JPH0623944Y2

JPH0623944Y2 - 吸入空気流量検出装置

Info

Publication number: JPH0623944Y2
Application number: JP5216589U
Authority: JP
Inventors: 浩一藤原
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2004-05-02
Also published as: JPH02141823U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、例えば自動車用エンジン等の吸入空気流量を
検出するのに好適に用いられる吸入空気流量検出装置に
関し、特に、エンジンのクランキング時における検出誤
差を補正できるようにした吸入空気流量検出装置に関す
る。

〔従来の技術〕

第６図および第７図に従来装置の吸入空気流量検出装置
を示す。

図において、１は吸入空気流量検出装置の本体を構成す
るケーシングを示し、該ケーシング１は円筒状のパイプ
等によって形成され、その両端側は円筒状の管部材２，
３と接続されている。ここで、該ケーシング１は管部材
２，３と共にエンジンのシリンダ（図示せず）と連通す
る吸気通路を構成し、管部材２の一端側にはエアクリー
ナ（図示せず）等が設けられている。そして、該ケーシ
ング１および管部材２，３はエアクリーナで清浄化した
空気（外気）を管部材３の他端側に接続されるシリンダ
内へとピストン（図示せず）の往復動に応じて吸込ませ
るようになっている。

４はケーシング１内に細長棒状のブラケット５を介して
取付けられた熱線素子を示し、該熱線素子４は温度変化
に対応して抵抗値が変化する白金線等からなる感熱抵抗
体によって形成され、外部からリード線６，６等を介し
て加熱されることにより熱線流量計（ホットワイヤエア
フロメータ）を構成するようになっている。ここで、ケ
ーシング１内を流通する吸入空気の流速分布は第６図中
に二点鎖線で示す如く流量が小となって流速ｖ_１のよう
に流速が小さくなると流速分布Ｆ_１となり、流量が大と
なって流速ｖ_２のように流速が大となると流速分布Ｆ_２
となる。そして、該熱線素子４は吸入空気の流速ｖ_１，
ｖ_２等が早くなればなる程冷却され、抵抗値が変化する
ようになり、吸入空気流量Ｑに応じた電圧信号Ｖを検出
信号としてコントロールユニット（図示せず）に出力す
る。

このように構成される従来技術では、まずエンジンの始
動時に始動スイッチを閉成すると、バッテリ（図示せ
ず）からの電圧が熱線素子４にリード線６等を介して印
加される。これにより、該熱線素子４は第７図（ロ）に
示す如く加熱され、例えば数秒程度の時間Ｔ_２後に所定
の設定温度に達したら、その後はこの設定温度を維持す
るように電圧が印加される。そして、熱線素子４は給気
通路の途中に位置するケーシング１内に設けられ、吸入
空気流量が増大するに応じてより大きく冷却されるか
ら、該熱線素子４はその抵抗値が変化して吸入空気流量
に応じた電圧信号Ｖを検出信号として出力し、コントロ
ールユニットでは熱線素子４からの電圧信号に基づいて
吸入空気流量Ｑを所定のタイミング毎に検出する。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術では、エンジンを始動させ
るときに、熱線素子４が所定の設定温度に達するまでに
時間Ｔ_２なる時間遅れが生じ、該熱線素子４からの電圧
信号Ｖはエンジンのクランキング時（始動中）に実際の
吸入空気流量に対して大きな検出誤差をもって出力され
るという問題がある。即ち、熱線素子４はエンジンの始
動時に始動スイッチを閉成すると、バッテリから急に電
圧を印加されるので、第７図（イ）に示す如く突入電圧
が発生し、この突入電圧は所定の電圧Ｖ_ｃまで低下する
のに持続時間Ｔ_１（例えば数１００msec）を有し、この
持続時間Ｔ_１は周囲温度やバッテリ電圧等に応じて変化
してしまう。そして、熱線素子４が設定温度に達する時
間Ｔ_２までに、該熱線素子４からの電圧信号Ｖは時間Ｔ
_３（Ｔ_３＝Ｔ_２−Ｔ_１）に漸次低下して、本来の検出電
圧となる。

このため従来技術では、エンジンの始動中である時間Ｔ
_３に実際の吸入空気流量より大きな電圧信号Ｖを出力
し、コントロールユニットでは実際よりも大きな吸入空
気流量Ｑを検出し、燃料の噴射量を必要以上に増大させ
るという問題がある。この場合、エンジンが比較的低い
温度（冷却水温が低い）状態にあるときには、水温増量
補正等により噴射量が大きく増大されるから、前記検出
誤差は実質的に無視できる。しかし、冷却水温が高いと
きには水温増量補正がなくなるので、熱線素子４による
検出誤差によって噴射量が必要以上に増大し、燃料が過
濃となって最悪の場合には始動不良を起こすという問題
がある。

本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもの
で、本考案はエンジンのクランキング時における吸入空
気流量の検出誤差を確実に小さくすることができ、始動
不良等の問題を解消できるようにした吸入空気流量検出
装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本考案が採用する構成の
特徴は、始動スイッチを閉成した時点で熱線素子に発生
する突入電圧の持続時間を計測するタイマと、該タイマ
で計測した支持時間に基づき吸入空気流量の初期補正値
を設定する補正値設定手段と、該補正値設定手段で設定
された初期補正値に基づき漸次減少する補正値を演算す
る補正値演算手段と、前記熱線素子で検出される吸入空
気流量から該補正値演算手段による補正値を減算して、
吸入空気流量を補正する流量補正手段とを設けたことに
ある。

〔作用〕

上記構成によりエンジン始動時の突入電圧の持続時間を
計測して初期補正値を設定できい、この初期補正値から
第７図（イ）に示す時間Ｔ_３に漸次低下する熱線素子の
電圧信号に対応して漸次減少する補正値を演算でき、こ
の補正値を検出された救急空気流量から減算することに
よって、実際の吸入空気流量に近似した流量を検出する
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した第６図，第７図に
示す従来技術と同一構成要素に同一の符号を付し、その
説明を省略するものとする。

図中、１１はエンジンを始動させる始動スイッチ、１２
はエンジン回転数Ｎを検出するクランク角センサ、１３
はエンジンの冷却水温を検出する水温センサをそれぞれ
示している。また、１４は燃料を噴射する噴射弁を示
し、該噴射弁１４は後述のコントロールユニット１５で
演算される噴射量Ｔ_１の燃料コントロールユニット１５
から噴射パルスが出力される度毎に噴射するようになっ
ている。

さらに、１５はマイクロコンピュータ等によって構成さ
れるコントロールユニットを示し、該コントロールユニ
ット１５はその入力側が始動スイッチ１１，クランク角
センサ１２，熱線素子４および水温センサ１４等と接続
され、出力側の噴射弁１４等と接続され、電源としては
直流電源としてのバッテリ（図示せず）と接続されてい
る。そして、該コントロールユニット１５は熱線素子４
からの電圧信号Ｖに基づき吸入空気流量Ｑを検出し、こ
の吸入空気流量Ｑとクランク角センサ１２によるエンジ
ン回転数Ｎとから基本噴射量Ｔ_ｐを、Ｔ_ｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎ ……(1) ただし、Ｋ：定数として演算すると共に、噴射弁１４による噴射量Ｔ
_ｉを、Ｔ_ｉ＝Ｔ_ｐ×α×α′×Ｃ_oer＋Ｔ_ｓ…(2) ただし、α ：空燃比フィードバック補正係数 α′：基本空燃比学習補正係数Ｃ_oer：各種補正係数Ｔ_ｓ：電圧補正係数として演算し、この演算結果に基づき所定デューティを
もった噴射パルスを噴射弁１４に出力するようになって
いる。

ここで、該コントロールユニット１５はＲＡＭ，ＲＯＭ
等の記憶回路内に第４図，第５図に示すプログラムを格
納し、噴射弁１４による噴射量制御処理および初期吸入
空気流量補正処理等を行なうようになっている。また、
該コントロールユニット１５の記憶回路にはその記憶エ
リア１５Ａ内に、持続時間Ｔ_１に基づき後述の初期補正
値Ｑ_ｏを設定した第３図に示す設定マップと、熱線素子
４からの電圧信号Ｖに基づき吸入空気流量Ｑ_ｘを決定す
る流量マップ（図示せず）と、突入電圧の前記持続時間
Ｔ_１を決定する所定の電圧Ｖ_ｃと、タイマＴおよびカウ
ンタｎ等とがそれぞれ格納されている。

本実施例による吸入空気流量は上述の如き構成を有する
もので、次にコントロールユニット１５による処理動作
について、第２図ないし第５図を参照して説明する。

まず、第４図に示すメインルーチンで処理動作をスター
トさせると、ステップ１で始動時噴射量演算処理を行な
い、始動スイッチ１１を閉成して、エンジン回転数Ｎや
吸入空気流量Ｑ等がまだ検出されていない状態にある第
１回目の噴射量を演算する。次に、第２図目以降はステ
ップ２に移して第５図に示す初期吸入空気流量補正処理
を行ない、ステップ３で基本噴射量Ｔ_ｐの演算処理を前
記(1)式により行ない、ステップ４に移って前記(2)式に
よる噴射量Ｔ_ｉの演算処理を行なう。なお、ステップ
３，４はエンジンの作動中は継続される。

そして、第５図に示す初期吸入空気流量補正処理では、
エンジンのクランキング時（始動中）に吸入空気流量Ｑ
の検出エラーが発生するのを防止すべく、まず、ステッ
プ１１で始動スイッチ１１からの信号を読込み、ステッ
プ１２で始動スイッチ１１が閉成されたか否かを判定す
る。そして、ステップ１２で「ＹＥＳ」と判定したとき
にはエンジンのクランキング時であるから、ステップ１
４に移ってタイマＴをスタートさせ、ステップ１５で熱
線素子４からの電圧信号（この場合は突入電圧）を読込
む。即ち、エンジンを始動すると第７図（イ）に示した
如く、熱線素子４には突入電圧が発生し、その持続時間
Ｔ_１に応じて初期補正値Ｑ_ｏが変化してしまう。

そこで、ステップ１６では熱線素子４の電圧信号Ｖ（突
入電圧）が所定の電圧Ｖ_ｃまで降下したか否かを判定
し、「ＹＥＳ」と判定したときにステップ１７に移り、
第２図に示す持続時間Ｔ_１を計測する。そして、この持
続時間Ｔ_１に対応して第３図に示す設定マップの如く初
期補正値Ｑ_ｏが変化するので、ステップ１８では持続時
間Ｔ_１に基づいて初期補正値Ｑ_ｏを設定し、ステップ１
９でタイマＴをリセットさせ、ステップ２０でカウンタ
ｎを零に設定する。なお、このカウンタｎは吸入空気流
量Ｑの検出タイミング毎にステップ２６で「１」ずつ歩
進される。

次に、ステップ２１に移って吸入空気流量の補正値ΔＱ
を初期補正値Ｑ_ｏに基づき、として演算し、カウンタｎが零から「１」ずつ歩進され
るに応じて漸次減少する補正値ΔＱを第２図に例示する
如く、Ｑ_ｏ，Ｑ_ｏ/2，Ｑ_ｏ/4，Ｑ_ｏ/8，…として算出す
る。また、ステップ２２では前記検出タイミング毎に熱
線素子４から電圧信号Ｖを読込み、ステップ２３に移っ
てこの電圧信号Ｖに基づき吸入空気流量Ｑ_ｘを読みだす
（第２図参照）。

ここで、この吸入空気流量Ｑ_ｘは熱線素子４からの電圧
信号Ｖに対応し、この電圧信号Ｖは第７図（イ）に示し
た毎く時間Ｔ_３だけ実際の吸入空気流量Ｑよりも大き
く、漸次低下する値となっているから、熱線素子４から
の電圧信号Ｖに基づいて検出される吸入空気流量Ｑ
_ｘは、例えばなる近似式で示される関数として示すことができる。そ
こで、ステップ２４では前記(4)中の係数Ａを初期補正
値Ｑ_ｏに、値Ｂを本来検出すべき吸入空気流量Ｑに置換
えることによって、この吸入空気流量Ｑを、Ｑ＝Ｑ_ｘ−ΔＱ……(5) として演算し、前記吸入空気流量Ｑ_ｘから補正値ΔＱを
減算することにより、吸入空気流量Ｑの補正を行なうよ
うにしている。そして、ステップ２５ではカウンタｎが
所定のカウント回数ｎ_ｏ（ｎ_ｏ＝１０〜２０）に達した
か否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときに処理を終
了させるようにしている。

而して本実施例では、エンジンのクランキング時に生じ
る検出誤差を小さくすべく、熱線素子４の電圧信号Ｖに
基づいて検出される吸入空気流量Ｑ_ｘから補正値ΔＱを
減算して、本来検出すべき吸入空気流量Ｑを出力できる
ようにしたから、例えばクランキング時には前記(1)，
(5)式により、基本噴射量Ｔ_ｐを、として演算でき、燃料が過濃となるのを防止でき、エン
ジンの冷却水温が高いときでも始動不良等が発生するの
を防止できる。また、基本噴射量Ｔ_ｐを前記(6)式によ
り適性化できるから、この基本噴射量Ｔ_ｐに依存する点
火時期制御も適性化できる等、種々の効果を奏する。

なお、前記実施例では、第５図に示すプログラムのう
ち、ステップ１８が本考案の構成要件である補正値設定
手段の具体例であり、ステップ２１が補正値演算手段の
具体例であり、ステップ２４が流量補正手段の具体例で
ある。

また、前記実施例では、補正値ΔＱを前記(3)式により
演算するものとして述べたが、(3)式中の係数1/2ⁿに替
えて、係数1/aⁿとしてもよく、この場合の値ａは１＜ａ
＜２またはａ＞２なる関係の定数として設定してもよ
く、第２図中に特性線として示す吸入給気流量Ｑ_ｘに近
似した関数を選定すればよい。

〔考案の効果〕

以上詳述した通り本考案によれば、エンジンの始動時に
発生する突入電圧の持続時間を計測して初期補正値を設
定し、この初期補正値に基づき漸次減少する補正値を演
算し、検出された吸入空気流量からこの補正値を減算し
て補正する構成としたから、エンジンの始動中に発生す
る吸入空気流量の検出誤差を効果的に低減でき、冷却水
温が高いときに始動不良が発生するのを防止できる上
に、点火時期制御の適性化を図ることができる等、種々
の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案の実施例を示し、第１図は
制御ブロック図、第２図は吸入空気流量の特性線図、第
３図は記憶エリア内に格納された初期補正値の設定マッ
プを示す説明図、第４図は噴射量制御処理を示す流れ
図、第５図は初期吸入空気流量補正処理を示す流れ図、
第６図および第７図は従来技術を示し、第６図は流量検
出装置の縦断面図、第７図（イ），（ロ）は熱線素子の
電圧信号および素子温度を示す特性線図である。１……ケーシング、４……熱線素子、５……ブラケッ
ト、１１……始動スイッチ、１５……コントロールユニ
ット、Ｔ_１……持続時間、Ｑ_ｏ……初期補正値、ΔＱ…
…補正値。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジンの吸気通路途中に設けられる筒状
のケーシングと、該ケーシング内に設けられ、前記エン
ジンの始動スイッチを閉成したときに電圧が印加されて
所定温度まで加熱され、該ケーシング内を流通する吸入
空気で冷却されることにより吸入空気流量に応じた電圧
信号を出力する流量検出用の熱線素子とからなる吸入空
気流量検出装置において、前記始動スイッチを閉成した
時点で前記熱線素子に発生する突入電圧の持続時間を計
測するタイマと、該タイマで計測した持続時間に基づき
前記吸入空気流量の初期補正値を設定する補正値設定手
段と、該補正値設定手段で設定された初期補正値に基づ
き漸次減少する補正値を演算する補正値演算手段と、前
記熱線素子で検出される吸入空気流量から該補正値演算
手段による補正値を減算して、吸入空気流量を補正する
流量補正手段とを設けたことを特徴とする吸入空気流量
検出装置。