JP2958085B2 - 測定抵抗の温度制御方法及び装置 - Google Patents

測定抵抗の温度制御方法及び装置

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JP2958085B2 JP2242822A JP24282290A JP2958085B2 JP 2958085 B2 JP2958085 B2 JP 2958085B2 JP 2242822 A JP2242822 A JP 2242822A JP 24282290 A JP24282290 A JP 24282290A JP 2958085 B2 JP2958085 B2 JP 2958085B2
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
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    • GPHYSICS
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    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring 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
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    • G01F1/698Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、測定抵抗の温度制御方法及び装置に関し、
さらに詳細には流体の流量を検出する測定抵抗、特に測
定中電流により流体の温度より高い動作温度に加熱され
る内燃機関の空気量測定器の熱線等の測定抵抗の温度制
御方法及び測定に関するものである。
[従来の技術] 自動車技術においては電流を流すことによって温度制
御が行なわれる測定抵抗、特に熱線あるいは熱薄膜を用
いて、内燃機関が吸引した空気量の検出を行っている。
吸気流は加熱された熱線を通過する。この熱線は好まし
くは電気的なブリッジ回路の一部を構成し、好ましくは
電気を流すことによって吸気温度より高い一定の動作温
度に維持される。この原理によって、必要とした加熱電
流を用いて内燃機関が吸引した空気量を求めることがで
きる。加熱電流はブリッジの抵抗で電圧信号に変換さ
れ、この電圧信号が内燃機関の制御装置によって最適な
動作点に調節するための入力量として用いられる。熱線
の表面が汚れると測定結果に誤りが生じるので、内燃機
関を遮断した後に電流を上昇させて熱線を灼熱し、でき
るだけ汚れを取り去ることが行われている。内燃機関は
排ガス値及び負荷値が低い場合には、それぞれの燃焼点
において該当するパラメータを正確に検出しないと、最
適な出力は出せないので、この種の空気量測定器の精度
及び測定結果の分解能を向上させることが必要である。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、上記の欠点を解決するために提案されたも
ので、精度及び測定結果の分解能を向上させることので
きる冒頭で述べた種類の測定抵抗の温度制御方法及び装
置を提供することを課題としている。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するために、本発明では、 流体の流量を検出する内燃機関の測定抵抗、特に測定
動作中電流を流すことにより流体の温度より高い動作温
度(TB)になる空気量測定器の熱線あるいは熱薄膜の
温度制御方法において、 前記動作温度が内燃機関の回転数あるいは内燃機関の
絞り弁角度に従って測定動作中自動的に変化され、 測定結果を処理する際に測定抵抗の動作温度の変化が
考慮され、 前記動作温度の変化は、分圧器として構成された2つ
のブリッジ分岐路を有するブリッジ回路の抵抗を一つの
可変抵抗として構成してその可変抵抗を変化させること
により行われ、 前記可変抵抗が、流体の温度補償抵抗(RK)を有する
ブリッジ分岐路に接続される構成を採用している。
また、本発明では、流体の流量を検出する内燃機関の
測定抵抗、特に測定動作中電流を流すことにより流体の
温度より高い動作温度(TB)になる空気量測定器の熱
線あるいは熱薄膜の温度制御装置において、 分圧器として形成された一方のブリッジ分岐路(4)
に測定抵抗(RH)を、また他方のブリッジ分岐路(3)
に流体の温度補償抵抗(RK)と一つの可変抵抗(R2)を
接続したブリッジ回路(2)を設け、 前記可変抵抗を変化させることにより前記動作温度が
内燃機関の回転数あるいは内燃機関の絞り弁角度に従っ
て測定動作中自動的に変化され、 測定結果を処理する際に測定抵抗の動作温度の変化が
考慮される構成も採用している。
[作用] 請求項第1項に記載の特徴を有する本発明方法によれ
ば、吸気量が少ない場合、特にアイドリングや部分負荷
の領域においても、高い分解能の測定結果が得られる。
従って測定抵抗は内燃機関の小さい負荷領域において空
気流量が少ない場合でも使用可能な特性を有する。この
ことは特に空気量測定器を内燃機関のバイパス路に配置
する場合に重要である。さらに、吸気量を検出する測定
領域を大きくすることができるので、高い分解能が得ら
れる。この利点は、少なくとも1つの基準量に従って測
定抵抗の動作温度を異なる値に変化させ、それに従って
動作温度の変化を考慮して測定結果を処理することによ
り得られる。従って動作温度は測定動作中自動的に変化
する。この変化は、好ましくは測定抵抗に流れる電流を
変化させることにより行われる。動作温度の変化は少な
くとも1つの基準量に従って行われ、基準量としてはそ
れぞれの運転状態に応じた量を使用することができる。
動作温度の変化によって測定結果も変化するので、本発
明によれば測定結果の処理時に動作温度の変化を考慮し
て適合化処理が行われる。
好ましくは動作温度は段階的、あるいは連続的に変化
される。その場合には測定結果の処理の際にそれに応じ
た適合化処理を行わなければならない。
好ましくは基準量として、測定によって求められる量
が用いられる。従って測定によって求めた量の値に従っ
て測定抵抗の動作温度が設定される。
基準量として、好ましくは内燃機関の回転数が用いら
れる。測定抵抗の動作温度は、測定された回転数に従っ
て連続的に調節される。また測定され回転数が所定のし
きい値を越えた場合は、段階的に調節させることもでき
る。基準量として内燃機関の絞り弁角度を用いる場合に
も、同様である。特にまた、測定結果自体の量(測定電
圧)を用いて測定抵抗の動作温度を調節することも可能
である。その場合にも段階的あるいは連続的に調節させ
ることが可能である。
測定抵抗の動作温度を高くする場合には、空気流量の
変化が僅かでも、測定結果として大きな電圧幅が得られ
る。測定抵抗の動作温度が低くなっても、大きな測定領
域を使用することができる。従って好ましくは最適な測
定結果を得るためにそれに応じた動作温度を設定するよ
うにする。正確な測定結果を得るために測定結果に所定
の大きさの変化幅(特に電圧の変化幅)が必要な場合に
は、この必要量に従って動作温度を設定するようにす
る。
本発明はさらに、流体の流量を検出する測定抵抗、特
に測定中電流により流体の温度より高い動作温度に加熱
される内燃機関の空気量測定器の熱線等の測定抵抗の温
度制御装置に関するものであって、動作温度を少なくと
も1つの基準量に従って異なる値に変化させ、それに従
って測定結果(測定電圧)を処理するときに、動作温度
の変化を考慮するようにしている。特に分圧器として形
成された2つのブリッジ分岐路を有するブリッジ回路が
使用され、ブリッジ分岐路には測定抵抗と動作温度の調
節に用いられる抵抗値が可変な可変抵抗が設けられる。
従って可変抵抗の調節は前述の基準量に従って行われ
る。
[実施例] 以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第1図は自動車の不図示の内燃機関の空気流量を検出
する熱線式空気量測定器1の原理を示すブロック回路図
である。熱線式空気量測定器1はブリッジ回路2を有
し、ブリッジ回路には分圧器として形成された2つのブ
リッジ分岐路3と4が設けられている。ブリッジ分岐路
3の分圧器は、抵抗R1、感温抵抗RKの直列回路と可変抵
抗R2から形成されている。ブリッジ分岐路4の分圧器は
測定抵抗RHと抵抗R3から形成されている。測定抵抗RHは
熱線式空気量測定器1の熱線あるいは熱薄膜である。両
分圧器の電圧タップ5と6は演算増幅器7の2つの入力
端子に接続されている。演算増幅器7の出力8は端子9
に接続されており、さらに導線10を介して測定抵抗RH及
び抵抗RKと接続されている。端子11はアース12と接続さ
れ、かつ抵抗R2及びR3と接続されている。端子9と11間
で測定結果、特に測定電圧Uを取り出すことができる。
測定抵抗RH(熱線)と感温抵抗RKは内燃機関の吸気管13
の内部に設けられている。吸気管13は空気流量[kg/
h]を有する。
次にこのような構成の動作を説明する。
電流を流すことによって所定の動作温度TBまで熱せ
られた測定抵抗(RH)は、それぞれ空気流量の大きさ
に従って冷却される。それによって抵抗値が変化するの
で、ブリッジは離調する。それによって演算増幅器7の
出力8に信号が発生し導線10を介して動作温度の調節が
行われ、測定抵抗RHを元の動作温度TBに維持する。吸
引された空気流の温度の違いによって測定結果に影響を
及ぼす惧れがあるが、同様に空気流内に配置されている
感温抵抗RKによってこの影響を補償することができる。
端子9と11間の測定電圧Uは空気流量の大きさを示
す。
本発明では、可変抵抗R2の値を変化させることができ
るので、測定抵抗RHの動作温度TBを変化させることが
できる。それによって本発明によれば、例えば高い動作
温度TBに調節して、測定電圧Uにおいて空気流量の変
化のΔが小さいにも拘らず電圧変化幅をでいるだけ大
きなものにすることができる。その場合もちろんそのよ
うにできる測定領域は比較的小さいが、本発明手段によ
れば測定中に測定抵抗RHの動作温度TBを変化させて
(本実施例では減少して)、個々に調節を行うことがで
きる。例えば、測定中所定の空気流量を越えると、自
動的に測定抵抗RHはより低い動作温度TBに切り換えら
れ、それにより測定領域が拡大するので、発生する電圧
変化幅ΔUはより大きい空気流量領域Δにまたがって
おり、分解能が向上する。すなわち、分解能は測定抵抗
RHの動作温度TBが変化しない場合に比較してずっと大
きくなる。
この状況が第2図に示されている。同図においては測
定電圧Uは空気流量の関数として示されている。カー
ブaは測定抵抗RHの動作温度TBが高い場合を示し、カ
ーブbは動作温度TBが低い場合の状態を示している。
比較的空気流量が少ない領域Iにおいては(特に内燃
機関のアイドリング駆動あるいは部分負荷駆動がこの場
合に当たる)、測定電圧Uに対して比較的大きい変化幅
が得られる。空気流量が所定のしきい値を越えると
(これは測定電圧Uが所定の値を越えるのと同じことを
意味する)、自動的にカーブaより小さい勾配を有する
カーブbに切り替えられる。従って比較的空気流量が
大きい領域IIにおいても測定電圧Uに対してかなり大き
い変化幅が得られるので、領域IにおいてもIIにおいて
も大きな分解能が保証される。すでに説明したように、
この実施例では、カーブaからカーブbへの切り換えは
測定電圧Uの大きさそのものに従って行われる。そのた
めに不図示の当業者によく知られた種々の処理回路が使
用される。
上述した実施例においては動作温度TBが段階的に変
化する例が示されている。しかしその代わりに動作温度
TBを連続的に変化させるようにしてもよい。その場合
には他のカーブが得られる。
すでに説明したように、測定抵抗RHの動作温度TBは測
定結果、すなわち測定電圧に従って調節される。従って
(本発明実施例においては)、動作温度は測定によって
求めた所定の基準量Gに関係する。本発明の種々の実施
例によれば、基準量Gとして、種々の量が用いられる。
すなわち、測定結果(測定電圧)の代わりに、基準量G
として内燃機関の回転数を用いることも可能である。例
えばまた内燃機関の絞り弁角度を基準量Gとすることも
できる。
どのような方法で可変抵抗R2を調節するか(例えば機
械的に)についての詳細な説明は省略する。当業者が良
く知っている方法がいくつかあって、いずれにしても基
準量の変化によって可変抵抗R2の抵抗値を変化させるこ
とができる。この抵抗値の変化はすでに説明したよう
に、所定のしきい値を越えた場合に段階的にあるいは連
続的に行われる。
従って本発明によれば、測定動作中熱線の温度が可変
な熱線式空気量測定器が得られる。これは、熱線の動作
温度TBが変化した場合に、それに応じて測定結果を処
理することが前提となっている。というのは、そうしな
いと測定量が歪曲されてしまうからである。基準量Gの
変化によって測定抵抗RHの動作温度TBが変化するだけ
でなく、同時に測定結果により得られる値もそれに応じ
て変化することになる。これを補償する方法については
種々のハードウエア的な方法が考えられるが、いずれも
当業者には周知のものであるので、詳しい説明は行わな
い。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明では、内燃機関の回転数
あるいは内燃機関の絞り弁角度に従って測定抵抗の動作
温度を自動的に変化させることができるので、運転領域
に応じて測定感度を変化させることができ、各運転領域
での測定精度並びに測定分解能を向上させることができ
る。また、本発明では、測定抵抗の動作温度を変化させ
るために、大きな加熱電流が流れる測定抵抗の接続され
たブリッジ分岐路とは異なるブリッジ分岐路に接続され
た可変抵抗が変化される。従って、この可変抵抗には大
きな加熱電流は流れず、小さな電流しか流れないので、
可変抵抗を変化させるのが容易であり、段階的にもある
いは連続的にも困難なく変化させることができ、測定抵
抗の動作温度を容易に変化させることができる、という
優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はブリッジ回路で構成した熱線式空気量測定装置
の原理を示すブロック回路図、第2図は空気流量と測定
結果の関係を示す線図である。 1……熱線式空気量測定器 2……ブリッジ回路 3、4……ブリッジ分岐路 5、6……電圧取り出しタップ 7……演算増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガンク・ケッテラー ドイツ連邦共和国 7140 ルードヴィッ ヒスブルク・ネッカーヴァイヒンゲン・ ベルクシュトラーセ 4 (56)参考文献 特開 昭55−50121(JP,A) 特開 昭60−165517(JP,A) 実開 昭64−13(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01F 1/64

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体の流量を検出する内燃機関の測定抵
    抗、特に測定動作中電流を流すことにより流体の温度よ
    り高い動作温度(TB)になる空気量測定器の熱線ある
    いは熱薄膜の温度制御方法において、 前記動作温度が内燃機関の回転数あるいは内燃機関の絞
    り弁角度に従って測定動作中自動的に変化され、 測定結果を処理する際に測定抵抗の動作温度の変化が考
    慮され、 前記動作温度の変化は、分圧器として構成された2つの
    ブリッジ分岐路を有するブリッジ回路の抵抗を一つの可
    変抵抗として構成してその可変抵抗を変化させることに
    より行われ、 前記可変抵抗が、流体の温度補償抵抗(RK)を有するブ
    リッジ分岐路に接続されることを特徴とする測定抵抗の
    温度制御方法。
  2. 【請求項2】動作温度(TB)が段階的あるいは連続的
    に変化されることを特徴とする請求項第1項に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】流体の流量を検出する内燃機関の測定抵
    抗、特に測定動作中電流を流すことにより流体の温度よ
    り高い動作温度(TB)になる空気量測定器の熱線ある
    いは熱薄膜の温度制御装置において、 分圧器として形成された一方のブリッジ分岐路(4)に
    測定抵抗(RH)を、また他方のブリッジ分岐路(3)に
    流体の温度補償抵抗(RK)と一つの可変抵抗(R2)を接
    続したブリッジ回路(2)を設け、 前記可変抵抗を変化させることにより前記動作温度が内
    燃機関の回転数あるいは内燃機関の絞り弁角度に従って
    測定動作中自動的に変化され、 測定結果を処理する際に測定抵抗の動作温度の変化が考
    慮されることを特徴とする測定抵抗の温度制御装置。
JP2242822A 1989-09-20 1990-09-14 測定抵抗の温度制御方法及び装置 Expired - Fee Related JP2958085B2 (ja)

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JPH03118421A JPH03118421A (ja) 1991-05-21
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