JPH02259427A

JPH02259427A - 加熱素子型流量測定装置

Info

Publication number: JPH02259427A
Application number: JP1078255A
Authority: JP
Inventors: Masuo Akamatsu; 赤松　培雄; Masayoshi Suzuki; 鈴木　政善
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-10-22
Anticipated expiration: 2010-02-22
Also published as: JPH0715396B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は自動車等の内燃機関に吸入される空気量を測定
する加熱素子型流量測定装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に内燃機関に吸入される空気量を測定するものとし
て、圧力を測定する圧力センサ方式、吸入される空気の
動圧を受けるベーンの角度を測定するベーン方式、吸入
される空気によって冷却される加熱抵抗の供給電気量を
測定する加熱素子方式等が実用されている。

そして、応答性が良い、小型である、ＥＧＲ等の影響を
受けないといった理由から加熱素子方式がその需要を伸
ばしてきている。

そして、このような加熱素子方式としては特開昭５７−
２２５６３号公報に示されているようなものが代表的な
ものとして知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術において吸入される空気量
に対する出力特性が非線形特性である。

このため空気量の平均値と出力の平均値が必ずしも一致
せず測定精度が低いという問題点があった。

この問題点は測定装置の出力電圧値である電流検出抵抗
の電圧によって応答特性が異なることに起因しているこ
とが判明した。

したがって、測定精度を高めるためには吸入される空気
量の変化に対する出力電圧値の変化速度が出力電圧値の
大きさの影響を受けるのを少なくすれば良いことがわか
る。

（課題を解決するための手段〕本発明においては加熱抵抗体の温度を制御する温度制御
回路の入出力特性に非直線性を持たせ、その信号増幅率
を出力電圧が大きくなるに従い小さくするようにしたも
のである。

〔作用〕

本発明においては、出力電圧の増加に従い信号増幅率を
小さくするので加熱抵抗体の抵抗値変化に対する出力電
圧の変化率を小さくすることができるので出力電圧の変
化に対する応答速度を平均化することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図において、参照番号１は内燃機関の吸入空気導入
通路に配置された白金等の温度依存特性を有した加熱抵
抗体で、この加熱抵抗体１は直列接続された電流検出抵
抗体２とで分圧回路を構成している。

分圧回路の分圧出力Ｖ２（これはいわゆる出力電圧とな
ってマイクロコンピュータ等の演算装置へ送られる。）
は定温度制御回路３に送られ、この定温度制御回路３の
制御電圧Ｖｌは更に加熱抵抗体１へ帰還制御される。

そして、分圧出力ｖ２は加熱抵抗体１の抵抗値ＲＨが一
定の時に制御電圧Ｖｔと比例関係を保つようになる。

したがって、加熱抵抗体１の抵抗値Ｒ）ｌを一定に保つ
ためには定温度制御回路３の特性が直流増幅器４の特性
に近いものである必要がある。

ここで、電圧Ｖｏｓはオフセット電圧と言われるもので
、測定装置の過渡特性を決定するための要素である。

そして、定温度制御回路３の入出力特性が直線的な特性
である時、加熱抵抗体１の抵抗値ＲＨの変化量に対する
定温度制御回路３の制御電圧ｖ１の変化は分圧出力ｖ２
の大きさにより変化するようになり、これは分圧出力■
２が大きい稲麦化率が大きくなる。

すなわち、加熱抵抗体１の抵抗値ＲＨの変化に対する定
温度制御回路３の制御電圧ｖ１の変化率はオフセット電
圧Ｖｏｓと分圧出力Ｖ２によって決まり、分圧出力ｖ２
が大きい程その変化率が大きくなる。

第２図は定温度制御回路３の入出力特性が線形な時の動
作特性で、分圧出力Ｖｚの増大に伴い加熱抵抗体１の抵
抗値変化に対する動作点の移動、すなわち測定装置の出
力電圧である分圧出力Ｖ２の変化が大きくなっているこ
とが理解できる。

一方、本発明の実施例によれば分圧出力ｖ２は掛算回路
５に入力され、その出力は直流増幅器４の反転端子に入
力される。

この掛算回路５は定温度制御回路３の入出力特性に非直
線性を持たせる機能を有しており、具体的には掛算回路
５の出力を直流増幅器４の特性から減らすことにより定
温度制御回路３の入出力特性の二次導関数を常に負とす
るように作用する。

すなわち、入力である分圧出力ｖ２の値の増加に伴い定
温度制御回路３の増幅率を小さくするものである。

第３図は定温度制御回路３の入出力特性にその二次導関
数が常に負である時の測定装置の動作特性であり、分圧
出力ｖ２が増大した場合の加熱抵抗体１の抵抗値ＲＨの
変化に対する制御電圧ｖ１の変化率の増加を少なくでき
ることが理解される。

第４図は本発明の他の実施例であり、第１図に示す掛算
回路５を２段にしたものである。

第４図において、掛算回路５Ａと掛算回路５Ｂが直列に
設けられ、掛算回路５Ｂの出力は直流増幅器４の反転端
子に入力されている。

したがって、２個の掛算回路５Ａ、５Ｂによって四次関
数の出力が発生され、定温度制御回路３の入出力特性に
非直線性を与えることができる。

第５図は本発明の他の実施例であり、分圧出力ｖ２は指
数あるいは対数関数発生回路６へ入力されその出力は直
流増幅器４の反転端子に入力されている。

したがって、指数あるいは対数関数発生回路６によって
指数あるいは対数関数の出力が発生され、定温度制御回
路３の入出力特性に非直線性を与えることができる。

このように１本発明は分圧出力■２の増加に伴って制御
電圧の変化率を小さくすることによって測定精度を向上
することができる。

第６図は第１図の具体的回路構成を示す図である。

第６図において、加熱抵抗体１は制御トランジスタ８に
よって通電が制御されるようになっており、制御トラン
ジスタ９は差動増幅器１０の差動出力によって駆動され
る。そして、差動増幅器１０の反転端子は加熱抵抗体１
と並列な直列抵抗７．８の接続点と接続されている。

また分圧回路の接続部は差動増幅器１１の非反転端子に
接続されている。尚抵抗８も接続されている。更に抵抗
２は差動増幅器１１の反転端子に接続され、この反転端
子と差動増幅器１１の出力端子の間に白金等からなる温
度検知抵抗１２が接続されている。この温度検知抵抗１
２は吸入空気導入通路に設けられ、吸入空気温度の補償
を行っている。そして、差動増幅器１１の出力端子は差
動増幅器１０の非反転端子に接続されている。抵抗１３
，１４，１５．１６は調整抵抗である。

以上のような構成の定温度制御回路３は特公昭６１−１
６０２６号公報で詳細にその作動が説明しであるのでこ
こでは省略する。

そして、掛算回路５は２個のトランジスタ１７゜１８お
よびダイオード１９を主体として構成されており、各ト
ランジスタ１７．１８のベースにはダイオード１９を介
して制御電圧■ｌが供給される。ま・た各トランジスタ
１７．１８のコレクタはそれぞれ差動増幅器１１の各入
力端子に接続されている。

したがって第１図で示したように、定温度制御回路の入
出力特性の二次導関数を常に負となるように作動する。

第７図は第５図の具体的構成を示す図で、対数関数発生
器６を示している。

対数関数発生器６は演算増幅器２０、直列接続ダイオー
ド２１．２２を主体として構成されている。そして分圧
出力ｖ２は演算増幅器２ｏの非反転端子に入力され、抵
抗２は反転端子に入力されている。そして、演算増幅器
２０の出力端子と反転端子の間には直列接続ダイオード
２１．２２が接続されている。更に出力端子は抵抗２３
を介して差動増幅器１１の非反転端子に接続されている
。

尚２４は調整抵抗である。

したがって、この実施例も第５図と同様に定温度制御回
路３の入出力特性に非直線性を与えるこことができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば空気量の平均値と出
力電圧の平均値が一致するようになり、測定精度を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例になる加熱素子型流量測定装
置の構成図、第２図、第３図は定温度制御回路の入出力
特性図、第４図、第５図は本発明の他の実施例を示す構
成図、第６図は第１図の具体的回路図、第７図は第５図
の具体的回路図である。１・・・加熱抵抗体、２・・・電流検出抵抗体、３・・
・定温度制御回路、４・・・直流増幅器、５・・・掛算
回路、６・・指数あるいは対数関数回路。分圧出力■２Ｏ５分圧出力ｖ２第図第図

Claims

【特許請求の範囲】１、（ａ）、内燃機関の吸入空気導入通路に配置され、
制御出力（Ｖ＿１）によつて加熱される加熱抵抗体（１
）；（ｂ）、前記加熱抵抗体と直列に接続され、その接続部
に分圧出力（Ｖ＿２）を発生する電流検出抵抗体（２）
；（ｃ）、前記分圧出力（Ｖ＿２）に基づいて前記制御出
力（Ｖ＿１）を発生し、しかも前記分圧出力（Ｖ＿２）
と前記制御出力（Ｖ＿１）の入出力関係がその２階微分
値が常に負になるような回路で構成された温度制御回路（３）とよりなる加熱素子型流量測定装置。２、（ａ）、内燃機関の吸入空気導入通路に配置され、
制御出力（Ｖ＿１）によつて加熱される加熱抵抗体（１
）；（ｂ）、前記加熱抵抗体と直列に接続され、その接続部
に分圧出力（Ｖ＿２）を発生する電流検出抵抗体（２）
；（ｃ）、前記分圧出力（Ｖ＿２）に基づいて前記制御出
力を発生し、しかも前記分圧出力（Ｖ＿２）と前記制御出力（Ｖ＿１）の入出力関係が、
前記制御出力（Ｖ＿１）の変化率が低分圧出力側では高
分圧出力側に比べて大きく、かつ前記分圧出力（Ｖ＿２）の増加に応じて制御
出力（Ｖ＿１）が増加するような非線形性を有するよう
な回路で構成された温度制御回路（３）とよりなる加熱素子型流量測定装置。３、請求項２において、前記温度制御回路は二次以上の
高次関数発生回路を備え、前記高次関数発生回路によつ
て前記分圧出力（Ｖ＿２）と前記制御出力（Ｖ＿１）の
入出力関係に非線形性を与えるように構成された加熱素
子型流量測定装置。４、請求項２において、前記温度制御回路は少なくとも
前記分圧出力（Ｖ＿２）が入力されて前記制御出力（Ｖ
＿１）が出力される直流増幅器と、前記分圧出力（Ｖ＿
２）が入力されて前記直流増幅器の制御出力（Ｖ＿１）
を制御する高次関数発生回路とを備えている加熱素子型
流量測定装置。