JP2982071B2 - 内燃機関の吸入空気流量検出装置 - Google Patents

内燃機関の吸入空気流量検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関の吸入空気流量検出装置に関し、詳
しくは、吸入空気流量に応じた電圧の検出信号を吸入空
気流量に変換する技術の改善に関する。
〈従来の技術〉 内燃機関の吸入空気流量検出装置としては、従来、第
4図に示すように、エアフローメータ1で吸入空気流量
Qに応じた電圧Usの検出信号を発生させる一方、該検出
信号を燃料噴射制御等を行うマイクロコンピュータを内
蔵したコントロールユニット2に入力させ、該コントロ
ールユニット2内のアナログ−ディジタル(以下、A/D
と略す。)変換器3でA/D変換して得た電圧値Us′(デ
ィジタル値)を、マイクロコンピュータに予め記憶して
おいた変換テーブル(Us−Q変換テーブル)を用いて吸
入空気流量Qに変換するように構成されたものがある
(実開昭62−156832号公報等参照)。
〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記のような吸入空気流量検出装置におい
ては、エアフローメータ1のグランドと、A/D変換器3
のグランドとは通常異なっているため、第4図に示す例
では、エアフローメータ1側のグランドに落ちる電流IA
と、コントロールユニット2側のグランドに落ちる電流
ICとの関係が吸入空気流量QにもよるがIA>ICであり、
通常電位差ΔVが発生している。
A/D変換器3は、本来、エアフローメータ1の出力端
電圧UsをA/D変換すべきであるが、上記のようにグラン
ドが異なるため、電位差ΔVを含んだ値Us′をA/D変換
することになる。このため、前記電位差ΔVを含んだA/
D変換値に基づいて、真の吸入空気流量Qに変換される
ように、変換テーブルを前記電圧値Us′の特性にマッチ
ングさせている。
しかしながら、車両によって、エアフローメータ1の
タイプやハーネス等の条件が変わって、前記電位差ΔV
が車両毎にバラツキを生じるため、1つの変換テーブル
では対応できず、車両毎に変換テーブルをマッチングさ
せる必要があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、変換
テーブルを車両毎にマッチングさせる必要を無くし、1
つの変換テーブルを共用できるようにして、変換テーブ
ルのマッチング工数を削減することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、第1図に示すように、内燃機関
の吸入空気流量に応じた電圧の検出信号を出力する吸入
空気流量検出手段と、この検出手段から出力される吸入
空気流量に応じた電圧の検出信号をA/D変換し、検出信
号の電圧値を設定するA/D変換手段とを備える一方、内
燃機関の非回転時に前記A/D変換手段でA/D変換された検
出信号の電圧値を学習する電圧値学習手段と、この電圧
値学習手段で学習された電圧値に基づいて前記A/D変換
手段でA/D変換された電圧値を補正する電圧値補正手段
と、を備え、変換テーブル記憶手段に予め記憶されてい
る前記検出信号の電圧値を吸入空気流量に変換するため
の変換テーブルに基づき、吸入空気流量設定手段が前記
補正された電圧値を吸入空気流量に変換して吸入空気流
量の検出値を設定するよう構成した。
〈作用〉 かかる構成によると、内燃機関の非回転時、即ち、吸
入空気流量が零の状態において吸入空気流量検出手段か
ら出力された検出信号のA/D変換値が学習され、吸入空
気流量が零の状態に対応する検出信号のA/D変換値が判
明するから、この電圧値と、変換テーブルの吸入空気流
量零に対応する電圧値との偏差が、変換テーブルの電圧
値と実際の検出信号の電圧値との電位差(オフセット
値)となる。従って、前記電位差に基づいて検出信号の
A/D変換値を補正すれば、車両毎に前記電位差が異なっ
ても、同じ変換テーブルから吸入空気流量を変換して求
めることができる。
即ち、変換テーブルにおける電圧特性と実際にA/D変
換されて得られる電圧特性とのオフセットを、吸入空気
流量が零のときに検出し、この検出結果に基づいて変換
テーブルの特性に適合するように電圧値を補正するもの
である。
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。
一実施例を示す第2図において、吸入空気流量検出手
段としてのエアフローメータ1は、機関の吸気系に介装
されて、機関の吸入空気流量Qに応じた電圧値Usの検出
信号(アナログ信号)を出力するものである。
尚、前記エアフローメータ1は、例えば吸気通路中に
配設した感温抵抗器の吸入空気流量に応じた抵抗値変化
に基づいて吸入空気流量Qに応じた電圧の検出信号を出
力する感温式流量計や、吸入空気の圧力で揺動するフラ
ップの位置をポテンショメータによって検出するフラッ
プ式流量計などの公知のセンサである。
前記エアフローメータ1の検出信号は、機関への燃料
供給量や点火時期などを制御するコントロールユニット
2に入力されるようになっており、コントロールユニッ
ト2内では、抵抗RとコンデンサCとから構成される平
滑回路で平滑処理された後、アナログ−ディジタル変換
手段としてのA/D変換器3に入力され、該A/D変換器3で
検出信号の電圧値Us′がディジタルデータに変換されて
からマイクロコンピュータ4に入力される。
マイクロコンピュータ4では、A/D変換器3から入力
される電圧値Us′のディジタルデータを、予め記憶して
あるUs−Q変換テーブルに基づいて吸入空気流量Qに変
換し、吸入空気流量Qの検出値を設定する。そして、マ
イクロコンピュータ4は、かかる吸入空気流量Qに基づ
いて燃料供給量や点火時期を設定制御する。
ここで、前記エアフローメータ1のグランドGNDと、A
/D変換器3のグランドGNDとが異なっており、エアフロ
ーメータ1の出力電圧値がUsであるときに、前記グラン
ドGNDの違いによる電位差ΔVによってA/D変換器3は、
前記Usとは異なるUs′をA/D変換してマイクロコンピュ
ータ4に出力し、然も、前記電位差ΔVは一定ではなく
ハーネス長さなどの条件によって変化する。
従って、エアフローメータ1の出力特性に応じた、換
言すれば、エアフローメータ1の出力端電圧である電圧
値Usに応じた変換テーブルをそのまま用いたのでは、真
の吸入空気流量Qを設定させることができないため、本
実施例では第3図のフローチャートに示すように、A/D
変換して得た電圧値Us′を補正してからUs−Q変換テー
ブルを用いて吸入空気流量Qに変換するようにしてあ
る。
ここで、前記A/D変換器3でA/D変換される電圧値Us′
の補正のために、コントロールユニット2には、クラン
ク角センサ5からピストンの基準位置に対応して出力さ
れる基準角度パルス信号REFが入力されるようになって
いる。
尚、本実施例において、電圧値学習手段,電圧値補正
手段,吸入空気流量設定手段としての機能は前記第3図
のフローチャートに示すようにソフトウェア的に備えら
れており、変換テーブル記憶手段としては、マイクロコ
ンピュータ4に内蔵されたROMやバックアップ機能付のR
AMを用いるものとする。
第3図のフローチャートに示すプログラムにおいて、
まず、ステップ1(図中ではS1としてある。以下同様)
では、A/D変換器3によって電圧値Us′をA/D変換して、
エアフローメータ1の検出信号の電圧値Us′をディジタ
ルデータとして取り込む。
次のステップ2では、クランク角センサ5から基準角
度パルス信号REFが入力されているか否かを判別するこ
とによって、機関が回転中であるか、又は、吸入空気流
量Qが零である非回転状態であるかを判別する。
基準角度パルス信号REFの入力がないということは、
機関の非回転時であり、このときには、吸入空気流量Q
が零であって、この吸入空気流量Qが零の状態に対応す
る電圧値Us′がA/D変換器3でA/D変換されていることに
なる。ここで、変換テーブルにおける吸入空気流量Qの
零に対応する電圧値Usが零であるとすると、機関の非回
転時にA/D変換された電圧値Us′が、そのままグランドG
NDの違いによる電位差ΔVに相当するものと見做すこと
ができる(実際には、UsとUs′との差が電位差ΔVであ
る)から、次のステップ3では、この機関非回転時の電
圧値Us′を以下の式に基づいて前回までのΔVと加重平
均して学習し、該加重平均結果をΔVにセットすると共
に、該ΔVをバックアップRAMにメモリさせる(但し、
加重平均演算式におけるnは定数とする)。
上記のようにして学習される電位差ΔVは、変換テー
ブルの電圧値Us特性に対する実際の電圧値Us′のオフセ
ット値であるから、A/D変換器3でA/D変換された電圧値
Us′から前記ΔVを減算すれば、吸入空気流量Qが零で
あるときには減算結果が零となり、Us−Q変換テーブル
における電圧値Usに対する吸入空気流量Qの特性と一致
させることができる。
尚、エアフローメータ1の出力端電圧Usに対応して変
換テーブルがマッチングされているときには、この変換
テーブルにおける吸入空気流量Qの零に対応する電圧値
Usφと、機関の非回転時にA/D変換された電圧値Us′と
の差が、グランドの違いによる電位差ΔVであるから、
機関の非回転時に前記電圧値Us′と実際にA/D変換され
た電圧値Us′との偏差を演算し、この偏差を加重平均し
て電位差ΔVを学習するようにすれば良い。
従って、ステップ4では、電圧値Us′から前記電位差
ΔVを減算して補正し、その補正結果をUs−Q変換テー
ブルに基づき吸入空気流量Qを設定するための電圧値Us
にセットする。
そして、次のステップ5では、予めマイクロコンピュ
ータ4のROMやバックアップRAMに記憶させておいたUs−
Q変換テーブル(本実施例では、Us=0のときQ=0と
してある。)を用いて、前記ステップ4で設定した電圧
値Usを吸入空気流量Qに変換し、該変換結果に基づき次
のステップ6で吸入空気流量Qを設定する。
このように、本実施例によると、機関の非回転時で吸
入空気流量Qが零であるときにA/D変換器3でA/D変換さ
れた電圧値Us′を加重平均して学習するから、エアフロ
ーメータ1とA/D変換器3のグランドGNDの違いによって
生じる電位差ΔVによって、エアフローメータ1で吸入
空気流量Qに応じて発生する電圧値Usと、A/D変換器3
で実際にA/D変換される電圧値Us′との間に、所定の電
位差ΔVが生じても、かかる電位差ΔVが各車両毎に学
習される。従って、変換テーブルを各車両(各電位差Δ
V)毎にマッチングさせる必要はなく、電圧値Us′を補
正設定することで逆に変換テーブルの特性に適合させる
ことができ、車両毎のハーネス長さの違いなどによる条
件変化によって前記電位差ΔVにバラツキが発生しても
変換テーブルを車両毎にマッチングさせる必要がなく、
マッチング工数を削減できる。
尚、変換テーブルの吸入空気流量Qの零に対応する電
圧値Usが零でないときには、この変換テーブル上の吸入
空気流量Qの零に対応する電圧値Usと、機関の非回転時
にA/D変換して得られた電圧値Us′との差が、オフセッ
ト値となるから、前記差を加重平均して学習し、この学
習結果を実際のA/D変換値から減算して補正し、前記同
様に補正した電圧値Usに基づいて吸入空気流量Qが変換
テーブルに基づいて変換されるようにすれば良い。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によると、実際に吸入空
気流量に応じたデータとして出力される電圧値と、A/D
変換される電圧値と、の間にグランドの違いによる電位
差が生じても、前記電位差を学習して、該電位差に基づ
いてA/D変換された電圧値を補正してから変換テーブル
によって吸入空気流量を設定するようにしたので、変換
テーブルを前記電位差の変化に対応してマッチングさせ
る必要がなく、マッチング工数を削減できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明の一実施例を示すシステム概略図、第3図は同上実施
例における吸入空気流量の設定制御を示すフローチャー
ト、第4図は従来の問題点を説明するための吸入空気流
量検出装置のシステム概略図である。 1……エアフローメータ、2……コントロールユニッ
ト、3……A/D変換器、4……マイクロコンピュータ、
5……クランク角センサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の吸入空気流量に応じた電圧の検
    出信号を出力する吸入空気流量検出手段と、 該吸入空気流量検出手段からの検出信号をアナログ−デ
    ィジタル変換して検出信号の電圧値を設定するアナログ
    −ディジタル変換手段と、 内燃機関の非回転時に前記アナログ−ディジタル変換手
    段でアナログ−ディジタル変換された検出信号の電圧値
    を学習する電圧値学習手段と、 該電圧値学習手段で学習された電圧値に基づいて前記ア
    ナログ−ディジタル変換手段でアナログ−ディジタル変
    換された電圧値を補正する電圧値補正手段と、 前記検出信号の電圧値を吸入空気流量に変換するための
    変換テーブルを予め記憶した変換テーブル記憶手段と、 前記電圧値補正手段で補正された電圧値を前記変換テー
    ブル記憶手段に記憶されている変換テーブルに基づいて
    吸入空気流量に変換して吸入空気流量の検出値を設定す
    る吸入空気流量設定手段と、 を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の吸入空気
    流量検出装置。
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