JPH0145850B2 - - Google Patents

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JPH0145850B2
JPH0145850B2 JP56164132A JP16413281A JPH0145850B2 JP H0145850 B2 JPH0145850 B2 JP H0145850B2 JP 56164132 A JP56164132 A JP 56164132A JP 16413281 A JP16413281 A JP 16413281A JP H0145850 B2 JPH0145850 B2 JP H0145850B2
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JP
Japan
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resistor
flow velocity
connection point
voltage
velocity detection
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JP56164132A
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JPS5866018A (ja
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Yutaka Nishimura
Takashige Ooyama
Noboru Sugiura
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0145850B2 publication Critical patent/JPH0145850B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/696Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
    • G01F1/698Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車内燃機関の吸入空気流量計に係
り、特に、熱線式空気流量計に関するものであ
る。
内燃機関の吸入空気量を測定するには種々の方
式が用いられているが、その中で熱線式空気流量
計は一般的に応答性が良く空気の質量流量が測定
できるので気圧補正を必要としない等の理由で広
く用いられている。これについては、特公昭49−
48893号(USP20429838号)、特開昭47−19227
号、SAEpaper800468などで公知となつている。
これらは、何れも、流速検出部として、直径70〜
100μm程度の白金線を吸気管内に張る構成であ
る。(特にSAEpaper800468、USP3824966号)こ
の構成では、耐久性に不安があり、特に内燃機関
が不調である時に生ずるバツクフアイアによつて
機械的損傷(白金線の断線)を受け易いという欠
点がある。さらにこの欠点に対所するため、検知
部として例えば中空セラミツクのような支持体に
白金線を巻きつけ、さらにその上を複覆材にて被
覆して機械的強度を増したものがある。(特願昭
53−42547号、特願昭53−65748号)。ところがこ
の構成の検知部では、中空セラミツクの支持体の
熱容量が大きく、電源を投入してから空気流速の
測定を可能とするまでの時間(以下、暖機時間と
呼ぶ)が長くなり、機関の始動に支障を生じてい
る。
すなわち、従来の流量計の回路図は、第1図に
示すように、流速検知部プローブ1、温度補償用
プローブ2、抵抗3および抵抗4とでホイートス
トンブリツジ回路を構成してなり、通常12〜18V
程度の定電源V0は、トランジスタ6を介して、
前記流速検知部プローブ1と温度補償用プローブ
2との接続点、抵抗3と抵抗4との接続点、との
間に供給されるようになつている。前記流速検知
部プローブ1と抵抗3との接続点、および温度補
償用プローブ2と抵抗4との接続点からの各出力
は、それぞれ差動増幅器5に入力され、この差動
増幅器5からの出力は前記トランジスタ6のベー
スに入力されるようになつている。前記トランジ
スタ6は、流速検知部プローブ1と抵抗3との接
続点、温度補償用プローブ2と抵抗4との接続点
との間の電位差が“0”になるように制御され、
これにより、自己発熱された流速検知部プローブ
1は常時一定の低抗値に保持され、したがつて一
定温度になるようになつている。
このような構成にて、電源をOFFからONにし
た場合、流速検知部プローブ1と抵抗3との接続
点からの出力電圧の時間的変化を調べると、第2
図に示すようになる。電源投入時t〓において流速
検知部プローブ1と温度補償用プローブ2との接
続点における電圧は急激に上昇するとともに、出
力Sの電圧も急激に上昇するようになる。そして
一定時間経過後流速検知部プローブ1と温度補償
用プローブ2との接続点における電圧は一定電圧
に急激に下降するとともに出力Sの電圧も徐々に
下降し、その後一定電圧に急激に下降するように
なる。この場合、電源投入時t〓から出力Sの電圧
が一定電圧に下降するまでの時点t〓まで要する時
間を暖機時間と称し、空気流速測定可能な温度に
達していない時間である。
本発明の目的は空気流量計に電源を投入した
後、直ちに安定高精度な測定を行なうことのでき
る空気流量計を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明は、
流速検知用抵抗と他の抵抗とでホイートストンブ
リツジを構成し、前記流速検知用抵抗とこの流速
検知用抵抗と直列に接続される第1抵抗の接続点
および他の第2抵抗および第3抵抗の接続点から
の各出力を差動増幅器に入力させ、この差動増幅
器の出力によつて前記ホイートストンブリツジに
供給する電源の電流値を制御する空気流量計にお
いて、前記電源投入時に一定時間前記第1抵抗を
短絡し、かつ前記流速検知用抵抗と第1抵抗との
接続点に一定電圧を加算してなるものである。
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明す
る。
第3図は本発明による空気流量計の一実施例を
示す回路図である。第1図と同符号のものは同材
料を示している。第1図と異なる構成は、抵抗3
と並列接続されるスイツチングトランジスタ10
があり、このスイツチングトランジスタ10のベ
ースにはエンジンキースイツチ9からの出力によ
つて作動されるタイマ回路8の出力信号が入力さ
れるようになつている。前記タイマ回路8はたと
えば単安定マルチバイブレータ7等から構成され
るもので、第4図aに示すエンジンキースイツチ
信号に対して、第4図bに示すような信号が出力
されるようになつている。
これにより、スイツチングトランジスタ10の
ベースに第4図bに示す出力が入力されると抵抗
3間は電源投入時から一定時間短絡された状態と
なる。
一方、差動増幅器5の+端子にはダイオード1
1を介して定電圧電源12から一定電圧が印加さ
れるようになつており、この一定電圧は空気流速
が“0”の時における流速検知部プローブ1と抵
抗3との接続点の電圧より低く設定されている。
これにより、抵抗3を短絡することにより差動増
幅器5の+端子の電位が“0”となつて、差動増
幅器5の出力が“0”となる弊害を除去してい
る。
なお、上述した実施例において、タイマ回路8
は単安定マルチバイブレータ7等を用いたもので
あるが、第5図に示すように、エンジンキースイ
ツチ9からの出力(第6図a参照)をコンデンサ
13と抵抗14とから構成される微分回路で微分
して第6図bに示す出力を得、この出力を比較器
15により一定電圧V〓と比較して第6図cに示
すような出力を得ても同様の機能を有することは
いうまでもない。
また、第7図aに示すように電源16がコンデ
ンサ17に充電されるようにし、この充電された
電荷がツエナーコンデンサ18および抵抗19に
流れるようにするとともに、ツエナーコンデンサ
18と抵抗19との接続点における電流がトラン
ジスタ20のベースに流れるようにする。そし
て、前記電源16間に接続される抵抗21とトラ
ンジスタ20の直列接続体における前記抵抗21
とトランジスタ20の接続点の電流はスイツチン
グトランジスタ10のベースに流れるように構成
してもよい。この場合、電源16とコンデンサ1
7との接続点における電位は第7図bに示すよう
に、電源16の電圧に伴つて図のように変化し、
ツエナーダイオード18のしきい値電圧VZ以上
でスイツチングトランジスタ10をオンにする。
このときのスイツチングトランジスタ10のオン
時間は第7図cに示すように電源16の電圧値に
よつて決定できるようになつている。
さらに、第8図aに示すように、電源間に直列
接続された抵抗22および22の分圧がコンデン
サ24に充電されるようにし、この充電された電
荷はツエナーダイオード25と抵抗26に流れる
ようにするとともに、ツエナーダイオード25と
抵抗26との接続点における電流がトランジスタ
27のベースに流れるようにする。そして前記電
源間に接続される抵抗28とトランジスタ27の
直列接続体における前記抵抗28とトランジスタ
27の接続点の電流はスイツチングトランジスタ
10のベースに流れるように構成してもよい。こ
の場合、ツエナーダイオード25とコンデンサ2
4との接続点における電位は、第8図bに示すよ
うに、電源の電圧に伴つて図のように変化し、ツ
エナーダイオード25のしきい値電圧VZ以上で
スイツチングトランジスタ10をオンにする。こ
のときのスイツチングトランジスタ10のオン時
間は第8図cに示すように電源の電圧値によつて
決定できるようになつている。
以上述べたような実施例によれば、たとえばエ
ンジンキースイツチにより電源が投入されると、
一定時間流速検知部プローブ1と直列接続される
抵抗R1は短絡された状態となることから、前記
流速検知部プローブ1に大きな電流が流れること
となり、したがつて発熱が極めて速くなる。この
ため暖機時間が短くなり、電源投入後、直ちに安
定高精度な流量測定を行うことができるようにな
る。
第9図は本発明による空気流量計の他の実施例
を示す構成図である。
ここで熱線式流量計の電源を投入した後、流量
測定が可能となるまでの時間について検討すると
次のようになる。プローブの温度がθ0からθ1に達
するまでの時間tは、プローブから空気流に失わ
れる熱量を無視すると t=(θ1−θ0)・R/V2・πr2 0lCpρ∝1/V2 0 ここでR;プローブの抵抗値 V;プローブの両端の電位差 V0:電源電圧 πr2 0lCpρ;プローブの熱容量 したがつて、プローブに直列につながる固定抵
抗の短絡時間は、電源電圧V0の2乗に反比例さ
せると理想的である。このことに基づいてなされ
たものが次の実施例である。第9図は、自動車の
エンジン制御のコンピユータの詳細図である。入
力信号としては、吸入空気量計、機関冷却水温セ
ンサ、絞り弁開度計などがある。
これらのアナログ入力はマルチプレクサ30に
入力され、時分割的に各センサの出力がセレクト
されA/Dコンバータ31に送られデジタル信号
となる。さらに、ON−OFF信号として入力され
る情報、例えば、図示されていないがエンジンの
キースイツチ、スタータスイツチなどで、これら
は、1ピツトのデジタル信号として扱う。さらに
クランク角センサ44のようにパルス列となる信
号も入力される。CPU33は、デジタル演算処
理を行うプロセシングセントラルユニツトであ
り、ROM32は制御プログラムおよび固定デー
タを格納するための記憶素子である。RAM34
は読み出しおよび書き込み可能な記憶素子であ
る。I/O回路35は、31及び、各センサから
の信号をCPU33に送つたりCPU33からの信
号を噴射弁5、点火コイル15へ送る機能をも
つ。
電源37の電圧は、エンジンのキースイツチ
ON信号により、一定時間、電磁リレー36を
ONさせて、抵抗器38,39の中点の電位をマ
ルチプレクサ30に入力するようになつている。
抵抗器38,39の中点の電位V0よりT=K/
V2 0の演算(K;定数)を行い、ON時間がTの値
に比例したパルスを作るようになつている。この
パルスによりトランジスタ40をONさせ、プロ
ーブに直列に連なる固定抵抗をT時間短絡させ
る。
このようにしてなされるプロセスは第10図に
示すフローチヤートのように示される。
以上述べたことから明らかなように、本発明に
よる空気流量計によれば、電源を投入した後、直
ちに安定高精度な測定を行なうことができるよう
になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の空気流量計の一例を示す回路
図、第2図は前記回路において電源投入後の信号
の時間変化を示したグラフ、第3図は本発明によ
る空気流量計の一実施例を示す回路図、第4図は
本発明による空気流量計のタイマー回路における
信号を示すタイムチヤート、第5図は前記タイム
回路の他の実施例を示す回路図、第6図は第5図
に示すタイム回路の信号におけるタイムチヤー
ト、第7図a,b,cはタイマー回路における他
の実施例を示す回路図およびその動作説明をする
グラフ、第8図a,b,cはタイマー回路の他の
実施例を示す回路図、その回路図の動作を示すグ
ラフ、第9図は本発明による空気流量計の他の実
施例を示す構成図、第10図は第9図の構成にお
ける動作を示すフローチヤートである。 1……流速検知部プローブ、2……温度補償用
プローブ、5……差動増幅器、6……トランジス
タ、7……単安定マルチバイブレータ、8……タ
イマー回路、9……エンジンキースイツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流速検知用抵抗と他の抵抗とでホイートスト
    ンブリツジを構成し、前記流速検知用抵抗とこの
    流速検知用抵抗と直列に接続される第1抵抗の接
    続点および他の第2抵抗と第3抵抗の接続点から
    の各出力を差動増幅器に入力させ、この差動増幅
    器の出力によつて前記ホイートストンブリツジに
    供給する電源の電流値を制御する空気流量計にお
    いて、前記電源投入時に一定時間前記第1抵抗を
    短絡し、かつ前記流速検知用抵抗と第1抵抗との
    接続点に一定電圧を加算してなることを特徴とす
    る空気流量計。 2 前記一定電圧は空気流速が0の際における前
    記流速検知用抵抗と第1抵抗との接続点の電圧よ
    り低く設定してなる特許請求の範囲第1項記載の
    空気流量計。
JP56164132A 1981-10-16 1981-10-16 空気流量計 Granted JPS5866018A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56164132A JPS5866018A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 空気流量計
DE8282109517T DE3270148D1 (en) 1981-10-16 1982-10-14 Air flow meter
EP19820109517 EP0078427B1 (en) 1981-10-16 1982-10-14 Air flow meter

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JP56164132A JPS5866018A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 空気流量計

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Publication Number Publication Date
JPS5866018A JPS5866018A (ja) 1983-04-20
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ID=15787349

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DE (1) DE3270148D1 (ja)

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EP0078427A2 (en) 1983-05-11
EP0078427B1 (en) 1986-03-26
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