JP2796432B2 - 熱薄膜式空気重量測定器の測定誤差補正方法 - Google Patents
熱薄膜式空気重量測定器の測定誤差補正方法Info
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- JP2796432B2 JP2796432B2 JP2510490A JP51049090A JP2796432B2 JP 2796432 B2 JP2796432 B2 JP 2796432B2 JP 2510490 A JP2510490 A JP 2510490A JP 51049090 A JP51049090 A JP 51049090A JP 2796432 B2 JP2796432 B2 JP 2796432B2
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- G01—MEASURING; TESTING
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- 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
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 従来の技術 本発明は、逆流により発生する熱薄膜式空気重量測定
器の測定誤差補正方法に関する。
器の測定誤差補正方法に関する。
熱薄膜式空気重量測定器を用いて内燃機関に吸入され
る空気重量を検出することができる。この測定器は、測
定すべき空気流に配置されそれにより冷却される発熱素
子を有する。特に、発熱素子を電気ブリッジ回路の一部
として用い素子に流れる電流により吸気温度以上の一定
温度に保持することが可能である。その原理により加熱
必要電流がエンジンに吸入された空気重量を表す値にな
っている。内燃機関のある運転領域において発生し得る
吸入空気の脈動により測定結果に誤差が発生する。これ
は、特にいわゆる逆流が生じるときに発生する。という
のは、熱薄膜式空気重量測定器は流れの方向を識別でき
ないからである。
る空気重量を検出することができる。この測定器は、測
定すべき空気流に配置されそれにより冷却される発熱素
子を有する。特に、発熱素子を電気ブリッジ回路の一部
として用い素子に流れる電流により吸気温度以上の一定
温度に保持することが可能である。その原理により加熱
必要電流がエンジンに吸入された空気重量を表す値にな
っている。内燃機関のある運転領域において発生し得る
吸入空気の脈動により測定結果に誤差が発生する。これ
は、特にいわゆる逆流が生じるときに発生する。という
のは、熱薄膜式空気重量測定器は流れの方向を識別でき
ないからである。
熱薄膜式空気重量測定器に処理回路を設け、プログラ
ム処理で逆流を識別することが知られている。このため
には、コンピュータの性能を大きくしなければならな
い。逆流の検出は信号波形を評価することにより識別さ
れる。
ム処理で逆流を識別することが知られている。このため
には、コンピュータの性能を大きくしなければならな
い。逆流の検出は信号波形を評価することにより識別さ
れる。
更に、逆流が発生したとき熱薄膜式空気重量測定器の
出力信号を補正値で補正することが知られている。しか
し、ある運転領域では極めて不正確な結果しか得られな
い。
出力信号を補正値で補正することが知られている。しか
し、ある運転領域では極めて不正確な結果しか得られな
い。
発明の利点 主請求の範囲に記載された本発明の方法では、逆流が
発生しても空気重量の検出精度、従って内燃機関の負荷
の値の精度を高められるという利点が得られる。そのた
めに比較的複雑でコンピュータ容量を必要とする信号波
形の評価は必要でない。熱薄膜式空気重量測定器で検出
された空気重量が第１の値として求められ、独立して動
作する他の空気量検出法により検出された第２の値と比
較される。それぞれそのときの運転領域に従って一方あ
るいは他方のいずれかの値が空気重量を定める有効量と
して用いられる。
発生しても空気重量の検出精度、従って内燃機関の負荷
の値の精度を高められるという利点が得られる。そのた
めに比較的複雑でコンピュータ容量を必要とする信号波
形の評価は必要でない。熱薄膜式空気重量測定器で検出
された空気重量が第１の値として求められ、独立して動
作する他の空気量検出法により検出された第２の値と比
較される。それぞれそのときの運転領域に従って一方あ
るいは他方のいずれかの値が空気重量を定める有効量と
して用いられる。
好ましくは、噴射装置を備えた内燃機関で理論的な燃
焼が行なわれる場合燃料を供給する噴射弁の噴射時間に
比例する内燃機関の行程当りの空気重量が求められる。
それぞれ存在する状況に個々に適合させることができる
ようにするために、本発明によれば、少なくとも逆流の
ない運転領域において第１の値と第２の値を比較するこ
とにより補正信号が求められ逆流のある運転領域での第
２の値の補正に用いられる。
焼が行なわれる場合燃料を供給する噴射弁の噴射時間に
比例する内燃機関の行程当りの空気重量が求められる。
それぞれ存在する状況に個々に適合させることができる
ようにするために、本発明によれば、少なくとも逆流の
ない運転領域において第１の値と第２の値を比較するこ
とにより補正信号が求められ逆流のある運転領域での第
２の値の補正に用いられる。
従って、本発明の考え方は、所定の運転領域では熱薄
膜式空気重量測定器によって検出される値を用い、熱薄
膜式空気重量測定器で検出された値に誤差がある他の運
転領域では他の空気量検出法に基づいて求められた他の
値で動作されることにある。その場合、上記空気量検出
法で発生する誤差は適応処理により補正される。適応処
理を可能にする補正信号は逆流のない運転領域において
行なわれる第１と第２の値の比較により得られる。
膜式空気重量測定器によって検出される値を用い、熱薄
膜式空気重量測定器で検出された値に誤差がある他の運
転領域では他の空気量検出法に基づいて求められた他の
値で動作されることにある。その場合、上記空気量検出
法で発生する誤差は適応処理により補正される。適応処
理を可能にする補正信号は逆流のない運転領域において
行なわれる第１と第２の値の比較により得られる。
従って、本発明は、所定の運転領域では逆流が発生し
ないので熱薄膜式空気重量測定器は正しいデータを供給
するという認識に立脚している。これにより第２の空気
量検出法により求められた結果に対する基盤、すなわち
キャリブレーション値が得られる。従って、逆流により
熱薄膜式空気重量測定器によって誤差のある結果が出力
される領域では、本発明の適応処理により他の原理によ
って動作する空気量検出法において極めて高い精度を得
ることができる。
ないので熱薄膜式空気重量測定器は正しいデータを供給
するという認識に立脚している。これにより第２の空気
量検出法により求められた結果に対する基盤、すなわち
キャリブレーション値が得られる。従って、逆流により
熱薄膜式空気重量測定器によって誤差のある結果が出力
される領域では、本発明の適応処理により他の原理によ
って動作する空気量検出法において極めて高い精度を得
ることができる。
本発明の実施例によれば、補正信号は高度補正信号で
ある。第２の空気量検出法の測定結果は高度に関係する
ので、測定誤差を回避するために補正を行なわなければ
ならない。この高度補正により求めた空気量から空気重
量が得られる。
ある。第２の空気量検出法の測定結果は高度に関係する
ので、測定誤差を回避するために補正を行なわなければ
ならない。この高度補正により求めた空気量から空気重
量が得られる。
好ましくは、第２の空気量検出法において絞り弁角度
と内燃機関の回転数が用いられ、第２の値を求めるため
にマップ及び／あるいはアルゴリズム処理が行なわれ
る。
と内燃機関の回転数が用いられ、第２の値を求めるため
にマップ及び／あるいはアルゴリズム処理が行なわれ
る。
好ましくは、熱薄膜式空気重量測定器の測定値はアイ
ドリング時、絞り弁角度が小さいとき及び回転数が高い
ときに有効量として用いられる。ここで用いられる運転
領域により熱薄膜式空気重量測定器の誤差のない測定結
果が保証される。
ドリング時、絞り弁角度が小さいとき及び回転数が高い
ときに有効量として用いられる。ここで用いられる運転
領域により熱薄膜式空気重量測定器の誤差のない測定結
果が保証される。
上述した回転数が高いことに関して、約3000回転／分
以上の回転数に対しては逆流は発生しないということが
できる。この限界回転数はそれぞれの吸気管の形状に関
係している。3000回転／分以下の回転数での吸気管圧力
は、絞り弁角度が比較的小さい場合絞り弁が更に開放し
ても増大せず、更にその限界角度は回転数の関数になっ
ているので、この比較的複雑な関係は特性曲線（限界特
性曲線）により記述される。これは、好ましくは全負
荷、すなわち最大吸気管圧力の95％の限界角度となるよ
うにされる。
以上の回転数に対しては逆流は発生しないということが
できる。この限界回転数はそれぞれの吸気管の形状に関
係している。3000回転／分以下の回転数での吸気管圧力
は、絞り弁角度が比較的小さい場合絞り弁が更に開放し
ても増大せず、更にその限界角度は回転数の関数になっ
ているので、この比較的複雑な関係は特性曲線（限界特
性曲線）により記述される。これは、好ましくは全負
荷、すなわち最大吸気管圧力の95％の限界角度となるよ
うにされる。
そのときの瞬時絞り弁角度が、そのときの瞬時回転数
に対してマップ値から得られないしアルゴリズムを介し
て計算される限界角度より小さい場合には、逆流が発生
し得ない内燃機関の運転領域が存在する。従って、この
運転領域では熱薄膜式空気重量測定器の測定値が有効量
として用いられる。しかし、絞り弁角度が大きく内燃機
関が上述した限界回転数以下の回転数領域にある場合に
は、逆流のあり得る全負荷領域に位置する。本発明で
は、この領域では熱薄膜式空気重量測定器の値は有効量
として用いられず、上述した適応処理を考慮した第２の
空気量検出法の測定値が有効量として用いられる。
に対してマップ値から得られないしアルゴリズムを介し
て計算される限界角度より小さい場合には、逆流が発生
し得ない内燃機関の運転領域が存在する。従って、この
運転領域では熱薄膜式空気重量測定器の測定値が有効量
として用いられる。しかし、絞り弁角度が大きく内燃機
関が上述した限界回転数以下の回転数領域にある場合に
は、逆流のあり得る全負荷領域に位置する。本発明で
は、この領域では熱薄膜式空気重量測定器の値は有効量
として用いられず、上述した適応処理を考慮した第２の
空気量検出法の測定値が有効量として用いられる。
要約すると、熱薄膜式空気重量測定器の測定値は絞り
弁角度と回転数の線図の限界特性曲線以下の動作点にお
いて有効量として用いられる。その場合、限界特性曲線
は好ましくは上方負荷領域、特に全負荷の60％から95％
の領域に位置する。更に熱薄膜式空気重量測定器の測定
値は好ましくは3000回転／分の限界回転数以上の回転数
において用いられる。
弁角度と回転数の線図の限界特性曲線以下の動作点にお
いて有効量として用いられる。その場合、限界特性曲線
は好ましくは上方負荷領域、特に全負荷の60％から95％
の領域に位置する。更に熱薄膜式空気重量測定器の測定
値は好ましくは3000回転／分の限界回転数以上の回転数
において用いられる。
絞り弁角度が極めて小さいとき僅かの変化が吸気管で
の体積流に大きな変化をもたらすので、この運転領域は
補正信号の形成、従って適応処理には不適である。従っ
て好ましくは、この領域では適応処理は実施されない。
の体積流に大きな変化をもたらすので、この運転領域は
補正信号の形成、従って適応処理には不適である。従っ
て好ましくは、この領域では適応処理は実施されない。
内燃機関のアイドリング調節がバイパスアクチュエー
タにより行なわれる場合には、第２の値は、絞り弁角度
によって検出されないアイドリング空気重量部分だけ補
正される。これによってのみ誤差のない結果が得られ
る。
タにより行なわれる場合には、第２の値は、絞り弁角度
によって検出されないアイドリング空気重量部分だけ補
正される。これによってのみ誤差のない結果が得られ
る。
補正信号を形成するために、異る空気量検出法により
求められた２つの値の差が積分器に入力され、その積分
器の出力値が乗算点に第１の入力量として供給される。
その場合その第２の入力量は第２の空気量検出法によっ
て求められた第２の値となる。２つの値に差がある場合
には、積分器はそれに対応して「積分値を増減する」。
差が「０」であると、積分器は「停止する」。
求められた２つの値の差が積分器に入力され、その積分
器の出力値が乗算点に第１の入力量として供給される。
その場合その第２の入力量は第２の空気量検出法によっ
て求められた第２の値となる。２つの値に差がある場合
には、積分器はそれに対応して「積分値を増減する」。
差が「０」であると、積分器は「停止する」。
本発明の実施例では、補正された第２の値から動的な
過渡補償量が形成され有効量に重畳される。この過渡補
償は、動的な燃料増減量により燃料移送時発生する時間
遅延を補償する機能を有する。この時間遅延は、吸気管
に噴射された燃料量が直接内燃機関の対応するシリンダ
に達せず、とりあえず吸気管壁面にほぼ「付着したまま
になる」ことによって発生する。以下の内燃機関の動作
サイクルにおいて始めて（内燃機関のそのときの動作点
に対応して）正しい燃料量がシリンダに得られる。過渡
特性時発生する不足量ないし過剰量は動的な過渡補償に
より補償される。
過渡補償量が形成され有効量に重畳される。この過渡補
償は、動的な燃料増減量により燃料移送時発生する時間
遅延を補償する機能を有する。この時間遅延は、吸気管
に噴射された燃料量が直接内燃機関の対応するシリンダ
に達せず、とりあえず吸気管壁面にほぼ「付着したまま
になる」ことによって発生する。以下の内燃機関の動作
サイクルにおいて始めて（内燃機関のそのときの動作点
に対応して）正しい燃料量がシリンダに得られる。過渡
特性時発生する不足量ないし過剰量は動的な過渡補償に
より補償される。
図面 以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第１図は、本発明方法の回路装置を示すブロック回路
図であり、 第２図は、内燃機関の吸気管内に存在する空気流の時
間的な特性を示す線図であり、 第３図は、脈動が大きく逆流を有する空気流の第２図
に対応する線図であり、 第４図は、95％全負荷の限界特性曲線を有する絞り弁
角度と回転数の線図であり、 第５図は、アイドリング用バイパス路を有する吸気管
の概略図であり、 第６図は、内燃機関のシリンダのシリンダヘッド領域
を示す概略図である。
図であり、 第２図は、内燃機関の吸気管内に存在する空気流の時
間的な特性を示す線図であり、 第３図は、脈動が大きく逆流を有する空気流の第２図
に対応する線図であり、 第４図は、95％全負荷の限界特性曲線を有する絞り弁
角度と回転数の線図であり、 第５図は、アイドリング用バイパス路を有する吸気管
の概略図であり、 第６図は、内燃機関のシリンダのシリンダヘッド領域
を示す概略図である。
第１図によれば、不図示の熱薄膜式空気重量測定器に
よって検出された単位時間当りの空気重量HMFが乗算
点１に供給され、この乗算点には他の入力信号として内
燃機関の吸気周期の周期長さTDが入力される。行程当り
の所定の燃料量に対応する熱薄膜式空気重量測定器によ
って検出された噴射時間TL HFMが乗算点１の出力２に得
られる。理論的な燃焼を前提にすると、噴射時間TL HFM
は行程当りの空気重量に比例する。噴射時間TL HFMは減
算点３に供給され、この減算点にはさらにアイドリング
用噴射時間TL LLも供給される。このアイドリング用噴
射時間TL LLは、絞り弁に対して平行に配置されたアイ
ドリング調節用のバイパス路において得られる行程当り
の所定の空気量に相当する（第５図を参照）。
よって検出された単位時間当りの空気重量HMFが乗算
点１に供給され、この乗算点には他の入力信号として内
燃機関の吸気周期の周期長さTDが入力される。行程当り
の所定の燃料量に対応する熱薄膜式空気重量測定器によ
って検出された噴射時間TL HFMが乗算点１の出力２に得
られる。理論的な燃焼を前提にすると、噴射時間TL HFM
は行程当りの空気重量に比例する。噴射時間TL HFMは減
算点３に供給され、この減算点にはさらにアイドリング
用噴射時間TL LLも供給される。このアイドリング用噴
射時間TL LLは、絞り弁に対して平行に配置されたアイ
ドリング調節用のバイパス路において得られる行程当り
の所定の空気量に相当する（第５図を参照）。
減算点３の出力値４はスイッチング素子６の一方の極
５に供給される。スイッチング素子６の他方の極７は加
算点８と接続されている。
５に供給される。スイッチング素子６の他方の極７は加
算点８と接続されている。
噴射時間TL HFMに対応する出力量２はさらにスイッチ
10の一方の極９に接続される。スイッチング10は好まし
くは機能的な結合11によってスイッチング素子６と同時
に操作することができる。この操作は、後述する制御回
路12によって行われる。
10の一方の極９に接続される。スイッチング10は好まし
くは機能的な結合11によってスイッチング素子６と同時
に操作することができる。この操作は、後述する制御回
路12によって行われる。
スイッチ10の切り替え接点13を有する極14は乗算点15
に接続されており、乗算点15には他の入力量としてラム
ダ閉ループ制御から得られる補正係数ＫLambdaが入力さ
れる。従って内燃機関においてラムダが１でない場合、
すなわち理論的な燃焼が存在しない場合には、補正係数
ＫLambdaによって補正される。
に接続されており、乗算点15には他の入力量としてラム
ダ閉ループ制御から得られる補正係数ＫLambdaが入力さ
れる。従って内燃機関においてラムダが１でない場合、
すなわち理論的な燃焼が存在しない場合には、補正係数
ＫLambdaによって補正される。
乗算点15の出力16は加算点17に接続され入力量が供給
される。加算点17には第２の被加数として過渡補償回路
19の出力値18が供給される。加算点17の出力20には噴射
時間TLが出力される。
される。加算点17には第２の被加数として過渡補償回路
19の出力値18が供給される。加算点17の出力20には噴射
時間TLが出力される。
絞り弁角度αと内燃機関の回転数ｎ（実際回転数）は
マップ21に供給され、マップは出力量22として絞り弁角
度αと回転数ｎに完成する噴射時間TD DKを出力する。
このようにして得られた噴射時間TL DKは対応する行程
当りの空気量に比例する。従って空気重量ないし空気量
の検出は異なる２つの方法で行われ、その一方はすでに
説明した空気重量を検出する熱薄膜式空気重量測定器を
用いて行われ、他方は空気量の検出を可能にする絞り弁
角度と回転数のマップ21を介して行われる。噴射時間TL
HFMに基づく空気流量は第１の値23を示し、噴射時間TL
DKに基づく空気量が第２の値24を示す。熱薄膜式空気
重量測定器においては原理的に空気密度が測定され、α
/n法においてはそうではないので、すでに説明したよう
に熱薄膜式空気重量測定器においては実際の空気重量が
検出され、α/n法においては単に空気量が検出される。
従って、空気重量を求めるためには高度補正（密度補
正）しなければならない。
マップ21に供給され、マップは出力量22として絞り弁角
度αと回転数ｎに完成する噴射時間TD DKを出力する。
このようにして得られた噴射時間TL DKは対応する行程
当りの空気量に比例する。従って空気重量ないし空気量
の検出は異なる２つの方法で行われ、その一方はすでに
説明した空気重量を検出する熱薄膜式空気重量測定器を
用いて行われ、他方は空気量の検出を可能にする絞り弁
角度と回転数のマップ21を介して行われる。噴射時間TL
HFMに基づく空気流量は第１の値23を示し、噴射時間TL
DKに基づく空気量が第２の値24を示す。熱薄膜式空気
重量測定器においては原理的に空気密度が測定され、α
/n法においてはそうではないので、すでに説明したよう
に熱薄膜式空気重量測定器においては実際の空気重量が
検出され、α/n法においては単に空気量が検出される。
従って、空気重量を求めるためには高度補正（密度補
正）しなければならない。
噴射時間TK DKは乗算点25に供給される。乗算点25に
は入力が加算点８と接続された積分器27の出力値が26が
他の因数として印加される。乗算点25の出力29は加算点
８の他の入力30に導かれている。乗算点25から得られる
信号は加算点８に正の符号で、スイッチング素子６から
来る信号は負の符号で加算点８に供給されるので、その
出力28には２つの信号の差が出力される。
は入力が加算点８と接続された積分器27の出力値が26が
他の因数として印加される。乗算点25の出力29は加算点
８の他の入力30に導かれている。乗算点25から得られる
信号は加算点８に正の符号で、スイッチング素子６から
来る信号は負の符号で加算点８に供給されるので、その
出力28には２つの信号の差が出力される。
乗算点25の出力29はさらに加算点31に供給され、加算
点には他の入力量説明としてすでに説明した噴射時間TL
LLが印加される。加算点31の出力32はスイッチ10の一
方の極33に接続されている。出力32はさらに過渡補償回
路29の入力34とも接続されている。
点には他の入力量説明としてすでに説明した噴射時間TL
LLが印加される。加算点31の出力32はスイッチ10の一
方の極33に接続されている。出力32はさらに過渡補償回
路29の入力34とも接続されている。
第２図には内燃機関の吸気管内の空気流の時間的な特
性が示されている。図から明らかなように、単位時間当
りの空気重量（）は脈動しており、従って連続的な流
れは存在しない。脈動は、内燃機関の動作サイクルが連
続的にではなくスイッチング的に行われることによって
もたらされる反応である。それぞれ２つの点火時点の間
は、吸気周期の周期長さTDとなる。
性が示されている。図から明らかなように、単位時間当
りの空気重量（）は脈動しており、従って連続的な流
れは存在しない。脈動は、内燃機関の動作サイクルが連
続的にではなくスイッチング的に行われることによって
もたらされる反応である。それぞれ２つの点火時点の間
は、吸気周期の周期長さTDとなる。
内燃機関の所定の運転領域においては、逆流をもたら
すような大きさの脈動が発生することがある。このこと
は、吸気管内で空気重量の流れが反転することを意味し
ている。この逆流が第３図では斜線で示されている。熱
薄膜式空気重量測定器では流れの方向を検出することは
できないので、逆流する空気重量も正として検出され、
測定誤差が生じる。熱薄膜式空気重量測定器では第３図
に斜線で示す領域を内燃機関に供給される空気重量とし
て測定する。このことが第３図では一点鎖線で示されて
いる。このように熱薄膜式の空気量測定方法によって発
生する誤差は、以下に詳細に説明する本発明方法によっ
て除去することができる。
すような大きさの脈動が発生することがある。このこと
は、吸気管内で空気重量の流れが反転することを意味し
ている。この逆流が第３図では斜線で示されている。熱
薄膜式空気重量測定器では流れの方向を検出することは
できないので、逆流する空気重量も正として検出され、
測定誤差が生じる。熱薄膜式空気重量測定器では第３図
に斜線で示す領域を内燃機関に供給される空気重量とし
て測定する。このことが第３図では一点鎖線で示されて
いる。このように熱薄膜式の空気量測定方法によって発
生する誤差は、以下に詳細に説明する本発明方法によっ
て除去することができる。
スイッチング素子６とスイッチ10を機能結合11を介し
て操作する制御回路12は、第４図の線図に示すような限
界特性曲線を有する。線図の縦軸には絞り弁角度αが記
載され、横軸には内燃機関の回転数ｎが記載されてい
る。内燃機関の負荷は絞り弁角度αに関係し、回転数が
小さい場合とき絞り弁角度αが比較的小さい場合には吸
気管圧力は、絞り弁がさらに開放してももはや増加しな
い。絞り弁角度αはさらに回転数ｎの関数である。第４
図の特性曲線は限界角度が回転数に関係していることを
示すものであって、限界角度の設定が95％の全負荷に対
応するように定められている。
て操作する制御回路12は、第４図の線図に示すような限
界特性曲線を有する。線図の縦軸には絞り弁角度αが記
載され、横軸には内燃機関の回転数ｎが記載されてい
る。内燃機関の負荷は絞り弁角度αに関係し、回転数が
小さい場合とき絞り弁角度αが比較的小さい場合には吸
気管圧力は、絞り弁がさらに開放してももはや増加しな
い。絞り弁角度αはさらに回転数ｎの関数である。第４
図の特性曲線は限界角度が回転数に関係していることを
示すものであって、限界角度の設定が95％の全負荷に対
応するように定められている。
第４図の線図にはさらに限界回転数線nGrenzと限界絞
り弁角度線αGrenzが記載されている。本発明によれ
ば、第４図に斜線で示す領域では逆流しないことを利用
している。このことは、噴射時間TLないし単位時間当り
の空気重量の検出に、熱薄膜式空気重量測定器によって
検出された測定値（第１の値23）を使用できることを意
味している。上述の領域は95％の限界特性曲線の下方に
あり、限界回転数線nGrenzと限界絞り弁角度αGrenzに
よって区画されている。95％の限界特性曲線の上方にあ
る動作点（例えば動作点ａ）では、測定誤差が発生する
ので、熱薄膜式空気重量測定器を用いない空気重量検出
が必要である。ここではすでに説明した、絞り弁と回転
数を検出しさらにマップ21を介して行われる第２の空気
量検出法が使用される。従って上述の動作点については
TL DKの噴射時間検出が行われる。
り弁角度線αGrenzが記載されている。本発明によれ
ば、第４図に斜線で示す領域では逆流しないことを利用
している。このことは、噴射時間TLないし単位時間当り
の空気重量の検出に、熱薄膜式空気重量測定器によって
検出された測定値（第１の値23）を使用できることを意
味している。上述の領域は95％の限界特性曲線の下方に
あり、限界回転数線nGrenzと限界絞り弁角度αGrenzに
よって区画されている。95％の限界特性曲線の上方にあ
る動作点（例えば動作点ａ）では、測定誤差が発生する
ので、熱薄膜式空気重量測定器を用いない空気重量検出
が必要である。ここではすでに説明した、絞り弁と回転
数を検出しさらにマップ21を介して行われる第２の空気
量検出法が使用される。従って上述の動作点については
TL DKの噴射時間検出が行われる。
第４図に示す動作点ｂは斜線領域の内部にある。ここ
では逆流は発生せず、従って熱薄膜式空気重量測定器は
誤差なく動作するので、熱薄膜式空気重量測定器を用い
て空気重量を検出することができる。絞り弁角度αがか
なり小さい動作点（第４図の動作点ｃ）では、絞り弁角
度αの変化が非常に小さくても、空気の体積流は比較的
大きく変化する。このことは、絞り弁の角度位置を検出
する装置が遊びなしで作動しなければならず、従って非
常に高価であって、高品質であることが必要になる。本
発明方法によれば、安価な方法が望まれており、従って
通常のポテンショメータを用いて絞り弁位置を検出しよ
うとしているので、後述する噴射時間TL DKの適応処理
を行なうためにこの絞り弁角度領域は使用されない。こ
の絞り弁角度αが非常に小さいこの領域においては、特
にアイドリング領域においては熱薄膜式空気重量測定器
を用いて空気重量の検出が行われる。
では逆流は発生せず、従って熱薄膜式空気重量測定器は
誤差なく動作するので、熱薄膜式空気重量測定器を用い
て空気重量を検出することができる。絞り弁角度αがか
なり小さい動作点（第４図の動作点ｃ）では、絞り弁角
度αの変化が非常に小さくても、空気の体積流は比較的
大きく変化する。このことは、絞り弁の角度位置を検出
する装置が遊びなしで作動しなければならず、従って非
常に高価であって、高品質であることが必要になる。本
発明方法によれば、安価な方法が望まれており、従って
通常のポテンショメータを用いて絞り弁位置を検出しよ
うとしているので、後述する噴射時間TL DKの適応処理
を行なうためにこの絞り弁角度領域は使用されない。こ
の絞り弁角度αが非常に小さいこの領域においては、特
にアイドリング領域においては熱薄膜式空気重量測定器
を用いて空気重量の検出が行われる。
限界回転数線nGrenzの上方にある回転数においては、
逆流はあり得ない。従って、この領域で熱薄膜式空気重
量測定器を用いて空気重量の検出が行われる。
逆流はあり得ない。従って、この領域で熱薄膜式空気重
量測定器を用いて空気重量の検出が行われる。
制御回路12は、それぞれそのときの動作点に従って、
スイッチング素子６とスイッチ10を作動して、逆流のな
い運転領域においては熱薄膜式空気重量測定器を用いて
空気重量を検出する。逆流が発生した場合、従って95％
の限界特性曲線上方にある動作点においては、空気量の
検出ないしそれに比例する噴射時間TL DKの検出は、絞
り弁角度αと回転数ｎ及びマップ21を用いて行われる他
の第２の方法が使用される。スイッチング素子６とスイ
ッチ10の第１図に点線で示す位置は、熱薄膜式空気重量
測定器が使用される運転に対応する。熱薄膜式空気重量
測定器の出力値（HFM）は乗算点１において吸気周期
の周期長さTDで乗算され、このようにして形成された噴
射期間TL HFMがスイッチ10を介して乗算点15に供給され
る。ここでは、すでに述べたラムダ制御から得られる補
正係数ＫLambdaによって乗算が行われる。乗算点15の出
力16に出力される値は、加算点17を介して出力20に出力
される。従ってこのようにして得られた噴射時間TLは、
熱薄膜式空気重量測定器の測定に基づくものである。
スイッチング素子６とスイッチ10を作動して、逆流のな
い運転領域においては熱薄膜式空気重量測定器を用いて
空気重量を検出する。逆流が発生した場合、従って95％
の限界特性曲線上方にある動作点においては、空気量の
検出ないしそれに比例する噴射時間TL DKの検出は、絞
り弁角度αと回転数ｎ及びマップ21を用いて行われる他
の第２の方法が使用される。スイッチング素子６とスイ
ッチ10の第１図に点線で示す位置は、熱薄膜式空気重量
測定器が使用される運転に対応する。熱薄膜式空気重量
測定器の出力値（HFM）は乗算点１において吸気周期
の周期長さTDで乗算され、このようにして形成された噴
射期間TL HFMがスイッチ10を介して乗算点15に供給され
る。ここでは、すでに述べたラムダ制御から得られる補
正係数ＫLambdaによって乗算が行われる。乗算点15の出
力16に出力される値は、加算点17を介して出力20に出力
される。従ってこのようにして得られた噴射時間TLは、
熱薄膜式空気重量測定器の測定に基づくものである。
上述の運転状態においてはスイッチング素子６は閉成
状態にあるので、噴射時間TL HFMはさらに減算点３を介
して加算点８に導かれる。内燃機関のそれぞれの動作点
にある絞り弁角度αとそれに関連する回転数ｎはマップ
21と乗算点25を介して同様に加算点８に供給される。従
って加算点８では第１の値23（TL HFM）と第２の値24
（TL DK）の比較が行われる。この両方の値の比較は、
積分器27の出力に補正信号ＫHを出力するために行われ
る。この補正信号ＫHは、α/nマップ21の負荷（TL DK）
に作用する高度の影響を補正するものである。この高度
補正を行わないと第２の値24が誤ったものとなる。誤差
は高度1000メートル当り約10％である。
状態にあるので、噴射時間TL HFMはさらに減算点３を介
して加算点８に導かれる。内燃機関のそれぞれの動作点
にある絞り弁角度αとそれに関連する回転数ｎはマップ
21と乗算点25を介して同様に加算点８に供給される。従
って加算点８では第１の値23（TL HFM）と第２の値24
（TL DK）の比較が行われる。この両方の値の比較は、
積分器27の出力に補正信号ＫHを出力するために行われ
る。この補正信号ＫHは、α/nマップ21の負荷（TL DK）
に作用する高度の影響を補正するものである。この高度
補正を行わないと第２の値24が誤ったものとなる。誤差
は高度1000メートル当り約10％である。
高度補正は適応処理に従って行われる。このことは、
逆流が発生しない運転領域に対して常に第１の値23と第
２の値24の比較が行われ、この比較から補正信号ＫHが
形成されることを意味している。その後逆流をともなう
内燃機関の運転領域が開始された場合には、制御回路12
によってスイッチング素子６とスイッチ10が切り替られ
て、熱薄膜式空気重量測定器による空気重量の検出か
ら、α/n検出へ移行する。従ってその場合には、第１図
に実線で示す切り替え位置となる。その場合には噴射期
間TL DKが乗算点25に供給され、補正信号ＫHによって適
応補正される。加算点31ではさらにアイドリング用の補
正が行われる。このようにして得られた噴射時間はスイ
ッチ10を介して乗算点15に供給される。ここでラムダ補
正が行われ、出力20に噴射時間TLが出力される。適応処
理を行う結果、熱薄膜式空気重量測定器の駆動からα/n
の駆動への切り替え直前に検出された補正信号ＫHの値
を用いて処理が行われる。従って実際の状況に対応して
高度の誤差を補償するシステムが得られている。
逆流が発生しない運転領域に対して常に第１の値23と第
２の値24の比較が行われ、この比較から補正信号ＫHが
形成されることを意味している。その後逆流をともなう
内燃機関の運転領域が開始された場合には、制御回路12
によってスイッチング素子６とスイッチ10が切り替られ
て、熱薄膜式空気重量測定器による空気重量の検出か
ら、α/n検出へ移行する。従ってその場合には、第１図
に実線で示す切り替え位置となる。その場合には噴射期
間TL DKが乗算点25に供給され、補正信号ＫHによって適
応補正される。加算点31ではさらにアイドリング用の補
正が行われる。このようにして得られた噴射時間はスイ
ッチ10を介して乗算点15に供給される。ここでラムダ補
正が行われ、出力20に噴射時間TLが出力される。適応処
理を行う結果、熱薄膜式空気重量測定器の駆動からα/n
の駆動への切り替え直前に検出された補正信号ＫHの値
を用いて処理が行われる。従って実際の状況に対応して
高度の誤差を補償するシステムが得られている。
その場合に特に、絞り弁角度αが非常に小さい運転領
域については適応処理を中止することができる。という
のは、すでに説明したように、絞り弁位置を検出するた
めには、高分解能のポテンショメータが必要になるから
である。従ってこの例の場合には、スイッチング素子６
はスイッチ10と堅固に結合されておらず、スイッチ10の
切り替え状態とは無関係にスイッチング素子６は分離し
て切り替えられる。
域については適応処理を中止することができる。という
のは、すでに説明したように、絞り弁位置を検出するた
めには、高分解能のポテンショメータが必要になるから
である。従ってこの例の場合には、スイッチング素子６
はスイッチ10と堅固に結合されておらず、スイッチ10の
切り替え状態とは無関係にスイッチング素子６は分離し
て切り替えられる。
第５図には、絞り弁41を有する吸気管36の一部が示さ
れている。絞り弁41はこのような方法でアイドリング制
御を行うことができるようにするために、バイパスアク
チュエータ43を有するバイパス路によりバイパスされて
いる。その場合には絞り弁41の領域に配置された熱薄膜
式空気重量測定器はバイパス路42を通過する空気量部分
は検出することはできない。従って第１図に示す本発明
装置はそれに対応した補正が行なわれる（TL LL）。
れている。絞り弁41はこのような方法でアイドリング制
御を行うことができるようにするために、バイパスアク
チュエータ43を有するバイパス路によりバイパスされて
いる。その場合には絞り弁41の領域に配置された熱薄膜
式空気重量測定器はバイパス路42を通過する空気量部分
は検出することはできない。従って第１図に示す本発明
装置はそれに対応した補正が行なわれる（TL LL）。
さらに第１図から明らかなように、高度に関係する適
応処理によって補正された噴射時間の値（TL DK）は、
第１の空気重量検出方法（熱薄膜式空気重量測定器）が
使用されているかあるいは第２の空気量検出法（α/n
法）が使用されているかには関係なく、加算点31を介し
て過渡補償回路19に供給される。過渡補償回路19の出力
値18は、加算点17において乗算点15の出力16に常に加算
されて、噴射時間TL（出力20）が形成される。もちろん
出力値18は動的な過渡状態の場合にのみ発生する。換言
すれば燃料増減量が時間遅延されて吸気管壁に「付着」
していることによって空気量供給に関して所定の補正が
必要である場合にのみ発生する。第６図は燃料の時間遅
延を図示している。ここに示されている噴射弁35によっ
て吸気管36内に噴射される燃料37の一部が吸気管壁に被
覆38として付着し、時間的に遅延した後に初めて噴射弁
39によってシリンダ40内に噴射される。
応処理によって補正された噴射時間の値（TL DK）は、
第１の空気重量検出方法（熱薄膜式空気重量測定器）が
使用されているかあるいは第２の空気量検出法（α/n
法）が使用されているかには関係なく、加算点31を介し
て過渡補償回路19に供給される。過渡補償回路19の出力
値18は、加算点17において乗算点15の出力16に常に加算
されて、噴射時間TL（出力20）が形成される。もちろん
出力値18は動的な過渡状態の場合にのみ発生する。換言
すれば燃料増減量が時間遅延されて吸気管壁に「付着」
していることによって空気量供給に関して所定の補正が
必要である場合にのみ発生する。第６図は燃料の時間遅
延を図示している。ここに示されている噴射弁35によっ
て吸気管36内に噴射される燃料37の一部が吸気管壁に被
覆38として付着し、時間的に遅延した後に初めて噴射弁
39によってシリンダ40内に噴射される。
本発明方法は、空気重量の検出に熱薄膜式空気重量測
定器が用いられる領域において大きな精度を有するとい
う利点を有するので、負荷値も非常に正確に検出するこ
とができる。その場合には高度誤差は発生しない。そし
て逆流が発生した場合には、第２の空気量検出法が用い
られ、高度の適応補正が行われる（密度補正）。その場
合、絞り弁角度αを検出するために簡単なワントラック
のポテンショメータを使用することができる。というの
はその精度で十分間に合うからである。なぜならば、噴
射時間TL DKは大きな空気量が変換される運転状態にお
いてのみ有効量として使用されるからである。それによ
って使用するポテンショメータの分解能と線形性に対す
る要請を低減させることができる。
定器が用いられる領域において大きな精度を有するとい
う利点を有するので、負荷値も非常に正確に検出するこ
とができる。その場合には高度誤差は発生しない。そし
て逆流が発生した場合には、第２の空気量検出法が用い
られ、高度の適応補正が行われる（密度補正）。その場
合、絞り弁角度αを検出するために簡単なワントラック
のポテンショメータを使用することができる。というの
はその精度で十分間に合うからである。なぜならば、噴
射時間TL DKは大きな空気量が変換される運転状態にお
いてのみ有効量として使用されるからである。それによ
って使用するポテンショメータの分解能と線形性に対す
る要請を低減させることができる。
更に、上記の過渡補償は、熱薄膜式空気重量測定器の
値よりも高速に得られるTL DK値を用いて行われる。と
いうのは、熱薄膜式空気重量測定器はある程度慣性を有
するからである。従って非常に短い応答時間で過渡補償
を得ることができる。
値よりも高速に得られるTL DK値を用いて行われる。と
いうのは、熱薄膜式空気重量測定器はある程度慣性を有
するからである。従って非常に短い応答時間で過渡補償
を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒルシュマン・クラウス ドイツ連邦共和国 デー 7250 レオン ベルク・パラツェルズースシュトラーセ 44 (56)参考文献 特開 昭60−261952（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/72 G01F 1/68 F02D 41/18
Claims (11)
- 【請求項１】特に内燃機関の燃焼用空気の空気重量を検
出するための熱薄膜式空気重量測定器の逆流により発生
する測定誤差を補正する補正方法において、空気量が熱
薄膜式空気重量測定器により第１の値（23）として、更
にそれと独立して動作する第２の空気量検出法（α/n
法）により第２の値（24）として検出され、前記両値
（23、24）が測定精度を定める運転領域に従って択一的
に有効量として用いられ、少なくとも逆流のない運転領
域において第１の値（23）と第２の値（24）を比較する
ことにより補正信号（ＫH）が求められ逆流のある運転
領域での第２の値（24）の補正に用いられることを特徴
とする熱薄膜式空気重量測定器の測定誤差補正方法。 - 【請求項２】補正信号（ＫH）が高度補正信号及び／あ
るいは温度補正信号であることを特徴とする請求の範囲
第１項に記載の方法。 - 【請求項３】第２の空気量検出法において絞り弁角度
（α）と内燃機関の回転数（ｎ）が用いられ、第２の値
（24）を求めるためにマップ及び／あるいはアルゴリズ
ム処理が行なわれたことを特徴とする請求の範囲第１項
又は第２項に記載の方法。 - 【請求項４】熱薄膜式空気重量測定器の測定値がアイド
リング時、絞り弁角度（α）が小さいとき及び回転数
（ｎ）が高いときに有効量として用いられることを特徴
とする請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項
に記載の方法。 - 【請求項５】熱薄膜式空気重量測定器の測定値が絞り弁
角度と回転数の線図（制御回路12）の限界特性曲線以下
の動作点において有効量として用いることを特徴とする
請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載
の方法。 - 【請求項６】限界特性曲線が上方負荷領域、特に全負荷
の60％から95％の領域にある特性曲線であることを特徴
とする請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項
に記載の方法。 - 【請求項７】熱薄膜式空気重量測定器の測定値が好まし
くは3000回転／分の限界回転数（nGrenz）以上の回転数
（ｎ）において用いられることを特徴とする請求の範囲
第１項から第６項までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】絞り弁角度（α）が非常に小さい領域では
適応処理が行なわれないことを特徴とする請求の範囲第
１項から第７項までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項９】第２の値（24）がバイパスアクチュエータ
（43）により行なわれるアイドリング調節時アイドリン
グ空気重量部分だけ補正されることを特徴とする請求の
範囲第１項から第８項までのいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項１０】前記両値（23、24）の差が積分器（27）
に入力され、積分器の出力値（26）が乗算点（25）に第
１の入力量として供給され、その第２の入力量が前記第
２の値（24）であることを特徴とする請求の範囲第１項
から第９項までのいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１１】適応された第２の値（24）から動的な過
渡補償量（過渡補償回路19の出力値18）が形成され有効
量に重畳されることを特徴とする請求の範囲第１項から
第10項までのいずれか１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3925377.5 | 1989-08-01 | ||
| DE3925377A DE3925377A1 (de) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | Verfahren zur messfehlerkorrektur eines heissfilm-luftmassenmessers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04507290A JPH04507290A (ja) | 1992-12-17 |
| JP2796432B2 true JP2796432B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=6386251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2510490A Expired - Fee Related JP2796432B2 (ja) | 1989-08-01 | 1990-08-01 | 熱薄膜式空気重量測定器の測定誤差補正方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5241857A (ja) |
| EP (1) | EP0485418B1 (ja) |
| JP (1) | JP2796432B2 (ja) |
| KR (1) | KR100192110B1 (ja) |
| DE (2) | DE3925377A1 (ja) |
| WO (1) | WO1991002225A1 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE59306068D1 (de) * | 1992-07-28 | 1997-05-07 | Siemens Ag | Verfahren zur anpassung der luftwerte aus einem ersatzkennfeld, das bei pulsationen der luft im ansaugrohr einer brennkraftmaschine zur steuerung der gemischaufbereitung verwendet wird, an die aktuell herrschenden zustandsgrössen der aussenluft |
| DE4322281C2 (de) * | 1993-07-05 | 2003-12-24 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zur Lasterfassung bei einer Brennkraftmaschine |
| EP0643214B1 (de) * | 1993-09-15 | 1997-08-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Korrektur der Starteinspritzzeit |
| DE4336813B4 (de) * | 1993-10-28 | 2006-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Lasterfassung bei einer Brennkraftmaschine |
| DE4344633B4 (de) * | 1993-12-24 | 2007-07-26 | Robert Bosch Gmbh | Lasterfassung mit Diagnose bei einer Brennkraftmaschine |
| DE4410789A1 (de) * | 1994-03-28 | 1995-10-05 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Korrektur des Ausgangssignales eines Luftmassenmessers |
| EP0695928A3 (en) * | 1994-08-02 | 1996-11-27 | Hitachi Ltd | Suction air flow meter for an internal combustion engine |
| DE4434265A1 (de) * | 1994-09-24 | 1996-03-28 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zur Lasterfassung mit Höhenadaption |
| DE19513975A1 (de) * | 1995-04-13 | 1996-10-17 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum Bestimmen eines Lastsignals bei einer Brennkraftmaschine |
| GB2307989B (en) * | 1995-12-07 | 1999-07-07 | Abb Kent Taylor Ltd | Improvements in flow metering |
| JP3141762B2 (ja) * | 1995-12-13 | 2001-03-05 | 株式会社日立製作所 | 空気流量計測装置及び空気流量計測方法 |
| DE19740970A1 (de) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| US6370935B1 (en) | 1998-10-16 | 2002-04-16 | Cummins, Inc. | On-line self-calibration of mass airflow sensors in reciprocating engines |
| DE10063752A1 (de) | 2000-12-21 | 2002-06-27 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Durchsatzes eines strömenden Mediums |
| DE10163751A1 (de) * | 2001-12-27 | 2003-07-17 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
| JP4019413B2 (ja) * | 2002-03-27 | 2007-12-12 | 株式会社デンソー | 吸入空気流量測定装置 |
| DE102005042690A1 (de) * | 2005-09-08 | 2007-03-15 | Volkswagen Ag | Verfahren und Anordnung zur Plausibilitätsprüfung eines Luftmassenmessers |
| DE102006007698B4 (de) | 2006-02-20 | 2019-03-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Computerprogramm-Produkt, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine |
| JP5548104B2 (ja) * | 2010-11-10 | 2014-07-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| WO2020066548A1 (ja) * | 2018-09-26 | 2020-04-02 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関制御装置 |
| 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 |
| CN112556980B (zh) * | 2020-11-13 | 2022-08-12 | 中国科学院工程热物理研究所 | 离心力对转子叶片表面热膜测量影响的修正实验装置及方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2482223A1 (fr) * | 1980-05-12 | 1981-11-13 | Nadella | Dispositif de securite pour un accouplement elastique d'entrainement en rotation |
| JPS57193760A (en) * | 1981-05-22 | 1982-11-29 | Hitachi Ltd | Fuel controller |
| DE3304710A1 (de) * | 1983-02-11 | 1984-08-16 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und einrichtung zum messen des luftdurchsatzes im ansaugrohr einer brennkraftmaschine |
| JPS60178952A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| US4599694A (en) * | 1984-06-07 | 1986-07-08 | Ford Motor Company | Hybrid airflow measurement |
| KR930000347B1 (ko) * | 1988-04-28 | 1993-01-16 | 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | 내연기관용 공연비제어장치 |
| US4966033A (en) * | 1988-06-15 | 1990-10-30 | Hitachi, Ltd. | Air flow metering apparatus for internal combustion engines |
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1989
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