JP2626628B2 - Heating resistance type air flow meter - Google Patents

Heating resistance type air flow meter

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JP2626628B2
JP2626628B2 JP7140273A JP14027395A JP2626628B2 JP 2626628 B2 JP2626628 B2 JP 2626628B2 JP 7140273 A JP7140273 A JP 7140273A JP 14027395 A JP14027395 A JP 14027395A JP 2626628 B2 JP2626628 B2 JP 2626628B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は熱線式空気流量計に係
り、特に内燃機関の吸気量検出用の熱線式空気流量計に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot-wire air flow meter, and more particularly to a hot-wire air flow meter for detecting an intake air amount of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車などの内燃料機関の電子制御燃料
噴射装置に設けられ吸入空気量を測定する空気流量計と
しては、従来から可動ベーン式,カルマン渦式,スワー
ル式,熱線式などが実用化されているが、特に熱線式は
燃焼に直接関与する質量空気流量を直接検知できること
から、今後吸入空気量測定用の空気流量計の主流をなす
と見なされており、SAE paper800468 ,特開昭58−
135916号などで開示されているものが実用化されてい
る。
2. Description of the Related Art A movable vane type, a Karman vortex type, a swirl type, a hot wire type, etc. have been conventionally used as an air flow meter provided in an electronic control fuel injection device of an internal fuel engine such as an automobile for measuring an intake air amount. In particular, the hot-wire type is considered to be the mainstream of air flow meters for measuring the amount of intake air since it can directly detect the mass air flow rate directly involved in combustion. 58−
The one disclosed in, for example, 135916 has been put to practical use.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの実用
化されている従来の熱線式空気流量計によると、エンジ
ンの巡行走行時のような軽負荷時には精度の高い空気流
量信号を出力するが、気筒数が少ない、特に4気筒以下
のエンジンの低回転数,重負荷時のように、吸込空気流
が、脈動振幅が大きく一部逆流を伴った脈動流となる、
急激に精度が低下するという問題があった。
However, according to these conventional hot wire air flow meters which have been put into practical use, a high-accuracy air flow rate signal is output at light load such as when the engine is cruising. When the number of cylinders is small, especially at low engine speeds and heavy loads of engines with four or less cylinders, the suction air flow becomes a pulsating flow with a large pulsating amplitude and a partial backflow.
There is a problem that the accuracy is rapidly reduced.

【0004】本発明の目的は、逆流を伴った脈動空気流
の平均空気流量を高精度に測定できる空気流量計を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide an air flow meter capable of measuring an average air flow rate of a pulsating air flow accompanied by a backflow with high accuracy.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、空気流の上
流側に設けられた第1の発熱抵抗体と、空気流の下流側
に設けられた第2の発熱抵抗体と、を用いて空気通路内
に流れる空気流量を測定する発熱抵抗式空気流量計にお
いて、前記第1の発熱抵抗体及び前記第2の発熱抵抗体
に対応して設けられた共通の1個の温度補償用抵抗と、
前記温度補償用抵抗に定電流を供給する手段と、を有す
ることによって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The above object is achieved by using the first heating resistor provided on the upstream side of the air flow, and a second heating resistor provided on the downstream side of the air flow, the in the heating resistor type air flow meter for measuring the flow rate of air flowing in the air passage, one common for the temperature compensation resistor and provided corresponding to the first heating resistor and the second heating resistor ,
Means for supplying a constant current to the temperature compensation resistor .

【0006】[0006]

【作用】順方向の流量を測定するための第1の発熱抵抗
体及び逆方向の流量を測定するための第2の発熱抵抗体
を共通の1個の温度補償用抵抗で定温度制御を行ってい
るため、測定精度の低下を防げる。
The constant temperature control of the first heating resistor for measuring the flow rate in the forward direction and the second heating resistor for measuring the flow rate in the reverse direction is performed by one common temperature compensation resistor. As a result, the measurement accuracy can be prevented from lowering.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明に係る熱線式空気流量計の一実
施例を図面を参照して説明する。図1〜図6に本発明の
一実施例を示す。本実施例に使用する熱線プローブ10
は、図1に示すように図15に示した従来例と同様に、
セラミックなどの熱伝導性の良い絶縁材料で作られた円
柱状または円筒状のボビン1の表面に、フィルム状の発
熱抵抗体2,3が薄膜または厚膜技術により形成されて
おり、これらの発熱抵抗体2,3のうち発熱抵抗体2は
吸気上流側Aに、発熱抵抗体3は吸気下流側Bにそれぞ
れ設けられており、かつその表面が被覆材4で被覆され
ている。これらの発熱抵抗体2,3は白金,タングステ
ンなどからなり、前記ボビン1の円周表面に半周ずつ対
称的に形成されており、前記被覆材4は発熱抵抗体2,
3の酸化や腐食を防止するためのガラス,セラミックな
どからなっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the hot wire type air flow meter according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 show one embodiment of the present invention. Hot wire probe 10 used in this embodiment
Is similar to the conventional example shown in FIG. 15 as shown in FIG.
On the surface of a cylindrical or cylindrical bobbin 1 made of an insulating material having good heat conductivity such as ceramic, film-shaped heating resistors 2 and 3 are formed by a thin-film or thick-film technique. Of the resistors 2 and 3, the heating resistor 2 is provided on the intake upstream side A, and the heating resistor 3 is provided on the intake downstream side B, and the surface thereof is covered with a coating material 4. These heating resistors 2 and 3 are made of platinum, tungsten, or the like, and are formed symmetrically on the circumferential surface of the bobbin 1 by half a circumference.
3 is made of glass, ceramic or the like for preventing oxidation and corrosion.

【0008】このように構成された熱線プローブ10の
両端近くには、図2〜図4に示すようにそれぞれ発熱抵
抗体2,3に接続するリード線5が取り付けられてい
る。これら4本のリード線5は図5に示すように、V断
熱性のある電気絶縁材からなるホルダ6に固定されてお
り、このホルダ6には温度プローブ11がリード線7,
8を介して固定されている。さらにこの熱線プローブ1
0及び温度プローブ11が固定されたホルダ6は、図6
に示すように吸気筒9に形成されたベンチュリ9aの最
狭部に挿入されており、この吸気筒9の外部において熱
線駆動回路12と一体になっている。またベンチュリ9
aの下流側の吸気筒9内には、絞り弁13が設けられて
いる。
As shown in FIGS. 2 to 4, lead wires 5 connected to the heating resistors 2 and 3 are attached near both ends of the hot wire probe 10 thus configured. As shown in FIG. 5, these four lead wires 5 are fixed to a holder 6 made of an electrically insulating material having V heat insulation.
8 is fixed. Furthermore, this hot wire probe 1
FIG. 6 shows the holder 6 to which the temperature probe 11 and the temperature probe 11 are fixed.
As shown in (1), it is inserted into the narrowest part of the venturi 9a formed in the intake cylinder 9, and is integrated with the heat ray drive circuit 12 outside the intake cylinder 9. Venturi 9
A throttle valve 13 is provided in the intake cylinder 9 downstream of “a”.

【0009】上述したように構成された本実施例につ
き、以下にその動作を説明する。本実施例による熱線プ
ローブ10を用いて、通常の定温度型熱線流量計と同様
に、発熱抵抗体2,3の温度は、空気温度との差が空気
流速に関係なく一定値になるように熱線駆動回路12に
より電気加熱される。まず、図1の矢印Aの方向に空気
が流れるときは、発熱抵抗体2は3に比べて空気流によ
る冷却が大であるので、熱線駆動回路12からの供給電
流は発熱抵抗体2の方が3より大となる。一方図1の矢
印Bの方向に空気が流れるときは、空気流による冷却は
前と逆に発熱抵抗体3の方が大となり、熱線駆動回路1
2からの供給電流は発熱抵抗体3の方が2より大とな
る。従って発熱抵抗体2,3への供給電流の大小の差に
より、空気流の方向を検知することができる。
The operation of the embodiment constructed as described above will be described below. Using the hot wire probe 10 according to the present embodiment, the temperature of the heating resistors 2 and 3 is set to a constant value irrespective of the air flow velocity, similarly to a normal constant temperature hot wire flow meter. Electric heating is performed by the hot wire drive circuit 12. First, when air flows in the direction of arrow A in FIG. 1, the heating resistor 2 is more cooled by the airflow than 3, so the supply current from the hot wire drive circuit 12 is smaller than that of the heating resistor 2. Is greater than 3. On the other hand, when air flows in the direction of arrow B in FIG. 1, cooling by the air flow is larger in the heating resistor 3, as opposed to before, and the heating wire driving circuit 1
The current supplied from the heating resistor 3 is larger than that of the heating resistor 3. Therefore, the direction of the air flow can be detected based on the difference between the supply currents to the heating resistors 2 and 3.

【0010】熱線駆動回路12の第1の参考例を図7に
示す。発熱抵抗体2,温度プローブ11a,抵抗14,
15によってホィートストンブリッジを構成し、このブ
リッジの中点の電位差がゼロになるように差動増幅器1
6及びトランジスタ17により、発熱抵抗体2に流す電
流を調整するように構成されている。この構成により空
気流速によらず発熱抵抗体2の抵抗値は一定に、すなわ
ち温度が一定値によるように制御される。このとき、発
熱抵抗体2による空気流速に対応する信号は、図中C点
の電位である。また発熱抵抗体3は前記発熱抵抗体2と
同様に、温度プローブ11b,抵抗18,19とともに
ホィートストンブリッジを構成し、ブリッジ中点の電位
差がゼロになるように、差動増幅器20,トランジスタ
21によって発熱抵抗体3を流れる電流を調整するよう
に構成されている。従って発熱抵抗体3による空気流速
に対応する信号は、図中D点の電位である。さらにこれ
らのC点とD点の電位の差を差動増幅器22により求め
れば、この差動増幅器22の出力が図1に示した熱線プ
ローブ10を用いた熱線式空気流量計の信号である。
FIG. 7 shows a first reference example of the hot-wire drive circuit 12. As shown in FIG. Heating resistor 2, temperature probe 11a, resistor 14,
15 form a Wheatstone bridge, and the differential amplifier 1 is set so that the potential difference at the midpoint of the bridge becomes zero.
The current flowing through the heating resistor 2 is adjusted by the transistor 6 and the transistor 17. With this configuration, the resistance value of the heating resistor 2 is controlled to be constant regardless of the air flow velocity, that is, the temperature is controlled to be a constant value. At this time, the signal corresponding to the air flow velocity by the heating resistor 2 is the potential at point C in the figure. Further, similarly to the heating resistor 2, the heating resistor 3 forms a Wheatstone bridge with the temperature probe 11b and the resistors 18 and 19, and the differential amplifier 20 and the transistor are arranged so that the potential difference at the bridge midpoint becomes zero. 21 is configured to adjust the current flowing through the heating resistor 3. Therefore, the signal corresponding to the air flow velocity by the heating resistor 3 is the potential at point D in the figure. Further, when the difference between the potentials at the points C and D is obtained by the differential amplifier 22, the output of the differential amplifier 22 is a signal from the hot wire air flow meter using the hot wire probe 10 shown in FIG.

【0011】空気流量ゼロのときの差動増幅器22の出
力信号がゼロになるように抵抗15,19を調整する
と、空気流量と前記信号との関係は図8に示すようにな
る。すなわち、図1に示す熱線プローブにおいて空気流
が矢印Aで示す順流の場合は、信号は空気流量に対応し
た(+)の電位に、矢印Bで示す逆流の場合には信号は
空気流量に対応した(−)の電位になる。従って逆流を
伴った脈動流の平均空気流量を求めるには、脈動流の一
周期の間の信号を逐次コンピュータに取り込み、図8に
示す特性曲線に従って流量に変換し、これらの流量の1
周期分を加算して平均すれば、平均空気流量を求めるこ
とができる。なお逆流時には信号は(−)の電位となる
ので、空気流量に換算後差し引くことにより正確な平均
流量を求めることができる。
When the resistors 15 and 19 are adjusted so that the output signal of the differential amplifier 22 when the air flow rate is zero becomes zero, the relationship between the air flow rate and the signal becomes as shown in FIG. That is, in the hot wire probe shown in FIG. 1, when the air flow is a forward flow indicated by an arrow A, the signal corresponds to the (+) potential corresponding to the air flow, and when the air flow is a reverse flow indicated by an arrow B, the signal corresponds to the air flow. (-) Potential. Therefore, in order to obtain the average air flow rate of the pulsating flow accompanied by the backflow, signals during one cycle of the pulsating flow are sequentially taken into a computer, converted into a flow rate according to the characteristic curve shown in FIG.
An average air flow rate can be obtained by adding and averaging the cycles. At the time of the backflow, the signal has the potential of (-), so that an accurate average flow rate can be obtained by subtracting after converting into the air flow rate.

【0012】図9は前記熱線駆動回路12の第2の参考
例を示す回路図である。図7に示す第1の回路実施例で
は、信号として(−)符号の電位の信号も出力するの
で、差動増幅器22は(+),(−)の電源で動作させ
る必要がある。一方自転者のバッテリの電源は通常
(+)のみの単電源である。そこで図9に示すように、
発熱抵抗体1,2により熱線空気流速計のそれぞれの信
号C,Dの電位のうち電位の高い方を信号として出力
し、かつどちらかが大きいかを判定する信号Eを出力さ
せるようにした。すなわち、電位C及びDをコンバレー
タ23に入力して電位Cが電位Dより高い場合、すなわ
ち図1において空気流が順流の場合には電位Eは高レベ
ルとなり、かつ電子スイッチ24をONにして電位Cが
出力信号として出力される。逆に電位Dが電位Cより高
い場合、すなわち図1において逆流の場合には、電位E
は低レベルとなり、かつ電子スイッチ24がOFFし電
子スイッチ25がONして、出力信号として電位Dが出
力される。なお26はNOT素子である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a second reference example of the hot-wire drive circuit 12. As shown in FIG. In the first circuit embodiment shown in FIG. 7, since a signal having a (-) sign potential is also output as a signal, it is necessary to operate the differential amplifier 22 with the (+) and (-) power supplies. On the other hand, the power source of the battery of the bicycle is usually a single power source of only (+). Therefore, as shown in FIG.
The heating resistors 1 and 2 output the higher one of the potentials of the signals C and D of the hot-wire air current meter as a signal, and output a signal E for determining which is larger. That is, when the potentials C and D are input to the converter 23 and the potential C is higher than the potential D, that is, when the air flow is a forward flow in FIG. C is output as an output signal. Conversely, when the potential D is higher than the potential C, that is, in the case of a reverse flow in FIG.
Becomes low level, the electronic switch 24 is turned off and the electronic switch 25 is turned on, and the potential D is output as an output signal. 26 is a NOT element.

【0013】上述したような第2の参考例によれば、図
1に示す熱線プローブ10において空気流が順流の場合
には、電位Eが高レベルとなり、かつ発熱抵抗体2で構
成する熱線流量計の信号が出力され、逆流の場合には電
位Eはレベルとなり、かつ発熱抵抗体3で構成する熱線
空気流量計の信号が出力される。そして図10に示すよ
うな空気流量と信号との関係を示す特性曲線を、それぞ
れ発熱抵抗体2,3で構成する熱線流量計についてコン
ピュータ内にテーブルとして入力しておき、熱線空気流
量計からこのコンピュータに入力する信号を空気流量に
換算することにより流量測定をする。
[0013] According to the second reference example, as described above, heat rays flow air flow in hot wire probe 10 shown in FIG. 1 in the case of forward flow, the potential E goes high, and be composed of the heating resistor 2 The signal of the hot wire air flow meter constituted by the heating resistor 3 is output. Then, a characteristic curve indicating the relationship between the air flow rate and the signal as shown in FIG. 10 is input as a table in the computer for the hot wire flow meter constituted by the heating resistors 2 and 3, respectively. The flow rate is measured by converting a signal input to the computer into an air flow rate.

【0014】図11は前記熱線駆動回路12の第3の実
施例を示す回路図である。前述した第1及び第2の回路
実施例においては、発熱抵抗体2,3で構成する熱線流
量計にはそれぞれ温度プローブ11a,11bと合計2
個の温度プローブが必要であるが、図11に示す第3の
回路実施例では2つの熱線流量計で温度プローブを共有
する構成とし温度プローブを1個としたものである。こ
の熱線駆動回路は特願昭56−2088号で開示されたものを
図1に示す熱線プローブ10のように2個の発熱抵抗体
を設けたものに用いた場合であり、かつ温度プローブを
1個とするように変形したものである。空気流量の変化
に対応した発熱抵抗体2,3の抵抗値変化によって生じ
る電圧変化をサンプルホールドして増幅した値と、温度
プローブ端子電圧とを比較してその差を積分し、この積
分値の電圧によってのこぎり波発生装置からの出力電圧
とを比較して、熱線の温度と温度補償用の抵抗によって
検出される周囲温度との差を一定に保つように時比率を
変化させるようにし、この時比率を空気流量信号とする
ものである。すなわち図11において、一端が接地され
ている定電流源31A,31Bの他端には、それぞれス
イッチ32A,32Bを介して発熱抵抗体2,3が接続さ
れている。この定電流源31A,31Bは一定電流IH
をスイッチ32A,32Bを介して発熱抵抗体2,3に
供給するものである。また、発熱抵抗体2,3と同じ管
路に設けられており一端が接地されている温度プローブ
11には一定電流IH を供給する定電流源35が接続さ
れている。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a third embodiment of the hot-wire drive circuit 12. In the above-described first and second circuit embodiments, the hot wire flowmeters composed of the heating resistors 2 and 3 have the temperature probes 11a and 11b and the temperature probes 11a and 11b respectively.
Although three temperature probes are required, the third circuit embodiment shown in FIG. 11 has a configuration in which the temperature probes are shared by two hot-wire flow meters, and one temperature probe is used. This hot-wire drive circuit is a case where the one disclosed in Japanese Patent Application No. 56-2088 is used for a hot-wire probe 10 provided with two heating resistors as shown in FIG. It is modified to be individual. A value obtained by sample-holding and amplifying a voltage change caused by a change in the resistance value of the heating resistors 2 and 3 corresponding to a change in the air flow rate is compared with a temperature probe terminal voltage, and the difference is integrated, and the difference is integrated. The voltage is compared with the output voltage from the sawtooth wave generator, and the duty ratio is changed so that the difference between the temperature of the hot wire and the ambient temperature detected by the temperature compensation resistor is kept constant. The ratio is used as the air flow signal. That is, in FIG. 11, the heating resistors 2 and 3 are connected to the other ends of the constant current sources 31A and 31B whose one ends are grounded via the switches 32A and 32B, respectively. The constant current sources 31A and 31B provide a constant current I H
Is supplied to the heating resistors 2 and 3 via the switches 32A and 32B. The constant current source 35 is connected for supplying a constant current I H to a temperature probe 11 of which one end is provided on the same line as the heating resistor 2 and 3 are grounded.

【0015】発熱抵抗体2,3にはスイッチ36A,3
6Bを介して抵抗37A,37Bが接続されており、抵
抗37A,37Bの他端には積分回路38A,38Bの
負入力端子が接続されている。この積分回路38A,3
8Bは発熱抵抗体2,3の端子電圧と温度補償抵抗の端
子電圧の差を積分するものであり、その出力は比較回路
40A,40Bの負入力端子に入力するように構成され
ている。前記スイッチ36A,36Bと抵抗37A,3
7Bとの接続点にはバッファ45A,45Bを介してコ
ンデンサ42A,42Bが接続されており、コンデンサ
42A,42Bの他端は接地されている。
The heating resistors 2 and 3 have switches 36A and 3
The resistors 37A and 37B are connected via 6B, and the other ends of the resistors 37A and 37B are connected to the negative input terminals of the integration circuits 38A and 38B. The integration circuits 38A, 3
8B is for integrating the difference between the terminal voltage of the heating resistors 2 and 3 and the terminal voltage of the temperature compensation resistor, and the output thereof is configured to be input to the negative input terminals of the comparison circuits 40A and 40B. The switches 36A and 36B and the resistors 37A and 3
Capacitors 42A and 42B are connected to the connection point with 7B via buffers 45A and 45B, and the other ends of the capacitors 42A and 42B are grounded.

【0016】また、比較回路40A,40Bの正入力端
子にはのこぎり波発生装置43A,43Bが接続されて
おり、一定の周期をもったのこぎり波が比較回路40
A,40Bの正入力端子に入力されるように構成されて
いる。この比較回路は前記積分回路38A,38Bから
出力される出力電圧とのこぎり波発生装置43A,43
Bから出力される出力電圧とを比較するもので、両出力
電圧の交点によりパルス信号を出力するものである。
Saw wave generators 43A and 43B are connected to the positive input terminals of the comparison circuits 40A and 40B, respectively.
A and 40B are configured to be input to the positive input terminals. This comparison circuit compares the output voltages output from the integration circuits 38A and 38B with the sawtooth wave generators 43A and 43A.
The output voltage is compared with the output voltage from B, and a pulse signal is output at the intersection of both output voltages.

【0017】このように構成された熱線駆動回路におい
て、スイッチ32A,32BをONすると発熱抵抗体
1,2にパルス的な定電流を加える。このスイッチ32
A,32Bとスイッチ36A,36Bとは連動して作動
するため、スイッチ32A,32BがONしているとき
はスイッチ36A,36BもONしており、バッファ4
5A,45Bを介してコンデンサ42A,42Bに発熱
抵抗体2,3の抵抗による電圧降下を生じた電圧がサン
プルホールドされる。このサンプル値とIKという定電
流に対する温度プローブ11の端子電圧を比較積分して
電圧を得る。この電圧が積分回路38A,38Bから出
力されてのこぎり波発生器43A,43Bから出力されて
いるのこぎり波電圧と比較して時比率が決まる。この時
比率によって前記スッチ32A,32B,36A,36
BがON,OFFされる。
When the switches 32A and 32B are turned on in the hot-wire drive circuit thus configured, a pulse-like constant current is applied to the heating resistors 1 and 2. This switch 32
A and 32B and the switches 36A and 36B operate in conjunction with each other, so that when the switches 32A and 32B are ON, the switches 36A and 36B are also ON and the buffer 4
A voltage resulting from a voltage drop due to the resistance of the heating resistors 2 and 3 is sampled and held in the capacitors 42A and 42B via 5A and 45B. A voltage is obtained by comparing and integrating the sample value with the terminal voltage of the temperature probe 11 for a constant current of IK. The duty ratio is determined by comparing this voltage with the sawtooth voltage output from the integrating circuits 38A and 38B and the sawtooth generators 43A and 43B. At this time, the switches 32A, 32B, 36A, 36
B is turned ON and OFF.

【0018】この熱線駆動回路において、いま、空気流
量が増加し、発熱抵抗体2,3は冷却される結果、抵抗
が減少し発熱抵抗体2,3の電圧降下は温度プローブ1
1のそれを下まわる。このとき積分回路38A,38B
の出力電圧はそれまでの安定点より降下する結果、比較
器40A,40Bの出力パルス幅は増大し、IH の流通
時間が増大する。かくして熱欄の供給熱量は増大し、熱
線の温度の低下は防止され、一定温度に保持される。
In this hot wire drive circuit, the air flow rate is increased, and the heating resistors 2 and 3 are cooled. As a result, the resistance is reduced and the voltage drop of the heating resistors 2 and 3 is reduced by the temperature probe 1.
Below 1's. At this time, the integration circuits 38A and 38B
The output voltage results drops below stable point so far, the output pulse width of the comparator 40A, 40B increases, which increases the flow time of the I H. Thus, the amount of heat supplied to the heating column increases, the temperature of the hot wire is prevented from lowering, and the temperature is maintained at a constant temperature.

【0019】このときのパルス幅T1 と、のこぎり波発
生装置43A,43Bののこぎり波の周期Tとの比T1
/T が時比率であり、この時比率が空気流量に対応し
た信号となる。従って、図9に示す場合と同様に、発熱
抵抗体2で構成する熱線流速計と発熱抵抗体3で構成す
る熱線流速計の信号のうち、放熱が大きい方、すなわち
時比率T1/T が大きい方を出力信号として出力させ、
かつ、どちらかが大きいかを判定する信号Fを出力させ
る。具体的には、図1に示すように、積分回路38Aの
出力信号の電位が積分回路38Bの出力信号の電位より
低い場合、すなわち図1における順流の場合、比較器4
5の出力は低レベルとなり、電子スイッチ48はOFF
し、NOT素子46を介して電子スイッチ47はONと
なり、出力信号には発熱抵抗体2で構成する熱線流速計
の信号、すなわち比較器40Aの出力が出され、そのと
きの信号Fは高レベルとなる。逆に積分回路38Aの出
力電位が積分回路38Bの出力電位より高い場合、すな
わち図1における逆流の場合、比較器45の出力は高レ
ベルとなり、電子スイッチ48はONとなり電子スイッ
チ47はOFFとなり、出力信号には発熱抵抗体3で構
成する熱線流速計の信号、すなわち比較器40Bの出力
が出され、そのときの信号Fは低レベルとなる。
The ratio T 1 of the pulse width T 1 at this time to the period T of the sawtooth wave of the sawtooth wave generators 43A and 43B.
/ T is the time ratio, and this time ratio is a signal corresponding to the air flow rate. Therefore, as in the case shown in FIG. 9, of the signals of the hot-wire anemometer constituted by the heating resistor 2 and the hot-wire anemometer constituted by the heating resistor 3, the one with the larger heat radiation, that is, the duty ratio T 1 / T is the same. Output the larger one as the output signal,
Further, a signal F for determining which is larger is output. Specifically, as shown in FIG. 1, when the potential of the output signal of the integrating circuit 38A is lower than the potential of the output signal of the integrating circuit 38B, that is, in the case of the forward flow in FIG.
5 becomes low level, and the electronic switch 48 is turned off.
Then, the electronic switch 47 is turned on via the NOT element 46, and the output signal is the signal of the hot-wire anemometer constituted by the heating resistor 2, that is, the output of the comparator 40A, and the signal F at that time is high level. Becomes Conversely, when the output potential of the integrating circuit 38A is higher than the output potential of the integrating circuit 38B, that is, in the case of the reverse flow in FIG. 1, the output of the comparator 45 is at a high level, the electronic switch 48 is turned on, and the electronic switch 47 is turned off. As the output signal, the signal of the hot wire anemometer constituted by the heating resistor 3, that is, the output of the comparator 40B is output, and the signal F at that time becomes low.

【0020】上述したように本実施例によれば、内燃機
関の低回転全負荷において生じる逆流を伴った脈動吸気
状態においても、その逆流成分を精密に補正することに
より、実際にエンジン内に吸入された空気流量を正確に
検出することができる。同時にその他の一般の運転領域
においても、正確な吸入空気流量を検出することができ
る。
As described above, according to the present embodiment, even in the pulsating intake state accompanied by the backflow which occurs at the low rotation full load of the internal combustion engine, the backflow component is precisely corrected to actually inhale into the engine. The detected air flow rate can be accurately detected. At the same time, an accurate intake air flow rate can be detected in other general operation regions.

【0021】さらに、熱線駆動回路として定温度差型熱
線流速計の原理を採用することにより、空気温度が変化
したときも高精度に質量空気流量を測定することができ
る。なお吸気筒9に形成されたベンチュリ9aは、熱線
プローブ10を通過する空気流を整流する効果をもつ。
Further, by employing the principle of a constant temperature difference type hot-wire anemometer as the hot-wire drive circuit, the mass air flow rate can be measured with high accuracy even when the air temperature changes. The venturi 9 a formed in the intake cylinder 9 has an effect of rectifying the airflow passing through the hot wire probe 10.

【0022】上述した実施例においては、熱線プローブ
10の両端を直接リード線5で支持した場合について説
明したが、図12に示すように、熱線プローブ10の軸
方向に平行に4本のリード線5を設け、このリード線5
とほぼ直角にこのリード線5より直径の大きいリード線
5aをリード線5に取り付け、このリード線5aをホル
ダ6に固定してもよい。
In the above embodiment, the case where both ends of the hot wire probe 10 are directly supported by the leads 5 has been described. As shown in FIG. 12, four lead wires are provided in parallel with the axial direction of the hot wire probe 10. 5 and the lead wire 5
May be attached to the lead wire 5 at a right angle to the lead wire 5 and the lead wire 5a may be fixed to the holder 6.

【0023】また図13は特願昭57−17511 号公報で開
示された吸気筒90に熱線プローブ10及び温度プロー
ブ11を装着した場合を示し、図6に示した実施例と同
様に熱線プローブ10及び温度プローブ11はホルダ6
により一体化され、さらに熱線駆動回路12と一体にし
て吸気筒90に形成されたバイパス通路13に挿入され
る。このときバイパス通路13の空気流はバイパス通路
出口13aで主流通路の空気流と合流する。
FIG. 13 shows a case where the hot-wire probe 10 and the temperature probe 11 are mounted on the intake cylinder 90 disclosed in Japanese Patent Application No. 57-17511. As in the embodiment shown in FIG. And the temperature probe 11 is the holder 6
And is inserted into the bypass passage 13 formed in the intake cylinder 90 integrally with the hot-wire drive circuit 12. At this time, the airflow in the bypass passage 13 merges with the airflow in the main flow passage at the bypass passage outlet 13a.

【0024】図14及び図15は本発明の構造の他の実
施例を示すそれぞれ平面図及び断面図である。吸気筒9
の外周面には熱線駆動回路12が固定されており、ブロ
ック6を介して吸気筒9内に内筒50を固定している。
この内筒50内には、ニッケル,白金などの箔をポリイ
ミドなどの耐熱樹脂で被覆した板状の発熱抵抗体2,3
が、吸気の上流側及び下流側にそれぞれ並べて設けられ
ており、これらの発熱抵抗体2,3はマウント51で挟
持固定され、このマウント51を介して内筒50に固定
されている。図の矢印の方向に空気が流れる場合は発熱
抵抗体2の放熱量が発熱抵抗体3の放熱量より大きくな
り、矢印と逆の空気流の場合には放熱量の大小は逆とな
り、流れの方向を検知できる。なお発熱抵抗体2,3の
表面の空気流を整流するために、内筒50は図中矢印の
方向に向って流路面積が小さくなる構造にしてある。
FIGS. 14 and 15 are a plan view and a sectional view, respectively, showing another embodiment of the structure of the present invention. Intake cylinder 9
A hot-wire drive circuit 12 is fixed to the outer peripheral surface of the inner cylinder 50, and an inner cylinder 50 is fixed in the intake cylinder 9 via the block 6.
In the inner cylinder 50, plate-like heat generating resistors 2, 3 in which a foil of nickel, platinum or the like is coated with a heat-resistant resin such as polyimide are used.
Are provided side by side on the upstream and downstream sides of the intake air, respectively. These heat generating resistors 2, 3 are fixedly held by a mount 51, and are fixed to the inner cylinder 50 via the mount 51. In the case where air flows in the direction of the arrow in the figure, the amount of heat radiation of the heating resistor 2 becomes larger than the amount of heat radiation of the heating resistor 3. Direction can be detected. In order to rectify the air flow on the surfaces of the heating resistors 2 and 3, the inner cylinder 50 has a structure in which the flow path area decreases in the direction of the arrow in the figure.

【0025】図16及び図17に本発明による熱線プロ
ーブの構造の他の実施例を示す。2個の円筒柱1の表面
にそれぞれ発熱抵抗体2,3を形成し、これらの発熱抵
抗体2,3を被覆材4により接合したものである。図中
矢印の方向の空気流を発熱抵抗体2が強く検知し、逆の
方向の空気流を発熱抵抗体3が強く検知することは、前
述の実施例と同様である。
FIGS. 16 and 17 show another embodiment of the structure of the hot-wire probe according to the present invention. Heating resistors 2, 3 are formed on the surfaces of two cylindrical columns 1, respectively, and these heating resistors 2, 3 are joined by a coating material 4. The heating resistor 2 strongly detects the airflow in the direction of the arrow in the figure and the heating resistor 3 strongly detects the airflow in the opposite direction, as in the above-described embodiment.

【0026】[0026]

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、熱線
式空気流量計の吸気上流側及び吸気下流側にそれぞれ発
熱抵抗体を設け、これらの発熱抵抗体の放散熱量の差を
電気的に判別して、吸気の流れ方向と空気流量を検知す
るようにしたものであるから、逆流を伴った脈動空気流
の平均空気流量を高精度に測定することができる。
As described above, according to the present invention, heating resistors are provided on the upstream side and the downstream side of the intake of the hot wire type air flow meter, respectively, and the difference in the amount of heat dissipated by these heating resistors is electrically determined. And the flow direction of the intake air and the air flow rate are detected, so that the average air flow rate of the pulsating air flow accompanied by the backflow can be measured with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の空気流量計の一実施例に用いる熱線プ
ローブを示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a hot wire probe used in an embodiment of the air flow meter of the present invention.

【図2】図1の熱線プローブの側面図。FIG. 2 is a side view of the hot wire probe of FIG.

【図3】図1の熱線プローブの正面図。FIG. 3 is a front view of the hot wire probe of FIG. 1;

【図4】図1の熱線プローブの平面図。FIG. 4 is a plan view of the hot wire probe of FIG. 1;

【図5】熱線プローブの支持構造を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing a support structure of the hot-wire probe.

【図6】本発明の空気流量計の構造を示す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing the structure of the air flow meter of the present invention.

【図7】本発明の参考例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a reference example of the present invention.

【図8】空気流量と信号との関係を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an air flow rate and a signal.

【図9】本発明の他の参考例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing another reference example of the present invention.

【図10】空気流量と信号との関係を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a relationship between an air flow rate and a signal.

【図11】本発明の他の実施例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図12】本発明に用いる熱線プローブの支持構造の他
の実施例を示す斜視図。
FIG. 12 is a perspective view showing another embodiment of the support structure of the hot-wire probe used in the present invention.

【図13】本発明の空気流量計の構造の他の実施例を示
す断面図。
FIG. 13 is a sectional view showing another embodiment of the structure of the air flow meter of the present invention.

【図14】図13の平面図。FIG. 14 is a plan view of FIG. 13;

【図15】本発明の空気流量計の構造の他の実施例を示
す断面図。
FIG. 15 is a sectional view showing another embodiment of the structure of the air flow meter of the present invention.

【図16】本発明の熱線プローブの他の実施を示す平面
図。
FIG. 16 is a plan view showing another embodiment of the hot-wire probe of the present invention.

【図17】図16の平面図。FIG. 17 is a plan view of FIG. 16;

【図18】吸入空気流が逆流を伴った脈動流となってい
る場合の空気流量と時間との関係を示すグラフ。
FIG. 18 is a graph showing the relationship between the air flow rate and time when the intake air flow is a pulsating flow with a backflow.

【図19】図18の場合の熱線信号と時間との関係を示
すグラフ。
FIG. 19 is a graph showing a relationship between a hot-wire signal and time in the case of FIG. 18;

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】空気流の上流側に設けられた第1の発熱抵
抗体と、 空気流の下流側に設けられた第2の発熱抵抗体と、 を用いて空気通路内に流れる空気流量を測定する発熱抵
抗式空気流量計において、 前記第1の発熱抵抗体及び前記第2の発熱抵抗体に対応
して設けられた共通の1個の温度補償用抵抗と、 前記温度補償用抵抗に定電流を供給する手段と、 を有することを特徴とする発熱抵抗式空気流量計。
And 1. A first heating resistor provided on the upstream side of the air flow, and a second heating resistor provided on the downstream side of the air flow, the air flow rate flowing through the air passage with In the heating resistance type air flow meter to be measured , one common temperature compensation resistor provided corresponding to the first heating resistor and the second heating resistor, and the temperature compensation resistor are fixed. And a means for supplying an electric current .
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