 15 für den
oberen Totpunkt, der bei einer vorbestimmten Kurbelwinkellage
vor dem oberen Totpunkt (BTDC) jedes Zylinders ein
Bezugskurbelwinkelsignal T 04 abgibt, und zwar jedesmal, wenn
sich die Motorkurbelwelle um 180° dreht, sowie einen
Kurbelwinkelsensor 6 zur Abgabe eines einzelnen Impulses
eines Kurbelwinkelsignals T 24, und zwar jedesmal, wenn sich
die Kurbelwelle um 30° dreht. Die Sensoren 14, 15 und 16
bilden eine zweite Abtast- bzw. Erfassungseinrichtung.
Mit der Ausgangsklemme der zweiten CPU 2 steht eine
Parallelschaltung aus einem Einschalt-Zähler 17 und einem
Ausschalt-Zähler 18 in Verbindung. Die beiden Ausgänge der
beiden Zähler 17 und 18 sind mit einer Flip-Flop-Schaltung
19 verbunden, deren Ausgangsgröße einer Zündschaltung 21
zugeführt wird. Die Ausgangsgröße der Zündschaltung 21 steht
mit einem Verteiler 22 in Verbindung, der mit Zündkerzen
23 a-23 d verbunden ist. Jede Zündkerze ist in einem
entsprechenden Zylinder vorgesehen. Der Verteiler 22) und die
Zündkerzen 23 a-23 d bilden die Zündeinrichtung. In der
Zündschaltung 21 ist eine bekannte Zündspule vorgesehen
(nicht dargestellt), die eine Primärwicklung und eine
Sekundärwicklung aufweist. Der Einschalt-Zähler 17 und der
Auschalt-Zähler 18 stellen beide Rückwärtszähler dar. Wie
im Details später beschrieben wird, werden die von der
zweiten CPU 2 berechneten Daten für die Durchschalt- bzw.
Stromflußzeit in den Einschaltzeit-Zähler 17 eingegeben, der
mit Taktimpulsen zum Rückwärtszähler dieser Daten versorgt
wird, und zwar in einem Bereich von Kurbelwinkelposotionen,
in dem der Stromfluß durch die Primärwicklung beginnen soll
(dieser Bereich wird nachfolgend einfach als "Stromflußstadium"
bezeichnet), wobei der Rückwärtszählvorgang ab dem
Beginn des bestimmten Stadiums startet. Dies dient der
Regelung des Stromflußstartzeitpunktes der Primärwicklung
der Zündschaltung 21.
In gleicher Weise werden die von der zweiten CPU 2 berechneten
Zündverstellungsdaten in den Ausschalt-Zähler 18 eingegeben,
der mit Taktimpulsen zum Rückwärtszählen dieser
Daten in einem vorbestimmten "Zündstadium" versorgt wird,
und zwar ab dem Beginn dieses Stadiums. Dies dient der Bestimmung
des Zeitpunktes, zu dem der Stromfluß durch die
Primärwicklung der Zündschaltung 21 beendet sein soll. Demzufolge
bestimmen der Einschalt-Zähler 17 und der Ausschalt-
Zähler 18 in Kombination den Einschaltzeitpunkt und den
Ausschaltzeitpunkt der Primärwicklung der Zündschaltung, wobei
die Sekundärwicklung einen Hochspannungsimpuls zum
Zünden der Zündkerze 22 erzeugt. Durch diese Zusammenarbeit
des Einschalt-Zählers 17 und des Ausschalt-Zählers 18 werden
der Zeitpunkt für das Einschalten wie auch der Zeitpunkt für
das Ausschalten der Zündschaltung 21 bestimmt.
Die Eingangsseite der Zündschaltung 21 steht über eine Leitung
50 mit der ersten CPU 1 in Verbindung, um mit einem
Steuersignal von der CPU 1 versorgt zu werden, falls eine
Abnormität in der Flip-Flop-Schaltung 19 usw. auftritt, wie
dies später beschrieben wird.
Die Ausgangsseite der Flip-Flop-Schaltung 19 ist über eine
Leitung 49 mit der zweiten CPU 2 verbunden, um das Ausgangssignal
der Flip-Flop-Schaltung 19 zur CPU 2 zurückzukoppeln,
die eine in der Flip-Flop-Schaltung 19 auftretende
Abnormität erfaßt, und zwar abhängig von dem Pegel des über
die Leitung 49 rückgekoppelten Signals, wie dies später beschrieben
wird.
Eine Signalgeneratorschaltung 51 ist anhand eines Widerstandes
R 1 ausgebildet, dessen eines Ende mit der Versorgungsspannungsquelle
+V und dessen anderes Ende über eine
gemeinsame Leitung 46 mit entsprechenden Toren CP 1, CP 2
(nachfolgend als "Kontrolltore" bezeichnet) der CPUs 1 und 2
verbunden ist.
Die Wellenformausbildungsschaltung 13 weist eine
T 24-Übertragungsleitung auf, die mit einem Me-Zähler 24 in
Verbindung steht. Die Ausgangsgröße des Me-Zählers 24 wird
der zweiten CPU 2 zugeführt. Der Me-Zähler 24 wird jedesmal
dann zurückgesetzt, wenn ein Impuls des Kurbelwinkelsignals
T 24 von der Wellenformausbildungsschaltung 13 an diesen angelegt
wird, und zählt somit das Zeitintervall, bei dem
Impulse im Kurbelwinkelsignal T 24 erzeugt werden, um den
gezählten Wert in einem nichtgezeigten Register zu
speichern. Die zweite CPU 2 liest diesen gezählten Wert ein
und verwendet diesen zur Berechnung eines Parameterwertes
Me, der proportional dem Reziproken der Motordrehzahl Me
ist. Der Wert Me, der als Information dient, die auf die
Motordrehzahl Me hinweist, wird als Parameter bei der Berechnung
der Zündverstellung verwendet.
Verschiedene Übertragungsleitungen verbinden die erste CPU 1
mit der zweiten CPU 2. Diese Übertragungsleitungen schließen
eine Übertragungsleitung 25, die zwischen die Ausgangsseite
der Wellenformausbildungsschaltung 13 und die Eingangsseite
der ersten CPU 1 zur Übertragung des Zylinderunterscheidungssignals
(CYL) T 01 gekoppelt ist, und eine Übertragungsleitung
26 ein, die zwischen die Ausgangsseite der ersten
CPU 1 und der zweiten CPU 2 gekoppelt ist, um ein Triggersignal
q von de CPU 2 zur CPU 1 zu senden, woraufhin die
CPU 1 mit der Ausführung der Berechnungen beginnt. Ebenso
sind Übertragungsleitungen 27 und 28 zwischen die erste CPU
1 und die zweite CPU 2 gekoppelt, wobei die Leitung 28 zur
Übertragung solcher Daten, wie z. B. Motorparameter, wie auch
eines Übertragungsbefehlssignals von der ersten CPU 1 zur
zweiten CPU 2 dient und wobei die Leitung 27 zum Senden eines
Quittungs- bzw. Rückmeldungssignals von der zweiten CPU 2
zur ersten CPU 1 dient, das den Empfang des Übertragungsbefehls
bestätigt. Eine Parallel-Serien-Umsetzschaltung ist
in der CPU 1 am Ausgangsende der Übertragungsleitung 28 vorgesehen
und eine weitere in der CPU 2 am Ausgangsende der
Übertragungsleitung 27. Ferner ist in der CPU 1 am Eingangsende
der Übertragungsleitung 27 sowie in der CPU 2 am
Eingangsende der Übertragungsleitung 28 jeweils eine
Serien-Parallel-Umsetzschaltung vorgesehen. Die gepaarten
Umsetzschaltungen an den beiden Enden jeder Leitung 27, 28 dienen der Übertragung der Daten in serieller Art, d. h.
nicht synchron. Die Übertragungsleitungen 27, 28, die
Serien-Parallel-Umsetzschaltungen, die Parallel-Serien-
Umsetzschaltungen usw. bilden eine Signalübertragungseinrichtung.
Ferner sind zwischen die erste CPU 1 und die zweite CPU 2
eine Übertragungsleitung 44 zum Liefern eines Rücksetzsignals
von der ersten CPU 1 zur zweiten CPU 2, um den Betrieb
der zweiten CPU 2 im Falle des Auftretens einer Abnormität
im Steuersystem zu sperren, und eine Übertragungsleitung
45 zum Liefern eines Rücksetzsignals von der zweiten
CPU 2 zur ersten CPU 1 gekoppelt, um den Betrieb der ersten
CPU 1 im Falle einer Abnormität, wie oben erwähnt, zu
sperren.
Mit der zweiten CPU 2 steht über eine Leitung 30 ein
weiterer Me-Zähler 29 in Verbindung, der von der CPU 2 mit
einem Start-Triggersignal versorgt wird. Der Ausgang des
Me-Zählers 29 ist mit der ersten CPU 1 verbunden. Das Start-
Triggersignal wird jedesmal erzeugt, wenn die zweite CPU 2
eine bestimmte Kurbelwinkelposition, z. B. 90° BTDC (vor dem
oberen Totpunkt) erfaßt. Bei jeder Zufuhr eines Start-
Triggersignals speichert der Me-Zähler 29 den gezählten
Wert in einem Register (nicht gezeigt), und gleichzeitig
wird der gezählte Wert auf Null zurückgesetzt, worauf unmittelbar
das Zählen der ihm zugeführten Taktimpulse wieder
beginnt. Somit stellt der in dem Register eingespeicherte,
gezählte Wert die Anzahl der Taktimpulse dar, die zwischen
dem unmittelbar vorangehenden Start-Triggersignal und dem
gegenwärtigen Start-Triggersignal erzeugt wurden, d. h. mit
anderen Worten, das Zeitintervall der Erzeugung der Start-
Triggersignale. Der gespeicherte, gezählte Wert wird in die
erste CPU 1 eingelesen und bei der Berechnung eines
Parameterwertes me verwendet. Der Parameterwert me ist proportional
dem Reziproken der Motordrehzahl Me. Der Wert M
wird als einer der Parameter bei der Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge
verwendet, und zwar als Information, die
auf die Motordrehzahl Me hinweist.
Als nächstes wird mit Bezug auf Fig. 2 der Aufbau und die
Funktion der Parallel-Serien-Umsetzschaltung sowie der
Serien-Parallel-Umsetzschaltung erläutert, die an den Enden
der Übertragungsleitung vorgesehen sind. Da der Aufbau und
die Funktion der entsprechenden Schaltungen an den Enden der
Übertragungsleitung 27 dem Aufbau und der Funktion der
Schaltungen an den Enden der Übertragungsleitung 287 entsprechen,
erübrigt sich eine Erläuterung dieser Schaltungen
der Leitung 28.
In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 31 die Parallel-
Serien-Umsetzschaltung, die aus einer Signalspeicherschaltung
32 und einem Schieberegister 33 besteht. Die
Signalspeicherschaltung 32 verriegelt 11 Bits als einen
Block, der 8 Bits zur Wiedergabe von Befehls- oder
Motorbetriebsparameterdaten, ein Bit zur Bestimmung, ob diese
Befehls- oder Datenbits sind, und zwei Bits zum Starten
und Stoppen der Übertragung (nachfolgend als "Startbit" bzw.
"Stopbit" bezeichnet) (Fig. 7) aufweist. Das Schieberregister
33 empfängt die 11 Bits parallel, d. h. auf einmal von der
Signalspeicherschaltung 32 und überträgt die Eingabedaten in
serieller Weise, und zwar wird je ein Bit übertragen, wenn
ein Taktimpuls über eine Leitung 34 an das Schieberegister
33 angelegt wird. Eine Ausgangsklemme des Schieberegisters
33 steht mit einer Eingangsklemme eines Schieberegisters 39
in der zweiten CPU 2 in Verbindung, und zwar über ein Ausgangstor
35, die Übertragungsleitung 28 und das Eingangstor
36. Das Schieberegister 39 arbeitet mit einer
Signalspeicherschaltung 38 unter Ausbildung einer Serien-
Parallel-Umsetzschaltung 37 zusammen und speichert die 11
eingegebenen Datenbits in einer Art und Weise, die umgekehrt
zur Funktion der Parallel-Serien-Umsetzschaltung 31 ist.
In Fig. 2 kennzeichnet das Bezugszeichen 40 eine Übertragungsleitung
für die Eingabe von Taktimpulsen in das
Schieberegister 39. Die Eingabe der Taktimpulse über die
Übertagungsleitung 40 in das Schieberegister 39 wird asynchron
zur Eingabe der Taktimpulse über die Übertragungsleitung
34 in das Register 33 bewirkt, jedoch haben die beiden
Taktimpulsarten die gleiche Frequenz.
Ist die Übertragung der 11 Datenbits beendet, wird ein
Signal, das dem Stopbit der so übertragenen Daten, auf die
später Bezug genommen wird, entspricht, vom Schieberegister
39 über eine Ausgangsübertragungsleitung 41 an eine
Takteingangsklemme der Signalspeicherschaltung 38 geliefert,
um mitzuteilen, daß die Übertragung eines Datenblocks bzw.
-rahmens abgeschlossen ist. Im Falle der kontinuierlichen
Übertragung von zwei Datenblöcken wird ein Signal, das dem
Stopbit eines ersten Datenblocks entspricht, vom
Schieberegister 39 an die Signalspeicherschaltung 38 geliefert,
um mitzuteilen, daß die Übertragung des ersten
Datenblocks abgeschlossen ist, sowie ein Signal, das dem
Stopbit eines zweiten Datenblocks entspricht, um mitzuteilen,
daß die Übertragung des zweiten Datenblocks abgeschlossen
ist.
Nachfolgend wird die Funktion des elektronischen Steuersystems
mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau unter Bezugnahme
auf die Fig. 3 bis 7 beschrieben.
Die Steuerung der Zündverstellung wird anhand der zweiten
CPU 2 durchgeführt, an die das CYL-Signal T 01, das
TDC-Signal T 04 und das Kurbelwinkelsignal T 24 angelegt
werden. Diese Signale stammen von den entsprechenden
Sensoren 14-16, nachdem ihre Wellenformen von der
Wellenformausbildungsschaltung 13 ausgebildet wurden (vgl.
Fig. 3(a)-(c)). Von diesen Signalen wird das CYL-Signal T 01
auch der ersten CPU 1 über die Übertragungsleitung 25 zugeführt,
und zwar als Signal zur Bestimmung, für welchen der
Motorzylinder eine Kraftstoffeinspritzung vorgenommen werden
soll. Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Stadien beziehen
sich auf das Zeitintervall oder den zeitlichen Abstand
zwischen der Vorderflanke jedes Impulses des Kurbelwinkelsignals
T 24 und der Vorderflanke des nächsten
Impulses. Diese Stadien sind fortlaufend von 0 bis 5
numeriert, und zwar beginnend vom ersten Stadium.
Die zweite CPU 2 führt zwei Programme zur Steuerung der
Zündverstellung aus. Eines dieser Programme ist das
Kurbelunterbrechungs-Bearbeitungsprogramm (vgl. Fig. 4(b)),
das jedesmal ausgeführt wird, wenn ein Impuls des Kurbelwinkelsignals
T 24 erzeugt wird, und das andere ist ein
ϑIG-DUTY-Bearbeitungsprogramm (vgl. Fig. 4(c)), das anschließend
an das Ende des im Stadium 0 duchgeführten
Kurbelunterbrechungs-Bearbeitungsprogramm ausgeführt wird.
Wird ein Impuls des Kurbelwinkelsignals T 24 während der Ausführung
der ϑIG-DUTY-Bearbeitung in die zweite CPU 2 eingegeben,
so nimmt die Kurbelunterbrechungs-Bearbeitung die
Priorität ein.
Bei der Kurbelunterbrechungs-Bearbeitung wird bestimmt, ob
das vorliegende Stadium ein Stromflußstadium ist, bei dem
der Einschalt-Zähler 17 auf der Basis des TDC-Signals T 04
und des Kurbelwinkelsignals T 24 (Stadium 2 in Fig. 4) zu
zählen beginnen soll, ein vorbestimmtes Stadium ist, bei dem
der Ausschalt-Zähler 18 auf der Basis der obigen Signale zu
zählen beginnen soll (Stadium 4 in Fig. 4), ein vorbestimmtes
Stadium ist, bei dem die erste CPU 1 die Ausführung eines
später beschriebenen Kraftstoffeinspritzmengen-Steuervorganges
(FI-Vorganges) beginnt (Stadium 3 in Fig. 4) usw.
Im einzelnen bestimmt die zweite CPU 2, ob das vorliegende
Stadium das dritte Stadium ist oder nicht. Wird dieses als
solches bestimmt, so liefert die zweite CPU 2 über die Übertragungsleitung
26 ein Start-Triggersignal an die erste CPU
1, wodurch der FI-Vorgang anhand der ersten CPU 1 gestartet
wird. Die zweite CPU 2 führt ebenso einen anderen
Kurbelunterbrechungs-Bearbeitungsvorgang zur Vornahme der
Erfassung des Zeitintervalles MEGi, bei dem das Kurbelwinkelsignal
T 24 erzeugt wird, und des Startens des Einschalt-
Zählers 17 und des Ausschalt-Zählers 18, usw. aus.
Die ϑIG-DUTY-Bearbeitung betrifft andererseits die Berechnung
von Daten, wie z. B. eines Zündverstellwinkel-Steuerwertes
ϑIG, eines Stromfluß-Steuerwertes DUTY (das Verhältnis
der Spulenstromflußzeit zum TDC-Signalerzeugungszeitintervall),
eines Stromflußstartzeitpunktes TDUT und eines
Zündzeitpunktes TIG.
Nachfolgend wird die Bearbeitung für jedes Detail der obigen
Daten näher beschrieben. Die zweite CPU 2 berechnet den
Zündverstellwinkel-Steuerwert ϑIG aus Werten, wie z. B. der
Motordrehzahl Ne, dem Ansaugrohr-Absolutdruck PBA und der
Kühlmitteltemperatur TW entsprechend der folgenden Gleichung
(1):
ϑIG = ϑMAP+ϑIGCR(1).
In der Gleichung (1) stellt ϑMAP einen Zündverstellwinkel-
Grundwert dar, der aus einer Tabelle ausgelesen wird, die
in dem ROM 11 gespeichert ist, und zwar von einer Stelle,
die von der Motordrehzahl Ne und dem Ansaugrohr-Absolutdruck
FBA bestimmt wird. Der Ausdruck ϑIGCR stellt den Wert einer
Variablen zur Korrektur des Zündverstellwinkel-Grundwertes
dar. Der Wert ϑIGCR wird aus einer im ROM 11 gespeicherten
Tabelle ausgelesen, und zwar von einer Stelle, die von der
Motorkühlmitteltemperatur TW, der Ansauglufttemperatur TA
und dem atmosphärischen Druck PB bestimmt wird.
Die Motordrehzahl Ne, die bei der Berechnung des Wertes von
ϑMAP verwendet wird, wird vom Me-Zähler 24 vorgesehen. Der
Wert Me stellt eine Summe Me (= ME 60 + ME 61 = ME 62 + ME 63 + ME 64 + ME 65)
von Werten ME 60 bis ME 65 dar, die durch
Messung der Zeitintervalle der entsprechenden Stadien 0 bis
5 des in Fig. 3 (c) und Fig. 4 (a) gezeigten Kurbelwinkelsignals
T 24 erhalten werden. Der Me-Zähler 24 verwendet
dabei Taktimpulse (feste Taktimpulse) CK mit
konstanter Periode.
Der Stromfluß-Steuerwert DUTY stellt eine Funktion der
Motordrehzahl Ne dar und wird aus einer im ROM 11 abgespeicherten
Tabelle in einer Art und Weite ausgelesen, die
der oben erwähnten entspricht bzw. ähnlich ist. Der aus der
Tabelle ausgelesene Wert wird durch die Batteriespannung
korrigiert, bevor dieser zur Verwendung als Wert DUTY zugeführt
wird.
Die Zündung wird in einem Bereich von 0-60° BTDC (vor dem
oberen Totpunkt) vorgenommen, nämlich in dem Stadium 4 oder
5. Sind die dem Ausschalt-Zähler 18 zugeführten Daten von
diesem Zähler 18 auf 0 zurückgezählt, der den Rückzählvorgang
von der Vorderflanke des Stadiums 4 beginnt, so wird
der der Primärwicklung der Zündschaltung 21 zugeführte Strom
ausgeschaltet. Man geht nun davon aus, daß der Eingangswert,
der dem Ausschalt-Zähler 18 zugeführt wird, der Wert TIG
ist. Dieser stellt einen Wert dar, der durch eine Winkel-
Zeit-Umsetzung erhalten und anhand des Zündverstellwinkel-
Steuerwerts ϑIG und des Me-Wertes, der wie oben beschrieben
erhalten wird, aufgefunden wird. Der Stromfluß-Startzeitpunkt
TDUT stellt einen Wert dar, der in ähnlicher Weise
durch eine Winkel-Zeit-Umsetzung erhalten und durch den
Zündverstellwinkel-Steuerwert ϑIG, den Stromfluß-Steuerwert
DUTY und den Wert Me bestimmt wird. Somit können die Werte
TIG und TDUT jeweils auf irgendeine Position innerhalb eines
Stadiums gesetzt werden. Zu einem Zeitpunkt, bei dem ein
Stadium beginnt (Stadium 2 in Fig. 4), bei dem der Stromfluß
durch die Zündspule beginnen soll, beginnt der Einschalt-
Zähler 17 von einem Wert, der dem Wert TDUT entspricht,
rückwärts zu zählen. Wird dann der gezählte Wert im Zähler
17 zu 0, d. h. die festgelegte Stromfluß-Startzeit ist erreicht,
so wird die Flip-Flop-Schaltung 19 gesetzt, um den
Stromfluß in der Primärwicklung der Zündschaltung 21 zu
starten. Ist der Zündzeitpunkt TIG im Stadium 4 erreicht, so
wird die Flip-Flop-Schaltung 19 durch die Ausgangsgröße des
Ausschalt-Zählers 18 zurückgesetzt.
Durch diesen Rücksetzvorgang liefert die Flip-Flop-Schaltung
19 ein Signal zur Beendigung des Stromflusses in der Primärwicklung
der Zündschaltung 21. Zu dem Zeitpunkt, bei dem der
Stromfluß durch die Primärwicklung derart unterbunden wird,
erzeugt die Sekundärwicklung die zur Zündung erforderliche
Hochspannung, um die Zündkerze 22 an der regulierten Zündverstellwinkelposition
zu zünden.
Die erste CPU 1 führt ein FI (Kraftstoffeinspritz-)Bearbeitungsprogramm
zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge
durch. Die erste CPU 1 beginnt die Ausführung der FI-Bearbeitung
nach Empfang des vorerwähnten Triggersignals q, das
beim Stadium 3 von der zweiten CPU 2 ausgegeben wird, d. h.
wenn eine Kurbelwinkelposition von 90° BTDC vom Kurbelwinkelsensor
16 erfaßt wird, und zwar bei dem von der zweiten
CPU 2 ausgeführten Kurbelunterbrechungs-Bearbeitungsvorgang.
Der Zeitpunkt, zu dem das Triggersignal q ausgegeben wird,
wird entsprechend den Motorbetriebszuständen, wie z. B.
entsprechend der Motordrehzahl Ne und des Ansaugrohr-Absolutdruckes
PBA, geändert, so daß dadurch die Zündverstellung
gesteuert wird.
Entsprechend der FI-Bearbeitung liest die erste CPU 1 Daten,
wie z. B. den Ansaugrohr-Absolutdruck PBA vom PBA-Wandler 5,
das Drosselklappenöffnungssignal ϑTH und den erfaßten Wert
der O2-Konzentration in den Abgasen ein, wie auch Daten, die
auf den vom Me-Zähler 29 gezählten Wert Me hinweisen, ein
und berechnet die Kraftstoffeinspritzzeit TOUT entsprechend
der folgenden Gleichung (2):
TOUT = Ti × K1 + K2(2).
Nachdem Abschluß der Berechnung von TOUT steuert die erste
CPU 1 den Start der Zählschaltung 7, nämlich des Zählers für
den vorbestimmten Motorzylinder, in dem eine Kraftstoffeinspritzung
vorgenommen werden soll.
In der obigen Gleichung (2) für den Wert TOUT stellt Ti eine
grundlegende Kraftstoffeinspritzperiode dar, während der das
Kraftstoffeinspritzventil 8 Kraftstoff einspritzt. Der Wert
Ti wird aus dem ROM 3 auf der Grundlage von beispielsweise
des Ansaugrohr-Absolutdruckes PBA und der Motordrehzahl Ne
ausgelesen. K1 und K2 stellen Korrekturkoeffizienten bzw.
Korrekturvariablen dar, die in Abhängigkeit von Motorparametersignalen
seitens verschiedener Parametersensoren,
wie z. B. der vorerwähnten Sensoren, berechnet werden. K1 und
K2 werden auf der Basis von vorbestimmten arithmetischen
Ausdrücken derart berechnet, daß solche Kennwerte, wie z. B.
die Motorstartcharakteristik, die Emissionseigenschaften,
der Kraftstoffverbrauch und die Motorbeschleunigungscharakteristik
in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand
optimiert werden. Wie vorstehend beschrieben, setzt die erste
CPU 1 nach Abschluß der Berechnung der Kraftstoffeinspritzperiode
TOUT einen in der Zählschaltung 7 vorgesehenen
Zähler, der einem vorbestimmten Zylinder entspricht,
in den eine Kraftstoffmenge eingespritzt werden
soll, die der berechneten Kraftstoffeinspritzperiode entspricht,
und startet den gesetzten Zähler. Der Zähler zählt
vom gesetzten bzw. eingestellten Wert zurück und versorgt,
während dieser vom Anfangswert auf den Wert 0 zurückzählt,
das entsprechende Kraftstoffeinspritzventil 8 mit einem
Steuersignal, wodurch die dem Motor zuzuführende Kraftstoffmenge
gesteuert wird.
Wird das Start-Triggersignal von der Leitung 30, d. h. ein
Steuersignal zum Starten des Zählvorganges, in den Me-Zähler
29 eingegeben, so lädt die CPU 1 den gezählten Wert des Me-
Zählers 29 in das RAM 4, setzt den Zähler auf 0 zurück und
bewirkt, daß der Zähler den Zählvorgang fortsetzt. Der Me-
Zähler 29 zählt dann die Anzahl der eingegebenen Taktimpulse
ab dem Zeitpunkt der Erzeugung eines Impulses des Kurbelwinkelsignals
T 24 beim vorliegenden Stadium 3 bis zum Zeitpunkt
der Erzeugung eines Impulses des Signals T 24 beim
nächsten Stadium, d. h. während sich die Kurbelwelle um 180°
dreht. Wie vorstehend bemerkt wurde, spricht die CPU 1 auf
das Triggersignal q von der zweiten CPU 2 an, um den gezählten
Wert Me vom Me-Zähler 29 einzulesen, und berechnet die
Motordrehzahl Ne.
Die zweite CPU 2 weist eine Funktion zur Bestimmung des
Zeitpunktes des Startens und Stoppens des Me-Zählers 29 auf.
Ferner kann der Zeitpunkt der von der ersten CPU 1 ausgeführten
Berechnung der Kraftstoffeinspritzperiode auf
irgendeinen gewünschten Zeitpunkt festgelegt werden, indem
der Ausgabezeitpunkt des Triggersignals von der CPU 2 eingestellt
wird. Demzufolge kann der Zeitpunkt des Starts des
Zählvorganges des Me-Zählers 29 auf einen Zeitpunkt festgesetzt
werden, der für den somit festgelegten Berechnungszeitpunkt
der Kraftstoffeinspritzperiode geeignet ist.
Ferner kann gemäß der Erfindung der Abtastzeitpunkt des gezählten
Wertes des Me-Zählers 29 auf irgendeinen gewünschten
Zeitpunkt festgesetzt werden. Der Me-Zähler 29 kann z. B. die
Motordrehzahl Ne auf der Basis der Impulse des Kurbelwinkelsignals
T 24, das bei einer bestimmten Kurbelwinkelposition
erzeugt wird, und auf der Basis des gezählten
oder gemessenen Wertes des Me-Zählers 29 zählen oder messen,
wobei die Berechnung der Kraftstoffeinspritzperiode bei einer
vorbestimmten Kurbelwinkelposition gestartet werden kann.
Auf diese Weise kann der Berechnungszeitpunkt und der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt
frei und bestens festgelegt werden.
Nachfolgend wird die Art und Weise der Übertragung von
Daten, wie z. B. der Motorbetriebsparameter über die für die
Datenübertragung vorgesehenen Leitungen 27 und 28 beschrieben.
Die Datenübertragung wird in serieller, asynchroner
Weise vorgenommen, wenn die erste CPU 1 und die zweite
CPU 2 frei von Operationen sind, wie z. B. frei von einem
Kurbelunterbrechungsbearbeitungsvorgang und einer ϑIG-DUTY-
Berechnung, die von der zweiten CBU 2 ausgeführt werden, und
frei von einer FI-Berechnung, die von der ersten CPU 1 ausgeführt
wird (dieser Zustand wird als "Backround" bezeichnet).
Befindet sich die erste CPU 1 in einem Backround-
Zustand, bei dem die FI-Berechnung nicht vorgenommen wird,
so sendet die CPU 1 ein Übertragungsbefehlssignal SEND über
die Übertragungsleitung 28 zur zweiten CPU2, wie aus Fig. 5
ersichtlich. Befindet sich die zweite CPU 2 in einem Backround-
Zustand, bei dem Operationen, wie z. B. ein
Kurbelunterbrechungs-Bearbeitungsvorgang nicht ausgeführt
werden, d. h. wenn die zweite CPU 2 bereit zum Empfang der
Daten ist, so spricht die CPU 2 auf das Übertragungsbefehlssignal
SEND von der ersten CPU 1 an, indem ein Rückmeldesignal
ACK an die erste CPU 1 gesandt wird, das anzeigt,
daß die CPU 2 zum Empfang der Daten von der CPU 1
über die Übertragungsleitung 27 bereit ist. In Erwiderung
auf das Signal ACK aktiviert die erste CPU 1 das
Schieberegister 33 mit einem Taktimpuls, um ein Startbit
auszugeben. Anschließend gibt das Schieberegister 33 Bit um
Bit die Daten DATA aus, die für die Motorbetriebsparameter
bezeichnend sind und von der Signalspeicherschaltung 32
parallel in das Register geladen wurden, und zwar jedesmal,
wenn ein Taktimpuls an das Register angelegt wird, um
dadurch die Daten DATA über die Übertragungsleitung 28 zur
zweiten CPU 2 zu übertragen. Das Schieberegister 39 in der
zweiten CPU 2 wird in serieller Weise mit jedem Bit der
übertragenen Daten DATA geladen, und zwar jedesmal, wenn ein
Taktimpuls über die Leitung 40 dem Register 39 zugeführt
wird. Zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Stop-Bit, das den Daten
DATA nachfolgt, in das Register 39 eingegeben wird, wird die
Signalspeicherschaltung 38 aktiviert, worauf 8 Bit von den
Daten DATA des Schieberregisters 39 aufeinaml in der
Signalspeicherschaltung 38 verriegelt werden. Die Daten DATA,
die in der Signalspeicherschaltung 38 verriegelt sind,
werden mit Hilfe des zweiten CPU 2 während dessen Schreibvorgang
in das RAM 12 eingeschrieben. Die zweite CPU 2
sendet auch ein Anforderungsbefehlsignal an die erste CPU 1,
um die CPU 1 aufzufordern, Daten an die CPU 2 zu übertragen.
Auf gleiche Weise wie oben beschrieben werden die letzten
Werte der Motorbetriebsparameter in das mit der zweiten CPU
2 verbundene RAM 12 wie auch in das mit der ersten CPU 1
verbundene RAM 4 eingelesen. Sollen zwei Datenblöcke
kontinuierlich von der ersten CPU 1 zur zweiten CPU 2 übertragen
werden, so sendet die zweite CPU 2 nach Empfang des
ersten Datenblocks DATA 1 ein Rückmeldesignal ACK an die erste
CPU 1 und empfängt dann einen nachfolgenden Datenblock
DATA 2. Erreicht ein Unterbrechungsbefehl eine der CPUs
während des Datenübertragungsvorganges, so wird kein
Taktimpuls in das entsprechende Schieberregister 33 bzw. 39
eingegeben, wodurch die Datenübertragung angehalten und der
Unterbrechungsvorgang mit Priorität für die Datenübertragung
vorgenommen wird. Nachdem der Unterbrechungsvorgang abgeschlossen
ist, wird mit der Datenübertragung fortgefahren.
Die Kraftstoffzufuhrsteuerung, die auf das erfindungsgemäße
System anwendbar ist, kann entweder eine Steuerung für die
Kraftstoffeinspritzmenge oder eine Steuerung für die Zündverstellung
aufweisen. Ebenso kann die Zündsteuerung, die
auf das erfindungsgemäße System anwendbar ist, entweder eine
Steuerung für die Zündverstellung oder eine Steuerung für
die Stromflußperiode einschließen.
Wie oben beschrieben, steht entsprechend dem erfindungsgemäßen,
elektronischen Steuersystem die erste Abtasteinrichtung
zum Abtasten erster Motorbetriebsparameter mit der
ersten CPU 1 in Verbindung, bzw. die zweite Abtasteinrichtung
zum Abtasten zweiter Motorbetriebsparameter mit der
zweiten CPU 2. Zwischen die erste und die zweite CPU ist
eine Signalübertragungseinrichtung zum Übertragen der erfaßten
Werte der ersten und zweiten Motorbetriebsparameter von
einer CPU zur anderen oder umgekehrt vorgesehen, wodurch
die erste und die zweite CPU entsprechend die Kraftstoffzufuhr
zum Motor und die Zündung der dem Motor zugeführten
Mischung steuern, und zwar beide in Erwiderung auf die erfaßten
Werte der zugeführten ersten und zweiten
Motorbetriebsparameter. Demzufolge braucht jede CPU nur die
Berechnungsvorgänge ausführen, die für ihre entsprechende
Steuerung allein nötig sind, wodurch die elektronische Steuereinrichtung
eine größere Menge an Operationen bearbeiten
oder die gesamte Verarbeitungszeit verkürzen kann. Als Folge
dessen kann eine exakte und komplizierte Steuerung selbst in
einem Hochgeschwindigkeitsbereich des Motors vorgenommen
werden, in dem eine kurze Zeitperiode für die Berechnungen
zur Verfügung steht, und zwar ohne daß eine teure Hochleistungszentraleinheit
mit höheren Rechenleistungen verwendet
werden muß. Außerdem können die Eingangsschaltungen
zur eingabe der Motorbetriebsparameter, die die
Wellenformausbildungsschaltung 13 aufweisen, gemeinsam von
beiden CPUs benutzt werden, wodurch der Aufbau des Steuersystems
vereinfacht und der Wartungsvorgang erleichtert
werden kann.
Weiterhin liefert die erste Abtasteinrichtung an die erste
CPU 1 die erfaßten Werte der ersten Betriebsparameter, die
zumindest kennzeichnend für die für den Motor ausgeübte Belastung
sind, in Form von analogen Größen, und die zweite
Abtasteinrichtung liefert an die zweite CPU 2 mit
Taktsignalen Daten, die kennzeichnend für vorbestimmte
Kurbelwinkelpositionen des Motors sind. Eine
Signalleitungseinrichtung ist zwischen die erste und die
zweite CPU gekoppelt, um ein Triggersignal von der zweiten
CPU 2 zur ersten CPU 1 senden zu können. Die zweite CPU bestimmt,
ob man mit der Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge
beginnen soll, und zwar jedesmal, wenn die zweite CPU 2
mit dem Taktsignal versorgt wird, und sendet das
Triggersignal über die Signalleitungseinrichtung zur ersten
CPU 1, wodurch diese mit der Berechnung beginnt, falls festgestellt
wird, daß die Berechnung beginnen soll. Infolge des
vorstehenden Aufbaues können die Datenleitungen zwischen den
beiden CPUs auf eine minimale Anzahl reduziert werden, wodurch
ein gesteigerter Umfang einer Programmverarbeitung ermöglicht wird.
Ferner steht gemäß der Erfindung die erste Zähleinrichtung
29 mit der ersten CPU 1 in Verbindung, um einen ersten
Parameter, der für die Motordrehzahl bezeichnend ist, zu erfassen
und an die erste CPU 1 zu liefern. Ferner steht die
zweite Zähleinrichtung 24 mit der zweiten CPU 2 in Verbindung,
um einen zweiten Parameter, der für die Motordrehzahl
bezeichnend ist, zu erfassen und diesen an die zweite
CPU 2 zu liefern. Die Funktionen der ersten und der zweiten
Zähleinrichtung werden von der ersten oder der zweiten CPU
gesteuert. Mit Hilfe dieses Aufbaues können die durch die
Motordrehung bestimmten Parameter zu einem optimalen Zeitpunkt
bestimmt werden, um dadurch die Genauigkeit der
Funktionssteuerung des Motors zu erhöhen.
Ferner weist die zweite CPU 2 gemäß der Erfindung eine Einrichtung
auf, die auf ein Taktsignal T 24 anspricht, das
bei einer bestimmten Position der vorbestimmten Kurbelwinkelpositionen
erzeugt wird, um ein Triggersignal zu einer
mit der ersten CPU 1 verbundenen Motordrehzahlerfassungseinrichtung
zu senden und den Beginn der Erfassung der
Motordrehzahl hervorzurufen, wodurch die Ausführung von
Berechnungen zur Steuerung einer Vielzahl von Operationen
ermöglicht wird, z. B. der Kraftstoffeinspritzmenge und
der Zündverstellung in paralleler Weise, oder gleichzeitig
mit Hilfe der beiden CPUs. Auf diese Weise kann jede der
beiden CPUs eine große Anzahl an Berechnungen zur Steuerung
jedes der vielzähligen Vorgänge ausführen.
Nachfolgend wird beschrieben, wie man eine Abnormität in
dem erfindungsgemäßen, elektronischen Steuersystem erfaßt,
wobei mit einer Erläuterung der Beziehung zwischen der
CPU 1 und der CPU 2 und der Signalerzeugungsschaltung 35
begonnen wird. Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Ersatzschaltung,
die die CPU 1, die CPU 2 und die hardwaremäßig
dargestellte Signalerzeugungsschaltung 35 aufweist, wobei,
wenn weeder die CPU 1 noch die CPU 2 eine Abnormität in der
Zählschaltung 7 oder der Flip-Flop-Schaltung 19, die mit
der Ausgangsseite der CPU 1 bzw. CPU 2 verbunden sind,
erfaßt, die Kontrolltore CP 1 und CP 2 auf eine Eingangsmodusposition
gestellt sind und somit die Transistoren Tr2,
die mit den Kontrolltoren CP 1 bzw. CP 2 verbunden sind,
beide getrennt sind, wodurch die Kontrolltore CP 1 und
CP 2 ein Potential mit hohem (H) Pegel annehmen.
Erfaßt die CPU 1 in der Zählschaltung 7 eine Abnormität,
wie dies später beschrieben wird, so wird das Kontrolltor
CP 1 auf eine Ausgangsmodusposition geschaltet, woduch
der Transistor Tr1 leitend wird. Demzufolge werden die
Potentiale der beiden Kontrolltore CP 1 und CP 2 von einem
niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel geändert. Erfaßt
andererseits die CPU 2 keine Abnormität in der Flip-Flop-
Schaltung 19, so wird das Kontrolltor CP 2 in der Eingangsmodusposition
gehalten. Mit anderen Worten, falls weder die
CPU 1 noch die CPU 2 eine Abnormität erfaßt (d. h. wenn beide
Schaltungen 7 und 19 im Normalzustand sind), so erfassen die
CPU 1 und die CPU 2 die Potentiale an den Kontrolltoren CP 1
und CP 2 im Eingangsmodus, um einen hohen Pegel anzunehmen,
und andererseits, wenn eine der CPUs eine Abnormität erfaßt,
so schaltet ihr Kontrolltor auf den Ausgangsmodus und gibt
ein niederpegeliges Signal ab, während das Kontrolltor der
anderen (normalen) CPU im Eingangsmodus verbleibt. Bei
dieser Gelegenheit wechselt das Potential des Kontrolltors
der im Eingangsmodus befindlichen normalen CPU von einem
niedrigen Pegel auf einen hohen Pegel, während das Kontrolltor
im Eingangsmodus bleibt. Daraufhin stellt die normale
CPU fest, daß eine Abnormität in der anderen CPU aufgetreten
ist und gibt ein Rücksetzsignal an die andere bzw. abnormale
CPU ab, um dadurch die Operation der abnormalen
CPU zurückzusetzen. Gleichzeitig führt die normale CPU für
die abnormale CPU eine Hilfsoperation durch, die die abnormale
CPU ausführen sollte, falls diese normal arbeiten
würde.
Die CPU 1 erfaßt eine Abnormität in der Zählschaltung 7
in der folgenden Weise. führt die CPU 1 der Zählschaltung 7
Daten der Kraftstoffeinspritzperiode TOUT zu, so nimmt die
Ausgangsgröße der CPU 1 einen niedrigen Pegel an. Die
Ausgangsgröße der Zählschaltung 7 wechselt zu dem Zeitpunkt,
zu dem die CPU 1 den TOUT-Wert setzt, auf einen niedrigen
Pgel und wird während des Betriebs des Zählers auf
dem niedrigen Pegel gehalten. Nimmt somit die Ausgangsgröße
der Zählschaltung 7 einen niedrigen Pegel an, so geht der
Signalpegel der Leitung 47 dementsprechend auf einen niedrigen
Wert und wird zur CPU 1 zurückgeührt, d. h. zur CPU 1
rückgekoppelt. Die CPU 1 vergleicht ihren eigenen Ausgangspegel
mit dem rückgekoppelten Signalpegel der Leitung 47,
um aufgrund des Vergleichsergebnisses zu bestimmen, ob die
Zählschaltung 7 normal arbeitet oder nicht.
Nimmt der Ausgangspegel der Zählschaltung 7 infolge einer
in der Zählschaltung 7 vorliegenden Abnormität einen hohen
Pegel selbst dann an, wenn eine niederpegelige Ausgangsgröße
der Zählschaltung 7 zugeführt wird, so stellt die CPU 1
anhand des über die Leitung 47 rückgekoppelten hochpegeligen
Signals fest, daß in der Zählschaltung 7 eine Abnormität vorliegt.
Bleibt ferner das von der Zählschaltung 7 zur CPU 1
rückgekoppelte niederpegelige Signal selbst nach dem Ablauf
einer vorbestimmten Zeitperiode auf dem niedrigen Pegel, so
stellt die CPU 1 fest, daß in der Zählschaltung 7 eine Abnormität
vorliegt.
In gleicher Weise erfaßt die CPU 2 eine in der Flip-Flop-
Schaltung 19 vorliegende Abnormität, und zwar auf der Basis
des Pegels des von der Flip-Flop-Schaltung 19 zur CPU 2 über
die Leitung 49 rückgekoppelten Signals.
Mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 wird nun die störungssichere
Steuerung beschrieben, die nach dem Auftreten
einer Abnormität ausgeführt wird.
Man geht zuerst davon aus, daß die Kontrolltore CP 1 und
CP 2 der CPU 1 bzw. CPU 2 sich beide im Eingangsmodus befinden
und hochpegelige Potentiale annehmen. Wurde der
Kraftstoffeinspritzperioden-TOUT-Datenwert in die Zählschaltung
7 eingegeben, so wird beim Schritt 50 bestimmt, ob die
Ausgangsgröße der Zählschaltung 7 auf einen niedrigen Pegel
wechselt oder nicht, d. h. das niederpegelige Signal wird
von der Schaltung 7 zur CPU 1 rückgekoppelt. Lautet die
Antwort "Ja", so wird dann beim Schritt 51 festgestellt,
ob das Kontrolltor CP 1 der CPU 1 ein niederpegeliges
Potential annimmt oder nicht. Lautet die Antwort beim Schritt
50 "Nein", d. h. befindet sich das von der Zählschaltung 7
ausgegebene Signal selbst dann nicht auf einem niedrigen Pegel,
wenn der TOUT-Wert in den Zähler 7 eingegeben ist, so
wird die Zählschaltung 7 als abnormal angesehen, wodurch
das Kontrolltor CP 1 vom Eingangsmodus auf den Ausgangsmodus
geschaltet wird, so daß der Potentialpegel des Kontrolltores
CP 1 auf einen niedrigen Pegel gesetzt (Schritt 52) und dann
das Programm beendet wird.
Fällt die Antwort auf die Frage beim Schritt 51 negativ aus,
d. h. sieht das Kontrolltor CP 1 der CPU 1 einen hohen
Potentialpegel vor und bleibt das Kontrolltor CP 1 im Eingangsmodus,
so stellt die CPU 1 fest, daß das Steuersystem
der CPU 2 einschließlich der Zündschaltung 21 sich im normalen
Zustand befindet, worauf das Programm beendet wird.
Fällt die Antwort auf die Frage beim Schritt 51 positiv aus,
d. h. bringt die CPU 2, die eine Abnormität in der Zündschaltung
21 erfaßt, wie später beschrieben wird, das Kontrolltor
CP 2 in den Ausgangsmodus, woduch demzufolge sein Potentialpegel
einen niedrigen Wert annimmt, so wird der Potentialpegel
des Kontrolltores CP 1 der CPU 1, das sich im Eingangsmodus
befindet, dementsprechend von einem hohen Pegel auf
einen niedrigen Pegel gesetzt, wodurch die CPU 1 feststellt,
daß eine Abnormität auf der Seite der CPU 2 vorliegt. Daraufhin
liefert die CPU 1 über die Leitung 44 ein Rücksetzsignal
an die CPU 2, um dadurch den Betrieb der CPU 2 zu sperren
(Schritt 53), und das Programm schreitet zum Schritt 54 fort.
Beim Schritt 54 schaltet die CPU 1 die Zündverstellsteuerung
auf einen Sicherstellungs- bzw. Ersatzmodus. D. h. die CPU 1
liefert über die Leitung 50 der Zündschaltung 21 ein Steuersignal,
das auf dem im Sicherstellungs-RAM 4 gespeicherten,
gelernten Steuerdatenwert beruht, um dadurch die Zündschaltung
21 anzusteuern. Auf diese Weise kann die CPU 1 zur Aufrechterhaltung
des Motorbetriebs die Zündverstellsteuerung
selbst dann übernehmen, wenn der Betrieb der Flip-Flop-Schaltung
19 gestört ist und demzufolge deren Betrieb gesperrt
wird.
Andererseits stellt die CPU 2 fest, ob ein über die Leitung
49 von der Flip-Flop-Schaltung 19 rückgekoppeltes Signal
einen hohen Pegel aufweist oder nicht (Schritt 55). Lautet
die Antwort "Ja", so wird dann bestimmt, ob sich das Kontrolltor
CP 2 der CPU 2 auf einem niedrigen Pegel befindet oder
nicht (Schritt 56). Lautet die Antwort auf die rage beim
Schritt 55 "Nein", d. h. wurde ein hochpegeliges Signal von
der Flip-Flop-Schaltung 19 selbst dann nicht ausgegeben,
wenn ein Datenwert der Stromflußzeit TIG in den Ausschalt-
Zähler 18 gesetzt wurde, so wird die Flip-Flop-Schaltung 19
als abnormal betrachtet, worauf das Kontrolltor CP 2 vom
Eingangsmodus auf den Ausgangsmodus geschaltet wird, um das
Potential des Kontrolltores von einem hohen Pegel auf einen
niedrigen Pegel zu setzen (Schritt 57), worauf das Programm
beendet wird.
Lautet die Antwort auf die Frage beim Schritt 56 "Nein",
d. h. sieht das Kontrolltor CP 2 der CPU 2 einen hohen Signalpegel
vor und bleibt das Kontrolltor CP 2 im Ausgangsmodus,
so stellt die CPU 2 fest, daß die Zählschaltung 7
sich in einem normalen Zustand befindet, worauf das Programm
beendet wird. Lautet die Antwort auf die Frage beim Schritt
56 "Ja", d. h. erfaßt die CPU 1 eine Abnormität in der Zählschaltung
7, so schaltet die CPU 1 das Kontrolltor CP 1 in
den Ausgangsmodus, wodurch ein Potentialpegel den Wert Null
annimmt. Anschließend wird dementsprechend der Potentialpegel
des Kontrolltores CP 2 der CPU 2, das sich im Eingangsmodus
befindet, von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel
gesetzt, wodurch die CPU 2 feststellt, daß eine Abnormität
auf der Seite der CPU 1 vorliegt. Danach liefert die CPU 2
über die Leitung 45 ein Rücksetzsignal an die CPU 1, um
dadurch den Betrieb der CPU 1 zu sperren (Schritt 58), und
das Programm schreitet zum Schritt 59 fort.
Beim Schritt 59 schaltet die CPU 2 die Kraftstoffeinspritzsteuerung
auf den Reservemodus. D. h. die CPU 2 hält den
Signalpegel auf der Leitung 48, die die CPU 2 mit der verdrahteten
ODER-Schaltung 20 verbindet, während der Kraftstoffeinspritzperiode
auf einen niedrigen Wert, die auf der
Basis der erlernten Steuerdaten, die später beschrieben
werden, beim jedem CYL-Signal T 01 festgelegt wird. Als Folge
dessen werden alle Kraftstoffeinspritzventile 8 a-8 d gleichzeitig
geöffnet, worauf gleichzeitig eine Einspritzung stattfindet.
Demzufolge übernimmt die CPU 2 zur Aufrechterhaltung
des Betriebs des Motors die Kraftstoffeinspritzsteuerung
(gleichzeitige Einspritzung), falls der Betrieb der Zählschaltung
7 gestört ist und demzufolge deren Betrieb gesperrt
wird.
Mit Bezug auf die Fig. 11 und 12 werden die Arten der
Übertragung des ausfall- bzw. störungssicheren (F/S) Datenwerts,
der auf eine Abnormität in den Eingangs/Ausgangseinrichtungen
der ersten und zweiten CPU hinweist, und des
erlernten Steuerdatenwerts zwischen der ersten CPU 1 und
der zweiten CPU 2 erläutert.
Fig. 11 zeigt die Arten der Übertragung der Daten von der
zweiten CPU 2 zur ersten CPU 1, wobei die Fig. 11(a) und
Fig. 11(b) Ablaufdiagramme von Programmen darstellen, die
von der zweiten CPU 2 bzw. der ersten CPU 1 ausgeführt werden
sollen.
Zuerst wird bestimmt, ob die zweite CPU 2 ausfallsichere
Daten, die ihre Eingangs/Ausgangseinrichtungen betreffen,
erfaßt hat oder nicht (Schritt 71 a). Die ausfallsicheren Daten
stellen Daten dar, die das Auftreten einer Abnormität in
irgendeiner der Eingangs/Ausgangseinrichtungen der CPU (z. B.
in der Zündschaltung 21) anzeigen, falls eine Abnormität
tatsächlich dort auftritt, und die gleichfalls den Ort (in
dem obigen Beispiel die Zündschaltung 21) der Abnormität
markieren. Lautet die Antwort auf die Frage beim Schritt 71 a
"Ja", d. h. erfaßt die CPU 2 die ausfallsicheren Daten, so
überträgt die CPU 2 die ausfallsicheren Daten über die Übertragungsleitung
27 zur CPU 1 (Schritt 72 a). Daraufhin wird
der ausfallsichere Datenwert beim Schritt 71 b und 72 b des
von der CPU 1 ausgeführten Programms in das Sicherstellungs-
RAM 4 eingespeichert, wie später beschrieben wird.
Lautet jedoch die Antwort auf die Frage beim Schritt 71 a
"Nein", so schreitet das Programm zum Schritt 73 a fort, bei
dem bestimmt wird, ob der erlernte Steuerdatenwert erneuert
wurde oder nicht. Der erlernte Steuerdatenwert stellt einen
Wert dar, der z. B. auf der Basis des Verstellwinkel-Steuerwerts
ϑIG bestimmt wird, der von der CPU 2 während des Normalbetriebs
der Eingangs/Ausgangseinrichtungen der CPU 2
berechnet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt der
erlernte Steuerdatenwert einen Mittelwert aus den Werten
von OIGIDL dar, wobei OIGIDL ein Verstellwinkel-Steuerwert
ist, bei dem der Motor in einem vorbestimmten Leerlaufbereich
arbeitet. Während der Motor in dem vorbestimmten Leerlaufbereich
arbeitet, wird der erlernte Steuerdatenwert bei
jeder Erzeugung des TDC-Signals T 04 erneuert. Lautet die
Antwort auf die Frage beim Schritt 73 a "Ja", d. h. wurde der
erlernte Steuerdatenwert erneuert, so wird dann der erneuerte,
erlernte Steuerdatenwert über die Leitung 27 zur
ersten CPU 1 übertragen (Schritt 74 a). Der erlernte Steuerdatenwert
wird in das Sicherstellungs-RAM 4 bei den Schritten
73 a und 74 b des von der CPU 1 ausgeführten Programms eingespeichert,
wie dies später beschrieben wird. Lautet die Antwort
auf die Frage beim Schritt 73 a "Nein", so überspringt
das Programm den Schritt 74 a und kehrt zum Schritt 71 a zurück.
Unterdessen wird in der CPU 1 bestimmt, ob die CPU 1 die
von der CPU 2 beim Schritt 72 übertragenen, ausfallsicheren
Daten und/oder die die Eingangs/Ausgangseinrichtungen der
CPU 1 betreffenden ausfallsicheren Daten (Schritt 71 b)
empfangen und erfaßt hat oder nicht, und lautet die Antwort
"Ja", so wird der erfaßte ausfallsichere Datenwert in das
Sicherstellungs-RAM 4 gespeichert (Schritt 72 b).
Lautet andererseits die Antwort auf die Frage beim Schritt
71 b "Nein", so schreitet das Programm zum Schritt 73 b fort,
bei dem bestimmt wird, ob die CPU 1 die erlernten Steuerdaten,
die von der CPU 2 beim Schritt 74 a geliefet werden,
und/oder die erlernten Steuerdaten, die bei der von der CPU 1
ausgeführten Berechnung verwendet werden sollen, empfangen
und erfaßt hat oder nicht. In der CPU 1 wird übrigens ein
Mittelwert der Werte von TOUTIDL als gelernter Steuerdatenwert
verwendet, wobei TOUTIDL einen Wert der Einspritzperiode
wiedergibt, bei der der Motor in einem vorbestimmten Leerlaufbereich
arbeitet. Lautet die Antwort auf die Frage beim
Schritt 73 b "Ja", d. h. wurde der erlernte Steuerdatenwert
empfangen und erneuert, so wird dann der erlernte Steuerdatenwert
in dem Sicherstellungs-RAM 4 gespeichert (Schritt
74 b), und das Programm kehrt zum Schritt 71 b zurück. Lautet
die Antwort auf die Frage beim Schritt 73 b jedoch "Nein", so
kehrt das Programm direkt zum Schritt 71 b zurück.
Fig. 12 zeigt die Arten der Übertragung der im Sicherstellungs-
RAM 4 gespeicherten, ausfallsicheren Daten und erlernten
Steuerdaten von der ersten CPU 1 zur zweiten CPU 2, wobei
Fig. 12(c) und Fig. 12(d) Auflaufdiagramme der von der CPU 1
bzw. CPU 2 ausgeführten Programme darstellen. Diese Programme
werden ausgeführt, wenn der Motor kurz nach dem Anhalten wieder
gestartet wird.
Zuerst wird bestimmt, ob das Sicherstellungs-RAM 4 sich im
normalen Zustand befindet oder nicht (Schritt 81 c). Diese Bestimmung
wird im Hinblick darauf ausgeführt, ob die Reservestromquelle
für das Sicherstellungs-RAM 4 eine normale Spannung
liefert oder nicht, die durch Lesen des Zustandes eines
Sensors, wie z. B. eines Flip-Flops (nicht dargestellt), erfaßt
werden kann. Dieser Sensor ist vorgesehen, um einen Abfall
der Versorgungsspannung für das Sicherstellungs-RAM 4
zu erfassen und zu speichern. Lautet die Antwort auf die Frage
beim Schritt 81 c "Ja", d. h. arbeitet das Sicherstellungs-RAM
4 normal, so schreitet das Programm zum Schritt 82 c fort, bei
dem bestimmt wird, ob der vorerwähnte ausfallsichere Datenwert
in dem Sicherstellungs-RAM 4 gespeichert ist oder nicht.
Lautet die Antwort auf die Frage beim Schritt 82 c "Ja", so
wird dann der gespeicherte, ausfallsichere Datenwert über
die Übertragungsleitung 27 zur CPU 2 übertragen (Schritt 83 c),
und das Programm schreitet zum Schritt 84 c fort. Ist andererseits
die Antwort auf die Frage beim Schritt 82 c negativ, so
springt das Programm zum Schritt 84 c.
Danach wird beim Schritt 84 c bestimmt, ob der vorerwähnte
erlernte Steuerdatenwert im Sicherstellungs-RAM 4 gespeichert
ist oder nicht. Wird dies bejaht, so wird der gespeicherte.
erlernte Steuerdatenwert über die Übertragungsleitung 27 zur
CPU 2 übertragen (Schritt 85 c), und das Programm ist beendet.
Lautet die Antwort auf die Frage beim Schritt 84 c jedoch
"Nein", so wird das Programm ebenso abgeschlossen.
Lautet die Antwort auf die Frage beim Schritt 81 c "Nein",
d. h. arbeitet das Sicherstellungs-RAM 4 nicht normal, so
wird das Programm beendet.
Als nächstes wird in der zweiten CPU 2 zuerst bestimmt, ob
die CPU 2 zum Empfang der Daten von der CPU 1 bereit ist oder
nicht (Schritt 81 d). Mit anderen Worten, es wird bestimmt, ob
die Verarbeitung der Initialisierungsroutine durch die CPU 2
nach dem Einschalten des Stromes zum Wiederstarten des Motors
abgeschlossen wurde oder nicht. Lautet die Antwort auf die
Frage beim Schritt 81 d "Ja", so schreitet das Programm zum
Schritt 82 d fort, und lautet die Antwort "Nein", so wird
das Programm einstweilen aufgeschoben, bis die CPU 2 initialisiert
ist.
Beim Schritt 82 d wird bestimmt, ob der ausfallsichere Datenwert,
der von der ersten CPU 1 beim Schritt 83 c ausgegeben
wird, empfangen wurde oder nicht. Im bejahenden Fall wird
der empfangene, ausfallsichere Datenwert in den flüchtigen
Speicher 12 der CPU 2 eingespeichert. D. h. der ausfallsichere
Datenwert, der beim vorausgegangenen Motorbetrieb
gespeichert wurde, beim Stoppen des Motors jedoch verlorengegangen
ist, wird wieder in das RAM 12 gespeichert (Schritt
82 d), und das Programm schreitet direkt zum Schritt 84 d fort.
Lautet andererseits die Antwort auf die Frage beim Schritt
82 d "Nein", so springt das Programm zum Schritt 84 d.
Als nächstes wird beim Schritt 84 d bestimmt, ob der erlernte
Steuerdatenwert, der von der ersten CPU 1 beim Schritt 85 c
ausgegeben wird, empfangen wurde oder nicht. Im bejahenden
Fall wird der empfangene erlernte Steuerdatenwert in das
RAM 12 gespeichert, d. h. darin wieder eingespeichert
(Schritt 85 d), und das Programm wird abgeschlossen. Lautet
andererseits die Antwort auf die Frage beim Schritt 84 d
"Nein", so überspringt das Programm den Schritt 85 d und
wird beendet.
Obwohl bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die CPUs
nicht nur eine Abnormität in den Ausgangseinrichtungen erfassen,
die mit den Ausgangsseiten der CPUs verbunden sind,
wie z. B. in der Zählschaltung und der Flip-Flop-Schaltung,
sondern auch Ersatzoperationen für die abnormale CPU nach
Erfassen der Abnormalität in den Ausgangseinrichtungen ausführen,
so ist verständlich, daß die Erfindung nicht auf
das Ausführungsbeispiel begrenzt ist, sondern daß das erfindungsgemäße
System so ausgestaltet werden kann, daß die
CPUs eine Abnormität in den Eingangseinrichtungen erfassen
können, die mit den Eingangsseiten der CPUs verbunden sind,
wie z. B. in dem Analog-Digital-Wandler für den PBA-Wandler
7, und ebenso Ersatzoperationen für die abnormale CPU nach
Erfassen der Abnormität in den Eingangsschaltungen ausführen
können.
Es ist gleichfalls möglich, eine binäre Leuchtdiode zur Anzeige
der Stelle der Abnormität in den Eingangs/Ausgangseinrichtungen
der CPUs zu verwenden, und zwar auf der Grundlage
der vorerwähnten ausfallsicheren Daten.
Wie vorstehend beschrieben, steht entsprechend dem erfindungsgemäßen
elektronischen Steuersystem ein nicht-flüchtiges
Lese/Schreib-Sicherstellungs-RAM 4 mit der ersten
CPU 1 zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge oder mit
der zweiten CPU 2 zur Steuerung der Zündverstellung in Verbindung
und speichert erste und zweite Steuerdaten, die von
der ersten bzw. zweiten CPU zur Ausführung der obigen
Steuerung verwendet werden. Demzufolge können Abnormitätsdaten,
erlernte Steuerdaten usw. in einem einzigen Speicher
für die von den beiden CPUs auszuführenden Steuerungen gespeichert
werden. Dadurch kann der Aufbau des ausfallsicheren
Steuersystems und demzufolge der Aufbau des elektronischen
Steuersystems vereinfacht und die Wartung erleichtert werden.
Da ferner bei dem obigen Ausführungsbeispiel das Sicherstellungs-
RAM 4 mit der ersten CPU 1 verbunden ist, die mit
analogen Daten versorgt wird, die zur Berechnung der Kraftstoffeinspritzmenge
erforderlich sind (z. B. Ansaugrohr-
Absolutdruck und Motorkühlmitteltemperatur), kann das Sicherstellungs-
RAM zum Speichern von Datenersatzwerten verwendet
werden, die im Falle des Auftretens einer Abnormität benötigt
werden, d. h. von analogen Daten.
Claims (4)
1. Verfahren zur Übertragung von wenigstens einem Signal
zwischen einer ersten Zentraleinheit, die bei einem
elektronischen Steuersystem zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr
zu einem Verbrennungsmotor vorgesehen ist,
und einer zweiten Zentraleinheit, die bei dem elektrischen
Steuersystem zur Steuerung der Zündung einer dem Motor
zugeführten Mischung vorgesehen ist, wobei ein Wert von
wenigstens einem Betriebsparameter des Motors erfaßt
wird und der erfaßte Wert des wenigstens einen Betriebsparameters
sowohl zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr
zum Motor als auch zur Steuerung der Zündung der dem
Motor zugeführten Mischung verwendet wird,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
man verbindet die erste und zweite Zentraleinheit mit
wenigstens einer Signalübertragungsleitung, man bewirkt,
daß eine der beiden Zentraleinheiten ein Digitalsignal
erzeugt, das den erfaßten Wert des wenigstens einen Betriebsparameters
wiedergibt und man bewirkt, daß die
eine der beiden Zentraleinheiten das Digitalsignal über
die wenigstens eine Signalübertragungsleitung in einer
seriellen Start-Stopp-Weise zur anderen Zentraleinheit
überträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der einen der beiden Zentraleinheiten
Daten, die aus einer vorbestimmten Anzahl von
Bits bestehen, als Digitalsignal erzeugt weden, daß
die Daten durch einen Parallel-Serienumsetzer in eine
Impulsfolge transformiert werden, wobei jeder Impuls
jeweils einem der Bits entspricht, daß die Impulse
nacheinander über die Signalübertragungsleitung zur
anderen Zentraleinheit übertragen werden und daß die zur
anderen Zentraleinheit übertragene Impulsfolge durch einen
Serien-Parallelumsetzer zu Daten zurücktransformiert wird,
die aus einer vorbestimmten Anzahl von Bits bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Parallel-Serienumsetzer
synchron mit einem ersten Taktsignal betrieben wird und
daß der Serien-Parallelumsetzer synchron mit einem zweiten
Taktsignal betrieben wird, das asynchron zum ersten
Taktsignal ist, jedoch die gleiche Impulsfolgefrequenz
wie das erste Taktsignal aufweist.
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