(57)【要約】【課題】  温度が変化しても目標精度が維持できるようにしたエンジン制御装置を提供すること。【解決手段】  アナログセンサＡＳから入力される信号をマイクロコンピュータ２によりＡ／Ｄ変換して処理し、エンジンを制御するようにしたエンジン制御装置１において、常温時に定電圧源６の電圧をＡ／Ｄ変換したデータＡをＥＥＰＲＯＭ５に記憶し、このデータＡと、常温時以外の温度のとき定電圧源６の電圧をＡ／Ｄ変換したデータＢから補正係数Ｃを求め、アナログセンサＡＳの信号をマイクロコンピュータ２によりＡ／Ｄ変換したデータＤに補正係数Ｃを乗算することにより、温度変化に影響されないＡ／Ｄ変換データを求め、エンジンを制御するようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転状態を検出するアナログセンサの出力に基づいてエンジンを制御するエンジン制御装置において、
常温のとき、所定の定電圧をＡ／Ｄ変換してデータＡとする第１の処理と、前記アナログセンサの出力をＡ／Ｄ変換したとき、前記所定の定電圧をＡ／Ｄ変換してデータＢとする第２の処理と、前記データＡと前記データＢから補正係数Ｃを導出する第３の処理と、前記アナログセンサの出力をＡ／Ｄ変換してデータＤとする第４の処理と、前記補正係数Ｃにより前記データＤを補正してデータＥとする第４の処理を実行するマイクロコンピュータを設け、
前記データＥを前記アナログセンサの出力としてエンジンが制御されることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン制御装置において、
前記第１の処理は、当該エンジン制御装置の製品出荷検査時に実行され、
前記第２の処理と前記第３の処理及び前記第４の処理は、エンジンの制御処理と並行して実行されることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のエンジン制御装置において、
前記定電圧が、温度特性に優れ製品ばらつきの少ないツェナーダイオードを用いた定電圧源から供給されることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載のエンジン制御装置において、
前記定電圧が、外部電源を取り込んで所定の電圧とする定電圧源から供給されることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載のエンジン制御装置において、
前記定電圧が、起電力の温度特性がよく、安定している電池を備えた定電圧源から供給されることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載のエンジン制御装置において、
前記定電圧が、温度補償された高性能３端子レギュレータを備えた定電圧源から供給されることを特徴とするエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンの制御装置に係り、特に、センサ出力取込用のアナログ−ディジタル変換器を備えたマイクロコンピュータ制御によるエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンなど自動車用エンジンの制御には、従来からマイクロコンピュータ(マイコン)が広く使用されているが、このためにはエンジンの運転状態の検出が欠かせない。
【０００３】
ここで、このエンジンの運転状態の検出に必要な物理量は、例えば温度、圧力、流量などであり、従って、エンジンの制御には、これらを検出する各種のセンサが用いられている。
【０００４】
ところで、これらのセンサは、その検出出力がアナログ量で与えられる、いわゆるアナログセンサがほとんどであり、従って、マイコンによる制御のためには、アナログ量をディジタル量に変換するＡ／Ｄ(アナログ−ディジタル)変換処理が不可欠であるが、このときデータに誤差が入る虞れがある。
【０００５】
そこで、従来のエンジン制御装置では、基準電圧であるＡＤリファレンス電圧の誤差がＡ／Ｄ変換後の電源電圧、つまりバッテリ電圧に対して反比例の関係にあることに着目し、バッテリ検出電圧が前記の基準電圧からずれることによって発生するＡ／Ｄ変換時の誤差を修正するようにしている(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開平１０−１８４４３２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の従来技術は、温度変化に伴うＡ／Ｄリファレンス電圧の変化に配慮がされておらず、目標精度の維持に問題があった。
【０００７】
このＡ／Ｄリファレンス電圧は、通常、電源電圧で動作するＡ／Ｄリファレンス電圧源により生成されるが、このとき、地域変化や気候変化などにより温度環境が変わると電源電圧が変化し、これに伴ってＡＤリファレンス電圧も変化してしまう。
【０００８】
また、このときＡＤリファレンス電圧源自体も温度特性を持つので、温度が変化すると、この温度特性によってもＡＤリファレンス電圧が変化してしまう。
【０００９】
ここで、このＡ／Ｄリファレンス電圧とは、Ａ／Ｄ変換において基準となる電圧のことであり、従って、このＡ／Ｄリファレンス電圧の変化はＡ／Ｄ変換誤差となって現われてしまう。
【００１０】
このとき、従来技術は、Ａ／Ｄリファレンス電圧のばらつきで生じるバッテリ電圧のＡ／Ｄ変換後のデータが基準電圧からずれることで得られる補正値を使ってＡ／Ｄ変換時の誤差を修正するものであり、このためＡ／Ｄリファレンス電圧が変化した場合には対応できない。
【００１１】
このため、特に高精度が要求されるアナログセンサの場合、従来技術では、温度が変化した場合にＡ／Ｄ変換誤差が多くなって、目標精度が維持できなくなる虞れがある。
【００１２】
本発明の目的は、温度が変化しても目標精度が維持できるようにしたエンジン制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、エンジンの運転状態を検出するアナログセンサの出力に基づいてエンジンを制御するエンジン制御装置において、常温のとき、所定の定電圧をＡ／Ｄ変換してデータＡとする第１の処理と、前記アナログセンサの出力をＡ／Ｄ変換したとき、前記所定の定電圧をＡ／Ｄ変換してデータＢとする第２の処理と、前記データＡと前記データＢから補正係数Ｃを導出する第３の処理と、前記アナログセンサの出力をＡ／Ｄ変換してデータＤとする第４の処理と、前記補正係数Ｃにより前記データＤを補正してデータＥとする第４の処理を実行するマイクロコンピュータを設け、前記データＥを前記アナログセンサの出力としてエンジンが制御されるようにして達成される。
【００１４】
このとき前記第１の処理は、当該エンジン制御装置の製品出荷検査時に実行され、前記第２の処理と前記第３の処理及び前記第４の処理は、エンジンの制御処理と並行して実行されるようにしても、上記目的が達成される。
【００１５】
同じく、このとき温度特性に優れ製品ばらつきの少ないツェナーダイオードを用いた定電圧源から供給されるようにしても上記目的が達成され、外部電源を取り込んで所定の電圧とする定電圧源から供給されるようにしても、上記目的が達成される。
【００１６】
また、同じくこのとき前記定電圧が、起電力の温度特性がよく、安定している電池を備えた定電圧源から供給されるようにしても上記目的が達成され、更には温度補償された高性能３端子レギュレータを備えた定電圧源から供給されるようにしても上記目的が達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、Ａ／Ｄ変換したデータの温度による変化分が修正されるので、温度が変化しても目標精度が維持でき、高精度のアナログ入力電圧が要求されている場合でも異常な制御に至るのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明によるエンジン制御装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態によるエンジン制御装置１を示したもので、エンジン制御用のマイクロコンピュータ２とセンサ信号の入力回路３、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４、データ記憶用のＥＥＰＲＯＭ５、補正用の電圧を発生する定電圧源６、燃料噴射信号の出力回路７、それに点火信号の出力回路８を備えている。
【００２０】
そして、まずマイクロコンピュータ２は、アナログセンサＡＳから、エンジンの冷却水温度や吸入空気圧力、吸入空気流量など、エンジンの運転状態の検出に必要な様々な物理量を取込み、Ａ／Ｄ変換した上でエンジン制御に必要な燃料噴射量や点火時期を計算する働きをする。
【００２１】
このとき、入力回路３は、アナログセンサＡＳから出力される信号を外乱やノイズなどから保護し、電気信号に変換する働きをする。
【００２２】
ここで、図示してないが、エンジンの回転位置や回転速度を検出するための信号は、例えばクランク角センサから入力されるが、この場合はＡ／Ｄ変換されることなく、そのままマイクロコンピュータ２内で処理される。
【００２３】
次に、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４は、周知の電圧レギュレータＩＣなどで構成され、マイクロコンピュータ２内のＡ／Ｄ変換に使用するＡ／Ｄリファレンス電圧ＶR を、バッテリなどの電源から供給される電圧ＶB から生成する働きをする。
【００２４】
ここで、ＥＥＰＲＯＭ５は、電気的に記憶内容の書き換えが可能な記憶手段として、Ａ／Ｄ変換したデータを保持する働きをする。
【００２５】
また、定電圧源６は、Ａ／Ｄ変換したデータの温度変化による変化分を補正するための補正係数の導出に必要な一定の電圧を発生する働きをする。
【００２６】
更に、出力回路７は、マイクロコンピュータ２により計算された燃料噴射量を所定のデータとして燃料噴射装置Ｆに供給する働きをし、次に出力回路８は、同じくマイクロコンピュータ２により計算された点火時期を点火装置Ｉに供給する働きをする。
【００２７】
ここで、この実施形態は、上記したように、補正係数を導出してＡ／Ｄ変換したデータを補正し、これによりＡ／Ｄリファレンス電圧ＶR の変化による誤差が補償されるようにしたもので、以下、この補正係数の導出に主眼をおいて図２により動作について説明する。
【００２８】
図２において、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４は、電源の電圧ＶB からＡ／Ｄリファレンス電圧ＶR を生成するが、周囲の温度が変化すると、バッテリなどの電源の温度特性により、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR が変化し、この結果、マイクロコンピュータ２によるＡ／Ｄ変換の精度も変化してしまう。
【００２９】
また、このとき、アナログセンサＡＳの出力電圧が、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR と異なる温度特性をもつものであれば、このときのＡ／Ｄ変換精度の変化による影響を受けて、Ａ／Ｄ変換後のデータが変化してしまう。
【００３０】
例えば、いま、ここでマイクロコンピュータ２のＡ／Ｄ変換器の分解能が１０ビットで、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR が５．１２Ｖ、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４の温度特性が−５０℃〜１００℃で±３％の電圧変化を示すものとする。
【００３１】
また、このときアナログセンサＡＳは、温度特性がＡ／Ｄリファレンス電圧ＶR の温度特性とは異なり、且つ定格電圧出力が２．５Ｖであるととする。
【００３２】
そして、この条件で、常温を２５℃とし、常温のときと、常温以外の例えば８５℃の高温のときとで、Ａ／Ｄ変換されたデータを比較してみるとする。このとき、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４の温度特性は、常温２５℃のときの特性を基準とするため、２５℃の温度では０％であるとし、高温８５℃での温度特性は＋２．４％になるものとする。
【００３３】
そうすると、まず、２５℃の常温時は、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４の温度特性は０％で、且つＡ／Ｄリファレンス電圧ＶR が５．１２Ｖとなるので、Ａ／Ｄ変換のＡ／Ｄ変換精度は５ｍＶである。
【００３４】
そして、このＡ／Ｄ変換精度での場合、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR と温度特性が異なるアナログセンサＡＳの出力電圧が２．５Ｖであるとすると、これをＡ／Ｄ変換したデータは、１０進数で５００となる。
【００３５】
次に、８５℃の高温時では、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４の温度特性が＋２．４％なので、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR は５．２４Ｖになってしまい、この結果、Ａ／Ｄ変換のＡ／Ｄ変換精度は５．１２ｍＶとなる。
【００３６】
そして、このＡ／Ｄ変換精度の場合、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR と温度特性が異なるアナログセンサＡＳの出力電圧が、２５℃の常温時と等しく２．５Ｖであれば、Ａ／Ｄ変換したデータは、１０進数で４８８となり、常温時のＡ／Ｄ変換したデータ値５００と比較して値が変わってしまうことが判る。
【００３７】
そこで、この実施形態では、エンジン制御装置１が所定温度のときの定電圧源６の電圧をＡ／Ｄ変換し、このＡ／Ｄ変換したデータを基準として、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４の電圧をＡ／Ｄ変換したデータの変化率を補正係数として導き出し、この補正係数を、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR と温度特性が異なるアナログセンサＡＳから入力される電圧をＡ／Ｄ変換したデータに乗算し、Ａ／Ｄ変換したデータの補正が得られるようにしたものである。
【００３８】
図２により、更に具体的に説明すると、まず、機器出荷検査時など、任意の時点で、エンジン制御装置１の温度を２５℃などの常温に保持する。そして、この状態で、マイクロコンピュータ２により、定電圧源６の電圧をＡ／Ｄ変換してデータを取得し、これを基準となるデータＡとしてＥＥＰＲＯＭ５に格納しておく。
【００３９】
ここで、常温以外の温度になると、定電圧源６の電圧をＡ／Ｄ変換したデータが温度特性により変化する。従って、この常温以外の温度のときＡ／Ｄ変換したデータを、ＥＥＰＲＯＭ５に格納してある常温時のＡ／Ｄ変換したデータと比較してやれば、変化の程度が定量的に把握されることになる。
【００４０】
そこで、例えば２５℃の常温のとき、定電圧源６の電圧をＡ／Ｄ変換したデータをＡとし、エンジンを制御するためアナログセンサＡＳから信号を入力したときの温度のとき、同じく定電圧源６の電圧をＡ／Ｄ変換したデータをＢとし、図２に示すように、データＡをデータＢで除算した値を補正係数Ｃとする。
【００４１】
そして、この補正係数ＣをＡ／Ｄリファレンス電圧ＶR と温度特性が異なるアナログセンサＡＳから入力される電圧をＡ／Ｄ変換したデータＤに乗算してやれば、図示のように、温度変化に影響されないＡ／Ｄ変換したデータＥを得ることができる。
【００４２】
このときの処理はマイクロコンピュータ２により実行されるが、更に具体例により説明すると、まず、マイクロコンピュータ２のＡ／Ｄ変換の分解能が１０ビットで、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR は５．１２Ｖ、電Ａ／Ｄリファレンス電圧源４の温度特性は、温度が−５０℃から１００℃の範囲で±３％電圧が変化するものであるとする。
【００４３】
そして、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR と温度特性が異なるアナログセンサＡＳからの入力電圧が２．５Ｖで、定電圧源６による電圧が３．６Ｖ一定であるとし、この条件で、２５℃の常温と８５℃の高温のときのＡ／Ｄ変換されたデータを比較したとする。
【００４４】
まず、２５℃の常温時、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４の温度特性が、上記した例の場合と同様に０％であるとすると、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR が５．１２Ｖとなるので、Ａ／Ｄ変換精度は５ｍＶである。
【００４５】
そして、このＡ／Ｄ変換精度で、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR と温度特性が異なるアナログセンサＡＳ信号からの入力電圧が２．５ＶのときＡ／Ｄ変換したデータは１０進数で５００となる。
【００４６】
このとき定電圧源６の電圧は３．６Ｖで一定であるため、これをＡ／Ｄ変換したデータは１０進数で７２０となる。
【００４７】
次に、８５℃の高温時には、Ａ／Ｄリファレンス電圧源４の温度特性が＋２．４％になるので、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR は５．２４Ｖとなり、従って、Ａ／Ｄ変換精度は５．１２ｍＶである。
【００４８】
そして、このＡ／Ｄ変換精度で、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR と温度特性が異なるアナログセンサＡＳからの入力電圧が常温時と等しく２．５Ｖであるとすれば、Ａ／Ｄ変換したデータＤは、１０進数で４８８となる。
【００４９】
このとき定電圧源６の電圧が３．６Ｖ一定であるため、温度特性によりこれをＡ／Ｄ変換したデータは、温度特性により１０進数の７０３になってしまう。
【００５０】
ここで、補正係数Ｃは、常温時に定電圧源６の電圧をＡ／Ｄ変換したデータＡの値である１０進数７２０を、高温時に定電圧源６の電圧をＡ／Ｄ変換したデータＢの値である１０進数７０３で除算した値であり、従って、Ｃ＝１．０２４(＝７２０／７０３)となる。
【００５１】
そこで、この補正係数Ｃを、Ａ／Ｄリファレンス電圧ＶR と温度特性が異なるアナログセンサＡＳの電圧をＡ／Ｄ変換したデータＤ、すなわち１０進数で４８８の値を持つデータに乗算すると、１０進数の５００となり、常温時のＡ／Ｄ変換したデータである１０進数の５００と比較して値が変わらないことが判る。
【００５２】
従って、この実施形態によれば、Ａ／Ｄ変換したデータの温度による変化分が補正係数により修正されるので、温度が変化し、例えば２５℃の常温以外の温度になったときでも目標精度が維持できる。
【００５３】
また、この結果、高精度のアナログ入力電圧が要求されているエンジン制御においても、エンジンを的確に制御することができ、燃費の向上と排ガスの浄化に寄与することができる。
【００５４】
なお、上記したマイクロコンピュータ２による補正係数Ｃの導出は、データのＡ／Ｄ変換処理に合わせて、その都度、実行するようにしてもよく、温度が変化したとき、その変化の大きさに応じで実行するようにしてもよい。
【００５５】
次に、ここで上記実施形態における定電圧源７の具体例について説明すると、まず、図３は、ツェナーダイオードＺＤを用いた場合の定電圧源７の一例で、この場合は、温度特性がよく、製品のばらつきが少ないツェナーダイオードを選び、抵抗器Ｒ１、Ｒ２と組合わせて使用することにより、所望の定電圧性能を与えることができる。
【００５６】
次に、図４は、エンジン制御装置の電源として使用されている自動車のバッテリなどの電源とは別の外部電源から電圧ＥＸＴを取り込み、抵抗器Ｒ３、Ｒ４で所定の電圧に分圧して定電圧とした場合の定電圧源７の一例で、安定した電源が別に得られる場合に有効である。
【００５７】
また、図５は、電池ＢＡＴを用いた場合の定電圧源７の一例で、この場合は、起電力の温度特性がよく、安定している電池、例えば銀電池を使用することにより、所望の定電圧性能を与えることができる。
【００５８】
そして、図６は、３端子レギュレータＩＣを用いた場合の定電圧源７の一例で、この場合は、温度補償された高性能３端子レギュレータを選らんで使用することにより、やはり所望の定電圧性能を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明によるエンジン制御装置の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における補正処理を説明図である。
【図３】本発明の一実施形態における定電圧源の第１の例を示すブロック構成図である。
【図４】本発明の一実施形態における定電圧源の第２の例を示すブロック構成図である。
【図５】本発明の一実施形態における定電圧源の第３の例を示すブロック構成図である。
【図６】本発明の一実施形態における定電圧源の第４の例を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  エンジン制御装置
２  マイクロコンピュータ
３  入力回路(センサ出力取込み用)
４  Ａ／Ｄリファレンス電圧源
５  ＥＥＰＲＯＭ(電気的に記憶内容の書き換えが可能な記憶手段)
６  定電圧源
７  出力回路(燃料噴射量出力用)
８  出力回路(点火時期出力用)
ＡＳ  アナログセンサ
Ｆ  燃料噴射装置
Ｉ  点火装置
ＶB 電源電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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