JPH04255552A - 感温式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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感温抵抗を利用した感
温式流量計からの信号に基づいて、内燃機関の吸入空気
流量を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の測定装置としては、従来図４，
図５に示されるようなものがある　（実開昭６３−６０
９２０号公報等参照）　。図４において、感温抵抗とし
てのホットフィルム素子１は円筒体の表面にホットフィ
ルムとして機能する白金が被膜され、その上からガラス
コーティングしてあり、その両端から夫々リード１ａ，
１ｂを突き出した構成となっており、該リード１ａ，１
ｂを機関の吸気通路に装着されたプラグ２の開口部２ａ
底壁に立設された一対の端子３ａ，３ｂにロー付けして
接続される。プラグ２の開口部２ａには、この他温度補
償抵抗４が両端を開口部２ａに立設された一対の端子５
ａ，５ｂに把持して接続され、さらにプラグ２の一端部
にはコイル状の基準抵抗６が巻回されている。

【０００３】そして、図５に示すようにこれらホットフ
ィルム素子１，温度補償抵抗４，基準抵抗６と吸気通路
外部に設けられる２つの固定抵抗７，８とによりブリッ
ジ回路が構成される。このブリッジ回路のホットフィル
ム素子１及び基準抵抗６が直列に接続されている側の分
圧点ａの電位ＵＳ　　（基準抵抗６の端子電圧）　と、
温度補償抵抗４，固定抵抗７，８が直列に接続されてい
る側の分圧点ｂの電位　（固定抵抗８の端子電圧）　と
が差動増幅器９に入力されるようになっており、この差
動増幅器９とトランジスタ１０，１１とによりブリッジ
回路への供給電流を制御する制御回路が構成される。

【０００４】したがって、ブリッジ回路が平衡している
状態において、吸入空気流量が例えば増大すると、素子
１がより冷却されてその抵抗値が減少し、ブリッジ回路
が非平衡となり、基準抵抗６の端子電圧ＵＳ　が増大し
て、差動増幅器９の出力が増大する。これにより、トラ
ンジスタ１０，１１によって制御されるブリッジ回路へ
の供給電流が増大し、素子１が加熱されてその抵抗値が
増大してブリッジ回路の平衡条件が回復される。

【０００５】ここで、吸入空気流量が例えば低下すると
、素子１が冷却されてその抵抗値が減少するが、素子１
と同一雰囲気にある温度補償抵抗４も同時に冷却され、
その抵抗値が減少するから、ブリッジ回路へ供給される
電流値が吸入空気温度により変化するのが抑制される。 即ち、吸入空気流量とブリッジ回路への供給電流とが吸
入空気流量に無関係に対応することになり、例えば、基
準抵抗６の端子電圧ＵＳ　を検出することにより吸入空
気流量が計測される。

【０００６】ところで、かかるホットフィルム素子を用
いた吸入空気流量測定装置においては、同じく感温抵抗
として白金線を使用したものに比較して応答性で劣る面
があり、これを補正すべく後述するようにして、検出値
を補正するようにしたものがある。即ち、吸入空気流量
が図６の実線に示すようにステップ的に変化した場合の
点線で示す検出値の応答遅れは、高周波変化による遅れ
分Ａと低周波変化による遅れ分Ｂとに分割される。

【０００７】そこで、高周波遅れ補正量ＱＳＳを次式に
より設定する。 ＱＳＳ＝ＱＡ−１　＋　（ＱＡ　−ＱＡ−１　）　・Ａ
ＦＭＴＣ　ここで、ＱＡ　は最新の吸入空気流量の検出
値、ＱＡ−１　は前回　（例えば４ｍｓ前）　の吸入空
気流量の検出値、ＡＦＭＴＣ　は１より大の増幅定数で
ある。また、低周波遅れ補正量ＡＦＬＥを次式により演
算する。

【０００８】ＡＦＬＥ＝　（ＱＳＳ−ＱＳＳ−１）　・
ＡＦＬＥＧ　＋ＡＦＬＥ−１・ＡＦＬＥＴＣ ここで、ＱＳＳ−１はＱＳＳの前回の演算値、ＡＦＬＥ
Ｇ　，ＡＦＬＥＴＣ　（＜１）　は夫々定数、ＡＦＬＥ
−１はＡＦＬＥの前回の演算値である。そして、これら
高周波遅補正量ＱＳＳと低周波遅れ補正量ＡＦＬＥとを
用いて次式により吸入空気流量の測定値ＱＳ　が求めら
れる。

【０００９】ＱＳ　＝ＱＳＳ＋ＡＦＬＥ×ＡＦＬＥＡ　
ここでＡＦＬＥＡ　は定数である。 また、前記のような高周波補正及び低周波補正を行う測
定方式においては、機関負荷が図７ａに示すように全開
に近い高負荷に増大すると、同図ｂに示すように吸気脈
動が発生し、その場合に前記補正を行うと該脈動が増幅
助長されてしまうため、脈動を発生し易くなる所定以上
の高負荷時に前記補正をキャンセルする方式が採用され
ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ように高負荷時にキャンセルを行うと、キャンセルした
時点では、低周波遅れはまだ残っているため低周波遅れ
に対する補正までもキャンセルすると図７ｃに示すよう
に測定値に段差がついてしまい、該測定値に基づく空燃
比制御において同図ｅに実線で示すように空燃比がリー
ン化し、延いては加速性能等が低下する結果となる。

【００１１】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、キャンセル方式及び時期を適切に設定
することにより、精度のよい吸入空気流量の測定値が得
られるようにした内燃機関の感温式吸入空気流量測定装
置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため本発明に係る内
燃機関の感温式吸入空気流量測定装置は、図１に示すよ
うに内燃機関の吸気通路中に配置した感温抵抗と複数の
抵抗とにより形成したブリッジ回路と、前記感温抵抗の
吸入空気流量に応じた抵抗値の変化により変化するブリ
ッジ回路の非平衡電圧に基づいてブリッジ回路への供給
電流を制御する制御回路とからなり、前記供給電流に対
応する電圧を吸入空気流量の信号として出力するように
した感温式流量計を備え、該感温式流量計による検出値
をＱＡ　，前回の検出値をＱＡ−１　としたとき、吸入
空気流量の高周波変化に対する検出遅れを補正するため
の高周波遅れ補正量ＱＳＳを演算する高周波遅れ補正量
演算手段と、吸入空気流量の低周波変化に対する検出遅
れを補正するための低周波遅れ補正量ＡＦＬＥを演算す
る低周波遅れ分補正量演算手段と、前記高周波遅れ補正
量ＱＳＳと前記低周波遅れ分補正量ＡＦＬＥの所定割合
ＡＦＬＥＡ　分とから演算して求めたＱＳ　を吸入空気
流量の測定値として出力する測定値出力手段と、を含ん
で構成される感温式吸入空気流量測定装置において、機
関の負荷を検出する負荷検出手段と、検出された負荷が
吸気脈動を生じやすい所定以上の高負荷であって、かつ
、前記低周波遅れ補正量ＡＦＬＥが吸入空気流量を増量
補正する正方向の値であるときにＱＡ−１　＝ＱＡ　　
（ＱＡ−１　はＱＡ　の前回値）　，　ＱＳＳ−１＝Ｑ
Ａ　　（ＱＳＳ−１はＱＳ　の前回値）　として前記高
周波遅れ補正量演算手段による補正をキャンセルするキ
ャンセル手段を設けて構成した。

【００１３】

【作用】所定以上の高負荷時には脈動を発生しやすい条
件であるため、該脈動を助長するキャンセル手段により
ＱＡ−１　＝ＱＡ　，　ＱＳＳ−１＝ＱＡ　とされ、こ
れにより、高周波遅れ補正量ＱＳＳの演算式において　
（ＱＡ　−ＱＡ−１　）　が０となってＱＳＳ＝ＱＡ　
となって高周波遅れ補正がキャンセルされて脈動の助長
が防止されると共に、低周波遅れ補正量ＡＦＬＥの演算
式において　（ＱＳＳ−ＱＳＳ−１）　が０となるので
ＡＦＬＥ＝ＡＦＬＥ−１×ＡＦＬＥＴＣとなり、ＡＦＬ
ＥＴＣ＜１であるので、低周波遅れ補正量ＡＦＬＥは徐
々に減少し、加速時の要求値に見合った空燃比特性が加
速性能が向上する。

【００１４】但し、脈動の影響により低周波変化による
応答遅れ補正が負側に補正している場合があり、その時
に高周波遅れ補正をキャンセルすると低周波遅れ補正量
ＡＦＬＥにより加速後定常に至るまで逆方向の補正が掛
けられ空燃比のリーン化が助長されてしまうので、低周
波遅れ補正量ＡＦＬＥが正側にある場合のみ高周波遅れ
補正をキャンセルする。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。一実施例の全体構成を示す図２において、ホットフ
ィルム素子１，温度補償抵抗４，基準抵抗６と固定抵抗
７，８とによりブリッジ回路が構成されると共に、差動
増幅器９、トランジスタ１０，１１により制御回路が構
成され、これらブリッジ回路と制御回路とにより感温式
流量計Ｋが構成され、該感温式流量計Ｋが図示しない内
燃機関の吸気通路に介装されていることは従来同様であ
る。

【００１６】そして、基準抵抗６の端子電圧ＵＳ　とし
て測定される感温式流量計のアナログ測定信号が、Ａ／
Ｄ変換器１２を介してデジタル信号に変換された後、マ
イクロコンピュータ１３に入力される。また、前記吸気
通路には、スロットル弁の開度を検出する負荷検出手段
としてのスロットルセンサ１４が設けられ、該スロット
ルセンサ１４からのスロットル弁開度信号もＡ／Ｄ変換
器１２を介してデジタル信号に変換された後、マイクロ
コンピュータ１３に入力される。

【００１７】マイクロコンピュータ１３は前記感温式流
量計からの測定信号を後述するように補正演算処理する
。 マイクロコンピュータ１３による前記演算処理を図３の
フローチャートに従って説明する。ステップ　（図では
Ｓと記す。以下同様）　１では、今回の感温式流量計Ｋ
からの吸入空気流量の検出値ＱＡ　，　前回の検出値Ｑ
Ａ−１，前回演算された高周波遅れ補正量ＱＳＳ−１，
　前回演算された低周波遅れ補正量ＡＦＬＥ−１を読み
込む。

【００１８】ステップ２では、高周波遅れ補正量ＱＳＳ
を次式により演算する。 ＱＳＳ＝ＱＡ−１　＋　（ＱＡ　−ＱＡ−１　）　×Ａ
ＦＭＴＣ　；　ＡＦＭＴＣ　は１より大の定数・・（１
）　 即ち、このステップ２の機能が高周波遅れ補正量演算手
段に相当する。ステップ３では、低周波遅れ補正量ＡＦ
ＬＥを次式により演算する。 ＡＦＬＥ＝　（ＱＳＳ−ＱＳＳ−１）　×ＡＦＬＥＧ　
＋ＡＦＬＥ−１×ＡＦＬＥＴＣ；　ＡＦＬＥＧ，ＡＦＬ
ＥＴＣは１より小の定数・・（２）　即ち、このステッ
プ３の機能が低周波遅れ補正量演算手段に相当する。

【００１９】ステップ４では、スロットルセンサ１１に
よって検出されるスロットル弁開度θが吸気脈動を生じ
やすい所定開度θ０　以上であるか否かを判定する。ス
テップ４でθ＜θ０　と判定されたときにはステップ５
へ進み、吸入空気流量の測定値を次式により演算して出
力する。 ＱＳ　＝ＱＳＳ＋ＡＦＬＥ×ＡＦＬＥＡ　；ＡＦＬＥＡ
　は１より小の定数・・（３）　 即ち、このステップ５の機能が測定値出力手段に相当す
る。

【００２０】一方、ステップ４でθ≧θ０　と判定され
たときにはステップ６へ進み、ステップ３で演算された
低周波遅れ補正量ＡＦＬＥが正の値か否かを検出する。 そして、正の値でない、つまり０以下の値であると判定
されたときにはステップ５へ進み、前記（３）　式によ
り測定値ＱＳ　を演算して出力する。また、ステップ６
で低周波遅れ補正量ＡＦＬＥが正の値であると判定され
たときにはステップ７へ進み、ＱＡ−１　＝ＱＡ　，Ｑ
ＳＳ−１＝ＱＡ　とおいてから、ステップ８，ステップ
９で夫々高周波遅れ補正量ＱＳＳと低周波遅れ補正量Ａ
ＦＬＥとを演算しなおす。

【００２１】この結果ＱＳＳは、検出値ＱＡ　と等しく
なって高周波遅れ補正がキャンセルされると同時に、Ｑ
ＳＳ−ＱＳＳ−１が０となるため、低周波遅れ補正量は
ＡＦＬＥ＝ＡＦＬＥ−１×ＡＦＬＥＴＣとなる。即ち、
前記ステップ７の機能がキャンセル手段に相当する。ス
テップ１０では、前記演算し直された低周波遅れ補正量
ＡＦＬＥが０以下となったか否かを判別し、０以下とな
った場合にはステップ１１へ進んで低周波遅れ補正量Ａ
ＦＬＥ＝０に保持した後ステップ５へ進み、低周波遅れ
補正量ＡＦＬＥが正の値である場合はそのままステップ
５へ進み、測定値ＱＳ　を前記（３）　式により演算し
て出力する。

【００２２】ここで、ステップ７でＱＡ−１　＝ＱＡ　
＝ＱＳＳ−１としたため、前記したようにＱＳＳ＝ＱＡ
　となり、ステップ８から直接ステップ５へ進む場合は
ＡＦＬＥ＝ＡＦＬＥ−１×ＡＦＬＥＴＣとなって、測定
値ＱＳ　はＱＳ　＝ＱＡ　＋ＡＦＬＥ×ＡＦＬＥＡ　＝
ＱＡ　＋ＡＦＬＥ−１×ＡＦＬＥＴＣ×ＡＦＬＥＡ　と
なる。ここで、ＡＦＬＥＴＣは１より小の定数であるた
め、低周波遅れ補正量ＡＦＬＥは演算処理を繰り返す毎
に０に収束する。

【００２３】また、ステップ９でＡＦＬＥ＝０とした場
合は、測定値ＱＳＳは検出値ＱＡ　と一致する。かかる
構成とすれば、脈動を発生し易い高負荷時に低周波遅れ
量が正の値であるときに高周波遅れ補正のみをキャンセ
ルしたことにより、脈動を助長することなく、正方向の
低周波遅れの補正は行って図７ｄの点線で示す要求値に
近い補正を行えるため、図７ｅの点線で示すように空燃
比を円滑にリッチ化して加速後の要求空燃比に移行させ
ることができ、良好な加速性能が得られる。尚、低周波
遅れ補正量ＡＦＬＥが脈動の影響により負の値となると
きに高周波遅れ補正をキャンセルすると、本来の正方向
の補正とは逆方向の補正が定常状態となるまで行われ続
けるので空燃比のリーン化が促進され、加速性能をより
悪化させてしまう。本発明によれば、かかる事態を防止
できる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、感
温式流量計による吸入空気流量検出値を高周波遅れ補正
及び低周波遅れ補正を施して測定値として出力する感温
式吸入空気流量測定装置において、吸気脈動を生じやす
い高負荷時に、低周波遅れ補正量が正の値であるときに
高周波遅れ補正のみをキャンセルする構成としたため、
脈動の助長を防止しつつ、空燃比のリーン化を抑制して
要求値に近づけることができ、加速性能を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例の構成を示す回路図。

【図３】同上実施例の吸入空気流量測定ルーチンを示す
フローチャート。

【図４】感温式流量計の従来例を示す正面図。

【図５】同上感温式流量計の回路図。

【図６】同上感温式流量計の応答遅れを示す線図。

【図７】前記実施例と従来例との各部状態の相違を示す
線図。

【符号の説明】

１　　　　　　ホットフィルム素子 ４　　　　　　温度補償抵抗 ６　　　　　　基準抵抗 ７，　８　　固定抵抗 ９　　　　　　差動増幅器 １０，　１１　　トランジスタ １３　　　　　　マイクロコンピュータ１４　　　　　
　スロットルセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸気通路中に配置した感温抵抗
   と複数の抵抗とにより形成したブリッジ回路と、前記感
   温抵抗の吸入空気流量に応じた抵抗値の変化により変化
   するブリッジ回路の非平衡電圧に基づいてブリッジ回路
   への供給電流を制御する制御回路とからなり、前記供給
   電流に対応する電圧を吸入空気流量の信号として出力す
   るようにした感温式流量計を備え、該感温式流量計によ
   る検出値をＱＡ　，前回の検出値をＱＡ−１　としたと
   き、吸入空気流量の高周波変化に対する検出遅れを補正
   するための高周波遅れ補正量ＱＳＳを演算する高周波遅
   れ補正量演算手段と、吸入空気流量の低周波変化に対す
   る検出遅れを補正するための低周波遅れ補正量ＡＦＬＥ
   を演算する低周波遅れ分補正量演算手段と、前記高周波
   遅れ補正量ＱＳＳと前記低周波遅れ分補正量ＡＦＬＥの
   所定割合ＡＦＬＥＡ　分とから演算して求めたＱＳ　を
   吸入空気流量の測定値として出力する測定値出力手段と
   、を含んで構成される感温式吸入空気流量測定装置にお
   いて、機関の負荷を検出する負荷検出手段と、検出され
   た負荷が吸気脈動を生じやすい所定以上の高負荷であっ
   て、かつ、前記低周波遅れ補正量ＡＦＬＥが吸入空気流
   量を増量補正する正方向の値であるときにＱＡ−１　＝
   ＱＡ　　（ＱＡ−１　はＱＡ　の前回値）　，　ＱＳＳ
   −１＝ＱＡ　　（ＱＳＳ−１はＱＳ　の前回値）　とし
   て前記高周波遅れ補正量演算手段による補正をキャンセ
   ルするキャンセル手段を設けたことを特徴とする感温式
   吸入空気流量測定装置。