JPS5827016A - 機関の制御装置 - 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】 本発明は、自動車空気流量計測装置、特に渦流量計の過
渡特性の改良に関するものである。

渦流量計では力μマン渦式のものと、スワール式のもの
が、自動車用空気流量計として実用化されており、とも
に吸入空気量又は流速に略比例した周波数信号を出力す
る。

この周波数信号は広い流量範囲で精度が高く。

流速の過渡変化に対する追随性も非常に速いと云う特長
を持つ反面、周波数出力である為に渦の１周期以上の高
速応答は不可能であり特に低流量時からの流速変化、大
流量時からの急減速等での出力の応答性が悪い欠点があ
る。さらに、周波数信号の周期を計測して、より高速な
空気流量計測を行なおうとしても、渦のゆらぎにより生
ずる周期のゆらぎが存在する為、移動平均の様な平均化
を行なわないと安定な出力が望めず、さらに一層応答性
を損なうと云う欠点があった。この欠点は。

吸入空気量をもとに自動車の燃料や排気ガスを制御を行
なう方式にとって祉致命的である。

第１図に空気流量に比例した周波数出力を平均化した場
合の遅れの様子を示す０図中示したアナログ空気流量の
指示値に比べて、ディジタμ化された周波数情報は次の
パルスが入力されるまでは古い情報を出力し続ける。こ
の遅れ時間は最小の時でもパルスの１周期分は必ず存在
し、ｎ個の平均化を行なえばｎ個分必要である。

この平均化された周波数信号を用いて自動車の燃料量を
制御すれば加速時にはり一ンに、減速時にはリッチとな
り好ましくない、逆に常に最小の平均化時間で周波数出
力を処理すれば、定常状態での周波数のゆらぎが大きく
なｐ問題である。

この発明は上記欠点を除去する為のもので、渦による周
波数信号と同時に、流速に対応した電気信号を出力する
様にして周波数信号のもつ欠点を解消しようとするもの
である。第２図は本発明の一実施例の基本構成図である
。

第２図において（１）は吸入空気通路、Ｑ）は渦発生体
、　（功、　（＋）は渦発生体（乃の後流に設けられた
１対の熱線である。熱線０）は抵抗器（ｓｌ　、　ｆａ
ｔ　、　ｆｙｌ及び演算増巾器（１１）により、又熱線
（４）は抵抗器（８１、＋９１　、１１０１及び演算増
巾器ｒＪりによりそれぞれ一定温度に制御されている。

この熱線（３）　、　＋４１の制御電圧をそれぞれ（Ｖ
、　）　（Ｖｍ　）とする、この制御電圧（Ｖ、）（Ｖ
、獄コンデｙ−Ｈａ　、　＋１４１　、１２２．抵抗０
２９　、　（１１，（１？）　、　０８１　、　Ｈ、＠
１）演算増巾器−よりなる差信号増巾回路により、差の
増巾信号（Ｖ、）となる、信号（Ｖｓ獄波形整形回路（
２）により周波数出力（Ｖ、）つまり出力（１）となる
、又、信号（Ｖｌ　）　（Ｖｍ　’は、加算抵抗（２４
１６！ｆＱ　ｆｉにより加算され、電圧出力（Ｖ、　）
つまり出力■となる。

第２図各部の電圧波形図を第３図に示す、第２図の構成
で渦発生体Ｑ）の後流には左・右に対称で規則的々カル
マン渦列が発生する。熱線（３）　、　＋４１は平均流
速によシ冷却されると同時に、カルマン渦列により規則
的にかつ交互に高い周波数で冷却される。この為、熱線
（３）　、　＋４１を一定温度に保つ為の制御電圧（Ｖ
ｌ）　（Ｖｍ　）は、平均流速に対応した成分マ、。

■、及び力μマン渦による流速変化に対応成分Δｖ、。

Δｖ１とから成る。

とのΔｖ１とΔｖ黛は極性が反対であり、（Δｖ１−Δ
Ｖ、）べ、より信号ｖ１が得られ５周波数出力ｖ４が得
られる。この周波数と吸入空気量、との比率は略一定で
ある。

な９平均流速−０の函数となる。信号（ｖｌ）及び信号
（Ｖ、）を加算する事により逆極性のΔｖ８とΔＶ、と
はキャンセｙされｖ、＝ｖ、＋　ＶＢ＝　ｋＶｘ＝　ｋ
Ｖ＊　トナ！ｌ　、流速りの函数である信’ｔ　（Ｖｉ
）が得られる。この信号（Ｖ、）はアナログ電圧信号で
ある為に応答性が良く、常に流速Ｏに対応した情報を出
力している。

この信号ｖ１及びｖＩを有効に並用する事によｐ高精度
で高速応答の自動車用空気流量計が実現出来る。

第２図において、Ｈはエンジンの運転状態を表わす各種
パラメータ情報でたとえばエンジンの回転数情報、負圧
、吸入空気温度、大気圧、水温等である。必要に応じて
これらの情報を入力すれば良い、いは空気流量信号処理
回路である。

上記の様に構成された空気流量計において、吸入空気量
が急激に増加した場合を考える。　　（Ｖ、）のアナロ
グ信号は吸入空気量に対応している為％（■、）を微分
すると吸入空気量の増加に対応した加速信号が得られる
。この加速信号に応じて（ｖ４）の周波数信号の平均化
の時間を変化させる様にすれば、加速時にだけ平均化の
時間を短かく応答遅わを小さく出来る。定常運転でＶ、
のアナログ信号の変化が小さい場合には長時間の平均化
時間を確保出来る。急激に減少した場合も同様である。

この場合には必要なエンジン運転パラメータとしては吸
入空気温度の情報だけで十分である。

なお上記実施例では（Ｖｌ）の微分信号により（Ｖ、）
の周波数信号の平均化の時間（又は移動平均の個数）を
変化させる場合について説明したが、平均化の時間は必
要なだけの長時間の固定にしておいて、　（Ｖｌ）の微
分信号の大きさに対応して増量係数を決定して乗算する
様にしても同様の効果が期待出来る事は云うまでも無い
。

又１機関の運転状態によっては、吸気脈動の為に特に低
速回転の全開運転時に（ｖ４）の周波数出力のみが乱れ
て、吸入空気量との比例関係が成りたたなくなる場合が
ある。この場合にでもアナログ出力（Ｖ、）の値は（ｖ
４）信号程は乱れない為に、ｆｆ、）信号のかわりに（
ｖｓ）の信号により得られた空気量の信号を出力する事
も出来る。

なお上記実施例では力〃マン両列を１対の熱線で検出す
る場合について述べたが、スフ−２式の両列の場合でも
、又１本以上の熱線でも同様の効果が期特出来る事は云
うまでもな−又渦の検出手段を熱線として述べたが、サ
ーミスタその他の感熱素子であっても同様の効果が期特
出来る事は云うまでもない。

又、１対の熱線のうち片側の熱線が切れた場合等で渦周
波数の信号がもはや使用不可の様な場合にも平均流速の
信号をそのバックアップ信号として用いる事が出来る。

以上説明したとうり本発明によれば、渦周波数に比例し
た周波数出力信号、平均流速に対応したアナログ信号を
同時に入力として、機関の運転パラメータの入力等も参
考にして最適な吸入空気流量出力を処理すると云う簡単
な構成で、周波数出力信号の持つ欠点を解消出来る効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は周波数出力信号を平均化した場合の欠点を示す
グラフ、第２図は本発明の一実施例の基本構成図、第３
図は第２図番部の電圧信号波形図である。 図中（１）は吸入空気通路、　（２）は渦発生体、（３
）　、　＋４１は熱線である。　　（Ｖ、）は吸入空気
量に略比例した周波数出力信号、　（Ｖ、）は吸入空気
量に対応したアナログ出力信号、Ｈはエンジンの運転バ
フメータ入力、（２２は空気流量信号処理回路である。 代理人　葛野信−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の吸入空気通路に設けられ、該空気流量
   を流体的な渦の変化としてとらえ、該流体的な渦の変化
   を少なくとも１個の感熱素子により周波数信号としてと
   らえる手段と、上記感熱素子の電気信号の中から平均流
   速に対応したアナログ信号を出力する手段とを有する空
   気流量計を備え。 上記周波数信号と、上記アナログ信号を入力として、所
   望の空気流量信号を出力する空気流量信号処理回路を備
   えた事を特徴とする機関の制御装置。
2. （２）周波数信号の周期の平均値により空気流量を計測
   し、上記平均値を計算する為の周期のサン１〜個数又は
   平均化の時間を上記アナログ信号の値により制御する様
   にした事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の機関
   の制御装置。
3. （３）周波数信号の周期の平均値により空気流量を計測
   し、該平均値の値を上記アナログ信号の変化値に対応し
   て補正する様にした事を特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の機関の制御装置。