DE4004552A1

DE4004552A1 - Signalverarbeitungsverfahren fuer einen durchflusssensor vom thermischen typ

Info

Publication number: DE4004552A1
Application number: DE4004552A
Authority: DE
Inventors: Yukinobu Nishimura; Nobutake Taniguchi; Setsuhiro Shimomura; Kouji Tanimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1990-08-16
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: US5301126A; KR930004080B1; US5301126C1; DE4004552C2; KR900013295A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ zum Detektieren eines Fluiddurchflusses, und insbesondere ein Signalverarbeitungsverfahren zum Ver bessern der Ansprechcharakteristik, wenn sich der Durchfluß ändert.

Es ist bekannt, einen Durchflußsensor für Luft vom thermi schen Typ zum Detektieren des Durchflusses der Ansaugluft in einem Verbrennungsmotor einzusetzen. Als typisches Bei spiel für diesen Typ von Durchflußsensor ist ein Luftdurch flußsensor vom Typ mit Heizdraht bekannt, der einen elek trischen Strom steuert, der durch einen Platindraht ge schickt wird, um die Temperatur des Platindrahts festzule gen, der in einem Luftansaugkanal angeordnet ist, und der ein Luftdurchflußsignal gemäß dem Wert des elektrischen Stromes empfängt. Zudem hat als billiger Luftdurchflußsen sor vom Heizdrahttyp ein Luftdurchflußsensor vom thermi schen Typ großes Interesse erregt, bei dem Platin auf einer Aluminiumoxidsubstanz oder einem Aluminiumoxidfilm als Er satz für einen Platindraht abgeschieden ist.

Bei diesem Luftdurchflußsensor vom thermischen Typ ist es bekannt, da der Luftdurchfluß durch Detektieren des elek trischen Stromes gemessen wird, der durch einen Widerstand mit Temperaturabhängigkeit geschickt wird, welcher so ge steuert wird, daß er eine festgelegte Temperatur annimmt, wenn der zu messende Luftdurchfluß sich durch den Wider stand mit Temperaturabhängigkeit und die Wärmeleitung und Wärmespeicherung seines Trägerteils ändert, daß die Aus gangsantwort so verzögert wird, daß Fehler in seiner Detek tionscharakteristik erzeugt werden. Z. B. gibt es in einem Luftdurchflußsensor vom Heizdrahttyp, bei dem ein Platin draht gerade gespannt in einem Luftansaugkanal ist, einen vergleichsweise geringen Effekt, der durch das Trägerteil verursacht wird. Jedoch gibt es bei einem Luftdurch flußsensor vom Heizdrahttyp, bei dem ein Platindraht auf eine keramische Spule gewickelt ist, und bei einem Luft durchflußsensor vom thermischen Typ, bei dem Platin auf ei nem Aluminiumoxidsubstrat oder Aluminiumoxidfilm, wie oben beschrieben, abgeschieden ist, einen beachtlich großen Ef fekt der Wärmeleitung und der Wärmespeicherung auf der Ke ramik oder dem Film, die als Trägerteil vorgesehen sind.

Fig. 1 stellt diesen Typ von Luftdurchflußsensor vom thermischen Typ dar, wobei ein rohrförmiges Gehäuse 11 vor gesehen ist, das auch als Kanal für die fließende Luft ein gesetzt wird, wobei die Richtung der fließenden Luft bzw. des Luftflusses durch den Pfeil angegeben ist. R _H gibt den Widerstand mit Temperaturabhängigkeit zum Detektieren des Luftflusses an, der durch Aufdrucken oder Abscheiden von Platin in einer Mäanderform auf einem Aluminiumoxidsubstrat 14, wie in Fig. 2 gezeigt wird, ausgebildet wird und dann getrimmt wird, und in einem Luftkanal mit anderen Wider ständen R _K und R _M angeordnet ist. Die Widerstände R _K, R _M, R _H, R₁ und R₂, die die bekannte Brückenschaltungsanordnung haben, bilden eine Detektionseinheit des Widerstandswerts und eine geschlossene Schleife mit einem Differenzverstär ker 12, sodaß R _H gesteuert werden kann, die festgelegte Temperatur oder den festgelegten Widerstandswert zu haben. Demzufolge wird der elektrische Strom, der durch R _H ge schickt wird, in Übereinstimmung mit dem Luftdurchfluß ein gestellt und eine Ausgangsspannung 13 kann gemäß dem Pro dukt aus dem Wert des elektrischen Stromes und des Wider standswertes von R _M erhalten werden.

Als nächstes wird die Antwortverzögerung in solch einem Luftdurchflußsensor 1 vom thermischen Typ beschrieben, wenn sich der Luftdurchfluß ändert. Fig. 3 ist eine Darstellung der Antwort in einem Luftdurchflußsensor vom thermischen Typ, wenn sich der Luftdurchfluß stufenweise ändert. Die Antwortcharakteristik ist im wesentlichen gleich zu der Kurve, die einen Knickpunkt bei A hat. In der Figur gibt die Ordinate die abgelaufene Zeit nach der schnellen Änderung des Luftdurchflusses an. Die Ab szisse gibt die Änderungsrate des Luftdurchflusses an. Die Zeitverzögerung bezüglich des Punktes A wird im wesentli chen durch die Verzögerung der thermischen Antwort des Pla tinwiderstandes R _H und durch die Antwort der Schaltung ver ursacht. Die Wertabweichung vom Sollwert beim Punkt A und die Zeit, bis der Wert vom Punkt A aus mit dem Sollwert konvergiert, werden hauptsächlich durch die Wärmeleitung und Wärmespeicherung des Aluminiumoxidsubstrats 14 verur sacht, das das Trägerteil des Platinwiderstands R _H ist. Fig. 4 ist eine Darstellung, die den zuvor erwähnten Betrieb zeigt und die eine Temperaturverteilung des Aluminiumoxid subtrats 14 zeigt, wobei die Horizontalachse den Abstand angibt, der auf der Lage des Platinwiderstands R _H bezüglich des Aluminiumoxidsubstrats 14 beruht. Die Temperatur um den Platinwiderstand R _H herum wird gesteuert, um auf eine Tem peratur festgelegt zu sein, die hoch genug verglichen mit der Lufttemperatur ist, was durch die zuvor erwähnte Schal tung bewirkt wird. Dann wird Wärme, die in dem Platinwider stand R _H erzeugt wird, in die Luft abgegeben, während Wärme auf das Aluminiumoxidsubstrat 14 von dem Platinwiderstand R _H übertragen wird und in dem Aluminiumoxidsubstrat 14 gespei chert wird. Um diesen Wärmeverlust zu kompensieren, steuert die geschlossene Schleife bzw. regelt der Regelkreis den elektrischen Strom durch den Platinwiderstand R _H. Dann er gibt sich für den Ausgang des Luftdurchflußsensors 1 vom thermischen Typ bezüglich eines vorgegebenen Luftdurchflus ses, daß er die Wärmeleitung und die Wärmespeicherung in dem Aluminumdioxidsubstrat 14 enthält. Es kann jedoch eine Charakteristik bei einem Zustand erhalten werden, wenn die Wärme des Aluminiumoxidsubstrats 14 im Gleichgewicht ist, was eine genaue Durchflußcharakteristik bei einem statio nären Zustand bedeutet. Andererseits, wenn sich der Luft durchfluß ändert, kann dieses thermische Gleichgewicht, wie zuvor beschrieben, nicht erhalten werden, und es wird dann ein Fehler in der Durchflußcharakteristik erzeugt. In Fig. 4 gibt eine Kurve 11 die Temperaturverteilung an, wenn ein geringer Luftdurchfluß vorhanden ist, und entspre chend gibt eine Kurve 12 an, wenn ein großer Luftdurchfluß vorhanden ist. In der Figur liegt die Kurve 12 in einer Lage unterhalb der Kurve 11, da der Kühleffekt des Alumini umoxidsubtrats 14 von dem fließenden Luftdurchfluß abhängt. Wenn sich der Luftdurchfluß stufenweise von einem geringen Durchfluß zu einem großen Durchfluß ändert, entspricht die Temperaturverteilung schließlich der Kurve 12. Bei einem Anfangszustand jedoch entspricht der Luftdurchfluß der Kurve 12, hat aber die Temperaturverteilung der Kurve 11, und der dem Platinwiderstand R _H zugeführte Strom, d. h. der Ausgang des Luftdurchflußsensors 1 vom thermischen Typ wird kleiner als dessen wirklicher Wert. Genauer gesagt, wenn irgendeine Änderung des Luftdurchflusses auftritt, wird ein anfänglicher Durchflußfehler entsprechend dem Unterschied zwischen der Temperaturverteilung gemäß dem Luftdurchfluß vor der Änderung und der Temperaturverteilung gemäß dem Luftdurchfluß nach der Änderung erzeugt, und der Zeitfeh ler, bis die Temperaturverteilung stationär bezüglich des Luftdurchflusses nach der Änderung wird, wird während des stufenweisen Erniedrigens beibehalten. Der Grad des anfäng lichen Durchflußfehlers und des anfänglichen Zeitfehlers in diesem Luftdurchflußsensor 1 vom thermischen Typ, wie er in Fig. 1 gezeigt wird, hängt wesentlich von der Wärmeleitung und der Wärmespeicherung des Aluminiumoxidsubtrats 14 ab, das das Trägerteil ist. Sogar bei einem Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, das unter Einbeziehung der Anbaufläche (acreage) des Platinwiderstands R _H und der Dicke des Alumi niumoxidsubtrats 14 und ähnlichem hergestellt wird, um eine praktisch verwendbare Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu haben, ist dennoch ein Maximum von 30% des anfänglichen Durchflußfehlers und ungefähr 500 ms des fortdauerenden Zeitfehlers vorhanden, und es ist sehr schwierig, diese Antwortverzögerung beim Steuern der Kraftstoffzufuhr des Verbrennungsmotores zuzulassen.

Um diese oben beschriebenen Nachteile auszuräumen, wie z.B. in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 63-1 34 919 gezeigt wird, ist ein Verfahren zum Verbessern der Antwort charakteristik auf eine Luftdurchflußänderung in einem Luftdurchflußsensor vom thermischen Typ durch Auslegen sei nes Aufbaues bzw. seiner Konstruktion bekannt. Der bekannte Luftdurchflußsensor vom thermischen Typ weist Probleme auf, die darin bestehen, daß sein Aufbau zu kompliziert ist, um einfach hergestellt werden zu können, oder daß seine Her stellungskosten zu hoch sind.

Die vorhergehenden Probleme werden gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst, und die Hauptaufgabe der Erfindung be steht darin, ein Signalverarbeitungsverfahren zu schaffen, bei dem, wenn eine Antwortverzögerung der Durchflußdetek tion wegen der thermischen Antwortverzögerung, wenn sich der Durchfluß ändert, in einem Durchflußsensor vom thermi schen Typ, der mit einem Widerstand mit Temperaturabhängig keit versehen ist, und in dessen Trägerteil, die Antwort verzögerung so gesteuert werden kann, daß sie mit einem Kompensationsfaktor gemäß der thermischen Antwortverzöge rung kompensiert wird.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Signalverarbeitungsverfahren zu schaffen, das eine Überkompensation durch Vorsehen einer Maximalgrenze und einer Minimalgrenze des Kompensationsfaktors verhindern kann, um eine Messung des Durchflusses mit hoher Genauig keit sicherzustellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Signalverarbeitungsverfahren zu schaffen, bei dem ein unerwünschter Effekt auf Grund eines Durchflußman gels nicht auftreten kann, indem die Antwortverzögerung der Durchflußdetektion nur kompensiert wird, wenn sich der Fluiddurchfluß erhöht.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Signalverarbeitungsverfahren zu schaffen, durch das eine stabile Durchflußdetektion durchgeführt werden kann, indem die Antwortverzögerung nicht kompensiert wird, wenn die Durchflußänderung in einem stoßenden Zustand ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Signalverarbeitungsverfahren zu schaffen, bei dem Unzulänglichkeiten, die durch den stoßenden Durchfluß verursacht werden, durch einen Kompensationsbetrieb eines Durchflusses eleminiert werden können, der momentan durch den Durchflußsensor vom thermischen Typ detektiert wird.

Die obenstehende und weitere Aufgaben und Merkmale der Er findung sind aus der nachfolgenden, detaillierten Beschrei bung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen er sichtlich. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das einen Luftdurchflußsensor vom thermischen Typ in einem Verbrennungsmotor zeigt;

Fig. 2 eine Aufsicht, die den Luftdurchflußsensor in dem Verbrennungsmotor zeigt;

Fig. 3 eine Darstellung der Änderungsrate des Luftdurch flusses in dem Sensor, wenn der Luftdurchfluß stufenweise geändert wird;

Fig. 4 eine Darstellung, der thermischen Antwortverzöge rung in dem Sensor;

Fig. 5 eine Darstellung, die eine grundlegende Anordnung eines Kraftstoffeinspritzsystems eines Verbrennungsmotors zeigt, das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;

Fig. 6 ein Blockdiagramm, das eine Signalverarbeitungsein heit des Kraftstoffeinspritzsystems zeigt;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das ein Signalverarbeitungsver fahren der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 einen Kurvenverlauf, der die Beziehung zwischen ei nem ersten Betriebswert und dem Durchfluß zeigt;

Fig. 9 ein Flußdiagramm, das einen Berechnungsablauf eines zweiten Betriebswertes zeigt;

Fig. 10 einen Kurvenverlauf, der eine Änderung des ersten Betriebswertes und des zweiten Betriebswertes zeigt, wenn sich der Luftdurchfluß rapide ändert;

Fig. 11 ein Flußdiagramm, das ein Signalverarbeitungsver fahren eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 12 ein Flußdiagramm, das einen Berechnungsablauf des zweiten Betriebswertes in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 13 einen Kurvenverlauf, der die Änderung des ersten Betriebswertes und des zweiten Betriebswertes zeigt, wenn sich der Luftdurchfluß rapide in dem zweiten Ausführungs beispiel ändert;

Fig. 14 ein Flußdiagramm, das ein Signalverarbeitungsver fahren in einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 15 ein Flußdiagramm, das einen Berechnungsablauf des zweiten Betriebswertes in dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 16 einen Kurvenverlauf, der eine Änderung des ersten Betriebswertes und des zweiten Betriebswertes zeigt, wenn sich der Luftdurchfluß rapide in dem dritten Ausführungs beispiel ändert;

Fig. 17 ein Flußdiagramm, das ein Signalverarbeitungsver fahren in einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 18 ein Flußdiagramm, das einen Berechnungsablauf des zweiten Betriebswertes in dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 19 einen Kurvenverlauf, der eine Änderung des ersten Betriebswerts und des zweiten Betriebswerts zeigt, wenn sich der Luftdurchfluß rapide in dem vierten Ausführungs beispiel ändert;

Fig. 20 ein Flußdiagramm, das ein Signalverarbeitungsver fahren in einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 21 ein Flußdiagramm, das den Berechnungsablauf des zweiten Betriebswertes in dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 22 einen Kurvenverlauf, der die Änderung des ersten Betriebswertes und des zweiten Betriebswertes zeigt, wenn sich der Luftdurchfluß rapide in dem fünften Ausführungs beispiel ändert;

Fig. 23 einen Kurvenverlauf, der die Beziehung zwischen dem angesaugten Luftdurchfluß und dem Druck in dem Saugrohr zeigt; und

Fig. 24 ein Zeitdiagramm, daß die Beziehung zwischen dem Durchfluß, dem ersten Betriebswert, dem zweiten Betriebs wert und einem Durchflußkompensationswert zeigt, wenn ein stoßender Durchfluß auftritt.

Im nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele für ein Si gnalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Dabei wird ein Signalver arbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermi schen Typ beschrieben, der in einem Kraftstoffeinspritzsy stem eines Motors eingesetzt wird. Gemäß Fig. 5 wird ein Luftdurchflußsensor 1 vom thermischen Typ nach Fig. 1 ein gesetzt, und dieser Luftdurchflußsensor vom thermischen Typ ist in einer Position, etwas innerhalb einer Luftansaugöff nung eines Luftansaugkanals 2 untergebracht. Die Luft, die in den Luftansaugkanal 2 hinein angesaugt wird, wird über ein Drosselventil 3 angesaugt, das auf der Abflußseite des Luftdurchflußsensors 1 vom thermischen Typ vorgesehen ist, so daß das Volumen der angesaugten Luft eingestellt werden kann. Dann wird die Luft jedem Zylinder über einen Druck ausgleichsbehälter 4 zum Absorbieren eines stoßenden Durchflusses der angesaugten Luft zugeführt, der auf der Abflußseite des Drosselventils 3 vorgesehen ist, und über einen Ansaugverteiler 5 zum Verteilen der angesaugten Luft jedem Zylinder des Motors 6 zugeführt. Ein Einspritzer 7 zum Einspritzen von Kraftstoff ist auf dem Ansaugverteiler 5 jedes Zylinders befestigt. Ein Kurbelwellenwinkelsensor 8 zum Detektieren einer Rotationsposition der Kurbelwelle ist an einem Verteiler vorgesehen, der auf einer Nockenwelle (nicht gezeigt) des Motors 6 montiert ist. Ein Luftdurch flußsignal des Luftdurchflußsensors 1 und ein Motorgeschwindigkeitssignal des Kurbelwellenwinkelsensors 8 werden einer Signalverarbeitungseinheit 9 zugeführt, wo in Antwort auf diese Signale und weitere Signale von verschie denen Sensoren und ähnlichem (nicht gezeigt) ein Kompensa tionsbetrieb durchgeführt wird, um die Einspritzimpulsweite bzw. Einspritzimpulsdauer des Einspritzers 7 zu steuern. Wie in Fig. 6 gezeigt wird, weist die Signalverarbeitungs einheit 9 auf einen Analog-Digital-Wandler 91 zum Wandeln eines Ausgangsspannungssignals des Luftdurchflußsensors 1 vom thermischen Typ in ein Digitalsignal, eine digitale Schnittstelle 92 zum Wellenglätten eines Ausgangssignals des Kurbelwellenwinkelsensors 8, eine zentrale Verarbei tungseinheit (CPU) 93 zum Durchführen der Betriebsverarbei tungen in Antwort auf die Ausgänge dieser Elemente 91 und 92, einen ROM 94, in dem ein Programm und Daten wie die Daten CQ _max, die weiter unten erläutert werden, gespeichert sind, einen RAM 95 zum kurzzeitigen Speichern von Daten, wie CQ, die weiter unten erläutert werden, und eine Treiberschaltung 96 zum Erzeugen eines Ausgangssignals. Das grundlegende Verfahren der Berechnungsverarbeitung besteht darin, daß ein Kompensationsbetrieb für den Luftdurchfluß, wie weiter unten stehend beschrieben wird, mittels des ana log-zu-digital-gewandelten Wertes des Luftdurchflußsensors 1 und des Motorgeschwindigkeitsignals des Kurbelwellenwinkelsensors 8 durchgeführt wird. Dann wird in Antwort auf diese Signale und Betriebswerte die Kraftstoffeinspritzimpulsbreite mittels eines bekannten Verfahrens berechnet, um den Einspritzer 7 durch die Trei berschaltung 96 zu steuern.

Der Luftdurchflußsensor 1 vom thermischen Typ, der in die sem Kraftstoffeinspritzsystem eingesetzt wird, wie oben stehend beschrieben worden ist, weist notwendigerweise eine Antwortverzögerung auf Grund der Wärmeleitung und der Wär mespeicherungscharakteristik des Aluminiumoxidsubstrats 14 auf, das in ihm verwendet wird, und deshalb ist es notwen dig, eine Verarbeitung vorzusehen, die sein Antwortver halten gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert.

Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel für das Si gnalverarbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 7 bis 10 beschrieben.

Zuerst wird nach Fig. 7 in der Signalverarbeitungseinheit 9 gemäß der Durchflußcharakteristik, die im voraus aus dem Wert der Ausgangsspannung des Luftdurchflußsensors 1 gemes sen worden ist, die in einem vorgegebenen Zyklus analog-zu- digital-gewandelt wird, der Durchfluß entsprechend der Durchflußcharakteristik gemessen. Beim Schritt 101, wenn ein Unterbrechungssignal des Kurbelwellenwinkelsensors 8 zugeführt wird (bei einem Vierzylindermotor alle 30 ms bei einer Umdrehungszahl von 1000 Umdrehungen pro Minute), und zwar in Übereinstimmung mit dem akkumulierten Wert und den akkumulierten Zeitpunkten des Durchflusses während dieser Zeit, wird der Luftdurchfluß Qa zwischen Motorge schwindigkeitssignalen berechnet. Dann werden beim Schritt 102 bezüglich einer Tabelle, die im voraus gesetzt worden ist, Daten CQ _max für den durchschnittlichen Luftdurchfluß Qa berechnet, wenn der Luftdurchflußsensor 1 in einem sta tionären Zustand ist, d. h. in einem thermischen Gleichge wichtszustand. Wenn ein praktischer Luftdurchflußmeßbe reich, der in einem Verbrennungsmotor verwendet wird, innerhalb einiger g/sec bis zu einiger 100 g/sec liegt, wie in Fig. 8 gezeigt wird, zeigt die Tabelle 0,3 in dem unte ren Durchflußbereich und 0 in dem Durchflußbereich nach dem mittleren Durchflußbereich. Wenn der Luftdurchfluß Qa an steigt, zeigt die Tabelle einen abnehmenden Wert in dem un teren bis zu mittleren Durchflußbereich.

Der erste Betriebswert CQ _max bezieht sich auf die Tempera turcharakteristik des Aluminiumoxidsubstrats 14, die sich entsprechend dem Luftdurchfluß Qa ändert.

Dann liest der RAM 95 beim Schritt 103 den zweiten Be triebswert CQ, der von einem Verarbeitungsprogramm, das in Fig. 9 gezeigt wird, berechnet worden ist. Dieser zweite Betriebswert CQ wird von dem nächsten Programmablauf ge setzt. Anders ausgedrückt, wenn ein Zeitunterbrechungssi gnal zugeführt wird, das z.B. auf 10 ms beim Schritt 301 festgelegt wird, wird festgestellt, ob der neue Wert CQ _max, der dem Luftdurchfluß Qa entspricht, gleich einem soeben vorhergehenden Wert entspricht oder nicht, und wenn beide Werte miteinander gleich sind, wird angenommen, daß der Luftdurchfluß in dem Gleichgewichtszustand ist, und der Wert CQ _max wird als zweiter Betriebswert CQ festgehalten. Andererseits, wenn diese Werte nicht gleich zueinander beim Schritt 302 sind, wird festgestellt, ob der Wert CQ größer ist als der erste Betriebswert CQ_max oder nicht, und wenn der Wert CQ größer ist, wird ein vorgebener Wert Δ C von dem Wert CQ beim Schritt 303 subtrahiert, und wenn der Wert CQ kleiner ist, wird der vorgebene Wert Δ C dem Wert CQ beim Schritt 304 hinzuaddiert. Wie oben beschrieben wird die Berechnungsverarbeitung so durchgeführt, daß der zweite Betriebswert CQ mehr an den ersten Betriebswert CQ _max an genähert ist und dann kann der zweite Betriebswert CQ ent sprechend der Größer-Kleiner-Beziehung bezüglich des ersten Betriebswertes CQ_max in dem Ram 95 gespeichert werden.

Beim Schritt 104 in Fig. 7 wird ein Kompensationsfaktor C aus dem ersten Betriebswert CQ _max und dem zweiten Betriebs wert CQ berechnet, und bei einem Schritt 105 wird durch Multiplizieren dieses Kompensationsfaktors C mit dem durch schnittlichen Luftdurchfluß Qa der kompensierte Luftdurch fluß Qa berechnet.

Fig. 10 ist ein Zeitdiagramm, das den Fall zeigt, wo sich der Luftdurchfluß in diesem Luftdurchflußsensor 1 rapide erhöht oder erniedrigt, wobei bei einer Zeit t 0 das Dros selventil 3 rapide geöffnet und der geöffnete Zustand (großer Durchflußzustand) beibehalten wird, und dann zu ei nem Zeitpunkt t 3 das Drosselventil 3 rapide in den ge schlossenen Zustand gebracht wird. Die ausgezogene Linie in Fig. 10(a) gibt die Änderung des Istansaugluftdurchflus ses Q an und die unterbrochene Linie gibt die Änderungen des Ansaugluftdurchflusses Qa an, der durch den Luftdurchflußsensor 1 gegeben ist. Anders ausgedrückt, nachdem sich der Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 in Übereinstimmung mit der Antwortcharakteristik des Sensors selbst bei einem Punkt A (Zeit t 1) ändert, wird sein Ant wortverhalten in Übereinstimmung mit der Temperaturcharak teristik des Aluminiumoxidsubstrats 14, wie in Fig. 2 ge zeigt wird, reduziert, und es tritt bis zum Zeitpunkt t 2 eine Zeitverzögerung auf, bei der ein Signal erhalten wird, das den Istansaugluftdurchfluß angibt. Die Zeit, die zwi schem dem Zeitpunkt t 1 und dem Zeitpunkt t 2 vergeht, vari iert in einem Bereich von einigen 100 ms bis zu einer sec, die beachtlich länger ist, verglichen mit den 50 msec, die zwischen dem Zeitpunkt t 0 und dem Zeitpunkt t 1 vergehen. In Antwort auf den Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 än dert sich der erste Betriebswert CQ _max, wie mit der unter brochenen Linie in Fig. 10(b) gezeigt wird, und entspre chend dem Betrieb nach Fig. 9, ändert sich auch der Be triebswert CQ, wie mit der durchgezogenen Linie in Fig. 10(b) gezeigt wird.

Demzufolge variiert der Kompensationsfaktor C in Überein stimmung mit der Abweichung des ersten Betriebswertes CQ _max bezüglich des zweiten Betriebswertes CQ, wie in Fig. 10(c) gezeigt wird, und indem dieser Kompensationsfaktor C mit dem Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 multipliziert wird, kann ein Signal erhalten werden, das den Ansaugluft durchfluß Qa dem Istansaugluftdurchfluß Q annähert.

Wie oben beschrieben, ist es in dieser Erfindung so einge richtet, daß der erste Betriebswert CQ _max, der im Gleichge wichtszustand des Ausgangs des Luftdurchflußsensors 1 er zeugt wird, im voraus gespeichert wird, und dann der zweite Betriebswert CQ gebildet wird, der sich in Übereinstimmung mit der Änderung des ersten Betriebswerts CQ _max und der Größer-oder-Kleiner-Beziehung mit dem ersten Betriebswert CQ _max ändert, während in Übereinstimmung mit diesen Be triebswerten der Kompensationsfaktor C berechnet wird und durch Multiplizieren mit dem Ausgang des Luft durchflußsensors 1 kompensiert wird, wodurch sich Vorteile ergeben, daß ein thermischer Effekt, der durch das Träger teil verursacht wird, das den Widerstand mit Temperaturab hängigkeit trägt, eleminiert werden kann und daß die Ant wortcharakteristik, wenn der Luftdurchfluß detektiert wird, verbessert werden kann.

Im nachfolgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem ersten Ausfüh rungsbeispiel, das oben stehend beschrieben worden ist, ist keine Grenze für den Kompensationsfaktor C vorgesehen, aber in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Maximalgrenze und eine Minimalgrenze vorgesehen, um eine Überkompensation des Betriebs bzw. der Berechnung zu vermeiden.

Im nachfolgenden wird ein Signalverarbeitungsverfahren, das dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht, mit Bezug auf die Fig. 11 bis 13 beschrieben.

In Fig. 11 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 9, und zwar in Übereinstimmung mit der Durchflußcharakteristik, die aus dem Wert der Ausgangsspannung des Luftdurchflußsen sors 1 bestimmt worden ist, welche in einem vorgebenen Zy klus analog-digital-gewandelt wird, den Durchfluß ent sprechend einer Durchflußcharakteristik, und wenn ein Un terbrechungssignal vom Kurbelwellenwinkelsensor 8 ihr beim Schritt 101 (bei einem Vierzylindermotor allen 30 ms bei ei ner Umdrehungszahl von 1000 Umdrehungen pro Minute) zuge führt wird, wird in Übereinstimmung mit dem akkumulierten Wert und den akkumulierten Zeiten des Durchflusses während dieser Zeit der durchschnittliche Luftdurchfluß Qa zwischen Motorgeschwindigkeitssignalen berechnet. Dann werden beim Schritt 102, und zwar mit Bezug auf die Tabelle, die im voraus, wie in Fig. 8 gezeigt, ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel festgelegt worden ist, Daten CQ _max für den durchschnittlichen Luftdurchfluß Qa berechnet, wenn der Luftdurchflußsensor 1 im stationären Zustand ist, d. h. im thermischen Gleichgewichtszustand.

Der erste Betriebswert CQ _max gibt die Temperaturcharakteri stik des Aluminiumoxidsubstrats 14 an, die sich entspre chend dem Luftdurchfluß Qa ändert. Beim Schritt 103 liest der RAM 95 den zweiten Betriebswert CQ, der von der Verar beitungsroutine, die in Fig. 12 gezeigt wird, berechnet worden ist. Dieser zweite Betriebswert CQ wird von der nächsten Routine bzw. vom nächsten Programm festgelegt. An ders ausgedrückt, wird in Fig. 12, nachdem das Zeitunter brechungssignal, das z. B. auf 100 ms festgelegt worden ist, zugeführt worden ist, beim Schritt 301 festgestellt, ob der neue Wert CQ _max, der dem durchschnittlichen Luftdurchfluß Qa entspricht, gleich dem Wert gerade zuvor ist oder nicht, und wenn beide Werte miteinander gleich sind, wird vom Luftdurchfluß angenommen, daß er im Gleichgewichtszustand ist, und dann wird der Wert CQ _max als zweiter Betriebswert CQ festgehalten. Andererseits, wenn diese Werte nicht gleich zueinander sind wird im Schritt 302 festgestellt, ob der Wert CQ größer ist als der erste Betriebswert CQ _max oder nicht, und wenn der Wert CQ größer ist, wird der vor gebenene Wert Δ C von dem Wert CQ beim Schritt 303 abgezo gen, und wenn er kleiner ist, wird der vorgebene Wert Δ C zu dem Wert CQ beim Schritt 304 hinzuaddiert. Wie aus dem obenstehenden ersichtlich ist, wird die Berechnungsverar beitung so durchgeführt, daß der zweite Betriebswert CQ mehr an den ersten Betriebswert CQ _max angenähert sein kann und der zweite Betriebswert CQ, der der Größer-oder-Klei ner-Beziehung bezüglich des ersten ersten Betriebswerts CQ _max entspricht, kann im RAM 95 abgespeichert werden.

Dann wird beim Schritt 104 in Fig. 11 der Kompensations faktor C durch den ersten Betriebswert CQ _max und durch den zweiten Betriebswert CQ berechnet, und beim Schritt 105 wird festgestellt, ob dieser Kompensationsfaktor C größer ist als ein vorgegebener Maximalwert K _max oder nicht, und wenn er größer ist, wird der Kompensationsfaktor C auf den Maximalwert K _max beim Schritt 106 gesetzt. Andererseits wenn der Kompensationsfaktor C kleiner ist als der Maximal wert K _max, wird beim Schritt 107 festgestellt, ob der Kom pensationsfaktor C kleiner ist als der Minimalwert K _min oder nicht, und wenn er kleiner ist, wird der Kompensati onsfaktor C beim Schritt 180 auf den Minimalwert K _min ge setzt. Wie oben beschrieben ist der Kompensationsfaktor C auf den Wert zwischen dem Maximalwert K _max und dem Minimal wert K _min begrenzt, und, indem der Kompensationsfaktor C mit dem durchschnittlichen Luftdurchfluß Qa multipliziert wird, wird der wirkliche Luftdurchfluß Qa während dem Schritt 109 berechnet.

Fig. 13 ist ein Zeitdiagramm, das den Fall zeigt, wo der Luftdurchfluß rapide an dem Luftdurchflußsensor 1 erhöht oder erniedrigt wird, wobei bei einem Zeitpunkt t 0 das Drosselventil 3 schnell geöffnet und sein Durchflußzustand (großer Durchflußzustand) beibehalten wird, dann wird zum Zeitpunkt t 3 das Drosselventil 3 schnell in den ge schlossenen Zustand gebracht. Die ausgezogene Linie in Fig. 13(a) zeigt die Änderung des tatsächlichen Ansaugluft durchflusses Q und die unterbrochene Linie zeigt die Ände rung des Ansaugluftdurchflusses Qa, der durch den Luft durchflußsensor 1 angegeben wird. Anders ausgedrückt, nach dem der Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 sich in Über einstimmung mit der Antwortcharakteristik des Sensors selbst ändert, und zwar beim Punkt A (Zeitpunkt t 1), ist das Antwortvermögen gemäß der Temperaturcharakteristik des Aluminiumoxidsubtrats 14, wie in Fig. 2 gezeigt wird, reduziert, was ein Auftreten einer Zeitverzögerung bis zum Zeitpunkt t 2 ergibt, bei dem ein Signal, das den tatsächli chen Luftdurchfluß angibt, erhalten wird. Die Zeit, die vom Zeitpunkt t 1 bis zum Zeitpunkt t 2 vergeht, liegt im Bereich von einigen 100 ms bis einer sec, was beträchtlich länger ist als die 50 ms, die zwischen dem Zeitpunkt t 0 und dem Zeitpunkt t 1 vergehen. In Antwort auf den Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 ändert sich der erste Betriebswert CQ _max, wie mit der unterbrochenen Linie in Fig. 13(b) ge zeigt wird, und in Übereinstimmung mit der Berechnung nach Fig. 12 ändert sich der Betriebswert CQ ebenfalls, wie mit der durchgezogenen Kurve in Fig. 13(b) gezeigt wird. Als Ergebnis ändert sich der Kompensationsfaktor C in Überein stimmung mit der Abweichung des ersten Betriebswertes CQ _max bezüglich des zweiten Betriebswertes CQ, wie in Fig. 13(c) gezeigt wird, und durch Multiplizieren des Kompensa tionsfaktors C mit dem Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 kann ein Signal erhalten werden, daß den Ansaugluft durchfluß Qa zeigt, der angenähert dem tatsächlichen An saugluftdurchfluß Q ist.

In einem solchen Luftdurchflußsensor 1 besteht die Möglich keit, daß ein Näherungsfehler in einem thermischen Antwort modell auftreten kann, oder daß der Effekt der Überkanal bildung (overchannelling) in dem Verbrennungsmotor nicht vermieden werden kann. Dann, wenn ein solcher Kompensati onsbetrieb, wie oben beschrieben, in dem Sensor durchge führt wird, kann der Fall auftreten, daß der Durchflußwert nach der Kompensation bedenklich groß wird. In diesem Aus führungsbeispiel wird jedoch bei den Schritten 105 und 106 festgestellt, ob der Wert des Kompensationsfaktors C inner halb des Maximalwerts K _max und des Minimalwerts K _min ist oder nicht, und wenn er nicht zwischen diesen Werten ist, wird der Kompensationsfaktor C auf den Maximalwert K _max oder den Minimalwert K _min festgesetzt, um eine Überkompen sation des Betriebs zu verhindern.

Wie aus der oben stehenden Beschreibung entnommen werden kann, wird in diesem Ausführungsbeispiel der erste Be triebswert CQ _max, der im Gleichgewichtszustand des Ausgangs des Luftdurchflußsensors 1 erzeugt worden ist, im voraus abgespeichert, und es wird der zweite Betriebswert CQ er zeugt, der in Übereinstimmung mit der Änderung des ersten Betriebswertes CQ _max und der Größer-oder-Kleiner Beziehung bezüglich des ersten Betriebswertes CQ _max geändert wird, während der Kompensationsfaktor C gemäß diesen Betriebswer ten berechnet wird. Zudem hat der Kompensationsfaktor C Grenzen des Maximalwertes K _max oder des Minimalwertes K _min, um durch Multiplizieren des Kompensationsfaktors C mit dem Ausgang des Luftdurchflußsensors 1 kompensiert zu werden, dann ergeben sich Vorteile, daß der thermische Effekt, der durch das Trägerteil erzeugt wird, das den Widerstand mit Temperaturabhängigkeit trägt, eleminiert werden kann, und daß die Antwortcharakteristik, wenn der Luftdurchfluß de tektiert wird, verbessert werden kann, und daß eine Über kompensation des Betriebs vermieden werden kann.

Das zweite Ausführungsbeispiel ist so ausgelegt, daß der erste Betriebswert CQ _max und der zweite Betriebswert CQ zwischen 0,3 und 0 festgelegt sind, und daß der Kompensati onsfaktor C durch die Formel (1+CQ-CQ _max) berechnet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann jedoch vorgesehen wer den, daß der erste Betriebswert CQ _max und der zweite Be triebswert CQ zwischen 30 und 0 festgelegt werden, was je weils ihre Durchflußwerte angeht, und die Differenz (CQ-CQ _max) in diesem Wertebereich wird hinzuaddiert zu oder sub trahiert von dem durchschnittlichen Luftdurchfluß Qa, was denselben Effekt erzeugen kann. Dann ist es nicht notwendig zu sagen, daß der Wert der Differenz (CQ-CQ _max) auf den vorgebenen Maximalwert K _max und Minimalwert K _min begrenzt worden ist.

Als nächstes wird ein Signalverarbeitungsverfahren be schrieben, das das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, und zwar bezüglich der Fig. 14 bis 16.

In Fig. 14 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 9 in Übereinstimmung mit der Durchflußcharakteristik, die im voraus aus dem Wert der Ausgangsspannung des Luftdurchfluß sensors 1 berechnet worden ist, der in einem vorgebenen Zy klus analog-zu-digital-gewandelt worden ist, den Durchfluß entsprechend der Durchflußcharakteristik und dann beim Schritt 101, wenn ein Unterbrechungssignal des Kurbel wellenwinkelsensors 8 ihr zugeführt wird (Vierzylindermo tor, alle 30 ms bei einer Umdrehungszahl von 1000 Umdrehun gen pro Minute), wird der durchschnittliche Luftdurchfluß Qa zwischen den Motorgeschwindigkeitssignalen in Überein stimmung mit dem akkumulierten Wert und den akkumulierten Zeitpunkten des Durchflusses während dieser Zeit berechnet. Dann werden beim Schritt 102 bezüglich der Tabelle, die im voraus gesetzt worden ist, wie in Fig. 8 gezeigt wird, die Daten CQ _max für den durchschnittlichen Luftdurchfluß Qa be rechnet, wenn der Luftdurchflußsensor 1 im stationären Zu stand ist, d. h; im thermischen Gleichgewichtszustand.

Dieser erste Betriebswert CQ _max gibt die Tempe raturcharakteristik des Aluminiumdioxidsubtrats 14 an, die sich entsprechend dem Luftdurchfluß Qa ändert. Beim Schritt 103 liest dann der RAM 95 den zweiten Betriebswert CQ, der von einer Verarbeitungsroutine gemäß Fig. 15 berechnet worden ist. Dieser zweite Betriebswert CQ wird von der nächsten Routine festgelegt. Anders ausgedrückt, wenn das Zeitunterbrechungssignal, das z. B. auf 100 ms festgelegt worden ist, beim Schritt 301 zugeführt wird, wird festge stellt, ob der neue Wert CQ _max, der dem Luftdurchfluß Qa entspricht, gleich dem Wert gerade zuvor ist oder nicht, und wenn beide Werte zueinander gleich sind, wird angenommen, daß der Luftdurchfluß im Gleichgewichtszustand ist, und der Wert CQ _max wird als zweiter Betriebswert CQ festgehalten. Andererseits, wenn diese zwei Werte nicht miteinander gleich sind, wird beim Schritt 302 festgestellt, ob der Wert CQ größer ist, als der erste Betriebswert CQ _max oder nicht, und wenn der Wert CQ größer ist, wird ein vorgebener Wert Δ C _H von dem Wert CQ beim Schritt 303 subtrahiert und wenn er kleiner ist, wird ein vorgegebener Wert Δ C _L zu dem Wert CQ bei dem Schritt 304 hinzu addiert. Wie aus der oben angegebenen Beschreibung zu ersehen ist, wird die Be rechnungsverarbeitung so durchgeführt, daß der zweite Be triebswert CQ näher an dem ersten Betriebswert CQ _max in dem vorgebenen Zyklus sein kann, und daß der zweite Betriebs wert CQ entsprechend der Größer-oder-Kleiner-Beziehung be züglich des ersten Betriebswerts CQ _max in dem RAM 95 abge speichert werden kann.

Als nächstes wird beim Schritt 104 nach Fig. 14 der erste Betriebswert CQ _max mit dem zweiten Betriebswert CQ vergli chen, und wenn der zweite Betriebswert CQ größer ist, wird der Durchfluß variiert, um anzusteigen, und dann, in Über einstimmung mit dem ersten Betriebswert CQ _max und dem zwei ten Betriebswert CQ, wird der Kompensationsfaktor C beim Schritt 105 berechnet. Und wenn der zweite Betriebswert CQ kleiner ist, wird der Durchfluß variiert, um abzunehmen, und dann wird der Kompensationsfaktor C auf Eins gesetzt. Beim Schritt 107 wird der kompensierte, wirkliche Luft durchfluß Qa durch Multiplizieren des Kompensationsfaktors C mit dem durchschnittlichen Luftdurchfluß Qa berechnet.

Fig. 16, ist ein Zeitdiagramm, das einen Fall zeigt, wo der Luftdurchfluß beim Luftdurchflußsensor 1 rapide an steigt oder abnimmt, wobei beim Zeitpunkt t 0 das Drossel ventil 3 rapide geöffnet und der geöffnete Zustand (großer Durchflußzustand) beibehalten wird, und dann wird beim Zeitpunkt t 3 das Drosselventil 3 rapide in den geschlosse nen Zustand gebracht. Die ausgezogene Linie in Fig. 16(a) zeigt die Änderung des tatsächlichen Ansaugluftdurch flusses Q, und die unterbrochene Linie zeigt die Änderung des Ansaugluftdurchflusses Qa, der von dem Luftdurchfluß sensor 1 angegeben wird. Anders ausgedrückt, nachdem sich der Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 durch die Ant wortcharakteristik des Sensors selbst ändert, und zwar beim Punkt A (Zeitpunkt t 1), ist sein Antwortverhalten gemäß der Temperaturcharakteristik des Aluminiumoxidsubtrats 14, wie in Fig. 2 gezeigt wird reduziert, und es tritt eine Zeit verzögerung bis zum Zeitpunkt t 2 auf, bei dem das Signal, das den tatsächlichen Luftdurchfluß angibt, erhalten wird. Die Zeit, die vom Zeitpunkt t 1 bis zum Zeitpunkt t 2 ver geht, liegt im Bereich von einigen 100 ms bis zu einer sec, was beträchtlich länger ist, verglichen mit 50 ms, die zwi schen dem Zeitpunkt t 0 und dem Zeitpunkt t 1 vergehen, und die Zeit, die zwischen dem Zeitpunkt t 3 und dem Zeitpunkt t 5 vergeht, ist ungefähr zweimal solang als die Zeit, die zwischen dem Zeitpunkt t 1 und t 2 vergeht, wodurch eine erheblich längere Zeit benötigt wird. In Antwort auf den Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 ändert sich der erste Betriebswert CQ _max, wie mit der unterbrochenen Linie in Fig. 16(b) gezeigt wird, und in Übereinstimmung mit dem Be trieb, der in Fig. 15 gezeigt wird, ändert sich auch der zweite Betriebswert CQ, wie mit der durchgezogenen Kurve in Fig. 16(b) gezeigt wird.

Folglich ändert sich der Kompensationsfaktor C in Überein stimmung mit der Abweichung des ersten Betriebswertes CQ _max bezüglich des zweiten Betriebswertes CQ, wie in Fig. 16(c) gezeigt wird, und durch Multiplizieren des Kompensationsfaktors C mit dem Ausgang Qa des Luftdurch flußsensors 1 kann ein Signal Qa erhalten werden, das den Ansaugluftdurchfluß angibt, der angenähert dem tatsächli chen Ansaugluftdurchfluß Q ist.

Wenn dieser Kompensationsbetrieb durchgeführt wird, wenn der Luftdurchfluß abnimmt, wird der Ausgang des Luftdurch flußsensors 1 dem Durchfluß angenähert. Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß der angenäherte Wert kleiner sein kann als der tatsächliche Luftdurchfluß Q, und zwar wegen der Ungleichheit des Sensors 1 und aller Teile, und diesem Fall, ist die Kraftstoffzuführung gering und das Luft/Kraftstoffverhältnis wird mager. Insbesondere, wenn ein Beschleunigen und ein Abbremsen wiederholt ausgeführt werden, erzeugt der Fehler, der dann erzeugt wird, einen großen Effekt bezüglich des Auftretens eines Abwürgens des Motors. Dann wird beim Schritt 104, wenn der Durchfluß va riiert wird, um abzunehmen, der Kompensationsfaktor C auf Eins gesetzt, so daß die Kompensation gehemmt wird, um eine Überkompensation des Betriebes zu verhindern.

Als Ergebnis der Hemmung der Kompensation wird der Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 soviel größer als der tatsächliche Luftdurchfluß Q, daß mehr Kraftstoff zugeführt wird, der Motor aber ursprünglich nicht in einem Zustand zum Antreiben des Fahrzeugs während eines Abbremsens ist, was nur dazu führt, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis mehr oder weniger angereichert ist, was kein wesentliches Pro blem erzeugt.

Im nachfolgenden wird ein Signalverarbeitungsverfahren ge mäß eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 17 bis 19 beschrieben.

In Fig. 17 berechnet die Signalverarbeitungseinheit 9 in Übereinstimmung mit der Durchflußcharakteristik, die im voraus aus dem Wert der Ausgangsspannung des Luftdurchfluß sensors 1 gemessen worden ist, die in einem vorgegebenen Zyklus analog-zu-digital-gewandelt wird, den Durchfluß ent sprechend der Durchflußcharakteristik, und dann wird ihr ein Unterbrechungssignal von dem Kurbelwellenwinkelsensor 8 zugeführt (Vierzylindermotor, alle 30 ms bei einer Umdre hungszahl von 1000 Umdrehungen pro Minute), und der durch schnittliche Luftdurchfluß Qa zwischen den Motorgeschwindigkeitssignalen wird in Übereinstimmung mit den akkumulierten Werten und den akkumulierten Zeitpunkten des Durchflusses während dieser Zeit bestimmt. Dann werden die Daten CQ _max beim Schritt 102 mit Bezug auf die Tabelle, die im voraus festgelegt worden ist, wie in Fig. 8 gezeigt wird, bezüglich des durchschnittlichen Luftdurchflusses Qa berechnet, wenn der Luftdurchflußsensor 1 im stationären Zustand ist, d. h. im thermischen Gleichgewichtszustand.

Der erste Betriebswert CQ _max bezieht sich auf die Tempera turcharakteristik des Aluminiumoxidsubtrats 14, die sich entsprechend dem Luftdurchfluß Qa ändert.

Dann liest der RAM 95 beim Schritt 103 den zweiten Be triebswert CQ, der von einem Bearbeitungsprogramm, das in Fig. 18 gezeigt wird, berechnet wird. Der zweite Be triebswert CQ wird von der nächsten Routine bestimmt. In anderen Worten, wenn ein Zeitunterbrechungssignal, das z. B. auf 100 ms festgelegt ist, zugeführt wird, wird festge legt, ob der neue Wert CQ _max entsprechend dem durchschnitt lichen Luftdurchfluß Qa gleich dem Wert gerade zuvor ist oder nicht, und zwar beim Schritt 301, und wenn beide Werte gleich zueinander sind, wird angenommen, daß der Durchfluß im Gleichgewichtszustand ist, und der Wert CQ _max wird als Seite, wenn diese Werte nicht gleich zueinander sind, wird festgestellt, ob der Wert CQ größer ist als der erste Be triebswert CQ _max oder nicht, und zwar beim Schritt 302, und wenn er größer ist, wird ein vorgebener Wert C von dem Wert CQ beim Schritt 303 subtrahiert, und wenn er kleiner ist, wird ein vorgegebener Wert C zu dem Wert CQ bei dem Schritt 304 hinzu addiert. Wie oben beschrieben worden ist, wird die Berechnungsverarbeitung so durchgeführt, daß der zweite Betriebswert CQ dem ersten Betriebswert CQ _max an genähert werden kann, und daß der zweite Betriebswert CQ entsprechend der Größer-oder-Kleiner-Beziehung bezüglich des ersten Betriebswerts CQ _max in dem RAM 95 gespeichert werden kann. Dann wird beim Schritt 104 in Fig. 17 die Differenz zwischen den Absolutwerten, zwischen dem ersten Betriebswert CQ _max und dem zweiten Betriebswert CQ, die so genannte Abweichung, berechnet, und es wird festgestellt, ob diese Abweichung, gleich oder größer ist als ein vorge gebener Wert K oder nicht. Wenn die Abweichung kleiner ist als der vorgegebene Wert K, wird der durchschnittliche Luftdurchfluß Qa des Ausgangs des Luftdurchflußsensors 1 festgehalten, der den wirklichen Luftdurchfluß Qa angibt, und zwar beim Schritt 105, und wenn die Abweichung größer ist wird der Kompensationsfaktor C beim Schritt 106 berech net und der wirkliche Luftdurchfluß Qa wird durch Multi plizieren des Kompensationsfaktors C mit dem durchschnitt lichen Luftdurchfluß Qa beim Schritt 107 berechnet.

Fig. 19, ist ein Zeitdiagramm, das den Fall zeigt, wenn der Luftdurchfluß bei dem Luftdurchflußsensor 1 rapide an steigt oder abnimmt, wobei zum Zeitpunkt t 0 das Drossel ventil 3 rapide geöffnet und der geöffnete Zustand (großer Durchflußzustand) beibehalten wird, und dann beim Zeit punkt t 3 das Drosselventil 3 rapide in den geschlossenen Zustand gebracht wird. Dann zeigt die durchgezogene Linie in Fig. 19(a) die Änderung des tatsächlichen Ansaugluft durchflusses Q und die unterbrochene Linie zeigt die Ände rung des Ansaugluftdurchflusses Qa, der durch den Durch flußsensor 1 angegeben wird. Anders ausgedrückt ist, nach dem sich der Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 in Über einstimmung mit der Antwortcharakteristik des Sensors selbst ändert, und zwar beim Punkt A (Zeitpunkt t 1), sein Antwortvermögen in Übereinstimmung mit der Tempera turcharakteristik des Alumniumoxidsubstrats 14, wie in Fig. 2 gezeigt wird, reduziert und es tritt eine Zeitver zögerung bis zum Zeitpunkt t 2 auf, bei dem ein Signal er halten wird, das den tatsächlichen Luftdurchfluß angibt. Die Zeit, die zwischen den Zeitpunkten t 1 und t 2 vergeht, liegt in einem Bereich von einigen 100 ms bis zu einer sec, was erheblich länger ist im Vergleich zu 50 ms zwischen den Zeitpunkten t 0 und t 1. In Antwort auf den Ausgang Qa vom Luftdurchflußsensor 1 ändert sich der erste Betriebswert CQ _max, wie mit der unterbrochenen Linie in Fig. 19(b) ge zeigt wird, und in Übereinstimmung mit dem Betrieb, der in Fig. 3(b) gezeigt wird, ändert sich der zweite Betriebs wert CQ ebenfalls, wie mit der durchgezogenen Linie in Fig. 19(b) gezeigt wird. Demzufolge wird der Kompensations faktor C in Übereinstimmung mit der Abweichung des ersten Betriebswertes CQ _max und des zweiten Betriebswertes CQ, wie in Fig. 19(c) gezeigt wird, variiert, und durch Multipli zieren dieses Kompensationsfaktors C mit dem Ausgang Qa des Luftdurchflußsensors 1 kann ein Signal erhalten werden, das den Ansaugluftdurchfluß Qa angibt, der dem tatsächlichen Ansaugluftdurchfluß Q angenähert ist.

Wenn der Verbrennungsmotor in einem Zustand nahe dem sta tionären Zustand ist, bei dem der Ansaugluftdurchfluß ver gleichsweise langsam variiert, besteht die Möglichkeit, daß ein stoßender Durchfluß erzeugt werden kann, und in diesem Fall, wenn ein Kompensationsbetrieb, wie oben beschrieben, ausgeführt wird, wird die Änderung des Durchflußwertes nach der Kompensation so groß, daß die Möglichkeit besteht, daß ein Signal, das den wirklichen Durchfluß angibt, instabil wird. Um dies zu vermeiden, wird in diesem Ausführungsbei spiel festgestellt, ob die Abweichung des ersten Betriebs wertes CQ _max von dem zweiten Betriebswert CQ größer ist als ein vorgegebener Wert K oder nicht, und wenn die Abwei chung nicht größer ist, nämlich in dem sogenannten stoßen den Zustand, wird angenommen, daß der Durchfluß stationär ist und daß der Kompensationsbetrieb gehemmt ist. Ein sol ches Vorgehen, gemäß dem oben stehenden Ausführungsbeispiel ermöglicht es, eine Stabilisierung der Ausgangssignale zu realisieren.

Wie aus der oben stehenden Beschreibung zu ersehen ist, wird bei dem vierten Ausführungsbeispiel der erste Be triebswert CQ _max erzeugt, wenn der Ausgang des Luft durchflußsensors 1 im Gleichgewichtszustand im voraus ge speichert wird, und es wird der zweite Betriebswert CQ er zeugt, der sich in Übereinstimmung mit der Änderung des er sten Betriebswertes CQ _max und der Größer-oder-Kleiner-Be ziehung bezüglich des ersten Betriebswertes CQ _max ändert, während entsprechend dieser Betriebswerte der Kompensationsfaktor C berechnet wird, und wenn die Abweichung des er sten Betriebswertes CQ _max und des zweiten Betriebswertes CQ größer ist als ein vorgegebener Wert, wird die Kompensation des Kompensationsfaktors C durch Multiplizieren desselben mit dem Ausgang des Luftdurchflußsensors 1 ausgeführt, wo durch Vorteile entstehen, daß der thermische Effekt, der durch das Trägerteil verursacht wird, das den Widerstand mit Temperaturabhängigkeit trägt, beseitigt werden kann, und daß die Antwortcharakteristik, wenn der Luftdurchfluß detektiert wird, verbessert werden kann, und daß auch eine Stabilisierung der Ausgangssignale sichergestellt werden kann.

Im nachfolgenden wird ein Signalverarbeitungsverfahren ge mäß eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Bezug auf die Fig. 20 bis 24 beschrieben.

Beim Schritt 101 in Fig. 20 wird der Wert der Ausgangs spannung, der zu einem Zeitpunkt von dem Luftdurchflußsen sor 1 ausgegeben wird, zuerst analog/digital gewandelt, und der momentane Luftdurchfluß Q wird in Übereinstimmung mit der Spannungs-Durchflußcharakteristik (nicht gezeigt), die im voraus gemessen worden ist, berechnet.

Dann werden beim Schritt 102 mit Bezug auf die Tabelle, die im voraus festgelegt worden ist, wie in Fig. 8 gezeigt wird, Daten CQ _max bezüglich des Luftdurchflusses Q erhal ten, wenn der Luftdurchflußsensor 1 im stationären Zustand ist, d. h. im thermischen Gleichgewichtszustand.

Dieser erste Betriebswert CQ _max gibt die Temperaturcharak teristik des Aluminiumoxidsubtrats 14 wieder, die sich ent sprechend dem Luftdurchfluß Q ändert.

Dann liest der RAM 95 beim Schritt 103 den zweiten Be triebswert CQ aus, der von der Verarbeitungsroutine nach Fig. 21 berechnet worden ist. Der zweite Betriebswert CQ wird von der nächsten Routine festgelegt. Anders ausge drückt, wenn ein Zeitunterbrechungssignal gemäß Fig. 21, das z. B. auf 100 ms festgelegt worden ist, im voraus einge geben wird, wird festgestellt, ob der neue Wert CQ _max, der dem Luftdurchfluß Q entspricht gleich dem Wert gerade zuvor ist oder nicht, und zwar beim Schritt 301, und wenn beide Werte gleich zueinander sind, wird angenommen, daß der Durchfluß, im Gleichgewichtszustand ist, und es wird der Wert CQ _max als der zweite Betriebswert CQ festgehalten. An dererseits, wenn diese Werte nicht gleich sind, wird fest gestellt, ob der Wert CQ größer ist als der erste Betriebs wert CQ _max oder nicht, und zwar beim Schritt 302, und wenn er größer ist, wird ein vorgegebener Wert Δ C von dem Wert CQ beim Schritt 303 abgezogen, und wenn er kleiner ist, wird der vorgegebene Wert Δ C dem Wert CQ beim Schritt 304 hinzu addiert. Wie aus der vorhergehenden Beschreibung zu ersehen ist, wird die Berechnungsverarbeitung so durchge führt, daß der zweite Betriebswert CQ näher an dem ersten Betriebswert CQ _max in einem vorgegebenen Zyklus sein kann, und der zweite Betriebswert CQ, der der Größer-oder-Klei ner-Beziehung bezüglich des ersten Betriebswertes CQ _max entspricht, kann in dem RAM 95 gespeichert werden.

Dann wird im Schritt 104 nach Fig. 20 der Kompensations faktor C gemäß des ersten Betriebswertes CQ _max und des zweiten Betriebswertes CQ berechnet, und beim Schritt 105 wird der wirkliche Luftdurchfluß Q berechnet, der durch Multiplizieren des Kompensationsfaktors C mit dem momenta nen Luftdurchfluß Q kompensiert worden ist.

Fig. 22 ist ein Zeitdiagramm, das den Fall zeigt, wo der Luftdurchfluß rapide ansteigt oder abfällt, und zwar an dem Luftdurchflußsensor 1, wobei beim Zeitpunkt t 0 das Dros selventil 3 rapide geöffnet und der geöffnete Zustand (großer Durchflußzustand) beibehalten wird, und wobei dann beim Zeitpunkt t 3 das Drosselventil 3 rapide in den ge schlossenen Zustand gebracht wird. Die durchgezogene Linie in Fig. 22(a) gibt die Änderung des tatsächlichen Ansaug luftdruchflusses Q an, und die unterbrochene Linie gibt die Änderung des momentanen Ansaugluftdurchflusses Q an, der durch den Luftdurchflußsensor 1 angegeben wird. Anders aus gedrückt, ist, nachdem der Ausgang Q von dem Luftdurchfluß sensor 1 sich durch die Antwortcharakteristik des Sensors selbst ändert, und zwar beim Punkt A (Zeitpunkt t 1), sein Antwortvermögen gemäß der Temperaturcharakteristik des Alu miniumoxidsubstrats 14, wie in Fig. 2 gezeigt wird, re duziert, was eine Zeitverzögerung bis zum Zeitpunkt t 2 ver ursacht, bei dem ein Signal, das den tatsächlichen Luft durchfluß angibt, erhalten werden kann. Die Zeit zwischen den Zeitpunkten t 1 und t 2 liegt im Bereich von einigen 100 ms bis zu einer sec, was erheblich länger ist, als die Zeit von 50 ms, die vom Zeitpunkt t 0 bis zum Zeitpunkt t 1 ver geht. In Antwort auf den Ausgang Q des Luftdurchflußsensors 1, ändert sich der erste Betriebswert CQ _max, wie mit der unterbrochenen Linie in Fig. 22(b) gezeigt wird, und als Ergebnis des Betriebs, der in Fig. 21 gezeigt wird, ändert sich der zweite Betriebswert CQ ebenfalls, wie mit der durchgezogenen Linie in Fig. 22(b) gezeigt wird. Folg lich ändert sich der Kompensationsfaktor C entsprechend der Abweichung des ersten Betriebswertes CQ _max und des zweiten Betriebswertes CQ, wie in Fig. 22(c) gezeigt wird, und durch Multiplizieren des Kompensationsfaktors C mit dem Ausgang Q des Luftdurchflußsensors 1 kann ein Signal erhal ten werden, das den Ansaugluftdurchfluß Q angenähert an den tatsächlichen Ansaugluftdurchfluß Q angibt.

Wie aus der vorgehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird der erste Betriebswert CQ _max im Gleichgewichtszustand des Ausgangs des Luftdurchflußsensors 1 im voraus abgespei chert, und es wird der zweite Betriebswert CQ gebildet, der sich entsprechend der Änderung des ersten Betriebswertes CQ _max und der Größer-oder-Kleiner-Beziehung bezüglich des ersten Betriebswertes CQ _max ändert. In Übereinstimmung mit diesen Betriebswerten wird der Kompensationsfaktor C be rechnet, sodaß er durch Multiplizieren des Kompensations faktor C mit dem Ausgang des Luftdurchflußsensor 1 kompen siert wird. Bei solch einem Vorgehen ergeben sich Vorteile, die darin bestehen, daß der thermische Effekt, der durch das Trägerteil zum Tragen des Widerstands mit Temperaturab hängigkeit beseitigt werden kann, und daß die Antwortcha rakteristik, wenn der Luftdurchfluß detektiert wird, ver bessert werden kann.

Bei dem Verbrennungmotor, der einen solchen Luftdurchfluß senor 1 einsetzt, wenn ein stoßender Durchfluß im Ansaug luftdurchfluß durch ein Zurückblasen von dem Verbrennungs motor erzeugt wird, wenn die Drosselventilöffnung so groß ist, daß eine große Ladung vorliegt, besteht die Möglich keit, daß ein Fehler zwischen dem stoßenden Durchflußmit telwert und dem Sensorausgangsmittelwert, wie in Fig. 24 gezeigt, erzeugt werden kann. Das liegt daran, daß die Zeitkonstante der Temperaturverteilung des Aluminiumoxid subtrats 14 in dem Luftdurchflußsensor 1 groß genug ist verglichen mit dem stoßenden Durchfluß, die Zeitkonstante des Platinwiderstandes R _H ist jedoch, wenn er gekühlt wird, sehr unterschiedlich gegenüber dem Widerstand, wenn er er hitzt wird. Als Ergebnis, wenn der stoßende Durchfluß er zeugt wird, so daß eine große Ladung vorliegt, geht eine Linearität zwischen dem Druck in dem Saugrohr und dem An saugluftdurchfluß verloren, und es entsteht dann ein Nach teil bezüglich der Fehlererzeugung beim Luft/Kraftstoffverhältnis und ein nachteiliger Effekt wie die Reduktion des Ausgangs. Um solche Nachteile zu ver meiden, die durch einen stoßenden Luftdurchfluß, wie oben beschrieben, erzeugt werden, wird in der vorliegenden Er findung vorgesehen, daß der Kompensationsbetrieb mit dem momentanen Ausgang des Luftdurchflußsensors 1 ausgeführt wird. Anders ausgedrückt, wenn der Luftdurchfluß stationär dem stoßenden Durchfluß bei dem Betriebsbereich mit hoher Ladung des Verbrennungsmotors, wie in Fig. 24 gezeigt, ist, werden der erste Betriebswert CQ _max und der zweite Be triebswert CQ bezüglich der Änderung des momentanen Luft durchflußes Q berechnet, während der Kompensationsfaktor C berechnet wird. Durch Multiplizieren des Kompensationsfak tors C mit dem momentanen Luftdurchfluß Q, kann der wirkli che Luftdurchfluß Q berechnet werden, und der Ansaugluft durchfluß ensprechend dem stossenden Durchfluß kann detek tiert werden. Als Ergebnis kann die Linearität zwischen dem Druck im Saugrohr und dem Ansaugluftdurchfluß beibehalten werden und ein nachteiliger Effekt, der durch den Fehler des Luft/Kraftstoffverhältnisses als Reduktion des Ausgangs verursacht wird, kann verhindert werden.

In den oben beschriebenen fünf Ausführungsbeispielen wird der erste Betriebswert gemäß dem Ausgang des Luftdurch flußsensors 1 im voraus festgelegt, wenn jedoch dieser er ste Betriebswert gerade dem Wert ist, der dem Luftdurchfluß entspricht, dann kann der Betriebswert in Übereinstimmung mit dem Ladewert, der als Parameter eingesetzt wird, der den Luftdurchfluß des Verbrennungmotores angibt, und der Motorgeschwindigkeit berechnet werden, oder in Übereinstim mung mit dem Öffnungsgrad des Drosselventils und der Motor geschwindigkeit. Zudem wird bei den fünf Ausführungsbei spielen der Durchflußwert des Luftdurchflußsensors vom thermischen Typ, kompensiert, es kann jedoch vorgesehen werden, den Ausgangswert des Luftdurchflußsensors oder sei nen analog-zu-digital gewandelten Wertes einzusetzen. Des weiteren ist bei den fünf Ausführungsbeispielen der erste Betriebswert im voraus in Antwort auf den Ausgang des Luft durchflußsensors 1 gesetzt worden, wenn jedoch dieser erste Betriebswert gerade der Wert ist, der dem Luftdurchfluß entspricht, kann vorgesehen werden, daß der erste Betriebs wert in Übereinstimmung mit dem Ladewert, der als Parameter eingesetzt wird, der den Luftdurchfluß in dem Verbren nungsmotor angibt, und der Motorgeschwindigkeit oder in Übereinstimmung mit dem Öffnungsgrad des Drosselventils und der Motorgeschwindigkeit berechnet werden. In diesen Aus führungsbeispielen ist mit Bezug auf einen Luftdurchfluß sensor des Verbrennungsmotors als Beispiel ein Luftdurchflußsensor vom thermischen Typ beschrieben worden, es kann jedoch ein Luftdurchflußsensor vom thermischen Typ eingesetzt werden, bei dem die Temperatur oder die Temperaturverteilung des Widerstands mit Temperaturabhän gigkeit und seines Trägerteils von dem Gleichgewichtswert des Durchflusses in Übereinstimmung mit der Durchflußände rung des Fluids abweichen, was einen Fehler in der Durch flußcharakteristik erzeugt, und diese Anordnung kann z.B. bei einem EGR-Durchflußsensor des Verbrennungsmotors ange wendet werden.

Da die vorliegende Erfindung in mehreren Formen ausgebildet werden kann, ohne daß von den wesentlichen Merkmalen abge wichen wird, sind die vorliegenden Ausführungsbeispiele deshalb beschreibend und nicht einschränkend, da der Be reich der Erfindung durch die angehängten Ansprüche defi niert wird und nicht durch die Beschreibung, und alle Ände rungen, die innerhalb der Ansprüche fallen, oder äquivalent zu den Merkmalen der Ansprüche sind, werden deshalb als von den Ansprüchen umfaßt betrachtet.

Claims

1. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ, der einen Widerstand mit Temperaturab hängigkeit hat, dessen Wert in Abhängigkeit von der Tempe ratur variiert, die eine Berechnungverarbeitung für ein Ausgangssignal, das von dem Widerstand mit Temperaturabhän gigkeit erzeugt wird, durchführt, um den Durchfluß eines Fluids zu detektieren, wobei das Signalverarbeitungsverfah ren die Schritte aufweist:
Setzen der Beziehung zwischen einem durchflußzugeordneten Wert, der sich in Beziehung mit dem Durchfluß ändert, und einem ersten Betriebswert, der den durchflußzugeordneten Wert als einen Parameter im voraus erzeugt, wenn der Durch fluß des Fluids in einem stationären Zustand ist;
Berechnen des ersten Betriebswerts aus dem durchflußzuge ordneten Wert in Übereinstimmung mit der Beziehung;
Vergleichen des ersten, berechneten Betriebswertes mit ei nem zweiten Betriebswert, der ihm zugeordnet ist;
Korregieren des zweiten Betriebswertes in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis; und
Kompensieren des Durchflusses des Fluids, der von dem Durchflußsensor vom thermischen Typ detektiert worden ist, in Übereinstimmung mit dem berechneten, ersten Betriebswert und des korregierten, zweiten Betriebswertes.

2. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ nach Anspruch 1, bei dem der zweite Be triebswert so gesetzt wird, daß sein Anfangswert der erste Betriebswert ist, wenn der Durchfluß des Fluids im statio nären Zustand ist.

3. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Korregierens des zweiten Betriebswertes durch Addition oder Subtraktion des zweiten Betriebswertes und eines vorgegebenen Wertes in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis in einem vorgegebenen Zyklus durchge führt wird.

4. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ nach Anspruch 1, bei dem der Durch flußsensor vom thermischen Typ den Ansaugluftdurchfluß in einem Verbrennungsmotor detektiert.

5. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ nach Anspruch 4, bei dem der erste Be triebswert in Antwort auf ein Signal, das von der Rotation des Verbrennungsmotors begleitet wird, berechnet wird.

6. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Kompensierens durch Berechnen eines Kompensationsfak tors in Übereinstimmung mit dem ersten Betriebswert und dem zweiten Betriebswert und durch anschließendes Multiplizie ren des berechneten Kompensationsfaktors mit dem detektier ten Durchfluß ausgeführt wird.

7. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ nach Anspruch 6, bei dem der Kompensa tionsfaktor eine Maximalgrenze und eine Minimalgrenze hat.

8. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Kompensierens ausgeführt wird, wenn der dem Durchfluß zugeordnete Wert ansteigt.

9. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ nach Anspruch 1, bei dem der Schritt des Kompensierens ausgeführt wird, wenn die Differenz zwi schen dem ersten Betriebswert und dem zweiten Betriebswert größer ist als ein vorgegebener Wert.

10. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ nach Anspruch 4, bei dem der erste Be triebswert in einem vorgegebenen Zyklus berechnet wird.

11. Signalverarbeitungsverfahren für einen Durchflußsensor vom thermischen Typ, nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Kompensierens für den Durchfluß ausgeführt wird, der momentan durch den Durchflußsensor vom thermischen Typ de tektiert worden ist.