JP2003120406A - 空気流量計 - Google Patents

空気流量計

Info

Publication number
JP2003120406A
JP2003120406A JP2001318444A JP2001318444A JP2003120406A JP 2003120406 A JP2003120406 A JP 2003120406A JP 2001318444 A JP2001318444 A JP 2001318444A JP 2001318444 A JP2001318444 A JP 2001318444A JP 2003120406 A JP2003120406 A JP 2003120406A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air flow
flow rate
throttle
flow meter
throttle valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001318444A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Sugaya
菅家　　厚
Kohei Sakurai
康平 櫻井
Masatoshi Hoshino
雅俊 星野
Nobuyasu Kanekawa
信康 金川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2001318444A priority Critical patent/JP2003120406A/ja
Priority to EP02022997A priority patent/EP1302756A3/en
Priority to US10/270,497 priority patent/US6904793B2/en
Publication of JP2003120406A publication Critical patent/JP2003120406A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1035—Details of the valve housing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6842—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
    • G01F1/698—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/04—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】逆流による誤差を低減できる空気流量計を提供
することにある。 【解決手段】内燃機関の吸気通路内には、吸気通路を開
閉するスロットルバルブ１７が設けられる。スロットル
バルブ１７の上流の吸気通路内には、第１のセンサ部１
６１が設けられる。また、スロットルバルブ１７の下流
の吸気通路内には、第２のセンサ部１４１が設けられ
る。脈動補償手段６７１は、内燃機関の各気筒に基づい
た第１と第２のセンサ部１６１，１４１の出力信号よ
り、第１のセンサ部によって検出される空気流量信号の
脈動を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気流量を測定す
る空気流量計に係り、特に、内燃機関の吸気量を制御す
るスロットルに一体化した構成を有する空気流量計に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車などの内燃機関の吸入空気
量を測定する空気流量計としては、熱式のものが質量空
気量を直接検知できることから多数使われている。ここ
で、発熱抵抗体としては、白金線をボビンに巻きつけて
ガラスでコーティングしたものや、薄膜抵抗体をセラミ
ック基板上やシリコン基板上に形成したものが用いられ
ている。流量の検出方法としては、発熱抵抗体を一定温
度に加熱するために発熱抵抗体に流れる電流を直接検出
する方式や、発熱抵抗体の上流側と下流側に温度検出抵
抗体を配置し、これらの温度検出抵抗体の温度差により
検出する方式等が知られている。
【０００３】一方、吸入空気量を制御する手段として
は、スロットルバルブを用いて吸気通路を開閉する方式
が用いられている。特に、制御性能の良さからモータを
用いて電気的にスロットルバルブを制御する電子制御ス
ロットル装置が一般化しつつある。
【０００４】ここで、自動車においては、４気筒以下の
エンジンの低回転数，高負荷時のように、吸入空気量の
脈動振幅が大きく一部逆流を伴う脈動流の場合、従来の
熱式の空気流量計では精度が低下するという問題があっ
た。それに対して、例えば、特許第２８５５４０１号公
報に記載されているように、スロットル上流に複数の熱
式空気流量計を配置し、これらの空気流量計の位相によ
り逆流を判定して、誤差を低減するものが知られてい
る。また、例えば、特開平６−２８８２９１号公報や、
特開平８−２１８９３４号公報に記載されているよう
に、スロットル上流に配置された熱式空気流量計によっ
て測定された空気流量の脈動影響を含む誤差を、スロッ
トルの下流に配置された圧力センサの出力で補正するこ
とにより、誤差を低減するものが知られている。
【０００５】また、スロットル装置を空気流量計と一体
化すると、スロットルバルブの開度変化によって空気流
量の測定誤差が大きくなるという問題がある。それに対
しては、例えば、特開平９−５３４８２号に記載されて
いるように、スロットルバルブに対する空気流量計の配
置を工夫することにより、測定誤差を小さくすることが
知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許第
２８５５４０１号公報，特開平６−２８８２９１号公
報，特開平８−２１８９３４号公報に記載されている方
式では、可変バルブ機構を用いた内燃機関の場合に、逆
流による誤差が大きくなるため、逆流による誤差を十分
に低減できないという第１の問題があった。
【０００７】また、特開平９−５３４８２号に記載され
ている方式では、スロットルバルブの開度変化に対する
測定誤差を十分に低減できないという第２の問題があっ
た。
【０００８】さらに、従来の空気流量計では、電子制御
スロットルを用いた場合のスロットル装置の動作状態の
診断はなされていないという第３の問題があった。
【０００９】また、さらに、従来の空気流量計では、、
内燃機関の気筒数が多い場合の質量空気量を直接検知し
て気筒別空気流量を検出することができないという第４
の問題があった。
【００１０】本発明の第１の目的は、逆流による誤差を
低減できる空気流量計を提供することにある。
【００１１】本発明の第２の目的は、スロットルバルブ
の開度変化に対する測定誤差を低減できる空気流量計を
提供することにある。
【００１２】本発明の第３の目的は、スロットル装置の
動作状態の診断を行える空気流量計を提供することにあ
る。
【００１３】本発明の第４の目的は、気筒別空気流量を
検出できる空気流量計を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】（１）上記第１の目的を
達成するために、本発明は、内燃機関の吸気通路内に設
けられ、吸気通路を開閉するスロットルバルブと、この
スロットルバルブの上流の吸気通路内に設けられた第１
の空気流量検出手段と、上記スロットルバルブの下流の
吸気通路内に設けられた第２の空気流量検出手段と、上
記内燃機関の各気筒に基づいた上記第１と第２の空気流
量検出手段の出力信号より、上記第１の空気流量検出手
段の空気流量信号の脈動を補正する脈動補償手段とを備
えるようにしたものである。かかる構成により、逆流に
よる誤差を低減し得るものとなる。
【００１５】（２）上記（１）において、好ましくは、
上記脈動補償手段は、上記第１の空気流量検出手段によ
って検出された空気流量信号Ｑfの応答遅れを補償し
て、応答補償信号Ｑfdを求め、この応答補償信号Ｑfdか
ら第２の空気流量検出手段によって検出された空気流量
信号Ｑdを差し引いて、偏差信号ｄＱfdbを求め、上記第
１の空気流量検出手段によって検出された空気流量信号
Ｑfから上記偏差信号ｄＱfdbを差し引いて、脈動補正さ
れた空気流量信号Ｑrefを求めるようにしたものであ
る。
【００１６】（３）上記第２の目的を達成するために、
上記（１）において、好ましくは、さらに、上記スロッ
トルバルブの開度に応じて変化する変流の影響を補正す
るスロットル開度補償手段を備え、このスロットル開度
補償手段によって求められたスロットル変流補正値に基
づいて、上記脈動補償手段によって補正された空気流量
信号のスロットル変流を補正するようにしたものであ
る。かかる構成により、スロットルバルブの開度変化に
対する測定誤差を低減し得るものとなる。
【００１７】（４）上記（１）において、好ましくは、
上記スロットルバルブの第１及び第２の空気流量検出手
段の少なくとも一つ以上が、上記スロットルバルブのボ
ディに一体化したものである。
【００１８】（５）上記（１）において、好ましくは、
上記スロットルバルブの第１及び第２の空気流量検出手
段は、発熱抵抗体による空気流量検出手段であり、少な
くとも一つ以上が、逆流を検出可能なセンサとしたもの
である。
【００１９】（６）上記（１）において、好ましくは、
上記スロットルバルブの第１及び第２の複数の空気流量
検出手段のいずれかは、上記スロットルボディに対して
着脱可能であり、製造時に装着して、特性調整に用いる
ものである。
【００２０】（７）上記第３の目的を達成するために、
本発明は、内燃機関の吸気通路内に設けられ、吸気通路
を開閉するスロットルバルブと、このスロットルバルブ
の上流の吸気通路内に設けられた第１の空気流量検出手
段と、上記スロットルバルブの下流の吸気通路内に設け
られた第２の空気流量検出手段と、上記スロットルバル
ブのスロットル開度指令と、この開度指令と上記内燃機
関の各気筒に基づいた上記第１と第２の空気流量検出手
段の出力信号により、上記スロットルバルブの動作診断
を行うスロットル診断処理手段を備えるようにしたもの
である。かかる構成により、スロットル装置の動作状態
の診断し得るものとなる。
【００２１】（８）上記（７）において、好ましくは、
上記スロットル診断処理手段は、上記スロットル開度指
令に対する上記第１の空気流量検出手段によって検出さ
れた空気流信号Ｑfと、上記第２の空気流量検出手段に
よって検出された空気流信号Ｑdの偏差信号ｄＱfbが所
定レベルｓＨ，ｓＬを越える時間幅が所定値より大きい
ときスロットル異常と判断するようにしたものである。
【００２２】（９）上記（７）において、好ましくは、
上記スロットルバルブの第１及び第２の空気流量検出手
段の少なくとも一つ以上が、上記スロットルバルブのボ
ディに一体化したものである。
【００２３】（１０）上記第４の目的を達成するため
に、本発明は、内燃機関の吸気通路内に設けられ、吸気
通路を開閉するスロットルバルブと、このスロットルバ
ルブの上流の吸気通路内に設けられた第１の空気流量検
出手段と、上記スロットルバルブの下流の吸気通路の分
岐部より下流の吸気通路内に設けられた第２の空気流量
検出手段と、上記記第１と第２の空気流量検出手段の出
力信号の差により、１気筒分の空気流量を求める演算手
段とを備えるようにしたものである。かかる構成によ
り、気筒別空気流量を検出し得るものとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図１０を用いて、本
発明の第１の実施形態による空気流量計の構成及び動作
について説明する。最初に、図１を用いて、本実施形態
による空気流量計を備えた内燃機関の全体構成について
説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による空気
流量計を備えた内燃機関の全体構成を示すシステム構成
図である。
【００２５】エンジン１は、コンロッド４およびクラン
クシャフト５からなるクランク機構を備えている。クラ
ンク機構に連結されたピストン２と、エンジン１のエン
ジンヘッド８によって、燃焼室３が形成されている。燃
焼室３は、エンジンヘッド８に装着されている吸気バル
ブ１０，排気バルブ１１および点火プラグ１２によって
密閉される。吸気バルブ１０，排気バルブ１１は、可変
バルブ機構４０，４１で動作される。エンジン１は、ス
ロットルバルブ１７の操作とピストン２の往復動作によ
って、燃焼に必要な空気を燃焼室３に吸入する。エンジ
ン１に吸入される空気は、エアクリーナ１５で空気中に
含まれる埃やごみが除去され、スロットル一体流量計２
０内の空気流量計のセンサ部１６１，１４１で燃料噴射
量の演算に基となる吸入空気量が計測される。センサ部
１６１は、スロットルバルブ１７の上流側に配置され、
センサ部１４１は、スロットルバルブ１７の下流側に配
置される。スロットルバルブ１７の開度が小さい場合
は、スロットルバルブ１７より下流の吸気ポート１９お
よび燃焼室３内は大気圧より低い負圧となるため、スロ
ットルバルブ１７の下流側のセンサ部１４１では、吸気
管内の圧力による吸入空気量の変動を常に計測し、エン
ジン１の制御に反映させている。エンジン１を制御する
コントロールユニット（ＣＵ）６０は、各種のセンサか
らの信号を基にエンジン１の運転状態を検出し、エンジ
ン１に装着されている可変バルブ機構４０，４１の動作
を制御し、また、燃料噴射弁１３から噴射される燃料量
と噴射時期を制御する。
【００２６】エンジン１を搭載した車両の運転者７０に
よって操作されたアクセルペダル７１の操作量は、ポテ
ンショメータ７２によって電気信号に変換され、コント
ロールユニット６０に入力される。コントロールユニッ
ト６０には、運転状態を検出する信号として、その他に
は、例えばクランクシャフト５に装着されたクランク角
度センサ６，７からのエンジン回転数信号と、スロット
ル一体流量計２０内のセンサ部１６１，１４１からの空
気流量信号と、排気管２３内に取り付けられた空燃比セ
ンサ２４からの空燃比信号と、排気触媒２６の温度を検
出する温度センサ２５からの排気温信号と、燃焼室３に
取り付けられ燃焼室３内の圧力を検出する圧力センサ２
１の筒内圧力信号と、ノッキングを検出するノックセン
サ２２からのノッキング信号とがある。コントロールユ
ニット６０は、入力された運転状態の信号に制御信号を
出力し、スロットルバルブ１７を動作させるモータ１８
や、吸気バルブ１０を動作させる可変バルブ機構４０を
制御して、エンジン１に吸入される空気量を調整する。
コントロールユニット６０は、運転状態に応じて、燃料
噴射弁１３に制御信号を出力し、燃料噴射量と噴射時期
を調整する。
【００２７】次に、図２を用いて、本実施形態による空
気流量計の構成について説明する。図２は、本発明の第
１の実施形態による空気流量計の構成を示すシステム構
成図である。
【００２８】スロットルバルブ１７は、モータ１８によ
って駆動される。スロットルバルブ１７の上流には、発
熱抵抗体１６１ａを含む第１のセンサ部１６１が設けら
れている。スロットルバルブ１７の下流には、発熱抵抗
体１４１ａを含む第２のセンサ部１４１が設けられてい
る。第１のセンサ部１６１及び第２のセンサ部１４１
は、スロットルバルブ１７及びモータ１８と一体構成さ
れ、スロットル一体流量計２０を構成している。
【００２９】コントロールユニット６０には、センサア
クチェータ駆動手段（S-Act Drv）６６と、空気流量補
正手段（Q-CMP）６７と、エンジンコントロールユニッ
ト（ECU）６５が設けられている。センサアクチェータ
駆動手段６６の中には、第１センサ部１６１を駆動する
第１センサ駆動回路（1st-S Drv）６６２と、第２セン
サ部１４１を駆動する第２センサ駆動回路（2st-S Dr
v）６６３と、スロットルバルブ１７を駆動するスロッ
トル駆動回路（TH Drv）６６１が備えられている。な
お、第１センサ駆動回路６６２と、第２センサ駆動回路
６６３と、スロットル駆動回路６６１は、コントロール
ユニット６０と別に、スロットル一体流量計２０内に設
けられる構造であってもよいものである。各センサ駆動
回路６６２，６６３の出力Ｖin1，Ｖin2と、スロットル
駆動回路６６１の出力θTHは、空気流量補正手段６７に
入力される。空気流量補正手段６７は、図５以降を用い
て後述する方法により、測定された空気流量の誤差を補
正し、補正済み空気流量Ｑrefの信号をエンジンコント
ロールユニット６５に出力する。エンジンコントロール
ユニット６５は、空気流量補正手段６７から出力した補
正済み空気流量Ｑrefや、スロットル駆動回路６６１の
出力θTHや、その他の信号に基づいて、エンジンを制御
する。
【００３０】次に、図３を用いて、本実施形態による第
１の空気流量計の構成について説明する。図３は、本発
明の第１の実施形態による第１の空気流量計の構成を示
す回路図である。
【００３１】第１のセンサ部１６１は、図２に示した発
熱抵抗体１６１ａの他に、温度補償抵抗体１６１ｂを備
えている。第１センサ駆動回路６６２は、抵抗Ｒ１，Ｒ
２と、誤差増幅器ＡＭＰ１と、前置増幅器Ｐ−ＡＭＰ１
と、トランジスタＴＲ１を備えている。発熱抵抗体１６
１ａと、温度補償抵抗体１６１ｂと、抵抗Ｒ１，Ｒ２
は、ブリッジ回路を構成している。第１のセンサ部１６
１と、第１センサ駆動回路６６２により、図５で後述す
る第１の空気流量計１６を構成している。
【００３２】誤差増幅器ＡＭＰ１は、ブリッジ回路が平
衡するように、トランジスタＴＲ１を導通制御し、発熱
抵抗体１６１ａの温度が温度補償抵抗体１６１ｂの温度
よりも一定温度高くなるように制御する。ここで、発熱
抵抗体１６１ａは、吸入空気Ａ１によって熱を奪われる
温度が変化すると、ブリッジ回路が平衡するように発熱
抵抗体１６１ａに流れる電流が変化し、発熱抵抗体１６
１ａの温度が一定に保たれるので、発熱抵抗体１６１ａ
に流れる電流によって、吸入空気量を計測することがで
きる。発熱抵抗体１６１ａに流れる電流は、前置増幅器
Ｐ−ＡＭＰ１によって増幅され、第１のセンサ出力Ｖin
1として、出力される。温度補償抵抗体１６１ｂは、吸
入空気の温度を検出しているので、吸入空気の温度によ
る誤差を補正することができる。
【００３３】ここで、発熱抵抗体１６１ａは、例えば、
白金線をボビンに巻きつけてガラスでコーティングした
ものや、薄膜抵抗体をセラミック基板上やシリコン基板
上に形成したものが用いられている。すなわち、比較的
熱容量が大きいものであり、流れの向きの計測や高速な
応答性を有する計測には適さないが、静特性の検知に優
れたものである。
【００３４】次に、図４を用いて、本実施形態による第
２の空気流量計の構成について説明する。図４は、本発
明の第１の実施形態による第２の空気流量計の構成を示
す回路図である。
【００３５】第２のセンサ部１４１は、図２に示した発
熱抵抗体１４１ａの他に、温度補償抵抗体１４１ｂと、
温度検出抵抗体１４１ｄ，１４１ｅ，１４１ｆ，１４１
ｇを備えている。第２センサ駆動回路６６３は、抵抗Ｒ
１，Ｒ２と、誤差増幅器ＡＭＰ１と、誤差増幅器ＡＭＰ
２と、トランジスタＴＲ１を備えている。発熱抵抗体１
４１ａと、温度補償抵抗体１４１ｂと、抵抗Ｒ１，Ｒ２
は、ブリッジ回路を構成している。第２のセンサ部１４
１と、第２センサ駆動回路６６４により、図５で後述す
る第２の空気流量計１４を構成している。
【００３６】誤差増幅器ＡＭＰ１は、ブリッジ回路が平
衡するように、トランジスタＴＲ１を導通制御し、発熱
抵抗体１４１ａの温度が温度補償抵抗体１４１ｂの温度
よりも一定温度高くなるように制御する。ここで、発熱
抵抗体１４１ａは、吸入空気Ａ２によって熱を奪われる
温度が変化すると、ブリッジ回路が平衡するように発熱
抵抗体１４１ａに流れる電流が変化し、発熱抵抗体１４
１ａの温度が一定に保たれる。温度補償抵抗体１６１ｂ
は、吸入空気の温度を検出しているので、吸入空気の温
度による誤差を補正することができる。
【００３７】温度検出抵抗体１４１ｄ，１４１ｅは、発
熱抵抗体１４１ａに対して空気流Ａ２の上流側に配置さ
れ、温度検出抵抗体１４１ｆ，１４１ｇは、発熱抵抗体
１４１ａに対して空気流Ａ２の下流側に配置されてい
る。温度検出抵抗体１４１ｄ，１４１ｅと、温度検出抵
抗体１４１ｆ，１４１ｇとは、ブリッジ回路を構成して
いる。空気流Ａ２の流れの向きが、矢印Ａ２で示される
向き，すなわち、エアクリーナからエンジンに空気が吸
入される順流であるときは、温度検出抵抗体１４１ｄ，
１４１ｅの温度は、温度検出抵抗体１４１ｆ，１４１ｇ
の温度よりも低くなり、誤差増幅器ＡＭＰ２は、正の出
力を出力する。出力の絶対値は、流れる空気量に対応し
ている。一方、空気流Ａ２の流れの向きが、矢印Ａ２と
逆の向き，すなわち、エンジンからエアークリーナに空
気が逆流するときは、温度検出抵抗体１４１ｆ，１４１
ｇの温度は、温度検出抵抗体１４１ｄ，１４１ｅの温度
よりも低くなり、誤差増幅器ＡＭＰ２は、負の出力を出
力する。出力の絶対値は、流れる空気量に対応してい
る。したがって、誤差増幅器ＡＭＰ２の出力Ｖin2は、
吸入空気の流れが順流のときは正の出力となり、逆流の
ときは負の出力となり、吸入空気の脈動を含む吸入空気
量を計測することができる。
【００３８】なお、発熱抵抗体１４１ａは、例えば板型
のガラスやセラミック、シリコンなどの基盤上に、発熱
体として白金やタングステン、ポリシリコン抵抗体の薄
膜や厚膜が形成されたものである。したがって、発熱抵
抗体１４１ａは、熱容量が小さく、応答性が向上したも
のである。また、温度検出抵抗体１４１ｄ，１４１ｅ，
１４１ｆ，１４１ｇを用いることで、流れの向きといっ
た逆流を含む双方向の流れの検知が可能となる。なお、
流れの変動を検知しやすい反面、空気流量を平均化する
際に高速でサンプリングをする等しないと、脈動影響に
より静特性に誤差を生じやすいと言う点もある。
【００３９】以上説明したように、本実施形態では、ス
ロットルバルブ１７の上流側に、静特性の検知に優れた
第１の空気流量計１６を配置し、下流側には逆流検知が
可能な過渡特性に優れた第２の空気流量計１４を配置し
た構成としている。２つの種類の違う空気流量計をその
計測の特徴をうまく用いることで計測精度を全体的に向
上させることができる。
【００４０】次に、図５を用いて、本実施形態によるス
ロットル一体化空気流量計における空気流量補正手段の
構成について説明する。図５は、本発明の第１の実施形
態によるスロットル一体化空気流量計における空気流量
補正手段の構成を示すブロック図である。
【００４１】空気流量補正手段（Q-CMP）６７は、脈動
補償手段（P-CMP）６７１と、スロットル開度補償手段
（θTH-CMP）６７２と、スロットル診断処理手段（TH-D
AG）６７３とを備えている。空気流量補正手段６７に
は、第１空気流量計１６の出力Ｖin1や、第２空気流量
計１４の出力Ｖin2や、図２に示したスロットル駆動回
路６６１が出力するスロットル開度θTHや、図１に示し
たクランク角度センサ６，７が出力するエンジン回転数
Ｎｅやクランク角θTHや、カム位相φcが入力する。空
気流量補正手段６７は、これらの入力信号に基づいて、
補正済み空気流量Ｑrefや、スロットルの診断結果ＴＡd
agを、エンジンコントロールユニット６５に出力する。
【００４２】次に、図６及び図７を用いて、本実施形態
によるスロットル一体化空気流量計における脈動補償手
段６７１の動作について説明する。図６は、本発明の第
１の実施形態によるスロットル一体化空気流量計におけ
る脈動補償手段の動作を示すフローチャートである。図
７は、本発明の第１の実施形態によるスロットル一体化
空気流量計における脈動補償手段の動作を説明する波形
図である。図７（Ａ）〜（Ｄ）において、縦軸は空気流
量Ｑを示し、横軸は時間Ｔを示している。
【００４３】脈動補償手段６７１は、逆流を含む脈動時
の補償を行うものであり、特にエンジンの各気筒に吸入
される空気流を正確に測定するために用いられる。可変
バルブ動作等によって、逆流が発生した場合の誤差低減
のために用いられる。応答性の違うセンサを複数組み合
わせることで逆流を含む脈動時の特性を向上させること
ができる。
【００４４】ステップｓ１０において、脈動補償手段６
７１は、第１の空気流量計１６の出力Ｖin1と、第２の
空気流量計１４の出力Ｖin2を取り込む。
【００４５】次に、ステップｓ２０において、脈動補償
手段６７１は、第１の空気流量計１６の出力Ｖin1と、
第２の空気流量計１４の出力Ｖin2とを、それぞれ、空
気流量Ｑｆ，Ｑｂに変換する。空気流量計の出力Ｖinか
ら空気流量Ｑへの変換は、予め両者の関係を求めて記憶
しておいたマップ等を用いて行われる。
【００４６】次に、ステップｓ３０において、脈動補償
手段６７１は、第１の空気流量計１６によって測定され
た空気流量Ｑfの信号の応答補償を行う。
【００４７】ここで、図７（Ａ）に示すように、真の空
気流量ＱTRは、正の流量と負の流量が交互に現れる脈動
流である。それに対して、第１の空気流量計１６によっ
て検出された空気流量Ｑfは、図７（Ａ）に示すよう
に、逆流（負の流量）を検出することができず、また、
応答遅れを有するものである。これは、第１の空気流量
計１６は、前述したように、比較的熱容量が大きく、静
特性の検知に優れたものであるが、流れの向きの計測に
は不向きであり、また、応答性が高速でなく、その分、
応答遅れを有しているためである。
【００４８】そこで、ステップｓ３０において、脈動補
償手段６７１は、第１の空気流量計１６によって測定さ
れた空気流量Ｑfの信号に対して、応答遅れの補償演算
を行い、応答遅れの回復した応答補償信号Ｑfdを得る。
応答遅れの補償演算は、例えば、次のようにして行う。
空気流量Ｑfを所定の時間間隔でサンプリングし、その
ときの値を、それぞれ、Ｑf(t1)，Ｑf(t2)，Ｑf(t3)，
…とすると、Ｑfd(t1)＝（Ｑf(t1)−Ｑf(t2)×ｋ１＋Ｑ
f(t1)）として演算する。ここで、ｋ１は任意の定数で
ある。なお、応答遅れの補償演算は、他の方法を用いて
もよいものである。
【００４９】応答補償信号Ｑfdは、図７（Ａ）に示すよ
うに、真の流量ＱTRの逆流の部分（負の部分）が正とな
った信号となっている。
【００５０】次に、ステップｓ４０において、脈動補償
手段６７１は、偏差演算を行う。図７（Ｂ）に示すよう
に、第２の空気流量計１４の出力Ｑｂは、真の流量に対
して逆流時の位相関係は良く保っているが、順流逆流の
レベルがセンサの流量依存性等により影響し、平均値が
多少ずれているものである。特にスロットルの下流は、
逆流により波形に変動が生じやすいものである。
【００５１】ステップｓ４０の偏差演算では、ステップ
ｓ３０で求めた応答補償信号Ｑfdと、第２の空気流量計
１４の出力Ｑbの差分（Ｑfd−Ｑb）を演算して、脈動補
正信号ｄＱfdbを求める。脈動補正信号ｄＱfdbは、図７
（Ｃ）に示すように、逆流時の誤差のみを強調した信号
である。
【００５２】次に、ステップｓ５０において、脈動補償
手段６７１は、補正演算を行う。補正演算は、第１の空
気流量計１６の出力Ｑfと、脈動補正信号ｄＱfdbの差分
を求めるものであるが、そのとき、脈動補正信号ｄＱfd
bに所定の係数ｋ２を掛けて、差（Ｑf−ｋ２・ｄＱfd
b）として、補正済み空気流量Ｑrefを求める。これによ
って、逆流誤差の内包した信号から逆流誤差を低減する
ことができる。
【００５３】以上のステップｓ１０〜ｓ５０の演算処理
を、各サンプリングの時間ごとに瞬時にすることで、各
気筒ごとの吸入空気量を正確に測定することができる
る。
【００５４】なお、以上の説明では、２つの流量計の差
分を用いて脈動補正しているが、空気流量計１４の出力
Ｑｂの逆流位相関係に着目して補正しても同様の効果を
得ることができる。これは、空気流量計１４の出力Ｑｂ
が逆流位相の期間（例えば、図７（Ｂ）の時間ｔ１〜ｔ
２の間）、応答遅れの回復した信号Ｑｆｄの極性を反転
させる（図７（Ａ）の脈動信号Ｑfd-pの極性を反転させ
て、補正済み空気流量Ｑref’を得る）ものである。
例えば、空気流量計１４の出力Ｑｂが逆流位相の期間，
例えば、図７（Ｂ）の時間ｔ１〜ｔ２の間、応答遅れの
回復した信号Ｑｆｄ，図７（Ａ）の脈動信号Ｑfd-pの極
性を反転させて、補正済み空気流量Ｑref’を得るもの
である。このようにすれば、空気流量計１４の直流レベ
ルが変動しても空気流量の補正内容対する影響を少なく
することができる。
【００５５】以上説明したように、脈動補償手段６７１
を用いることにより、第１の空気流量計１６の出力に含
まれる脈動分の誤差を、第２の空気流量計１４の出力を
用いて補正して、脈動分の補正された空気流量信号Ｑre
fを得ることができる。
【００５６】次に、図８を用いて、本実施形態によるス
ロットル一体化空気流量計におけるスロットル開度補償
手段６７２の動作について説明する。図８は、本発明の
第１の実施形態によるスロットル一体化空気流量計にお
けるスロットル開度補償手段の動作の説明図である。
【００５７】図２に示したように、スロットルバルブ１
７と、空気流量計のセンサ部１６１，１４１を一体構造
とすると、空気流量計１６，１４は、スロットルバルブ
１７の近傍に配置されるためスロットル開度の違いによ
る影響を受けやすくなる。すなわち、スロットル開度が
全開付近では、スロットルボディの壁面近くを除いて、
流速はほぼ一定である。しかし、スロットルバルブを閉
じると、空気流は、スロットルバルブとスロットルボデ
ィの隙間からのみ流れるため、スロットルボディの中央
付近の流速が小さく、その両側の空気の流れのある付近
の流速が大きく、さらに、スロットルボディの壁面近く
では流速が小さくなるという流速分布となる。吸入空気
量が一定の場合でも、スロットル開度に応じて流速が変
わると、空気流量計による空気流量の測定結果に誤差が
生じることとなる。
【００５８】そこで、図５に示したスロットル開度補償
手段６７２は、図８に示すスロットル変流補正値を用い
て、スロットル開度による誤差分を補償する。図８は、
スロットル開度θTHと、スロットルバルブ変流による誤
差の補正値ｋTHを示している。スロットル開度の変流に
よる誤差は、スロットル開度の全閉，全開側に対して、
スロットル開度中間時において大きくなる傾向にある。
また、スロットル開度による誤差は、エンジンの回転数
の条件によっても変わるので、図８に示すように、スロ
ットル開度θTHと、エンジン回転数Ｎ（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ
３）によって、スロットル変流補正値ｋTHを求められる
マップを、スロットル開度補償手段６７２は備えてい
る。スロットル開度補償手段６７２は、図８に示すマッ
プを用いて、スロットル開度θTHと、エンジン回転数Ｎ
によって、スロットル変流補正値ｋTHを求められる。空
気流量補正手段６７は、脈動補償手段６７１によって求
められた補正済み空気流量に対して、スロットル開度補
償手段６７２によって求められた補正値を掛けることに
より、さらに補正された空気流量Ｑrefを出力すること
ができる。
【００５９】図８に示す補正データは、一定の条件下で
２つの空気流量計の差を一定になるように自動的に学習
計測し、データを保存することで得られる。これは、例
えばエンジン始動時等に毎回実行することで、常に変流
誤差を低減することもできる。
【００６０】なお、出荷前の調整時のみ変流誤差を補正
する場合には、スロットル下流の空気流量計１４を着脱
可能な構造とし、先の脈動時の誤差と共に変流誤差を補
正データとして記憶し、補正することもできる。空気流
量計をスロットルバルブの上下に配置すると、発熱抵抗
体の数が増えるため、製造コストが高くなるが、調整時
のみ着脱可能な空気流量計１４を備えることにより、製
造コストを低減して、なおかつ、変流誤差を補正して、
空気流量の測定精度を向上することができる。
【００６１】以上説明したように、本実施形態では、ス
ロットル開度補償手段を用いることにより、変流誤差を
低減することができる。
【００６２】次に、図９及び図１０を用いて、本実施形
態によるスロットル一体化空気流量計におけるスロット
ル診断処理手段６７３の動作について説明する。図９
は、本発明の第１の実施形態によるスロットル一体化空
気流量計におけるスロットル診断処理手段の動作を示す
フローチャートである。図１０は、本発明の第１の実施
形態によるスロットル一体化空気流量計におけるスロッ
トル診断処理手段の動作を説明する波形図である。図１
０（Ａ）〜（Ｄ）において、横軸は時間Ｔを示してい
る。図１０（Ａ）の縦軸はスロットル開度指令Ｔｎを示
し、図１０（Ｂ）の縦軸は空気流量Ｑを示し、図１０
（Ｃ）の縦軸は偏差信号ｄＱfbを示し、図１０（Ｄ）
は、診断信号幅信号Ｔdnを示している。
【００６３】スロットル診断処理手段６７３は、スロッ
トルバルブ１７の開閉動作時に上下流に配置した空気流
量計１４，１６の信号を比較することで、スロットル開
度指令に対する動作具合を判断し、スロットル開度セン
サ等を用いなくともスロットルバルブ１７の動作診断を
行うものである。
【００６４】図９のステップｓ２０において、スロット
ル診断処理手段６７３は、スロットル開度指令値Ｔｎを
出力する。スロットル開度指令値Ｔｎは、図１０（Ａ）
に示すように、スロットル開度を示す時間Ｔを、Ｔ１，
Ｔ２，…のように複数段階に切り替えるものである。ス
テップｓ２０〜ｓ３０の処理は、最初にスロットル開度
指令値Ｔ１が出力されると、その指令値に対して順次実
行され、スロットル開度指令値Ｔ１に対する診断処理が
終了すると、次に、再びステップｓ２０において、次の
スロットル開度指令値Ｔ２を出力し、その指令値に対し
て順次実行され、スロットル開度指令値Ｔ１に対する診
断処理が終了すると、次にスロットル開度指令値Ｔ３に
対する処理を実行するというように、複数のスロットル
開度指令値Ｔｎに対して順次実行される。
【００６５】次に、ステップｓ２１において、スロット
ル診断処理手段６７３は、第１，第２の空気流量計１
６，１４の出力信号Ｖin1，Ｖin2をそれぞれ検出する。
【００６６】次に、ステップｓ２２において、スロット
ル診断処理手段６７３は、検出された出力信号Ｖin1，
Ｖin2をそれぞれ空気流量Ｑf，Ｑbに変換する。スロッ
トル開度指令Ｔ１に対して、空気流量Ｑfが、例えば、
図１０（Ｂ）に示すように変化すると、スロットルバル
ブが正常な動作をする場合には、スロットルバルブの下
流の空気流量は、図１０（Ｂ）の空気流量Ｑbのように
変化する。それに対して、スロットルバルブが開く際の
応答遅れ等があると、スロットルバルブの下流の空気流
量は、図１０（Ｂ）の空気流量Ｑb’のように変化す
る。
【００６７】次に、ステップｓ２３において、スロット
ル診断処理手段６７３は、その指令時間Ｔ１内の空気流
量の偏差分ｄＱfb（＝Ｑf−Ｑb）を求める。スロットル
バルブの開きが正常な場合の偏差分ｄＱfbは、図１０
（Ｃ）に示すように変化する。それに対して、スロット
ルバルブの開きが異常な場合の偏差分ｄＱfb’は、スロ
ットルバルブの下流の空気流量の増加が遅れるため、図
１０（Ｃ）に示すように、正常な場合に比べて大きな偏
差分として変化する。
【００６８】次に、ステップｓ２４において、スロット
ル診断処理手段６７３は、空気流量の偏差分ｄＱfbを、
一定の診断レベルｓＨと比較して、診断レベルｓＨより
も大きなレベルの部分の幅を、図１０（Ｄ）に示すよう
に、診断信号幅信号Ｔｄ１として、出力する。スロット
ルバルブの応答遅れがある場合は、異常時の診断信号幅
信号Ｔｄ１’が出力される。同様に、負の診断レベルｓ
Ｌが設けられており、この診断レベルｓＬを用いて、同
様に、診断信号幅信号Ｔｄ１も求められる。
【００６９】次に、ステップｓ２５において、スロット
ル診断処理手段６７３は、診断信号幅信号Ｔｄ１が、ス
テップｓ２０におけるスロットル開度指令Ｔ１より大き
いか否かを判定する。診断信号幅信号Ｔｄ１が、スロッ
トル開度指令Ｔ１よりも大きい場合とは、例えば、モー
タの故障等によりスロットルバルブが全く開かないよう
な場合であり、このときは、ステップｓ２６において、
スロットル診断処理手段６７３は、異常判定Ａと判定す
る。異常判定Ａとは、モータ等の故障の場合である。
【００７０】一方、診断信号幅信号Ｔｄ１が、スロット
ル開度指令Ｔ１よりも大きくない場合には、ステップｓ
２７において、スロットル診断処理手段６７３は、診断
信号幅信号Ｔｄ１と、スロットル開度指令Ｔ１の比ｔ1r
（＝Ｔd1／Ｔ1）を求める。
【００７１】次に、ステップｓ２８において、スロット
ル診断処理手段６７３は、比ｔ1rが、所定の基準レベル
Ｔｓより小さいか否かを判定する。小さい場合には、ス
テップｓ２９において、スロットル診断処理手段６７３
は、スロットルバルブの上流と下流とで空気流の差が少
ないため、スロットルバルブは正常に動作しているもの
と判定する。
【００７２】一方、比ｔ1rが、所定の基準レベルＴｓよ
り小さくない場合には、ステップｓ３０において、スロ
ットル診断処理手段６７３は、スロットルバルブの異常
判定Ｂと判定する。異常判定Ｂとは、制御回路の応答ゲ
インが悪い場合などであり、スロットルバルブが応答性
良く動作していない場合である。
【００７３】なお、見かけ上正常に動作しながらも、空
気流量計を含む異常の場合もあるため、ステップｓ２０
では、スロットル開度指令値Ｔｎを複数出力して、異な
る条件下での動作状態を把握することで、異常判定の精
度を向上することができる。
【００７４】以上のように、本実施形態では、スロット
ル開度信号を用いなくとも、スロットルの動作診断が可
能となり、システムの安全性が向上する。スロットルの
変流や逆流を含む脈動時の精度向上が図れると行った効
果がある。可変バルブの診断等にも応用が可能である。
【００７５】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、スロットルバルブの上流と下流にそれぞれ空気流量
計を設け、空気流量補正手段によって、第１の空気流量
計の出力に含まれる脈動分の誤差を、第２の空気流量計
の出力を用いて補正して、脈動分の補正された空気流量
信号を得ることができる。また、変流誤差を低減するこ
とができる。さらに、スロットル開度信号を用いなくと
も、スロットルの動作診断が可能となり、システムの安
全性が向上する。
【００７６】次に、図１１〜図１３を用いて、本発明の
第２の実施形態による空気流量計の構成及び動作につい
て説明する。最初に、図１１を用いて、本実施形態によ
る空気流量計を備えた内燃機関の全体構成について説明
する。図１１は、本発明の第２の実施形態による空気流
量計を備えた内燃機関の全体構成を示すシステム構成図
である。なお、図１と同一符号は同一部分を示してい
る。
【００７７】本実施形態では、エンジン１Ａは、４気筒
を越えるものであり、図示する例では、４気筒が２バン
クの８気筒のものである。本実施形態では、スロットル
バルブの上流と下流に空気流量計を備えることにより、
各気筒の信号の分別を可能とするものである。
【００７８】吸気ポート１９には、スロットルバルブ１
７と、モータ１８と、第１センサ部１６１からなるスロ
ットル一体化空気流量計２０Ａが取り付けられている。
第１センサ部１６１は、スロットルバルブ１７の上流に
配置されている。スロットル一体化空気流量計２０Ａ
は、コントロールユニット６０Ａに接続されている。コ
ントロールユニット６０Ａの内部には、図２に示したよ
うに、センサアクチェータ駆動手段６６と、空気流量補
正手段６７と、エンジンコントロールユニット６５が設
けられている。センサアクチェータ駆動手段６６の中に
は、第１センサ部１６１を駆動する第１センサ駆動回路
６６２と、スロットルバルブ１７を駆動するスロットル
駆動回路６６１が備えられている。さらに、スロットル
バルブの下流側であって、４気筒分づつの分岐部の下流
で、各気筒の分岐部の上流側に、それぞれ、第２のセン
サ部１４１Ａ，１４１Ｂが設けられている。コントロー
ルユニット６０Ａの内部のセンサアクチェータ駆動手段
６６には、第２センサ部１４１Ａ，１４１Ｂをそれぞれ
駆動する第２センサ駆動回路が設けられている。
【００７９】なお、以上の説明では、スロットルバルブ
の下流側の二つの空気流量計を設けているが、最低一つ
あれば各気筒の信号の分別が可能となる。
【００８０】次に、図１２及び図１３を用いて、本実施
形態によるスロットル一体化空気流量計におけるコント
ロールユニットの動作について説明する。
【００８１】図１２は、本発明の第２の実施形態による
スロットル一体化空気流量計におけるコントロールユニ
ットの動作を示すフローチャートである。図１３は、本
発明の第２の実施形態によるスロットル一体化空気流量
計におけるコントロールユニットの動作を説明する波形
図である。
【００８２】図１２のステップｓ４０において、コント
ロールユニット６０Ａは、第１センサ部１６１，第２セ
ンサ部１４１Ａ，１４１Ｂを含む第１，第２の空気流量
計の出力信号Ｖin1，Ｖin2，Ｖin3をそれぞれ検出す
る。
【００８３】次に、ステップｓ４２において、コントロ
ールユニット６０Ａは、検出された出力信号Ｖin1，Ｖi
n2，Ｖin3をそれぞれ空気流量Ｑf，Ｑb1，Ｑb2に変換す
る。空気流量Ｑfは、図１３（Ａ）にしめすようになっ
ている。ここで、第１の空気流量計では、下流側の４気
筒，４気筒のそれぞれの干渉により、各気筒では逆流が
生じている場合でも、スロットルの上流では波形が合成
されたようになり検知ができないものである。一方、空
気流量Ｑb1，Ｑb2は、それぞれ、図１３（Ｂ），（Ｃ）
に示すようになる。
【００８４】次に、ステップｓ４４において、コントロ
ールユニット６０Ａは、第１の空気流量計の出力Ｑf
と、一方のバンクの出力Ｑb1との差ｄＱfb1（＝Ｑf−Ｑ
b1）を求める。これによって、他方のバンクの一気筒
（１cylind）の逆流を含む流量が検知できる。
【００８５】さらに、差ｄＱfb1（＝Ｑf−Ｑb1）と、他
方のバンクの出力Ｑb2を比較し、例えば差をとることで
上流側の空気流量計との計測の差（Ｑb2−ｄＱfb1）も
求められる。すなわち、一方のバンクから他方のバンク
に流れる空気流量は、上流の空気流量計では、測定でき
ないものであるが、本実施形態では、差（Ｑb2−ｄＱfb
1）として求めることができる。この差信号を用いてエ
ラー補正することにより、さらに、各気筒に対する分別
信号の精度を向上することができる。
【００８６】特に熱式の空気流量計は多数の演算、マッ
プ等を用いなくとも直接質量流量が図れるという特徴が
ある。このため簡単な演算により、多機能のエンジンで
の気筒に分別した空気流量が得られるという特徴があ
る。よって、自動車のエンジン制御における最適化が図
られエンジンからの排ガスを低減できるといった効果が
ある。
【００８７】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、４気筒以上のエンジンにおいて、各気筒の信号の分
別が可能となる。
【００８８】次に、図１４を用いて、本発明の第３の実
施形態による空気流量計を備えた内燃機関の全体構成に
ついて説明する。図１４は、本発明の第３の実施形態に
よる空気流量計を備えた内燃機関の全体構成を示すシス
テム構成図である。なお、図１と同一符号は同一部分を
示している。
【００８９】吸気ポート１９には、スロットルバルブ１
７と、モータ１８と、第２センサ部１４１からなるスロ
ットル一体化空気流量計２０Ｂが取り付けられている。
第２１センサ部１４１は、スロットルバルブ１７の下流
に配置されている。スロットル一体化空気流量計２０Ｂ
は、コントロールユニット６０Ｂに接続されている。コ
ントロールユニット６０Ｂの内部には、図２に示したよ
うに、センサアクチェータ駆動手段６６と、空気流量補
正手段６７と、エンジンコントロールユニット６５が設
けられている。センサアクチェータ駆動手段６６の中に
は、第２センサ部１４１を駆動する第１センサ駆動回路
６６３と、スロットルバルブ１７を駆動するスロットル
駆動回路６６１が備えられている。スロットル一体化流
量計２０Ｂは、エンジンのシリンダ分岐の直前に配置さ
れている。さらに、スロットルバルブ１７の上流であっ
て、比較的脈動影響の小さいエアクリーナ直後に第２の
センサ部１６１を配置している。コントロールユニット
６０Ｂの内部のセンサアクチェータ駆動手段６６には、
第１センサ部１６１を駆動する第１センサ駆動回路が設
けられている。
【００９０】このように構成することで、各空気流量計
の特徴をより効果的に用いることも可能となる。シリン
ダの直前に配置することで、気筒別の流量の変動影響を
より大きく検出して補正することが可能となる。
【００９１】次に、図１５を用いて、本発明の第４の実
施形態による空気流量計を備えた内燃機関の全体構成に
ついて説明する。図１５は、本発明の第４の実施形態に
よる空気流量計を備えた内燃機関の全体構成を示すシス
テム構成図である。なお、図１と同一符号は同一部分を
示している。
【００９２】本実施形態では、スロットル一体化流量計
２０は、図２に示したスロットルボディに、センサと、
モータ等のアクチュエータのみで構成したものに、セン
サドライブ６６ｂを加えて一体化構成している。この場
合でも、結線の場所が異なるのみで、上述した各実施形
態と同様の効果を得ることができる。また、このよう
に、センサの機能を最低限として実装することで、セン
サの個別の調整を容易に行い得るものとなる。
【００９３】次に、図１６を用いて、本発明の第５の実
施形態による空気流量計を備えた内燃機関の全体構成に
ついて説明する。図１６は、本発明の第５の実施形態に
よる空気流量計を備えた内燃機関の全体構成を示すシス
テム構成図である。なお、図１と同一符号は同一部分を
示している。
【００９４】本実施形態では、エンジンコントローラ６
５を外部に設け、スロットルを制御し、センサの信号に
より空気流量に変換する部分のみを実行するコントロー
ラ６０を、スロットル一体化流量計２０と一体化してい
る。
【００９５】図２に示した構成では、スロットル一体化
流量計２０とコントローラ６０の間は、一般にワイヤー
ハーネス等で接続されるため、ノイズ等の外乱の影響を
受ける恐れがある。それに対して、本実施形態では、ノ
イズ等の外乱に対して強い構成となり、センサのアナロ
グ信号を高速なサンプリングにより精度良く読み取るこ
とが可能となる。また、エンジンコントローラ６５との
やりとりは、デジタル通信手段を用いることで、一度空
気流量に変換した値を正しく再現性良くエンジンコント
ローラ６５に伝達することができる。以上のようにし
て、本実施形態では、ノイズ等を低減し、高精度が計測
が可能となる。
【００９６】次に、図１７を用いて、本発明の第６の実
施形態による空気流量計を備えた内燃機関の全体構成に
ついて説明する。図１７は、本発明の第６の実施形態に
よる空気流量計を備えた内燃機関の全体構成を示すシス
テム構成図である。なお、図１と同一符号は同一部分を
示している。
【００９７】本実施形態では、コントローラ６０を含め
て、スロットル一体化流量計２０と一体化している。こ
のように構成することにより、図２に示した例で必要で
あったセンサとコントローラ６５の間の外部配線（ワイ
ヤーハーネス）を無くすことができる。本実施形態の構
成とすることで、デジタル通信手段を用いた場合のワー
ヤハーネスによる通信遅れや、装置間のノイズ等を低減
することができる。また、全体を一体構成してシールド
することにより、外部に対する電磁ノイズが発生しにく
くなり、外部からの影響も受けにくくなるものである。
また、コントローラを分散せず、一体構成とすること
で、製造コストを低減することができる。また、構成要
素を少なくすることで、不具合が生じた場合でも、吸気
系の主な要素を含むため、部品メーカもサポートしやす
く、品質管理も容易に行える。
【００９８】
【発明の効果】本発明によれば、逆流による誤差を低減
できる。また、本発明によれば、スロットルバルブの開
度変化に対する測定誤差を低減できる。さらに、本発明
によれば、スロットル装置の動作状態の診断を行える。
また、さらに、本発明によれば、気筒別空気流量を検出
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による空気流量計を備
えた内燃機関の全体構成を示すシステム構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による空気流量計の構
成を示すシステム構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による第１の空気流量
計の構成を示す回路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による第２の空気流量
計の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第１の実施形態によるスロットル一体
化空気流量計における空気流量補正手段の構成を示すブ
ロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態によるスロットル一体
化空気流量計における脈動補償手段の動作を示すフロー
チャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態によるスロットル一体
化空気流量計における脈動補償手段の動作を説明する波
形図である。
【図８】本発明の第１の実施形態によるスロットル一体
化空気流量計におけるスロットル開度補償手段の動作の
説明図である。
【図９】本発明の第１の実施形態によるスロットル一体
化空気流量計におけるスロットル診断処理手段の動作を
示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態によるスロットル一
体化空気流量計におけるスロットル診断処理手段の動作
を説明する波形図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態による空気流量計を
備えた内燃機関の全体構成を示すシステム構成図であ
る。
【図１２】本発明の第２の実施形態によるスロットル一
体化空気流量計におけるコントロールユニットの動作を
示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態によるスロットル一
体化空気流量計におけるコントロールユニットの動作を
説明する波形図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態による空気流量計を
備えた内燃機関の全体構成を示すシステム構成図であ
る。
【図１５】本発明の第４の実施形態による空気流量計を
備えた内燃機関の全体構成を示すシステム構成図であ
る。
【図１６】本発明の第５の実施形態による空気流量計を
備えた内燃機関の全体構成を示すシステム構成図であ
る。
【図１７】本発明の第６の実施形態による空気流量計を
備えた内燃機関の全体構成を示すシステム構成図であ
る。
【符号の説明】
１…エンジン １３…燃料噴射弁 １４…第２空気流量計 １６…第１空気流量計 １９…吸気ポート ２０…スロットル一体化流量計 ４０…吸気バルブ用可変バルブ機構 ４１…排気バルブ用可変バルブ機構 ６０…コントロールユニット ６７…空気流量補正手段 １４１…第２センサ部 １４１ａ，１６１ａ…抵抗発熱体 １４１ｂ，１６１ｂ…温度補償抵抗 １４１ｄ，１４１ｅ，１４１ｆ，１４１ｇ…温度検出抵
抗体 １６１…第１センサ部 ６６２，６６３…センサ駆動回路 ６６１…スロットル駆動回路 ６７１…脈動補償手段 ６７２…スロットル開度補償手段 ６７３…スロットル診断処理手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 35/10 Ｆ０２Ｄ 35/00 ３６６Ｅ (72)発明者 星野 雅俊 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 金川 信康 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 3G065 CA00 CA34 CA39 DA05 DA06 DA15 EA07 FA12 GA00 GA05 GA08 GA10 GA16 GA41 GA46 HA06 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 3G084 BA04 BA05 BA14 BA15 BA23 DA04 DA27 DA30 DA33 EA04 EA11 EB12 EC01 EC03 FA08 FA10 FA25 FA26 FA27 FA33 3G301 HA19 JA20 JB01 JB02 JB09 LA03 LB01 LC03 MA11 MA18 NA08 NB13 NC02 ND02 NE01 NE06 PA04Z PA11A PA11B PA11Z PC01Z PC08Z PD01Z PD12Z PE01Z PF03Z

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の吸気通路内に設けられ、吸気通
    路を開閉するスロットルバルブと、 このスロットルバルブの上流の吸気通路内に設けられた
    第１の空気流量検出手段と、 上記スロットルバルブの下流の吸気通路内に設けられた
    第２の空気流量検出手段と、 上記内燃機関の各気筒に基づいた上記第１と第２の空気
    流量検出手段の出力信号より、上記第１の空気流量検出
    手段の空気流量信号の脈動を補正する脈動補償手段とを
    備えたことを特徴とする空気流量計。
  2. 【請求項２】請求項１記載の空気流量計において、 上記脈動補償手段は、上記第１の空気流量検出手段によ
    って検出された空気流量信号Ｑfの応答遅れを補償し
    て、応答補償信号Ｑfdを求め、 この応答補償信号Ｑfdから第２の空気流量検出手段によ
    って検出された空気流量信号Ｑdを差し引いて、偏差信
    号ｄＱfdbを求め、 上記第１の空気流量検出手段によって検出された空気流
    量信号Ｑfから上記偏差信号ｄＱfdbを差し引いて、脈動
    補正された空気流量信号Ｑrefを求めることを特徴とす
    る空気流量計。
  3. 【請求項３】請求項１記載の空気流量計において、さら
    に、 上記スロットルバルブの開度に応じて変化する変流の影
    響を補正するスロットル開度補償手段を備え、 このスロットル開度補償手段によって求められたスロッ
    トル変流補正値に基づいて、上記脈動補償手段によって
    補正された空気流量信号のスロットル変流を補正するこ
    とを特徴とする空気流量計。
  4. 【請求項４】請求項１記載の空気流量計において、 上記スロットルバルブの第１及び第２の空気流量検出手
    段の少なくとも一つ以上が、上記スロットルバルブのボ
    ディに一体化されていることを特徴とする空気流量計。
  5. 【請求項５】請求項１記載の空気流量計において、 上記スロットルバルブの第１及び第２の空気流量検出手
    段は、発熱抵抗体による空気流量検出手段であり、 少なくとも一つ以上が、逆流を検出可能なセンサである
    ことを特徴とする空気流量計。
  6. 【請求項６】請求項１記載の空気流量計において、 上記スロットルバルブの第１及び第２の複数の空気流量
    検出手段のいずれかは、上記スロットルボディに対して
    着脱可能であり、製造時に装着して、特性調整に用いら
    れることを特徴とする空気流量計。
  7. 【請求項７】内燃機関の吸気通路内に設けられ、吸気通
    路を開閉するスロットルバルブと、 このスロットルバルブの上流の吸気通路内に設けられた
    第１の空気流量検出手段と、 上記スロットルバルブの下流の吸気通路内に設けられた
    第２の空気流量検出手段と、 上記スロットルバルブのスロットル開度指令と、この開
    度指令と上記内燃機関の各気筒に基づいた上記第１と第
    ２の空気流量検出手段の出力信号により、上記スロット
    ルバルブの動作診断を行うスロットル診断処理手段を備
    えたことを特徴とする空気流量計。
  8. 【請求項８】請求項７記載の空気流量計において、 上記スロットル診断処理手段は、上記スロットル開度指
    令に対する上記第１の空気流量検出手段によって検出さ
    れた空気流信号Ｑfと、上記第２の空気流量検出手段に
    よって検出された空気流信号Ｑdの偏差信号ｄＱfbが所
    定レベルｓＨ，ｓＬを越える時間幅が所定値より大きい
    ときスロットル異常と判断することを特徴とする空気流
    量計。
  9. 【請求項９】請求項７記載の空気流量計において、 上記スロットルバルブの第１及び第２の空気流量検出手
    段の少なくとも一つ以上が、上記スロットルバルブのボ
    ディに一体化されていることを特徴とする空気流量計。
  10. 【請求項１０】内燃機関の吸気通路内に設けられ、吸気
    通路を開閉するスロットルバルブと、 このスロットルバルブの上流の吸気通路内に設けられた
    第１の空気流量検出手段と、 上記スロットルバルブの下流の吸気通路の分岐部より下
    流の吸気通路内に設けられた第２の空気流量検出手段
    と、 上記記第１と第２の空気流量検出手段の出力信号の差に
    より、１気筒分の空気流量を求める演算手段とを備えた
    ことを特徴とする空気流量計。
JP2001318444A 2001-10-16 2001-10-16 空気流量計 Withdrawn JP2003120406A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001318444A JP2003120406A (ja) 2001-10-16 2001-10-16 空気流量計
EP02022997A EP1302756A3 (en) 2001-10-16 2002-10-15 Air flow meter with reduced error due to backflow
US10/270,497 US6904793B2 (en) 2001-10-16 2002-10-16 Air flow meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001318444A JP2003120406A (ja) 2001-10-16 2001-10-16 空気流量計

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003120406A true JP2003120406A (ja) 2003-04-23

Family

ID=19136145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001318444A Withdrawn JP2003120406A (ja) 2001-10-16 2001-10-16 空気流量計

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6904793B2 (ja)
EP (1) EP1302756A3 (ja)
JP (1) JP2003120406A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6971358B2 (en) 2004-04-22 2005-12-06 Keihin Corporation Intake system for internal combustion engine and method of controlling internal combustion engine
US6973912B1 (en) 2004-09-29 2005-12-13 Keihin Corporation Method of controlling operation of internal combustion engine
EP1666717A3 (en) * 2004-04-22 2009-04-08 Keihin Corporation Intake system for internal combustion engine and method of controlling internal combustion engine
US7523731B2 (en) 2004-09-29 2009-04-28 Keihin Corporation Intake system for internal combustion engine
JP2010223111A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Miura Co Ltd 圧縮機の負荷分析方法およびこれに用いる風速センサの取付構造

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3964347B2 (ja) 2003-04-18 2007-08-22 株式会社ケーヒン 内燃機関の吸気装置
DE102004018676B4 (de) * 2004-04-17 2013-11-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102004026583B3 (de) * 2004-05-28 2005-11-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Optimierung von Kennfeldern
US20060000541A1 (en) * 2004-07-01 2006-01-05 3M Innovative Properties Company Method of masking or protecting a substrate
JP5201187B2 (ja) * 2010-09-30 2013-06-05 株式会社デンソー 空気流量計測装置
FR3017946B1 (fr) 2014-02-27 2017-07-14 Continental Automotive France Procede de determination d'un debit traversant une vanne
KR102150579B1 (ko) * 2014-03-31 2020-09-01 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 열식 질량 유량 측정 방법, 당해 방법을 사용하는 열식 질량 유량계 및 당해 열식 질량 유량계를 사용하는 열식 질량 유량 제어 장치
JP5936744B1 (ja) * 2015-05-15 2016-06-22 三菱電機株式会社 流量測定装置
KR102274101B1 (ko) * 2017-09-18 2021-07-07 현대자동차주식회사 흡기 맥동 보정 방법 및 보정 장치
JP7268533B2 (ja) * 2019-08-23 2023-05-08 トヨタ自動車株式会社 エンジン制御装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4303129A (en) * 1980-02-04 1981-12-01 The Hamby Company Furrow damming implement
JPS5753622A (en) * 1980-09-17 1982-03-30 Nippon Soken Inc Gas flow rate measuring device
JPS5791343A (en) * 1980-11-28 1982-06-07 Mikuni Kogyo Co Ltd Electronically controlled fuel injector for ignition internal combustion engine
EP0313089B1 (en) * 1987-10-23 1996-09-18 Hitachi, Ltd. Hot wire type of air flow meter and internal combustion engine using the same
JPH06288291A (ja) 1993-04-05 1994-10-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の吸入空気量検出装置
JP2855401B2 (ja) 1993-11-18 1999-02-10 株式会社ユニシアジェックス エンジンの吸入空気流量検出装置
EP0695928A3 (en) * 1994-08-02 1996-11-27 Hitachi Ltd Suction air flow meter for an internal combustion engine
JPH08218934A (ja) 1995-02-09 1996-08-27 Mazda Motor Corp エンジンの吸入空気量検出装置
JPH0953482A (ja) 1995-08-18 1997-02-25 Hitachi Ltd スロットルボディ一体形空気流量測定装置
KR970059713A (ko) * 1996-01-17 1997-08-12 가나이 쯔도무 발열 저항체 타입 공기 유속 측정 장치
JP3283800B2 (ja) * 1997-09-11 2002-05-20 株式会社日立製作所 発熱抵抗体式空気流量測定装置
WO2000077376A1 (fr) * 1997-12-17 2000-12-21 Hitachi, Ltd. Dispositif de mesure de debit d'air faisant partie integrante d'un corps a etranglement a commande electronique
JPH11264332A (ja) * 1997-12-17 1999-09-28 Hitachi Ltd 電制スロットルボディ一体型空気流量測定装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6971358B2 (en) 2004-04-22 2005-12-06 Keihin Corporation Intake system for internal combustion engine and method of controlling internal combustion engine
EP1666717A3 (en) * 2004-04-22 2009-04-08 Keihin Corporation Intake system for internal combustion engine and method of controlling internal combustion engine
US6973912B1 (en) 2004-09-29 2005-12-13 Keihin Corporation Method of controlling operation of internal combustion engine
US7523731B2 (en) 2004-09-29 2009-04-28 Keihin Corporation Intake system for internal combustion engine
JP2010223111A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Miura Co Ltd 圧縮機の負荷分析方法およびこれに用いる風速センサの取付構造

Also Published As

Publication number Publication date
US20030070494A1 (en) 2003-04-17
EP1302756A2 (en) 2003-04-16
EP1302756A3 (en) 2003-11-19
US6904793B2 (en) 2005-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003120406A (ja) 空気流量計
US4705001A (en) Device for controlling engine and method thereof
CN100491932C (zh) 发热电阻器式空气流量测定装置及其计测误差校正方法
JP2796432B2 (ja) 熱薄膜式空気重量測定器の測定誤差補正方法
JP5772956B2 (ja) 排気センサの劣化診断装置および劣化診断方法
JPH0733803B2 (ja) 電子燃料噴射エンジンの燃料制御装置
JP5201187B2 (ja) 空気流量計測装置
US4945883A (en) Control device for internal combustion engine
JPS6278449A (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2008002833A (ja) 吸気流量補正装置
JPH0323348A (ja) 熱線式エアフローメータの劣化検出装置
JP2001153702A (ja) 発熱抵抗体式空気流量測定装置の計測誤差補正方法
JPH06265385A (ja) 空気流量測定装置
JP2612386B2 (ja) 過給機付内燃機関の過給圧検出装置
JP2000097101A (ja) 発熱抵抗体式空気流量測定装置を備えたエンジンの制御装置及び発熱抵抗体式空気流量測定装置の計測誤差補正方法
JP2518667B2 (ja) 内燃機関の吸入空気流量計測装置
JPS6344938B2 (ja)
JP2753108B2 (ja) 車両用エンジンの吸気装置
JP2586135B2 (ja) 内燃機関の排ガス再循環量制御装置
JPH10169499A (ja) エンジン制御方法及び装置
JPS63140854A (ja) 排気ガス再循環率検出装置
JP3974209B2 (ja) 測定エラー補正装置
JPH0634590Y2 (ja) 電子燃料噴射エンジンの燃料制御装置
JP2518666B2 (ja) 内燃機関の吸入空気流量計測装置
JP2764868B2 (ja) 内燃エンジンの蒸発燃料制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20031211