JPS61232363A - 内燃エンジンの電子制御装置 - Google Patents

内燃エンジンの電子制御装置

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JPS61232363A
JPS61232363A JP7110185A JP7110185A JPS61232363A JP S61232363 A JPS61232363 A JP S61232363A JP 7110185 A JP7110185 A JP 7110185A JP 7110185 A JP7110185 A JP 7110185A JP S61232363 A JPS61232363 A JP S61232363A
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JP
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cpu
central processing
ignition
engine
processing unit
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JP7110185A
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Yoshio Suzuki
喜雄 鈴木
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Honda Motor Co Ltd
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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】 (技術分野) この発明は内燃エンジンの電子制御装置に関し、特に燃
料供給および点火をそれぞれ別個に制御する中央演算処
理装置を備えた電子制御装置に係るものである。
(発明の技術的背景とその問題点) 内燃エンジンの燃料噴射量および点火時期を制御する従
来の電子制御装置としては、例えば特開昭53−762
31号に開示されているようなものがある。この電子制
御装置は、1個の中央演算処理装置(以下これをrCP
UJという)を備え。
これにエンジン水温信号、吸気管内絶対圧信号、エンジ
ンのクランク軸の回転位置信号、即ち、例えばクランク
軸の回転に関連して所定角回転するごとに発生するクラ
ンク角信号、1回転毎に2個発生する基準位置信号等の
エンジン運転パラメータを導入し、これらの入力信号に
基づいて、この共通のCPUにより燃料噴射量制御およ
び点火時期制御に関する両演算を実行するようにしてい
る。
ところで近年運転性能の向上等の要求に対応させるため
に、各制御対象ごとにその演算プログラムの内容が複雑
となり、CPUの実行処理量が増大してきている。
しかしながら従来の電子制御装置にあっては。
複数の制御対象を共通のCPUにより演算処理をするよ
うにしていたため、上記のように各制御対象ごとの演算
処理量の増大に対処できなくなり。
特にエンジンの低回転時に比べ演算処理に確保できる時
間が短くなる高回転時において、より正確なエンジン制
御に対する要請に応じ得ない。最も、演算処理能力に優
れたCPU (例えば32ビツト、64ビツト等のもの
)を用いれば上記の要請に応じ得ると考えられるが、コ
ストアップを招くので実用的でない。一方、複数の制御
対象を、個別に演算処理ができるようにし、各CPUに
必要なエンジン運転パラメータをそれぞれ別個のセンサ
、入力回路等により取込むようにすると、それぞれに入
力回路等を含むCPUが複数個必要となり、装置が煩雑
且つ膨大なものとなりメンテナンスに困難がもたらされ
る。
(発明の目的) この発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは装置の煩雑化等を招来することなく
燃料噴射量、点火時期等の複数の制御対象のそれぞれの
より正確で且つ複雑な制御を可能とした内燃エンジンの
電子制御装置を提供することにある。
(発明の構成) 上記の目的を達成するため、この発明によれば内燃エン
ジンに燃料供給を行なう燃料供給手段と、供給された燃
料により形成される混合気に点火を行なう点火手段とを
備えた内燃エンジンの電子制御装置において、前記燃料
供給の制御を司る第1の中央演算処理装置と、前記点火
の制御を司る第2の中央演算処理装置と、前記第1の中
央演算処理装置に接続され、第1のエンジン運転パラメ
ータを検出する第1の検出手段と、前記第2の中央演算
処理装置に接続され、第2のエンジン運転パラメータを
検出する第2の検出手段と、前記第1および第2の中央
演算処理装置間に介装され、前記第1のエンジン運転パ
ラメータおよび前記第2のエンジン運転パラメータの各
検出値を相互に転送する信号転送手段とを含み、前記第
1および第2の中央演算処理装置は前記第1および第2
のエンジン運転パラメータに基づき前記燃料供給及び前
記点火を夫々制御することを特徴とする内燃エンジンの
電子制御装置が提供される。
(発明の実施例) 以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図はこの発明に係る電子制御装置の全体構成を示す図で
ある。電子制御装置(ECU)内に内燃エンジンへの燃
料供給制御を司る第1のCPU1と、供給された燃料に
より形成される混合気の点火時期制御を司る第2のCP
U2とが備えられている。第1のCPUIには、この第
1のCPU1で実行される各種演算プログラムおよび燃
料噴射量、言い換えれば燃料噴射弁8の開弁時間を演算
するのに用いられる各種テーブル等を記憶するリードオ
ンリメモリ(以下rROMJという)3゜演算結果等を
一時的に記憶するランダムアクセスメモリ(以下rRA
MJという)4が備えられている。第1のCPUIの入
力側には、内燃エンジンの吸気管(図示せず)内絶対圧
の値を検出し、これをデジタル値に変換して出力するP
Bトランスジューサ5と、吸気温度、エンジン冷却水温
、スロットル弁開度、排気ガス中の02濃度等の運転パ
ラメータ値を検出し、これをデジタル値に変換して出力
する他のトランスジューサ6とが接続されている。これ
らのトランスジューサ5,6により第1の検出手段が構
成される。また第1のCPU1の出力側には後述の燃料
噴射時間データに基づいて燃料噴射弁の開弁時間を計数
するカウンタ回路7が接続され、このカウンタ回路7の
出力線が当該燃料噴射弁8に接続されている。これらカ
ウンタ回路7および燃料噴射弁8等により、燃料供給手
段が構成されている。またEGRバルブ、アイドルコン
トロール用のソレノイドバルブ等の駆動信号線路が、こ
れらバルブ類のアクチュエータ9に接続されている。な
お、燃料噴射弁8は内燃エンジンの各気筒ごとに配設さ
れ、これに応じてカウンタ回路7にも気筒数と同数個の
カウンタが備えられている。
一方、第2のCPU2には、前記第1のCPU1におけ
る場合と同様の機能を有するROMII、およびRAM
12が備えられている。第2のCPUの入力側には波形
整形回路13が接続され、この波形整形回路13の入力
側にエンジンクランク軸の回転位置を検出するセンサ、
即ちエンジンの特定の気筒の所定のクランク角度位置で
気筒判別用の1パルスの信号To、を出力する気筒判別
(CYL)センサ14.エンジンのクランク軸が180
°回転するごとに各気筒のBTDC(上死点前)の所定
クランク角度位置で基準クランク角度信号T、4を出力
する上死点(TDC)センサ15、およびクランク軸が
30°回転するごとに1パルスの信号T□を出力するク
ランク角度センサ16の各センサが接続されている。こ
れら各センサ14,15,16で第2の検出手段が構成
されている。また第2のCPU2の出力側には、並列接
続されたターンオンカウンタ17とターンオフカウンタ
18とを介してフリッププロップ回路19.更に後段に
点火回路21およびディストリビュータ22が順次接続
され、このディストリビュータ22に各気筒ごとに配設
された点火プラグ23a〜23dが接続されている。こ
れら点火回路21、ディストリビュータ22、および点
火プラグ23a〜23d等により点火手段が構成されて
いる。上記点火回路21には図示しない高圧発生層の1
次コイルおよび2次コイルからなる周知のイグニッショ
ンコイルが設定されている。またターンオンカウンタ1
7およびターンオフカウンタ18は、ともにダウンカウ
ンタが用いられており、後述するようにターンオンカウ
ンタ17には第2のCPU2で演算された通電開始時期
データが設定され、これを後述する通電を開始すべきク
ランク角度位置範ff(以下これを単に「通電ステージ
」という)においてそのステージ始点からクロックパル
スにより減算カウントし、点火回路21の1次コイルへ
の通電時期を規定するものである。一方、ターンオフカ
ウンタ18は前記と同様に第2のCPU2で演算された
点火時期データが設定され、これを後述する所定の点火
ステージにおいてそのステージ始点からクロックパルス
により減算カウントし、前記1次コイルへの通電を遮断
する時期を定め、2次コイル側に点火用の高電圧を発生
させるものである。
そしてさらに第1のCPU1と第2のCPU2との間に
次のような各信号線が接続されている。
まず気筒判別(CYL)信号T0□の信号線25が波形
整形回路13の出力側と第1のCPUIの入力側との間
に接続されている。また第1のCPUIに演算開始用の
トリガ信番を与える信号線26が第2のCPU2から第
1のCPUIに向けて接続され、さらにデータ転送用通
信線27.28が両CPUI、2の間に接続されている
0通信線28は、第1のCPUIから第2のCPU2に
向けてエンジンパラメータ等のデータおよび送信命令信
号を転送するためのものであり、通信線27は第2のC
PU2から第1のCPUIに向けて、上記の送信命令に
対する確認信号等を送るためのものである。各CPU1
,2には、各通信線27.28の送信側端および受信側
端の部分に、後述するようにデータをシリアル非同期で
転送するために、それぞれ並列−直列変換回路および直
列−並列変換回路が配設されている。そしてこれらの各
通信線27.28.並列−直列変換回路、直列−並列変
換回路等で信号転送手段が構成されている。符号29は
Meカウンタで、このMeカウンタ29には、第2のC
PU2からスタートトリガ信号の導出線30が接続され
、その出力側は、第1のCPUIに接続されている。M
eカウンタ29は第2のCPU 2が例えばBTDC9
0°のクランク角度位置を検出したときに発生するスタ
ートトリガ信号によってその計数値をレジスタ(図示せ
ず)にストアすると共に計数値を零にリセットして再び
一定周波数のクロックパルスの計数を開始する。従って
、 Meカウンタ29のレジスタにストアされている計
数値は今回及び前回のスタートトリガ信号の発生間のク
ロックパルス数、即ち、スタートトリガ信号の発生時間
間隔を表わす、この計数値は第1のcpuiにより読込
まれ、エンジン回転数Neの逆数に比例したパラメータ
Meの演算に使用され、このパラメータMeはエンジン
回転数を表す情報として燃料噴射量演算の際のパラメー
タの1つとして用いられる。
次いで、第2図により1通信線27.28の両端部にそ
れぞれ配設されている並列−直列変換回路および直列−
並列変換回路を通信線28側のものについて説明する。
符号31は並列−直列変換回路で8ビツトの命令又は運
転パラメータ値データと、これに命令又はデータの判別
用ビット並びにスタート、ストップの各ビットを加え1
1ビツトを1フレームとして(第7図)これをラッチす
るラッチ回路32と、このラッチ回路32から並列に入
力した11ビツトデータを信号線34を介して入力する
クロックパルスの入力毎に1ビツトづつ直列に転送する
ためのシフトレジスタ33とで構成されている。シフト
レジスタ33の出力端子は出力ボート35、通信線28
および入力ポート36を介して第2のCPU2側のシフ
トレジスタ39の入力端に接続されている。このシフト
レジスタ39とラッチ回路38とで直列−並列変換回路
37が構成され、前記並列−直列変換回路31と逆の手
順により、転送されて来た11ビツトデータがシフトレ
ジスタ38にストアされる。尚、符号40はシフトレジ
スタ39に入力するクロックパルスの入力線路である。
この入力線路40から入力するクロックパルスと、送信
側の信号線34から入力するクロックパルスとは、非同
期であるがパルス発生周期は同一である。シフトレジス
タ39から後述するデータのストップビットに対応する
信号が出力線路41を介してラッチ回路38のクロック
入力端子に供給されるとともに、後述するように2フレ
一ム分のデータ転送を行なうような場合に、最初の1゛
フレ一ム分のデータ転送を行なうような場合に、最初の
1フレ一ム分のデータ転送が終了したことを知らせる信
号として用いられる。
次に第3図乃至第7図を参照して作用を説明する。
まず、第2のCPU2による点火時期制御を述べる。− 第2のCPU2には、各センサ14〜16からのCYL
信号T00、TDC信号T0いおよびクランク角度信号
T2.が波形整形回路13で波形整形されて入力する(
第3図(a)〜(C))。このうちCYL信号Tl11
は信号線路25を介して各気筒への燃料噴射順序を判別
する信号として第1のCPUIにも入力する。なお、第
3図および第4図中のステージとは、隣接する2つの上
死点(TDC)間のクランク角度をクランク角度信号T
!4の各立上がりから次のクランク角度信号T24の立
上りまでのクランク角度を1間隔として6つの領域に分
割し、各領域をステージと称し、これに0番から5番ま
で付番したものである。第2のCPU2は点火時期制御
プログラムとしてクランク角度信号T24の発生ごとに
実行されるクランク割込み処理プログラム(第4図(b
))と、第Oステージで実行されるクランク割り込み処
理プログラムの終了に引続いて行なわれるθIG−DU
TY演算処理プログラム(第4図(C))の2つの処理
プログラムを実行し、θIG−DUTY演算処理の実行
中にクランク角度信号T24が入力したときにはクラン
ク割り込み処理を優先して実行する。
まず、クランク割り込み処理では、TDC信号。
クランク角度信号に基づくターンオンカウンタ17のカ
ウントをスタートすべき通電ステージ(第4図の例では
ステージ2)及びターンオフカウンタ18をスタートす
べき所定ステージ(第4図の例ではステージ4)等のス
テージ判別、クランク角度信号T2.の発生時間間隔M
E、iの検出、ターンオンカウンタ17及びターンオフ
カウンタ18の起動等の制御実行を行なう。
一方、θIG−DUTY演算処理では、進角制御値θI
G、通電制御値DUTY (TDC信号の発生時間間隔
に対するコイル通電時間割合%)、通電時期TDUT、
及び点火時期TIGの各データの演算等を実行する。
上記各データの演算処理をさらに詳述すると、進角制御
値θIGは、エンジン回転数Ne、吸気管内絶対圧PI
IA、エンジン水温Tw等の各位から次の(1)式に従
って演算される。
θIG=θMAP+θIGCR・・・(1)ここに、O
MApは基本進角値を示し、エンジン回転数Neと、吸
気管内絶対圧PBAとによりROMIIに記憶されてい
るマツプから読出され、θIGCRは基本進角値の補正
変数値で、エンジン冷却水温度Tw、吸気温度TA及び
大気圧PA等に応じて前記ROMIIに記憶されている
テーブルから読み出される。
前記OMAp値の演算に使用するエンジン回転数Neは
Meカウンタ24から与えられ、その値Meは、第3図
(c)及び第4図(a)に示すクランク角度信号T24
の各ステージO〜5の各間隔を一定周期のクロックパル
ス(固定クロックパルス)で夫々計測して得た値MEM
O〜65の加算料Ms(=Mesa+MEgz+MEs
z+MEgi+MEs4+M E s s )を使用す
る。
また、通電制御値DUTYはエンジン回転数Neの関数
で、前述と同様にROMIIに記憶されているテーブル
から読み出され、この読み出された値をバッテリ電圧で
補正して与えられる。
ここで点火はBTDCO〜60″の範囲で行なわれ、換
言すればステージ4,5のうちのどちらかで行なわれる
。具体的には前記ターンオフカウンタ18に入力される
データはステージ4の立上りから、ターンオフカウンタ
18の計数が開始され、カウント数がOとなると、2次
側コイルへの通電が遮断される。このターンオフカウン
タ18への入力値をTIGとすると、該TIGは角度一
時間変換値であり、その値は上述のようにして求めた進
角制御値θIG及びMe値から求められる。
また、通電開始時期TDUTも同様に進角制御値゛θI
G1通電詞御値DUTY及びMe値で決定される角度一
時間変換された値であり、これによりステージ間の任意
の位置を設定することができる。
そして1点火コイルに通電を開始すべきステージ開始時
点が検出されたときターンオンカウンタ19の計数が開
始され、TDUT値に対応する値をカウントダウンして
カウント数がOになると、即ち設定された通電開始時期
に至るとフリップフロップ19のセットが行なわれ、点
火回路21の1次コイルに通電が開始される。そして、
前述した通り、前記ステージ4の開始時点から点火時期
TIGに至るとフリップフロップ19のリセットが行な
われる。
フリップフロップ回路19はこのリセットで点火回路2
1に通電オフ信号を出力し1通電オフのタイミングで2
次コイルに点火用の高電圧を発生させ、規定された進角
度位置でプラグ22を点火する。
一方、第1のCPUIはFI演算処理プログラムを実行
する。このFI演算処理は第2のCPU Z側のクラン
ク割り込み処理においてステージ3、即ちBTDC90
°のクランク角度位置が検出されたときに信号線26を
介してCPU2からCPUIへ出力される前記トリガ信
号qの入力を受けてその実行が開始される。そしてこの
FI演算処理では、Pa^トランスジューサ5からの吸
気管内絶対圧信号PBA、スロットル弁開度信号θTH
1排気ガス中の02濃度検出値等のデータの読み込み、
及びMeカウンタ29で計数されたMeデータの読み込
み、後述する燃料噴射時間TOLI丁の演算、ならびに
T 0IJT演算終了と同時にカウンタ回路7における
所定気筒のカウンタの起動制御等を実行する。
上述の燃料噴射時間TOLITは次式によって演算され
る。
Togt=TiXK、十に2 ここに、Tiは燃料噴射弁8の基本燃料噴射時間を示し
、この基本燃料噴射時間Tiは例えば吸気管内絶対圧P
BAと、エンジン回転数Neとに基づいてROM3から
読み出される。K1及びに2は夫々前述の各種センサか
らのエンジンパラメータ信号に応じて演算される補正係
数及び補正変数であって、エンジン運転状態に応じて、
始動特性、排気ガス特性、燃費特性、エンジン加速特性
等の諸特性が最適なものとなるように所定の演算式に基
づいて演算される。第1のCPUIは前述のように燃料
噴射時間T 0IJTの演算終了と同時に。
この燃料噴射時間T 0IJTのデータをカウンタ回路
7における所定気筒のカウンタに設定するとともに当該
カウンタを起動する。カウンタはこのデータを減算カウ
ントし、当該燃料噴射時間データに対応した値の開弁時
間信号を駆動信号として燃料噴射弁8に供給し、燃料供
給量を制御する。
次に、データ転送用信号線27.28を介してエンジン
運転パラメータ値等のデータ転送について述べる。この
データ顧送はシリアル非同期方式により実行され、前述
した第2のCPU2で実行されるクランク割込処理、θ
IG−DUTY演算処理、及び第1のCPUIで実行さ
れるFI演算処理の各処理が実行されていないとき(こ
れを「バックグラウンド」という)に実行される。先ず
、第1のCPUIは前記FT演算処理が行なわれていな
いバックグラウンドにあるとき、第5図に示すように通
信線28を介して送信命令5ENDを第2のCPU 2
に送出する。これに対し第2のCPLI2は、クランク
割込処理等の処理実行状態ではなくデータ受信が可能状
態であればデータ受信可能状態を表わす確認信号ACK
を通信線27を介して第1のCPUIに応答する。応答
後、第1のCPU1はクロックパルスでシフトレジスタ
33を駆動する。この駆動により、シフトレジスタ33
は。
クロックパルスが入力する毎に、ラッチ回路32を経て
並列に入力しているエンジンの運転パラメータ値を内容
とするデータDATAを、シフトしながら1ビツトづつ
出力し、これを通信線28を介して第2のCPU2に転
送する。第2のCPU2におけるシフトレジスタ39は
、信号線40から入力するクロックパルスで、転送され
てきたデータDATAを1ビツトづつシリアルにラッチ
する。そしてこのデータDATAに続く最後のストップ
ビットの入力タイミングでラッチ回路38が駆動され、
データDATAがシフトレジスタ39からラッチ回路3
8に8ビット同時にラッチされる。ラッチ回路38にラ
ッチされたデータDATAは、第2のCPU2の書込み
処理によりRAM12に書込まれる。なお第2のCPU
2には、第1のCPUIに対してデータ転送を要求する
リクエスト命令も用意されている。而して第2のCPU
2におけるRAM12には第1のCPt1側におけるR
AM4と同様に常時最新の各エンジン運転パラメータの
値が書き込まれる。2バイト分のデータ転送を行なうと
きは、第6図に示すように第2のCPU 2は、先ず1
バイト分のデータDATA 1を受信したのち、確認信
号ACKを第1のCPUIに送り、その後に後続の1バ
イト分のデータDATA 2を受信する。なおこのよう
なデータ転送の間にCFIJに割込み処理が入ったとき
は、シフトレジスタ33゜39へのクロックパルスが非
入力状態となり、データ転送が中断して割込処理が優先
する。そして、この割込処理の終了後にデータ転送が再
開される。
なおこの発明における燃料供給の制御とは、燃料噴射量
、噴射時期等の何れの制御であってもよく、また点火制
御とは点火時期1通電時間等の何れの制御であってもよ
い。
(発明の効果) 以上詳述したように、この発明の内燃エンジンの電子制
御装置によれば燃料供給の制御を司る第1の中央演算処
理装置と1点火の制御を司る第2の中央演算処理装置と
、第1の中央演算処理装置に接続されて第1のエンジン
運転パラメータを検出する第1の検出手段と、第2の中
央演算処理装置に接続されて第2のエンジン運転パラメ
ータを検出する第2の検出手段と、第1および第2の中
央演算処理装置間に介装されて第1のエンジン運転パラ
メータおよび第2のエンジン運転パラメータの各検出値
を相互に転送する信号転送手段とを含み、前記第1およ
び第2の中央演算処理装置は前記第1および第2のエン
ジン運転パラメータに基づき前記燃料供給および前記点
火を夫々制御するようにしたので各中央演算処理装置は
夫々の制御対象ごとに必要な演算制御処理だけを実行す
ればよく、従って、電子制御装置が処理できる処理量が
増大すると共に全体の処理時間が短縮できる。
この結果演算処理に確保できる時間が短かくなる高回転
時の制御においても、演算処理能力に優れた高価な上位
の中央演算装置を採用することなしに正確で且つ複雑な
制御が可能になるという効果が得られる。またエンジン
運転パラメータの入力段に必要とされるA/D変換回路
、波形整形回路等の入力段回路は、爾中央演算装置で共
用することができるので、装置の煩雑化が防止できメン
テナンスも容易になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る内燃エンジンの電子制御装置の
全体構成を示すブロック図、第2図は第1及び第2の中
央演算装置間のデータ転送を行なう、ラッチ回路、シフ
トレジスタ等から構成されるデータ転送用回路のブロッ
ク図、第3図はTDC信号、クランク角度信号等のパル
ス発生タイミングを示すタイミングチャート、第4図は
点火コイルへの通電開始時期、通電停止時期等を示すタ
イミングチャート、第5図及び第6図はエンジン運転パ
ラメータ値等のデータの転送タイミングを示すタイミン
グチャート、第7図は転送される1フレームのデータの
構成を示すブロック図である。 1・・・第1の中央演算処理装置(CPU) 、2・・
・第2の中央演算処理装置(CPU) 、5・・・吸気
管内絶対圧トランスジューサ、8・・・燃料噴射弁、1
6・・・クランク角度センサ、23a〜23d・・・点
火栓、27.28・・・データ転送用通信線、31・・
・並列−直列変換回路、37・・・直列−並列変換回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、内燃エンジンに燃料供給を行なう燃料供給手段と、
    供給された燃料により形成される混合気に点火を行なう
    点火手段とを備えた内燃エンジンの電子制御装置におい
    て、前記燃料供給の制御を司る第1の中央演算処理装置
    と、前記点火の制御を司る第2の中央演算処理装置と、
    前記第1の中央演算処理装置に接続され、第1のエンジ
    ン運転パラメータを検出する第1の検出手段と、前記第
    2の中央演算処理装置に接続され、第2のエンジン運転
    パラメータを検出する第2の検出手段と、前記第1およ
    び第2の中央演算処理装置間に介装され、前記第1のエ
    ンジン運転パラメータおよび前記第2のエンジン運転パ
    ラメータの各検出値を相互に転送する信号転送手段とを
    含み、前記第1及び第2の中央演算処理装置は前記第1
    及び第2のエンジン運転パラメータに基づき前記燃料供
    給及び前記点火を夫々制御することを特徴とする内燃エ
    ンジンの電子制御装置。 2、前記第1のエンジン運転パラメータは少なくともエ
    ンジン温度を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の内燃エンジンの電子制御装置。 3、前記第2のエンジン運転パラメータは、少なくとも
    前記エンジンのクランク軸の回転位置パラメータを含む
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃エン
    ジンの電子制御装置。
JP7110185A 1985-03-18 1985-04-05 内燃エンジンの電子制御装置 Pending JPS61232363A (ja)

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