以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における制御装置につき、詳細に説明する。
Hereinafter, a control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
まず、本実施形態における制御装置の全体構成について、図1を参照して、詳細に説明する。
First, the overall configuration of the control device in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.
図1は、本実施形態における制御装置の構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a control device in the present embodiment.
図1に示す制御装置1は、典型的には、図示を省略する車両の内燃機関への燃料噴射動作を制御することが可能な制御装置である。かかる制御装置1は、マイクロコンピュータであるECU(Electronic Control Unit)10と、電圧クランプ回路20と、EUC10及びセンサSR1~SR8間を電気的に対応して接続する電気配線L1~L8にそれぞれ対応して配設されたCR回路31~38と、を備える。
A control device 1 shown in FIG. 1 is typically a control device capable of controlling a fuel injection operation to an internal combustion engine of a vehicle (not shown). The control device 1 corresponds to an ECU (Electronic Control Unit) 10 that is a microcomputer, a voltage clamp circuit 20, and electric wirings L1 to L8 that electrically connect the EUC 10 and the sensors SR1 to SR8 in a corresponding manner. And CR circuits 31 to 38 disposed in a row.
センサSR1~SR8はそれぞれ、典型的には、内燃機関の動作状態を規定する各種電気部品の動作状態の制御に関連する物理量を検出するためのセンサであり、検出値をアナログ信号で出力する。かかるセンサSR1~SR8としては、車両の内燃機関に関して、クランク角センサ、スロットル開度センサ、吸排気管等の圧力センサ、排気ガスの酸素濃度センサ、及びクーラント等の温度センサ等を例示することができる。また、センサSR1~SR8には、それらの種類に応じ、所定の抵抗素子を介して、対応する電気配線L1~L8に電源電圧Vccが接続された構成で検出電流を受けていてもよく、説明の便宜上、図1では全てのセンサSR1~SR8に電源電圧Vccが接続されているように図示した。
Each of the sensors SR1 to SR8 is typically a sensor for detecting a physical quantity related to the control of the operation state of various electrical components that define the operation state of the internal combustion engine, and outputs the detection value as an analog signal. Examples of the sensors SR1 to SR8 include a crank angle sensor, a throttle opening sensor, a pressure sensor such as an intake / exhaust pipe, an exhaust gas oxygen concentration sensor, a temperature sensor such as a coolant, and the like regarding an internal combustion engine of a vehicle. . In addition, the sensors SR1 to SR8 may receive a detection current in a configuration in which the power supply voltage Vcc is connected to the corresponding electric wirings L1 to L8 via predetermined resistance elements according to their types. For the sake of convenience, FIG. 1 shows that the power supply voltage Vcc is connected to all the sensors SR1 to SR8.
ここで、ECU10は、A/D変換器11と、制御部12と、クランプダイオードD1~D8と、を備える。
Here, the ECU 10 includes an A / D converter 11, a control unit 12, and clamp diodes D1 to D8.
A/D変換器11は、入力センサSR1~SR8に対応した入力ポートP1~P8及び入力ポートP1~P8に対応した結果格納レジストリRG1~RG8を有し、入力ポートP1~P8及び結果格納レジストリRG1~RG8の対応するもの同士は、それぞれA/D変換器11の入力チャンネルに対応している。かかる入力ポートP1~P8には、対応して、電気配線L1~L8を介してセンサSR1~SR8が接続されている。また、A/D変換器11は、センサSR1~SR8から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有し、A/D変換後のデジタル信号は、入力チャンネル毎に対応してデジタル信号データとして結果格納レジストリRG1~RG8に格納されることになる。
The A / D converter 11 has input ports P1 to P8 corresponding to the input sensors SR1 to SR8 and result storage registries RG1 to RG8 corresponding to the input ports P1 to P8, and includes the input ports P1 to P8 and the result storage registry RG1. .. Corresponding to RG8 correspond to input channels of the A / D converter 11, respectively. Corresponding to these input ports P1 to P8, sensors SR1 to SR8 are connected via electric wirings L1 to L8. The A / D converter 11 has a function of converting the analog signals input from the sensors SR1 to SR8 into digital signals, and the digital signals after A / D conversion are digital signals corresponding to the input channels. It is stored as data in the result storage registries RG1 to RG8.
制御部12は、図示を省略するCPU等の演算処理装置及び必要なメモリ素子を有して、制御装置1全体の動作を制御する。かかる制御部12は、A/D変換器11の結果格納レジストリRG1~RG8からA/D変換後のデジタル信号データを読み出して取得し、取得したデジタル信号データに基づいて所定の演算処理を行って、その演算処理の結果に基づいて対応する電気部品の動作を制御し、結果として、内燃機関の燃料噴射動作を制御して、内燃機関の燃焼状態等を制御する。
The control unit 12 includes an arithmetic processing device such as a CPU (not shown) and necessary memory elements, and controls the operation of the entire control device 1. The control unit 12 reads and acquires the digital signal data after A / D conversion from the result storage registries RG1 to RG8 of the A / D converter 11, and performs predetermined arithmetic processing based on the acquired digital signal data. The operation of the corresponding electrical component is controlled based on the result of the arithmetic processing, and as a result, the fuel injection operation of the internal combustion engine is controlled to control the combustion state of the internal combustion engine.
クランプダイオードD1~D8は、ECU10に内蔵される。かかるクランプダイオードD1~D8は、A/D変換器11の入力ポートP1~P8に対応して入力ポートP1~P8の前段に設けられながらA/D変換器11に接続されると共に、共通の電源電圧Vccに向かって順方向に直列に接続される。
The clamp diodes D1 to D8 are built in the ECU 10. The clamp diodes D1 to D8 are connected to the A / D converter 11 while being provided in front of the input ports P1 to P8 corresponding to the input ports P1 to P8 of the A / D converter 11, and a common power source. They are connected in series in the forward direction toward the voltage Vcc.
また、電圧クランプ回路20は、電源電圧Vccと、A/D変換器11の入力ポートP1~P8間に接続されたクランプダイオードD1~D8と、を利用して、入力ポートP1~P8に入力されるアナログ信号の電圧レベルが所定の範囲を超えないように制限する機能を有するもので、クランプダイオードD1~D8と共に、ECU10への過剰入力電圧に対する保護回路、特にそのA/D変換器11への過剰電圧入力に対する保護回路として機能する。かかるクランプダイオードD1~D8は、ECU10に本来的に内蔵されているものであるため、ECU10に別途外付けしたダイオードをクランプダイオードとして用いる場合に比較して、制御装置1の部品点数を削減して構成を簡素化し、制御装置1のコストを低減することができる。
The voltage clamp circuit 20 is input to the input ports P1 to P8 using the power supply voltage Vcc and the clamp diodes D1 to D8 connected between the input ports P1 to P8 of the A / D converter 11. A function to limit the voltage level of the analog signal so as not to exceed a predetermined range, together with the clamp diodes D1 to D8, a protection circuit against excessive input voltage to the ECU 10, particularly to the A / D converter 11 Functions as a protection circuit against excessive voltage input. Since the clamp diodes D1 to D8 are inherently built in the ECU 10, the number of parts of the control device 1 is reduced as compared with the case where a diode externally attached to the ECU 10 is used as the clamp diode. The configuration can be simplified and the cost of the control device 1 can be reduced.
また、CR回路31~38はそれぞれ、EUC10及びセンサSR1~SR8間を対応して電気的に接続する電気配線L1~L8に対応して配設されているものであって、それぞれが抵抗素子RとキャパシタCとから成る。かかるCR回路31~38は、ECU10に内蔵されたクランプダイオードD1~D8の耐圧が十分ではないことを考慮して設けられたものであり、電圧クランプ回路20及びクランプダイオードD1~D8から構成される保護回路のECU10に対する保護機能を補完して、ECU10におけるA/D変換器11の入力ポートP1~P8に対して過剰電圧が入力されるような場合に、その直前で過剰電圧の一部を抵抗素子R及びキャパシタCで吸収する機能を有する。なお、かかる抵抗素子R及びキャパシタCは、同一のものを用いてもよいし、センサSR1~SR8の種類に応じて異なった特性のものを用いてもよい。
Further, the CR circuits 31 to 38 are respectively arranged corresponding to the electric wirings L1 to L8 that electrically connect the EUC 10 and the sensors SR1 to SR8 correspondingly. And capacitor C. The CR circuits 31 to 38 are provided in consideration of insufficient withstand voltages of the clamp diodes D1 to D8 built in the ECU 10, and are composed of the voltage clamp circuit 20 and the clamp diodes D1 to D8. Complementing the protection function for the ECU 10 of the protection circuit, when an excessive voltage is input to the input ports P1 to P8 of the A / D converter 11 in the ECU 10, a part of the excessive voltage is resisted immediately before that. It has a function of absorbing by the element R and the capacitor C. Note that the resistance element R and the capacitor C may be the same, or may have different characteristics depending on the types of the sensors SR1 to SR8.
つまり、かかる電圧クランプ回路20及びクランプダイオードD1~D8から構成される保護回路の保護機能を補完する観点からは、CR回路31~38の抵抗素子Rの抵抗値やキャパシタCの容量は、A/D変換器11の入力ポートP1~P8やA/D変換器11自体を確実に保護できるように十分に大きいことが望ましい。
That is, from the viewpoint of complementing the protection function of the protection circuit composed of the voltage clamp circuit 20 and the clamp diodes D1 to D8, the resistance value of the resistance element R of the CR circuits 31 to 38 and the capacitance of the capacitor C are A / It is desirable that the input ports P1 to P8 of the D converter 11 and the A / D converter 11 itself be sufficiently large so that they can be reliably protected.
しかしながら、抵抗素子R1の抵抗値やキャパシタCの容量が大きすぎると、A/D変換器11に入力される電圧信号が速やかに上昇せず、A/D変換器11の入力ポートP1~P8のいずれかに入力されてA/D変換される電圧信号が、隣接する入力ポートに入力されてA/D変換される電圧信号の影響を受けるクロストークが発生したり、A/D変換の直線性も低下する場合も考えられる。従って、抵抗素子Rの抵抗値やキャパシタCの容量の大きさは、かかるA/D変換のクロストーク(動的変動)や直線性(静的変動)、更にはA/D変換器11の等のノイズタフネス(破損防止)等を総合的に考慮して設定することになる。
However, if the resistance value of the resistance element R1 or the capacitance of the capacitor C is too large, the voltage signal input to the A / D converter 11 does not rise rapidly, and the input ports P1 to P8 of the A / D converter 11 A voltage signal that is input to any one and A / D-converted may be affected by a voltage signal that is input to an adjacent input port and A / D-converted. It is also possible to decrease the Accordingly, the resistance value of the resistance element R and the capacitance of the capacitor C are determined by the crosstalk (dynamic fluctuation) and linearity (static fluctuation) of the A / D conversion, the A / D converter 11 and the like. The noise toughness (breakage prevention) is set comprehensively.
次に、更に図2及び図3をも参照して、以上の構成の制御装置1におけるA/D変換処理について、詳細に説明する。
Next, the A / D conversion processing in the control device 1 having the above configuration will be described in detail with reference to FIGS.
図2は、本実施形態における制御装置の比較例としてのA/D変換処理を示す模式的な概念図であり、横軸は時間を示す。また、図3は、本実施形態における制御装置のA/D変換処理を示す模式的な概念図であり、横軸は時間を示す。
FIG. 2 is a schematic conceptual diagram showing an A / D conversion process as a comparative example of the control device in the present embodiment, and the horizontal axis shows time. FIG. 3 is a schematic conceptual diagram showing A / D conversion processing of the control device in the present embodiment, and the horizontal axis shows time.
まず、図2を参照して、比較例のA/D変換処理について説明する。
First, the A / D conversion process of the comparative example will be described with reference to FIG.
図2に示すように、比較例におけるA/D変換処理において、制御部12は、A/D変換器11に対して、入力ポートP1~P8に入力されるアナログ信号の全部を順次繰り返してA/D変換してデジタル信号を得ると共に結果格納レジストリRG1~RG8に格納させる制御をして、そしてこのように結果格納レジストリRG1~RG8に格納されたデジタル信号データAD0~AD7を、処理A、B及びCの如何にかかわらず、常に連続的にスキャンし読み取って取得するものである(連続フルスキャンモード)。
As shown in FIG. 2, in the A / D conversion process in the comparative example, the control unit 12 sequentially repeats all of the analog signals input to the input ports P1 to P8 with respect to the A / D converter 11. A digital signal is obtained by / D conversion and is stored in the result storage registries RG1 to RG8, and the digital signal data AD0 to AD7 stored in the result storage registries RG1 to RG8 in this way are processed by processes A and B. Regardless of A and C, the data is always continuously scanned, read and acquired (continuous full scan mode).
かかる処理A、B及びCについて詳細に説明をすると、まず、処理Aは、内燃機関を制御するために必要な基準位置、例えば、内燃機関が何れの燃焼行程位置に在るかという情報等を取得するために、クランク角の30度毎のクランクパルスを受けて起動されるタスクレベルが高い処理である。ついで、処理Bは、内燃機関を制御するための制御量、例えば、燃料噴射量を算出するために、クランク角の360度毎のクランクパルスを受けて起動されるタスクレベルの高い処理であるが、処理A及び処理Bにおけるそれぞれのタスクレベルの関係では、処理Bよりも処理Aが優先される関係にある。また、処理Cは、処理A及び処理Bよりも優先度は低く、所定周期で起動すれば足りるタスクレベルが低い処理であって、例えば、内燃機関の制御にあたって、内燃機関の温度状態等を取得する処理である。なお、かかるクランクパルスは、図示を省略するクランク角センサから送出される。
The processing A, B, and C will be described in detail. First, the processing A includes a reference position necessary for controlling the internal combustion engine, for example, information on which combustion stroke position the internal combustion engine is in. In order to acquire, it is a process with a high task level activated in response to a crank pulse every 30 degrees of the crank angle. Next, the process B is a process with a high task level that is started in response to a crank pulse every 360 degrees of the crank angle in order to calculate a control amount for controlling the internal combustion engine, for example, a fuel injection amount. In the relationship between the respective task levels in the processing A and the processing B, the processing A is prioritized over the processing B. The process C is a process having a lower priority than the processes A and B and a task level that is sufficient if the process C is started in a predetermined cycle. For example, in the control of the internal combustion engine, the temperature state of the internal combustion engine is acquired. It is processing to do. The crank pulse is transmitted from a crank angle sensor (not shown).
ここで、制御装置1には、EUC10及びセンサSR1~SR8間を電気的に接続する電気配線L1~L8に対応してCR回路31~38が配設されているため、それらの抵抗値や静電容量により、入力ポートP1~P8に入力されるアナログ信号の信号電圧が上昇するのにある程度の時間がかかり、A/D変換器11で所定のビット数に対応した全てのA/D変換が終わって全てのデジタル信号データが揃うにはある程度の時間がかかる場合が考えられる。
Here, since the control device 1 is provided with CR circuits 31 to 38 corresponding to the electric wirings L1 to L8 that electrically connect the EUC 10 and the sensors SR1 to SR8, their resistance values and static values are reduced. Due to the capacitance, it takes some time for the signal voltage of the analog signals input to the input ports P1 to P8 to rise, and the A / D converter 11 performs all A / D conversions corresponding to a predetermined number of bits. It can be considered that it takes a certain amount of time to complete all the digital signal data.
例えば、内燃機関に関して、スロットル開度センサSR2に対応する入力ポートP2及び吸気管の負圧センサSR5に対応する入力ポートP5にそれぞれ対応するデジタル信号データAD1及びデジタル信号データAD4を利用する処理Aにおいては、A/D変換処理が連続フルスキャンモードであるとすれば、制御部12が、処理Aを起動して、デジタル信号データAD1及びデジタル信号データAD4を使用しようとすると、図2に示す2回目の処理Aのように1周期分前のデジタル信号データAD1及びデジタル信号データAD4を使用せざるを得ない場合が出てくる。かかる事情は、その後の燃料噴射量を算出する処理B及び内燃機関の状態を演算する処理Cにおいても同様である。
For example, in the internal combustion engine, in the process A using the digital signal data AD1 and the digital signal data AD4 respectively corresponding to the input port P2 corresponding to the throttle opening sensor SR2 and the input port P5 corresponding to the negative pressure sensor SR5 of the intake pipe. If the A / D conversion process is in the continuous full scan mode, the control unit 12 activates the process A and uses the digital signal data AD1 and the digital signal data AD4. There are cases where the digital signal data AD1 and the digital signal data AD4 from the previous cycle must be used as in the process A of the second time. This situation is the same in the subsequent process B for calculating the fuel injection amount and the process C for calculating the state of the internal combustion engine.
このことは、制御部12が、最新の内燃機関の状態に基づいて制御対象である電気部品等の動作を適切に制御することができなくなる場合があることを意味する。特に、内燃機関の状態によって変動幅の大きいスロットル開度センサSR2の検出値や吸気管の負圧センサSR5の検出値をA/D変換する場合には、常態では変動幅が少ないクーラントの温度センサSR4の検出値をA/D変換する場合に比較して、取得されるデジタル信号データが取得タイミングによって大きく変化する傾向があるために、制御部12が、例えば、最新のデジタル信号データを使用した燃料噴射量を算出できない事態も想定されて、算出した燃料噴射量が実質意味を成さず、精度の高い燃料噴射動作の制御が困難となる場合も考えられる。
This means that the control unit 12 may not be able to appropriately control the operation of the electrical component or the like to be controlled based on the latest state of the internal combustion engine. In particular, when A / D conversion is performed on the detection value of the throttle opening sensor SR2 having a large fluctuation range or the detection value of the negative pressure sensor SR5 of the intake pipe depending on the state of the internal combustion engine, a coolant temperature sensor having a small fluctuation range in a normal state. Compared to the case where the detection value of SR4 is A / D converted, the acquired digital signal data tends to change greatly depending on the acquisition timing. Therefore, the control unit 12 uses, for example, the latest digital signal data. A situation where the fuel injection amount cannot be calculated is also assumed, and the calculated fuel injection amount does not substantially make sense, and it may be difficult to control the fuel injection operation with high accuracy.
そこで、本実施形態における制御装置1では、制御部12は、A/D変換器11に以下に示すようなA/D変換処理を実行させた後、そのデジタル信号データを読み取って取得することとしたものである。
Therefore, in the control device 1 according to the present embodiment, the control unit 12 causes the A / D converter 11 to execute A / D conversion processing as described below, and then reads and acquires the digital signal data. It is a thing.
具体的には、図3に示すように、本実施形態のA/D変換処理において、例えば、内燃機関に関して、スロットル開度センサSR2に対応する入力ポートP2及び吸気管の負圧センサSR5に対応する入力ポートP5にそれぞれ対応するデジタル信号データAD1及びデジタル信号データAD4を得て利用する処理Aを実行する場合には、制御部12は、A/D変換器11に対して、入力ポートP2に入力されたアナログ信号及び入力ポートP5に入力されたアナログ信号に対してのみA/D変換をさせる制御を行い、A/D変換器11は、対応して、入力ポートP2に入力されたアナログ信号及び入力ポートP5に入力されたアナログ信号に対してのみA/D変換を行い、入力ポートP2及び入力ポートP5に対応するデジタル信号データAD1及びデジタル信号データAD4のみを生成して、それぞれ結果格納レジストリRG2及びRG5に格納する。
Specifically, as shown in FIG. 3, in the A / D conversion process of the present embodiment, for example, for an internal combustion engine, it corresponds to the input port P2 corresponding to the throttle opening sensor SR2 and the negative pressure sensor SR5 of the intake pipe. When executing the processing A that obtains and uses the digital signal data AD1 and digital signal data AD4 respectively corresponding to the input port P5 to be performed, the control unit 12 sets the input port P2 to the A / D converter 11. A / D conversion is controlled only for the input analog signal and the analog signal input to the input port P5, and the A / D converter 11 correspondingly receives the analog signal input to the input port P2. A / D conversion is performed only on the analog signal input to the input port P5, and the digital signal data corresponding to the input port P2 and the input port P5 is converted. AD1 and generates only the digital signal data AD4, stores each result storage registry RG2 and RG5.
この際、かかる処理Aでは、入力ポートP2に入力されたアナログ信号及び入力ポートP5に入力されたアナログ信号に対してのみA/D変換処理を行うものであるため、A/D変換器11に対して必要十分なA/D変換時間を与えるように処理時間を設定することができ、共に全てが完全に揃った最新の状態のデジタル信号データAD1及びデジタル信号データAD4を結果格納レジストリRG1及びRG8に格納させた後、適宜使用することが可能になる。
At this time, in the processing A, the A / D conversion processing is performed only on the analog signal input to the input port P2 and the analog signal input to the input port P5. The processing time can be set so as to give necessary and sufficient A / D conversion time, and the digital signal data AD1 and digital signal data AD4 in the latest state in which all of them are completely assembled are stored in the result storage registries RG1 and RG8. After being stored in, it can be used as appropriate.
また、図3に示すように、本実施形態のA/D変換処理では、例えば、排気ガスの酸素濃度センサSR3に対応する入力ポートP3に対応して得られるデジタル信号データAD2を得て利用する処理Bを実行する場合においては、制御部12は、A/D変換器11に対して、入力ポートP3から入力されたアナログ信号に対してのみデジタル変換を行う制御を行い、A/D変換器11は、対応して、入力ポートP3から入力されたアナログ信号に対してのみA/D変換を行い、入力ポートP3に対応するデジタル信号データAD2のみを生成して、結果格納レジストリRG3に格納する。
Also, as shown in FIG. 3, in the A / D conversion process of the present embodiment, for example, digital signal data AD2 obtained corresponding to the input port P3 corresponding to the exhaust gas oxygen concentration sensor SR3 is obtained and used. When executing the process B, the control unit 12 controls the A / D converter 11 to perform digital conversion only on the analog signal input from the input port P3, and the A / D converter 11 correspondingly performs A / D conversion only on the analog signal input from the input port P3, generates only the digital signal data AD2 corresponding to the input port P3, and stores it in the result storage registry RG3. .
この際、かかる処理Bでは、入力ポートP3に入力されたアナログ信号に対してのみA/D変換処理を行うものであるため、A/D変換器11に対して必要十分なA/D変換時間を与えるように処理時間を設定することができ、全てが完全に揃った最新の状態のデジタル信号データAD2を結果格納レジストリRG3に格納させた後、適宜使用することが可能になる。
At this time, in the process B, since the A / D conversion process is performed only on the analog signal input to the input port P3, a necessary and sufficient A / D conversion time is required for the A / D converter 11. The processing time can be set so that the digital signal data AD2 in the latest state, all of which are completely complete, is stored in the result storage registry RG3 and can be used as appropriate.
更に、図3に示すように、本実施形態のA/D変換処理では、制御部12が、適宜のタイミングにおいて、例えば10ミリ秒期間等の所定の一定期間で全入力ポートP1~P8からのアナログ信号に対してA/D変換処理を行うジョブ(10msJOB)を実行することになる。具体的には、制御部12は、A/D変換器11に対して、入力ポートP1~P8に入力されるアナログ信号の全部をデジタル信号にA/D変換させる制御を行い、A/D変換器11は、対応して、入力ポートP1~P8に入力されるアナログ信号の全部に対してデジタル変換を行ってデジタル信号データAD0~AD7を生成して、結果格納レジストリRG1~RG8に格納する。かかる10msJOBは、10ミリ秒期間等の短時間で全入力ポートP1~P8からのアナログ信号に対してA/D変換処理を行うジョブであるから、全てのデジタル信号データAD0~AD7が揃うとは限らないが、短時間でA/D変換処理が完了する、又は全部が揃っていなくとも利用できるデジタル信号データを取得することについては、かかる短時間のジョブを行う有意性がある。
Furthermore, as shown in FIG. 3, in the A / D conversion process of the present embodiment, the control unit 12 receives the signals from all the input ports P1 to P8 at a predetermined timing such as a 10 millisecond period at an appropriate timing. A job (10 ms JOB) for performing A / D conversion processing on an analog signal is executed. Specifically, the control unit 12 controls the A / D converter 11 to A / D convert all analog signals input to the input ports P1 to P8 into digital signals, thereby performing A / D conversion. Correspondingly, the unit 11 performs digital conversion on all analog signals input to the input ports P1 to P8 to generate digital signal data AD0 to AD7, and stores them in the result storage registries RG1 to RG8. The 10 ms JOB is a job for performing A / D conversion processing on analog signals from all the input ports P1 to P8 in a short time such as a 10 millisecond period, so that all the digital signal data AD0 to AD7 are prepared. Although not limited, acquiring digital signal data that can be used even if A / D conversion processing is completed in a short time or not all is significant has the significance of performing such a short time job.
そして、図3に示すように、本実施形態のA/D変換処理では、制御部12は、例えば、常態では変動幅が少ないクーラントの温度センサSR4の検出値に対応して結果格納レジストリRG4に格納されたデジタル信号データAD3等を読み取って取得し、内燃機関の温度状態を演算する処理Cを実行する。かかるる処理Cは、常態では変動幅が少ないクーラントの温度センサSR4の検出値に対応するデジタル信号データAD3等を用いるものであるため、最新のデータではなくかつ短時間で実行された10msJOBで得られるようなデジタル信号データAD3等が使用されたとしても、その処理精度に対する影響は少ないものといえる。
As shown in FIG. 3, in the A / D conversion process of the present embodiment, the control unit 12 stores, for example, in the result storage registry RG4 corresponding to the detected value of the coolant temperature sensor SR4 having a small fluctuation range in a normal state. The stored digital signal data AD3 and the like are read and acquired, and processing C for calculating the temperature state of the internal combustion engine is executed. Since the process C uses the digital signal data AD3 corresponding to the detected value of the coolant temperature sensor SR4 having a small fluctuation range in the normal state, the process C is not the latest data and can be obtained with 10 ms JOB executed in a short time. Even if such digital signal data AD3 or the like is used, it can be said that the influence on the processing accuracy is small.
その後、かかる処理Cを実行した制御部12は、処理A、処理B、10msJOB及び処理Cといった各種処理を適宜に繰り返して行くことになる。
After that, the control unit 12 that has executed the process C repeats various processes such as the process A, the process B, the 10 ms JOB, and the process C as appropriate.
次に、制御部12が、処理Bにおける処理として、燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出処理を実行する場合を例に挙げ、より詳細に説明をする。
Next, the case where the control unit 12 executes a fuel injection amount calculation process for calculating the fuel injection amount as a process in the process B will be described in more detail as an example.
具体的には、制御部12は、燃料噴射量の算出に必要とされる複数のセンサから出力されるアナログ信号のうち、その算出時において常に変化するアナログ信号をA/D変換器によりデジタル信号に変換して得られる第1のデジタル信号データと、複数のセンサから出力されるアナログ信号のうち、その算出時において常態では変動幅が少ないアナログ信号をA/D変換器によりデジタル信号に変換して得られる第2のデジタル信号データと、に基づき、処理Bのタイミングで燃料噴射量の算出を開始することになる。かかる第1のデジタル信号データに含まれる少なくとも1種のデジタル信号データは、処理Bにおいて取得されるものである。
Specifically, the control unit 12 uses an A / D converter to convert a digital signal that constantly changes at the time of calculation from among a plurality of analog signals output from a plurality of sensors required for calculating the fuel injection amount. Of the first digital signal data obtained by conversion into analog signals and the analog signals output from a plurality of sensors, an analog signal with a small fluctuation range is normally converted into a digital signal by an A / D converter at the time of calculation. Based on the second digital signal data obtained in this way, calculation of the fuel injection amount is started at the timing of process B. At least one kind of digital signal data included in the first digital signal data is acquired in the process B.
より詳しくは、図3に示すように、制御部12が、処理Bのタイミングで燃料噴射量算出処理を実行する場合において、処理Bが開始されるタイミングでは、処理Bの直前において既にクランク角の30度毎等のクランクパルスを受けて起動される処理Aにより、スロットル開度センサSR2の変動する検出値及び吸気管の負圧センサSR5の変動する検出値にそれぞれ対応して共に最新の状態であるデジタル信号データAD1及びデジタル信号データAD4が既に格納レジストリRG1及びRG8に格納されており、かつクランク角の360度毎等のクランクパルスを受けて起動される処理Bにおいては、排気ガスの酸素濃度センサSR3の変動する検出値に対応して最新の状態であるデジタル信号データAD2が結果格納レジストリRG3に格納されるものである。よって、制御部12は、このようにして得られた最新の状態のデジタル信号データAD1、AD2及びAD4を第1のデジタル信号データとして用いることができて、まず、燃料噴射量の算出における基本燃料噴射量の算出を行うことになる。なお、かかる処理Bに時間的な余裕がある場合等には、処理B自体において、スロットル開度センサSR2の検出値及び吸気管の負圧センサSR5の検出値にそれぞれA/D変換をし、デジタル信号データAD1及びデジタル信号データAD4を得て利用してもよい。
More specifically, as shown in FIG. 3, when the control unit 12 executes the fuel injection amount calculation process at the timing of the process B, the crank angle is already set immediately before the process B at the timing when the process B is started. By processing A that is started in response to a crank pulse every 30 degrees or the like, both the detection value that fluctuates in the throttle opening sensor SR2 and the detection value that fluctuates in the negative pressure sensor SR5 of the intake pipe are both in the latest state In the process B that is started when a certain digital signal data AD1 and digital signal data AD4 are already stored in the storage registries RG1 and RG8 and is activated by receiving a crank pulse at every 360 degrees of the crank angle, the oxygen concentration of the exhaust gas The latest digital signal data AD2 corresponding to the detection value fluctuating by the sensor SR3 is stored in the result storage registry R. It is intended to be stored in 3. Therefore, the control unit 12 can use the latest digital signal data AD1, AD2, and AD4 obtained in this manner as the first digital signal data. First, the basic fuel in the calculation of the fuel injection amount is obtained. The injection amount is calculated. When the process B has time allowance, the process B itself performs A / D conversion on the detected value of the throttle opening sensor SR2 and the detected value of the negative pressure sensor SR5 of the intake pipe, The digital signal data AD1 and the digital signal data AD4 may be obtained and used.
そして、処理Bにおいて、燃料噴射量の算出を精度よく行うためには、このようにして得られた基本燃料噴射量を補正して最終的な燃料噴射量を算出することが望まれる。かかる基本燃料噴射量の補正には、内燃機関の温度状態等を用いることになるが、例えば、内燃機関の温度状態の算出に必要な、常態では変動幅が少ないクーラントの温度センサSR4のデジタル信号データAD3は、処理B以前において既に10msJOBによって格納レジストリRG4に格納されているものである。よって、制御部12は、10msJOBにより得られたデジタル信号データAD3等を第2のデジタル信号データとして用いて、基本燃料噴射量の補正を行い、その補正後の値を最終的な燃料噴射量として算出することになる。なお、かかる処理Bに時間的な余裕がない場合等には、処理B以前において既に処理Cにおいて求められた内燃機関の温度状態等を利用してもよい。
In the process B, in order to accurately calculate the fuel injection amount, it is desirable to calculate the final fuel injection amount by correcting the basic fuel injection amount thus obtained. The correction of the basic fuel injection amount uses the temperature state of the internal combustion engine. For example, the digital signal of the coolant temperature sensor SR4, which is necessary for calculating the temperature state of the internal combustion engine and normally has a small fluctuation range. The data AD3 is already stored in the storage registry RG4 by 10 ms JOB before the process B. Therefore, the control unit 12 corrects the basic fuel injection amount using the digital signal data AD3 obtained by 10 ms JOB as the second digital signal data, and uses the corrected value as the final fuel injection amount. Will be calculated. If there is no time margin for the process B, the temperature state of the internal combustion engine already obtained in the process C before the process B may be used.
また、以上の構成において、ECU10、電圧クランプ回路20及びCR回路31~38の実装構成につき、更に図4をも参照して、詳細に説明する。
In the above configuration, the mounting configuration of the ECU 10, the voltage clamp circuit 20, and the CR circuits 31 to 38 will be described in detail with reference to FIG.
図4は、本実施形態におけるマイクロコンピュータであるECUとCR回路等とが同一パッケージ内に配置されて積層された構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration in which an ECU, which is a microcomputer in the present embodiment, and a CR circuit are arranged and stacked in the same package.
図4に示すように、電圧クランプ回路20及びCR回路31~38は、集積回路化され、かかる集積回路とECU10とは、同一の筐体等のパッケージPK内に封止されて一体化された構成を有し、所望の支持体SBに載置されて車両等に固定される。かかるパッケージPKは、例えば樹脂封止体であり、トランスファーモールド法等により成形される。このような構成によれば、制御装置1の構成をコンパクト化することができる。なお、もちろん、必要に応じて、CR回路31~38のみを集積回路化し、かかる集積回路とECU10とを、同一の筐体等のパッケージPK内に封止して一体化してもかまわない。
As shown in FIG. 4, the voltage clamp circuit 20 and the CR circuits 31 to 38 are integrated, and the integrated circuit and the ECU 10 are sealed and integrated in a package PK such as the same housing. It has a configuration and is mounted on a desired support SB and fixed to a vehicle or the like. Such a package PK is, for example, a resin sealing body, and is molded by a transfer molding method or the like. According to such a configuration, the configuration of the control device 1 can be made compact. Of course, if necessary, only the CR circuits 31 to 38 may be integrated, and the integrated circuit and the ECU 10 may be sealed and integrated in a package PK such as the same housing.
なお、以上の構成において、A/D変換器11で所定のビット数に対応した全てのA/D変換が終わって全てのデジタル信号データが揃うのに時間がかかる場合の構成は、もちろんCR回路31~38が配設されたものに限定されるものではなく、その他の回路構成等を採用して同様に事象が発生するものであってもよい。
In the above configuration, of course, when the A / D converter 11 completes all A / D conversions corresponding to a predetermined number of bits and it takes time to collect all the digital signal data, the CR circuit is of course used. However, the present invention is not limited to the one provided with 31 to 38, and other circuit configurations or the like may be adopted to generate an event in the same manner.
以上の構成によれば、制御部が、A/D変換器に対して、複数のセンサのうちで、電気部品の動作を制御するために制御部が実行すべき処理において必要とされるセンサからのアナログ信号のみをA/D変換をさせることにより、処理において必要とされるデジタル信号データのみを得て、処理において必要とされるデジタル信号のみを読み出すことにより、A/D変換器に簡便なA/D変換処理をさせると共に、電気部品を制御するに必要な最新のデジタル信号データの全てを精度よく得ることができる。
According to the above configuration, the control unit from the sensors required for the process to be executed by the control unit to control the operation of the electrical component among the plurality of sensors with respect to the A / D converter. By only A / D converting only the analog signal of A, it is possible to obtain only the digital signal data required in the processing, and to read out only the digital signal required in the processing, thereby making the A / D converter simple. All the latest digital signal data necessary for controlling the electrical components can be obtained with high accuracy while performing the A / D conversion process.
また、CR回路が、保護回路がマイクロコンピュータに入力されるアナログ信号の電圧レベルを所定の範囲内に調整する機能を補完することにより、別途クランプダイオード等を外付けすることなく、マイクロコンピュータに入力されるアナログ信号の電圧レベルを所定の範囲内に収めることができ、アナログ信号の電圧レベルが不要に高い場合であっても、A/D変換器に確実なA/D変換処理をさせると共に、電気部品を制御するに必要な最新のデジタル信号データの全てを精度よく得ることができる。
In addition, the CR circuit complements the function that the protection circuit adjusts the voltage level of the analog signal input to the microcomputer within a predetermined range, so that it can be input to the microcomputer without attaching a separate clamp diode or the like. The analog signal voltage level can be kept within a predetermined range, and even when the analog signal voltage level is unnecessarily high, the A / D converter performs a reliable A / D conversion process, and All the latest digital signal data necessary for controlling the electrical components can be obtained with high accuracy.
また、制御部が、A/D変換器に対して、複数のセンサから出力されたアナログ信号のうち、常に変化するアナログ信号のみをA/D変換させることにより、常に変化するアナログ信号に対応するデジタル信号データを得て、デジタル信号データのうちの必要なものを読み出すことにより、確実に最新のデジタル信号データの取得が可能となり、よって、電気部品の動作の制御を精度よく行うことができる。
Further, the control unit A / D converts only analog signals that change constantly among the analog signals output from the plurality of sensors to the A / D converter, thereby corresponding to the analog signals that change constantly. By obtaining the digital signal data and reading out necessary ones of the digital signal data, the latest digital signal data can be surely acquired, and thus the operation of the electrical component can be controlled with high accuracy.
また、制御部が、所定の制御周期毎に、A/D変換器に対して、複数のセンサから出力されたアナログ信号の全てを順にA/D変換させることにより、複数のセンサから出力されたアナログ信号の全てに対応するデジタル信号データを得て、デジタル信号データのうちの必要なものを読み出すことにより、後段の処理で必要となる可能性のあるデジタル信号データを網羅的に用意しておき、デジタル信号データのうちの経時的に変動幅が少ない所望のものを読み出すことを可能とし、かかるデジタル信号データを必要とする後段の処理を簡便かつ確実に行わせることができる。
In addition, the control unit sequentially outputs all the analog signals output from the plurality of sensors to the A / D converter for each predetermined control cycle, thereby outputting the signals from the plurality of sensors. By obtaining digital signal data corresponding to all analog signals and reading out necessary digital signal data, comprehensively prepare digital signal data that may be required in subsequent processing. Therefore, it is possible to read out desired digital signal data having a small fluctuation width with time, and to easily and reliably perform subsequent processing that requires such digital signal data.
また、複数のCR回路が、同一の集積回路内に配置され、集積回路とマイクロコンピュータとが同一のパッケージ内に配置されていることにより、制御装置全体の構成をコンパクト化することができる。
Further, since the plurality of CR circuits are arranged in the same integrated circuit, and the integrated circuit and the microcomputer are arranged in the same package, the configuration of the entire control device can be made compact.
また、マイクロコンピュータが、燃料噴射装置に対する燃料噴射量の制御をするための燃料噴射量の算出において必要とされ、かつ複数のセンサから出力されたアナログ信号のうち、常に変化するアナログ信号のみをA/D変換器によりデジタル信号に変換して第1のデジタル信号データを得ると共に、複数のセンサから出力されたアナログ信号の全てを所定の制御周期毎にA/D変換器によりデジタル信号に変換して第2のデジタル信号データを得て、第1のデジタル信号データと第2のデジタル信号データとに基づき、燃料噴射量を算出することにより、基本燃料噴射量の算出やその補正処理において、A/D変換器に簡便なA/D変換処理をさせると共に、常に変化するセンサの最新の状態を読み出すことが可能となり、最終的に適切な燃焼噴射量を得て、燃料噴射装置の燃料噴射の制御を精度よく行うことができる。
Further, among the analog signals output from a plurality of sensors that are necessary for calculation of the fuel injection amount for the microcomputer to control the fuel injection amount for the fuel injection device, only the analog signal that changes constantly is output as A. The first digital signal data is obtained by converting it into a digital signal by the / D converter, and all the analog signals output from the plurality of sensors are converted into digital signals by the A / D converter every predetermined control period. The second digital signal data is obtained and the fuel injection amount is calculated based on the first digital signal data and the second digital signal data. The A / D converter can be made to perform simple A / D conversion processing, and the latest state of the constantly changing sensor can be read out. And Do give fuel injection amount, the control of fuel injection of the fuel injection device can be performed with high accuracy.
なお、本発明においては、部材の種類、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
In the present invention, the type, arrangement, number, and the like of the members are not limited to the above-described embodiments, and the components depart from the gist of the invention, such as appropriately replacing the constituent elements with those having the same operational effects. Of course, it can be appropriately changed within the range not to be.