JPH0467577B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、吸入空気量の機関回転数とから求め
られる燃料噴射量を機関に供給し、所望の空燃比
の混合気を内燃機関に供給する装置に係り、特に
吸入空気量の測定に用いられる熱式吸入空気量セ
ンサの流量特性変化に対する学習制御を備えた内
燃機関の空燃比制御装置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention supplies an engine with a fuel injection amount determined from an intake air amount and an engine rotational speed, and supplies an air-fuel mixture with a desired air-fuel ratio to an internal combustion engine. In particular, the present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that is equipped with learning control for changes in flow characteristics of a thermal intake air amount sensor used to measure intake air amount.
近年、排気公害の防止と共に燃費対策及びドラ
ビリ改善対策として、内燃機関の吸入空気量に対
応した出力信号を出力する熱式吸入空気量センサ
を有し、このセンサの出力信号から高速度で吸入
空気量を測定する吸入空気量測定装置を備えた内
燃機関が採用されている。
In recent years, in order to prevent exhaust pollution, as well as to improve fuel efficiency and drivability, thermal intake air flow sensors have been developed that output signals corresponding to the intake air flow of internal combustion engines. An internal combustion engine is used which is equipped with an intake air amount measuring device for measuring the intake air amount.
上述の吸入空気量測定装置は機関の吸入導管に
流量測定管を設け、この流量測定管内に白金抵抗
線からなる熱線と空気温度を検出する温度依存抵
抗とを有する熱式吸入空気量センサを設け、この
センサの出力信号により吸入空気流量を測定する
ようにした装置である。 The above-mentioned intake air amount measuring device has a flow rate measuring tube installed in the intake conduit of the engine, and a thermal type intake air amount sensor having a hot wire made of a platinum resistance wire and a temperature dependent resistance for detecting the air temperature is installed inside the flow rate measuring tube. This device measures the intake air flow rate based on the output signal of this sensor.
しかしながら、上述の吸入空気量測定装置の熱
式吸入空気量センサの出力信号は、吸入空気量と
接触とする熱線の汚れにより流量特性が変化する
ために、特開昭54−76182号公報に示されるごと
く、一定周期毎に熱線を赤熱させ、汚れを燃焼、
除去(バーンオフ)する心配があつた。 However, the output signal of the thermal type intake air amount sensor of the above-mentioned intake air amount measuring device is not disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 76182/1983 because the flow rate characteristics change due to the dirt on the hot wire that comes into contact with the amount of intake air. The heat rays are made red hot at regular intervals, burning dirt,
I was worried about removal (burn-off).
また、上述のような熱式吸入空気量センサの汚
れによる特性の変化は、酸素濃度センサを用いた
理論空燃比フイードバツク制御を実行すること
で、フイードバツク制御時、補正が可能なもので
あつた。 Further, the change in characteristics due to dirt on the thermal intake air amount sensor as described above can be corrected during feedback control by executing stoichiometric air-fuel ratio feedback control using an oxygen concentration sensor.
しかしながら、上記公報に示されるごとく熱線
の汚れをバーンオフにて除去した場合、熱線が相
当高い温度状態に設定されるために熱線が傷む恐
れがあり、バーンオフを繰り返しが積み重ねられ
ると、熱線自体の温度抵抗特性に変化が生じる恐
れがあるという問題点がある。
However, when the dirt on the hot wire is removed by burn-off as shown in the above publication, there is a risk that the hot wire will be damaged because the hot wire is set at a considerably high temperature. There is a problem that resistance characteristics may change.
また、従来の熱式吸入空気量センサを有する吸
入空気量測定装置は、熱線が一定温度となるよう
に熱線に電流を供給する構成であり、この電流値
は吸入空気量に対応するアナログ値であり、この
電流値を出力信号として出力し吸入空気量を求め
ていた。このため理論空燃比フイードバツク制御
により、熱線の汚れによる流量特性の変化を補正
した場合、フイードバツク制御を実行している時
には流量特性の変化に対する補正が可能である
が、機関状態によりフイードバツク制御を実行し
ていない時には、熱線の汚れの程度が同じであつ
ても、熱式吸入空気量センサから出力される出力
信号と吸入空気量との流量特性の変化率が吸入空
気量に依存して変化するために補正が全く行え
ず、この結果、空燃比が設定値からずれることに
なり、燃費、排気ガス、ドラビリ等が悪化すると
いう問題点がある。 In addition, the conventional intake air amount measuring device with a thermal intake air amount sensor is configured to supply current to the hot wire so that the hot wire maintains a constant temperature, and this current value is an analog value corresponding to the intake air amount. This current value was output as an output signal to determine the amount of intake air. For this reason, when using stoichiometric air-fuel ratio feedback control to correct changes in flow characteristics due to hot wire contamination, it is possible to correct changes in flow characteristics when feedback control is being executed, but depending on the engine condition, feedback control may not be performed. Even if the degree of contamination of the hot wire is the same, the rate of change in the flow rate characteristics between the output signal output from the thermal intake air amount sensor and the amount of intake air changes depending on the amount of intake air. There is a problem that no correction can be made at all, and as a result, the air-fuel ratio deviates from the set value, resulting in deterioration of fuel efficiency, exhaust gas, drivability, etc.
従つて、本発明の目的とするところは、空燃比
フイードバツク制御を実行していない時であつて
も、熱式吸入空気量センサの熱線の汚れ等により
流量特性の変化を充分に補正可能であつて、空燃
比を正確に設定値に合わせられて、従つて熱線の
汚れに対するバーンオフを不要、もしくは実行頻
度を少なくし、燃費向上、排気ガス有害成分の減
少、ドラビリの向上が可能であると共に熱線の損
傷および熱線の特性に変化が生じる恐れを無くし
た内燃機関の空燃比制御装置を提供することにあ
る。 Therefore, an object of the present invention is to make it possible to sufficiently compensate for changes in flow characteristics due to contamination of the hot wire of a thermal intake air amount sensor, etc., even when air-fuel ratio feedback control is not being executed. As a result, the air-fuel ratio can be accurately adjusted to the set value, and burn-off due to hot wire contamination is not required or performed less frequently, improving fuel efficiency, reducing harmful exhaust gas components, and improving drivability. An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that eliminates the risk of damage to the engine and changes in the characteristics of the hot wire.
上記問題点を解決するために本発明において
は、第12図に示すごとく、内燃機関の吸入空気
通路内に設けられる電熱ヒータに大小2つのレベ
ルの電流を供給し、前記電熱ヒータの温度が複数
個備えられた所定の設定温度に達した時に前記ブ
リツジ回路に供給する電流レベルを切り換えると
共に、前記電熱ヒータの温度が所定の設定温度か
ら他の所定の設定温度にまで達する経過時間を検
出する熱式吸入空気量センサからの前記経過時間
に対応したデジタル信号から吸入空気量を求める
吸入空気量測定手段と、
機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
吸入空気量測定手段から得られる吸入空気量と
回転数検出手段から得られる回転数とから理論空
燃比に応じた燃料供給量を求める供給量演算手段
と、
吸入空気量測定手段における経過時間と吸入空
気量との関係の特性変化を機関から得られる信号
により検知し、この特性変化に対する学習値を求
め、記憶する学習手段と、
供給量演算手段にて求められる供給量を学習手
段にて求められる学習値により補正し、供給量を
決定する供給量決定手段と、
供給量決定手段により決められた供給量を機関
に供給する燃料供給手段とを備えた内燃機関の空
燃比制御装置としている。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, as shown in FIG. The current level supplied to the bridge circuit is switched when the temperature of the electric heater reaches a predetermined preset temperature, and the time elapsed for the temperature of the electric heater to reach another predetermined temperature from the predetermined preset temperature is detected. intake air amount measuring means for determining the amount of intake air from a digital signal corresponding to the elapsed time from the type intake air amount sensor; rotation speed detecting means for detecting the engine rotation speed; A supply amount calculation means for calculating a fuel supply amount according to the stoichiometric air-fuel ratio from the air amount and the rotation speed obtained from the rotation speed detection means, and a characteristic change in the relationship between the elapsed time and the intake air amount in the intake air amount measurement means. A learning means detects by a signal obtained from the engine, determines and stores a learned value for this characteristic change, and corrects the supply amount determined by the supply amount calculation means with the learned value determined by the learning means, and calculates the supply amount. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine is provided with a supply amount determining means for determining the fuel supply amount, and a fuel supply means for supplying the fuel supply amount determined by the supply amount determining means to the engine.
以下、この発明を図に示す実施例により説明す
る。
The present invention will be explained below with reference to embodiments shown in the drawings.
第1図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装
置の一実施例を示す全体概要図である。第1図に
おいて、エンジン1は自動車用の火花点火式エン
ジンであつて、燃焼用の空気はエアクリーナ2、
整流格子12、熱式吸入空気量センサ(以下「吸
入空気量センサ」という)3、吸入導管4を経
て、エンジン1の燃焼室に吸入される。吸入導管
4には運転者により任意に操作されるスロツトル
弁5が設けられている。燃料は吸入導管4に設置
された燃料噴射弁6から噴射供給される。燃料と
空気から成る混合気はエンジン1の燃焼室で燃焼
し、排気導管7を経て大気中に放出される。また
排気導管7には酸素濃度センサ11が設けられて
いる。 FIG. 1 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention. In FIG. 1, an engine 1 is a spark ignition type engine for an automobile, and air for combustion is supplied to an air cleaner 2,
The air is drawn into the combustion chamber of the engine 1 through a rectifying grid 12, a thermal intake air amount sensor (hereinafter referred to as "intake air amount sensor") 3, and an intake conduit 4. The suction conduit 4 is provided with a throttle valve 5 that can be operated arbitrarily by the driver. Fuel is injected and supplied from a fuel injection valve 6 installed in the intake conduit 4. The mixture of fuel and air is combusted in the combustion chamber of the engine 1 and discharged into the atmosphere via the exhaust conduit 7. Further, the exhaust conduit 7 is provided with an oxygen concentration sensor 11 .
制御回路10はエンジン1の運転状態に応じて
エンジン1への燃料供給量を演算し燃料噴射弁6
を駆動し、エンジン1への燃料供給量を制御する
ものである。制御回路10の入力にはエンジン1
の吸入空気量を検出する吸入空気量センサ3、基
準センサ8、角度センサ9、及び排気導管7にお
ける空燃比検出用の酸素濃度センサ11の各信号
が入力されている。 The control circuit 10 calculates the amount of fuel supplied to the engine 1 according to the operating state of the engine 1 and controls the fuel injection valve 6.
and controls the amount of fuel supplied to the engine 1. The input of the control circuit 10 is the engine 1.
Signals from an intake air amount sensor 3 for detecting the intake air amount, a reference sensor 8, an angle sensor 9, and an oxygen concentration sensor 11 for detecting the air-fuel ratio in the exhaust pipe 7 are input.
上記の基準センサ8、角度センサ9としては、
例えば公知の磁気抵抗素子を用いており、磁性体
であるデイストリビユータ内蔵の鉄片及びフライ
ホイールの歯の凹凸により磁気回路が変化して信
号が出力される。このフライホイールは30゜CA周
期の歯が切つてある。この結果、基準センサ8か
らは720゜CA周期のTDC信号が出力され、角度セ
ンサ9からは30゜CA周期の角度信号が出力され
る。 The reference sensor 8 and angle sensor 9 mentioned above are as follows:
For example, a known magnetoresistive element is used, and a signal is output by changing the magnetic circuit due to the unevenness of the magnetic iron piece built into the distributor and the teeth of the flywheel. This flywheel has teeth with a period of 30° CA. As a result, the reference sensor 8 outputs a TDC signal with a 720° CA cycle, and the angle sensor 9 outputs an angle signal with a 30° CA cycle.
同じく上記の酸素濃度センサ11は公知のジル
コニアを材料に使用しており、排気ガス中の酸素
濃度を検知することにより、エンジン1の空燃比
A/Fに応じて酸素濃度センサ11の出力電圧は
第9図に示す様に変化し、特に理論空燃比14.7付
近で急変する。 Similarly, the oxygen concentration sensor 11 described above uses known zirconia as a material, and by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, the output voltage of the oxygen concentration sensor 11 changes depending on the air-fuel ratio A/F of the engine 1. It changes as shown in Figure 9, and it changes suddenly especially around the stoichiometric air-fuel ratio of 14.7.
また吸入空気量センサ3は、後で説明するよう
に吸入空気量に応じたデジタル信号を出力する。 Further, the intake air amount sensor 3 outputs a digital signal according to the amount of intake air, as will be explained later.
次に制御回路10について第10図により構成
を説明する。図示の制御回路10はCPU(セント
ラル・プロセツシング・ユニツト)107、
ROM(リード・オンリー・メモリー)108、
RAM(ランダム・アクセス・メモリー)109
等の装置を有する燃料噴射式のエンジン制御シス
テムをマイクロコンピユータで構成したものであ
つて、104,106,110,111はそれぞ
れこの制御回路10に設けられたデジタル入力、
整形回路、デジタル出力、及び駆動回路である。 Next, the configuration of the control circuit 10 will be explained with reference to FIG. The illustrated control circuit 10 includes a CPU (central processing unit) 107,
ROM (read only memory) 108,
RAM (Random Access Memory) 109
A fuel injection type engine control system is constructed using a microcomputer, and 104, 106, 110, and 111 are digital inputs provided in the control circuit 10, respectively.
These are a shaping circuit, a digital output, and a driving circuit.
基準センサ8、クランク角センサ9、吸入空気
量センサ3から出力されたデジタル信号はデジタ
ル入力104にそれぞれ入力される。酸素濃度セ
ンサ11から出力されたアナログ信号は整形回路
106で波形整形された後にデジタル入力104
に入力される。 Digital signals output from the reference sensor 8, crank angle sensor 9, and intake air amount sensor 3 are input to digital inputs 104, respectively. The analog signal output from the oxygen concentration sensor 11 is waveform-shaped by a shaping circuit 106 and then sent to a digital input 104.
is input.
デジタル出力110の出力信号は駆動回路11
1を介して燃料噴射弁6に接続される。 The output signal of the digital output 110 is the drive circuit 11
1 to the fuel injection valve 6.
基準センサ8からのTDC信号とクランク角セ
ンサ9からの回転角信号に基づいてCPU107
はクランク角度を計算し、種々の演算に利用する
と共にエンジン1の回転数Nを求める。また
CPU107は、吸入空気量センサ3のデジタル
出力信号のパルス幅を計測し、このパルス幅から
リニアライズ処理を経て吸入空気量Gを求め、こ
の吸入空気量G及び回転数Nを燃料供給量計算に
用いる。 CPU 107 based on the TDC signal from the reference sensor 8 and the rotation angle signal from the crank angle sensor 9.
calculates the crank angle, uses it for various calculations, and determines the rotational speed N of the engine 1. Also
The CPU 107 measures the pulse width of the digital output signal of the intake air amount sensor 3, calculates the intake air amount G from this pulse width through linearization processing, and uses this intake air amount G and rotational speed N to calculate the fuel supply amount. use
CPU107において計算された燃料供給量に
応じた噴射時間信号はデジタル出力110、駆動
回路111を介して出力され、この信号に応じて
燃料噴射弁6は、所望時間、開弁するよう駆動さ
れる。 An injection time signal corresponding to the fuel supply amount calculated by the CPU 107 is outputted via a digital output 110 and a drive circuit 111, and in response to this signal, the fuel injection valve 6 is driven to open for a desired time.
酸素濃度センサ11の出力は第9図のようにデ
ジタル的な電圧出力が得られるので、整形回路1
06で整形されデジタル入力104を介して
CPU107に読み込まれ、CPU107にて排気
ガス中に残存する酸素濃度から燃料混合気の空燃
比が理論空燃比14.7と比較して大きいか小さいか
を判断する。 Since the output of the oxygen concentration sensor 11 is a digital voltage output as shown in FIG.
06 and via digital input 104.
This is read into the CPU 107, and the CPU 107 determines whether the air-fuel ratio of the fuel mixture is larger or smaller than the stoichiometric air-fuel ratio of 14.7 based on the oxygen concentration remaining in the exhaust gas.
また、ROM108はメインルーチン、燃料噴
射時間演算ルーチン等のプログラム、これらプロ
グラムの処理に必要な定数、マツプデータ等を記
憶しており、RAM109は一時的なデータを記
憶するものである。 Further, the ROM 108 stores programs such as a main routine and a fuel injection time calculation routine, constants necessary for processing these programs, map data, etc., and the RAM 109 stores temporary data.
次に、前述の吸入空気量センサ3について説明
する。第1図の空気流量センサ3付近の部分を拡
大して第2図に示す。 Next, the aforementioned intake air amount sensor 3 will be explained. FIG. 2 shows an enlarged view of a portion near the air flow sensor 3 in FIG. 1.
第2図において整流格子12とスロツトル弁5
との間には、吸入導管4の軸方向とほぼ平行に小
型の流量測定管13が支柱14により固定設置さ
れている。この流量測定管13内には白金抵抗線
からなる電熱ヒータ15が設けられており、この
電熱ヒータ15からやや離れた電熱ヒータ15の
熱を検知しない位置に白金薄膜抵抗素子からなる
温度補償用抵抗16が設けられている。 In FIG. 2, the rectifier grid 12 and the throttle valve 5
A small flow rate measuring tube 13 is fixedly installed between the suction conduit 4 and the suction conduit 4 by a support 14 in substantially parallel to its axial direction. An electric heater 15 made of a platinum resistance wire is installed inside the flow rate measuring tube 13, and a temperature compensation resistor made of a platinum thin film resistance element is placed at a position slightly away from the electric heater 15 and where the heat of the electric heater 15 is not detected. 16 are provided.
電熱ヒータ15は、第3図に示すように流量測
定管13の内側に取り付けたフツクで白金抵抗線
を固定した構造であり、また温度補償用抵抗16
は、第4図に示すように流量測定管13の内側に
取付けたステー上に白金薄膜抵抗素子を固定した
構造である。 The electric heater 15 has a structure in which a platinum resistance wire is fixed with a hook attached to the inside of the flow rate measuring tube 13, as shown in FIG.
As shown in FIG. 4, this has a structure in which a platinum thin film resistance element is fixed on a stay attached to the inside of a flow rate measuring tube 13.
第5図に吸入空気量センサの全電子回路とセン
サ制御回路20を示す。 FIG. 5 shows the entire electronic circuit and sensor control circuit 20 of the intake air amount sensor.
アナログスイツチ201の入力端子iには基準
電圧Vr2を印加してある。またアナログスイツチ
202の入力端子iは基準電圧Vr1を印加してあ
る。そしてアナログスイツチ201の出力端子o
とアナログスイツチ202の出力端子oは共通に
してオペアンプ203の非反転入力端子cに接続
してある。オペアンプ203の出力端子はパワー
トランジスタ204のベース端子に接続してあ
る。ブリツジ回路30は電熱ヒータ10と温度補
償用抵抗11と抵抗301,301,303,3
04とで構成されており、ブリツジ入力端子B
1、ブリツジ出力端子B2,B3,B4を有して
いる。パワートランジスタ204のエミツタ端子
はブリツジ回路30のブリツジ入力端子B1に、
オペアンプ203の反転入力端子とコンパレータ
207の反転入力端子に共通にしてデジタル出力
端子B2に、アナログスイツチ205の入力端子
iはブリツジ出力端子B3に、アナログスイツチ
206の入力端子iはブリツジ出力端子B4に
各々接続してあり、抵抗301,304は共通し
て接地してある。アナログスイツチ205の出力
端子oとアナログスイツチ206の出力端子oは
共通にしてコンパレータ207の非反転入力端子
に接続してある。アナログスイツチ202のコン
トロール端子cとアナログスイツチ205のコン
トロール端子cとインバータ208の入力端子と
信号出力端子290とは共通にしてコンパレータ
207の出力端子Aに接続してある。アナログス
イツチ201のコントロール端子cとアナログス
イツチ206のコントロール端子cは共通にして
インバータ208の出力端子に接続してある。 A reference voltage Vr 2 is applied to the input terminal i of the analog switch 201. Further, a reference voltage Vr 1 is applied to the input terminal i of the analog switch 202. And the output terminal o of the analog switch 201
and the output terminal o of the analog switch 202 are connected in common to the non-inverting input terminal c of the operational amplifier 203. The output terminal of the operational amplifier 203 is connected to the base terminal of the power transistor 204. The bridge circuit 30 includes an electric heater 10, a temperature compensation resistor 11, and resistors 301, 301, 303, and 3.
04, and bridge input terminal B
1. It has bridge output terminals B2, B3, and B4. The emitter terminal of the power transistor 204 is connected to the bridge input terminal B1 of the bridge circuit 30.
The inverting input terminal of the operational amplifier 203 and the inverting input terminal of the comparator 207 are connected to the digital output terminal B2, the input terminal i of the analog switch 205 is connected to the bridge output terminal B3, and the input terminal i of the analog switch 206 is connected to the bridge output terminal B4. The resistors 301 and 304 are connected to each other, and the resistors 301 and 304 are commonly grounded. The output terminal o of analog switch 205 and the output terminal o of analog switch 206 are commonly connected to a non-inverting input terminal of comparator 207. Control terminal c of analog switch 202, control terminal c of analog switch 205, input terminal and signal output terminal 290 of inverter 208 are commonly connected to output terminal A of comparator 207. Control terminal c of analog switch 201 and control terminal c of analog switch 206 are commonly connected to an output terminal of inverter 208.
パワートランジスタ204のコレクタ端子はバ
ツテリ21の正極端子に接続してあり、電流を供
給し、また、バツテリ21の負極端子は接地して
ある。なお図中には示さないが、アナログスイツ
チ201,202,205,206とオペアンプ
204とコンパレータ207とインバータ208
の電源もバツテリ21から供給するように接続し
てある。 The collector terminal of the power transistor 204 is connected to the positive terminal of the battery 21 to supply current, and the negative terminal of the battery 21 is grounded. Although not shown in the figure, analog switches 201, 202, 205, and 206, an operational amplifier 204, a comparator 207, and an inverter 208
The power is also connected to be supplied from the battery 21.
次に、吸入空気量センサ3の作動を説明する。 Next, the operation of the intake air amount sensor 3 will be explained.
スロツトル弁5の開度により決定される所定量
空気は、エアクリーナ2から吸入導管4を通りエ
ンジン1に吸入される。この総吸入空気のうち一
定割合の空気が流量測定管13内を通過してエン
ジン1に吸入される。 A predetermined amount of air determined by the opening degree of the throttle valve 5 is drawn into the engine 1 from the air cleaner 2 through the intake conduit 4. A certain proportion of this total intake air passes through the flow rate measuring tube 13 and is sucked into the engine 1.
そして、流量測定管13内において電熱ヒータ
15の発熱の影響を受けない位置にある温度補償
用抵抗16は空気の温度のみの影響を受ける。ま
た、電熱ヒータ15の温度は通電により発熱する
が吸入空気により冷却される。 The temperature compensating resistor 16 located at a position within the flow measuring tube 13 that is not affected by the heat generated by the electric heater 15 is affected only by the temperature of the air. Furthermore, although the electric heater 15 generates heat by being energized, it is cooled by the intake air.
次に、第5図に示した吸入空気量センサの全電
子回路の動作を、第6図に示すタイムチヤートを
用いて説明する。 Next, the operation of the entire electronic circuit of the intake air amount sensor shown in FIG. 5 will be explained using the time chart shown in FIG. 6.
まず、時刻t0における動作状態について述べ
る。この時点で、コンパレータ207の出力端子
Aの論理レベルが第6図7に示す如く“L”レベ
ルであるとすると、この信号レベルがインバータ
208で反転される“H”レベルの信号がアナロ
グスイツチ201のコントロール端子cに印加さ
れるので、アナログスイツチ201は“ON”状
態であり、第6図5に示す如く基準電圧Vr2がア
ナログスイツチ201を経由してオペアンプ20
3の非反転入力端子に印加される。なお、この時
刻t0では第6図7に示す如くコンパレータ207
の出力端子Aのレベルが“L”レベルであり、こ
の信号レベルがアナログスイツチ202のコント
ロール端子cに印加されるので、アナログスイツ
チ202は“OFF”状態である。オペアンプ2
03とパワートランジスタ204と電熱ヒータ1
5と抵抗301とからなる電子回路は定電流回路
を構成しており、この定電流回路は、抵抗301
の両端電圧とオペアンプ203の非反転入力端子
Cの電圧Vcとが等しくなるように作動し、この
とき抵抗301に流れる電流、すなわち電熱ヒー
タ15に流れる電流IHは次式で示される。 First, the operating state at time t0 will be described. At this point, if the logic level of the output terminal A of the comparator 207 is at the "L" level as shown in FIG. Since the analog switch 201 is in the "ON" state, the reference voltage Vr 2 is applied to the operational amplifier 20 via the analog switch 201 as shown in FIG.
It is applied to the non-inverting input terminal of No. 3. Note that at this time t0 , the comparator 207 is activated as shown in FIG.
Since the level of the output terminal A of the switch is at the "L" level and this signal level is applied to the control terminal c of the analog switch 202, the analog switch 202 is in the "OFF" state. operational amplifier 2
03, power transistor 204, and electric heater 1
The electronic circuit consisting of the resistor 301 and the resistor 301 constitutes a constant current circuit.
The voltage across the operational amplifier 203 is made equal to the voltage Vc at the non-inverting input terminal C of the operational amplifier 203. At this time, the current flowing through the resistor 301, that is, the current IH flowing through the electric heater 15 is expressed by the following equation.
IH=(Vr2)/(R301) ……(1) ただし、R301は抵抗301の抵抗値。 I H = (Vr 2 )/(R 301 )...(1) However, R 301 is the resistance value of resistor 301.
ここで、電熱ヒータ15に流れる電流IHの値は
電熱ヒータ15の温度THが吸入空気による冷却
作用に打ち勝つて温度上昇するに足るだけの大電
流値に設定しておく。従つて、電熱ヒータ15の
温度THは、第6図1に示す如く時間の経過とと
もにある傾斜をもつて直線的に増加していく。 Here, the value of the current I H flowing through the electric heater 15 is set to a large enough current value to raise the temperature T H of the electric heater 15 to overcome the cooling effect of the intake air. Therefore, the temperature T H of the electric heater 15 increases linearly with a certain slope as time passes, as shown in FIG. 6.
また電熱ヒータ15の抵抗値RHはある一定の
温度係数KHを持つており、電熱ヒータ15の温
度THに応じて次式に示す関係で変化する。 Further, the resistance value R H of the electric heater 15 has a certain temperature coefficient K H and changes according to the temperature T H of the electric heater 15 according to the relationship shown in the following equation.
RH=RHO×(1+KH×TH) ……(2)
ただし、RHOは0℃のときの電熱ヒータ15の
抵抗値。KH>0。 R H = R HO × (1 + K H × T H ) ... (2) However, R HO is the resistance value of the electric heater 15 at 0°C. K H >0.
従つて、ブリツジ入力端子B1の電圧VB1は抵
抗301の両端電圧と電熱ヒータ10の両端電圧
を加算したものであるから、(1)、(2)式を用いて次
式で表せる。 Therefore, since the voltage V B1 at the bridge input terminal B1 is the sum of the voltage across the resistor 301 and the voltage across the electric heater 10, it can be expressed by the following equation using equations (1) and (2).
VB1=Vr2+Vr2
×RHO×(1+KH×TH)/R301 ……(3)
そして、(3)式において温度係数KH>0である
から、電熱ヒータ15の温度THの増加に応じて
ブリツジ入力端子B1の電圧VB1は第6図6に示
す如く増加する。 V B1 = Vr 2 + Vr 2 × R HO × (1 + K H × T H )/R 301 ... (3) And, since the temperature coefficient K H > 0 in equation (3), the temperature T H of the electric heater 15 In response to an increase in V, the voltage V B1 at the bridge input terminal B1 increases as shown in FIG.
ところで、温度補償用抵抗16に流れる電流
は、温度補償用抵抗16の温度TAが温度補償用
抵抗16の発熱量により空気温度より高くなるこ
とが無いように抵抗302,303,304の各
抵抗値を設定して小さいものとしてあり、温度補
償用抵抗16の温度TAは空気温度と見ても差し
支えないものとしてある。そして温度補償用抵抗
16の抵抗値RAはある一定の温度係数KAを持つ
ており、吸入空気温度TAと同一温度状態である
と見なせる温度補償用抵抗16の抵抗値RAは次
式で与えられる。 By the way, the current flowing through the temperature compensation resistor 16 is controlled by the resistors 302, 303, and 304 so that the temperature T A of the temperature compensation resistor 16 does not become higher than the air temperature due to the amount of heat generated by the temperature compensation resistor 16. The value is set to be small, and the temperature T A of the temperature compensation resistor 16 can be regarded as the air temperature. The resistance value R A of the temperature compensation resistor 16 has a certain temperature coefficient K A , and the resistance value R A of the temperature compensation resistor 16, which can be considered to be in the same temperature state as the intake air temperature T A , is calculated by the following formula. is given by
RA=RAO×(1+KA×TA) ……(4)
ただし、RAOは0℃のときの温度補償用抵抗1
6の抵抗値。KA>0。 R A = R AO × (1 + K A × T A ) ...(4) However, R AO is the temperature compensation resistance 1 at 0℃
6 resistance value. K A >0.
ここで、この温度補償用抵抗16と電熱ヒータ
15と抵抗301,302,303,304で構
成されるブリツジ回路30のブリツジ出力端子B
4−B2間の電圧△2は第6図3に示す如くマイ
ナス電圧であるように設定してある。 Here, the bridge output terminal B of the bridge circuit 30 composed of the temperature compensation resistor 16, the electric heater 15, and the resistors 301, 302, 303, and 304 is
The voltage Δ2 between 4 and B2 is set to be a negative voltage as shown in FIG. 6.
時刻t0においては第6図7に示す如くコンパレ
ータ207の出力端子Aのレベルが“L”レベル
であり、この信号レベルがインバータ208で反
転されて“H”レベルの信号がアナログスイツチ
206のコントロール端子cに印加されるので、
アナログスイツチ206は“ON”状態であり、
ブリツジ出力端子B4の電圧がアナログスイツチ
206を経由してコンパレータ207の非反転入
力端子に印加される。従つて、時刻t0においては
コンパレータ207の入力電圧△V1は第6図2
に示す如く、第6図3に示すブリツジ出力端子B
4−B2間の電圧△V2に等しくなりマイナス電
圧となる。この結果コンパレータ207の出力端
子Aのレベルは第6図7に示す如く、時刻t0にお
いては“L”レベルが維持される。 At time t0 , the level of the output terminal A of the comparator 207 is at the "L" level as shown in FIG. Since it is applied to terminal c,
The analog switch 206 is in the “ON” state,
The voltage at bridge output terminal B4 is applied to the non-inverting input terminal of comparator 207 via analog switch 206. Therefore, at time t 0 , the input voltage △V 1 of the comparator 207 is as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the bridge output terminal B shown in FIG.
It becomes equal to the voltage △V 2 between 4 and B2, and becomes a negative voltage. As a result, the level of the output terminal A of the comparator 207 is maintained at the "L" level at time t0 , as shown in FIG.
なお、この時刻t0では第6図7に示す如くコン
パレータ207の出力端子Aのレベルが“L”レ
ベルであり、この信号レベルがアナログスイツチ
205のコントロール端子cに印加されるので、
アナログスイツチ205は“OFF”状態である。 Note that at this time t0 , the level of the output terminal A of the comparator 207 is at the "L" level as shown in FIG. 6, and this signal level is applied to the control terminal c of the analog switch 205.
Analog switch 205 is in the "OFF" state.
時刻t1になると、電熱ヒータ15の温度THは第
6図1に示す如く第1の設定温度T1まで増加し、
電熱ヒータ15の温度上昇により、(2)式の関係か
ら電熱ヒータ15の抵抗値RHは次式で示される
RH1まで増加する。 At time t1 , the temperature T H of the electric heater 15 increases to the first set temperature T1 as shown in FIG.
Due to the temperature rise of the electric heater 15, the resistance value R H of the electric heater 15 is expressed by the following equation from the relationship of equation (2).
Increases to R H1 .
RH1=RHO×(1+KH×T1) ……(5)
ここで、時刻t1において第6図3に示す如くブ
リツジ出力端子B4−B2間の電圧△V2が0Vに
なるように抵抗302,303,304の抵抗値
R302,R303,R304をそれぞれ設定してある。すな
わち、時刻t1においてブリツジ回路30がバラン
ス状態になるのであるから、明らかに次式が成立
する。 R H1 = R HO × (1 + K H × T 1 ) ... (5) Here, at time t 1 , as shown in Fig. 6, the voltage △V 2 between bridge output terminals B4 and B2 becomes 0V. Resistance values of resistors 302, 303, 304
R 302 , R 303 and R 304 are set respectively. That is, since the bridge circuit 30 is in a balanced state at time t1 , the following equation clearly holds true.
(RA+R302+R303)×R301=RH1×R304 ……(6)
時刻t1において第6図3に示す如くブリツジ出
力端子B4−B2間の電圧△V2が0Vを越える
と、この△V2と同電圧が印加されているコンパ
レータ207の入力電圧△V1も第6図2に示す
如く0Vを越える。この結果、時刻t1においてコ
ンパレータ207の出力端子Aのレベルは第6図
7に示す如く“L”レベルから“H”レベルに変
化する。この変化に対応してアナログスイツチ2
01は、インバータ208を介して“L”レベル
の信号がコントロール端子cに印加されて
“OFF”状態になり、代わつてアナログスイツチ
202が“H”レベルの信号がコントロール端子
cに印加されるために“ON”状態になるので、
第6図5に示す如く基準電圧Vr2に代わつて基準
電圧Vr1がオペアンプ203の非反転入力端子C
に印加される。このとき抵抗301に流れる電
流、すなわち電熱ヒータ15に流れる電流IHは(1)
式中のVr2をVr1に変更して次式で表せる。(R A + R 302 + R 303 ) × R 301 = R H1 × R 304 ... (6) At time t 1 , as shown in Fig. 6 3, if the voltage △V 2 between bridge output terminals B4 and B2 exceeds 0V. , the input voltage ΔV 1 of the comparator 207 to which the same voltage as ΔV 2 is applied also exceeds 0V as shown in FIG. 62. As a result, at time t1 , the level of the output terminal A of the comparator 207 changes from the "L" level to the "H" level as shown in FIG. 6. In response to this change, analog switch 2
01 is because an "L" level signal is applied to the control terminal c via the inverter 208, turning it into the "OFF" state, and in return, an "H" level signal is applied to the control terminal c of the analog switch 202. Since it becomes “ON” state,
As shown in FIG. 6, the reference voltage Vr 1 is applied to the non-inverting input terminal C of the operational amplifier 203 instead of the reference voltage Vr 2 .
is applied to At this time, the current flowing through the resistor 301, that is, the current IH flowing through the electric heater 15 is (1)
By changing Vr 2 in the formula to Vr 1 , it can be expressed as the following formula.
IH=(Vr1)/(R301) ……(7)
また、ブリツジ入力端子B1の電圧VB1は(3)式
中のVr2をVr1に変更して次式で表せる。 I H = (Vr 1 )/(R 301 ) (7) Moreover, the voltage V B1 of the bridge input terminal B1 can be expressed by the following equation by changing Vr 2 in equation (3) to Vr 1 .
VB1=Vr1+Vr1
×RHO×(1+KH×TH)/R301 ……(8)
ところで、時刻t1においては第6図7に示す
“L”レベルから“H”レベルへの変化に対応し
てアナログスイツチ206は“OFF”状態にな
り、代わつてアナログスイツチ205が“ON”
状態になるので、ブリツジ出力端子B4の電圧の
代わりにブリツジ出力端子B3の電圧がアナログ
スイツチ205を経由してコンパレータ207の
非反転入力端子に印加される。従つて、時刻t1以
降はコンパレータ207の入力電圧△V1は第6
図2に示す如く、第6図4に示すブリツジ出力端
子B3−B2間の電圧△V3に等しくなりプラス
電圧となる。この結果、コンパレータ207の出
力端子Aのレベルは第6図7に示す如く、時刻t1
以降は“H”レベルを維持する。 V B1 = Vr 1 + Vr 1 × R HO × (1 + K H × T H ) / R 301 ... (8) By the way, at time t 1 , the transition from "L" level to "H" level shown in FIG. In response to the change, the analog switch 206 goes to the "OFF" state, and the analog switch 205 goes to the "ON" state instead.
Therefore, the voltage at the bridge output terminal B3 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 207 via the analog switch 205 instead of the voltage at the bridge output terminal B4. Therefore, after time t1 , the input voltage △ V1 of the comparator 207 is the sixth
As shown in FIG. 2, the voltage becomes equal to the voltage ΔV 3 between the bridge output terminals B3 and B2 shown in FIG. 6 and becomes a positive voltage. As a result, the level of the output terminal A of the comparator 207 reaches the time t 1 as shown in FIG.
From then on, the "H" level is maintained.
基準電圧Vr1は電熱ヒータ15の電流IHが充分
小さくなる様な値に設定してあり、この電流IHに
よる電熱ヒータ15の発熱量よりも吸入空気が冷
却作用により奪う熱量の方が大きい。従つて、電
熱ヒータ15の温度THは、第6図1に示す如く
時刻t1以降は時間の経過とともにある傾斜をもつ
て直線的に減少する。 The reference voltage Vr 1 is set to a value such that the current I H of the electric heater 15 is sufficiently small, and the amount of heat taken by the intake air due to the cooling effect is greater than the amount of heat generated by the electric heater 15 due to this current I H. . Therefore, as shown in FIG. 6, the temperature T H of the electric heater 15 decreases linearly with a certain slope as time passes from time t 1 onward.
時刻がt2になると、電熱ヒータ15の温度THは
第6図1に示す如く第2の設定温度T2まで減少
し、電熱ヒータ15の温度低下により、(2)式の関
係から電熱ヒータ15の抵抗値RHは次式で示さ
れるRH2まで減少する。 At time t2 , the temperature T H of the electric heater 15 decreases to the second set temperature T2 as shown in FIG. The resistance value R H of No. 15 decreases to R H2 shown by the following equation.
RH2=RHO(1+KH×T2) ……(9)
ここで、時刻t2において第6図4に示す如くブ
リツジ出力端子B3−B2間の電圧△V3が0Vに
なるように抵抗302,303,304の抵抗値
R302,R303,R304を設定してある。すなわち、時
刻t2においてブリツジ回路30がバランス状態に
なるのであるから、明らかに次式が成立する。 R H2 = R HO (1+K H ×T 2 )...(9) Here, a resistor is connected so that the voltage △V 3 between the bridge output terminals B3 and B2 becomes 0V at time t 2 as shown in FIG. Resistance value of 302, 303, 304
R 302 , R 303 , and R 304 are set. That is, since the bridge circuit 30 is in a balanced state at time t2 , the following equation clearly holds true.
(RA+R302)×R301=RH2×(R303+R304) ……(10)
時刻t2において第6図4に示す如くブリツジ出
力端子B3−B2間の電圧△V3が0Vを切ると、
この△V3と同電圧が印加しているコンパレータ
207の入力電圧△V1も第6図2に示す如く0V
を切る。この結果、時刻t2においてコンパレータ
207の出力端子Aのレベルは第6図7に示す如
く“H”レベルから“L”レベルに変化する。こ
の変化に対応してアナログスイツチ202は
“L”レベルの信号がコントロール端子cに印加
されて“OFF”状態になり、代わつてアナログ
スイツチ201がインバータ208を介して
“H”レベルの信号がコントロール端子cに印加
されて“ON”状態になるので、第6図5に示す
如く基準電圧Vr1に代わつて基準電圧Vr2がオペ
アンプ203の非反転入力端子Cに印加される。
このとき抵抗301に流れる電流、すなわち電熱
ヒータ15に流れる電流IHは(1)式で表される。ま
た、ブリツジ入力端子B1の電圧VB1は(3)式で表
される。(R A + R 302 ) × R 301 = R H2 × (R 303 + R 304 ) ……(10) At time t 2 , the voltage △V 3 between the bridge output terminals B3 and B2 reaches 0V as shown in FIG. When you cut it,
The input voltage △V 1 of the comparator 207 to which the same voltage as △V 3 is applied is also 0V as shown in FIG.
cut. As a result, at time t2 , the level of the output terminal A of the comparator 207 changes from the "H" level to the "L" level as shown in FIG. 6. In response to this change, the analog switch 202 applies a "L" level signal to the control terminal c, turning it into the "OFF" state, and in turn, the analog switch 201 controls the "H" level signal via the inverter 208. Since the reference voltage Vr 2 is applied to the terminal c and becomes in the "ON" state, the reference voltage Vr 2 is applied to the non-inverting input terminal C of the operational amplifier 203 instead of the reference voltage Vr 1 as shown in FIG.
At this time, the current flowing through the resistor 301, that is, the current IH flowing through the electric heater 15, is expressed by equation (1). Further, the voltage V B1 of the bridge input terminal B1 is expressed by equation (3).
ところで、時刻t2において第6図7に示す
“H”レベルから“L”レベルへの変化に対応し
てアナログスイツチ205は“OFF”状態にな
り、代わつてアナログスイツチ206が“ON”
状態になるので、ブリツジ出力端子B3の電圧の
代わりにブリツジ出力端子B4の電圧がアナログ
スイツチ206を経由してコンパレータ207の
非反転入力端子に印加される。従つて、時刻t2以
際はコンパレータ207の入力電圧△V1は第6
図2に示す如く、第6図3に示すブリツジ出力端
子B4−B2間の電圧△V2に等しくなりマイナ
ス電圧となる。この結果、コンパレータ207の
出力端子Aのレベルは第6図7に示す如く、時刻
t2以降は“L”レベルを維持する。時刻t2以降は
再び(1)式で与えられる電流IHが電熱ヒータ15に
流れて発熱量が増加し、第6図1に示す如く電熱
ヒータ15の温度THは、時間の経過とともにあ
る傾斜をもつて直線的に増加していく。そして時
刻t0と同じ状態を経由して時刻t3には電熱ヒータ
15の温度THは第1の設定温度T1に達する。 By the way, at time t2 , in response to the change from the "H" level to the "L" level shown in FIG. 6, the analog switch 205 becomes "OFF" and the analog switch 206 becomes "ON"
Therefore, the voltage at the bridge output terminal B4 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 207 via the analog switch 206 instead of the voltage at the bridge output terminal B3. Therefore, after time t2 , the input voltage △ V1 of the comparator 207 is the sixth
As shown in FIG. 2, the voltage is equal to the voltage ΔV 2 between the bridge output terminals B4 and B2 shown in FIG. 6 and becomes a negative voltage. As a result, the level of the output terminal A of the comparator 207 changes at the time as shown in FIG.
From t2 onwards, the "L" level is maintained. After time t2 , the current I H given by equation (1) flows through the electric heater 15 again, increasing the amount of heat generated, and as shown in FIG. 6, the temperature T H of the electric heater 15 changes over time. It increases linearly with a slope. Then, the temperature T H of the electric heater 15 reaches the first set temperature T 1 at time t 3 through the same state as time t 0 .
以上の動作を繰り返し行うことにより、第6図
1に示す如く電熱ヒータ15の温度THは設定温
度T1とT2の間で三角波状の波形を生じ、これに
対応して第6図7に示す流量信号出力端子290
からは“H”レベルと“L”レベルを交互に繰り
返すパルス列の流量出力信号を出力する。このパ
ルス列の“H”レベル期間tfは第6図1の電熱ヒ
ータ15の温度THが減少する期間、すなわち吸
入空気により電熱ヒータ15が冷却される期間に
相当し、また“L”レベル期間trは電熱ヒータ1
5が加熱される期間であることは明らかである。 By repeating the above operations, the temperature T H of the electric heater 15 generates a triangular waveform between the set temperatures T 1 and T 2 as shown in FIG. 6, and correspondingly, as shown in FIG. Flow signal output terminal 290 shown in
outputs a pulse train flow rate output signal that alternately repeats "H" level and "L" level. The "H" level period tf of this pulse train corresponds to the period in which the temperature T H of the electric heater 15 in FIG. is electric heater 1
It is clear that 5 is the period during which it is heated.
次に、前期流量出力信号の“H”レベル期間tf
と吸入空気量Gの関係について述べる。 Next, the "H" level period tf of the first flow rate output signal
The relationship between G and intake air amount G will be described.
第6図1に示す如く、“H”レベル期間tf中、
電熱ヒータ15の温度THは時間の経過とともに
減少する。この減少の速さは、電熱ヒータ15に
蓄積されている熱量が吸入空気の冷却効果で奪わ
れる割合によつて決定され、この冷却効果は吸入
空気量Gが大きい時は大きく、小さい時は小さ
い。 As shown in FIG. 6, during the "H" level period tf,
The temperature T H of the electric heater 15 decreases over time. The speed of this reduction is determined by the rate at which the amount of heat stored in the electric heater 15 is taken away by the cooling effect of the intake air, and this cooling effect is large when the intake air amount G is large and small when it is small. .
従つて、吸入空気量Gが大きい時は電熱ヒータ
15の温度THの減少は速いので、“H”レベル期
間tfは小さく、これに対して吸入空気量Gが小さ
い時は“H”レベル期間tfは大きくなる。このtf
の流量特性を第7図に示す。ここで、吸入空気に
よる電熱ヒータ15の冷却は“H”レベル期間tf
の期間中継続しており、吸入空気の流れに乱れが
あつても、電熱ヒータ15の近傍を通過した空気
の時々刻々変化する流量が電熱ヒータ15の温度
THの減少に寄与し、“H”レベル期間tfの期間中
時々刻々の流量を電熱ヒータ15の温度THの減
少分として積分することになる。従つて、“H”
レベル期間tfの値は“H”レベル期間tfにおける
吸入空気量Gの真の平均値に極めて近い値に対応
する。この積分効果により、空気流の乱れに起因
するリツプル成分が除去できるので、“H”レベ
ル期間tfから第7図に示すtfの流量特性に従つて
吸入空気量Gを求めた場合、リツプル成分の無い
安定した空気流量を求めることができる。 Therefore, when the intake air amount G is large, the temperature T H of the electric heater 15 decreases quickly, so the "H" level period tf is small, whereas when the intake air amount G is small, the "H" level period is small. tf becomes larger. This tf
Figure 7 shows the flow rate characteristics. Here, the cooling of the electric heater 15 by the intake air is during the "H" level period tf.
Even if there is turbulence in the flow of intake air, the ever-changing flow rate of the air passing near the electric heater 15 will keep the temperature of the electric heater 15 constant.
This contributes to a decrease in T H , and the momentary flow rate during the "H" level period tf is integrated as a decrease in the temperature T H of the electric heater 15. Therefore, “H”
The value of the level period tf corresponds to a value extremely close to the true average value of the intake air amount G during the "H" level period tf. This integral effect makes it possible to remove the ripple component caused by airflow turbulence, so when the intake air amount G is determined from the "H" level period tf according to the flow rate characteristics of tf shown in Figure 7, the ripple component is It is possible to obtain a stable air flow rate without any problems.
また、流量出力信号“H”レベル期間のパルス
幅から空気流量を求める場合、このパルス幅は流
量が大きくなると小さくなることから、空気流量
と出力パルス幅の関係が双曲線関数に近似し、空
気流量が小さい時の読み取り精度が低下せず、エ
ンジン低回転時も高精度の流量信号が得られる。 In addition, when determining the air flow rate from the pulse width during the "H" level period of the flow rate output signal, since this pulse width becomes smaller as the flow rate increases, the relationship between the air flow rate and the output pulse width approximates a hyperbolic function, and the air flow rate becomes smaller as the flow rate increases. The reading accuracy does not deteriorate when the engine speed is small, and a highly accurate flow rate signal can be obtained even at low engine speeds.
ところで、吸入空気温度TAが変化した場合、
第7図に示す流量特性が変化しないように温度補
正する必要がある。この温度補償を行うために温
度補償用抵抗16を設けてあり、電熱ヒータ15
とともにブリツジ回路30を構成してある。そこ
で、この温度補償機構について次に述べる。 By the way, if the intake air temperature T A changes,
It is necessary to perform temperature correction so that the flow rate characteristics shown in FIG. 7 do not change. In order to perform this temperature compensation, a temperature compensation resistor 16 is provided, and an electric heater 15
Together with this, a bridge circuit 30 is constructed. Therefore, this temperature compensation mechanism will be described next.
前記温度補償機構の基本は、吸入空気温度TA
が変化しても設定温度T2との差(T2−TA)が変
化しない条件、すなわち、
T2−TA=const ……(11)
2つの設定温度T1とT2の差(T1−T2)が変化
しない条件、すなわち、
T1−T2=const ……(12)
以上の2つの条件を満足するようにブリツジ回
路30を構成する各素子の定数を設定することで
ある。 The basis of the temperature compensation mechanism is the intake air temperature T A
Conditions in which the difference from the set temperature T 2 (T 2 - T A ) does not change even if the temperature changes, that is, T 2 - T A = const... ( 11) By setting the constants of each element constituting the bridge circuit 30 so that T 1 − T 2 ) does not change, that is, T 1 − T 2 = const (12), the above two conditions are satisfied. be.
(T2−TA)を一定にする目的は電熱ヒータ1
5と吸入空気との間の熱伝達係数を一定にするこ
とであり、また(T1−T2)を一定にする目的は
期間tf又は期間trの期間内に電熱ヒータ15から
吸入空気に伝達する総熱量を一定にすることにあ
り、これら熱伝達係数と総熱量を一定にすれば吸
入空気温度TAが変化しても期間tf又は期間trは変
化せず、従つて温度特性が補償される。 The purpose of keeping (T 2 − T A ) constant is to use electric heater 1.
5 and the intake air, and the purpose of keeping (T 1 - T 2 ) constant is to keep the heat transfer coefficient constant between the electric heater 15 and the intake air within the period tf or the period tr. The purpose is to keep the total amount of heat constant, and if the heat transfer coefficient and total amount of heat are kept constant, the period tf or period tr will not change even if the intake air temperature T A changes, and therefore the temperature characteristics will be compensated. Ru.
次に、前記(11)、(12)式を満足するブリツジ回路3
0を構成する素子の定数について述べる。まず(11)
式の条件を明らかにする。電熱ヒータ15の温度
THが第2の設定温度T2になつた時に成立する条
件は前記(9),(10)式である。 Next, a bridge circuit 3 satisfying the above equations (11) and (12)
The constants of the elements that constitute 0 will be described. First (11)
Clarify the conditions of the expression. Temperature of electric heater 15
The conditions that are satisfied when T H reaches the second set temperature T 2 are the above equations (9) and (10).
RH2=RH0×(1+KH×T2) ……(9) (RA+R302)×R301 =RH2×(R303+R304) ……(10) またRAは前記(4)式で与えられる。 R H2 = R H0 × (1 + K H × T 2 ) ... (9) (R A + R 302 ) × R 301 = R H2 × (R 303 + R 304 ) ... (10) Also, R A is the same as (4) above. It is given by Eq.
RA=RA0×(1+KA×TA) ……(4)
(4),(9)式を(10)式に代入してRA、RH2を消去、整
理して次式を得る。 R A = R A0 × (1 + K A × T A ) ...(4) Substitute equations (4) and (9) into equation (10), eliminate and rearrange R A and R H2 , and obtain the following equation. .
T2=〔{RA0×(1+KA×TA)+R302)
×R301−RH0×(R303+R304)〕
/{RH0×KH×(R303×R304)} ……(13)
(13)式を(11)に代入してT2を消去、整理し、分子
に注目すると次式が得られる。 T 2 = [{R A0 × (1 + K A × T A ) + R 302 ) × R 301 −R H0 × (R 303 + R 304 )] / {R H0 × K H × (R 303 × R 304 )} ... (13) Substituting equation (13) into (11), eliminating and rearranging T 2 , and focusing on the numerator, we obtain the following equation.
{RA0×KA×R301−RH0×KH
×(R303+R304)}×TA+(RA0+R302)
×R301−(R303−R304)×RH0=const ……(14)
(14)式において、右辺が不変であるから左辺も不
変でなくてはならない。ところが吸入空気温度
TAは変数であるから、TAの係数は0である必要
がある。すなわち、
RA0×KA×R301−RH0×KH
×(R303+R304)=0 ……(15)
(15)式を変形すると、
∴(RA0×KA)/(RH0×KA)
=(R303+R304)/R301 ……(16)
(16)式の意味するところは、電熱ヒータ15の0
℃の時の抵抗値RH0と温度係数KHを掛け合わせた
値RH0×KHと、温度補償用抵抗16の0℃の時の
抵抗値RA0と温度係数KAを掛け合わせた値RA0×
KAとの比が、抵抗301の抵抗値R301と、抵抗
303と抵抗304とのそれぞれの抵抗値を加算
した値(R303+R304)との比に等しくなくなるよ
うに設定すれば、吸入空気温度TAのいかんにか
かわらず(11)式を満足することができることであ
る。 {R A0 ×K A ×R 301 −R H0 ×K H ×(R 303 +R 304 )}×T A +(R A0 +R 302 ) ×R 301 −(R 303 −R 304 )×R H0 = const... ...(14) In equation (14), since the right side is unchanged, the left side must also be unchanged. However, the intake air temperature
Since T A is a variable, the coefficient of T A must be 0. That is, R A0 ×K A ×R 301 −R H0 ×K H × (R 303 + R 304 )=0 ...(15) Transforming equation (15), ∴(R A0 ×K A )/(R H0 ×K A ) = (R 303 + R 304 )/R 301 ...(16) Equation (16) means that 0 of the electric heater 15
The value R H0 × K H is the product of the resistance value R H0 at ℃ and the temperature coefficient K H , and the product of the resistance value R A0 of the temperature compensation resistor 16 at 0℃ and the temperature coefficient K A R A0 ×
If the ratio with K A is set so that it is not equal to the ratio of the resistance value R 301 of the resistor 301 and the sum of the resistance values of the resistors 303 and 304 (R 303 + R 304 ), the inhalation This means that equation (11) can be satisfied regardless of the air temperature T A.
次に、(12)式の条件を明らかにする。 Next, we clarify the conditions of equation (12).
電熱ヒータ15の温度THが第1の設定温度T1
になつた時に成立する条件は前記(5),(6)式であ
る。 The temperature T H of the electric heater 15 is the first set temperature T 1
The conditions that are satisfied when , are the above equations (5) and (6).
RH1=RH0×(1+KH×T1) ……(5)
(RA+R302+303)×R301=RH1×304 ……(6)
(4)、(5)式を(6)式に代入してRA、RH1を消去、整
理して次式を得る。 R H1 = R H0 × (1 + K H × T 1 ) ... (5) (R A + R 302 + 303 ) × R 301 = R H1 × 304 ... (6) Expressions (4) and (5) are converted to (6) ), eliminate R A and R H1 , and rearrange to obtain the following equation.
T1=〔{RR0×(1+KA×TA)+R302
+R303}×R301−RH0×R304〕
/(RH0×KH×R304) ……(17)
(13)、(17)式を(12)式に代入してT1、T2を消去、整
理して次式を得る。 T 1 = [{R R0 × (1 + K A × T A ) + R 302 + R 303 } × R 301 −R H0 × R 304 ] / (R H0 × K H × R 304 ) ...(17) (13), Substituting equation (17) into equation (12), eliminating and organizing T 1 and T 2 to obtain the following equation.
∴〔{R301×R303)/{RH0×KH×R304
×(R303+R304)}〕×{(R302+R303
+R304+RA0)+RA0×KA×TA}
=const ……(18)
(18)式の意味するところは、吸入空気温度TAが
変化しても(RA0×KA×TA)の項が(R302+R303
+R304+RA0)に比べて非常に小さく設定すれば、
(18)式の左辺は一定と見なすことができる。従つ
て、(12)式を満足することができる。∴ [{R 301 × R 303 ) / {R H0 × K H × R 304 × (R 303 + R 304 )}] × {(R 302 + R 303 + R 304 + R A0 ) + R A0 × K A × T A } = const ……(18) Equation (18) means that even if the intake air temperature T A changes, the term (R A0 × K A × T A ) is (R 302 + R 303
+R 304 +R A0 ), if set very small compared to
The left side of equation (18) can be considered constant. Therefore, equation (12) can be satisfied.
以上の温度補償条件の検討から、(16)、(18)式に従
つてブリツジ回路30を構成する各素子の定数を
設定すれば、吸入空気温度TAが変化しても第7
図に示す流量特性が変化せず、温度特性を補償す
ることができることが明らかである。 From the above consideration of temperature compensation conditions, if the constants of each element constituting the bridge circuit 30 are set according to equations (16) and (18), even if the intake air temperature T A changes, the 7th
It is clear that the flow characteristics shown in the figure do not change and the temperature characteristics can be compensated for.
ところで、電熱ヒータ15の表面に埃等が付着
し、汚れると、吸入空気量センサ3から出力され
るデジタル信号の“H”レベル期間tfに対する吸
入空気量Gの流量特性は変化する。 Incidentally, if the surface of the electric heater 15 becomes dirty with dust etc., the flow rate characteristic of the intake air amount G with respect to the "H" level period tf of the digital signal output from the intake air amount sensor 3 changes.
しかしながら、上記吸入空気量センサ3から出
力されるデジタル信号の“H”レベル期間tfの電
熱ヒータ15の表面が汚れていない場合と、汚れ
ている場合との比は、吸入空気量Gとは全く無関
係に汚れのみ応じて第8図に示すごとく変化する
という特性を有している。この理由は、電熱ヒー
タ15の表面の汚れが電熱ヒータ15と吸入空気
との間の熱伝達係数を小さくするためであり、こ
の熱伝達係数を小さくする現象は吸入空気量Gに
依存しないからである。 However, the ratio between when the surface of the electric heater 15 is clean and when it is dirty during the "H" level period tf of the digital signal output from the intake air amount sensor 3 is completely different from the intake air amount G. It has a characteristic that it changes as shown in FIG. 8, depending only on the dirt regardless of the situation. The reason for this is that dirt on the surface of the electric heater 15 reduces the heat transfer coefficient between the electric heater 15 and the intake air, and this phenomenon that reduces the heat transfer coefficient does not depend on the intake air amount G. be.
以上の点を考慮して、本実施例では酸素濃度セ
ンサ11から出力信号から制御回路10にて空燃
比を求め、燃料供給量を理論空燃比に見合うよう
にフイードバツク制御すると共に、フイードバツ
ク制御時に求められる電熱ヒータ15の表面の汚
れによる空燃比のずれに対する学習値をRAM1
09に記憶し、フイードバツク制御が実行されな
い時に電熱ヒータ15の汚れていない時に応じて
設定された理論空燃比に応じた燃料供給量に対
し、学習値により補正して燃料供給量を決定する
ように構成してある。 In consideration of the above points, in this embodiment, the air-fuel ratio is determined in the control circuit 10 from the output signal from the oxygen concentration sensor 11, and the fuel supply amount is feedback-controlled to match the stoichiometric air-fuel ratio. The learned value for the air-fuel ratio deviation due to dirt on the surface of the electric heater 15 is stored in RAM1.
09, and when the feedback control is not executed, the fuel supply amount is determined by correcting the fuel supply amount according to the stoichiometric air-fuel ratio, which is set according to when the electric heater 15 is clean. It is configured.
次に、上記構成においてその動作を第11図の
フローチヤートを参照して説明する。 Next, the operation of the above configuration will be explained with reference to the flowchart of FIG. 11.
第11図のフローチヤートはメインルーチンの
一部もしくは所定クランク角毎に実行される割り
込みルーチンである。スタートステツプ701か
らステツプ702に進み、整形回路106から酸
素濃度センサ11のデータDを取り込む。ステツ
プ703では吸入空気量センサ3の出力信号の
“H”レベル期間tfを1ステツプ704では角度
センサ9の出力信号から回転数Nを取り込む。ス
テツプ705では、第7図に基づく吸入空気量の
“H”レベル期間tfの電熱ヒータ15の汚れてい
ない状態に対応して設定された1次元マツプ
MAP1よりリニアライズを行い、吸入空気量G
を求める。次にステツプ706にて、現在のエン
ジン1の状態に見合つた演算係数K1を用いてF1
=K1×G/Nの演算により電熱ヒータ15の表
面の汚れていない状態での理論空燃比に応じて燃
料供給量F1を求める。 The flowchart in FIG. 11 is a part of the main routine or an interrupt routine executed at every predetermined crank angle. Proceeding from start step 701 to step 702, the data D of the oxygen concentration sensor 11 is taken in from the shaping circuit 106. In step 703, the "H" level period tf of the output signal of the intake air amount sensor 3 is taken, and in step 704, the rotational speed N is taken from the output signal of the angle sensor 9. In step 705, a one-dimensional map is created corresponding to the clean state of the electric heater 15 during the "H" level period tf of the intake air amount based on FIG.
Linearize from MAP1 to increase the intake air amount G
seek. Next, in step 706, F1 is
By calculating =K 1 ×G/N, the fuel supply amount F1 is determined according to the stoichiometric air-fuel ratio when the surface of the electric heater 15 is not contaminated.
ステツプ707では、吸入空気量Gが設定値
GAとGBとの間にあれば(GA<G<GB)、ステツ
プ708,709,710,711に示す理論空
燃比補正ルーチンに進み、そうでなければ該補正
ルーチンをジヤンプしてステツプ712に進む。
ステツプ708では、酸素濃度センサ11のデー
タDが“1”であれば空燃比A/Fがリツチであ
るから、ステツプ709にてRAM109内に記
憶されている前回の補正値K20に対しαだけ減算
し今回の補正値K2を求める。逆にDが“0”で
あればリーンであるから、ステツプ710にて前
回の補正値K20に対しαだけ減算し今回の補正値
K2を求める。ただしαはある定数である。そし
てステツプ709,710にて求められた今回の
補正値K2は補正値K20としてRAM109内に記
憶される。 In step 707, the intake air amount G is set to the set value.
If it is between G A and G B (G A < G < G B ), proceed to the stoichiometric air-fuel ratio correction routine shown in steps 708, 709, 710, and 711; otherwise, jump the correction routine. Proceed to step 712.
In step 708, if the data D of the oxygen concentration sensor 11 is "1", the air-fuel ratio A/F is rich, so in step 709, the previous correction value K20 stored in the RAM 109 is changed by α. Subtract to find the current correction value K2 . Conversely, if D is "0", it means lean, so in step 710, α is subtracted from the previous correction value K20 to obtain the current correction value.
Find K 2 . However, α is a certain constant. The current correction value K2 obtained in steps 709 and 710 is then stored in the RAM 109 as a correction value K20.
ところで上記の理論空燃比補正ルーチンは、フ
イードバツク制御実行時、すなわちステツプ70
7でGA<G<GBである時、以下のステツプ70
8,709,710,711にてこれらのステツ
プを通過するたびに、その時の空燃比に対する補
正を行うルーチンであると共に、ステツプ707
にてGA<G<GBでないと判断されたオープン制
御時における電熱ヒータ15の表面の汚れによる
空燃比のずれに対する学習値の設定ルーチンをも
兼ねている。すなわち、ステツプ706にて設定
された電熱ヒータ15の表面の汚れていない状態
での理論空燃比に応じた燃料供給量に対してステ
ツプ708,709,710にて理論空燃比から
のずれに応じた学習値(補正値K2)を設定し、
ステツプ711にてK20として学習値を記憶する
ようになつている。 By the way, the above-mentioned stoichiometric air-fuel ratio correction routine is performed when feedback control is executed, that is, at step 70.
7, when G A < G < G B , the following step 70
Each time these steps are passed through steps 8, 709, 710, and 711, the routine corrects the air-fuel ratio at that time.
This function also serves as a learning value setting routine for a deviation in the air-fuel ratio due to dirt on the surface of the electric heater 15 during open control when it is determined that G A < G < G B does not hold. That is, the amount of fuel supplied in accordance with the stoichiometric air-fuel ratio when the surface of the electric heater 15 is not contaminated, which was set in step 706, is adjusted in accordance with the deviation from the stoichiometric air-fuel ratio in steps 708, 709, and 710. Set the learning value (correction value K 2 ),
In step 711, the learned value is stored as K20 .
次にステツプ712にて、RAM109に記憶
されたK20によりステツプ706にて求められた
燃料供給量B1に対して理論空燃比からのずれに
応じた補正を行い燃料供給量を決定し、決定され
た燃料供給量に応じた燃料噴射弁6の開弁時間τ
が設定される。ステツプ713ではステツプ71
2にて設定された燃料噴射弁6の開弁時間τに相
当するパルス信号をデジタル出力110に出力す
る。この結果、駆動回路111は開弁時間τに見
合う時間だけ燃料噴射弁6を開弁させて、燃料を
噴射、供給する。そしてステツプ714にて本ル
ーチンを終了する。 Next, in step 712, the fuel supply amount B1 determined in step 706 is corrected according to the deviation from the stoichiometric air-fuel ratio using K20 stored in the RAM 109, and the fuel supply amount is determined. The opening time τ of the fuel injection valve 6 according to the fuel supply amount
is set. In step 713, step 71
A pulse signal corresponding to the valve opening time τ of the fuel injection valve 6 set in step 2 is output to the digital output 110. As a result, the drive circuit 111 opens the fuel injection valve 6 for a time corresponding to the valve opening time τ to inject and supply fuel. Then, in step 714, this routine ends.
すなわち、上述のルーチンにおいては、吸入空
気量GがGA<G<GBにある時は、ステツプ70
9〜712の演算により燃料噴射弁6からエンジ
ン1に供給される燃料供給量は、理論空燃比状態
に維持ささるようにフイードバツク制御され、ま
た吸入空気量GがGA<G<GBでない時は、GA<
G<GBであつた時に求められ、記憶されていた
K20を電熱ヒータ15の表面の汚れに対する学習
値としてステツプ706にて求められた電熱ヒー
タ15の表面の汚れていない状態に対して理論空
燃比に応じて設定された燃料供給量を補正してい
る。 That is, in the above routine, when the intake air amount G is in the relationship G A < G < G B , step 70 is executed.
The amount of fuel supplied from the fuel injection valve 6 to the engine 1 by the calculations 9 to 712 is feedback-controlled to maintain the stoichiometric air-fuel ratio state, and the intake air amount G is not G A < G < G B. Time is G A <
It was sought and memorized when G<G B.
The fuel supply amount set according to the stoichiometric air-fuel ratio is corrected with respect to the clean state of the surface of the electric heater 15 obtained in step 706 by using K 20 as a learned value for the dirt on the surface of the electric heater 15. There is.
そして、本実施例での電熱ヒータ15の表面の
汚れに対する吸入空気量センサ3からの出力信号
の流量特性の変化は、第8図に示すごとく、吸入
空気量Gに依存しておらず、従つてこの吸入空気
量Gを電熱ヒータ15の表面の汚れていない状態
の値として理論空燃比に対応して求められた燃料
供給量は一定の割合で初期の電熱ヒータ15の表
面の汚れていない状態の量とずれており、フイー
ドバツク制御時に求められる学習値によりフイー
ドバツク制御が行われていない時も充分に理論空
燃比に維持できる。 In this embodiment, the change in the flow rate characteristic of the output signal from the intake air amount sensor 3 with respect to dirt on the surface of the electric heater 15 does not depend on the intake air amount G, as shown in FIG. Assuming that the intake air amount G is the value when the surface of the electric heater 15 is clean, the fuel supply amount calculated in accordance with the stoichiometric air-fuel ratio is at a constant rate when the surface of the electric heater 15 is clean at the initial stage. Even when feedback control is not performed, it is possible to sufficiently maintain the stoichiometric air-fuel ratio using the learned value obtained during feedback control.
上記実施例では、ステツプ707にて所定範囲
内に吸入空気量Gがある時に、理論空燃比補正ル
ーチン(学習値設定ルーチン)を実行するように
構成していたが、エンジン1の冷却水温、排気ガ
スの温度、酸素濃度センサ11の状態等により実
行する、しないを判断してもかまわない。 In the above embodiment, when the intake air amount G is within a predetermined range in step 707, the stoichiometric air-fuel ratio correction routine (learning value setting routine) is executed. Whether or not to perform the process may be determined based on the temperature of the gas, the state of the oxygen concentration sensor 11, and the like.
また上記実施例では、学習値設定ルーチンを理
論空燃比補正ルーチンに兼用させていたが、電熱
ヒータ15の表面の汚れは経時的に変化するもの
であるから、常時、学習値を設定する必要は無
く、従つて、理論空燃比補正ルーチンと学習値の
設定ルーチンとを別々に実行してもかまわない。
つまり、所定の理論空燃比に対するフイードバツ
ク条件にある時に理論空燃比補正ルーチンを実行
し、この理論空燃比補正ルーチンとは別に、吸入
空気流量Gが安定した流量状態であつて、エンジ
ン1の水温、回転数、排気ガス温度等が安定して
エンジン1の状態が安定した状態であり、酸素濃
度センサ11の状態が安定している等の種々の条
件を満たした時のみ実行するようにして学習値を
設定しRAM109に記憶させておき、理論空燃
比へのフイードバツク制御が実行されない時にこ
の学習値により燃料供給量に対する補正を行つて
もかまわない。 Further, in the above embodiment, the learned value setting routine is also used as the stoichiometric air-fuel ratio correction routine, but since the dirt on the surface of the electric heater 15 changes over time, it is not necessary to always set the learned value. Therefore, the stoichiometric air-fuel ratio correction routine and the learning value setting routine may be executed separately.
In other words, the stoichiometric air-fuel ratio correction routine is executed when the feedback condition for the predetermined stoichiometric air-fuel ratio is met, and apart from this stoichiometric air-fuel ratio correction routine, when the intake air flow rate G is in a stable flow state, the water temperature of the engine 1 is The learned value is executed only when various conditions are met, such as the engine 1 is in a stable state with the rotational speed, exhaust gas temperature, etc. being stable, and the oxygen concentration sensor 11 is in a stable state. may be set and stored in the RAM 109, and the fuel supply amount may be corrected using this learned value when feedback control to the stoichiometric air-fuel ratio is not executed.
なお、上記実施例においては、学習値はRAM
109に記憶させておくのであるが、学習値を記
憶させておくRAMはエンジン停止後もこの学習
値を記憶させておく方が好ましく、従つて学習値
を記憶させておくRAMは不揮発性のRAMを用
いる方が好ましい。 In addition, in the above embodiment, the learning value is RAM
However, it is preferable to store the learned value in the RAM that stores the learned value even after the engine is stopped. Therefore, the RAM that stores the learned value is a non-volatile RAM. It is preferable to use
また、上記実施例構成によれば、電熱ヒータ1
5の表面の汚れに対する学習値を用いて、理論空
燃比に対応したフイードバツク制御が行われてい
ない時、燃料供給量を補正することで、電熱ヒー
タ15の表面の汚れに対して充分に対処できるの
であるが、電熱ヒータ15の表面の汚れが極めて
大きくなり、吸入空気量センサ3の出力応答性が
悪くなつた場合にはバーンオフを実行してもかま
わない。なおこの時、バーンオフにより汚れが取
り去られるため、RAM109の学習値は初期化
しておく必要がある。 Further, according to the configuration of the above embodiment, the electric heater 1
When the feedback control corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio is not performed, the learned value for surface dirt in No. 5 is used to correct the fuel supply amount, so that dirt on the surface of the electric heater 15 can be adequately dealt with. However, if the dirt on the surface of the electric heater 15 becomes extremely large and the output response of the intake air amount sensor 3 deteriorates, burn-off may be performed. Note that at this time, since dirt is removed by burn-off, the learned values in the RAM 109 must be initialized.
以上説明したように、本発明においては、内燃
機関の吸入空気通路内に設けられる電熱ヒータに
大小2つのレベルの電流を供給し、前記電熱ヒー
タの温度が複数個備えられた所定の設定温度に達
した時に前記ブリツジ回路に供給する電流レベル
を切り換えると共に、前記電熱ヒータの温度が所
定の設定温度から他の所定の設定温度にまで達す
る経過時間を検出する熱式吸入空気量センサから
の前記経過時間に対応したデジタル信号から吸入
空気量を求める吸入空気量測定手段と、
機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
吸入空気量測定手段から得られる吸入空気量と
回転数検出手段から得られる回転数とから理論空
燃比に応じた燃料供給量を求める供給量演算手段
と、
吸入空気量測定手段における経過時間と吸入空
気量との関係の特性変化を機関から得られる信号
により検知し、この特性変化に対する学習値を求
め、記憶する学習手段と、
供給量演算手段にて求められる供給量を学習手
段にて求められる学習値により補正し、供給量を
決定する供給量決定手段と、
供給量決定手段により決められた供給量を機関
に供給する燃料供給手段とを備えた内燃機関の空
燃比制御装置とし、上記吸入空気量センサが吸入
空気量センサの電熱ヒータの表面が汚れて吸入空
気量センサからの出力の吸入空気量との関係の特
性に変化が生じても、吸入空気量センサからの出
力が吸入空気量の変化に依存せず、汚れの大小の
みに依存するという特性を有するため、吸入空気
量センサからの出力により吸入空気量測定手段に
て得られる吸入空気量を汚れていない状態での吸
入空気量として回転数と共に用いて理論空燃比に
対応した燃料供給量を演算した場合、この燃料供
給量は電熱ヒータの表面が汚れていない状態で求
められる燃料供給量に対して吸入空気量に関係な
く一定のずれを生じるようになり、このずれを機
関から得られる信号により検知し、ずれに対する
学習値を設定、記憶し、燃料供給量をこの学習値
により補正しているので、理論空燃比にフイード
バツク制御していない時においても、学習値によ
り燃料供給量を補正することで、機関に供給され
る混合気の空燃比は理論空燃比状態に充分維持で
き、従つて電熱ヒータの表面の汚れに対するバー
ンオフは実行しなくてよい、またはその実行頻度
を極めて少なくでき、このことから電熱ヒータに
損傷が起こることは極めて少なくなり、耐久性の
面で向上するという優れた効果があると共に、所
定の空燃比をフイードバツク実行、不実行にかか
わらず常に維持できるので、燃費向上、排気ガス
有害成分の成分の減少、トラビリの向上が可能と
なるという優れた効果がある。
As explained above, in the present invention, currents of two levels, large and small, are supplied to the electric heater provided in the intake air passage of an internal combustion engine, and the temperature of the electric heater is adjusted to a predetermined set temperature of a plurality of electric heaters. the current level supplied to the bridge circuit when reached, and detects the elapsed time for the temperature of the electric heater to reach another predetermined temperature from a predetermined set temperature; An intake air amount measuring means that calculates the intake air amount from a digital signal corresponding to time, a rotation speed detection means that detects the engine rotation speed, and an intake air amount obtained from the intake air amount measurement means and the rotation speed detection means. supply amount calculation means for calculating the fuel supply amount according to the stoichiometric air-fuel ratio from the rotational speed of the engine; a learning means for determining and storing a learned value for this characteristic change; a supply amount determining means for correcting the supply amount determined by the supply amount calculation means by the learning value determined by the learning means and determining the supply amount; An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising: a fuel supply means for supplying the engine with a fuel supply amount determined by the amount determination means; Even if there is a change in the relationship between the output from the intake air volume sensor and the intake air volume, the output from the intake air volume sensor does not depend on changes in the intake air volume, but only on the size of dirt. Therefore, the intake air amount obtained by the intake air amount measuring means based on the output from the intake air amount sensor was used as the intake air amount in a clean state together with the rotation speed to calculate the fuel supply amount corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, the amount of fuel supplied will have a certain deviation from the amount of fuel supplied when the surface of the electric heater is clean, regardless of the amount of intake air, and this deviation will be detected by the signal obtained from the engine. However, the learned value for the deviation is set and stored, and the fuel supply amount is corrected using this learned value, so even when feedback control is not being performed to the stoichiometric air-fuel ratio, the fuel supply amount can be corrected using the learned value. , the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine can be sufficiently maintained at the stoichiometric air-fuel ratio state, so there is no need to perform burn-off for dirt on the surface of the electric heater, or the frequency of burn-off can be extremely reduced. This has the excellent effect of significantly reducing damage to the electric heater and improving its durability.In addition, the predetermined air-fuel ratio can always be maintained regardless of whether feedback is performed, improving fuel efficiency and reducing exhaust gas. It has the excellent effect of reducing the amount of harmful ingredients and improving the turbidity.
第1図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装
置の一実施例を示す全体概要図、第2図は第1図
図示の吸入空気量センサ付近の詳細説明図、第3
図は第2図図示の電熱ヒータの構造図、第4図は
第2図図示の温度補償用抵抗の構造図、第5図は
本発明の一実施例として用いられる吸入空気量セ
ンサの全体回路図、第6図は第5図図示の吸入空
気量センサにおけるその動作を示すタイムチヤー
ト、第7図は第5図図示の吸入空気量センサから
出力される流量出力信号と吸入空気量の関係を示
す流量特性図、第8図は第5図図示の吸入空気量
センサの電熱ヒータが汚れている状態と汚れてい
ない状態との比に対する吸入空気量との関係を示
す特性図、第9図は酸素濃度センサの起電力と機
関に供給される混合気の空燃比との関係を示す特
性図、第10図は第4図図示の制御回路10の構
成を示すブロツク図、第11図は第4図図示の制
御回路10の動作を説明するためのフローチヤー
ト、第12図は本発明の概略構成を示すブロツク
図である。
1……エンジン、3……吸入空気量センサ、6
……燃料噴射弁、8……基準センサ、9……角度
センサ、10……制御回路、11……酸素濃度セ
ンサ、15……電熱ヒータ、16……温度補償用
抵抗、104……デジタル入力、106……整形
回路、107……CPU、108……ROM、10
9……RAM、110……デジタル出力、111
……駆動回路。
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing one embodiment of the air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a detailed explanatory diagram of the vicinity of the intake air amount sensor shown in FIG. 1, and FIG.
Figure 4 is a structural diagram of the electric heater shown in Figure 2, Figure 4 is a structural diagram of the temperature compensation resistor shown in Figure 2, and Figure 5 is the overall circuit of an intake air amount sensor used as an embodiment of the present invention. Figure 6 is a time chart showing the operation of the intake air amount sensor shown in Figure 5, and Figure 7 shows the relationship between the flow rate output signal output from the intake air amount sensor shown in Figure 5 and the intake air amount. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the intake air amount and the ratio between the state where the electric heater of the intake air amount sensor shown in FIG. 5 is dirty and the state where it is not dirty, and FIG. A characteristic diagram showing the relationship between the electromotive force of the oxygen concentration sensor and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine, FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the control circuit 10 shown in FIG. 4, and FIG. FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit 10 shown in the figure, and a block diagram showing a schematic configuration of the present invention. 1...Engine, 3...Intake air amount sensor, 6
... Fuel injection valve, 8 ... Reference sensor, 9 ... Angle sensor, 10 ... Control circuit, 11 ... Oxygen concentration sensor, 15 ... Electric heater, 16 ... Temperature compensation resistor, 104 ... Digital input , 106... Shaping circuit, 107... CPU, 108... ROM, 10
9...RAM, 110...Digital output, 111
...Drive circuit.
Claims (1)
ヒータに大小2つのレベルの電流を供給し、前記
電熱ヒータの温度が複数個備えられた所定の設定
温度に達した時に前記ブリツジ回路に供給する電
流レベルを切り換えると共に、前記電熱ヒータの
温度が所定の設定温度から他の所定の設定温度に
まで達する経過時間を検出する熱式吸入空気量セ
ンサからの前記経過時間に対応したデジタル信号
から吸入空気量を求める吸入空気量測定手段と、 機関の回転数を検出する回転数検出手段と、 吸入空気量測定手段から得られる吸入空気量と
回転数検出手段から得られる回転数とから理論空
燃比に応じた燃料供給量を求める供給量演算手段
と、 吸入空気量測定手段における経過時間と吸入空
気量との関係の特性変化を機関から得られる信号
により検知し、この特性変化に対する学習値を求
め、記憶する学習手段と、 供給量演算手段にて求められる供給量を学習手
段にて求められる学習値により補正し、供給量を
決定する供給量決定手段と、 供給量決定手段により決められた供給量を機関
に供給する燃料供給手段とを備えた内燃機関の空
燃比制御装置。 2 前記学習手段は、 機関の排気ガス流路内に設けられる酸素濃度セ
ンサからの出力に応じて空燃比を検出する空燃比
検出手段と、 空燃比検出手段にて得られる空燃比が理論空燃
比からずれている場合には、吸入空気量測定手段
における経過時間と吸入空気量との関係の特性変
化があつたとして、ずれに応じて学習値を求め、
記憶する学習値設定手段とにより構成されること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の内燃機
関の空燃比制御装置。 3 前記学習値設定手段は、前記吸入空気量測定
手段にて求められる吸入空気量が所定範囲内にあ
る時に実行されることを特徴とする特許請求の範
囲第2項記載の内燃機関の空燃比制御装置。[Scope of Claims] 1. Currents of two levels, large and small, are supplied to an electric heater provided in an intake air passage of an internal combustion engine, and when the temperature of the electric heater reaches a predetermined set temperature provided in a plurality of electric heaters, the The current level supplied to the bridge circuit is switched, and the temperature corresponds to the elapsed time from a thermal intake air amount sensor that detects the elapsed time for the temperature of the electric heater to reach from a predetermined set temperature to another predetermined set temperature. An intake air amount measuring means for determining the intake air amount from a digital signal, a rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the engine, and an intake air amount obtained from the intake air amount measurement means and a rotation speed obtained from the rotation speed detection means. A supply amount calculating means for calculating a fuel supply amount according to the stoichiometric air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio, and an intake air amount measuring means detect a characteristic change in the relationship between the elapsed time and the intake air amount using a signal obtained from the engine, and detect a characteristic change in the relationship between the elapsed time and the intake air amount by a signal obtained from the engine. A learning means for determining and storing a learned value; a supply amount determining means for correcting the supply amount determined by the supply amount calculation means by the learned value determined by the learning means and determining the supply amount; and a supply amount determining means for determining the supply amount. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, comprising a fuel supply means for supplying a determined supply amount to the engine. 2. The learning means includes an air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio according to an output from an oxygen concentration sensor provided in an exhaust gas flow path of the engine, and an air-fuel ratio obtained by the air-fuel ratio detection means as a stoichiometric air-fuel ratio. If it deviates from that, it is assumed that there has been a characteristic change in the relationship between the elapsed time and the intake air amount in the intake air amount measuring means, and a learned value is calculated according to the deviation.
2. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising learning value setting means for storing. 3. The air-fuel ratio of an internal combustion engine according to claim 2, wherein the learned value setting means is executed when the intake air amount determined by the intake air amount measuring means is within a predetermined range. Control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2540385A JPS61185639A (en) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Air-fuel ratio controller for internal-combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2540385A JPS61185639A (en) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Air-fuel ratio controller for internal-combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61185639A JPS61185639A (en) | 1986-08-19 |
JPH0467577B2 true JPH0467577B2 (en) | 1992-10-28 |
Family
ID=12164938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2540385A Granted JPS61185639A (en) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Air-fuel ratio controller for internal-combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61185639A (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6360044U (en) * | 1986-10-06 | 1988-04-21 | ||
JPS6360045U (en) * | 1986-10-07 | 1988-04-21 | ||
JPH0723702B2 (en) * | 1986-12-27 | 1995-03-15 | マツダ株式会社 | Fuel control device |
JPS6461611A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-08 | Hitachi Ltd | Air flow rate sensor |
JP2702940B2 (en) * | 1987-10-26 | 1998-01-26 | 株式会社日立製作所 | Calibration method of fuel supply device |
-
1985
- 1985-02-12 JP JP2540385A patent/JPS61185639A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61185639A (en) | 1986-08-19 |
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