JPH01285642A - Sensor with characteristic display and controller using same sensor - Google Patents
Sensor with characteristic display and controller using same sensorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、エンジン制御装置に係り、特にマイクロコン
ピュータを用いた自動車エンジン制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an engine control device, and particularly to an automobile engine control device using a microcomputer.
自動車エンジンは複雑な運転条件にも拘らず。 Despite the complex operating conditions of automobile engines.
燃費向上、排気ガス浄化の要求は高まる一方である。こ
れに対応するため複雑な制御を容易にするマイクロコン
ピュータの採用が拡大されている。Demand for improved fuel efficiency and purification of exhaust gas continues to increase. In response to this, the use of microcomputers that facilitate complex control is increasing.
この種のエンジン制御装置としては1例えば特開昭62
−98219号があり、エンジンの運転状態を検出する
検出装置(センサ)と、該検出装置からの出力により動
作する制御装置とから成っている。This type of engine control device includes one example, JP-A-62
No. 98219, which is comprised of a detection device (sensor) that detects the operating state of the engine, and a control device that operates based on the output from the detection device.
上記従来技術は制御装置内での物理量の判断は、検出装
置の出力と予め制御装置内に設けた一義的な記憶特性と
で行なっている。そのため、検出装置出力特性のばらつ
きによりエンジン制御装置全体の制御精度が低下する問
題がある。In the above-mentioned prior art, the physical quantity within the control device is determined based on the output of the detection device and unique storage characteristics provided in advance within the control device. Therefore, there is a problem in that the control accuracy of the entire engine control device decreases due to variations in the output characteristics of the detection device.
本発明の目的は、検出装置の出力特性ばらつきによる制
御精度低下を防止する、検出装置と制御装置とを提供す
ることにある。An object of the present invention is to provide a detection device and a control device that prevent a decrease in control accuracy due to variations in output characteristics of the detection device.
上記目的を達成するために、物理量を検出して該物理量
と所定の関数関係を有する電気信号に変換して外部に出
力するセンサにおいて、変換特性を示す特性値を外部に
出力する特性表示手段を設ける。In order to achieve the above object, in a sensor that detects a physical quantity, converts it into an electrical signal having a predetermined functional relationship with the physical quantity, and outputs it to the outside, a characteristic display means that outputs a characteristic value indicating the conversion characteristic to the outside is provided. establish.
そして、複数の前記特性表示手段を有する特性表示付セ
ンサのそれぞれの変換特性に対応した関数関係を示すそ
れぞれの関数値を記憶する記憶手段と、前記特性表示付
センサからの特性値と電気信号とを入力して前記それぞ
れの関数値から該特性値に対応した所定の関数値を選択
し該所定の関数値と前記電気信号とから得られる物理量
に基づいて演算した制御信号を出力する演算手段とを備
えた制御装置と組合せるとよい。and a storage means for storing each function value indicating a functional relationship corresponding to each conversion characteristic of the sensor with characteristic display having a plurality of characteristic display means, and the characteristic value and the electric signal from the sensor with characteristic display. a calculation means for inputting a function value, selecting a predetermined function value corresponding to the characteristic value from the respective function values, and outputting a control signal calculated based on a physical quantity obtained from the predetermined function value and the electric signal; It is recommended to combine it with a control device equipped with
特性表示付センサの特性表示手段は、該センサが有する
個有の変換特性のばらつきを示す特性値を外部に出力す
る。そして、該センサから物理量と所定の関数関係を有
する電気信号と特性値とを入力する制御装置において、
記憶手段は複数のセンサの関数関係を示すそれぞれの関
数値を記憶し、演算手段は前記特性値に対応する所定の
関数値を記憶された前記それぞれ関数値から選択し該所
定の関数値と前記電気信号とから得られる物理量に基づ
いて演算した制御信号を出力する。The characteristic display means of the sensor with characteristic display externally outputs characteristic values indicating variations in conversion characteristics unique to the sensor. and a control device that inputs an electric signal and a characteristic value having a predetermined functional relationship with the physical quantity from the sensor,
The storage means stores each function value indicating the functional relationship of a plurality of sensors, and the calculation means selects a predetermined function value corresponding to the characteristic value from the stored function values, and calculates the predetermined function value and the above-mentioned function value. It outputs a control signal calculated based on the physical quantity obtained from the electrical signal.
以下1本発明の一実施例を第1図〜第7図により説明す
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
第1図は、本発明による特性表示付センサとこれを用い
た制御装置の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a sensor with characteristic display and a control device using the sensor according to the present invention.
第1図において、特性表示付センサ1は、物理量を電気
信号に変換出力する検出部11と、物理量を電気信号に
変換する変換特性を示す特性値を出力する特性表示手段
12とから成る。制御装置2は、検出部11からの電気
信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換
器21と、複数の物理量と電気信号との変換関数関係を
示す関数値を記憶する記憶手段23と、特性表示付セン
サ1の特性値を入力し該特性値に対応する所定の関数値
を記憶手段23から選択して、所定の関数値とアナログ
・デジタル変換器21からの出力とから得られる物理量
に基づいて制御信号を出力する演算手段22とから成る
。In FIG. 1, a sensor with characteristic display 1 includes a detection section 11 that converts and outputs a physical quantity into an electrical signal, and a characteristic display means 12 that outputs a characteristic value indicating the conversion characteristic of converting the physical quantity into an electrical signal. The control device 2 includes an analog-to-digital converter 21 that converts the electrical signal from the detection unit 11 into a digital signal, a storage device 23 that stores a function value indicating a conversion function relationship between a plurality of physical quantities and the electrical signal, and a characteristic A characteristic value of the sensor with display 1 is inputted, a predetermined function value corresponding to the characteristic value is selected from the storage means 23, and based on the physical quantity obtained from the predetermined function value and the output from the analog-to-digital converter 21. and a calculation means 22 for outputting a control signal.
第2図は、本発明による特性表示付センサ1の一実施例
を示す図であり熱線式センサへの応用例である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the sensor 1 with characteristic display according to the present invention, and is an example of application to a hot wire type sensor.
第2図において、熱線102は空気流量Fを検出するた
めのもので、空気流路101に配置しである。補償線1
03は空気流量Fの温度変化を補償するもので、熱線1
02と同様、空気流路101に配置しである。In FIG. 2, a hot wire 102 is used to detect the air flow rate F and is placed in the air flow path 101. Compensation line 1
03 compensates for the temperature change of the air flow rate F, and the hot wire 1
Similar to 02, it is arranged in the air flow path 101.
熱線102と補償線103と抵抗106,107とから
成るブリッヂ回路とブリッヂの平衡状態を検出する差動
増巾器105と、これからの出力に基づいてブリッヂ回
路への供給電流を制御するトランジスタ104とから成
る回路は、差動増巾器105により下記(1)式に示す
関係に動作する。A bridge circuit consisting of a hot wire 102, a compensation wire 103, and resistors 106 and 107, a differential amplifier 105 that detects the balanced state of the bridge, and a transistor 104 that controls the current supplied to the bridge circuit based on the output from the bridge circuit. The circuit consisting of the differential amplifier 105 operates according to the relationship shown in equation (1) below.
但し
RH:熱線102の抵抗値
RC:補償1103の抵抗値
R106:抵抗器106の抵抗値
R107:抵抗器107の抵抗値
ここでRHは第3図に示す様にセラミックボビン401
に白金線403を巻きつけリード線402を設けたもの
、あるいは第4図に示した様に絶縁リング404に白金
線403を張った構造のものがあるが、いずれも大きな
温度係数を有する抵抗体である。However, RH: Resistance value of hot wire 102 RC: Resistance value of compensation 1103 R106: Resistance value of resistor 106 R107: Resistance value of resistor 107 Here, RH is the resistance value of ceramic bobbin 401 as shown in FIG.
There is a structure in which a platinum wire 403 is wrapped around a lead wire 402, or a structure in which a platinum wire 403 is stretched around an insulating ring 404 as shown in FIG. 4, but both resistors have a large temperature coefficient. It is.
従ッテ、R106とR107(7)比’t41102R
Hを一定温度に加熱することができる。即ち熱線102
を加熱する電力は空気流量Fの関数となり電圧信号Vを
得ることができる。Jutte, R106 and R107 (7) ratio 't41102R
H can be heated to a constant temperature. That is, the hot wire 102
The electric power for heating the air becomes a function of the air flow rate F, and a voltage signal V can be obtained.
この空気流量Fと電圧信号Vの関係は大きなばらつきを
有する。これは例えば第3図の構造であればボビン40
1の径、白金線403の巻き方等によるものであり、第
4図では絶縁リング404と白金8403の間隙等熱線
102によるものと、第2図における熱線102の空気
流量101への配置誤差等によるものである。The relationship between the air flow rate F and the voltage signal V has large variations. For example, in the structure shown in Figure 3, this is the bobbin 40.
1, the winding method of the platinum wire 403, etc. In FIG. 4, there is a gap between the insulating ring 404 and the platinum 8403 due to the isothermal wire 102, and in FIG. This is due to
このセンサを例えばエンジン制御の空気流量検出器とし
て利用したとき、上記の誤差はエンジン制御に要求され
る精度とは桁違いに大きい。そこでこのばらつき範囲を
、第5図に示した出力特性図の様にエンジン制御に十分
な精度を持つ巾に、例えば8ランクにB1〜B8で分割
する。空気流量検出器の製作時に、B1〜B8のいずれ
の特性に属するかを判定し、第2図に示した抵抗Rと電
源0間の配線を切断(第2図の場合LO)L、特性信号
りを構成する。When this sensor is used, for example, as an air flow rate detector for engine control, the above error is much larger than the accuracy required for engine control. Therefore, this variation range is divided into, for example, eight ranks, B1 to B8, into widths that have sufficient accuracy for engine control, as shown in the output characteristic diagram shown in FIG. When manufacturing the air flow rate detector, determine which of the characteristics B1 to B8 it belongs to, cut the wire between the resistor R and the power supply 0 shown in Figure 2 (LO in Figure 2) L, and connect the characteristic signal. configure the
このようにすることにより、それぞれのセンサ1が有す
る個有な特性のばらつきを外部から判別することが可能
となる。By doing so, it becomes possible to determine variations in the unique characteristics of each sensor 1 from the outside.
第6図は、上記実施例の特性表示付センサ1と組合せる
制御装置2の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the control device 2 combined with the sensor with characteristic display 1 of the above embodiment.
第6図において、演算手段22は、特性信号りにより、
記憶手段23の記憶内容である関数値(例えば232)
を選択しその記憶内容と、アナログ・デジタル変換器2
1の出力値から空気流量を算出する。このようにするこ
とにより、特性表示付センサ1の特性ばらつきを補正し
精度良く空気流量を算出することが可能となる。In FIG. 6, the arithmetic means 22 calculates, based on the characteristic signal,
Function value (for example, 232) that is the memory content of the storage means 23
Select the memory contents and analog/digital converter 2
Calculate the air flow rate from the output value of 1. By doing so, it becomes possible to correct variations in the characteristics of the sensor with characteristic display 1 and calculate the air flow rate with high accuracy.
第7図は、上記特性表示付センサ1と、これと組合せる
制御装置2を応用したエンジン制御装置の全体構成を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing the overall configuration of an engine control device to which the sensor with characteristic display 1 and the control device 2 combined therewith are applied.
第7図において、空気流量検出器1で検出したエンジン
の吸入空気流量Qと、回転検出器3で検出したエンジン
の回転数Nとから制御装置i!2の中に設けたマイクロ
コンピュータにより最適点火時期、および最適燃料噴射
量を決定し、点火装置4゜燃料噴射弁5を駆動しエンジ
ン運転状態を最適に制御するものである。空気流量検出
器1を特性表示付センサ1とすることにより特性のばら
つきを補正することができるので精度の良い制御が可能
となる効果がある。In FIG. 7, based on the intake air flow rate Q of the engine detected by the air flow rate detector 1 and the engine rotation speed N detected by the rotation detector 3, the control device i! A microcomputer installed in the engine 2 determines the optimum ignition timing and optimum fuel injection amount, and drives the ignition device 4 and the fuel injection valve 5 to optimally control the engine operating state. By using the air flow rate detector 1 as the sensor 1 with a characteristic display, variations in characteristics can be corrected, which has the effect of enabling highly accurate control.
以上は空気流量検出器を用いた例について説明したが、
エンジン吸入空気流量を吸気管圧力から求めるエンジン
制御装置においては、圧力検出器に圧力−出力特性を判
別する特性値を出力する特性表示手段を設けることによ
り同様の効果を得ることができる。The above example uses an air flow rate detector, but
In an engine control device that determines the engine intake air flow rate from the intake pipe pressure, a similar effect can be obtained by providing a pressure detector with a characteristic display means for outputting a characteristic value for determining the pressure-output characteristic.
また、エンジン制御に係らず他の制御装置や、各種のセ
ンサに適用することが可能である。Furthermore, it is possible to apply the present invention to other control devices and various sensors regardless of engine control.
本発明によれば、物理量を検出して所定の関数関係を有
する電気信号に変換出力するセンサに変換特性のばらつ
きを示す特性値を外部に出力する特性表示手段を設け、
該特性値に対応した関数値を記憶手段から選択し該関数
値に基づいて変換特性を補正する制御装置と組合せるこ
とで、高精度の計測、制御ができるといった優れた効果
がある。According to the present invention, the sensor that detects a physical quantity and converts it into an electrical signal having a predetermined functional relationship is provided with a characteristic display means that outputs a characteristic value indicating variation in the conversion characteristic to the outside,
By combining with a control device that selects a function value corresponding to the characteristic value from the storage means and corrects the conversion characteristic based on the function value, there is an excellent effect that highly accurate measurement and control can be performed.
第1図は、本発明による特性表示付センサとこれを用い
た制御装置の全体構成図、第2図は特性表示付熱線式セ
ンサの回路図、第3図と第4図は熱線式センサの詳細構
造を示す図、第5図は出力特性図、第6図は制御装置の
構成を示す図、第7図はエンジン制御装置の全体構成を
示す図である。
1・・・特性表示付センサ、2・・・制御装置、11・
・・検出部、12・・・特性表示手段、22・・・演算
手段、23・・・記憶手段。
第1図
2z
j 杼l鼾ノiヒク文イvt乙〉・す’
12 ・確1it五1でボ予表(2・制′4!FJ3
711 z2;ijI9Mit砿土部 2j
・記嗅3楓
第2図
[−−−−−1
第3図 340
第5図
第6図
第7図Fig. 1 is an overall configuration diagram of a sensor with characteristic display according to the present invention and a control device using the same, Fig. 2 is a circuit diagram of a hot wire type sensor with characteristic display, and Figs. 3 and 4 are a diagram of the hot wire type sensor with characteristic display. FIG. 5 is a diagram showing the detailed structure, FIG. 5 is an output characteristic diagram, FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the control device, and FIG. 7 is a diagram showing the overall configuration of the engine control device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Sensor with characteristic display, 2...Control device, 11.
...detection section, 12...characteristic display means, 22...calculation means, 23...storage means. Figure 1 2 z
12 ・Boss table with 1 it 5 1 (2 ・ system '4!FJ3
711 z2;ijI9MitKaidobe 2j
・Memorial smell 3 Kaede Fig. 2 [----1 Fig. 3 340 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7
Claims (3)
する電気信号に変換して外部に出力するセンサにおいて
、変換特性を示す特性値を外部に出力する特性表示手段
を設けたことを特徴とする特性表示付センサ。1. A sensor that detects a physical quantity, converts it into an electrical signal having a predetermined functional relationship with the physical quantity, and outputs it to the outside, characterized in that it is provided with a characteristic display means that outputs a characteristic value indicating the conversion characteristic to the outside. Sensor with display.
タル信号であることを特徴とする請求項1記載の特性表
示付センサ。2. 2. The sensor with characteristic display according to claim 1, wherein the signal indicating the characteristic value is a digital signal consisting of a plurality of bits.
性に対応した関数関係を示すそれぞれの関数値を記憶す
る記憶手段と、前記特性表示付センサから前記特性値と
前記電気信号を入力して前記それぞれの関数値から該特
性値に対応した所定の関数値を選択し該所定の関数値と
前記電気信号とから得られる物理量に基づいて演算した
制御信号を出力する演算手段とを備えることを特徴とす
る請求項1又は2記載の特性表示付センサを用いた制御
装置。3. a storage means for storing each function value indicating a functional relationship corresponding to the conversion characteristic of each of the plurality of sensors with characteristic display; It is characterized by comprising a calculation means for selecting a predetermined function value corresponding to the characteristic value from the function values and outputting a control signal calculated based on the physical quantity obtained from the predetermined function value and the electric signal. A control device using the sensor with characteristic display according to claim 1 or 2.
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JP63114677A JPH01285642A (en) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | Sensor with characteristic display and controller using same sensor |
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1988
- 1988-05-13 JP JP63114677A patent/JPH01285642A/en active Pending
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