JPH0326436B2 - - Google Patents
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- JPH0326436B2 JPH0326436B2 JP57144738A JP14473882A JPH0326436B2 JP H0326436 B2 JPH0326436 B2 JP H0326436B2 JP 57144738 A JP57144738 A JP 57144738A JP 14473882 A JP14473882 A JP 14473882A JP H0326436 B2 JPH0326436 B2 JP H0326436B2
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- JP
- Japan
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- resistor
- amplifier
- sensing element
- signal
- line
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Links
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- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
- F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
-
- 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
- G01F1/6842—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/10—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
- G01P5/12—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables using variation of resistance of a heated conductor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱式流量計に係り、特に、内燃機関
の吸入空気量を測定するに好適な熱式流量計に関
する。
の吸入空気量を測定するに好適な熱式流量計に関
する。
特開昭57−19672号公報、特開昭57−22563号公
報等にあるように熱式流量計としては、プラチナ
などの温度依存抵抗体を空気吸入管内に配置する
ものが知られている。この温度依存抵抗体は、一
定温度に維持されるように負帰還制御されてい
る。吸入空気量の変動に応じて、温度依存抵抗体
からうばわれる熱量は変化するが、その温度は一
定になるように帰還制御されているため、抵抗体
を流れる電流値を測定することにより、吸入空気
量を測定できる。ここで、従来の装置にあつて
は、測定精度が低いという問題があつた。
報等にあるように熱式流量計としては、プラチナ
などの温度依存抵抗体を空気吸入管内に配置する
ものが知られている。この温度依存抵抗体は、一
定温度に維持されるように負帰還制御されてい
る。吸入空気量の変動に応じて、温度依存抵抗体
からうばわれる熱量は変化するが、その温度は一
定になるように帰還制御されているため、抵抗体
を流れる電流値を測定することにより、吸入空気
量を測定できる。ここで、従来の装置にあつて
は、測定精度が低いという問題があつた。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、測定精度の高い熱式流量計を提
供するにある。
り、その目的は、測定精度の高い熱式流量計を提
供するにある。
本発明者は、測定精度の鑑定から種々検討した
結果、次のことが明らかになつた。すなわち、加
熱電流は、約10ｍＡから150ｍＡまで変化し、こ
の加熱電流が検出増巾される。ここで、この検出
増巾された信号上に、加熱電流の変動の影響が重
畳し、測定精度を低くめていたわけである。
結果、次のことが明らかになつた。すなわち、加
熱電流は、約10ｍＡから150ｍＡまで変化し、こ
の加熱電流が検出増巾される。ここで、この検出
増巾された信号上に、加熱電流の変動の影響が重
畳し、測定精度を低くめていたわけである。
そこで、本発明は、感温素子から電源へ電流を
戻す復帰線と、感温素子に接続した増巾器の接地
電位線とを別途設け、この接地電位線を信号処理
部内にて接地するようにしたものである。
戻す復帰線と、感温素子に接続した増巾器の接地
電位線とを別途設け、この接地電位線を信号処理
部内にて接地するようにしたものである。
本発明の一実施例について以下図面を用いて説
明する。
明する。
第１図は、センサの配置を示している。第１図
において、吸入管１の側方には、バイパス管２が
形成されている。バイパス管２の下流側は、挿入
管６との間に形成された吸入通路の周囲を取り巻
くリング状通路に接続され、出口６Ａから吸入通
路に開口している。挿入管６とスカート部１Ｂに
より、ベンチユリ部が形成され、出口６はベンチ
ユリ部の最狭部に開口しているため、出口６が負
圧となり、吸入通路を流れる空気の一部が、バイ
パス管内を流れる。空気は、静圧下でパイパス管
２に取り込まれ、ベルマウス２Ａにより層状化さ
れる。バイパス管２内には、吸入空気量を測定す
るプラチナなどからなる感温素子３と、同じくプ
ラチナなどからなる温度補償素子４が配置されて
いる。この感温素子３の温度を一定に制御する回
路などは、回路ケース５内に設けられている。検
出された信号は、ケーブル７を介して信号処理を
行うCPU本体に取込まれる。尚、矢印Ｗ方向に
流れる空気は、内燃機関の燃焼室に取込まれる。
において、吸入管１の側方には、バイパス管２が
形成されている。バイパス管２の下流側は、挿入
管６との間に形成された吸入通路の周囲を取り巻
くリング状通路に接続され、出口６Ａから吸入通
路に開口している。挿入管６とスカート部１Ｂに
より、ベンチユリ部が形成され、出口６はベンチ
ユリ部の最狭部に開口しているため、出口６が負
圧となり、吸入通路を流れる空気の一部が、バイ
パス管内を流れる。空気は、静圧下でパイパス管
２に取り込まれ、ベルマウス２Ａにより層状化さ
れる。バイパス管２内には、吸入空気量を測定す
るプラチナなどからなる感温素子３と、同じくプ
ラチナなどからなる温度補償素子４が配置されて
いる。この感温素子３の温度を一定に制御する回
路などは、回路ケース５内に設けられている。検
出された信号は、ケーブル７を介して信号処理を
行うCPU本体に取込まれる。尚、矢印Ｗ方向に
流れる空気は、内燃機関の燃焼室に取込まれる。
次に、回路構成について、第２図を用いて説明
する。同図左方に示す破線内はセンサ部１０であ
り、第１図の抵抗体３，４および回路ケース５内
の回路などを含んでいる。そして、同図右方に示
す破線内は信号処理部３０であり、CPUなどを
含み、自動車に車載される。センサ部１０および
信号処理部３０には、バツテリ４０から電流が供
給される。
する。同図左方に示す破線内はセンサ部１０であ
り、第１図の抵抗体３，４および回路ケース５内
の回路などを含んでいる。そして、同図右方に示
す破線内は信号処理部３０であり、CPUなどを
含み、自動車に車載される。センサ部１０および
信号処理部３０には、バツテリ４０から電流が供
給される。
センサ部１０の構成について次に説明する。セ
ンサ駆動回路１２の中には、後程述べるような、
感熱素子３、温度補償素子４や感熱素子を所定温
度に保つ制御回路を含んでいる。この駆動回路１
２は、バツテリ４０から信号線５０および途中の
コネクタ２０を介して電流が供給され、復帰線５
２および途中のコネクタ２２を介してバツテリ４
０に戻る。また、センサ駆動回路１２において検
出された空気流量信号は、抵抗１４を介して、差
動増巾器１６の正入力端子に接続される。また、
センサ駆動回路１２の復帰線５２側の端子が、抵
抗１５を介して、差動増中器１６の負入力端子に
接続される。差動増巾器１６には、感温素子３を
流れる加熱電流を検出する抵抗の両端の電圧が入
力し、この両者の差電圧が出力する。ここで、空
気流量信号を増巾する際に、上述の構成の差動増
巾器を用いるのは新規なことである。すなわち、
従来は、単なる増巾器により、抵抗１４の出力を
増巾するのみである、 差動増巾器１６には帰還抵抗１７が設けられ、
この帰還抵抗１７は可変である。また、出力可変
の定電圧回路１８からは、参照電圧VRが差動増
巾器１６の負入力端に印加されている。そして、
帰還抵抗１７と参照電圧VRにより、零−スパン
調整が行なわれる。この調整は次のように行なわ
れる。例えば、空気流量が20Kg／Ｈの時の調整用
の基準出力値V1と、200乃至300Kg／Ｈの時の基
準出力値V2があらかじめ求められている。調整
に際しては、流量が20Kg／Ｈの時と300Kg／Ｈの
時の出力値が求められ、基準出力値V1、V2と比
較される。そして、基準との差に応じて、最初に
帰還抵抗１７の値が適宜変えられ、増巾器１６の
利得が変えられる。次に、再度、２種類の流量に
対する出力が求められ、今度は、参照電圧VRが
適宜変られる。この２つの調整を２・３度繰り返
すことにより、出力値は基準出力値に容易に一致
させ、調整を行うことができる。この零−スパン
調整回路がセンサ部１０にあることも本発明の特
徴である。
ンサ駆動回路１２の中には、後程述べるような、
感熱素子３、温度補償素子４や感熱素子を所定温
度に保つ制御回路を含んでいる。この駆動回路１
２は、バツテリ４０から信号線５０および途中の
コネクタ２０を介して電流が供給され、復帰線５
２および途中のコネクタ２２を介してバツテリ４
０に戻る。また、センサ駆動回路１２において検
出された空気流量信号は、抵抗１４を介して、差
動増巾器１６の正入力端子に接続される。また、
センサ駆動回路１２の復帰線５２側の端子が、抵
抗１５を介して、差動増中器１６の負入力端子に
接続される。差動増巾器１６には、感温素子３を
流れる加熱電流を検出する抵抗の両端の電圧が入
力し、この両者の差電圧が出力する。ここで、空
気流量信号を増巾する際に、上述の構成の差動増
巾器を用いるのは新規なことである。すなわち、
従来は、単なる増巾器により、抵抗１４の出力を
増巾するのみである、 差動増巾器１６には帰還抵抗１７が設けられ、
この帰還抵抗１７は可変である。また、出力可変
の定電圧回路１８からは、参照電圧VRが差動増
巾器１６の負入力端に印加されている。そして、
帰還抵抗１７と参照電圧VRにより、零−スパン
調整が行なわれる。この調整は次のように行なわ
れる。例えば、空気流量が20Kg／Ｈの時の調整用
の基準出力値V1と、200乃至300Kg／Ｈの時の基
準出力値V2があらかじめ求められている。調整
に際しては、流量が20Kg／Ｈの時と300Kg／Ｈの
時の出力値が求められ、基準出力値V1、V2と比
較される。そして、基準との差に応じて、最初に
帰還抵抗１７の値が適宜変えられ、増巾器１６の
利得が変えられる。次に、再度、２種類の流量に
対する出力が求められ、今度は、参照電圧VRが
適宜変られる。この２つの調整を２・３度繰り返
すことにより、出力値は基準出力値に容易に一致
させ、調整を行うことができる。この零−スパン
調整回路がセンサ部１０にあることも本発明の特
徴である。
差動増巾器１６の出力は、流量信号線５４を介
して信号処理部３０内のＡ／Ｄ変換器３２に取り
込まれ、デイジタル信号に変換される。このデイ
ジタル信号は、図示しないCPUに取り込まれ、
燃料噴射量を決定する。データとして用いられ
る。
して信号処理部３０内のＡ／Ｄ変換器３２に取り
込まれ、デイジタル信号に変換される。このデイ
ジタル信号は、図示しないCPUに取り込まれ、
燃料噴射量を決定する。データとして用いられ
る。
また、差動増巾器１６と定電圧回路１８の接地
電位線５６は、復帰線５２とは、別に設けられて
いる。そして、接地電位線５６は、センサ部１０
から信号処理部３０内に導かれ、Ａ／Ｄ変換器３
２の入力端部付近の点３４において接地するよう
にしている。上述の接地電位線５６を復帰線５２
と別にすることや、接地電位線を信号処理部３０
内にて接地するようにしたことも本発明の特徴点
である。
電位線５６は、復帰線５２とは、別に設けられて
いる。そして、接地電位線５６は、センサ部１０
から信号処理部３０内に導かれ、Ａ／Ｄ変換器３
２の入力端部付近の点３４において接地するよう
にしている。上述の接地電位線５６を復帰線５２
と別にすることや、接地電位線を信号処理部３０
内にて接地するようにしたことも本発明の特徴点
である。
また、各線５０，５４，５６のセンサ部１０へ
の入力端はすべてチツプコンデンサ２４，２６，
２８を介することにより、ノイズ対策をしてい
る。
の入力端はすべてチツプコンデンサ２４，２６，
２８を介することにより、ノイズ対策をしてい
る。
次に、センサ駆動回路１２の詳細について第３
図を用いて説明する。感温抵抗３に直列に抵抗６
０が接続されている。抵抗６２，６４の直列体
は、感温抵抗３に並列に接続されて、感温抵抗３
の両端電圧を分圧する。温度補償抵抗４は抵抗６
６と直列に接続されている。感温抵抗３と抵抗６
０の接続点は、増巾器６８の非反転入力に、抵抗
４と抵抗６６の接続点は、反転入力に接続されて
いる。増巾器６８の出力は、増巾器７０の非反転
入力に接続され、反転入力には抵抗６２と６４の
接続点に接続されている。増巾器７０の出力は、
トランジスタ７２のベースに与えられる。トラン
ジスタ７２のコレクタは、抵抗７４を介してター
ミナル２０からバツテリ４０に接続されている。。
エミツタは、感温抵抗３と抵抗６２の接続点に接
続される。抵抗６０と６６の接続点は、ターミナ
ル２２に接続される。感温抵抗３と抵抗６０の接
続点は、抵抗１４を介して増巾器１６に接続され
る。
図を用いて説明する。感温抵抗３に直列に抵抗６
０が接続されている。抵抗６２，６４の直列体
は、感温抵抗３に並列に接続されて、感温抵抗３
の両端電圧を分圧する。温度補償抵抗４は抵抗６
６と直列に接続されている。感温抵抗３と抵抗６
０の接続点は、増巾器６８の非反転入力に、抵抗
４と抵抗６６の接続点は、反転入力に接続されて
いる。増巾器６８の出力は、増巾器７０の非反転
入力に接続され、反転入力には抵抗６２と６４の
接続点に接続されている。増巾器７０の出力は、
トランジスタ７２のベースに与えられる。トラン
ジスタ７２のコレクタは、抵抗７４を介してター
ミナル２０からバツテリ４０に接続されている。。
エミツタは、感温抵抗３と抵抗６２の接続点に接
続される。抵抗６０と６６の接続点は、ターミナ
ル２２に接続される。感温抵抗３と抵抗６０の接
続点は、抵抗１４を介して増巾器１６に接続され
る。
トランジスタ７２が導通している状態では、ト
ランジスタ７２のエミツタ電流は、抵抗３，６０
の直列回路に流れるとともに抵抗６２，６４の分
圧回路に流れる。増巾器６８は、その反転入力と
非反転入力の電位、即ち、抵抗３，６０の接続点
の電位と抵抗４，６６の接続点の電位を比較し、
それらが等しくなるように出力電圧を制御する。
また、増巾器７０は、抵抗６２，６４の接続点の
電位と増巾器６８の出力電位とが等しくなるよう
にトランジスタ７２のベース電圧を制御する。即
ち、増巾器７０は、感温素子９端子間電圧の分圧
と抵抗４の端子間電圧を等しくなるように制御す
るものである。従つて、抵抗４の端子間電圧を抵
抗３に比べて極めて小さくすることができる。こ
こで、感温抵抗３を流れる電流は、平衡状態にお
いては、流量の関数となり、この電流と抵抗６０
を流れる電流は等しいため、抵抗６０の端子間電
圧を測定することにより流体の流量測定が可能で
ある。
ランジスタ７２のエミツタ電流は、抵抗３，６０
の直列回路に流れるとともに抵抗６２，６４の分
圧回路に流れる。増巾器６８は、その反転入力と
非反転入力の電位、即ち、抵抗３，６０の接続点
の電位と抵抗４，６６の接続点の電位を比較し、
それらが等しくなるように出力電圧を制御する。
また、増巾器７０は、抵抗６２，６４の接続点の
電位と増巾器６８の出力電位とが等しくなるよう
にトランジスタ７２のベース電圧を制御する。即
ち、増巾器７０は、感温素子９端子間電圧の分圧
と抵抗４の端子間電圧を等しくなるように制御す
るものである。従つて、抵抗４の端子間電圧を抵
抗３に比べて極めて小さくすることができる。こ
こで、感温抵抗３を流れる電流は、平衡状態にお
いては、流量の関数となり、この電流と抵抗６０
を流れる電流は等しいため、抵抗６０の端子間電
圧を測定することにより流体の流量測定が可能で
ある。
さて、以上の説明において、接地電位線５６を
復帰線５２と別に設け、接地電位線の接地点を信
号処理部３０側にすることにより、次のような利
点がある。すなわち、両線を共通とし、接地を信
号処理部側と比較してみる。この場合、回路１２
の接地側から接地点の復帰線５２上には、コネク
タ２２のように抵抗値が大きく経年変化する部分
がある。一方、この復帰線上には、回路１２から
加温抵抗３を流れる加熱電流が流れている。そし
て、この加熱電流は、空気流量に応じて変化する
ため、接地点と復帰線および接地電位線の接地点
との間の電圧が変化する。この変化は、増巾器１
６の接地端子の電圧変動をもたらすので、信号の
増巾精度が低くなる。それに対して、本発明で
は、かかる問題は解決されている。尚、接地点を
センサ側に設けた場合、車体接地となるため、点
火信号など高電圧の影響を受けやすくなる問題が
ある。
復帰線５２と別に設け、接地電位線の接地点を信
号処理部３０側にすることにより、次のような利
点がある。すなわち、両線を共通とし、接地を信
号処理部側と比較してみる。この場合、回路１２
の接地側から接地点の復帰線５２上には、コネク
タ２２のように抵抗値が大きく経年変化する部分
がある。一方、この復帰線上には、回路１２から
加温抵抗３を流れる加熱電流が流れている。そし
て、この加熱電流は、空気流量に応じて変化する
ため、接地点と復帰線および接地電位線の接地点
との間の電圧が変化する。この変化は、増巾器１
６の接地端子の電圧変動をもたらすので、信号の
増巾精度が低くなる。それに対して、本発明で
は、かかる問題は解決されている。尚、接地点を
センサ側に設けた場合、車体接地となるため、点
火信号など高電圧の影響を受けやすくなる問題が
ある。
また、増巾器１６を差動増巾器とすることによ
り、加熱電流の検出抵抗６０の両端電圧のみを精
度よく測定できる。そして、増巾器１６の接地電
位の変動をより受けにくくなる。
り、加熱電流の検出抵抗６０の両端電圧のみを精
度よく測定できる。そして、増巾器１６の接地電
位の変動をより受けにくくなる。
以上詳述したように、本発明によれば、流量計
の流量測定精度が向上する。
の流量測定精度が向上する。
第１図は、本発明の一実施例のセンサ取付部の
部分断面図であり、第２図は、本発明の一実施例
のブロツク回路図であり、第３図は、本発明の一
実施例のセンサ駆動回路図である。 ３……感温素子、１６……増巾器、３２……
Ａ／Ｄ変換器、４０……バツテリ、５０……信号
線、５２……復帰線、５６……接地電位線。
部分断面図であり、第２図は、本発明の一実施例
のブロツク回路図であり、第３図は、本発明の一
実施例のセンサ駆動回路図である。 ３……感温素子、１６……増巾器、３２……
Ａ／Ｄ変換器、４０……バツテリ、５０……信号
線、５２……復帰線、５６……接地電位線。
Claims (1)
- １ 感温素子およびこの感温素子を流れる電流を
増巾する増巾器からなるセンサ部と、この増巾器
からの信号デイジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器およびデイジタル演算部からなる信号処理部
と、電源と、この電源から上記感温素子および上
記増巾器に電流を供給する信号線と、上記感温素
子から上記電源へ電流を戻す復帰線と、上記増巾
器の接地電位線とを有し、この接地電位線を上記
信号処理部内にて接地したことを特徴とする熱式
流量計。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144738A JPS5935109A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 熱式流量計 |
| US06/523,858 US4534218A (en) | 1982-08-23 | 1983-08-17 | Thermal flow meter |
| KR1019830003883A KR900005880B1 (ko) | 1982-08-23 | 1983-08-19 | 열식유량계(熱式流量計) |
| EP83108256A EP0103212B2 (en) | 1982-08-23 | 1983-08-22 | Thermal flow meter |
| DE8383108256T DE3375511D1 (en) | 1982-08-23 | 1983-08-22 | Thermal flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57144738A JPS5935109A (ja) | 1982-08-23 | 1982-08-23 | 熱式流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5935109A JPS5935109A (ja) | 1984-02-25 |
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