JPH0886677A - 熱式空気流量検出装置 - Google Patents
熱式空気流量検出装置Info
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- JPH0886677A JPH0886677A JP6248753A JP24875394A JPH0886677A JP H0886677 A JPH0886677 A JP H0886677A JP 6248753 A JP6248753 A JP 6248753A JP 24875394 A JP24875394 A JP 24875394A JP H0886677 A JPH0886677 A JP H0886677A
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- JP
- Japan
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- flow rate
- temperature
- intake air
- circuit
- resistor
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- Details Of Flowmeters (AREA)
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱式空気流量検出装置において、吸入空気の
流量を検出する回路と、温度を検出する回路とを設け、
各信号を加算することによって温度依存性のない流量信
号と吸気温度を別個に導出することができる。 【構成】 ブリッジ回路22は発熱抵抗9を含んで構成
され、この接続点cからは流量検出電圧V1 が出力され
る。吸気温度検出回路24は温度補償抵抗11を含んで
構成され、この接続点eからは温度検出電圧V2 が出力
される。そして、加算回路27でV1 ,V2 を加算する
ことにより、基準となる流量電圧V3 に合わせることが
でき、吸入空気の流量Qと温度Tを簡単な処理回路21
の変更によって実現することができる。
流量を検出する回路と、温度を検出する回路とを設け、
各信号を加算することによって温度依存性のない流量信
号と吸気温度を別個に導出することができる。 【構成】 ブリッジ回路22は発熱抵抗9を含んで構成
され、この接続点cからは流量検出電圧V1 が出力され
る。吸気温度検出回路24は温度補償抵抗11を含んで
構成され、この接続点eからは温度検出電圧V2 が出力
される。そして、加算回路27でV1 ,V2 を加算する
ことにより、基準となる流量電圧V3 に合わせることが
でき、吸入空気の流量Qと温度Tを簡単な処理回路21
の変更によって実現することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ン等の吸入空気流量を検出するのに好適に用いられる熱
式空気流量検出装置に関し、特に吸入空気流量と吸気温
度との両方を検出ができるようにした熱式空気流量検出
装置に関する。
ン等の吸入空気流量を検出するのに好適に用いられる熱
式空気流量検出装置に関し、特に吸入空気流量と吸気温
度との両方を検出ができるようにした熱式空気流量検出
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等では、エン
ジン本体の燃焼室内で燃料と吸入空気との混合気を燃焼
させ、その燃焼圧からエンジンの回転出力を取出すよう
にしており、燃料の噴射量を演算する上で吸入空気流量
を検出することが重要なファクターとなっている。
ジン本体の燃焼室内で燃料と吸入空気との混合気を燃焼
させ、その燃焼圧からエンジンの回転出力を取出すよう
にしており、燃料の噴射量を演算する上で吸入空気流量
を検出することが重要なファクターとなっている。
【0003】そこで、図4ないし図7により、従来技術
の熱式空気流量検出装置について説明する。
の熱式空気流量検出装置について説明する。
【0004】図において、1は吸気管2の途中に設けら
れた熱式空気流量検出装置を示し、該熱式空気流量検出
装置1は、エンジン本体の燃焼室(図示せず)に向けて
矢示A方向に流通する吸入空気の流量を検出すべく、吸
気管2の途中に取付穴2Aを介して配設されている。
れた熱式空気流量検出装置を示し、該熱式空気流量検出
装置1は、エンジン本体の燃焼室(図示せず)に向けて
矢示A方向に流通する吸入空気の流量を検出すべく、吸
気管2の途中に取付穴2Aを介して配設されている。
【0005】3は熱式空気流量検出装置1の本体部を構
成する流量計本体を示し、該流量計本体3はインサート
モールド等の手段により図5に示すように成形され、巻
線状をなす後述の基準抵抗14を巻回すべく段付き円柱
状に形成された巻線部4と、該巻線部4の基端側に位置
して略円板状に形成され、後述の端子ピン8A〜8Dが
一体的に設けられた端子部5と、巻線部4の先端側から
吸気管2の径方向に延設され、吸気管2の中心部で後述
の発熱抵抗9および温度補償抵抗11を位置決めする検
出ホルダ6と、吸気管2の外側に位置して端子部5が接
続された後述の回路ケーシング7とから大略構成されて
いる。
成する流量計本体を示し、該流量計本体3はインサート
モールド等の手段により図5に示すように成形され、巻
線状をなす後述の基準抵抗14を巻回すべく段付き円柱
状に形成された巻線部4と、該巻線部4の基端側に位置
して略円板状に形成され、後述の端子ピン8A〜8Dが
一体的に設けられた端子部5と、巻線部4の先端側から
吸気管2の径方向に延設され、吸気管2の中心部で後述
の発熱抵抗9および温度補償抵抗11を位置決めする検
出ホルダ6と、吸気管2の外側に位置して端子部5が接
続された後述の回路ケーシング7とから大略構成されて
いる。
【0006】7は吸気管2の取付穴2Aを閉塞するよう
に該吸気管2の外周側に設けられた回路ケーシングを示
し、該回路ケーシング7は絶縁性の樹脂材料等によって
形成され、その底部側には吸気管2の取付穴2Aに嵌合
する嵌合部7Aが一体的に設けられている。そして、該
回路ケーシング7は、例えばセラミック材料等からなる
絶縁基板上に後述する流量調整抵抗20および差動増幅
回路18等からなる処理回路16を実装した状態で、こ
れらを内蔵するようになっている。
に該吸気管2の外周側に設けられた回路ケーシングを示
し、該回路ケーシング7は絶縁性の樹脂材料等によって
形成され、その底部側には吸気管2の取付穴2Aに嵌合
する嵌合部7Aが一体的に設けられている。そして、該
回路ケーシング7は、例えばセラミック材料等からなる
絶縁基板上に後述する流量調整抵抗20および差動増幅
回路18等からなる処理回路16を実装した状態で、こ
れらを内蔵するようになっている。
【0007】8A,8B,8C,8Dは流量計本体3の
端子部5から軸方向に突出した4本の端子ピン(全体と
して各端子ピン8という)を示し、該各端子ピン8は流
量計本体3の巻線部4および検出ホルダ6内に埋設され
た例えば4本の端子板(図示せず)に一体化して設けら
れ、回路ケーシング7のコネクタ部(図示せず)に着脱
可能に接続されるものである。
端子部5から軸方向に突出した4本の端子ピン(全体と
して各端子ピン8という)を示し、該各端子ピン8は流
量計本体3の巻線部4および検出ホルダ6内に埋設され
た例えば4本の端子板(図示せず)に一体化して設けら
れ、回路ケーシング7のコネクタ部(図示せず)に着脱
可能に接続されるものである。
【0008】9は流量計本体3の検出ホルダ6にターミ
ナル10A,10Bを介して設けられたホットフィルム
型の発熱抵抗を示し、該発熱抵抗9は抵抗値RH を有
し、温度変化に敏感に反応して抵抗値RH が変化する白
金等の感温性材料からなり、例えば酸化アルミニウム
(以下、「アルミナ」という)等のセラミック材料から
なる絶縁性の筒体に白金線を巻回したり、白金膜を蒸着
したりして形成される小径の発熱抵抗素子によって構成
されている。そして、該発熱抵抗9はバッテリ(図示せ
ず)からの通電により、例えば240℃前,後の温度を
もって発熱した状態となり、吸気管2内を矢示A方向に
流れる吸入空気によって冷却されるときには、この吸入
空気の流量に応じて抵抗値が変化し流量の検出信号を出
力させるものである。
ナル10A,10Bを介して設けられたホットフィルム
型の発熱抵抗を示し、該発熱抵抗9は抵抗値RH を有
し、温度変化に敏感に反応して抵抗値RH が変化する白
金等の感温性材料からなり、例えば酸化アルミニウム
(以下、「アルミナ」という)等のセラミック材料から
なる絶縁性の筒体に白金線を巻回したり、白金膜を蒸着
したりして形成される小径の発熱抵抗素子によって構成
されている。そして、該発熱抵抗9はバッテリ(図示せ
ず)からの通電により、例えば240℃前,後の温度を
もって発熱した状態となり、吸気管2内を矢示A方向に
流れる吸入空気によって冷却されるときには、この吸入
空気の流量に応じて抵抗値が変化し流量の検出信号を出
力させるものである。
【0009】11は発熱抵抗9の上流側に位置して流量
計本体3の検出ホルダ6に設けられた温度補償抵抗を示
し、該温度補償抵抗11は例えばアルミナ等のセラミッ
ク材料からなる絶縁基板上にスパッタリング等の手段を
用いて白金膜を着膜形成することにより抵抗値RK を有
して形成され、白金膜の両端は前記検出ホルダ6に立設
されたターミナル12A,12B間に接続されている。
計本体3の検出ホルダ6に設けられた温度補償抵抗を示
し、該温度補償抵抗11は例えばアルミナ等のセラミッ
ク材料からなる絶縁基板上にスパッタリング等の手段を
用いて白金膜を着膜形成することにより抵抗値RK を有
して形成され、白金膜の両端は前記検出ホルダ6に立設
されたターミナル12A,12B間に接続されている。
【0010】13は流量計本体3の検出ホルダ6上に装
着される保護カバーを示し、該保護カバー13は検出ホ
ルダ6上に発熱抵抗9および温度補償抵抗11を実装し
た後に、図5中に矢印で示す如く検出ホルダ6に被着さ
れ、発熱抵抗9および温度補償抵抗11を保護すると共
に、吸入空気の流通を許すようになっている。なお、図
4中では発熱抵抗9および温度補償抵抗11を明示すべ
く、保護カバー13を検出ホルダ6から取外した状態で
示している。
着される保護カバーを示し、該保護カバー13は検出ホ
ルダ6上に発熱抵抗9および温度補償抵抗11を実装し
た後に、図5中に矢印で示す如く検出ホルダ6に被着さ
れ、発熱抵抗9および温度補償抵抗11を保護すると共
に、吸入空気の流通を許すようになっている。なお、図
4中では発熱抵抗9および温度補償抵抗11を明示すべ
く、保護カバー13を検出ホルダ6から取外した状態で
示している。
【0011】さらに、14は流量計本体3の巻線部4に
巻回された巻線抵抗からなる抵抗値R1 を有する基準抵
抗を示し、該基準抵抗14はその両端が、巻線部4に立
設されたターミナル15A,15Bに接続され、前記発
熱抵抗9に直列接続されている。ここで、前記各端子ピ
ン8のうち、端子ピン8Aはターミナル15Aに前記端
子板を介して接続され、端子ピン8Bは他の端子板を介
してターミナル15B,10Aに接続されている。ま
た、端子ピン8Cは別の端子板を介してターミナル10
B,12Bに接続され、端子ピン8Dはターミナル12
Aにさらに別の端子板を介して接続されている。
巻回された巻線抵抗からなる抵抗値R1 を有する基準抵
抗を示し、該基準抵抗14はその両端が、巻線部4に立
設されたターミナル15A,15Bに接続され、前記発
熱抵抗9に直列接続されている。ここで、前記各端子ピ
ン8のうち、端子ピン8Aはターミナル15Aに前記端
子板を介して接続され、端子ピン8Bは他の端子板を介
してターミナル15B,10Aに接続されている。ま
た、端子ピン8Cは別の端子板を介してターミナル10
B,12Bに接続され、端子ピン8Dはターミナル12
Aにさらに別の端子板を介して接続されている。
【0012】なお、前記熱式空気流量検出装置1は、自
動車用エンジン等の吸入空気流量を検出するときに、流
量計本体3の端子部5を各端子ピン8を介して回路ケー
シング7のコネクタ部に接続した状態で、流量計本体3
の検出ホルダ6等を吸気管2内に取付穴2Aを介して挿
入し、該取付穴2Aに吸気管2の外周側から回路ケーシ
ング7を取付けることによって、検出ホルダ6に設けた
発熱抵抗9および温度補償抵抗11を吸気管2の中心部
に配設される。
動車用エンジン等の吸入空気流量を検出するときに、流
量計本体3の端子部5を各端子ピン8を介して回路ケー
シング7のコネクタ部に接続した状態で、流量計本体3
の検出ホルダ6等を吸気管2内に取付穴2Aを介して挿
入し、該取付穴2Aに吸気管2の外周側から回路ケーシ
ング7を取付けることによって、検出ホルダ6に設けた
発熱抵抗9および温度補償抵抗11を吸気管2の中心部
に配設される。
【0013】次に、図6により、従来技術による熱式空
気流量検出装置1の回路構成を示して説明する。
気流量検出装置1の回路構成を示して説明する。
【0014】図中、16は流量検出用の処理回路を示
し、該処理回路16はブリッジ回路17と、該ブリッジ
回路17の崩れにより生じる電圧差を電流制御電圧Va
として出力する差動増幅回路18と、該差動増幅回路1
8から出力される電流制御電圧Va によって前記ブリッ
ジ回路17に印加される電流値を制御する電流制御用ト
ランジスタ19とから構成されている。
し、該処理回路16はブリッジ回路17と、該ブリッジ
回路17の崩れにより生じる電圧差を電流制御電圧Va
として出力する差動増幅回路18と、該差動増幅回路1
8から出力される電流制御電圧Va によって前記ブリッ
ジ回路17に印加される電流値を制御する電流制御用ト
ランジスタ19とから構成されている。
【0015】ここで、前記ブリッジ回路17は、発熱抵
抗9、温度補償抵抗11、抵抗値R1 を有する基準抵抗
14および抵抗値R2 を有する流量調整抵抗20からな
り、それぞれ対向する辺の抵抗値の積が等しくなるブリ
ッジとして構成され、発熱抵抗9と温度補償抵抗11と
の接続点aは電流制御用トランジスタ19のコレクタ側
に接続され、基準抵抗14と流量調整抵抗20との接続
点bはアースに接続されている。
抗9、温度補償抵抗11、抵抗値R1 を有する基準抵抗
14および抵抗値R2 を有する流量調整抵抗20からな
り、それぞれ対向する辺の抵抗値の積が等しくなるブリ
ッジとして構成され、発熱抵抗9と温度補償抵抗11と
の接続点aは電流制御用トランジスタ19のコレクタ側
に接続され、基準抵抗14と流量調整抵抗20との接続
点bはアースに接続されている。
【0016】また、前記ブリッジ回路17においては、
発熱抵抗9と基準抵抗14、温度補償抵抗11と流量調
整抵抗20はそれぞれ直列に接続され、それぞれの接続
点c,dは差動増幅回路18の入力端子に接続されると
共に、接続点cからは外部に位置したコントロールユニ
ット(図示せず)に接続されている。
発熱抵抗9と基準抵抗14、温度補償抵抗11と流量調
整抵抗20はそれぞれ直列に接続され、それぞれの接続
点c,dは差動増幅回路18の入力端子に接続されると
共に、接続点cからは外部に位置したコントロールユニ
ット(図示せず)に接続されている。
【0017】なお、温度補償抵抗11は、流量計本体3
の検出ホルダ6に設けられているから、発熱抵抗9の近
傍で、かつ吸入空気の流れによる影響を受けない場所に
位置しているから、該温度補償抵抗11は吸入空気の温
度の変化を抵抗値RK の変化として検出するものであ
る。
の検出ホルダ6に設けられているから、発熱抵抗9の近
傍で、かつ吸入空気の流れによる影響を受けない場所に
位置しているから、該温度補償抵抗11は吸入空気の温
度の変化を抵抗値RK の変化として検出するものであ
る。
【0018】さらに、前記電流制御用トランジスタ19
は電流制御手段としてPNP型トランジスタによって構
成され、エミッタ側がバッテリ電源VB に接続され、ベ
ース側が前記差動増幅回路18の出力側に接続され、コ
レクタ側がブリッジ回路17の接続点aに接続されてい
る。そして、該電流制御用トランジスタ19は、前記差
動増幅回路18から出力される電流制御電圧Va でベー
ス電流が変化するのに応じてコレクタ電流を制御する。
これにより、電流制御用トランジスタ19はブリッジ回
路17に印加される電流値を制御して発熱抵抗9の温度
を一定温度(例えば、240℃前,後)に保持するフィ
ードバック制御を行っている。
は電流制御手段としてPNP型トランジスタによって構
成され、エミッタ側がバッテリ電源VB に接続され、ベ
ース側が前記差動増幅回路18の出力側に接続され、コ
レクタ側がブリッジ回路17の接続点aに接続されてい
る。そして、該電流制御用トランジスタ19は、前記差
動増幅回路18から出力される電流制御電圧Va でベー
ス電流が変化するのに応じてコレクタ電流を制御する。
これにより、電流制御用トランジスタ19はブリッジ回
路17に印加される電流値を制御して発熱抵抗9の温度
を一定温度(例えば、240℃前,後)に保持するフィ
ードバック制御を行っている。
【0019】従来技術による熱式空気流量検出装置1は
このように構成されるが、発熱抵抗9を一定温度に保持
した状態で吸気管2内をエンジン本体の燃焼室に向けて
矢示A方向に吸入空気が流通するときには、この吸入空
気の流れにより発熱抵抗9が冷却されて該発熱抵抗9の
抵抗値RH が変化し、ブリッジ回路17の平衡が崩れ、
差動増幅回路18から電流制御電圧Va が電流制御用ト
ランジスタ19に出力される。そして、該電流制御用ト
ランジスタ19はこの電流制御電圧Va に基づいてブリ
ッジ回路17に印加される電流値を調整して発熱抵抗9
の温度を一定温度に保持しようとする。このとき、基準
抵抗14の両端電圧が変化して、この変化を吸入空気の
流量(出力電圧Vout )として出力することができる。
このように構成されるが、発熱抵抗9を一定温度に保持
した状態で吸気管2内をエンジン本体の燃焼室に向けて
矢示A方向に吸入空気が流通するときには、この吸入空
気の流れにより発熱抵抗9が冷却されて該発熱抵抗9の
抵抗値RH が変化し、ブリッジ回路17の平衡が崩れ、
差動増幅回路18から電流制御電圧Va が電流制御用ト
ランジスタ19に出力される。そして、該電流制御用ト
ランジスタ19はこの電流制御電圧Va に基づいてブリ
ッジ回路17に印加される電流値を調整して発熱抵抗9
の温度を一定温度に保持しようとする。このとき、基準
抵抗14の両端電圧が変化して、この変化を吸入空気の
流量(出力電圧Vout )として出力することができる。
【0020】一方、吸気温度Tが変化すると、この温度
変化は温度補償抵抗11の抵抗値RK の変化として検出
され、作動増幅回路18の入力端子には電圧差が発生し
て電流制御電圧Va を出力する。そして、電流制御用ト
ランジスタ19ではこの電流制御電圧Va に基づいてブ
リッジ回路17への印加電流を制御し、発熱抵抗9を吸
気温度Tに拘らず、一定温度に保持するようになってい
る。そして、処理回路16から出力される出力電圧Vou
t を図7の実線で示す特性線のように、温度補償して吸
気温度Tに依存しない吸入空気量を検出することができ
る。
変化は温度補償抵抗11の抵抗値RK の変化として検出
され、作動増幅回路18の入力端子には電圧差が発生し
て電流制御電圧Va を出力する。そして、電流制御用ト
ランジスタ19ではこの電流制御電圧Va に基づいてブ
リッジ回路17への印加電流を制御し、発熱抵抗9を吸
気温度Tに拘らず、一定温度に保持するようになってい
る。そして、処理回路16から出力される出力電圧Vou
t を図7の実線で示す特性線のように、温度補償して吸
気温度Tに依存しない吸入空気量を検出することができ
る。
【0021】なお、図7に示す一点鎖線の特性線は、前
記ブリッジ回路17中に温度補償抵抗11を用いていな
い場合の特性を示し、吸気温度Tの上昇に伴って出力電
圧Vout が低下するという温度依存性を有する。ここ
で、従来技術ではブリッジ回路17中に温度補償抵抗1
1を用いることにより、出力電圧Vout を実線で示す特
性線のように補正することができる。
記ブリッジ回路17中に温度補償抵抗11を用いていな
い場合の特性を示し、吸気温度Tの上昇に伴って出力電
圧Vout が低下するという温度依存性を有する。ここ
で、従来技術ではブリッジ回路17中に温度補償抵抗1
1を用いることにより、出力電圧Vout を実線で示す特
性線のように補正することができる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の北米
向け輸出車においては、OBD−IIと呼ばれる規格によ
って吸気温度Tを検出することにより、触媒の劣化診断
等を行うことが義務付けられている。このため、この規
格に合わせるためには、新しく吸気温度センサとその検
出回路とを設けなければならず、製造、加工コストおよ
び時間が嵩むという問題がある。
向け輸出車においては、OBD−IIと呼ばれる規格によ
って吸気温度Tを検出することにより、触媒の劣化診断
等を行うことが義務付けられている。このため、この規
格に合わせるためには、新しく吸気温度センサとその検
出回路とを設けなければならず、製造、加工コストおよ
び時間が嵩むという問題がある。
【0023】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は流量計本体に設けられている温
度補償抵抗によって吸気温度Tを検出し、かつ温度補償
された吸入空気量を検出することができるようにした熱
式空気流量検出装置を提供することを目的としている。
されたもので、本発明は流量計本体に設けられている温
度補償抵抗によって吸気温度Tを検出し、かつ温度補償
された吸入空気量を検出することができるようにした熱
式空気流量検出装置を提供することを目的としている。
【0024】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明が採用する熱式空気流量検出装置
は、基端側が吸気管に取付けられる流量計本体と、前記
吸気管内に位置して該流量計本体に設けられ前記吸気管
内を流れる吸入空気によって冷却される発熱抵抗と、前
記流量計本体に設けられ前記吸気管内を流れる吸入空気
の温度変化を検出する温度補償抵抗と、前記吸入空気の
流量に対応する発熱抵抗の抵抗値変化を流量信号として
検出する流量検出手段と、前記吸入空気の吸気温度に対
応する温度補償抵抗の抵抗値変化を吸気温信号として検
出する吸気温度検出手段と、前記流量検出手段から出力
される流量信号と吸気温度検出手段から出力される吸気
温信号とを加算して温度補正した真の流量信号を出力す
る加算手段とから構成したことにある。
に、請求項1の発明が採用する熱式空気流量検出装置
は、基端側が吸気管に取付けられる流量計本体と、前記
吸気管内に位置して該流量計本体に設けられ前記吸気管
内を流れる吸入空気によって冷却される発熱抵抗と、前
記流量計本体に設けられ前記吸気管内を流れる吸入空気
の温度変化を検出する温度補償抵抗と、前記吸入空気の
流量に対応する発熱抵抗の抵抗値変化を流量信号として
検出する流量検出手段と、前記吸入空気の吸気温度に対
応する温度補償抵抗の抵抗値変化を吸気温信号として検
出する吸気温度検出手段と、前記流量検出手段から出力
される流量信号と吸気温度検出手段から出力される吸気
温信号とを加算して温度補正した真の流量信号を出力す
る加算手段とから構成したことにある。
【0025】請求項2の発明では、前記流量検出手段を
発熱抵抗を含むブリッジ回路とし、前記吸気温度検出手
段を温度補償抵抗を含む直列回路としたことにある。
発熱抵抗を含むブリッジ回路とし、前記吸気温度検出手
段を温度補償抵抗を含む直列回路としたことにある。
【0026】
【作用】請求項1の発明のように構成することにより、
流量計本体に設けられた発熱抵抗の抵抗値変化を流量検
出手段によって吸入空気の流量として検出し、流量計本
体に設けられた温度補償抵抗の抵抗値変化を吸気温度検
出手段によって吸入空気の吸気温度として検出すること
ができる。また、加算手段によって流量検出手段から出
力される流量信号と吸気温度検出手段から出力される吸
気温信号とを加算することにより、流量信号が吸気温度
の上昇に対応して低下するのを補正することができ、温
度補正した真の流量信号を出力することができる。
流量計本体に設けられた発熱抵抗の抵抗値変化を流量検
出手段によって吸入空気の流量として検出し、流量計本
体に設けられた温度補償抵抗の抵抗値変化を吸気温度検
出手段によって吸入空気の吸気温度として検出すること
ができる。また、加算手段によって流量検出手段から出
力される流量信号と吸気温度検出手段から出力される吸
気温信号とを加算することにより、流量信号が吸気温度
の上昇に対応して低下するのを補正することができ、温
度補正した真の流量信号を出力することができる。
【0027】請求項2の発明では、流量検出手段を発熱
抵抗を含むブリッジ回路から構成することにより、吸入
空気の流量による冷却量を発熱抵抗の抵抗値変化として
検出して電圧値変化となる流量信号を当該ブリッジ回路
から出力することができる。また、吸気温度検出手段を
温度補償抵抗を含む直列回路から構成することにより、
吸入空気の温度変化を温度補償抵抗の抵抗値変化として
検出して電圧値変化となる吸気温信号を当該直列回路か
ら出力することができる。
抵抗を含むブリッジ回路から構成することにより、吸入
空気の流量による冷却量を発熱抵抗の抵抗値変化として
検出して電圧値変化となる流量信号を当該ブリッジ回路
から出力することができる。また、吸気温度検出手段を
温度補償抵抗を含む直列回路から構成することにより、
吸入空気の温度変化を温度補償抵抗の抵抗値変化として
検出して電圧値変化となる吸気温信号を当該直列回路か
ら出力することができる。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図3に基
づき説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する
ものとする。
づき説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する
ものとする。
【0029】図中、21は従来技術の処理回路16に替
えて回路ケーシング7内に実装される本実施例による熱
式空気流量検出装置の処理回路を示し、該処理回路21
は流量検出手段としてのブリッジ回路22と、該ブリッ
ジ回路22の崩れにより生じる電圧差を電流制御電圧V
a として出力する差動増幅回路18と、該差動増幅回路
18から出力される電流制御電圧Va によって前記ブリ
ッジ回路22に印加される電流値を制御する電流制御用
トランジスタ19と、吸気温度検出手段としての吸気温
度検出回路24と、該吸気温度検出回路24の出力側に
接続されたバッファ回路26と、該バッファ回路26か
らの温度検出電圧V2 とブリッジ回路22の接続点cか
らの流量検出電圧V1 とを加算する加算回路27とから
大略構成されている。
えて回路ケーシング7内に実装される本実施例による熱
式空気流量検出装置の処理回路を示し、該処理回路21
は流量検出手段としてのブリッジ回路22と、該ブリッ
ジ回路22の崩れにより生じる電圧差を電流制御電圧V
a として出力する差動増幅回路18と、該差動増幅回路
18から出力される電流制御電圧Va によって前記ブリ
ッジ回路22に印加される電流値を制御する電流制御用
トランジスタ19と、吸気温度検出手段としての吸気温
度検出回路24と、該吸気温度検出回路24の出力側に
接続されたバッファ回路26と、該バッファ回路26か
らの温度検出電圧V2 とブリッジ回路22の接続点cか
らの流量検出電圧V1 とを加算する加算回路27とから
大略構成されている。
【0030】ここで、前記ブリッジ回路22は、発熱抵
抗9、基準抵抗14、流量調整抵抗20および抵抗値R
3 を有する抵抗23からなり、それぞれ対向する辺の抵
抗値の積が等しくなるブリッジとして構成され、発熱抵
抗9と抵抗23との接続点aは電流制御用トランジスタ
19のコレクタ側に接続され、基準抵抗14と流量調整
抵抗20との接続点bはアースに接続されている。
抗9、基準抵抗14、流量調整抵抗20および抵抗値R
3 を有する抵抗23からなり、それぞれ対向する辺の抵
抗値の積が等しくなるブリッジとして構成され、発熱抵
抗9と抵抗23との接続点aは電流制御用トランジスタ
19のコレクタ側に接続され、基準抵抗14と流量調整
抵抗20との接続点bはアースに接続されている。
【0031】また、前記ブリッジ回路22においては、
発熱抵抗9と基準抵抗14、抵抗23と流量調整抵抗2
0はそれぞれ直列に接続され、それぞれの接続点c,d
は差動増幅回路18の入力端子に接続されると共に、接
続点cは後述する加算回路27の入力側に接続されてい
る。
発熱抵抗9と基準抵抗14、抵抗23と流量調整抵抗2
0はそれぞれ直列に接続され、それぞれの接続点c,d
は差動増幅回路18の入力端子に接続されると共に、接
続点cは後述する加算回路27の入力側に接続されてい
る。
【0032】さらに、前記電流制御用トランジスタ19
はブリッジ回路22に印加される電流値を制御して発熱
抵抗9の温度を一定温度(例えば、240℃前,後)に
保持するフィードバック制御を行っている。
はブリッジ回路22に印加される電流値を制御して発熱
抵抗9の温度を一定温度(例えば、240℃前,後)に
保持するフィードバック制御を行っている。
【0033】このように、ブリッジ回路22は従来技術
で述べた如く、発熱抵抗9を一定温度に保持するように
しているから、この状態で吸気管2内をエンジン本体の
燃焼室に向けて矢示A方向に吸入空気が流通すると、こ
の吸入空気の流れにより発熱抵抗9が冷却されて該発熱
抵抗9の抵抗値RH が変化し、ブリッジ回路22の平衡
が崩れる。また、差動増幅回路18からは電流制御電圧
Va が電流制御用トランジスタ19に出力され、該電流
制御用トランジスタ19ではこの電流制御電圧Va に基
づいてブリッジ回路22に印加される電流値を調整し、
発熱抵抗9の温度を一定温度に保持しようとする。この
とき、基準抵抗14の両端電圧が変化し、この両端電圧
を接続点cから流量検出電圧V1 として導出する。
で述べた如く、発熱抵抗9を一定温度に保持するように
しているから、この状態で吸気管2内をエンジン本体の
燃焼室に向けて矢示A方向に吸入空気が流通すると、こ
の吸入空気の流れにより発熱抵抗9が冷却されて該発熱
抵抗9の抵抗値RH が変化し、ブリッジ回路22の平衡
が崩れる。また、差動増幅回路18からは電流制御電圧
Va が電流制御用トランジスタ19に出力され、該電流
制御用トランジスタ19ではこの電流制御電圧Va に基
づいてブリッジ回路22に印加される電流値を調整し、
発熱抵抗9の温度を一定温度に保持しようとする。この
とき、基準抵抗14の両端電圧が変化し、この両端電圧
を接続点cから流量検出電圧V1 として導出する。
【0034】24は基準電圧VS (例えば5.12V)
とアースとの間に接続された吸気温度検出回路を示し、
該吸気温度検出回路24は、従来技術で述べた温度補償
抵抗11と抵抗値R4 を有する吸気温調整抵抗25とを
直列接続することにより構成され、前記温度補償抵抗1
1は従来技術と同様に、流量計本体3の検出ホルダ6に
設けられ、吸入空気の温度の変化を抵抗値RK の変化と
して検出するようになっている。そして、吸気温度Tが
高くなったときには抵抗値RK は高くなり、吸気温度T
が低くなったときには抵抗値RK は低くなるものであ
る。
とアースとの間に接続された吸気温度検出回路を示し、
該吸気温度検出回路24は、従来技術で述べた温度補償
抵抗11と抵抗値R4 を有する吸気温調整抵抗25とを
直列接続することにより構成され、前記温度補償抵抗1
1は従来技術と同様に、流量計本体3の検出ホルダ6に
設けられ、吸入空気の温度の変化を抵抗値RK の変化と
して検出するようになっている。そして、吸気温度Tが
高くなったときには抵抗値RK は高くなり、吸気温度T
が低くなったときには抵抗値RK は低くなるものであ
る。
【0035】そして、前記吸気温度検出回路24の接続
点eは外部のコントロールユニットとバッファ回路26
とに接続され、該接続点eからは吸気温信号としての吸
気温電圧VT が出力され、バッファ回路26からは吸気
温電圧VT に対応した温度検出電圧V2 が加算回路27
に出力され、吸気温度Tに対する温度検出電圧V2 の特
性は図2に示すようになる。
点eは外部のコントロールユニットとバッファ回路26
とに接続され、該接続点eからは吸気温信号としての吸
気温電圧VT が出力され、バッファ回路26からは吸気
温電圧VT に対応した温度検出電圧V2 が加算回路27
に出力され、吸気温度Tに対する温度検出電圧V2 の特
性は図2に示すようになる。
【0036】27は加算手段としての加算回路を示し、
該加算回路27はオペアンプ28と、該オペアンプ28
の非反転入力端子にそれぞれ接続された同一の抵抗値を
有する入力抵抗29,29と、出力端子と反転入力端子
との間に接続された負帰還抵抗30と、反転入力端子か
らアースに接続された抵抗31とからなる。そして、該
加算回路27では、各入力抵抗29を介して入力された
流量検出電圧V1 ,温度検出電圧V2 とを加算してオペ
アンプ28の負帰還回路によって真の流量信号となる流
量電圧V3 を出力するから下記の数1のようになる。
該加算回路27はオペアンプ28と、該オペアンプ28
の非反転入力端子にそれぞれ接続された同一の抵抗値を
有する入力抵抗29,29と、出力端子と反転入力端子
との間に接続された負帰還抵抗30と、反転入力端子か
らアースに接続された抵抗31とからなる。そして、該
加算回路27では、各入力抵抗29を介して入力された
流量検出電圧V1 ,温度検出電圧V2 とを加算してオペ
アンプ28の負帰還回路によって真の流量信号となる流
量電圧V3 を出力するから下記の数1のようになる。
【0037】
【数1】V3 =V1 +V2
【0038】即ち、流量検出電圧V1 は図7に示す温度
補償を行わない一点鎖線による特性線のように、温度上
昇に伴って流量検出電圧V1 が低下し、温度検出電圧V
2 は図2に示す特性線のように、温度上昇に伴って温度
検出電圧V2 が上昇するという特性を有しているから、
V1 ,V2 を加算することにより流量検出電圧V1 の温
度依存性を相殺でき、温度依存性を補正するようになっ
ている。
補償を行わない一点鎖線による特性線のように、温度上
昇に伴って流量検出電圧V1 が低下し、温度検出電圧V
2 は図2に示す特性線のように、温度上昇に伴って温度
検出電圧V2 が上昇するという特性を有しているから、
V1 ,V2 を加算することにより流量検出電圧V1 の温
度依存性を相殺でき、温度依存性を補正するようになっ
ている。
【0039】なお、本実施例においては、従来技術で述
べた流量計本体3および該流量計本体3に取付けられた
発熱抵抗9および温度補償抵抗11等はそのまま使用す
るものである。
べた流量計本体3および該流量計本体3に取付けられた
発熱抵抗9および温度補償抵抗11等はそのまま使用す
るものである。
【0040】ここで、本実施例の流量検出用処理回路の
動作について図3を参照しつつ説明する。
動作について図3を参照しつつ説明する。
【0041】まず、図3に示す特性は、ブリッジ回路2
2の接続点cから出力される流量検出電圧V1 の流量Q
に対する変化を吸気温度Tの変化毎に示したもので、吸
気温度Tの上昇に伴って発熱抵抗9を過熱する電流値は
少なくて済むから、流量検出電圧V1 は低下する。この
ように、流量検出電圧V1 は温度が常温T1 (例えば、
温度25℃)のときには流量検出電圧V11、温度T2 の
ときには流量検出電圧V12、…、温度が高い温度T5 の
ときには流量検出電圧V15と、温度Tの上昇に伴って流
量検出電圧V1 が小さくなる。
2の接続点cから出力される流量検出電圧V1 の流量Q
に対する変化を吸気温度Tの変化毎に示したもので、吸
気温度Tの上昇に伴って発熱抵抗9を過熱する電流値は
少なくて済むから、流量検出電圧V1 は低下する。この
ように、流量検出電圧V1 は温度が常温T1 (例えば、
温度25℃)のときには流量検出電圧V11、温度T2 の
ときには流量検出電圧V12、…、温度が高い温度T5 の
ときには流量検出電圧V15と、温度Tの上昇に伴って流
量検出電圧V1 が小さくなる。
【0042】また、吸気温度検出回路24の接続点eか
ら出力される温度検出電圧V2 が零のときを温度T1 と
し、このときの流量検出電圧V11を外部に出力される基
準となる流量電圧V3 とする。
ら出力される温度検出電圧V2 が零のときを温度T1 と
し、このときの流量検出電圧V11を外部に出力される基
準となる流量電圧V3 とする。
【0043】例えば、吸入空気が温度T4 ℃、流量Q0
のときには、ブリッジ回路23の接続点cからは流量検
出電圧V14が、吸気温度検出回路24の接続点eからは
温度検出電圧V24が加算回路27にそれぞれ出力され
る。そして、加算回路27では数1に基づいて、流量検
出電圧V14に温度検出電圧V24を加算することにより、
基準となる流量電圧V3 の線上に移動させることができ
る。そして、温度Tが高い温度T4 であっても、流量検
出電圧V14を基準となる流量電圧V3 に合わせ込むこと
ができ、温度に依存しない流量電圧V3 を出力すること
ができる。
のときには、ブリッジ回路23の接続点cからは流量検
出電圧V14が、吸気温度検出回路24の接続点eからは
温度検出電圧V24が加算回路27にそれぞれ出力され
る。そして、加算回路27では数1に基づいて、流量検
出電圧V14に温度検出電圧V24を加算することにより、
基準となる流量電圧V3 の線上に移動させることができ
る。そして、温度Tが高い温度T4 であっても、流量検
出電圧V14を基準となる流量電圧V3 に合わせ込むこと
ができ、温度に依存しない流量電圧V3 を出力すること
ができる。
【0044】然るに、本実施例においては、従来から吸
入空気の流量を検出していた熱式空気流量検出装置の温
度補償抵抗11を利用して流量Qの温度補正を行うと共
に、別個に吸気温度Tを検出するようにしたから、処理
回路21を変更することにより、簡単に吸気温度Tを検
出することができる。
入空気の流量を検出していた熱式空気流量検出装置の温
度補償抵抗11を利用して流量Qの温度補正を行うと共
に、別個に吸気温度Tを検出するようにしたから、処理
回路21を変更することにより、簡単に吸気温度Tを検
出することができる。
【0045】さらに、本実施例では回路ケーシング7内
に実装した従来技術の処理回路16を本実施例による処
理回路21に取り替えるだけでよく、新しく吸気温度セ
ンサおよびその検出回路とを別個に設ける必要がなく、
製造、加工コストおよび時間を大幅に低減することがで
きる。
に実装した従来技術の処理回路16を本実施例による処
理回路21に取り替えるだけでよく、新しく吸気温度セ
ンサおよびその検出回路とを別個に設ける必要がなく、
製造、加工コストおよび時間を大幅に低減することがで
きる。
【0046】かくして、北米向けのOBD−IIの規格に
対しても、本発明による処理回路21に変更するという
簡単な対処によって規格に適合させることができる。
対しても、本発明による処理回路21に変更するという
簡単な対処によって規格に適合させることができる。
【0047】なお、前記実施例では、基準抵抗14を流
量計本体3の巻線部4に巻回するものとして述べたが、
本発明はこれに限らず、回路ケーシング7内に実装する
ようにしてもよい。
量計本体3の巻線部4に巻回するものとして述べたが、
本発明はこれに限らず、回路ケーシング7内に実装する
ようにしてもよい。
【0048】
【発明の効果】請求項1の発明では、流量計本体に設け
られた発熱抵抗によって流量検出手段を構成し、温度補
償抵抗によって吸気温度検出手段を構成し、該各手段か
らの信号を加算手段で加算するようにしたから、発熱抵
抗の抵抗値変化を流量検出手段によって吸入空気の流量
信号として検出し、流量計本体に設けられた温度補償抵
抗の抵抗値変化を吸気温度検出手段によって吸入空気の
吸気温信号として検出することができる。また、加算手
段によって流量検出手段から出力される流量信号と吸気
温度検出手段から出力される吸気温信号とを加算するこ
とにより、流量信号が吸気温度の上昇に対応して低下す
るのを補正することができ、温度補正した真の流量信号
を出力することができ、温度に依存しない流量を正確に
検出することができる。さらに、従来からある流量計本
体の発熱抵抗と温度補償抵抗とを利用して吸入空気の流
量と吸気温を同時に検出することができ、大幅なコスト
低減を図ることができる。
られた発熱抵抗によって流量検出手段を構成し、温度補
償抵抗によって吸気温度検出手段を構成し、該各手段か
らの信号を加算手段で加算するようにしたから、発熱抵
抗の抵抗値変化を流量検出手段によって吸入空気の流量
信号として検出し、流量計本体に設けられた温度補償抵
抗の抵抗値変化を吸気温度検出手段によって吸入空気の
吸気温信号として検出することができる。また、加算手
段によって流量検出手段から出力される流量信号と吸気
温度検出手段から出力される吸気温信号とを加算するこ
とにより、流量信号が吸気温度の上昇に対応して低下す
るのを補正することができ、温度補正した真の流量信号
を出力することができ、温度に依存しない流量を正確に
検出することができる。さらに、従来からある流量計本
体の発熱抵抗と温度補償抵抗とを利用して吸入空気の流
量と吸気温を同時に検出することができ、大幅なコスト
低減を図ることができる。
【0049】請求項2の発明では、流量検出手段を発熱
抵抗を含むブリッジ回路から構成することにより、吸入
空気の流量による冷却量を発熱抵抗の抵抗値変化として
検出して電圧値変化となる流量信号を当該ブリッジ回路
から出力することができる。また、吸気温度検出手段を
温度補償抵抗を含む直列回路から構成することにより、
吸入空気の温度変化を温度補償抵抗の抵抗値変化として
検出して電圧値変化となる吸気温信号を当該直列回路か
ら出力することができる。そして、加算手段によって流
量検出手段から出力される流量信号と吸気温度検出手段
から出力される吸気温信号とを加算することにより、温
度に依存しない流量を正確に検出することができる。
抵抗を含むブリッジ回路から構成することにより、吸入
空気の流量による冷却量を発熱抵抗の抵抗値変化として
検出して電圧値変化となる流量信号を当該ブリッジ回路
から出力することができる。また、吸気温度検出手段を
温度補償抵抗を含む直列回路から構成することにより、
吸入空気の温度変化を温度補償抵抗の抵抗値変化として
検出して電圧値変化となる吸気温信号を当該直列回路か
ら出力することができる。そして、加算手段によって流
量検出手段から出力される流量信号と吸気温度検出手段
から出力される吸気温信号とを加算することにより、温
度に依存しない流量を正確に検出することができる。
【図1】本発明の実施例による熱式空気流量検出装置の
処理回路を示す回路図である。
処理回路を示す回路図である。
【図2】吸気温度Tに対する温度検出電圧V2 の変化を
示す特性線図である。
示す特性線図である。
【図3】流量Qに対する流量検出電圧V1 の吸気温度T
に対する変化を示す特性線図である。
に対する変化を示す特性線図である。
【図4】従来技術による熱式空気流量検出装置を吸気管
に取付けた状態を示す縦断面図である。
に取付けた状態を示す縦断面図である。
【図5】従来技術による流量計本体および発熱抵抗等を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図6】従来技術による熱式空気流量検出装置の処理回
路を示す回路図である。
路を示す回路図である。
【図7】吸気温度Tに対する出力電圧Vout の変化を示
す特性線図である。
す特性線図である。
3 流量計本体 9 発熱抵抗 11 温度補償抵抗 21 処理回路 22 ブリッジ回路(流量検出手段) 24 吸気温度検出回路(吸気温度検出手段) 27 加算回路 V1 流量検出電圧(流量信号) V2 温度検出電圧(吸気温信号) V3 流量電圧(真の流量信号) Va 電流制御電圧 VT 吸気温電圧 T 吸気温度
Claims (2)
- 【請求項1】 基端側が吸気管に取付けられる流量計本
体と、前記吸気管内に位置して該流量計本体に設けられ
前記吸気管内を流れる吸入空気によって冷却される発熱
抵抗と、前記流量計本体に設けられ前記吸気管内を流れ
る吸入空気の温度変化を検出する温度補償抵抗と、前記
吸入空気の流量に対応する発熱抵抗の抵抗値変化を流量
信号として検出する流量検出手段と、前記吸入空気の吸
気温度に対応する温度補償抵抗の抵抗値変化を吸気温信
号として検出する吸気温度検出手段と、前記流量検出手
段から出力される流量信号と吸気温度検出手段から出力
される吸気温信号とを加算して温度補正した真の流量信
号を出力する加算手段とから構成してなる熱式空気流量
検出装置。 - 【請求項2】 前記流量検出手段は発熱抵抗を含むブリ
ッジ回路とし、前記吸気温度検出手段は温度補償抵抗を
含む直列回路としてなる請求項1記載の熱式空気流量検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248753A JPH0886677A (ja) | 1994-09-17 | 1994-09-17 | 熱式空気流量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248753A JPH0886677A (ja) | 1994-09-17 | 1994-09-17 | 熱式空気流量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886677A true JPH0886677A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=17182868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6248753A Pending JPH0886677A (ja) | 1994-09-17 | 1994-09-17 | 熱式空気流量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0886677A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100791480B1 (ko) * | 2002-06-20 | 2008-01-03 | 기가일렉컴(주) | 열식 삽입형 유량계측 장치 |
| JP2009288153A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Denso Corp | 空気流量測定装置、空気流量補正方法、および、プログラム |
-
1994
- 1994-09-17 JP JP6248753A patent/JPH0886677A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100791480B1 (ko) * | 2002-06-20 | 2008-01-03 | 기가일렉컴(주) | 열식 삽입형 유량계측 장치 |
| JP2009288153A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Denso Corp | 空気流量測定装置、空気流量補正方法、および、プログラム |
| US8874387B2 (en) | 2008-05-30 | 2014-10-28 | Denso Corporation | Air flow measurement device and air flow correction method |
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