JPS6140924B2 - - Google Patents
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- JPS6140924B2 JPS6140924B2 JP54020010A JP2001079A JPS6140924B2 JP S6140924 B2 JPS6140924 B2 JP S6140924B2 JP 54020010 A JP54020010 A JP 54020010A JP 2001079 A JP2001079 A JP 2001079A JP S6140924 B2 JPS6140924 B2 JP S6140924B2
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- JP
- Japan
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- temperature
- flow rate
- electric heater
- insulating ring
- resistor
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/698—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、気体流量測定装置に関し、例えば
エンジンの吸入空気流量を測定する気体流量測定
装置に関する。
エンジンの吸入空気流量を測定する気体流量測定
装置に関する。
従来、エンジンの吸入導管に電熱ヒータ及び温
度依存抵抗を設け、これにより吸入空気（被測定
気体）流量を検出するようにした装置が提案され
ている。
度依存抵抗を設け、これにより吸入空気（被測定
気体）流量を検出するようにした装置が提案され
ている。
この装置は、小型かつ簡潔な構造で重量流量を
測定し得るという利点があるが、従来においては
電気絶縁材よりなるリング体とこの基板上に張り
めぐらされた抵抗線とで構成された電熱ヒータ、
温度依存抵抗を使用しており、吸入空気温度（被
測定気体温度）が変化した場合絶縁リング体と抵
抗線の熱容量の違いによる熱応答性の相違、絶縁
基板と抵抗線の接触部分における熱移動の影響に
より測定誤差が生じ、重量流量を精度良く測定で
きないという問題がある。
測定し得るという利点があるが、従来においては
電気絶縁材よりなるリング体とこの基板上に張り
めぐらされた抵抗線とで構成された電熱ヒータ、
温度依存抵抗を使用しており、吸入空気温度（被
測定気体温度）が変化した場合絶縁リング体と抵
抗線の熱容量の違いによる熱応答性の相違、絶縁
基板と抵抗線の接触部分における熱移動の影響に
より測定誤差が生じ、重量流量を精度良く測定で
きないという問題がある。
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので
絶縁リング体上に張られた抵抗線で構成された電
熱ヒータ、温度依存抵抗を使用する場合において
も常に重量流量を精度良く検出できる気体流量検
出装置を提供することを目的とするものである。
特にこの発明は、絶縁リング体の温度を検出し、
その信号により補正を行うことを特徴としてお
り、この構成により上記問題に対処するものであ
る。
絶縁リング体上に張られた抵抗線で構成された電
熱ヒータ、温度依存抵抗を使用する場合において
も常に重量流量を精度良く検出できる気体流量検
出装置を提供することを目的とするものである。
特にこの発明は、絶縁リング体の温度を検出し、
その信号により補正を行うことを特徴としてお
り、この構成により上記問題に対処するものであ
る。
以下この発明を図に示す実施例により説明す
る。第１図において、エンジン１は自動車駆動用
の火花点火式エンジンで燃焼用の空気をエアクリ
ーナ２、吸入導管３及び吸気弁４を経て吸入す
る。燃料は、吸入導管３に設置された電磁式燃料
噴射弁５から噴射供給される。
る。第１図において、エンジン１は自動車駆動用
の火花点火式エンジンで燃焼用の空気をエアクリ
ーナ２、吸入導管３及び吸気弁４を経て吸入す
る。燃料は、吸入導管３に設置された電磁式燃料
噴射弁５から噴射供給される。
吸入導管３には運転者により任意に操作される
スロツトル弁６が設けられており、またエアクリ
ーナ２との連結部には空気流を整流する整流格子
７が設けられている。
スロツトル弁６が設けられており、またエアクリ
ーナ２との連結部には空気流を整流する整流格子
７が設けられている。
吸入導管３において整流格子７とスロツトル弁
６の間には、導管３の軸方向とほぼ平行に小型の
流量測定管９が支柱８により設置されている。こ
の流量測定管９内には、白金抵抗線からなる電熱
ヒータ１０が設けられており、この電熱ヒータ１
０の下流側で近接した位置に白金抵抗線からなる
第１温度依存抵抗１１が設けられており、さらに
電熱ヒータ１０の上流側でやや離れた位置に白金
抵抗線からなる第２温度依存抵抗１２が設けられ
ている。さらに第１温度依存抵抗１１の下流側に
白金抵抗線からなる温度補正抵抗１３が設けられ
ている。
６の間には、導管３の軸方向とほぼ平行に小型の
流量測定管９が支柱８により設置されている。こ
の流量測定管９内には、白金抵抗線からなる電熱
ヒータ１０が設けられており、この電熱ヒータ１
０の下流側で近接した位置に白金抵抗線からなる
第１温度依存抵抗１１が設けられており、さらに
電熱ヒータ１０の上流側でやや離れた位置に白金
抵抗線からなる第２温度依存抵抗１２が設けられ
ている。さらに第１温度依存抵抗１１の下流側に
白金抵抗線からなる温度補正抵抗１３が設けられ
ている。
これらの電熱ヒータ１０及び第１、第２温度依
存抵抗１１，１２は、何れも第２図に示すように
電気絶縁材からなる絶縁リング体Ｒに格子状に白
金抵抗線Ｗを設けた構造であり、第３図に示すよ
うに配置されている。なお、第１、第２温度依存
抵抗１１，１２は同一の抵抗温度特性を有する白
金抵抗線を用いている。温度依存抵抗１３は第３
図に示すように電熱ヒータ１０、温度依存抵抗１
１，１２と同一形状の電気絶縁材からなる絶縁リ
ング体Ｒに沿つて温度に依存して抵抗値が変化す
る白金抵抗線Ｗを密に巻き付けた構造である。
存抵抗１１，１２は、何れも第２図に示すように
電気絶縁材からなる絶縁リング体Ｒに格子状に白
金抵抗線Ｗを設けた構造であり、第３図に示すよ
うに配置されている。なお、第１、第２温度依存
抵抗１１，１２は同一の抵抗温度特性を有する白
金抵抗線を用いている。温度依存抵抗１３は第３
図に示すように電熱ヒータ１０、温度依存抵抗１
１，１２と同一形状の電気絶縁材からなる絶縁リ
ング体Ｒに沿つて温度に依存して抵抗値が変化す
る白金抵抗線Ｗを密に巻き付けた構造である。
電熱ヒータ１０及び第１、第２温度依存抵抗１
１，１２及び温度補正抵抗１３は、何れも測定回
路１５に接続されており、この測定回路１５によ
り吸入空気の流量が測定され、流量に応じた電気
信号が出力される。この測定回路１５は、熱量制
御回路１６と直線化回路１７とから構成されてお
り、このうち熱量制御回路１６は第１、第２温度
依存抵抗１１，１２及び温度補正抵抗１３を含む
ブリツジの出力信号に応じて電熱ヒータ１０及び
このブリツジに印加する電圧を制御し、他方の直
線化回路１７は熱量制御回路１６の出力信号が吸
入空気流量に対してリニアになるよう補償を行
う。
１，１２及び温度補正抵抗１３は、何れも測定回
路１５に接続されており、この測定回路１５によ
り吸入空気の流量が測定され、流量に応じた電気
信号が出力される。この測定回路１５は、熱量制
御回路１６と直線化回路１７とから構成されてお
り、このうち熱量制御回路１６は第１、第２温度
依存抵抗１１，１２及び温度補正抵抗１３を含む
ブリツジの出力信号に応じて電熱ヒータ１０及び
このブリツジに印加する電圧を制御し、他方の直
線化回路１７は熱量制御回路１６の出力信号が吸
入空気流量に対してリニアになるよう補償を行
う。
燃料制御ユニツト１８は、測定回路１５の信号
に応じて電磁式燃料噴射弁５の開弁時間を制御す
るもので、この他にエンジン１の回転速度を検出
する回転速度センサなどの検出信号が入力されて
いる。
に応じて電磁式燃料噴射弁５の開弁時間を制御す
るもので、この他にエンジン１の回転速度を検出
する回転速度センサなどの検出信号が入力されて
いる。
次に第４図により熱量制御回路１６について説
明する。この熱量制御回路１６は、概略的には基
準抵抗６ａ、第１差動増幅回路６ｂ、第２差動増
幅回路６ｃ、電力増幅回路６ｄ及び出力抵抗６ｅ
から構成されている。
明する。この熱量制御回路１６は、概略的には基
準抵抗６ａ、第１差動増幅回路６ｂ、第２差動増
幅回路６ｃ、電力増幅回路６ｄ及び出力抵抗６ｅ
から構成されている。
このうち、基準抵抗６ａは抵抗２１，２２から
構成されており、第１、第２温度依存抵抗１１，
１２及び温度補正抵抗１３と共にブリツジを形成
する。
構成されており、第１、第２温度依存抵抗１１，
１２及び温度補正抵抗１３と共にブリツジを形成
する。
第１差動増幅回路６ｂは、入力抵抗２３，２
４、接地抵抗２５、負帰還抵抗２６及び演算増幅
器（以下OPアンプという）２７から構成されて
おり、ブリツジの対角点ａ，ｂの電圧を差動増幅
してｃ端子から出力する。
４、接地抵抗２５、負帰還抵抗２６及び演算増幅
器（以下OPアンプという）２７から構成されて
おり、ブリツジの対角点ａ，ｂの電圧を差動増幅
してｃ端子から出力する。
第２差動増幅回路６ｃは、入力抵抗２８，２９
コンデンサ３０、基準電圧源３１及びOPアンプ
３２から構成されており、ｃ端子の出力電圧と基
準電圧源３１の一定基準電圧Vrefとを差動増幅
してｄ端子から出力する。なおコンデンサ３０
は、本装置の発振防止用に設けてある。
コンデンサ３０、基準電圧源３１及びOPアンプ
３２から構成されており、ｃ端子の出力電圧と基
準電圧源３１の一定基準電圧Vrefとを差動増幅
してｄ端子から出力する。なおコンデンサ３０
は、本装置の発振防止用に設けてある。
電力増幅回路６ｄは、抵抗３３及びパワートラ
ンジスタ３４から構成されており、パワートラン
ジスタ３４にはバツテリ３５から電力が供給され
ており、第２増幅回路６ｄの出力電圧を増幅し、
その出力をブリツジ及び電熱ヒータ１０に付与す
る。
ンジスタ３４から構成されており、パワートラン
ジスタ３４にはバツテリ３５から電力が供給され
ており、第２増幅回路６ｄの出力電圧を増幅し、
その出力をブリツジ及び電熱ヒータ１０に付与す
る。
出力抵抗６ｅは、吸入空気の流量に関係した電
圧を直線化回路１７に出力するためのもので、電
熱ヒータ１０に直列接続されている。そして、こ
の出力抵抗６ｅの端子３６，３７は直線化回路１
７に接続される。
圧を直線化回路１７に出力するためのもので、電
熱ヒータ１０に直列接続されている。そして、こ
の出力抵抗６ｅの端子３６，３７は直線化回路１
７に接続される。
次に第５図に示す直線化回路１７について説明
する。この直線化回路１７は、概略的には差動増
幅回路７ａ及び掛算器７ｂ，７ｃから構成されて
いる。
する。この直線化回路１７は、概略的には差動増
幅回路７ａ及び掛算器７ｂ，７ｃから構成されて
いる。
このうち、差動増幅回路７ａは入力抵抗４１，
４２、接地抵抗４３、接地コンデンサ４４、負帰
還抵抗４５、コンデンサ４６及びOPアンプ４７
から構成されており、熱量制御回路１６の出力電
圧を差動増幅してｅ端子から出力する。
４２、接地抵抗４３、接地コンデンサ４４、負帰
還抵抗４５、コンデンサ４６及びOPアンプ４７
から構成されており、熱量制御回路１６の出力電
圧を差動増幅してｅ端子から出力する。
掛算器７ｂ，７ｃは、何れも公知のアナログ式
のもので２つの入力電圧を掛算してその掛算値に
応じた電圧を出力する。
のもので２つの入力電圧を掛算してその掛算値に
応じた電圧を出力する。
上記構成において作動を説明する。スロツトル
弁６の開度により決定されるある量の空気は、エ
アクリーナ２から吸入導管３を通りエンジン１に
吸入される。この総吸入空気のうちある一定割合
の空気が流量測定管９内を通りエンジン１に吸入
される。
弁６の開度により決定されるある量の空気は、エ
アクリーナ２から吸入導管３を通りエンジン１に
吸入される。この総吸入空気のうちある一定割合
の空気が流量測定管９内を通りエンジン１に吸入
される。
そして、流量測定管９内において電熱ヒータ１
０の上流側にある第２温度依存抵抗１２は吸入空
気の温度のみの影響を受け、他方電熱ヒータ１０
の下流側にある第１温度依存抵抗１１は吸入空気
温度と電熱ヒータ１０の発熱量つまり電熱ヒータ
１０により加熱された空気の温度の影響を受け
る。
０の上流側にある第２温度依存抵抗１２は吸入空
気の温度のみの影響を受け、他方電熱ヒータ１０
の下流側にある第１温度依存抵抗１１は吸入空気
温度と電熱ヒータ１０の発熱量つまり電熱ヒータ
１０により加熱された空気の温度の影響を受け
る。
この結果両温度依存抵抗１１，１２間には電熱
ヒータ１０に供給した電力量Ｐ（Ｗ）と吸入空気
流量Ｇ（ｇ/sec）に関係した温度差△Ｔが生じ
る。ここでＰ、Ｇ、△Ｔには次式のような関係が
ある。
ヒータ１０に供給した電力量Ｐ（Ｗ）と吸入空気
流量Ｇ（ｇ/sec）に関係した温度差△Ｔが生じ
る。ここでＰ、Ｇ、△Ｔには次式のような関係が
ある。
K1・△Ｔ＝Ｐ／Ｇ ……(1)
（ただし、K1は定数）
しかして、両温度依存抵抗１１，１２は、それ
ぞれ空気の温度に応じて電気抵抗値が変化するた
め、ブリツジのａ点とｂ点の間には(2)式で示すよ
うに温度差△Ｔとブリツジに印加される電圧Ｖと
で決定される電位差△Ｖが生じる。
ぞれ空気の温度に応じて電気抵抗値が変化するた
め、ブリツジのａ点とｂ点の間には(2)式で示すよ
うに温度差△Ｔとブリツジに印加される電圧Ｖと
で決定される電位差△Ｖが生じる。
△Ｖ＝K2・△Ｔ・Ｖ ……(2)
（ただし、K2は定数）
したがつて、(1)式及び(2)式から次式のような関
係式が得られる。
係式が得られる。
K3・△Ｖ／Ｖ＝Ｐ／Ｇ ……(3)
（ただし、K3は定数）
したがつて、電熱ヒータ１０の供給電力Ｐとブ
リツジ印加電圧Ｖを制御して△Ｖを一定値にすれ
ば、吸入空気流量Ｇ、供給電力Ｐ、ブリツジ印加
電圧Ｖは関係は次式に示すようなものとなる。
リツジ印加電圧Ｖを制御して△Ｖを一定値にすれ
ば、吸入空気流量Ｇ、供給電力Ｐ、ブリツジ印加
電圧Ｖは関係は次式に示すようなものとなる。
Ｇ＝K4・Ｐ・Ｖ ……(4)
（ただし、K4は定数）
ここで、出力抵抗６ｅの抵抗値を電熱ヒータ１
０の抵抗値に比べて小さな値とし、電熱ヒータ１
０を流れる電流をＩとすれば、 Ｐ≒K5I2 ……(5) （ただし、K5は定数） Ｖ≒K6I ……(6) （ただし、K6は定数） (5)式及び(6)式が成立し、これにより(4)式は次式
のように表される。
０の抵抗値に比べて小さな値とし、電熱ヒータ１
０を流れる電流をＩとすれば、 Ｐ≒K5I2 ……(5) （ただし、K5は定数） Ｖ≒K6I ……(6) （ただし、K6は定数） (5)式及び(6)式が成立し、これにより(4)式は次式
のように表される。
Ｇ≒KI3 ……(7)
（ただし、Ｋは定数）
≒K′V3 ……(8)
（ただし、K′は定数）
しかして、吸入空気流量Ｇは、電流Ｉ（又は電
圧Ｖ）の３乗の関数となる。ここで(7)式、(8)式は
近似式ではあるが、測定上影響が出ない程度の近
似であり、実用上ほとんど問題はない。
圧Ｖ）の３乗の関数となる。ここで(7)式、(8)式は
近似式ではあるが、測定上影響が出ない程度の近
似であり、実用上ほとんど問題はない。
そこで、熱量制御回路１６は電熱ヒータ１０の
発熱量を制御して△Ｖを一定値に制御する。つま
り、吸入空気流量が増大すると、電熱ヒータ１０
により加熱される空気の温度上昇が減少し、第
１、第２温度依存抵抗１１，１２間に温度差△Ｔ
は小さくなり、ブリツジのａ−ｂ間に電位差△Ｖ
も小さくなる。
発熱量を制御して△Ｖを一定値に制御する。つま
り、吸入空気流量が増大すると、電熱ヒータ１０
により加熱される空気の温度上昇が減少し、第
１、第２温度依存抵抗１１，１２間に温度差△Ｔ
は小さくなり、ブリツジのａ−ｂ間に電位差△Ｖ
も小さくなる。
このため第１差動増幅回路６ｂの出力電圧V1
は小さくなり、（Vref−V1）に応じた電圧を発生
する第２差動増幅回路６ｃの出力電圧V2は大き
くなる。これにより電力増幅回路６ｄは電熱ヒー
タ１０への供給電流を増加させ、電熱ヒータ１０
の発熱量を増大させる。
は小さくなり、（Vref−V1）に応じた電圧を発生
する第２差動増幅回路６ｃの出力電圧V2は大き
くなる。これにより電力増幅回路６ｄは電熱ヒー
タ１０への供給電流を増加させ、電熱ヒータ１０
の発熱量を増大させる。
したがつて第１、第２温度依存抵抗１１，１２
間の温度差△Ｔが増大してブリツジａ−ｂ間電位
差△Ｖが大きくなり、電位差△Ｖが基準電圧
Vrefと等しくなつた状態でシステム全体として
は平衡状態でブリツジとしては不平衡状態で安全
となる。
間の温度差△Ｔが増大してブリツジａ−ｂ間電位
差△Ｖが大きくなり、電位差△Ｖが基準電圧
Vrefと等しくなつた状態でシステム全体として
は平衡状態でブリツジとしては不平衡状態で安全
となる。
また吸入空気流量が減少すると、電熱ヒータ１
０より加熱される空気の温度上昇が増加し、第
１、第２温度依存抵抗１１，１２間の温度差△Ｔ
が増大して電位差△Ｖが大きくなる。
０より加熱される空気の温度上昇が増加し、第
１、第２温度依存抵抗１１，１２間の温度差△Ｔ
が増大して電位差△Ｖが大きくなる。
このため、第１差動増幅回路６ｂの出力電圧
V1は大きくなり、第２差動増幅回路６ｃの出力
電圧V2は小さくなり、これにより電力増幅回路
６ｄは電熱ヒータ１０への供給電流を減少させ、
電熱ヒータ１０の発熱量を減少させる。
V1は大きくなり、第２差動増幅回路６ｃの出力
電圧V2は小さくなり、これにより電力増幅回路
６ｄは電熱ヒータ１０への供給電流を減少させ、
電熱ヒータ１０の発熱量を減少させる。
したがつて温度差△Ｔが減少して電位差△Ｖが
小さくなり、電位差△Ｖが基準電圧Vrefと等し
くなつた状態でシステムブリツジ共に安定とな
る。
小さくなり、電位差△Ｖが基準電圧Vrefと等し
くなつた状態でシステムブリツジ共に安定とな
る。
こうして、ブリツジのａ−ｂ間電位差△Ｖは、
吸入空気流量によらず常に一定値Vrefに保持さ
れ、(7)式が成立して吸入空気流量Ｇは電熱ヒータ
１０を流れる電流Ｉの３乗の関数で表される。
吸入空気流量によらず常に一定値Vrefに保持さ
れ、(7)式が成立して吸入空気流量Ｇは電熱ヒータ
１０を流れる電流Ｉの３乗の関数で表される。
この電流Ｉは、出力抵抗６ｅをも流れるため、
電流Ｉと出力抵抗６ｅの端子電圧V0とは比例
し、この電圧V0の３乗は吸入空気流量Ｇに比例
する。
電流Ｉと出力抵抗６ｅの端子電圧V0とは比例
し、この電圧V0の３乗は吸入空気流量Ｇに比例
する。
そこで、上記熱量制御回路１６の出力電圧V0
を直線化回路１７により３乗する。即ち、熱量制
御回路１６の出力抵抗６ｅの端子電圧は差動増幅
回路７ａにより増幅されｅ端子からA1，V0の電
圧が出力される。なおA1は回路７ａの増幅率で
ある。
を直線化回路１７により３乗する。即ち、熱量制
御回路１６の出力抵抗６ｅの端子電圧は差動増幅
回路７ａにより増幅されｅ端子からA1，V0の電
圧が出力される。なおA1は回路７ａの増幅率で
ある。
この出力電圧A1，V0は、掛算器７ｂの両方の
入力端子に入力され、掛算器７ｂからはA1 3，V0 2
電圧が出力される。掛算器７ｃには電圧A1，V0
と電圧A1 2，V0 2とが入力され、A1 3，V0 3の電圧が
出力される。
入力端子に入力され、掛算器７ｂからはA1 3，V0 2
電圧が出力される。掛算器７ｃには電圧A1，V0
と電圧A1 2，V0 2とが入力され、A1 3，V0 3の電圧が
出力される。
こうして、直線化回路１７の出力端子ｇからは
電圧V0の３乗に比例した電圧Vg、即ち吸入空気
流量に比例した電圧Vgが出力される。
電圧V0の３乗に比例した電圧Vg、即ち吸入空気
流量に比例した電圧Vgが出力される。
そして、この電圧Vgは吸入空気流量Ｇを示す
信号として燃料制御ユニツト１８に入力され、燃
料制御ユニツト１８はこの信号、回転速度センサ
１９の出力信号に基いて燃料噴射弁５を開弁させ
る噴射パルス信号を出力する。これによりエンジ
ン１には正確な空燃比Ａ／Ｆの空気と燃料が供給
され、エンジン１の排気ガス浄化性、出力、燃費
などが向上する。
信号として燃料制御ユニツト１８に入力され、燃
料制御ユニツト１８はこの信号、回転速度センサ
１９の出力信号に基いて燃料噴射弁５を開弁させ
る噴射パルス信号を出力する。これによりエンジ
ン１には正確な空燃比Ａ／Ｆの空気と燃料が供給
され、エンジン１の排気ガス浄化性、出力、燃費
などが向上する。
ここで、エンジン１が自動車駆動用に供される
場合にはエンジン１の吸入空気（被測定気体）の
温度がかなり変化するため、これによつて測定誤
差が生じないよう充分考慮する必要がある。すな
わち、自動車が停止し、エンジン１がアイドリン
グ状態となる排気熱の影響でエンジンルーム内温
度は上昇しエンジン１に吸入される空気の温度
（以下吸気温という）は大気温以上に上昇してい
く。また市街地走行でよく見られるように自動車
が低速で運転される場合も上記現象が生ずる。
場合にはエンジン１の吸入空気（被測定気体）の
温度がかなり変化するため、これによつて測定誤
差が生じないよう充分考慮する必要がある。すな
わち、自動車が停止し、エンジン１がアイドリン
グ状態となる排気熱の影響でエンジンルーム内温
度は上昇しエンジン１に吸入される空気の温度
（以下吸気温という）は大気温以上に上昇してい
く。また市街地走行でよく見られるように自動車
が低速で運転される場合も上記現象が生ずる。
また上記のようなアイドリング状態あるいは低
速走行状態から自動車が高速走行状態になると外
気が導入されるのでエンジンルーム内温度は高温
状態からほぼ大気温まで急激に変化し、このよう
な状態はしばしば起こる。
速走行状態から自動車が高速走行状態になると外
気が導入されるのでエンジンルーム内温度は高温
状態からほぼ大気温まで急激に変化し、このよう
な状態はしばしば起こる。
今、吸気温が大気温より高くなつていく場合を
考えると、流量測定装置は空気からの熱により高
温になつていく。ここで、抵抗線Ｗは速やかに吸
気温変化に追従していくものの抵抗線Ｗを保持す
る絶縁リング体Ｒは、熱容量が大きいことから吸
気温の変化に速やかに追従せず、ある遅れ時間を
持つて吸気温に追従していく。
考えると、流量測定装置は空気からの熱により高
温になつていく。ここで、抵抗線Ｗは速やかに吸
気温変化に追従していくものの抵抗線Ｗを保持す
る絶縁リング体Ｒは、熱容量が大きいことから吸
気温の変化に速やかに追従せず、ある遅れ時間を
持つて吸気温に追従していく。
このため吸気温が上昇過程にあるとき、絶縁リ
ング体Ｒと抵抗線Ｗの間には吸気温が一定の場合
に生ずる温度差以上の温度差が生ずる。この種の
流量測定装置では、電熱ヒータ１０の発熱による
温度上昇を測定することにより流量測定を行なつ
ているため、電熱ヒータに加えられた電力（発熱
量）と温度上昇は、いかなる時も常に一定の関係
とならなければ測定誤差が生じて精度の高い測定
は不可能である。
ング体Ｒと抵抗線Ｗの間には吸気温が一定の場合
に生ずる温度差以上の温度差が生ずる。この種の
流量測定装置では、電熱ヒータ１０の発熱による
温度上昇を測定することにより流量測定を行なつ
ているため、電熱ヒータに加えられた電力（発熱
量）と温度上昇は、いかなる時も常に一定の関係
とならなければ測定誤差が生じて精度の高い測定
は不可能である。
上記の状態（絶縁基板と抵抗線との間に吸気温
が一定の場合に生ずる温度差以上の温度差が生じ
ている場合）では吸気温が定常時（絶縁基板と抵
抗線との間にはある一定のある温度差が生じてい
る状態）と同じ電力Ｐを電熱ヒータ１０に加えて
も吸気温が上昇していく場合に第１温度依存抵抗
１１に伝わる電熱ヒータ１０の熱は吸気温が一定
の場合以上に抵抗線Ｗと絶縁リング体Ｒの接触部
分を介して奪われる。
が一定の場合に生ずる温度差以上の温度差が生じ
ている場合）では吸気温が定常時（絶縁基板と抵
抗線との間にはある一定のある温度差が生じてい
る状態）と同じ電力Ｐを電熱ヒータ１０に加えて
も吸気温が上昇していく場合に第１温度依存抵抗
１１に伝わる電熱ヒータ１０の熱は吸気温が一定
の場合以上に抵抗線Ｗと絶縁リング体Ｒの接触部
分を介して奪われる。
このため、吸気温が定常時に加えた電力量Ｐで
本来得られるべき温度差△Ｔ（上記(1)式参照）、
換言すれば電位差△Ｖ（上記(3)式参照）は得られ
ず、電位差△Ｖを一定とするには吸気温一定の場
合よりも大きな発熱量が必要となる。
本来得られるべき温度差△Ｔ（上記(1)式参照）、
換言すれば電位差△Ｖ（上記(3)式参照）は得られ
ず、電位差△Ｖを一定とするには吸気温一定の場
合よりも大きな発熱量が必要となる。
この結果発熱量すなわち電力増幅回路６ｄの出
力は絶縁リング体Ｒへの熱損失分だけ大きくな
り、測定誤差が生じる。
力は絶縁リング体Ｒへの熱損失分だけ大きくな
り、測定誤差が生じる。
そして吸気温と絶縁リング体Ｒが同じ温度とな
ると電熱ヒータ１０の熱関係は定温時の関係にも
どるため絶縁リング体Ｒと低抗線Ｗの温度差が大
きい場合に要求される電力量を電熱ヒータ１０に
加えた場合には電位差△Ｖは設定値よりも大きく
なり測定誤差が生じ、その後この△Ｖを設定値と
するよう電熱ヒータ１０へ加える電力も下がり本
来の設定値となる。
ると電熱ヒータ１０の熱関係は定温時の関係にも
どるため絶縁リング体Ｒと低抗線Ｗの温度差が大
きい場合に要求される電力量を電熱ヒータ１０に
加えた場合には電位差△Ｖは設定値よりも大きく
なり測定誤差が生じ、その後この△Ｖを設定値と
するよう電熱ヒータ１０へ加える電力も下がり本
来の設定値となる。
第１温度依存抵抗１１、第２温度依存抵抗１２
とも上記の絶縁リング体Ｒと抵抗線Ｗ間の温度差
は、吸気温が定温時の場合よりも大きな値となる
が、それぞれブリツジの一端となつていることか
らキヤンセルされるので問題は生じず電熱ヒータ
１０と絶縁リング体Ｒの間にだけ不具合が発生す
る。
とも上記の絶縁リング体Ｒと抵抗線Ｗ間の温度差
は、吸気温が定温時の場合よりも大きな値となる
が、それぞれブリツジの一端となつていることか
らキヤンセルされるので問題は生じず電熱ヒータ
１０と絶縁リング体Ｒの間にだけ不具合が発生す
る。
また吸気温がある温度から低くなつていく場合
は、上記と反対に接触部分を介し絶縁リング体Ｒ
より抵抗線Ｗに熱が供給されるので電熱ヒータ１
０からの電力（出力）はいつたん低い値となつて
測定誤差が生じ、その後抵抗線Ｗと絶縁リング体
Ｒとの間が吸気温が一定の場合に生ずる温度差と
同じ値になると定温時と同じ出力に安定する。
は、上記と反対に接触部分を介し絶縁リング体Ｒ
より抵抗線Ｗに熱が供給されるので電熱ヒータ１
０からの電力（出力）はいつたん低い値となつて
測定誤差が生じ、その後抵抗線Ｗと絶縁リング体
Ｒとの間が吸気温が一定の場合に生ずる温度差と
同じ値になると定温時と同じ出力に安定する。
上記のように吸気温の変化に対して何ら補償を
行わないと、空気流量とは無関係に吸気温の変化
により電力増幅回路６ｄの出力が変化してしまい
重量流量の測定に誤差が一時的に生じる。
行わないと、空気流量とは無関係に吸気温の変化
により電力増幅回路６ｄの出力が変化してしまい
重量流量の測定に誤差が一時的に生じる。
しかしながら、この発明では次に述べるように
吸気温の変化による測定誤差が防止される。即
ち、吸気温が高くなつていつた場合には第１温度
依存抵抗１１、第２温度依存抵抗１２は速やかに
これに追従するが、絶縁リング体Ｒの温度は速や
かにこれに追従せず吸気温より低い温度であるた
め、絶縁リング体Ｒの温度を検出する温度補正抵
抗１３の温度も低く、この抵抗１３の抵抗値は低
い値となる。この結果、ブリツジのｂ点はある電
位だけプラス側にシフトされた電位となる。即
ち、ブリツジの対角点電位差△Ｖは本来電熱ヒー
タ１０からの発熱によつて生ずる△Ｖの値よりも
プラス側にシフトした分だけ大きな値となり、こ
のため電熱ヒータ１０に要求される発熱量は小さ
な値となる。この結果、電熱ヒータ１０から絶縁
リング体Ｒへの熱損失により電力増幅回路６ｄの
出力が変化するという不具合は補正される。
吸気温の変化による測定誤差が防止される。即
ち、吸気温が高くなつていつた場合には第１温度
依存抵抗１１、第２温度依存抵抗１２は速やかに
これに追従するが、絶縁リング体Ｒの温度は速や
かにこれに追従せず吸気温より低い温度であるた
め、絶縁リング体Ｒの温度を検出する温度補正抵
抗１３の温度も低く、この抵抗１３の抵抗値は低
い値となる。この結果、ブリツジのｂ点はある電
位だけプラス側にシフトされた電位となる。即
ち、ブリツジの対角点電位差△Ｖは本来電熱ヒー
タ１０からの発熱によつて生ずる△Ｖの値よりも
プラス側にシフトした分だけ大きな値となり、こ
のため電熱ヒータ１０に要求される発熱量は小さ
な値となる。この結果、電熱ヒータ１０から絶縁
リング体Ｒへの熱損失により電力増幅回路６ｄの
出力が変化するという不具合は補正される。
また、吸気温が定常値から低くなつていつた場
合には第１温度依存抵抗１１、第２温度依存抵抗
１２は速やかに追従するが、絶縁リング体Ｒの温
度は吸気温より高い温度であるため、絶縁リング
体Ｒの温度を検出する温度補正抵抗１３の温度も
高くその抵抗値は高い値となるので、ブリツジの
ｂ点はある電位だけマイナス側にシフトされた値
となる。即ち、ブリツジの対角点電位差△Ｖは本
来電熱ヒータ１０からね発熱によつて生じる△Ｖ
の値よりもマイナス側にシフトした分だけ小さな
値となり、このため電熱ヒータ１０の発熱量は大
きな値となる。
合には第１温度依存抵抗１１、第２温度依存抵抗
１２は速やかに追従するが、絶縁リング体Ｒの温
度は吸気温より高い温度であるため、絶縁リング
体Ｒの温度を検出する温度補正抵抗１３の温度も
高くその抵抗値は高い値となるので、ブリツジの
ｂ点はある電位だけマイナス側にシフトされた値
となる。即ち、ブリツジの対角点電位差△Ｖは本
来電熱ヒータ１０からね発熱によつて生じる△Ｖ
の値よりもマイナス側にシフトした分だけ小さな
値となり、このため電熱ヒータ１０の発熱量は大
きな値となる。
この結果絶縁リング体Ｒから抵抗線Ｗへの熱供
給により電力増幅回路６ｄの出力が変化するとい
う不具合が補正される。
給により電力増幅回路６ｄの出力が変化するとい
う不具合が補正される。
なお、上記実施例においては、温度補正抵抗１
３は電熱ヒータ１０、温度依存抵抗１１，１２と
同一の絶縁リング体Ｒに白金抵抗線Ｗを巻き付け
た構造としたが、第６図に示すように筒状の絶縁
リング体R′に白金線Ｗを巻いた構造でも良い。
また、第７図に示すように絶縁リング体Ｒ上に温
度補正抵抗をなす膜状抵抗体１３を蒸着、厚膜、
印刷等の方法により直接付着するようにしても良
い。
３は電熱ヒータ１０、温度依存抵抗１１，１２と
同一の絶縁リング体Ｒに白金抵抗線Ｗを巻き付け
た構造としたが、第６図に示すように筒状の絶縁
リング体R′に白金線Ｗを巻いた構造でも良い。
また、第７図に示すように絶縁リング体Ｒ上に温
度補正抵抗をなす膜状抵抗体１３を蒸着、厚膜、
印刷等の方法により直接付着するようにしても良
い。
また、上記実施例では温度補正抵抗１３は電熱
ヒータ１０、温度依存抵抗１１，１２とは別の絶
縁リング体Ｒに設けたが、電熱ヒータ、温度依存
抵抗と同一の絶縁リング体上に設けても良い。
ヒータ１０、温度依存抵抗１１，１２とは別の絶
縁リング体Ｒに設けたが、電熱ヒータ、温度依存
抵抗と同一の絶縁リング体上に設けても良い。
さらに、上記実施例では温度補正抵抗はブリツ
ジの第２温度依存抵抗１２側に直列列に設けた
が、並列に設けても良く、またブリツジの第２温
度依存抵抗１２の対辺に設けても同様に補正が可
能であり常に重量流量を精度良く測定できる。
ジの第２温度依存抵抗１２側に直列列に設けた
が、並列に設けても良く、またブリツジの第２温
度依存抵抗１２の対辺に設けても同様に補正が可
能であり常に重量流量を精度良く測定できる。
また第８図に示すように電位差△Ｖの基準値
Vrefに抵抗３９を介して接続しても補正が可能
で同様の効果を得ることができる。
Vrefに抵抗３９を介して接続しても補正が可能
で同様の効果を得ることができる。
また、燃料噴射式エンジンに適用した例を示し
たが、気化器式エンジンにおいて吸入空気流量に
より排気ガス再循環量、点火時期進角量などを制
御する場合にも適用できる。また、エンジンのみ
に限らず他の燃焼機構において気体流量を測定す
る場合にも適用し得る。
たが、気化器式エンジンにおいて吸入空気流量に
より排気ガス再循環量、点火時期進角量などを制
御する場合にも適用できる。また、エンジンのみ
に限らず他の燃焼機構において気体流量を測定す
る場合にも適用し得る。
また、測定回路１５に直線化回路１７を用いた
が、この他にROM（リードオンリイメモリイ）
などを用いてデイジタル信号処理するようにして
もよいし、さらにリニアな出力を要しなければ省
略してもよい。
が、この他にROM（リードオンリイメモリイ）
などを用いてデイジタル信号処理するようにして
もよいし、さらにリニアな出力を要しなければ省
略してもよい。
以上述べたようにこの発明においては、絶縁リ
ング体上に張られた抵抗線で構成された電熱ヒー
タ、温度依存抵抗を使用する場合においても、絶
縁リング体Ｒの温度を検出しその信号により補正
することにより吸入空気温度が変化しても常に重
量流量を精度良く測定することができるという優
れた効果を奏する。
ング体上に張られた抵抗線で構成された電熱ヒー
タ、温度依存抵抗を使用する場合においても、絶
縁リング体Ｒの温度を検出しその信号により補正
することにより吸入空気温度が変化しても常に重
量流量を精度良く測定することができるという優
れた効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例を示す全体構成
図、第２図は白金抵抗線の装着状態を示す正面
図、第３図は第１図図示の電熱ヒータ、第１、第
２温度依存抵抗及び温度補正抵抗を示す要部斜視
図、第４図は第１図図示の熱量制御回路を示す電
気回路図、第５図は第１図図示の直線化回路を示
す電気回路図、第６図はこの発明の他の実施例を
示す要部斜視図、第７図はこの発明のさらに他の
実施例を示す要部正面図、第８図はこの発明の他
の実施例を示す要部電気回路図である。 ９……流量測定管、１０……電熱ヒータ、１
１，１２……第１、第２温度依存抵抗、１３……
温度補正抵抗、Ｒ，R′……絶縁リング体、Ｗ…
…抵抗線、W′……膜状抵抗体、１５……測定回
路。
図、第２図は白金抵抗線の装着状態を示す正面
図、第３図は第１図図示の電熱ヒータ、第１、第
２温度依存抵抗及び温度補正抵抗を示す要部斜視
図、第４図は第１図図示の熱量制御回路を示す電
気回路図、第５図は第１図図示の直線化回路を示
す電気回路図、第６図はこの発明の他の実施例を
示す要部斜視図、第７図はこの発明のさらに他の
実施例を示す要部正面図、第８図はこの発明の他
の実施例を示す要部電気回路図である。 ９……流量測定管、１０……電熱ヒータ、１
１，１２……第１、第２温度依存抵抗、１３……
温度補正抵抗、Ｒ，R′……絶縁リング体、Ｗ…
…抵抗線、W′……膜状抵抗体、１５……測定回
路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流量測定管内に設けられた複数の絶縁リング
体と、それぞれ前記絶縁リング体に張られた抵抗
線からなる電熱ヒータ及び第１、第２温度依存抵
抗と、前記電熱ヒータ及び第１、第２温度依存抵
抗の出力信号に基いて被測定気体の流量を測定す
る測定回路とを備える気体流量測定装置におい
て、前記絶縁リング体の温度変化を直接又は間接
的に検出する温度補正抵抗を備え、この温度補正
抵抗の出力信号により被測定気体の温度変化に基
く流量信号の変化を補正するよう前記測定回路を
構成したことを特徴とする気体流量測定装置。 ２ 前記温度補正抵抗が、前記電熱ヒータ及び第
１、第２温度依存抵抗が張られていない絶縁リン
グ体に巻き付けられた抵抗線からなる特許請求の
範囲第１項記載の気体流量測定装置。 ３ 前記温度補正抵抗が、前記電熱ヒータ及び第
１、第２温度依存抵抗が張られているいずれかの
絶縁リング体に巻き付けられた抵抗線からなる特
許請求の範囲第１項記載の気体流量測定装置。 ４ 前記温度補正抵抗が前記絶縁リング体に付着
された膜状抵抗体からなる特許請求の範囲第１項
記載の気体流量測定装置。 ５ 前記温度補正抵抗が、前記電熱ヒータ及び第
１、第２温度依存抵抗と共にブリツジを構成して
いる特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
に記載の気体流量測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079A JPS55112523A (en) | 1979-02-22 | 1979-02-22 | Gas flow rate measuring unit |
| US06/102,352 US4276773A (en) | 1979-02-22 | 1979-12-11 | Gas flow measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079A JPS55112523A (en) | 1979-02-22 | 1979-02-22 | Gas flow rate measuring unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55112523A JPS55112523A (en) | 1980-08-30 |
| JPS6140924B2 true JPS6140924B2 (ja) | 1986-09-11 |
Family
ID=12015137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001079A Granted JPS55112523A (en) | 1979-02-22 | 1979-02-22 | Gas flow rate measuring unit |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4276773A (ja) |
| JP (1) | JPS55112523A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917371B2 (ja) * | 1979-03-16 | 1984-04-20 | 日産自動車株式会社 | 流量検出装置 |
| DE3038498A1 (de) * | 1980-10-11 | 1982-06-03 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Elektronisch gesteuertes kraftstoffzumesseinrichtung |
| JPS57163822A (en) | 1981-04-01 | 1982-10-08 | Nippon Soken Inc | Measuring device for air flow rate |
| JPS58118914A (ja) * | 1982-01-11 | 1983-07-15 | Nippon Soken Inc | 流体流量測定方法および装置 |
| DE3303885A1 (de) * | 1983-02-05 | 1984-08-09 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediums |
| DE3606853A1 (de) * | 1986-03-03 | 1987-09-10 | Vdo Schindling | Messsonde |
| US5117216A (en) * | 1986-04-23 | 1992-05-26 | Fluid Components, Inc. | Distributed RTD |
| US5167153A (en) * | 1986-04-23 | 1992-12-01 | Fluid Components, Inc. | Method of measuring physical phenomena using a distributed RTD |
| US5134772A (en) * | 1988-05-02 | 1992-08-04 | Fluid Components, Inc. | Method of making a U-shaped heated extended resistance temperature sensor |
| US5152049A (en) * | 1988-05-02 | 1992-10-06 | Fluid Components, Inc. | Method of making a heated extended resistance temperature sensor |
| US5201223A (en) * | 1988-05-02 | 1993-04-13 | Fluid Components, Inc. | Method of sensing fluid flow and level employing a heated extended resistance temperature sensor |
| US5438866A (en) * | 1990-06-25 | 1995-08-08 | Fluid Components, Inc. | Method of making average mass flow velocity measurements employing a heated extended resistance temperature sensor |
| JPH08219838A (ja) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Hitachi Ltd | 空気流量測定装置 |
| JP3141762B2 (ja) * | 1995-12-13 | 2001-03-05 | 株式会社日立製作所 | 空気流量計測装置及び空気流量計測方法 |
| JP3470620B2 (ja) * | 1998-11-17 | 2003-11-25 | 株式会社日立製作所 | 熱式空気流量計 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3975951A (en) * | 1974-03-21 | 1976-08-24 | Nippon Soken, Inc. | Intake-air amount detecting system for an internal combustion engine |
| JPS52133417A (en) * | 1976-05-02 | 1977-11-08 | Nippon Soken Inc | Air intake amount detecting system for internal combustion engine |
| JPS535335A (en) * | 1976-07-05 | 1978-01-18 | Nippon Soken Inc | Suction air quantity detector for internal combustion engine |
-
1979
- 1979-02-22 JP JP2001079A patent/JPS55112523A/ja active Granted
- 1979-12-11 US US06/102,352 patent/US4276773A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55112523A (en) | 1980-08-30 |
| US4276773A (en) | 1981-07-07 |
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