JP3630700B2 - 内燃機関の運転パラメータに関係するプロセスを制御する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内燃機関の運転パラメータに関係するプロセスを制御する装置、更に詳細には、少なくとも１つのマイクロコントローラを有し、このマイクロコントローラに特にＺ＞＞２×シリンダ数の歯数を有する歯付きディスクからのセンサ信号あるいは前処理（周波数逓倍）されたセンサ信号が供給される、内燃機関の運転パラメータに関係し、かつ繰り返されるプロセスを制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＥ−ＰＳ２７３２７８１から回転数パルスをカウントするカウンタ（図２、６１）とコンパレータを有し、その出力によって割り込みを行うことができる特殊なＩ／Ｏスイッチング回路を有する内燃機関が知られている。
【０００３】
この公知のシステムは内燃機関の必ずしもすべての運転領域において最適な結果を提供できないことが明らかにされている。このことは特に、１回転の間に多数のセグメントないしはインクリメントを考慮しなければならない場合に当てはまり、また回転数が大きい場合にも該当する。その場合には次のような背景で時間に余裕のない信号処理をする場合に、問題が発生する可能性がある。
【０００４】
すなわち、幾つかの内燃機関の制御システムにおいてエンジンの回転角度に関する中央基準信号は、例えば６０−２の歯を有するクランク軸歯付きディスクから導き出される。欠歯部（−２）から歯数を介して現回転角度が定められる。歯付きディスクの歯により制御装置のコントローラにおいて高優先度の割り込みがかけられる。それに基づいて種々の信号が計算され、かつ／または正確な角度で出力される。回転数が大きいほどシステムの割り込み負担も大きくなるので、計算時間の問題により精度の損失が発生する。
【０００５】
この割り込み負担は、歯信号ないしその割り込みが発生するとデクリメントされるソフトウエアカウンタによって生じる。しかし例えば燃焼行程当たり３０の歯を有する通常のシステムにおいては、実際には平均して５つの結果しか出力されない。すなわち、２５の割り込みについてはイベント（事象）を発生させることなく処理されることになり、ただソフトウエアをデクリメントするためにだけ使用される。このことは回転数が大きくなるほど、ソフトウエア負担が大きくなることを示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上述の欠点をほぼ除去した、内燃機関の運転パラメータに関係し、かつ繰り返されるプロセスを制御するシステムないし装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明によれば、
少なくとも１つのマイクロコントローラを有し、このマイクロコントローラに、シリンダ数の２倍より多数のＺ個の歯数を有する歯付きディスクからのセンサ信号あるいは前処理（周波数逓倍）されたセンサ信号が供給される、内燃機関の運転パラメータに関係し、かつ繰り返されるプロセスを制御する装置において、
前記センサ信号が同時にマイクロプロセッサ内の複数のイベントカウンタ（ダウンカウンタ１０）に供給され、
イベントカウンタが内部マイクロプロセッサを介して制御されて直接読み書き可能であり、
前記イベントカウンタ（１０）にそれぞれ別体のコンパレータ（１１）および割り込み論理回路が設けられ、
前記イベントカウンタの状態がゼロに達した場合に、コンパレータ（１１）を介してマイクロプロセッサ内部割り込みが起動され、
前記割り込みを起動させるコンパレータ（１１）の出力が割り込みフラグバイトレジスタ（２１）に統合されていて、コンパレータイベント時マイクロプロセッサ内部割り込みが起動され、かつ割り込みフラグバイトを評価することによって割り込み源が特定可能である構成により解決される。
【０００８】
【作用】
本発明装置によれば、コントローラの上述の割り込み負担を著しく減少させ、それによって計算時間の問題によるシステム全体の精度の損失を減少させることができる。
【０００９】
従って本発明によるコントローラは、歯を細かく分割したセンサ装置あるいは端部が頻繁に交代する（周波数逓倍）ハードウエア的に実現される微細化された歯インクリメントを有する今日のセンサ装置からの信号処理にも使用することが可能になる。
【００１０】
本発明の他の利点は、従属請求項並びに以下の実施例の説明に記載されている。
【００１１】
即ち、出力すべき回転角度に関係したイベントの数と少なくとも同数のイベントカウンタが設けられる。イベントカウンタの状態がゼロに達した場合に、コンパレータを介してマイクロプロセッサ内部割り込みが起動される。
【００１２】
この場合、割り込みを起動させるコンパレータの出力が割り込みフラグバイトレジスタに統合されており、コンパレータイベント時マイクロプロセッサ内部割り込みが起動され、かつ割り込みフラグバイトを評価することによって割り込み源が特定可能である。
【００１３】
スイッチング手段によってコンパレータの割り込みフラグバイトレジスタへの出力が個々に遮断あるいは可能になる。
【００１４】
マイクロプロセッサ内部の割り込み論理回路へ導かれる割り込みフラグバイトレジスタの出力はスイッチング手段（イネーブルビット）を介して接続可能である。
【００１５】
また、歯信号の端部選択に関して切り替え論理回路（切り替え手段）が設けられる。更に、イベントカウンタの初期値に対して計算された値が別体のバッファメモリに格納される。更に、唯一の命令（ソフトウエアトリガー）によってイベントカウンタ用のバッファメモリのバッファメモリ値をアクティブにすることのできる手段が設けられる。
【００１６】
【実施例】
本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。
【００１７】
図１に示すクランク軸歯付きディスクの信号は、ディスクの構成に従ってクランク軸の１回転に付き６０−２のパルスを有する。この構成によって、２つの歯が欠けていることによりシリンダ識別が行われ、かつ６０−２の歯によって角度領域において良好な分解能が得られる。
【００１８】
図２に示す実施例は、本発明に関して重要な内燃機関の要素に関するものである。さらに補足としてＤＥ−ＰＳ２７３２７８１の開示を参照することができる。
【００１９】
図２に示す実施例には重要な素子としてダウンカウンタ（イベントカウンタ）１０が設けられており、このカウンタ１０に関連してコンパレータ１１とバッファメモリ１２が設けられている。ダウンカウンタ１０の計数入力１３の前段には歯の端部を検出する手段１４が接続されている。この手段１４はその入力の信号が状態変化（立ち上がり端部と立ち下がり端部）したときあるいは所定の種類の端部（立ち下がり端部のみ、あるいは立ち上がり端部のみ）を有する場合に出力信号を発生することができる。
【００２０】
これが、手段１４に示されているスイッチ１５によって図示されている。このスイッチ１５の入力は信号前処理ユニット１６に接続されており、このユニットにクランク軸センサから図１に示す信号が供給される。
【００２１】
ダウンカウンタ１０に関連してカウンタを始動させあるいは停止させることもできるカウンタイネーブル手段１８が設けられている。
【００２２】
符号１９で示すものはレジスタであって、その対応するビット位置に「１」を書き込むことによってそれぞれバッファメモリ１２に格納されている値がダウンカウンタにロードされる。
【００２３】
コンパレータ１１はその出力側が割り込み論理回路と接続されている。好ましくは各コンパレータ出力に固有の割り込みベクトルが割り当てられる。
【００２４】
本実施例においては、割り込みベクトルの数に関してマイクロコントローラの制限が存在する場合に、個々の割り込みベクトルの数を減少させる方法が示されている。種々の割り込み要求が割り込みフラグバイトにまとめられる。
【００２５】
コンパレータ１１はその出力側がスイッチ２０を介して割り込みフラグバイトレジスタ２１と接続されており、このレジスタ２１はスイッチ２２を介してコントローラの公知の割り込み論理回路を操作することができる。
【００２６】
図２に示す構成によって、本発明装置は、以下の特徴を有する。即ち、
−切り替え手段１４によって、回転数信号の立ち上がり端部および／または立ち下がり端部の検出を切り換えることができる、
−スイッチ２０によりコンパレータイベントの割り込みフラグを遮断することができ、
−スイッチ２２により割り込みフラグＩ Ａ Ｆ自体の遮断が可能になる、
−その場合にＩ Ａ Ｆのフラグは固有の割り込みベクトルを有している、
−割り込みフラグバイトの評価（解析）と割り込みフラグのリセットは割り込みサービスルーチンで行われる、
−ラッチレジスタ１９に基づいてメモリ１２の値をダウンカウンタ１０へ書き込むことが可能になる。その場合、メモリ１２には任意の時に次の燃焼行程（動力行程）のために計算された値がロードされる。その場合燃焼行程の開始時にこの値がダウンカウンタ１０に引き渡される、
それぞれスイッチ１５の位置に従って、センサホイールの歯の端部によってダウンカウンタ１０がデクリメント（減数）される。カウンタ値がゼロに達すると、コンパレータ１１を介して割り込みフラグバイト２１内の対応する割り込みフラグがセットされる。続いて割り込みサービスルーチンにおいて割り込み源が選択され、対応するイベント（事象）、例えば点火あるいは噴射が行なわれる。
【００２７】
各コンパレータが固有の割り込みベクトルを有する場合には、好ましくはソフトウエアによる割り込み選択を省くことができる。
【００２８】
重要なことは、装置が所望数の起動プロセスに対応してそれに対応した数のダウンカウンタ１０、コンパレータ１１並びにレジスタ１２を有することである。内燃機関の制御装置の所定の機能を有する具体的な実施例においては、６箇の８ビットダウンカウンタが設けられている。それに従ってブロック１８、１９および２１もそれに対応した数の出力ないし入力を有する。
【００２９】
言葉を変えて説明すると、特に好ましい解決は
−歯信号がＺ＞＞２×シリンダ数の多数の歯数を有し、間接的あるいは直接歯付きディスクから導き出されるとき、
−歯信号が同時にマイクロプロセッサ内の複数のイベントカウンタ（ダウンカウンタ１０）へ供給され、
−イベントカウンタ（１０）にそれぞれゼロと比較する別体のコンパレータ（１１）並びに割り込み論理回路（２０、２１）が設けられており、かつ
−イベントカウンタが内部のマイクロプロセッサを介して制御されて直接読み書き可能である場合に、
得られる。
【００３０】
それぞれ必要に応じて出力すべき回転角度に関係するイベントと少なくとも同数のイベントカウンタ（１０）が設けられる。
【００３１】
さらに、唯一の命令（ソフトウエアトリガー）でイベントカウンタ（１０）用のバッファメモリ（１２）のバッファメモリ値をアクティブにする手段（１９）が設けられていると効果的であることが判明している。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、割り込みを起動させるコンパレータの出力を、割り込みフラグバイトレジスタに統合するようにしているので、種々の割り込み要求を割り込みフラグバイトにまとめることができ、また、その割り込みフラグバイトを評価することによって割り込み源を特定するようにしているので、システムの割り込み負担が減少し、ソフトウェアの負担を顕著に軽減できる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置に使用するためのクランク軸歯付きディスクの回転数信号を示す信号波形図である。
【図２】本発明の重要な構成要素の配置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ イベントカウンタ
１１ コンパレータ
１２ バッファメモリ
１９ レジスタ

Claims (7)

1. 少なくとも１つのマイクロコントローラを有し、このマイクロコントローラに、シリンダ数の２倍より多数のＺ個の歯数を有する歯付きディスクからのセンサ信号あるいは前処理（周波数逓倍）されたセンサ信号が供給される、内燃機関の運転パラメータに関係し、かつ繰り返されるプロセスを制御する装置において、
   前記センサ信号が同時にマイクロプロセッサ内の複数のイベントカウンタ（ダウンカウンタ１０）に供給され、
   イベントカウンタが内部マイクロプロセッサを介して制御されて直接読み書き可能であり、
   前記イベントカウンタ（１０）にそれぞれ別体のコンパレータ（１１）および割り込み論理回路が設けられ、
   前記イベントカウンタの状態がゼロに達した場合に、コンパレータ（１１）を介してマイクロプロセッサ内部割り込みが起動され、
   前記割り込みを起動させるコンパレータ（１１）の出力が割り込みフラグバイトレジスタ（２１）に統合されていて、コンパレータイベント時マイクロプロセッサ内部割り込みが起動され、かつ割り込みフラグバイトを評価することによって割り込み源が特定可能であることを特徴とする内燃機関の運転パラメータに関係するプロセスを制御する装置。
2. 出力すべき回転角度に関係したイベントの数と少なくとも同数のイベントカウンタ（１０）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. スイッチング手段（２０）によってコンパレータ（１１）の割り込みフラグバイトレジスタへの出力が個々に遮断あるいは可能になることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. マイクロプロセッサ内部の割り込み論理回路へ導かれる割り込みフラグバイトレジスタ（２１）の出力がスイッチング手段（イネーブルビット）（２２）を介して接続可能であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置。
5. 前記センサ信号の端部選択に関して切り替え論理回路（切り替え手段１４）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. イベントカウンタ（１０）の初期値に対して計算された値が別体のバッファメモリ（１２）に格納されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 唯一の命令（ソフトウエアトリガー）によってイベントカウンタ（１０）用のバッファメモリのバッファメモリ値をアクティブにすることのできる手段（１９）が設けられることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置。

Images