JPH0884377A - エンジン制御用の通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、例えばクランク角に同期したイン
ジェク制御が、充分に簡易化した情報通信手段によって
実行されるようにするエンジン制御用の通信装置を提供
することを目的とする。 【構成】基準信号であるクランク角信号を位相比較回路
11に入力する。この位相比較回路11からの出力はＬＰＦ
13で積分すると共に、その出力電圧信号でＶＣＯ14を駆
動し、その発振信号を分周回路15で例えば４分周する。
そして、この分周信号を送信トリガ信号として出力する
と共に、１メッセージ分の遅延時間の設定された遅延回
路12に供給し、この遅延回路12からの出力を、前記位相
比較回路11に入力する。すなわち、クランク角信号に同
期して送信トリガ信号が発生されるＰＬＬ回路が形成さ
れ、この送信トリガ信号はクランク角信号から１メッセ
ージ分先行して設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車等の車両に搭
載されるエンジン制御システム等の電子制御装置におい
て、例えば制御対象であるエンジン部分等に燃料噴射制
御を行わせる制御用メッセージを伝送するトリガ信号を
発生するもので、車両内アクチュエータの駆動装置の制
御メッセージやセンサ類からの入力データの通信を司る
エンジン制御用の通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両にあっては、エンジンや
走行制御機構、さらに車両やエンジンの作動状態等を検
出するセンサ類を含み多数の電装品が搭載されている。
これらの電装品は、マイクロコンピュータ等を含み構成
される電子制御ユニットによって電子的に制御されてい
るものであり、またセンサ類からの検出信号が、この電
子制御ユニットに対して入力されているもので、電子制
御ユニットと各電装品等の間、さらに各センサ類とのそ
れぞれの間には、制御信号や検出信号等のメッセージを
交換する通信回線が形成されている。

【０００３】この様な車両内における各電装品との間の
通信は、例えば分散多重方式で送受信する多重伝送装置
を用いて行われている。この多重伝送方式においては、
伝送路上において複数のデータメッセージを時分割多重
化しているもので、データメッセージがシリアルに伝送
されるようにすることが基本となっている。この様な分
散多重方式を採用した多重伝送装置においては、各ノー
ドは固有の通信用ＩＣやマイクロプロセッサを有するよ
うに構成され、これらが所定のアルゴリズムにしたがっ
て送信制御されるようにしている。

【０００４】この様な車両内装置において、各ノードが
送信するタイミングは、センサやスイッチ等の状態が変
化したときや、コントローラがアクチュエータを制御し
たいときに送信（イベント送信）するか、あるいはセン
サやコントローラが状態情報を一定間隔で送信（周期送
信）するようにしている。しかし、通信回線を利用した
シリアル伝送にあっては、状態情報や制御情報を送信側
から受信側に送るために、最低でも１送信単位分の時間
遅れが生じていた。

【０００５】このため、制御ユニットからの指令に基づ
いてコントローラがアクチュエータ等を駆動制御するに
際して、この様な遅れを許容するように諦めるか、それ
ができない場合には１送信単位分だけ早いタイミングに
おいて送信を開始させるようにコントローラやマイクロ
プロセッサを時間管理することが必要とされた。

【０００６】例えば、コントローラが多重伝送システム
によって伝送された通信情報に基づいて、エンジンに燃
料を噴射するインジェクタを制御するエンジンの分散制
御システムにおいて、エンジンの回転に同期するクラン
ク角信号に同期してインジェクタをオン・オフ制御する
に際して、クランク角信号を合図にしてコントローラが
駆動情報の送信を開始したのでは、実際にインジェクタ
がオン・オフするタイミングは遅れて、エンジンを正し
く制御することができない。

【０００７】ここで、クランク角信号に同期してインジ
ェクタをオン・オフ制御させるためには、エンジン制御
用のマイクロプロセッサは、クランク角信号の周期を計
測した後、前回にクランク角信号が変化した時間に基づ
いて、次回のクランク角信号の変化時間を予測する。そ
して、この予測時間から１送信単位分の時間を減算し
て、送信を開始しなければならない時間を求め、そのタ
イミングで送信を開始させる。したがって、送信開始の
トリガ信号を求めるために非常に繁雑な手段が必要とさ
れる。

【０００８】図８は従来のクランク角に同期して燃料の
噴射制御を行うシステムの例を示すもので、送信ノード
51に入力されるクランク角信号は波形整形回路511 で波
形整形され、ＣＰＵ512 でエンジンの運転状況に対応し
たインジェクタ制御情報（燃料噴射時期、噴射量等）と
送信開始タイミングが演算される。そして、この送信開
始タイミングで演算されたインジェクタ制御情報は、通
信回路513 を介して通信回線52に送出され、受信ノード
53に伝送されるもので、この受信ノード53においては受
信回路531 でこのインジェクタ制御情報を受信し、駆動
回路532 を介してインジェクタ533 が駆動制御されるよ
うにする。

【０００９】この様なインジェクタの制御システムにお
いて、ＣＰＵ512 での送信開始タイミングの演算なし
に、インジェクタ533 の制御をクランク角に同期して実
行させるには、このインジェクタ533 の制御タイミング
を設定するために、図で破線で示すように受信ノード53
に対してもクランク角信号を入力させる必要があり、ク
ランク角信号の伝送路を、送信ノード51と共に受信ノー
ド53にそれぞれ接続する必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、クランク角信号等の基準信
号が送信ノード、受信ノードそれぞれに入力されていな
い制御システムでも、例えばマイクロプロセッサがアク
チュエータ等の駆動情報の送信を開始するタイミングを
特に計算することなく、例えばクランク角信号等の基準
信号に同期して、インジェクタ等のアクチュエータ駆動
情報を送信するトリガ信号が生成されるようにして、エ
ンジン制御が円滑に実行されるようにするエンジン制御
用の通信装置を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係るエンジン
制御用の通信装置は、基準信号および遅延回路出力が供
給される位相比較手段からの出力に対応した積分出力を
求め、発振手段においてこの積分出力の信号レベルに対
応した周波数の信号を発生し、この発振信号を適宜分周
して通信制御用トリガ信号を発生するものであり、また
この分周出力信号を前記遅延回路に供給するするもの
で、この遅延回路の遅延時間が前記通信を行うメッセー
ジ分に相当する時間に設定されるようにする ここで、前記基準信号は適宜エンジンのクランク角信号
が使用され、前記トリガ信号に基づきエンジン制御用の
信号が前記メッセージとして伝送制御されるようにして
いる。

【００１２】また、周期的に発生される基準信号に基づ
きその発生周期を計測すると共に、通信を行うメッセー
ジ分に相当する時間をメッセージ時間設定手段に設定
し、前記計測された前記基準信号の周期時間から前記メ
ッセージ相当時間を減算し、前記計測された基準信号の
周期時間から前記減算された時間分が前記基準信号発生
時より経過したときにトリガ信号を発生するようにする
ことも行われる。

【００１３】

【作用】この様に構成されるエンジン制御用の通信装置
にあっては、１メッセージ分に相当する遅延時間の設定
された遅延手段を内部に備えたＰＬＬ（フェーズロック
ドループ）が構成され、このＰＬＬに対して例えばクラ
ンク角信号のような基準信号が入力され、通信制御用の
トリガ信号が生成される。すなわち、基準信号に同期し
たトリガ信号が生成されると共に、基準信号より１メッ
セージ分先行してトリガ信号が発生されるようになり、
このトリガ信号に基づいて送信データが送出されて、例
えばインジェクタ等のアクチュエータが、エンジンのク
ランク角に同期して制御される。すなわち、クランク角
信号等の基準信号に基づいて、マイクロプロセッサで送
信開始タイミングを計算することなく、基準信号に同期
してインジェクタ等のアクチュエータを駆動制御でき
る。

【００１４】また同様のトリガ信号が、入力基準信号に
基づき得られるディジタル的な基準信号発生周期計測
や、ディジタル的に設定されたメッセージ時間によっ
て、基準信号の周期時間から前記時間設定手段で設定さ
れたメッセージ相当時間を減じた時間分が得られ、した
がってこの減じた時間分が基準信号発生時より経過した
ときにトリガ信号が発生されるようにすることで、カウ
ンタやコンパレータ等のディジタル回路要素により、デ
ィシタル的なエンジン制御用の通信に適合する、エンジ
ンのクランク角に同期した送信トリガ信号が得られる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１はその構成を示したもので、この実施例
にあっては基準信号としてエンジンの回転に同期するク
ランク角信号が入力され、例えばインジェクタを制御す
るための信号を送信するトリガ信号を出力する。

【００１６】すなわち、図示しないエンジンのクランク
の特定される回転角毎に検出されるクランク角信号が、
基準信号として位相比較回路11に入力される。この位相
比較回路11には、さらに遅延回路12からの出力信号が入
力されているもので、この位相比較回路11でクランク角
信号の立ち上がりエッジと遅延回路12からの出力信号の
立ち上がりエッジとを比較し、その比較結果に対応して
ハイレベル（Ｈ）もしくはローレベル（Ｌ）の信号が出
力される。例えば、遅延回路12からの出力の立ち上がり
よりも先にクランク角信号がＨレベルに立ち上がったと
きに位相比較回路11の出力がＨレベルに立ち上がり、遅
延回路11からの出力がＨレベルに立ち上がったときに、
ハイインピーターンスとなる。

【００１７】この位相比較回路11からの出力信号はロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）13に供給され、積分されるもの
で、この積分出力は電圧制御型発振器（ＶＣＯ）14に発
振制御信号として供給される。このＶＣＯ14において
は、ＬＰＦ13からの出力信号の電圧レベルに対応した周
波数で発振制御されるもので、この発振信号は例えば４
分周する分周回路15に供給され、その分周出力信号が送
信制御用のトリガ信号として出力されると共に、遅延回
路12に入力される。ここで、この遅延回路12に設定され
る遅延時間は、送信ノードから受信ノードに送信される
１メッセージ分に相当する時間に設定されている。

【００１８】この様に構成される装置において、図２で
示されるように、遅延回路12よりも先にクランク角信号
がＨレベルに立ち上がると、位相比較回路11からの出力
がＨレベルに立ち上がる。位相比較回路11からの出力が
Ｈレベルに立ち上がると、この信号の供給されるＬＰＦ
13の出力電圧が上昇し、これに伴ってＶＣＯ14の発振周
波数が上昇される。すなわち、ＶＣＯ14の発振信号の周
期が短くなり、その結果遅延回路12の出力がＨレベルに
立ち上がるタイミングが早められる。

【００１９】逆に、クランク角信号よりも先に遅延回路
12からの出力がＨレベルに立ち上がった場合には、位相
比較回路11がＬレベルの信号を出力し、したがってＬＰ
Ｆ13の出力電圧レベルが低下して、ＶＣＯ14の発振周波
数が低下するようになり、分周回路15からの出力と共
に、遅延回路12からの出力信号の周波数も低下する。す
なわち発振周期が長くなって、遅延回路12からの出力が
Ｈレベルに立ち上がるのを遅くする。その結果、最終的
には遅延回路12からの出力信号は、クランク角信号周波
数と共に位相が同期されるように制御される。

【００２０】この様にして遅延回路12からの出力信号と
入力クランク角信号とが同期した状態では、送信トリガ
信号は入力クランク角信号よりも遅延回路12の遅延時間
分だけ早くＨレベルに立ち上がる状態となる。ここで、
遅延回路12の遅延時間は１メッセージ分の送信時間と等
しく設定されているものであり、したがってこの送信ト
リガ信号に基づいて送信を開始すれば、その送信完了時
間がクランク角信号に同期される。

【００２１】図３はこの様にした送信トリガ信号を用い
た通信システムの例を示すもので、このシステムにおい
てはクランク角に同期して燃料の噴射制御を行うように
している。

【００２２】すなわち、送信ノード21においては波形整
形回路211 を備え、入力クランク角信号がこの波形整形
回路211 で波形整形される。そして、この波形整形され
たクランク角信号はＣＰＵ212 に供給されて、燃料噴射
時期や燃料噴射量が演算されるもので、このクランク角
信号はさらに送信トリガ回路213 に供給される。この送
信トリガ回路213 は、図１で示したようにして送信トリ
ガ信号を生成するもので、通信回路214 においてこのト
リガ信号に基づいて、ＣＰＵ212 で演算されたインジェ
クタ制御情報が通信回線22に送出されるようにする。

【００２３】一方受信ノード23は、通信回線22を伝送さ
れた送信ノード21からの情報を受信する受信回路231 を
備えるもので、この受信回路231 で受信されたインジェ
クタ制御情報に基づく駆動指令が駆動回路232 に供給さ
れ、インジェクタ233 が駆動制御されるようにする。

【００２４】送信ノード21において送信トリガ回路213
を備え、この送信トリガ回路213 で生成された送信トリ
ガ信号に基づきインジェクタ制御情報を送出するように
構成すれば、このインジェクタ制御情報であるメッセー
ジの受信完了時刻が、エンジンのクランク角信号に同期
しているものであるため、このクランク角信号にインジ
ェクタ制御を同期させる場合でも、受信ノード23に対し
てクランク角信号を伝送する配線を施す必要がない。

【００２５】これまでの実施例にあっては、エンジンク
ランク角信号を基準にしてアナログ的に送信トリガ信号
を発生するようにしていたが、同様なトリガ信号はエン
ジンクランク角信号を基準にしてディジタル的に形成す
ることもできる。

【００２６】図４はその実施例を示すもので、基準信号
とされるクランク角信号はカウンタ31にリセット信号と
して入力されるもので、このカウンタ31は所定の周期の
クロック源32からのクロック信号を計数し、図５で示さ
れるように矩形波状のクランク角信号の例えば立ち上が
りエッジに対応してリセットされ、同図で示されるよう
にそのカウント値に応じた出力が得られる。

【００２７】カウンタ31の計数出力はレジスタ33に入力
されるもので、このレジスタ33のクロック入力としてク
ランク角信号が与えられ、このクランク角信号の立ち上
がりでカウンタ31の出力がラッチされる。すなわち、こ
のレジスタ33の出力はクランク角信号の１周期の時間に
相当する計数値とされる。

【００２８】このレジスタ33でラッチされた計数値は減
算器34に対して入力される。この減算器34に対しては時
間設定回路35において予め設定されている通信メッセー
ジ時間に相当する値が供給され、この値がクランク角信
号の１周期の時間に相当する計数値から減算されるもの
で、この減算された値が送信開始時間に相当する。そし
て、ディジタルコンパレータ36において減算器34からの
カウンタ31の計数値とを比較し、その一致出力が送信制
御用のトリガ信号とされる。

【００２９】すなわち、ディジタルコンパレータ36から
前回のクランク角信号の周期から通信メッセージに相当
する時間を減じた時間が、クランク角信号の立ち上がり
から経過した後に、送信制御用のトリガ信号が出力され
るようになるもので、クランク角信号の周期が一定とさ
れているときには、送信終了時間がクランク角信号と同
期される。

【００３０】図６はこのディジタル的にトリガ信号を発
生する他の例を示しているもので、図４の実施例と比較
してレジスタ33と減算器34の位置が逆に設定されてい
る。この場合、減算器34の出力とレジスタ33の出力は図
７で示すようになるものであって、ディジタルコンパレ
ータ36に入力される信号は図４の実施例と同様になり、
送信トリガ信号は同様のタイミングで発生される。

【００３１】なお、図５および図７で示したカウンタ出
力とレジスタ出力、さらに減算器出力は本来複数ビット
で構成されるものであるが、ここでは便宜上ディジタル
値をアナログ的に表現して示した。また、これらの実施
例においては、クランク角信号の立ち上がりエッジでカ
ウンタ31、レジスタ33、さらにコンパレータ36を制御し
たが、これはクランク角信号（基準信号）の立ち下がり
エッジで制御するようにしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のようにこの発明に係るエンジン制
御用の通信装置によれば、マイクロプロセッサ等におい
てアクチュエータ等の駆動情報の送信を開始するタイミ
ングを特に計算することなく、クランク角信号等の基準
信号に同期してインジェクタ等のアクチュエータ駆動情
報を送信するトリガ信号が生成されるようになり、充分
に簡易化した構成で、エンジン制御が信頼性を持って円
滑に実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るエンジン制御用の通
信装置における、特に送信用トリガ信号生成手段を説明
する回路構成図。

【図２】上記実施例の動作を説明するための信号波形
図。

【図３】上記送信用トリガ信号生成手段を用いたインジ
ェクタ制御システムの例を説明する構成図。

【図４】この発明の第２の実施例を説明する構成図。

【図５】上記実施例の動作を説明する信号波形図。

【図６】この発明の第３の実施例を説明する構成図。

【図７】上記実施例の動作を説明する信号波形図。

【図８】従来のインジェクタ制御システムの例を説明す
る構成図。

【符号の説明】

11…位相比較回路、12…遅延回路、13…ローパスフィル
タ（ＬＰＦ）、14…電圧制御型発振器（ＶＣＯ）、15…
分周回路、31…カウンタ、32…クロック源、33…レジス
タ、34…減算器、35…時間回路、36…ディジタルコンパ
レータ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期的に発生される基準信号および遅延
   回路出力が供給されて、前記基準信号および遅延回路出
   力信号の位相を比較し、位相差に応じてハイレベルもし
   くはローレベル出力を発生する位相比較手段と、 この位相比較手段からの出力に対応した積分出力を発生
   する積分手段と、 この積分手段からの出力信号レベルに対応した周波数の
   信号を発生する発振手段と、 この発振手段からの発振信号を適宜分周して通信制御用
   トリガ信号を発生する分周手段とを具備し、 この分周手段からの出力信号を前記遅延回路に供給する
   するものであり、この遅延回路の遅延時間が前記通信を
   行うメッセージ分に相当する時間に設定されるようにし
   たことを特徴とするエンジン制御用の通信装置。
2. 【請求項２】 前記基準信号はエンジンのクランク角信
   号であり、前記トリガ信号に基づき前記エンジン制御用
   の信号が前記メッセージとして伝送制御されるようにし
   た請求項１記載のエンジン制御用の通信装置。
3. 【請求項３】 前記エンジン制御用の信号は、前記エン
   ジンの動作状態に基づき算出されたインジェクタの制御
   信号である請求項２記載のエンジン制御用の通信装置。
4. 【請求項４】 前記基準信号がエンジンのクランク角信
   号であると共に、前記位相比較手段では前記遅延回路出
   力がローレベルの状態で前記クランク角信号がハイレベ
   ルに立ち上がる状態でハイレベルの出力を発生し、前記
   発振手段からの発振信号の周波数が上昇制御され、前記
   分周手段からクランク角信号に同期する通信制御用トリ
   ガ信号が出力されるようにした請求項１記載のエンジン
   制御用の通信装置。
5. 【請求項５】 周期的に発生される基準信号が入力さ
   れ、この基準信号の発生周期を計測する周期時間計測手
   段と、 通信を行うメッセージ分に相当する時間の設定されたメ
   ッセージ時間設定手段と、 前記周期時間計測手段で計測された前記基準信号の周期
   時間から前記時間設定手段で設定されたメッセージ相当
   時間を減ずる減算手段と、 前記計測された基準信号の周期時間から前記減算手段で
   求められた時間分が前記基準信号発生時より経過したと
   きにトリガ信号を発生する送信トリガ発生手段と、 を具備したことを特徴とするエンジン制御用の通信装
   置。
6. 【請求項６】 前記入力基準信号の立ち上がりもしくは
   立ち下がりに対応してリセットされ、所定のクロックを
   計数するようにしたカウンタ、および前記入力基準信号
   の立ち上がりもしくは立ち下がりに対応して前記カウン
   タの計数値を読み取る手段によって前記基準信号の発生
   周期が計測されるようにすると共に、前記カウンタの計
   数値若しくはその読み取り計数値から前記メッセージ相
   当時間を減算した計数値が前記カウンタの計数値と比較
   されるようにして、前記計測された基準信号の周期時間
   から前記減算手段で求められた時間分が前記基準信号発
   生時より経過した送信トリガ発生タイミングが求められ
   るようにした請求項５記載のエンジン制御用の通信装
   置。