JPH06229799A - 吸入空気量検出装置 - Google Patents

吸入空気量検出装置

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JPH06229799A
JPH06229799A JP5037468A JP3746893A JPH06229799A JP H06229799 A JPH06229799 A JP H06229799A JP 5037468 A JP5037468 A JP 5037468A JP 3746893 A JP3746893 A JP 3746893A JP H06229799 A JPH06229799 A JP H06229799A
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JP
Japan
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circuit
output
flow rate
intake air
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP5037468A
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English (en)
Inventor
Yasunori Sakagami
康則 坂上
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Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 測定対象の吸入空気の脈動が大きい場合にも
検出出力の誤差を抑え、正確に流量を検出し得る吸入空
気量検出装置を提供する。 【構成】 流速検出抵抗RSが吸気温度に比し所定温度
高い温度に加熱された状態でブリッジ回路1の平衡条件
が成立するように設定する。吸入空気の導入に伴い流速
検出抵抗の熱量が奪われ温度が低下すると、第1及び第
2の固定抵抗R1,R2の両端の電圧に差が生じ、この
差に応じて制御回路2によりブリッジ回路の平衡条件を
維持するように供給電流を制御する。この間、調整回路
3において、第1の固定抵抗の両端の電圧を吸入空気の
流量との所定の関係に基づき調整して出力すると共に、
その交流成分の位相を位相反転回路4にて反転して加算
回路5に供給し、調整回路の出力と加算する。而して、
ブリッジ回路の出力中の吸入空気の脈動に伴う交流成分
が相殺され流量に対応する信号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関の吸入
通路を流れる吸入空気の流量を検出する吸入空気量検出
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の吸入空気の流量を検出する吸
入空気量検出装置においては、例えば特開昭57−14
6114号公報等に記載のように、熱線抵抗と温度補正
抵抗を含むブリッジ回路の平衡条件を維持するように供
給電流を制御し、このときに熱線抵抗を流れる電流の変
化を電圧変化として出力し吸入空気量を検出することと
している。
【0003】上記公報においては、内燃機関の各気筒の
吸入行程に同期して生ずる吸入空気の波動、即ち脈動を
検出し、検出出力を交流分と直流分に分離し直流分のみ
の出力とすることにより出力の波動(脈動)を除くこと
を目的としている。そして、これを達成すべく、熱線抵
抗側の出力端を二方に分岐し、一方は加算器の片方の入
力端に接続するとともに、他方はフィルタ及び位相反転
器を経て加算器の別の入力端に接続して、加算結果を出
力することとしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記公報に
記載の装置においては、吸入空気の流量と出力電圧の関
係が非線形であるので、吸入空気に脈動がある場合には
出力電圧の平均値(変動中心)と吸入空気量の変動中心
が一致せず、誤差を生ずることとなる。従って、吸入空
気の脈動が大きくなると流量の誤差が大となる。同装置
に関し、流量の最大値Gmxと最小値Gmnの差の平均
流量Gavに対する割合である脈動率((Gmx−Gm
n)/Gav)と流量Gの関係を求めると、例えば10
0g/Sの流量で脈動率50%であるときには測定流量
の誤差が約5%となる。
【0005】そこで、本発明は吸入空気の脈動が大きい
場合にも検出出力の誤差を抑え、正確に流量を検出し得
る吸入空気量検出装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の吸入空気量検出装置は、少くとも測定対象
の吸入空気の流速による温度変化に応じて抵抗値が変化
する感熱抵抗体を含むブリッジ回路を備えた吸入空気量
検出装置において、前記ブリッジ回路の出力電圧を前記
吸入空気の流量との所定の関係に応じて調整した電圧を
出力する調整回路と、該調整回路の出力の交流成分の位
相を反転して出力する位相反転回路と、該位相反転回路
の出力と前記調整回路の出力とを加算し加算結果を出力
する加算回路を備えることしたものである。
【0007】
【作用】上記の構成になる吸入空気量検出装置において
は、吸入空気の導入に伴い感熱抵抗体の熱量が吸入空気
に奪われ温度が低下すると、その抵抗値が減少しブリッ
ジ回路の出力電圧が変化する。このブリッジ回路の出力
電圧と吸入空気の流量とは非線形な特性を有するが、こ
の特性に対応する入出力特性を有する所定の関係に基づ
いて調整された電圧が調整回路から出力される。更に、
調整回路の出力は位相反転回路にて位相が反転され、こ
の逆位相の出力が調整回路の出力と共に加算回路に供給
され、両出力が加算される。而して、ブリッジ回路の出
力中の吸入空気の脈動に伴う交流成分が相殺され、吸入
空気の流量に対応する信号が出力される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の望ましい実施例を図面を参照
して説明する。図1は本発明の一実施例に係る吸入空気
量検出装置の構成を示すもので、流速検出抵抗RS及び
第1の固定抵抗R1の直列回路と吸気温度検出抵抗RT
及び第2の固定抵抗R2の直列回路を並列接続して成る
ブリッジ回路1と、第1及び第2の固定抵抗R1,R2
の各々の両端の電圧の差を検出し検出結果に応じてブリ
ッジ回路1に供給する電流を制御する制御回路2が設け
られている。
【0009】流速検出抵抗RSは測定対象の吸入空気の
流速による温度変化に応じて抵抗値が変化する感熱抵抗
体で、吸気温度検出抵抗RTは吸入空気の温度に応じて
抵抗値が変化する感熱抵抗体であり、後者の吸気温度検
出抵抗RTが前者の流速検出抵抗RSより大きな抵抗値
を有するように設定されている(RT≫RS)。第1の
固定抵抗R1と第2の固定抵抗R2の接続点は接地(G
ND)され、流速検出抵抗RSと第1の固定抵抗R1の
接続点は制御回路2のオペアンプOP1の非反転入力端
子に接続され、吸気温度検出抵抗RTと第2の固定抵抗
R2の接続点は反転入力端子に接続されており、オペア
ンプOP1の出力側は電源電流を制御するトランジスタ
Trのベースに接続されている。トランジスタTrのコ
レクタ側は電源(+B)に接続され、エミッタ側は吸気
温度検出抵抗RT及び流速検出抵抗RSの接続点即ちブ
リッジ回路1の入力側に接続されている。
【0010】上述のように流速検出抵抗RSは吸気温度
検出抵抗RTより抵抗値が小さく設定されており、電源
(+B)から電流が供給されると大電流が流れて発熱す
るので、流速検出抵抗RSと吸気温度検出抵抗RTが同
じ雰囲気温度下に置かれても流速検出抵抗RSは一定の
温度だけ高い温度を示すことになる。而して、第1及び
第2の固定抵抗R1,R2の値は流速検出抵抗RSが吸
気温度より所定温度差ΔT0 だけ高い値を示すときにブ
リッジ回路1の平衡条件が成立するように設定されてい
る。流速検出抵抗RSと第1の固定抵抗R1の接続点は
オペアンプOP1の非反転入力端子に接続されると共に
調整回路3に接続されており、ブリッジ回路1の出力と
して第1の固定抵抗R1の両端の電圧が調整回路3に出
力される。
【0011】調整回路3は、ブリッジ回路1の出力電圧
を吸入空気の流量との所定の関係に応じて調整した電圧
を出力するように構成されている。即ち、図3にVi−
Vc特性(Viは第1の固定抵抗R1の両端の電圧を表
し、Vcは調整回路3の出力電圧を表す)として示した
入出力特性を有するように、例えば図2に示す回路で構
成されており、乗算器AD1,AD2及びオペアンプO
P2,OP3,OP4等から成り、図2に示すように接
続されている。尚、図2において、Vsは基準電源であ
り、オペアンプOP2はボルテージフォロアとして、O
P3は差動増幅器として機能し、抵抗R7乃至R10は
等しい値とされておりオペアンプOP4は減算器として
機能する。
【0012】更に、図1に示すように調整回路3の出力
の交流成分の位相を反転して出力する位相反転回路4
と、位相反転回路4の出力と調整回路3の出力とを加算
し加算結果を出力する加算回路5が設けられ、加算結果
が出力回路6に供給されるように構成されている。そし
て、出力回路6から、加算結果に応じて吸入空気の流量
に対応する信号が出力端子VMに出力されるように構成
されている。
【0013】以上の構成になる本発明の一実施例の作用
を説明すると、吸入空気が導入されないときには、流速
検出抵抗RSは吸気温度検出抵抗RTで検出される吸気
温度に比し所定温度差ΔT0 高い温度となっており、こ
の状態でブリッジ回路1の平衡条件が成立している。そ
して、吸入空気が導入されると、吸入空気によって熱量
が奪われるため流速検出抵抗RSにおける所定温度差Δ
0 を保てなくなる。即ち、流速検出抵抗RSが所定温
度差ΔT0 より小となると、その抵抗値が小さくなりブ
リッジ回路1の平衡条件がくずれ、オペアンプOP1の
非反転入力端子側が高電位になるため出力側が高レベル
となりトランジスタTrが駆動され、ブリッジ回路1に
対し電源(+B)から電流が供給される。これにより、
流速検出抵抗RSの発熱量が増加し、所定温度差ΔT0
に至ったところでブリッジ回路1の平衡条件が成立す
る。而して、この間に流速検出抵抗RSに供給される電
流に対応した電圧が吸入空気の流速、ひいては吸入空気
の流量を示すこととなる。
【0014】ところで、測定対象の吸入空気の流量Gと
ブリッジ回路1の出力電圧、即ち第1の固定抵抗R1の
両端の電圧Viとの関係は、図3に示すようにG−Vi
特性として示したように非線形を呈している。このた
め、流量Gの脈動Gvの中心に対応する電圧Viの交流
成分Vivの変動中心は、交流成分Vivの実際の変動
中心(図3中破線で示す)に対してずれることになり、
電圧Viの平均値が流量Gの平均値と対応しなくなる。
従って、仮に電圧Viの交流成分Vivを位相反転して
元の交流成分Vivと加算しても交流成分が完全に相殺
されることはなく、検出結果の流量に誤差を生ずること
になる。
【0015】これに対し、本実施例においては調整回路
3が配設されており、その入出力特性は図3にVi−V
c特性として示すように、上述の流量と電圧のG−Vi
特性に対し逆関数の関係となるように設定されている。
先ず、図3に示す流量−出力特性(G−Vi特性)は数
1のように表すことができる(但し、A及びBは定
数)。
【数1】 上記の数1を図3に示すように調整回路3の入出力特性
(Vi−Vc特性)に対応させると、流量Gに代えて電
圧Vcとし数2のように表すことができ、更にこれを逆
関数とし、VcをViの関数として表すと、数3のよう
になる。
【数2】
【数3】 従って、調整回路3は上記の数3を実現する回路とすれ
ばよく、この具体的一実施例として図2に回路構成が示
されている。
【0016】図2において、ブリッジ回路1の出力即ち
第1の固定抵抗R1の両端の電圧が乗算器AD1で自乗
され、その出力はVi2 となる。一方、オペアンプOP
2の出力側の電圧VkはVs・R4/(R3+R4)と
して表すことができ、従ってオペアンプOP3の出力側
の電圧Vpは数4で示すように表される。
【数4】 ここで、数4におけるVs・R4/(R3+R4)をA
とし、R6/R5を1/Bとして、オペアンプOP4の
出力電圧Vq(=Vp−Vi2 )を求めると数5のよう
になる。
【数5】 更に、電圧Vqが乗算器AD2で自乗されると調整回路
3の出力電圧Vc(=Vq2 )が数6のように求めら
れ、これは上述の数3に対応する。
【数6】
【0017】而して、上記の電圧Viの交流成分Viv
は調整回路3において交流成分Vcvに変換されて加算
回路5に出力されると共に、位相反転回路4にて交流成
分Vivの位相が反転され交流成分Vtvとされた後加
算回路5に出力される。加算回路5では、交流成分Vt
v,Vcvは逆位相で振幅が一致しているので、これら
が加算されると図4に実線で示すように相殺され、加算
結果の電圧Vmは一定の電圧となる。これにより、出力
回路6から出力される信号に誤差が生ずることはなく、
吸入空気の流量に正確に対応することとなる。
【0018】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下に記載の効果を奏する。即ち、本発明の吸入空気
量検出装置においては、ブリッジ回路の出力電圧が、調
整回路により吸入空気の流量との所定の関係に応じて調
整されると共に位相反転回路により交流成分の位相が反
転され、この位相反転回路の出力が加算回路にて調整回
路の出力と加算されるように構成されているので、吸入
空気の脈動に伴う出力誤差を抑え、正確な流量を検出す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る吸入空気量検出装置の
構成図である。
【図2】本発明の一実施例における調整回路の一例を示
す回路図である。
【図3】本発明の一実施例における調整回路の出力特性
を示すグラフである。
【図4】本発明の一実施例の加算回路における信号処理
状況を示すグラフである。
【符号の説明】
1 ブリッジ回路 2 制御回路 3 調整回路 4 位相反転回路 5 加算回路 6 出力回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少くとも測定対象の吸入空気の流速によ
    る温度変化に応じて抵抗値が変化する感熱抵抗体を含む
    ブリッジ回路を備えた吸入空気量検出装置において、前
    記ブリッジ回路の出力電圧を前記吸入空気の流量との所
    定の関係に応じて調整した電圧を出力する調整回路と、
    該調整回路の出力の交流成分の位相を反転して出力する
    位相反転回路と、該位相反転回路の出力と前記調整回路
    の出力とを加算し加算結果を出力する加算回路を備えた
    ことを特徴とする吸入空気量検出装置。
JP5037468A 1993-02-01 1993-02-01 吸入空気量検出装置 Pending JPH06229799A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100486141B1 (ko) * 2001-06-05 2005-04-28 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 열식유량 검출장치
WO2010079758A1 (ja) * 2009-01-08 2010-07-15 パナソニック株式会社 ガス遮断装置

Cited By (3)

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