CN1228159A - 热电型气流计 - Google Patents

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Abstract

为了以高精度进行气流计的信号的模数转换，而与模数转换电路的基准电压波动无关。一种热电型气流计包括通过加热和控制一个热电阻体用来测量吸入空气量的装置、和用来执行气流速测量装置的气流速率信号的模数转换的装置，把基准电压输入到模数转换电路，从而基准电压能由模数转换电路从模拟信号转换成数字信号，及气流速率信号能按照基准电压的电压值校正。能精确地执行气流速率信号的A/D转换，即使当电子控制器的A/D转换器的基准电源电压波动时也是如此。

Description

热电型气流计
本发明涉及一种热电型气流计，具体地说，涉及一种用来测量吸入内燃机的气流速率的吸入气流计。
例如，在日本专利申请公开No.2-85724中，公开了一种检测吸入内燃机的气流速率且然后进行模数转换的模数(A/D)转换方法。这种设备包括一个具带有电桥电路和用来检测气流速率的检测电路的气流速率检测单元、和一个带有用来把气流速率信号转换成数字信号的电路的电气控制单元。先有技术的特征在于，一个用来根据A/D转换电路的基准电压校正气流速率信号的电路插入在A/D转换电路与气流检测电路之间。因此，有可能准确地进行气流速率信号的模数转换，因为根据A/D转换电路的基准电压变化能校正气流速率信号。
然而，其中用来根据A/D转换电路的基准电压校正气流速率信号的电路插入在A/D转换电路与气流检测电路之间的方法，不是一种其中能得到高精度A/D转换的方法，因为校正电路本身中有误差。
而且，尽管高精度恒压电源用作A/D转换电路的基准电压，但恒压电源仍稍有波动。而且，当驱动电路和用来检测气流速率的检测电路超过操作电压时，它们不依赖于电压源的电压。所以，由模拟信号转换成数字信号的气流速率的值具有由A/D转换电路的基准电压波动造成的误差。例如，假定A/D转换电路的基准电压是Vcc，A/D转换电路中的位数是8，并且数字转换值是Dafs，则转换公式如下。
Dafs＝Vafs/Vcc*256
即，由于A/D转换电路的基准电压Vcc，转换值Dafs有误差。
本发明的一个目的在于提供一种热电型气流计，其中有可能以高精度进行气流速率信号的A/D转换，而与A/D转换电路的基准电压波动无关。
为了实现以上目的，本发明提供了一种热电型气流计，这种气流计包括一个通过控制加热电阻器的加热用来测量吸入气流速率的装置、和一个用来进行气流速率测量装置的气流速率信号的模数转换的装置，其中基准电压输入到A/D转换电路，并且其中由模拟信号转换成数字信号，及其中根据基准电压的值校正气流速率信号。
根据本发明，有可能以高精度进行气流速率信号的A/D转换，即使当在电气控制单元中的A/D转换器的基准电压源的电压波动时也是如此。
图1是方块图，表明本发明的一个实施例。
图2是根据本发明一个实施例的热电型气流计的详图。
图3是根据本发明另一个实施例的热电型气流计的详图。
下文，将参照附图解释用来实现本发明的方式。
图1表示根据本发明一个实施例的吸入气流计，其中热电型气流计、一个电气控制单元和一个执行器以方块表示。
例如，参照图1，一种热电型气流计10包括：一个驱动电路11(一个信号输出装置)，用来检测流经诸如安装在车辆中的发动机吸气管之类的空气的气流速率信号；一个模数(称作A/D)转换器13，用来进行由驱动电路11检测的气流速率信号的A/D转换；一个中央处理单元(称作CPU)14，用来计算由模拟信号转换成数字信号的气流速率信号；一个接口15，用来把操作气流速率信号转换成模拟信号；及一个恒压电源12，用来把基准电压供给到A/D转换器13。对于指示吸入空气温度的信号可以进行以上转换，因为还有可能与吸入气流速率一起检测吸入空气的温度。而且，热电型气流计10连接到一个电池电源51或用来驱动驱动电路11的电源上。来自热电型气流计的气流速率信号或空气温度信号供给到安装在电气控制单元30(例如一个发动机控制单元ECU)中的A/D转换器33。而且，在A/D转换器33中，还输入气流速率信号的另一个模拟信号52。电气控制单元30包括A/D转换器33、CPU34、接口35和基准电压源32，并且根据气流温度信号控制来自热电型气流计10的气流速率信号或执行器50(例如，用来把燃油供给到发动机的燃油喷射阀、火花塞、和电子控制的油门)的操作。安装在电气控制单元30内的基准电压源32输入到安装在热电型气流计10中的A/D转换器13。现在，基准电压源32的电压称作基准电压。通过把基准电压输入到A/D转换器13和用由驱动电路11检测的气流速率信号的A/D转换值操作它，有可能以高精度转换热电型气流计的气流速率信号，即使当电气控制单元30内的基准电压源32的电压波动时也是如此。
参照图2，将详细解释本发明的一个实施例。
热电型气流计10带有一个用来检测气流速率的驱动电路。该驱动电路包括一个加热电阻器20、一个热敏电阻器21、电阻器22、23、24、一个放大器25和一个晶体管40。气流速率信号进一步由电阻器27、28、29和一个放大器26放大，并且供给到一个A/D转换器13。指示由A/D转换器13转换的气流速率的数字信号在CPU14中被数字处理。处理的信号作为气流速率信号经数模(称作D/A)转换器43输出到一个气流速率输出端子61。吸入空气的温度能由热敏电阻器21检测，并且根据吸入气流温度的变化用于气流速率的校正。通过把跨过热敏电阻器21的两端的电压施加到A/D转换器13和由模拟信号转换成数字信号、及在CPU14中计算流经热敏电阻器21的电流，把吸入空气的温度作为吸入空气温度信号数字地处理。处理的信号作为吸入空气温度信号经D/A转换器43输出到一个空气温度输出端子62。CPU14根据存储在其中存储有数据和程序的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)42和ROM(只读存储器)41中的数据，校正检测的气流速率信号或空气温度信号。尽管当使用图1中所示的电气控制单元30的A/D转换器33时，需要D/A转换器43，但当处理的信号以数字形式供给到电气控制单元30时不必使用。这取决于热电型气流计10与电气控制单元30之间的信号传送形式。
安装在热电型气流计10中的A/D转换器33的基准电压由恒压电源12供给，并且在进行模数转换时把恒定电压Vcc作为基准电压。假定A/D转换器13的位数是8，并且由加热电阻器20等检测的和放大的气流速率信号的电压是Vafs，则按如下表示数字转换的值Dafs。
Dafs＝Vafs/Vcc*256
而且，安装在电气控制单元30中的基准电压源32的电压经一个基准电压端子63施加到A/D转换器13。假定基准电压是V基准，则根据如下公式在CPU14中进一步数字地转换气流速率信号Vafs。
D输出＝(Vafs/Vcc*256)*(AD(Vcc)/AD(V基准))
其中，AD(V基准)是在A/D转换器13中通过转换电气控制单元30中的基准电压源32的基准电压得到的数字值，而AD(Vcc)是在A/D转换器13中以类似方式通过转换恒压电源12的电压得到的数字值。如果A/D转换器13的位数例如是8，则它总是指示2的8次方256。
即，以上公式能进一步转换成如下公式。
D输出＝AD(Vafs)*256)/AD(V基准))
这个公式表示即使当电气控制单元30中的基准电压源32的基准电压波动时，也有可能通过对基准电压源32的电压进行A/D转换和计算，按照波动的幅值校正或补偿热电型气流计的气流速率信号。
将解释本发明的另一个实施例。即使电气控制单元30中的基准电压源32的基准电压用作图2中所示D/A转换器的基准电压，也有可能精确地转换由驱动电路11检测的气流速率信号(见图3)。

Claims (11)

1.一种热电型气流计，包括一个通过加热和控制提供在流道中的一个电阻器用来输出对应于流经该流道的气流速率的气流速率信号的装置、和一个用来把该气流速率信号转换成数字信号的装置，
其中通过把基准电压输入到所述数字转换装置，校正从所述数字转换装置输出的气流速率信号。
2.根据权利要求1所述的热电型气流计，其中所述基准电压是一个第二数字转换装置的基准电压，该第二数字转换装置形成一个通过从热电型气流计输入信号用来控制一个执行器的控制装置。
3.根据权利要求1所述的热电型气流计，其中所述控制装置是一个用来控制用于车辆的发动机的发动机控制单元(ECU)，并且所述执行器是一个用来把燃油供给到发动机的燃油喷射阀。
4.一种热电型气流计，包括：
(1)一个通过加热和控制提供在流道中的一个电阻器用来输出对应于流经该流道的气流速率的气流速率信号的装置，
(2)一个第一数字转换装置，用来把气流速率信号转换成数字信号；
(3)一个恒压电源，用来把恒定电压施加到所述第一数字转换装置上；
(4)一个校正装置，用来校正利用以下信号通过由所述第一数字转换装置数字转换所述信号输出装置的输出信号得到的信号C，
通过由所述第一数字转换装置数字地转换在一个控制装置中的基准电压源的电压信号得到的信号A，该控制装置包括一个用来数字转换输入信号的第二数字转换装置、一个用来把电压施加到所述第二数字转换装置上的基准电压源、和一个根据所述第二数字转换装置的输出用来计算执行器的控制输入的计算装置，及
通过由所述第一数字转换装置数字转换所述恒压电源的电压信号得到的信号B；
(5)一个输出装置，用来把由所述校正装置校正的信号输出到所述控制装置。
5.根据权利要求4所述的热电型气流计，进一步包括一个用来把输入信号转换成模拟信号的模拟转换装置，并且输出提供在所述校正装置与所述输出装置之间。
6.根据权利要求4所述的热电型气流计，其中所述控制装置是一个安装在车辆中的发动机控制单元(ECU)，并且所述执行器是一个用来把燃油供给到发动机的燃油喷射阀。
7.一种热电型气流计，包括一个通过加热和控制提供在流道中的一个电阻器用来输出对应于流经该流道的气流速率的气流速率信号的装置、一个用来把该气流速率信号转换成数字信号的装置、和一个用来把由所述数字转换装置数字转换的气流速率信号转换成模拟信号的模拟转换装置，
其中通过把基准电压输入到所述模拟转换装置，校正从所述模拟转换装置输出的气流速率信号。
8.根据权利要求7所述的热电型气流计，其中所述基准电压是一个第二数字转换装置的基准电压，该第二数字转换装置形成一个用来通过从热电型气流计输入信号控制一个执行器的控制装置。
9.根据权利要求8所述的热电型气流计，其中所述控制装置是一个用来控制用于车辆的发动机的发动机控制单元(ECU)，并且所述执行器是一个用来把燃油供给到发动机的燃油喷射阀。
10.一种热电型气流计，包括：
(1)一个通过加热和控制提供在流道中的一个电阻器用来输出对应于流经该流道的气流速率的气流速率信号的装置，
(2)一个第一数字转换装置，用来把气流速率信号转换成数字信号；
(3)一个模拟转换装置，用来把输入信号转换成模拟信号；
(4)一个恒压电源，用来把恒定电压施加到所述模拟转换装置上；
(5)一个校正装置，用来校正利用以下信号通过由所述模拟转换装置将所述信号输出装置的输出信号转换为模拟信号而得到的信号C，
通过由所述模拟转换装置把在一个控制装置中的基准电压源的电压信号转换成模拟信号得到的信号A，该控制装置包括一个用来数字转换输入信号的第二数字转换装置、一个用来把电压施加到所述第二数字转换装置上的基准电压源、和一个根据所述第二数字转换装置的输出用来计算执行器的控制输入的计算装置，及
通过由所述模拟转换装置把所述恒压电源的电压信号转换成模拟信号得到的信号B；
(6)一个输出装置，用来把由所述校正装置校正的信号输出到所述控制装置。
11.根据权利要求10所述的热电型气流计，其中所述控制装置是一个安装在车辆中的发动机控制单元(ECU)，并且所述执行器是一个用来把燃油供给到发动机的燃油喷射阀。
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