JPS61164116A - Air flow rate measuring instrument - Google Patents

Air flow rate measuring instrument

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Publication number
JPS61164116A
JPS61164116A JP60005552A JP555285A JPS61164116A JP S61164116 A JPS61164116 A JP S61164116A JP 60005552 A JP60005552 A JP 60005552A JP 555285 A JP555285 A JP 555285A JP S61164116 A JPS61164116 A JP S61164116A
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JP
Japan
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temperature
electric heater
air flow
flow rate
output
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Application number
JP60005552A
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Japanese (ja)
Inventor
Michiyasu Moritsugu
通泰 森次
Hisashi Kawai
寿 河合
Norihito Tokura
規仁 戸倉
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To accurately measure an air flow rate with a simple circuit, by detecting the time lapsed, during which the set temperature of an electric heater in an air flow path reaches the low level from the intermediate level and using the detected time lapsed as the flow rate signal of the air flow. CONSTITUTION:The air flow rate measuring instrument of this invention is composed of a bridge circuit consisting of an electric heater provided in an air flow path, resistance for temperature compensation, and plural fixed resistances, electric current supplying means which supplies two levels of electric currents, large and small, to the bridge circuit, setting means which sets three levels of temperatures, high, intermediate, and low, to the electric heater, inspecting means which inspects that the temperature of the electric heater reaches one of the set temperatures, maintaining means, switching means which switches the electric current supplied from the electric current supplying means to the bridge circuit to the small level, and detecting means which detects the time lapsed during which the electric heater reaches the low set temperature from the intermediate set temperature. The time lapsed is outputted in the form of digital signals as an air flow rate signal. Therefore, accurate air flow rate measurement can be performed with a simple circuit configuration.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジンに供給される吸入空気流量を測定す
るために用いられる空気流量測定装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an air flow rate measuring device used to measure the flow rate of intake air supplied to an engine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

エンジンを電子的に制御する場合に、エンジンの運転状
態を常に監視する必要がある。この運転状態を監視する
手段として、エンジン回転数を検出する手段、エンジン
の温度を検出する手段、排気温度を検出する手段、スロ
ットル弁の開度を検出する手段等と共に、吸入空気流量
を測定する手段が設けられている。この吸入空気流量を
測定する手段として、従来より種々の方式が採用、ある
いは開発されており、例えば熱式の吸入空気流量測定装
置がある。これはエンジンの吸入導管中に温度依存特性
を有する白金抵抗線からなる電熱ヒータを設け、この出
力信号より吸入空気流量を測定するようにした装置であ
る。
When controlling an engine electronically, it is necessary to constantly monitor the operating state of the engine. As a means for monitoring this operating state, there is a means for detecting the engine rotation speed, a means for detecting the engine temperature, a means for detecting the exhaust temperature, a means for detecting the opening degree of the throttle valve, and the intake air flow rate is measured. Means are provided. Various methods have been adopted or developed as means for measuring the intake air flow rate, such as a thermal intake air flow rate measuring device. This is a device in which an electric heater made of a platinum resistance wire having temperature-dependent characteristics is installed in the intake conduit of the engine, and the intake air flow rate is measured from the output signal of the heater.

すなわち、原末の空気流量測定装置は、電熱ヒータをア
ナログ的に制御される電流により一定温度になるよう制
御するのであるが、空気流量に対応して電熱ヒータから
放熱される熱量が変化するために、電熱ヒータの抵抗値
が変化し、この抵抗値の変化を検出して測定するもので
、具体的には電熱ヒータに流れる電流値の変化によって
空気流量を測定する装置である。
In other words, the air flow measuring device for bulk powder controls the electric heater to a constant temperature using an analog-controlled current, but the amount of heat radiated from the electric heater changes depending on the air flow rate. The resistance value of the electric heater changes, and this change in resistance value is detected and measured. Specifically, the device measures the air flow rate based on the change in the current value flowing through the electric heater.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、このような電熱ヒータをアナログ的に制御され
る電流によって、一定温度に加熱制御するような構成の
ものにあっては、空気流量が例えば100倍変化するの
に対して、測定電流値は約2倍しか変化しないものであ
り、その測定感度は極めて小さい状態にある。このため
、この空気流量測定装置をエンジンの制御用として用い
るためには、検出信号の増幅回路に対してオフセント処
理手段を設ける必要が生じ、そのための制御回路が複雑
化するという問題点がある。
However, in the case of such an electric heater configured to control heating to a constant temperature using an analog-controlled current, the measured current value changes while the air flow rate changes, for example, by a factor of 100. It only changes by about twice, and its measurement sensitivity is extremely low. Therefore, in order to use this air flow rate measuring device for engine control, it is necessary to provide an offset processing means for the detection signal amplification circuit, which poses a problem in that the control circuit for this becomes complicated.

また、マイクロコンピュータを用いてエンジン制御装置
を構成する場合、空気流量測定装置からのアナログ的出
力信号をデジタルデータに変換して制御回路部に供給す
るように構成する必要があり、この場合充分高精度のも
とにアナログ−デジタル変換を行わなければならない。
Furthermore, when configuring an engine control device using a microcomputer, it is necessary to convert the analog output signal from the air flow rate measuring device into digital data and supply it to the control circuit. Analog-to-digital conversion must be performed with precision.

すなわち、高価な高分解能のA/D変換器が要求される
That is, an expensive high-resolution A/D converter is required.

さらに、出力信号には流量の乱れに起因するリップルが
重畳しているために、出力信号を直接デジタル信号に変
換しただけでは、リップルによって測定精度が低下する
という問題点がある。
Furthermore, since ripples caused by flow disturbances are superimposed on the output signal, simply converting the output signal directly into a digital signal has the problem that measurement accuracy is degraded by the ripples.

従って、本発明の目的とするところは、正確な空気流量
を測定できるものであって、さらに回路構成を簡略化で
きて、かつエンジン制御において効果的に利用可能な空
気流量測定装置を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide an air flow rate measuring device that can accurately measure air flow rate, has a simplified circuit configuration, and can be effectively used in engine control. It is.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の問題点を解決するために、本発明においては、第
8図に示すごとく、空気流路内に設けられる電熱ヒータ
と、同じく空気流路内に設けられる温度補償用抵抗と、
複数の固定抵抗とから構成されるブリッジ回路を具備し
た空気流量測定装置において、 前記ブリッジ回路に大、小の2つのレベルの電流を供給
する電流供給手段と、 前記電熱ヒータの温度に対して、空気温度に応じてその
抵抗値が変わる前記温度補償用抵抗の抵抗値変化に応じ
て変化する大、中、小3つのレベルの設定温度を設定す
る設定手段と、 前記電熱ヒータの温度が前記設定手段にて設定される設
定温度に達したことを検知する検知手段と、 前記電熱ヒータの温度を前記設定温度の大レベルに維持
させる維持手段と、 所定タイミングで送られてくる信号に応じて、前記電流
供給手段にて前記ブリッジ回路に供給する電流を小レベ
ルとする切換手段と、 前記切換手段に応じた前記電熱ヒータの温度変化におけ
る前記設定温度の中レベルから小レベルに達するまでの
経過時間を検出する検出手段とを備え・ この経過時間を空気の流量信号とすることを特徴とする
空気流量測定装置としている。
In order to solve the above problems, in the present invention, as shown in FIG. 8, an electric heater provided in the air flow path, a temperature compensation resistor also provided in the air flow path,
An air flow measuring device equipped with a bridge circuit composed of a plurality of fixed resistors, comprising: current supply means for supplying two levels of current, large and small, to the bridge circuit; a setting means for setting a set temperature of three levels, large, medium, and small, whose resistance value changes according to a change in the resistance value of the temperature compensation resistor whose resistance value changes according to the air temperature; a detecting means for detecting that the set temperature set by the means has been reached; a maintaining means for maintaining the temperature of the electric heater at a high level of the set temperature; and in response to a signal sent at a predetermined timing, a switching means for setting the current supplied to the bridge circuit by the current supplying means to a small level; and an elapsed time until the set temperature reaches the small level from the middle level when the temperature of the electric heater changes according to the switching means. and detecting means for detecting the air flow rate.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第2図において、エンジン1は自動車駆動用の火花点火
式エンジンであり、燃焼用の空気をエアクリーナ2、吸
入導管3及びスロットル弁6を経て吸入する。そして、
燃料は吸入導管3に設置された電磁式燃料噴射弁5から
噴射供給される。
In FIG. 2, an engine 1 is a spark ignition engine for driving an automobile, and intakes air for combustion through an air cleaner 2, an intake conduit 3, and a throttle valve 6. and,
Fuel is injected and supplied from an electromagnetic fuel injection valve 5 installed in the intake conduit 3.

吸入導管3には運転者により任意に操作されるスロット
ル弁6が設けられており、またエアクリーナ2との連結
部には空気流を整流する整流格子7が設けられている。
The suction conduit 3 is provided with a throttle valve 6 that can be operated arbitrarily by the driver, and a rectifying grid 7 that rectifies the air flow is provided at the connection with the air cleaner 2.

吸入導管3において、整流格子7とスロットル弁6との
間には、導管3の軸方向とほぼ平行に小型の流量測定管
9が支柱8により固定設置されている。この流量測定管
9内には白金抵抗線からなる電熱ヒータ10が設けられ
ており、この電熱ヒータ10の上流側でやや離れた電熱
ヒータ10の熱を検知しない位置に白金薄膜抵抗素子か
らなる温度補償用抵抗11が設けられている。
In the suction conduit 3, between the rectifier grid 7 and the throttle valve 6, a small flow rate measuring tube 9 is fixedly installed by a support 8 substantially parallel to the axial direction of the conduit 3. An electric heater 10 made of a platinum resistance wire is installed in the flow rate measuring tube 9, and a platinum thin film resistance element is placed at a position slightly away from the electric heater 10 on the upstream side of the electric heater 10 so as not to detect the heat of the electric heater 10. A compensation resistor 11 is provided.

電熱ヒータ10は、第3図に示すように流量測定管9の
内側に取付けたフックで白金抵抗線を固定した構造であ
り、また温度補償用抵抗11は、第4図に示すように流
量測定管9の内側に取付けたステー上に白金薄膜抵抗素
子を固定した構造である。
The electric heater 10 has a structure in which a platinum resistance wire is fixed with a hook attached to the inside of a flow rate measuring tube 9, as shown in FIG. It has a structure in which a platinum thin film resistance element is fixed on a stay attached to the inside of a tube 9.

第1図に本空気流量測定装置の全電子回路とセンサ制御
回路20を示す。バッテリ等の定電圧源21 (例えば
12■)は、端子291に接続されている。この端子2
91は、逆接防止用ダイオード233、発振防止用コン
デンサ234を介して3端子レギユレータ235の入力
端子に接続されており、その出力端子には一定の電圧(
例えば5■)が出力される。コンデンサ236はリップ
ル抑制用である。ここで得られた一定電圧を抵抗237
238.239でアッテネートすることで、基準電圧V
 r 1 、V r 2を得ている。アナログスイッチ
201.202のそれぞれの入力端子iには基準電圧”
 rI 、V r 2が入力されており、またアナログ
スイッチ201.202の出力端子Oは共にオペアンプ
203の手入力端子に入力されている。アナログスイッ
チ201.202のコントロール端子Cが1″になった
ときに、オペアンプ203の手入力端子に基準電圧Vr
lかV r 2かのどちらか一方が入力される様になっ
ている。
FIG. 1 shows the entire electronic circuit and sensor control circuit 20 of this air flow measuring device. A constant voltage source 21 (for example, 12) such as a battery is connected to the terminal 291. This terminal 2
91 is connected to the input terminal of a three-terminal regulator 235 via a reverse connection prevention diode 233 and an oscillation prevention capacitor 234, and a constant voltage (
For example, 5■) is output. Capacitor 236 is for ripple suppression. The constant voltage obtained here is connected to the resistor 237.
By attenuating at 238.239, the reference voltage V
r 1 and V r 2 are obtained. A reference voltage is applied to each input terminal i of analog switches 201 and 202.
rI and V r 2 are input, and output terminals O of analog switches 201 and 202 are both input to a manual input terminal of an operational amplifier 203. When the control terminals C of the analog switches 201 and 202 become 1'', the reference voltage Vr is applied to the manual input terminal of the operational amplifier 203.
Either 1 or V r 2 is input.

トランジスタ204はオペアンプ203の出力電圧を電
流増幅して、ブリッジ入力端子B+に供給している。
The transistor 204 amplifies the output voltage of the operational amplifier 203 and supplies it to the bridge input terminal B+.

ブリッジ回路30は電熱ヒータ10と温度補償用抵抗1
1と抵抗301.302.303.304.305と、
発振防止用コンデンサ306とで構成されており、ブリ
ッジ入力端子B I 、ブリッジ出力端子B2、B3、
B4、B5を有している。
The bridge circuit 30 includes an electric heater 10 and a temperature compensation resistor 1
1 and resistor 301.302.303.304.305,
It consists of an oscillation prevention capacitor 306, a bridge input terminal B I , bridge output terminals B2, B3,
It has B4 and B5.

アナログスイッチ205.206、・207の入力端子
iには、それぞれブリッジ出力端子B3、B4、BSが
接続されている。また、アナログスイッチ205.20
6.207の出力端子0は共通に、ノイズリミッタ用コ
ンデンサ209を介して、コンパレータ208の一入力
端子に入力されている。一方、ブリッジ回路30の出力
端子B2は、オペアンプ203の一入力端子とコンパレ
ータ208の手入力端子に入力されている。なお、オペ
アンプ203は、抵抗301の電圧降下が、基準電圧v
r2、Vrlのどちらか一方と一致する様に働き、コン
パレータ208は、基準電圧VrI。
Bridge output terminals B3, B4, and BS are connected to the input terminals i of the analog switches 205, 206, and 207, respectively. Also, analog switch 205.20
The output terminals 0 of 6.207 are commonly input to one input terminal of a comparator 208 via a noise limiter capacitor 209. On the other hand, the output terminal B2 of the bridge circuit 30 is input to one input terminal of the operational amplifier 203 and a manual input terminal of the comparator 208. Note that in the operational amplifier 203, the voltage drop across the resistor 301 is equal to the reference voltage v.
The comparator 208 operates to match either r2 or Vrl, and the comparator 208 outputs the reference voltage VrI.

あるいはvr2と、ブリッジ出力端子B3ないしBSの
電圧とを比較し一コンパレータ208の出力端子にパル
スを発生する働きをする。NOTゲート210はコンパ
レータ208の出力信号を反転させるもので、その出力
はANDゲート212の一方の入力端子と、NOTゲー
ト211の入力端子に入力されており、NOTゲート2
11の出力はANDゲート213の入力端子の一方に入
力されると同時にANDゲート214の入力端子の一方
、NOTゲート217の入力端子に入力されている。
Alternatively, it functions to generate a pulse at the output terminal of one comparator 208 by comparing vr2 with the voltage at the bridge output terminal B3 or BS. The NOT gate 210 inverts the output signal of the comparator 208, and its output is input to one input terminal of the AND gate 212 and the input terminal of the NOT gate 211.
The output of 11 is input to one of the input terminals of AND gate 213, and simultaneously input to one of the input terminals of AND gate 214 and the input terminal of NOT gate 217.

一方、回路20の入力端子292は流量測定の5TAR
T信号の入力端子であって、端子292は、抵抗222
.223を介して、5TART信号の整形用トランジス
タ224のベースに接続されている。トランジスタ22
4のコレクタは抵抗225にてプルアップされており、
エミッタは接地されている。トランジスタ224のコレ
クタはNOTゲート228および抵抗229.231と
コンデンサ230とからなる積分回路に接続されている
。NANDゲート232の入力端子にはNOTゲート2
28の出力端子と前記の積分回路の出力が接続されてい
る。NANDゲート232の出力端子は前記ANDゲー
ト214の他方の入力端子に接続されている。また、N
OTゲート228の出力端子は前記NANDゲート23
2に接続される他にANDゲート220の一方の入力端
子にも接続されている。
On the other hand, the input terminal 292 of the circuit 20 is 5TAR for flow measurement.
The terminal 292 is an input terminal for the T signal, and the terminal 292 is connected to the resistor 222.
.. 223, it is connected to the base of a transistor 224 for shaping the 5TART signal. transistor 22
The collector of 4 is pulled up with a resistor 225,
Emitter is grounded. The collector of transistor 224 is connected to a NOT gate 228 and an integrating circuit consisting of resistors 229, 231 and capacitor 230. The input terminal of the NAND gate 232 is a NOT gate 2.
The output terminal of 28 is connected to the output of the integrating circuit. The output terminal of NAND gate 232 is connected to the other input terminal of the AND gate 214. Also, N
The output terminal of the OT gate 228 is connected to the NAND gate 23.
In addition to being connected to 2, it is also connected to one input terminal of an AND gate 220.

215は10進カウンタで、第1図図示の回路のシーケ
ンスの中心的役割をなす。このカウンタ215のクロッ
ク入力端子φにはANDゲート214の出力が接続され
ており、QO出力端子はORゲート216の一方の入力
端子と、アナログスイッチ206のコントロール端子C
と、3人力NORゲート241の第1の入力端子に接続
されている。Q1出力はORゲート216の他方の入力
端子とアナログスイッチ205のコントロール端子Cと
、3人力NORゲート241の第2の入力端子と、セン
サ制御回路20の流量信号出力端子293に接続されて
いる。Q2出力は、クロックイネイブル端子EとAND
ゲート22oの他方の入力端子、ORゲート242の一
方の入力端子、3人力NORゲート241の第3の入力
端子に接続されている。この3人力NORゲート241
の出力はORゲート242の他方の入力端子に接続され
ている。ORゲート242の出力はアナログスイッチ2
07のコントロール端子Cと、ANDゲート212.2
13の他方の入力端子に接続されており、アナログスイ
ッチ207は、カウンタ215のQ2出力が“1”か3
人力NORゲート241の出力が“1”のときONする
。3人力NORゲート241は、パワーオン時にカウン
タ215のQo、Q 1、Q2出力がすべて0”のとき
、アナログスイッチ205.206.207がすべてO
FFとなるのを防止するためのもので、このような時は
必ずアナログスイッチ207がONするように、出力端
子から“1”が出力される。
215 is a decimal counter, which plays a central role in the circuit sequence shown in FIG. The output of the AND gate 214 is connected to the clock input terminal φ of this counter 215, and the QO output terminal is connected to one input terminal of the OR gate 216 and the control terminal C of the analog switch 206.
and the first input terminal of the three-man power NOR gate 241. The Q1 output is connected to the other input terminal of the OR gate 216, the control terminal C of the analog switch 205, the second input terminal of the three-man power NOR gate 241, and the flow rate signal output terminal 293 of the sensor control circuit 20. Q2 output is ANDed with clock enable terminal E.
It is connected to the other input terminal of the gate 22o, one input terminal of the OR gate 242, and the third input terminal of the three-way NOR gate 241. This three-man power NOR gate 241
The output of is connected to the other input terminal of OR gate 242. The output of OR gate 242 is analog switch 2
07 control terminal C and AND gate 212.2
The analog switch 207 is connected to the other input terminal of the counter 215, and the analog switch 207 is connected to the other input terminal of the counter 215.
It turns ON when the output of the human-powered NOR gate 241 is "1". In the three-man power NOR gate 241, when the Qo, Q1, and Q2 outputs of the counter 215 are all 0'' at power-on, the analog switches 205, 206, and 207 are all 0.
This is to prevent the analog switch 207 from becoming FF, and in such a case, "1" is output from the output terminal so that the analog switch 207 is always turned on.

218はD型フリップフロップで、そのクロック入力端
子Cには、NOTORゲート216力が接続され、リセ
ット端子RにはNOTORゲート216力端子が接続さ
れ、データ入力端子りはフプルアップされ、セット端子
Sはプルダウンされている。このフリップフロップ21
BのQ出力端子は、ANDゲート221の一方の入力端
子に接続されている。ANDゲート221の他方の入力
端子にはANDゲート220の出力が接続されており、
ANDゲート221の出力端子は、カウンタ215のリ
セット端子Rに接続されている。また、ANDゲート2
13の出力は、アナログスイッチ202のコントロール
端子Cに接続されている。ANDゲート212の出力は
、ORゲート240の一方の入力端子に接続されている
。ONゲ−)240の他方の入力端子には、ORゲート
216の出力が接続され、ORゲート240の出力は、
アナログスイッチ201のコントロール端子Cに接続さ
れている。
218 is a D-type flip-flop, its clock input terminal C is connected to the NOTOR gate 216 output, its reset terminal R is connected to the NOTOR gate 216 output terminal, its data input terminal is pulled up, and its set terminal S is It is pulled down. This flip flop 21
The Q output terminal of B is connected to one input terminal of AND gate 221. The output of the AND gate 220 is connected to the other input terminal of the AND gate 221,
The output terminal of the AND gate 221 is connected to the reset terminal R of the counter 215. Also, AND gate 2
The output of 13 is connected to the control terminal C of the analog switch 202. The output of AND gate 212 is connected to one input terminal of OR gate 240. The output of the OR gate 216 is connected to the other input terminal of the ON gate 240, and the output of the OR gate 240 is
It is connected to the control terminal C of the analog switch 201.

前記構成においてその動作を説明する。The operation of the above configuration will be explained.

スロットル弁6の開度により決定される所定量の空気は
、エアクリーナ2から吸入導管3を通りエンジン1に吸
入される。この総吸入空気のうち一定割合の空気が流量
測定管9内を通過してエンジン1に吸入される。
A predetermined amount of air determined by the opening degree of the throttle valve 6 is drawn into the engine 1 from the air cleaner 2 through the intake conduit 3. A certain proportion of this total intake air passes through the flow measuring tube 9 and is sucked into the engine 1.

そして、流量測定管9内において電熱ヒータ10の発熱
の影響を受けない位置にある温度補償用抵抗11は空気
の温度のみの影響を受ける。また、電熱ヒータ10の温
度は通電により発熱するが吸入空気により冷却される。
The temperature compensating resistor 11 located at a position within the flow measuring tube 9 that is not affected by the heat generated by the electric heater 10 is affected only by the temperature of the air. Furthermore, although the electric heater 10 generates heat by being energized, it is cooled by the intake air.

次に、第1図に示した実施例としての空気流量測定装置
の全電子回路の動作を、第5図に示すタイムチャートを
用いて説明する。
Next, the operation of all the electronic circuits of the air flow rate measuring device as the embodiment shown in FIG. 1 will be explained using the time chart shown in FIG.

第5図のS TA RT、および■ないし■、および■
の信号は第1図に付した同じ記号の点に発生する信号で
あって、5TARTは空気流量の計測開始の指示信号で
ある5TART信号、■はNANDゲート232の出力
信号、■はコンパレータ208の出力信号、■はカウン
タ215のクロック入力信号、■はカウンタ215のQ
、出力信号、■はカウンタ215のQ1出力信号であっ
て、かつ第1図回路20の出力信号であり、■はカラン
タ215のQ2出力信号である。また■は電熱ヒータ1
0の温度THの波形、■はブリッジ回路30の入力端子
B+の電圧VB+の波形を示しである。
S T A RT in Figure 5, and ■ to ■, and ■
The signals are generated at the points with the same symbols as shown in FIG. Output signal, ■ is the clock input signal of the counter 215, ■ is the Q of the counter 215
, the output signal, ■ is the Q1 output signal of the counter 215 and the output signal of the circuit 20 in FIG. 1, and ■ is the Q2 output signal of the counter 215. Also, ■ is electric heater 1
The waveform of the temperature TH at 0 is the waveform of the voltage VB+ at the input terminal B+ of the bridge circuit 30.

まず、時刻toにおける動作状態について述べる。この
時点で、コンパレータ208の出力が第5図に示す如く
“1”であるとすると、NOTORゲート242力は0
″、NOTORゲート242力は”1”となる。一方、
端子292より第5図に示す様な5TART信号が入っ
てくると、トランジスタ224のコレクタからの信号は
5TART信号を反転した信号となり、この反転した信
号はNOTORゲート242は抵抗229.231、コ
ンデンサ230より成る積分回路を介して、共にNAN
Dゲート232に入力され、NANDゲート232を介
すことで、5TART信号の立上りに同期して立下り約
1μs程度“0”となる第5図の■の様な信号が得られ
る。この信号は、ANDゲート214の一方の入力端子
に導かれており、他方の入力端子はコンパレータ208
により第5図の■の様に1″であるので、第5図の■の
信号がカウンタ215のφ端子に導かれることとなる。
First, the operating state at time to will be described. At this point, if the output of comparator 208 is "1" as shown in FIG.
”, the force of the NOTOR gate 242 becomes “1”. On the other hand,
When a 5TART signal as shown in FIG. 5 is input from the terminal 292, the signal from the collector of the transistor 224 is an inverted version of the 5TART signal, and this inverted signal is sent to the NOTOR gate 242 through the resistor 229, 231 and capacitor 230. Both NAN
By inputting the signal to the D gate 232 and passing it through the NAND gate 232, a signal such as ◯ in FIG. 5 is obtained, which becomes "0" at a fall time of approximately 1 μs in synchronization with the rise of the 5TART signal. This signal is routed to one input terminal of AND gate 214 and the other input terminal to comparator 208.
Therefore, the signal shown in (■) in FIG. 5 is guided to the φ terminal of the counter 215.

このとき、カウンタ215のカウント状態が、Q、ある
いはQlであれば、第5図の■の信号を2回あるいは1
回カウントすることで、カウンタ215の状態はQ2に
移行するが、Q2出力は、クロックネイブル端子Eに接
続されているので、以後のカウントは禁止され、Q2出
力は1″のままになる。これにともなってORゲート2
42の出力は1″となるので、アナログスイッチ207
はONL、ANDゲート212.213の出力はそれぞ
れ“0″、′1”となり、アナログスイッチ202がO
Nしてオペアンプ203の十入力端子に基準電圧Vr2
が印加される。
At this time, if the count state of the counter 215 is Q or Ql, the signal (■) in FIG.
By counting times, the state of the counter 215 shifts to Q2, but since the Q2 output is connected to the clock enable terminal E, further counting is prohibited and the Q2 output remains at 1''. OR gate 2
Since the output of 42 is 1'', the analog switch 207
is ONL, and the outputs of AND gates 212 and 213 are “0” and ’1, respectively, and the analog switch 202 is turned ON.
The reference voltage Vr2 is applied to the input terminal of the operational amplifier 203.
is applied.

なお、回路20の起動時、コンパレータ208は常に“
1”の出力をするよう設定されている。
Note that when the circuit 20 is activated, the comparator 208 is always “
It is set to output 1”.

これは、カウンタ215のQo、Q、のどちらかが”1
”であれば、アナログスイッチ201、とアナログスイ
ッチ205または206がオンしており、ブリッジ回路
30は平衡状態では無く、電熱ヒータ10が冷えた状態
であるためB2の電圧がB3またはB4の電圧よりも高
く、従って、コンパレータ208はこの時“1”を出力
し、またQ2が“1”であれば起動した瞬間コンパレー
タ208が“O”、“1″のどちらであってもANDゲ
ート212または213が“1”を出力するのでアナロ
グスイッチ201または202と、アナログスイッチ2
07がオンしており、この場合も前記と同様であって、
コンパレータ208は1”を出力し、さらにQO,QH
,、Q2のいずれもが“0″であっても、NORゲート
241によりアナログスイッチ207がオンしており、
またアナログスイッチ201または202が前記と同じ
くオンしているので、この場合も前記と同様であってコ
ンパレータ208は“l”を出力する。
This means that either Qo or Q of the counter 215 is "1".
”, the analog switch 201 and the analog switch 205 or 206 are on, the bridge circuit 30 is not in an equilibrium state, and the electric heater 10 is in a cold state, so the voltage at B2 is lower than the voltage at B3 or B4. Therefore, the comparator 208 outputs "1" at this time, and if Q2 is "1", the AND gate 212 or 213 is activated at the moment when the comparator 208 is activated, regardless of whether it is "O" or "1". outputs “1”, so analog switch 201 or 202 and analog switch 2
07 is on, and in this case also the same as above,
The comparator 208 outputs 1", and also QO, QH
, , Q2 are all "0", the analog switch 207 is turned on by the NOR gate 241,
Further, since the analog switch 201 or 202 is on as in the above case, the comparator 208 outputs "1" in the same manner as in the above case.

このことから起動時はコンパレータ208は常に1″と
なる。
For this reason, the comparator 208 is always 1'' at startup.

オペアンプ203とトランジスタ204と電熱ヒータ1
0と抵抗301とからなる電子回路は定電流回路を構成
しており、この定電流回路は、抵抗301の両端電圧と
オペアンプ203の十入力端子の電圧とが等しくなるよ
うに作動し、このとき抵抗301に流れる電流、すなわ
ち電熱ヒータ10に流れる電流IHは次式で示される。
Operational amplifier 203, transistor 204 and electric heater 1
The electronic circuit consisting of 0 and the resistor 301 constitutes a constant current circuit, and this constant current circuit operates so that the voltage across the resistor 301 and the voltage at the 10 input terminal of the operational amplifier 203 become equal. The current flowing through the resistor 301, that is, the current IH flowing through the electric heater 10 is expressed by the following equation.

I+=(Vr2)/(R3ot)  −(1またたじ、
R301は抵抗301の抵抗値。
I+=(Vr2)/(R3ot) −(1 again,
R301 is the resistance value of resistor 301.

ここで、電熱ヒータ10に流れる電流IHの値は電熱ヒ
ータ10の温度THが吸入空気による冷却作用に打ち勝
って温度上昇するに足るだけの大電流値に設定しておく
。従って、電熱ヒータ10の温度THは、第5図の■に
示す如く時間の経過とともにある傾斜をもって直線的に
増加していく。
Here, the value of the current IH flowing through the electric heater 10 is set to a large enough current value to raise the temperature TH of the electric heater 10 to overcome the cooling effect of the intake air. Therefore, the temperature TH of the electric heater 10 increases linearly with a certain slope as time passes, as shown in (■) in FIG.

また電熱ヒータ10の抵抗値RHはある一定の温度係数
KHを持っており、電熱ヒータ10の温度THに応じて
次式に示す関係で変化する。
Further, the resistance value RH of the electric heater 10 has a certain temperature coefficient KH, and changes according to the temperature TH of the electric heater 10 according to the relationship shown in the following equation.

RH=RHoX (1+KHXTH)  −+2)ただ
し、R1−10は0℃のときの電熱ヒータ10の抵抗値
。KH>0゜ 従って、ブリッジ入力端子B+の電圧VS+は抵抗30
1の両端電圧と電熱ヒータ10の両端型圧を加算したも
のであるから、(1)、(2)式を用いて次式で表せる
RH=RHoX (1+KHXTH) -+2) However, R1-10 is the resistance value of the electric heater 10 at 0°C. KH>0° Therefore, the voltage VS+ of the bridge input terminal B+ is
Since it is the sum of the both-end voltage of 1 and the both-end mold pressure of the electric heater 10, it can be expressed by the following equation using equations (1) and (2).

VB 1 =V r 2 +V r 2 XRHo’X
’(1+KHXTH)/R301’    ・・・ (
3) そして、(3)式において温度係数K H> Oである
から、電熱ヒータ10の温度THの増加に応じてブリッ
ジ入力端子B1の電圧VB+は第5図の■に示す如く増
加する。
VB 1 =V r 2 +V r 2 XRHo'X
'(1+KHXTH)/R301'... (
3) Since the temperature coefficient K H>O in the equation (3), the voltage VB+ of the bridge input terminal B1 increases as shown in (■) in FIG. 5 in response to an increase in the temperature TH of the electric heater 10.

ところで、温度補償用抵抗11に流れる電流は、温度補
償用抵抗11の温度TAが温度補償用抵抗11の発熱量
により空気温度より高くなることが無いように抵抗30
2、ないし305の各抵抗値を設定して小さいものとし
てあり、温度補償用抵抗11の温度TAは空気温度と見
ても差し支えないものとしである。そして温度補償用抵
抗11の抵抗値RAはある一定の温度係数KAを持って
おり、吸入空気温度TAと同一温度状態であると見なせ
る温度補償用抵抗11の抵抗値RAは次式で与えられる
By the way, the current flowing through the temperature compensation resistor 11 is controlled by the resistor 30 so that the temperature TA of the temperature compensation resistor 11 does not become higher than the air temperature due to the amount of heat generated by the temperature compensation resistor 11.
The resistance values 2 to 305 are set to be small, and the temperature TA of the temperature compensation resistor 11 can be regarded as the air temperature. The resistance value RA of the temperature compensation resistor 11 has a certain temperature coefficient KA, and the resistance value RA of the temperature compensation resistor 11, which can be considered to be in the same temperature state as the intake air temperature TA, is given by the following equation.

RA=RAOX (1+KAX’TA)  −(4また
だし、RAは0℃のときの温度補償用抵抗11の抵抗値
。K ’A > Oa さて、Bl端子の電圧VBIは電熱ヒータ10の温度上
昇とともに上昇していくので、B3端子、B4端子、B
S端子の電位も上昇していく。これらの電位VB3、V
B4、VBSは、抵抗3.02.303.304.30
5の抵抗値をそれぞれ、R302・R303・R304
・R305とすると・次式で表される。
RA = RAOX (1 + KAX'TA) - (4 However, RA is the resistance value of the temperature compensation resistor 11 at 0°C. K'A > Oa Now, the voltage VBI of the Bl terminal increases as the temperature of the electric heater 10 rises. As it rises, the B3 terminal, B4 terminal, B
The potential of the S terminal also increases. These potentials VB3, V
B4, VBS is resistance 3.02.303.304.30
The resistance values of 5 are R302, R303, and R304, respectively.
・When R305 is used, it is expressed by the following formula.

VB3=VB IX ’(R303+R304+R30
5)/ (R302+R303+R304十R30S 
+ RA )      −(51VB4=VB IX
 (R304+R30S)/ (R302+R303+
R304十R305+ RA )      −+61
Vas=Vs lXR305/ (R302十R303
+R3’04+R305+RA)・・・ (7) ところで、B2端子の電圧VB2は一定であるのでva
 3 ”VB 2となる電熱ヒータ温度THに対する設
定温度T2、VB4=VB’2となる電熱ヒータ温度T
Hに対する設定温度T1、■B5−VE12となる電熱
ヒータ温度THに対する設定温度’roの大小関係は、
T 2 < ’r”、 ’< T Oとなる。
VB3=VB IX'(R303+R304+R30
5)/ (R302+R303+R304+R30S
+RA) -(51VB4=VB IX
(R304+R30S)/ (R302+R303+
R304 + R305+ RA ) -+61
Vas=Vs lXR305/ (R302 + R303
+R3'04+R305+RA)... (7) By the way, since the voltage VB2 of the B2 terminal is constant, va
3 "Set temperature T2 for electric heater temperature TH which becomes VB 2, electric heater temperature T which becomes VB4=VB'2
The magnitude relationship of the set temperature T1 with respect to H and the set temperature 'ro with respect to the electric heater temperature TH which becomes B5-VE12 is as follows.
T 2 <'r','< T O.

また、設定温度T O、、T I 、T 2は(5)、
(6)、(7)式と(4)式かられかるように吸入空気
温度TAが高い程高く、低い程低く、はぼ平行移動する
Moreover, the set temperature T O, , T I , T 2 is (5),
As can be seen from equations (6), (7), and (4), the higher the intake air temperature TA is, the higher it is, and the lower the intake air temperature TA is, the lower it is.

さて、今はアナログスイッチ207がONしているので
、コンパレータ208はV132とVB5の比較を行う
。電熱ヒータ10の温度THが上昇して、設定温度To
に達すると、コンパレータ208の十入力端子に入力さ
れるB2の電圧VB2より一入力端子に入力されるB5
の電圧VB5が高くなって、コンパレータ208の出力
は“O”となり、これにともないNOTゲート210の
出力が“1”、211の出力が110Mとなるので、ア
ナログスイッチ201がONL、202がOFFし、オ
ペアンプ203の十入力端子には基準電圧Vrlが印加
される。するとオペアンプ203は、V82=Vrlに
なるように動作するので、電熱ヒータ10に流れる電流
It−+はI H−Vr I/R30+ となる。
Now, since the analog switch 207 is ON, the comparator 208 compares V132 and VB5. The temperature TH of the electric heater 10 rises and the set temperature To
When the voltage VB2 of B2 inputted to the tenth input terminal of the comparator 208 is reached, the voltage B5 inputted to the first input terminal
voltage VB5 becomes high, the output of the comparator 208 becomes "O", and accordingly, the output of the NOT gate 210 becomes "1" and the output of the NOT gate 211 becomes 110M, so the analog switch 201 turns ONL and the analog switch 202 turns OFF. , a reference voltage Vrl is applied to the input terminal of the operational amplifier 203. Then, the operational amplifier 203 operates so that V82=Vrl, so the current It-+ flowing through the electric heater 10 becomes IH-VrI/R30+.

Vr百よ微量の吸入空気でも電熱ヒータ10が充分冷却
される種設定されており、すぐさま電熱ヒータ温度TH
が設定温度To以下になる。すると再びコンパレータ2
08の出力は“1″となり、再び電熱ヒータ10が加熱
される。以上のことを繰り返し、コンパレータ208の
出力は速い周期で1″とO″を繰り返すとともに、電熱
ヒータ10の温度THは、はぼ設定温度Toに保たれる
The setting is such that the electric heater 10 is sufficiently cooled even with a very small amount of intake air, and the electric heater temperature TH is immediately set.
becomes below the set temperature To. Then comparator 2 again
The output of 08 becomes "1", and the electric heater 10 is heated again. By repeating the above, the output of the comparator 208 repeats 1'' and O'' at a fast cycle, and the temperature TH of the electric heater 10 is maintained at almost the set temperature To.

電熱ヒータ10の温度THが、設定温度Toに達した時
点、すなわち、コンパレータ208の出力が0”になっ
た時、NOTゲート217の出力が立上る。このときカ
ウンタ215のQ2出力は“1″で、フリップフロップ
21日のリセット端子は0″となっており、データ入力
端子りはブリアップされていて“1″であるからフリッ
プフロップ218のQ出力は1″となっている。
When the temperature TH of the electric heater 10 reaches the set temperature To, that is, when the output of the comparator 208 becomes 0, the output of the NOT gate 217 rises.At this time, the Q2 output of the counter 215 becomes 1. The reset terminal of the flip-flop 218 is set to 0'', and the data input terminal is blown up and set to "1", so the Q output of the flip-flop 218 is set to 1''.

この時点で、5TART信号が入力されてくると、トラ
ンジスタ224のコレクタ側がら5TART信号を反転
した信号が発生し、NOTゲート228でさらに反転さ
れてS T A、 RT信号と同じ信号となって、AN
Dゲート220.221を通過し、カウンタ215のリ
セット端子Rには“1”の信号が入力される。なお、こ
の時点は第5図に示した測定開始点に相当する。
At this point, when the 5TART signal is input, a signal that is an inversion of the 5TART signal is generated from the collector side of the transistor 224, which is further inverted by the NOT gate 228 and becomes the same signal as the STA and RT signals. AN
After passing through the D gates 220 and 221, a signal of "1" is input to the reset terminal R of the counter 215. Note that this point corresponds to the measurement start point shown in FIG.

カウンタ215がリセットされると、QO出力力なわち
第5図の■の信号が“1”となり、Q2出力すなわち第
5図の■の信号が“0”となるので、アナログスイッチ
206とアナログスイッチ201がONする。従って、
オペアンプ203の+入力端子に基準電圧Vrlが入力
され、電熱ヒータ10が吸入空気により冷却され、電熱
ヒータ温度THが設定温度TIになった瞬間にコンパレ
ータ208の出力力び1″になる。するとカウンタ21
5のφ端子にクロックが入力されることになり、カウン
タ215のカウント状態がQlになる。Q、が1″にな
ると、今度はアナログスイッチ205とアナログスイッ
チ201がQNするので、電熱ヒータ10の温度THは
設定温度T2と比較される。この時点ではTH>T2で
あるので、コンパレータ208の出力はただちに0″と
なり、結果的にコンパレータ208の出力信号は第5図
の■に示すごとく、パルス幅の短いパルス信号となる。
When the counter 215 is reset, the QO output power, ie, the signal ``■'' in FIG. 5 becomes "1," and the Q2 output, ie, the signal ``■'' in FIG. 201 turns on. Therefore,
The reference voltage Vrl is input to the + input terminal of the operational amplifier 203, the electric heater 10 is cooled by the intake air, and the moment the electric heater temperature TH reaches the set temperature TI, the output voltage of the comparator 208 becomes 1''.Then, the counter 21
A clock is input to the φ terminal of the counter 215, and the count state of the counter 215 becomes Ql. When Q becomes 1'', the analog switch 205 and the analog switch 201 turn QN, so the temperature TH of the electric heater 10 is compared with the set temperature T2. At this point, since TH>T2, the comparator 208 The output immediately becomes 0'', and as a result, the output signal of the comparator 208 becomes a pulse signal with a short pulse width, as shown in (■) in FIG.

さて、電熱ヒータ10の温度THがさらに下がり、設定
温度T2になると、コンパレータ208の出力が第5図
の■に示すごとく“1”になりカウンタ215のφ端子
が第5図の■に示すごとく、立上るのでカウンタ215
のQlが第5図の■に示すごとく、立下りQ2が第5図
の■に示すごとく立上る。Q2が立上るとカウンタ21
5のクロックイネイブル端子Eも立上るので、次の5T
ART信号によってリセットされるまでカウンタ215
はQ2の状態を保ち、再び電熱ヒータ10は設定温度T
oまで加熱されて、次の計測に備えるために前述したご
とく、電熱ヒータ10はその温度THを設定温度’ro
に維持するよう制御される。
Now, when the temperature TH of the electric heater 10 further decreases and reaches the set temperature T2, the output of the comparator 208 becomes "1" as shown in ■ in FIG. 5, and the φ terminal of the counter 215 becomes "1" as shown in ■ in FIG. , rises, so the counter 215
5, Ql falls as shown in (■) in FIG. 5, and Q2 rises as shown in (■) in FIG. When Q2 rises, counter 21
Since the clock enable terminal E of 5 also rises, the next 5T
counter 215 until reset by the ART signal.
maintains the state of Q2, and the electric heater 10 returns to the set temperature T.
As mentioned above, the electric heater 10 changes the temperature TH to the set temperature 'ro' in preparation for the next measurement.
controlled to maintain

ところで、第5図の■と■かられかるように、電熱ヒー
タ10の温度THが、設定温度T1から設定温度T2ま
で冷却される時間は、第5図の■のパルス幅tfに相当
し、この信号がカウンタ25のQ1端子と接続された流
量信号出力端子293より出力されている。このパルス
幅tfは電熱ヒータ10に蓄積されている熱量が吸入空
気の冷却効果で奪われる割合いによって決定され、この
冷却効果は吸入空気流量Gが大きい時は大きく小さい時
は小さい。
By the way, as can be seen from ■ and ■ in FIG. 5, the time for the temperature TH of the electric heater 10 to cool down from the set temperature T1 to the set temperature T2 corresponds to the pulse width tf of ■ in FIG. This signal is output from the flow rate signal output terminal 293 connected to the Q1 terminal of the counter 25. This pulse width tf is determined by the rate at which the amount of heat stored in the electric heater 10 is taken away by the cooling effect of the intake air, and this cooling effect is large when the intake air flow rate G is large and small when it is small.

従って、吸入空気流量Gが大きい時は電熱ヒータ10の
温度T+の減少は速いので、パルス幅tfは小さく、こ
れに対して吸入空気流量Gが小さい時はパルス幅tfは
大きくなる。このtfの流量特性を第6図に示す。ここ
で、吸入空気による電熱ヒータ10の冷却はパルス@t
fの期間中継続しており、吸入空気の流れに乱れがあっ
ても、電熱ヒークエ0の近傍を通過した空気の時々刻々
変化する流量が電熱ヒータ10の温度THの減少に寄与
し、パルス@tfの期間中時々刻々の流量を電熱ヒータ
10の温度THの減少分として積分することになる。従
って、パルス幅tfの値はパルス幅tfにおける吸入空
気流量Gの真の平均値に極めて近い値に対応する。この
積分効果により、空気流の乱れに起因するリップル成分
が除去できるので、パルス幅tfから第6図に示すtf
の流量特性に従って吸入空気流量Gを求めた場合、リッ
プル成分の無い安定した空気流量を求めることができる
Therefore, when the intake air flow rate G is large, the temperature T+ of the electric heater 10 decreases quickly, so the pulse width tf is small, whereas when the intake air flow rate G is small, the pulse width tf becomes large. The flow rate characteristics of this tf are shown in FIG. Here, the cooling of the electric heater 10 by the intake air is performed by pulse @t
This continues during period f, and even if there is turbulence in the flow of intake air, the ever-changing flow rate of the air that has passed near the electric heater heater 10 contributes to a decrease in the temperature TH of the electric heater 10, and the pulse @ During the period tf, the instantaneous flow rate is integrated as a decrease in the temperature TH of the electric heater 10. Therefore, the value of the pulse width tf corresponds to a value very close to the true average value of the intake air flow rate G at the pulse width tf. This integral effect makes it possible to remove ripple components caused by airflow turbulence.
When the intake air flow rate G is determined according to the flow rate characteristics, a stable air flow rate without ripple components can be determined.

このパルス幅tfは流量が大きくなると小さくなること
から、空気流量と出力パルス幅の関係が双曲線関数に近
似し、空気流量が小さい時の読取精度が低下せず、エン
ジン低回転時も高精度の流量信号が得られる。
Since this pulse width tf decreases as the flow rate increases, the relationship between the air flow rate and the output pulse width approximates a hyperbolic function, so that the reading accuracy does not deteriorate when the air flow rate is small, and high accuracy is maintained even when the engine speed is low. A flow signal is obtained.

ところで、吸入空気温度TAが変化した場合、第6図に
示す流量特性が変化しないように温度補正する必要があ
る。こ雫温度補償を行うために温度補償用抵抗11を設
けてあり、電熱ヒータ10とともにブリッジ回路30を
構成しである。そこで、この温度補償機構について次に
述べる。
By the way, when the intake air temperature TA changes, it is necessary to correct the temperature so that the flow rate characteristics shown in FIG. 6 do not change. A temperature compensation resistor 11 is provided to perform droplet temperature compensation, and together with the electric heater 10 constitutes a bridge circuit 30. Therefore, this temperature compensation mechanism will be described next.

前記温度補償機構の基本は、吸入空気温度TAが変化し
ても設定温度T2との差(T2  TA)が変化しない
条件、すなわち、 T 2−T A = COn s t       −
+812つの設定温度T1とT2の差(TI  T2)
が変化しない条件、すなわち、 T1−T2=const−(91 以上の2つの条件を満足するようにブリッジ回路30を
構成する各素子の定数を設定することである。
The basis of the temperature compensation mechanism is the condition that even if the intake air temperature TA changes, the difference from the set temperature T2 (T2 TA) does not change, that is, T 2 - T A = CON s t -
+81 Difference between two set temperatures T1 and T2 (TI T2)
The constant of each element constituting the bridge circuit 30 is set so that the above two conditions are satisfied, that is, T1-T2=const-(91).

(T2  TA)を一定にする目的は電熱ヒータ10と
吸入空気との間の熱伝達係数を一定にすることであり、
また(TI  T2)を一定にする目的は期間tfの期
間内に電熱ヒータ10から吸入空気に伝達する総熱量を
一定にすることにあり、これら熱伝達係数と総熱量を一
定にすれば吸入空気温度TAが変化しても期間tfは変
化せず、従って温度特性が補償される。
The purpose of keeping (T2 TA) constant is to keep the heat transfer coefficient between the electric heater 10 and the intake air constant,
The purpose of keeping (TI T2) constant is to make the total amount of heat transferred from the electric heater 10 to the intake air constant within the period tf. Even if the temperature TA changes, the period tf does not change, so the temperature characteristics are compensated.

次に(8)、(9)式を満足するブリッジ回路30を構
成する素子の定数について述べる。
Next, constants of elements constituting the bridge circuit 30 that satisfy equations (8) and (9) will be described.

まず(8)式の条件を明らかにする。電熱ヒータ10の
温度THが設定温度T2になった時に成立する条件は、
設定温度T2時の電熱ヒータ10の抵抗値をRH2とす
ると前記(2)式およびブリッジ回路30の平衡条件よ
り、次式(10)、(11)となる。
First, the conditions of equation (8) will be clarified. The conditions that hold true when the temperature TH of the electric heater 10 reaches the set temperature T2 are as follows:
If the resistance value of the electric heater 10 at the set temperature T2 is RH2, then the following equations (10) and (11) are obtained from the above equation (2) and the equilibrium condition of the bridge circuit 30.

R1−12=RI−10X (1+KHXT2) ・=
 (10)(RA+R302)XR30+= RH2X (R303+R304+R305) −(1
1)また温度補償用抵抗11の抵抗値RAは前記(4)
式で与えられる。
R1-12=RI-10X (1+KHXT2) ・=
(10) (RA+R302)XR30+= RH2X (R303+R304+R305) −(1
1) Also, the resistance value RA of the temperature compensation resistor 11 is as described in (4) above.
It is given by Eq.

RA=RAOX (1+KAXTA)  −(41(4
)、(10)式を(11)式に代入して、RA%R1−
12を消去、整理して次式を得る。
RA=RAOX (1+KAXTA) -(41(4
), substituting equation (10) into equation (11), RA%R1-
12 is eliminated and rearranged to obtain the following formula.

T2= ((RAOX (1+KAXTA)+R302
)XR30+  RHOX (R303+R304+R
305))/ (RHOXK)、1X(R303+R3
04+R305)) −(12)(12)式を(8)式
に代入してT2を消去、整理し、分子に注目すると次式
が得られる。
T2= ((RAOX (1+KAXTA)+R302
)XR30+ RHOX (R303+R304+R
305))/(RHOXK), 1X(R303+R3
04+R305)) -(12) Substituting equation (12) into equation (8), eliminating and rearranging T2, and focusing on the numerator, the following equation is obtained.

(RAOXKAXR301R1−10XKHX(R30
3+R304+R305))  XTA+(RAO+R
302)XR301(R303+R304+R305)
XR+o=const・・・ (13) (13)式において、右辺が不変であるから左辺も不変
でなくてはならない。ところが、吸入空気温度TAは変
数であるから、TAの係数は0である必要がある。すな
わち、 RAOXKAXR301RHOXKHX(R303+R
304+R305)=O−(14)(14)式を変形す
ると、 (RAOXKA)/ (RHOXKH)=’  (R3
03+R304+R305)/R30+・・・(15) (15)式の意味するところは電熱ヒータ10の0℃の
時の抵抗値RHOと温度係数KHを掛は合わせた値RH
OXKI−1と、温度補償用抵抗11の0℃の時の抵抗
値RAOと温度係数KAと掛は合わせた値RAOXKA
との比が、抵抗301の抵抗値R301と、抵抗303
、抵抗304、抵抗305のそれぞれの抵抗値を加算し
た値(R303+R304+R305)との比に等しく
なるように設定すれば、吸入空気温度TAのいかんにか
かわらず(8)式を満足することができる。
(RAOXKAXR301R1-10XKHX (R30
3+R304+R305)) XTA+(RAO+R
302) XR301 (R303+R304+R305)
XR+o=const... (13) In equation (13), since the right side is unchanged, the left side must also be unchanged. However, since the intake air temperature TA is a variable, the coefficient of TA needs to be zero. That is, RAOXKAXR301RHOXKHX (R303+R
304+R305)=O-(14) Transforming equation (14), (RAOXKA)/(RHOXKH)=' (R3
03+R304+R305)/R30+...(15) Equation (15) means that the resistance value RHO of the electric heater 10 at 0°C multiplied by the temperature coefficient KH is the combined value RH.
OXKI-1, the resistance value RAO of the temperature compensation resistor 11 at 0°C, the temperature coefficient KA, and the multiplication are the combined values RAOXKA
The ratio between the resistance value R301 of the resistor 301 and the resistance value R301 of the resistor 303 is
, the resistance value of the resistor 304, and the resistance value of the resistor 305 are set to be equal to the sum of the resistance values (R303+R304+R305), the equation (8) can be satisfied regardless of the intake air temperature TA.

次に、(9)式の条件を明らかにする。Next, the conditions of equation (9) will be clarified.

電熱ヒータ10の温度THが設定温度T+になった時に
成立する条件は、そのときの電熱ヒータ10の抵抗値を
RHIとすると次の(16)、(17)式となる。
Conditions that are satisfied when the temperature TH of the electric heater 10 reaches the set temperature T+ are the following equations (16) and (17), where the resistance value of the electric heater 10 at that time is RHI.

RHI=RHOX (1+に+XT+)  −(16)
(RA+R302+R303)XR3o+=RHIX 
(R304+R305)     −(17)(4)、
(16)式を(17)式に代入してRASRl−11を
消去、整理して次式を得る。
RHI=RHOX (+XT+ to 1+) −(16)
(RA+R302+R303)XR3o+=RHIX
(R304+R305) −(17)(4),
Substituting equation (16) into equation (17), eliminating and rearranging RASRl-11, the following equation is obtained.

TI = ((RAOX (1+KAXTA)+R30
2+R303) XR30+− RHOX (R304+R305)) / (RHOXKHX (R304+ R30S)’ )         −(18)(12
)、(18)式を(9)式に代入して、T + 、T 
2を消去、整理して次式を得る。
TI = ((RAOX (1+KAXTA)+R30
2+R303) XR30+- RHOX (R304+R305)) / (RHOXKHX (R304+ R30S)') -(18)(12
), by substituting equation (18) into equation (9), we get T + , T
2 is eliminated and rearranged to obtain the following formula.

R301XR303X ((R302+R303+R3
04+R305+RAO)+RAOXKAXTA) =
cons t       −(19)(19)式の意
味するところは、吸入空気温度TAが変化してもRAO
XKAXTAの項が(R302+R303+R304+
R305+RAO)に比べて非常に小さく設定すれば(
19)式の左辺は一定と見なすことができる。従って(
9)式を満足することができる。
R301XR303X ((R302+R303+R3
04+R305+RAO)+RAOXKAXTA)=
cons t - (19) Equation (19) means that even if the intake air temperature TA changes, the RAO
The term XKAXTA is (R302+R303+R304+
If you set it very small compared to R305 + RAO) (
The left side of equation 19) can be considered constant. Therefore (
9) can be satisfied.

以上の温度補償条件の検討から、(15)、(19)式
に従ってブリッジ回路30を構成する各素子の定数を設
定すれば、吸入空気温度TAが変化しても第6図に示す
流量特性が変化せず、温度特性を補償することができる
ことが明らかである。
From the above consideration of temperature compensation conditions, if the constants of each element constituting the bridge circuit 30 are set according to equations (15) and (19), the flow rate characteristics shown in FIG. 6 can be maintained even if the intake air temperature TA changes. It is clear that the temperature characteristics can be compensated without changing.

本空気流量測定装置の流量信号出力端子293から出力
されるデジタルの流量出力信号は、第2゛図に示すよう
に燃料制御回路15に導かれ、流量出力信号のパルス幅
tfから第6図に示す流量特性に従って吸入空気流量G
を算出する。燃料制御回路15はこの算出された吸入空
気流量Gに基づいて燃料噴射弁5を開弁させる噴射パル
ス信号を出力する。これによりエンジンlには正確な空
燃比A/Fの空気と燃料が供給され、エンジン1の排気
ガス浄化性、エンジン出力、燃費などが向上する。
The digital flow rate output signal output from the flow rate signal output terminal 293 of this air flow rate measuring device is led to the fuel control circuit 15 as shown in FIG. The intake air flow rate G according to the flow rate characteristics shown
Calculate. The fuel control circuit 15 outputs an injection pulse signal to open the fuel injection valve 5 based on the calculated intake air flow rate G. As a result, air and fuel with an accurate air-fuel ratio A/F are supplied to the engine 1, and the exhaust gas purification performance, engine output, fuel efficiency, etc. of the engine 1 are improved.

また、第1図に示す如く、電熱ヒータ10と温度補償用
抵抗11を含む素子によりブリッジ回路30を構成する
ことにより、温度補償条件は前記(15)式と(19)
式に示す如くブリッジ回路30を構成する素子のみで決
定されるので、温度補償の調整が容易になる。
Furthermore, as shown in FIG. 1, by configuring the bridge circuit 30 with elements including the electric heater 10 and the temperature compensation resistor 11, the temperature compensation conditions can be calculated using the above equation (15) and (19).
As shown in the equation, since it is determined only by the elements constituting the bridge circuit 30, the temperature compensation can be easily adjusted.

また、本空気流量測定装置は、空気流量の計測開始の時
期が、外部より到来する5TART信号により決定され
るので、この5TART信号をエンジン回転に同期させ
た信号とすれば、吸入空気量Gのエンジン回転同期サン
プリングが可能となり、安定した空気の流量信号を出力
することができる。
In addition, in this air flow measuring device, the timing to start measuring the air flow rate is determined by the 5TART signal that arrives from the outside, so if this 5TART signal is synchronized with the engine rotation, the intake air amount G Engine rotation synchronized sampling becomes possible and a stable air flow rate signal can be output.

さらに、本空気流量測定装置は、電熱ヒータ10の一定
温度に制御されている設定温度’roが、流量計測に関
与する他の2点の設定温度T + 、T 2より高めに
設定されており、一定温度制御時に生ずる電熱ヒータ1
0の温度THのリップルが流量計測結果のリップルとな
って生ずることがなく、精度の高い空気流量計測ができ
る。
Furthermore, in this air flow measuring device, the set temperature 'ro of the electric heater 10, which is controlled to a constant temperature, is set higher than the set temperatures T + and T 2 of the other two points involved in flow measurement. , electric heater 1 generated during constant temperature control
A ripple at the temperature TH of 0 does not occur as a ripple in the flow rate measurement result, and highly accurate air flow rate measurement is possible.

なお、以上の第1実施例では電熱ヒータ10に白金抵抗
線を用いたが、第7図に示すようにプラスチックフィル
ム等の電気絶縁基板100上に、白金、ニクロム、銅、
ニッケル等の薄膜抵抗体101を形成した構造からなる
電熱ヒータ10′を流量測定管9の内部に空気の流れに
並行に配置しても白金抵抗線を用いた場合と同様に流量
測定ができる。
In the above first embodiment, platinum resistance wire was used for the electric heater 10, but as shown in FIG. 7, platinum, nichrome, copper,
Even if an electric heater 10' having a structure in which a thin film resistor 101 made of nickel or the like is formed is placed inside the flow rate measuring tube 9 in parallel to the air flow, the flow rate can be measured in the same way as when a platinum resistance wire is used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、説明したように、本発明によれば、空気流路内に
設けられる電熱ヒータと、同じく空気流路内に設けられ
る温度補償用抵抗と、複数の固定抵抗とから構成される
ブリッジ回路を具備した空気流量測定装置において、 前記ブリッジ回路に大、小の2つのレベルの電流を供給
する電流供給手段と、 前記電熱ヒータの温度に対して、空気温度に応じてその
抵抗値が変わる前記温度補償用抵抗の抵抗値変化に応じ
て変化する大、中、小3つのレベルの設定温度を設定す
る設定手段と、 前記電熱ヒータの温度が前記設定手段にて設定される設
定温度に達したことを検知する検知手段と、 前記電熱ヒータの温度を前記設定温度の大レベルに維持
させる維持手段と、 所定タイミングで送られてくる信号に応じて、前記電流
供給手段にて前記ブリッジ回路に供給する電流を小レベ
ルとする切換手段と、 前記切換手段に応じた前記電熱ヒータの温度変化におけ
る前記設定温度の中レベルから小レベルに達するまでの
経過時間を検出する検出手段とを備え、 この経過時間を空気の流量信号とすることを特徴とする
空気流量測定装置としたことから、流量信号の測定結果
がパルス幅というデジタル信号として出力されるので、
マイコン等のデジタル的処理を行う装置によりこの測定
結果を実行するにあたっては、極めてマツチングした信
号形態をしており、 従って従来のごとくアナログ信号をデジタル化するため
の高精度のA−Dコンバータを必要としないのでコスト
ダウンが可能となり、また、電熱ヒータと温度補償用抵
抗を含むブリッジ回路を備えたことにより、温度補償の
調整はブリッジ回路を構成する素子のみで行え、簡便で
あり、また、空気流量の乱れに起因するリップルが除去
できるので、変動の少ない高精度で安定した空気流量計
測が可能になり、 また、所定タイミングで送られてくる信号に応じて、切
換手段が実行されて、この切換手段に応じて検出手段が
実行されるので、この所定タイミ°ングで送られてくる
信号をエンジン回転に同期させることが可能であって、
エンジン回転に同期させることで、エンジン回転と同期
的に発生する吸入空気の状態変化、例えば脈動に関する
条件を各測定タイミングにおいて略同じに設定できるの
で、さらに安定した流量計測が可能となり、さらに、所
定タイミングで送られてくる信号が入力されるまで、電
熱ヒータを大レベルの設定温度に一定温度制御するので
あるが、この設定温度が空気流量に関与する他の2点の
設定温度より高く設定されているので、一定温度制御時
に生ずる電熱ヒータの温度のリップルは空気流量の測定
結果に影響を与えないものとなって、より安定した流量
計測が可能となるという優れた効果がある。
As described above, according to the present invention, a bridge circuit consisting of an electric heater provided in the air flow path, a temperature compensation resistor also provided in the air flow path, and a plurality of fixed resistors is provided. In the air flow measuring device, the current supply means supplies two levels of current, large and small, to the bridge circuit, and the electric heater has a resistance value that changes depending on the air temperature. a setting means for setting a set temperature of three levels, large, medium, and small, which changes according to a change in the resistance value of the compensation resistor; and a temperature of the electric heater reaching the set temperature set by the setting means. a detecting means for detecting the current, a maintaining means for maintaining the temperature of the electric heater at a high level of the set temperature, and a current supply means supplying the current to the bridge circuit in response to a signal sent at a predetermined timing. comprising a switching means for setting the current to a small level, and a detecting means for detecting the elapsed time from the medium level to the small level of the set temperature when the temperature of the electric heater changes according to the switching means, and the elapsed time Since the air flow rate measuring device is characterized in that it uses the air flow rate signal as the air flow rate signal, the measurement result of the flow rate signal is output as a digital signal called pulse width.
When executing this measurement result with a device that performs digital processing such as a microcomputer, the signal format is extremely matched, so a high-precision A-D converter is required to digitize the analog signal as in the past. In addition, since it is equipped with a bridge circuit that includes an electric heater and a temperature compensation resistor, temperature compensation can be adjusted only with the elements that make up the bridge circuit, making it simple and easy to use. Since ripples caused by flow turbulence can be removed, highly accurate and stable air flow measurement with little fluctuation is possible.In addition, the switching means is executed in response to a signal sent at a predetermined timing. Since the detection means is executed in accordance with the switching means, it is possible to synchronize the signal sent at this predetermined timing with the engine rotation,
By synchronizing with the engine rotation, conditions regarding changes in the state of the intake air that occur synchronously with the engine rotation, such as pulsation, can be set to be approximately the same at each measurement timing, making it possible to perform more stable flow measurements. The electric heater is controlled at a constant temperature at a high level until the signal sent at the timing is input, but this temperature is set higher than the other two temperature settings that affect the air flow rate. Therefore, ripples in the temperature of the electric heater that occur during constant temperature control do not affect the measurement results of the air flow rate, which has the excellent effect of enabling more stable flow measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の実施例としての空気流量測定装置の
全体回路図、第2図は、本発明の流体流けるその動作を
示すタイムチャート、−第6図は、第1図図示の全体回
路から出力される流量出力信号と吸入空気流量の関係を
示す流量特性図、第7図は、第2図図示の電熱ヒータの
他の実施例を示す構成図、第8図は、本発・明の概略構
成を示すブロック図である。 10.10’・・・電熱ヒータ、11・・・温度補償用
抵抗、20・・・センサ制御回路、30・・・ブリッジ
回路、293・・・流量信号出力端子、To、Tl+ 
72・・・設定温度、Vrl、Vr2・・・基準電圧。
FIG. 1 is an overall circuit diagram of an air flow measuring device as an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart showing the operation of the fluid flowing according to the present invention, and FIG. A flow rate characteristic diagram showing the relationship between the flow rate output signal output from the overall circuit and the intake air flow rate, Figure 7 is a configuration diagram showing another embodiment of the electric heater shown in Figure 2, and Figure 8 is a flow rate characteristic diagram showing the relationship between the flow rate output signal output from the overall circuit and the intake air flow rate. - It is a block diagram showing the schematic configuration of the light. 10.10'... Electric heater, 11... Temperature compensation resistor, 20... Sensor control circuit, 30... Bridge circuit, 293... Flow rate signal output terminal, To, Tl+
72...Set temperature, Vrl, Vr2...Reference voltage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 空気流路内に設けられる電熱ヒータと、同じく空気流路
内に設けられる温度補償用抵抗と、複数の固定抵抗とか
ら構成されるブリッジ回路を具備した空気流量測定装置
において、 前記ブリッジ回路に大、小の2つのレベルの電流を供給
する電流供給手段と、 前記電熱ヒータの温度に対して、空気温度に応じてその
抵抗値が変わる前記温度補償用抵抗の抵抗値変化に応じ
て変化する大、中、小3つのレベルの設定温度を設定す
る設定手段と、 前記電熱ヒータの温度が前記設定手段にて設定される設
定温度に達したことを検知する検知手段と、 前記電熱ヒータの温度を前記設定温度の大レベルに維持
させる維持手段と、 所定タイミングで送られてくる、信号に応じて、前記電
流供給手段にて前記ブリッジ回路に供給する電流を小レ
ベルとする切換手段と、 前記切換手段に応じた前記電熱ヒータの温度変化におけ
る前記設定温度の中レベルから小レベルに達するまでの
経過時間を検出する検出手段とを備え、 この経過時間を空気の流量信号とすることを特徴とする
空気流量測定装置。
[Claims] In an air flow measuring device equipped with a bridge circuit consisting of an electric heater provided in an air flow path, a temperature compensation resistor also provided in the air flow path, and a plurality of fixed resistors. , current supply means for supplying two levels of current, large and small, to the bridge circuit; and a resistance value change of the temperature compensation resistor whose resistance value changes according to the air temperature with respect to the temperature of the electric heater. a setting means for setting a set temperature of three levels, large, medium, and small, which changes according to the temperature; a detecting means for detecting that the temperature of the electric heater has reached the set temperature set by the setting means; maintaining means for maintaining the temperature of the electric heater at a high level of the set temperature; and controlling the current supplied to the bridge circuit by the current supply means to a small level in response to a signal sent at a predetermined timing. a switching means; and a detection means for detecting the elapsed time from the medium level to the small level of the set temperature in the temperature change of the electric heater according to the switching means, and detects the elapsed time as an air flow rate signal. An air flow measuring device characterized by:
JP60005552A 1984-04-24 1985-01-15 Air flow rate measuring instrument Pending JPS61164116A (en)

Priority Applications (3)

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JP60005552A JPS61164116A (en) 1985-01-15 1985-01-15 Air flow rate measuring instrument
US06/724,964 US4693115A (en) 1984-04-24 1985-04-19 Device for measuring flow rate of air
DE19853514836 DE3514836A1 (en) 1984-04-24 1985-04-24 DEVICE FOR MEASURING THE FLOW RATE OF AIR

Applications Claiming Priority (1)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6413419A (en) * 1987-07-08 1989-01-18 Shimadzu Corp Flow rate sensor

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57211015A (en) * 1981-06-22 1982-12-24 Anima Kk Heat pulse type thermometer

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