專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)流閥控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制例如汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)用的電子式節(jié)流閥控制裝置，尤其涉及使用低分辨率廉價(jià)的AD變換器提高節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)精度的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置。
已有技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置(例如參考日本國(guó)特開(kāi)平10-222205公報(bào))中，控制電子式節(jié)流閥的開(kāi)度，使其與根據(jù)車輛運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)適當(dāng)計(jì)算的目標(biāo)節(jié)流閥開(kāi)度一致。
因此，控制手段(ECU)對(duì)節(jié)流閥開(kāi)度傳感器的輸出電壓進(jìn)行AD變換，用該AD變換值計(jì)算目標(biāo)節(jié)流閥開(kāi)度，對(duì)電子式節(jié)流閥進(jìn)行反饋控制。
尤其是慢速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了保持較低慢速轉(zhuǎn)數(shù)，需要高準(zhǔn)確度地控制流入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量，因而要求可靠性高的節(jié)流閥控制。
為了高精度地控制流入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量，可高精度地控制電子式節(jié)流閥，但要達(dá)到這點(diǎn)，需要高精度地檢測(cè)節(jié)流閥開(kāi)度傳感器的輸出電壓。
例如日本國(guó)特開(kāi)平5-263703號(hào)公報(bào)中揭示在慢速轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)高精度地檢測(cè)節(jié)流閥開(kāi)度傳感器電壓的方法，提出檢測(cè)兩種節(jié)流閥開(kāi)度電壓并且切換在慢速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)和非慢速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)使用的檢測(cè)值的方法。
然而，上述公報(bào)記載的方法中，可能因節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)值切換電路等的精度，而在切換時(shí)產(chǎn)生檢測(cè)值差別，從而可能對(duì)節(jié)流閥控制產(chǎn)生壞影響。
也考慮用高分辨率AD變換器高精度地檢測(cè)節(jié)流閥開(kāi)度電壓的方法，但由于高分辨率AD變換器價(jià)格高，導(dǎo)致整個(gè)控制裝置成本高。
發(fā)明要解決的課題已有的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，如上所述，在特開(kāi)平5-263703號(hào)公報(bào)記載的裝置中，根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)切換檢測(cè)值時(shí)，檢測(cè)值可能產(chǎn)生差別，對(duì)節(jié)流閥控制產(chǎn)生壞影響存在問(wèn)題。
為了高精度地檢測(cè)節(jié)流閥開(kāi)度電壓而采用高分辨率AD變換器時(shí)，則存在導(dǎo)致整個(gè)裝置成本高的問(wèn)題。
本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而完成的，其目的是得到一種發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，不切換切節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)值且采用廉價(jià)的低分辨率AD變換器，就能根據(jù)高精度的節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)電壓進(jìn)行高精度控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，具有控制發(fā)動(dòng)機(jī)用的電子式節(jié)流閥、檢測(cè)電子式節(jié)流閥的節(jié)流閥開(kāi)度用的節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段，以及根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)將節(jié)流閥開(kāi)度控制為目標(biāo)值用的控制手段；其中，節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含產(chǎn)生與節(jié)流閥開(kāi)度對(duì)應(yīng)的傳感器電壓的節(jié)流閥開(kāi)度傳感器、將傳感器電壓變換成多個(gè)帶偏置的電壓的偏置手段、對(duì)多個(gè)帶偏置的電壓進(jìn)行AD變換的AD變換器，以及對(duì)AD變換后的多個(gè)帶偏置的電壓進(jìn)行加法運(yùn)算處理的加法運(yùn)算手段；將多個(gè)帶偏置的電壓的加法運(yùn)算值作為控制對(duì)象的節(jié)流閥開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)。
發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的偏置手段包含阻抗，節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含在節(jié)流閥開(kāi)度傳感器與偏置手段之間插入的緩沖器，緩沖器將節(jié)流閥開(kāi)度傳感器側(cè)與阻抗分開(kāi)。
發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的加法運(yùn)算手段包含對(duì)AD變換后的多個(gè)帶偏置的電壓進(jìn)行求平均處理的求平均手段，將求平均手段求平均所得的多個(gè)帶偏置的電壓的相加值作為控制對(duì)象的節(jié)流閥開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)。
發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的偏置手段包含具有相互不同的阻抗值的多個(gè)電阻器，AD變換器具有多個(gè)輸入端子，并且通過(guò)多個(gè)輸入端子，同時(shí)取入多個(gè)電阻器各端子輸出的多個(gè)帶偏置的電壓。
發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的偏置手段包含具有相互不同的阻抗值的多個(gè)電阻器，以及有選擇地使多個(gè)電阻器有效用的多個(gè)開(kāi)關(guān)手段；節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含按照規(guī)定的順序控制多個(gè)開(kāi)關(guān)手段通斷用的開(kāi)關(guān)控制手段；AD變換器具有單一輸入端子，并且通過(guò)單一輸入端子按照時(shí)間序列取入響應(yīng)有效的電阻器而輸出的多個(gè)帶偏置的電壓。
發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的AD變換器執(zhí)行2次對(duì)多個(gè)帶偏置的電壓的AD變換處理，并將2次AD變換值輸入加法運(yùn)算手段。
發(fā)明所涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的AD變換器以電壓值從小到大的順序執(zhí)行對(duì)多個(gè)帶偏置的電壓的AD變換處理。


圖1是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置硬件結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖2是示出本實(shí)施形態(tài)1的n位AD變換器輸入電壓與AD變換結(jié)果的關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖3是概念性示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的采用加法運(yùn)算手段的高精度電壓檢測(cè)工作原理的說(shuō)明圖。
圖4是概念性示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的采用加法運(yùn)算手段的進(jìn)一步高精度電壓檢測(cè)工作的說(shuō)明圖。
圖5是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的AD變換操作(定時(shí)器中斷操作)的時(shí)序圖。
圖6是具體示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的具體AD變換處理的流程圖。
圖7是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的CPU(運(yùn)算處理部)移動(dòng)平均處理操作和加法操作的時(shí)序圖。
圖8是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的CPU(運(yùn)算處理部)移動(dòng)平均處理操作和加法操作的流程圖。
圖9是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置硬件結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖10是具體示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2的AD變換處理動(dòng)作的流程圖。
圖11是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2產(chǎn)生各帶偏置電壓用的開(kāi)關(guān)通/斷切換狀態(tài)的說(shuō)明圖。
附圖中，1為節(jié)流閥，2為直流電機(jī)(節(jié)流閥致動(dòng)器)，3是節(jié)流閥開(kāi)度傳感器，10、10A、ECU、11、11A、CPU、12、12A為AD變換器，13是運(yùn)算放大器，14是I/O，101～104、121～126為電阻器(偏置手段)，SW1～SW3為晶體管開(kāi)關(guān)，V1～V4為帶偏置的電壓。
實(shí)施形態(tài)實(shí)施形態(tài)1下面，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1。
圖1是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)1的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置硬件(下文記為“H/W”)結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖1中，發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的吸氣管設(shè)置調(diào)節(jié)吸氣量用的節(jié)流閥1。
對(duì)節(jié)流閥1設(shè)置直流電機(jī)2，作為控制節(jié)流閥開(kāi)度用的節(jié)流閥致動(dòng)器。節(jié)流閥1和直流電機(jī)2構(gòu)成控制發(fā)動(dòng)機(jī)用的電子式節(jié)流閥。
還對(duì)節(jié)流閥1設(shè)置產(chǎn)生與節(jié)流閥開(kāi)度對(duì)應(yīng)的傳感器電壓的節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3。
ECU(電子式控制單元)10取入來(lái)自節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3的傳感器電壓，同時(shí)還取入來(lái)自各種傳感器(未示出)的檢測(cè)信息(運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài))，并產(chǎn)生對(duì)直流電機(jī)2的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。
ECU10具有構(gòu)成微計(jì)算機(jī)主體的CPU11、CPU11中包含的AD變換器12、插入在AD變換器12輸入側(cè)的多個(gè)電阻器101～104(偏置手段)、插入在節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3輸出端與AD變換器12的一個(gè)輸入端之間的運(yùn)算放大器13(緩沖器)。
電阻器101～104分別具有電阻值R1～R4的阻抗，串聯(lián)插入在運(yùn)算放大器13的輸出端與接地端之間。
由此，電阻器101～104的各一端產(chǎn)生輸入電壓(傳感器電壓)變換后的多個(gè)帶偏置的電壓V1～V4。
為了產(chǎn)生含輸入電壓的多個(gè)帶偏置的電壓V1～V4，偏置手段由包含多個(gè)電阻器101～104的阻抗電路構(gòu)成，各電阻器101～104的一端連接AD變換器12的各輸入端子。
運(yùn)算放大器13將節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3側(cè)和電阻器101～104(偏置手段)的阻抗分開(kāi)，有助于減小各電阻值和提高AD變換值精度。
AD變換器12將通過(guò)運(yùn)算放大器13和電阻器101～104輸入的帶偏置電壓V1～V4變換成數(shù)字電壓，輸入到CPU11的運(yùn)算處理部。
這時(shí)，各電阻器101～104具有相互不同的阻抗值(電阻值R1～R4)，AD變換器12通過(guò)多個(gè)輸入端子同時(shí)取入各電阻器101～104的一端輸出的帶偏置電壓V1～V4，并行處理AD變換。
CPU11內(nèi)的運(yùn)算處理部包含加法運(yùn)算手段，對(duì)AD變換后的多個(gè)帶偏置電壓V1～V4進(jìn)行加法運(yùn)算處理。
加法運(yùn)算手段包含對(duì)AD變換后的多個(gè)帶偏置電壓V1～V4進(jìn)行取平均處理的取平均手段，取平均手段取平均所得多個(gè)帶偏置電壓V1～V4的相加值則作為控制對(duì)象節(jié)流閥開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)。
節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3、運(yùn)算放大器13、電阻器101～104、AD變換器12和CPU11內(nèi)的加法運(yùn)算手段13構(gòu)成節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段，并且將帶偏置電壓V1～V4(數(shù)字變換后和取平均處理后的各電壓)的相加值作為控制對(duì)象電子節(jié)流閥的最終節(jié)流閥開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)。
CPU11內(nèi)的運(yùn)算處理部還包含節(jié)流閥控制手段，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)運(yùn)算節(jié)流閥開(kāi)度的目標(biāo)值，對(duì)直流電機(jī)2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，把節(jié)流閥開(kāi)度控制為目標(biāo)值。
這樣，設(shè)置從節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3的輸出電壓變換成多個(gè)帶偏置電壓V1～V4的偏置手段，并且對(duì)帶偏置電壓V1～V4進(jìn)行加法運(yùn)算，從而能根據(jù)加法運(yùn)算值高精度地檢測(cè)控制對(duì)象的節(jié)流閥開(kāi)度。
對(duì)來(lái)自節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3的輸入電壓施加電阻器和電容器組成的低通濾波器(未示出)時(shí)，為了確保對(duì)節(jié)流閥開(kāi)度的傳感器電壓的動(dòng)態(tài)范圍，必須將各電阻器101～104的電阻值R1～R4設(shè)定得較大。
一般可知，在將傳感器電壓變換成多個(gè)帶偏值電壓V1～V4時(shí)，外部阻抗增加，則AD變換器12的輸入電壓與AD變換結(jié)果之間產(chǎn)生偏差。
因此，為了避免這點(diǎn)，如圖1所示，插入運(yùn)算放大器(緩沖器)13，進(jìn)行阻抗變換。
由此，能將電阻器101～104的電阻值R1～R4設(shè)定成不影響AD變換器12中的AD變換程度的較小值。
下面，參照?qǐng)D2～圖8進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明AD變換器12和CPU11內(nèi)的加法運(yùn)算手段的各種處理操作。
首先，說(shuō)明AD變換器12的分辨率。
AD變換器12的分辨率a一般用位數(shù)表示，并且n位(n為自然數(shù))的分辨率可用AD變換器12的基準(zhǔn)電壓Vref以下式(1)給出。
a＝Vref/2n…(1)式(1)中給出的分辨率a表示不能判別比該值小的電壓。
圖2是表示AD變換器12的輸入電壓值(模擬值)V與AD變換值(數(shù)字值)Z的關(guān)系的說(shuō)明圖，示出AD變換器12的輸入電壓值從V1[V]上升到V1+a[V]時(shí)的AD變換值Z-1、Z、Z+1。
圖2中，采用式(1)所示分辨率a[V](n位)的AD變換器12時(shí)，設(shè)AD變換值(AD變換結(jié)果)為Z的輸入電壓是V1[V]，則AD變換值為Z+1的輸入電壓變成V1+a[V]。
換句話說(shuō)，對(duì)V1≤V＜V1+a范圍內(nèi)的輸入電壓V進(jìn)行AD變換時(shí)，作為AD變換結(jié)果得到的AD變換值為Z(恒定值)。
圖3是示出AD變換器12的輸入電壓檢測(cè)操作和加法運(yùn)算處理高精度化的說(shuō)明圖。該圖示出可用分辨率a(n位)的A/D變換器12檢測(cè)與使用分辨率a/2(n+1位)的AD變換器時(shí)相同的輸入電壓的處理操作。
圖3中，在對(duì)輸入電壓VA進(jìn)行AD變換的同時(shí)，把對(duì)輸入電壓VA僅添加-a/2[V]的偏置的電壓VB(＝VA-a/2)加以AD變換，并將2個(gè)AD變換值相加，從而得到分辨率a/2(高精度)的AD變換值(VA+VB的結(jié)果)。
即，用偏置電壓從輸入電壓VA產(chǎn)生帶偏置的電壓VB，以n位分辨率a把各電壓值VA和VB加以AD變換，并將各變換結(jié)果的相加值用于控制，從而得得到與采用分辨率a/2(n+1位)的AD變換器所產(chǎn)生變換值時(shí)相同的控制分辨率。
又，對(duì)從節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3來(lái)的傳感器電壓應(yīng)用上述運(yùn)算處理，取分別偏置-a/2b[V](b為自然數(shù))的2b個(gè)電壓，輸入分辨率a[V](n位)的AD變換器12，分別進(jìn)行A/D變換后相加，從而能以采用n+b位的AD變換器時(shí)相同的準(zhǔn)確度檢測(cè)電壓(節(jié)流閥開(kāi)度)。
因此，采用ECU10內(nèi)的阻抗電路(偏置手段)，從輸入電壓V1[V]產(chǎn)生成為V2＝V1-a/2b[V]、V3＝V2-a/2b[V]、V4＝V3-a/2b[V]、……的帶偏置電壓V1、V2、V3、V4、……。
接著，用n位分辨率的AD變換器12對(duì)各帶偏值電壓V1、V2、V3、V4、……進(jìn)行AD變換，進(jìn)而借助CPU11內(nèi)的加法運(yùn)算手段和節(jié)流閥控制手段，用AD變換結(jié)果的相加值控制直流電極2和節(jié)流閥1。由此，能得到與采用n+b位的AD變換器所產(chǎn)生變換值進(jìn)行控制時(shí)相同的控制分辨率。
由此可知，例如為了精度足夠高地控制發(fā)動(dòng)機(jī)慢速轉(zhuǎn)數(shù)(幾百rpm)，可用12位分辨率以上的AD變換器對(duì)來(lái)自節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3的傳感器電壓進(jìn)行AD變換。
這里，說(shuō)明以下的情況采用4個(gè)電阻器101～104(偏置手段)產(chǎn)生4個(gè)帶偏置電壓V1～V4，因而用10位的AD變換器12以實(shí)質(zhì)上12位的精度檢測(cè)在慢速轉(zhuǎn)數(shù)附近的節(jié)流閥開(kāi)度。
圖4示出10位AD變換器12和加法運(yùn)算手段的處理操作的說(shuō)明圖。該圖示出的情況為對(duì)4個(gè)帶偏置電壓VA～VD(對(duì)應(yīng)于V1～V4)進(jìn)行AD變換后，將各變換結(jié)果相加，從而實(shí)現(xiàn)12(＝10+2)位的變換精度。
如果10位的AD變換器12的基準(zhǔn)電壓Vref為5[V]，則根據(jù)上述式(1)，AD變換器12的分辨率a可由以下的式(2)給出。
a＝5/210≈4.8[mV]…(2)因此，為了用實(shí)質(zhì)上12位的分辨率進(jìn)行檢測(cè)，將上述自然數(shù)b設(shè)定為2(＝12-10)，如以下式(3)那樣求各帶偏置電壓V1～V4的偏置VOF。
VOF＝a/22＝a/4≈1.2[mV] …(3)因此，如圖4所示電阻器101～104(參考圖1)根據(jù)節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3來(lái)的輸入電壓VA(＝V1)，產(chǎn)生由VB＝(V2)≈VA-1.2[mV]、VC(＝V3)≈VB-1.2[mV]、VD(＝V4)≈VC-1.2[mV]組成的帶偏置電壓VB～VD。
而且，10位的AD變換器12對(duì)各帶偏置電壓VA～VD(V1～V4)進(jìn)行AD變換，加法運(yùn)算手段將各AD變換結(jié)果相加，從而將2位份額的高分辨率節(jié)流閥開(kāi)度(相當(dāng)于VA+VB+VC+VD的結(jié)果)作為控制對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)。
然而，圖1所示的偏置電路由電阻器101～104將輸入電壓V1分壓后，產(chǎn)生帶偏置電壓V2～V4，因而例如輸入電壓V1變動(dòng)，則帶偏置電壓V2也變動(dòng)，帶偏置電壓V2不一定與上述電壓值V1-1.2[mV]正確一致。
但是，如果希望僅在慢速時(shí)高精度控制節(jié)流閥1，則可對(duì)慢速時(shí)的節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3上的傳感器電壓附近，設(shè)定各電阻器101～104的電阻值R1～R4，使帶偏置的電壓V2～V4可用以下的式(4)表示。
V2≈V1-1.2[mV]V3≈V2-1.2[mV]V4≈V3-1.2[mV]…(4)例如，慢速時(shí)檢測(cè)的傳感器電壓為0.7[V]附近，則各電阻值R1～R4如以下式(5)那樣設(shè)定。
R1＝R2＝R3＝18[Ω]R4＝10[kΩ] …(5)接著，參照?qǐng)D5的時(shí)序圖和圖6的流程圖，具體說(shuō)明AD變換器12所輸入4個(gè)帶偏置電壓V1～V4的中斷處理(AD變換處理)。
圖5中，根據(jù)定時(shí)器TM1的中斷要求，周期地開(kāi)始執(zhí)行AD變換處理。
采用定時(shí)器TM1的中斷處理是公知技術(shù)，如可參考第3093467號(hào)專利等。
定時(shí)器TM1的設(shè)定時(shí)間(AD變換處理執(zhí)行周期)t1在汽車點(diǎn)火件開(kāi)通，使CPU11啟動(dòng)時(shí)，在一系列初始化操作中設(shè)定。
圖6具體示出定時(shí)器TM1的中斷處理過(guò)程。
圖6中，AD變換器12首先使定時(shí)器TM1復(fù)位(步驟M01)，并對(duì)輸入電壓V1進(jìn)行AD變換(步驟M08)。
輸入電壓V1的AD變換(步驟M08)結(jié)束后，CPU11取入該AD變換結(jié)果Z1(步驟M09)，存到RAM(步驟M10)。
接著，對(duì)帶偏置電壓V2進(jìn)行AD變換(步驟M11)。AD變換后，CPU11取入該變換結(jié)果Z2(步驟M12)，存到RAM(步驟M13)。
接著，利用步驟M14～M19對(duì)帶偏置電壓V3、V4也執(zhí)行與上述步驟M08～M13相同的處理，并將變換結(jié)果Z3、Z4存到RAM。
執(zhí)行圖6的AD變換時(shí)，由于AD變換器12串?dāng)_，最先進(jìn)行AD變換的電壓V1可能受到其前面所處理的AD變換的影響。
因此，可執(zhí)行2次AD變換處理，在加法運(yùn)算手段輸入2次(即“2次讀取”處理后)的AD變換值，作為實(shí)質(zhì)上延遲處理后的值。
對(duì)其后輸入的帶偏置電壓V2～V4的AD變換也同樣進(jìn)行2次讀取處理，從而可避免串?dāng)_。
為了使AD變換器12的串?dāng)_影響最小，可任意改變AD變換的處理順序，不使其固定。
例如各電壓V1～V4中，可從表示最小值的電壓V4開(kāi)始，以V4→V3→V2→V1的順序進(jìn)行AD變換。由此，能使串?dāng)_影響最小，進(jìn)一步提高檢測(cè)精度。
下面，參照?qǐng)D7的時(shí)序圖和圖8的流程圖，說(shuō)明CPU11內(nèi)的運(yùn)算處理部識(shí)別最終節(jié)流閥開(kāi)度的檢測(cè)操作。
圖7中，首先根據(jù)定時(shí)器TM2的中斷要求，周期性地開(kāi)始執(zhí)行CPU11的運(yùn)算處理。
定時(shí)器TM2的設(shè)定時(shí)間t2(CPU11識(shí)別的節(jié)流閥開(kāi)度的更新運(yùn)算周期)與定時(shí)器TM1相同，也在汽車點(diǎn)火件開(kāi)通且CPU11啟動(dòng)時(shí)，在一系列初始化操作中設(shè)定。
如上文，各電壓V1～V4利用定時(shí)器TM1的中斷處理，每一周期t1進(jìn)行AD變換后，將變換結(jié)果Z1～Z4存放到RAM。
即，CPU內(nèi)的RAM存放基于每一周期T1的AD變換的最新變換結(jié)果Z1～Z4。
這時(shí)，如果CPU11的節(jié)流閥開(kāi)度運(yùn)算處理中需要幾次前的AD變換結(jié)果，則分配RAM，使其能存放幾次前的AD變換結(jié)果。
圖8具體示出對(duì)各電壓V1～V4的AD變換結(jié)果Z1～Z4進(jìn)行移動(dòng)平均后相加的處理過(guò)程。
CPU11內(nèi)的取平均手段在對(duì)4個(gè)變換結(jié)果Z1～Z4求移動(dòng)平均值時(shí)，例如不僅用RAM存放的最新AD變換結(jié)果Z1，而且用上次AD變換結(jié)果Z1p1、2次前的AD變換結(jié)果Z1p2和3次前的AD變換結(jié)果Z1p3，對(duì)輸入電壓1進(jìn)行取平均處理。
圖8中，取平均手段首先使定時(shí)器TM2復(fù)位(步驟M02)，并從RAM讀出AD變換結(jié)果Z1、Z1p1、Z1p2、Z1p3(步驟M20)，計(jì)算其平均值H1(步驟M21)。
由此，能抑制峰值噪聲等造成的檢測(cè)誤差。
采用過(guò)去檢測(cè)數(shù)據(jù)值的取平均運(yùn)算式是公知技術(shù)，因而這里不詳述。
接著，利用步驟M22～M27對(duì)各電壓V2～V4也執(zhí)行與上述步驟M20和M21相同的處理，計(jì)算平均值H2～H4。
然而，進(jìn)行各平均值H1～H4的相加處理(步驟H28)，并將相加值K(＝H1+H2+H3+H4)存放到RAM(步驟M29)。
這樣，對(duì)帶偏置電壓V1～V4用10位(分辨率a)的AD變換器12進(jìn)行AD變換，進(jìn)而將平均值H1～H4的相加值K作為最終控制對(duì)象的節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)值。
據(jù)此，如上文，能用10位的AD變換器12實(shí)現(xiàn)與用12位AD變換器時(shí)相同的精度，能對(duì)慢速轉(zhuǎn)數(shù)高精度檢測(cè)節(jié)流閥開(kāi)度電壓。
因此，能不切換節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3的檢測(cè)值而使用低分辨率AD變換器12，高精度檢測(cè)節(jié)流閥開(kāi)度，從而高精度控制節(jié)流閥開(kāi)度。
即，CPU11將相加值K作為與節(jié)流閥開(kāi)度相當(dāng)?shù)膫鞲衅麟妷哼M(jìn)行識(shí)別，并進(jìn)行反饋控制，使節(jié)流閥開(kāi)度與目標(biāo)開(kāi)度一致。
目標(biāo)節(jié)流閥開(kāi)度運(yùn)算和節(jié)流閥開(kāi)度反饋控制是公知技術(shù)，而且不是本發(fā)明要達(dá)到的方面，因而省略詳述。
這里，用4個(gè)電阻器101～104產(chǎn)生4個(gè)帶偏置電壓V1～V4，但也可用任一數(shù)量(例如8個(gè))的電阻器(未示出)產(chǎn)生8個(gè)帶偏置電壓。
本發(fā)明的主要必要條件在于實(shí)質(zhì)上提高分辨率用的加法運(yùn)算手段，對(duì)帶偏置電壓V1～V4的AD變換值進(jìn)行加法運(yùn)算，因而可省略加法運(yùn)算手段以外的要素，例如進(jìn)一步提高精度用的運(yùn)算放大器13和CPU11內(nèi)的取平均手段等。
同樣，也可省略消除AD變換器12中串?dāng)_所造成不良影響用的2次讀取處理手段、設(shè)定各電壓值V1～V4的AD變換順序的手段等。
這里，取汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的控制裝置當(dāng)然不限于汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)，具有電子式節(jié)流閥的任何發(fā)動(dòng)機(jī)都可用。
實(shí)施形態(tài)2上述實(shí)施形態(tài)1中，為了縮短AD變換處理時(shí)間，設(shè)計(jì)成將各帶偏置電壓V1～V4同時(shí)輸入AD變換器12，進(jìn)行并行處理，但為了使AD變換器輸入端子單一化，也可按時(shí)間序列將帶偏置電壓V1～V4輸入AD變換器。
下面，參照?qǐng)D9～圖11，說(shuō)明構(gòu)成帶偏置電壓V1～V4按時(shí)間序列輸入AD變換器的本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2。
圖9是示出本發(fā)明實(shí)施形態(tài)2所涉及發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的硬件結(jié)構(gòu)例的框圖，與上述(參考圖1)相同的部分標(biāo)注相同的符號(hào)或在符號(hào)后添加“A”，省略其說(shuō)明。
圖9中，ECU10A除上述CPU11A、AD變換器12A和運(yùn)算放大器13外，還具有電阻器121～126和晶體管開(kāi)關(guān)(以下簡(jiǎn)稱為“開(kāi)關(guān)”)SW1～Sw3、CPU11A內(nèi)的I/O14。
這時(shí)，AD變換器12A僅有一個(gè)輸入端子。
I/O14構(gòu)成開(kāi)關(guān)控制手段，按照規(guī)定順序控制通斷開(kāi)關(guān)SW1～SW3。
電阻器121～126與開(kāi)關(guān)SW1～SW3和I/O14關(guān)聯(lián)，構(gòu)成產(chǎn)生帶偏置電壓V1～V4用的偏置手段。
電阻器121～126具有相互不同的阻抗(電阻值R21～R26)，開(kāi)關(guān)SW1～SW3有選擇地使各電阻器121～126有效。
電阻器121～123串聯(lián)插入在運(yùn)算放大器13的輸出端子與AD變換器12A的輸入端子之間，其他的電阻器124～126個(gè)別連接在各電阻器121～123的一端上。
開(kāi)關(guān)SW1～SW3分別插入在各電阻器124～126與接地端之間。
I/O14有選擇地控制各開(kāi)關(guān)SW1～SW3的通/斷狀態(tài)，并對(duì)此作出響應(yīng)，從電阻器123的一端按時(shí)間序列產(chǎn)生帶偏置電壓V1～V4。
AD變換器12A通過(guò)單一輸入端子按時(shí)間序列取入響應(yīng)開(kāi)關(guān)SW1～SW3的導(dǎo)通操作(使電阻器123～126有效)而產(chǎn)生的帶偏置電壓V1～V4。
這里，各電阻器121～126的電阻值R21～R26例如按以下式(6)那樣設(shè)定。
R21＝R22＝R23＝18[Ω]R24＝R25＝R26＝10[kΩ]…(6)即，開(kāi)關(guān)SW1～SW3全部阻斷時(shí)，串聯(lián)電阻器121～123的電阻值分量全部有效，因而產(chǎn)生最大電壓值V1，輸入到AD變換器12A。
僅開(kāi)關(guān)SW1導(dǎo)通時(shí)，串聯(lián)電阻器121～123中最靠近輸入側(cè)的電阻器121的一端分路到接地，因而產(chǎn)生第2大的電壓值V2，輸入到AD變換器12A。
僅開(kāi)關(guān)SW2導(dǎo)通時(shí)，串聯(lián)電阻器121～123中的第2電阻器122的一端分路到接地，因而產(chǎn)生第3大的電壓值V3，輸入到AD變換器12A。
進(jìn)而，開(kāi)關(guān)SW3導(dǎo)通時(shí)，串聯(lián)電阻器121～123中最靠近輸出側(cè)的電阻器123的一端分路到接地，因而產(chǎn)生最小電壓值V4，輸入到AD變換器12A。
這樣，由I/O14按順序控制開(kāi)關(guān)SW1～SW3，從而能按時(shí)間序列產(chǎn)生與上文相同的帶偏置電壓V1～V4，可進(jìn)行與上文相同的AD變換。
下面，參照?qǐng)D10的流程圖和圖11的導(dǎo)通/阻斷模式說(shuō)明圖，具體說(shuō)明AD變換器12A的中斷處理(AD變換處理)。
圖11中，示出與各輸入電壓V1～V4對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)SW1～SW3的導(dǎo)通/阻斷切換狀態(tài)。
圖10中，AD變換器12A首先利用定時(shí)器TM1的中斷處理使定時(shí)器TM1復(fù)位(步驟M13)。
接著，按照?qǐng)D11中的模式P1將開(kāi)關(guān)SW1～SW3全部切換為阻斷，以便偏置手段產(chǎn)生最大電壓值V1(步驟M30)。
接著，AD變換器12A對(duì)電壓V1進(jìn)行AD變換(步驟M31)，并在變換結(jié)束后使CPU11A取入其變換結(jié)果Z1(步驟M32)，將Z1存放到RAM(步驟M33)。
AD變換器12A和CPU11A又在步驟M34～M45中，與上述步驟M30～M33相同，執(zhí)行帶偏置電壓V2～V4的AD變換處理，并將其變換結(jié)果Z2～Z4存放到RAM。
AD變換結(jié)果Z1～Z4的取平均處理和加法運(yùn)算處理等與上文(參考圖8)相同，因而這里省略其說(shuō)明，但不言而喻，這時(shí)也具有與上文相同的效果。
這種情況下，使AD變換器12A的輸入端子單一化，削減輸入端子，因而不會(huì)增加成本，剩余的輸入端子可用于其他控制。
發(fā)明效果如上，根據(jù)本發(fā)明，具有控制發(fā)動(dòng)機(jī)用的電子式節(jié)流閥、檢測(cè)電子式節(jié)流閥的節(jié)流閥開(kāi)度用的節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段，以及根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)將節(jié)流閥開(kāi)度控制為目標(biāo)值用的控制手段；其中節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含產(chǎn)生與節(jié)流閥開(kāi)度對(duì)應(yīng)的傳感器電壓的節(jié)流閥開(kāi)度傳感器、將傳感器電壓變換成多個(gè)帶偏置的電壓的偏置手段、對(duì)多個(gè)帶偏置的電壓進(jìn)行AD變換的AD變換器，以及對(duì)AD變換后的多個(gè)帶偏置的電壓進(jìn)行加法運(yùn)算處理的加法運(yùn)算手段；將多個(gè)帶偏置的電壓的加法運(yùn)算值作為控制對(duì)象的節(jié)流閥開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)。因此，具有能獲得含以下優(yōu)點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的效果可不切換節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)值而用廉價(jià)低分辨率AD變換器進(jìn)行基于高精度節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)電壓的高精度控制。
根據(jù)本發(fā)明，偏置手段包含阻抗，節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含在節(jié)流閥開(kāi)度傳感器與偏置手段之間插入的緩沖器，緩沖器將節(jié)流閥開(kāi)度傳感器側(cè)與阻抗分開(kāi)。因此，具有能獲得含以下優(yōu)點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的效果能減小偏置手段的阻抗，從而進(jìn)一步提高AD變換精度。
根據(jù)本發(fā)明，加法運(yùn)算手段包含對(duì)AD變換后的多個(gè)帶偏置的電壓進(jìn)行求平均處理的求平均手段，將求平均手段求平均所得的多個(gè)帶偏置的電壓的相加值作為控制對(duì)象的節(jié)流閥開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)。因此，具有能獲得含以下優(yōu)點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的效果避免各種噪聲造成的檢測(cè)差錯(cuò)，可進(jìn)行精度更高的控制。
根據(jù)本發(fā)明，偏置手段包含具有相互不同的阻抗值的多個(gè)電阻器；AD變換器具有多個(gè)輸入端子，并且通過(guò)多個(gè)輸入端子，同時(shí)取入多個(gè)電阻器各端子輸出的多個(gè)帶偏置的電壓。因此，具有能獲得含以下優(yōu)點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的效果能短時(shí)間執(zhí)行AD變換處理。
根據(jù)本發(fā)明，偏置手段包含具有相互不同的阻抗值的多個(gè)電阻器，以及有選擇地使多個(gè)電阻器有效用的多個(gè)開(kāi)關(guān)手段；節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含按照規(guī)定的順序控制多個(gè)開(kāi)關(guān)手段通斷用的開(kāi)關(guān)控制手段；AD變換器具有單一輸入端子，并且通過(guò)單一輸入端子按照時(shí)間序列取入響應(yīng)有效的電阻器而輸出的多個(gè)帶偏置的電壓。因此，具有能獲得含以下優(yōu)點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的效果可削減AD變換器的輸入端子，用于其他控制。
根據(jù)本發(fā)明，AD變換器執(zhí)行2次對(duì)多個(gè)帶偏置的電壓的AD變換處理，將2次的AD變換值輸入加法運(yùn)算手段。因此，具有能獲得含以下優(yōu)點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的效果避免AD變換器的串?dāng)_造成的檢測(cè)差錯(cuò)，可進(jìn)行精度更高的控制。
根據(jù)本發(fā)明，AD變換器以電壓值從小到大的順序執(zhí)行對(duì)多個(gè)帶偏置的電壓的AD變換處理。因此，具有能獲得含以下優(yōu)點(diǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置的效果避免AD變換器的串?dāng)_造成的檢測(cè)差錯(cuò)，可進(jìn)行精度更高的控制。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，具有控制發(fā)動(dòng)機(jī)用的電子式節(jié)流閥、檢測(cè)所述電子式節(jié)流閥的節(jié)流閥開(kāi)度用的節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段，以及根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)將所述節(jié)流閥開(kāi)度控制為目標(biāo)值用的控制手段；其特征在于，其中，所述節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含產(chǎn)生與所述節(jié)流閥開(kāi)度對(duì)應(yīng)的傳感器電壓的節(jié)流閥開(kāi)度傳感器、將所述傳感器電壓變換成多個(gè)帶偏置的電壓的偏置手段、對(duì)所述多個(gè)帶偏置的電壓進(jìn)行AD變換的AD變換器，以及對(duì)AD變換后的所述多個(gè)帶偏置的電壓進(jìn)行加法運(yùn)算處理的加法運(yùn)算手段；檢測(cè)所述多個(gè)帶偏置的電壓的加法運(yùn)算值作為控制對(duì)象的節(jié)流閥開(kāi)度。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，所述偏置手段包含阻抗，所述節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含在所述節(jié)流閥開(kāi)度傳感器與所述偏置手段之間插入的緩沖器，所述緩沖器將所述節(jié)流閥開(kāi)度傳感器側(cè)與所述阻抗分開(kāi)。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，所述加法運(yùn)算手段包含對(duì)AD變換后的所述多個(gè)帶偏置的電壓進(jìn)行求平均處理的求平均手段，檢測(cè)所述求平均手段求平均所得的所述多個(gè)帶偏置的電壓的相加值作為所述控制對(duì)象的節(jié)流閥開(kāi)度。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，所述偏置手段包含具有相互不同的阻抗值的多個(gè)電阻器；所述AD變換器具有多個(gè)輸入端子，并且通過(guò)所述多個(gè)輸入端子，同時(shí)取入所述多個(gè)電阻器各端子輸出的所述多個(gè)帶偏置的電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，所述偏置手段包含具有相互不同的阻抗值的多個(gè)電阻器，以及有選擇地使所述多個(gè)電阻器有效用的多個(gè)開(kāi)關(guān)手段；所述節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含按照規(guī)定的順序控制所述多個(gè)開(kāi)關(guān)手段通斷用的開(kāi)關(guān)控制手段；所述AD變換器具有單一輸入端子，并且通過(guò)所述單一輸入端子按照時(shí)間序列取入響應(yīng)有效的所述電阻器而輸出的所述多個(gè)帶偏置的電壓。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，所述AD變換器執(zhí)行2次對(duì)所述多個(gè)帶偏置的電壓的AD變換處理。
7.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，所述AD變換器以電壓值從小到大的順序執(zhí)行對(duì)所述多個(gè)帶偏置的電壓的AD變換處理。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置，其特征在于，所述AD變換器以電壓值從小到大的順序執(zhí)行對(duì)所述多個(gè)帶偏置的電壓的AD變換處理。
全文摘要
取得可用廉價(jià)AD變換器進(jìn)行高精度控制的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)流閥控制裝置。該節(jié)流閥控制裝置具有檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制用的電子式節(jié)流閥1、2的開(kāi)度的節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段和根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)將節(jié)流閥開(kāi)度控制為目標(biāo)值的手段11，節(jié)流閥開(kāi)度檢測(cè)手段包含產(chǎn)生與節(jié)流閥開(kāi)度對(duì)應(yīng)的傳感器電壓的節(jié)流閥開(kāi)度傳感器3、將傳感器電壓變換成多個(gè)帶偏置的電壓V1～V4的偏置手段101～104、對(duì)帶偏置的電壓V1～V4進(jìn)行AD變換的AD變換器12和將AD變換后的帶偏置電壓進(jìn)行加法運(yùn)算處理的加法運(yùn)算手段11，并且將帶偏置電壓的相加值作為控制對(duì)象的節(jié)流閥開(kāi)度進(jìn)行檢測(cè)。
文檔編號(hào)F02D41/24GK1397724SQ0212640
公開(kāi)日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者橫山敦明, 西本浩二, 渡部晉治 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社