JPH0921344A - エンジン制御装置 - Google Patents

エンジン制御装置

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JPH0921344A
JPH0921344A JP7169758A JP16975895A JPH0921344A JP H0921344 A JPH0921344 A JP H0921344A JP 7169758 A JP7169758 A JP 7169758A JP 16975895 A JP16975895 A JP 16975895A JP H0921344 A JPH0921344 A JP H0921344A
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engine
signal
knocking
time
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JP7169758A
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Shoji Sasaki
昭二 佐々木
Mitsuru Watabe
満 渡部
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • G01L23/22—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines
    • G01L23/221—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid for detecting or indicating knocks in internal-combustion engines; Units comprising pressure-sensitive members combined with ignitors for firing internal-combustion engines for detecting or indicating knocks in internal combustion engines
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    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】１個のＣＰＵでノック検出を含むエンジン制御
が可能で、安価なエンジン制御装置を提供する。 【構成】エンジンのノッキングを検出したノックセンサ
4が出力するアナログ信号を所定周期で取り込むＡ／Ｄ
変換部40bと、１回当たりのＡ／Ｄ変換に所要変換時間
を要しＡ／Ｄ変換する１個のＡ／Ｄ変換器12と、Ａ／Ｄ
変換されたデジタル信号を分析する周波数分析部47と、
該分析に基づいてノッキング有無を判定するノック判定
部48,49と、該判定に基づいてノッキングに応じた点火
制御のための演算を実行する点火演算部43とを含むＣＰ
Ｕ2を備え、ノッキングに応じたエンジン制御を実行す
るものであって、Ａ／Ｄ変換部40bの所定周期は、Ａ／
Ｄ変換器12において２以上の整数回以上のＡ／Ｄ変換が
可能である長さの時間であるエンジン制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン制御装置
に係り、特に、ノッキング検出装置を備えたエンジン制
御装置に関する。
【０００２】
【従来技術】エンジンにノッキングが発生すると固有の
共鳴周波数成分を持ったエンジン振動が発生する。ノッ
キング有無は上記共鳴周波数成分をノック信号のレベル
変化として検出し、ノッキング以外で生じるバックグラ
ンド振動成分と比較をすることにより行われている。そ
して、ノッキングの検出精度を向上するため、特開昭５
８−４５５２０号公報に記載のようにバンドパスフィル
タを用いて特定の共鳴周波数を検出する手法が広く知ら
れている。また、上記共鳴周波数はエンジンの運転状態
や気筒径等により変化するため、特開平３−４７４４９
号公報に記載のようにノック信号をＡ／Ｄ変換器により
サンプリングし、複数の共鳴周波数成分をデジタル周波
数分析し、ノッキング検出精度をさらに向上させるもの
もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
ノック信号をデジタル周波数分析で分析するために、ノ
ックセンサからの信号を短い周期と所定回数でサンプリ
ングしＡ／Ｄ変換する必要がある。そして、サンプリン
グ周期は周波数分析範囲と関連し、例えば、特開平３−
４７４４９号公報に記載のように、最大で２０ｋＨｚま
でを分析する場合は、Ａ／Ｄ変換のためのサンプリング
周期は２５μｓ以下とする必要がある。この時、１回当
たりの所要変換時間が１５μｓである変換性能を有する
Ａ／Ｄ変換器であれば、該サンプリング周期の６０％は
ノッキング検出のＡ／Ｄ変換で占められることになり、
このＡ／Ｄ変換器はノッキング検出のみにしか使用され
ないことになる。
【０００４】そのため、ノッキング検出中は同一のＡ／
Ｄ変換器でノック信号以外の信号を処理することはでき
ず、Ａ／Ｄ変換器が１個しか内蔵されていない一般のＣ
ＰＵを用いた場合、ノック信号を処理するＣＰＵはノッ
キング検出専用のＣＰＵとなる。したがって、ノッキン
グ検出装置を備えたエンジン制御装置では、エンジン制
御用のＣＰＵと合わせ少なくとも２個のＣＰＵが必要と
なる問題があった。その上、２個のＣＰＵ間でデータ送
受信が必要となり、制御プログラムが複雑でエンジン制
御装置は高価となっていた。従って、本発明の目的は、
制御プログラムが単純化され、１個のＣＰＵでノック検
出を含むエンジン制御が可能で、安価なエンジン制御装
置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、エンジンの
ノッキングを検出したノック検出手段が出力するアナロ
グ信号を、所定周期で取り込むサンプリング手段と、１
回当たりのＡ／Ｄ変換に所要変換時間を要して、取り込
まれた前記アナログ信号を入力しデジタル信号に変換す
る１個のＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換された該デジタ
ル信号を分析する周波数分析手段と、該周波数分析手段
の分析結果に基づいて前記ノッキング有無を判定するノ
ック判定手段と、該ノック判定手段の判定に基づいて前
記ノッキングに応じた点火制御のための演算を実行する
点火演算手段とを含むマイクロコンピュータを備え、前
記サンプリング手段の前記所定周期は、前記Ａ／Ｄ変換
手段において２以上の整数回以上のＡ／Ｄ変換が可能で
ある長さの時間に設定されて、前記ノッキングに応じた
エンジン制御を実行するエンジン制御装置により達成さ
れる。
【０００６】また、本発明の目的を達成するエンジン制
御装置は、１回当たりのＡ／Ｄ変換に所要変換時間ｔ１
(μｓ)を要し、入力するアナログ信号をデジタル信号に
変換する１個のＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段
において２以上の整数回以上のＡ／Ｄ変換が可能である
長さの所定周期ｔ２(μｓ)で、エンジンの所定エンジン
状態を現わす所定アナログ信号を取り込み、前記Ａ／Ｄ
変換手段へ出力するサンプリング手段と、前記サンプリ
ング手段の取り込みと重ならないよう(ｔ２−ｔ１)の空
き時間の間に、前記所定エンジン状態以外の残りの異な
るエンジン状態を現わす異アナログ信号を取り込み、前
記Ａ／Ｄ変換手段へ出力する異サンプリング手段と、前
記Ａ／Ｄ変換手段が前記ｔ２の時間内に前記所定アナロ
グ信号及び異アナログ信号を順次入力し前記ｔ１を順次
要して順次変換した、所定デジタル信号または異デジタ
ル信号に基づいて、前記エンジンの運転状態を最適に制
御するための演算を実行する制御演算手段とを含むマイ
クロコンピュータを備え、前記所定エンジン状態または
前記残りの異なるエンジン状態に応じて前記エンジンの
運転状態を最適に制御するものでも良い。
【０００７】換言すれば、上記構成によれば、サンプリ
ングの所定周期とＡ／Ｄ変換の所要変換時間を考慮し、
ノック信号のサンプリング周期の時間内に２回のＡ／Ｄ
変換ができるようにするので、ノック信号以外のエンジ
ン制御に必要な他の信号のＡ／Ｄ変換処理が１個のＡ／
Ｄ変換手段で可能となる。これにより、ノッキング検出
用に専用のＣＰＵを用意する必要がなく、エンジン制御
用のＣＰＵは１個で構成できる。具体的には、周波数分
析手段の分析性能をノッキング検出に影響のない周波数
分析範囲内に設定し、該周波数分析範囲から定まるサン
プリング周期の間に変換回数を２回以上確保できる、所
要変換時間を有するＡ／Ｄ変換手段を選定することによ
って達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態に
ついて、図面に示す実施例を参照しながら説明する。実
施例について説明する前に、図５〜図６を参照し、従来
技術の課題について詳説する。
【０００９】図５は、従来技術によるエンジン制御装置
の構成を示すブロック図である。即ち、ノッキング検出
専用のＣＰＵを有する２個のＣＰＵから構成されるエン
ジン制御装置を示している。エンジン制御装置１は、エ
ンジンの運転状態を最適にするための燃料噴射量や点火
時期等の演算を行うためのマイクロコンピュータとして
のメインＣＰＵ３０と、ノッキングを検出するためのマ
イクロコンピュータとしてのサブＣＰＵ３１と、互いに
データを送受信する送受信部３２とを含み構成されてい
る。メインＣＰＵ３０は、エアフロセンサ５およびクラ
ンク角センサ６からの信号を入力し、内臓するＡ／Ｄ変
換器３３等を用いて燃料噴射制御や点火制御のための演
算を実行し、燃料噴射装置９、点火装置１０へ制御信号
を出力する。一方、サブＣＰＵ３１は、クランク角セン
サ６とノックセンサ４からの信号を入力し、内臓するＡ
／Ｄ変換器３４等を用いてノッキング有無の判定を行う
ものである。
【００１０】図６は、従来技術による２ＣＰＵ構成時の
プログラム処理を示すブロック図である。メインＣＰＵ
３０では、エアフロセンサ５からの信号がＡ／Ｄ変換部
４０のプログラム処理によりＡ／Ｄ変換器３３でデジタ
ル信号に変換され、燃料演算部４２と点火演算部４３に
入力される。同時に、クランク角センサ６の信号は、回
転検出部４１に入力され、その結果が同様に燃料演算部
４２と点火演算部４３に入力される。各演算部は、演算
した結果を制御信号としてそれぞれ燃料噴射装置と点火
装置に出力する。そして、点火演算部４３は、ＣＰＵ３
１で得られたノック有無の判定情報を送受信部３２やバ
スバッファ４４を介して入力し、該情報に基づいて点火
制御のための演算を実行する。
【００１１】サブＣＰＵ３１では、ノックセンサ４から
のノック信号が、Ａ／Ｄ変換部４６のプログラム処理に
よりＡ／Ｄ変換器３４で変換され、その結果が周波数分
析部４７で分析される。続いて、ＢＧＬ部４８で平均化
されたＢＧＬ信号４８ａと周波数分析部４７の分析値と
がノック判定部４９で比較され、ノック有無が判定され
る。周波数分析部４７が周波数分析の開始タイミングを
計るために、クランク角センサ６の信号が回転検出部４
５を介して周波数分析部４７に入力される。そして、周
波数分析部４７が周波数分析区間の判定を行うために、
別途ＣＰＵ３０の回転検出部４１を介したクランク角セ
ンサ６の信号もバスバッファ５０等を経て周波数分析部
４７に入力される。
【００１２】ところで、ノッキングは、エンジン回転に
同期しているものであるため、双方のＣＰＵ間のデータ
送受信のタイミングもエンジン回転に同期させなければ
ならない。同期させるためにクランク角センサ６のタイ
ミングが利用され、双方のＣＰＵは別々に該タイミング
を得ている。しかし、別々に得たタイミングでは双方の
ＣＰＵ間でズレが出ることがある。それを回避するた
め、別ルートから得たクランク角センサ６のタイミング
で調整している。以上のように双方のＣＰＵ間でノック
判定情報やタイミング情報の送受信が行われ、データ送
受信の構成やプログラムが複雑になっている。
【００１３】さらに、クランク角センサ６の出力信号の
仕様が、エンジンの種類、燃料噴射制御方式、点火制御
方式等によって異なることがあるため、該信号仕様によ
ってデータ送受信のプログラムを違える必要が生じる。
そのためノッキング検出用のＣＰＵを動作させるプログ
ラムの共通化も行えず、プログラムの汎用性が乏しいも
のとなっている。従って、本発明の目的は、複雑なデー
タの送受信を必要とする２ＣＰＵ構成を単純化し、プロ
グラムも簡単で汎用性のあるものとすることにある。
【００１４】以下、本発明による実施例について説明す
る。図１は、本発明による一実施例のエンジン制御装置
の構成を示すブロック図である。すなわち、ノッキング
検出専用のＣＰＵがなく、１個のＣＰＵから構成される
エンジン制御装置を示している。構成は次の通りであ
る。
【００１５】エンジン制御装置１は、マイクロコンピュ
ータとしてのＣＰＵ２と、バッテリ１９から供給される
電源を降圧または昇圧しＣＰＵ２などに与える電源回路
３とを含み構成される。ＣＰＵ２は、各種制御演算を実
行する演算装置１１、該演算のためのプログラムを格納
するＲＯＭ１５、演算の結果を格納するＲＡＭ１６、ノ
ックセンサ４やエアフロセンサ５のアナログ信号をデジ
タル信号に変換する１個のＡ／Ｄ変換手段としてのＡ／
Ｄ変換器１２、クランク角センサ６等からのデジタル信
号を入力する入力装置１３、燃料噴射装置９や点火装置
１０へ制御信号を出力する出力装置１７、各々を接続す
るバス１８などを含み構成される。図６の２ＣＰＵ構成
でそれぞれのＣＰＵに１個づつあったＡ／Ｄ変換器３３
とＡ／Ｄ変換器３４は、Ａ／Ｄ変換器１２に統一されて
いる。動作は次の通りである。
【００１６】エンジン制御装置１は、図示していないエ
ンジンの種々の状態を検出するセンサ群を構成する、ノ
ッキングを検出するノック検出手段としてのノックセン
サ４と、エンジンに吸入される吸入空気量を検出するエ
アフロセンサ５と、エンジンの回転を検出するクランク
角センサ６とからの信号を入力して制御演算し、エンジ
ンに最適な燃料噴射量を供給するための制御信号を燃料
噴射装置９に出力し、同様に最適な点火時期を与えるた
めの制御信号を点火装置１０に出力して、エンジンの運
転状態を最適に制御する。
【００１７】さらに、図２と図３を参照し、エンジン制
御装置１の動作を詳説する。 図２は、図１のエンジン
制御装置の動作を示すタイミングチャートである。クラ
ンク角センサ６からのクランク角センサ信号６ａは、各
種制御のための基準信号で、エンジンのピストンが所定
角度に達したとき発信されている。そして例えば、該基
準信号が用いられて、点火信号１０ａがエンジン制御装
置１から出力される。ノックセンサ４からのノック信号
４ａは、エンジンの全振動の検出信号であり、エンジン
が回転している間、バックグランド信号と呼ばれる定常
的な振動信号を含みエンジン制御装置１に入力される。
【００１８】ここで、エンジンにノッキングが発生した
とき、ノックセンサ４から出力されるノック信号のレベ
ルは、発生しないときと比べ大きくなる。即ち、図示の
ようにノッキングが発生するとノック信号４ａに大きな
変化が現われ、そのタイミングは、点火信号１０ａが出
力された後、厳密に言えばピストンが上死点に達した後
にある。そしてノッキング発生位置(Ｑ点)は、エンジン
回転の所定角度の間、即ちＡＴＤＣ１０゜〜ＡＴＤＣ５
０゜の間に集中していることが判明している。
【００１９】そこで本実施例では、クランク角センサ信
号６ａの基準信号の発信をＡＴＤＣ１０゜の位置(Ｋ点)
とし、Ｋ点から計り、ＡＴＤＣ１０゜〜ＡＴＤＣ５０゜
間の４０゜区間を、ノック信号４ａの分析区間(Ｍ点と
Ｎ点の間)とした。その分析区間だけ、ノック信号４ａ
をＡ／Ｄ変換するためのサンプリング区間とすることと
した。なお、ＡＴＤＣ（Ａfter Ｔop Ｄead Ｃenter）
とは、ピストンの上死点を基準とした回転角度のことで
ある。ＡＴＤＣ＝０゜の点は上死点である。一方、ノッ
ク信号４ａ以外の、Ａ／Ｄ変換が必要な入力信号である
エアフロセンサ信号５ａは、角度１０゜毎にサンプリン
グされ、Ａ／Ｄ変換される。このとき、エアフロセンサ
信号５ａのサンプリングは、後述するようにノック信号
４ａのサンプリングと非同期で行われるものである。
【００２０】図３は、本発明によるＡ／Ｄ変換動作を示
すタイミングチャートである。すなわち、ＣＰＵ２で行
うＡ／Ｄ変換のサンプリングタイミングを示している図
である。ノック信号４ａのサンプリングは、上記分析区
間(Ｍ−Ｎ)の間、ｔ２時間の所定周期(以下、サンプリ
ング周期と言う)でサンプリングされる。そしてＡ／Ｄ
変換器１２は、１回当たりのＡ／Ｄ変換にｔ１時間の所
要変換時間を要してサンプリングにより取り込まれたノ
ック信号４ａを入力しデジタル信号に変換する。
【００２１】すなわち、ＣＰＵ２は、時刻Ｔ１の時点で
ノック信号４ａの１回目のサンプリングを開始し、所要
変換時間ｔ１を掛けて１回目のＡ／Ｄ変換を実行する。
次にｔ２時間後の時刻Ｔ２の時点で、２回目のサンプリ
ングを行い、また所要変換時間ｔ１で２回目のＡ／Ｄ変
換を実行する。これを分析区間の間繰り返す。この時図
３から判るように、Ａ／Ｄ変換した後、次のサンプリン
グタイミングまでの間に空き時間がある。該空き時間
は、(ｔ２−ｔ１)時間である。
【００２２】仮りに、空き時間が、次の（数１）式の条
件となったとき、 （ｔ２−ｔ１）＜ｔ１ （数１） この空き時間内に、「別の信号」のＡ／Ｄ変換を所要変換
時間ｔ１で実行させようとすると、次のノック信号４ａ
のサンプリングタイミングである時刻Ｔ２時点では、未
だ該「別の信号」のＡ／Ｄ変換が終了していないため、ノ
ック信号４ａのサンプリングが実行できなくなる。この
ようにサンプリングタイミングがずれてしまうと特開平
３−４７４４９号公報に記載のように、サンプリング周
期が変化したことになり、周波数分析結果に誤差が生じ
ることになる。また強制的に、別の信号のＡ／Ｄ変換中
にノック信号４ａのＡ／Ｄ変換を開始すると、該Ａ／Ｄ
変換結果が誤ったものとなる。その結果、出力される信
号は異常となり、エンジンの誤動作等を招いてしまうこ
とになる。したがって、空き時間が（数１）式に当て嵌
まる場合は、ノック信号４ａ以外の信号を、所要変換時
間ｔ１でＡ／Ｄ変換することはできず、事実上ノック信
号４ａ専用のＡ／Ｄ変換器となる。
【００２３】なお、ｔ０＜（ｔ２−ｔ１）である所要変
換時間ｔ０でＡ／Ｄ変換ができれば問題はないが、一般
に実用上から所要変換時間ｔ１は当該システムでの最短
値の変換時間となっている。従って、ｔ０は存在しない
し、存在したとするとｔ０，ｔ１を有する２つのＡ／Ｄ
変換器となり、Ａ／Ｄ変換器が１個しか内蔵されていな
いＣＰＵに合致しないので本発明の範囲外とする。
【００２４】次に、上記の空き時間が、（数２）式の条
件に当て嵌まった場合、 （ｔ２−ｔ１）≧ｔ１ （数２） ノック信号４ａのサンプリング期間中に、所要変換時間
ｔ１で２回以上のＡ／Ｄ変換をさせることができる。換
言すれば、ノック信号４ａの分析期間中に、ノック信号
４ａ以外の異なるアナログ信号を取り込み、同じＡ／Ｄ
変換器でデジタル信号に変換することができることにな
る。すなわち、図３の実施例は、１個のＡ／Ｄ変換器１
２にて、サンプリングしたノック信号４ａと、別のサン
プリングタイミングでサンプリングしたノック信号４ａ
以外のエアフロセンサ信号５ａとをＡ／Ｄ変換するもの
である。
【００２５】そのために、例えばエンジンの回転角度に
同期して１０゜毎にエアフロセンサ信号５ａをサンプリ
ングする場合、そのサンプリングタイミングは、ノック
信号４ａの分析区間内に来るようにする。そして、ノッ
ク信号４ａのサンプリング周期内の空き時間に、エアフ
ロセンサ信号５ａのＡ／Ｄ変換ができるようにする。
【００２６】すなわち、（数２）式を変形した、次の
（数３）式の条件を成立させ、 ｔ２≧２×ｔ１ （数３） ノック信号４ａの分析区間中に、ノック信号４ａ以外の
信号も、同じＡ／Ｄ変換器で読み込むことが可能とす
る。換言すれば、（数３）式を成立させて、ノック信号
４ａをＡ／Ｄ変換した後の、次のサンプリングタイミン
グまでに、もう１回以上のＡ／Ｄ変換する時間を確保す
るものである。
【００２７】なお、ノック信号４ａ以外の異アナログ信
号としてのエアフロセンサ信号５ａをサンプリングする
異サンプリング手段のサンプリングタイミングを、ノッ
ク信号４ａのサンプリングタイミングと非同期して行
う、すなわちサンプリング手段の取り込みと重ならない
よう(ｔ２−ｔ１)の空き時間の間に、異サンプリング手
段が異アナログ信号を取り込む具体的な方法の実施例
は、次の通りである。
【００２８】図３に示すように、 エアフロセンサ信号
５ａのサンプリング開始のＸ点は、(ｔ２−ｔ１)の空き
時間の間にあって、かつ、所要変換時間ｔ１の終了点と
重ならないよう、ノック信号４ａのサンプリング開始の
Ｍ点から所定の角度(または時間)の点に設定される。そ
して、Ｘ点からＹ点のエアフロセンサ信号５ａのサンプ
リング周期である所定周期ｔ３(μｓ)は、(数４)式を満
足するものである。
【００２９】 ｔ３＝Ｍ×ｔ２ （数４） ただし、 Ｍは１以上の整数 ところで、ノック信号４ａのサンプリング周期と、デジ
タル周波数分析との関係は、特開平３−４７４４９号公
報に記載のように、例えば、ノック信号４ａのサンプリ
ング周期(ｔ２)を２５μｓとすると、周波数分析部４７
の分析可能な範囲の最大周波数Ｓb(kHz)は、２０ｋＨｚ
となる。
【００３０】 Ｓb＝１／(２×ｔ２×１０-6) （数５） この場合、Ａ／Ｄ変換器の所要変換時間(ｔ１)が１５μ
ｓであるとすると、（数１）式の条件に当て嵌まり、ノ
ック信号４ａのサンプリング周期内に、別の信号をＡ／
Ｄ変換することはできず、結果的に、ノッキング検出専
用のＣＰＵが必要となる。
【００３１】ところが、実際のエンジンにおけるノッキ
ングの共鳴周波数は、ほぼエンジンの気筒径で決まり、
大部分の自動車用エンジンの場合、該共鳴周波数Ｓkは
１５ｋＨｚ以下であることが知られている。そのため、
周波数分析部４７で２０ｋＨｚまでの分析を行う必要が
なく、１５ｋＨｚまで分析すればよいと言える。すなわ
ち、自動車用エンジンであれば、最大周波数Ｓbは１５
ｋＨｚとすることができる。デジタル周波数分析の範囲
が１５ｋＨｚまでとすれば、上記のサンプリング周期
(ｔ２)は３３μｓと算出される。したがって、上記のサ
ンプリング周期(ｔ２＝３３μｓ)であれば、(数３)式の
条件が成立し、Ａ／Ｄ変換器の所要変換時間(ｔ１＝１
５μｓ)が２回取れることになる。
【００３２】すなわち、自動車用エンジンに対するノッ
キング検出を含めたエンジン制御を行う場合、最大周波
数Ｓbが１５ｋＨｚの分析性能を有するよう設定した周
波数分析部４７と一般的な所要変換時間(ｔ１＝１５μ
ｓ)の変換性能を有するＡ／Ｄ変換器とを用いることに
より、ノッキング検出に支障を来すことなく、ノック信
号４ａのサンプリング周期内で、ノック信号４ａと、例
えばエアフロセンサ信号５ａとのＡ／Ｄ変換を可能と
し、ノッキング検出を含むエンジン制御装置の構成を１
ＣＰＵ構成にすることができる。
【００３３】上記のように、具体的に自動車用エンジン
のノッキング検出であるので、最大周波数Ｓbを１５ｋ
Ｈｚとし、かつ一般的な変換性能のＡ／Ｄ変換器に限る
ことにより、サンプリング周期内に２回のＡ／Ｄ変換を
可能とし、１個の処理速度の遅い廉価なＣＰＵで制御で
きるという利点に結び付けることができた。しかしなが
ら、一般的なエンジンの場合に対しては最大周波数Ｓb
や所要変換時間ｔ１は上記に限定されるものではなく、
同じ発明思想が適用される。すなわち、周波数分析手段
の分析可能な最大周波数Ｓbや、変換性能の短く優れた
Ａ／Ｄ変換器及び演算処理速度,容量の大きいＣＰＵな
どの選択は自由である。
【００３４】従って、上記のような比較的高価なＣＰＵ
の場合は、(数６)式が成立する。 ｔ２≧Ｎ×ｔ１ （数６） ただし、Ｎは２以上の整数 即ち、サンプリング周期(ｔ２)が３３μｓであっても、
所要変換時間(ｔ１)が１０μｓの場合であれば、整数Ｎ
＝３となる。また、周波数分析範囲の設定によっては、
整数Ｎ＝４，５，・・・とすることも可能である。そして
整数Ｎ＝３となれば、１回の変換回数分を、所定エンジ
ン状態を現わす所定アナログ信号としてのノック信号４
ａに当て、そして、残りの変換回数分を、前述したよう
に、ノッキング以外の残りの異なるエンジン状態を現わ
す異アナログ信号としての、エンジンに吸入される吸入
空気量を検出するエアフロセンサ信号５ａやエンジンの
冷却水を検出する信号などに割り当てることができる。
この場合、異アナログ信号を取り込みＡ／Ｄ変換手段へ
出力する異サンプリング手段およびエンジンの運転状態
を最適に制御するための演算を実行する制御演算手段
は、ＣＰＵ２内の演算装置１１のプログラム処理に含ま
れているものである。
【００３５】図４は、本発明による１ＣＰＵ構成時のプ
ログラム処理を示すブロック図である。図４の１ＣＰＵ
構成を、図６の２ＣＰＵ構成との相違点から説明すれ
ば、メインＣＰＵ３０とサブＣＰＵ３１は、ＣＰＵ２の
１個となる。それぞれのＣＰＵに分離していたＡ／Ｄ変
換部４０とＡ／Ｄ変換部４６は、１個のＣＰＵ２に含ま
れたＡ／Ｄ変換部４０ａ及び４０ｂとなる。そして送受
信部３２、バスバッファ４４，５０、回転検出部４５が
削減されている。すなわち、ＣＰＵ２は、少なくとも、
１個のＡ／Ｄ変換器１２と、該Ａ／Ｄ変換器１２に接続
されたサンプリング手段としてのＡ／Ｄ変換部４０ｂ及
び異サンプリング手段としてのＡ／Ｄ変換部４０ａと、
周波数分析手段としての周波数分析部４７と、ノック判
定手段としてのＢＧＬ部４８及びノック判定部４９と、
点火演算手段としての点火演算部４３とを含み構成され
る。
【００３６】そして、燃料噴射演算部４２と点火演算部
４３の処理およびノッキングの検出部の処理自体は、図
６で説明した２ＣＰＵ構成のものと変わらない。しか
し、２ＣＰＵ構成において、解析開始と終了のタイミン
グを決めるデータをメインＣＰＵ３０からバスバッファ
５０を介し受信したが、本実施例のデジタル信号を分析
する周波数分析部４７は、該タイミングデータを回転検
出部４１から直接受信している。このようにデータの送
受が、１個のＣＰＵ２の内部での送受であり、送受に無
駄がなく受信するデータに外乱もなく、信頼性のあるも
のとなっている。
【００３７】また、点火演算部４３で必要とするノック
有無の情報も、２ＣＰＵ構成においてメインＣＰＵ３０
とサブＣＰＵ３１間で送受されていたが、本実施例の場
合、ＣＰＵ２の内部での送受となり、外部との送受信が
不要となる。すなわち、デジタル周波数分析やその結果
に基づいた点火時期制御演算に必要なデータ（例えば周
波数分析部４７では回転検出部４１からのデータ、およ
び点火演算部４３ではノック判定部４９のデータ）を、
１個のＣＰＵから読み込むだけとなり、外部との送受信
処理が不要となり、１ＣＰＵ構成のプログラムが簡単に
なる。そして、１ＣＰＵ構成であるので、２つのＣＰＵ
間の制御ズレはなく、また、クランク角センサ６の信号
仕様によってプログラムを違える必要もなくなり、単純
化ならびにプログラムの汎用化が行える利点がある。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、従来２個のＣＰＵで構
成していたエンジン制御装置に比べ、ノッキング検出用
に専用のＣＰＵを用意する必要がなく、１個のＣＰＵで
構成できる。これにより、ＣＰＵ間の送受信が不要とな
るため、制御プログラムが単純化される。また、１ＣＰ
Ｕであるため、安価なエンジン制御装置が提供できると
いう効果がある。さらに、基板に占めるＣＰＵの占有率
が低減されるため、エンジン制御装置の小型・軽量化が
可能となり、軽量化に伴って車の燃費向上に寄与でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例のエンジン制御装置の構
成を示すブロック図である。
【図２】図１のエンジン制御装置の動作を示すタイミン
グチャートである。
【図３】本発明によるＡ／Ｄ変換動作を示すタイミング
チャートである。
【図４】本発明による１ＣＰＵ構成時のプログラム処理
を示すブロック図である。
【図５】従来技術によるエンジン制御装置の構成を示す
ブロック図である。
【図６】従来技術による２ＣＰＵ構成時のプログラム処
理を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…エンジン制御装置、２…ＣＰＵ、３…電源回路、４
…ノックセンサ、５…エアフロセンサ、６…クランク角
センサ、９…燃料噴射装置、１０…点火装置、１１…演
算装置、１２…Ａ／Ｄ変換器、１３…入力装置、１５…
ＲＯＭ、１６…ＲＡＭ、１７…出力装置、１８…バス、
１９…バッテリ、３０…メインＣＰＵ、３１…サブＣＰ
Ｕ、３２…送受信部、４０，４６…Ａ／Ｄ変換部、４１
…回転検出部、４２…燃料噴射演算部、４３…点火演算
部、４４，５０…バスバッファ、４５…回転検出部、４
７…周波数分析部、４８…ＢＧＬ部４９…ノック判定
部、４ａ…ノック信号、５ａ…エアフロセンサ信号、６
ａ…クランク角センサ信号、１０ａ…点火信号、４０
ａ，４０ｂ…Ａ／Ｄ変換部、４８ａ…ＢＧＬ信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｍ 15/00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンのノッキングを検出したノック検
    出手段が出力するアナログ信号を、所定周期で取り込む
    サンプリング手段と、 １回当たりのＡ／Ｄ変換に所要変換時間を要して、取り
    込まれた前記アナログ信号を入力しデジタル信号に変換
    する１個のＡ／Ｄ変換手段と、 Ａ／Ｄ変換された該デジタル信号を分析する周波数分析
    手段と、 該周波数分析手段の分析結果に基づいて前記ノッキング
    有無を判定するノック判定手段と、 該ノック判定手段の判定に基づいて前記ノッキングに応
    じた点火制御のための演算を実行する点火演算手段とを
    含むマイクロコンピュータを備え、 前記サンプリング手段の前記所定周期は、前記Ａ／Ｄ変
    換手段において２以上の整数回以上のＡ／Ｄ変換が可能
    である長さの時間に設定されて、 前記ノッキングに応じたエンジン制御を実行することを
    特徴とするエンジン制御装置。
  2. 【請求項２】１回当たりのＡ／Ｄ変換に所要変換時間ｔ
    １(μｓ)を要し、入力するアナログ信号をデジタル信号
    に変換する１個のＡ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段において２以上の整数回以上のＡ／
    Ｄ変換が可能である長さの所定周期ｔ２(μｓ)で、エン
    ジンの所定エンジン状態を現わす所定アナログ信号を取
    り込み、前記Ａ／Ｄ変換手段へ出力するサンプリング手
    段と、 前記サンプリング手段の取り込みと重ならないよう(ｔ
    ２−ｔ１)の空き時間の間に、前記所定エンジン状態以
    外の残りの異なるエンジン状態を現わす異アナログ信号
    を取り込み、前記Ａ／Ｄ変換手段へ出力する異サンプリ
    ング手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段が前記ｔ２の時間内に前記所定アナ
    ログ信号及び異アナログ信号を順次入力し前記ｔ１を順
    次要して順次変換した、所定デジタル信号または異デジ
    タル信号に基づいて、前記エンジンの運転状態を最適に
    制御するための演算を実行する制御演算手段とを含むマ
    イクロコンピュータを備え、 前記所定エンジン状態または前記残りの異なるエンジン
    状態に応じて前記エンジンの運転状態を最適に制御する
    ことを特徴とするエンジン制御装置。
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