JPS5866018A - 空気流量計 - Google Patents

空気流量計

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JPS5866018A
JPS5866018A JP56164132A JP16413281A JPS5866018A JP S5866018 A JPS5866018 A JP S5866018A JP 56164132 A JP56164132 A JP 56164132A JP 16413281 A JP16413281 A JP 16413281A JP S5866018 A JPS5866018 A JP S5866018A
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resistor
probe
flow velocity
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output
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Yutaka Nishimura
豊 西村
Takashige Ooyama
宜茂 大山
Noboru Sugiura
登 杉浦
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring 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
    • GPHYSICS
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    • G01F1/696Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
    • G01F1/698Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters

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  • Fluid Mechanics (AREA)
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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】 本発明は自動車内燃機関の吸入空気流量計に係り、特に
、熱線式空気流量計に関するものである。
内燃機関の吸入空気量を測定するには種々の方式が用い
られているが、その中で熱線式空気流量計は一般的に応
答性が良く空気の質量流量が測定できるので気圧補正を
必要としない等の理由で広く用いられている。これにつ
いては、特公昭49−48893号(U 8 P 20
429838号)、特開昭47−19227号、 8A
E I)aper800468などで公知となっている
。これらは、何れも、流速検知部として、直径70〜1
00μm程度の白金線を吸気管内に張る構成である。(
特に8AE paper800468 、USP382
4966号)この構成では。
耐久性に不安があり、特に内燃機関が不調である時に生
ずるバツクファイアによって機械的損傷(白金線の断線
)を受は易いという欠点がある。
さらにこの欠点に対処するため、検知部として例えば中
空セラミックのような支持体に白金線を巻きつけ、さら
にその上を被覆材にて被覆して機械的強度を増したもの
がある。(特願昭53−42547号、特願昭53−6
5748号)。ところがこの構成の検知部では、中空セ
ラミックの支持体の熱容量が大きく、電源を投入してか
ら空気流速の測定を可能とするまでの時間(以下、暖機
時間と呼ぶ)が長くなり1機関の始動に支障を生じてい
る。
すなわち、従来の流量計の回路図は、第1図に示すよう
に、流速検知部プローブ1、温度補償用プローブ2.抵
抗3および抵抗4とでホイートストンブリッジ回路を構
成してなり1通常12〜18V程度の定電源VOは、ト
ランジスタ6を介して、前記流速検知部プローブ1と温
度補償用プローブ2との接続点、抵抗3と抵抗4との接
続点、との間に供給されるようになっている。前記流速
検知部グローブ1と抵抗3との接続点、および温度補償
用プローブ2と抵抗4との接続点からの各出力は、それ
ぞれ差動増幅器5に入力され、この差動増幅器5からの
出力は前記トランジスタ6のベースに入力されるように
なっている。前記トランジスタ6は、流速検知部プロー
ブ1と抵抗3との接続点、温度補償用プローブ2と抵抗
4との接続点との間の電位差が′θ″になるように制御
され、これにより、自己発熱された流速検知部プローブ
1は常時一定の抵抗値に保持され、したがって一定温度
になるようになっている。
このような構成にて、電源をOFFからONにした場合
、流速検知部プローブ1と抵抗3との接続点からの出力
電圧の時間的変化を調べると、第2図に示すようになる
。電源投入時taにおいて流速検知部プローブ1と温度
補償用プローブ2との接続点における電圧は急激に上昇
するとともに。
出力Sの電圧も急激に上昇するようになる。そして一定
時間経過後流速検知部プローブ1と温度補償用プローブ
2との接続点における電圧は一定電圧に急激に下降する
とともに出力Sの電圧も徐々に下降し、その後一定電圧
に急激に下降するようになる。この場合、電源投入時1
.から出力Sの電圧が一定電圧に下降するまでの時点t
βまで要する時間を暖機時間と称し、空気流速測定可能
な温度に達していない時間である。
本発明の目的は空気流量計に電源を投入した後、直ちに
安定高精度な測定を行なうことのできる空気流量計を提
供することにある。
このような目的を達成するために1本発明は。
流速検知用抵抗と他の抵抗とでホイートストンブリッジ
を構成し、前記流速検知用抵抗とこの流速検知用抵抗と
直列に接続される第1抵抗の接続点および他の第2抵抗
および第3抵抗の接続点からの各出力を差動増幅器に入
力させ、との差動増幅器の出力によって前記ホイートス
トンブリッジに供給する電源の電流値を制御する空気流
量計において、前記電源投入時に一定時間前記第1抵抗
を短絡し、かつ前記流速検知用抵抗と第1抵抗との接続
点に一定電圧を加算してなるものである。
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明による空気流量計の一実施例を示す回路
図である。第1図と同符号のものは同材料を示している
。第1図と異なる構成は、抵抗3と並列接続されるスイ
ッチングトランジスタ10があり、このスイッチングト
ランジスタ10のベースにはエンジンキースイッチ9か
らの出力によって作動されるタイマ回路8の出力信号が
入力されるようになっている。前記タイマ回路8はたと
えば単安定マルチバイブレータ7等から構成されるもの
で、第4図(→に示す工/ジンキースイッチ信号に対し
て、第4図(b)に示すような信号が出力されるように
なっている。
これにより、スイッチングトランジスタ10のベースに
第4図(b)に示す出力が入力されると抵抗3間は電源
投入時から一定時間短絡された状態となる。
一方、差動増幅器5の子端子にはダイオード11を介し
て定電圧電源12から一定電圧が印加されるようになっ
ており、この一定電圧は空気流速が°′0”の時におけ
る流速検知部プローブ1と抵抗3との接続点の電圧より
低く設定されている。
これにより、抵抗3を短絡することにより差動増幅器5
の子端子の電位6X″″′0”となって、差動増幅器5
の出力がaO”となる弊害を除去している。
なお、上述した実施例において、タイマ回路8は単安定
マルチバイブレータ7等を用いたものであるが、第5図
に示すように、エンジンキースイツチ9からの出力(第
6図(a)参照)をコンデンサ13と抵抗14とから構
成される微分回路で微分して第6図(b)に示す出力を
得、この出力を比較器15によシ一定電圧Vαと比較し
て第6図(C)に示すような出力を得ても同様の機能を
有することはいうまでもない。
また、第7図(a)に示すように電源16がコンデンサ
17に充電されるようにし、この充電された電荷がツェ
ナーコンデンサ18および抵抗19に流れるようにする
とともに、ツェナーコンデンサ18と抵抗19との接続
点における電流がトランジスタ20のベースに流れるよ
うにする。そして、前記電源16間に接続される抵抗2
1とトランジスタ20の直列接続体における前記抵抗2
1とトランジスタ20の接続点の電流はスイッチングト
ランジスタ10のベースに流れるように構成してもよい
。この場合、電源16とコンデンサ17との接続点にお
ける電位は第7図(b)に示すように。
電源16の電圧に伴って図のように変化し、ツェナーダ
イオード18のしきい値電圧Vz以上でスイッチングト
ランジスタ10をオンにする。このときのスイッチング
トランジスタ10のオン時間は第7図(C)に示すよう
に電源16の電圧値によって決定できるようになってい
る。
さらに、第8図(a)に示すように、電源間に直列接続
された抵抗22および22の分圧がコンデンサ24に充
電されるようにし、この充電された電荷はツェナーダイ
オード25と抵抗26に流れるようにするとともに、ツ
ェナーダイオード25と抵抗26との接続点における電
流がトランジスタ27のベースに流れるようにする。そ
して前記電源間に接続される抵抗28とトランジスタ2
7の直列接続体における前記抵抗28とトランジスタ2
7の接続点の電流はスイッチングトランジスタ10のベ
ースに流れるように構成してもよい。この場合、ツェナ
ーダイオード25とコンデンサ24との接続点における
電位は、第8図(1Gに示すように、電源の電圧に伴っ
て図のように変化し、ツェナーダイオード25のしきい
値電圧Vz以上でスイッチングトランジスタ10をオン
にする。
このときのスイッチングトランジスタ10のオン時間は
第8図(C)に示すように電源の電圧値によって決定で
きるよう妃なっている。
以上述べたような実施例によれば、たとえばエンジンキ
ースイッチにより電源が投入されると。
一定時間流速検知部プローブ1と直列接続される抵抗R
1は短絡された状態となることから、前記流速検知部プ
ローブ1に大きな電流が流れることとなり、したがって
発熱が極めて速くなる。このため暖機時間が短くなり、
電源投入後、直ちに安定高精度な流量測定を行うことが
できるようになる。
第9図は本発明による空気流量計の他の実施例を示す構
成図である。
ここで熱線式流量計の電源を投入した後、流量測定が可
能となるまでの時間について検討すると次のようKなる
。プローブの温度がθ。からθ1に達するまでの時間t
は、プローブから空気流に失われる熱量を無視すると ここで R;プローブの抵抗値 V ;プローブの両端の電位差 vo i電源電圧 πrgtcpρ;プローブの熱容量 したがって、プローブに直列につながる固定抵抗の短絡
時間は、電源電圧Voの2乗に反比例させると理想的で
ある。このことに基づいてなされたものが次の実施例で
ある。第9図は、自動車のエンジン制御のコンピュータ
の詳細図である。入力信号としては、吸入空気量針、機
関冷却水温セ/す、絞り弁開度針などがある。
これらアナログ入力はマルチプレクサ3oに入力され1
時分割的に各セ/すの出力がセレクトされA/Dコンバ
ータ31に送られデジタル信号となる。さらに、0N−
OFF信号として入力される情報、例えば、図示されて
ないがエンジンのキースイッチ、スタータスイッチなど
で、これらは、1ビツトのデジタル信号として扱う。さ
らにクランク角センサ44のようにパルス列となる信号
も入力される。CPU33は、デジタル演算処理を行う
プロセシングセントラルユニットであり。
ROM32は制御プログラムおよび固定データを格納す
るための記憶素子である。RAM34は読み出しおよび
書き込み可能な記憶素子である。I10回路35は、3
1及び、各センサからの信号をCPU33に送ったりC
PU33からの信号を噴射弁5%点火コイル15へ送る
機能をもつ。
電源37の電圧は、工/ジンのキースイッチON信号に
より、一定時間、電磁リレー36をONさせて、抵抗器
38.39の中点の電位をマルチプレクサ30に入力す
るようになっている。
抵抗器38.39の中点の電位VoよりT=に/Vδの
演算(Ki定数)を行い、ON時間がTの値に比例した
パルスを作るようになっている。このパルスによりトラ
ンジスタ40をONさせ、プローブに直列に連なる固定
抵抗を1時間短絡させる。
このようにしてなされるプロセスは第10図に示すフロ
ーチャートのように示される。
以上述べたことから明らかなように、本発明による空気
流量計によれば、電源を投入した後、直ちに安定高精度
な測定を行なうことができるようKなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の空気流量計の一例を示す回路図、第2図
は前記回路において電源投入後の信号の時間変化を示し
たグラフ、第3図は本発明による空気流量計の一実施例
を示す回路図、第4図は本発明による空気流量計のタイ
マー回路における信号を示すタイムチャート、第5図は
前記タイム回路の他の実施例を示す回路図、第6図は第
5図に示すタイム回路の信号におけるタイムチャート、
第7図(a)、 (b)、 (C)はタイマー回路にお
ける他の実施例を示す回路図およびその動作説明をする
グラフ、第8図(a)、 (b)、 (C)はタイマー
回路の他の実施例を示す回路図、その回路図の動作を示
すグラフ、第9図は本発明による空気流量計の他の実施
例を示す構成図、第10図は第9図の構成における動作
を示すフローチャートである。 1・・・流速検知部プローブ、2・・・温度補償用プロ
ーブ、5・・・差動増幅器、6・・・トランジスタ、7
・・・単安定マルチバイブレータ、8・・・タイマー回
路、 9審1図 ■。 第2図 卑生図 葉q図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、流速検知用抵抗と他の抵抗とでホイートストンブリ
    ッジを構成し、前記流速検知用抵抗とこの流速検知用抵
    抗と直列に接続される第1抵抗の接続点および他の第2
    抵抗と第3抵抗の接続点からの各出力を差動増幅器に入
    力させ、この差動増幅器の出力によって前記ホイートス
    ト/ブリッジに供給する電源の電流値を制御する空気流
    量計において、前記電源投入時に一定時間前記第1抵抗
    を短絡し、かつ前記流速検知用抵抗と第1抵抗との接続
    点に一定電圧を加算してなることを特徴とする空気流量
    計。 2、前記一定電圧は空気流速が0の際における前記流速
    検知用抵抗と第1抵抗との接続点の電圧より低く設定し
    てなる特許請求の範囲第1項記載の空気流量計。
JP56164132A 1981-10-16 1981-10-16 空気流量計 Granted JPS5866018A (ja)

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JP56164132A JPS5866018A (ja) 1981-10-16 1981-10-16 空気流量計
EP19820109517 EP0078427B1 (en) 1981-10-16 1982-10-14 Air flow meter
DE8282109517T DE3270148D1 (en) 1981-10-16 1982-10-14 Air flow meter

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JPS5866018A true JPS5866018A (ja) 1983-04-20
JPH0145850B2 JPH0145850B2 (ja) 1989-10-05

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JP (1) JPS5866018A (ja)
DE (1) DE3270148D1 (ja)

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EP0078427A3 (en) 1983-06-29
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