JPH03287018A - 内燃機関の吸入空気流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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測定装置に関し、詳し
くは、内燃機関の吸気通路に配設された感温抵抗器を含
んで構成される吸入空気流量測定装置における電源投入
初期の測定エラーを補正し得る装置に関する。

（従来の技術） 従来、感温抵抗器を備えて構威された内燃機関の吸入空
気流量測定装置としては、例えば第５図に示すように構
威されたものがある（実開昭６１−１０２９１８号公報
等参照）。

即ち、白金等で構威されたホットワイヤー（熱線）やホ
ットフィルムなどの感温抵抗器Ｒつを基準抵抗Ｒ３に直
列に接続し、前記感温抵抗器Ｒ８と同一の雰囲気の吸気
通路中に配設される温度補償抵抗ＲＫを固定抵抗Ｒｒ、
Ｒｚに直列に接続したうえで、これらの２つの直列回路
を並列に接続してブリッジ回路を構威している。

そして、上記ブリッジ回路の感温抵抗器ＲＨ及び基準抵
抗Ｒ８が直列に接続されている側の分岐点ａの電位（基
準抵抗Ｒ１の端子電圧）と、温度補償抵抗Ｒ１、固定抵
抗Ｒ，，Ｒ，が直列に接続されている側の分岐点すの電
位（固定抵抗Ｒｔの端子電圧）とを作動増幅器１に供給
し、この作動増幅器１の出力に応じてトランジスタ２を
制御して前記ブリフジ回路への供給電流を制御し、これ
により、ブリッジ回路の不平衡電圧が常にゼロとなるよ
うにしている。尚、Ｒ，、Ｒ，は固定抵抗である。

ここで、例えば、ブリフジ回路が平衡している状態で吸
入空気流量が増加し、これによって感温抵抗器ＲＭが冷
却されてその抵抗値が減少したとすると、ブリフジ回路
が不平衡となって抵抗Ｒ８の端子電圧が増大し、作動増
幅器１の出力が低下する。すると、トランジスタ２によ
って制御されるブリッジ回路（感温抵抗器ＲＨ）への供
給電流が増大し、これにより感温抵抗器ＲＨの温度が上
昇してその抵抗値が元の値にまで増大してブリッジ回路
の不平衡電圧がゼロに戻される。即ち、前記感温抵抗器
Ｒｓの温度を一定値に保持させるようにブリフジ回路に
供給される１流が制御される。

このときの前記供給電流値が吸入空気流量に対応し、こ
の供給電流値における分岐点ａの電圧Ｖ。

を吸入空気流量に対応する値として、例えば図示しない
コントロールユニットに出力する。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記のように感温抵抗器の温度を一定値に保
持させるようにブリッジ回路への供給電流を制御するこ
とで吸入空気流■を測定する構成の場合には、ブリッジ
回路への電流供給が開始されてから感温抵抗器の温度が
所定の超過温度に達するまでの間は、感温抵抗器の温度
が低い分だけ真の吸入空気流量よりも大きな吸入空気流
量を測定値として出力してしまい、第６図に示すように
、吸入空気流量の測定エラーが大きいという問題があっ
た。

従って、ブリッジ回路への電流供給を開始させた初期に
は、吸入空気流量の測定値に基づいて内燃機関への燃料
供給量を制御すると、真の吸入空気流量よりも多い吸入
空気流量に対応した燃料が供給されることになってしま
い、空燃比をオーバーリッチ化させてしまう、このため
、ブリッジ回路への電流供給の開始直後、即ち、感温抵
抗器が充分に加熱されていない状態で吸入空気流量測定
装置の測定エラーが大きいときに始動を行うと、第６図
に示すように空燃比がオーバーリッチ化して始動性を悪
化させ、回転落ちやエンストの惧れがあるという問題が
あった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、感ａ抵
抗器に対する電流供給の開始直後における測定値を、真
の吸入空気流ｆに近づけるように補正できる吸入空気流
量測定装置を提供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
吸気通路に配設された感温抵抗器を含んでブリッジ回路
を構威し、感温抵抗器の温度を一定値に保持させるよう
に前記ブリッジ回路に供給する電流値を制御し、この供
給電流値に対応して吸入空気流量の測定値を得る内燃機
関の吸入空気流量測定装置において、ブリッジ回路に対
する電流供給開始からの経過時間を計測する電流供給時
間計測手段と、吸入空気流量の測′？値を電流供給時間
計測手段で計測された経過時間に応じて補正設定する測
定値補正手段と、を設けるようにした。

ここで、第１図点線示のように、吸入空気流量計測装置
の電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、この電源電
圧検出手段で検出された電源電圧に基づいて前記測定値
補正手段による前記経過時間に基づく測定値補正を修正
する電源電圧による補正修正手段と、を設けることが好
ましい。

また、第１図点線示のように、前記ブリッジ回路に対す
る電流供給停止期間の時間を計測する電流供給停止時間
計測手段と、この電流供給停止時間計測手段により計測
される電流供給停止時間に基づいて前記測定値補正手段
による測定値補正を修正する停止時間による補正修正手
段と、を設けると良い。

〈作用〉 かかる構成によると、ブリッジ回路への電流供給開始か
ら感温抵抗器の温度が時間経過と共に徐々に増大し、電
流供給開始の直後はど大きな測定誤差となり、感温抵抗
器の温度が高くなってくると誤差が減少する傾向を示す
から、電流供給開始からの経過時間に応じて測定値を補
正することで、感温抵抗器への電流供給直後における測
定誤差を補正し得る。

また、電流供給開始からの感温抵抗器の温度上昇は、そ
のときの電源電圧によって変化するから、電源電圧によ
って前記経過時間に基づく測定値の補正を修正するよう
にした。

更に、ブリッジ回路への電流供給開始が、電流供給を停
止した直後であるか否か、即ち、ブリッジ回路への電流
供給開始時の感温抵抗器の温度条件によって、感温抵抗
器が超過温度に達するまでの時間が異なるから、電流供
給を停止していた時間を計測しておいて、この電流供給
停止時間によって電流供給開始からの時間に応じた測定
値の補正を修正するようにした。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

一実施例を示す第２図において、コントロールユニット
１０は、エアフローメータ９から機関の吸入空気流量Ｑ
に応じて出力される電圧Ｖゆを入力して該電圧Ｖ、を吸
入空気流量Ｑに変換し、この吸入空気流量Ｑに基づいて
図示しない機関への燃料供給量や点火時期などを制御す
るものである。

尚、前記エアフローメータ９は、前記従来例として説明
した第５図と同じ構成であり、詳細な説明は省略するが
、機関の吸気通路に配設されたホットワイヤー（熱線）
やホ・ノドフィルムなどの感温抵抗器ＲＨを含んでブリ
ッジ回路を構成し、前記感温抵抗器Ｒ８の温度を一定値
に保持させるように前記ブリッジ回路に供給する電流値
を制御することで、該供給電流値に対応する電圧Ｖ０を
吸入空気流量Ｑに相当する値として出力するものである
。

ここで、バッテリ電源Ｖ、からのコントロールユニット
Ｏに対する電源ラインには、イグニッションスイッチ１
１によって０Ｎ−ＯＦＦされる常開型のリレー１２が介
装されていて、イグニッションスイッチ１１をＯＮする
とコイル１２ａに電流が流れてリレー１２が閉じて電源
Ｖ、がコントロールユニット１０に接続される。

また、前記コイル１２ａと直列に接続されたコイル１３
ａは、前記リレー１１による電源ラインを並列に設けら
れた電源ラインに介装された常閉型のリレー１３をＯＮ
・○ＦＦＬ、リレー１１がＯＮであるときには、リレー
１３をＯＦＦさせるようになっている。

更に、前記リレー１３と直列に常開型のリレー１４が介
装されていて、このリレー１４は、コントロールユニッ
ト１０で通電制御されるコイル１４ａによって０Ｎ−Ｏ
ＦＦ制御されるものであり、コントロールユニット１０
による電源のセルフシャット用に設けられている。

かかる構成において、イグニッションスイッチ１１がＯ
Ｎされてリレー１２がＯＮすると、コントロールユニッ
ト１０に電源が供給され、コントロールユニット１０は
リレー１４をＯＮさせる。このとき、リレー１３はＯＦ
Ｆに制御されるから、コントロールユニット１０に対し
てはリレー１２を介してのみ電源が供給されることにな
る。

イグニッションスイッチ１１がＯＦＦされると、リレー
１２がＯＦＦされるから、リレー１２を介しての電源供
給は断たれるが、リレー１３がＯＮするので、予めＯＮ
させであるリレー１４及び前記リレー１３ヲ介して電源
がコントロールユニット１０に供給されることになり、
コントロールユニット１０自身がコイル１４ａへの通電
を断たない限りコントロールユニット１０に電源が供給
され続けるようにしである。本実施例では、後述するよ
うにイグニッションスイッチ１１がＯＦＦされてから所
定時間が経過してからコントロールユニット１０がリレ
ー１４をＯＦＦしてｔ源をセルフシャットするようにし
である。

また、コントロールユニット１０は、エアフローメータ
９への電源接続をＯＮ・ＯＦＦするリレー１５のコイル
１５ａへの通電を制御するようになっており、コントロ
ールユニット１０によってエアフローメータ９への通電
が制御されるようにしである。

次に第３図のフローチャートに基づいてコントロールユ
ニッ）１０によって行われる吸入空気流量Ｑの補正制御
を説明する。

尚、本実施例において、電圧供給時間計測手段、測定値
補正手段、１ｔｓｉｉ圧検出手段、電源電圧による補正
修正手段、を流供給停止時間計測手段停止時間による補
正修正手段としての機能は、第３図に示すようにコント
ロールユニット１０がソフトウェア的に備えている。

コントロールユニット１０に対して新規に電源が供給さ
れて立ち上がると、まず、ステップ１（図中ではＳｌと
しである。以下同様）で、イグニッションスイッチ１１
のＯＦＦ操作に基づいてエアフローメータ（ＡＦ／Ｍ）
９への電源供給を０ＦＦＣリレー１５を０ＦＦ）してか
らの経過時間であるＯＦＦ時間時間時間Ｆに最大値をセ
ットする。

上記ＯＦＦ時間Ｔ。ＦＦは、エアフローメータ９の感温
抵抗器ＲＨが冷えきっていない状態において電源供給が
再開されたときに、吸入空気流量Ｑの測定値を補正する
ために用いるものであり、後に詳細に説明する。

次のステップ２では、イグニッションスイッチ１１のＯ
Ｎ・ＯＦＦを判別する。ここで、イグニッションスイッ
チ１１がＯＮであると判別されたときには、ステップ３
へ進み、セルフシャットリレーとしてのリレー１４をＯ
Ｎさせてイグニッションスイッチ１１がＯＦＦされたと
きの電源確保に備えると共に、エアフローメータ９への
電流供給を制御するリレー１５をＯＮさせてエアフロー
メータ９へ電源を供給する。

次のステップ４では、エアフローメータ９から吸入空気
流量Ｑに応じて出力される電圧ｖ０を、マツプを用いて
機関の吸入空気流量Ｑに変換する。

ステップ５では、イグニッションスイッチ１１がＯＮさ
れてからの経過時間であるＯＮＮ時間。Ｎが所定時間Ｔ
ｅ１以上であるか否かを判別し、ＯＮＮ時間。Ｎが前記
所定時間Ｔ”ｓ＋組以上経過していないときには、ステ
ップ６へ進んでステップ４で求めた吸入空気流量Ｑの補
正設定を行う。

ステップ６では、ステップ４で求めた吸入空気流量Ｑに
対して、前記ＯＮ時間Ｔ。、で決定される補正項と、ｔ
Ｂ電圧■８で決定される補正項と、前記ＯＦＦ時間Ｔ０
，２で決定される補正項とをそれぞれ乗算し、その結果
を新たに吸入空気流量Ｑとしてセットする。前記電源電
圧■、は、コントロールユニット１０が供給される電源
電圧をＡ／Ｄ変換して検出するようにしである。

前記ＯＮ時間Ｔ。、で決定される補正項は、エアフロー
メータ９に通電が開始されてから感温抵抗器Ｒ，が所定
の超過温度に達するまでの間のプラス側の検出エラーを
補正するためのものであり、第６図に示すように、感温
抵抗器ＲＨが暖まるに従ってエラーが少なくなるから、
第４図に示すように、エアフローメータ９への通電開始
直後はど大きな割合で吸入空気流量Ｑを減少補正するよ
うに設定されており、前記所定時間Ｔ３１は、感温抵抗
器ＲＮが冷えきった状態から超過温度に達するまでの標
準時間に基づき決定しである。

また、前記のように、感温抵抗器Ｒ９に電流が供給され
てから超過温度に達するまでの温度変化は、そのときの
電源電圧■８に影響され、電源電圧ｖＨが低いときほど
緩慢に温度が上昇するから、前記電源電圧Ｖ、で決定さ
れる補正項は、電源電圧ｖ３が低いときほど前記ＯＮ時
間Ｔ。Ｎで決定される補正項による減少補正割合を増大
させるようにしである。

更に、前記ＯＦＦ時間Ｔ。Ｆ、で決定される補正項は、
前記ＯＮ時間Ｔ。Ｎで決定される補正項が感温抵抗器Ｒ
，が冷えきった状態からの温度変化を基準としているが
、第４図に示すように、電源供給が断たれてから感温抵
抗器ＲＨが充分に冷えないうちに電源供給が再開される
と、前記ＯＮ時間ＴＯＮで決定される補正項がマツチン
グしなくなって、吸入空気流量Ｑを過剰に減少補正する
ことになってしまうので、感温抵抗器Ｒ８が冷えきらな
いような電源供給停止時間後に再度電源が供給されたと
きには、電源の供給が停止されていた時間に基づいて電
流供給再開時の感温抵抗器ＲＨの温度を予測して、ＯＮ
Ｎ時間。８に基づく補正を修正するものである。

但し、イグニッションスイッチエ１がＯＦＦされたとき
に感温抵抗器ＲＮが所定の超過温度に達していれば良い
が、イグニッションスイッチ１１のＯＮ・ＯＦＦが繰り
返されるような状態であって、感温抵抗器ＲＨが所定の
超過温度に達しないうちに電流供給が断たれ、かつ、か
かる電流供給の停止直後に再度電流供給が再開された場
合には、前記のようにＯＦＦ時間時間２．による吸入空
気流量Ｑの補正を施しても所望の補正とならないので、
イグニッションスイッチ１１がＯＮされていた時間、即
ち、感温抵抗器ＲＭに対する継続通電時間を計測して、
所定の超過温度に達しないで通電が遮断されたときには
、前記ＯＦＦ時間Ｔ。Ｆ、で決定される補正項に対して
前記継続通電時間に応じて補正を施すようにすることが
好ましい。

上記のようにして、エアフローメータ９による測定値を
、感温抵抗器ＲＭが所定の超過温度に達するまでの間に
補正設定すると、次のステップ７では、この吸入空気流
量Ｑを用いて機関への燃料供給量を演算したり、また、
かかる吸入空気流量Ｑに基づく燃料供給量に従って点火
時期を決定する制御などを行う。

上記のようなイグニッションスイッチ１１のＯＮ状態か
らイグニッションスイッチ１１がＯＦＦされると、ステ
ップ２でイグニッションスイッチ１１がＯＦＦであると
判別されることによって、ステップ８へ進む。

ステップ８では、エアフローメータ９に対する電源供給
を制御するリレー１５をＯＦＦして、エアフローメータ
９（感温抵抗器ＲＮ）に対する電源供給を遮断する。

そして、次のステップ９では、上記のようにしてエアフ
ローメータ９に対する電源供給を遮断してからの経過時
間であるＯＦＦ時間時間１．が所定時間７５２以上であ
るか否かを判別する。

前記所定時間Ｔ３！は、超過温度にまで達している感温
抵抗器Ｒ，の温度が略冷えきるまでの時間であり、ＯＦ
Ｆ時間時間、Ｆが所定時間Ｔｓｔ未満であって感温抵抗
器Ｒ）ｌの温度が冷えきっていないときには、ステップ
２へ戻って再度イグニッションスイッチ１１の０Ｎ−Ｏ
ＦＦを判別し、ＯＦＦ時間時間時間が所定時間Ｔ３！以
上になるまでに再度イグニッションスイッチ１１がＯＮ
されなかったときには、ステップ１０へ進んでコイル１
４ａへの通電を遮断することでセルフシャフト用のリレ
ーＩ４を０ＦＦＬ、、コントロールユニット１０は自身
の電源を遮断する。

従って、ステップＩＯでセルフシャットされた後に、イ
グニッションスイッチ１１がＯＮ操作されてコントロー
ルユニット１０に電源が供給されるようになると、感温
抵抗器Ｒ□の温度が冷えきっていると見做し、ステップ
１でＯＦＦ時間時間２．に最大値をセットすることによ
り、ＯＦＦ時間時間ＦＦに基づく吸入空気流量Ｑの補正
は行われないようにする。

一方、ＯＦＦ時間時間、Ｆが所定時間Ｔ。以上になる前
に、イグニッションスイッチ１１がＯＮ操作されると、
それまでに計測されたＯＦＦ時間時間□に基づいてステ
ップ６で吸入空気流量Ｑの補正設定が行われ、前記ＯＦ
Ｆ時間Ｔ。ＦＦが短く感温抵抗器ＲＨの温度が高いと予
測されるときには、それだけ測定エラーが少ないから、
前記ＯＮ時間Ｔ。、で決定される吸入空気流量Ｑの減少
補正割合を減少補正することになる。

このように本実施例によれば、エアフロ一メータ９に電
源を接続してから感温抵抗器Ｒ８が所定の超過温度に達
するまでの間に、大きな測定エラーがあっても、これを
感温抵抗器Ｒ）ｌの温度上昇予測に基づいて補正して、
真の吸入空気流量Ｑに近づけるようにできるから、始動
時に吸入空気流量Ｑが大きな測定エラーを有することに
よって、該吸入空気流量Ｑに基づく燃料供給制御や点火
時期制御の制御性が悪化して始動不良が発生することを
抑止できる。

〈発明の効果） 以上説明したように本発明によると、感温抵抗器を含ん
でブリフジ回路を構成し、感温抵抗器の温度を一定値に
保持させるように前記ブリッジ回路に供給する電流値を
制御するよう権威された吸入空気流量測定装置において
、ブリッジ回路への電源接続初期で感温抵抗器が所定の
超過温度にまで達していないことによる大きな測定誤差
を補正でき、真の吸入空気流量に近い値を測定値として
設定できるので、該測定結果に基づく機関の制御性、特
に、始動ｉｍｉ性を向上させることができるという効果
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補正設定に関わる制御内容を
示すフローチャート、第４図は同上実施例における制御
特性を説明するためのタイムチャート、第５図は従来の
吸入空気流量測定装置の構成を示す回路図、第６図は従
来装置における問題点を説明するためのタイムチャート
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の吸気通路に配設された感温抵抗器を含
   んでブリッジ回路を構成し、前記感温抵抗器の温度を一
   定値に保持させるように前記ブリッジ回路に供給する電
   流値を制御し、該供給電流値に対応して吸入空気流量の
   測定値を得る内燃機関の吸入空気流量測定装置において
   、 前記ブリッジ回路に対する電流供給開始からの経過時間
   を計測する電流供給時間計測手段と、前記吸入空気流量
   の測定値を前記電流供給時間計測手段で計測された経過
   時間に応じて補正設定する測定値補正手段と、 を設けたことを特徴とする内燃機関の吸入空気流量測定
   装置。
2. （２）前記吸入空気流量計測装置の電源電圧を検出する
   電源電圧検出手段と、 該電源電圧検出手段で検出された電源電圧に基づいて前
   記測定値補正手段による前記経過時間に基づく測定値補
   正を修正する電源電圧による補正修正手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の吸
   入空気流量測定装置。
3. （３）前記ブリッジ回路に対する電流供給停止期間の時
   間を計測する電流供給停止時間計測手段と、該電流供給
   停止時間計測手段により計測される電流供給停止時間に
   基づいて前記測定値、補正手段による測定値補正を修正
   する停止時間による補正修正手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに
   記載の内燃機関の吸入空気流量測定装置。