JPH01314920A - パルス駆動式空気流量計 - Google Patents

パルス駆動式空気流量計

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JPH01314920A
JPH01314920A JP63145735A JP14573588A JPH01314920A JP H01314920 A JPH01314920 A JP H01314920A JP 63145735 A JP63145735 A JP 63145735A JP 14573588 A JP14573588 A JP 14573588A JP H01314920 A JPH01314920 A JP H01314920A
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JP
Japan
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air flow
pulse
engine
hot wire
heating time
Prior art date
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Pending
Application number
JP63145735A
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English (en)
Inventor
Minoru Osuga
稔 大須賀
Yutaka Nishimura
豊 西村
Takashige Oyama
宜茂 大山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Priority to US07/365,552 priority patent/US4966033A/en
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Priority to EP89306063A priority patent/EP0347218B1/en
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の吸入空気流量を測定する熱線を用い
たパルス駆動式空気流量計に係り、特にQ a/ N 
(Q aは平均空気流量、Nはエンジン回転数)を求め
るに好適なパルス駆動式空気流量計に関する。
〔従来の技術〕
従来のこの種のパルス駆動式空気流量計は、特開昭62
−62219号公報に記載のように吸気管内に設けた熱
線を間欠的に加熱して、熱線温度が所定値になったら加
熱を停止し、その加熱に要する時間を空気流量信号とし
ていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術はエンジンに供給する燃料量を決定する基
本量のQa /Nを求める方法については配Itがされ
ておらず、熱線の加熱時間を直接に空気流量信号として
いるのでエンジン回転数Nにより異なった特性を有し、
この異なった特性値を全て記憶しておく必要があること
から極めて複雑化する問題があった。
本発明の目的はQ a / Nを熱線の加熱時間よりエ
ンジン回転数Nをパラメータとしない一定の特性を用い
て直接に求めろるパルス駆動式空気流量計を提供するに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、熱線の加熱時間tQとエンジン回転数Nを
変数として一義的に決まる所定変量Xを例えばx=、/
−1・t Q−A/JiまたはX = K t5−tQ
−に2・A /JM + K s、ただしA、Kl。
K2.に3は定数として与えることにより、該変量Xの
所定1価関数F(X)=Qa/Nとして変量XとQa 
/Nの2次元マツプを作成して記憶しておき、測定した
熱線の加熱時間LQとエンジン回転数Nから計算した変
量Xの値から上記2次元マツプを用いて各加熱サイクル
毎のff1Qa/Nを算出出力するようにしたパルス駆
動式空気流量計により達成される。
〔作用〕
上記パルス駆動式空気流量計は熱線の加熱時間tQとエ
ンジン回転数Nを変数として一義的に決まる所定変MX
の所定1価関数F (X)=Qa/Nとして変iXとQ
 a / Nの2次元マツプを作成してマイクロコンピ
ュータ内に記憶しているので。
次に測定した加熱時間tQとエンジン回転数Nから変量
Xを一義的に求めたのち、L記関数F(X)= Q a
 / Nを表現する2次元マツプを用いて各加熱サイク
ル毎の基本量Qa /Nをエンジン回転数Nをパラメー
タとしないで直接的に高速で算出出力することができる
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例を第1図ないし第5図により説
明する。
第3図(a)〜(c)は本発明によるパルス駆動式空気
流量計の一実施例を示す全体構成図および動作図である
。第3図(a)は全体構成図で、1はエンジン、2はシ
リンダ、3はピストン、4は吸気管、5は排気管、6は
熱線、7は駆動回路、8はマイクロコンピュータ、9は
インジェクタであるにのシステムで吸気管4内の熱線6
をマイクロコンピュータ8により駆動回路7を介して間
欠的に加熱することにより吸入空気流量を測定し、イン
ジェクタ9の供給燃料量を与えることができる。第3図
(b)は熱線6と駆動回路7とマイクロコンピュータ8
を含む空気流量計の構成ブロック図で、10はフリップ
フロップ、11はコンパレータである。また第3図(c
)は動作のタイミングチャートである。
第3図(b)のマイクロコンピュータ8にエンジン1の
回転数信号revが入力すると、各シリンダ2の吸気行
程に対応する信号ref (例えば180”CA毎)が
フリップフロップ10にセット信号として第3図(c、
)のタイミングで出力される。このとき第3図(c)の
ようにQ出力がセットされて、駆動回路7より電流Iが
熱線6に供給される。
このとき熱線温度Twが上昇し始め、熱線6の電圧Vh
も第3回(c)のように上昇し始める。ついて電圧Vh
が所定値vrl、、に達した時点でコンパレータ11が
動作し、フリップフロップ10にリセット信号が入力さ
れ、Q出力がリセットされて熱線6の加熱が停止する。
このとき熱#X;A′Q度T、が低下し、電圧Vh も
低下する。ここで第3図(c)に示すQ出力がセットさ
れている期間すなわち加熱時間tQは吸気管4の吸気流
量に対応した値となり、次式で与えられる。
tQ I2R−=(Ct+Cz5(T−Ta) ・S   −
(1)ここで■は熱線の電流、R,は熱線の抵抗、Ta
は空気の温度、Twは熱線の温度−Cz、Czは定数、
Uは空気流速、Sは熱線の表面積、Lはjtn熱周期、
tQは加熱時間である。(1)式により加熱時間tQは
fiに対応して変化する。ただし空気温度Taにより湿
度差(’rw−’ra)に比例して加熱時間上〇が変化
する。したがって次のようにセンサ出力の熱線6の電圧
Vhに対する空気温度補償をするのが好ましい。
第4図(a)、(b)は第3図(b)にセンサ出力の温
度補償を付加した空気流量計の構成ブロック図および動
作図である。第4図(a)の構成ブロック図で、12は
奉戴温度補償用の感温抵抗体、13は電源V、14はA
/D変換器、15はD/A変換器である。第4図(b)
は空気温度補償による熱線6の電圧V bの動作波形図
である。
第4図(a)の感温抵抗体12には熱線6に供給する駆
動回路7の電流■とは別の電′g13により抵抗Rを介
して一定の電圧Vを供給する。このときの空気温度Ta
に対応した感温抵抗体12の抵抗値R&による電圧Va
をA/D変換器14でA/D変換してマイクロコンピュ
ータ8に取り込む。マイクロコンピュータ8ではこの電
圧Va(抵抗Ra)に対応した所定値Vroz を決定
し、D/A変換器15でD/A変換してコンパレータ1
1に出力する。その後の動作は第3図の説明と同様であ
る。このように空気温度Taに対する補償を行うと第4
図(b)に示すように所定値Vrenが空気温度T&に
対応して変化するため、熱線6の加熱時間toは空気温
度T&によって変化しなくなる。つまり空気温度Taが
Ta’ と大きくなった時には、所定値V r e x
をV rez’ と大きくするので、加熱時間tQst
Q’ となって吸気温度の影響が回避できる。
ここで次式の関係が成立する。
Ra=Rao (i+2aTa)      ”12)
R−=R−o (1+2−T−)      −(3)
ここで2aは感熱抵抗体12の温度係数、2wは熱線6
の温度係数、Raoは0℃のときの感熱抵抗体12の抵
抗値、Rwoは0℃のときの熱線6の抵抗値、RaはT
a′C(空気温度)のときの感温抵抗体12の抵抗値、
Rwは1w℃のときの熱線6の抵抗値である。いま感温
抵抗体12と熱線6の特性を次のように設定する。
Rao”Rwo=R。
2a=2w=2゜ すると(4)、 (5)式より次式かえられる。
したがって(6)、 (1)式より次式かえられる。
つまり次式となる。
ここで電流■を一定とすると、2.Ro、S、Ct。
C2は定数なので次の関数関係となる。
したがってRaとRwの比Ra / R−が一定になる
ように(2)、 (3)式により空気温度Taに対応し
て熱線温度Twを変化すれば、Ra / R−は定数と
なるので(8)式は次式となる。
t、e=t h/’百)・し       ・・・(9
)つまり熱線6の加熱時間tQは空気温度Taおよび熱
線温度T、の依存性がなくなる。上記の動作を実行する
ためには、熱線温度Twを空気温度Taに対応して変化
させればよく、つまり回路的には熱線6の電圧Vh を
所定値Vretに対応して第4図(b)に示すように変
化させればよい。この特性はマイクロコンピュータ8内
に記憶しておくようにする。上記した熱線6の加熱時間
toを直接に空気流量信号とする方法は従来例で公知の
方法であるが、この従来技術による加熱時間tQを空気
流量信号として基本量Qa/Nを求めるとエンジン回転
数Nにより異った特性を有する。
第5図は上記従来例による加熱時間tQと基本量Qa/
Nの関係を示す3次元マツプの特性図である。第5図に
おいて、上記従来技術の吸気同期パルス駆動による熱線
6の加熱時間tQを空気流量信号として、直接に上記(
9)式によりQa/N(Q、は平均空気流量、Nはエン
ジン回転数)を求めると、第5図に示すようにエンジン
回転数Nによって異なった特性となり、エンジン回転数
N=1000.2000.4000.6000rpmな
どをパラメータとした特性曲線で表示される。これより
加熱時間上〇からQa/Nを知るためには、NとしQの
3次元マツプが必要となるので、これを記憶しておくマ
イクロコンピュータ8の容量を大きくする必要が生じる
不具合がある。なおQa/Nはインジェクタ9から供給
される燃料噴射量(開弁時間)を決定するための基本量
である。
そこで本発明によれば下記の方法により第5図の3次元
特性を2次元化する。まず(1)式を次式のように書き
直す。
ここで、ΔT”T−Ta ここで、N ” k t− ただしに1は定数、となるので(11)式は次式となる
ここで、U = k z Q a ただしに2は定数、となるので(13)式は次式となる
ここで、従来例と同様に電流■を一定、ΔT/R,を一
定(Ra/Rwが一定と同等)とすれば、S。
kx+ Ct、c2./’iπは定数なので(14)式
は次式となる。
ここで、 (15)を書きかえると次式となる。
つまり次の関数関係となる。
これより(17)式すなわち(18)式の右辺のように
エンジン回転数Nと加熱時間tQを基に演算すれば基本
量Qa/Nが直接に求められる。
第2図は上記本発明の一実施例による加熱時間tQとエ
ンジン回転数Nを含む変i<、fi・tQ−A / 、
fW))と基本量Qa/Nの関数関係を示す2次元マツ
プの特性図である。第2図において。
上記(18)式の関数関係を用いて(、rl・tQ−A
15)とQa/Nの特性を求めると、第2図に示すよう
にエンジン回転数Nが変っても同じ特性となり、エンジ
ン回転数N=lOOO,2000,4000゜600O
rpmなどに対しても同じ特性曲線となる。これより熱
線6の加熱時間tQから第2図の特性の2次元マツプを
用いて基本量Qa/Nを容易に求めることができる。こ
れを記憶しておくマイクロコンピュータ8の容量を小さ
くすることができて好都合である。
第1図は第4図(a)のマイクロコンピュータ8が第2
図の2次元マツプを用いて熱線6の加熱時間しQから基
本量Qa/Nを求める処理のフローチャートである。マ
イクロコンピュータ8はまず熱線6の加熱サイクルにお
ける加熱時間tQを取り込み(処理101)、エンジン
回転数Nを取り込む(処理102)。ついで<fi″・
tQ−AiJ’i> を算出しく処理103)、鵠/N
を第2図に示す2次元マツプより求め(処理1o4)、
Qa/Nを出力する(処理105)。上記の処理は吸気
同期パルス駆動による熱線6の各加熱サイクル終了後に
各サイクルごとに行われ、ただちにQ a / Nが出
力される。この基本量Qa/Nを基にインジェクタ9の
燃料噴射量が決定される。
なお上記(18)式すなわち第2図の関数関係を基本と
して、特性のばらつきなどによる補正係数および補正項
を加えることにより次式の関数関係としてもよい。
ここでに1.Kz、Kaは定数である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、パルス駆動式空気流量計において熱線
加熱時間tQよりQ & / Nが2次元マツプを用い
て容易に求められるので、必要なマイクロコンピュータ
の容量を従来よりも例えば1/2o程度に低減できるた
め低コスト化が図れるとともに、演算速度を高められる
ためエンジン高回転化に対応できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるパルス駆動式空気流量計の一実施
例を示すto、NよりQa/Nを算出するフローチャー
ト、第2図は同じく2次元マツプの特性図、第3図(a
)、(b)、(Q)は同じく全体構成および動作図、第
4図(a)、(b)は同じく構成ブロックおよび動作図
、第5図は従来例による3次元マツプの特性図である。 1・・・エンジン、2・・・シリンダ、3・・・ビス1
〜ン、4・・・吸気管、5・・・排気管、6・・・熱線
、7・・・駆動回路、8・・・マイクロコンピュータ、
9・・・インジェクタ、10・・・フリップフロップ、
11・・・コンパレータ、12・・・感温抵抗体、13
・・・電源、rev・・・回転数信号、ref・・・各
シリンダの吸気行程に対応する信号。 Vh・・パ熱線の電圧、Vrex・・・電圧の所定値、
tQ・・・加熱時間、Q&・・・平均空気流量、N・・
・エンジン回転数。 Qα で (b) 呻− Q 第4図 1、cL) (b) 1′ Qα

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、エンジンの吸気管内に設けた熱線をエンジン回転に
    対応の吸気同期パルス駆動により周期的に通電加熱して
    所定温度に達した時点で加熱停止し、該加熱時間t_Q
    を空気流量信号として各加熱サイクル毎の吸入空気流量
    Q_aを測定するパルス駆動式空気流量計において、上
    記加熱時間t_Qとエンジン回転数Nを変数として一義
    的に決まる所定変量Xの所定1価関数F(X)=Q_a
    /Nとして各加熱サイクル毎の量Q_a/Nを算出する
    ことを特徴とするパルス駆動式空気流量計。 2、上記関数F(X)=Q_a/Nを変量Xと量Q_a
    /Nの2次元マップとして記憶しておき、測定した加熱
    時間t_Qとエンジン回転数Nから変量Xを計算したの
    ち、該計算値から上記2次元マップを用いて量Q_a/
    Nを算出出力することを特徴とする請求項1記載のパル
    ス駆動式空気流量計。 3、上記変量X=√N・t_Q−A/√N、ただしAは
    定数とすることを特徴とする請求項1または請求項2記
    載のパルス駆動式空気流量計。 4、上記変量X=K_1√N・t_Q−K_2・A/√
    N+N_3、だたしA,K_1,K_2,K_3は定数
    とすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
    パルス駆動式空気流量計。
JP63145735A 1988-06-15 1988-06-15 パルス駆動式空気流量計 Pending JPH01314920A (ja)

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JP63145735A JPH01314920A (ja) 1988-06-15 1988-06-15 パルス駆動式空気流量計
US07/365,552 US4966033A (en) 1988-06-15 1989-06-13 Air flow metering apparatus for internal combustion engines
DE68927076T DE68927076T2 (de) 1988-06-15 1989-06-15 Luftdurchfluss-Dosiergerät für Brennkraftmaschinen
EP89306063A EP0347218B1 (en) 1988-06-15 1989-06-15 Air flow metering apparatus for internal combustion engines

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100814552B1 (ko) * 2001-12-20 2008-03-17 샤프 가부시키가이샤 후방 라이트 장치

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