JPS59101000A - 内燃機関の駆動パラメ−タを測定する測定装置 - Google Patents

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】 （イ）技術分野 本発明は、内燃機関の駆動パラメータを測定する測定装
置に関する。即ち本発明は、例えはノズルニードルの移
動量を電圧に変換する７測定センサーを用い噴射開始時
期等の駆動パラメータを常時測定するための内燃機関の
測定装置に関する。

（ロ）従来技術 例えばドイツ特許公開公報第３０３２３８１号にはイン
ダクタンスの時間的な変化を検出する誘導性のセンサー
が知られている。同装置では定電源に可変インダクタン
ス（コイル）が直列に接続されており、その場合電源と
インダクタンスコイルの接続点にはインバ〜りが設けら
れている。インバータからの出力信号を処理した後にコ
ンパレータを用いて噴射開始時期が検出される。

これに関連して用いられる電源は例えばＴｉｅｔｊｅ−
８ｃｊ〕ｅｎｋの半導体技術ブック、第４版５３ページ
以下に記載されている。特にトランジスタのベース電位
を定めるのにツェナーダイオードを用いるのが好ましく
、それによりトランジスターは電源電圧の小さな変動に
は無１．−Ｊ係に駆動されることになる。

しかし自、動車を荒ぽい運転をすると次に述へるようニ
ジ欠点がある。即ち電源を構成する部品の温度ドリフト
により、特にスタート時のように電源電圧が低くなる場
合には、電源は良好に動作しなくなる。また電源電圧が
小さな値に減少した場合には電源に用いられているトラ
ンジスタが完全に４’４してし１い電源電圧にのつかつ
ている全てのノイズ信号が有効信号として処理されるこ
とになる。

さらに測定センサーからの有効信号の振幅が回転数に従
って変わってり、ｔつという・特性を持っており、それ
によってデジタル処理に用いられるコンパレータのしき
い値を回転数に従って変えるようにし噴射開始決定にお
ける誤差を避けるようにしなければならない。このよう
にコンパレータのしきい値を回転数に従って変えるよう
な方法が例えばドイツ特許公開公報・υ２４４９８３６
号に記載されている。

（ハ）目　　的 従って、本発明はこのような点ｅζ鑑みてなされたもの
で、測定センサーからの信号のＳＮ比を向上させること
ができ、精度よく駆動パラメータを測定できる内燃機関
の、駆動パラメータを測定する測定装置を提供すること
を目的とする。

に）実施例 以下図面に示す実施例に基づき本発明を詳、′＠にｎ発
明する。

第１図（（おいて符号１０で示すものは内燃機関で、吸
気管１１および排気管１２が接続されている。この内燃
機関１０には排気再循環（以下Ｅ（）Ｒという）パイプ
１３が設けられておシ、排気と吸気の混合比はＥＧＲ制
御器１４により操作される混合弁１５により制御される
ようになっている。燃料噴射に必要々燃料圧力は燃料タ
ンク１７の吸入側に設けられた噴射ポンプ１６により形
成される。

この噴射ポンプ１６には１質射計調節器１８および噴射
開始ｆ！ＩＩ御器１９から開ループないし閉ループ制御
のための信号が印加される。

本実施例においては、エンジンの回転数センサー２４、
アクセルペダル位置センサー２０およびニードルストロ
ークセンサー２１が用いられてい乙。アクセルペダル位
置センサー２０の出力は負荷検出器２２で処理され、こ
の負荷検出器２２の出力側ケよＥＯＲ制御卸器１尋、噴
射量調節器１８およ（）・哨“射開始？ｆｉｌｌ　４ｉ
卸叫１９に接続されている。ニードルストロークセンサ
ー２１の後段には処理回路２３が接続されており、この
処理回路２３から噴射開始制御器１９に噴射開始時期の
実際値３１３ｉＳｔが入力される。回転数センサー２４
の出力はｇＧＲ制御器１４、噴射量調節器１８、噴射開
始制御器１９、処理回路２３および負荷検出器２２に接
続されている。

前述したように、上記の処理回路２３は従来構成ではあ
らゆる運転条件で必ずしも良好な作動をすることができ
ない。

第２ａ図、第２ｂ図および第３図には本発明に用いられ
る処理回路が詳細に図示されている。

第２ａ図、ｇｚｂ図の実施例ではニードルストロークセ
ンサー２１は誘導式センサー　として構成されており、
電源３０ないし３０’により給電される。誘導された電
圧はコンデンサーを介して増幅器３１で反転され、比較
スイッチとして構成されたモノステーブルマルチバイブ
レータ−３Ｌ’ｚいし３２′でデジタルデータに変換さ
れる。理想的にはニードルストロークセンサー２１の誘
起電圧は噴射ノズルのニードルの移動によって生じるイ
ンダクタンスの時間的な変化に対応していなければなら
ない。これには一定の、ないしは変化周明の長い電流が
コイルに流されること、が前提になる。このような条件
は従来の自動車の電気系統に用いられる電源では条件付
きで満たされるに過ぎない。特にたとえばエンジンを始
動する際の供給電圧の降下が生じるような場合、このよ
うな制御されていない電源では供給電圧中のノイズパル
スを低減することができない。

上記のような問題は第３図に示した回路により回避する
ことができる。

前記のニードルストロークセンサーのコイルから取り出
される信号は回転数に従って異なった振幅を持つことが
知られている。したがって噴射開始時期検出時に発生す
るエラーを避けるために、モノステーブルマルチバイブ
レータ−３２として固定しきい噴ではなく、エンジン回
転数に応じて変化するしきｐ＼パ い直を用いる必要壱ある（第２ａ図）。さらに本発明の
他の実施例では、回転数信号が電源の底流制御に用いら
れ、ニードルストロークセンサー２１のコイルから取り
出される誘導信号が回転数に無ｊ■係な振幅を持つよう
に制御される。また、他のパラメータ、たとえば温度、
ないしセンサーのばらつきにより生じる振幅の影響を避
けるために、ニードルストロークセンサーのコイルから
出力される電圧のピーク１直ないし平均値を側脚するよ
うにもできる。この場合、電源は検出された交流電圧値
に従って調節された電流を流し、それによりセンサー信
号の振幅は変動する回転数、温度、あるいはセンサーの
ばらつきなどのパラメータに無関係に一定の値に保持さ
れる。これによって、アナログ有効信号を後段でデジタ
ル変換する際、モノステーブルマルチバイブレータ−の
しきい値金いちいち設定しなおす必要のない［直に調節
することができる。

さらに、噴射開始時期検出と無関係な一般的なセンサー
への使用が考えられる。本発明１（よる測定〜榛１適は
電源によって１駆動される測定センサー、例えばホール
センサー、誘導センサーＮＴＣ（Ｉ）’ｌ’ｃ）センサ
ー捷たは一定の熱容風を有する加熱素子を備えたセンサ
ーを用いたものに適用され、その鳴合各センサーが回転
数センサー、ノンキングセンサー、温度センサーないし
空気流騎射などいずれの内燃機関の１（辺動パラ、メー
タの測定に用いられた場合にも適用できるものである。

第３図は本発明の電源３０の回路構成が示されている。

同図に示されるように、ここでは電源電圧とアースに抵
抗４０、ｐｎｐトランジスター４１およびニードルスト
ロークセンサー２１が直列に接続されている。トランジ
スター４１のコレクタに出力される電ＥＴＪＡは抵抗４
２およびコンデンサ４３から成るローパスフィルターを
介して演算増幅器（以下Ｏｐアンプという）４４のプラ
ス入力に導びかれる。Ｏｐアンプ　４４のマイナス入力
は抵抗４５．４６による電源電圧の分圧点に接続されて
いる。抵抗４７を介してＯｐアンプ４４のマイナス入力
にフィードバックされる出力電圧は抵抗４８を介してト
ランジスター４１のベースを制御する。

トランジスター４１のベースは後述するカップリング装
置４９を介して電源電圧に接続されている。

さらに破線で示された構成部材を挿入することができる
。符号５０．５１によりツェナーダイオードが示されて
おり、これらはカップリング装置４９および（ないし）
抵抗４６にそれぞれ並列に接続することができる。さら
にＯｐアンプ４４のプラス入力には抵抗５２およびダイ
オード５３を介してエンジン回転数に比例した信号Ｕ　
（ｎ）が入力される。

次に以上の構成における動作につき説明する。

抵抗４２およびコンデンサー４３から成るローパスフィ
ルター全弁して出力電圧の直流電圧成分がｏｐアンプ４
４のプラス入力にフィードバックされる。Ｏｐアンプ４
４はトランジスター４１のコレフターに発生する電圧Ｕ
Ａと、マイナス入力に入力される抵抗４５．４６の分圧
から発生する電源「Ｌ圧に対応した電圧が等しくなるよ
うにトランジスター４１を駆動する。このｏｐアンプ４
４のマイナス入力の基準電圧がより′小さな値に減少す
ると、トランジスター４１は遮断方向に制御され、電圧
ＵＡが再び電源電圧から得られる基準電圧と等しい値に
なる。これによって電源Ｉ圧が大きく降下した際にも、
トランジスター４１がオン・オフ状態でなく、良好な動
作領域で駆動できるようになる。

トランジスター４１ないしは二〜ドルストロークセンサ
ー２１を過負荷から保護するために電源の電流制限手段
を設ける。このためにツェナーダイオード５０および（
！ｆ、たは）ツェナーダイオード５１を用いる。さらに
Ｏｐアンプ４４のプラス入力に回転数に比例した信号を
入力し、ニードルストロークセンサー２１に流れる電流
をエンジン回転数の関数として制御するようにする。

電源電圧に重畳されたノイズパルスをトランジスター４
１のベースに印加させるためにトランジスター４１０ベ
ース、エミッター間にカップリング装置４９を挿入する
のが好ましい。これによってノイズパルスがトランジス
ター４１のコレクタに生じることがなくなり、確実な有
効信月処理が可能になる。

第４ａ図〜第４ｃ図にカップリング装置４９の実施例を
示す。第４ａ図の場合カップリング装置４９はコンデン
サーから構成される。このコンデンサーはトランジスタ
ーのベースのインピーダンスが低いので、好ましくは電
解コンテンサーを用いる。

ｍＡｂ図の実施例の場合には、カンプリング装置はイン
ピーダンス変換器として動作するＯｐアンプの後段にコ
ンテンサーを接続したものを用いることができる。この
実施例の場合にはＯｐアンプの信頼性を向上させるため
にコンデンサートシて電解コンデンサーを用いるのが好
ましい。

第４Ｃ図の実施例の場合、トランジスター４１はＦＥＴ
　（電界効果トランジスタ）から構成される。

この場合ゲートのインピーダンスが高いので、カップリ
ングコンデンサーとしては容量の小さい、安価なコンデ
ンサーを用いることができる。

ＣＤ効　　果 以上説明したように本発明によれば測定センサーに給電
を行なう電源が制御され、また電源電圧の変動に対して
安定化されるので’Ｉ　　ＳＮ比を顕著に向上させるこ
とが可能になる。このようにして本発明によれば自動車
全権端な状態で運転させたりあるいは電源電圧が低下し
たような極めて困稚な状況においても測定装置を正常に
働らかせることかできる。

また本発明によれば電源（電流）を回転数に従って制御
卸するようにしているので内燃機関の全回転数領域に渡
って回転数に無関係な振幅を有する。

ニートルス十ローク信号、すなわち噴射開始時期信号を
得ることが可能になる。またアナログ有効信号の交流電
圧に従って制御を行たつ場合Ｋ　ｉｊ：　温度やセンサ
のばらつき等の他のパラメータが信号４辰幅に及ぼす影
響を遮断する事ができるので、同で。

じ４ぐらいの精度す有効信号をデジタル化するのを極め
て簡単に行なうことができ５（モノステープルマルチバ
イブレータのトリガーしきい値を一定にした場合種々の
信号振幅がきても時間エラーがなくなる）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装装置に用いられる内燃機関の′制御＜
ｉ構を示したブロック図、第２ａ図、第２　ｂ図はそれ
ぞれニードルストロークセンサーの信号処理方法を示す
ブロック回路図、第３図は電源の詳７１荘な構成を示し
７た回路図、第４ａ図・〜第４ｃ図はそれぞれカンプリ
ング装置の具体的な例全示した回路図である。 １０・内燃機関　　　　１１　・・吸気管１２・・・排
気管　　　　　１３・・排気再循環バイブ１４・・・排
気再循環ｆｌ？ｌＪ御？ル１５・混汗弁１６　　・噴射
ポンプ　　　１８・・噴射沿調節器１９　・・噴射開始
制御器　　２０・・アクセルペダノ司装置センサー２１
　・・二一ドルス（・ローフセンサー２２・・・負荷検
出器　　　４９・・・カップリング装置ＦＩＧ、　３ ，３０ ＦｌＧ、ムａ　　　　　　　ＦＩＧ、ｔ４ｂ　　　　　
　　　ＦＩＧ、１４ｃドイツ連邦共和国７１４３ファイ
ヒ ンゲン・エンツ・エルＬ／ンヴ工 −り５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）電源により給電される測定上ンリーーを用いて内燃
   機関の１堅動パラメータを常時測定する測定装置におい
   て、電源（３０）を制御し、かつ供給電圧の変動を安定
   化させる手段を設けたことを特徴とする内燃機関の、創
   動パラメータを測定する測定装置。 ２）電源（３０）を回転数、温度あるいは測定センサー
   （２１）の製造時のばらつきに従って制御するようにし
   た特許請求の範囲第１項に記載の測定装置。 ３）測定センサーの出力信号の振幅を安定ｆヒさせる手
   段をさらに設けた特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の測定装置。 ４）電源（：３０　）を構成するトランジスター（４１
   ）のベースにノイズ信号を入力し供給電圧の変動に対し
   て安定化を行なうようにした特許請求の範囲第１項、第
   ２項又は第３項に記載の測定装置。 ５）ノイズ信号をコンデンサーを介してトランジスター
   （４１）のベースに入力するようにした特許請求の範囲
   ノ暦４項に記載の測定装置。 ６）ノイズ信号をインピーダンス変換器として構成され
   た演算増幅器とコノテンサーの直列回路を介してトラン
   ジスター（４１）のベースに入力するようにした特１′
   ；／Ｆ請求の範囲第４項に記載の測定装置賀。 ７）トランジスター（４１）が電界効果トランジスター
   の場合、ノイズ信号を比較的容量の小さいコンデンサを
   用１のてトランジスター（４１）のベースに入力するよ
   うにした特許請求の範囲第４項に記載の測定装置。 ８）比較スイッチ（３２）を設け、そのしきい皿を回転
   数に従って変化させるようにした特許請求の範囲第１項
   から第７項までのいずれか１項に記ｉ戊の測定装置。 ９）電流制限用のツェナーダイオード”　（５０、５１
   ）を設け、それによりトランジスター（４１）の前段に
   接続され／こ演算増幅器（４４）の入力電圧あるいはト
   ランジスター（４１）のエミッタベース電圧を制限する
   ようにした特許請求の範囲第１項から第８項までのいず
   れか１項に記載の測定装；下。