JPH0527956A

JPH0527956A - エンジン制御用プロセツサ

Info

Publication number: JPH0527956A
Application number: JP20858791A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shima; 憲司嶋; Takeshi Fukuhara; 毅福原; Koichi Munakata; 浩一宗像; Shoichi Washino; 翔一鷲野; Setsuhiro Shimomura; 節宏下村; Yoshiaki Sugano; 佳明菅野; Ikuo Musa; 郁夫撫佐
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1993-02-05

Abstract

(57)【要約】【目的】高機能なプロセッサを使用して多気筒，高回
転のエンジン制御を行い、かつ低速アイドル時の各種制
御等を高性能に実行できる自動車用制御プロセッサを得
ることを目的としている。【構成】高性能なプロセッサを有し、エンジン制御を
ＳＧＴ（クランク角信号）毎に行って、高速回転の駆動
演算を行い、かつ低回転のアイドリング時には駆動演算
負荷減少に合わせてアイドル演算処理を高機能なものと
して行う構成とすることにより、プロセッサの負荷平坦
化を達成し、高速から低速までプロセッサ性能を活用す
る構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エンジン制御用プロ
セッサに関し、特に自動車用エンジン制御装置の電子制
御プログラムの処理方式を改良したエンジン制御用プロ
セッサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８，図９は、例えば特願平２−２２７
８０号に示された従来の自動車用エンジン制御装置を示
す図である。

【０００３】図において、１００はエンジン制御用プロ
セッサ、１０１はパワートランジスタ、１０２はイグニ
ションコイル、１０３はディストリビュータ、１０４は
スパークプラグ、１０５はインジェクタ駆動弁、１１０
はプロセッサの入出力部、１１１はアナログ・ディジタ
ル変換器（Ａ／Ｄコンバータ）、１１２はタイマ、１１
３はカウンタ、１１４はＲＯＭ、１１５はＲＡＭ、１１
６割り込み制御部、１１７はＣＰＵである。

【０００４】さらに図１０は図９のエンジン制御プロセ
ッサ１００にデータフロープロセッサ（ＤＦＰ）を高速
演算のコプロセッサとして使用した自動車用エンジン制
御装置である。

【０００５】図において、１００は制御用プロセッサ、
１０はデータフロープロセッサ（ＤＦＰ）、１１はパケ
ット合流部（Ｊ）、１２はパケット分岐部（Ｂ）、１３
はプログラム記憶部（ＰＳ）、１４は発火処理部（Ｆ
Ｃ）、１５は演算処理部（ＦＰ）、１６はキューバッフ
ァ（Ｑ）、１７はＤＦＰ１０の入力インタフェース（Ｉ
／Ｆ_IN）、１８はＤＦＰ１０の出力インタフェース（Ｉ
／Ｆ_OUT）、１９は制御用プロセッサ１００の全体制御
をつかさどるホストプロセッサである。また、１１０〜
１１６は図９において同一符号を付したものとほぼ同等
のものである。

【０００６】次に動作について説明する。まず、図９の
場合について説明する。エンジン制御プロセッサ１００
に入力される主な入力信号としては、エンジン回転数と
点火タイミングの情報を与えるクランク角センサ信号，
エンジン負荷に対応する吸気量信号，エンジン温度に対
応する水温信号，バッテリ電圧である電池電圧がある。
また出力信号としては点火制御信号とインジェクタ駆動
信号がある。

【０００７】このエンジン制御プロセッサ１００はセン
サからエンジンの状態，エンジン回転数，吸気量，水温
を検出し、これら検出値をもとに、あらかじめ設定して
いる点火時期から最適の点火時期を演算し、パワートラ
ンジスタ１０１の１次電流を遮断し、イグニションコイ
ル１０２を駆動して点火時期制御を行うものである。入
力信号のうちアイドリング検知信号はディジタル値で、
単にその状態が示されるものでＩ／Ｏ１１０を経由して
読み込まれ、吸気量信号，水温信号，電池信号はアナロ
グ値で入力され、Ａ／Ｄコンバータ１１１でディジタル
値に変換される。クランク角センサ信号は、まず直接割
り込み制御部１１６へ入力されて割り込みを発生するも
の，あらかじめ決められた回数回のクランク角パルスを
計測するカウンタ１１３により分周されたのち、割り込
み制御部１１６へ入力されて割り込みを発生するものが
ある。

【０００８】これらの信号を用いて点火時期の計算を行
う方法について述べる。まず、吸気量信号とクランク角
信号値により基本点火時期（位相）θ_Bが求められる。
この値に対してエンジン暖機状態信号である水温信号に
より水温補正（位相）θ_WTが加えられる。上死点−５°
の時刻から、さらにさかのぼる補正値をこれらの信号か
ら決定する。点火時期（位相）θ_ADVは、θ_ADV＝θ_B
＋θ_WTで求められるものである。実際の点火タイミング
はクランク角センサ信号を基準にして決定される。図１
１にこの補正処理概念図を示す。これらの演算処理はエ
ンジン制御用プロセッサのメモリ内のプログラムを実行
することにより行われる。

【０００９】また、吸気・燃料制御のためのインジェク
タパルスの計算は以下のように行われる。パルス巾Ｔｉ
は、

【００１０】Ｔｉ＝Ｆｕｅｌ×Ｋ_ar×Ｋ_wt×Ｋ_VB

【００１１】で与えられ、吸気量信号，水温信号，電池
電圧，クランク角センサ信号及びアイドル信号によって
演算されるものである。

【００１２】さらに、この計算におけるソフトウェアの
構成は図１２のようになっている。アイドル検出センサ
によって燃料カットかどうかの判定も図１２(b) の割り
込みルーチンにおいて行われる。

【００１３】加えて、このソフトウェアの実行にはクラ
ンク角センサ（ＳＧＴ）信号周期の全体を用いて行われ
ており、燃料噴射，点火時期，非同期噴射の３サイクル
が繰り返されている。

【００１４】続いて、図１０の場合における動作を説明
する。制御ユニット１００には図９の場合と同様に入力
信号として、クランク角センサ信号，エンジン負荷に対
応する吸気量信号，エンジン温度に対応する水温信号及
び電池電圧がある。また出力信号として点火制御信号と
インジェクタ駆動信号がある。メインルーチンジョブと
割り込みジョブは図１２(a),(b) の例に示したものがあ
り、図１２(a) のジョブは常時演算しながら、クランク
角の割り込み信号発生時に入力信号の必要なデータを取
り込んで図１２(b) の処理を実行していくものである。
この時、ノイマンプロセッサ１９は周辺の入出力１１
０，Ａ／Ｄ１１１，タイマ１１２，カウンタ１１３の情
報を受け取り、ＤＦＰ１０に対して演算のパケットを生
成し、インタフェースＩ／Ｆ_IN１７を経由してＤＦＰ１
０に供給する。ＤＦＰ１０は演算結果をＩ／Ｆ_OUT１８
に送り、これにより発生する割り込みによってノイマン
プロセッサ１９はこれを受け取る。ノイマンプロセッサ
１９はこの結果を点火制御信号あるいはインジェクタ駆
動信号として出力するものである。

【００１５】ＤＦＰ１０内でのデータ処理はパケットの
持つタグによって行われるもので、ノイマンプロセッサ
１９は行き先タグを付けて、データをＤＦＰ１０へ送
る。またノイマンプロセッサ１９がＤＦＰ１０より受け
取ったデータにはタグがあり、これによってノイマンプ
ロセッサ１９はＤＦＰ１０より受け取ったデータが何の
データであるか、点火制御信号かインジェクタ駆動信号
かを区別することができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来のエンジン制御装
置では、回転数に対応するクランク角センサ信号などに
より単一のプロセッサのみ、あるいはコプロセッサを用
いてエンジン制御用の燃料噴射時間と点火時期の演算を
行うものであった。しかし、低速アイドル時の制御等、
新たなエンジン制御を付加したときのホストプロセッサ
及び当該コプロセッサのプログラム処理や負荷分散が充
分に配慮されておらず、高速処理プロセッサがエンジン
の高速回転時には非常に高速大容量のデータ処理を行っ
ているのであるが、低速回転時には充分活用できておら
ず、簡単な、エアコンのオン−オフによる制御程度を行
っているに過ぎないという問題点があった。

【００１７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高機能なプロセッサを具備する
エンジン制御用プロセッサにおいて、高機能プロセッサ
の有効利用を図り、アイドル時の各種制御やその他の制
御、例えば現代制御理論等を活用した極めて高機能で人
間の感性に的確に対応する乗心地のよい高性能，高付加
価値の制御を実行することのできる自動車用制御プロセ
ッサを得ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るエンジン
制御用プロセッサは、エンジンの高回転時における駆動
処理に適応する演算処理能力を有する高速処理プロセッ
サを具備するものにおいて、高速処理プロセッサが、エ
ンジンの高回転時においては、駆動処理プログラムのみ
を実行し、エンジンの低回転時に自動車走行以外のため
にその出力を供給する時においては、駆動処理プログラ
ムにアイドリング時における所定の制御をするためのプ
ログラムを加えたアイドリング制御プログラムを実行す
るように制御されるようにしたものである。

【００１９】

【作用】この発明によるエンジン制御装置は、エンジン
の高回転時における駆動処理に適応する演算処理能力を
有する高速処理プロセッサを具備するものにおいて、高
速処理プロセッサが、エンジンの高回転時においては、
駆動処理プログラムのみを実行し、エンジンの低回転時
に自動車走行以外のためにその出力を供給する時におい
ては、駆動処理プログラムにアイドリング時における所
定の制御をするためのプログラムを加えたアイドリング
制御プログラムを実行するように制御されるようにした
から、高速処理プロセッサの処理負荷が均一化され、そ
の有効活用を図ることができる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について説明す
る。図１はこの発明の一実施例によるエンジン制御用プ
ロセッサの構成を示す図である。図１において、図１０
と同一符号は同一又は相当部分である。コプロセッサと
して使用される高速演算プロセッサとしては、図１０の
従来例と同様データフロープロセッサ（ＤＦＰ）を用い
ている。１１８はパケットインタフェース（Ｉ／Ｆ）で
あり、図１０の１７，１８をまとめて示している。

【００２１】次に、実施例の作用・動作について説明す
る。図１に示すように、単一プロセッサでなく、高性能
の数値演算プロセッサとしてデータフロープロセッサＤ
ＦＰ１０を持ったホスト＋コプロセッサ構成のエンジン
制御用プロセッサとして構成されている。

【００２２】基本的なエンジン制御の動作は従来例とほ
ぼ同様である。即ち、エンジン回転に対応するクランク
角センサ（ＳＧＴ）信号を用いて駆動に必要な燃料噴射
量と点火時期はパラメータをＤＦＰ１０に与えることに
より行うもので、演算結果はホストプロセッサ１９へ返
され、機器に対して与えられる。図２はこの時のホスト
プロセッサ１９，パケットＩ／Ｆ１１８，及びＤＦＰ１
０間のデータのやりとりを示す処理流れ図である。本実
施例では１ストロークあたりの吸入空気量（瞬時値：
（Ａ／Ｎ）_R）とＳＧＴ周期（Ｔ_ne）がホストプロセッ
サにおいて求められ、パケットＩ／Ｆ１１８へ１２個の
データが送出される。このデータをパケットＩ／Ｆ１１
８はＤＦＰ１０用のパケットの形態に変換してＤＦＰ１
０へ送出する。ＤＦＰ１０は従来例の演算方法と同様
に、燃料噴射時間Ｔと点火時期θを算出する。ＤＦＰ１
０はこの算出データをパケットＩ／Ｆ１１８を経由して
ホストプロセッサ１９へ送出する。

【００２３】図３は図２の処理をＳＧＴ（クランク角信
号）との対応で示す図であり、ＳＧＴのＢＴＤＣ７５°
ＣＡ（クランク角度の上死点前７５°）のタイミングで
クランク角割り込みが発生し、ホストプロセッサからの
処理が始まることを意味している。

【００２４】図２，図３に示した処理は駆動処理であっ
て、エンジン出力により自動車を走行させるためのもの
で、ＳＧＴ周期毎の処理であるので、エンジン回転数
（Ｎｅ）に比例してその処理量が増加する。

【００２５】図４は本実施例のプログラム処理動作のフ
ローチャートを示す図である。このプログラム処理動作
は図４に示すようにクランク角割り込みに対応して処理
が行われる。図１に示すようにホストプロセッサ１９に
はＩ／Ｏ１１０を介してキースイッチ信号，ニュートラ
ル信号等が入力されており、これらの信号に応じて処理
ルーチンが選択される。キースイッチがオフであればフ
ュエルカットされる。キースイッチがオンでアイドルス
イッチがオフであれば駆動状態であるので、駆動処理ル
ーチンで処理され、アイドルスイッチがオンでニュート
ラルでないときも同じく駆動処理ルーチンで処理され、
アイドルスイッチがオンでニュートラルのときはアイド
リング制御ルーチンで処理される。

【００２６】アイドリング処理はエアコン駆動，ステア
リングホイル駆動，冷却ファン駆動など、アイドリング
状態で駆動されるべきものがあるときは、これを各種入
力条件によって最適に制御してアイドル安定性を確保
し、かつアイドル時における各種機器の性能を保証する
ことが必要である。これのための制御は８次元の行列演
算を含んだ状態方程式で記述され、これをクランク角の
細かい範囲で行う必要があるので、非常に大きい処理負
荷となる。

【００２７】図５は本実施例のＤＦＰ１０の、高回転と
アイドリング時のような低回転の場合の処理内容を示す
図である。図５(a) はＮｅ＝８００ｒｐｍの場合にコプ
ロセッサたるＤＦＰ１０において行う演算を内容を、図
５(b) はＮｅ＝８０００ｒｐｍの場合にコプロセッサた
るＤＦＰ１０において行う演算を内容をそれぞれ示す。
図５(b) に示すＮｅ＝８０００ｒｐｍの場合は、クラン
ク角に対応して駆動処理演算がほとんどを占め、他の処
理を追加できない程度の処理量をなっている。一方、図
５(a) に示すＮｅ＝８００ｒｐｍの時は、駆動処理を行
った後に次の駆動処理までに時間的に余裕があるため、
この間コプロセッサたるＤＦＰ１０はアイドリング制御
の演算を行う。このように低回転時には、アイドリング
制御ルーチンとして高回転時の駆動処理演算と同等のエ
ンジン制御演算とアイドリング制御の演算の両方をＳＧ
Ｔに対応して行う。

【００２８】このように本実施例ではホストプロセッサ
１９にコプロセッサとしてＤＦＰ１０を付加したものに
おいて、駆動処理ルーチンをコプロセッサで処理させ、
かつアイドリング状態においてはアイドリング制御ルー
チンをコプロセッサで処理させることとし、高速回転時
に処理負荷が増加し、低速時には処理負荷が低減される
のに合わせて比較的低速時にアイドル制御ルーチンを処
理するようにして、コプロセッサの処理負荷を均一なも
のとしたから、高効率のエンジン制御用プロセッサを実
現できる。

【００２９】データフロープロセッサを使用すると、そ
の処理負荷は基本的にＳＧＴ周期に比例し、かつアイド
リング制御もＳＧＴに対応して行うことができる。もち
ろん、割り込みを用いたディジタルシグナルプロセッサ
（ＤＳＰ）の場合にも同様に処理を実現できる。

【００３０】次に、コプロセッサとしてディジタルシグ
ナルプロセッサ（ＤＳＰ）を用いた本発明の第２の実施
例について説明する。

【００３１】図６はコプロセッサにディジタルシグナル
プロセッサを用いた本発明の第２の実施例によるエンジ
ン制御用プロセッサを示す図である。図において、２１
０はディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、２１１
はデュアルポートＲＡＭ、２１２はＤＳＰ割り込み回路
である。先の実施例に対し、ホストプロセッサ１９との
インタフェースをデュアルポートＲＡＭがとっているの
が異なっており、ホストプロセッサ１９からのデータ入
力と同時にＤＳＰ割り込み回路２１２からＤＳＰ２１０
に対して割り込みが発生する。図示していないが、ＤＳ
Ｐ２１０からのホストプロセッサ１９へのデータ送出に
対して、ホストプロセッサ割り込み制御部１１６へ対し
て割り込み発生させても何ら問題ない。ホストプロセッ
サ１９とＤＳＰ２１０のやりとりはデュアルポートＲＡ
Ｍ２１１を介して行われるものである。内部のソフトウ
ェア処理は上記第１の実施例と同様である。なお図示し
ていないが、図１の場合と同様ホストプロセッサにはＩ
／Ｏ１１０を介してキースイッチ信号，ニュートラル信
号等が入力されており、これらの信号に応じて処理ルー
チンが選択されるものである。

【００３２】また、図７は本発明の第３の実施例による
エンジン制御用プロセッサを示す図であり、図におい
て、２１２はデータマルチプレクサ、２１３はアドレス
マルチプレクサ、２２３はＲＡＭ、２２４はメモリアク
セスコントロールである。本実施例ではコプロセッサと
してディジタルシグナルプロセッサ２１０を用いている
ことは上記第２の実施例と同様であるが、第２の実施例
で用いたデュアルポートＲＡＭに代わってＲＡＭ２２３
を使用し、その制御をメモリアクセスコントロール２２
４とデータマルチプレクサ２１２，アドレスマルチプレ
クサ２１３によって行っている点が異なっている。本第
３の実施例における内部のソフトウェア処理は上記第２
の実施例とほぼ同様であるが、本実施例では割り込みに
よらないため、ＲＡＭのアドレスを常にポーリングする
処理を使って記述している。なお、図示していないが、
図１の場合と同様ホストプロセッサにはＩ／Ｏ１１０を
介してキースイッチ信号，ニュートラル信号等が入力さ
れ、これらの信号に応じてプログラム処理動作が行われ
る。

【００３３】なお、上記いずれの実施例においても、ア
イドリング制御を低回転の駆動制御に付加していく場合
について述べたが、プロセッサの付加を有効利用するた
めの処理分割はこれに限られるものではなく、エンジン
の低回転時における他の制御、例えば、非加速時の自動
追尾処理や渋滞時の自動追尾（車輌間隔制御）も同様に
適用することが可能であることはいうまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、エン
ジン制御プロセッサの処理を駆動処理と比較的に低回転
のときのアイドリング制御処理とに分けて高回転のとき
には駆動処理のみを行わせ、充分な処理負荷量を確保
し、低速回転においては余裕のある駆動処理に加えてア
イドリング制御を負荷として付加し、演算プロセッサの
処理能力を低回転から高回転まで有効に活用するように
構成したので、高機能，高性能のエンジン制御装置を安
価に供給できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例によるエンジン制御用
プロセッサの構成を示す図である。

【図２】図１の実施例における各処理部の処理流れ図で
ある。

【図３】図２に示す処理の流れとＳＧＴとの対応を示す
図である。

【図４】図１の実施例のプログラム処理動作のフローチ
ャートを示す図である。

【図５】図１の実施例の高回転と低回転の場合の処理内
容を示す図である。

【図６】この発明の第２の実施例によるエンジン制御用
プロセッサの構成を示す図である。

【図７】この発明の第３の実施例によるエンジン制御用
プロセッサの構成を示す図である。

【図８】従来のエンジン制御用プロセッサの構成を示す
図である。

【図９】従来のエンジン制御用プロセッサの内部の構成
を示す図である。

【図１０】コプロセッサとしてデータフロープロセッサ
を用いた従来のエンジン制御用プロセッサの内部の構成
を示す図である。

【図１１】エンジン制御補正概念図である。

【図１２】従来のエンジン制御用プロセッサのソフトウ
ェア構成を示す図である。

【符号の説明】

１０データフロープロセッサ（ＤＦＰ）１９ホストプロセッサ１００エンジン制御１１８パケットインタフェース（パケットＩ／Ｆ）２１０ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）２１１デュアルポートＲＡＭ２１２ＤＳＰ割り込み回路２２１データマルチプレクサ２２２アドレスマルチプレクサ２２３ＲＡＭ２２４メモリアクセスコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鷲野翔一兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社産業システム研究所内 (72)発明者下村節宏兵庫県姫路市千代田町840番地三菱電機株式会社姫路製作所内 (72)発明者菅野佳明兵庫県姫路市千代田町840番地三菱電機株式会社姫路製作所内 (72)発明者撫佐郁夫兵庫県姫路市千代田町840番地三菱電機株式会社姫路製作所内

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】エンジンの高回転時における駆動処理に
適応する演算処理能力を有する高速処理プロセッサを具
備するエンジン制御用プロセッサにおいて、上記高速処理プロセッサは、エンジンの高回転時においては、駆動処理プログラムの
みを実行し、エンジンの低回転時に自動車走行以外のた
めにその出力を供給する時においては、駆動処理プログ
ラムにアイドリング時における所定の制御をするための
プログラムを加えたアイドリング制御プログラムを実行
するように制御され、その処理負荷が均一化されている
ことを特徴とするエンジン制御用プロセッサ。