JPH0799117B2 - エアフローメータ出力の補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、機関吸気通路に設けられる吸入空気流量測定
用の熱線式エアフローメータの出力を補正する装置に関
する。

〈従来の技術〉 内燃機関の電子制御燃料噴射装置においては、吸入空気
流量Ｑと機関回転数Ｎとから基本燃料噴射量Tp＝Ｋ×Q/
N（Ｋは定数）を演算しており、吸入空気流量Ｑの測定
のために、熱線式エアフローメータを使用している。

熱線式エアフローメータは、いわゆるホットワイヤ型あ
るいはホットフィルム型などの熱線（発熱体）を吸気通
路に配置し、電流を供給して一定温度（抵抗値）に発熱
させ、吸入空気による温度低下を電流の増大により補
い、その電流値から吸入空気流量を求めている（実開昭
59−78926号公報参照）。

すなわち、第２図中のエアフローメータ１を例にして説
明すれば、熱線R_Hの他、温度補償抵抗R_K,基準抵抗R_S,固
定抵抗R₁,R₂を備え、これらによりブリッジ回路Ｂが構
成されている。

そして、このブリッジ回路Ｂの熱線R_H及び基準抵抗R_Sが
直列に接続されている側の分圧点の電位（基準抵抗R_Sの
端子電圧）と、温度補償抵抗R_K及び固定抵抗R₁,R₂が直
列に接続されている側の分圧点の電位（固定抵抗R₂の端
子電圧）とが差動増幅器OPに入力されるようになってお
り、この差動増幅器OPの出力に応じトランジスタTrを介
してブリッジ回路Ｂへの供給電流が補正される。

つまり、ブリッジ回路Ｂが平衡している状態において、
機関の吸入空気流量が例えば増大すると、熱線R_Hがこの
空気流によってより冷却されてその抵抗値が減少し、基
準抵抗R_Sの端子電圧が増大して、ブリッジ回路Ｂが非平
衡となり、差動増幅器OPの出力が増大する。これによ
り、トランジスタTrによって制御されるブリッジ回路Ｂ
への供給電流が増大し、熱線R_Hが加熱されてその抵抗値
が増大することによりブリッジ回路Ｂの平衡条件が回復
される。

ここで、吸入空気温度が例えば低下すると、熱線R_Hが冷
却されてその抵抗値が減少するが、熱線R_Hと同一雰囲気
にある温度補償抵抗R_Kも同時に冷却されてその抵抗値が
減少するから、ブリッジ回路Ｂへ供給される電流値が吸
入空気温度の変化により変化するのが抑制される。

従って、吸入空気流量とブリッジ回路Ｂへの供給電流と
が吸入空気温度に無関係に対応することになり、基準抵
抗R_Sの端子電圧を検出することにより、吸入空気流量を
測定することができる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の熱線式エアフローメー
タにあっては、熱線及びその支持部等は大なり小なりの
熱容量を持つため、電源投入時（イグニッションスイッ
チON時）に、この熱容量分を補うために過電流が流れる
結果、エアフローメータ出力が第５図のごとく変化し、
この結果、吸入空気流量の測定値＞真の値となり、燃料
噴射量も大きくなってしまう。そして、スタートスイッ
チONから燃料噴射量を演算すると、電源投入時からスタ
ートスイッチONまでの時間により、例えばP₁点でスター
トした場合と、P₂点でスタートした場合とで、燃料噴射
量が異なってしまう。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、電源投入時
からスタートスイッチONまでの時間にかかわらず、始動
時の燃料噴射量を適正にすべく、エアフローメータ出力
の補正装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第１図に示すように、下記（ａ）
〜（ｄ）の手段を設けて、エアフローメータ出力の補正
装置を構成する。

（ａ） エアフローメータへの電源投入時からの経過時
間を計測する計時手段 （ｂ） 機関が回転を開始する前であることを条件とし
て、エアフローメータへの電源投入時から所定時間経過
後におけるエアフローメータ出力を読込んで平衡点出力
として記憶する平衡点出力学習手段 （ｃ） 該平衡点出力学習手段による学習後に、機関が
回転を開始する前であることを条件として、エアフロー
メータへの電源投入時から所定時間内におけるエアフロ
ーメータ出力を逐次読込んで前記平衡点出力との差を演
算し、電源投入時からの経過時間をパラメータとする補
正値として記憶する補正学習手段 （ｄ） 該補正値学習手段による学習後に、エアフロー
メータの出力を電源投入時からの経過時間に応じた前記
補正値で補正する出力補正手段 〈作用〉 上記の構成においては、先ず、平衡点出力学習手段によ
り、機関が回転を開始する前であることを条件として、
エアフローメータへの電源投入時から所定時間経過後に
おけるエアフローメータ出力を読込み、これを平衡点出
力として学習・記憶する。

次に、補正値学習手段により、機関が回転を開始する前
であることを条件として、エアフローメータへの電源投
入時から所定時間内におけるエアフローメータ出力を逐
次読込んで、前記平衡点出力との差を演算し、これを電
源投入時からの経過時間をパラメータとする補正値とし
て学習・記憶する。

かかる学習後は、出力補正手段により、エアフローメー
タの出力を電源投入時からの経過時間に応じた前記補正
値で補正する。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図はハードウェア構成を示し、熱線式エアフローメ
ータ１には電源電圧V_Bがイグニッションスイッチ２を介
して印加される。そして、このエアフローメータ１の出
力電圧は、A/D変換器３を介してマイクロコンピュータ
４に入力される。

また、イグニッションスイッチ２のONによりスタートす
るタイマ５が設けられ、その信号がマイクロコンピュー
タ４に入力されている。このタイマ５は、エアフローメ
ータ１への電源投入時からの経過時間を計測する計時手
段である。

この他、マイクロコンピュータ４には、回転センサ６又
はスタートスイッチ７からの信号が入力されている。

ここにおいて、マイクロコンピュータ４は、第３図のフ
ローチャートに示すルーチンに従って学習を行い、第４
図のフローチャートに示すルーチンに従ってエアフロー
メータ出力の補正を行う。

先ず、第３図の学習ルーチンについて説明する。尚、こ
のルーチンは例えば1ms毎に実行される。

ステップ１（図にはS1と記してある。以下同様）では、
回転センサ６又はスタートスイッチ７からの信号に基づ
いて、学習条件として、機関が回転を開始する前か否か
を判定し、YES（始動前）の場合のみ、次のステップ２
へ進む。

ステップ２では、他の学習条件も成立しているか否かを
判定する。他の学習条件とは、例えば自己診断装置によ
るエアフローメータ１の自己診断の結果が良であること
である。学習条件成立の場合のみ、次のステップ３へ進
む。

ステップ３では、タイマ５の計時値（電源投入時からの
経過時間）ｔを読込み、この時間ｔが所定時間t₀以上と
なったか否かを判定する。尚、所定時間t₀は、熱容量を
考慮して予め設定したデータ、又は学習データのいずれ
でもよい。

最初は、ｔ＜t₀であるので、ステップ４へ進むが、第１
学習完了フラグF1が立っていないので、このルーチンを
終了する。

ｔ≧t₀になると、ステップ５へ進んで、このときのエア
フローメータ１の出力電圧（フローチャート上では「AF
M出力」）をA/D変換して読込んで、これを平衡点出力Q₀
とする。そして、次のステップ６で第１学習完了フラグ
F1をセットする。

以上により平衡点出力Q₀が学習されるが、機関の回転が
開始するまで、平衡点出力Q₀は更新される。

ここで、ステップ１〜3,5の部分が、機関が回転を開始
する前であることを条件として、エアフローメータへの
電源投入時から所定時間経過後におけるエアフローメー
タ出力を読込んで平衡点出力として記憶する平衡点出力
学習手段に相当する。

平衡点出力学習後は、第１学習完了フラグF1がセットさ
れているので、ステップ１で機関が回転を開始する前と
判定され、ステップ２で他の学習条件も成立していると
判定され、ステップ３でエアフローメータ１への電源投
入時から所定時間内（ｔ＜t₀）と判定されて、ステップ
４の判定に進んだときに、ステップ７へと進む。

ステップ７では、エアフローメータ１の出力電圧をA/D
変換して読込み、これをＱ（ｔ）とする。

次のステップ８では、次式のごとく、このＱ（ｔ）と平
衡点出力Q₀との差を演算し、これを電源投入時からの経
過時間ｔをパラメータとする補正値Ｃ（ｔ）として学習
する。

Ｃ（ｔ）＝Ｑ（ｔ）−Q₀ 次のステップ９では、RAM上の時間ｔを格子とする補正
値テーブルにステップ８で学習した補正値Ｃを書込む。
尚、このときはいわゆる逆補間演算を行う。

次のステップ10では、補正値テーブルが格子軸のほぼ全
域にわたって一応の学習がなされたか否かを判定し、YE
Sの場合はステップ11へ進んで第２学習完了フラグF2を
セットする。

ここで、ステップ１〜4,7〜９の部分が、機関が回転を
開始する前であることを条件として、エアフローメータ
への電源投入時から所定時間内におけるエアフローメー
タ出力を逐次読込んで平衡点出力との差を演算し、電源
投入時からの経過時間をパラメータとする補正値として
記憶する補正値学習手段に相当する。

次に第４図の吸入空気流量測定のための出力補正ルーチ
ンについて説明する。

ステップ21では、エアフローメータ１の出力電圧をA/D
変換して読込み、これをＱとする。

ステップ22では、第２学習完了フラグF2が立っているか
否かを判定し、F2＝１（補正値テーブル作成済み）の場
合のみ、次のステップ23へ進む。

ステップ23では、タイマ５の計時値（電源投入時からの
経過時間）ｔを読込み、前述の補正値テーブルを参照し
て、時間ｔから補正値Ｃを検索する。このときは補間演
算する。尚、時間ｔが所定時間t₀を超えた後は、Ｃ＝０
となるようになっている。

ステップ24では、次式のごとく、エアフローメータ１の
出力電圧のA/D変換値Ｑから補正値Ｃを減算して、エア
フローメータ出力を補正する。

Ｑ←Ｑ−Ｃ このデータにより吸入空気流量の真の値を測定すること
ができる。

ここで、ステップ23,24の部分が出力補正手段に相当す
る。

尚、本実施例では、学習完了後に出力補正するようにし
たが、学習完了前は予め定めた初期データに基づいて補
正するようにしてもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、エアフローメータ
の熱容量に基づく立上がり特性の影響を受けることな
く、真の吸入空気流量を測定できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第２図は
本発明の一実施例を示すシステム図、第３図及び第４図
は制御内容を示すフローチャート、第５図はエアフロー
メータ出力の立上がり特性を示す図である。 １……熱線式エアフローメータ、２……イグニッション
スイッチ、４……マイクロコンピュータ、５……タイマ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関吸気通路に設けられた熱線式エアフロ
   ーメータの出力より吸入空気流量を測定する装置におい
   て、 エアフローメータへの電源投入時からの経過時間を計測
   する計時手段と、 機関が回転を開始する前であることを条件として、エア
   フローメータへの電源投入時から所定時間経過後におけ
   るエアフローメータ出力を読込んで平衡点出力として記
   憶する平衡点出力学習手段と、 該平衡点出力学習手段による学習後に、機関が回転を開
   始する前であることを条件として、エアフローメータへ
   の電源投入時から所定時間内におけるエアフローメータ
   出力を逐次読込んで前記平衡点出力との差を演算し、電
   源投入時からの経過時間をパラメータとする補正値とし
   て記憶する補正値学習手段と、 該補正値学習手段による学習後に、エアフローメータの
   出力を電源投入時からの経過時間に応じた前記補正値で
   補正する出力補正手段と、 を設けたことを特徴とするエアフローメータ出力の補正
   装置。