JPH01219521A - 感熱式流量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はエンジンの吸入空気量を測定する感熱式流量
センサに関するものである。

（従来の技術〕 エンジン制御用ディジタル出力形の感熱式流量センサの
従来例としては、特開昭５６−５１６１９号公報、特開
昭６２−７９３１６号公報、特開昭６２−５５５１８号
公報等がある。第２図は特開昭６２−５５５１８号公報
に記載されたものを示し、エンジンの彎入空気量を測定
する場合について示している。

第２図にお６て、吸気管ｌの中に発熱用感温素子２及び
空気温度検出用感温素子３が設けられており、感温素子
２．３は温度によって抵抗値が変化する例えば白金線等
の抵抗素子によって構成され、吸気管１に流れる空気流
に対して接触するよう配設されている。又、感温素子２
．３と固定抵抗４〜６によりブリッジが構成され、これ
らにはトランジスタ２５を介して加熱電力が供給される
。

又、上記ブリッジの出力はコンパレータ２０に接続され
、加熱電力によって感温素子２の温度が温度検出用感温
素子３の温度に対して特定の温度差になるまで上昇した
ときに、コンパレータ２０の出力信号が立上るように設
定されている。このコンパレータ２０の出力信号はフリ
ップフロップ２１をリセットし、フリップフロップ２１
の出力はバッファ２２を介してスイッチ素子２３を閉路
状態にする。又、トランジスタ２５から感温素子２に供
給される電力の電圧は、基準電圧電源２６を基準にして
定電圧制御される。

上記構成において、スタートパルス信号によってフリッ
プフロップ２１がセントされ、加熱電力が立上り制御さ
れ、感温素子２が加熱される。そして、感温素子２の温
度が空気温度に対して特定の温度差まで上昇するとコン
パレータ２０から出力信号が発生され、フリップフロッ
プ２１をリセットし、スイッチ素子２３が閉成されてト
ランジスタ２５が接地状態となり、加熱電力は遮断され
る。この場合の感温素子２の温度上昇速度は吸気管ｌの
空気流量に反比例するようになる。従って、加熱電力が
立上がり、コンパレータ２０から出力信号が発生される
までの時間幅は、吸気管１を流れる吸入空気の流量に対
応するようになる。よって、フリップフロップ２１の出
力パルスの時間幅を測定することにより、吸入空気流量
を測定することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のティジタル出力形感熱式流量センサは以上のよう
に構成されており、感温素子２．３が所定の温度差にな
るまでの時間を測定するので、公知である定温度法に比
べて応答性が悪く、また感温素子２の温度が急変するた
め急変時の熱衝撃により感温素子２の抵抗温度特性が経
年変化するという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、応答性が良く、かつ感温素子の経年変化及
び電源電力の損失が小さい感熱式流量センサを得ること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る感熱式流量センサは、感温素子を含むブ
リッジ回路と、ブリッジ回路の出力に対応した時比率を
有するパルスを発生する制御パルス発生回路と、上記時
比率に対応してブリフジ回路の通電期間を制御する断続
制御回路と、断続制御回路の不連続の出力を連続させて
ブリッジ回路に供給する平滑回路を設けたものである。

〔作　用〕

この発明においては、吸気流量に対応した出力がブリフ
ジ回路から出力され、この出力に対応した時比率のパル
スが制御パルス発生回路から発生される。断続制御回路
は上記時比率に対応してブリフジ回路への通電を断続制
御し、平滑回路は断続制御回路の出力を連続させてブリ
ッジ回路へ供給する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図において、吸気管ｌの通路内に発熱用感温素子２と空
気温度検出用感温素子３が配設され、固定抵抗４〜６と
共にブリフジを構成している。このブリッジ出力は差動
増幅器７に入力され、差動増幅器７の出力は電圧−周波
数変換器８に入力され、ブリッジ出力に比例した周波数
を有するパルス信号を出力する。このパルス信号は単安
定マルチバイブレータｌＯに入力され、オア回路１６を
介してトランジスタ１１のベースに人力される。

トランジスタ１１はブリフジへ電力供給するパワートラ
ンジスタ１２を断続制御する。パワートランジスタ１２
のコレクタ側にはダイオード１３、インダクタ１４及び
コンデンサ１５から成る平滑回路が接続され、不連続状
の電力を連続させている。この平滑回路の出力はブリッ
ジに接続され、ブリッジに電力を供給している。９は上
記パルス信号をマイクロコンピュータで測定するに適し
た周波数にまで低減させる分周器である。

次に、上記構成の感熱式流量センサの動作について説明
する。今、吸気管１内の空気流量が増大したとすると、
差動増幅器７の非反転入力電圧が上昇し、差動増幅器７
の出力電圧も増大する。これに伴い、電圧周波数変換器
８の出力パルスの周波数が増大し、単安定マルチバイブ
レータ１０の出力パルスの時比率が増大する。ここで、
トランジスタ１１は単安定マルチバイブレータｌＯの出
力がハイレベルのときオンとなり、トランジスタ１２を
導通させる。よって、単安定マルチバイブレータｌＯの
出力パルスの時比率が増大するとパワートランジスタ１
２のコレクタ電圧パルスの時比率も増大し、平滑回路の
出力電圧は上昇する。

この結果、感温素子２を流れる加熱電流が増大し、感温
素子２の温度は一定に保持される。

ここで、ブリフジ回路の電圧を■。、パワートランジス
タ１２のエミッタ電圧をｖｓとするとＴ　ＯＮ　＋　Ｔ
　ＯＦＦ ただし、ＴＯＮＩＴＯＦＦ　はパワートランジスタ１２
のオン期間とオフ期間であり、ＴＯＮは単安定マルチバ
イブレータ１０のパルス巾に対応する。

又、ブリッジ回路の電圧Ｖ０は次式で表わされる。

Ｖｏ　＝　Ｉ　（Ｒ１１＋　Ｒ４）　　　　　　　　　
（２）ただし、■は感温素子２を流れる電流、Ｒ，は感
温素子２の抵抗値、Ｒｈは固定抵抗６の抵抗値である。

（１）、　＋２）式より加熱電流Ｉは ＶＩ　　　　　　　　ＴＯＮ Ｒｎ＋　　Ｒａ　　　ＴＯＮ＋　ＴＯＦＦ一方、感温素
子２における熱平衡式は次式で表される。

Ｉｚ　　Ｒ１１＝ｐ、＋ＢＥｈ　　　　　　　　　　　
（４１ここで、Ａ、Ｂは定数、Ｑは吸気流量である。

（３）、　（４１式より時比率を導くととなる。ただし
、ｆは電圧周波数変換器８の出力周波数である。ブリッ
ジ回路が平衡状態においては、Ｒ，が一定でかつＴ、、
が一定であるため、周波数ｆは流量Ｑの４乗根で与えら
れる。よりて、電圧周波数変換器８の出力パルスを分圧
した分周器９のディジタル出力を測定することにより、
吸気管１内の流量Ｑを測定することができる。

又、電源投入時から確実に作動させるためにスタートパ
ルス信号をオア回路１６に入力する。起動後は単安定マ
ルチバイブレータ１０からのパルス出力でトランジスタ
１１．１２を駆動する。

なお、上記実施例では、制御パルス発生回路を電圧周波
数変換器８と単安定マルチバイブレータ１０により構成
したが、三角波発生回路とコンパレータからなるパルス
巾変換回路を用いても良い。

ただし、この場合は、流量検出信号は周波数でなく、パ
ルス巾となる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、感温素子の温度を一定
に保つように制御しており、感温素子が所定の温度まで
加熱されるのを待つ必要がなく、感温素子の熱衝撃も少
いので、応答性及び感温素子の経年変化が改善される。

また、電源電力は断続制御されるので、連続通電の場合
に比べて電力損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による感熱式流量センサの回路図、第
２図は従来の感熱式流量センサの回路図である。 １・・・吸気管、２，３・・・感温素子、４〜６・・・
固定抵抗、８・・・電圧周波数変換器、１０・・・単安
定マルチパイプレーク、１１．１２・・・トランジスタ
、１３・・・ダイオード、１４・・・インダクタ、１５
・・・コンデンサ。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸入空気通路中に配設され、温度によって抵抗値が変化
   する特性を有する感温素子と、該感温素子と固有抵抗に
   より構成されたブリッジ回路と、ブリッジ回路の出力に
   対応した時比率を有するパルスを発生する制御パルス発
   生回路と、電源とブリッジ回路の間に設けられ、上記時
   比率に対応して通電期間を制御する断続制御回路と、断
   続制御回路の不連続の出力を連続させてブリッジ回路に
   供給する平滑回路を備えたことを特徴とする感熱式流量
   センサ。