JPH06117898A - Air flow rate detecting device - Google Patents
Air flow rate detecting deviceInfo
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- JPH06117898A JPH06117898A JP4268430A JP26843092A JPH06117898A JP H06117898 A JPH06117898 A JP H06117898A JP 4268430 A JP4268430 A JP 4268430A JP 26843092 A JP26843092 A JP 26843092A JP H06117898 A JPH06117898 A JP H06117898A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は空気流量検出装置に係
り、特に自動車エンジンの吸入空気流量検出装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air flow rate detecting device, and more particularly to an intake air flow rate detecting device for an automobile engine.
【０００２】自動車エンジンにおいては、自然環境の保
護，省資化に則した燃費向上に呼応し、マイクロコンピ
ュータを利用した、燃料を主とする高精密，高精度の電
子制御装置の採用が主流となっている。この電子制御装
置では、エンジンからの情報を得るための多くのセン
サ，アクチュエータを必要としており、特にエンジンに
吸入される空気流量の検出装置、およびエンジンへ吸入
される空気の温度検出装置は、燃料噴射量、および点火
時期の制御に不可欠の重要なものである。In automobile engines, it is common to adopt a high-precision, high-precision electronic control unit mainly using fuel, which utilizes a microcomputer, in response to the improvement of fuel efficiency in line with protection of the natural environment and saving of capital. Has become. This electronic control device requires many sensors and actuators for obtaining information from the engine. Especially, the device for detecting the flow rate of air taken into the engine and the device for detecting temperature of air taken into the engine are It is indispensable and important for controlling the injection amount and ignition timing.
【０００３】[0003]
【従来の技術】上記の背景により、空気流量検出器を利
用し、空気流量信号と共に、空気の温度検出機能をも有
する検出装置の例として、特公平1−100423 号がある。
この例では、信号を得る方法のみで、これらの検出信号
を伝送する方法については論じられていなかった。2. Description of the Related Art From the above background, Japanese Patent Publication No. 1-100423 is an example of a detecting device which utilizes an air flow rate detector and has an air flow rate signal and an air temperature detecting function.
In this example, the method of obtaining the signals only and not the method of transmitting these detection signals was discussed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前途の自動車の燃費向
上のためには、電子制御による精密制御と共に自動車自
体の軽量化が重要な要点であるが上記従来技術は十分配
慮されていなかった。In order to improve the fuel efficiency of automobiles in the future, it is important to reduce the weight of the automobile itself as well as precise control by electronic control, but the above-mentioned prior art has not been sufficiently considered.
【０００５】本発明の目的は自動車自体の軽量化が図れ
る空気流量検出装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an air flow rate detecting device that can reduce the weight of the automobile itself.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記ワイヤハーネスの削
減のため、まず出力信号の多重伝送化をはかった。空気
流量検出器は、その検出のためのプローグ部を空気中に
晒すため、同時に空気温度も検出する機能を付加した。
そして、空気温度の信号を電圧とし、空気流量信号をス
イッチング信号とした。更に、この両信号を重畳する回
路を空気流量検出器に一体化し、単一の出力線路にて信
号を伝送するようにしたことに本発明の要点がある。ま
た、この多重信号を入力する入力装置に、重畳回路と同
じ時定数のフィルターを供えて両信号を復調したことに
も特徴がある。In order to reduce the wire harness, the output signal is first multiplexed. The air flow rate detector has a function of detecting the air temperature at the same time because the probe for detecting the air flow rate is exposed to the air.
The air temperature signal was used as a voltage, and the air flow rate signal was used as a switching signal. Further, the point of the present invention lies in that a circuit for superposing these two signals is integrated into the air flow rate detector so that the signals are transmitted through a single output line. Another feature is that an input device for inputting this multiplexed signal is provided with a filter having the same time constant as that of the superposition circuit to demodulate both signals.
【０００７】[0007]
【作用】空気流量信号をスイッチング信号、そして空気
温度信号を電圧信号として多重信号としたことにより、
自動車におけるワイヤハーネスの出力信号１組分が削減
できる。又空気流量検出装置の中に、空気温度検出機能
と信号の重畳回路を一体化したため小形，軽量化がはか
れ、自動車の軽量化に寄与できる。さらに入力装置のフ
ィルター時定数と、空気流量検出装置の信号重畳回路の
時定数を同一にしたため、検出信号として雑音の少ない
信号を得ることができる。[Function] By using the air flow rate signal as a switching signal and the air temperature signal as a voltage signal to form a multiplexed signal,
It is possible to reduce one output signal of the wire harness in the automobile. Further, since the air temperature detecting function and the signal superimposing circuit are integrated in the air flow rate detecting device, the size and weight can be reduced, which can contribute to the weight reduction of the automobile. Further, since the filter time constant of the input device and the time constant of the signal superposition circuit of the air flow rate detection device are made the same, a signal with less noise can be obtained as the detection signal.
【０００８】[0008]
【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【０００９】図１は本発明のブロック図、図２は空気流
量検出部の構成を示したブロック図、図３は空気流量検
出器全体の回路図、図４は空気流量検出部の増幅回路、
図５は空気流量検出部の電圧−周波数変換回路、図６は
空気温度検出部の詳細回路である。又図７，図８は、動
作波形図、図９は入力装置の入力部の回路図である。図
１において１は空気流量検出装置、２は空気流量検出
部、３は空気温度検出部、４は重畳回路（以下「ミキサ
ー」と呼ぶ）であり、ＶB は電源＋、Ｇは電源−、Ｓは
出力信号である。即ち、空気流量検出部２の出力信号
と、空気温度検出部３の出力信号とをミキサー４にて単
一の出力信号に重畳し出力Ｓを出力するものである。空
気流量検出部２は、図２に示すように、空気流量を電圧
出力で検知する電圧出力部１１と、その出力電圧を周波
数に変換するＶ−Ｆ変換回路１２から構成されている。FIG. 1 is a block diagram of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the structure of an air flow rate detection unit, FIG. 3 is a circuit diagram of the entire air flow rate detector, and FIG. 4 is an amplification circuit of the air flow rate detection unit.
FIG. 5 is a voltage-frequency conversion circuit of the air flow rate detection unit, and FIG. 6 is a detailed circuit of the air temperature detection unit. 7 and 8 are operation waveform diagrams, and FIG. 9 is a circuit diagram of the input section of the input device. In FIG. 1, 1 is an air flow rate detection device, 2 is an air flow rate detection unit, 3 is an air temperature detection unit, 4 is a superposition circuit (hereinafter referred to as “mixer”), V B is a power source +, G is a power source −, S is an output signal. That is, the output signal of the air flow rate detection unit 2 and the output signal of the air temperature detection unit 3 are superimposed on a single output signal by the mixer 4 to output the output S. As shown in FIG. 2, the air flow rate detection unit 2 includes a voltage output unit 11 that detects the air flow rate with a voltage output, and a VF conversion circuit 12 that converts the output voltage into a frequency.
【００１０】次に図３〜図６により回路構成を詳細に説
明する。Next, the circuit configuration will be described in detail with reference to FIGS.
【００１１】図３にて、Ｂは被検出体である空気が流れ
る空気通路で、自動車では、エアクリーナとエンジン間
の吸入空気通路の１部である。この通路Ｂに空気流量を
検出するための感温発熱抵抗体ＲＨ、この発熱抵抗体Ｒ
Ｈを一定温度に加熱するための空気温度検出抵抗ＲＣ、
および空気温度を検出するための第２の感温抵抗ＲＴを
配置してある。発熱抵抗ＲＨ，空気温度検出体ＲＣは、
抵抗Ｒ８，Ｒ１，Ｒ７および、オペアンプＡ１，トラン
ジスタＴ１によりブリッジ回路を形成している。これに
より、発熱抵抗体ＲＨは（１）式となるように制御さ
れ、加熱電流Ｉｈが供給される。又、発熱抵抗体の加熱
電力と、発熱抵抗体から空気に伝達される熱量は（２）
式で示されるので、加熱電流Ｉｈは空気流量Ｑの関数と
なる。In FIG. 3, B is an air passage through which air, which is an object to be detected, flows, and in an automobile, it is a part of an intake air passage between an air cleaner and an engine. A temperature-sensitive heating resistor RH for detecting the air flow rate in the passage B, and the heating resistor R
An air temperature detecting resistor RC for heating H to a constant temperature,
And a second temperature sensitive resistor RT for detecting the air temperature. The heating resistance RH and the air temperature detector RC are
A bridge circuit is formed by the resistors R8, R1, R7, the operational amplifier A1 and the transistor T1. As a result, the heating resistor RH is controlled so as to satisfy the equation (1), and the heating current Ih is supplied. Also, the heating power of the heating resistor and the amount of heat transferred from the heating resistor to the air are (2)
As shown by the equation, the heating current Ih is a function of the air flow rate Q.
【００１２】[0012]
【数１】 [Equation 1]
【００１３】[0013]
【数２】 [Equation 2]
【００１４】ＲＨ ：発熱抵抗体ＲＨの抵抗体 ＲＣ ：空気温度検出抵抗ＲＣの抵抗値で空気温度Ｔａ
に依存 Ａ，Ｂ：定数 Ｔｈ ：発熱抵抗体の温度 Ｔａ ：空気温度 この加熱電流Ｉｈを抵抗Ｒ１で検出し、空気流量信号Ｖ
2 を得る。この様に発熱抵抗体ＲＨを空気温度検出抵抗
ＲＣとブリッジ構成することにより、空気流量の変化に
対する検出信号の高速応答を得ることができる効果があ
る。空気流量信号Ｖ2 は、発熱抵抗ＲＨの寸法、空気中
への配置等のばらつきにより、大量に生産した場合個々
にばらつきをもつことになる。このばらつきの吸収と、
次段のＶ−Ｆ変換回路の入力特性に良好にマッチングさ
せるためＶ2→Ｖ0に変換するのが、増幅回路ＢＧであ
る。その構成は図４となっており、オペアンプＡ２の、
オフセット、およびゲインを抵抗Ｒ１８（Ｒ１９），Ｒ
２０（Ｒ２２）によって調整するものである。Ｖ−Ｆ変
換回路には、図５に示す回路となっている。即ち、入力
電圧Ｖ0を抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０２で分割し、この電圧
と入力電圧Ｖ0の差電圧と抵抗Ｒ１００で決定される定
電流を、コンパレーヌＣ１，トランジスタＴ２で、コン
デンサＣ１００への充、放電を制御し電圧Ｖ0 を周波数
ｆへ変換するものである。電圧Ｖ0 と周波数ｆの関係は
（３）式で示される。RH: resistor of heating resistor RH RC: resistance of air temperature detecting resistor RC and air temperature Ta
Depends on A, B: Constant Th: Temperature of heating resistor Ta: Air temperature This heating current Ih is detected by the resistor R1 and the air flow rate signal V is detected.
Get 2 By thus forming the heating resistor RH in a bridge configuration with the air temperature detecting resistor RC, it is possible to obtain a high-speed response of the detection signal with respect to a change in the air flow rate. The air flow rate signal V 2 has individual variations in the case of mass production due to variations in the dimensions of the heating resistance RH, arrangement in the air, and the like. Absorption of this variation,
The amplifier circuit BG converts V 2 → V 0 in order to properly match the input characteristics of the V-F conversion circuit in the next stage. The configuration is shown in FIG.
Offset and gain are set to resistors R18 (R19), R
20 (R22). The VF conversion circuit has the circuit shown in FIG. That is, the input voltage V 0 is divided by the resistors R101 and R102, and the constant voltage determined by the voltage difference between this voltage and the input voltage V 0 and the resistor R100 is charged and discharged to the capacitor C100 by the comparator C1 and the transistor T2. Is controlled to convert the voltage V 0 into the frequency f. The relationship between the voltage V 0 and the frequency f is expressed by equation (3).
【００１５】[0015]
【数３】 [Equation 3]
【００１６】但し、Ｒ１０１＝Ｒ１０２、２×Ｒ１００
＝Ｒ１０３ ΔＶｒ：コンパレータＣ１のヒステリシス電圧（Ｒ１０
４，Ｒ１０５，Ｒ１０６で決定される） 次に空気温度の検出について説明する。第２の感温抵抗
ＲＴを接続した空気温度検出部３の回路動作を、図６に
従って説明する。第２の感温抵抗体ＲＨには、オペアン
プＡ４により、回路内に設けた基準電圧Ｖｃｃ（図示し
ていない）と抵抗Ｒ２０２，Ｒ２０３，Ｒ２０１で決定
される（４）式の一定電流Ｉｔが印加される。However, R101 = R102, 2 × R100
= R103 ΔVr: Hysteresis voltage of comparator C1 (R10
4, determined by R105 and R106) Next, the detection of the air temperature will be described. The circuit operation of the air temperature detection unit 3 to which the second temperature sensitive resistor RT is connected will be described with reference to FIG. A constant current It of formula (4) determined by a reference voltage Vcc (not shown) and resistors R202, R203, R201 provided in the circuit is applied to the second temperature sensitive resistor RH by the operational amplifier A4. To be done.
【００１７】[0017]
【数４】 [Equation 4]
【００１８】一方、第２の感温抵抗体ＲＴは（５）式で
示される。On the other hand, the second temperature-sensitive resistor RT is expressed by the equation (5).
【００１９】[0019]
【数５】 [Equation 5]
【００２０】ＲＴ ：第２の感温抵抗体の抵抗値 ＲＴ０：基準温度における第２の感温抵抗体の抵抗値 γ ：抵抗温度係数 ｔａ ：空気の温度 従って、第２の感温抵抗体ＲＴの両端子電圧Ｖ10，Ｖ11
は（６)(７）式となる。RT: resistance value of the second temperature-sensitive resistor RT0: resistance value of the second temperature-sensitive resistor at the reference temperature γ: temperature coefficient of resistance ta: air temperature Therefore, the second temperature-sensitive resistor RT Both terminal voltage V 10 , V 11
Becomes equations (6) and (7).
【００２１】[0021]
【数６】 [Equation 6]
【００２２】[0022]
【数７】 [Equation 7]
【００２３】（６)(７）式のＶ10，Ｖ11は、オペアンプ
Ａ５により（８)(９）式に示す空気流量信号Ｖａとな
る。V 10 and V 11 in the equations (6) and (7) become the air flow rate signal Va shown in the equations (8) and (9) by the operational amplifier A5.
【００２４】[0024]
【数８】 [Equation 8]
【００２５】[0025]
【数９】 [Equation 9]
【００２６】但し、Ｒ２０４＝Ｒ２０５，Ｒ２０６＝Ｒ
２０７ 以上の空気流量信号，空気温度信号を図で示すと図７と
なる。即ち（２）式により、空気流量Ｑと、空気流量検
出信号Ｖ0 は、図７（１）のように、４乗関数(実際に
は多少変わる）となり、又、電圧Ｖ0と空気流量信号の
周波数ｆは、図７（２）、空気温度Ｔａと、空気温度電
圧信号Ｖａは、図７（３）のようになる。次に、ミキサ
ー回路４の動作を説明する。However, R204 = R205, R206 = R
The air flow rate signal and the air temperature signal above 207 are shown in FIG. That is, according to the equation (2), the air flow rate Q and the air flow rate detection signal V 0 become a quadratic function (actually slightly different) as shown in FIG. 7A, and the voltage V 0 and the air flow rate signal 7 (2), the air temperature Ta and the air temperature voltage signal Va are as shown in FIG. 7 (3). Next, the operation of the mixer circuit 4 will be described.
【００２７】空気温度信号Ｖａは、オペアンプＡ６によ
り低インピーダンス出力回路に変換され、抵抗Ｒ４０３
を介して出力端子Ｓに接続されている。一方空気流量検
出信号ｆは、トランジスタＴ３をＯＮ−ＯＦＦ駆動す
る。トランジスタＴ３のコレクタは、コンデンサＣ４０
０を介して出力端子Ｓに接続されている。Ｒ４０１，Ｒ
４０２，Ｒ４０５は抵抗、Ｖｚは定電圧を得るためのツ
ェナーダイオードである。この回路による動作は図８と
なる。図８（１）は空気流量検出信号ｆの動作波形でス
イッチングしている。図８(２)は空気温度信号Ｖａの電
圧、図８（３）は、出力端子Ｓの信号波形である。即
ち、空気温度信号電圧Ｖａに、周波数がｆで、時定数が
τであるスイッチング信号が重畳された波形となる。こ
こでスイッチング信号は、コンデンサＣ４００と抵抗Ｒ
４０１，Ｒ４０２，Ｒ４０３として決定される時定数τ
を有する微分波形を得ることができる。The air temperature signal Va is converted into a low impedance output circuit by the operational amplifier A6, and the resistor R403 is used.
Is connected to the output terminal S via. On the other hand, the air flow rate detection signal f drives the transistor T3 ON-OFF. The collector of the transistor T3 is a capacitor C40.
It is connected to the output terminal S via 0. R401, R
402 and R405 are resistors, and Vz is a Zener diode for obtaining a constant voltage. The operation of this circuit is shown in FIG. In FIG. 8 (1), switching is performed by the operation waveform of the air flow rate detection signal f. 8 (2) shows the voltage of the air temperature signal Va, and FIG. 8 (3) shows the signal waveform of the output terminal S. That is, the waveform is such that the switching signal having the frequency f and the time constant τ is superimposed on the air temperature signal voltage Va. Here, the switching signal is a capacitor C400 and a resistor R.
Time constant τ determined as 401, R402, R403
It is possible to obtain a differential waveform having
【００２８】次に図９を用いて、上述の検出信号を入力
とする入力装置の実施例を説明する。Ｒ５００は抵抗、
Ｃ５００はコンデンサ、Ａ７はオペアンプである。又、
Ｃ２はコンパレータ、Ｒ５０１，Ｒ５０２は、コンパレ
ータＣ２のヒステリシス抵抗である。入力信号Ｓは、ミ
キサー４の時定数τと同一時定数にしてあるので、第１
の出力Ｔａは空気温度を示す電圧Ｖａが再現性良く復調
される。又、この電圧と入力Ｓを比較することにより第
２の出力Ｑに、空気流量信号ｆが復調される。図１０
は、本発明の空気流量検出装置と入力装置とを示した接
続図である。即ち、空気流量信号Ｑと、空気温度信号Ｔ
ａとを単一の伝送線路Ｓで入力装置へ信号を伝送し、空
気流量信号Ｑと空気温度信号Ｔａに分離，復調し、Ａ／
Ｄ変換算を介して処理に供するものである。Next, with reference to FIG. 9, an embodiment of the input device which receives the above-mentioned detection signal will be described. R500 is resistance,
C500 is a capacitor, and A7 is an operational amplifier. or,
C2 is a comparator, and R501 and R502 are hysteresis resistors of the comparator C2. Since the input signal S has the same time constant as the time constant τ of the mixer 4,
Of the output Ta of the voltage Va is demodulated with good reproducibility. Also, by comparing this voltage with the input S, the air flow rate signal f is demodulated to the second output Q. Figure 10
FIG. 3 is a connection diagram showing an air flow rate detecting device and an input device of the present invention. That is, the air flow rate signal Q and the air temperature signal T
a is transmitted to the input device through a single transmission line S, separated into an air flow rate signal Q and an air temperature signal Ta, demodulated, and A /
It is used for processing through D conversion calculation.
【００２９】以上の実施例によれば、単一の出力伝送線
路で、空気流量と空気温度信号を伝送でき、かつ復調し
た後の信号再現性に優れた入力装置を提供できる効果が
ある。According to the above embodiments, there is an effect that an air flow rate and an air temperature signal can be transmitted by a single output transmission line, and an input device excellent in signal reproducibility after demodulation can be provided.
【００３０】以上の実施例は空気流量検出信号は周波数
であった。次に空気流量信号がディジタル信号について
の実施例を説明する。In the above embodiments, the air flow rate detection signal is frequency. Next, an embodiment in which the air flow rate signal is a digital signal will be described.
【００３１】図１１は空気流量検出信号をディジタル信
号に変換するブロック図を示したものである。増幅回路
ＢＧの出力Ｖ0 をＡ／Ｄ変換器で所要ビット数ｎ（例え
ば１０bit ）のディジタル信号に変換する。このディジ
タル信号は、マルチプレクサＭＰにより１ビット目から
逐次読み出され出力回路ＯＣを経てスイッチング信号Ｄ
となる。又、出力回路およびマルチプレクサＭＰにはコ
ントロール回路ＣＴが接続され、図１２に示すように、
データ転送開始を示すフラグを出力し、データの頭に付
加するように構成している。図１２で点線はデータ
“０”，実線“１”を示してある。このディジタル信号
と空気温度信号Ｖａとをミキサー回路４にて、図８
（３）の波形の如く重畳し、出力信号ＤＳを出力する。FIG. 11 shows a block diagram for converting the air flow rate detection signal into a digital signal. The output V 0 of the amplifier circuit BG is converted by an A / D converter into a digital signal having a required bit number n (for example, 10 bits). This digital signal is sequentially read out from the first bit by the multiplexer MP and is output through the output circuit OC to the switching signal D.
Becomes Further, a control circuit CT is connected to the output circuit and the multiplexer MP, and as shown in FIG.
A flag indicating the start of data transfer is output and added to the beginning of the data. In FIG. 12, the dotted line shows the data “0” and the solid line “1”. The mixer circuit 4 receives the digital signal and the air temperature signal Va as shown in FIG.
The output signal DS is output by superimposing the waveform as shown in (3).
【００３２】図１３は、この空気流量信号をディジタル
信号とした場合の入手装置を示したものである。入力回
路５は図９の実施例と同様である。即ち図９のオペアン
プＡ６とコンパレータＣ２とで、空気温度信号Ｔａと空
気流量信号Ｑ（この例では信号を区別してＤとしてあ
る）に復調される。空気温度ＴａはＡ／Ｄ変換器により
ディジタル信号に変換され、処理装置のＩ／Ｏに入力さ
れる。又、ディジタル信号Ｄ（空気流量Ｑの信号）は、
フラグ検出回路ＦＤで書き込み開始を指示されたレジス
タＲにストアされ、全ビットストア終了時、処理装置の
Ｉ／Ｏに入力される。FIG. 13 shows an acquisition device when the air flow rate signal is a digital signal. The input circuit 5 is similar to that of the embodiment shown in FIG. That is, the operational amplifier A6 and the comparator C2 in FIG. 9 demodulate into the air temperature signal Ta and the air flow rate signal Q (in this example, the signals are distinguished and designated as D). The air temperature Ta is converted into a digital signal by the A / D converter and input to the I / O of the processing device. Also, the digital signal D (the signal of the air flow rate Q) is
The data is stored in the register R instructed to start writing by the flag detection circuit FD, and input to the I / O of the processing device when all bits are stored.
【００３３】この実施例によれば、ディジタル信号の所
要ビット数必要なワイヤハーネスを空気温度信号をも含
めて単一の伝送線路とすることができる。According to this embodiment, the wiring harness including the required number of bits of the digital signal and the air temperature signal can be used as a single transmission line.
【００３４】以上の実施例は、空気流量検出部にブリッ
ジ回路を用いた電圧（電流）出力方式を示した。次に発
熱抵抗体を直接スイッチング制御した、周波数出力方式
実施例を説明する。図１４はその回路図、図１５は各部
の動作波形を示したものである。動作を簡単に説明す
る。The above embodiments have shown the voltage (current) output method using the bridge circuit in the air flow rate detecting section. Next, a frequency output system embodiment in which the heating resistor is directly controlled for switching will be described. FIG. 14 is a circuit diagram thereof, and FIG. 15 shows operation waveforms of respective parts. The operation will be briefly described.
【００３５】まず電源投入時、発熱抵抗体ＲＨの端子電
圧Ｖｈは０で、空気温度検出抵抗ＲＣと抵抗Ｒ８に定電
流Ｉにより印加される電圧Ｖｃより低いため、コンパレ
ータＣ３の出力ＣＯ１は“１”となりＣＯ２も“１”、
トランジスタＴ４ＯＮとなる。その後、図１５の如く、
発熱抵抗体が加熱されＶｈの電圧が上昇し、時間ｔｐ経
過後Ｖｈ＝ＶｃとなるとＣＯ２が“１”→“０”、ＣＯ
３が“１”→“０”となりワンショットマルチバイブレ
ータＯＳに設定された時間ｔｄ後CO4は“１”→“０”
となりＣＯ５は“０”→“１”となりフリップフロップ
ＦＦの出力Ｑを１とし、再びトランジスタＴ４をＯＮさ
せる。その時ＣＯ１が“０”→“１”になった時点でフ
リップフロップＦＦのリセットが入り、出力Ｑは“０”
となる。以下この動作をくり返し、発熱抵抗体ＲＨの加
熱，冷却をくり返す。この周波数ｆは（10）式で表わさ
れ、ｔｐは空気流量の関数であるので、周波数ｆは空気
流量信号を示すことになる。First, when the power is turned on, the terminal voltage Vh of the heating resistor RH is 0, which is lower than the voltage Vc applied to the air temperature detecting resistor RC and the resistor R8 by the constant current I, so that the output CO1 of the comparator C3 is "1". "Because CO2 is also" 1 ",
It becomes the transistor T4ON. After that, as shown in Figure 15,
When the heating resistor is heated and the voltage of Vh rises, and Vh = Vc after a lapse of time tp, CO2 changes from "1" to "0", CO
3 changes from "1" to "0", and after the time td set in the one-shot multivibrator OS, CO4 changes from "1" to "0".
Then, CO5 changes from "0" to "1", the output Q of the flip-flop FF is set to 1, and the transistor T4 is turned on again. At that time, when CO1 changes from "0" to "1", the flip-flop FF is reset and the output Q is "0".
Becomes Thereafter, this operation is repeated, and heating and cooling of the heating resistor RH are repeated. This frequency f is expressed by the equation (10), and tp is a function of the air flow rate, so that the frequency f indicates the air flow rate signal.
【００３６】[0036]
【数１０】 [Equation 10]
【００３７】この周波数信号ｆをミキサー回路４で、空
気温度信号Ｖａと重畳し出力信号Ｓを出力する。The mixer circuit 4 superimposes this frequency signal f on the air temperature signal Va and outputs the output signal S.
【００３８】この実施例によれば、回路の動作全てがス
イッチング信号であるためノイズ等による誤動作に優れ
た空気流量検出装置を提供できる効果がある。According to this embodiment, since all the circuit operations are switching signals, there is an effect that it is possible to provide an air flow rate detecting device which is excellent in malfunction due to noise or the like.
【００３９】次に本発明の空気流量検出装置の構造の実
施例について説明する。Next, an embodiment of the structure of the air flow rate detecting device of the present invention will be described.
【００４０】図１６は実施例の構造を示しており、Ｂは
空気通路である。６０１は金属性のベースで、このベー
スにターミナルリード６０４，６０５，６０６を樹脂６
００によりモールドしている。このターミナルリードの
先端に、発熱抵抗体ＲＴ，空気温度検出抵抗ＲＣ，第２
の感温抵抗ＲＴが装着されている。金属ベース６０１に
は、回路基板６１０が接着固定され、ターミナルリード
６０４，６０５とアルミワイヤボンディング６０７によ
り接続されている。６０２はハウジングで、外部と接続
する電源ＶB ，Ｇ，出力Ｓのターミナルをモールド成形
してあり、ターミナルリードと同様、アルミワイヤボン
ディング６０８により接続されている。６０３は保護の
ためのカバーである。FIG. 16 shows the structure of the embodiment, and B is an air passage. 601 is a metallic base, on which terminal leads 604, 605, 606 are made of resin 6
It is molded with 00. At the tip of this terminal lead, a heating resistor RT, an air temperature detecting resistor RC, a second
The temperature-sensitive resistor RT of is attached. A circuit board 610 is bonded and fixed to the metal base 601, and is connected to the terminal leads 604 and 605 by aluminum wire bonding 607. A housing 602 is formed by molding terminals for power supplies V B , G and output S that are connected to the outside, and is connected by aluminum wire bonding 608 like the terminal leads. Reference numeral 603 is a cover for protection.
【００４１】回路基板６１０には空気流量検出部２とミ
キサー回路４、そして空気温度検出部３が形成してあ
る。この構造の１つの特徴は、空気温度検出部３をマイ
クロモジュール化したことにある。即ち、図１７の様
に、基板ＳＢにＩＣ等の回路を形成し、外部との接続端
子Ｌを備えると共に絶縁樹脂Ｍでコーティングしたもの
である。この実施例によれば、小形の空気流量検出装置
を提供し得ると共に、空気温度検出部をマイクロモジュ
ール化することにより、空気流量検出部との配線干渉を
回避することが出来、ノイズマージンが高くなる効果が
ある。又、マイクロモジュール化することにより汎用性
が高く利便性に富む効果がある。さらに、感温抵抗体に
供給する電流回路を空気流量計と一体化し、感温抵抗体
の近傍に配置したことにより、配線による電圧降下等の
検出誤差を廃除できる効果がある。On the circuit board 610, the air flow rate detecting section 2, the mixer circuit 4, and the air temperature detecting section 3 are formed. One feature of this structure is that the air temperature detection unit 3 is formed into a micromodule. That is, as shown in FIG. 17, a circuit such as an IC is formed on the substrate SB, provided with connection terminals L to the outside, and coated with an insulating resin M. According to this embodiment, it is possible to provide a small air flow rate detection device, and by making the air temperature detection section a micromodule, it is possible to avoid wiring interference with the air flow rate detection section, resulting in a high noise margin. There is an effect. In addition, the use of micromodules has the effect of being highly versatile and convenient. Furthermore, by integrating the current circuit supplied to the temperature sensitive resistor with the air flow meter and disposing the current circuit near the temperature sensitive resistor, it is possible to eliminate detection errors such as voltage drop due to wiring.
【００４２】以上は、空気流量検出器と、空気温度検出
器の感温抵抗体は各々別個に設けた例を示した。次に空
気流量検出器から空気温度信号Ｖａを検出した実施例を
説明する。図８はその実施例を示したものである。ブリ
ッジの辺に挿入された空気温度検出抵抗ＲＣに流れる電
流、および端子電圧は、空気温度信号と共に空気流量信
号が含まれている。従ってブリッジから空気温度を取り
出すには、空気温度検出抵抗ＲＣの抵抗値を求めれば良
い。図１８は、そのため除算回路１５を用いて、Ｖ1／
Ｖ3を空気温度信号Ｖａを得たものである。即ち、Ｖ1／
Ｖ3は（11）式となり空気温度検出抵抗ＲＣに依存した
出力となるものである。The above is an example in which the air flow rate detector and the temperature sensitive resistor of the air temperature detector are provided separately. Next, an embodiment in which the air temperature signal Va is detected by the air flow rate detector will be described. FIG. 8 shows the embodiment. The current flowing through the air temperature detecting resistor RC inserted on the side of the bridge and the terminal voltage include an air temperature signal and an air flow rate signal. Therefore, in order to take out the air temperature from the bridge, the resistance value of the air temperature detecting resistor RC may be obtained. Therefore, in FIG. 18, by using the division circuit 15, V 1 /
V 3 is the air temperature signal Va. That is, V 1 /
V 3 becomes the formula (11) and becomes an output depending on the air temperature detecting resistor RC.
【００４３】[0043]
【数１１】 [Equation 11]
【００４４】この実施例によれば、空気温度検出のため
の第２の感温抵抗が不要となるため小形，軽量の空気流
量検出装置を提供できる効果がある。According to this embodiment, the second temperature sensitive resistor for detecting the air temperature is not required, so that there is an effect that a small and lightweight air flow rate detecting device can be provided.
【００４５】以上の本発明の空気流量検出装置と、入力
装置とを備えたエンジン制御装置の実施例を次に説明す
る。１は単一の伝送線路で空気流量信号とを伝送可能と
した本発明の空気流量検出装置で、単一の出力線Ｓで、
空気流量情報Ｑと空気温度情報Ｔａが伝送される。これ
を、エンジン制御ユニット７００の入力部に設けた入力
装置により独立信号Ｔａと、Ｑａに復調する。これらの
信号と、エンジン回転数検出装置７５０から出力される
回転数信号Ｎとで決定される最適燃料量ｑ，点火時期Ａ
をマイクロコンピュータＣＰＵで計算しインジェクタ８
００，点火装置９００に信号を出力しエンジンの燃焼状
態を制御する。この実施例によれば、ワイヤハーネスを
削減した、軽量のエンジン制御装置を提供できる効果が
ある。An embodiment of the engine control device equipped with the air flow rate detecting device of the present invention and the input device will be described below. 1 is an air flow rate detection device of the present invention capable of transmitting an air flow rate signal through a single transmission line, and a single output line S,
The air flow rate information Q and the air temperature information Ta are transmitted. This is demodulated into an independent signal Ta and Qa by an input device provided in the input section of the engine control unit 700. The optimum fuel amount q and the ignition timing A determined by these signals and the rotation speed signal N output from the engine rotation speed detection device 750.
Is calculated by the microcomputer CPU and the injector 8
00, a signal is output to the ignition device 900 to control the combustion state of the engine. According to this embodiment, there is an effect that it is possible to provide a lightweight engine control device in which the wire harness is reduced.
【００４６】[0046]
【発明の効果】本発明によれば、単一の伝送線路で空気
流量と空気温度の情報を伝送することができ、ワイヤハ
ーネスを削減できるので、自動車の軽量化に寄与できる
効果がある。又、多重信号を入力する入力装置のフィル
ター時定数をミキサー回路の時定数と合わせたため精度
の高い復調信号を得ることができる。さらに空気温度検
出抵抗体に印加する電流回路を該検出抵抗体の近傍に設
けたこと、又マイクロモジュール化したことにより検出
誤差の低下防止と共に耐ノイズ性を向上し得る効果があ
る。According to the present invention, the information on the air flow rate and the air temperature can be transmitted by a single transmission line, and the number of wire harnesses can be reduced. Further, since the filter time constant of the input device for inputting the multiplex signal is matched with the time constant of the mixer circuit, a highly accurate demodulated signal can be obtained. Further, the current circuit applied to the air temperature detecting resistor is provided in the vicinity of the detecting resistor, and by making it a micromodule, it is possible to prevent the detection error from decreasing and improve the noise resistance.
【図１】本発明のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of the present invention.
【図２】本発明のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of the present invention.
【図３】本発明の全体の回路図。FIG. 3 is an overall circuit diagram of the present invention.
【図４】増幅回路図。FIG. 4 is an amplifier circuit diagram.
【図５】電圧−周波数変換回路図。FIG. 5 is a voltage-frequency conversion circuit diagram.
【図６】空気温度検出回路図。FIG. 6 is an air temperature detection circuit diagram.
【図７】動作波形図。FIG. 7 is an operation waveform diagram.
【図８】動作波形図。FIG. 8 is an operation waveform diagram.
【図９】入力装置の回路図。FIG. 9 is a circuit diagram of an input device.
【図１０】接続図。FIG. 10 is a connection diagram.
【図１１】ディジタル信号に変換するブロック図。FIG. 11 is a block diagram of conversion into a digital signal.
【図１２】動作波形図。FIG. 12 is an operation waveform diagram.
【図１３】入力装置の回路図。FIG. 13 is a circuit diagram of an input device.
【図１４】スイッチング制御回路図。FIG. 14 is a switching control circuit diagram.
【図１５】動作波形を示す図。FIG. 15 is a diagram showing operation waveforms.
【図１６】構造図。FIG. 16 is a structural diagram.
【図１７】マイクロモジュールを示す図。FIG. 17 is a diagram showing a micromodule.
【図１８】空気温度検出回路図。FIG. 18 is an air temperature detection circuit diagram.
【図１９】エンジン制御システムブロック図。FIG. 19 is an engine control system block diagram.
１…空気温度検出装置、２…空気流量検出部、３…空気
温度検出部、４…ミキサー回路、１１…電圧検出部、１
２…Ｖ−Ｆ変換部、ＶB …電源＋端子、Ｓ…出力端子、
Ｇ…電源−端子。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air temperature detection device, 2 ... Air flow rate detection part, 3 ... Air temperature detection part, 4 ... Mixer circuit, 11 ... Voltage detection part, 1
2 ... V-F converter unit, V B ... power supply + terminal, S ... output terminal,
G ... Power supply-terminal.
Claims (13)
を備えた空気流量検出装置において、前記空気流量信号
と空気温度信号とを単一の伝送線路にて伝送するための
信号重畳回路を設けたことを特徴とした空気流量検出装
置。1. A signal superimposing circuit for transmitting the air flow rate signal and the air temperature signal in a single transmission line in an air flow rate detecting device having means for detecting the air flow rate and the temperature of the air. An air flow rate detection device characterized by being provided with.
気温度検出器と、前記２つの検出器の出力信号を重畳す
る重畳回路とを空気流量計の回路基板に形成し単一の伝
送線路にて信号を伝送する空気流量検出装置。2. An air flow rate detector, an air temperature detector for detecting the temperature of air, and a superposition circuit for superposing the output signals of the two detectors are formed on a circuit board of the air flow meter to form a single transmission. An air flow rate detection device that transmits a signal on a line.
信号は、周波数、又はディジタルのスイッチング信号
で、空気温度検出信号は電圧信号であり、前記両信号を
重畳回路で単一の信号としたことを特徴とする空気流量
検出装置。3. The air flow rate detection signal according to claim 1 or 2, wherein the air flow rate detection signal is a frequency or digital switching signal, and the air temperature detection signal is a voltage signal. An air flow rate detection device characterized in that
空気中に配した発熱抵抗体を一定の温度に加熱するに要
する電流を検出した電圧を変換回路により周波数に変換
した空気流量検出装置。4. The air flow rate detection signal according to claim 3,
An air flow rate detection device in which a voltage which detects a current required to heat a heating resistor arranged in air to a constant temperature is converted into a frequency by a conversion circuit.
中に配した発熱抵抗体を一定の温度に加熱するに要する
電流を検出した電圧をＡ／Ｄ変換器によりディジタル信
号に変換し、更にマルチプレクサにより、ディジタル信
号をシリアルに伝送することを特徴とした空気流量検出
装置。5. The air flow rate signal according to claim 3, wherein the A / D converter converts the voltage detected from the current required to heat the heating resistor arranged in the air to a constant temperature into a digital signal, Furthermore, an air flow rate detection device characterized in that a digital signal is transmitted serially by a multiplexer.
に配した発熱抵抗体を一定の温度に加熱するに要する加
熱電流の通電時間をスイッチング信号で検出したことを
特徴とする空気流量検出装置。6. The air flow rate detection signal according to claim 3, wherein the switching signal detects the energization time of the heating current required to heat the heating resistor arranged in the air to a constant temperature. apparatus.
空気温度信号は、空気中に配した感温抵抗体に一定電流
を印加して生ずる電圧信号である電気流量検出装置。7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The air temperature signal is a voltage signal generated by applying a constant current to a temperature sensitive resistor arranged in the air.
を印加する回路を空気流量計の回路と一体形成した空気
流量検出装置。8. The air flow rate detecting device according to claim 7, wherein a circuit for applying a constant current to the temperature sensitive resistor is integrally formed with a circuit of an air flow meter.
を印加する回路を集積しマイクロモジュール化して、空
気流量計の基板に装着した空気流量検出装置。9. An air flow rate detecting device according to claim 8, wherein a circuit for applying a constant current to the temperature sensitive resistor is integrated into a micro module and mounted on a substrate of an air flow meter.
て、空気流量を検出するための発熱抵抗体とブリッジ回
路を形成し、発熱抵抗体を、一定温度に加熱するための
基準温度を設定する空気温度検知抵抗の端子電圧と、該
空気温度検知抵抗の電流に比例した電圧とを除する除算
回路を付加し、該除算回路の出力電圧を空気温度信号と
したことを特徴とした空気流量検出装置。10. The heat generating resistor for detecting an air flow rate and a bridge circuit are formed according to claim 1, and a reference temperature for heating the heat generating resistor to a constant temperature is set. An air flow rate detection device characterized in that a division circuit for dividing the terminal voltage of the air temperature detection resistor and a voltage proportional to the current of the air temperature detection resistor is added, and the output voltage of the division circuit is used as an air temperature signal. apparatus.
該フィルター回路の出力を第１の受信信号、該第１の受
信信号と入力信号とを比較した比較器の出力を第２の受
信信号とすることを特徴とした入力装置。11. A low-pass filter circuit is provided at the input,
An input device, wherein the output of the filter circuit is a first received signal, and the output of a comparator that compares the first received signal with an input signal is a second received signal.
定数と請求項１〜１０項のいずれかの信号重畳回路の時
定数とを同時にしたことを特徴とした入力装置。12. An input device in which the time constant of the low-pass filter according to claim 11 and the time constant of the signal superimposing circuit according to any one of claims 1 to 10 are set at the same time.
流量検出装置又は請求項１１または１２項の入力装置を
有する制御装置を備えたエンジン制御装置。13. An engine control device comprising a control device having the air flow rate detecting device according to any one of claims 1 to 10 or the input device according to claim 11 or 12.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4268430A JP2850670B2 (en) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Air flow detector |
| DE4334090A DE4334090C2 (en) | 1992-10-07 | 1993-10-06 | Method and system for measuring an air flow rate |
| US08/132,171 US5435180A (en) | 1992-10-07 | 1993-10-06 | Method and system for measuring air flow rate |
| KR1019930020691A KR100294391B1 (en) | 1992-10-07 | 1993-10-07 | Air flow detection device and detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4268430A JP2850670B2 (en) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Air flow detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117898A true JPH06117898A (en) | 1994-04-28 |
| JP2850670B2 JP2850670B2 (en) | 1999-01-27 |
Family
ID=17458386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4268430A Expired - Fee Related JP2850670B2 (en) | 1992-10-07 | 1992-10-07 | Air flow detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2850670B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5894088A (en) * | 1994-06-23 | 1999-04-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Thermal flow meter with less turbulence in fluid flow |
| KR100486141B1 (en) * | 2001-06-05 | 2005-04-28 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Thermosensitive flow rate detecting device |
-
1992
- 1992-10-07 JP JP4268430A patent/JP2850670B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5894088A (en) * | 1994-06-23 | 1999-04-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Thermal flow meter with less turbulence in fluid flow |
| KR100486141B1 (en) * | 2001-06-05 | 2005-04-28 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Thermosensitive flow rate detecting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2850670B2 (en) | 1999-01-27 |
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