JPH0577862B2

JPH0577862B2 -

Info

Publication number: JPH0577862B2
Application number: JP59104853A
Authority: JP
Inventors: Ei Rusoo Furanku; Ei Paueruzu Maikeru; Jon Bauaa Toomasu
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1983-05-27
Filing date: 1984-05-25
Publication date: 1993-10-27
Also published as: DE3474981D1; JPS59229029A; EP0127001A3; EP0127001A2; EP0127001B1; US4556942A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、マイクロプロセツサを基にしたエン
ジン制御システムに係り、特に空調用コンプレツ
サのようなエンジンの負荷を制御するためのマイ
クロプロセツサを基にしたエンジン制御装置に関
する。

〔従来技術〕

排気量の小さい小型の火花点火エンジンまたは
圧縮点火エンジンを使用した車両において空調を
用いている場合、空調用コンプレツサはエンジン
にとつて相当の重負荷となる。従つて小型エンジ
ンの車両においては、エンジンの運転状態によ
り、空調用コンプレツサのような重負荷をエンジ
ンから切り離すことが望まれることがある。

例えば、空調用コンプレツサを駆動中の車両の
減速運転時において、燃費改善等のためエンジン
への燃料供給停止（いわゆる燃料カツト）が行わ
れているとき、コンプレツサを一時的にエンジン
から切り離すことが、特開昭58−38350号に開示
されている。これは、燃料カツトという特殊な状
況下においてのみ、エンジン回転数がアイドル・
スピードを下まわらないようにするものである。

また、空調用コンプレツサ駆動時の車両の急加
速にはエンジンの出力に余裕が少ないか不足する
ので、急加速中は、吸気マニホールド圧の急変化
を検出し、それによりコンプレツサをエンジンか
ら切り離し、エンジンの出力全体を車両の駆動に
用いるようにすることが、特開昭56−165740号に
記載されている。

前者は、エンジンのアイドル・スピードでの運
転時、すなわち、エンジン動作の一方の限界領域
に関するものであり、また、後者は、エンジンの
ほぼ最大出力、すなわち、エンジン動作の他方の
限界領域に関するものである。

しかし、小型エンジンをより効率的に用いるた
めには、運転中の空調用コンプレツサのような重
負荷を切り離すというだけではなく、重負荷をそ
の運転開始に当たつてエンジンへ接続するタイミ
ングも重要であり、上記従来技術にはなお改善の
余地が残されている。

〔発明の概要〕

本発明は、マイクロプロセツサを用いた、空調
用コンプレツサなどの重負荷を選択的に駆動でき
るエンジン制御装置であつて、エンジン動作の一
方の限界領域であるアイドル・スピードではエン
ジン停止の虞れがなく、エンジン動作の他方の限
界領域である最大出力時やエンジン負荷の急変中
は可能最大限の車両駆動力を確保できるエンジン
制御装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、空調用コンプレツサなどの重
負荷の運転開始にあつても、運転中であつても、
エンジンがアイドル・スピードで運転されている
場合においては、エンジンの速度低下によるエン
ジン停止の虞れがなく、そして、エンジンの負荷
が急変中であるかほぼ最大であるときには少なく
とも一定の期間エンジンの出力すべてを車両の駆
動に利用できる。かかる本発明の一実施例は、特
に第６図、第７図および第８図を参照して以下に
説明されている。

〔実施例〕

以下の説明を通して、マイクロプロセツサ、プ
ロセツサ、マイクロコンピユータ、更にMCUお
よび、MPUという語は、参照番号２６と２８で
示す同一要素を識別するため、互換性を持つて使
用する。

第１図には、内燃エンジン用のデユアル・マイ
クロプロセツサを基にしたエンジン制御システム
が示されている。

このシステムは、主に燃料制御に使用されるが
トランスミツシヨンのシフト用装置２０、点火タ
イミング制御点火進角装置２２、スピード制御装
置２４等の他のエンジン制御機能を追加でき、ま
たは、システムをこのような機能に専用とするこ
とも可能である。

既述のように、エンジン制御システムは、エン
ジン制御用の信号を生成するため（プログラムや
ルツクアツプテーブルなどの形の）制御則をメモ
リに含むことができる。マイクロプロセツサ
（MPU）２６と２８で生成される情報は、シフト
機構を直接に動かす信号を生成するか、ランプ信
号を生成することによつて、トランスミツシヨン
のシフトの制御に使用され得る。このランプ信号
は、シフトを行うべき時に適当なランプ駆動回路
に供給されランプをオンとする。このランプは、
ドライバの前の計器パネル上に設けることができ
る。

点火進角装置２２を含む点火制御は、本システ
ムにより制御できる機能である。特に第１図にお
けるシステムは、スパーク点火内燃エンジンの点
火を４度、または、８度進めるため２個の信号を
生成する。圧縮点火エンジン（デイーゼル）で
は、インジエクシヨンのタイミングを、エンジン
の負荷及び動作特性に従つて調整することができ
る。

このシステムは、閉ループのスピード・デンシ
テイ・システムであつて、複数のエンジン搭載可
能なセンサ３０、アナログ／デイジタル（Ａ／
Ｄ）変換器３２、スロツトル位置スイツチ３４、
スタータソレノイド応答回路３６、空調操作器３
８、電源４０、およびタイマ４２を持ち、これら
全ての装置は、相互接続された一対のマイクロプ
ロセツサ２６および２８に入力を提供する。特定
のエンジンのカリブレーシヨン（特性値）に関す
る情報を含むプログラマブル・リード・オンリ
ー・メモリ（PROM）４４も、第１マイクロプ
ロセツサ２６に、入力を供給する。MPU２６と
２８からの１個以上の制御信号によつて作動しう
る出力装置は、インジエクタ駆動回路４６、点火
進角装置２２、モータ駆動部４８とアイドル・ス
ピード・モータ５０を含むアイドル・スピード・
制御器、電気的応答の燃料ポンプ５２、空調制御
装置たとえば空調クラツチ５４、エンジン警報ラ
ンプ５６、排気ガス再循環（EGR、Exhaust
Gas Rocirculation）ソレノイド５８、および燃
料蒸発カニスタ（canister）のパージの制御のた
めのカニスタ・パージ装置６０である。

複数のエンジン搭載可能センサ３０は、エンジ
ン動作状態を示す情報値の信号を供給する。望ま
しい実施例のセンサ３０の各々からの出力は、ア
ナログ信号で、アナログ／デイジタル（Ａ／Ｄ）
変換器３２に供給される。このＡ／Ｄ変換器は、
アナログ信号値を、そのアナログ信号と同一情報
値のデイジタル信号に変換する。センサのひとつ
はマニホールド絶対圧（MAP、Manifold
Absolute Pressure）センサ６２で、これは吸入
マニホールド内の絶対圧力に関する情報を提供す
るように機能する。周知のように、マニホールド
圧力量は、他の情報、例えばスピードと組み合わ
せられると、エンジンの燃料要求量を示す値とな
る。

一対の温度センサの一方はエンジンに導入され
る空気の温度を測定する空気温度センサ６４で、
他方は、エンジンクーラントの温度を測定するク
ーラント温度センサ６６であつて、それぞれ空気
および液体の温度を示す出力電気信号を生成す
る。閉ループ制御のため、排ガスセンサ６８は、
エンジンによる燃料チヤージの燃焼量を検知する
ために、排気ガス系内に設置される。特に、酸素
センサは、排ガス中のエンジン燃焼後残存の酸素
量を測定する。このセンサからの情報は、マイク
ロプロセツサ内にあるエンジンの制御則に従つ
て、燃料と空気の割合を制御する。

スロツトル位置スイツチ３４は、スロツトルバ
ルブの２つの限界位置（開放位置と全閉位置）を
示すアナログ電圧信号を生成する。これらの信号
は、開放すなわちワイド・オープン・スロツトル
（WOT）７０と、全閉すなわちクローズド・ス
ロツトル・ステート（CTS）７２を示すので、
制御則にとつて重要である。

エンジンのスタート用ソレノイドは、オペレー
タにより、エンジンの始動と濃厚燃料量信号の必
要性とが制御則に報知されていることを示す信号
を提供するため、スタータソレノイド応答回路３
６に結合される。

エンジンのスピードを測定するスピード・セン
サ７４は、必要なエンジン・スピード情報を提供
する。このようなセンサ７４は、従来の内燃エン
ジンのクランクシヤフトの回転速度、もしくは、
バンケル（Wankel）エンジンのロータ速度を測
定できる。

場合によつては、重負荷たとえば空調設備が、
それが選択されて動作中であることを示す１個以
上の信号を生成するため、制御応答回路たとえば
空調操作器３８に動作的に結合される。以下に明
らかになるように、エンジンの動作状態によつて
は、エンジンへのパワーの要求がなんらかの負荷
を切り離さねばならない場合がある。空調装置は
切り離せる負荷のひとつで、エンジン制御システ
ムは、その制御則に応じて、そのような切り離し
操作を実行する。

電源４０は、バツテリー電力と、イグニツシヨ
ン・リレー７６を通じてイグニツシヨンでスイツ
チされた電力７８とを、制御システムへの電力供
給のために受ける。スイツチされていないバツテ
リー電力は、エンジンの不動作時、更新されたカ
リブレーシヨン・データを含むあるボラタイルメ
モリへのスタンバイ電圧８０を保持するために使
用される。イグニツシヨンでスイツチされた電力
７８は、エンジン・オペレータの要求に応じたエ
ンジン動作中に、制御システムへ電力を送るため
に用いられる。

電源には、マイクロプロセツサ２６と２８に供
給される安定化電源の電圧急変に対応するための
リセツト回路８２が含まれている。電圧変動時、
マイクロプロセツサが直ちにリセツトして、みせ
かけの信号や、望ましくない信号によつて、不正
データが生成されるのを防止することは重要なこ
とである。このようなリセツト制御システム８２
は、米国特許第288591号“Ａ Power
Processing Reset System for ａ
Multiprocessor Responding to ａ Sudden
Deregulation of ａ Voltage”（Carp et al、
1981年７月30日出願）に記載されている。

安全策として、更に、非常に長期間に渡る連続
不動作状態での、エンジン電源のもれを減少させ
るために、スイツチされた電極７８に応答するタ
イマ４２が用いられ、所与の期間中のみスタンバ
イ電圧を保持する。望ましい実施例では、上記の
期間は、単に設計上の選択にすぎないが、５日を
超えるものである。このような期間の選択は、分
単位や時間単位で測定された期間ではなく、日数
単位で測定された期間である。エンジンが数日間
運転されなかつたことによつて、タイマ４２がタ
イムアウトすると、更新されたカリブレーシヨ
ン・データは失なわれて制御システムはその基準
カリブレーシヨン状態に戻る。

パーソナリテイPROM（PPROM）と称するプ
ログラマブル・リード・オンリ・メモリ
（PROM）４４は、予めプログラムされたカリブ
レーシヨン情報を与えられている。PPROM４４
は、エンジン制御則用の全カリブレーシヨン定数
を供給し、制御システムを、特定のエンジンに適
応させる。特に、PPROM４４は、256バイトの
PROMである。

上記の全ての入力装置は、デユアル・マイクロ
プロセツサ２６と２８の、一方、もしくは両方に
情報を提供する。好ましい実施例において使用さ
れるマイクロプロセツサユニツト（MPU）、もし
くは、マイクロコンピユータユニツト（MCU）
は、米国特許第4255789号に記述された、
MC6800ユニツトの改良形であるMC6801
（Moterela Inc.）である。周知のように、各
MPUは、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）
８４とリード・オンリ・メモリ（ROM）８６の
形式の記憶装置と、中央演算装置（CPU）８８
と、マルチプレクサ制御回路（MUX）９０と、
タイマ９２と、信号を種々の入出力装置と送受信
するための複数の入出力ポート９４〜９７とを有
する。第２図は、マイクロプロセツサのブロツク
図である。場合によつては、MCUは、MPU、プ
ログラムメモリ、時にはある種の入出力制御装置
を含めて定義される。この定義に従えば、
MC6800はMPUとなり、MC6801はMCUとなる。
本明細書においては、MPUを一般的意味で使用
し、MCUが使用されるべきときには、必要な修
正が行われるものとする。

デユアルMPU２６と２８は、種々のセンサ３
０によつて生成された情報から、エンジン制御則
によつて要求されるいくつかの出力制御信号を計
算するため、電気的に並列に相互接続される。必
要とされるタスクは、デユアルMPUで分担され、
第1MPU２６は、記憶されたエンジン制御則とカ
リブレーシヨン定数とに従つて、燃料量信号を計
算し、計算した情報を下記の動作のために第
2MPU２８に送出する。第2MPU２８は、この情
報から、燃料３２、排気５８、警報ライト５６、
アイドル・スピード装置４８，５０、およびスパ
ーク点火３２という各機能を制御する種々の電気
機械装置を作動させるための制御信号を計算す
る。

１つの周波数決定要素、即ち、１つのクリスタ
ル１００が、出力バツクフアを有する従来のクリ
スタル制御発振器に代つて、デユアルMPUに使
用されている。１つのクリスタル１００は、第
1MPU２６がマスタMPUとして動作し、第
2MPU２８の動作をスレーブMPUとして同期さ
せるように働く。

第1MPU２６からの燃料量信号はインジエクタ
駆動回路４６に伝送され、この回路４６はエンジ
ン内の、シリンダの吸入バルブの上流に搭載され
た電気機械燃料インジエクタに動作的に接続され
ている。このシステムがマルチポイントシステム
であれば、各シリンダの吸入バルブの上流の吸入
マニホールド内に燃料を送るため、いくつかのイ
ンジエクタが搭載される。システムがシングルポ
イントシステムであれば、スロツトルバルブの上
流の、スロツトルボデーに、１個以上のインジエ
クタが搭載される。本発明の目的のために、多重
プロセシング・マイクロプロセツサを基にしたエ
ンジン制御システムが使用される場合には、イン
ジエクタの構成と数は、制限とはならない。

燃料量信号は、インジエクタ動作の始まりと、
その動作期間とを決定し、動作期間によつてエン
ジン内に噴射される燃料の量が決定される。イン
ジエクタ駆動回路４６は、米国特許第4238813号
“Compensated Dual Injector Driver”（Carp
et al、1980年12月９日発行）に記述されている
ものでもよい。

デユアル・マイクロプロセツサを基にした電子
エンジン制御システムの動作を説明する前に、第
１図のブロツク図のいくつかのブロツクの機能と
動作の説明を行なう。既に説明したように、デユ
アル・マイクロプロセツサ２６と２８は、１つの
周波数決定要素１００によつて駆動され、この要
素は、望ましい実施例においては、第1MPU２６
がマスタMPUとして動作し、スレーブMPUとし
ての第2MPUの動作を同期させるように働くよう
に接続されたクリスタルである。第３図を参照す
ると、ここで選択した特定のMPUでは、入力ピ
ン２と３が、MPUを駆動する外部駆動のクリス
タル１００を接続するために使用される。MPU
の入力ポート内部には、入力周波数を取り入れ
て、これを４で割り、その出力をMPUの周波数
として使用する４分周回路が設置されている。使
用できる他の周波数要素としては、セラミツク・
レゾネータ、LCタンク等がある。

単一クリスタル１００をMPU２６と２８に結
合するには、３種類の方法がある。最も従来的な
方法は、クリスタルを発振器回路に接続して、発
振器を駆動するものである。この出力には、次
に、MPUを作動させるのに必要な駆動電流を供
給するために、バツフア増幅器を通して接続され
る。新しい他の方法においては、クリスタルは各
MPUに並列に接続される。この結果、強いMPU
がマスタとなり、他方がスレーブとなる。しか
し、望ましい実施例では、特定のMPU２６をマ
スタMPUとして動作させるのが望ましく、この
マイクロプロセツサが燃料インジエクタ駆動回路
４６を制御する。従つて、第３図に示すように、
クリスタル１００の出力１０２はMPUの各々に
並列に接続され（より明確には、マイクロプロセ
ツサ２６および２８それぞれのピン３に接続さ
れ）、クリスタル１００のリターン側１０４は、
マスク・マイクロプロセツサ２６の第２入力、即
ち、ピン２に接続される。スレーブ・マイクロプ
ロセツサでは、マイクロプロセツサへの第２入
力、つまり、ピン２がグランド１０６に接続され
る。MPU１すなわち２６は従つて、マスタの機
能を行うことになり、MPU２すなわち２８はス
レーブ機能を持つことになる。

いずれのマイクロプロセツサがマスタになる
か、スレーブになるかが問題にならない場合に
は、第２プロセツサ２８のピン２を、グランド１
０６からはずし、クリスタル１００のリターン側
１０４、すなわち、第１マイクロプロセツサ２６
のピン２に接続する。この方法によつて、クリス
タル１００は、両方のMPUを駆動し、より強い
MPUが優先的になる。

単一クリスタルの有利な点は、発振回路とバツ
フア増幅器が省略可能なので、システムのチツプ
数が減少することである。

デユアル並列のマイクロプロセツサに単一クリ
スタル１００を使用することによつて、２台のマ
イクロプロセツサを同期させて動作できる。この
２台のマイクロプロセツサの有効出力インピーダ
ンスは低くなり、これによつて、より高い直列抵
抗のクリスタルを使用できる。従つて、クリスタ
ルからの、より高い駆動能力が得られ、マイクロ
プロセツサ２６と２８内の発振器に対して、より
高速のスタートアツプ時間、更に、より優れた動
作のために、発振器からより高い振幅が得られ
る。

第４図を参照すると、本発明に使用され得るモ
ータ駆動部４８の概略図が示されている。このモ
ータ駆動部は、基本的には、従来のＨドライバ回
路であるが、これには、ドライバ・ブリツジへの
供給ラインに、正温度係数（PTC）のバリスタ
１１０が付加されている。ドライバ・ブリツジの
出力には、駆動部４８への制御信号１１１と１１
２のどちらがアクテイブであるかによつて、いず
れの方向にも回転する、両方向回転DCモータ５
０が接続される。従来技術のＨ駆動回路では、モ
ータが回転不能になつたり、モータシヤフトの短
絡があつたり、または、接地事故が発生すると、
ブリツジ回路がモータを駆動しようとするので、
電流負荷が上昇し、トランジスタドライバでの消
費が過剰となる。

正常運転下では、バリスタ１１０は、非常に低
い抵抗を示すので、短絡回路と同様である。しか
し、モータが障害を起こすと、バリスタ１１０を
通過する電流はバリスタに熱を生じさせ、その抵
抗値を急速に増大するので、モータ５０への電流
が減少する。実際、バリスタ１１０は、モータ電
流を効果的に低下させ、モータ５０だけでなく、
特に、制御回路と、モータ駆動回路４８を破壊か
ら守る。障害条件が除去された後、バリスタ１１
０は正常の抵抗値に戻り、動作は正常に復旧す
る。

特定の実施例では、12V電源において、運転中
のモータ電流は0.25アンペア、始動電流は1.5ア
ンペアである。バリスタ１１０は、スイツチポイ
ントの温度が約120℃で、ノーマル抵抗値は2.5オ
ームである。

デユアル・マイクロプロセツサ制御システム内
のリセツト信号１１４は、アクテイベートされる
と、マイクロプロセツサ２６と２８を、既知のハ
ードウエア初期状態、およびソフトウエア初期状
態にリセツトする。第１図のブロツク図に示され
るように、エンジンが最初にターンオンされる
と、イグニツシヨン・リレー７６は、電圧信号を
リセツト回路８２に送り、このリセツト回路８２
は、マイクロプロセツサ２６と２８がエンジンの
制御を始めるようにするリセツト信号１１４を生
成する。

リセツト回路のこのような従来の用法に対し
て、第１図のシステムは、ウオツチドツグ・シス
テムを有し、このウオツチドツグ・システムは、
各々のマイクロプロセツサを検べて、制御システ
ムの動作の初期、および、動作中にマイクロプロ
セツサが動作可能であるかを決定する。

リセツト信号１１４によるシステムの最初のタ
ーン・オン１１６の後、双方のマイクロプロセツ
サ２６と２８は、ハードウエア状態、およびソフ
トウエア状態が初期状態であるベースライン（基
準）動作に置かれる。初期設定の直後に、第１マ
イクロプロセツサ２６はパーソナリテイ・プログ
ラマブル・リード・オンリ・メモリ（PPROM）
４４をテストし、その中の情報が破壊されていな
いかを決定する。これは、含まれている全ての情
報のチエツクサムを予め定められたバイト位置か
ら読取り（118）、マイクロプロセツサ２６６のメ
モリ内に置かれた同等のサムを読み（120）、これ
らのチエツクサムを比較すること（119）で実行
される。ある実施例では、PPROM４４内のチエ
ツクサム１１８csは、PPROM４４から読取られ
た第１バイトに含まれている。このチエツクサム
１１８csは、PPROM内に含まれる、全ての情報
のデイジタル値から、前もつて計算されたもので
ある。チエツクサム１１８csは、特定なエンジン
カリブレーシヨン定数が、PPROM４４にロード
されたときに、PPROMにロードされる。マイク
ロプロセツサ２６内のチエツクサム１２０csは、
制御される特定のエンジンに対する正当な
PPROM４４を性格に識別する、予め用意された
数である。PPROMからのチエツクサム１１８cs
が、マイクロプロセツサ２６に置かれたチエツク
サム１２０csに等しくなければ（122）、マイクロ
プロセツサ２６は、制御信号をリセツト回路８２
に送り（82）ａ、リセツト回路８２は、マイクロ
プロセツサ２６を初期設定するリセツト信号１１
４を生成する。マイクロプロセツサ２６が再度初
期設定されると、マイクロプロセツサ２６は、チ
エツクサム１１８caを自分自身のメモリのチエ
ツクサム１２０csと比較することによつて、
PPROM４４を再検査する。チエツクサムが等し
くなければ、マイクロプロセツサは、リセツト
し、再び上記動作を行なう。

マイクロプロセツサ内のチエツクサム１２０cs
と、PPROM４４内のチエツクサム１１８csとの
比較の結果が等しいとなると、第１マイクロプロ
セツサ２６は、データの一部を、第２マイクロプ
ロセツサ２８に伝送する（124）。この伝送中、伝
送されたビツトのチエツクサムは、全ての伝送ビ
ツトをカウントすることで、送信MPU２６内で
累積される。同時に、第２マイクロプロセツサ２
８は、この動作中に全てのデータが転送されるの
に十分な、予め定められた期間にセツトされてい
るタイマを起動する。第２マイクロプロセツサ
が、タイマのプリセツト時間中にデータを受信し
なければ、第２マイクロプロセツサ２８は、両方
のマイクロプロセツサをリセツトさせるリセツト
回路８２への信号を送る。

しかし、データが伝送されると、第２マイクロ
プロセツサは、受信データのチエツクサムを計算
し（126）、このチエツクサムを第１マイクロプロ
セツサ２６に返す。第１マイクロプロセツサは、
第2MPUで計算のチエツクサムを、自分自身が累
積したチエツクサムと比較し（128）、それらが等
しくない場合には、第１マイクロプロセツサは、
リセツト信号１１４を生成する。

更に、両マイクロプロセツサ間での伝送が始動
されたときに起動されるタイマを介して、第２マ
イクロプロセツサから上記チエツクサムが戻され
る以前に、第１マイクロプロセツサ２６がタイマ
アウトすると、第１マイクロプロセツサ２６は、
システム内のエラーを示すフオールトを宣言し、
両マイクロプロセツサをリセツトするリセツト回
路８２への信号を生成する。上記の全ての動作
は、デユアル・マイクロプロセツサを基にしたエ
ンジン制御システムのターンオン時に直ちに実施
される。しかし、システムが一旦、動作状態に入
り、ランしていれば、第２マイクロプロセツサ２
８は、第１マイクロプロセツサを介してPPROM
４４から受信する情報を用いて、チエツクサム
を、予め定められた時間を基準に、周期的に計算
し、メモリ内に記憶された定数のいずれかが破壊
されてしまつていないかをチエツクする。この理
由は、PPROM４４から受けた情報は、RAM８
４、つまり、リード／ライトメモリに記憶される
ので、その内容が破壊されることもあり得るから
である。更に、計算し通したサムチエツクが、メ
モリ内に記憶された前のサムチエツクと等しくな
ければ、マイクロプロセツサ２６と２８はリセツ
トされる。

第６図には、エンジンに高い出力が要求されて
いる状況か、またはほとんど出力が要求されてい
ない状況において、エンジンから切り離し可能な
重負荷を除くように動作する、エンジン制御装置
内の専用回路のブロツク図を示すとともに、フレ
ーム対応図を示す。特に、第６図は車輌にみられ
るような、空調装置でのコンプレツサのクラツチ
５４の制御回路を示し、第７図はその制御回路の
流れ図である。小型内燃エンジンでは、エンジン
出力はパワーは小さい。エンジンからの最大パワ
ーをエンジンオペレータが要求しているワイド・
オープン・スロツトル（スロツトル開放）時、す
なわちエンジン動作の一方の限界領域では、マイ
クロプロセツサ２６と２８は、空調クラツチ５４
へ、エンジンから負荷（空調用コンプレツサ）を
切り離す信号を生じる。同様に、エンジンの動作
の他方の限界領域、即ち、アイドル動作において
は、空調用のクラツチの結合動作は、エンジンの
アイドルスピードを上げる間、遅延させられる。

マイクロプロセツサ２６と２８は、エンジンの
動作状態を示す種々のセンサ３０からの信号や、
空調運転のような重負荷運転の要求３８ｒを示す
信号を、エンジンの特性を示す他の制御データと
共に受信する。マイクロプロセツサ２６と２８
は、エンジンの負担となる、エンジン出力を多く
消費する空調用コンプレツサのような重負荷に、
その起動信号を与えるべきかどうかを決定する。
その重負荷が空調用コンプレツサである場合に
は、起動信号は空調クラツチ５４の結合または切
り離しを生じさせる。場合によつてはマイクロプ
ロセツサは、クラツチの結合、すなわち、エンジ
ンへ重負荷を接続させる前に、エンジンスピード
を僅かに上昇させる。

特に、第６図と第７図に関し、クラツチが結合
されていないときは、空調制御信号３８ｓは、空
調装置をオンにすべきであることを示していてエ
ンジン・オペレートから与えられるか、もしく
は、コンプレツサが作動すべきであることを示し
ていて空調装置の温度制御器から生成される。い
ずれも、空調制御信号３８ｓは、コンプレツサの
ような、エンジンの重負荷を、エンジンに結合す
る要求である。

空調制御信号３８ｓは、マイクロプロセツサ２
６と２８に供給される。マイクロプロセツサ２６
と２８は、エンジンに高い出力が要求されている
ことを示すワイドオープン状態すなわち開放位置
にスロツトルバルブが置かれているか否かを決定
するために、スロツトル位置スイツチ３４の
WOT信号７０を繰り返し調べる（34op）。エン
ジンが、ワイド・オープン・スロツトルで動作し
ていれば、マイクロプロセツサ２６と２８からの
起動信号は、空調クラツチ５４の結合動作を一定
の期間だけ遅延させるために、MPUの内部、も
しくは、外部のタイム・デイレイ装置１３２に送
られる（132a）。この一定の遅延期間は、ストツ
トルがワイドオープン（開放）の位置におかれた
らその後、少くとも、その予め定められた遅延期
間中には空調用コンプレツサのクラツチ５４が結
合状態をとらないことを意味するもので、その一
定の期間の長さは設計上の問題である。マイクロ
プロセツサからこのタイム・デイレイをランさせ
る起動信号は、典型的にはエンジンが空調コンプ
レツサを駆動して動作中に、車輌オペレータがエ
ンジンからの高出力を要求した場合に生成され
る。上記の遅延期間中は、エンジンからコンプレ
ツサを切り離し（54off）、これによつてエンジン
から相当な負荷を減少させる。

しかし、スロツトルがワイド・オープンの位置
でなければ、マイクロプロセツサは、スロツトル
位置スイツチ３４からの閉スロツトルを示す
CTS信号７２を探知し、続いてマイクロプロセ
ツサ２６と２８は、エンジンがしきいスピードよ
りも速いスピードで動作中であるか否かを決定す
るために（134）、エンジンスピードを示すセンサ
７４をチエツクする。ここで、エンジンがしきい
スピードを超えるスピードで動作中であつて、ス
ロツトル位置スイツチが閉スロツトル（CTS）
を示していないと仮定すると、マイクロプロセツ
サは、空調制御のためのエンジン特性を含む
PPROMを検べ、コンプレツサのクラツチ５４の
制御手段に供給される起動（オン）信号１３６を
生成する。

マイクロプロセツサが、RPMすなわちスピー
ドセンサ７４からの信号に基づいて、エンジンが
しきいスピード以下で動作中であると決定した場
合、マイクロプロセツサは、モータ駆動部４８に
起動信号を送り、アイドルスピードモータ５０を
動作させ、もつて、空気路を開いてより多くの空
気をエンジンに送り込み、これによつてエンジン
により多くの燃料を供給し、エンジンスピードを
上昇させるようにする。ある期間の後（138）、エ
ンジンスピードはしきいスピードを超え、起動信
号がクラツチ５４を駆動して、コンプレツサをエ
ンジンに接続する。

更に、エンジン負荷が、加速時や減速時のよう
に急速に変化している最中には、スロツトル位置
スイツチ３４のWOT７０もCTS７２も生じてい
ないとしても、マイクロプロセツサ２６と２８
は、コンプレツサのような重負荷のクラツチ５４
に操作信号を与え、エンジンから重負荷を切り離
なす。これは、マニホールド圧力センサ６２の出
力に、スロツトルバルブの移動中に発生する急速
な変化を検知する「MAPトラツカ」システムを
用いて実施される。この急速な変化は、MAPト
ラツカとして識別される。

第６図と第８図を参照する。第８図はMAPト
ラツカ・システムでの、第６図に示す要素の動作
の流れ図である。マニホールド圧（MAP）の変
化率（MAPトラツカ）が計算され、これが禁止
しきい値よりも大きい場合には（エンジン急加速
を示す）、クラツチ５４の制御手段への信号１４
０が生成される（142）。クラツチの切り離しによ
つて、エンジンから重負荷が除去される。更に、
信号１４０の生成に応じ、クラツチの切り離し時
間を示す、予定された定数をタイマ１４４にロー
ドする。

タイマが一旦ロードされると、マイクロプロセ
ツサはMAPトラツカのモニタを続け、エンジン
出力の需要が急速には変化していないことを示す
一定値（イネーブルしきい値）よりも、変化率が
低くなつた時点を決定する（146）。そうなる前
は、変化率（MAPトラツカ）の値が、禁止しき
い値とイネーブルしきい値との間に何回入いつて
きても、タイマはその予定の定数に保持される。
MAPトラツカのモニタによつて、イネーブルし
きい値がMAPトラツカの値よりも大きいと判断
されると（146）、タイマはオンにされ（148）、ラ
ンとなる。つまり、その予めロードされている値
から残り時間が減少させられる。タイマが零値に
達すると（150）、切り離し信号がオフにされ、ク
ラツチが接続される。

第７図に戻つて、空調要求３８ｒがオフにされ
ると、MPUはスロツトル位置スイツチ３４の
CTS信号７２を検べる（34cl）。スロツトルが閉
じられていることを示していれば、MPUはタイ
ム・デイレイ１３２を起動し、モータ駆動部４８
を起動する。モータ駆動部は、負荷が除去された
時に、エンジンスピードが上昇しないで、アイド
ル速度になるようにスロツトルをアイドル位置に
閉じるようにアイドル・スピード・モータ５０を
動作させる。タイム・デイレイがタイムアウトし
た後、クラツチ５４への信号が出され（54off）、
エンジンから空調負荷を取り除く。

電圧安定化電源４０が制御できる電圧のひとつ
にバツテリ電圧からのスタンバイ電圧８０があ
る。特定の実施例では、このバツテリは12Vから
14Vであつて、スタンバイ電圧は5Vである。典
型的には、非常に低い電圧値スタンバイ電圧８０
は、電力においても大変小さい。従つて、バツテ
リの負担は極く少なく、バツテリの再充電を実施
せずに電圧調整回路は、スタンバイ電圧８０を長
時間保持することが可能である。スタンバイ電圧
８０は、マイクロプロセツサ２６と２８に供給さ
れ、揮発性のメモリ８４と８６の一部を、保持す
るために使用される。スタンバイ電圧８０がメモ
リに印加されると、信号乃至フラツグがたてら
れ、スタンバイ電圧８０が除去されるまでそのま
まの状態を保持する。メモリ８４と８６のこの部
分には、現時点でのエンジンを表わす種々のカリ
ブレートされた更新パラメータが含まれている。
これらのカリブレーシヨン・データは、いくつか
のセンサからリアルタイムで得られた情報の結果
であつて、PPROM４４からの入力特性データを
修正するために使用される。望ましい実施例で
は、スタンバイ電圧調整回路は、バツテリ出力に
接続されたタイマ４２により日数単位で計時され
る期間、動作可能である。

第９図は、エンジン制御システム用のパワーラ
ツチ・サブシステムの概略図を示す。このサブシ
ステムの機能は、ある期間、エンジンのイグニツ
シヨンをオンにする時点を検知し、続いて、マイ
クロプロセツサからパワー・ラツチ信号１５８を
生成することである。このパワー・ラツチ信号
は、バツテリ電圧をイグニツシヨン・スイツチ１
５４と並列にV_B+電圧安定化回路１５６に接続す
る、アクチユエータスイツチ（トランジスタ１５
２）を駆動する。上記の接続によつて、パワーラ
ツチ信号１５８がMPU２８によつてオフにされ
るまで、電圧安定化回路へのバツテリ電圧を保持
する。このことは、トランジスタがイグニツシヨ
ン・スイツチ１５４と並列に導通するように制御
トランジスタ１５２のベースを保持することで実
行される。イグニツシヨン・スイツチ１５４が開
状態にされると、パワー・ラツチ信号１５８は、
一定の期間制御トランジスタ１５２を導通状態に
保つ。従つて、パワー・ラツチ信号１５８のタイ
ミングは、シセテムがオンにされエンジンが動作
状態になつてから予め定められた時間後に初まる
もので、システムがオフにされた後も一定期間は
その状態を保持するものである。

第１０図は、エンジンが置かれた環境の気圧を
測定する目的に、パワー・ラツチ信号１５８を用
いるシステムのブロツク図である。このサブシス
テムにおいて、エンジンのオフ時に気圧を測定
し、その測定した気圧値を第１１図に示すように
マイクロプロセツサの揮発性メモリに記憶するこ
とが希望される。エンジンが、ある時点におい
て、再スタートされるとマイクロプロセツサは、
気圧の値を求めてメモリをアドレスし、その情報
を燃料の量と、第１２図に示す他の入出力装置の
いずれかの動作を決定するためのいくつかの計算
に供する。

以上に説明したように、第１０図において、マ
イクロプロセツサ２８からのパワーラツチ信号１
５８は、イグニツシヨンをオフにした後、ある期
間電圧供給を継続する。イグニツシヨン信号がオ
フにされるか、エンジンスピードが零に降下され
るかすると、スロツトル・バルブ１０６を開くた
めに、スロツトル・バルブ１６０に取り付けられ
たモータ５０を作動させるように、マイクロプロ
セツサ２８がトリガされる。マイクロプロセツサ
の内部タイマにより予定の期間が設定され、その
間にＡ／Ｄ変換器３２からのマニホールド圧力セ
ンサ６２の値を、メモリ８４と８６の気圧値用領
域にロードする。その期間の終りに、パワー・ラ
ツチ信号１５８はオフにされる。メモリに印加さ
れるスタンバイ電圧８０は、この情報をスタンバ
イ電圧がマイクロプロセツサ８４，８６に供給さ
れる期間保持する。望ましい実施例では、エンジ
ンのオフと、マニホールド圧力の測定との間の遅
延時間は、４秒から５秒である。スロツトル・バ
ルブ１６０は、この期間に十分に開くことがで
き、マニホールド圧力センサ６２の周囲の圧力
は、環境の気圧にほぼ等しくなる。この期間は、
パワー・ラツチ信号の継続期間よりも短かい。

まとめると、第１１図においてマイクロプロセ
ツサが、イグニツシヨンがオフにされたことを示
す信号を受信すると（162）、第２マイクロプロセ
ツサ２８は、燃料ポンプ５２を含む多くの出力装
置への制御信号を即時にオフにし、モータ駆動部
４８を動作させる。イグニツシヨンがオフにされ
た後、予定の期間が経過すると、第１マイクロプ
ロセツサ２６は、マニホールド絶対圧力センサ６
２を検べ、その圧力値を気圧の値としてメモリに
記憶する。タイマがタイムアウトした後、マイク
ロプロセツサからのパワー・ラツチ信号はオフに
される（164）。

次のエンジン運転で、イグニツシヨン・システ
ム信号がマイクロプロセツサに与えられると、マ
イクロプロセツサは、スタンバイ電圧すなわち、
キープ・アライブ電圧がマイクロプロセツサにず
つと維持されていたかを決定するために、メモリ
を直ちに検べる。この電圧が保持されていれば、
立てられたフラツグすなわち信号は残つていて
（166）、スタンバイ電圧８０がマイクロプロセツ
サにずつと保持されていたことが示される。この
フラツグは、メモリ位置に更新された情報が含ま
れていることを示し、種々のセンサおよび入力か
らの信号を最近のカリブレーシヨンに従つて演算
すべきことを示す。特に、エンジンがオフにされ
た結果として、エンジンは現在の環境から移動さ
れることは殆んどないので圧力はほぼ同一である
ということから、メモリに記憶された気圧の値は
気圧として使用される（168）。フラツグが存在し
ていなければ、MAPセンサ６２が検査され、セ
ンサを囲む圧力の値を示すその信号は、気圧の値
として記憶される（170）。

エンジンが車輌に搭載されている場合には、エ
ンジンの運転中に、エンジン位置が変わり得るの
で、周囲の気圧も当然、変化し得る。このような
状況は、車輌が坂を上つたり、下つたりして車輌
の高さが変化する場合に相当する。マイクロプロ
セツサ内に記憶された気圧の値を継続的に更新す
るため、第１３図に従つて、マイクロプロセツサ
は、たとえば、エンジンの半回転期間、一回転期
間またはエンジンの動作に必要な特性に依存する
何かのような、既知の時間を示すタイム信号を検
知する（172）。エンジン部材の回転、又は運転を
検知するセンサによつて通常生成されるこのタイ
ム信号を受信すると、マイクロプロセツサはマニ
ホールド圧力センサ６２を検べ、それによつてセ
ンサ周囲の圧力値を示す圧力信号を生成する。次
に、この値はメモリ内に記憶された気圧値と比較
され（174）、両者が等しいか否かが決定される。
圧力信号の値が気圧値よりも大きければ、エンジ
ンは高位置から低位置へ移動中であることを示
す。しかし、このことは周囲圧力における偏位を
も示し得る。

状況がどうであれ、次にマイクロプロセツサ
は、気圧値を記憶しているメモリ位置をアドレス
し、その値に圧力の１単位を加算する（176）。特
に、この１単位の値は、１トール（Torr）であ
る。この新しい気圧値は、予め定められた固定の
定数と比較され（178）、この値が最大気圧よりも
大きいかが決定される。特定な実施例では、海面
レベルでの標準気圧の値は760トールであつて、
メモリ内に記憶された気圧の値は、この値を超え
ることはないはずである。万一、この値を超えた
場合には、マイクロプロセツサはメモリに最大気
圧値を書込む１８０。しかし、新しい気圧値が最
大値より小さければこの新しい気圧値がメモリ位
置に書込まれる。

圧力信号値と、気圧の値との比較によつて圧力
信号が大きいと決定した場合には、マイクロプロ
セツサはスロツトルがワイド・オープンの位置か
否かを決定するために、スロツトル位置スイツチ
を検べる（182）。スロツトルが、ワイド・オープ
ン位置でなければマニホールド圧力センサで読取
つた圧力が、マニホールド圧力であつて、気圧で
はないことを示すので、マイクロプロセツサは、
メモリ装置内に記憶された気圧の値を変えない。

しかし、スロツトルがワイド・オープン位置で
あると、マニホールド内の圧力は、気圧に等しい
とみなされる。エンジンスピード（RPM）はし
きいスピードと比較されて（184）、エンジンスピ
ードがしきいスピードより大きいと、軽負荷状態
または高インダクシヨンのシステム圧力降下を示
し、マニホールド圧力は周囲圧力と等しくないこ
とになる。エンジンのスピードがしきいスピード
より小さければ、マニホールド圧力の値はメモリ
から読取られた気圧値から差分を引いたものと比
較される（186）。この差分は、スロツトル・ボデ
ーをよぎることによる大気圧からマニホールド圧
力への圧力降下を示す設計上の定数である。マニ
ホールド圧力が定数である差分を気圧値から引い
たものよりも小さければ気圧値を１単位だけ減少
させ（187）、その後第２の定数と比較される
（188）。第２の定数は最小大気圧値を示し、若し
これより小さければ、マイクロプロセツサは、メ
モリ内に新しい気圧値を書込まないで、メモリ位
置に最小大気圧値を書込む（190）。しかし、新し
い気圧値が大きければ、この新しい気圧値は気圧
としてメモリ内に書込まれる。

バツテリ電圧の変動に左右されない、エンジン
の周囲の気圧値を決定する装置を示した。この値
は、気圧値としてボラタイルメモリ８４、または
８６内に記憶される。エンジンがオンされると、
マイクロプロセツサはメモリを検べ、スタンバイ
電圧８０が保持されていることを検出すると、マ
イクロプロセツサは、メモリに記憶されている気
圧値を読取り、その値を計算に使用する。エンジ
ンの動作中、気圧値の連続的更新はマニホールド
圧力センサ６２が正確に周囲圧力に従つていて、
エンジンによつて作られた圧力に左右されていな
い時に、エンジン動作中に実行される。エンジン
の作動中に気圧値がMAPセンサ６２の周囲圧力
の値と異なることが検出されると、常に気圧値が
所定条件の下で更新される。一般に、マニホール
ド圧力は、気圧よりも低いのでマイクロプロセツ
サによつて種々のエンジンセンサから選択された
他の条件によつて、マニホールド圧力センサが周
囲圧力に従つているか否かが決定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるマイクロプロセツサを
基にした燃料インジエクシヨンシステムのブロツ
ク図である。第２図は、マイクロコンピユータ・
ユニツト（MCU）のブロツク図である。第３図
は、１つの発振器を持つデユアル・マイクロプロ
セツサの概略図である。第４図は、モータ駆動部
の概略図である。第５図は、システムのターンオ
ン時の、ウオツチ・ドツグ・システムの流れ図で
ある。第６図は、エンジン出力の上限・下限にほ
ぼ相当する限界領域それぞれにてエンジンの重負
荷を制御するエンジン制御装置のブロツク図であ
り、本発滅のクレーム対応図である。第７図は、
空調制御システムの流れ図である。第８図は、
MAPトラツカシステムの流れ図である。第９図
は、パワー・ラツチ・サブシステムの概略図であ
る。第１０図は、エンジン環境の気圧を測定する
ためのパワー・ラツチ・サブシステムの概略図で
ある。第１１図は、エンジンのターンオフ中の、
気圧値調整の流れ図である。第１２図は、エンジ
ンのターンオン中の気圧値調整の流れ図である。
第１３図は、エンジン動作中の気圧値調整の流れ
図である。２０……シフト用装置、２２……点火進角装
置、２４……スピード制御装置、２６，２８……
マイクロプロセツサ、３０……センサ、３２……
Ａ／Ｄ変換器、３４……スロツトル位置スイツ
チ、３６……スタータ・ソレノイド応答回路、３
８……空調操作器、４０……電源、４２……タイ
マ、４４……パーソナリテイ・プログラマブル・
リード・オンリ・メモリ（PPROM）、４６……
インジエクシヨン駆動回路、４８……モータ駆動
部、５０……アイドル・スピード・モータ、５２
……燃料ポンプ、５４……空調クラツチ、５６…
…エンジン警報ランプ、５８……EGRソレノイ
ド、６０……カニスダーパージ装置、７４……ス
ピード（RPM）センサ、７６……イグニツヨ
ン・リレー、８０……スタンバイ電圧、８２……
リセツト回路、８４……RAM、８６……ROM、
８８……中央演算装置（CPU）、９０……マルチ
プレクサ制御回路（MUX）、９２……タイマ、
９４，９５，９６，９７……ポート、１００……
クリスタル、１１０……PTCサーミスタ、１３
２……タイムデイレイ、１５２……制御トランジ
スタ、１５４……イグニツシヨン・スイツチ、１
５６……V_B+電圧安定化回路、１６０……スロツ
トル・バルブ。

Claims

【特許請求の範囲】１エンジンに大きな負荷がかけられている種々
の状態でのエンジン特性を表す圧力および温度の
制御データを与える手段６２，６４を有し、エン
ジンにとつて空調用コンプレツサのような重負荷
をエンジン動作の限界領域にて制御する制御装置
と、スロツトルバルブの限界位置に応じて、ワイド
オープンのスロツトル位置を表す第１の位置信号
と閉じられたスロツトル位置を表す第２の位置信
号とを発生する手段３４と、エンジンの速度信号を発生する手段と、エンジンの制御則を複数含むメモリを有し、前
記第１および第２の位置信号ならびに前記速度信
号に応じて動作し、前記制御データに従つて操作
信号を発生するマイクロプロセツサ２６，２８と
を備えるマイクロプロセツサを基にしたエンジン
制御装置であつて、更に、エンジンに重負荷を要求することになる制御信
号を発生する手段３８と、前記第１および第２の位置信号ならびに前記速
度信号に応じ、所定の時間の間タイマ信号を発生
するタイマ手段１４４と、前記操作信号と前記タイマ信号および前記制御
信号に応じて、重負荷を前記エンジンへ接続する
クラツチ制御手段５４とを備えることを特徴とするエンジン制御装置。２特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記タイマ手段１４４は、前記第１および第２
の位置信号に応じ、エンジンのスロツトルバルブ
の限界位置７０，７２において前記クラツチ制御
手段５４の動作に遅延を与えるものである、エン
ジン制御装置。３エンジンに大きな負荷がかけられている種々
の状態でのエンジン特性を表す圧力および温度の
制御データを与える手段６２，６４を有し、エン
ジンによつて空調用コンプレツサのような重負荷
をエンジン動作の限界領域にて制御する制御装置
と、スロツトルバルブの限界位置に応じて、ワイド
オープンのスロツトル位置を表す第１の位置信号
と閉じられたスロツトル位置を表す第２の位置信
号とを発生する手段３４と、エンジンの速度信号を発生する手段と、エンジンの制御則を複数含むメモリを有し、前
記第１および第２の位置信号ならびに前記速度信
号に応じて動作し、前記制御データに従つて操作
信号を発生するマイクロプロセツサ２６，２８と
を備えるマイクロプロセツサを基にしたエンジン
制御装置であつて、更に、エンジンに重負荷を要求することになる制御信
号を発生する手段３８と、前記第１および第２の位置信号ならびに前記速
度信号に応じ、所定の時間の間タイマ信号を発生
するタイマ手段１４４と、前記操作信号と前記タイマ信号および前記制御
信号に応じて、重負荷を前記エンジンへ接続する
クラツチ制御手段５４と、前記操作信号および閉じられたスロツトル位置
を表す前記第２の位置信号に応じ、モータ制御信
号を発生するモータ制御手段と、このモータ制御信号に応じて、エンジンへの空
気の追加を許容し、もつてエンジンのアイドルス
ピードの増大させるように、エンジンのアイドル
スピード制御器を操作するモータ５０とを備えることを特徴とするエンジン制御装置。