JPH0210885B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料噴射装置を電気的に制
御するために、吸気管から吸入される空気量を電
気信号に変換して測定する空気流量測定装置に関
するものである。

従来、内燃機関の吸気管に配置され、吸入空気
量に応じて回動変位するせき止め板と連動するポ
テンシヨメータにより吸入空気量を電気信号（電
圧出力）に変換して測定する方式のいわゆるせき
止め板型空気流量測定装置は広く知られている。
この方式の空気流量測定装置はアナログ制御方式
の電子式燃料噴射制御装置用として開発されたも
のであり、近年急激に普及したマイクロコンピユ
ータ等を用い高精度の制御を可能とするデジタル
制御方式の電子式燃料噴射制御装置に用いようと
する場合は次のような問題点を有するものであ
る。

即ち、吸入空気流量測定装置に必要とされる流
量測定可能範囲（最小空気量と最大空気量との
比）は一般に１：40程度であり、また内燃機関の
出力及び排出ガスの浄化対策の観点からどの空気
流量域においても空気流量の測定誤差は±２％以
下にとどめる必要があり、このために測定精度は
１／40×２／100＝１／2000≒１／2048＝１／2″を確保
しなければ ならないので、デジタル制御方式の電子式燃料噴
射制御装置では測定した空気流量の電圧出力を11
ビツト以上のアナログ−デジタル変換器（以下、
Ａ／Ｄ変換器と称する）を用いてデジタル変換す
ることとなる。

しかしながら、一般に多量に生産、販売されて
いるマイクロコンピユータ、Ａ／Ｄ変換器等はい
ずれも８ビツト系統であり、仮に電子式燃料噴射
制御装置（以下、ECUと称する）にこの８ビツ
ト系統のものが使用できたとするならばシステム
のハードウエア及びソフトウエアが極めて簡単と
なるばかりでなく、同一の制御内容であればマイ
クロコンピユータの中央演算装置（CPU）の空
気流量測定演算に要する作動率が少なくてすみ、
他のサブシステム、例えば点火時期の制御等も合
わせて処理させることができ、ECUのコストを
大幅に下げることができるものである。しかし前
記したように従来の空気流量測定装置では11ビツ
ト以上のＡ／Ｄ変換器を必要とするため、このよ
うなシステムの簡素化や大幅なコストダウンがで
きないと云う問題があつた。

また、オイルシヨツク以降においては特に自動
車の燃費向上が社会的に要望され、これを実現す
る有効な手段の１つとしてアイドル・スピード・
コントロール（以下、ISCと称する）を行なうこ
とによつてアイドル運転時のエンジンの回転数を
低く押える傾向にあり、このため吸入する最小空
気量は小さくなり、また反面自動車の「より速
く、より力強く」という本来の目的を果すための
改善もされつつあり、例えばダブルオーバーヘツ
ドカム機構（DOHC）を用いたり、ターボチヤ
ージヤーによる過給を行なう事等によつて吸入す
る最大空気量も増大する傾向にある。その結果空
気流量測定装置の測定範囲（ダイナミツクレン
ジ）が１：70〜80というように広いダイナミツク
レンジが要求されることとなり、従来の空気流量
測定装置で精度よく測定するにはビツト数の大き
なＡ／Ｄ変換器が必要となつてECUのコストを
ますます高価にしてしまうと云う欠点があつた。

本発明はせき止め板型空気流量測定装置のポテ
ンシヨメータの抵抗体を２個以上に分割して順次
配列すると共に、吸入空気量に対応する分割抵抗
体を判別できるようにすることによつて、安価で
処理の容易な８ビツト系統のＡ／Ｄ変換器を用い
ることができ、かつ制御上要求される測定精度を
確保できる空気流量測定装置を提供することを目
的とするものである。

かかる目的は内燃機関の吸気管に配置され、吸
入空気量に応じて回動変位するせき止め板と連動
するポテンシヨメータにより吸入空気量を電気信
号に変換するようにした空気流量測定装置におい
て、ポテンシヨメータの抵抗体を２個以上に分割
すると共に該分割抵抗体の夫々に対応して２進数
の電気信号を出力する接点群を設け、該接点群の
信号より吸入空気量に対応する分割抵抗体を判別
し吸入空気量を測定するようにしたことを特徴と
する空気流量測定装置によつて達成できる。

以下、図面に基づき本発明を、実施例に沿つて
説明する。

第１図についてエンジン１は公知の電子制御式
燃料噴射装置が装備された火花点火式エンジン
で、燃焼用空気はエアクリーナ２、空気流量測定
装置３、スロツトル弁４を経てエンジン１に吸入
され、また燃料は図示しない燃料噴射弁によりエ
ンジン１へ噴射供給される。

次に空気流量測定装置３について説明すると、
アルミダイキヤストで形成されたハウジング５に
は、同様にアルミダイキヤストで形成された測定
板６が設けられ、該測定板６はこれと一体のシヤ
フト７を中心として回動変位するよう構成され、
また前記ハウジング５には、吸入空気が流れる主
空気通路８及び初期空気流量を設定するために測
定板６をバイパスする補助空気通路９が形成さ
れ、また吸入空気を導くための入口ダクト１０及
び出口ダクト１１が固定され、前記シヤフト７に
は第２図に示すように渦巻き状のリターンスプリ
ング１２が配設され、測定板６はこのリターンス
プリング１２により第１図中時計方向にトルクを
付与されている。従つて測定板６の回動変位量
は、シヤフト７と連動するポテンシヨメータ１３
により電気信号に変換され、該電気信号はターミ
ナル１４、コネクタ１５を介して、燃料噴射量を
制御する図示しない電子制御装置に入力される。
また前記測定板６には、該測定板６の振動を低減
する減衰板１６が設けられ、該減衰板１６の背面
より棒部材１９が当接するように補助スプリング
装置１７が、ハウジング５にねじ結合され、ナツ
ト１８により固定されている。

ここで、前記補助スプリング装置１７の棒部材
１９と減衰板１６の当接を開始させる位置は、吸
気圧脈動による空気量の測定誤差が許容範囲を越
えるところに設定されている。

上記構成において、エンジン１の運転中、燃焼
用空気は、空気流量測定装置３をその入口ダクト
１０から出口ダクト１１に向つて流れ、吸入空気
量に対応して変化する測定板６の上下流圧力差に
基づくトルクが測定板６に作用し、これによるト
ルクと前記リターンスプリング１２によるトルク
とが平衡する位置まで測定板６が回動変位する。
またこの測定板６の回動量は吸入空気量に比例し
ており、この吸入空気量を表わす回動量はポテン
シヨメータ１３により電気信号に変換され、燃料
噴射量を決定する信号として利用される。

次に、第３図によりポテンシヨメータ１３の電
気信号への変換について、抵抗体を４個に分割し
た実施例で説明する。

スライダ支持体２０は合成樹脂等の電気絶縁材
料で成形され、かつ前記シヤフト７に固定されて
連動するようにされ、更に接点群２１ないし２６
を固定すると共に夫々の接点間を絶縁している。
該接点群２１ないし２６は例えばマイクロブラシ
のような貴金属合金（銀あるいはパラジウム等）
かなるブラシ状の多重接点で、接点２１と接点２
２、接点２３と接点２４、接点２５と接点２６が
夫々電位取り出し用として導通されている。また
絶縁基板２７上には抵抗体２８が印刷され、電位
調整用抵抗体２９によつて調整される電位の分割
数より多い数の複数個の端子３０を有すると共
に、該抵抗体２８は前記電位調整用抵抗体２９よ
り高い抵抗値を有し、かつ夫々の端子３０間の電
位分配を抵抗体２８上を摺動する接点２６によ
り、例えば指数関数で電圧出力する形状にされて
いる。そして、電圧出力は接点２５を介して上面
が抵抗体材料、下面が導体電極用材料を絶縁基板
２７に印刷してなる摺動面３１から取り出され
る。そして摺動部３２ないし３４は前記抵抗体２
８の分割された位置を出力するスイツチSW１，
SW２を構成し、各スイツチ点は電位調整された
端子３０と同一のシヤフト開度の位置に設けら
れ、また各摺動部は前記摺動面３１同様上面が抵
抗体材料、下面が導体電極用材料で形成され、該
スイツチの数は抵抗体２８の分割数により決まる
もので本実施例では抵抗体２８を４分割している
ためにスイツチは２個必要となる。

次に、第４図の出力チヤートにより本実施例の
作用について説明する。

本実施例では、抵抗体２８が、、、の
４個に分割され、分割抵抗体ではその抵抗値が
大→小へ暫減し、では小→大へと暫増し、で
は大→小へ暫減、またでは小→大へと暫増する
ように構成され、従つて電圧出力は第４図に示す
変化を示し、一方２個のスイツチSW１，SW２
は反転２進信号となるように、分割抵抗体の領
域ではスイツチSW１がON（電位レベルはＬ）、
スイツチSW２がON（Ｌレベル）となり、分割抵
抗体の領域ではスイツチSW１はOFF（Ｈレベ
ル）、スイツチSW２はON（Ｌレベル）、分割抵抗
体の領域ではスイツチSW１、スイツチSW２
共にOFF（Ｈレベル）、また分割抵抗体の領域
ではスイツチSW１はON（Ｌレベル）、スイツチ
SW２はOFF（Ｈレベル）と夫々対応して出力さ
れる。

従つて、スイツチSW１，SW２のＨレベルま
たはＬレベルからなるデジタル信号の組み合わせ
により、〜に分割された抵抗体２８の内どの
分割抵抗体を使用しているかが容易に判別でき
る。そして、使用している分割抵抗体によつて出
力されるVs−Ｅ間の電圧をＡ／Ｄ変換すること
により、目的とする空気流量を測定することがで
きる。

尚、本実施例では分割抵抗体〜の配列を空
気流量が増大するにつれて抵抗値を分割抵抗体
は大→小、は小→大、は大→小、は小→大
へと暫減するものと暫増するものを交互に配置し
ているが、こうすることによつて空気流量が多少
増減して接点が接触している分割抵抗体からその
隣合う分割抵抗体へ移つた場合においても出力電
圧のＡ／Ｄ変換値がほとんど変化しないので、空
気流量の測定誤差を小さく押える構成とすること
ができる。

また、スイツチSW１とSW２による分割抵抗
体の判別信号については、各スイツチSW１，
SW２の夫々のＨレベルとＬレベルの切り替わり
点が、どの切り替わり点においても常に只１つの
スイツチの切り替わりのみとなるように構成する
ことによつて、切り替わり点での読み取り誤りを
防止することができる。

更に、ビツト誤差の影響を少なくするために各
分割抵抗体の出力電圧のＡ／Ｄ変換値が40デシツ
ト（±2.5％）以下とならないように、切り替わ
り点を第４図に示すように最低電圧値より幾分高
い△Ｖ点とすることが望ましい。

次に、第５図及び第６図はいずれも分割抵抗体
の配列、あるいはスイツチの切り替わりに関する
他の実施例を示した出力チヤートで、第５図の場
合はスイツチSW１の切り替わりを分割抵抗体
の領域ではＬレベル、以下同様に−Ｈレベル、
−Ｌレベル、−Ｈレベルと交互に切り替えた
例であり、また第６図の場合は、スイツチSW１
の切り替わりを前記第５図の場合と同様にすると
共に、各分割抵抗体〜の抵抗値をいずれも小
→大へと暫増するように構成したもので、他の構
成は前記第４図に示した実施例と同様であるが、
ポテンシヨメータ、スイツチの出力の切り替わり
時点での出力誤差から見て第４図に示した実施例
が優れている。

以上のように本発明は、ポテンシヨメータの抵
抗体を２個以上に分割して配列し、また分割抵抗
体の夫々に対応して２進数の電気信号を出力する
接点群を設け該接点信号群より吸入空気量に対応
する分割抵抗体を判別し吸入空気量を測定するよ
うにした空気流量測定装置であり、これによつて
吸入空気量の測定範囲（ダイナミツクレンジ）を
大きく取ることができ、かつ制御装置としてのマ
イクロコンピユータあるいはＡ／Ｄ変換器を安価
で取り扱い易い８ビツト系統のものを使用できる
のでコストを大幅に低減できるる効果がある。

また、ダイナミツクレンジが大きく取つてもポ
テンシヨメータの抵抗体が分割されているので、
高精度の測定ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
空気流量測定装置の配置図、第２図は空気流量測
定装置の構成を示す正面図、第３図はポテンシヨ
メータの細部構成を示す正面図、第４図は出力チ
ヤート、第５図及び第６図は他の実施例を示す出
力チヤートである。 １……エンジン、２……エアクリーナ、３……
空気流量測定装置、６……測定板、７……シヤフ
ト、８……主空気通路、９……補助空気通路、１
２……リターンスプリング、１３……ポテンシヨ
メータ、２０……スライダ支持体、２１〜２６…
…接点、２７……絶縁基板、２８……抵抗体、
SW１，SW２……スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関の吸気管に配置され、吸入空気量に
   応じて回動変位するせき止め板と連動するポテン
   シヨメータにより吸入空気量を電気信号に変換す
   るようにした空気流量測定装置において、ポテン
   シヨメータの抵抗体を２個以上に分割すると共
   に、該分割抵抗体の夫々に対応して２進数の電気
   信号を出力する接点群を設け、該接点群の信号よ
   り吸入空気量に対応する分割抵抗体を判別し吸入
   空気量を測定するように構成したことを特徴とす
   る空気流量測定装置。