DE102009000691B4

DE102009000691B4 - Signalverarbeitungssystem für Strömungsmesser

Info

Publication number: DE102009000691B4
Application number: DE102009000691.5A
Authority: DE
Inventors: Yasushi Kohno; Takao Ban
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2021-04-01
Anticipated expiration: 2029-02-07
Also published as: DE102009000691A1; JP5018526B2; JP2009186417A

Abstract

Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1), der ein Pulsfrequenzsignal ausgibt, das zu dem Durchsatz von an eine Brennkraftmaschine (E) zuzuführender Luft proportional ist, mit:einer Frequenzerfassungseinrichtung (2), die den Zyklus des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Erzeugungszeit einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals sequentiell erfasst, einen Takt verwendet, um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten zu messen, und den Zyklus erfasst;einer Luftdurchsatzberechnungseinrichtung (1, 2), die den durch die Frequenzerfassungseinrichtung (2) erfassten Zyklus in den Luftdurchsatz wandelt; undeiner Lasterfassungseinrichtung, die eine Last auf der Brennkraftmaschine (E) erfasst, wobeiwenn eine Größe einer Veränderung der Last auf der Brennkraftmaschine gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen allen Erzeugungszeiten der Flanken mittelt, die während einer vorbestimmten Abtastperiode erfasst werden, und einen durchschnittlichen Zyklus innerhalb der Abtastperiode erfasst.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser, der den Durchsatz von an eine Brennkraftmaschine zuzuführender Luft in Form eines Signals mit einer Frequenz ausgibt. Insbesondere ist ein Signalverarbeitungssystem für eine Luftdurchsatz-Messvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, die als ein Luftströmungsmesser mit widerstandsbasierter Wärmeabstrahlung bezeichnet wird.
In der Vergangenheit wurde ein Signalverarbeitungssystem für einen Luftströmungsmesser mit widerstandsbasierter Wärmeabstrahlung eines Spannungswertausgabetyps vorgeschlagen. Ein durch den vorgeschlagenen Luftströmungs- bzw. Luftmengenmesser erfasster Luftdurchsatz kann als ein Beispiel eines Signalverarbeitungssystems für einen Luftströmungsmesser mit widerstandsbasierter Wärmeabstrahlung in Form eines Spannungswerts bereitgestellt werden.
Bei einem solchen Signalverarbeitungssystem wird, da eine Sensor- bzw. Messfühlerschaltung basierend auf einer Batteriespannung von 12 V oder einer Bezugsspannung von 5 V, die durch eine Leistungsschaltung aus der Batteriespannung erzeugt wird, ausgelegt ist, ein Luftdurchsatz unter Verwendung eines Ausgabesignals gemessen, das von einer in einer Maschinensteuereinheit (ECU) umfassten A/D-Wandlungsschaltung an einen Mikrocomputer ausgegeben wird.
Da ein durch das Signalverarbeitungssystem gemessener Luftdurchsatz durch eine Veränderung einer an die A/D-Wandlungsschaltung zuzuführenden Versorgungsspannung, einen Spannungsabfall an einem Kabelbaum bzw. Leitungssatz oder einer Veränderung eines Kontakt- bzw. Übergangswiderstand eines Verbindungsstücks oder dergleichen nachteilig beeinflusst wird, ist die Genauigkeit bei Erfassung des Luftdurchsatzes durch das Signalverarbeitungssystem fraglich.
Ein weiteres Beispiel eines Signalverarbeitungssystems für einen Luftströmungsmesser mit widerstandsbasierter Wärmeabstrahlung umfasst einen Frequenzausgabetyp. Eine Bereitstellung des Durchsatzes von an eine Brennkraftmaschine zuzuführender Luft in Form einer Frequenz wurde zum Beispiel in der JP H07 - 46 058 B2 vorgeschlagen. Ein solches System hat jedoch darin versagt, ein Berechnungsverfahren hinreichend zu berücksichtigen, gemäß dem ein Luftdurchsatzsignal, dessen Frequenz einen Luftdurchsatz darstellt, innerhalb eines in einer ECU umfassten Mikrocomputers in einen Luftdurchsatz gewandelt wird.
Des Weiteren wurde zum Beispiel in der JP 2002 - 181 604 A ein Signalverarbeitungssystem für einen Luftströmungsmesser mit widerstandsbasierter Wärmeabstrahlung eines Pulsfrequenzausgabetyps vorgeschlagen, der ein zu einem Luftdurchsatz proportionales Pulsfrequenzsignal ausgibt.
Ein Pulsfrequenzsignal, das von dem in der JP 2002 - 181 604 A beschriebenen Luftströmungsmesser mit widerstandsbasierter Wärmeabstrahlung ausgegeben wird, wird an den Mikrocomputer eingegeben. In dem Mikrocomputer wird eine Intervallzeit zwischen Vorderflanken des Pulsfrequenzsignals als ein Zyklus bzw. eine Periode gemessen. Eine Zyklus-Spannung-Wandlungsverarbeitungseinheit wandelt den Zyklus in einen Spannungswert, und eine Spannung-Durchsatz-Wandlungseinheit wandelt den resultierenden Spannungswert in einen Luftdurchsatz.
In dem Mikrocomputer wird, wenn ein von dem Luftströmungsmesser mit widerstandsbasierter Wärmeabstrahlung ausgegebenes Pulsfrequenzsignal in einen Luftdurchsatz gewandelt wird, zuerst der Zyklus des Pulsfrequenzsignals erhalten und dann der Zyklus in einen Spannungswert gewandelt. Falls die zum Wandeln des Pulsfrequenzsignals in den Luftdurchsatz erforderliche Wandlungszeit verlängert wird oder sich ein Wandlungsfehler erhöht, wirft das jedoch einen Nachteil dahingehend auf, dass die Ansprechempfindlichkeit und die Genauigkeit bei der Messung verschlechtert werden.
Die US 6 955 080 B1 offenbart eine Technik zur Auswertung der Ausgangsgröße eines Luftmassendurchflusssensors. Ein Verfahren zum Auswerten der Ausgangsgröße eines Luftmassendurchflusssensors umfasst ein Integrieren, über Zeitintervalle, von den Zeitintervallen entsprechenden Luftmassendurchflusswerten, um eine laufende Summe der Luftmasse zu erhalten. Die laufende Summe wird durch die Gesamtheit der Zeitintervalle dividiert, um einen Netto-Luftmassendurchfluss zu bestimmen.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser bereit, das zum Verbessern der Ansprechempfindlichkeit und der Genauigkeit bei Messung eines Luftdurchsatzes in der Lage ist, in den ein von einem Strömungsmesser ausgegebenes Pulsfrequenzsignal gewandelt oder umgerechnet wird.
Erfindungsgemäß wird ein Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser bereitgestellt, wie es in jedem der unabhängigen Patentansprüche dargelegt ist. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Signalverarbeitungssysteme sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird der Zyklus bzw. die Periode eines von einem Strömungsmesser ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, und wird der Zyklus bzw. die Periode direkt in einen Luftdurchsatz gewandelt oder umgerechnet. Daher wird die Genauigkeit bei einer Wandlung infolge einer Verlängerung einer zum Wandeln des Pulsfrequenzsignals in den Luftdurchsatz erforderlichen Wandlungszeit oder einer Vergrößerung eines Wandlungsfehlers nicht verschlechtert.
Es können die Ansprechempfindlichkeit und die Genauigkeit bei Messung eines Luftdurchsatzes verbessert werden, in den ein von einem Strömungsmesser ausgegebenes Pulsfrequenzsignal gewandelt oder umgerechnet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird die Erzeugungszeit der Vorder- oder Hinterflanke eines von einem Strömungsmesser ausgegebenen Pulsfrequenzsignals sequentiell erfasst. Es wird ein Takt verwendet, um die Intervallzeit zwischen den Erzeugungszeiten der Vorder- oder Hinterflanken zu messen, um den Zyklus bzw. die Periode zu erfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird die Erzeugungszeit der Vorder- oder Hinterflanke eines von einem Strömungsmesser ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, und wird die erfasste Zeit sequentiell in einem Register gespeichert. Danach wird ein Takt verwendet, um die Intervallzeit zwischen den Erzeugungszeiten der Vorder- oder Hinterflanken zu messen, um den Zyklus bzw. die Periode zu erfassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung werden, wenn die Größe einer Veränderung einer Last auf einer Brennkraftmaschine, die durch eine Lasterfassungseinrichtung erfasst wird, gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, die Intervallzeiten zwischen allen Erzeugungszeiten der Vorder- oder Hinterflanken gemittelt, die während einer vorbestimmten Abtastperiode erfasst werden, um einen durchschnittlichen Zyklus bzw. eine durchschnittliche Periode oder einen Mittelwert innerhalb der Abtastperiode zu erfassen.
Selbst wenn eine Veränderung bzw. Schwankung eines durch einen Strömungsmesser erfassten Luftdurchsatzes in der gleichen Art und Weise vorliegt, wie es der Fall ist, wenn ein Fahrzeug zum Beispiel mit einer konstanten hohen Geschwindigkeit gefahren wird, kann die Veränderung bzw. Schwankung des Luftdurchsatzes unterdrückt werden, da die Intervallzeiten zwischen allen Erzeugungszeiten der Vorder- oder Hinterflanken innerhalb der Abtastperiode gemittelt werden. Selbst wenn die Brennkraftmaschine basierend auf dem Luftdurchsatz gesteuert wird, der durch eine Luftdurchsatz-Berechnungseinrichtung gewandelt oder berechnet werden kann, kann daher die Größe einer Veränderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine minimiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird oder werden, wenn die Größe einer Veränderung einer Last auf einer Brennkraftmaschine, die durch eine Lasterfassungseinrichtung erfasst wird, gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, zumindest eine Intervallzeit oder mehrere Intervallzeiten zwischen Erzeugungszeiten einer Vorder- oder Hinterflanke gemittelt, was die Intervallzeit zwischen den Erzeugungszeiten der Vorder- oder der Hinterflanke umfasst, die unmittelbar vor einer vorbestimmten Abtastzeit erfasst werden, um einen durchschnittlichen Zyklus bzw. eine durchschnittliche Periode oder einen Mittelwert innerhalb einer vorbestimmten Abtastperiode zu erfassen, das heißt einer bestimmten oder einer gleichen Abtastperiode.
In diesem Fall wird zum Erhalten eines Luftdurchsatzes die Intervallzeit zwischen den Erzeugungszeiten der Vorder- oder Hinterflanken verwendet, die der Abtastzeit unmittelbar vorausgehen, während derer eine Änderung eines momentanen Luftdurchsatzes innerhalb der Abtastperiode groß ist. Daher kann zum Beispiel die Einschwing- bzw. Übergangseigenschaft der Brennkraftmaschine oder die Beschleunigungsleistung eines Fahrzeugs verbessert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung ist das, was als ein Pulsfrequenzsignal bezeichnet wird, ein pulsierendes bzw. schwingendes Signal mit einer Frequenz, die zu dem Durchsatz von an eine Brennkraftmaschine zugeführter Luft proportional ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung ist ein Strömungsmesser in einem Luftkanal angeordnet, der mit den Brennkammern der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Ein elektrisches Signal, das von einer in dem Strömungsmesser umfassten Sensor- bzw. Messfühlerschaltung ausgegeben wird, wird durch eine Frequenzwandlungsschaltung in ein Pulsfrequenzsignal gewandelt. Schließlich wird das zu einem Luftdurchsatz proportionale Pulsfrequenzsignal von dem Strömungsmesser ausgegeben.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegende Erfindung werden von dem Fachmann wahrgenommen und werden für diesen ersichtlich, und all diese bilden einen Teil der vorliegenden Offenbarung.

1 ist eine Darstellung, die eine Schnittansicht eines Anbringungszustands eines beispielhaften Luftströmungsmessers an einem Ansaugrohr einer Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
2 ist eine Darstellung, die eine beispielhafte Konfiguration eines Signalverarbeitungssystems für einen Luftströmungsmesser eines ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
3 ist ein Blockschaltbild, das eine Steuerschaltung und eine Frequenzwandlungsschaltung veranschaulicht, die in einem Luftströmungsmesser gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst sind;
4 ist ein Blockschaltbild, das eine Frequenzerfassungseinrichtung und eine Luftdurchsatz-Berechnungseinrichtung veranschaulicht, die in einem Mikrocomputer einer ECU installiert und bei einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst sind;
5 ist ein Zeitdiagramm, das ein Pulsfrequenzsignal und Abtastzeiten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Abtastzeiterfassungsprozess gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Signalverarbeitungsprozess für den Luftströmungsmesser gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das weiterhin einen beispielhaften Signalverarbeitungsprozess für den Luftströmungsmesser gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Luftdurchsatz-Berechnungsprozess gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
10A ist ein Zeitdiagramm, das ein beispielhaftes Pulsfrequenzsignal bei einem Vergleichsbeispiel veranschaulicht;
10B ist ein Zeitdiagramm, das ein beispielhaftes Pulsfrequenzsignal gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
10C ist ein Zeitdiagramm, das ein beispielhaftes Pulsfrequenzsignal veranschaulicht, das bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird; und
11 ist ein Zeitdiagramm, das beispielhafte Abtastzeiten einer ECU und eine Änderung einer Ansaugpulsation einer Maschine gemäß einem Vergleichsbeispiel veranschaulicht.

Ein von einem Strömungs- bzw. Durchsatzmesser ausgegebenes Pulsfrequenzsignal wird in einen Luftdurchsatz bzw. eine Luftmenge gewandelt oder umgerechnet, wobei eine hohe Ansprechempfindlichkeit und Genauigkeit bei einer Messung bereitgestellt wird, indem die Periode des Pulsfrequenzsignals direkt in den Luftdurchsatz bzw. die Luftmenge gewandelt wird.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 bis 9 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel.
1 zeigt den angebrachten Zustand eines Luftströmungsmessers an einem Ansaugrohr einer Maschine.
2 zeigt ein Signalverarbeitungssystem für den Luftströmungsmesser. 3 zeigt eine in dem Luftströmungsmesser umfasste Frequenzwandlungsschaltung.
4 zeigt einen in einer ECU eingebundenen Mikrocomputer.
Ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, das hierin wahlweise als ein Maschinensteuersystem bezeichnet werden kann, umfasst ein Signalverarbeitungssystem für einen Luftströmungsmesser, der hierin wahlweise als ein Luftdurchsatz-Messsystem für eine Brennkraftmaschine bezeichnet werden kann. Das System gibt ein Pulsfrequenzsignal aus, das zu dem Durchsatz von Ansaugluft proportional ist, die an die Brennkammern von Zylindern einer Brennkraftmaschine E, die mehrere Zylinder umfasst, zugeführt wird. Die Maschine E kann zum Beispiel eine Vierzylinder-, Sechszylinder-, Achtzylindermaschine umfassen, oder sie kann mehr oder weniger als die angegebene Anzahl umfassen. Im Übrigen kann die Brennkraftmaschine hierin nachstehend Maschine genannt werden, und kann der Durchsatz von Ansaugluft als ein Ansaugluftdurchsatz oder eine Ansaugluftmenge bzw. ein Ansaugluftvolumen bezeichnet werden und hierin nachstehend Luftdurchsatz genannt werden.
Das Signalverarbeitungssystem für den Luftströmungsmesser (AFM: „air flowmeter“) umfasst ein Kraftstoffeinspritzsystem, das einen Luftdurchsatz auf Grundlage eines Pulsfrequenzsignals oder eines AFM-Ausgabesignals berechnet, das von einem AFM 1 ausgegeben wird, welcher ein thermischer Luftströmungsmesser sein kann, eine Kraftstoffeinspritzmenge auf Grundlage des berechneten Luftdurchsatzes berechnet, und eine Leitungszeit oder eine Einspritzventil-Offenperiode für Einspritzvorrichtungen 22 gemäß der berechneten Kraftstoffeinspritzmenge verändert oder steuert, sowie eine Maschinensteuereinheit 2, die als ECU abgekürzt wird und die Leitungszeit für die Einspritzvorrichtungen 22 in Bezug auf ein elektronisches Drosselsystem, ein Zündsystem und weitere Systeme steuert. Der AFM 1 und die ECU 2 werden hierin nachstehend ausführlicher beschrieben.
In der Maschine E gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ein Luftreiniger, ein elektronisches Drosselsystem und ein Kraftstoffeinspritzsystem installiert. Die Maschine E ist zum Beispiel in einem Motorraum eines Fahrzeugs wie etwa eines Automobils oder Lastwagens installiert.
Die Maschine E ist eine Benzin- bzw. Ottomaschine, die Leistung unter Verwendung von Wärmeenergie erzeugt, die durch Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches erzeugt wird, das durch ein Filterelement 21 des Luftreinigers gefilterte reine Ansaugluft und durch die Einspritzvorrichtungen 22, oder genauer gesagt durch elektromagnetische Kraftstoffeinspritzventile, in Verbrennungskammern eingespritzten Kraftstoff umfasst. Die Maschine E umfasst ein Ansaugrohr 3, durch das Ansaugluft in die Brennkammern der jeweiligen Zylinder eingeführt wird, sowie ein Abgasrohr 4, durch das von den Brennkammern der Zylinder kommendes Abgas nach außen abgegeben wird. Bei einer alternativen Konfiguration kann der erfindungsgemäße Strömungsmesser in einer Anwendung verwendet werden, bei der die Maschine E eine Dieselmaschine ist, oder in anderen Anwendungen, bei denen ein Bestimmen eines Strömungsbetrags erforderlich ist.
Die Maschine E umfasst Zylinderköpfe, die mit dem stromabwärts liegenden Ende eines Ansaugkrümmers gekoppelt sind, sowie einen Zylinderblock mit den Verbrennungskammern, die unterhalb der Zylinderköpfe ausgebildet sind.
Die Einspritzvorrichtungen 22 spritzen Kraftstoff in die Einlassöffnungen der Zylinder der Maschine E zu optimalen Zeiten ein, und sie sind an dem stromabwärts liegenden Teil des Ansaugkrümmers oder den Zylinderköpfen angebracht.
An den jeweiligen Zylinderköpfen sind Zündkerzen 23 angebracht, so dass die entfernten Enden der Zündkerzen in den Verbrennungskammern der Zylinder freiliegend sind.
Die auf der einen Seite der Zylinderköpfe ausgebildeten Einlassöffnungen werden mit Tellereinlassventilen 24 geöffnet oder geschlossen. Auf der anderen Seite der Zylinderköpfe ausgebildete Auslassöffnungen werden mit Tellerauslassventilen 25 geöffnet oder geschlossen.
Kolben 26, die über Kupplungsstangen mit einer Kurbelwelle gekoppelt sind, sind in Zylinderbohrungen gelagert, die innerhalb der Zylinderköpfe oder innerhalb des Zylinderblocks ausgebildet sind, so dass die Kolben 26 in Richtungen der Mittelachsen frei gleiten können. Ein Kühlwasser-Temperatursensor 28 ist an dem Zylinderblock installiert und erfasst eine Kühlwassertemperatur eines Maschinenkühlwassers, das durch einen Wassermantel 27 der Maschine E zirkuliert. Ein Kurbelwinkelsensor 29 ist an einem Kurbelgehäuse installiert, das in dem unteren Teil des Zylinderblocks integriert ist, und erfasst den Drehwinkel der Kurbelwelle der Maschine E.
Das Ansaugrohr 3 der Maschine E, das auch als ein Ansaugluft-Einführrohr bezeichnet werden kann, ist eine Ummantelung bzw. Hülle, die einen darin ausgebildeten Ansaugluftkanal aufweist, durch den Ansaugluft an die Brennkammern der Zylinder der Maschine E zugeführt wird. Der Ansaugluftkanal ist ein Kanal, durch den reine Außenluft oder durch das Filterelement 21 des Luftreinigers gefilterte saubere Luft über das Ansaugrohr oder einen Luftreinigerschlauch, eine Drosselklappe des elektronischen Drosselsystems, einen Ausgleichsbehälter und den Ansaugkrümmer in die Brennkammern der Zylinder der Maschine E eingeführt wird.
Das Abgasrohr 4 der Maschine E, das auch als ein Abgasemission-Abgaberohr bezeichnet werden kann, ist eine Ummantelung bzw. Hülle, die einen Abgasemissionskanal aufweist, durch den eine von den Brennkammern der Zylinder der Maschine E kommende Abgasemission über eine Abgasemission-Reinigungsvorrichtung nach außen abgegeben wird. Der Abgasemissionskanal ist ein Kanal, durch den eine von den Brennkammern der Zylinder der Maschine E kommende Abgasemission über einen Abgaskrümmer, das Abgasrohr und die Abgasemission-Reinigungsvorrichtung nach außen abgegeben wird.
Der Luftreiniger ist an dem äußersten stromaufwärts liegenden Ende des Abgasrohrs 3 der Maschine E angeordnet und umfasst das Filterelement 21, das Luft oder Außenluft filtert, die über einen Außenluft-Einführkanal, der sich an dem stromaufwärts liegenden Ende eines Zuleitungsrohrs öffnet, oder ein Außenluft-Einführrohr in den Ansaugluftkanal eingeführt wird. Das Filterelement 21 ist ein Luftfilter, der in der Außenluft enthaltene Verunreinigungen, das heißt Staub und Grobstaub, einfängt und entfernt, um so ein Abschleifen bzw. Abnutzen des gleitenden Teils der Maschine E zu verhindern, das auftritt, wenn harter Staub in die Brennkammern der Maschine E hinein gezogen wird. Das Filterelement 21 ist in einem Luftreinigergehäuse untergebracht und gehalten.
In dem Luftreinigergehäuse liegt das Ansaugrohr 3 in einer Richtung einer Ansaugluftströmung auf der stromabwärts liegenden Seite jenseits des Filterelements 21.
Was als das Kraftstoffeinspritzsystem bezeichnet wird, ist ein System, das Kraftstoff in die Einlassöffnungen der Zylinder der Maschine E einspritzt oder zuführt. Das Kraftstoffeinspritzsystem umfasst eine elektrische Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff von einem Kraftstofftank hochpumpt, sowie die Einspritzvorrichtungen 22, die den Kraftstoff, der durch die elektrische Kraftstoffpumpe von dem Kraftstofftank hochgepumpt wird, in die Einlassöffnungen der Zylinder der Maschine E zu optimalen Zeiten einspritzen.
Was als das Zündsystem bezeichnet wird, ist ein System, das ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Brennkammern der Zylinder der Maschine E zündet, wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch infolge des Anstiegs der Kolben 26 komprimiert ist, und somit ermöglicht, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird. Das Zündsystem umfasst eine Zündspule, die eine Hochspannung erzeugt, mit der das Luft-Kraftstoff-Gemisch gezündet wird, sowie die Zündkerzen 23, die das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch Funkenbildung mit einem Strom der durch die Zündspule erzeugten Hochspannung zünden.
Im Übrigen stehen die Einspritzvorrichtungen 22 und die Zündkerzen 23 mit den Zylindern der Maschine E in Zusammenhang und sind sie an dem Ansaugkrümmer oder den Zylinderköpfen installiert.
Was als das elektronische Drosselsystem bezeichnet wird, ist ein Ansaugluftkanal-Öffnungs-/Schließsystem, das den Ansaugluftkanal öffnet oder schließt, durch den Ansaugluft an die Brennkammern der Zylinder der Maschine E zugeführt wird, oder mit anderen Worten ein System, das den Durchsatz bzw. Volumenstrom von Luft, der in die Brennkammern der Zylinder der Maschine E hinein gezogen wird, gemäß einem Drosselwinkel steuert, der äquivalent zu dem Winkel oder Drehwinkel eines Drosselventils 31 ist.
Das elektronische Drosselsystem umfasst eine in der Mitte des Ansaugrohrs 3 der Maschine E angeordnete Drosselklappe, das Drosselventil 31 eines Schmetterlingstyps, das den Durchsatz von durch die Drosselklappe oder den Ansaugluftkanal strömender Luft verändert, und eine Rückstellfeder oder eine Voreinstellungsfeder, die das Drosselventil 31 hemmt, sich in eine Ventilschließrichtung oder eine Ventilöffnungsrichtung zu bewegen.
An der Drosselklappe ist ein Aktor bzw. Stellglied 32 installiert, der/das eine Welle oder eine Drehwelle, die das Drosselventil 31 trägt oder befestigt, in der Ventilöffnungsrichtung oder Ventilschließrichtung antreibt. Der Aktor 32 umfasst einen Elektromotor, der bei Aufnahme von Energie eine Antriebskraft erzeugt, und einen Energieübertragungsmechanismus, zum Beispiel einen Untersetzungsgetriebemechanismus, der die Antriebskraft, die durch den Elektromotor erzeugt wird, an die Welle der Drosselklappe 31 überträgt.
Hierin ist der Elektromotor, der das Drosselventil 31 antreibt, über eine Motoransteuerschaltung, die elektrisch durch die ECU 2 gesteuert wird, elektrisch mit einer Batterie verbunden, die in einem Fahrzeug wie etwa einem Automobil installiert ist.
Als Nächstes wird der AFM 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Verbindung mit 1 bis 3 beschrieben.
Der AFM 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als ein AFM mit widerstandsbasierter Wärmeabstrahlung bzw. ein Ohm'scher Wärmeabstrahlungs-AFM verwendet, der einen Durchsatz auf Grundlage einer Wärmemenge misst, die von einem Wärmeabstrahlungswiderstand abgestrahlt wird, der als ein Durchsatzmesselement oder ein Hitzdraht dient. Der AFM 1 ist innerhalb des Ansaugrohrs 3 der Maschine E angeordnet, zum Beispiel in dem Auslassrohr des Luftreinigers, dem Einlassrohr in den Luftreiniger oder der Drosselklappe. Der Ansaugluftkanal mit einem Kreisquerschnitt ist innerhalb des Ansaugrohrs 3 ausgebildet.
Hierin umfasst der Ansaugluftkanal gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es gemäß 1 gezeigt ist, einen Hauptkanal 5 und einen Seiten- bzw. Neben- bzw. Umleitungskanal 6.
Der AFM 1 ist an dem Ansaugrohr 3 gemäß einem Einsteckverfahren frei trennbar angebracht. Der AFM 1 umfasst einen Sensorkörper oder ein Sensorgehäuse 7, der/das in dem Ansaugkanal 3 eingeschlossen ist, eine in dem Sensorkörper 7 eingerichtete Fühleinheit und ein Schaltungsmodul oder Steuermodul 8, das auf der oberen Seite des Sensorkörpers 7 platziert ist.
Der Sensorkörper 7 wird aus einem Harzmaterial so hergestellt, dass er eine vorbestimmte Form aufweist, und von außerhalb des Ansaugrohrs 3 durch ein Anbringungsloch in das Innere des Ansaugrohrs 3 hinein gesteckt. In dem Sensorkörper 7 ermöglicht der Seitenkanal 6, dass ein Teil einer Ansaugluft, die durch das Ansaugrohr 3 strömt, den Hauptkanal 5 umgeht.
Der Seitenkanal 6 weist einen U-förmigen Teil auf, der zwischen einem Eingang, der sich an dem stromaufwärts liegenden Ende des Sensorkörpers 7 öffnet, und einem Ausgang, der sich an dem stromabwärts liegenden Ende des Sensorkörpers 7 öffnet, eingefügt ist. Der U-förmige Teil kann als der Umkehrteil des Seitenkanals 6 bezeichnet werden. Der U-förmige Teil ist so ausgebildet, dass die Richtung eines umgeleiteten Stroms um 180° oder in U-Form gedreht wird.
Die Fühleinheit besteht aus einem Luftdurchsatzsensor einschließlich eines Wärmeabstrahlungswiderstands 11, der als ein Luftdurchsatzerfassungselement arbeitet, welches den Durchsatz eines umgeleiteten Stroms von Luft in dem Seitenkanal 6 misst oder erfasst, und einem Lufttemperatursensor einschließlich eines temperaturempfindlichen Widerstands 12, der als ein Lufttemperaturerfassungselement arbeitet, welches eine Lufttemperatur misst oder erfasst, das heißt die Temperatur einer durch den Seitenkanal 6 strömenden Ansaugluft, und sie ist auf der stromaufwärts liegenden Seite des Sensorkörpers in der Richtung des umgeleiteten Stroms jenseits des U-förmigen Teils des Seitenkanals 6 angeordnet. Hierin kann der Wärmeabstrahlungswiderstand als ein thermisches Durchsatzmesselement bezeichnet werden, und kann der temperaturempfindliche Widerstand als ein temperaturempfindliches Element oder ein Temperaturabgleichwiderstand bezeichnet werden.
Der Wärmeabstrahlungswiderstand 11 weist einen Widerstandsdraht auf, der zum Beispiel mit einem Platindraht von 0,02 mm im Außendurchmesser ausgebildet ist und um den Umfang eines zylindrischen Spulenträgers gewickelt ist. Beide Enden des Platindrahts sind elektrisch mit einem Paar Zuleitungsdrähten oder Zuleitungsteilen elektrisch gespleißt bzw. verbunden, die an beiden Enden des zylindrischen Spulenträgers angebracht sind. Der Wärmeabstrahlungswiderstand 11 und die Zuleitungsteile haben ihre Oberflächen mit einem Schutzfilm beschichtet.
Der temperaturempfindliche Widerstand 12 ist, ähnlich wie der Wärmeabstrahlungswiderstand 11, derart ausgebildet, dass er einen um den Umfang eines zylindrischen Spulenträgers gewickelten Platindraht aufweist. Beide Enden des Platindrahts sind elektrisch mit einem Paar Zuleitungsteilen gespleißt bzw. verbunden, die an beiden Enden des zylindrischen Spulenträgers angebracht sind. Der temperaturempfindliche Widerstand 12 und die Zuleitungsteile haben ihre Oberflachen mit einem Schutzfilm beschichtet.
Der zylindrische Spulenträger des Wärmeabstrahlungswiderstands 11 und der zylindrische Spulenträger des temperaturempfindlichen Widerstands 12 sind aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und zylindrisch geformt.
Die Zuleitungsteile des Wärmeabstrahlungswiderstands 11 und die Zuleitungsteile des temperaturempfindlichen Widerstands 12 sind wie Stäbe geformt, wobei zum Beispiel Platin verwendet ist. Die einen Enden der Zuleitungsteile sind in die Innenwände der zylindrischen Spulenträger eingefügt und mit diesen verbunden, wobei ein Klebemittel verwendet ist, zum Beispiel ein Glas mit hohem Schmelzpunkt, und die anderen Enden von diesen sind an Trägerstiften 13 befestigt, die den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 und den temperaturempfindlichen Widerstand 12 tragen, und zwar durch Schweißen oder dergleichen.
Die Trägerstifte 13 dienen auch als Anschlüsse, über die eine in dem Steuermodul 8 eingebaute Leiterplatte elektrisch mit den Zuleitungsteilen des Wärmeabstrahlungswiderstands 11 und den Zuleitungsteilen des wärmeempfindlichen Widerstands 12 verbunden ist.
Der Schutzfilm wird durch Sintern der Beschichtung aus Glas, das zum Beispiel Bleioxid enthalt, bei der Temperatur von ungefähr 800°C ausgebildet.
Das Steuermodul 8 ist so angeordnet, dass es durch das Anbringungsloch in das Ansaugrohr 3 hervorragt. Das Steuermodul 8 umfasst auf einer eingebauten Leiterplatte eine Steuerschaltung 14, die eine an den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 zuzuführende Strommenge steuert, und eine Frequenzwandlungsschaltung 15, die ein von der Steuerschaltung 14 ausgegebenes elektrisches Signal in ein Pulsfrequenzsignal wandelt.
Die Steuerschaltung 14 ist auf der in dem Steuermodul 8 eingebauten Leiterplatte installiert und elektrisch mit einer Brückenschaltung verbunden, welche eine Schaltung ist, die den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 und den temperaturempfindlichen Widerstand 12 umfasst, und als eine Sensorschaltung dient. Die Steuerschaltung 14 steuert eine Strommenge, einen Stromwert oder eine Elektrizitätsmenge, die/der an den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 zuzuführen ist, so dass die Differenz zwischen der Heiztemperatur für den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 und der durch den temperaturempfindlichen Widerstand 12 erfassten Lufttemperatur auf einem konstanten Wert gehalten wird. Die Steuerschaltung 14 ist nämlich eine Leitungssteuerschaltung, die eine Leitung von Elektrizität oder Strom an den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 steuert.
Die Steuerschaltung 14 gibt eine Wärmemenge, die von dem Wärmeabstrahlungswiderstand 11 an eine den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 umströmende Ansaugluft abgegeben wird, in Form eines elektrischen Signals an die Frequenzwandlungsschaltung 15 aus. Hierin stellt das elektrische Signal einen von dem Wärmeabstrahlungswiderstand 11 gebotenen elektrischen Widerstandswert oder einen an den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 anzulegenden Spannungswert dar. Der Wärmeabstrahlungswiderstand 11 und der temperaturempfindliche Widerstand 12 sind zum Beispiel in der Brückenschaltung eingebunden. Eine Stromsteuerung wird derart durchgeführt, dass, selbst wenn die von dem Wärmeabstrahlungswiderstand 11 abgestrahlte Wärmemenge mit einem Ansaugluftstrom oder einem umgeleiteten Strom variiert, der um den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 herum strömt, ein bestimmter elektrischer Widerstand unberührt gehalten wird, oder mit anderen Worten eine bestimmte Heiztemperatur unberührt gehalten wird, obwohl die Temperatur abgeglichen wird. Der Stromwert wird in einen Spannungswert gewandelt, und der Spannungswert wird an die Frequenzwandlungsschaltung 15 ausgegeben.
Die Heiztemperatur für den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 wird basierend auf dem durch den temperaturempfindlichen Widerstand 12 gebotenen elektrischen Widerstandswert bestimmt. Die Steuerschaltung 14 steuert eine Leitung von Elektrizität an den Wärmeabstrahlungswiderstand derart, dass die Differenz ΔT der Heiztemperatur gegenüber der Umgebungstemperatur, welche die durch den wärmeempfindlichen Widerstand 12 erfasste Lufttemperatur ist, nahezu konstant bleiben wird. Im Speziellen wird, wenn die Differenz ΔT der Heiztemperatur für den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 auf 200°C gesteuert wird, falls die Umgebungstemperatur oder Lufttemperatur 20°C beträgt, eine Leitung von Elektrizität an den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 derart gesteuert, dass die Temperatur des Wärmeabstrahlungswiderstands 11 ungefähr 220°C betragen wird. Wenn die Umgebungstemperatur oder Lufttemperatur 40°C beträgt, wird die Leitung von Elektrizität derart gesteuert, dass die Temperatur des Wärmeabstrahlungswiderstands 11 ungefähr 240°C betragen wird.
Die Frequenzwandlungsschaltung 15 ist eine SpannungsFrequenz-Wandlungsschaltung, die ein von der Steuerschaltung 14 ausgegebenes elektrisches Signal, das heißt einen Spannungswert oder ein Spannungssignal, der/das an den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 anzulegen ist, in ein AFM-Ausgabesignal wandelt, das heißt ein Pulsfrequenzsignal, und das AFM-Ausgabesignal an die ECU 2 ausgibt.
Die Frequenzwandlungsschaltung 15 verwendet einen Spannung-Frequenz-Wandler, um ein elektrisches Signal oder einen Spannungswert, das/der von der Steuerschaltung 14 ausgegeben wird, in ein pulsierendes bzw. schwingendes Signal oder ein Pulsfrequenzsignal mit einer Frequenz zu wandeln, die zu dem Durchsatz von Luft proportional ist, die in die Brennkammern der Zylinder der Maschine E hinein gezogen wird. Die Frequenzwandlungsschaltung 15 gibt das Pulsfrequenzsignal an die ECU 2 als ein AFM-Ausgabesignal aus, das wahlweise als ein Luftdurchsatzsignal bezeichnet wird, und einen Luftdurchsatz in der Brennkraftmaschine darstellt.
Nun sind das Kraftstoffeinspritzsystem einschließlich der Einspritzvorrichtungen 22, das Zündsystem einschließlich der Zündspule und der Zündkerzen 23, sowie das elektronische Drosselsystem einschließlich des Elektromotors, der das Drosselventil 31 antreibt, so ausgelegt, dass sie durch die ECU 2 angesteuert bzw. angetrieben werden, mit anderen Worten, dass sie eine Leitung mit Elektrizität aufweisen, die durch die ECU 2 gesteuert wird.
Die ECU 2 umfasst eine Motoransteuerschaltung, eine A/D-Wandlungsschaltung, eine Eingabe/Ausgabe-Schaltung oder einen Eingabe/Ausgabe-Anschluss, sowie einen Mikrocomputer. Wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird, implementiert die ECU 2 eine Maschinensteuerung, die zum Beispiel eine Signalverarbeitung für den AFM 1 umfasst, eine Drosselklappenwinkelsteuerung, eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und eine Zündsteuerung auf Grundlage eines Steuerprogramm- oder Steuerlogikbetriebs, der in einem Speicher oder einem Register in dem Mikrocomputer gespeichert ist. In der ECU 2 wird, wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, die Maschinensteuerung basierend auf dem Steuerprogramm- oder Steuerlogikbetrieb, der in dem Speicher oder Register in dem Mikrocomputer gespeichert ist, zwangsweise beendet.
In der ECU 2 werden, nachdem die A/D-Wandlungsschaltung eine Analog-Digital-Wandlung durchgeführt hat, von verschiedenen Sensoren gesendete Sensorsignale durch den Eingabe/Ausgabe-Anschluss an dem Mikrocomputer eingegeben. Hierin umfassen die verschiedenen Sensoren einen Kühlwassertemperatursensor 28, der die Kühlwassertemperatur erfasst, das heißt die Temperatur eines Maschinenkühlwassers, mit dem die Maschine E gekühlt wird, einen Kurbelwinkelsensor 29, der den Drehwinkel der Kurbelwelle der Maschine E erfasst, und einen Fahrpedalhubsensor, der ein Ausmaß eines Herabdrückens erfasst, das auf einem Fahrpedal durchgeführt wird, das heißt einen Hub, mit dem das Fahrpedal herabgedrückt wird, einen Drosselventilöffnungssensor, der eine Drosselventilöffnung erfasst, das heißt die Öffnung des Drosselventils 31, einen Ansauglufttemperatursensor, der die Ansauglufttemperatur erfasst, das heißt die Temperatur einer Ansaugluft, die an die Brennkammern der Zylinder der Maschine E zugeführt wird, einen Batteriespannungssensor, der eine Batteriespannung erfasst, das heißt einen an einer Batterie entwickelten Spannungswert oder eine an den AFM 1 und den Elektromotor anzulegende Versorgungsspannung, sowie einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, das heißt die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs wie etwa eines Automobils.
Der Mikrocomputer bildet ein Signalverarbeitungssystem für einen AFM, das heißt ein Signalverarbeitungssystem, das den Durchsatz von Luft, die in die Brennkammern der Zylinder der Maschine E hinein gezogen wird, auf Grundlage eines Pulsfrequenzsignals misst, das von der in dem AFM 1 umfassten Frequenzwandlungsschaltung 15 ausgegeben wird. Das von dem AFM 1 ausgegebene Pulsfrequenzsignal wird über den I/O-Anschluss an den Mikrocomputer eingegeben.
Der AFM 1, der Kühlwassertemperatursensor 28, der Kurbelwinkelsensor 29, der Gaspedalhubsensor, der Drosselventilöffnungssensor, der Ansauglufttemperatursensor, der Batteriespannungssensor und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor bilden eine Betriebszustandserfassungseinrichtung, die den Betriebszustand der Maschine E erfasst, und eine Fahr- bzw. Laufzustandserfassungseinrichtung, die den Fahr- bzw. Laufzustand eines Fahrzeugs wie etwa eines Automobils erfasst.
Die Sensorsignale, die von den verschiedenen Sensoren gesendet werden, die den Kühlwassertemperatursensor 28, den Kurbelwinkelsensor 29, den Gaspedalhubsensor, den Drosselventilöffnungssensor, den Ansauglufttemperatursensor, den Batteriespannungssensor und den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor umfassen, werden über die A/D-Wandlungsschaltung in Intervallen des Steuerzyklus oder eines Abtastzyklus des Steuerprogramm- oder Steuerlogikbetriebs, der in dem Speicher in dem Mikrocomputer gespeichert ist, wiederholt gelesen.
Der Kurbelwinkelsensor 29 ist mit einer Sondenbeziehungsweise Suchspule ausgebildet, die den Drehwinkel der Kurbelwelle der Maschine E in ein elektrisches Signal wandelt, und gibt ein pulsierendes bzw. schwingendes Signal aus, das die Anzahl von Drehungen der Maschine zum Beispiel in Einheiten eines Kurbelwinkels von 30° darstellt.
Der Fahrpedalhubsensor und der Drosselventilöffnungssensor fungieren als eine Lasterfassungseinrichtung, die eine Last auf der Maschine E erfasst.
Der Mikrocomputer weist eine bekannte Struktur auf, die aus einer CPU, die eine Steuerverarbeitung und einer arithmetische Verarbeitung durchführt, eine Speichereinheit, in der der Steuerprogramm- oder Steuerlogikbetrieb sowie verschiedene Datenelemente gespeichert sind und die mit einem Register, einem flüchtigen Speicher wie etwa einem SRAM oder einem DRAM oder einem nichtflüchtigen Speicher wie etwa einem EPROM, EEPROM oder einem Flash-Speicher realisiert ist, einer Leistungsschaltung und einem Zeitgeber oder Takt bzw. Taktgeber aufgebaut ist.
Der Mikrocomputer fungiert als eine Drehzahlerfassungseinrichtung, die die Drehzahl der Maschine oder die Anzahl von Umdrehungen der Maschine erfasst, indem die Intervallzeit zwischen Pulsen eines gemäß einer Umdrehungszahl pulsierenden bzw. schwingenden Signals, das von dem Kurbelwinkelsensor 29 ausgegeben wird, gemessen wird.
Der Mikrocomputer umfasst eine Aufnahmeschaltung wie etwa eine Zykluserfassungseinrichtung oder eine Frequenzerfassungseinrichtung, die eine sogenannte Eingabeaufnahmeeinrichtung aufweist, sowie eine Luftdurchsatzerfassungsschaltung, die einen durchschnittlichen Zyklus τ eines Pulsfrequenzsignals, der durch die Aufnahmeschaltung während einer Abtastperiode gemessen wird, in den Durchsatz von an die Brennkammern der Zylinder der Maschine E zugeführte Luft wandelt oder umgerechnet. Hierin kann die Aufnahmeschaltung als eine Zykluserfassungseinrichtung oder eine Frequenzerfassungseinrichtung bezeichnet werden und kann die Luftdurchsatzerfassungsschaltung als eine Luftdurchsatzerfassungseinrichtung, eine Luftdurchsatzberechnungseinrichtung oder eine Zyklus-Luftdurchsatz-Wandlungseinrichtung bezeichnet werden.
Was als die Eingabeaufnahmeeinrichtung bezeichnet wird, ist eine Einrichtung, die eine Erzeugung der Hinterflanke eines AFM-Ausgabesignals erfasst, das heißt eines von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 ausgegebenen Pulsfrequenzsignals, und die Erzeugungszeit der Hinterflanke, das heißt den Zeitpunkt, zu dem die Hinterflanke bzw. fallende Flanke des Pulsfrequenzsignals erzeugt wird, oder Zeitpunktdaten in einem Flankenerzeugungszeitpunktregister speichert oder aufzeichnet.
Die Aufnahmeschaltung umfasst eine Flankenerfassungseinrichtung, die eine Erzeugung der Hinterflanke des von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 ausgegebenen Pulsfrequenzsignals während einer Abtastperiode sequentiell erfasst, und eine Zeitpunktdatenspeichereinrichtung, die in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister Zeitpunktdaten t1, t2, ..., tn während der Abtastperiode sequentiell speichert, die die Erzeugungszeit der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals darstellen. Die Aufnahmeschaltung weist eine Einrichtung auf, die die Zeitpunktdatenelemente t1, t2, ..., tn speichert, die die Erzeugungszeiten der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals darstellen, während sie mit dem internen Takt und dem Flankenerzeugungszeitpunktregister des Mikrocomputers oder der CPU der ECU 2 verriegelt ist.
Die Aufnahmeschaltung umfasst eine Flankenintervallerfassungseinrichtung, die die Intervallzeiten zwischen den Erzeugungszeiten der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals, die in dem Flankenerfassungszeitpunktregister gespeichert oder aufgezeichnet sind, zu jeweiligen Abtastzeiten erfasst, oder genauer gesagt den internen Takt verwendet, um die Intervallzeiten zwischen den durch Zeitpunktdatenelemente dargestellten Zeitpunkten zu messen, um so die Flankenintervallzeiten des Pulsfrequenzsignals innerhalb einer Abtastperiode zu erfassen, sowie eine Durchschnittszykluserfassungseinrichtung, die die Flankenintervallzeiten des Pulsfrequenzsignals innerhalb der Abtastperiode verwendet, um einen durchschnittlichen Zyklus τ des Pulsfrequenzsignals innerhalb der Abtastperiode zu erfassen. Somit weist die Aufnahmeschaltung eine Einrichtung auf, die den internen Takt verwendet, um die Flankenintervallzeiten des Pulsfrequenzsignals innerhalb der Abtastperiode zu messen, und den durchschnittlichen Zyklus τ des Pulsfrequenzsignals innerhalb der Abtastperiode erfasst.
Als Nächstes wird in Verbindung mit 1 bis 9 ein Signalverarbeitungsverfahren für einen AFM des vorliegenden Ausführungsbeispiels kurz dargestellt. 5 ist ein Zeitdiagramm, das ein Pulsfrequenzsignal und Abtastzeiten zeigt. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein in der ECU implementiertes Abtastzeiterfassungsverfahren darstellt. 7 und 8 sind Ablaufdiagramme, die das in der ECU implementierte Signalverarbeitungsverfahren für einen AFM darstellen. Steuerroutinen oder Steuerprogramme, die gemäß 6 bis 9 erwähnt sind, beginnen, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird.
Nach der Startzeit der gemäß 6 gezeigten Steuerroutine wird in S1 entschieden, ob eine Erzeugung der Vorderflanke bzw. der steigenden Flanke eines Pulsfrequenzsignals erfasst wurde, die eine Abtastzeit für die ECU 2 bezeichnet, zum Beispiel eine unmittelbar vorausgehende Abtastzeit oder Aufnahmezeit T. Falls die Abtastzeit oder die Aufnahmezeit nicht erfasst wurde, was NEIN in S1 entspricht, wird die Entscheidungsverarbeitung von S1 wiederholt.
Falls die Abtastzeit oder die Aufnahmezeit erfasst wurde, was JA in S1 entspricht, wird in S2 ein Abtastkennzeichen bzw. -flag, das besagt, dass die Abtastzeit für die ECU 2 erfasst wurde, auf einen EIN-Zustand gesetzt, wie es in dem gemäß 5 gezeigten Zeitdiagramm veranschaulicht ist.
Bei der Steuerverarbeitung von S2 kann ein erstes Kennzeichen bzw. Flag auf den EIN-Zustand gesetzt werden, das besagt, dass die erste Abtastzeit für die ECU 2, zum Beispiel eine ungeradzahlige Abtastzeit, erfasst wurde, und kann ein zweites Kennzeichen bzw. Flag auf einen AUS-Zustand gesetzt werden, das besagt, dass die zweite Abtastzeit, zum Beispiel eine geradzahlige Abtastzeit, für die ECU 2 erfasst wurde.
Danach wird bestimmt, ob eine Erzeugung der Vorderflanke des Pulsfrequenzsignals erfasst wurde, die die Abtastzeit für die ECU 2 bezeichnet, zum Beispiel die nächste Abtastzeit oder Aufnahmezeit T. Falls die Zeiten nicht erfasst werden, was NEIN in S3 entspricht, wird die Entscheidungsverarbeitung von S3 wiederholt.
Falls die Zeiten erfasst werden, was JA in S3 entspricht, wird das Kennzeichen bzw. Flag in S4 auf den AUS-Zustand gesetzt, wie es gemäß 5 gezeigt ist. Danach wird die gemäß 6 gezeigte Steuerroutine beendet.
Bei der Steuerverarbeitung von S4 kann das erste Kennzeichen bzw. Flag auf den AUS-Zustand gesetzt werden, und kann das zweite Kennzeichen bzw. Flag auf den EIN-Zustand gesetzt werden.
Nach der Startzeit der gemäß 7 gezeigten Steuerroutine wird bestimmt, ob eine Erzeugung der Vorderflanke des Pulsfrequenzsignals erfasst wurde, die die Abtastzeit für die ECU 2 bezeichnet, zum Beispiel eine unmittelbar vorausgehende Abtastzeit T.
Im Speziellen wird entschieden, ob der Zustand des Kennzeichens von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand geändert wurde, oder wahlweise, ob das erste Kennzeichen seinen Zustand von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand geändert hat und das zweite Kennzeichen seinen Zustand von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand geändert hat. Falls keine Änderung des Kennzeichenzustands von AUS in EIN vorliegt, was NEIN in S11 entspricht, wird die Steuerroutine gemäß 7 beendet.
Falls die vorstehend erwähnte Änderung der Kennzeichenzustände auftritt, was JA in S11 entspricht, wird der Hinterflanke-Zählwert n in einem internen Zähler des Mikrocomputers oder der CPU, der/die in der ECU 2 umfasst ist, in S12 auf 1 gesetzt.
Danach wird die Eingabeaufnahmeeinrichtung des Mikrocomputers oder der CPU der ECU 2 verwendet, um die Erzeugungszeit der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals zu erfassen, das von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 ausgegeben wird. In S13 werden in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister Zeitpunktdaten tn, die den Zeitpunkt der Erzeugung der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals darstellen, er-/gehalten, gespeichert, aufgezeichnet oder dergleichen. In dem Flankenerzeugungszeitpunktregister werden die Zeitpunktdaten tn, die den Zeitpunkt der Erzeugung der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals darstellen, als die n-ten Zeitpunktdaten aus einer ersten Zeitpunktdatengruppe gespeichert, die innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangt wird.
Danach wird entschieden, ob eine Erzeugung der Vorderflanke des Pulsfrequenzsignals erfasst wurde, die die Abtastzeit für die ECU 2 bezeichnet, zum Beispiel die nächste Abtastzeit T.
Im Speziellen wird entschieden, ob das Kennzeichen seinen Zustand von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand geändert hat. Wahlweise wird entschieden, ob das erste Kennzeichen seinen Zustand von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand geändert hat und das zweite Kennzeichen seinen Zustand von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand geändert hat. Falls die vorstehend erwähnte Änderung der Kennzeichenzustände auftritt, was JA in S14 entspricht, wird in S15 ein erstes Speicherungsabschlusskennzeichen bzw. -flag in den EIN-Zustand gesetzt, das besagt, dass eine Speicherung der innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangten ersten Zeitpunktdatengruppe in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister abgeschlossen wurde. Danach wird die Steuerroutine gemäß 7 beendet.
Falls die vorstehend erwähnte Änderung der Kennzeichenzustände nicht auftritt, was NEIN in S14 entspricht, wird in S16 der Flankenzählwert n in dem internen Zähler des Mikrocomputers oder der CPU der ECU 2 inkrementiert bzw. hochgezählt. Danach schreitet die Routine zu der gemäß 7 aufgeführten Erfassungsverarbeitung von S13 voran.
Wenn die Steuerverarbeitung von S13 oder S16 als eine sogenannte Interrupt- bzw. Unterbrechungsroutine ausgeführt wird oder die Erfassungsverarbeitung im Gange ist, wird die Steuerverarbeitung von S13 oder S16 ausgesetzt oder abgebrochen und wird unmittelbar die Entscheidungsverarbeitung von S14 ausgeführt.
Danach wird zu der Startzeit der gemäß 8 gezeigten Steuerroutine entschieden, ob eine Erzeugung der Vorderflanke des Pulsfrequenzsignals erfasst wurde, die die Abtastzeit für die ECU 2 bezeichnet, zum Beispiel eine unmittelbar vorausgehende Abtastzeit T.
Im Speziellen wird entschieden, ob der Zustand des Kennzeichens von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand geändert wurde. Wahlweise wird entschieden, ob das erste Kennzeichen seinen Zustand von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand geändert hat und das zweite Kennzeichen seinen Zustand von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand geändert hat. Falls die vorstehend erwähnten Zustandsänderungen nicht aufgetreten sind, was NEIN in S14 entspricht, wird die gemäß 8 aufgeführte Steuerroutine beendet.
Falls die vorstehend erwähnten Zustandsänderungen aufgetreten sind, was JA in S14 entspricht, wird in S22 der Hinterflankenzählwert n in dem internen Zähler des Mikrocomputers oder der CPU der ECU 2 auf 1 gesetzt.
Danach wird die Eingabeaufnahmeeinrichtung verwendet, um die Erzeugungszeit der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals zu erfassen, die von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 ausgegeben wird. In S23 werden in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister Zeitpunktdaten tn, die die Erzeugungszeit der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals darstellen, er-/gehalten, gespeichert, aufgezeichnet oder dergleichen. In dem Flankenerzeugungszeitpunktregister werden die Zeitpunktdaten tn, die die Erzeugungszeit der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals darstellen, als die n-ten Zeitpunktdaten aus einer zweiten Zeitpunktdatengruppe gespeichert, die innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangt wird.
Danach wird entschieden, ob eine Erzeugung der Vorderflanke des Pulsfrequenzsignals erfasst wurde, die die Abtastzeit für die ECU 2 bezeichnet, zum Beispiel die nächste Abtastzeit T.
Im Speziellen wird entschieden, ob das Kennzeichen seinen Zustand von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand geändert hat. Wahlweise wird entschieden, ob das erste Kennzeichen seinen Zustand von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand geändert hat und das zweite Kennzeichen seinen Zustand von dem EIN-Zustand in den AUS-Zustand geändert hat. Falls die vorstehend beschriebenen Zustandsänderungen aufgetreten sind, was JA in S24 entspricht, wird in S25 ein zweites Speicherungsabschlusskennzeichen bzw. -flag auf den EIN-Zustand gesetzt, was besagt, dass eine Speicherung der innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangten zweiten Zeitpunktdatengruppe in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister abgeschlossen wurde. Danach wird die gemäß 8 aufgeführte Steuerroutine beendet.
Falls die vorstehend beschriebenen Zustandsänderungen nicht aufgetreten sind, was NEIN in S24 entspricht, wird in S26 der Hinterflankenzählwert n in dem internen Zähler des Mikrocomputers oder der CPU der ECU 2 inkrementiert bzw. hochgezählt. Danach schreitet die Routine zu der Verarbeitung von S23 voran, die vorstehend in Verbindung mit 8 beschrieben ist.
Wenn die Steuerverarbeitung von S23 oder S26 als eine sogenannte Interrupt- bzw. Unterbrechungsroutine ausgeführt wird oder die Erfassungsverarbeitung im Gange ist, wird die Steuerverarbeitung von S23 oder S26 ausgesetzt oder abgebrochen und wird unmittelbar die Entscheidungsverarbeitung von S24 ausgeführt.
Zu der Startzeit der Steuerroutine gemäß 9 wird entschieden, ob eine Erzeugung der Vorderflanke des Pulsfrequenzsignals erfasst wurde, die die Abtastzeit T für die ECU 2 bezeichnet.
Im Speziellen wird entschieden, ob der Zustand des ersten Speicherungsabschlusskennzeichens oder des zweiten Speicherungsabschlusskennzeichens von dem AUS-Zustand in den EIN-Zustand geändert wurde. Wahlweise wird entschieden, ob eine Erzeugung der Vorderflanke des Pulsfrequenzsignals erfasst wurde, die die Abtastzeit T für die ECU 2 bezeichnet. Falls die vorstehend beschriebenen Zustandsänderungen nicht erfasst wurden, was NEIN in S31 entspricht, wird die Entscheidungsverarbeitung von S31 wiederholt.
Falls die vorstehend beschriebenen Zustandsänderungen erfasst wurden, was JA in S31 entspricht, werden das erste Speicherungsabschlusskennzeichen und das zweite Speicherungsabschlusskennzeichen in S32 in den AUS-Zustand gesetzt.
Es wird entschieden, ob der Zustand eines Berechnungsabschlusskennzeichens bzw. -flags auf EIN gesetzt ist, was besagt, dass eine Berechnung eines Luftdurchsatzes abgeschlossen wurde, die durch Wandlung eines innerhalb der gleichen Abtastperiode erhaltenen durchschnittlichen Zyklus τ in den Luftdurchsatz zu leisten ist. Falls der Zustand des Kennzeichens auf EIN gesetzt ist, was JA in S33 entspricht, wird das Berechnungsabschlusskennzeichen in S34 in den AUS-Zustand gesetzt. Danach wird die Steuerroutine gemäß 9 beendet.
Falls der Zustand des Kennzeichens nicht auf EIN gesetzt ist, was NEIN in S33 entspricht, wird entschieden, ob die Größe einer Veränderung einer Last auf der Maschine E pro Zeiteinheit, zum Beispiel eine Änderungsrate eines Fahrpedalhubs oder einer Drosselventilöffnung, gleich oder kleiner einem ersten vorbestimmten Wert ist. Falls die Veränderung gleich oder kleiner dem ersten vorbestimmten Wert ist, was JA in S35 entspricht, wird eine Zeitpunktdatengruppe, das heißt die erste Zeitpunktdatengruppe oder die zweite Zeitpunktdatengruppe, die innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangt und in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister er-/gehalten wird, während einer Verriegelung mit dem internen Takt des Mikrocomputers oder der CPU abgerufen. Intervallzeiten zwischen Zeitpunkten, die durch alle Zeitpunktdatenelemente aus einer innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangten Zeitpunktdatengruppe dargestellt werden, werden in S36 gemessen, um Flankenintervallzeiten Δt1, Δt2, ..., Δtn des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode zu erfassen.
Danach werden die Flankenintervallzeiten Δt1, Δt2, ... Δtn des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode in S37 verwendet, um den durchschnittlichen Zyklus τ des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode zu erfassen. Danach schreitet die Routine zu einer arithmetischen Verarbeitung von S43 voran.
Falls die Veränderung nicht gleich oder kleiner dem ersten vorbestimmten Wert ist, was NEIN in S35 entspricht, wird entschieden, ob die Größe einer Veränderung einer Last auf der Maschine E pro Zeiteinheit, zum Beispiel eine Änderungsrate eines Fahrpedalhubs oder einer Drosselventilöffnung, gleich oder größer einem zweiten vorbestimmten Wert ist, der größer als der erste vorbestimmte Wert ist. Falls die Veränderung nicht gleich oder größer dem zweiten vorbestimmten Wert ist, was NEIN in S38 entspricht, wird eine Zeitpunktdatengruppe, das heißt die erste Zeitpunktdatengruppe oder die zweite Zeitpunktdatengruppe, die innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangt und in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister er-/gehalten wird, während einer Verriegelung mit dem internen Takt des Mikrocomputers oder der CPU der ECU 2 abgerufen. Intervallzeiten zwischen Zeitpunkten, die durch Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, die ein Teil der innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangten Zeitpunktdatengruppe darstellen, zum Beispiel mehrere oder drei Zeitpunktdatenelemente einschließlich Zeitpunktdaten, die einen Zeitpunkt darstellen, der der nächsten Abtastzeit unmittelbar vorausgeht, werden in S39 gemessen, um Flankenintervallzeiten des Pulsfrequenzsignals innerhalb der Abtastperiode zu messen.
Danach werden in S40 die Flankenintervallzeiten des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode, zum Beispiel mehrere oder drei Flankenintervallzeiten einschließlich einer Flankenintervallzeit verwendet, die der nächsten Abtastzeit unmittelbar vorausgeht, um den durchschnittlichen Zyklus τ des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode zu erfassen. Danach schreitet die Routine zu einer arithmetischen Verarbeitung von S43 voran.
Falls die Veränderung gleich oder größer dem zweiten vorbestimmten Wert ist, was JA in S38 entspricht, wird eine Zeitpunktdatengruppe, das heißt die erste Zeitpunktdatengruppe oder die zweite Zeitpunktdatengruppe, die innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangt und in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister er-/gehalten wird, während einer Verriegelung mit dem internen Takt des Mikrocomputers oder der CPU der ECU 2 abgerufen. In S41 wird eine Intervallzeit zwischen Zeitpunktdatenelementen tn-1 und tn gemessen, die einen Teil der innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangten Zeitpunktdatengruppe darstellen, zum Beispiel Zeitpunktdatenelemente, die der Abtastzeit unmittelbar vorausgehen, um eine Flankenintervallzeit des Pulsfrequenzsignals innerhalb der Abtastperiode zu erfassen.
Danach wird in S42 die Flankenintervallzeit des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode, zum Beispiel die Flankenintervallzeit, die der Abtastzeit unmittelbar vorausgeht, als der durchschnittliche Zyklus τ des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode erfasst.
Falls die Größe einer Veränderung einer Last auf der Maschine E gleich oder kleiner dem ersten vorbestimmten Wert ist, was JA in S35 entspricht, werden in S36 und S37 die Intervallzeiten zwischen Zeitpunkten gemittelt, die durch all die Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, die innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangt werden, um den durchschnittlichen Zyklus τ des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode zu erlangen.
Falls die Größe einer Veränderung einer Last auf der Maschine E gleich oder größer dem zweiten vorbestimmten Wert ist, was JA in S38 entspricht, wird in S39 und S40 die Intervallzeit zwischen Zeitpunkten, die durch einen Teil von Zeitpunktdatenelementen innerhalb der gleichen Abtastperiode dargestellt werden, zum Beispiel Zeitpunktdatenelemente, die Zeitpunkte darstellen, die der nächsten Abtastzeit unmittelbar vorausgehen, als der durchschnittliche Zyklus τ des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode erfasst.
Falls die Größe einer Veränderung einer Last auf der Maschine E größer als der erste vorbestimmte Wert ist, was NEIN in S35 entspricht, und kleiner als der zweite vorbestimmte Wert ist, was NEIN in S38 entspricht, wird in S39 und S40 ein Mittelwert bzw. Durchschnitt von Intervallzeiten zwischen Zeitpunkten, die durch einen Teil von Zeitpunktdatenelementen dargestellt werden, die innerhalb der gleichen Abtastperiode erhalten werden, zum Beispiel mehrere oder drei Zeitpunktdatenelemente einschließlich von Zeitpunktdaten, die einen Zeitpunkt darstellen, der der nächsten Abtastzeit unmittelbar vorausgeht, als der durchschnittliche Zyklus τ des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode erfasst.
Danach wird in S43 der durchschnittliche Zyklus τ des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode in einen Durchsatz bzw. Volumenstrom Q von an die Brennkammern der Zylinder der Maschine E zuzuführender Luft gewandelt oder umgerechnet. Der gewandelte Luftdurchsatz Q kann ein momentaner Luftdurchsatz zu einer Abtastzeit sein.
Danach wird das Berechnungsabschlusskennzeichen in S44 in den EIN-Zustand gesetzt und wird die Steuerroutine gemäß 9 beendet.
Genauer gesagt kann die Erfassungsverarbeitung von S36 und S37 ausgeführt werden, wenn die Größe einer Veränderung einer Last auf der Maschine E pro Zeiteinheit, zum Beispiel die Änderungsrate eines Fahrpedalhubs oder einer Drosselventilöffnung, gleich oder kleiner dem vorbestimmten Wert oder dem ersten vorbestimmten Wert ist, was JA in S35 entspricht, das heißt, wenn die Maschine E in einem stationären Zustand betrieben wird oder ein Fahrzeug wie etwa ein Automobil mit einer konstanten Geschwindigkeit gefahren wird oder während einer Verlangsamung gefahren wird.
Wenn die Größe einer Veränderung einer Last auf der Maschine E pro Zeiteinheit, zum Beispiel die Änderungsrate eines Fahrpedalhubs oder einer Drosselventiloffnung, gleich oder größer dem vorbestimmten Wert oder dem zweiten vorbestimmten Wert ist, was JA in S38 entspricht, das heißt, wenn die Maschine E exzessiv betrieben wird oder ein Fahrzeug wie etwa ein Automobil während einer Beschleunigung gefahren wird, kann die mit S41 und S42 in Zusammenhang stehende Erfassungsverarbeitung ausgeführt werden.
Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die mit S35 und S38 in Zusammenhang stehende Entscheidungsverarbeitung gestrichen sein, und kann die mit S36 und S37 in Zusammenhang stehende Erfassungsverarbeitung, die mit S39 und S40 in Zusammenhang stehende Erfassungsverarbeitung oder die mit S41 und S42 in Zusammenhang stehende Erfassungsverarbeitung ausgeführt werden.
Als Nächstes wird der Betrieb eines Maschinensteuersystems einschließlich des Signalverarbeitungssystems für einen AFM oder einen thermischen AFM des vorliegenden Ausführungsbeispiels in Verbindung mit 1 bis 9 kurz dargestellt.
Wenn der Zündschalter eingeschaltet wird, steuert oder leitet die ECU 2 Elektrizität an den Elektromotor, der das Drosselventil 31 antreibt, und steuert sie das Kraftstoffeinspritzsystem einschließlich der elektrischen Kraftstoffpumpe und der Einspritzvorrichtungen 22, sowie das Zündsystem einschließlich der Zündspule und der Zündkerzen 23. Die Maschine E wird auf diese Weise betrieben.
Wenn sich das Einlassventil eines speziellen Zylinders der Maschine E öffnet, der mit einem Auslassprozess beschäftigt ist, und der spezielle Zylinder in einen Einlassprozess wechselt, in dem der Kolben 26 heruntergeht, erhöht sich in der Brennkammer des Zylinders einhergehend mit dem Heruntergehen des Kolbens 26 ein Unterdruck, das heißt ein Druck, der geringer ist als der Luftdruck. Schließlich wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch durch die Einlassöffnung, dessen Ventil offen gelassen ist, angesaugt.
Zu einer solchen Zeit wird in dem Ansaugluftkanal, der mit der Einlassöffnung in Verbindung steht, dessen Ventil offen gelassen ist, ein Strom von Ansaugluft erzeugt. Wenn der Ansaugluftstrom in dem Ansaugluftkanal erzeugt wird, strömt ein Teil von reiner Ansaugluft, die durch das Filterelement 2 des Luftreinigers gefiltert wird, in den Seitenkanal 6 des Sensorkörpers 7 des AFM 1.
In der Fühleinheit, die in dem Sensorkörper 7, oder genauer gesagt, in dem Seitenkanal 6 angeordnet ist, erhöht sich eine von dem Wärmeabstrahlungswiderstand 11 abgestrahlte Wärmemenge, wenn die Geschwindigkeit eines umgeleiteten Stroms in dem Seitenkanal 6 ansteigt. Daher erhöht sich eine Strommenge, die von der Steuerschaltung 14 des Steuermoduls 8 an den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 zuzuführen ist, so dass die Differenz ΔT gegenüber der durch den temperaturempfindlichen Widerstand 12 gemessenen Ansauglufttemperatur auf einem konstanten Wert gehalten wird.
Im Gegensatz dazu verringert sich die von dem Wärmeabstrahlungswiderstand 11 abgestrahlte Wärmemenge, wenn die Geschwindigkeit des umgeleiteten Stroms in dem Seitenkanal 6 fällt. Daher verringert sich die Strommenge, die von der Steuerschaltung 14 des Steuermoduls 8 an den Wärmeabstrahlungswiderstand zuzuführen ist.
Die Strommenge, die an den Wärmeabstrahlungswiderstand 11 zuzuführen ist, wird in einen Spannungswert gewandelt, und ein dem Spannungswert entsprechendes Pulsfrequenzsignal wird von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 an die externe ECU 2 ausgegeben. Der in der ECU 2 eingebaute Mikrocomputer misst oder berechnet den Durchsatz von in die Brennkammern der Zylinder der Maschine E einzuführenden Luft. Der Mikrocomputer berechnet eine Grundeinspritzzeit auf Grundlage des berechneten Luftdurchsatzes, oder genauer gesagt des Durchsatzes von an die Brennkammern der Zylinder der Maschine E zuzuführender Luft, und der Drehgeschwindigkeit der Maschine oder der Anzahl von Umdrehungen der Maschine. Die Grundeinspritzzeit wird basierend auf Sensorsignalen korrigiert, die von den verschiedenen Sensoren gesendet werden, die zum Beispiel den Drosselventilöffnungssensor, den Kühlwassertemperatursensor 28 und den Ansauglufttemperatursensor umfassen, nämlich dem Drosselventilöffnungssignal, dem Maschinenkühlwassertemperatursignal und dem Maschinenansauglufttemperatursignal, wodurch eine einem Kraftstoffeinspritzvolumen äquivalente Gesamteinspritzzeit berechnet wird. Der Mikrocomputer steuert dann die Leitungszeiten und die Einspritzzeiten der Einspritzvorrichtungen 22 gemäß dem Kraftstoffeinspritzvolumen.
Wie es bis hierher beschrieben ist, wird in dem Signalverarbeitungssystem für einen AFM 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Erzeugungszeit der Hinterflanke eines von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 ausgegebenen Pulsfrequenzsignals während der gleichen Abtastperiode erfasst. Zeitpunktdaten, die die Erzeugungszeit der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals darstellen, werden sequentiell in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister gespeichert.
Wenn die nächste Abtastzeit kommt, wird der interne Takt verwendet, um die Intervallzeiten zwischen den Erzeugungszeiten der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals, oder mit anderen Worten Intervallzeiten zwischen Zeitpunkten, die durch Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, zu messen. Die Intervallzeiten werden verwendet, um einen durchschnittlichen Zyklus des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode zu erfassen. Der durchschnittliche Zyklus des Pulsfrequenzsignals wird in den Durchsatz von an die Brennkammern der Zylinder der Maschine E zuzuführender Luft gewandelt.
Im Speziellen wird in dem Signalverarbeitungssystem für einen AFM 1 des vorliegenden Ausfuhrungsbeispiels der interne Takt verwendet, um einen durchschnittlichen Zyklus eines von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 ausgegebenen Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode zu erfassen, und wird der durchschnittliche Zyklus direkt in einen Luftdurchsatz gewandelt oder umgerechnet.
Im Gegensatz zu der verwandten Technik, bei der, wenn ein Pulsfrequenzsignal in den Luftdurchsatz gewandelt wird, ein Zyklus des Pulsfrequenzsignals erfasst und in einen Spannungswert gewandelt wird, und der Spannungswert in den Luftdurchsatz gewandelt wird, das heißt im Gegensatz zu dem in der JP-A-2002-181604 beschriebenen Signalverarbeitungssystem, wird aufgrund einer Verlängerung einer Wandlungszeit, die erforderlich ist, bis der Zyklus des Pulsfrequenzsignals in den Luftdurchsatz gewandelt ist, die Genauigkeit bei einer Wandlung nicht verschlechtert und ein Wandlungsfehler nicht vergrößert. Daher kann eine erhöhte Ansprechempfindlichkeit und Genauigkeit bei der Messung des Luftdurchsatzes erreicht werden, in den das von dem AFM 1 ausgegebene Pulsfrequenzsignal gewandelt oder umgerechnet wird.
Wenn die Größe einer Veränderung einer Last auf der Maschine E oder die Änderungsrate eines Fahrpedalhubs oder einer Drosselventilöffnung, die durch den Fahrpedalhubsensor oder den Drosselventilöffnungssensor erfasst wird, gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert wie etwa dem ersten vorbestimmten Wert ist, können bestimmte Verarbeitungsvorgange durchgeführt werden. Mit anderen Worten werden, wenn die Maschine E in einem stationären Zustand betrieben wird, wie etwa, wenn ein Fahrzeug wie etwa ein Automobil mit einer konstanten Geschwindigkeit gefahren wird, Intervallzeiten zwischen allen Erzeugungszeiten einer Flanke, die in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister gespeichert werden, während der gleichen Abtastperiode, das heißt Intervallzeiten zwischen durch Zeitpunktdatenelemente dargestellten Zeitpunkten, gemittelt, um einen durchschnittlichen Zyklus eines Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode zu erfassen.
Selbst wenn der Luftdurchsatz oder der umgeleitete Durchsatz, der durch die Fühleinheit des AFM 1 erfasst wird, oder genauer gesagt das mit dem Wärmeabstrahlungswiderstand 11 in Zusammenhang stehende Signal, auf die gleiche Art und Weise variiert, wie es der Fall ist, wenn das Fahrzeug zum Beispiel mit einer hohen konstanten Geschwindigkeit gefahren wird, kann die Veränderung des Luftdurchsatzes unterdrückt werden, da Intervallzeiten zwischen Zeitpunkten, die durch alle Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, die innerhalb der gleichen Abtastperiode erlangt werden, gemittelt werden. Selbst wenn das Kraftstoffeinspritzvolumen für die Maschine E basierend auf dem Luftdurchsatz gesteuert wird, der durch den Mikrocomputer der ECU 2, oder genauer gesagt der Luftdurchsatzerfassungseinrichtung, gemessen, gewandelt oder berechnet wird, kann daher die Größe einer Veränderung der Anzahl von Umdrehungen der Maschine verringert werden.
Wenn die Größe einer Veränderung einer Last auf der Maschine E oder die Änderungsrate eines Fahrpedalhubs oder einer Drosselventilöffnung, die durch einen Fahrpedalsensor oder einen Drosselventilöffnungssensor erfasst wird, gleich oder größer dem vorbestimmten Wert wie etwa dem zweiten vorbestimmten Wert ist, können bestimmte Verarbeitungsvorgänge durchgeführt werden. Mit anderen Worten wird, wenn die Maschine E exzessiv betrieben wird, wie etwa, wenn ein Fahrzeug wie etwa ein Automobil während einer Beschleunigung gefahren wird, eine Intervallzeit zwischen Erzeugungszeiten einer Flanke, die der nächsten Abtastzeit unmittelbar vorausgeht, das heißt, eine Intervallzeit zwischen Zeitpunkten, die durch in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister gespeicherte Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, während der gleichen Abtastperiode, gemessen, um einen durchschnittlichen Zyklus eines Pulsfrequenzsignals innerhalb der Abtastperiode zu erfassen.
In einem solchen Fall wird die Intervallzeit zwischen Zeitpunkten, die durch Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, die einer Abtastzeit unmittelbar vorausgehen, und zu denen eine Änderung eines momentanen Luftdurchsatzes groß ist, innerhalb der Abtastperiode verwendet, um einen Luftdurchsatz zu erhalten. Daher kann zum Beispiel die Einschwing- bzw. Übergangseigenschaft der Maschine E oder die Beschleunigungsleistung eines Fahrzeugs wie etwa eines Automobils verbessert werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
10A bis 10C zeigen einen Vergleich zwischen einem ersten und einem zweiten Ausführungsbeispiel. 10A ist ein Zeitdiagramm, das ein Pulsfrequenzsignal zeigt, das bei einem Vergleichsbeispiel 1 eingesetzt wird, 10B ist ein Zeitdiagramm, das ein Pulsfrequenzsignal zeigt, das bei einem ersten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird, und 10C ist ein Zeitdiagramm, das ein Pulsfrequenzsignal zeigt, das bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird.
Bei Vergleichsbeispiel 1, wie es gemäß 10A gezeigt ist, werden Intervallzeiten oder Zyklen zwischen Zeitpunkten gemessen, die durch einen Teil einer Zeitpunktdatengruppe dargestellt werden, die während der gleichen Abtastperiode von zum Beispiel ungefähr 4 ms Länge erlangt wird, das heißt drei Zeitpunktdatenelemente einschließlich Zeitpunktdaten, die unmittelbar nach der vorhergehenden Abtastzeit erlangt werden, und wird ein Luftdurchsatz basierend auf den Zyklen berechnet. Hierin betragt die Anzahl von aufgenommenen Zeitpunktdatenelementen drei.
In dem vorstehenden Fall sei angenommen, dass die Frequenz eines AFM-Ausgabesignals oder eines Pulsfrequenzsignals eines AFM 1, die mit dem niedrigsten Luftdurchsatz in Zusammenhang steht, 1 kHz beträgt, und dass die Frequenz des AFM-Ausgabesignals, das mit dem höchsten Luftdurchsatz in Zusammenhang steht, 10 kHz beträgt. Wenn der Luftdurchsatz am niedrigsten ist, beträgt eine Verzögerungszeit oder eine verstrichene Zeit, die verstreicht, bis nach Erfassung der drei Zeitpunktdatenelemente eine Abtastzeit kommt, 2,0 ms. Wenn der Luftdurchsatz am höchsten ist, beträgt die Verzögerungszeit 3,8 ms. Insbesondere ist, wenn das AFM-Ausgabesignal eine hohe Frequenz aufweist, das heißt, wenn der Durchsatz hoch ist, ein Zeitverzug von einer Erfassung von drei Zeitpunktdatenelementen bis zu der nächsten Abtastzeit so groß, dass die Maschinensteuerbarkeit, die zu erreichen ist, während die Maschine E exzessiv betrieben wird, verschlechtert sein kann.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel, wie es gemäß 10B gezeigt ist, werden Intervallzeiten oder Zyklen zwischen Zeitpunkten gemessen, die durch einen Teil einer Zeitpunktdatengruppe dargestellt werden, die während der gleichen Abtastperiode von zum Beispiel ungefähr 4 ms Länge erlangt wird, das heißt drei Zeitpunktdatenelemente einschließlich Zeitpunktdaten, die einen Zeitpunkt darstellen, der einer Abtastzeit unmittelbar vorausgeht, und wird ein Luftdurchsatz basierend auf den Zyklen berechnet. Hierin beträgt die Anzahl von aufgenommenen Zeitpunktdatenelementen drei.
Es sei angenommen, dass die Frequenz des AFM-Ausgabesignals oder des Pulsfrequenzsignals des AFM 1, das mit dem niedrigsten Luftdurchsatz in Zusammenhang steht, 1 kHz beträgt, und dass die Frequenz des AFM-Ausgabesignals, das mit dem höchsten Luftdurchsatz in Zusammenhang steht, 10 kHz beträgt. In einem solchen Fall beträgt, wenn der Luftdurchsatz am niedrigsten ist, eine Verzögerungszeit oder eine verstrichene Zeit seit einer Erfassung von drei Zeitpunktdatenelementen bis zu einer Abtastzeit 1,0 ms. Wenn der Luftdurchsatz am höchsten ist, beträgt die Verzögerungszeit 0,1 ms. Insbesondere ist, wenn das AFM-Ausgabesignal eine hohe Frequenz aufweist, das heißt, wenn der Durchsatz hoch ist, ein Zeitverzug von einer Erfassung von drei Zeitpunktdatenelementen bis zu der nächsten Abtastzeit so gering, dass die Maschinensteuerbarkeit, die zu erreichen ist, wenn die Maschine E exzessiv betrieben wird, verbessert werden kann.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, wie es gemäß 10C gezeigt ist, wird eine Intervallzeit oder ein Zyklus zwischen Zeitpunkten gemessen, die durch einen Teil einer Zeitpunktdatengruppe dargestellt werden, die während der gleichen Abtastperiode von zum Beispiel ungefähr 2 ms Länge erlangt wird, das heißt zwei Zeitpunktdatenelemente einschließlich Zeitpunktdaten, die einen Zeitpunkt darstellen, der einer Abtastzeit unmittelbar vorausgeht, und wird ein Luftdurchsatz basierend auf dem Zyklus berechnet.
Es sei angenommen, dass die Frequenz des AFM-Ausgabesignals oder des Pulsfrequenzsignals des AFM 1, das mit dem niedrigsten Luftdurchsatz in Zusammenhang steht, 1 kHz beträgt, und dass die Frequenz des AFM-Ausgabesignals, das mit dem höchsten Luftdurchsatz in Zusammenhang steht, 10 kHz beträgt. In einem solchen Fall beträgt, wenn der Luftdurchsatz am niedrigsten ist, eine Verzögerungszeit oder eine verstrichene Zeit seit einer Erfassung von zwei Zeitpunktdatenelementen bis zu einer Abtastzeit 1,0 ms. Wenn der Luftdurchsatz am höchsten ist, beträgt die Verzögerungszeit 0,1 ms. Ähnlich wie bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist, wenn das AFM-Ausgabesignal eine hohe Frequenz aufweist, das heißt, wenn der Durchsatz hoch ist, ein Zeitverzug seit einer Erfassung von zwei Zeitpunktdatenelementen bis zu der nächsten Abtastzeit so gering, dass die Maschinensteuerbarkeit, die zu erreichen ist, wenn die Maschine E exzessiv betrieben wird, verbessert werden kann.
Wie bei dem Vergleichsbeispiel 1 und einem ersten Ausführungsbeispiel tritt, wenn drei Zeitpunktdatenelemente während der Abtastperiode von 4 ms Länge aufgezeichnet werden, in einem Bereich, der die Hochgeschwindigkeitsdrehung der Maschine E ausdrückt, ein Aliasing bzw. Treppeneffekt auf. Wie es gemäß 11 gezeigt ist, wobei angenommen wird, dass die Drehzahl einer Vierzylindermaschine 7324 U/min beträgt, die Drehzahl einer Sechszylindermaschine 4883 U/min beträgt, und die Drehzahl einer Achtzylindermaschine 3662 U/min beträgt, werden insbesondere zum Beispiel die Abtastzeiten für einen Luftdurchsatz innerhalb der gleichen Abtastperiode mit den Frequenzkomponenten einer Ansaugpulsation bzw. -schwingung der Maschine E zusammenfallen. Schließlich tritt Aliasing bzw. ein Treppeneffekt auf.
Für den Bereich, der die Hochgeschwindigkeitsdrehung der Maschine E ausdrückt, wie es gemäß 10C gezeigt ist, werden während der Abtastperiode von 2 ms Länge zwei Zeitpunktdatenelemente aufgezeichnet. Somit kann das Aliasing bzw. der Treppeneffekt in dem Bereich, der die Hochgeschwindigkeitsdrehung der Maschine E ausdrückt, unterdrückt werden.
(Varianten)
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als der Luftdurchsatzsensor, der den Wärmeabstrahlungswiderstand umfasst und als ein Luftdurchsatzerfassungselement dient, oder als der Lufttemperatursensor, der den temperaturempfindlichen Widerstand umfasst und als ein Lufttemperaturerfassungselement dient, ein Luftdurchsatzsensor oder ein Lufttemperatursensor angewandt, der einen zylindrischen Spulenträger, ein Paar Zuleitungsdrähte oder Zuleitungsteile, die in beide Enden des zylindrischen Spulenträgers eingeführt sind, einen Widerstands- bzw. Hitzdraht, der um den Umfang des zylindrischen Spulenträgers gewickelt ist und mit den Zuleitungsteilen verbunden bzw. gespleißt ist und der als der Wärmeabstrahlungswiderstand oder der wärmeempfindliche Widerstand dient, und einen Schutzfilm oder dergleichen, der den Widerstands- bzw. Hitzdraht und die Zuleitungsteile schützt, umfasst. Wahlweise kann als der Luftdurchsatzsensor oder der Lufttemperatursensor ein Luftdurchsatzsensor, der einen Wärmeabstrahlungswiderstand umfasst und mit einem vorbestimmten Muster bzw. Design realisiert ist, das auf der Oberfläche eines Siliziumsubstrats oder einer Leiterplatte ausgebildet ist, oder ein Lufttemperatursensor, der einen temperaturempfindlichen Widerstand umfasst und mit dem vorbestimmten Muster bzw. Design realisiert ist, angewandt werden.
Die Form des Spulenträgers kann säulenartig sein.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Erzeugung der Hinterflanke des AFM-Ausgabesignals oder des Pulsfrequenzsignals, das von dem AFM 1 ausgegeben wird, während einer vorbestimmten oder einer gewissen Abtastperiode erfasst. Zeitpunkte, zu denen die Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals erzeugt wird, werden in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister gespeichert. Wahlweise kann eine Erzeugung der Vorderflanke des AFM-Ausgabesignals oder des Pulsfrequenzsignals, das von dem AFM 1 ausgegeben wird, erfasst werden, und können Zeitpunkte, zu denen die Vorderflanke des Pulsfrequenzsignals erzeugt wird, das heißt Erzeugungszeiten der Vorderflanke, in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister gespeichert werden.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Erzeugungszeit der Hinterflanke des von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 ausgegebenen Pulsfrequenzsignals während der gleichen Abtastperiode erfasst. Zeitpunktdaten, die die Erzeugungszeit der Hinterflanke darstellen, werden sequentiell in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister gespeichert. Der interne Takt wird verwendet, um die Zeitintervalle zwischen den Erzeugungszeiten der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals, oder mit anderen Worten Zeitintervalle zwischen Zeitpunkten, die durch Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, zu messen, wodurch ein durchschnittlicher Zyklus bzw. eine durchschnittliche Periode des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode erfasst wird. Wahlweise kann die Erzeugungszeit der Vorder- oder Hinterflanke des von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 ausgegebenen Pulsfrequenzsignals während der gleichen Abtastperiode sequentiell erfasst werden. Der interne Takt kann verwendet werden, um die Intervallzeiten zwischen den Erzeugungszeiten der Vorder- oder Hinterflanken des Pulsfrequenzsignals, oder mit anderen Worten Intervallzeiten zwischen Zeitpunkten, die durch Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, zu messen, und kann der durchschnittliche Zyklus bzw. die durchschnittliche Periode des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode erfasst werden.
Die Erzeugungszeit der Vorder- oder Hinterflanke des von der Frequenzwandlungsschaltung 15 des AFM 1 ausgegebenen Pulsfrequenzsignals kann sequentiell während der gleichen Abtastperiode erfasst werden. Der interne Takt kann verwendet werden, um die Intervallzeiten zwischen den Erzeugungszeiten der Vorder- oder Hinterflanken des Pulsfrequenzsignals, oder mit anderen Worten Intervallzeiten zwischen Zeitpunkten, die durch Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, zu messen. Danach können die Intervallzeiten zwischen den Erzeugungszeiten der Vorder- oder Hinterflanken des Pulsfrequenzsignals, oder mit anderen Worten die Intervallzeiten zwischen den Zeitpunkten, die durch Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, nacheinander in dem Flankenerzeugungszeitpunktregister gespeichert werden. Der interne Takt kann verwendet werden, um die Intervallzeiten zwischen den Erzeugungszeiten der Vorder- oder Hinterflanken des Pulsfrequenzsignals, oder mit anderen Worten die Intervallzeiten zwischen den Zeitpunkten, die durch Zeitpunktdatenelemente dargestellt werden, zu messen. Dann kann ein durchschnittlicher Zyklus bzw. eine durchschnittliche Periode des Pulsfrequenzsignals innerhalb der gleichen Abtastperiode erfasst werden.
Bei einem Luftdurchsatzsignal, das aus einem Luftströmungsmesser- (AFM) Ausgabesignal oder einem von einem AFM (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignal gewandelt wird, werden Ansprechempfindlichkeit und Genauigkeit bei einer Messung bereitgestellt. Die Erzeugungszeit der Hinterflanke des von dem AFM (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals wird erfasst, und die Erzeugungszeit der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals wird sequentiell in einem Register gespeichert. Bei der nächsten Abtastzeit wird ein interner Takt (2) verwendet, um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten der Hinterflanke des Pulsfrequenzsignals zu messen. Flankenintervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) werden verwendet, um einen durchschnittlichen Zyklus (τ) innerhalb der gleichen Abtastperiode zu erfassen. Der durchschnittliche Zyklus (τ) wird direkt in einen Luftdurchsatz gewandelt. Eine zum Wandeln des Zyklus des Pulsfrequenzsignals in den Luftdurchsatz erforderliche Wandlungszeit wird nicht verlängert. Eine Erhöhung eines Wandlungsfehlers wird unterdrückt, und eine Verschlechterung einer Wandlungsgenauigkeit wird vermieden. Die Ansprechempfindlichkeit und die Genauigkeit bei einer Messung des Luftdurchsatzes, in den das von dem AFM (1) ausgegebene Pulsfrequenzsignal gewandelt wird, können verbessert werden.

Claims

Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1), der ein Pulsfrequenzsignal ausgibt, das zu dem Durchsatz von an eine Brennkraftmaschine (E) zuzuführender Luft proportional ist, mit: einer Frequenzerfassungseinrichtung (2), die den Zyklus des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Erzeugungszeit einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals sequentiell erfasst, einen Takt verwendet, um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten zu messen, und den Zyklus erfasst; einer Luftdurchsatzberechnungseinrichtung (1, 2), die den durch die Frequenzerfassungseinrichtung (2) erfassten Zyklus in den Luftdurchsatz wandelt; und einer Lasterfassungseinrichtung, die eine Last auf der Brennkraftmaschine (E) erfasst, wobei wenn eine Größe einer Veränderung der Last auf der Brennkraftmaschine gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen allen Erzeugungszeiten der Flanken mittelt, die während einer vorbestimmten Abtastperiode erfasst werden, und einen durchschnittlichen Zyklus innerhalb der Abtastperiode erfasst.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Erzeugungszeit der Vorderflanke oder der Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, die Erzeugungszeit sequentiell in einem Register speichert, den Takt verwendet, um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten zu messen, und den Zyklus erfasst.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1), der ein Pulsfrequenzsignal ausgibt, das zu dem Durchsatz von an eine Brennkraftmaschine (E) zuzuführender Luft proportional ist, mit: einer Frequenzerfassungseinrichtung (2), die den Zyklus des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Erzeugungszeit einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, die Erzeugungszeit sequentiell in einem Register speichert, einen Takt um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten zu messen, und den Zyklus erfasst; einer Luftdurchsatzberechnungseinrichtung (1, 2), die den durch die Frequenzerfassungseinrichtung (2) erfassten Zyklus in den Luftdurchsatz wandelt; und einer Lasterfassungseinrichtung, die eine Last auf der Brennkraftmaschine (E) erfasst, wobei wenn eine Größe einer Veränderung der Last auf der Brennkraftmaschine gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen allen Erzeugungszeiten der Flanken mittelt, die während einer vorbestimmten Abtastperiode erfasst werden, und einen durchschnittlichen Zyklus innerhalb der Abtastperiode erfasst.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1) gemäß Anspruch 3, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Erzeugungszeit einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals sequentiell erfasst, den Takt verwendet, um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten zu messen, und den Zyklus erfasst.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1), der ein Pulsfrequenzsignal ausgibt, das zu dem Durchsatz von an eine Brennkraftmaschine (E) zuzuführender Luft proportional ist, mit: einer Frequenzerfassungseinrichtung (2), die den Zyklus des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Erzeugungszeit einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals sequentiell erfasst, einen Takt verwendet, um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten zu messen, und den Zyklus erfasst; einer Luftdurchsatzberechnungseinrichtung (1, 2), die den durch die Frequenzerfassungseinrichtung (2) erfassten Zyklus in den Luftdurchsatz wandelt; und einer Lasterfassungseinrichtung, die eine Last auf der Brennkraftmaschine (E) erfasst, wobei wenn eine Größe einer Veränderung der Last auf der Brennkraftmaschine gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, die Frequenzerfassungseinrichtung (2) zumindest eine Intervallzeit misst oder mehrere Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen Erzeugungszeiten der Flanken mittelt, was eine Intervallzeit zwischen Erzeugungszeiten der Flanken umfasst, die unmittelbar vor einer vorbestimmten Abtastzeit erfasst werden, und einen durchschnittlichen Zyklus innerhalb einer vorbestimmten Abtastperiode erfasst.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1) gemäß Anspruch 5, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Erzeugungszeit der Vorderflanke oder der Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, die Erzeugungszeit sequentiell in einem Register speichert, den Takt verwendet, um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten zu messen, und den Zyklus erfasst.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1), der ein Pulsfrequenzsignal ausgibt, das zu dem Durchsatz von an eine Brennkraftmaschine (E) zuzuführender Luft proportional ist, mit: einer Frequenzerfassungseinrichtung (2), die den Zyklus des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Erzeugungszeit einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals erfasst, die Erzeugungszeit sequentiell in einem Register speichert, einen Takt verwendet, um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten zu messen, und den Zyklus erfasst; einer Luftdurchsatzberechnungseinrichtung (1, 2), die den durch die Frequenzerfassungseinrichtung (2) erfassten Zyklus in den Luftdurchsatz wandelt; und einer Lasterfassungseinrichtung, die eine Last auf der Brennkraftmaschine (E) erfasst, wobei wenn eine Größe einer Veränderung der Last auf der Brennkraftmaschine gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, die Frequenzerfassungseinrichtung (2) zumindest eine Intervallzeit misst oder mehrere Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen Erzeugungszeiten der Flanken mittelt, was eine Intervallzeit zwischen Erzeugungszeiten der Flanken umfasst, die unmittelbar vor einer vorbestimmten Abtastzeit erfasst werden, und einen durchschnittlichen Zyklus innerhalb einer vorbestimmten Abtastperiode erfasst.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) die Erzeugungszeit einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals sequentiell erfasst, den Takt verwendet, um die Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) zwischen den Erzeugungszeiten zu messen, und den Zyklus erfasst.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1), der ein Pulsfrequenzsignal ausgibt, das zu dem Durchsatz von an eine Brennkraftmaschine (E) zuzuführender Luft proportional ist, mit: einer Frequenzerfassungseinrichtung (2), die einen durchschnittlichen Zyklus des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals basierend auf Intervallzeiten zwischen Vorderflanken oder Hinterflanken des Pulsfrequenzsignals berechnet, die während einer Abtastperiode erfasst werden, wobei die Frequenzerfassungseinrichtung (2) konfiguriert ist zum: sequentiellen Erfassen der Erzeugungszeit einer Vorderflanke oder einer Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals, Verwenden eines Takts um die Intervallzeiten zu messen, und Berechnen des durchschnittlichen Zyklus, oder Erfassen der Erzeugungszeit der Vorderflanke oder der Hinterflanke des von dem Strömungsmesser (1) ausgegebenen Pulsfrequenzsignals, sequentiellen Speichern der Erzeugungszeit in einem Register, Verwenden des Takts um die Intervallzeiten zu messen, und Berechnen des durchschnittlichen Zyklus; einer Luftdurchsatzberechnungseinrichtung (1, 2), die den durch die Frequenzerfassungseinrichtung (2) berechneten durchschnittlichen Zyklus direkt in einen momentanen Luftdurchsatz wandelt; und einer Lasterfassungseinrichtung, die eine Last auf der Brennkraftmaschine (E) erfasst, wobei wenn eine Größe einer Veränderung einer Last auf der Brennkraftmaschine gleich oder größer einem vorbestimmten Wert ist, die Frequenzerfassungseinrichtung (2) den durchschnittlichen Zyklus in der Abtastperiode durch Mittelung mehrerer Intervallzeiten (Δt1, Δt2, ..., Δtn) unter einem Teil der Erzeugungszeiten der Flanken berechnet, die in der Abtastperiode erfasst werden, wobei der Teil der Erzeugungszeiten der Flanke eine Erzeugungszeit der Flanke unmittelbar vor einer nächsten Abtastzeit umfasst und der Teil der Erzeugungszeiten der Flanke drei oder mehr der Erzeugungszeiten der Flanke darstellen.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Pulsfrequenzsignal ein pulsierendes Signal mit einer Frequenz ist, die zu dem Durchsatz von an die Brennkraftmaschine (E) zuzuführender Luft proportional ist.
Signalverarbeitungssystem für einen Strömungsmesser (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Strömungsmesser (1) in einem Luftkanal (5, 6) angeordnet ist, der mit den Brennkammern der Brennkraftmaschine (E) in Verbindung steht, und eine Sensorschaltung, die ein elektrisches Signal ausgibt, das zu dem Durchsatz von an die Brennkammern der Brennkraftmaschine (E) zuzuführender Luft proportional ist, sowie eine Frequenzwandlungsschaltung (15) umfasst, die das von der Sensorschaltung ausgegebene elektrische Signal in das Pulsfrequenzsignal wandelt.