JPH0611372A - 熱式流量計 - Google Patents

熱式流量計

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JPH0611372A
JPH0611372A JP4338348A JP33834892A JPH0611372A JP H0611372 A JPH0611372 A JP H0611372A JP 4338348 A JP4338348 A JP 4338348A JP 33834892 A JP33834892 A JP 33834892A JP H0611372 A JPH0611372 A JP H0611372A
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resistor
air flow
operational amplifier
input terminal
temperature
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Noboru Sugiura
登 杉浦
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Abstract

(57)【要約】 【構成】感温抵抗体(RH)を用いて空気流量を検出す
る熱式流量計であって、感温抵抗体(RH)の発熱を制
御するフィードバック回路の増幅器(OP1)の(−)
入力端子と(+)入力端子との間にコンデンサ(C5)
を設けたこと。 【効果】自動車の吸入空気流量は変動が激しいが、それ
に伴うノイズを吸収し、吸入空気量の急激な変動があっ
ても高精度に空気流量を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱式流量計に係り、特に
周辺温度の変化によって生じる出力値の変化を補償する
熱式流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関に用いられる熱式空気流
量計は、感温抵抗体を組み込んだブリッジ回路を構成
し、感温抵抗体の温度を定温度にフィードバック制御す
ることによって空気流路を流れる空気流量を検出してい
た。この種の装置としては、例えば特開昭56−18721 号
公報に記載されているものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内燃機
関に吸入される空気流量は変動が激しいため、感温抵抗
体の温度を定温度にフィードバック制御するための増幅
器に入力される電流変化が激しくなり、その変化に伴っ
て測定誤差を生ずるが、上記従来技術はその誤差につい
て十分配慮されていなかった。
【0004】本発明の目的は、空気流量の変動が大きく
ても高精度な空気流量が検出可能な熱式流量計を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、空気流路内
に設けられた感温抵抗体と、前記感温抵抗体の発熱をフ
ィードバック制御するための増幅器を有するフィードバ
ック回路とを備えた熱式流量計において、前記増幅器の
一方の入力端子と他方の入力端子との間にコンデンサを
設けたことによって達成される。
【0006】
【作用】空気流量の変動が激しくなると、感温抵抗体の
温度を定温度にフィードバック制御するための増幅器に
入力される電流変化が激しくなるが、増幅器の一方の入
力端子と他方の入力端子との間にコンデンサに設けられ
たコンデンサによってノイズを吸収できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0008】図1は、本発明の一例としての熱線式流量
計をエンジンの制御系統に適用したシステム図である。
【0009】図1において、吸入空気は、エアクリーナ
202,スロットルチャンバ204,吸気管206を通
り、シリンダ208へ供給される。シリンダ208で燃
焼したガスは、シリンダ208から排気管210を通
り、大気中へ排出される。
【0010】スロットルチャンバ204には、燃料を噴
射するためのインジェクタ212が設けられており、こ
のインジェクタ212から噴出した燃料はスロットルチ
ャンバ204の空気通路内で霧化され、吸入空気と混合
して混合気を形成し、この混合気は吸気管206を通
り、吸気弁220の開弁により、シリンダ208の燃焼
室へ供給される。
【0011】インジェクタ212の出口近傍には絞り弁
214,216が設けられている。絞り弁214は、ア
クセルペダルと機械的に連動するように構成され、運転
者により駆動される。一方、絞り弁216はダイヤフラ
ム218により駆動されるように配置され、空気流量が
小の領域で全閉状態となり、空気流量が増大するにつれ
てダイヤフラム218への負圧が増大することにより絞
り弁216は開き始め、吸入抵抗の増大を抑止する。
【0012】スロットルチャンバ204の絞り弁21
4,216の上流には空気通路222が設けられ、この
空気通路222に熱式空気流量計を構成する電気的発熱
体224が配設され、空気流速と発熱体の伝熱量の関係か
ら定まる空気流速に応じて変化する電気信号が取り出さ
れる。発熱体224は空気通路222内に設けられてい
るので、シリンダ208のバックファイア時に生じる高
温ガスから保護されると共に、吸入空気中のごみなどに
よって汚染されることからも保護される。この空気通路
222の出口はベンチュリの最狭部近傍に開口され、そ
の入口はベンチュリの上流側に開口されている。
【0013】インジェクタ212に供給される燃料は、
燃料タンク230から、フューエルポンプ232,フュ
ーエルダンパ234及びフィルタ236を介して燃圧レ
ギュレータ238へ供給される。一方、燃圧レギュレー
タ238からはインジェクタ212へパイプ240を介
して加圧燃料が供給され、そのインジェクタから燃料が
噴射される吸気管206の圧力と上記インジェクタ21
2への燃料圧の差が常に一定になるように、燃圧レギュ
レータ238から燃料タンク230ヘリターンパイプ2
42を介して燃料が戻るようになっている。
【0014】吸気弁220から吸入された混合気はピス
トン250により圧縮され、点火プラグ252で発生す
るスパークにより燃焼し、運動エネルギに変換される。
シリンダ208は冷却水254により冷却され、この冷
却水の温度は水温センサ256により計測される。点火プ
ラグ252へは点火コイル258より点火タイミングに
合わせて高電圧が供給される。
【0015】また図示しないエンジンのクランク軸の回
転に応じて基準クランク角毎におよび一定角度(例えば
0.5度)毎に基準角信号およびポジション信号を出す
クランク角センサが設けられている。
【0016】このクランク角センサの出力,水温センサ
256の出力及び発熱体224からの電気信号はマイク
ロコンピュータ等からなる制御回路270に入力され、
この制御回路270で演算処理された後、制御出力端よ
り出力され、この演算出力でインジェクタ12及び点火
コイル258が駆動される。
【0017】図2に本発明の熱式流量計に用いられる駆
動回路図を示す。
【0018】図2において、電源電圧V+ がトランジス
タTr1のコレクタに印加されており、このトランジス
タTr1のエミッタには、ホットワイヤRH(このホッ
トワイヤRHが感温抵抗体に相当している)が接続され
ており、このホットワイヤRHの他端は抵抗R1を介し
て接地されている。また、このトランジスタTr1のエ
ミッタには抵抗R2と抵抗R10が接続されている。こ
の抵抗R2の他端には、抵抗R9を介してオペアンプO
P1の(−)入力端子が接続されている。また、抵抗R
2の他端には、可変抵抗R3が接続されており、この可
変抵抗R3の他端には抵抗R21を介してオペアンプO
P4の(+)入力端子が接続されている。また、抵抗R
10の他端はオペアンプOP1の(−)入力端子が接続
されている。このオペアンプOP1の(+)(−)入力
端子間は、コンデンサC5を介して橋絡されている。
【0019】また、オペアンプOP1の(+)入力端子
には抵抗R11が接続されており、この抵抗R11の他
端には、抵抗R12と抵抗R14が接続されている。こ
の抵抗R12の他端には、抵抗R4が接続されており、
この抵抗R4の他端には、抵抗R6と可変抵抗R5が接
続されている。この抵抗R6の他端にはオペアンプOP
2の(−)入力端子が、可変抵抗R5の他端は接地され
ている。また、このオペアンプOP2の(+)入力端子
はホットワイヤRHに接続されている。このオペアンプ
OP2の出力端子と(−)入力端子との間には、コール
ドワイヤRC(このコールドワイヤRCが温度検出素子
に相当している)と抵抗R8との直列回路が挿入接続さ
れている。このオペアンプOP2の出力端子は、抵抗R
11を介してオペアンプOP1の(+)入力端子と、抵
抗R14を介して接地されている。また、オペアンプO
P2の(−)入力端子には、抵抗R7とコンデンサC1
が接続されており、この抵抗R7の他端とコンデンサC
1の他端はそれぞれ接地されている。
【0020】このトランジスタTr1,抵抗R1,R
2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R1
0,R11,R12,R13,R14,コンデンサC
1,C5,オペアンプOP1,OP2によって、フィー
ドバック回路80が構成されている。そして、このフィ
ードバック回路80が駆動部に相当している。
【0021】このフィードバック回路80の抵抗R4に
は、抵抗R18と、オペアンプOP3の出力端子が接続さ
れている。この抵抗R18には、可変抵抗R19と抵抗
R20が接続されている。この抵抗R19の他端は接地さ
れており、抵抗R20の他端は、オペアンプOP4の
(−)入力端子が接続されている。
【0022】オペアンプOP4の(−)入力端子が接続
されている。
【0023】オペアンプOP3の出力端子には抵抗R1
6を介して(−)入力端子が接続されており、この
(−)入力端子は、抵抗R15を介して接地されてい
る。また、オペアンプOP3の(+)入力端子には、抵
抗R27を介して電源電圧V+ が、また、逆方向に接続
されるツェナダイオードZD1を介して接地されてい
る。また、オペアンプOP3の出力端子には抵抗R17
が接続されており、この抵抗R17の他端には、コンデ
ンサC2とツェナダイオードZD1のカソードが接続さ
れている。コンデンサC2の他端は接地されている。こ
のオペアンプOP3は、抵抗R28を介して電源電圧V
+ が、印加されている。この抵抗R28には、コンデン
サC3とツェナダイオードZD2のカソードが接続され
ている。このコンデンサC3の他端とツェナダイオード
ZD2のアノードはそれぞれ接地されている。
【0024】一方オペアンプOP4の(−)入力端子に
は、可変抵抗R22と抵抗R23の直列回路が接続され
ており、この抵抗R23には、逆方向に接続されるツェ
ナダイオードZD3を介して接地されている。このツェ
ナダイオードZD3のカソードは、抵抗R24を介して
オペアンプOP4の出力端子に接続されている。このオ
ペアンプOP4の出力端子は抵抗R25を介して接地さ
れている。また、抵抗R24には抵抗R26が接続され
ており、この抵抗R26の他端が出力端子Voとなる。
【0025】この抵抗R15,R16,R17,R2
7,R28、ツェナダイオードZD1,ZD2,コンデ
ンサC2,コンデンサC3およびオペアンプOP3とか
らなる基準電圧回路90によって基準電圧供給部を構成
している。ここで、特に電圧変化素子であるツェナダイ
オードZD1と抵抗R17とによって温度補償回路を構
成している。また、抵抗R18,R19,R20,R2
1,R22,R23,R24,R25,R26,ツェナ
ダイオードZD3およびオペアンプOP4によって出力
部となるゼロ・スパン回路91を構成している。
【0026】そして、ツェナダイオードZD1によって
抵抗R17を流れる電流値を変化させ、それによってゼ
ロ・スパン回路91の温度補償を行うことができるよう
になっている。この温度補償について以下で説明する。
【0027】上記構成において、ホットワイヤRHに流
れる電流をIHとすると、ゼロ・スパン回路91の出力
Voは、
【0028】
【数1】
【0029】ここで、Vz:ツェナダイオードZD1の
ツェナ電圧に依存する電源電圧である。また、
【0030】
【数2】
【0031】但し、Vz1 :ツェナダイオードZD1の
ツェナ電圧となる。いま、ここで、
【0032】
【数3】
【0033】とおくと、(1)式は、 Vo=C・V2−K・V2 …(2) となる。このように出力電圧Voは求められるが、今、
ここで、温度変化が生じ各素子に温度変化による影響が
生じると出力電圧Voの変化分ΔVoは、各温度変化分
をΔC,ΔR1,ΔIH,ΔVzとすると次の如くな
る。
【0034】 ΔVo=(C+ΔC)(R1+ΔR1)(IH+ΔIH) −K(Vz+ΔVz)−(CR1IH−KVz) ≒CR1ΔIH+IH(CΔR1+R1ΔC)−KΔVz …(3) これは、前段CR1ΔIHがフィードバック回路80に
よる温度変化分であり、その他がゼロ・スパン回路91
による温度変化分である。この(3)式より、ツェナ電
圧に依存する電源電圧の温度変化分ΔVzを求めると、
【0035】
【数4】
【0036】となる。そこで、出力電圧の許容変化分が
あれば、その値によって基準電圧回路90のツェナダイ
オードZD1の選定素子が決定されることになる。すな
わち、(4)式が成立するツェナダイオードZD1を選
定すれば良い。
【0037】したがって、本実施例によれば、(4)式
より容易に温度変化によるバラツキの吸収ができる。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、吸入空気量の急激な変
動があっても高精度に空気流量を検出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱式流量計が適用されるエンジンのシ
ステム図である。
【図2】本発明の熱式流量計の駆動回路図である。
【符号の説明】
RH…ホットワイヤ、RC…コールドワイヤ、OP1,
OP2,OP3,OP4…オペアンプ、ZD1,ZD2,
ZD3…ツェナダイオード、80…フィードバック回
路、90…基準電圧回路、91…ゼロ・スパン回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空気流路内に設けられた感温抵抗体と、前
    記感温抵抗体の発熱をフィードバック制御するための増
    幅器を有するフィードバック回路とを備えた熱式流量計
    において、前記増幅器の一方の入力端子と他方の入力端
    子との間にコンデンサを設けたことを特徴とする熱式流
    量計。
JP4338348A 1992-12-18 1992-12-18 熱式流量計 Expired - Lifetime JP2641678B2 (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54113788A (en) * 1978-02-25 1979-09-05 Omron Tateisi Electronics Co Temperature control circuit
JPS557069U (ja) * 1978-06-27 1980-01-17
JPS5550121A (en) * 1978-10-03 1980-04-11 Bosch Gmbh Robert Method and device for measuring quantity of air supplied to internal combustion engine

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