JPS58500676A - デジタル系において基準デ−タを設定する回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 デジタル系において基準データを設定する回路装置 公知技術 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の回路装置から出発している。

内部のデータ値列、例えば発生器の信号を基準データと比較して、データ値列と 基準データとの一致から所定の制御および調整機能に対する切換信号を導出する 回路装置は既に公知である。即ち例えばヨーロッ・ξ国際特許出願Ｅｐ、Ａｌ− ００２３２８３明細書には、自動車の発生器の信号、例えば回転数または走行距 離が、内部または外部において符号化スイッチによって発生される基準データと 比較装置において比較される回路装置が記載されている。発生器の出力信号が比 較装置に予め与えられた基準データに達すると、自動車の経済的および不経済な 運転を信号として知らせる切換信号が発生される。

しかし上記の形式の公知の装置は、一方において例えばＲＯＭにおけるデジタル 基準データの表示が比較的煩雑であり、電気的な接続の際困難が伴ないかつ他方 において基準データは評価すべきデータ値列とは無関係に発生されるので、ドリ フト等の障害が、例えば温度変化に基づいて評価すべきデータ値列と基準データ と−が異なった方向においてずれるとき、著しく顕著になるおそれがあるという 欠点を有する。

本発明の利点 これに対して請求の範囲の要旨に記載の特徴を有する本発明の回路装置は、一方 において基準データが比較的僅かなコストでアナログ値として現われ、これによ り電気的な接続の際にも一層僅かな手間ですみかつ他方において植列および基準 データの相対的な不変関係が得られ、その結果ドーリフト現象等が補償されると いう利点を有する。

請求の範囲の実施態様項に記載の構成によって、請求の範囲第１項に記載の回路 装置の有利な実施例が可能である。

例えば本発明の有利な実施例において比較すべきデータ値列および基準データを 発生するために基準電圧が使用され、この基準電圧から基準データを簡単に分圧 によって形成することができる。基準電流を使用する際には分流によって相応の 方法で基準データをめることができる。

本発明の回路装置がハイブリッド回路の形式で実現されていれば、基準データを 前以って与えるために設けられている回路装置、例えば分圧器は特に有利な方法 においてハイブリッド回路の基板上に配置することができ、これにより糸モジュ ールと外部の回路装置との類似の熱的環境が生じる。

本発明の回路装置は、特に有利な方法において、自系または調整系において切換 信号を検出するために使用することができる。その際サイクルとして内燃機関の 点火サイクルを基礎に考えると、クロック信号が印加される計数器の計数値の評 価によって有利な方法において点火フィル電流に対する最小開放時間、許容の機 関回転数の超過および／または点火コイル−電流減少の持続時間（定常電流遮断 ）を検出することができる。

更に本発明の回路装置は有利な方法において、デジタル調整系の動的特性を制限 して、この調整系の振動傾向を低減することができる。

本発明の別の利点は、引続く説明および添付図面から明らかである。

図面 本発゛明を図示されている実施例に基づいて以下詳細に説明する。その際第１図 は本発明の回路装置の１実施例のブロック回路図であり、第２図は本発明の回路 装置の適用を説明するための信号の時間ダイヤグラムである。

実施例の説明 デジタル調整系においては、（単調に）変化するデータ値列、例えば計数値を度 々、系自体または所属のメモリに記憶されている、原理的には固定の基準データ と比較しなけれＩ！−ならない。その際これら基準データに達したか、上回った かまたは下回っているかに依存して糸の応動がトリガされる。

即ち例えば自動車のデジタル点火系において点火コイル電流の閉成角調整に対し て、点火時期から所定の時間待って、早くとも−その時間の経過後コイル−電流 を再び投入することが許される。この最小開放時間の経過は、クロック発生器の 固定選択された数の全周期の計数によって監視される。所定数の全周期によって 規定されるこの時間尺度がその際デジタル調整系の基準データである。相応の方 法において内燃機関の回転数制限は、前以って決められた最大回転数に達した際 に点火を遮断することによって可能である。この場合２つの点火時期の間でクロ ック発生器の全周期が計数されかつ前以って決められた数の周期に達しないとき は点火コイル電流は再び投入されない。その際デジタル調整系の基準データは、 この場合も点火サイクルの最小周期持続時間に相応する時間尺度である。

類似の課題設定は、所謂定常電流遮断において生じる。つまり内燃機関の所定の 作動状態における点火コイル電流のほぼ連続的な減少、殊にコイル電流が火花の 生じることなく遮断されなければならない極めて低い回転数の到達乃至機関停止 状態においてである。基準データとしてこの場合もコイル電流減少の持続時間を 表わす時間尺度が用いられる。この時間尺度は、内燃機関の前以って決められた 作動状態の識別基準が生じる時点において始まる。

最後に更に、調整系の動的特性の制限を前以って与゛えるために調整量の追従を 一方の方向においてのみ許容するデジタル調整系が公知であり、その際各調整サ イクルの開始時点で調整系は最初他方の方向において所定の値だけ偏移される。

つまり調整幅を所定の値に制限するが、振動の抑圧作用を行なう。というのは糸 は一方の方向においては必ずや前以って決められた値だけしか応動することがで きないからである。この調整を行なうために、各調整サイクルの開始時点におい て調整系を最初前以って決められた値だけ一方の方向において偏移する必要があ る。また本発明によればこのことは計数器を基準データ（前以って決められた値 ）に達するまで計数させることによって行なうことができる。

従ってこれまで説明した例から明らかなように、全体として、調整系に基準デー タと比較される評価すべきデータ値列を供給することが問題であり、その際これ ら基準データに達した際に上記の系機能がトリガされる。

第１図には、外部の回路装置２と協働するデジタル調整系の系モジュールが１で 示されており、回路装置には系の基準データを前以って与えることができる。

その際外部の回路装置２は本発明によれば、−例えば系％　）　ニー　／ｌ／　 ｌがハイブリッドとして構成されている場合−回路装置２をハイブリッドあ基板 上に設けることによって糸モジュール１の空間的に近傍に配置される。しかし回 路装置２を１．系モジュール１の直接近傍に取付けられているプリント配線板上 に配置することも可能である。

系モジュール１は、第１図の実施例において点火装置６に同期可能である第１の 計数器牛を動作させるクロック発生器３を有する。計数器牛の出力側は、基準電 圧ＵＲを使用するＤＡ　変換器５に接続されている。

基準電圧ＵＲは更に、外部の回路装置２を形成する分圧器Ｒ□、Ｒ２，・・・Ｒ ｎ、　Ｒｎ＋□に印加され、その際図示の分圧器は勿論例として示されているに すぎない。変換器５の出力側は、比較装置Ｋ。、に工、に２　川Ｋ　の第１の入 力側に接続されており、これら比較装置の別の入力側は分圧ｉＲ□、Ｒ２・・・ Ｒｎ、、Ｒのｎ＋１ タップに接続されている。比較装置Ｋ　、に□、・・・Ｋ　の出力側は同期装置 ８乃至開放時間段９乃至回転数監視装置１１に導かれている。

第１の計数器牛は更に、第２の計数器７に接続されているオーバフロー出力側を 有する。第２の計数器の出力側は、開放時間段１０に接続されている。この開放 時間段１０の別の入力側にはインバーター２を介してＤＡ変換器５の出力信号が 加えられる。開放時間段１０の出力側は、点火装置６の入力側を制御する。

牛によって計数され、その際計数器は循環的な同期時点、例えば点火時期によっ てその都度、既知の計数値、例えば零においてスタートしかつ引続く点火時期が 続いて生じるかどうかに無関係に、オーバフローの際零で始まって更に計数する 。その際クロック周波数および最大計数値は、計数器牛のオーバフローが内燃機 関の著しく低い回転数において初めて生じるように設定されている。計数器牛の その都度のデジタル出力信号は変換器５においてアナログ信号に変換されｔつ比 較装置Ｋ。、に□、に２・・・Ｋユの第１の入力側に供給される。その際変換器 ５は次のように動作する。即ちアナログ基準電圧ＵＲが一定数ｎの２進回路段に よって２１個の間隔においてａ−ＵＲ／２　に分割される。その際連続する間隔 のそれぞれの部分合計ｘ”ａ（ただしＸ＝２”）は、ｎ個の回路段の、２″個の 相互に区別可能であってかつ連続する回路状態の１つに対応する。その際基準電 圧ＵＲは通例絶対一定量として設定されているが、このことは次の理由から必ず しも必要でない。即ち比ＵＲ／ａ−２ｎ　は一定でありがっ量Ｕ　とは無関係で あり、従って２１個の間隔におけＲ（ る分割および連続する間隔合計の、ｎ個の回路段の連続する回路状態への一義的 々対応関係が、ＵＲが絶対一定量でないときでも維持されるからである。この考 察は、本発明の解決に対して次の理由がら利点を有す・る。即ち基準電圧ＵＲは 、単にＤＡ　変換のためにのみ使用されるのではなく、その他に回路装置２へ基 準データを導出するためにも・使用されるからである。そうすれば外部の回路装 置２として、コストが高くかつ温度に敏感なデジタルメモリ（ＲＯＭまだはＥＰ ＲＯＭ）を必要とする純然たるデジタル系とは対照的に単に、簡単かつ安価に使 用できる、同じ相対温度係数を有する抵抗Ｒ工、Ｒ２，・・・Ｒお　、Ｒ□や、 が必要なだけである。

これらの抵抗は第１図に図示されているように、分圧器（チェーン）として配置 されているので、分圧点において必要とされる基準データをアナログ形で取出す ことができる。従って基準データは、これら基準データと比較されるべき、第１ の計数器牛のＤＡ変換される本来はデジタル々植列と同様に、同じ基準電圧ＵＲ れば）同じようにＵＲの絶対量には無関係である。

このように形成される基準データは、極めて簡単々方法で抵抗調整によって設定 できその結果基準データによって相異なる種々様々な変形装置を、唯一の系モジ ュールによって製造可能である。計数器生の単調な計数値列と基準データとの間 の比較結果は、比較装置出力側において系モジュール１内で再びデジタル形で使 用されかつ系モジュール１のデジタルに動作する構成要素８乃至１１によって引 続き処理することができる。

点火系６から第１の計数器４に信号が供給される点火時期から、クロック発生器 ３のクロックツξルスが第１の計数器において計数されると、変換器５の出力値 が零を上回るとまず比較装置ＫＯの出力側に信号が現われる。というのは比較装 置ｘ□　の一方の入力側はアース接続されているからである。

従って比較装置Ｋ。の出力は、制御量を点火時期に同期するために用いられる同 期装置８に対して使用することができる。比較装置にエ　には抵抗ＲＩ　Ｌおけ る電圧降下に相応して別の基準データが予め与えられる。この基準データは例え ば最小開放時間ｔ。と同しにすることができる時間尺度に相応する。変換器５の 出力はこの基準データに、クロック発生器３の前以って決められた数のノξルス 後に達するので、この結果この時間尺度はＲエ　の設定によって所望の量に設定 することができる。従って比較装置にエ　の出力側には、開放時間段９の制御の ために用いることができる信号が生じる。

相応の方法において、ＲおよびＲ２における電圧降下によって、別の時間尺度に 相応して、別の制御目的のために用いることができる比較装置に２　に対する基 準データが形成される。

定常電流遮断が考慮される作動状態は、第１の計数器牛のオーバフローを計数す る第２の計数器７を弄して検出され、その結果所定数のオーバフローによって最 小の回転数を検出することができる。第２の計数器は、所定の最小回転数に相応 する、所定数のオーバフローに達したときにオーバフローするように構成されて いる。この場合インバーター２を介して変換器５の出力の反転された階段関数、 即ち準連続的に減少する関数が供給される開放時間段１０が制御される。この関 数は点火系６において、計数器牛によって前以って与えられた時間にわたってコ イル電流を減少調整するために用いられる。

最後に最大回転数に達したことを検出するために、回転数監視装置１１と協働す る比較装置にユが設けられている。回転数監視装置１１は、点火サイクルの間抵 抗Ｒ□、Ｒ２，・・・Ｒの直列接続によって設定された基準データに達しなかっ たときに制御、される。この基準データは同様、時間尺度、しかも点火サイクル の最小周期、従って最大回転数に相応する。

最後に本発明の回路装置は、第２図に図示されているように有利には自動車にお けるデジタル調整系の動的特性を設定するために使用することができる。

第２図において作用量はＥで示されており、計数値はＺで示されており、その際 デジタル調整は、時間軸上にＴ。、Ｔ□　、　Ｔ２　、　Ｔ３　、Ｔ　およびＴ ５　で示されているサイクルにおいて行なわれる。その際各サイタルは、第２図 では第１のサイクルＴ。乃至Ｔ□　において図示されているように、第１の部分 サイクルＩおその際デジタル調整系は、作用信号（例えば発生器Ω出力信号）が 計数値Ｚと比較されかつ計数値Ｚは作用量Ｅと一致すると、制御量として更に送 出される。

その際各調整サイクルにおいて第１の部分サイクルｌの量計数器は所定の値だけ 加算計数しかつ第２図の第１サイクルにおいて点２０で示されているように、第 ２の部分サイクル■において作用値Ｅに達するまで減算計数する。そこで時点２ ０における計数値Ｚ、が制御ｉｋで引続き送出される。計数器は作用値Ｅに達し ないと、第２部分サイクル■において破線にて示されているように引続いて減算 計数する。それから引続くサイクルにおいて計数器は達した値（点２０）から再 び所定の値だけ加算計数しかつそれから、第２図の第２のサイクルにおいて点２ １において示されているように、作用量Ｅに達するまで減算計数する。相応に計 数器は第３のサイクルにおいて再び点２１の値から加算計数ｔ−るが、第２の部 分サイクルにおける減算計数において作用量Ｅに達しない。というのは作用量は 時点Ｔ２　において所定の値以上に正の方向に変化したからである。従って計数 器は第３のサイクルの終了時点まで減算計数しかつこのサイクルの終了時点にお いて第３のサイクルの第１の部分サイクルの終了時点で達した値（点２２）を保 持する。それから計数器はこの値（点２２）から次のサイクルにおいてまず所定 の値だけ加算計数するが、第２の部分サイクルにおいても作用量Ｅに達しないの で、この結果類似の方法において点２３の値が第４の、サイクルの終了時点にお いて保持される。この動作は第５のサイクルにおいて繰返されるが、その際この 場合第２の部分サイクルの間点２４において作用量Ｅに再び達する。

従って全体として調整系は、各サイクルの開始時で第１の部分サイクルにおいて 所定の正の値だけ偏移されかつ作用量Ｅとの比較が負の方向における第２の部分 サイクルにおいて行なわれる。その際第２の部分サイクルの変化幅は、作用量Ｅ が負の方向に偏移した場合には確実に達するように定められている。これに対し て作用量は、所定の値以上正の方向に変化したならば達しない。この場合調整系 は各サイクルにおいてその都度所定の値だけ正の方向に偏移されかつそれから引 続くサイクルにおいてこの値から更に計数する。このようにして正の方向におけ る動的特性制限が作用する。というのはサイクル毎にその都度一方向において制 限された最大変化しか可能でないからである。しかしこれにより調整系の振動は 確実に回避される。その理由は振動の際大き々振幅が両方向において生じるから である。

上記のデジタル調整系を実現するために、各サイクルの開始時に系をまず所定の 値だけ所定の方向に偏移することか必要であることが明らかである。しかしこの 第１の部分サイクルを実施するために、第１の部分サイクルにおいて調整系が偏 移される所定の値を、第１図の実施例において説明したように、基準データを予 め与えることによって規定するようにすれば、本発明の回路装置が特に有利な方 法において適している。

その際第１の部分サイクル１の開所数値は比較装置において予め与えられた値に 相応する基準データと比較されかつ基準データに達すると計数方向が反転され、 この結果作用量Ｅの比較が行なわれる第２の部分サイクルをスタートさせること ができる。

国際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．糸モジュール（１）と、基準データを前以って与えるだめの外部の回路装置
2. （２）とが設けられている、デジタル植列が基準データと比較される、デジタル 系における基準データを設定するための回路装置において、系モジュールが内部 の電気基準量を有するＤＡ変換器（５）を有し、該ＤＡ　変換器にデジタル植列 を供給可能でありかつ該ＤＡ　変換器のアナログ出力が少なくとも１つのアナロ グ−比較装置（Ｋｏ　＋　Ｋｌ　、　Ｋ２　、　Ｋｎ）の第１の入力側に導かれ かつアナリグ形の基準データが少なくとも１つの比較装置（Ｋｏ　、　Ｋｌ　、 　Ｋ２　、　Ｋｎ）の第２の入力側に印加されることを特徴とするデジタル系に おける基準データを設定するだめの回路装置。 ２、内部の電気基準量が、アナログ基準データを形成するだめの外部の回路装置 に供給可能である、請求の範囲第１項記載の回路装置。 ３、基準量が基準電圧（ＵＲ）でありかつ回路装置（２）が少なくとも１つの分 圧器（Ｒ工、　Ｒ２，Ｒｎ＋　Ｒｒ１＋１　）から成る、請求の範囲第１項記載 の回路装置。 ４、基準量が基準電流でありかつ回路装置（２）が少なくとも１つの分流器から 成る、請求の範囲第１項記載の回路装置。 ５、回路装置（２）が、ハイブリッド回路の基板上に配置されている、請求の範 囲第１項乃至第４項のいづれか１つに記載の回路装置。 ６、回路装置（２）が、プリント配線板上に配置されている、請求の範囲第１項 乃至第３項のいづれか１つに記載の回路装置。 ７、系モジュール（１）が、内燃機関の点火系の部分であり、その際点火サイク ルにおける同期時点、有利には点火時期と同期されていて、周期的に計数する第 １の計数器（４）を有し、クツツク信号が供給される、前記第１の計数器（４） が、ＤＡ　−変換器（５）に接続されておりかつ次の値、即ちａ）同期時点から 第１の基準データに達する時点とからの点火コイル電流に対する最小開放時間ｂ ）同期時点から次の同期時点までで第２の基準データに達しないことか゛らの許 容機関回転数の超過のうち少なくとも１つが比較装置（・Ｋｏ、　Ｋ□、に２、 Ｋ　）の比較から検出される、請求の範囲第１項乃至第６項のいづれか１つに記 載の回路装置。 ８、　計数器（４）の所定数のオー・マフローの際変換器（５）の反転された出 力信号が、点火コイルの電流を連続的に下降調整するために用いられる、請求の 範囲第７項記載の回路装置。 ９、系モジュール（１）が更にデジタル調整系の部分であり、該部分において制 御量が、作用量（Ｅ）と計数値（Ｚ）との比較から循環的に形成され、その際泪 数器は第１の部分サイクル（Ｉ）において所定の値だけ一方の方向において計数 し、それから第２の部分サイクル（Ｉｔ）において他方の方向において計数しか つ場合に応じて作用量（Ｅ）に達した際停止し、かつ引続くサイクルにおいて達 した値からまたは、作用量（Ｅ）に達しなかった場合には、先行する第１の部分 サイクル（１）の終了時における値から引続き計数しかつ第１の部分サイクル（ Ｉ）の終了が、第１の部分サイクル（Ｉ）の開始から別の基準データに達するこ とにより検出される、請求の範囲第１項乃至第８項のいづれか１つに記載の回路 装置。