JPH0812095B2 - 内燃機関の吸入空気量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、内燃機関の吸入空気量検出装置に関し、特
に、通電開始時の出力電圧特性の改善技術に関する。

〈従来の技術〉 従来、電子制御燃料噴射装置を備えた内燃機関におい
て、吸入空気量の測定に使用される流量測定装置とし
て、従来、第４図に示すような熱線式流量計がある（実
開昭64−50323号公報等参照）。

即ち、図において、吸気通路に介装されてセンサ部を
構成する発熱抵抗体としての熱線抵抗１と該熱線抵抗１
と同一雰囲気中に配設される温度補償抵抗２と流量調整
抵抗３と出力抵抗４とによりブリッジ回路が形成され、
このブリッジ回路への供給電流は、図のａ点とｂ点との
電位を入力する差動増幅器５及びパワートランジスタ６
により吸入空気流量の変化に応じて制御される。

そして、例えば、吸入空気流量即ち、吸入空気流速が
増大すれば、熱線抵抗１の冷却度が増しその抵抗値が減
少しようとするが、この時点ではａ点の電位が増大して
差動増幅器５の出力が減少する。これにより、パワート
ランジスタ６へのコレクタ電流が増大してブリッジ回路
へのバッテリ等の電源UBからの供給電流が増大するた
め、熱線抵抗１の発熱量を増大することができ、その抵
抗値を一定に保つように制御される。従って、例えば出
力抵抗４の出力電圧Vsから吸入空気流量を読み取ること
ができる。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、このような熱線式流量計等の発熱抵抗体を
センサ部として備えた流量計にあっては、定抵抗制御が
行われるため、第５図に示すように、電源投入時（イグ
ニッションスイッチON時）に熱線抵抗１が一定温度に達
するまで、大電流が流れるようになっており（電源投入
特性）、次のような問題点が発生していた。

即ち、イグニッションスイッチのOFF時には、熱線抵
抗１の抵抗値が小さくなっているので、イグニッショス
イッチONによって、パワートランジスタ６が飽和領域と
なるまで、ブリッジ回路に最大電圧が印加される。即
ち、熱線流量計の出力電圧は急上昇し、略20〜30℃であ
った熱線抵抗１の温度は260℃となり、或る出力電圧
で、パワートラジスタ６のドライブ能力が一杯になり、
該パワートランジスタ６の飽和領域に入って出力電圧が
やや低下し、その後、パワートランジスタ６の能動領域
となって出力電圧が急激に低下し、或る出力電圧点で出
力電圧が徐々に低下して一定の出力電圧に安定化する。

このため、イグニッションスイッチをONしてから流量
計の出力電圧が一定化するまで、つまり図の最終到達点
ａに達するまでに約８〜10秒程度の時間が掛かる。

機関始動時に熱線式流量計が以上のような出力電圧変
化をすることで、始動時の実際の吸入空気流量とは異な
った検出を行う。従って、例えば、暖機時のリスタート
時、水温による増量補正がなくなった場合等、つまり、
熱線式流量計の出力に応じて燃料噴射量が略決定してい
る場合、第５図に示すように混合比をリッチ側にシフト
してしまう。

この結果、始動時の混合比が適正に得られなくなり、
始動性が悪化するという問題点があった。

尚、第５図において、ｂの部分はTp（基本燃料噴射
量）の最大カット部分を示している。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、
熱線式等の流量計の電源投入特性の改善を試みること
で、始動時の混合比を適正化して、始動性の向上を図る
ことを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明の内燃機関の吸入空気量検出装置
は、吸気通路に介装させてセンサ部を構成する発熱抵抗
体と該発熱抵抗体と同一雰囲気中に配設される温度補償
抵抗と流量調整抵抗と出力抵抗とによりブリッジ回路を
形成し、該ブリッジ回路への供給電流を吸入空気流量の
変化に応じて制御するようにした内燃機関の吸入空気流
量検出装置において、出力電圧がイグニッションスイッ
チをONしてから最終到達点に達するまでに必要な電気エ
ネルギをバッテリ電圧と時間の関数で決定されるパルス
として付与する手段を設けた構成とする。

〈作用〉 かかる構成では、パルスを付与することにより、定抵
抗制御に代わってブリッジ回路へバッテリ等の電源から
の大電流が流れるため、パルスによる発熱抵抗体の加熱
電流制御となり、流量計の出力電圧が瞬時に安定するわ
けである。

上記のパルスのパルス巾は、バッテリ電圧と時間のみ
の関数として決定すれば良い。

このように、イグニッションスイッチのON時に流量計
の出力電圧が瞬時に安定する結果、最終到達点に達する
までの時間を短縮できるため、機関始動時の混合比が適
正に得られるようになり、始動性を向上することができ
る。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、本発明の吸入空気流量検出装置とし
ての熱線式流量計は、吸気通路に介装されてセンサ部を
構成する発熱抵抗体としての熱線抵抗１と該熱線抵抗１
と同一雰囲気中に配設される温度補償抵抗２と流量調整
抵抗３と出力抵抗４とによりブリッジ回路が形成され、
このブリッジ回路への供給電流は、図のａ点とｂ点との
電位を入力する差動増幅器５及びパワートランジスタ６
により吸入空気流量の変化に応じて制御される構成は、
従来と同様である。

かかる熱線式流量計において、始動時には、従来の定
抵抗制御に代えて、流量計の出力がイグニッションスイ
ッチをNOしてから最終到達点に達するまでに必要な電気
エネルギをバッテリ電圧と時間の関数で決定されるパル
スとして付与する手段が設けられている。

かかる手段は、次のように構成される。

即ち、図において、差動増幅器５の出力端子にはトラ
ンジスタ７が接続され、このトランジスタ７にコントロ
ールユニット８のマイクロコンピュータ９から所定パル
ス巾Ｔつまり所定時間のパルスが入力されるように構成
される。

そして、始動時には、トランジスタ７に所定巾のパル
スが入力されることで、トランジスタ７がONし、差動増
幅器５の出力端子電圧がローレベルとなり、これによ
り、パワートランジスタ６のコレクタ電流が増大してブ
リッジ回路へバッテリ等の電源UBからの大電流が瞬時に
流れる。

つまり、パワートランジスタ６の差動とは無関係にブ
リッジ回路へバッテリ等の電源UBからの大電流が流れる
ため、従来の第２図の加熱電流制御に対して、第３図の
パルスによる加熱電流制御となり、流量計の出力電圧が
瞬時に安定するわけである。

この場合、従来例である第２図のS₁と本構成の第３図
のS₂とを等しくすれば、電気エネルギ量が同等となる。

ここで、上記のパルスのパルス巾Ｔの決定の仕方につ
いて説明する。

即ち、上述の電気エネルギ量のパラメータとしては、
次のものが挙げられる。

VB（バッテリ電圧） Q（空気流量） ta（雰囲気温度） そして、熱線抵抗の温度変化量20℃（常温）〜240℃
を考え、かつ始動後定抵抗制御に移行させることを考え
ると、雰囲気温度taの影響は排除できる。

即ち、ｍ・Ｃ（θ−ta） 但し、ｍ 質量 Ｃ 比熱 θ 熱線温度 又、空気流量Ｑは始動時（クランキング前）は0kg/h
（自然対流のみ）と考えれば良い。

故に、バッテリ電圧VBと時間（Ｔ）のみの関数として
前記電気エネルギのパルス巾を決定すれば良く、パルス
巾Ｔは次の式で決定すれば良い。

ここで、上記Coefは実験レベルで設定した時間、VBは
現在のつまりイグニッションスイッチON時のバッテリ電
圧である。

以上のように、始動時には、従来の定抵抗制御に代え
て、流量計の出力がイグニッションスイッチをONしてか
ら最終到達点に達するまでに必要な電気エネルギをバッ
テリ電圧と時間の関数で決定されるパルスとして付与す
る構成により、上述のように、イグニッションスイッチ
のON時に流量計の出力電圧が瞬時に安定して、最終到達
点に達するまでの時間を短縮できるため、第５図のｃに
示すような混合比制御が実行されて、始動時の混合比が
適正に得られるようになり、始動性を向上することがで
きる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、吸入空気流量
検出装置の出力がイグニッションスイッチONから最終到
達点に達するまでに必要な電気エネルギをバッテリ電圧
と時間の関数で決定されるパルスとして付与する構成と
したから、イグニッションスイッチのON時に流量計の出
力電圧が瞬時に安定して、最終到達点に達するまでの時
間を短縮でき、始動時の混合比が適正に得られるように
なり、始動性を向上することができる有用性大なるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図及び第
３図は夫々従来と本発明の制御特性図、第４図は従来例
を示す回路図、第５図は従来の問題点を示す特性図であ
る。 １……熱線抵抗、２……温度補償抵抗、３……流量調整
抵抗、４……出力抵抗、５……差動増幅器、６……パワ
ートランジスタ、７……トランジスタ、８……コントロ
ールユニット、９……マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に介装されてセンサ部を構成する
   発熱抵抗体と該発熱抵抗体と同一雰囲気中に配設される
   温度補償抵抗と流量調整抵抗と出力抵抗とによりブリッ
   ジ回路を形成し、該ブリッジ回路への供給電流を吸入空
   気流量の変化に応じて制御するようにした内燃機関の吸
   入空気量検出装置において、出力電圧がイグニッション
   スイッチをONしてから最終到達点に達するまでに必要な
   電気エネルギをバッテリ電圧と時間の関数で決定される
   パルスとして付与する手段を設けたことを特徴とする内
   燃機関の吸入空気量検出装置。