JPS59221635A - 内燃機関用吸気圧測定回路 - 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】 技術分野 本発明は、内燃機関に於ける吸気圧を測定する回路に関
し、特に上死点から予め定められた回転角位置の吸気圧
を常に検出することが出来る吸気圧測定回路に関するも
のである。

背影技術 近年、電子制御技術の急速な発達に伴なって、内燃機関
の制御も電子制御が主流となシつつある。この場合、内
燃機関の制御の基本となるのは吸入空気量であシ、この
吸入空気量の計測が最も重要となる。そして、この吸入
空気量の計測には、直接吸入量を計測する方法と、吸気
圧と吸気温度の関係から間接的に吸入量を測定する方法
があシ、一般には後者の方法が用いられている。ζこで
、内燃機関に於ける吸気管の圧力は、第１図に示す様に
回転数に応じて脈動し、また機関の１行程内に於いても
流体運動による遅延および脈動が生じている。そして、
従来の上記間接的な岐大量の計測に際しては、第１図に
示す圧力信号の１行程分をそれぞれ平均イヒすることに
よって吸気圧信号とし、この吸気圧イ言号と吸気温度の
関係から吸入空気量を求めている。

しかしながら、上述した吸気圧の計測に於いては、１行
程分を平均化することによって吸気圧としているが、空
気が気筒に吸入されるのは、第１図に示す各上死点ＴＤ
Ｏ，〜ＴＤＯ４からクランク軸が一定角度回転した時点
ｔｌ　−ｔ４であシ、この時点の吸気圧Ｐ！〜Ｐ４と各
行程分が平均化された値との間には大きな誤差が生ずる
問題を有している。また上記従来の方法に於いては、平
均化と雑音信号の除去のためにフィルターが用いられて
いるが、このフィルターの特性は常に固定であるのに対
し、吸気圧信号の信号成分は内燃機関の回転数変化に伴
なって大きく変動するために十分な効果が得られない等
の種々問題を有している。

発明の開示 本発明による目的は、内燃機関の実際の吸気時に吸気圧
を上死点信号を基準として確実に検出することが出来る
内燃機関用吸気圧測定回路を提供することである。また
、本発明による他の目的は、吸気圧信号に含まれる回転
数に対応して変化する雑音信号の除去が確実に行なえる
内燃機関用吸気圧測定回路を提供することである。

このような目的を達成するために本発明は、上死点信号
ＴＤＯの１周期に発生されるクロックツξルスを計数す
ることによって内燃機関の回転数を検出し、この回転数
に応じて分周したクロックパルスを、前記上死点信号Ｔ
ＤＯの発生時から予め定められた数だけ計数した時点に
於いて吸気圧信号Ｐをサンプルホールド回路で標本化し
、このサンプルホールド回路の出力信号をディジタル値
に変換して出力するものである。

また、分周されたクロックツξルスをす／ゾル信号とす
ることによｐこのサンプル周波数に応じてカットオフ周
波数が変化するスイッチト・キャパシタフィルタを前記
サンプルホールド回路の入力側または出力側のいずれか
に設けることによって、内燃機関の回転数に応じて変イ
ヒする雑音信号の除去を確実化するものである。

よって、上記構成による内燃機関用吸気圧測定回路に於
いては、上死点信号ＴＤＯを基準として、回転数の変化
に関係なく常に空気吸入時の吸気圧を正確に測定するこ
とが出来、これに伴なって内燃機関の制御が高精度化さ
れる。また、内燃機関の回転数に応じてカットオフ周波
数が変化されることから、回転数に応じて周波数が変化
する雑音信号も確実に除去することが出来る等の種々優
れた効果を有する。

発明を実施するための最良な形態 第２図は本発明による内燃機関用吸気圧測定回路の一実
施例を示す回路図である。同図に於いて１は遅延回路で
あって、図示しない内燃機関のクランク位置を検出する
図示しないクランクアングルセンサから、ピストンが上
死点に達した時に発生される上死点信号ＴＤＯを微少時
間遅延する遅延回路、２はカクンタであって、遅延回路
ｌを介して供給される上死点信号ＴＤＯの各周期間に発
生されるクロックパルスＯＰを計数することによシ、内
燃機関の回転数に反比例した計数値を出力する。３はラ
ッチ回路であって、上死点信号ＴＤＯをラッチ入力とす
ることによシ、リセット直前に於けるカウンタ２の計数
値を保持する。４はマルチプライヤ−であって、ラッチ
回路３の出力に応じてクロックパルスＯＦを分周して出
力する。５はサンプリング信号発生回路であって、上死
点信号ＴＤＯによってリセットされてから、マルチプレ
イヤー４の出カッｅルス伯号を予め定められた数だけ計
数した時点に於いてサンプリングパルス８Ｆを発生する
。６はサンプルホールド回路てあって、サンプリングツ
ぐルスＳＦの発生時にアナログスイッチ６ａが開となっ
て図示しない吸気圧センサから供給される吸気圧信号Ｐ
をサンプリングしてコンデンサ６ｂに保持する。７はサ
ンプルホールド回路６の出力信号をディジタル信号に変
換して吸気圧信号ＰＢを出力するアナログ・ディジタル
変換回路である。

このように構成された内燃機関用吸気圧測定回路に於い
て、図示しないクランクアングルセンサから上死点信号
ＴＤＯが発生されると、この上死点信号ＴＤＯは遅延回
路１を介してカウンタ２をリセットする。このリセット
されたカウンタ２は、図示しない発振回路から供給され
るクロックパルスＯＰを順次計数して計数値を出力する
。そして、次の上死点信号ＴＤＯが発生されると、この
上死点信号ＴＤＯによってラッチ回路３がラッチ制御さ
れることにより、カウンタ２の計数値を１行程間に発生
されるクロックパルスＯＰの数として出力する。一方、
カウンタ２は上死点信号ＴＤＯが遅延回路ｌに於いてわ
ずかに遅延された後にリセット入力端りに供給されるこ
とから、計数値がラッチ回路３に保持された直後にリセ
ットされて次の行程に於ける計数動作に移行する。つま
シ、カウンタ２は内燃機関の回転数に反比例した計数値
を２ツチ回路３を介して出力していることになる。

そして、このラッチ回路３の計数値出力は、マルチシラ
イヤー４に供給して分局比を制御するために、クロック
ツぞルスＯＦを入力するマルチシライヤー４の出力信号
は、クランク軸の単位角回転を示す信号となる。この様
にして発生されたマルチシライヤー４の出力信号は、サ
ンプリング信号発生回路５に供給されて計時され、−上
死点信号ＴＤＯの発生時から予め定められた数が計数さ
れた時点に於いてサンプリング信号８Ｐを発生する。つ
まシ、マルチシライヤー４の出力信号は、内燃機関の回
転数に関係なく、常にクランク軸の単位角回転を示す信
号となっているために、上死点信号ＴＤＯの発生時から
マルチシライヤー４の出力信号を予め定められた数だけ
計数した時点はクランク軸の同一回転位置となシ、これ
に伴なって常に第１図に時点ｔ１〜ｔ４で示す空気吸入
時点となる。このようにして、サンプリング信号発生回
路５からサンプリングツぐルス８Ｐが発生されると、サ
ンプルホールド回路６を構成するアナログスイッチ６ａ
が開となって、その時点に於ける吸気圧信号Ｐをサンプ
リングしてコンデンサ６ｂに保持する。

従って、サンプルホールド回路６の出力信号は、内燃機
関の回転数に関係なく、ピストンが上死点から予め定め
られた一定位置まで移動した時点に於ける真の空気吸入
時の吸気圧信号Ｐをサンプリングした第１図に示すＰ１
〜Ｐ４の保持出力となる。このようにして、空気吸入時
の吸気圧信号Ｐを標本化したサンプルホールド回路６の
出力信号は、アナログ・ディジタル変換回路７に於いて
ディジタル値に変換された後に、シリンダへの空気流入
時に於ける真の吸気圧信号ＦＢとして出力される。

第３図り本発明による内燃機関用吸気圧測定回路の他の
実施例を示す回路図であって、第２図と同一部分は同一
記号を用いて示しである。

同図に於いて８はクロック入力端ＯＫに入力される信号
の周波数に応じてカットオフ周波数が変化する一般に周
知のスイッチトのキヤノンタ・フィルターであって、サ
ンプルホールド回路６の入力側に設けられている。そし
て、第２図との相違点は、このスイッチトΦキャノぞシ
タ・フィルター８を設けた仁とである。

この様に構成された回路に於いては、第１図に於いて説
明した様に、内燃機関の回転数に応じて、吸気圧信号Ｐ
に含まれる雑音信号の周波数が変化する。これに対して
、マルチプライヤ−４から出力される回転数に応じた周
期の信号をスイッチト・キャノぐシタ・フィルター８の
クロック入力端ＯＫに供給すると、このスイッチト・キ
ャパシターフィルター８のカットオフ周波数が回転数に
応じて変化するために、吸気圧信号Ｐに対する波形整形
が有効に行なわれて、高精度の測定が行なえることにな
る。つまシ、コンデンサと抵抗を用いた■０フィルタを
用いた場合には、特に低速回転時に於ける応答性が悪く
、これに伴カつて減衰率が低いものとなってしまう。ま
た、スイッチト・キャノぐシタ・フィルタを用いた場合
には、フィルタ部のモノリジツクエ０化が可能でｈａｓ
　Ｂ＝ｏフィルタを用いた場合の様な微妙なトリミング
が一切不用になる等の利点を有する。

なお、スイツテトーキャパシタ・フィルタ８はサンプル
ホールド回路６の出力側でも良く、またディジタル構成
のものである場合にはアナログ・ディジタル変換器７の
出力側に設けられることになる。更に、後段回路がアナ
ログ信号を扱う場合には、アナログ・ディジタル回路７
が不要になる。

以上説明した様に、上記構成による吸気圧測定回路に於
いては、内燃機関の回転数に関係なくしてシリンダへの
空気流れ込み時点に於ける吸気負圧を高精度に測定して
出力することが出来る。また波形整形として分局出力に
よりカットオフ周波数が変化するスイッチトーキャパシ
タψフィルタを用いているために、回転数に対応して変
化する雑音信号の除去が低速回転時に於いても有効にな
る等の種々優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関の吸気圧特性を示す波形図第２図は本
発明による内燃機関用吸気圧測定回路の一実施例を示す
回路図、第３図は本発明による他の実施例を示す回路図
である。 ｌ・・・遅延回路、２・・・カウンタ、３・・・ラッチ
回路、４・・・マルチシライヤー、５・・・サンプリン
グ信号発生回路、６・・・サンプルホールド回路、６ａ
・・・アナログスイッチ、６ｂ・・・コンデンサ、７・
・・アナログ・ディ・ジタル変換回路、８・・・スイッ
チト・キャノξジターフィルタ。 出　願　人　新日本電気株式会社 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ピストンが上死点に達したことを検出するセ
   ンサーから発生される上死点信号によシリセットされて
   クロックパルスを計数するカウンタと、とのカウンタの
   リセット直前に於ける計数値を保持するラッチ回路と、
   このラッチ回路の出力値に応じた値で前記クロックパル
   スを分周して出力するマルチシライヤーと、前記上死点
   信号の発生時点から予め定められた数のノ々ルスが前記
   マルチプライヤ−から発生された時点に於いてサンプリ
   ング信号を発生するサンプリング信号発生回路と、前記
   サンプリング信号の発生時に吸気圧センサーから供給さ
   れる吸気圧信号をサンプルホールドして出力するサンプ
   ルホールド回路とを備えた内燃機関用吸気圧測定回路。
2. （２）　　ピストンが上死点に達したことを検出するセ
   ンサーから発生される上死点信号によりリセットされて
   クロック２ノぐルスを計数するカウンタと、このカウン
   タのリセット直前に於ける計数値を保持するラッチ回路
   と、このラッチ回路の出力値に応じた値で前記クロック
   ツぞルスを分周して出力するマルチプライヤ−と、前記
   上死点信号の発生時点から予め定められた数のパルスが
   前記マルチプライヤ−から発生された時点に於いてサン
   プリング信号を発生するサンプリング信号発生回路と、
   前記マルチシライヤーの出力信号をクロック入力とする
   ことによシこのクロック入力信号の周波数に応じてカッ
   トオフ周波数が変化するスイッチト拳キャパシタｅフィ
   ルタと、前記サンプリング信号の発生時に吸気圧センサ
   ーから前記スイッチト・キャパシタ・フィルタを介して
   供給される吸気圧信号をサンプルホールドして出力する
   サンプルホールド回路とを備えたことを特徴とする内燃
   機関用吸気圧測定回路。