JP2510151B2 - エンジン用熱式空気流量測定装置 - Google Patents
エンジン用熱式空気流量測定装置Info
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- JP2510151B2 JP2510151B2 JP60251562A JP25156285A JP2510151B2 JP 2510151 B2 JP2510151 B2 JP 2510151B2 JP 60251562 A JP60251562 A JP 60251562A JP 25156285 A JP25156285 A JP 25156285A JP 2510151 B2 JP2510151 B2 JP 2510151B2
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- heating power
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、エンジンの吸入空気量を電子的に測定
し、上記エンジンの電子的な制御に際して使用されるエ
ンジンの吸気管に対して設定されるエンジン用熱式空気
流量測定装置に関する。
し、上記エンジンの電子的な制御に際して使用されるエ
ンジンの吸気管に対して設定されるエンジン用熱式空気
流量測定装置に関する。
エンジンに対する例えば燃料噴射量を電子的に制御す
る場合、このエンジンの運転状態を常時監視する必要が
ある。このようなエンジンの運転状態の監視手段として
は、エンジンの回転数センサ、冷却水温センサ、スロッ
トル開度センサ等が存在するものであるが、特にエンジ
ンの運転状態に直接的に関係するものとして、吸入空気
流量センサが存在する。
る場合、このエンジンの運転状態を常時監視する必要が
ある。このようなエンジンの運転状態の監視手段として
は、エンジンの回転数センサ、冷却水温センサ、スロッ
トル開度センサ等が存在するものであるが、特にエンジ
ンの運転状態に直接的に関係するものとして、吸入空気
流量センサが存在する。
このような吸入空気流量センサを構成する測定手段と
しては種々のものが存在するものであるが、例えば特開
昭55−98621号公報に示されるように、空気流による放
熱効果を利用した熱式の空気流量測定装置が考えられて
いる。すなわち、吸気管の中に温度によって抵抗値の変
化する抵抗素子によって構成した感温素子を設定し、こ
の感温素子に対して加熱電力を供給制御するようにして
いるものである。この場合、上記感温素子に対しては、
吸気管を流れる空気流が接触しているものであるため、
その放熱効果が空気流量に対応して設定されているもの
であり、したがって、この感温素子の温度を特定される
温度状態に保つために必要となる加熱電力量は、上記吸
気管に流れる空気流量に対応するようになる。すなわ
ち、感温素子に対して供給される加熱電力の状態を監視
することによって、吸気管に流れる空気流量が測定でき
るようになるものであるが、この場合の測定出力は、例
えば電流量等のアナログ値として得られるようになる。
しては種々のものが存在するものであるが、例えば特開
昭55−98621号公報に示されるように、空気流による放
熱効果を利用した熱式の空気流量測定装置が考えられて
いる。すなわち、吸気管の中に温度によって抵抗値の変
化する抵抗素子によって構成した感温素子を設定し、こ
の感温素子に対して加熱電力を供給制御するようにして
いるものである。この場合、上記感温素子に対しては、
吸気管を流れる空気流が接触しているものであるため、
その放熱効果が空気流量に対応して設定されているもの
であり、したがって、この感温素子の温度を特定される
温度状態に保つために必要となる加熱電力量は、上記吸
気管に流れる空気流量に対応するようになる。すなわ
ち、感温素子に対して供給される加熱電力の状態を監視
することによって、吸気管に流れる空気流量が測定でき
るようになるものであるが、この場合の測定出力は、例
えば電流量等のアナログ値として得られるようになる。
しかし、このような吸入空気流量の測定値を使用する
ようなエンジンの制御装置は、通常マイクロコンピュー
タによって構成されるものであり、入力データとしては
ディジタルデータが要求される。したがって、上記のよ
うな測定装置からの測定出力信号は、高精度のA/D変換
回路によってディジタルデータに変換して、マイクロコ
ンピュータによって構成されるエンジン制御装置に対し
て供給されるようになる。
ようなエンジンの制御装置は、通常マイクロコンピュー
タによって構成されるものであり、入力データとしては
ディジタルデータが要求される。したがって、上記のよ
うな測定装置からの測定出力信号は、高精度のA/D変換
回路によってディジタルデータに変換して、マイクロコ
ンピュータによって構成されるエンジン制御装置に対し
て供給されるようになる。
この発明は上記のような点に鑑み、エンジンの吸気管
に流れる空気流量をディジタル的なデータによって表現
されるようにした測定出力が得られるエンジン用熱式空
気流量測定装置を提供しようとするものである。
に流れる空気流量をディジタル的なデータによって表現
されるようにした測定出力が得られるエンジン用熱式空
気流量測定装置を提供しようとするものである。
さらに、この発明のもう一つの目的は、熱式空気流量
測定装置をエンジンに装着した際に、該測定装置にて測
定されることなく、吸気管途中で空気が洩れ込んでエン
ジン本体に流入する空気量と該測定装置で測定された空
気量との間にずれが生じたとしても、そのずれを充分に
補償できうるように構成したエンジン用熱式空気流量測
定装置を提供することにある。
測定装置をエンジンに装着した際に、該測定装置にて測
定されることなく、吸気管途中で空気が洩れ込んでエン
ジン本体に流入する空気量と該測定装置で測定された空
気量との間にずれが生じたとしても、そのずれを充分に
補償できうるように構成したエンジン用熱式空気流量測
定装置を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕 上述の問題点を解決するために、本発明においては、
第７図に示すごとく、 エンジンの吸気管の中に設定された温度抵抗特性の設
定された感温素子と、 特定される周期で発生される通電開始指令となるスタ
ートパルス信号にそれぞれ対応して上記感温素子に対し
て加熱電力を供給する加熱電力供給手段と、 上記加熱電力によって上記感温素子の温度が特定され
る温度状態まで上昇されたことを検出する検出手段と、 この検出手段からの検出信号に基づいて上記加熱電力
供給手段に対して上記加熱電力の供給を遮断制御する遮
断制御手段と、 上記加熱電力供給手段における上記感温素子に対する
電力供給の時間間隔に対応した測定出力信号を発生する
信号発生手段と、 上記信号発生手段にて発生される測定出力信号と空気
流量との関係を、エンジン回転数が低い場合ほど変化が
大きく、しかもエンジン１回転当たりの吸入空気流量が
少ない時ほど変化率が大きくなるように微調整する微調
整手段とを備え、 感温素子はブリッジ回路中の一辺に設定され、このブ
リッジ回路の各中点電位と検出手段を構成するコンパレ
ータとが接続されており、このコンパレータの入力側と
出力側とのいずれか一方に上記微調整手段を構成する抵
抗とコンデンサとからなるRC回路が設定されていること
を特徴とするエンジン用熱式空気流量測定装置としてい
る。
第７図に示すごとく、 エンジンの吸気管の中に設定された温度抵抗特性の設
定された感温素子と、 特定される周期で発生される通電開始指令となるスタ
ートパルス信号にそれぞれ対応して上記感温素子に対し
て加熱電力を供給する加熱電力供給手段と、 上記加熱電力によって上記感温素子の温度が特定され
る温度状態まで上昇されたことを検出する検出手段と、 この検出手段からの検出信号に基づいて上記加熱電力
供給手段に対して上記加熱電力の供給を遮断制御する遮
断制御手段と、 上記加熱電力供給手段における上記感温素子に対する
電力供給の時間間隔に対応した測定出力信号を発生する
信号発生手段と、 上記信号発生手段にて発生される測定出力信号と空気
流量との関係を、エンジン回転数が低い場合ほど変化が
大きく、しかもエンジン１回転当たりの吸入空気流量が
少ない時ほど変化率が大きくなるように微調整する微調
整手段とを備え、 感温素子はブリッジ回路中の一辺に設定され、このブ
リッジ回路の各中点電位と検出手段を構成するコンパレ
ータとが接続されており、このコンパレータの入力側と
出力側とのいずれか一方に上記微調整手段を構成する抵
抗とコンデンサとからなるRC回路が設定されていること
を特徴とするエンジン用熱式空気流量測定装置としてい
る。
上記構成とすることにより、エンジン吸入される空気
流量をディジタルデータとして得ることが可能となり、
さらに上記洩れ込み空気に対する補償が可能となる。
流量をディジタルデータとして得ることが可能となり、
さらに上記洩れ込み空気に対する補償が可能となる。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図に示すのは、エンジンに装着される熱式空気流
量測定装置10の一実施例構成を示すもので、この熱式空
気流量測定装置10は第５図に示すようにエンジン１の吸
気系の一部に設けられる。第５図において、エンジン１
に対して吸気管２が設定されており、この吸気管２の中
には吸入空気流量を調整するスロットル弁３が設定され
ている。熱式空気流量測定装置10はエアクリーナ４とス
ロットル弁３との間に設定されており、エアクリーナ４
を介して吸入された吸入空気の流量に対応したディジタ
ル信号を出力する。そして熱式空気流量測定装置10の出
力はエンジン制御ユニット（ECU）５に入力される。ECU
5には、熱式空気流量測定装置10からの信号の他にエン
ジン１に備えられた各種センサからの信号が入力されて
おり、各信号に応じて各種演算を実行してその演算結果
に応じて例えば燃料噴射弁６に対して駆動指令信号を出
力する。またECU5は熱式空気流量測定装置10に対して、
特定される周期、例えばエンジン回転に同期した周期で
スタートパルス信号を出力する。
量測定装置10の一実施例構成を示すもので、この熱式空
気流量測定装置10は第５図に示すようにエンジン１の吸
気系の一部に設けられる。第５図において、エンジン１
に対して吸気管２が設定されており、この吸気管２の中
には吸入空気流量を調整するスロットル弁３が設定され
ている。熱式空気流量測定装置10はエアクリーナ４とス
ロットル弁３との間に設定されており、エアクリーナ４
を介して吸入された吸入空気の流量に対応したディジタ
ル信号を出力する。そして熱式空気流量測定装置10の出
力はエンジン制御ユニット（ECU）５に入力される。ECU
5には、熱式空気流量測定装置10からの信号の他にエン
ジン１に備えられた各種センサからの信号が入力されて
おり、各信号に応じて各種演算を実行してその演算結果
に応じて例えば燃料噴射弁６に対して駆動指令信号を出
力する。またECU5は熱式空気流量測定装置10に対して、
特定される周期、例えばエンジン回転に同期した周期で
スタートパルス信号を出力する。
第１図において、吸入空気が流れるように設定される
吸気管２の内部に、感温素子12および温度測定素子13が
配置設定されている。この感温素子12および温度測定素
子13は、共に温度に対応した抵抗値の設定される温度−
抵抗特性を有する抵抗素子によって構成されるものであ
り、例えば、白金線によって構成されている。そして、
感温素子12に対しては直列的に固定の抵抗14が接続さ
れ、また温度測定素子13に対しては固定の抵抗15が直列
に接続されているもので、これら感温素子12、温度測定
素子13および抵抗14,15は、ブリッジ回路16を構成する
ようになる。そして、感温素子12と温度測定素子13との
接続点にトランジスタ17からなる開閉素子を介して加熱
電力が供給されるものであり、また感温素子12と抵抗14
との接続点ａおよび温度検出素子13と抵抗15との接続点
ｂがこのブリッジ回路16の出力端子となり、この点ａお
よびｂの電位すなわちブリッジ回路16の各中点電位がRC
回路18を介してコンパレータ19にそれぞれ入力され、コ
ンパレータ19で比較されるようになっている。そして、
このRC回路18は接続点ａおよびｂとコンパレータ19との
間でそれぞれ直列に接続される可変抵抗181,182と、可
変抵抗181とコンパレータ19との間と、可変抵抗182とコ
ンパレータ19との間とを接続して設定されるコンデンサ
183とから構成される。
吸気管２の内部に、感温素子12および温度測定素子13が
配置設定されている。この感温素子12および温度測定素
子13は、共に温度に対応した抵抗値の設定される温度−
抵抗特性を有する抵抗素子によって構成されるものであ
り、例えば、白金線によって構成されている。そして、
感温素子12に対しては直列的に固定の抵抗14が接続さ
れ、また温度測定素子13に対しては固定の抵抗15が直列
に接続されているもので、これら感温素子12、温度測定
素子13および抵抗14,15は、ブリッジ回路16を構成する
ようになる。そして、感温素子12と温度測定素子13との
接続点にトランジスタ17からなる開閉素子を介して加熱
電力が供給されるものであり、また感温素子12と抵抗14
との接続点ａおよび温度検出素子13と抵抗15との接続点
ｂがこのブリッジ回路16の出力端子となり、この点ａお
よびｂの電位すなわちブリッジ回路16の各中点電位がRC
回路18を介してコンパレータ19にそれぞれ入力され、コ
ンパレータ19で比較されるようになっている。そして、
このRC回路18は接続点ａおよびｂとコンパレータ19との
間でそれぞれ直列に接続される可変抵抗181,182と、可
変抵抗181とコンパレータ19との間と、可変抵抗182とコ
ンパレータ19との間とを接続して設定されるコンデンサ
183とから構成される。
すなわち、トランジスタ17がオン状態となった場合に
は、上記ブリッジ回路16に対して加熱電力が供給され、
特に感温素子12が発熱制御されるようになっている。こ
の場合、温度測定素子13は、吸気管11に流れる空気の温
度の対応した抵抗値に設定されているものであり、感温
素子12は加熱電力によって上昇した温度状態に対応した
抵抗値に設定される。したがって、感温素子12の温度が
上記空気温度に対して特定される温度差により設定され
る温度状態以上に上昇したときに、ブリッジ回路16の接
続点a,bの電位状態が逆転する。この電位状態の逆転がR
C回路18を介してコンパレータ19へと伝達されて、コン
パレータ18からの出力信号が立上がるようになる。
は、上記ブリッジ回路16に対して加熱電力が供給され、
特に感温素子12が発熱制御されるようになっている。こ
の場合、温度測定素子13は、吸気管11に流れる空気の温
度の対応した抵抗値に設定されているものであり、感温
素子12は加熱電力によって上昇した温度状態に対応した
抵抗値に設定される。したがって、感温素子12の温度が
上記空気温度に対して特定される温度差により設定され
る温度状態以上に上昇したときに、ブリッジ回路16の接
続点a,bの電位状態が逆転する。この電位状態の逆転がR
C回路18を介してコンパレータ19へと伝達されて、コン
パレータ18からの出力信号が立上がるようになる。
ここで、上記感温素子12は吸気管11の中に設定され、
吸入空気流にさらされる状態となっているものであるた
め、この感温素子12の放熱効果が上記空気流によって制
御され、管温電力が供給されたときの、この感温素子12
の温度上昇速度は上記空気流量に対応する関係となる。
具体的には、空気流量の大きい状態では、加熱電力が供
給されてから、感温素子12の温度が上記特定温度状態以
上に上昇するために多くの時間を必要とするようになる
ものであり、したがって感温素子12が特定温度状態以上
に上昇するに必要な加熱電力の供給時間幅は、吸気管11
に流れる空気流量に比例するようになる。
吸入空気流にさらされる状態となっているものであるた
め、この感温素子12の放熱効果が上記空気流によって制
御され、管温電力が供給されたときの、この感温素子12
の温度上昇速度は上記空気流量に対応する関係となる。
具体的には、空気流量の大きい状態では、加熱電力が供
給されてから、感温素子12の温度が上記特定温度状態以
上に上昇するために多くの時間を必要とするようになる
ものであり、したがって感温素子12が特定温度状態以上
に上昇するに必要な加熱電力の供給時間幅は、吸気管11
に流れる空気流量に比例するようになる。
上記コンパレータ19からの出力信号は、フリップフロ
ップ回路20のリセット端子に対して供給する。このフリ
ップフロップ回路20は、周期的な状態で発生されるECU5
からのスタートパルス信号によってセット制御されるも
のであり、このフリップフロップ回路20のセット状態に
おける出力信号は、バッファ21を介して測定出力信号と
して取出され、ECU5に対して、吸入空気流量測定検出信
号として供給されるようになる。また、上記バッファ21
からの出力信号は上記トランジスタ17のベースに対して
供給されているもので、フリップフロップ回路20のセッ
ト状態のときに、トランジスタ17がオン状態に設定さ
れ、上記感温素子12を含むブリッジ回路に対して加熱電
力が供給設定されるようにする。
ップ回路20のリセット端子に対して供給する。このフリ
ップフロップ回路20は、周期的な状態で発生されるECU5
からのスタートパルス信号によってセット制御されるも
のであり、このフリップフロップ回路20のセット状態に
おける出力信号は、バッファ21を介して測定出力信号と
して取出され、ECU5に対して、吸入空気流量測定検出信
号として供給されるようになる。また、上記バッファ21
からの出力信号は上記トランジスタ17のベースに対して
供給されているもので、フリップフロップ回路20のセッ
ト状態のときに、トランジスタ17がオン状態に設定さ
れ、上記感温素子12を含むブリッジ回路に対して加熱電
力が供給設定されるようにする。
この場合、上記感温素子12に対して供給される加熱電
力は、基準電圧電源22、OPアンプ23、および複数の固定
抵抗によって構成される定電圧制御回路によって、基準
電圧電源22と固定抵抗とで設定される電圧値に対応した
特定電圧状態に保たれるようになっている。
力は、基準電圧電源22、OPアンプ23、および複数の固定
抵抗によって構成される定電圧制御回路によって、基準
電圧電源22と固定抵抗とで設定される電圧値に対応した
特定電圧状態に保たれるようになっている。
上記スタートパルス信号は、例えばこのエンジン１の
回転に同期する状態で発生されるものであり、例えばエ
ンジン１の特定される回転角に対応して発生させる回転
信号に基づいて得られる信号を使用する。
回転に同期する状態で発生されるものであり、例えばエ
ンジン１の特定される回転角に対応して発生させる回転
信号に基づいて得られる信号を使用する。
すなわち、上記のように構成される空気流量測定装置
において、例えばエンジンの回転に同期する状態で第２
図の（Ａ）に示すようなスタートパルス信号が周期的に
発生されたとすると、このスタートパルス信号にそれぞ
れ対応する状態でフリップフロップ回路20が第２図
（Ｂ）に示すようにセット制御される。このフリップフ
ロップ回路20がセットされると、その出力信号によって
トランジスタ17がオン制御され、感温素子12を含むブリ
ッジ回路16に対して、定電圧制御された加熱電力が供給
されるようになる。そして、この加熱電力によって感温
素子12は発熱され、その温度が吸気管11に流れる空気流
量に対応する状態で、第２図の（Ｃ）に示すように上昇
されるようになる。この場合の感温素子12の温度上昇速
度は、前述したように空気流量の小さい状態で速く（実
線）、また空気流量の大きい状態で遅く（破線）なるも
のであり、第２図（Ｃ）の温度上昇角度が変化するよう
になる。
において、例えばエンジンの回転に同期する状態で第２
図の（Ａ）に示すようなスタートパルス信号が周期的に
発生されたとすると、このスタートパルス信号にそれぞ
れ対応する状態でフリップフロップ回路20が第２図
（Ｂ）に示すようにセット制御される。このフリップフ
ロップ回路20がセットされると、その出力信号によって
トランジスタ17がオン制御され、感温素子12を含むブリ
ッジ回路16に対して、定電圧制御された加熱電力が供給
されるようになる。そして、この加熱電力によって感温
素子12は発熱され、その温度が吸気管11に流れる空気流
量に対応する状態で、第２図の（Ｃ）に示すように上昇
されるようになる。この場合の感温素子12の温度上昇速
度は、前述したように空気流量の小さい状態で速く（実
線）、また空気流量の大きい状態で遅く（破線）なるも
のであり、第２図（Ｃ）の温度上昇角度が変化するよう
になる。
このようにして感温素子12の温度が上昇して、その温
度が温度測定素子13で観測される吸気温度に対して特定
される温度幅が設定される状態以上に、上昇すると、コ
ンパレータ19から出力信号がRC回路18により生じる微小
な遅れ時間Td経過後に発生されるようになり、このコン
パレータ19の出力信号によって上記フリップフロップ回
路20がリセットされる。すなわち、第２図（Ｂ）の信号
が立下がり制御され、トランジスタ17がオフ制御され
て、感温素子12に対する加熱電力が遮断制御されるよう
になる。
度が温度測定素子13で観測される吸気温度に対して特定
される温度幅が設定される状態以上に、上昇すると、コ
ンパレータ19から出力信号がRC回路18により生じる微小
な遅れ時間Td経過後に発生されるようになり、このコン
パレータ19の出力信号によって上記フリップフロップ回
路20がリセットされる。すなわち、第２図（Ｂ）の信号
が立下がり制御され、トランジスタ17がオフ制御され
て、感温素子12に対する加熱電力が遮断制御されるよう
になる。
すなわち、フリップフロップ回路20はスタートパルス
信号が発生されてから、感温素子12の温度が特定される
温度状態以上に上昇されて、さらにRC回路18による遅れ
時間Td経過するまでの期間セットされるものであり、そ
のセットされている時間間隔に対応した時間幅を有する
パルス状の出力信号、すなわち、第２図の（Ｂ）に示さ
れるパルス状の出力信号がECU5に対して供給される。
信号が発生されてから、感温素子12の温度が特定される
温度状態以上に上昇されて、さらにRC回路18による遅れ
時間Td経過するまでの期間セットされるものであり、そ
のセットされている時間間隔に対応した時間幅を有する
パルス状の出力信号、すなわち、第２図の（Ｂ）に示さ
れるパルス状の出力信号がECU5に対して供給される。
ところで、この熱式空気流量測定装置10を大量生産し
た場合、通常、吸気管２に対して設定する前にある所定
の空気流量状態で所望の時間幅のパルス状の出力信号が
得られるように製作するのであるが、吸気管２に対して
設定した場合に、この熱式空気流量測定装置10とエンジ
ン１と間の吸気管２の途中の洩れ込み空気が少量である
が発生するため、熱式空気流量測定装置10にて測定され
ることなくエンジン１への吸入される空気流量により、
出力信号から得られる吸入空気流量と実際にエンジン１
に吸入される吸入空気流量との間にずれが生じるように
なり、そしてこのずれは洩れ込み空気が流量に関係なく
一定であるので、低流量状態にある程、全体吸入空気量
に対する洩れ込み空気量の割合が大きくなるものであ
る。
た場合、通常、吸気管２に対して設定する前にある所定
の空気流量状態で所望の時間幅のパルス状の出力信号が
得られるように製作するのであるが、吸気管２に対して
設定した場合に、この熱式空気流量測定装置10とエンジ
ン１と間の吸気管２の途中の洩れ込み空気が少量である
が発生するため、熱式空気流量測定装置10にて測定され
ることなくエンジン１への吸入される空気流量により、
出力信号から得られる吸入空気流量と実際にエンジン１
に吸入される吸入空気流量との間にずれが生じるように
なり、そしてこのずれは洩れ込み空気が流量に関係なく
一定であるので、低流量状態にある程、全体吸入空気量
に対する洩れ込み空気量の割合が大きくなるものであ
る。
しかしながら、上述の熱式空気流量測定装置10からの
パルス状出力信号の時間幅はエンジン１回転当りの吸入
空気流量G/Nおよび回転数Ｎに対して所定の関数関係に
あり、そして上記RC回路18による遅れ時間Tdが上記洩れ
込み空気量を補償するように出力信号の時間幅を微調整
する。この点について以下に述べる。
パルス状出力信号の時間幅はエンジン１回転当りの吸入
空気流量G/Nおよび回転数Ｎに対して所定の関数関係に
あり、そして上記RC回路18による遅れ時間Tdが上記洩れ
込み空気量を補償するように出力信号の時間幅を微調整
する。この点について以下に述べる。
原理的にはコンパレータ19の判定する空気温度に対す
る設定温度差ΔＴが感温素子12の温度変化幅に対して充
分大きいとすると感温素子12まわりのエネルギーバラン
スは （V2/RH）・（Rout/Tin）＝hAΔＴ −（１） となる。ここで、V:感温素子印加電圧 RH:感温素子抵抗値 Tout:加熱時間 Tin:加熱周期 h:伝熱係数 A:感温素子放熱面積 ΔT:感温素子の空気との温度差 である。
る設定温度差ΔＴが感温素子12の温度変化幅に対して充
分大きいとすると感温素子12まわりのエネルギーバラン
スは （V2/RH）・（Rout/Tin）＝hAΔＴ −（１） となる。ここで、V:感温素子印加電圧 RH:感温素子抵抗値 Tout:加熱時間 Tin:加熱周期 h:伝熱係数 A:感温素子放熱面積 ΔT:感温素子の空気との温度差 である。
また Tin∝1/N − （３） Ｖ＝const − （４） であり、ここでα、β：定数、G:単位時間当りの吸入空
気流量、N:エンジン回転数である。
気流量、N:エンジン回転数である。
上記各式を整理すると、 となり、つまり出力信号の時間幅Toutはエンジン１回転
当りの吸入空気流量G/Nと回転数Ｎとの関数であること
が（５）式から解かる。なおＫは定数である。
当りの吸入空気流量G/Nと回転数Ｎとの関数であること
が（５）式から解かる。なおＫは定数である。
そして第３図は上記（５）式の関係に基づいて、出力
信号の時間幅Toutに対する各回転数毎のエンジン１回転
当りの吸入空気流量G/Nの変化を示しており、さらにRC
回路18の時定数を変えることで出力信号の時間幅Toutが
変化して、求められるエンジン１回転当りの吸入空気流
量が変化することが示されている。なお、実線はRC回路
18の時定数を20μｓに、また破線は時定数を200μｓに
設定したときのものである。また第４図はRC回路18の時
定数20μｓに設定した場合から時定数を200μｓに設定
した場合に（５）式に基づいて求められるエンジン１回
転当りの吸入空気流量G/Nの特性変化率を示すものであ
る。
信号の時間幅Toutに対する各回転数毎のエンジン１回転
当りの吸入空気流量G/Nの変化を示しており、さらにRC
回路18の時定数を変えることで出力信号の時間幅Toutが
変化して、求められるエンジン１回転当りの吸入空気流
量が変化することが示されている。なお、実線はRC回路
18の時定数を20μｓに、また破線は時定数を200μｓに
設定したときのものである。また第４図はRC回路18の時
定数20μｓに設定した場合から時定数を200μｓに設定
した場合に（５）式に基づいて求められるエンジン１回
転当りの吸入空気流量G/Nの特性変化率を示すものであ
る。
第３図、第４図によれば、エンジン回転数が低い場合
ほど変化率が大きく、さらにエンジン１回転当りの吸入
空気流量が少ない時ほど変化率が大きい。つまり、一定
時間当りの吸入空気量が少ない時ほど遅れ時間Tdによる
吸入空気流量と出力信号の時間幅との関係の変化率が大
きくなることを示しており、この特性を利用することで
上記洩れ込み空気量により測定空気流量と実際の吸入空
気流量とのずれを充分補償し得ることが解かる。
ほど変化率が大きく、さらにエンジン１回転当りの吸入
空気流量が少ない時ほど変化率が大きい。つまり、一定
時間当りの吸入空気量が少ない時ほど遅れ時間Tdによる
吸入空気流量と出力信号の時間幅との関係の変化率が大
きくなることを示しており、この特性を利用することで
上記洩れ込み空気量により測定空気流量と実際の吸入空
気流量とのずれを充分補償し得ることが解かる。
従って、上記構成の熱式空気流量測定装置10を吸気管
２に対して設定して、上記洩れ込み空気量に対応した遅
れ時間Tdが出力信号の時間幅Toutに対して設定されるよ
うに遅れ時間Tdに対応して選定された時定数を有するRC
回路18を設定することで、上記洩れ込み空気量を補償す
るように出力信号の時間幅と一回転当りの吸入空気流量
との関係を微調整することが可能となる。ところで、RC
回路18の時定数は洩れ込み空気量によって決まるもので
あるが、洩れ込み空気量は熱式空気流量測定装置10で測
定される空気流量より少なく、本発明者が確認したとこ
ろによれば時定数は20μｓ〜300μｓの間で設定するこ
とが好ましい。
２に対して設定して、上記洩れ込み空気量に対応した遅
れ時間Tdが出力信号の時間幅Toutに対して設定されるよ
うに遅れ時間Tdに対応して選定された時定数を有するRC
回路18を設定することで、上記洩れ込み空気量を補償す
るように出力信号の時間幅と一回転当りの吸入空気流量
との関係を微調整することが可能となる。ところで、RC
回路18の時定数は洩れ込み空気量によって決まるもので
あるが、洩れ込み空気量は熱式空気流量測定装置10で測
定される空気流量より少なく、本発明者が確認したとこ
ろによれば時定数は20μｓ〜300μｓの間で設定するこ
とが好ましい。
以上のことから、上述の熱式空気流量測定装置10にお
けるフリップフロップ回路20のセットされている時間間
隔は吸気管２の途中から洩れ込んだ空気量も考慮したエ
ンジン１に吸入される空気流量に対応するようになる。
けるフリップフロップ回路20のセットされている時間間
隔は吸気管２の途中から洩れ込んだ空気量も考慮したエ
ンジン１に吸入される空気流量に対応するようになる。
したがって、このフリップフロップ回路20のセット状
態における時間幅を表現したパルス状の出力信号は、こ
の空気流量測定装置の測定出力信号として使用されるよ
うになるものであり、この信号がECU5に対して供給さ
れ、上記パルス状出力信号で表現されるパルス時間幅デ
ータが、吸入空気流量検出信号として取り込まれるよう
になるものである。
態における時間幅を表現したパルス状の出力信号は、こ
の空気流量測定装置の測定出力信号として使用されるよ
うになるものであり、この信号がECU5に対して供給さ
れ、上記パルス状出力信号で表現されるパルス時間幅デ
ータが、吸入空気流量検出信号として取り込まれるよう
になるものである。
このパルス状の出力信号のパルス時間幅は、例えばシ
ステムクロック信号等によって計数することによってデ
ィジタルデータとしてそのまま使用されるものであり、
ECU5において効果的に使用されるようになる。
ステムクロック信号等によって計数することによってデ
ィジタルデータとしてそのまま使用されるものであり、
ECU5において効果的に使用されるようになる。
なお上記実施例において、RC回路18に可変抵抗181,18
2を設定したのは、吸気管２の途中からの洩れ込み空気
量が経時変化により初期の特性から変化した場合に再
度、微調整を可能とするためである。なお、初期の洩れ
込み空気量の微調整する場合は上記可変抵抗181,182を
固定抵抗としてもかまわない。
2を設定したのは、吸気管２の途中からの洩れ込み空気
量が経時変化により初期の特性から変化した場合に再
度、微調整を可能とするためである。なお、初期の洩れ
込み空気量の微調整する場合は上記可変抵抗181,182を
固定抵抗としてもかまわない。
また上記構成は感温素子12自体の温度−抵抗特性のバ
ラツキも補償することも可能であり、例えばバックファ
イア発生により感温素子12の温度−抵抗特性の変化した
場合も、可変抵抗181,182の抵抗値を調整してRC回路18
の時定数を変えることで補償することも可能である。
ラツキも補償することも可能であり、例えばバックファ
イア発生により感温素子12の温度−抵抗特性の変化した
場合も、可変抵抗181,182の抵抗値を調整してRC回路18
の時定数を変えることで補償することも可能である。
第６図に示すのは本発明の他の実施例構成であって、
可変抵抗184、コンデンサ185からなるRC回路18′をコン
パレータ19の出力側にて設定しても、コンパレータ19か
らの出力信号をRC回路18′により微小な遅れ時間Tdを設
定してフリップフロップ回路20のリセット端子に入力さ
せることで、上記実施例と同様な効果が得られる。そし
て本構成によれば、上記実施例に比べて可変抵抗が１個
少なくて済み、また可変抵抗が１個だけなので調整も簡
単になるという若干の効果を有する。
可変抵抗184、コンデンサ185からなるRC回路18′をコン
パレータ19の出力側にて設定しても、コンパレータ19か
らの出力信号をRC回路18′により微小な遅れ時間Tdを設
定してフリップフロップ回路20のリセット端子に入力さ
せることで、上記実施例と同様な効果が得られる。そし
て本構成によれば、上記実施例に比べて可変抵抗が１個
少なくて済み、また可変抵抗が１個だけなので調整も簡
単になるという若干の効果を有する。
以上、述べたようにこの発明によれば、 エンジンの吸気管の中に設定された温度抵抗特性の設
定された感温素子と、 特定される周期で発生される通電開始指令となるスタ
ートパルス信号にそれぞれ対応して上記感温素子に対し
て加熱電力を供給する加熱電力供給手段と、 上記加熱電力によって上記感温素子の温度が特定され
る温度状態まで上昇されたことを検出する検出手段と、 この検出手段からの検出信号に基づいて上記加熱電力
供給手段に対して上記加熱電力の供給を遮断制御する遮
断制御手段と、 上記加熱電力供給手段における上記感温素子に対する
電力供給の時間間隔に対応した測定出力信号を発生する
信号発生手段と、 上記信号発生手段にて発生される測定出力信号と空気
流量との関係を、エンジン回転数が低い場合ほど変化が
大きく、しかもエンジン１回転当たりの吸入空気流量が
少ない時ほど変化率が大きくなるように微調整する微調
整手段とを備え、 感温素子はブリッジ回路中の一辺に設定され、このブ
リッジ回路の各中点電位と検出手段を構成するコンパレ
ータとが接続されており、このコンパレータの入力側と
出力側とのいずれか一方に上記微調整手段を構成する抵
抗とコンデンサとからなるRC回路が設定されていること
を特徴とするエンジン用熱式空気流量測定装置としたこ
とから、 エンジンの吸気管を流れる空気流量を感温素子に対す
る加熱電力の供給時間幅というディジタル的なデータで
表現された測定出力信号で得られるので、高精度のA/D
変換処理を施すことなく、マイクロコンピュータで構成
されるエンジンの制御ユニットにおいて効果的に利用で
きるようになり、 また、エンジンの吸気管の途中からの洩れ込み空気が
あって、実際にエンジンに吸入される空気流量と測定に
よる空気流量との間にずれが生じたとしても、上記微調
整手段により洩れ込み空気量によるずれを補償するよう
に測定出力と空気流量との関係の微調整が可能であるの
で、充分な測定精度が保証できるという優れた効果があ
る。
定された感温素子と、 特定される周期で発生される通電開始指令となるスタ
ートパルス信号にそれぞれ対応して上記感温素子に対し
て加熱電力を供給する加熱電力供給手段と、 上記加熱電力によって上記感温素子の温度が特定され
る温度状態まで上昇されたことを検出する検出手段と、 この検出手段からの検出信号に基づいて上記加熱電力
供給手段に対して上記加熱電力の供給を遮断制御する遮
断制御手段と、 上記加熱電力供給手段における上記感温素子に対する
電力供給の時間間隔に対応した測定出力信号を発生する
信号発生手段と、 上記信号発生手段にて発生される測定出力信号と空気
流量との関係を、エンジン回転数が低い場合ほど変化が
大きく、しかもエンジン１回転当たりの吸入空気流量が
少ない時ほど変化率が大きくなるように微調整する微調
整手段とを備え、 感温素子はブリッジ回路中の一辺に設定され、このブ
リッジ回路の各中点電位と検出手段を構成するコンパレ
ータとが接続されており、このコンパレータの入力側と
出力側とのいずれか一方に上記微調整手段を構成する抵
抗とコンデンサとからなるRC回路が設定されていること
を特徴とするエンジン用熱式空気流量測定装置としたこ
とから、 エンジンの吸気管を流れる空気流量を感温素子に対す
る加熱電力の供給時間幅というディジタル的なデータで
表現された測定出力信号で得られるので、高精度のA/D
変換処理を施すことなく、マイクロコンピュータで構成
されるエンジンの制御ユニットにおいて効果的に利用で
きるようになり、 また、エンジンの吸気管の途中からの洩れ込み空気が
あって、実際にエンジンに吸入される空気流量と測定に
よる空気流量との間にずれが生じたとしても、上記微調
整手段により洩れ込み空気量によるずれを補償するよう
に測定出力と空気流量との関係の微調整が可能であるの
で、充分な測定精度が保証できるという優れた効果があ
る。
また、前記微調整手段を利用して市場でのエンジンの
アイドル空燃比調整にもちいることができるという優れ
た効果もある。
アイドル空燃比調整にもちいることができるという優れ
た効果もある。
さらに感温素子自体の特性バラツキに対しても微調整
手段によりそのバラツキを補償することもできるという
効果もある。
手段によりそのバラツキを補償することもできるという
効果もある。
第１図はこの発明の一実施例に係るエンジン用熱式空気
流量測定装置の構成を示す回路構成図、第２図は上記測
定装置の測定動作状態を示す信号波形図、第３図は第１
図構成において時定数の異なるRC回路を設定した場合の
出力信号Toutに対するエンジン１回転当りの吸入空気量
G/Nの算出データの違いを示すグラフ、第４図は第３図
の特性の変化率を示すグラフ、第５図は本発明のエンジ
ン用熱式空気流量測定装置を有するエンジンの模式的な
構成図、第６図は本発明の他の実施例を示す回路構成
図、第７図は本発明の概略的な構成を示すブロック図で
ある。 １……エンジン,2……吸気管,5……ECU,12……感温素
子,13……温度測定素子,17……トランジスタ（開閉素
子）,18,18′……RC回路,19……コンパレータ,20……フ
リップフロップ回路,181,182,184……可変抵抗,183,185
……コンデンサ。
流量測定装置の構成を示す回路構成図、第２図は上記測
定装置の測定動作状態を示す信号波形図、第３図は第１
図構成において時定数の異なるRC回路を設定した場合の
出力信号Toutに対するエンジン１回転当りの吸入空気量
G/Nの算出データの違いを示すグラフ、第４図は第３図
の特性の変化率を示すグラフ、第５図は本発明のエンジ
ン用熱式空気流量測定装置を有するエンジンの模式的な
構成図、第６図は本発明の他の実施例を示す回路構成
図、第７図は本発明の概略的な構成を示すブロック図で
ある。 １……エンジン,2……吸気管,5……ECU,12……感温素
子,13……温度測定素子,17……トランジスタ（開閉素
子）,18,18′……RC回路,19……コンパレータ,20……フ
リップフロップ回路,181,182,184……可変抵抗,183,185
……コンデンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 進 刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電装株 式会社内 (72)発明者 佐藤 善久 刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電装株 式会社内 (72)発明者 青木 啓二 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 中富 隆喜 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】エンジンの吸気管の中に設定された温度抵
抗特性の設定された感温素子と、 特定される周期で発生される通電開始指令となるスター
トパルス信号にそれぞれ対応して上記感温素子に対して
加熱電力を供給する加熱電力供給手段と、 上記加熱電力によって上記感温素子の温度が特定される
温度状態まで上昇されたことを検出する検出手段と、 この検出手段からの検出信号に基づいて上記加熱電力供
給手段に対して上記加熱電力の供給を遮断制御する遮断
制御手段と、 上記加熱電力供給手段における上記感温素子に対する電
力供給の時間間隔に対応した測定出力信号を発生する信
号発生手段と、 上記信号発生手段にて発生される測定出力信号と空気流
量との関係を、エンジン回転数が低い場合ほど変化が大
きく、しかもエンジン１回転当たりの吸入空気流量が少
ない時ほど変化率が大きくなるように微調整する微調整
手段とを備え、 上記感温素子はブリッジ回路中の一辺に設定され、この
ブリッジ回路の各中点電位と上記検出手段を構成するコ
ンパレータとが接続されており、このコンパレータの入
力側と出力側とのいずれか一方に上記微調整手段を構成
する抵抗とコンデンサとからなるRC回路が設定されてい
ることを特徴とするエンジン用熱式空気流量測定装置。 - 【請求項２】上記RC回路の抵抗は可変抵抗であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のエンジン用熱式
空気流量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60251562A JP2510151B2 (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | エンジン用熱式空気流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60251562A JP2510151B2 (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | エンジン用熱式空気流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62110123A JPS62110123A (ja) | 1987-05-21 |
| JP2510151B2 true JP2510151B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=17224661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60251562A Expired - Lifetime JP2510151B2 (ja) | 1985-11-08 | 1985-11-08 | エンジン用熱式空気流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510151B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6413419A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-18 | Shimadzu Corp | Flow rate sensor |
| US4966033A (en) * | 1988-06-15 | 1990-10-30 | Hitachi, Ltd. | Air flow metering apparatus for internal combustion engines |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57153218A (en) * | 1981-02-21 | 1982-09-21 | Bosch Gmbh Robert | Air volume measuring apparatus for internal combustion engine |
| JPS60187817A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-25 | Nippon Denso Co Ltd | 内燃機関の制御に用いられる空気流量検出装置 |
-
1985
- 1985-11-08 JP JP60251562A patent/JP2510151B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57153218A (en) * | 1981-02-21 | 1982-09-21 | Bosch Gmbh Robert | Air volume measuring apparatus for internal combustion engine |
| JPS60187817A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-25 | Nippon Denso Co Ltd | 内燃機関の制御に用いられる空気流量検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62110123A (ja) | 1987-05-21 |
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