JPH0578669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばエンジンを電子的に空燃比
制御する場合に、そのエンジンの運転状態を検出
するためのセンサ機構として効果的に使用される
ように、吸気管に流れる空気流量を測定する手段
を備えたエンジンの制御装置に関する。

〔背景技術〕

電子的にエンジンを空燃比制御する場合、この
エンジンの運転状態を常時監視してその運転状態
に対応した信号を検出し、この検出信号に基づき
例えば上記エンジンに対する燃料噴射量、点火時
期等を演算して、この演算結果に基づいて燃料噴
射量制御、点火時期制御を実行するものである。

このようなエンジンの運転状態の監視手段とし
ては、エンジンの回転数検出センサ、エンジンの
冷却水温検出センサ、スロツトル開度センサ等が
存在するものであるが、エンジンの運転状態に直
接的に関係するものとして、吸入空気流量を測定
検出する空気流量測定装置が存在する。

このような吸入空気量の測定手段としては、例
えば特開昭55−104538号公報に示されるように、
空気流による放熱効果を利用する熱式の空気流量
測定装置が知られている。すなわち、吸気管の中
に温度に対応して抵抗値が変化する温度特性を有
する抵抗体によつ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流を供給してその温
度変化状態を監視するもので、その感温素子の温
度が特定される温度状態に制御されるように、上
記加熱電流をフイードバツク制御している。した
がつて、この加熱電流の状態から、上記吸気管に
流れる空気量が測定できるようになる。

しかし、このような感温素子をアナログ的に制
御される電流によつて一定温度状態に加熱制御す
るような構成のものにあつては、空気流量が例え
ば100倍変化するのに対して約２倍しか変化しな
いものであり、その測定感度は極めて小さい。こ
のため、この空気流量センサを内燃機関の制御用
として用いるためには、検出信号の増幅回路に対
してオフセツト処理手段を設ける必要が生じ、そ
のための制御回路が複雑化する傾向にある。

またマイクロコンピユータを利用してエンジン
の制御装置を構成する場合、センサからのアナロ
グ的出力信号をデイジタル信号に変換して使用す
る必要があり、この場合高精度のＡ／Ｄ変換を実
行させなければならない。すなわち、高分解能の
Ａ／Ｄ変換器、およびこのＡ／Ｄ変換器の基準電
圧電源として極めて高精度のものが要求されるよ
うになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、エンジンに対して吸入される吸入空気量の測
定検出感度が充分に良好な状態に設定できるよう
にすると共に、エンジンの運転状態に最も適合す
る状態の検出信号が得られるようにし、また特に
高精度のＡ／Ｄ変換器等の回路システムを必要と
しないようにするエンジンの制御装置を提供しよ
うとするものである。

また、この発明に係るエンジンの制御装置にあ
つては、空気流量測定装置において、雑音信号に
対応する誤つた測定信号が出力される状態となつ
た場合であつても、この雑音信号に対応する測定
信号出力を効果的に排除し、エンジンの制御が安
定して高精度に実行されるようにすることを目的
としている。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、この発明に係るエンジンの制御装置
は、特定される周期で発生される通電開始信号に
よつて、吸気管の中に設定される感温素子に対し
て加熱電流を供給設定し、この加熱電流の供給時
間幅を上記感温素子の温度上昇状態に対応して設
定されるようにして、空気流量の測定値が上記加
熱電流の時間幅によつて測定信号が表現されるよ
うにする。

この場合、上記通電開始信号に対して雑音信号
が混入したような状態となると、この雑音信号に
対応した加熱電流が設定されるようになるもので
あるが、上記通電開始信号の立上がりからパルス
状の測定信号の立上がりまでの遅れ時間幅を想定
し、測定出力信号の中から上記遅れ時間幅以外で
立上がる出力信号を排除して、エンジン制御ユニ
ツトに対しては上記通電開始信号に対応して発生
された出力信号のみを、空気流量測定信号として
読み込まれるようにしたものである。

〔作 用〕

上記のように構成されるエンジンの制御装置に
あつては、この機関に対して供給される吸入空気
の量が、デイジタル的に処理できる時間幅信号と
して表現されるようになるものであり、マイクロ
コンピユータにおいて効果的に使用できるように
なる。また、この空気流量測定に際して雑音信号
が混入したような場合にあつても、測定出力信号
から、この雑音信号に対応して発生される信号成
分を排除して、マイクロコンピユータにおいては
正常な測定信号のみが利用されるようになり、安
定した機関制御が効果的に実行されるようになる
ものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第１図はその構成を示したもので、図で
は示されないエンジンに対して吸入空気を供給す
る吸気管１１の内部に、感温素子１２が設定され
る。この感温素子１２は、例えば白金線等の温度
に対して抵抗値が変化設定される温度特性を有す
る抵抗素子によつて構成されたもので、この吸気
管１１の内部には、さらにこの吸気管１１に流れ
る空気温度に対応した抵抗値が設定される。上記
感温素子１２と同様の構成の補助感温素子１３が
設定されている。

このような感温素子１２に対しては、直列にし
て固定の抵抗１４が接続され、また補助感温素子
１３に対しては直列にして固定の抵抗１５および
１６の直列回路が接続されている。この感温素子
１２および補助感温素子１３のそれぞれ直列回路
は、それぞれブリツジ回路の１つの枝となるもの
であり、このブリツジ回路の入力端部となる感温
素子１２と補助感温素子１３との接続点に対して
は、開閉素子となるトランジスタ１７を介して加
熱電力が供給設定されるようにする。

上記ブリツジ回路の出力端子部分、具体的には
感温素子１２と抵抗１４との接続点、および抵抗
１５と１６との接続点は、コンパレータ１８に供
給して、上記両出力端子部分の電圧を比較するよ
うにしている。そして、補助感温素子１３で計測
される空気温度に対して、感温素子１２の温度が
特定される温度状態まで上昇した状態で、上記コ
ンパレータ１８からの出力信号が立上がるように
設定している。

このコンパレータ１８からの出力信号は、フリ
ツプフロツプ回路１９をリセツト制御する。この
フリツプフロツプ回路１９は、エンジン制御ユニ
ツト２０から発生される通電開始信号によつてセ
ツト制御されるものであり、この通電開始信号は
詳細は図示してないが上記制御ユニツト２０に対
して供給される、例えばエンジンの回転に同期す
る信号に対応して発生される。そして、このフリ
ツプフロツプ回路１９のセツトおよびリセツト動
作に対応するパルス時間幅の設定されたパルス状
信号は、出力回路２１を介して上記エンジン制御
ユニツト２０に対して結合するものであり、また
前記トランジスタ１７のベース回路に供給し、フ
リツプフロツプ回路１９のセツト状態のときに、
トランジスタ１７が導通状態に設定されて、感温
素子１２を含むブリツ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、上記トランジスタ１７を介して取出
される加熱電力の電圧は、基準電圧電源２２で発
生される基準電圧信号と共に差動アンプ２３に供
給し、この差動アンプ２３によつて上記トランジ
スタ１７のベースを制御して、ブリツジ回路に対
して供給される加熱電力の電圧が基準設定される
ようにしている。

第２図は上記のように構成される空気流量測定
装置の基本的な動作を説明するものであり、エン
ジン制御ユニツト２０からはＡ図に示すように周
期的な状態で通電開始信号が発生される。この信
号はフリツプフロツプ回路１９をセツト制御し、
その出力信号がＢ図のように立上がるようになる
ものであり、この信号によつてトランジスタ１７
が導通制御され、感温素子１２に対する加熱電力
が、このＢ図の状態で立上がるようになる。この
ようにして加熱電力が立上がると、感温素子１２
の温度がＣ図に示すように空気流量に対応した速
度で上昇するようになるものであり、その温度が
特定される温度状態まで上昇すると、Ｄ図のよう
にコンパレータ１８からの出力信号が発生するも
のである。そして、このコンパレータ１８からの
出力信号によつて上記フリツプフロツプ回路１９
がリセツトされ、上記加熱電力が遮断されて感温
素子１２の温度が低下して、次の加熱サイクルを
待機するようになるものである。

このように動作する空気流量測定装置におい
て、通電開始信号に対して雑音成分が混入したよ
うな場合、例えば第３図のＡに示すように周期的
に発生する通電開始信号Tin1、Tin2、…におい
て、雑音信号ｎが混入した状態となると、この雑
音信号ｎによつてフリツプフロツプ回路１９がセ
ツト制御され、感温素子１２に対する加熱電力も
立上がつて、この雑音信号ｎに対応する出力信号
も発生するようになる。すなわち、正常な通電開
始信号Tin1、Tin2、…にそれぞれ対応して、第
３図のＢに示す出力信号Tout1、Tout2、…が発
生するものであるが、雑音成分ｎに対応しても信
号Tnが発生するようになる。この場合、上記Ｂ
図に示す出力回路２１から得られる出力信号は、
この測定装置を構成するトランジスタ１７、コン
パレータ１８等のスイツチング動作の遅れ時間が
存在するものであるため、Ａ図に示す信号からそ
れぞれ時間Td1、Td2、…遅れた立上がるように
なる。この遅れ時間は、雰囲気温度、構成回路素
子の個体差等を含めて特定される時間内Tdに収
まるもので、この遅れ時間内にエンジン制御ユニ
ツト２０が取り込んだ信号が正規の空気流量測定
信号と見なされる。

次に、上記出力回路２１からの信号が供給され
るエンジン制御ユニツト２０における信号処理の
流れを説明する。第４図は通電開始信号の発生制
御の状態を示すもので、まずエンジンの回転に対
応した信号Ｎによる割込みが発生すると、ステツ
プ101で通電開始信号Tinが出力される。そして、
この通電開始信号Tinの発生に対応して、ステツ
プ102でイベントカウンタＣをクリアし、上記信
号Tinが発生されてからの経過時間を計数計測さ
せるようにする。

このようにして通電開始信号が発生され、出力
回路２１から測定出力信号が発生されるようにな
ると、この出力信号の発生によつて割込みが発生
し、第５図に示すステツプ201で上記通電開始信
号Tinの発生に対応してクリアされたイベントカ
ウンタＣの計数値を設定値Tm1と比較する。

ここで、上記設定値Tm1は前記遅れ時間幅Td
に対応して設定されるもので、正常な通電開始信
号Tinに基づき発生される出力信号の立上がり許
容範囲の下限値とされるものであり、同じく上限
値はTm2で設定される。

すなわち、上記ステツプ201で「Ｃ＞Tm1」と
判定された場合には、上記出力信号Toutが上記
下限値より遅れて発生していることを示している
もので、このような判別結果に対応して次のステ
ツプ202へ進む。このステツプ202では「Ｃ＜
Tm2」の判定を行うもので、このステツプ202の
判定結果が「Yes」となつた時は、その時の取り
込まれた信号Toutが設定された時間範囲内で発
生された信号と判断されるものである。

次のステツプ203ではこの信号Toutが、前記イ
ベントカウンタがクリアされてから最初の信号で
あるか否かを判断する。もし、通電開始信号が発
生してから非常に短い時間範囲で雑音信号が発生
した場合には、この雑音信号に対応して上記
Tm1とTm2との間に、その雑音信号に対応する
出力回路２１からの出力信号が、制御ユニツト２
０に対して供給されるようになる。しかし、ステ
ツプ203で通電開始信号が発生したから最初の
Toutであることを判断すれば、この信号Toutは
まさしく正規の空気流量測定信号であると判断さ
れるもので、したがつて次のステツプ204でその
取り込まれたToutのパルス時間幅を計測する。
そして、ステツプ205で上記計測された空気流量
信号Toutに対応して、空気流量を算出するもの
で、この算出された空気流量データは、例えば燃
料噴射時間幅、点火時期等の演算に使用されるよ
うになる。

また、上記ステツプ201、202、203の判断結果
が「No」の場合には、そのときの信号は雑音信
号に対応するものとして排除する。

ここで、上記遅れ時間Tdは、数〜数十μsであ
り、この時間Tdに対応して上記Tm1およびTm2
が設定されるものである。この場合、下限値
Tm1は通電開始信号Tinが発生された直後の状態
に設定してもよいものであるが、通電開始信号の
直前に雑音信号が発生したような場合には、信号
Tinの発生直後にToutが立上がる状態もある。
したがつて、このTm1は通電開始信号の直前に
発生した雑音信号に対応する出力信号を、エンジ
ン制御ユニツト２０に対する取り込み信号から排
除するために使用されるように設定する必要があ
る。

尚、上記実施例には特に説明をしてないが、雑
音信号が発生した場合に、この雑音信号に続く正
規の通電開始信号によつて発生した測定信号にお
いては、上記雑音信号によつて感温素子１２が発
熱動作されているものであるため、出力パルス状
信号のパルス幅が正常な場合に比較して小さくな
る可能性がある。したがつて、雑音信号による出
力信号Toutの発生が検知された場合には、それ
に続く正規の測定信号を補正し、あるいはこれま
でも削除するように制御をする必要があるもので
ある。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、空気流量測定
に際して、その測定指令信号となる通電開始信号
に対して雑音成分が混入する状態となつたとして
も、この雑音信号に対応して発生される出力信号
は、エンジン制御ユニツトに対する取り込み動作
に際して確実に排除されるものであり、燃料噴射
量等の演算に対しては、正常な空気流量測定信号
のみが確実に使用されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るエンジン制
御装置を説明するための構成図、第２図は上記制
御装置の空気流量測定手段における測定動作を説
明する信号波形図、第３図は上記空気流量測定手
段で雑音信号が存在する場合の状態を説明する信
号波形図、第４図および第５図はそれぞれ上記空
気流量測定信号の制御ユニツトに対する取り込み
の状態を説明するフローチヤートである。 １２…感温素子、１３…補助感温素子、１７…
トランジスタ（加熱電力開閉）、１８…コンパレ
ータ、１９…フリツプフロツプ回路、２０…エン
ジン制御ユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの電子的制御を実行するエンジン制
   御ユニツトと、上記エンジンに対して吸入空気を
   供給する吸気管の中に設定された温度抵抗特性を
   有する感温素子と、上記エンジン制御ユニツトか
   ら特定される周期で通電開始信号を発生する手段
   と、この手段から発生された上記通電開始信号に
   対応して上記感温素子に対して供給される加熱電
   力を立上がり制御する手段と、上記感温素子の温
   度が上記空気の温度に対して特定される温度状態
   まで上昇した状態で上記加熱電力を遮断制御する
   手段と、上記感温素子に対する加熱電力の供給時
   間幅に対応する測定出力信号を発生し上記エンジ
   ン制御ユニツトに供給設定する手段と、上記通電
   開始信号の立上がりからの正常な出力信号が発生
   されるに必要な遅れ時間幅を設定する手段と、上
   記測定出力信号の立上がり時間を上記設定された
   遅れ時間幅内にあるか否かを判別する手段とを具
   備し、この判別手段で上記遅れ時間範囲以外に発
   生した上記出力信号を上記エンジン制御ユニツト
   に供給される測定出力信号から排除するようにし
   たことを特徴とするエンジンの制御装置。