JPH03277924A - 熱線式空気流量計 - 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〕 本発明は、自動車用電子式燃料噴射制御装置におけるエ
ンジンの吸入空気流量計測に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ヒステリシス付コンパレータを利用した電圧制
御発振器は、出力段にバッファを設けるか、あるいは特
性ばらつきがある程度大きくても良い分野でしか使われ
ていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、ヒステリシス電圧がコンパレータ出力
段に接続した回路の影響を受は易く、次段の入力インピ
ーダンスを高くかつ一定に保つ必要があり、温度特性か
つ、あるいは特性ばらつき等をきびしく管理する必要が
あった。さらに、熱線式空気流量計として特性ばらつき
が大きく歩留りが悪いという問題もあった。あるいは、
バッファもしくは、その機能を有する回路を次段入力部
に構成しなければならないので、回路規模が大きくなり
、コスト高となる問題があった。

本発明の目的は、簡単な回路でヒステリシス電圧への影
響を防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、ヒステリシス付コンパレー
タの出力をＰ　Ｎ　Ｐ　トランジスタを介して他の回路
と接続したものである。

また、ＰＮＰトランジスタのベース端子に抵抗を挿入す
ることにより温度に対する余裕度を確保したものである
。

〔作用〕

ヒステリシス付コンパレータの出力端に接続されたＰＮ
Ｐトランジスタは、コンパレータ出力がＬｏｗの時だけ
作動する様にエミッタに電圧を加えておく。それによっ
て、コンパレータ出力がＨｉｇｈの時のヒステリシス電
圧は他回路の影響を受けない。また、コンパレータ出力
がＬｏｗの時は、出力の飽和抵抗が数十Ωと低いため、
ＰＮＰトランジスタのベース電流による電圧変化は極め
て少ない。よって、ヒステリシス電圧は他回路の影響を
受けない。

また、低温度（例えば−４０’Ｃ）には、出力トランジ
スタのベース電位が高くなることがら、次段への接続が
難かしくなるため、ＰＮＰ　トランジスタのベースに抵
抗を挿入する。それによって、抵抗での電圧降下分だけ
、ＰＮＰトランジスタのベース電位が上がるので、コレ
クタ電圧範囲に余裕ができ、次段への接続を確実に行な
うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。制御
回路ｌは、熱線と冷線の温度差を一定値に保持すること
により空気流量を計測する部分であり、定温度制御回路
１の出力は、演算増幅回路２により適度に増幅、減算さ
れ電圧制御発振回路５の入力となる。電圧制御発振回路
５の入力は、電圧−電流変換回路３により電流に変換さ
れ、電流スイッチ回路４に流入する。電流スイッチ４は
、コンパレータ６の出力により積分コンデンサ１４を前
記変換電流を基本として充放電する。抵抗７゜８．９及
び基準電圧Ｖ　ＲＥＦはコンパレータ６をヒステリシス
動作させるものであり、このためコンパレータ６の比較
電圧は２つの値を持つので、積分コンデンサ１４は前記
２値間を充放電し、かつ充放電電流は、空気流量を基本
としているため。

Ｆ　ｏｕＴは空気流量を周波数に変換したものとなる。

ここで、電圧ＶｓをコンパレータＨｉｇｈ時の出力とほ
ぼ同電圧にすることにより、ＰＮＰトランジスタ１０，
１１は、コンパレータＨｉｇｈ時にＯＦＦとなりヒステ
リシス電圧は設定されたＨｉｇｈ電圧となる。また、出
力トランジスタ１２へは電流は供給されずＦ　０ＬＩＴ
はＨｉｇｈとなる。次にコンパレータ６がＬｏｗ時には
ＰＮＰトランジスタ１０，１１がＯＮし、ベース電流が
コンハレータロへ流入するが、コンハレータＬｏｗ時の
出力飽和抵抗は数十Ωであるためヒステリシス電圧への
影響はほとんどない。また、抵抗１３゜１４はリーク電
流を吸収するものであり、出力トランジスタ１２が不用
意にＯＮすることを防止している。

以上のように、コンパレータ６の出方と他回路との接続
にＰＮＰトランジスタを用いることにより、小規模な回
路でヒステリシス電圧を安定に保つことができるので定
数の設定が簡単にでき、出力回路への制限を防止できる
。また、基準電圧Ｖ　ＲＥＦに温度係数を持たせること
により、熱線式空気流量計の全体回路の温度特性を補正
できる。

かつ、周波数出力であるため、コントロールユニットま
での配線が長くても外来ノイズの影響を充分低減でき、
コントロールユニットも簡素化できる。

第２図は上記ＰＮＰトランジスタ１０．１１のベース端
子に抵抗２０．２１を挿入したものである。本実施例に
よれば、低温時に出力トランジスタ１２のベース電圧が
増加しても、抵抗２０゜２１の電圧降下分だけ、ＰＮＰ
　トランジスタ１０゜１１のコレクタ電圧に余裕ができ
るため、低温時でも出力トランジスタを確実にＯＮする
ことができる。

第３図はヒステリシス付コンパレータを用いた電圧制御
発振回路の他の実施例であり、コンパレータ６の出力端
にＰＮＰ　トランジスタ１１を接続することで、基準電
圧ＶＲＥＦ及び抵抗７，８．９から得られるヒステリシ
ス電圧への出力回路からの影響を防止できる。

第４図は定温度制御回路の一実施例である。本実施例の
動作を説明すると、冷線抵抗Ｒｅで空気温度をモニタし
、熱線１０２と検線１０１の温度を一定に保つように制
御されている。このときの熱線抵抗Ｒｈは第（１）式と
なる。

また、熱線電流Ｉｈは、空気流量をＱ、熱線温度をＴｈ
、空気温度をＴａとし、Ａ、Ｂ、ｎを定数とすると第（
２）式となる。

１　ｈ２Ｒｈ＝Ａ＋ＢＱ”（Ｔｈ−Ｔａ）　　　　−（
２）故に熱線電流ＩｈをＲ１で検出した電圧は、空気流
量を表わすことが明らかである。

次に第５図に演算増幅回路の一実施例を示し、動作を説
明する。上記定温度制御回路の検出電圧は演算増幅器Ｏ
Ｐ３の正入力端子へ印加され、増幅、演算され次段へ出
力される。この時検出電圧をＶｉとすると、出力電圧Ｖ
ｏは第（３）式となる。

第（３）式に示すとおり、この回路では、任意に増幅及
び減算が行なえる。

第６図は電圧−電流変換回路の一実施例であり、その動
作を説明する。トランジスタ２２．２３はカレントミラ
ーであり、Ｒ３０に流れる電流Ｉｏを次段へ出力する。

Ｒａｏに流れる電流工０は演算増幅器ＯＰ４により第（
４）式のように制御される。

よって、入力電圧ｖＯに比例した出力電流■０が得られ
る。

第７図は電流スイッチ回路の一実施例であり、以下に動
作を説明する。トランジスタ２９がＯＦＦであると、ダ
イオード２４及び、トランジスタ２６．２７．２８に電
流は流れないので、入力電流Ｉｏはそのまま出力される
。次にトランジスタ２９がＯＮすると、入力電流はダイ
オード２４を通り、トランジスタ２７をＯＮするため、
トランジスタ２６を通りＧＮＤへ流れる。この時、ダイ
オード２５は逆バイアス状態であり、また、トランジス
タ２６と２８はカレントミラーであるため、入力電流Ｉ
ｏと等しい電流で積分コンデンサ１４を放電する。故に
、トランジスタ２９により、積分コンデンサ１４を充放
電することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡単な回路構成でヒステリシス電圧の
変動を防止できるため、熱線式空気流量計を小さくでき
、かつ特性ばらつきを抑えることができるので歩留り向
上、低コスト、特性改善の効果がある。

また、さらに、ＰＮＰトランジスタのベース端子に抵抗
を挿入することにより、低温動作を確保できるので信頼
性向上の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の実施例を示す電圧制
御発振回路図、第４図は空気流量を測定するための定温
度制御回路図、第５図は演算増幅回路図、第６図、第７
図は第１図及び第２図の電圧制御発振回路で使われる電
圧−電流変換回路及び電流スイッチ回路を示す図である
。 １・・・定温度制御回路、２・・・演算増幅回路、３・
・電圧−電流変換回路、４・・・電流スイッチ回路、５
・・・電圧制御発振回路、６・・・コンパレータ、７，
８゜９・・・抵抗、１０．１１・・・Ｐ　Ｎ　Ｐ　トラ
ンジスタ、第 １ 図 第２図 り 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷線により空気温度をモニタし、冷線と熱線の温度
   差を一定に保持し、熱線電流を空気流量信号電圧として
   出力できる定温度制御回路と、前記出力を増幅、減算す
   る演算増幅回路と、ヒステリシス付コンパレータを有す
   る電圧制御発振回路とから成る周波数出力形熱線式空気
   流量計において、該コンパレータと他回路をＰＮＰトラ
   ンジスタを介して接続したことを特徴とする熱線式空気
   流量計。 ２、請求項第１項に記載の熱線式空気流量計において、
   ＰＮＰトランジスタのベース端子に抵抗を挿入したこと
   を特徴とする熱線式空気流量計。