JPH07139985A - 熱式空気流量測定装置 - Google Patents
熱式空気流量測定装置Info
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- JPH07139985A JPH07139985A JP5289432A JP28943293A JPH07139985A JP H07139985 A JPH07139985 A JP H07139985A JP 5289432 A JP5289432 A JP 5289432A JP 28943293 A JP28943293 A JP 28943293A JP H07139985 A JPH07139985 A JP H07139985A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は熱式空気流量測定装置の改善を目的
とする。 【構成】 本装置のホイートストンブリッジ１は空気流
体中に配設され、空気流体の流量に応じて加熱電流が流
され、この加熱電流を検出するための電流検出抵抗８０
が接続されて空気流体の流量を測定するための発熱抵抗
体５７０と、これと空気流体との温度差が一定となるよ
うに制御を行うための温度補償用抵抗体５８０とを有
し、電流検出抵抗及び発熱抵抗体の双方にかかる電圧と
電流検出抵抗にかかる電圧との比を形成する割り算回路
３は空気流体の温度を求めるのに使用される。電流検出
抵抗及び割り算回路３の出力電圧を入力する各第１及び
２の出力回路２及び４はそれぞれの出力電圧を調整して
その電圧ばらつきを防止しさらにこの電圧のＡ／Ｄ変換
可能範囲を適正にして空気流体の流量及び温度を求める
のに使用される。
とする。 【構成】 本装置のホイートストンブリッジ１は空気流
体中に配設され、空気流体の流量に応じて加熱電流が流
され、この加熱電流を検出するための電流検出抵抗８０
が接続されて空気流体の流量を測定するための発熱抵抗
体５７０と、これと空気流体との温度差が一定となるよ
うに制御を行うための温度補償用抵抗体５８０とを有
し、電流検出抵抗及び発熱抵抗体の双方にかかる電圧と
電流検出抵抗にかかる電圧との比を形成する割り算回路
３は空気流体の温度を求めるのに使用される。電流検出
抵抗及び割り算回路３の出力電圧を入力する各第１及び
２の出力回路２及び４はそれぞれの出力電圧を調整して
その電圧ばらつきを防止しさらにこの電圧のＡ／Ｄ変換
可能範囲を適正にして空気流体の流量及び温度を求める
のに使用される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流路管中を流れる気体、
例えば空気の流量を測定する気体流量測定装置に関し、
特に本発明では空気流中に配設されて感温抵抗体の両端
電圧を検出しエアフロメータ用制御回路内にてこれを演
算処理する熱式空気流量測定装置に関する。
例えば空気の流量を測定する気体流量測定装置に関し、
特に本発明では空気流中に配設されて感温抵抗体の両端
電圧を検出しエアフロメータ用制御回路内にてこれを演
算処理する熱式空気流量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より車両用エンジンにおいては、エ
ンジンに吸入される空気量に対応した燃料量をエンジン
に供給するようにこの空気量を測定するための空気流量
測定装置が搭載されている。この空気流量測定装置に用
いられている熱式流量計は発熱抵抗体と空気間の伝熱現
象を利用しおり質量流量が精度よく得られる（温度・圧
力等による補正が必要ない）ため、エンジン制御システ
ムに広く採用されている。しかし、エンジンの吸入空気
温度は−３０°Ｃから１００°Ｃまで変化し得るため高
精度なエンジン制御を行おうとした際に、吸入空気温度
の検出が必要となる。そのため、独立した温度センサー
を取り付けることが可能であるが、これでは高価になる
という問題がある。このような問題を解決する方法とし
て発熱抵抗体と温度補償用抵抗体及び固定抵抗体ととも
にホイートストンブリッジを構成して流量検出信号の他
に発熱抵抗体の抵抗値に比例する電圧を検知し演算処理
することにより流体温度を検知するようにしたものがあ
る。
ンジンに吸入される空気量に対応した燃料量をエンジン
に供給するようにこの空気量を測定するための空気流量
測定装置が搭載されている。この空気流量測定装置に用
いられている熱式流量計は発熱抵抗体と空気間の伝熱現
象を利用しおり質量流量が精度よく得られる（温度・圧
力等による補正が必要ない）ため、エンジン制御システ
ムに広く採用されている。しかし、エンジンの吸入空気
温度は−３０°Ｃから１００°Ｃまで変化し得るため高
精度なエンジン制御を行おうとした際に、吸入空気温度
の検出が必要となる。そのため、独立した温度センサー
を取り付けることが可能であるが、これでは高価になる
という問題がある。このような問題を解決する方法とし
て発熱抵抗体と温度補償用抵抗体及び固定抵抗体ととも
にホイートストンブリッジを構成して流量検出信号の他
に発熱抵抗体の抵抗値に比例する電圧を検知し演算処理
することにより流体温度を検知するようにしたものがあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記熱
式空気流量測定装置では発熱抵抗体の抵抗値に比例した
電圧と発熱抵抗体に接続した固定抵抗の両端電圧をＡ／
Ｄ変換器（Analog to Digital Converter)を介してマイ
クロコンピュータに取り込んだ後、演算処理により流量
と流体温度を検知できるが、発熱抵抗体の両端電圧は個
々の製品によりバラツキがあり、その都度マイクロコン
ピュータでの定数変更が必要となり生産性が悪いという
問題がある。また、発熱抵抗体の両端電圧変化が小さく
増幅せずにＡ／Ｄ変換すると変換誤差が大きく精度が悪
いという問題がある。
式空気流量測定装置では発熱抵抗体の抵抗値に比例した
電圧と発熱抵抗体に接続した固定抵抗の両端電圧をＡ／
Ｄ変換器（Analog to Digital Converter)を介してマイ
クロコンピュータに取り込んだ後、演算処理により流量
と流体温度を検知できるが、発熱抵抗体の両端電圧は個
々の製品によりバラツキがあり、その都度マイクロコン
ピュータでの定数変更が必要となり生産性が悪いという
問題がある。また、発熱抵抗体の両端電圧変化が小さく
増幅せずにＡ／Ｄ変換すると変換誤差が大きく精度が悪
いという問題がある。
【０００４】したがって、本発明は、上記問題点に鑑
み、生産、検出精度、コストを悪化させることなく、吸
気流量のみならず吸気温度をも同時に検知できる熱式空
気流量測定装置を提供することを目的とする。
み、生産、検出精度、コストを悪化させることなく、吸
気流量のみならず吸気温度をも同時に検知できる熱式空
気流量測定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、空気流体中に配設されかつ加熱電流が
流される発熱抵抗体と、空気流体の温度に応じて抵抗値
が変化し発熱抵抗体との温度差が一定となるように制御
を行うための温度補償用抵抗体とからなるホイートスト
ンブリッジを有する熱式空気流量測定装置において、前
記ホイートストンブリッジ内の感温抵抗体の抵抗値に比
例した電圧と感温抵抗体に接続した固体抵抗の両端電圧
との比から空気流体温度に対応する空気流体温度電圧を
求める演算回路と、前記空気流体温度電圧についてその
ばらつきを防止するために調整できかつＡ／Ｄ変換可能
範囲を適正にするために増幅する出力回路とを備える。
解決するために、空気流体中に配設されかつ加熱電流が
流される発熱抵抗体と、空気流体の温度に応じて抵抗値
が変化し発熱抵抗体との温度差が一定となるように制御
を行うための温度補償用抵抗体とからなるホイートスト
ンブリッジを有する熱式空気流量測定装置において、前
記ホイートストンブリッジ内の感温抵抗体の抵抗値に比
例した電圧と感温抵抗体に接続した固体抵抗の両端電圧
との比から空気流体温度に対応する空気流体温度電圧を
求める演算回路と、前記空気流体温度電圧についてその
ばらつきを防止するために調整できかつＡ／Ｄ変換可能
範囲を適正にするために増幅する出力回路とを備える。
【０００６】
【作用】本発明の熱式空気流量測定装置によれば、従来
回路に演算回路を追加することにより空気流体の流量の
みならず空気流体の温度をも同時に検知でき、空気流体
の流量及び温度に対応する電圧変動を防止できることに
より発熱抵抗体、温度補償抵抗体等の製品のばらつきに
ついてマイクロコンピュータでの従来のような処理が不
要となり、生産性が向上し、空気流体の流量及び温度に
対応する電圧についてＡ／Ｄ変換可能範囲を適正にでき
そのゼロ・スパン調整ができ、変換誤差が向上する。
回路に演算回路を追加することにより空気流体の流量の
みならず空気流体の温度をも同時に検知でき、空気流体
の流量及び温度に対応する電圧変動を防止できることに
より発熱抵抗体、温度補償抵抗体等の製品のばらつきに
ついてマイクロコンピュータでの従来のような処理が不
要となり、生産性が向上し、空気流体の流量及び温度に
対応する電圧についてＡ／Ｄ変換可能範囲を適正にでき
そのゼロ・スパン調整ができ、変換誤差が向上する。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の実施例に係る熱式空気流量測
定装置の回路を示す図である。本図に示すように、熱式
空気流量測定装置の回路において車載バッテリからの端
子は貫通コンデンサ５４を通過して、パワートランジス
タ６１のコレクタ端子に接続されている。センサ５７
０、５８０は空気流中に配設される感温抵抗体であり、
ほぼ同一抵抗値である。このセンサ５７０は発熱抵抗体
として加熱電流が流され、センサ５８０は温度補償用抵
抗体として空気流の温度に応じて温度が変化しセンサ５
７０の発熱抵抗体との温度差が一定になるように制御を
行うのに用いられる。
説明する。図１は本発明の実施例に係る熱式空気流量測
定装置の回路を示す図である。本図に示すように、熱式
空気流量測定装置の回路において車載バッテリからの端
子は貫通コンデンサ５４を通過して、パワートランジス
タ６１のコレクタ端子に接続されている。センサ５７
０、５８０は空気流中に配設される感温抵抗体であり、
ほぼ同一抵抗値である。このセンサ５７０は発熱抵抗体
として加熱電流が流され、センサ５８０は温度補償用抵
抗体として空気流の温度に応じて温度が変化しセンサ５
７０の発熱抵抗体との温度差が一定になるように制御を
行うのに用いられる。
【０００８】第１の固定抵抗器８０はセンサ５７０に流
れる電流を電圧に変換して検出する。分圧抵抗器８１及
び８２はセンサ５７０の両端電圧を分圧するための分圧
回路を構成する。第２の固定抵抗器８３及び第３の固定
抵抗器８４は直列接続されセンサ５８０に流れる電流を
電圧に変換して検出する。分圧抵抗器８５及び８６は基
準電圧源８９の出力電圧ＶＲを分圧するための分圧回路
を構成する。熱式空気流量測定装置の回路にはオペアン
プ９０、９１、及び９２が設けられる。オペアンプ９０
の出力端子は、パワートランジスタ６１のベースに接続
されている。また、オペアンプ９１の出力端子は、オペ
アンプ９１の反転入力端子に接続されており、ボルテー
ジフォロワ回路となっている。本図に示される回路にお
いて、オペアンプ９０、９１と８０〜８４及び５０、５
１、５２、５３、６１、５７０、５８０の素子で構成さ
れる回路がホイートストンブリッジ回路及びその制御回
路１である。そして、オペアンプ９２と、８５〜８９の
素子で構成される回路がホイートストンブリッジ回路及
び制御回路１から流量と相関をもった電圧として検出さ
れる電圧Ｖ１を増幅し出力電圧ＶＧを出力するための第
１の出力回路２である。
れる電流を電圧に変換して検出する。分圧抵抗器８１及
び８２はセンサ５７０の両端電圧を分圧するための分圧
回路を構成する。第２の固定抵抗器８３及び第３の固定
抵抗器８４は直列接続されセンサ５８０に流れる電流を
電圧に変換して検出する。分圧抵抗器８５及び８６は基
準電圧源８９の出力電圧ＶＲを分圧するための分圧回路
を構成する。熱式空気流量測定装置の回路にはオペアン
プ９０、９１、及び９２が設けられる。オペアンプ９０
の出力端子は、パワートランジスタ６１のベースに接続
されている。また、オペアンプ９１の出力端子は、オペ
アンプ９１の反転入力端子に接続されており、ボルテー
ジフォロワ回路となっている。本図に示される回路にお
いて、オペアンプ９０、９１と８０〜８４及び５０、５
１、５２、５３、６１、５７０、５８０の素子で構成さ
れる回路がホイートストンブリッジ回路及びその制御回
路１である。そして、オペアンプ９２と、８５〜８９の
素子で構成される回路がホイートストンブリッジ回路及
び制御回路１から流量と相関をもった電圧として検出さ
れる電圧Ｖ１を増幅し出力電圧ＶＧを出力するための第
１の出力回路２である。
【０００９】さらに、オペアンプ９５と掛け算器９６及
び９３、９４、９７の素子はこれらがホイートストンブ
リッジ回路及び制御回路１から吸気温度と相関をもった
電圧として検出される電圧比Ｖ３／Ｖ１を出力するため
の割り算回路３を構成する。そして、オペアンプ１０３
と、９８から１０２の素子で構成される回路は、割り算
回路３から吸気温度と相関をもった電圧として検出され
る電圧Ｖ６を増幅し吸気温度信号ＶT を出力するための
第２の出力回路４である。以下に本実施例の動作を説明
する。
び９３、９４、９７の素子はこれらがホイートストンブ
リッジ回路及び制御回路１から吸気温度と相関をもった
電圧として検出される電圧比Ｖ３／Ｖ１を出力するため
の割り算回路３を構成する。そして、オペアンプ１０３
と、９８から１０２の素子で構成される回路は、割り算
回路３から吸気温度と相関をもった電圧として検出され
る電圧Ｖ６を増幅し吸気温度信号ＶT を出力するための
第２の出力回路４である。以下に本実施例の動作を説明
する。
【００１０】図１において、まずホイートストンブリッ
ジ回路及び制御回路１について説明する。ここで、図中
のＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、ＶＧはその記号の付してあ
る部分の電圧を示してある。センサ５７０及び５８０を
含むブリッジ回路に電圧が印加されると、オペアンプ９
０の非反転入力端子にはＶ１、反転入力端子には電圧Ｖ
２が発生する。ここで、電圧Ｖ１＞Ｖ２となっていると
き、オペアンプ９０の出力電圧Ｖ４は上昇する。する
と、パワートランジスタ６１のエミッタ電圧Ｖ３も上昇
する。この電圧Ｖ３の上昇によって、センサ５７０を流
れる電流は上昇し、センサ５７０の温度は上昇する。こ
の結果、センサ５７０の抵抗値は上昇し、電圧Ｖ１は低
下する。
ジ回路及び制御回路１について説明する。ここで、図中
のＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、ＶＧはその記号の付してあ
る部分の電圧を示してある。センサ５７０及び５８０を
含むブリッジ回路に電圧が印加されると、オペアンプ９
０の非反転入力端子にはＶ１、反転入力端子には電圧Ｖ
２が発生する。ここで、電圧Ｖ１＞Ｖ２となっていると
き、オペアンプ９０の出力電圧Ｖ４は上昇する。する
と、パワートランジスタ６１のエミッタ電圧Ｖ３も上昇
する。この電圧Ｖ３の上昇によって、センサ５７０を流
れる電流は上昇し、センサ５７０の温度は上昇する。こ
の結果、センサ５７０の抵抗値は上昇し、電圧Ｖ１は低
下する。
【００１１】電圧Ｖ１が低下し、Ｖ１＜Ｖ２となると、
オペアンプ９０の出力電圧Ｖ４は低下する。このため、
パワートランジスタ６１のエミッタ電圧Ｖ３も低下す
る。この電圧Ｖ３の低下によって、センサ５７０を流れ
る電流は低下し、センサ５７０の温度は低下する。この
結果、センサ５７０の抵抗値は低下し、電圧Ｖ１は上昇
する。そして、再びＶ１＞Ｖ２となると、上記制御を実
行する。
オペアンプ９０の出力電圧Ｖ４は低下する。このため、
パワートランジスタ６１のエミッタ電圧Ｖ３も低下す
る。この電圧Ｖ３の低下によって、センサ５７０を流れ
る電流は低下し、センサ５７０の温度は低下する。この
結果、センサ５７０の抵抗値は低下し、電圧Ｖ１は上昇
する。そして、再びＶ１＞Ｖ２となると、上記制御を実
行する。
【００１２】このように、オペアンプ９０の出力Ｖ４
が、Ｖ１＝Ｖ２となるようにパワートランジスタ６１を
制御する。ここで、センサ５８０は自己発熱しないよう
にそこに加わる電圧が調整されている。つまり、センサ
５８０の両端に加わる電圧は、センサ５７０の両端に加
わる電圧（Ｖ３−Ｖ１）の数分の一程度となるように設
定している。これによって、センサ５８０の温度が、流
量計内を流れる空気の温度とほぼ等しくなり、センサ５
８０は温度測定用として使用される。
が、Ｖ１＝Ｖ２となるようにパワートランジスタ６１を
制御する。ここで、センサ５８０は自己発熱しないよう
にそこに加わる電圧が調整されている。つまり、センサ
５８０の両端に加わる電圧は、センサ５７０の両端に加
わる電圧（Ｖ３−Ｖ１）の数分の一程度となるように設
定している。これによって、センサ５８０の温度が、流
量計内を流れる空気の温度とほぼ等しくなり、センサ５
８０は温度測定用として使用される。
【００１３】一方、センサ５７０に流れる加熱電流を
Ｉ、センサ５７０の抵抗値をＲＨとすると、センサ５７
０はＩ2 ・ＲＨの電力を消費し、発熱する。この発熱電
力Ｉ2・ＲＨは空気流路を流れる空気に放熱されるの
で、この流路を流れる吸気流量が多いか、少ないかによ
って空気に奪われる熱量が変化してくる。このため、空
気量に応じて温度が変化し、抵抗値ＲＨも変化しようと
するが、センサ５７０の抵抗値ＲＨが変わらないように
オペアンプ９０がパワートランジスタ６１からの通電量
を制御する。つまり、空気流量に応じて加熱電流Ｉを変
化させることにより、Ｉ2 ・ＲＨを変化させＲＨが常に
所定抵抗値になるように制御される。
Ｉ、センサ５７０の抵抗値をＲＨとすると、センサ５７
０はＩ2 ・ＲＨの電力を消費し、発熱する。この発熱電
力Ｉ2・ＲＨは空気流路を流れる空気に放熱されるの
で、この流路を流れる吸気流量が多いか、少ないかによ
って空気に奪われる熱量が変化してくる。このため、空
気量に応じて温度が変化し、抵抗値ＲＨも変化しようと
するが、センサ５７０の抵抗値ＲＨが変わらないように
オペアンプ９０がパワートランジスタ６１からの通電量
を制御する。つまり、空気流量に応じて加熱電流Ｉを変
化させることにより、Ｉ2 ・ＲＨを変化させＲＨが常に
所定抵抗値になるように制御される。
【００１４】したがって、この加熱電流Ｉは空気流量に
相関を持った値となり、電流検出抵抗８０によって電圧
Ｖ１に変換され、出力される。次に第１の出力回路２に
ついて説明する。第１の出力回路２は、前述のように、
オペアンプ９２、抵抗８５から８８、電源８９で構成さ
れている。第１の出力回路２はホイートストンブリッジ
回路及び制御回路１から流量に相関をもった電圧Ｖ１を
オペアンプ９２の非反転入力し、抵抗８７、８８によっ
て決定される増幅度によって電圧Ｖ１を増幅する。さら
に、抵抗８５、８６によって電圧源８９の出力電圧ＶＲ
を分圧し、この分圧された電圧Ｖ５と抵抗８７、８８の
比との積によって得られる電圧が、上記増幅された電圧
から差し引かれる。そして、この差し引かれた電圧値が
出力電圧ＶＧとして出力される。
相関を持った値となり、電流検出抵抗８０によって電圧
Ｖ１に変換され、出力される。次に第１の出力回路２に
ついて説明する。第１の出力回路２は、前述のように、
オペアンプ９２、抵抗８５から８８、電源８９で構成さ
れている。第１の出力回路２はホイートストンブリッジ
回路及び制御回路１から流量に相関をもった電圧Ｖ１を
オペアンプ９２の非反転入力し、抵抗８７、８８によっ
て決定される増幅度によって電圧Ｖ１を増幅する。さら
に、抵抗８５、８６によって電圧源８９の出力電圧ＶＲ
を分圧し、この分圧された電圧Ｖ５と抵抗８７、８８の
比との積によって得られる電圧が、上記増幅された電圧
から差し引かれる。そして、この差し引かれた電圧値が
出力電圧ＶＧとして出力される。
【００１５】上記に示されるように、第１の出力回路２
は電圧増幅作用を有する。また、この第１の出力回路２
は、個々の製品に固有のＶＩのばらつきをなくすること
ができるように、Ｖ５及び抵抗８７、８８の抵抗値を調
整可能となっている。これによって、出力電圧ＶＧをＡ
／Ｄ変化するＡ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換可能範囲に合わ
せた出力電圧（ゼロ・スパン調整された）を出力するこ
とができ、Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換可能範囲を無駄な
く使ってＡ／Ｄ変換時のビット誤差を小さくしている。
は電圧増幅作用を有する。また、この第１の出力回路２
は、個々の製品に固有のＶＩのばらつきをなくすること
ができるように、Ｖ５及び抵抗８７、８８の抵抗値を調
整可能となっている。これによって、出力電圧ＶＧをＡ
／Ｄ変化するＡ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換可能範囲に合わ
せた出力電圧（ゼロ・スパン調整された）を出力するこ
とができ、Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換可能範囲を無駄な
く使ってＡ／Ｄ変換時のビット誤差を小さくしている。
【００１６】次に割り算回路３について説明する。割り
算回路３は、前述のように、オペアンプ９５と、掛け算
器９６と、抵抗９３、９４、電源９７で構成されてい
る。この割り算回路３はホイートストンブリッジ回路及
び制御回路１からの電圧Ｖ１及び電圧Ｖ３を抵抗値９
３、９４によって決定される増幅度によって、Ｖ３／Ｖ
１を増幅する。抵抗９３、９４の抵抗値をＲ１、Ｒ２と
すると、割り算回路３の出力Ｖ６＝（Ｒ２／Ｒ１）×
（Ｖ３／Ｖ１）として出力される。
算回路３は、前述のように、オペアンプ９５と、掛け算
器９６と、抵抗９３、９４、電源９７で構成されてい
る。この割り算回路３はホイートストンブリッジ回路及
び制御回路１からの電圧Ｖ１及び電圧Ｖ３を抵抗値９
３、９４によって決定される増幅度によって、Ｖ３／Ｖ
１を増幅する。抵抗９３、９４の抵抗値をＲ１、Ｒ２と
すると、割り算回路３の出力Ｖ６＝（Ｒ２／Ｒ１）×
（Ｖ３／Ｖ１）として出力される。
【００１７】次に第２の出力回路４について説明する。
第２の出力回路４は、前述のように、オペアンプ１０３
と抵抗９８から１０１、電源１０２で構成される。この
第２の出力回路４は割り算回路３から吸気温度に相関を
もった電圧Ｖ６をオペアンプ１０３の非反転入力端子に
入力し、抵抗１００、１０１に決定される増幅度によっ
て電圧Ｖ６を増幅する。さらに、抵抗９８、９９によっ
て電圧源１０２の出力電圧ＶＲを分圧し、この分圧され
た電圧Ｖ７と抵抗１００、１０１の比との積によって得
られる電圧が、上記の増幅された電圧から差し引かれ
る。そして、この差し引かれた電圧値が出力電圧Ｖt と
して出力される。
第２の出力回路４は、前述のように、オペアンプ１０３
と抵抗９８から１０１、電源１０２で構成される。この
第２の出力回路４は割り算回路３から吸気温度に相関を
もった電圧Ｖ６をオペアンプ１０３の非反転入力端子に
入力し、抵抗１００、１０１に決定される増幅度によっ
て電圧Ｖ６を増幅する。さらに、抵抗９８、９９によっ
て電圧源１０２の出力電圧ＶＲを分圧し、この分圧され
た電圧Ｖ７と抵抗１００、１０１の比との積によって得
られる電圧が、上記の増幅された電圧から差し引かれ
る。そして、この差し引かれた電圧値が出力電圧Ｖt と
して出力される。
【００１８】上記に示されるように、第２の出力回路４
は、電圧増幅作用を有する。また、この第２の出力回路
４の、個々の製品に固有のＶ６のばらつきをなくすこと
ができるように、Ｖ７及び抵抗１００、１０１の抵抗値
を調整可能となっている。これによって、出力電圧ＶT
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換可能範囲に
合わせた出力電圧（ゼロ・スパン調整された）を出力す
ることができ、Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換範囲を無駄な
く使ってＡ／Ｄ変換時のビット誤差を小さくしている。
は、電圧増幅作用を有する。また、この第２の出力回路
４の、個々の製品に固有のＶ６のばらつきをなくすこと
ができるように、Ｖ７及び抵抗１００、１０１の抵抗値
を調整可能となっている。これによって、出力電圧ＶT
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換可能範囲に
合わせた出力電圧（ゼロ・スパン調整された）を出力す
ることができ、Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換範囲を無駄な
く使ってＡ／Ｄ変換時のビット誤差を小さくしている。
【００１９】次に、この図１により本発明の吸気温度測
定方法について説明する。センサ５７０（発熱抵抗体）
の０°Ｃ抵抗値をＲＨ０、温度係数をＫＨ、センサ５７
０の発熱時の抵抗値をＲＨ、固定電流検出抵抗８０の抵
抗値をＲＭ、吸気温度をＴＡ、吸気温度に対して一定温
度だけセンサ５７０を発熱させる制御温度をΔＴとする
と、 ＲＨ＝ＲＨ０×｛１＋ＫＨ×（ＴＡ＋ΔＴ）｝ …（１） となる。
定方法について説明する。センサ５７０（発熱抵抗体）
の０°Ｃ抵抗値をＲＨ０、温度係数をＫＨ、センサ５７
０の発熱時の抵抗値をＲＨ、固定電流検出抵抗８０の抵
抗値をＲＭ、吸気温度をＴＡ、吸気温度に対して一定温
度だけセンサ５７０を発熱させる制御温度をΔＴとする
と、 ＲＨ＝ＲＨ０×｛１＋ＫＨ×（ＴＡ＋ΔＴ）｝ …（１） となる。
【００２０】一方、抵抗値ＲＭの電流検出抵抗８０の両
端電圧をＶ１とし、発熱抵抗体５７０の抵抗値ＲＨとＧ
ＮＤ間電圧をＶ３とすると、 ＲＨ＝（Ｖ３−Ｖ１）×ＲＭ／Ｖ１ …（２） （２）式を（１）に代入すると、 ＴＡ＝｛（Ｖ３−Ｖ１）×ＲＭ｝／（Ｖ１×ＲＨ０×Ｋ
Ｈ）−１／ＫＨ−ΔＴ となる。
端電圧をＶ１とし、発熱抵抗体５７０の抵抗値ＲＨとＧ
ＮＤ間電圧をＶ３とすると、 ＲＨ＝（Ｖ３−Ｖ１）×ＲＭ／Ｖ１ …（２） （２）式を（１）に代入すると、 ＴＡ＝｛（Ｖ３−Ｖ１）×ＲＭ｝／（Ｖ１×ＲＨ０×Ｋ
Ｈ）−１／ＫＨ−ΔＴ となる。
【００２１】抵抗値ＲＭ、ＲＨ０及び温度係数ＫＨ、制
御温度ΔＴが既知であれば、吸気温度ＴＡはＶ３／Ｖ１
より検知することが可能となる。図２は本発明の別の実
施例に係る熱式空気流量測定装置の回路を示す図であ
る。本図に示す構成で図１の構成と異なるものには、パ
ワートランジスタ６１のエミッタ端子と抵抗９３との接
続の代わりにオペアンプ９１の出力と抵抗９３との接続
があり、また掛け算器９６への一方の入力としてのＶ１
の代わりにＶ９を用いることがある。すなわち、前記実
施例では、センサ５７０（発熱抵抗体）の抵抗値に比例
した電圧Ｖ３とセンサ５７０に接続した固定電流検出抵
抗８０の両端電圧Ｖ１より演算処理して吸気温度を検出
するものであるが、同様に、図２に示すように、センサ
５８０（温度補償用抵抗体）の抵抗値に比例した電圧Ｖ
８とセンサ５８０に接続した固定抵抗８３、８４の両端
電圧Ｖ９より演算処理しても前記と同様に吸気温度を検
出することが検出可能である。つまり、吸気温度検出用
に吸気温センサを独立に取り付けることなく吸気温度が
可能となり、流体温度検出用感温抵抗体で検出された温
度に対して常に一定温度差だけ制御電流により加熱され
る温度依存性の感温抵抗体の両端の電圧割り算値に応じ
た出力を取り出すことにより高応答、高精度で、なおか
つ経時劣化の少ない吸気温度の検出が可能となる。
御温度ΔＴが既知であれば、吸気温度ＴＡはＶ３／Ｖ１
より検知することが可能となる。図２は本発明の別の実
施例に係る熱式空気流量測定装置の回路を示す図であ
る。本図に示す構成で図１の構成と異なるものには、パ
ワートランジスタ６１のエミッタ端子と抵抗９３との接
続の代わりにオペアンプ９１の出力と抵抗９３との接続
があり、また掛け算器９６への一方の入力としてのＶ１
の代わりにＶ９を用いることがある。すなわち、前記実
施例では、センサ５７０（発熱抵抗体）の抵抗値に比例
した電圧Ｖ３とセンサ５７０に接続した固定電流検出抵
抗８０の両端電圧Ｖ１より演算処理して吸気温度を検出
するものであるが、同様に、図２に示すように、センサ
５８０（温度補償用抵抗体）の抵抗値に比例した電圧Ｖ
８とセンサ５８０に接続した固定抵抗８３、８４の両端
電圧Ｖ９より演算処理しても前記と同様に吸気温度を検
出することが検出可能である。つまり、吸気温度検出用
に吸気温センサを独立に取り付けることなく吸気温度が
可能となり、流体温度検出用感温抵抗体で検出された温
度に対して常に一定温度差だけ制御電流により加熱され
る温度依存性の感温抵抗体の両端の電圧割り算値に応じ
た出力を取り出すことにより高応答、高精度で、なおか
つ経時劣化の少ない吸気温度の検出が可能となる。
【００２２】図３は図１のホイートストンブリッジ及び
制御回路１の変形を示す図である。本図に示すように、
図１に示す回路以外でもホイートストンブリッジ構成を
有する回路であれば、前記と同様に吸気温度を検出する
ことが可能である。
制御回路１の変形を示す図である。本図に示すように、
図１に示す回路以外でもホイートストンブリッジ構成を
有する回路であれば、前記と同様に吸気温度を検出する
ことが可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来回路に割り算回路を追加することにより空気流体の流
量のみならず空気流体の温度をも同時に検知でき、空気
流体の流量及び温度に対応する電圧変動を防止できるの
で、発熱抵抗体、温度補償抵抗体等の製品のばらつきに
ついてマイクロコンピュータでの従来のような処理が不
要となり、生産性が向上し、空気流体の流量及び温度に
対応する電圧についてＡ／Ｄ変換可能範囲を適正にでき
そのゼロ・スパン調整ができ、変換誤差が向上する。
来回路に割り算回路を追加することにより空気流体の流
量のみならず空気流体の温度をも同時に検知でき、空気
流体の流量及び温度に対応する電圧変動を防止できるの
で、発熱抵抗体、温度補償抵抗体等の製品のばらつきに
ついてマイクロコンピュータでの従来のような処理が不
要となり、生産性が向上し、空気流体の流量及び温度に
対応する電圧についてＡ／Ｄ変換可能範囲を適正にでき
そのゼロ・スパン調整ができ、変換誤差が向上する。
【図１】本発明の実施例に係る熱式空気流量測定装置の
回路を示す図である。
回路を示す図である。
【図２】本発明の別の実施例に係る熱式空気流量測定装
置の回路を示す図である。
置の回路を示す図である。
【図３】図１のホイートストンブリッジ及び制御回路１
の変形を示す図である。
の変形を示す図である。
１…ホイートストンブリッジ回路及び制御回路 ２…第１の出力回路 ３…割り算回路 ４…第２の出力回路 ６１…パワートランジスタ ８０…電流検出抵抗 ５７０…発熱抵抗体 ５８０…温度補償用抵抗体
Claims (4)
- 【請求項１】 空気流体中に配設されかつ加熱電流が流
される発熱抵抗体と、空気流体の温度に応じて抵抗値が
変化し発熱抵抗体との温度差が一定となるように制御を
行うための温度補償用抵抗体とからなるホイートストン
ブリッジを有する熱式空気流量測定装置において、 前記ホイートストンブリッジ内の感温抵抗体の抵抗値に
比例した電圧と感温抵抗体に接続した固体抵抗の両端電
圧との比から空気流体温度に対応する空気流体温度電圧
を求める演算回路と、 前記空気流体温度電圧についてそのばらつきを防止する
ために調整できかつＡ／Ｄ変換可能範囲を適正にするた
めに増幅する出力回路とを備える熱式空気流量測定装
置。 - 【請求項２】 請求項１の発明において、感温抵抗体は
吸気温度に対して一定温度に発熱する発熱抵抗体である
熱式空気流量測定装置。 - 【請求項３】 請求項１の発明において、感温抵抗体は
吸気温度と同一温度である温度補償用抵抗体とする熱式
空気流量測定装置。 - 【請求項４】 請求項１の発明において、演算は制御回
路内のアナログ回路において行う熱式空気流量測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289432A JPH07139985A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 熱式空気流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289432A JPH07139985A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 熱式空気流量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139985A true JPH07139985A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17743175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5289432A Pending JPH07139985A (ja) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | 熱式空気流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07139985A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6786088B2 (en) | 2002-02-20 | 2004-09-07 | Hitachi, Ltd. | Gas flow rate measuring apparatus |
| KR100486141B1 (ko) * | 2001-06-05 | 2005-04-28 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 열식유량 검출장치 |
| JP2013064624A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用熱式流量センサ |
| CN119354291A (zh) * | 2024-09-09 | 2025-01-24 | 东南大学 | 一种补偿热式流量计工艺误差的低自热恒温差控制电路及控制方法 |
-
1993
- 1993-11-18 JP JP5289432A patent/JPH07139985A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100486141B1 (ko) * | 2001-06-05 | 2005-04-28 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 열식유량 검출장치 |
| US6786088B2 (en) | 2002-02-20 | 2004-09-07 | Hitachi, Ltd. | Gas flow rate measuring apparatus |
| JP2013064624A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用熱式流量センサ |
| CN119354291A (zh) * | 2024-09-09 | 2025-01-24 | 东南大学 | 一种补偿热式流量计工艺误差的低自热恒温差控制电路及控制方法 |
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