JPH09500969A - 温度依存性の加熱形センサ抵抗を過熱から保護するための方法及びその回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内燃機関の吸気管内には温度センサ抵抗（Ｒｔ）とセンサ抵抗（Ｒｈ）が設けられ、この２つの抵抗は、測定ブリッジのそれぞれ１つのブリッジアームに所属する。測定ブリッジのブリッジダイアゴナルは差動増幅器（ＯＰ１）に接続される。この場合ブリッジ内の電流はセンサ抵抗（Ｒｈ）が常に所定の温度を有するように制御される。吸気管内へのバックファイアのもとでは急激な電流上昇による温度センサ抵抗（Ｒｔ）の突然の急な加熱によってセンサ抵抗（Ｒｈ）の損傷が引き起こされる恐れがある。これを回避するために、２つのブリッジアームに対して並列に第３のブリッジアーム（Ｒ４，Ｒ５）が接続される。このブリッジアームのタップＢはタップＡと共に第２の差動増幅器（ＯＰ２）の入力側に接続される。この第２の差動増幅器の出力信号はブリッジ電流を所定の値に制限するように制御する。これは内燃機関に適用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 温度依存性の加熱形センサ抵抗を過熱から保護するための方法及びその回路装 置 従来の技術 本発明は請求の範囲第１項の上位概念による方法と、請求の範囲第２項の上位 概念による回路装置に関する。 この種の方法は、ドイツ連邦共和国特許公開第３２０７３９４号公報から公知 である。この公報ではセンサ抵抗が堆積物除去のための加熱クリーニング過程の 期間のみ過熱から保護されている。 相応の回路装置はドイツ連邦共和国特許公開第３０２２６８５号公報から公知 である。この公報では所定の熱線温度の正確な設定が空気質量流量計の加熱クリ ーニング過程と同じように、３つのブリッジアームと２つの差動増幅器を備えた 回路装置によって行われている。この回路装置の下ではセンサ抵抗の所定の最大 センサ温度を超えることはない。 熱式空気質量流量計の構造と作用は例えばドイツ連邦共和国特許公告第２０４ ２９８３号公報から公知である。ここにおいて公知の測定方式を図３を用いて簡 単に説明する。図３には、第１及び第２のブリッジアームを備えた測定ブリッジ と、所属の回路手段を備え た差動増幅器とからなる回路装置が示されている。第１のブリッジアームには温 度依存性のセンサ抵抗、例えばホットフィルム形抵抗Ｒｈと、該抵抗に直列に接 続された抵抗Ｒ３が設けられている。第２のブリッジアームには温度依存性の高 抵抗形の抵抗Ｒｔが設けられている。この抵抗は高速応働形の温度センサとして 用いられ、吸入空気の温度を検出する。この抵抗Ｒｔに対して直列に抵抗Ｒ１と Ｒ２が接続されている。センサ抵抗Ｒｈと、抵抗Ｒｔはここでは図示されていな い内燃機関の吸気管内に配設される。ブリッジは電圧源Ｕｂから第１のトランジ スタＴ１を介してポイントＤにおいて電圧を供給される。ブリッジのポイントＥ はアースされている。ブリッジのブリッジダイアゴナルは、抵抗ＲｈとＲ３との 間のタップ点Ａ並びに抵抗Ｒ１とＲ２の間のタップ点Ｃによって形成される。こ の２つのタップ点Ａ，Ｃは差動増幅器ＯＰ１の入力側端子に接続される。この差 動増幅器ＯＰ１の出力側は抵抗を介して別のトランジスタＴ２のベースに接続さ れる。このトランジスタＴ２のコレクターエミッタ区間は一方では第１のトラン ジスタＴ１のベースに接続され、他方ではアースに接続される。抵抗Ｒｔ、Ｒ１ とＲ２の大きさは次のように選定される。すなわち温度依存性の抵抗Ｒｔの損失 出力（これは該抵抗を介して流れるブリッジアーム電流によって生ぜしめられる ）が、抵抗Ｒｔの温度がブリッジ電圧の変化によって 変化するのではなく通過する吸入空気の温度に応じて変化するように小さく選定 される。ブリッジは補償された状態においては、ほぼ平均空気温度に相応する温 度におかれるべきである。電圧源Ｕｂを介して温度依存性のセンサ抵抗Ｒｈは、 ブリッジダイアゴナル電圧ＵＡＣがゼロになるか又は所定値になるような値まで 加熱される。この場合差動増幅器ＯＰ１の出力は、ブリッジ回路を流れる電流に よって決まる。吸入空気の吸入量の変化によりセンサ抵抗Ｒｈの温度が変化した 場合にはブリッジダイアゴナルにおける電圧ＵＡＣが変化し、差動増幅器ＯＰ１ はブリッジ給電電流をトランジスタＴ１，Ｔ２を介してブリッジが再び補償調整 されるか又は所定のように離調される値に制御される。差動増幅器ＯＰ１の出力 又は抵抗Ｒ３を流れる電流は、吸入空気量の尺度となる。 通常の空気質量流量計は所期の慣性を有している。その結果吸気管内へのバッ クファイアはセンサ抵抗に対してダメージとなるような影響は与えない。しかし ながら技術的に高い要求に基づいて高速応働形の空気質量流量計はますます投入 される傾向にある。この種の質量流量計の場合吸気管内へのバックファイアが生 じた場合には、差動増幅器が温度センサの加熱に基づき、バックファイアにより 離調されたブリッジを補正制御する。しかしながらこれは過熱とセンサ抵抗Ｒｈ の破損を引き起こす恐れがある。 本発明の課題は、センサ抵抗Ｒｈを過熱による破損から保護する方法及び回路 装置を提供することにある。 上記課題は本発明の請求の範囲第１項に記載の方法及びこの方法を実施するた めの請求の範囲第２項記載の回路装置によって解決される。 本発明による手段によれば、吸気管内へのバックフアイアの際にセンサ抵抗Ｒ ｈを流れる電流が、センサ抵抗の損傷を引き起こすような影響を及ぼさないよう に制限される。 次に本発明を図１及び図２に基づき２つの実施例で説明する。 図面 図１は本発明の第１実施例を示したものである。 図２は本発明の第２実施例を示したものである。 図３は従来の技術による回路装置を示したものである。 実施例 図１と図２では図３に使用されている回路素子と同じものには同じ符号が付さ れている。図１に示されているように、この実施例では第１及び第２ブリッジア ームと、差動増幅器ＯＰ１と、トランジスタＴ１，Ｔ２が図３に示された回路構 成と同じである。この場合異なっているのは第１のブリッジアームに対して並列 にさらに第３のブリッジアームが接続されている点で ある。この第３のブリッジアームは抵抗Ｒ４とＲ５からなっている。これらの抵 抗Ｒ４，Ｒ５の間にはタップ点Ｂが形成されている。このタップ点Ｂは第１のブ リッジアームのタップ点Ａと一緒に第２の差動増幅器ＯＰ２の入力端子にそれぞ れ接続されている。この第２の差動増幅器ＯＰ２の出力側はさらなるトランジス タＴ３のベースに接続されている。このトランジスタＴ３のエミッタはアースさ れており、トランジスタＴ３のコレクタは、トランジスタＴ２のベースに接続さ れている。 この回路装置はまず、Ｒ４とＲ５の抵抗比（Ｒ４ /Ｒ５）が、抵抗Ｒｈの最大 許容絶対温度Ｔｍａｘの場合にＲｈとＲ３の抵抗比（Ｒｈ /Ｒ３）に相応するこ とを前提条件として以下の式で表されるように作動する。 Ｒ４ /Ｒ５＝Ｒｈ（Ｔｍａｘ） /Ｒ３ タップ点ＡとＢの間の電圧ΔＵは、センサ抵抗Ｒｈが所定の絶対温度を越えると 直ちに正となる。この電圧差は、第２の差動増幅器ＯＰ２によって評価される。 この場合差動増幅器ＯＰ２の出力信号はトランジスタＴ３のベースに対して次の ように作用する。すなわち許容センサ温度を超えないようにトランジスタＴ３が トランジスタＴ２のベース電流を制限するように作用する。 図２による回路装置は、差動増幅器ＯＰ２の出力端 子がダイオードＤを介して第１の差動増幅器ＯＰ１の反転入力側に接続されてい る点を除けば図１による回路装置と同じ構成を有している。電圧差ΔＵが生じた 場合には差動増幅器ＯＰ１の反転入力側への差動増幅器ＯＰ２の出力信号がダイ オードＤを介して上昇する。これにより差動増幅器ＯＰ１における差動入力電圧 が比較的小さくなり、所期の電流制限ないし温度制限が達成される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．温度依存性の加熱形センサ抵抗を過熱から保護するための方法であって、 内燃機関の吸気管内の吸入空気質量を測定するためのセンサ抵抗がブリッジ回 路の第１のブリッジアームに配設され、 第２のブリッジアームにおけるブリッジ回路が空気温度センサとしての抵抗を 有し、 ブリッジ電流が、所定のブリッジダイアゴナル電圧を一定に維持するための第 １の回路手段を介して制御され、吸入空気質量に対する尺度として用いられる形 式のものにおいて、 第１のブリッジアームの中央タップと、第３のブリッジアームの中央タップに おける電圧をそれぞれ第２の回路手段に供給し、前記第３のブリッジアームは、 前記第１のブリッジアームに並列に接続されセンサ抵抗の最大許容温度の際に第 １のブリッジアームの抵抗比に調整されるものであり、 空気温度センサの抵抗の突然の急激な加熱が生じてセンサ抵抗の最大許容温度 に達した場合には、第２の回路手段が前記電圧に基づいて第１の回路手段を介し てブリッジ電流の低減を生ぜしめることを特徴とする方法。 ２．内燃機関の吸気管内の吸入空気質量を測定する ための回路装置であって、 ブリッジ回路の第１のブリッジアームに配設され加熱される温度依存性のセン サ抵抗を有し、 第２のブリッジアーム内に配設され空気温度センサとして用いられる抵抗を有 し、 第１の差動増幅器と回路手段を有し、該回路手段は吸入空気質量に対する尺度 としてのブリッジ電流を所定のブリッジダイアゴナル電圧に一定に維持するため に制御するものであり、 分圧器として第３のブリッジアームを有しており、該第３のブリッジアームは 第１のブリッジアームに対して並列に接続されており、 第２の差動増幅器を有しており、該第２の差動増幅器の入力側は第１及び第３ のブリッジアームの中央タップ並びにその他の回路手段に接続されている形式の ものにおいて、 第３のブリッジアームがセンサ抵抗の最大許容温度の際に第１のブリッジアー ムの抵抗比に調整され、 空気温度センサの抵抗の突然の急激な加熱が生じてセンサ抵抗の許容最大温度 に達した場合には、第２の差動増幅器の入力電圧に基づいてさらなる別の回路手 段がブリッジ電流の低減を生ぜしめることを特徴とする回路装置。 ３．前記さらなる別の回路手段は、トランジスタ（Ｔ３）からなっており、前 記トランジスタ（Ｔ３）の 制御端子（ベース）は第２の差動増幅器（ＯＰ２）の出力端子に接続されており 、前記トランジスタ（Ｔ３）のコレクターエミッタ区間は、ブリッジ回路の電流 を制御する回路素子（Ｔ２）と接続されている、請求の範囲第２項記載の回路装 置。 ４．前記さならる別の回路手段は、第２の差動増幅器（ＯＰ２）の出力側と、 第１の差動増幅器（ＯＰ１）の入力側の接続部からなっている、請求の範囲第２ 項記載の回路装置。 ５．前記接続部に電流方向を定める回路素子（Ｄ）が接続されている、請求の 範囲第４項記載の回路装置。