JPH0562932B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、感温抵抗を利用した感温式流量計か
らの信号に基づいて、流体流量を測定する装置に
関する。

＜従来の技術＞ この種の感温式流量測定装置は、自動車用内燃
機関において吸入空気流量を測定するもの等に使
用され、例えば第３図に示すようなものがある
（実開昭59−78926号参照）。

図を参照して概要を説明すると、機関の吸気通
路中に配設される白金からなる感温抵抗R_Hと抵
抗R_K，R₁，R₂，R₃とによりブリツジ回路が形成
され、このブリツジ回路へバツテリＢから抵抗
R₄を介して供給される電流は、抵抗R₂の端子電
圧と抵抗R₃の端子電圧との差、即ちブリツジ回
路の非平衡電圧に基づき、差動増幅器O_P及びト
ランジスタT_rを介して制御されるようになつて
いる。例えば吸入空気流量が増大すると、感温抵
抗R_Hがより冷却されることによりその抵抗値が
減少するが、このとき抵抗R₃の端子電圧が増大
して差動増幅器O_Pの出力が低下し、トランジス
タT_rのベース電流が増大してコレクタ電流が増
大するため、ブリツジ回路への供給電流Ｉが増大
する。つまり、上記構成からなる感温式流量計１
は流量の変化に対し、感温抵抗R_Hの端子電圧を
一定に保つように供給電流を変化させることによ
り、この供給電流に比例した抵抗R₃の端子電圧
U_nを、流体流量の信号として出力するものであ
る。

そして、前記端子電圧U_nをコントロールユニ
ツト２内のＡ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器
３を介してマイクロコンピユータ４に入力させ、
マイクロコンピユータ４により端子電圧U_nに対
応する流量を演算して測定するようになつてい
る。

また、この種の感温式流量測定装置において
は、感温抵抗R_Hと共に吸気通路中に配置した温
度補償抵抗R_Kによつて吸入空気流量の温度変化
による流量特性の変動を補償する一方、エンジン
ルーム側に配置した他の抵抗R₁，R₂，R₃の抵抗
温度係数α₁〜α₂を適当に選ぶことにより、エンジ
ンルーム内の温度変化による流量特性の変動を補
償するようにしている。

具体的には、温度変化があつてもブリツジ回路
の非平衡電圧を一定に保つようにしているわけで
ある。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、前記従来の装置においては、感
温式流量計１とコントロールユニツト２とは取付
位置が離れており、夫々の接地端子E₁，E₂は
別々のアースライン（ハーネス）を介してエンジ
ンボデイに接地されているため、各アースライン
の抵抗及び通電電流の違いにより、各接地端子
E₁，E₂における基準接地電圧V_E1，V_E2が異なつ
ている。

即ち、感温流量計１からの出力電圧U_nはV_E1を
基準とした値であるのに対し、コントロールユニ
ツト２内のＡ／Ｄ変換器３は、V_E2を基準として
いるため、前記出力電圧U_nに対しV_E1−V_E2だけ
相違した電圧として入力することとなり、流量測
定誤差を生じてしまうことがあつた。

本発明はこのような従来装置の問題点に鑑みな
されたもので、感温式流量計からの電圧信号を電
圧に比例した数のパルスを発生させ、該パルス数
を計測して流量の測定を行うことにより、接地電
圧レベルの相違の影響を受けることがなく高精度
に流量測定が行えるようにした感温式流量測定装
置を提供することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ このため本発明は、流体通路中に配置した感温
抵抗と複数の抵抗とにより形成したブリツジ回路
と、前記感温抵抗の流体流量に応じた抵抗値の変
化により変化するブリツジ回路の非平衡電圧に基
づいてブリツジ回路への供給電流を制御する制御
回路とを備え、前記供給電流に対応する電圧を流
体流量の信号として出力するようにした感温式流
量計を備え、該感温式流量計からの信号に基づい
て流体流量を測定する感温式流量測定装置におい
て、前記感温式流量計からの流量信号電圧を周期
的に読み取るための読み取り信号を出力する読み
取り信号出力回路と、 前記読み取り信号の出力に同期して読み取られ
た流量信号の電圧値に比例した数のパルスを発生
するパルス発生回路と、 前記読み取り信号出力周期の間に前記パルス発
生回路から発生するパルスの数を計数することに
より、該計数値に対応する流体流量を測定する測
定回路とを備えた構成とする。

＜作用＞ 読み取り信号出力手段から読み取り信号が出力
されるとこの信号に同期して読み取られた感温式
流量計からの流量信号の電圧値に比例した数のパ
ルスがパルス発生手段から発生する。

この読み取り信号出力周期の間に発生したパル
スの数が測定回路により計数され、該計数値に対
応する流体流量が測定される。

このように流量信号がデジタル化されたことに
より、感温式流量計側の接地電圧と測定回路側の
接地電圧とのレベルが相違していても、これに影
響されることなく高精度に流量測定を行える。

＜実施例＞ 以下に、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。

一実施例の構成を示す第１図において、感温式
流量計１の回路構成については従来と同様である
ので内部回路の図示は省略する。

マイクロコンピユータを内蔵したコントロール
ユニツト１１には内部クロツク信号に基づいて周
期的に読み取り信号を出力する回路が設けられ、
該読み取り信号が出力端子Ｏから出力される。

即ちコントロールユニツト１１は読み取り信号
出力回路を含んで構成される。

前記読み取り信号はフリツプフロツプ１２のセ
ツト端子Ｓに入力され、フリツプフロツプ１２
は、読み取り信号の入力に同期してＬレベルから
Ｈレベルに反転した作動信号を出力端子Ｑから出
力する。

前記フリツプフロツプ１２の出力端子Ｑは２つ
の抵抗R₁₁，R₁₂を介してバツテリ電圧V_Bに接続
されると共に、アンド回路１３の一方の入力端子
に接続されている。

一方、微小単位時間毎にパルスを発生する基準
信号発生回路１４が設けられ、該基準信号発生回
路１４の出力端子が前記アンド回路１３の他方の
入力端子に接続されている。

前記アンド回路１３の出力端子はコントロール
ユニツト１１の入力端子に接続されている。

前記２つの抵抗R₁₁と抵抗R₁₂との接続点は、
トランジスタT_r11のベース端子に接続され、該ト
ランジスタT_r11のエミツタ端子は、バツテリV_B
に接続され、コレクタ端子は抵抗R₁₃を介して増
幅器O_P11の−側入力端子に接続される。前記−側
入力端子は抵抗R₁₄を介して前記感温式流量計１
と同一接地レベルの接地端子Ｅに接続される。

また、増幅器O_P11の−側入力端子と出力端子の
間にはコンデンサC₁₁及びダイオードD₁₁が夫々並
列に接続されている。

ここで、増幅器O_P11と抵抗R₁₄、コンデンサC₁₁
によつてミラー積分回路が構成される。

前記増幅器O_P11の出力端子はコンパレータO_P12
の−側入力端子に接続され、コンパレータO_P12の
＋側入力端子は前記感温式流量計１の出力端子に
抵抗R₁₅を介して接続されると共に抵抗R₁₆を介
してコンパレータO_P12の出力端子に接続されてい
る。

前記コンパレータO_P12の出力端子は、直接フリ
ツプフロツプ１２のリセツト端子に接続され、コ
ンパレータO_P12の出力レベルがＨレベルとなつた
ときにフリツプフロツプ１２をリセツトして出力
端子ＱからのＨレベルの作動信号の出力を停止
（Ｌレベルに切り換え）させる。

コントロールユニツト１１は前記したように読
み取り信号の出力周期の間にアンド回路１３の出
力端子から出力されるパルスの数を計数し、該計
数値に対応した吸入空気（流体）流量を測定す
る。

ここで、後述するようにフリツプフロツプ１
２、前記ミラー積分回路、基準信号発生回路１４
及びアンド回路１３により、読み取り信号出力毎
に流体流量信号の電圧値に比例する数のパルスが
発生する。即ち、これらの回路によりパルス発生
回路が構成され、このパルス数を計数して流体流
量を測定するコントロールユニツト１１が測定回
路を含んで構成される。

次に上記本発明に係る回路による測定動作を第
２図に示したタイムチヤートに基づいて説明す
る。

コントロールユニツト１１からは読み取り信号
が周期的に出力される。

前記読み取り信号の出力に同期してフリツプフ
ロツプ１２の出力がＨレベルとなり作動信号の出
力が開始される。

これにより、トランジスタT_r11のベース端子の
入力電圧がＬレベルからＨレベルに切り換わるた
め、トランジスタT_r11がオンからオフに切り換え
られる。

この結果増幅器O_P11の−側入力端子の電位がＨ
レベルからＬレベルに切り換えられ、一方、増幅
器O_P11の＋側入力端子の電位はフリツプフロツプ
１２からの出力によりＬレベルからＨレベルに切
り換えられるので、増幅器O_P11の出力端子から電
流が出力されるが、この電流はコンデンサC₁₁と
抵抗R₁₄とを結ぶ回路に流れてコンデンサC₁₁が充
電されるので出力端子の電圧は徐々に増大する。
尚、ダイオード１１は、コンデンサC₁₁が逆向き
に充電されることを防止し、充電前に増幅器O_P11
の−側入力端子との接続点を接地レベル近傍とし
ておくため介装される（R₁₃≪R₁₄）。

ここで増幅器O_P11、抵抗R₁₄、コンデンサC₁₁か
らなるミラー積分回路のミラー効果により、増幅
器O_P11の出力電圧はフリツプフロツプ１２からの
Ｈレベルの作動信号を入力してからの経過時間に
比例した大きさとなる。

尚、抵抗R₁₄は前記したように感温式流量計１
と同一接地レベルの接地端子に接地されており、
したがつて増幅器O_P11の出力電圧はこの接地電圧
レベルから第２図に示すように直線状に漸増す
る。そして、前記増幅器O_P11からの出力電圧が感
温式流量計１の出力電圧と一致するとこれら２つ
の出力電圧を入力しているコンパレータO_P12の出
力がＨレベルからＬレベルに切り換えられる。

この結果前記フリツプフロツプ１２は、リセツ
ト端子にＬレベルのリセツト信号が入力されるた
め、出力端子Ｑからの出力がＨレベルからＬレベ
ルに切り換えられて作動信号の出力が停止する。
するとトランジスタT_r11のベース端子の入力電圧
が低下してトランジスタT_r11がオンとなり、増幅
器O_P11の−側入力端子の入力電圧が増大する一方
で＋側入力端子の入力電圧がＬレベルとなつて増
幅器O_P11の出力がＬレベルとなる。これにより、
コンデンサC₁₁は短時間で放電すると共に、コン
パレータO_P12の出力レベルが再度Ｈレベルとなつ
てフリツプフロツプ１２のリセツト端子Ｒへの入
力電圧をＨレベルに復帰する。

ここで前記したように増幅器O_P11の出力電圧は
作動信号出力時間に比例しており、かつ、該増幅
器O_P11の接地レベルと感温式流量計１との接地レ
ベルは等しいため、作動信号出力時間（パルス
巾）は感温式流量計１の出力電圧と比例した値と
なる。

一方、基準信号発生回路１４からは微小単位時
間毎にパルスが発生し、このパルスはアンド回路
１３に入力されているため、該アンド回路１３
は、前記Ｈレベルの作動信号が入力されている間
のみ、基準信号発生回路１４からのパルスに同期
したパルスを出力する。したがつてこの間のパル
スの数は作動信号出力時間、つまり、感温流量計
１からの流体流量信号の電圧値に比例した値とな
る。

そして、コントロールユニツト１１は、読み取
り信号の出力周期の間に前記アンド回路１３から
発生するパルスの数を計数とすることにより流量
を測定する。

即ち、感温式流量計１とコントロールユニツト
１１との接地レベルが相違していても、その影響
を受けることなく正確な流量測定が行えるのであ
る。

また、Ａ／Ｄ変換が不要となるため、コントロ
ールユニツト１１内のＡ／Ｄ変換器に他のアナロ
グ信号を入力させることができる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、流量信
号をパルス数でデジタル化して測定を行うように
したため、感温式流量計と、この流量信号に基づ
いて最終的に流量測定を行う回路との接地レベル
が相違していても、その影響を受けることなく正
確に流量を測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す回路
図、第２図は同上実施例の回路の信号出力を示す
タイムチヤート、第３図は従来例の構成を示す回
路図である。 １……感温式流量計、１１……コントロールユ
ニツト、１２……フリツプフロツプ、１３……ア
ンド回路、１４……基準信号発生回路、C₁₁……
コンデンサ、O_P11……増幅器、O_P12……コンパレ
ータ、R₁₁〜R₁₅……抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体通路中に配置した感温抵抗と複数の抵抗
   とにより形成したブリツジ回路と、前記感温抵抗
   の流体流量に応じた抵抗値の変化により変化する
   ブリツジ回路の非平衡電圧に基づいてブリツジ回
   路への供給電流を制御する制御回路とを備えると
   共に、前記供給電流に対応する電圧を流体流量の
   信号として出力するようにした感温式流量計を備
   え、該感温式流量計からの信号に基づいて流体流
   量を測定する感温式流量測定装置において、 前記感温式流量計からの流量信号電圧を周期的
   に読み取るための読み取り信号を出力する読み取
   り信号出力回路と、 前記読み取り信号の出力に同期して読み取られ
   た流量信号の電圧値に比例した数のパルスを発生
   するパルス発生回路と、 前記読み取り信号出力周期の間に前記パルス発
   生回路から発生するパルスの数を計数することに
   より、該計数値に対応する流体流量を測定する測
   定回路とを備えたことを特徴とする感温式流量測
   定装置。