JPH0810675Y2

JPH0810675Y2 - 内燃機関の吸入空気流量測定装置

Info

Publication number: JPH0810675Y2
Application number: JP3541490U
Authority: JP
Inventors: 文博吉原
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1990-04-03
Filing date: 1990-04-03
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2005-04-03
Also published as: JPH03127059U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案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償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成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
構成されたものがある（実開昭61−102918号公報等参
照）。

即ち、白金等で構成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_Hを基準抵抗R₃に直列
に接続し、前記感温抵抗器R_H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R_Kを固定抵抗R₁，R₂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成している。

そして、上記ブリッジ回路の感温抵抗器R_H及び基準抵
抗R₃が直列に接続されている側の分岐点ａの電位（基準
抵抗R₃の端子電圧）と、温度補償抵抗R_K、固定抵抗R₁，
R₂が直列に接続されている側の分岐点ｂの電位（固定抵
抗R₂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
ブリッ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、R₄，R₅は固定抵抗である。

ここで、例えば、ブリッ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R_Hが冷
却されてその抵抗値が減少したとすると、ブリッジ回路
が不平衡となって抵抗R₃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R_H）への供給電
流が増大し、これにより感温抵抗器R_H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R_Hの温
度を一定値に保持させるようにブリッジ回路に供給され
る電流が制御される。

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V₀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。

〈考案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
ことで吸入空気流量を測定する構成の場合には、ブリッ
ジ回路への電源を投入し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源を投入した初期には、
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。

本考案は上記問題点に鑑みなされたものであり、感温
抵抗器に対する電源投入の直後における測定値のエラー
による機関制御性の悪化を防止して、特に機関始動性を
改善することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉そのため本考案では、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、
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、内燃機関の
回転速度を検出する回転速度検出手段と、可変制御され
る機関吸気系の開口面積を検出する開口面積検出手段
と、これらの検出手段によりそれぞれ検出された機関回
転速度及び開口面積に基づいて機関の吸入空気流量を予
測設定する吸入空気流量予測設定手段と、ブリッジ回路
への電源投入開始時から所定期間においてブリッジ回路
への供給電流値に基づく吸入空気流量の測定値に代えて
吸入空気流量予測設定手段で予測設定された吸入空気流
量を測定値として出力する予測吸入空気流量出力手段
と、を設けるようにした。

ここで、予測吸入空気流量出力手段により吸入空気流
量予測設定手段で予測した吸入空気流量を出力する電源
投入開始時からの所定期間を、ブリッジ回路への供給電
流値に基づく吸入空気流量の測定値と前記吸入空気流量
予測設定手段で予測される吸入空気流量とが略同じにな
った時点までとすることが好ましい。

〈作用〉かかる構成によると、ブリッジ回路への電源投入開始
時から所定機関においては、感温抵抗器を含んで構成さ
れるブリッジ回路による測定値に代えて、機関回転速度
と吸気系の開口面積とに基づいて予測される吸入空気流
量を測定値として出力する。従って、電源投入直後で感
温抵抗器が所定の超過温度にまで達してなく測定エラー
が大きいときには、このエラーの大きな測定値に代えて
比較的エラーの小さい回転速度と開口面積とに基づく予
測値を出力できる。

また、上記のようにして回転速度と開口面積とに基づ
く予測吸入空気流量を出力する期間を、ブリッジ回路に
基づく測定値と回転速度と開口面積とに基づく予測吸入
空気流量とが略同じになった時点までとすれば、切り換
えを行うときに出力される吸入空気流量の測定値に段差
が発生することを防止できる。

〈実施例〉以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

一実施例を示す第２図において、内燃機関11の吸気通
路12に介装されたスロットル弁13の開度αを検出する開
口面積検出手段としてのポテンショメータ式のスロット
ルセンサ14と、機関11の回転速度Ｎを検出する回転速度
検出手段としてのクランク角センサ等の回転速度センサ
15と、機関11の吸入空気流量Ｑを検出するエアフローメ
ータ（AF/M）18とが設けられており、これらの各検出信
号は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16に入力されるようになっている。

尚、前記エアフローメータ18は、従来例として説明し
た第５図と同じ構成のものであり、詳細な説明は省略す
るが、機関11の吸気通路12に配設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_Hを含んで
ブリッジ回路を構成し、前記感温抵抗器R_H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。従って、以下では、エアフローメータ18として、第
５図を参照しつつ説明する。

コントロールユニット16は、上記の検出信号に基づき
機関運転条件に見合った燃料供給量を設定して、この燃
料供給量に対応するパルス巾の駆動パルス信号を燃料噴
射弁17に出力して、機関11への燃料供給を制御すると共
に、基本燃料供給量と機関回転速度Ｎとに基づいて点火
時期を設定し、図示しない点火栓による点火時期を制御
するようになっている。

ここで、コントロールユニット16によって行われる吸
入空気流量測定装置としての制御内容を含む制御の様子
を第３図のフローチャートに基づいて説明する。

尚、本実施例において、吸入空気流量予測設定手段，
予測吸入空気流量出力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コントロールユニット16
がソフトウェア的に備えている。

第３図のフローチャートにおいて、まず、ステップ１
（図中ではS1としてある。以下同様）では、スロットル
センサ14,回転速度センサ15やエアフローメータ18等か
らの各種検出信号を入力する。

ステップ２では、フラグＦの判別を行う。このフラグ
Ｆは、図示しないイグニッションスイッチがOFFされて
コントロールユニット16に対する電源が遮断されるとゼ
ロリセットされるものであり、コントロンールユニット
16に対する電源投入初期にはゼロであると判別されるよ
うにしてある。

ステップ２で前記フラグＦがゼロであると判別された
ときには、ステップ３へ進み、スロットルセンサ14で検
出される可変制御される吸気通路12の開口面積に相関す
るスロットル弁13の開度αと、回転速度センサ15で検出
された機関回転速度Ｎとに基づいて吸入空気流量Ｑを予
測設定し、該予測結果をα−NQとする。

尚、上記ステップ３における予測吸入空気流量α−NQ
の設定は、開度αと回転速度Ｎとをパラメータとするマ
ップから予測吸入空気流量α−NQを検索するか，又は、
所定の演算式に基づいて算出するようにしても良い。

ステップ３で予測吸入空気流量α−NQを設定すると、
次のステップ４では、エアフローメータ18から出力され
る電圧信号電圧V₀をマップを用いて吸入空気流量Ｑに変
換した値AF/MQと、ステップ３で設定した予測吸入空気
流量α−NQとを比較する。そして、感温抵抗器R_H（第５
図参照）によるエアフローメータ18の検出結果AF/MQの
方が、予測吸入空気流量α−NQよりも大きいときには、
ステップ５へ進み、最終的な吸入空気流量Ｑとして予測
吸入空気流量α−NQをセットする。

即ち、第４図に示すように、エアフローメータ18に対
する電源供給初期で、感温抵抗器R_Hの温度が所定の超過
温度にまで達していないために、吸入空気流量Ｑとして
実際のよりも大きな値を出力するようなときには、ステ
ップ４でAF/MQの方がα−NQよりも大きいと判別される
ことにより、エアフローメータ18による検出結果は用い
られず、吸気系の開口面積（スロットル弁開度α）と機
関回転速度Ｎとに基づいて予測した吸入空気流量α−NQ
が用いられるようにしてある。

吸気系の開口面積（スロットル弁開度α）と機関回転
速度Ｎとに基づいて予測される吸入空気流量α−NQは、
直接に吸入空気流量Ｑを検出するものではなく、空気温
度や空気密度の変化、更には、スロットル弁13の汚れな
どに影響されるので、精度の良い吸入空気流量Ｑの予測
は期待できない。しかしながら、感温抵抗器R_Hが超過温
度に達するまでの間における誤差は、第４図に示すよう
に遥かに大きな誤差（プラス側誤差）を有するから、本
実施例では、エアフローメータ18に電源が投入されてか
ら感温抵抗器R_Hが超過温度に達するまでの間の検出誤差
が大きいときには、代わりにより真の吸入空気流量Ｑに
近い予測吸入空気流量α−NQを用いて各種の機関制御が
行われるようにしたものである。

感温抵抗器R_Hが電源投入時から徐々に暖められて超過
温度に達すると、第４図に示すように、検出誤差が減少
して精度の良い測定が行えるようになるから、このよう
になった場合には、予測吸入空気流量α−NQよりも精度
の良いエアフローメータ18により測定された吸入空気流
量AF/MQを用いるようにすべきであり、本実施例では、
かかる吸入空気流量Ｑの切り換えタイミングを、AF/MQ
≦α−NQとなったときとしてある。

即ち、エアフローメータ18による吸入空気流量AF/MQ
は、感温抵抗器R_Hが超過温度に達するまでは真の吸入空
気流量Ｑよりも大きな値となるが、感温抵抗器R_Hが暖ま
るに従って真の吸入空気流量Ｑに近い値を出力するよう
になるから、予測吸入空気流量α−NQとエアフローメー
タ18による吸入空気流量AF/MQとが交差したときが、エ
アフローメータ18の検出精度が確保された時点であると
見做すものである。

尚、上記の切り換えタイミングの判別が確実に行われ
るように、換言すれば、電源投入からある程度の時間が
経過したらAF/MQ≦α−NQとなるように、予測吸入空気
流量α−NQが比較的大きめに算出されるようにすること
が好ましい。

感温抵抗器R_Hが超過温度に達してステップ４でAF/MQ
≦α−NQであると判別されるようになると、ステップ６
に進んで前記フラグＦに１をセットすると共に、次のス
テップ７で最終的な吸入空気流量Ｑとしてエアフローメ
ータ18による吸入空気流量AF/MQをセットする。

前記フラグＦに１がセットされると、ステップ２から
ステップ８へ進むことになり、フラグＦに１がセットさ
れた以後、換言すれば、感温抵抗器R_Hが超過温度に達し
てからは、予測吸入空気流量α−NQは用いられない。

尚、エアフローメータ18による吸入空気流量AF/MQの
代わりに、予測吸入空気流量α−NQを用いる期間は、エ
アフローメータ18による電源投入時から感温抵抗器R_Hが
超過温度に達すると予測される所定時間としても良い
が、この場合、吸入空気流量Ｑの切り換え時に段差が生
じる惧れがあって制御上好ましくなく、上記のようにし
てα−NQとAF/MQとがクロスした時点を切り換えタイミ
ングとすれば、切り換え時に吸入空気流量Ｑに段差が生
じることを回避できるから、より好ましい実施態様とな
る。

上記のようにして、エアフローメータ18の測定誤差が
大きい電源投入直後においては、エアフローメータ18の
測定結果AF/MQに代えて予測吸入空気流量α−NQを用い
るようにして、最終的に吸入空気流量Ｑを設定すると、
ステップ９ではこの吸入空気流量Ｑに基づいて燃料供給
量や点火時期の設定制御を実行する。

エアフローメータ18への電源投入直後で、検出誤差の
大きいときには、上記ステップ９においてより真の吸入
空気流量Ｑに近い予測吸入空気流量α−NQに基づいて燃
料供給量や点火時期を制御させることができるから、始
動時における機関制御性が向上し、始動性を改善できる
ものである。

〈考案の効果〉以上説明したように本考案によると、感温抵抗器を含
んでブリッジ回路を構成し、感温抵抗器の温度を一定値
に保持させるようにブリッジ回路に供給する電流値を制
御するよう構成された吸入空気流量設定装置において、
電源を投入してから感温抵抗器が超過温度に達するまで
の測定エラーが大きいときに、機関回転速度と吸気系の
開口面積とから予測した吸入空気流量を代わりに出力さ
せるようにしたので、電源投入時、即ち、始動時におけ
る吸入空気流量データを真の吸入空気流量に近い値とす
ることができ、吸入空気流量に基づく機関制御性を改善
して始動性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示すブロック図、第２図は本考
案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図は本考案の実施
例と共通な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。 11……内燃機関、12……吸気通路、13……スロットル
弁、14……スロットルセンサ、15……回転速度センサ、
16……コントロールユニット、18……エアフローメー
タ、R_H……感温抵抗器、R_K……温度補償抵抗、R₁，R₂…
…固定抵抗、R₃……基準抵抗

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項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、前記内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段
と、可変制御される機関吸気系の開口面積を検出する開口面
積検出手段と、前記検出された機関回転速度及び開口面積に基づいて機
関の吸入空気流量を予測設定する吸入空気流量予測設定
手段と、前記ブリッジ回路への電源投入開始時から所定期間にお
いて前記ブリッジ回路への供給電流値に基づく吸入空気
流量の測定値に代えて前記吸入空気流量予測設定手段で
予測設定された吸入空気流量を測定値として出力する予
測吸入空気流量出力手段と、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。
【請求項２】前記予測吸入空気流量出力手段により吸入
空気流量予測設定手段で予測した吸入空気流量を出力す
る電源投入開始時からの所定期間を、前記ブリッジ回路
への供給電流値に基づく吸入空気流量の測定値と前記吸
入空気流量予測設定手段で予測される吸入空気流量とが
略同じになった時点までとし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。