JP2765881B2 - 内燃機関の吸入空気量計測装置 - Google Patents
内燃機関の吸入空気量計測装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、内燃機関の吸入空気量を計測するための
エアフローセンサと、このセンサの出力を受けるインタ
フェース回路に関する。
エアフローセンサと、このセンサの出力を受けるインタ
フェース回路に関する。
［従来の技術］ 内燃機関の吸入空気流量を計測するエアフローセンサ
の一種にホットワイヤ式のエアフローセンサがあること
はよく知られている。このホットワイヤ式のエアフロー
センサはセンサ内を通過する空気流量に応じた電圧を出
力する。そして、エアフローセンサ用入力処理回路は前
記出力電圧を受けアナログ値−デジタル値変換用IC（集
積回路）に対し信号を処理・伝達する。この入力処理回
路を内蔵した燃料噴射制御装置は、これによって内燃機
関が吸入する空気流量を判断し、この空気流量に応じた
燃料を噴射する。
の一種にホットワイヤ式のエアフローセンサがあること
はよく知られている。このホットワイヤ式のエアフロー
センサはセンサ内を通過する空気流量に応じた電圧を出
力する。そして、エアフローセンサ用入力処理回路は前
記出力電圧を受けアナログ値−デジタル値変換用IC（集
積回路）に対し信号を処理・伝達する。この入力処理回
路を内蔵した燃料噴射制御装置は、これによって内燃機
関が吸入する空気流量を判断し、この空気流量に応じた
燃料を噴射する。
第３図は従来のエアフローセンサ用入力処理回路の回
路図である。この図において、１はホットワイヤ式のエ
アフローセンサ、1aはエアフローセンサの出力電圧を発
生するための増幅器である。
路図である。この図において、１はホットワイヤ式のエ
アフローセンサ、1aはエアフローセンサの出力電圧を発
生するための増幅器である。
増幅器1aには基準電圧VAが印加され、また、回路動作
のための消費電流I1がアースに流れ、さらに出力電圧V
AFSを出力するようになっている。
のための消費電流I1がアースに流れ、さらに出力電圧V
AFSを出力するようになっている。
燃料噴射装置２内には入力処理回路2aが内蔵されてい
る。この入力処理回路2aは演算増幅器2a1を主体に構成
されており、演算増幅器2a1の非反転入力端（（＋）入
力端）には上記増幅器2aの出力電圧VAFSが印加されるよ
うになっている。
る。この入力処理回路2aは演算増幅器2a1を主体に構成
されており、演算増幅器2a1の非反転入力端（（＋）入
力端）には上記増幅器2aの出力電圧VAFSが印加されるよ
うになっている。
演算増幅器2a1は電圧VBを基準として入力電圧VINを判
断するようになっている。この演算増幅器2a1の反転入
力端（（−）入力端）は抵抗R12を介してアースされて
いるとともに、出力端と反転入力端間には、抵抗R11が
接続されている。演算増幅器2a1の出力端には出力電圧V
0が発生する。
断するようになっている。この演算増幅器2a1の反転入
力端（（−）入力端）は抵抗R12を介してアースされて
いるとともに、出力端と反転入力端間には、抵抗R11が
接続されている。演算増幅器2a1の出力端には出力電圧V
0が発生する。
この入力処理回路2aはエアフローセンサ１の増幅器1a
の出力電圧を処理し、アナログ−デジタル値変換用IC
（図示せず）に伝達する。
の出力電圧を処理し、アナログ−デジタル値変換用IC
（図示せず）に伝達する。
なお、図中、３は前記エアフローセンサ１や入力処理
回路2aなどに給電するためのバッテリである。
回路2aなどに給電するためのバッテリである。
次にこの第３図に示す従来の装置の動作について説明
する。
する。
ホットワイヤ式のエアフローセンサ１は、内燃機関の
吸入空気流量に応じた電圧VAFSを増幅器1aにより基準電
圧VAを基準として出力する。
吸入空気流量に応じた電圧VAFSを増幅器1aにより基準電
圧VAを基準として出力する。
燃料噴射装置２に内蔵された入力処理回路2aは演算増
幅器2a1により抵抗R12の両端の電圧VBを基準として入力
電圧VINを判断し、 より出力電圧VOを発生し、アナログ値−デジタル値変換
用ICに伝達する。
幅器2a1により抵抗R12の両端の電圧VBを基準として入力
電圧VINを判断し、 より出力電圧VOを発生し、アナログ値−デジタル値変換
用ICに伝達する。
［発明が解決しようとする課題］ 上記ホットワイヤ式のエアフローセンサ１において
は、回路動作のための消費電流I1により増幅器1aの出力
電圧VAFSの基準となるアース電位がV1に上昇する。
は、回路動作のための消費電流I1により増幅器1aの出力
電圧VAFSの基準となるアース電位がV1に上昇する。
一方、入力処理回路2aにおいても、この入力処理回路
2aの消費電流および燃料噴射装置２内における他の回路
の消費電流I2により、入力処理回路2aのアース電位がV2
に上昇する。
2aの消費電流および燃料噴射装置２内における他の回路
の消費電流I2により、入力処理回路2aのアース電位がV2
に上昇する。
さらに、車載されている他の機器を含めた回路電流な
どがバッテリ３に向かって流れるため、エアフローセン
サ１のアース点と燃料噴射装置２のアース点との間に電
位差V12も生じる。
どがバッテリ３に向かって流れるため、エアフローセン
サ１のアース点と燃料噴射装置２のアース点との間に電
位差V12も生じる。
したがって、入力処理回路2aに入力される電圧は増幅
器1aの出力電圧VAFSに対し、 VIN＝VAFS−｛（V2＋V12）−V1｝ ……（102） となって、｛（V2＋V12）−V1｝の入力誤差をもつこと
になり、アナログ値−デジタル値変換用ICへも誤差をも
った値を伝達し、さらに燃料噴射装置２はこの入力誤差
分の燃料噴射量の誤差をもつことになる。
器1aの出力電圧VAFSに対し、 VIN＝VAFS−｛（V2＋V12）−V1｝ ……（102） となって、｛（V2＋V12）−V1｝の入力誤差をもつこと
になり、アナログ値−デジタル値変換用ICへも誤差をも
った値を伝達し、さらに燃料噴射装置２はこの入力誤差
分の燃料噴射量の誤差をもつことになる。
この発明は、上記問題点を解消するためになされたも
ので、エアフローセンサの回路消費電流または入力処理
回路の消費電流または燃料噴射装置内の回路消費電流、
さらには各アース点間の電位差に影響されることなくエ
アフローセンサの出力電圧を入力処理回路が処理し、ア
ナログ値−デジタル値変換用ICに伝達できるエアフロー
センサ用入力処理回路を得ることを目的とする。
ので、エアフローセンサの回路消費電流または入力処理
回路の消費電流または燃料噴射装置内の回路消費電流、
さらには各アース点間の電位差に影響されることなくエ
アフローセンサの出力電圧を入力処理回路が処理し、ア
ナログ値−デジタル値変換用ICに伝達できるエアフロー
センサ用入力処理回路を得ることを目的とする。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る内燃機関の吸入空気量計測装置におい
ては、エアフローセンサの出力を電流信号に変換し送出
する手段と、電流信号を受信し電圧信号に変換した後デ
ジタル値に変換する手段が用いられる。
ては、エアフローセンサの出力を電流信号に変換し送出
する手段と、電流信号を受信し電圧信号に変換した後デ
ジタル値に変換する手段が用いられる。
［作用］ この発明においては、吸入空気量信号が電流信号で送
信されるため、エアフローセンサおよび燃料噴射装置の
電位変動があっても、正確に吸入空気量信号の伝達が行
われる。
信されるため、エアフローセンサおよび燃料噴射装置の
電位変動があっても、正確に吸入空気量信号の伝達が行
われる。
［実施例］ 第１図はこの発明による内燃機関の吸入空気量計測装
置の一実施例の回路図である。以下、第３図と同一部分
については図に同一の符号を付すにとどめ、第３図とは
異なる部分を主体に説明する。
置の一実施例の回路図である。以下、第３図と同一部分
については図に同一の符号を付すにとどめ、第３図とは
異なる部分を主体に説明する。
この実施例では、エアフローセンサ１の増幅器1aの出
力電圧VAFSを非反転入力端に受ける演算増幅器1bが設け
られている。そして、この演算増幅器1bとトランジスタ
1cおよび基準抵抗Reとで電流源回路が構成されている。
また、燃料噴射制御装置からなる電子制御装置２のＡ−
Ｄ変換器の基準電源VREFと入力端子VCとの間には抵抗RC
が接続され、その接続点に上記トランジスタ1cのコレク
タが接続されている。
力電圧VAFSを非反転入力端に受ける演算増幅器1bが設け
られている。そして、この演算増幅器1bとトランジスタ
1cおよび基準抵抗Reとで電流源回路が構成されている。
また、燃料噴射制御装置からなる電子制御装置２のＡ−
Ｄ変換器の基準電源VREFと入力端子VCとの間には抵抗RC
が接続され、その接続点に上記トランジスタ1cのコレク
タが接続されている。
演算増幅器1bは増幅器1aの出力電圧VAFSを非反転入力
端子（＋）に受ける。トランジスタ1cはエミッタ電圧Ve
が演算増幅器の反転入力端子（−）に帰還されているの
で、エミッタ電圧はVAFSに等しくなる。トランジスタ1c
のベース電流をIb、エミッタ電流をIe、コレクタ電流を
ICとすると、 IC＝Ie−Ib なる関係がある。ここで、トランジスタの電流増幅率を
十分大きな値に選ぶと、Ib＜＜Ieとなるので、 IC＝Ie と考えて差しつかえない。
端子（＋）に受ける。トランジスタ1cはエミッタ電圧Ve
が演算増幅器の反転入力端子（−）に帰還されているの
で、エミッタ電圧はVAFSに等しくなる。トランジスタ1c
のベース電流をIb、エミッタ電流をIe、コレクタ電流を
ICとすると、 IC＝Ie−Ib なる関係がある。ここで、トランジスタの電流増幅率を
十分大きな値に選ぶと、Ib＜＜Ieとなるので、 IC＝Ie と考えて差しつかえない。
そして、Ie＝Ve／Re＝VAFS／Reの関係があるので、結
局、 IC＝VAFS／Re の関係が得られる。この関係は、トランジスタ1cのコレ
クタの負荷にかかわらず、VAFSに比例した電流ICが得ら
れることを意味している。この電流ICは基準電圧VREFか
ら抵抗RCを経て供給されるので、Ａ−Ｄ変換器の入力電
圧VCは、 VC＝VREF−IC・RC と表され、前式を代入して、 となる。ここで、RC＝Reに選ぶと、 VC＝VREF−VAFS となる。そこで、VREF−VC＝VREF−（VREF−VAFS）＝V
AFSの演算を行うと、VAFSの値が得られる。この演算
は、Ａ−Ｄ変換されたVCの値を用いて図示されていない
演算装置により行われる。
局、 IC＝VAFS／Re の関係が得られる。この関係は、トランジスタ1cのコレ
クタの負荷にかかわらず、VAFSに比例した電流ICが得ら
れることを意味している。この電流ICは基準電圧VREFか
ら抵抗RCを経て供給されるので、Ａ−Ｄ変換器の入力電
圧VCは、 VC＝VREF−IC・RC と表され、前式を代入して、 となる。ここで、RC＝Reに選ぶと、 VC＝VREF−VAFS となる。そこで、VREF−VC＝VREF−（VREF−VAFS）＝V
AFSの演算を行うと、VAFSの値が得られる。この演算
は、Ａ−Ｄ変換されたVCの値を用いて図示されていない
演算装置により行われる。
以上の説明で明らかなように、VAFSが電流ICに変換さ
れて送出されているので、エアフローセンサ１の電位上
昇V1，燃料噴射装置２の電位上昇V2および双方のアース
間電位V12があっても何ら影響されることなく、正しくV
AFSが送信できる。
れて送出されているので、エアフローセンサ１の電位上
昇V1，燃料噴射装置２の電位上昇V2および双方のアース
間電位V12があっても何ら影響されることなく、正しくV
AFSが送信できる。
第２図は、やはりホットワイヤタイプのエアフローセ
ンサに本発明を適用した他の実施例を示す回路図であ
る。図でRHはホットワイヤ（加熱抵抗）、RKは空気温セ
ンサ、RA,RBは基準抵抗、1dは増幅器、1eはトランジス
タ、1f,1gは、対をなしカレントミラー回路を構成する
トランジスタである。この実施例は、従来のホットワイ
ヤ式のエアフローセンサにカレントミラー回路が追加さ
れたものである。このエアフローセンサの基本動作は特
開昭54-76182号公報に詳しく説明されている。ホットワ
イヤRHに流れる電流IHはRHの温度を一定に保つように空
気流量に対応して流れるので、この電流IHにより空気流
量が検出可能である。なお、従来のエアフローセンサで
は、カレントミラー回路の無い状態で基準抵抗RBの端子
電圧Ｖ′AFS（＝IH・RB）を空気量信号として取り出し
ていた。このＶ′AFSは第１図および第３図のVAFSに対
応することは言うまでもない。
ンサに本発明を適用した他の実施例を示す回路図であ
る。図でRHはホットワイヤ（加熱抵抗）、RKは空気温セ
ンサ、RA,RBは基準抵抗、1dは増幅器、1eはトランジス
タ、1f,1gは、対をなしカレントミラー回路を構成する
トランジスタである。この実施例は、従来のホットワイ
ヤ式のエアフローセンサにカレントミラー回路が追加さ
れたものである。このエアフローセンサの基本動作は特
開昭54-76182号公報に詳しく説明されている。ホットワ
イヤRHに流れる電流IHはRHの温度を一定に保つように空
気流量に対応して流れるので、この電流IHにより空気流
量が検出可能である。なお、従来のエアフローセンサで
は、カレントミラー回路の無い状態で基準抵抗RBの端子
電圧Ｖ′AFS（＝IH・RB）を空気量信号として取り出し
ていた。このＶ′AFSは第１図および第３図のVAFSに対
応することは言うまでもない。
次にこの実施例に適用されたカレントミラー回路の動
作を説明する。
作を説明する。
トランジスタ1f,1gはパラメータが同一となるように
対をなして構成されたものである。トランジスタ1fのベ
ースは、該トランジスタ1fのコレクタ及びトランジスタ
1gのベースに接続されていて、両者のベースが同電圧に
されている上、この２つのトランジスタが同一のパラメ
ータを持つようにされているため、トランジスタ1fのエ
ミッタ電流（Ier）に等しいエミッタ電流（Ieg）がトラ
ンジスタ1gに流れる。
対をなして構成されたものである。トランジスタ1fのベ
ースは、該トランジスタ1fのコレクタ及びトランジスタ
1gのベースに接続されていて、両者のベースが同電圧に
されている上、この２つのトランジスタが同一のパラメ
ータを持つようにされているため、トランジスタ1fのエ
ミッタ電流（Ier）に等しいエミッタ電流（Ieg）がトラ
ンジスタ1gに流れる。
ここで、Ief＝IH−Ibg（但しIbgはトランジスタ1gの
ベース電流）であり、トランジスタ1gのコレクタ電流IC
はIeg＝IC＋Iegの関係があるので、結局 IH−Ibg＝Ief＝Ieg＝IC＋Ibg となる。上式から IC＝IH−2Ibg となるが、トランジスタ1f,1gの増幅率を充分大きくと
るとIbg＜＜ICとなるので、IC＝IHの関係が得られ、電
流ICはホットワイヤの電流IHと等しいものが得られる。
この電流ICは第１図の実施例と同様の回路によって受信
される。
ベース電流）であり、トランジスタ1gのコレクタ電流IC
はIeg＝IC＋Iegの関係があるので、結局 IH−Ibg＝Ief＝Ieg＝IC＋Ibg となる。上式から IC＝IH−2Ibg となるが、トランジスタ1f,1gの増幅率を充分大きくと
るとIbg＜＜ICとなるので、IC＝IHの関係が得られ、電
流ICはホットワイヤの電流IHと等しいものが得られる。
この電流ICは第１図の実施例と同様の回路によって受信
される。
なお、以上に説明した実施例では、本発明をホットワ
イヤタイプのエアフローセンサに適用したものを説明し
たが、よく知られているような空気流量によって開度の
定まる可動ベーンの開度をポテンショメータで検出する
タイプのセンサをはじめ、アナログ電気信号を取り扱う
ことが必要なすべてのセンサに本発明が適用可能である
ことは言うまでもない。
イヤタイプのエアフローセンサに適用したものを説明し
たが、よく知られているような空気流量によって開度の
定まる可動ベーンの開度をポテンショメータで検出する
タイプのセンサをはじめ、アナログ電気信号を取り扱う
ことが必要なすべてのセンサに本発明が適用可能である
ことは言うまでもない。
また、第１図の実施例において、増幅器1aは必ずしも
必要なものではなく省略することが可能である。また、
電流源回路は必ずしも演算増幅器とトランジスタの組み
合わせによる必要はなく、種々の電流源回路が適用可能
である。
必要なものではなく省略することが可能である。また、
電流源回路は必ずしも演算増幅器とトランジスタの組み
合わせによる必要はなく、種々の電流源回路が適用可能
である。
また、第２図の実施例においては、カレントミラー回
路をバイポーラトランジスタにより構成しているが、MO
Sトランジスタによって構成することが可能であり、カ
レントミラー回路をトランジスタ1eと対をなすトランジ
スタによって構成することも可能である。
路をバイポーラトランジスタにより構成しているが、MO
Sトランジスタによって構成することが可能であり、カ
レントミラー回路をトランジスタ1eと対をなすトランジ
スタによって構成することも可能である。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、エアーフローセンサ
の出力を電流信号のまま電子制御装置に送出するので、
各部の電位変動の影響を受けずに常に正確な吸入空気量
を伝送できるという優れた効果を奏する。
の出力を電流信号のまま電子制御装置に送出するので、
各部の電位変動の影響を受けずに常に正確な吸入空気量
を伝送できるという優れた効果を奏する。
さらに、電子制御装置の受信回路を基本的には抵抗１
本で構成することができ、また、エアーフローセンサの
電流変換回路を極めて簡単な回路により構成することが
可能であるため、価格的にも有利である。
本で構成することができ、また、エアーフローセンサの
電流変換回路を極めて簡単な回路により構成することが
可能であるため、価格的にも有利である。
そして、この発明によれば、電流出力を導出するエア
ーフローセンサの特質を高度に利用し、その出力値を極
めて小さい誤差で電子制御装置へ伝送し、しかも、極め
て単純・安価な回路構成でＡ−Ｄ変換して制御に利用す
ることができるものである。
ーフローセンサの特質を高度に利用し、その出力値を極
めて小さい誤差で電子制御装置へ伝送し、しかも、極め
て単純・安価な回路構成でＡ−Ｄ変換して制御に利用す
ることができるものである。
第１図はこの発明による内燃機関の吸入空気量計測装置
の一実施例の全体回路図、第２図は他の実施例の回路
図、第３図は従来の装置の構成図である。 図において、１はエアフローセンサ、２は燃料噴射制御
装置、1a,1dは増幅器、1bは演算増幅器、1c,1e,1f,1gは
トランジスタ、Reは基準抵抗である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
の一実施例の全体回路図、第２図は他の実施例の回路
図、第３図は従来の装置の構成図である。 図において、１はエアフローセンサ、２は燃料噴射制御
装置、1a,1dは増幅器、1bは演算増幅器、1c,1e,1f,1gは
トランジスタ、Reは基準抵抗である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲田 雅憲 兵庫県姫路市千代田町840番地 三菱電 機株式会社姫路製作所内 (72)発明者 木口 栄 兵庫県姫路市千代田町840番地 三菱電 機株式会社姫路製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−35109（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−122586（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭62−20079（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (1)
- 【請求項１】機関の吸入空気量に対応する電気信号を出
力する増幅器と、この増幅器の出力に対応して電流を出
力する電流源とを有するエアーフローセンサ、このエア
ーフローセンサの電流源による出力電流を受けて電圧に
変換する電圧変換手段と、この電圧変換手段の出力をデ
ジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換器とを有する電子制御
装置を備え、電流出力を導出する前記エアーフローセン
サの出力を電流信号のまま電子制御装置に伝送し、電子
制御装置のＡ−Ｄ変換器でデジタル信号に変換すること
を特徴とする内燃機関の吸入空気量計測装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284436A JP2765881B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 内燃機関の吸入空気量計測装置 |
| DE3936333A DE3936333C2 (de) | 1988-11-09 | 1989-10-30 | Vorrichtung zur Messung einer angesaugten Luftmenge in einer Brennkraftmaschine |
| KR1019890015849A KR930007771B1 (ko) | 1988-11-09 | 1989-11-02 | 내연기관의 흡입공기량 계측장치 |
| US07/672,784 US5050428A (en) | 1988-11-09 | 1991-03-21 | Apparatus for measuring air flow intake of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284436A JP2765881B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 内燃機関の吸入空気量計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216420A JPH02216420A (ja) | 1990-08-29 |
| JP2765881B2 true JP2765881B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=17678526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63284436A Expired - Fee Related JP2765881B2 (ja) | 1988-11-09 | 1988-11-09 | 内燃機関の吸入空気量計測装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5050428A (ja) |
| JP (1) | JP2765881B2 (ja) |
| KR (1) | KR930007771B1 (ja) |
| DE (1) | DE3936333C2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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