JPS6117019A - 空気流量測定装置 - Google Patents
空気流量測定装置Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えばエンジンへの吸入空気流量を測定する
際に用いられる空気流量測定装置に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、自動車用エンジンの吸入導管に流量測定管を設け
、この流量測定管内に白金抵抗線からなる電熱ヒータと
空気温度を検出する温度依存抵抗を設け、これらの出力
信号により吸入空気流量を測定するようにした装置が提
案されている。 この装置は、小型かつ簡単な構造で流量を測定し得ると
いう利点があるが、従来においては、電熱ヒータが一定
温度になるように電熱ヒータに電流を供給する構成であ
り、この電流値を流量に対応したアナログ量の出力信号
としていた。このため、出力信号をマイコン等でデジタ
ル信号処理しようとすると高精度のＡ−Ｄコンハークを
用いてデジタル信号に変換する必要があり、コストアン
プの問題点が生じた。 また、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り精度が低下する問題点が生
じた。 〔発明が解決しようとする問題〕 従って、本発明が解決しようとする問題は、上述のコス
トアップ及び精度の低下等の問題点であり、エンジンへ
の吸入空気流量の測定において、上述の問題を解決し、
良好な測定を行える空気流量測定装置を提供することを
本発明の目的とする。 〔問題を解決するための手段〕 そして、上述の問題を解決し、上記目的を達成するため
に、本発明においては、電熱ヒータと温度補償用抵抗と
複数の固定抵抗とから構成されるブリッジ回路を具備す
る空気流量測定装置において、このブリッジ回路に大、
小の２つのレベルの電流を供給する電流供給手段と°、
電ｉヒータの温度が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
、小の２つの設定温度に達した時に電流供給手段の電流
のレベルを切換える切轡手段とを備え、電熱ヒータの温
度が一方の設定温度から他方の設定温度に達するまでの
経過時間を検出し、この経過時間を空気の流量信号とす
φものである。 〔実施例〕 以下、この発明を図に示す実施例により説明する。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９スワソトル弁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。 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。 吸入導管３において、整流路−子７とスロットル弁６と
の間には、導管３の一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１ｏ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。 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り構造であ
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。 第１図に第１実施例としての本空気流量測定装置の全電
子回路とセンサ制御回路２ｏを示す。 アナログスイッチ２０１の入力端子ｉには基準電圧Ｖ
ｒ、 、２を印加しである。またアナログスイッチ２０
２の入力端子ｉは基準電圧Ｖ ｒ
際に用いられる空気流量測定装置に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、自動車用エンジンの吸入導管に流量測定管を設け
、この流量測定管内に白金抵抗線からなる電熱ヒータと
空気温度を検出する温度依存抵抗を設け、これらの出力
信号により吸入空気流量を測定するようにした装置が提
案されている。 この装置は、小型かつ簡単な構造で流量を測定し得ると
いう利点があるが、従来においては、電熱ヒータが一定
温度になるように電熱ヒータに電流を供給する構成であ
り、この電流値を流量に対応したアナログ量の出力信号
としていた。このため、出力信号をマイコン等でデジタ
ル信号処理しようとすると高精度のＡ−Ｄコンハークを
用いてデジタル信号に変換する必要があり、コストアン
プの問題点が生じた。 また、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り精度が低下する問題点が生
じた。 〔発明が解決しようとする問題〕 従って、本発明が解決しようとする問題は、上述のコス
トアップ及び精度の低下等の問題点であり、エンジンへ
の吸入空気流量の測定において、上述の問題を解決し、
良好な測定を行える空気流量測定装置を提供することを
本発明の目的とする。 〔問題を解決するための手段〕 そして、上述の問題を解決し、上記目的を達成するため
に、本発明においては、電熱ヒータと温度補償用抵抗と
複数の固定抵抗とから構成されるブリッジ回路を具備す
る空気流量測定装置において、このブリッジ回路に大、
小の２つのレベルの電流を供給する電流供給手段と°、
電ｉヒータの温度が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
、小の２つの設定温度に達した時に電流供給手段の電流
のレベルを切換える切轡手段とを備え、電熱ヒータの温
度が一方の設定温度から他方の設定温度に達するまでの
経過時間を検出し、この経過時間を空気の流量信号とす
φものである。 〔実施例〕 以下、この発明を図に示す実施例により説明する。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９スワソトル弁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。 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。 吸入導管３において、整流路−子７とスロットル弁６と
の間には、導管３の一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１ｏ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。 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り構造であ
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。 第１図に第１実施例としての本空気流量測定装置の全電
子回路とセンサ制御回路２ｏを示す。 アナログスイッチ２０１の入力端子ｉには基準電圧Ｖ
ｒ、 、２を印加しである。またアナログスイッチ２０
２の入力端子ｉは基準電圧Ｖ ｒ
【を印加しである。そ
してアナログスイッチ２０１の出カ端子０とアナログス
イッチ２０．２の出方端子０は共通にしてオペアンプ２
０３の非反転入力端子Ｃに接続しである。オペアンプ２
０３の出方端子はパワートランジスタ２０４のヘース端
子に接続しである。ブリッジ回路３０は電熱ヒータ１ｏ
と温度補償用抵抗１１と抵抗３０１．３０２．３０３．
３０４とで構成されており、ブリッジ入力端子Ｂ１、ブ
リッジ出力端子Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を有している。パワー
トランジスタ２０４のエミッタ端子はブリッジ回路３０
のブリッジ入力端子Ｂ１に、オペアンプ２０３の反転入
力端子とコンパレータ２０７の反転入力端子は共通にし
てブリッジ出力端子Ｂ２に、アナログスイッチ２０５の
入力端子ｉはブリッジ出力端子Ｂ３に、アナログスイッ
チ２０６の入力端子ｉはブリッジ出力端子Ｂ４に各々接
続してあり、抵抗３０１．３０４は共通して接地しであ
る。アナログスイッチ２０５の出力端子０とアナログス
イッチ２０６の出力端子０は共通にしてコンパレータ２
０７の非反転入力端子に接続しである。アナログスイッ
チ２０２のコントロール端子ｃとアナログスイッチ２０
５のコントロール端子Ｃとインバータ２０８の入力端子
と信号出力端子２９０とは共通にしてコンパレータ２０
７の出力端子Ａに接続しである。アナログスイッチ２０
１のコントロール端子Ｃとアナログスイッチ２０６のコ
ントロール端子Ｃは共通にしてインバータ２０８の出力
端子に接続しである。 パワートランジスタ２０４のコレクタ端子はパンテリ２
１の正極端子に接続してあり、電流を供給し、また、パ
ンテリ２１の負極端子は接地しである。なお図中には示
さないが、アナログスイッチ２０１．２０２．２０５．
２０６とオペアンプ２０４とコンパレータ２０７とイン
バータ２０８の電源もパンテリ２１がら供給するように
接続しである。 上記構成においてその作動を説明する。 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がら吸入導管３を通りエンジンｌ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。 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ｌＯ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。 次に、第Ｆ図に示した第１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。 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２０７の出力端子Ａの論理レベル
が第５図（７）に示す如く“Ｌ”レベルであるとすると
、この信号レベルがインバータ２０８で反転される“Ｈ
”レベルの信号がアナログスイッチ２０１のコントロー
ル端子Ｃに印加されるので、アナログスイッチ２０１は
″ＯＮ″状態であり、第５図（５）に示す如く基準電圧
Ｖｒ２がアナログスイッチ２０１を経由してオペアンプ
２０３の非反転入力端子に印加される。おな、この時刻
ｔｏでは第５図（７）に示す如くコンパレータ２０７の
出力端子Ａのレベルが”Ｌ”レベルでアリ、この信号レ
ベルがアナログスイッチ２０２のコントロール端子Ｃに
印加されるので、アナログスイッチ２０２は“ＯＦＦ″
状態である。オペアンプ２０３とパワートランジスタ２
０４と電熱ヒータ１０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の非反転入力端子
Ｃの電圧Ｖｃ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。 ＩＨ＝（Ｖｒ２）／（Ｒ３ｏ＋） −（１まただし、
Ｒ３０１は抵抗３０１の抵抗値。 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Ｔ、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（
。従って、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは、第５図（１）
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。 また電熱ヒータｌＯ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。 −ＲＨ＝ＲＨ’０Ｘ（１＋ＫＨＸＴＨ） −Ｔ２また
だし、ＲＨＯは０℃のときの電熱ヒータ１０の抵抗値。 ＫＨ＞００ 従って、ブリッジ入力端子Ｂ１の電圧ＶＢ＋は抵抗３０
１の両端電圧と電熱ヒータ１０の両端電圧を加算したも
のであるから、（１）、（２）式を用いて次式で表せる
。 ′ ＶＢ １−Ｖｒ ２ ＋Ｖｒ ２ｘ’ＲＨｏＸ（１＋Ｋ
ＨＸＴｌ／Ｒ３０１・・・ （３） そして、（３）式において温度係数ＫＨ＞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（６）に示す如く増加
する。 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
２．３０３．３０４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Ｒ＾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％式％ ただし、ＲＡ○はＯ’ｃのときの温度補償用抵抗１１の
抵抗値。ＫＡ＞Ｏｏ 、）ここで、この温度補償用抵抗１１と電熱ヒータ１０
と抵抗３０１．３０２．３０３．３０４で構成されるブ
リッジ回路３ｏのブリッジ出力端子Ｂ４−Ｂ２間の電圧
Δ■２は第５図（３）に示す如くマイナス電圧であるよ
うに設定しである。 時刻ｔｏにおいては第５図（７）に示す如くコンパレー
タ２０７の出力端子Ａのレベルが“Ｌ”レベルでしり、
この信号レベルがインバータ２０８で反転されて“Ｈ”
レベルの信号がアナログスイッチ２０６のコントロール
端子Ｃに印加されるので、アナログスイッチ２０６は“
ＯＮ”状態であり、ブリッジ出力端子Ｂ４の電圧がアナ
ログスイッチ２０−６を経由してコンパレータ２０７の
非反転入力端子に印加される。従って、６時刻ｔｏにお
いてはコンパレータ２０７の入力電圧ΔｖＩは第５図（
２）に示す如く、第５図（３）に示すブリッジ出力端子
Ｂ４−８２間の電圧ΔＶ２に等しくなりマイナス電圧と
なる。この結果コンパレータ２０７の出力端子へのレベ
ルは第５図（７）に示す如く、時刻ｔ。 においてはＬ”レベルが維持される。 なお、この時刻ｔｏでは第５図（７）に示す如くコンパ
レータ２０７の出力端子Ａのレベルが“Ｌ”レベルであ
り、この信号レベルがアナログスイッチ２０５のコント
ロール端子Ｃに印加されるので、アナログスイッチ２０
５はＯＦＦ”状態である。 時刻が１．になると、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは第５
図（１１に示す如く第１の設定温度Ｔ１まで増加し、電
熱ヒータ１０の温度上昇により、（２）式の関係から電
熱ヒータ１０の抵抗値ＲＨは次式で示されるＲＨＩまで
増加する。 Ｒ＋（＋＝Ｒ＋ｏＸ （１＋ＫＨＸＴ＋）・ ＋＋
（５１ここ！、時刻ｔ１において第５図（３）に示す如
くブリッジ出力端子Ｂ４−８２間の電圧Δ■２が０■。 になるように抵抗３０２．３０３．３０４の抵抗値Ｒ３
０２、Ｒ；３０３、Ｒ３０４をそれぞれ設定しである。 すなわち、時刻１．においてブリッジ回路３０がバラン
ス状態になるのであるから、明らかに次式が成立する。 （ＲＡ＋Ｒ３ｏ２＋Ｒ３ｏ３）ＸＲ３０Ｉ＝Ｒ）（Ｉ
Ｘ Ｒ３０４’ −（６）時刻ｔ１において
第５図（３）に示す如くブリッジ出力端子Ｂ４−Ｂ２間
の電圧ΔＶ２がＯｖを越えると、このΔ■２と同電圧が
印加されているコンパレータ２０７の入力電圧ΔＶｌも
第５図（２）に示す如く０■を越える。この結果、時刻
ｔ１においてコンパレータ２０７の出力端子Ａのレベル
は第５図（７）に示す如く“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベ
ルに変化する。この変化に対応してアナログスイッチ２
０１は、インバータ２０８を介して″Ｌ″レベルの信号
がコントロール端子Ｃに印加されて“ＯＦＦ″状態にな
り、代わってアナログスイソチ２０２が“Ｈ”レベルの
信号がコントロール端Ｃに印加されるために“ＯＮ”状
態になるので第５図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒ２に
代わって、準電圧Ｖｒｌがオペアンプ２０３の非反転入
力１子Ｃに印加される。このとき抵抗３０１に流れ電流
、すなわち電熱ヒータ１０に流れる電流Ｉは（］）式中
のＶ 、ｒ ２をＶｒｌに変更して次式で表：せる。 Ｉ Ｈ＝ （Ｖｒ ＋） ／ （Ｒ３ｏ ｒ）
・・・ （また、ブリッジ入力端子Ｂ１の電圧ＶＢ＋
は（３）ｌ中のＶｒ２をＶｒｌに変更して次式で表せる
。 ＶＢ１＝ＶｒＩ＋ＶｒＩＸＲｈｏＸ（１÷ＫＨ／Ｒ３０
１・・・ （ ところで、時刻１．においては第５図（７）に示′“Ｌ
”レベルから″Ｈ″レベルへの変化に対応１てアナログ
スイッチ２０６は”ＯＦＦ”状態に】す、代わってアナ
ログスイッチ２０５が″ＯＮ状態になるので、ブリッジ
出力端子Ｂ４の電圧（代わりにブリッジ出力端子Ｂ３の
電圧がアナ口でスイッチ２０５を経由してコンパレータ
２０７（子 非反転入力端子に印加される。従って
、時刻ｔ１以降はコンパレータ２０７の入力電圧ΔＶ１
は第椹 ５図（２）に示す如く、第５図（４）に示
すブリッジ出力藺 端子Ｂ５−８２間の電圧ΔＶ３
に等しくなりプラる スミ圧となる。この結果、コ
ンパレータ２０７のＨ出力端子Ａのレベルは第５図（７
）に示す如く、時刻ｂ ｔ１以降は“Ｈ”レベルを
維持する。 基準電圧■ｒＩは電熱ヒータ１０の電流ＩＨが７）
充分小さくなる様な値に設定してあり、この電流曵
ＩＨによる電熱ヒータ１０の発熱量よりも吸入空気
が冷却作用により奪う熱量の方が大きい。従っＸＴＨ）
ｊて、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは、第５図（１）に示
８） す如く時刻１．以後は時間の経過とともにあ
る傾Ｖ 斜をもって直線的に減少する。 し 時刻がｔ２になると、電熱ヒータ１０の温度
ＴＨ宮 は第５図（１）に示す如く第２の設定温度
Ｔ２まで減少し、電熱ヒータ１０の温度低下により、（
２）式のり 関係から電熱ヒータ１０の抵抗値Ｒ＋
は次式で示グ されるＲＨ２まで減少する。 ７） ＲＨ２＝Ｒ１−１０Ｘ （１十Ｋ）−ＩＸ
Ｔ２） −（９１ここで、時刻ｔ２において第５図（
４）に示す如くブリッジ出力端子Ｂ５−Ｂ２間の電圧Δ
■３が０■になるように抵抗３０２．３０３．３０４の
抵抗値Ｒ３０２、Ｒ３０３、Ｒ３０４を設定しである。 すなわち、時刻ｔ２においてブリンジ回路３０がバラン
ス状態になるのであるから、明らかに次式が成立する。 （ＲＡ＋Ｒ３０２）ＸＲ３０Ｉ− ・ ＲＨ２Ｘ （Ｒ３０３＋Ｒ３０，４） −０（
Ｒ時刻ｔ２において第５図（４）に示す如くブリッジ出
力端子Ｂ５−８２間の電圧ΔＶ３がＯＶを切ると１、こ
のΔ■３と同電圧が印加しているコンパレータ２０７の
入力電圧ΔＶ、も第５図１２）に示す如くＯＶを切る。 この結果、時刻ｔ２においてコンパレータ２０７の出力
端子Ａのレベルは第５Ｅ（７１に示す如＜ ”Ｈ”レベ
ルから“Ｌ”レベルに変化する。この変化に対応してア
ナログスイッチ２０２は″Ｌルベルの信号がコントロー
ル端子Ｃに印加されてＯＦＦ”状態になり、代わってア
ナログスイッチ２０１がインパーク２０８を介して“Ｈ
”レベルの信号がコントロール端子Ｃに印加されて”Ｏ
Ｎ”状態−になるので、第５図（５）に示す如く基準電
圧ｖｒＩに代わって基準電圧Ｖｒ２がオペアンプ２０３
の非反転入力端子Ｃに印加される。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ｒ
Ｈは（１１式で表される。また、ブリッジ入力端子Ｂ１
の電圧ＶＢＩは（３）式で表される。 ところで、時刻ｔ２６↓おいて第５図（７）に示す″Ｈ
″レベルから″Ｌ″レベルへの変化に対応してアナログ
スイッチ２０５は“ＯＦＦ”状態になり、代わってアナ
ログスイッチ２０６が“ＯＮ″状態になるので、ブリッ
ジ出力端子Ｂ３の電圧の代わりにブリッジ出力端子Ｂ４
の電圧がアナログスイッチ２０６を経由してコンパレー
タ２０７の非反転入力端子に印加される。従って、時刻
ｔ２以降はコンパレータ２０７の入力端子ΔＶ１は第５
図（２）に示す如く、第５図（３）に示すブリ・７ジ出
力端子Ｂ４−Ｂ２間の電圧Δｖ２に等しくなりマイナス
電圧となる。この結果、コンパレータ２０７の出力端子
Ａのレベルは第５図（７）に示す如く、時刻ｔ２以降は
“Ｌ”レベルを維持する。 時刻ｔ２以後は再び（１）
式で与えられる電流■Ｈが電熱ヒータ１０に流れて発熱
量が増加し、第５図（１１に示す如く電熱ヒータ１０の
温度ＴＨは、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。 そして時刻ｔｏと同じ状態を経由して時刻ｔ３には電熱
ヒータ１０の温度ＴＨは第１の設定温度Ｔ＋に達する。 以上の動作を繰り返し行うことにより、第５図（１）に
示す如く電熱ヒータ１０の温度ＴＨは設定温度Ｔ１とＴ
２の間で三角波状の波形を生じ、これに対応して第５図
（７）に示す流量信号出力端子２９０からは“Ｈ”レベ
ルと”Ｌ″レヘル交互に繰り返すパルス列の流量出力信
号を出力する。このパルス列の”Ｈ”レベル期間ｔｆは
第５１ｆｆｌ（１１の電熱ヒータ１０の温度ＴＨが減少
する期間、すなわち吸入空気により電熱ヒータ１０が冷
却される期間に相当し、また″Ｌ″レベル期間ｔｒは電
熱ヒータ１０が加熱される期間であることは明らかであ
る。 次に、前記流量出力信号の“Ｈ”レベル期間ｔｒと“Ｌ
″レベル期間ｔｒと吸入空気量Ｇの関係について述べる
。 第５図＋１１に示す如く、“Ｈ”レベル期間ｔｆ中、電
熱ヒータ１０の温度ＴＨは時間の経過とともに減少する
。この減少の速さは、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によって決定
され、この冷却効果は吸入空気量Ｇが大きい時は大きく
、小さい時は小さい。 従って、吸入空気量Ｇが大きい時は電熱ヒータ１０の温
度ＴＨの減少は速いので、” Ｈ’レベル期間ｔｆは小
さく、これに対して吸入空気量Ｇが小さい時は“Ｈ“レ
ベル期間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“Ｈ”レベル期間ｔｆ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
、電熱ヒータ１０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、
“Ｈ”レベル期間ｔｒ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、“Ｈ”レベル期間ｔｆの値はＨ”レベル期間ｔ
ｆにおける吸入空気量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、“■１”レベル期間
ｔｆから第６図に示すｔｆの流量特性に従って吸入空気
量Ｇを求めた場合、’Ｊ ７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。 また、流量出力信号の“Ｈ”レベル期間のパルス幅から
空気流量を求める場合、このパルス幅は流量が大きくな
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。 次に、前記流量出力信号の“Ｌ”レベル期間ｔｆからも
吸入空気量Ｇを求めることができることについて述べる
。 第５図（１）に示す如く“Ｌ”レベル期０間ｔｒ中、電
熱ヒータ１０の温度ＴＨは時間の経過とともに増加する
。この増加の速さは、電熱ヒータ１０に供給する電流Ｉ
Ｈによる発熱量が電熱ヒータ１０の温度’ｒＨを増加さ
せる割合と吸入空気の冷却効果で奪われる割合によって
決定され、吸入空気量Ｇが大きい時は発熱量の大部分が
冷却効果で奪われるために電熱ヒータ１０の温度ＴＨの
増加は遅く、吸入空気量Ｇが小さい時は発熱量の一部分
しか冷却効果で奪われないため電熱ヒータ１０の温度Ｔ
Ｈの増加は速い。 従って、吸入空気量Ｇが大きい時は電熱ヒータ１０の温
度ＴＨの増加は遅いので”Ｌ”レベル期間ｔｒは大きく
、これに対して吸入空気量ＧがｔＪ・ａｈさい時は″Ｌ
″レベル期間ｔｒは小さくなる。このｔｒの流量特性を
第６図に示す。第６図から明らかな様に、ｔｒの流量特
性はｔｆの流量特性に対して大小関係が逆になっている
。 ”Ｌ”レベル期間ｔｒから第６図に示すｔｒの流量特性
に従って吸入空気量Ｇを求めた場合、前記“Ｈ”レベル
期間ｔｆから吸入空気量Ｇを求めた場合と全く同様の理
由で、す・ノ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。 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。この温度補償を行うために温度補償様抵抗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。 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、 Ｔ２−ＴＡ＝ｃｏｎｓｔ ・・・ （１１
）２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、 ＴＩ Ｔ２＝ｃｏ晶ｓｔ ・・・ （１
２）以上の２つの条件を満足するようにブリ・７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。 （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的は期間ｔｆ又
は期間ｔｒ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ｔｒ又は期間ｔｒは変化せず、従って温度特性が
補償される。 次に、前記（１１）、（１２）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。 まず（１１）式の条件を明らかにする。電熱ヒータ１０
の温度ＴＨが第２の設定温度Ｔ２になった時に成立する
条件は前記（９）、（１０）式である。 ＲＨ２＝ＲＩ−１０Ｘ （４＋に＋ＸＴ２） −（９
）（ＲＡ＋Ｒ３０２）ＸＲ３０＋＝ ＲＨ２Ｘ （Ｒ３０３＋Ｒ３０４） −（１０）
またＲＡは前記（４）式で与えられる。 Ｒ４＝ ＲＡ ＯＸ （１＋ Ｋ Ａ 、Ｘ Ｔ Ａ
） −（４）（４）、（９）式を（１０）式に代入
してＲＡ％ＲＨ２を消去、整理して次式を得る。 以下余白 Ｔ２−（（’ＲＡＯＸ （１＋ＫＡＸＴＡ）＋Ｒ３０２
１ＸＲ３０＋ ＲＨＯ’Ｘ （Ｒ３０３＋Ｒ３０４）
）／ （ＲＨＯＸＫＨＸ （Ｒ３０３＋Ｒ３０４））・
・・ （１３） （１３）式を（１１）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。 （ＲＡＯＸ’ＫＡＸＲ３０１’−ＲＨＯＸＫＨＸ（Ｒ３
０３＋Ｒ３０４）） ＸＴＡ＋ （ＲＡＯ＋Ｒ３０，２
）ＸＲ３０＋’ （Ｒ３０３＋Ｒ３０４）ＸＲＨ□＝
Ｃ０ｎＳ ｔ ・・−（１４）（１４）
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Ｏである必要がある。すなわち、 ＲＡＯＸＫＡ’ＸＲ３０１ＲＨＯＸＫＨ’Ｘ（Ｒ３０３
＋Ｒ３０４）＝Ｏ・＝ （１５）（１５）式を変形する
と、 °−（ＲＡＯＸＫＡ）／ （ＲＨＯＸＫＡ）＝（Ｒ３０
３＋Ｒ３０４）／Ｒ３０１＝（１６）（］６）式の意味
するところは、電熱ヒータ１０の０°Ｃの時の抵抗値Ｒ
ＨＯと温度係数ＫＨを掛は合わせた値ＲＨＯＸＫＨと、
温度補償用抵抗１１の０℃の時の抵抗値ＲＡＯと温度係
数に八を掛は合わせた値ＲＡＯＸＫＡとの比が、抵抗３
０１の抵抗値Ｒ３０＋と、抵抗３０３と抵抗３０４との
それぞれの抵抗値を加算−した値（Ｒ３０３＋Ｒ３０４
）との比に等しくなるように一定すれば、吸入空気温度
ＴＡのいかんにかかわらず（１１）式を満足することが
できることである。 次に、（１２）式の条件を明らかにする。 電熱ヒータ１０の温度ＴＨが第１の設定温度Ｔ１になっ
た時に成立する条件は前記（５）、（６）式である。 ＲＨ１＝ＲＨＯＸ （１＋ＫＨＸＴｌ） −（５）（
ＲＡ＋Ｒ３０２＋Ｒ３０３）ＸＲ３０Ｉ＝ＲＨｌＸＲ３
０４−（６） （４）、（５）式を（６）式に代入してＲＡ ％ＲＨＩ
を消去、整理して次式を得る。 以下余白 Ｔ＋＝ （（ＲＡＯＸ“（１＋ Ｋ Ａ Ｘ Ｔ Ａ
） ＋ Ｒ３０＋Ｒ３０３） ＸＲ３０＋−ＲＨＯ
ＸＲ３０／ （Ｒ）（ＯＸＫ？１ＸＲ３０４） ・
・・（１７）（１３）、（１７）式を（１２）式に代入
してＴ ＋ 、 Ｔ ２を消去、整理して次式を得る。 、’、（（Ｒ３０１ＸＲ３０３）／（ＲＨＯＸＫＨＸＲ
’３Ｑ４Ｘ （Ｒ３Ｑ３＋Ｒ３０４）１ ’］ Ｘ（（
Ｒ３０２＋Ｒ３０３＋Ｒ３０４＋ＲＡＯ）＋ＲＡＯＸＫ
ＡＸＴＡ） ＝ｃｏｎｓ ｔ−（１８）（１８）式の意
味するところは、吸入空気温度ＴＡが変化しても（ＲＡ
ＯＸＫＡＸＴＡ）の項が（Ｒ３０２→−Ｒ３０３＋Ｒ３
０４＋ＲＡＯ） ＆こ比べて非常に小さく設定すれば
、（１８）式の左辺は一定と見なすことができる。従っ
て、（１２）式を満足することができる。 以上の温度補償条件の検討から、（１６）、（１８）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。 ２ 本空気流量測定装置の流量信号出力端子２９０４
〕 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“Ｈ”レベル期間ｔｆ又は“Ｌ”レベル期間ｔｒから
第６図に示す流量特性に従って吸入空気量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１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。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（１６）式と（１８）式に示す如くにブ
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。 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′を流量側゛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。 次に９、第８図に第２実施例としての本空気流量測定装
置の全電子回路とセンサ制御回路２０Ａを示す。第８図
に示す第２実施例の電子回路を構成する素子の符号は、
第１図に示すｇＩＡ１実施例の電子回路を構成する素子
と同一のものには同一の符号を付けである。第８図に示
す第２実施例が第１図に示す第１実施例と異なる点は、
アンドゲート２１０とセットリセット形フリップフロッ
プ２１１ （以下「フリップフロップ２１１」という）
と流量信号出力端子２９１とスタート信号入力端子゛
２９２を有することである。また、アンドゲート２１
０の一方の入力端子はインバータ２０８の出力端子に接
続してあり、アンドゲート２１０の他方の入力端子はフ
リップフロップ２１１のτ出力端子と流量信号出力端子
２９１とを共通にして７ナログスイソチ２０５のコント
ロール端子Ｃに接続しである。フリップフロップ２１１
のＲ入力端子はアンドゲート２１０の出力端子に接続し
てあり、Ｓ入力端子はスタート信号入力端子２９２に接
続しである。フリップフロップ２１１のＱ出力端子はア
ナログスイッチ２０６のコントロール端子Ｃに接続しで
ある。以上説明した接続部分が第１図に示す第１実施例
と異なる点である。 次に、第８図に示、した第２実施例としての本空気流量
測定装置の全電子回路の動作を、第９図に示すタイムチ
ャートを用いて説明する。 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、フリップフロップ２１１のＱ出力端子りのレー
、ルが第９図（７）に示す如く“Ｌ”レベルであるとす
ると、この信号レベルがアナログスイッチ２０５のコン
トロール端子Ｃに印加されるのでアナログスイッチ２０
５は”ＯＦＦ”状態であり、また、フリップフロップ２
１１ので出力端子のレベルは明らかに”Ｈ″レベルあり
、この信号レベルがアナログスイッチ２０６のコントロ
ール端子Ｃに印加されるので、アナログスイッチ２０６
は“ＯＮ”状態であるので、ブリッジ回路３０のブリッ
ジ出力端子Ｂ４の電圧がアナログスイッチ２０６を経由
してコンパレータ２０７の非反転入力端子に印加される
。従って、時刻ｔ。 においてはコンパレータ２０７の入力端子Δ■１は第９
図（２）に示す如く、第９図（３）に示すブリッジ出力
端子Ｂ４−８２間の電圧Δ■２に等しくなり約０■とな
っている。ここで、ブリッジ出力端子Ｂ ４．−８２間
の電圧Δ■２から約Ｏ■になっている理由は、時刻ｔｏ
においては電熱ヒータ１０の温度ＴＨが第９図（１）に
示す如く第１の設定温度ＴＩであり、この時に前期第１
実施例と同様にブリッジ回路３０が前記（６）式に示す
バランス条件を満足するようにブリッジ回路３０を設定
しであるからである。 すなわち、時刻ｔｏにおいて、電熱ヒータ１０の温度Ｔ
Ｈが第１の設定温度Ｔ１よりもわずかに低くなるとコン
パレータ２０７の入力電圧ΔＶ＋がマイナスになるので
コンパレータ２０７の出力端子Ａのレベルが″′Ｈ″レ
ベルから“Ｌ”レベルに変化し、この変化に対応してア
ナログスイッチ２０２が“ＯＦＦ“状態になり、代わっ
てアナログスイッチ２０１が”ＯＮ”状態になるので、
オペアンプ２０３の非反転入力端子Ｃの電圧Ｖｃは第９
図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒｌから基準電圧Ｖ ｒ
２に変化する。この変化に対応して前記（１）式に従
って電熱ヒータ１０の電流ＩＨが増加して発熱が増加す
る。時刻ｔｏから少し時間が経過すると電熱ヒータ１０
の温度ＴＨが第１設定温度Ｔ１よりもわずかに高くなり
、コンパレータ２０７の入力電圧Δｖ１がプラスになる
のでコンパレータ２０７出力端子Ａのレベルが“Ｌ”レ
ベルカラ“Ｈ”レベルに変化し、この変化に対応してア
ナログスイッチ２０１が″ＯＦＦ″状態に、アナログス
イッチ２０２がＯＮ”状態になるので、オペアンプ２０
３の非反転入力端子Ｃの電圧Ｖｃが第９図（５）に示す
如く基準電圧Ｖ ｒ ２から基準電圧Ｖｒｌに変化する
。この変化に対応して前記（７）式に従って電熱ヒータ
１０の電流ＩＨが減少して発熱が減少する。時刻がさら
に経過すると電熱ヒータ１０の温度ＴＨが第１の設定温
度ＴＩ−よりもわずかに低くなる。以上の動作を繰り返
し行うことにより、第９図（６）に示す如くコンパレー
タ２０７の出力端子へのレベルは“Ｈ”レベルと“Ｌ″
レヘル間を高速で交互に繰り返し、第９図（３）に示す
如くブリッジ出力端子Ｂ４−８２間の電圧Δ■２は約０
■を維持してブリッジ回路３０のバランス条件（（６）
式）を持続する。この結果、電熱ヒータ１０の温度ＴＨ
は第９図（１）に示す如く第１の設定温度Ｔ１に維持さ
れる。 時刻がｔｌになると、燃料制御回路１５からスタート信
号入力端子２９２に第９図（８）に示すスタート信号が
入力される。このスタート信号の“Ｌ”レベルから“Ｈ
”レベルへの立上りエツジでフリ・７プフロノブ２１１
がセットされ、第９図（７）に示す如くフリップフロッ
プ２１１のＱ出力端子りのレベルが“Ｌ”レベルから″
Ｈ°レベルに変化スる。この変化に対応して、アナログ
スイッチ２０６が“ＯＦＦ”状態になり、代わってアナ
ログスイッチ２０５が“ＯＮ″状態になり、第９図（４
）に示すブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧Δ■３の
プラス電圧と同電圧が第９図（２）に示すようにコンパ
レータ２０７の入力電圧Δ■１に印加される。 この結果、コンパレータ２０７の出力端子Ａのレベルは
第９図（６）に示す如く“Ｈ”レベルで安定し、このレ
ベルに対応してアナログスイッチ２０１が”ＯＦＦ″状
態になり、アナログスイッチ２０２がＯＮ”状態になる
のでオペアンプ２０３の非反転入力端子Ｃの電圧ＶＣ″
は第９図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒｌのレベルで安
定する。 基準電圧Ｖｒｌが端子Ｃに印加された状態では、第１図
、第５図に示す第１実施例の場合と同様に時間の経過と
ともに電熱ヒータ１０の温度Ｔｌ−１は第９図（１）に
示す如くある傾斜で直線的に減少する。 時刻がｔ２になると、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは第９
図＋１１に示す如く第２の設定温度Ｔ２まで減少し、第
１図、第５図に示す第１実施例と同様に時刻ｔ２におい
てブリッジ回路３０がバランス状態になり、前記（１０
）式が成立し、第９図（４）に示す如（ブリッジ出力端
子Ｂ５−８２冊の電圧Δ■３が０■を切る。この電圧Δ
Ｖ３と同電圧が印加しているコンパレータ２０７の入力
電圧Δ■１も第９図（２）に示す如＜ＯＶを切る。この
結果、時刻ｔ２においてコンパレータ２０７の出力端子
Ａのレベルは第９図（６）に示す如く“Ｈ”レベルから
“Ｌ”レベルに変化する。この変化に対応してインバー
タ２０８の出力は“Ｌ″レベルら“Ｈ”レベルに変化し
、この信号がアンドゲート２１０の一方の入力端子に印
加され、他方の入力端子１２はフリ、プフロ、ブ２１１
のＱ出力端子の“Ｈ”レベルの信号が印加されている。 従って、時刻ｔ２において、アンドゲート２１０の入力
端子に印加された２つの“Ｈ”レベルの信号のＡＮＤ論
理処理の結果、アンドゲート２１０の出力端子のレベル
は”Ｌ″レヘルら”Ｈ″レヘル変化し、この信号レベル
がフリップフロップ２１１のＲ入力端子に印加されるの
でフリップフロップ２１１はりセットされ、第９図（７
）に示す如く時刻ｔ２においてフリップフロップ２１１
のＱ出力端子りのレベルハ“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベ
ルに変化する。 ところで、時刻ｔ２において第９図（７）に示すフリッ
プフロップ２１１のＱ出力端子りの“Ｈ”レベルから“
Ｌ″レベルの変化に対応してアナログスイッチ２０５は
“ＯＦＦ”状態に、アナログスイッチ２０６は“ＯＮ″
状態になるので、ブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧
Δ■３に代わってブリッジ出力端子Ｂ４−８２間の電圧
Δ■２と同電圧がコンパレータ２０７の入力電圧Δ■１
に印加される。 また、時刻ｔ２において、アナログスイッチ２０２が“
ＯＦＦ”状態に、アナログスイッチ２０１が“’ＯＮ”
状態になるので、オペアンプ２０３の非反転入力端子Ｃ
の電圧Ｖｃは第９図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒ１か
ら基準電圧Ｖｒ２に変化する。基準電圧Ｖｒ２が端子Ｃ
に印加された状態では、第１図、第５図に示す第１実施
例の場合と同様に時間の経過とともに電熱ヒータ１０の
温度ＴＨは第９図（１）に示す如くある傾斜で直線的に
増加する。 時刻がｔ３になると、第９図（１１に示す如く電熱ヒー
タ１０の温度Ｔ Ｈが第１の設定温度ＴＩに達する。 時刻ｔ３以後は時刻ｔｏと同じ状態になり、第９図（６
）に示す如くコンパレータ２０７の出力端子へのレベル
は“Ｈ”レベルと“Ｌ″レベル間を高速で交互に繰り返
し、電熱ヒータｌＯの温度ＴＨは第゛９図（１）に示す
如く第１の設定温度Ｔ１に維持される。 以上の動作を繰り返し行うことにより、第、９図（１）
に示す如く電熱ヒータ１０の温度ＴＨはスタート信号が
スター１−信号入力端子２９２に印加される以前には第
１の設定温度ＴＩに維持され、スターｌ−信号が印加さ
れた直後から減少を開始し、第２の設定温度Ｔ２に達し
た直後から増加に転じ、再び第１の設定温度Ｔ１に達し
たら以後はスタート信号が印加されるまで第１の設定温
度Ｔ１に維持される。この一連の電熱ヒータｌＯの温度
ＴＨの変化に対応して第９図（７）に示す流量信号出力
端子２９１からは”Ｈ”レベル期間がある時間だけ継続
するパルスが出力される。 このパルスの“■］″レヘレベ間ｔｆは第９図＋１．１
・の電熱ヒータ１０の温度ＴＨが減少する期間、す
なわち吸入空気により電熱ヒータ１０が冷却する期間に
相当することは明らかである。 前記流量出力信号の“Ｉ］”レベル期間ｔｆと吸゛ 大
空気量Ｇの関係は、明らかに第６図に示すｔｆの流量特
性に等しい。 以上述べた第２実施例としての本空気流量測定装置は、
第１実施例の場合と異なり、空気流量の測定開始時刻、
例えば時刻ｔ１を燃料制御回路１５から発するスターｔ
−（８号により決定できる点が重要である。 すなわち、例えばスタート信号を発する時刻ｔ１をエン
ジンｌのクランクシャフトの回転角に同期させれば、エ
ンジン１に起因して周期的に発生する吸入導管内の空気
流量の時間的変動が本空気流量測定装置に影響を与えて
、安定した流量出力信号を出力しないという問題を解決
できる。いわゆる吸入空気量Ｇのエンジン回転同期サン
プリングが可能になり、より高精度で安定した空気の流
量信号を出力することができる。 次に、第１０図に第３実施例としての本空気流量測定装
置のセンサ制御回路２０Ｂを示す。ただし、第８図に示
す第２実施例としてのセンサ制御回路２０戸、と同一部
分は省略し、異なる部分のみを第１０図に示し、センサ
制御回路２０Ｂを構成する素子の符号はセンサ制御回路
２ＯＡを構成する素子と同一のものには同一の符号を付
けである。 第１０図に示す第３実施例が第８図に示す第２実施例と
異なる点は、ナントゲート２１０の一方の入力端子をコ
ンパレータ２０７の出力端子Ａに接続し、他方の入力端
子をフリップフロップ２１１の正出力端子に接続し、ア
ントゲート２１０の出力端子をフリップフロップ２１１
のＳ入力端子、に接続し、フリップフロップ２１１のＲ
入力端子をスタート信号入力端子２９２に接続しである
ことである。 次に、第８図に示した電子回路を第１０図に示す如く変
更した第３実施例としての本空気流量測定装置の全電子
回路の動作を、第１１図に示すタイムチュートを用いて
説明スル。 まず、時刻ｔｏにおける動作状態について延べる。この
時点で、フリップフロップ２１１のＱ出力端子りのレベ
ルが第１１図（７）に示す如く“Ｈ″レベルあるとする
と、この信号レベルがアナログスイッチ２０５のコント
ロール端子Ｃに印加されるのでアナログスイッチ２０５
は“ＯＮ″状態であり、また、フリップフロップ２１１
の百出力端子のレベルは明らかに“Ｌ”レベルであり、
この信号レベルがアナログスイッチ２０６のコントロー
ル端子Ｃに印加されるめでアナログスイッチ２０６ば“
ＯＦＦ”状態であり、ブリッジ回路３０のブリッジ出力
端子Ｂ３の電圧がアナログスイッチ２０５を経由してコ
ンパレータ２０７の非反転入力端子に印加される。従っ
て、時刻ｔｏにおいてはコンパレータ２０７の入力電圧
Δ■１は第１１図（２）に示す如く、第１１図（４）に
示すブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧Δ■３に等し
くなり約０■となっている。 ここで、ブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧Δ■３が
約０■になっている理由は、時刻ｔｏにおいては電熱ヒ
ータ１０の温度ＴＨが第１１図（１）に示す如く第２の
設定温度Ｔ２であり、この時に第１実施例と同様にブリ
・７ジ回路３０が前記（１０）式に示すバランス条件を
満足するようにブリッジ回路３０を設定しであるからで
ある。すなわち、時刻【０において、電熱ヒータｌＯの
温度ＴＨが第２の設定温度Ｔ２よりもわずかに変化した
場合、前記第２実施例における時刻ｔｏの場合と同様に
この変化を補正するようにセンサ制御回路２０Ｂが作動
し、第１１図（６）に示す如くコンパレータ２０７の出
力端子へのレベルがＨ”レベルと“Ｌ”レベルの間を高
速で交互に繰り返し、第１１図（４）に示す如くブリッ
ジ出力端子Ｂ３−’８２間の電圧ΔＶ３は約０■を維持
してブリッジ回路３０のバランス条件（（１０）式）を
持続する。この結果、電熱ヒータ１０の温度Ｔ＋は第１
１図Ｆ１１に示す如く第２の設定温度Ｔ２に維持される
。 時刻かｔｌになると、燃料制御回路１５からスタート信
号入力端子２９２に第１１図（８）に示すスタート信号
が入力される。このスタート信号の“Ｌ”レベルから“
■］”レベルへの立上りエツジでフリップフロップ２１
１がリセットされ、第１１図（７）に示す如くフリップ
フロップ２１１はＱ出７［ＩＤのレベルが“Ｈ”レベル
カラ“Ｌ”レベルに変化する。この変化に対応して、ア
ナ吏グスイソチ２０５が“ＯＦＦ”状態になり、代わっ
てアナログスイッチ２０６がＯＮ”状態になり、第１１
図（２）、（３）に示す如くブリッジ出力端子Ｂ４−８
２間の電圧Δ■２のマイナス電圧と同電圧がコンパレー
タ２０７の入力電圧Δ■１に印加される。この結果、コ
ンパレータ２０７の出力端子Ａのレベルは第１１図（６
）に示す如くＬ”レベルで安定し、このレベルに対応し
てアナログスイッチ２０２が”Ｏ’ＦＦ”状態になり、
アナログスイッチ２０１が“ＯＮ”状態になるのでオペ
アンプ２０３の非反転入力端子Ｃの電圧Ｖｃは第１１図
（５）に示す如く基準電圧Ｖｒ２のレベルで安定する。 基準電圧Ｖ ｒ ２が端子Ｃに印加された状態では、第
１図、第５図に示す第１実施例の場合と同様に時間の経
過とともに電熱ヒータ１０の温度′ＦＨば第１１図（１
）に示す如くある傾斜で直線的に増加する。 時刻かＩ２になゐと、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは第１
１図（１）に示す如く第１の設定温度Ｔ１まで増加し、
第１図、第５図に示す第１実施例と同様に時刻ｔ２にお
いてブリッジ回路３０がバランス状態になり、前記（６
）式が成立し、第１１図（３）に示す如くブリッジ出力
端子Ｂ４−８２間の電圧Δ■２がＯＶを切る。この電圧
Δ■２と同電圧が印加されているコンパレータ２０７の
入力電圧ΔＶ１も第１１図（２）に示す如くＯｖを切る
。この結果、時刻ｔ２においてコンパレータ２０７の出
力端子へのレベルは第１１図（６）に示す如く“Ｌ”レ
ベルから“Ｈ”レベルに変化する。この信号レベルがア
ンドゲート２１０の一方の入力端子に印加され、他方の
入力端子にはフリップフロップ２１１の百出力端子の“
Ｈ”レベルの信号が印加されている。従って、時刻ｔ２
において、アントゲート２１０の入力端子に印加された
２つの“Ｈ″レベル信号Ａ Ｎ Ｄ ８！理処理の結果
１．アントゲート２１０の出力端子のレベルは“Ｌ″レ
ベルらＨ”レベルに変化し、この信号レベルがフリップ
フロップ２１１のＳ入力端子に印加されるのでフリップ
フロップ２１１はセントされ、第１１図（７）に示す如
く時刻ｔ２においてフリップフロップ２１１のＱ出力端
子りのレベルは”Ｌ”レベルから″Ｈ″レベルに変化す
る。 ところで、時刻ｔ２において第１１図（７）に示すフリ
ップフロップ２１１のＱ出力端子りの”Ｌ”レベルから
“Ｈ”レベルへの変化に対応してアナログスイッチ２０
５は“ＯＮ″状態に、アナログスイッチ２０６は”ＯＦ
Ｆ”状態になるので、ブリッジ出力端子Ｂ４−Ｂ２間の
電圧Δ■２に代わってブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の
電圧Δ■３と同電圧がコンパレータ２０７の入力電圧Δ
ｖ１に印加される。 また、時刻ｔ２において、アナログスイッチ２０２が“
ＯＮ″状態に、アナログスイッチ２０１が“ＯＦＦ”状
態になるので、オペアンプ２０３の非反転入力端子Ｃの
電圧Ｖｃは第１１図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒ２か
ら基準電圧’Ｊｒ）に変化する。基準電圧■ｒ１が端子
Ｃに印加された状態では、第１図、第５図に示す第１実
施例の場合と同様に時間の経過とともに電熱ヒータ１０
の温度Ｔ、は第１１図Ｆ１）に示す如くある傾斜で直線
的に減少する。 時刻かＩ３になると、第１１図（１）に示す如く電熱ヒ
ータｌＯの温度Ｔ）（が第２の設定温度Ｔ２に達する。 時刻ｔ３以後は時刻ｔｏと同じ状態になり、第１１図（
６）に示ず如くコンパレータ２０７の出力端子Ａのレベ
ルは”Ｈ”レベルと” Ｌ ”レベルの間を高速で交互
に繰り返し、電熱ヒータ１０の温度Ｔ Ｉ−１は第１１
図ｆｌ）に示す如く第２の設定温度Ｔ２に維持される。 以上の動作を繰り返し行うことにより、第１１（１）に
示ず如く電熱ヒータ１０の温度Ｔ Ｉ４はスタート信号
がスタート信号入力端子２９２に印加される以前には第
２の設定温度Ｔ２に維持され、スタート信号が印加され
た直後から増加を開始し、第１の設定温度ＴＩに達した
直後から減少に転し、再び第２の設定温度に達したら以
後はスタート信号が印加されるまで第２の設定温度Ｔ２
に維持される。この一連の電熱ヒータ１０の温度ＴＨの
変化に対応して第１１図（７）に示す流量信号出力端子
２９１からは“Ｌ″レベル期間ある時間だけ継続するパ
ルスが出力される。 このパルスの“Ｌ ”レベル期間ｔｒは第１１図（１１
に示す電熱ヒータｌＯの温度ＴＨが増加する期間、すな
わち吸入空気による冷却効果に打・ち勝って電熱ヒータ
１０が加熱する期間に相当することは明らかである。 前記流量出力信号の“Ｌ”レベル期間ｔｒと吸入空気量
Ｇの関係は、明らかに第６図に糸ずｔｒの流量特性に等
しい。 以上述べた第３実施例としての本空気流量測定装置は、
第１実施例の場合と異なり、空気流量の測定開始時刻ｔ
１を燃料制御回路１５から発するスタート信号により決
定できる点が第２実施例と同様に重要であり、吸入空気
量Ｇのエンジン回転同期サンプリングが可能になり、安
定した空気の流量信号を出力することができる。 次に、第１２図に第４実施例としての本空気流量測定装
置のセンサ制御回路２０ｃを示す。ただし、第４図に示
す第１実施例としてのセンサ制御回路２０と同一部分は
省略し、異なる部分のみを第１２図に示し、センサ制御
回路２０ｃを構成する素子の符号はセンサ制御回路２０
を構成する素子と同一のものには同一の符号を付けであ
る。 第１２図に示す第４実施例が第１図に示す第１実施例と
異なる点は、ブリッジ出力端子Ｂ２に抵抗３０５の一方
の端子を接続し、この抵抗３０５の他方の端子を抵抗３
０６の一方の端子に接続し、この抵抗３０６の他方の端
子をブリッジ出力端子Ｂ４に接続し、また、抵抗３０５
と抵抗３０６の共通接続点Ｂ５をアナログスイッチ２０
６の入力端子ｉに接続しであることである。 次に、第１図に示した電子回路を第１２図に示す如←変
更した第４実施例としての本空気流量測定装置の全電子
回路の動作を、第１３図、第１４図に示すタイムチャー
トを用いて説明する。第１３図は第１図に示した第１実
施例としての本空気流量測定装置の作動を示すタイムチ
ャートで、第１４図は第１図に示した電子回路を第１２
図に示す如く変更した第４実施例としての本空気流量測
定装置の作動を示すタイムチャートである。 まず、第１３図に示す第１実施例の作動について説明す
る。 − 第１３図に示す実線波形は、第５図に示した波形と全く
同じ波形である。ただし、この場合はコンパレータ２０
７の入力オフセット電圧が０■である理想的な場合であ
った。しかし、実際にはこの人カオフセノト電圧はＯ■
からずれており、第１実施例としての本空気流量測定装
置の作動波形は第１３図に示す実線波形とは異なったも
のとなる。 例えば、コンパレータ２０７の入力オフセット電圧がマ
イナスのある電圧Ｖｏｓである場合、本空気流量測定装
置の作動波形は第１３図に示す一点鎖線波形に変形する
。そこで、この一点鎖線波形について説明する。 第１３図に示す一点鎖線波形は実線波形と比較すると次
に述べる３項目の点が明らかになる。 まず第１に、第１３図（３）に示す如く時刻ｔ１におい
てブリッジ出力端子Ｂ４−８２間の電圧ΔＶ２は電圧−
Ｖｏｓ （電圧Ｖｏｓが負なので電圧−Ｖｏｓは正に
なる）に達しており、また、第１３図（４）に示す如く
時刻ｔ２′においてブリッジ出力端子Ｂ５−Ｂ２間の電
圧Δ■３も電圧−ＶＯ３に達している。従って、コンパ
レータ２０７の入力電圧Δ■１も時刻ｔ１において電圧
−Ｖｏｓであり、時刻ｔ ２ ’においても電圧−Ｖｏ
ｓである。この理由は、コンパレータ２０７に入力オフ
セット電圧ＶＯ３があるために、コンパレータ２０７の
比較基準が電圧−Ｖｏｓだけ変化したことによることは
明らかである。 第２に、第１３図ｆｉｌに示す伝熱ヒータ１０の温度Ｔ
Ｈの第１の設定温度がＴＩからＴ１′に、また第２の設
定温度がＴ２からＴ２’に増加しており、さらに、２つ
の設定温度の差（ＴＩ ７２）が（Ｔｌ’ Ｔ’２
’）に変化し、しかも（Ｔ１−７２ ）よりも（Ｔ、’
−Ｔ２’）の方が大きい。 すなわち、 （ＴＩ Ｔ２）＜ （Ｔｌ ’ Ｔ２ ’）・・・
（１９）第３に、第１３図（５）に示す流量信号出力端
子２９０から出力される流量出力信号の“Ｈ”レベル期
間はｔｆからｔｆ′に増加し、また、“Ｌ”レベル期間
も１ｒからｔｒ’に増加する。すなわち、ｔｆ＜ｔＭ
・・・（２０）ｔｒ＜ｔｒ’
・・・（２１）（２０） 、 （
２１）式の関係が成立する原因は、第１３図（１１に示
す電熱ヒータ１０の温度ＴＨの波形と（１９）式から明
らかであり、例えば、実線波形の時刻ｔ１からｔ２まで
の部分と一点鎖線波形の時刻１．からｔ２′までの部分
を比較すると、傾きが同じであるが、２つの設定温度の
差が（１９）式の関係であるため、時刻ｔ１からｔ ２
１までの期間ｔｆ’の方が時刻１．からｔ２までの期間
ｔｆよりも大きくなる。（２１）式も同様の理由で成立
する。 以上の結果より、吸入空気量Ｇが一定でもコンパレータ
２０７の入力オフセント電圧がＯＶで無い場合は、端子
２９０から出力される流量出力信号の“１１″レベル期
間ｔｆ及び“Ｌ”レベル期間ｔｒが変化することになり
、第６図に示す流量特性が変化し誤差を生じる。 次に、第１４図に示す第４実施例の作動を説明する。第
１４図に示す実線波形は第１３図に示した実線波形と全
く同じものであり、コンパレータ２０７の入力オフセン
ト電圧がＯＶの場合である。 第１４図に示す一点鎖線波形はコンパレータ２０７の入
力オフセント電圧がマイナスのある電圧Ｖｏｓである場
合の波形である。この一点鎖線の波形は第１３図に示す
一点鎖線の波形と比較すると次に述べる２項目の点が明
らかにな・る。 まず第１に、第１４図（１）に示す電熱ヒータ１０の温
度ＴＨの２つの設定温度の差（ＴＩ ７２）と（Ｔ、
’−７．２’）が等しい。すなわち、（Ｔ ＋ Ｔ
２）＝ （Ｔ ＋ ’−Ｔ２） ・・・ （２
２）第２に第１４図（５）に示す端子２９０から出力さ
れる流量出力信号の“Ｈ”レベル期間ｔｆと“Ｌ”レベ
ル期間ｔｒは実線波形と一点鎖線波形が一致する。つま
り、吸入空気量Ｇが一定であればコンパレータ２０７の
入力オフセント電圧がＯＶであくても期間ｔｆ、ｔｒが
変化せず、第６図に示す流量特性は変化せず誤差を生じ
ない。すなわち、ｔ ｆ＝ｔ ｆ ’
・・・（２３）ｔ ｒ＝ｔ ｒ ’
−（２４）次に、（２３） 、 （２４）
式を成立させるための条件である（２２）式を成立させ
るための条件を明らかにする。 第１４図（３）に示す端子Ｂ５−８２間の電圧Δ■４は
時刻ｔ１において電圧−Ｖｏｓに達する。このときブリ
ッジ回路３０は前記（６）式に示すバランス状態かられ
ずかにずれる。このときの電熱ヒータ１０の抵抗値をＲ
ＨＩ′とすると次式が成立する。 ＶＢ＋＝ （（Ｒ３０１＋Ｒ１−１１’）／Ｒ３０１）
Ｘ Ｖ ｒ ２ ・・・（２５）Ｖｒ
２ ＶＯ３”＝（Ｒ３０４／（Ｒ３０２＋Ｒ３’ｏ３
＋Ｒ３ｏ４＋ＲＡ）） ｘＶＢ 、 ・・・ （２６） ただし、ＶＢＩはブリッジ入力端子Ｂ１の電圧、ＶＯ３
’は時刻１．におけるブリッジ出力端子Ｂ４−Ｂ２間の
電圧Δ■２゜ （２５） 、 ’（２６）式によりＶＢＩを消去して整
理すると次式が得られる。 ＲＨ１′＝（Ｒ３０Ｉ×（Ｒ３０２＋Ｒ３０３＋ＲＡ）
／Ｒ３０４１−（Ｖｏ ｓ ’ＸＲ３０＋Ｘ （Ｒ３
（１２１＋Ｒ３０３＋Ｒ３０４＋ＲＡ）／ （Ｖｒ２Ｘ Ｒ３ｏ ４） ） −（２７）また（６）
式を変形して次式を得る。 Ｒ１−１１＝ （Ｒ３０１Ｘ （Ｒ３０２＋Ｒ３０３＋
ＲＡ））／Ｒ３０４・・・（２８） 時刻ｔ１における電熱ヒータ１０の抵抗の変化分をΔＲ
ＨＩとおくと、 ΔＲＨＩ＝Ｒ１−１１’ ＲＨＩ ・・・（２
９）（２７） 、 （２Ｂ）式を（２９）式に代入し
てＲｈ＋’とＲ１−１１を消去して次式を得る。 ΔＲＨ１＝ （Ｖｏｓ’／Ｖｒ２）Ｘ （Ｒ３０１×
（Ｒ３０２＋Ｒ３０３＋Ｒ３０４ ＋ＲＡ） ） ／Ｒ３０４−（３０） ここで、電圧Ｖｏｓ’は第１２図のセンサ制御回路２０
Ｃより次式で与えられる。 Ｖｏｓ−（Ｒ３０Ｓ／ （Ｒ３０５＋Ｒ３０６）ＩＸＶ
Ｏ３’ ・・・（３１）次に、第゛１
４図（４）に示すブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧
Δ■３は時刻ｔ２において電圧−ＶＯ５に達する。この
ときブリッジ回路３０は前記（１０）式に示すバランス
状態かられずかにずれる。このときの電熱ヒータ１０の
抵抗値をＲＨ２′とすると次式が成立する。 Ｖａ＋＝ （（Ｒ３０１＋ＲＨ２’）／Ｒ３０１１Ｘ■
ｒ、１ ・・・（３２）Ｖｒｌ−Ｖ
ｏｓ−（（Ｒ３０３＋Ｒ３０４）／（Ｒ３０２＋Ｒ３０
３＋Ｒ３０４ ＋ＲＡ）ｌ ｘＶＢ ｌ・・・（３３）（３２） 、
（ｊ３）式よりＶＢＩを消去して整理すると次式が得
られる。 Ｒｈ２．’＝ （Ｒ３０１Ｘ （Ｒ３０２＋ＲＡ）／（
Ｒ３０３＋Ｒ３−０４）ｌ （ＶｏｓＸＲ３０１Ｘ
（Ｒ３０２＋Ｒ３０３ ＋Ｒ，３０４＋ＲＡ） ） ／（Ｖ ｒ ＋ Ｘ（Ｒ３
０３＋Ｒ３０４）ｌ ・＝ （３４）また（１０）式を
変形して次式を得る。 Ｒ１−１２−（Ｒ３０＋Ｘ （Ｒ３０２＋ＲＡ））／（
Ｒ３０３＋Ｒ３０４） ・＝ （３５）時刻ｔ２にお
ける電熱ヒータ１０の抵抗の変化弁をΔＲＨ２とおくと
、 ΔＲＨ２＝Ｒ１−１２’ ＲＨ２・・・（３６）（３
４） 、 （３５）式を（３６）に代入してＲＨ２’
とＲＨ２を消去して次式を得る。 ΔＲＨ２＝−（Ｖｏｓ／Ｖｒ ＋、）Ｘ （Ｒ３ｏ ＋
ｘ（Ｒ３ｏ２＋Ｒ３ｏ３＋Ｒ３ｏ４ ＋ＲＡ））／ （Ｒ３０：３＋Ｒ３０４）・・・ （３
７） ところで、（２２）式を成立させるためには（３０）式
と（３７）式て示すΔＲＨＩとΔＲＨ２を等しくすれば
良い。 つまり、 ΔＲＨＩ−ΔＲＨ２・・・（３８） その理由は、電熱ヒータ１０の抵抗Ｒ，は前記（２）式
で示す温度特性を持っており、抵抗ＲＨの変化分ΔＲｌ
）が同じであれば温度’ｒＨの変化分ΔＴＨも同じにな
り、従って（２２）式を満足する。 （３０） 、 （３１） 、 （３７）式を（３８
）式に代入し整理して次式を得る゛。 、’、Ｒ３０Ｓ／ （Ｒ３０５＋Ｒ３０６）＝ （
Ｖｒ ＋／Ｖｒ ２）Ｘ （（Ｒ３０３＋Ｒ３０４
）／Ｒ３０４） ・・
・ （３９）実際のセンサ制御回路２’Ｏｃにおいては
、抵抗３０３の抵抗値Ｒ３０３は抵抗３０４の抵抗値Ｒ
３０４に比べて非常に小さいものである。すなわち、 Ｒ３０３＜＜Ｒ３０４−（４０） 従って、次式が成立する。 （Ｒ３０３＋Ｒ３０４）／Ｒ３ｏ４＃１・・・（４１） （４１）式を（３９）式に代入すると、−’−Ｒ３０Ｓ
／ （Ｒ３０Ｓ＋Ｒ３０６）＃Ｖｒ ＋／ ’Ｊ ｒ
２ ・・・（４２）（４２）式
を意味するところは、抵抗３０５と３０６はブリ・７ジ
出力端子Ｂ４−Ｂ２間の電圧Δ■２を端子Ｂ５−Ｂ２間
の電圧Δ■４に変換するア・ノテネータと見なすことが
でき、このアッテネータの減衰率α（＝Ｒ３０Ｓ／ （
Ｒ３０Ｓ＋Ｒ３０６））を基準電圧ＶｒｌとＶｒ２の比
Ｖｒ１／Ｖｒ２に１等しくすれば、コンパレータ２０７
の入カオフセント電圧Ｖｏｓが変化しても（２２）式が
席に成立し、（２３） 、 （２４）式が成立するた
め、第６図に示す流量特性が変化せず誤差が生じないこ
とを明らかにしている。 従って、ブリッジ回路３０とブリッジ出力信号を検出す
るコンパレータ２０７との間に上述した７ソテネータを
設置することにより、コンパレータ２０７の入カオフセ
ント電圧Ｖｏｓが変動しても出力信号に影響を与えない
ようにすることができ、コンパレータ２０７に高精度が
要求されず、安価なコンパレータが使用できるという大
きな利点がある。 〔発明の効果〕 以上述べたように本発明においては、電熱ヒータと温度
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
回路を具備する空気流量測定装置において、このブリッ
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、電熱ヒータの温度が空気温度に応じ、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、小の２つの設定温度に達した時に電流供
給手段の電流レベルを切換える切換手段とを備え、電熱
ヒータの温度が一方の設定温度から他方の設定温度に達
するまでの経過時間を検出し、この経過時間を空気の′
／ＩＬ量信号色信号ものとしたことから、 従来空気流量信号をマイコン等でディジタル信号処理し
ようとすると高精度のＡ−Ｄコンバータを使用する必要
があったが、本発明になる空気流量測定装置を使用すれ
ば直接ディジクル信号が出力されるためＡ−Ｄコンバー
タが不要となってコストダウンが可能になり、 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、ジ回路を
構成する素子のみで行なえ、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
になるという優れた効果がある。
してアナログスイッチ２０１の出カ端子０とアナログス
イッチ２０．２の出方端子０は共通にしてオペアンプ２
０３の非反転入力端子Ｃに接続しである。オペアンプ２
０３の出方端子はパワートランジスタ２０４のヘース端
子に接続しである。ブリッジ回路３０は電熱ヒータ１ｏ
と温度補償用抵抗１１と抵抗３０１．３０２．３０３．
３０４とで構成されており、ブリッジ入力端子Ｂ１、ブ
リッジ出力端子Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を有している。パワー
トランジスタ２０４のエミッタ端子はブリッジ回路３０
のブリッジ入力端子Ｂ１に、オペアンプ２０３の反転入
力端子とコンパレータ２０７の反転入力端子は共通にし
てブリッジ出力端子Ｂ２に、アナログスイッチ２０５の
入力端子ｉはブリッジ出力端子Ｂ３に、アナログスイッ
チ２０６の入力端子ｉはブリッジ出力端子Ｂ４に各々接
続してあり、抵抗３０１．３０４は共通して接地しであ
る。アナログスイッチ２０５の出力端子０とアナログス
イッチ２０６の出力端子０は共通にしてコンパレータ２
０７の非反転入力端子に接続しである。アナログスイッ
チ２０２のコントロール端子ｃとアナログスイッチ２０
５のコントロール端子Ｃとインバータ２０８の入力端子
と信号出力端子２９０とは共通にしてコンパレータ２０
７の出力端子Ａに接続しである。アナログスイッチ２０
１のコントロール端子Ｃとアナログスイッチ２０６のコ
ントロール端子Ｃは共通にしてインバータ２０８の出力
端子に接続しである。 パワートランジスタ２０４のコレクタ端子はパンテリ２
１の正極端子に接続してあり、電流を供給し、また、パ
ンテリ２１の負極端子は接地しである。なお図中には示
さないが、アナログスイッチ２０１．２０２．２０５．
２０６とオペアンプ２０４とコンパレータ２０７とイン
バータ２０８の電源もパンテリ２１がら供給するように
接続しである。 上記構成においてその作動を説明する。 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がら吸入導管３を通りエンジンｌ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。 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ｌＯ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。 次に、第Ｆ図に示した第１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。 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２０７の出力端子Ａの論理レベル
が第５図（７）に示す如く“Ｌ”レベルであるとすると
、この信号レベルがインバータ２０８で反転される“Ｈ
”レベルの信号がアナログスイッチ２０１のコントロー
ル端子Ｃに印加されるので、アナログスイッチ２０１は
″ＯＮ″状態であり、第５図（５）に示す如く基準電圧
Ｖｒ２がアナログスイッチ２０１を経由してオペアンプ
２０３の非反転入力端子に印加される。おな、この時刻
ｔｏでは第５図（７）に示す如くコンパレータ２０７の
出力端子Ａのレベルが”Ｌ”レベルでアリ、この信号レ
ベルがアナログスイッチ２０２のコントロール端子Ｃに
印加されるので、アナログスイッチ２０２は“ＯＦＦ″
状態である。オペアンプ２０３とパワートランジスタ２
０４と電熱ヒータ１０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の非反転入力端子
Ｃの電圧Ｖｃ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。 ＩＨ＝（Ｖｒ２）／（Ｒ３ｏ＋） −（１まただし、
Ｒ３０１は抵抗３０１の抵抗値。 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Ｔ、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（
。従って、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは、第５図（１）
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。 また電熱ヒータｌＯ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。 −ＲＨ＝ＲＨ’０Ｘ（１＋ＫＨＸＴＨ） −Ｔ２また
だし、ＲＨＯは０℃のときの電熱ヒータ１０の抵抗値。 ＫＨ＞００ 従って、ブリッジ入力端子Ｂ１の電圧ＶＢ＋は抵抗３０
１の両端電圧と電熱ヒータ１０の両端電圧を加算したも
のであるから、（１）、（２）式を用いて次式で表せる
。 ′ ＶＢ １−Ｖｒ ２ ＋Ｖｒ ２ｘ’ＲＨｏＸ（１＋Ｋ
ＨＸＴｌ／Ｒ３０１・・・ （３） そして、（３）式において温度係数ＫＨ＞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（６）に示す如く増加
する。 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
２．３０３．３０４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Ｒ＾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％式％ ただし、ＲＡ○はＯ’ｃのときの温度補償用抵抗１１の
抵抗値。ＫＡ＞Ｏｏ 、）ここで、この温度補償用抵抗１１と電熱ヒータ１０
と抵抗３０１．３０２．３０３．３０４で構成されるブ
リッジ回路３ｏのブリッジ出力端子Ｂ４−Ｂ２間の電圧
Δ■２は第５図（３）に示す如くマイナス電圧であるよ
うに設定しである。 時刻ｔｏにおいては第５図（７）に示す如くコンパレー
タ２０７の出力端子Ａのレベルが“Ｌ”レベルでしり、
この信号レベルがインバータ２０８で反転されて“Ｈ”
レベルの信号がアナログスイッチ２０６のコントロール
端子Ｃに印加されるので、アナログスイッチ２０６は“
ＯＮ”状態であり、ブリッジ出力端子Ｂ４の電圧がアナ
ログスイッチ２０−６を経由してコンパレータ２０７の
非反転入力端子に印加される。従って、６時刻ｔｏにお
いてはコンパレータ２０７の入力電圧ΔｖＩは第５図（
２）に示す如く、第５図（３）に示すブリッジ出力端子
Ｂ４−８２間の電圧ΔＶ２に等しくなりマイナス電圧と
なる。この結果コンパレータ２０７の出力端子へのレベ
ルは第５図（７）に示す如く、時刻ｔ。 においてはＬ”レベルが維持される。 なお、この時刻ｔｏでは第５図（７）に示す如くコンパ
レータ２０７の出力端子Ａのレベルが“Ｌ”レベルであ
り、この信号レベルがアナログスイッチ２０５のコント
ロール端子Ｃに印加されるので、アナログスイッチ２０
５はＯＦＦ”状態である。 時刻が１．になると、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは第５
図（１１に示す如く第１の設定温度Ｔ１まで増加し、電
熱ヒータ１０の温度上昇により、（２）式の関係から電
熱ヒータ１０の抵抗値ＲＨは次式で示されるＲＨＩまで
増加する。 Ｒ＋（＋＝Ｒ＋ｏＸ （１＋ＫＨＸＴ＋）・ ＋＋
（５１ここ！、時刻ｔ１において第５図（３）に示す如
くブリッジ出力端子Ｂ４−８２間の電圧Δ■２が０■。 になるように抵抗３０２．３０３．３０４の抵抗値Ｒ３
０２、Ｒ；３０３、Ｒ３０４をそれぞれ設定しである。 すなわち、時刻１．においてブリッジ回路３０がバラン
ス状態になるのであるから、明らかに次式が成立する。 （ＲＡ＋Ｒ３ｏ２＋Ｒ３ｏ３）ＸＲ３０Ｉ＝Ｒ）（Ｉ
Ｘ Ｒ３０４’ −（６）時刻ｔ１において
第５図（３）に示す如くブリッジ出力端子Ｂ４−Ｂ２間
の電圧ΔＶ２がＯｖを越えると、このΔ■２と同電圧が
印加されているコンパレータ２０７の入力電圧ΔＶｌも
第５図（２）に示す如く０■を越える。この結果、時刻
ｔ１においてコンパレータ２０７の出力端子Ａのレベル
は第５図（７）に示す如く“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベ
ルに変化する。この変化に対応してアナログスイッチ２
０１は、インバータ２０８を介して″Ｌ″レベルの信号
がコントロール端子Ｃに印加されて“ＯＦＦ″状態にな
り、代わってアナログスイソチ２０２が“Ｈ”レベルの
信号がコントロール端Ｃに印加されるために“ＯＮ”状
態になるので第５図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒ２に
代わって、準電圧Ｖｒｌがオペアンプ２０３の非反転入
力１子Ｃに印加される。このとき抵抗３０１に流れ電流
、すなわち電熱ヒータ１０に流れる電流Ｉは（］）式中
のＶ 、ｒ ２をＶｒｌに変更して次式で表：せる。 Ｉ Ｈ＝ （Ｖｒ ＋） ／ （Ｒ３ｏ ｒ）
・・・ （また、ブリッジ入力端子Ｂ１の電圧ＶＢ＋
は（３）ｌ中のＶｒ２をＶｒｌに変更して次式で表せる
。 ＶＢ１＝ＶｒＩ＋ＶｒＩＸＲｈｏＸ（１÷ＫＨ／Ｒ３０
１・・・ （ ところで、時刻１．においては第５図（７）に示′“Ｌ
”レベルから″Ｈ″レベルへの変化に対応１てアナログ
スイッチ２０６は”ＯＦＦ”状態に】す、代わってアナ
ログスイッチ２０５が″ＯＮ状態になるので、ブリッジ
出力端子Ｂ４の電圧（代わりにブリッジ出力端子Ｂ３の
電圧がアナ口でスイッチ２０５を経由してコンパレータ
２０７（子 非反転入力端子に印加される。従って
、時刻ｔ１以降はコンパレータ２０７の入力電圧ΔＶ１
は第椹 ５図（２）に示す如く、第５図（４）に示
すブリッジ出力藺 端子Ｂ５−８２間の電圧ΔＶ３
に等しくなりプラる スミ圧となる。この結果、コ
ンパレータ２０７のＨ出力端子Ａのレベルは第５図（７
）に示す如く、時刻ｂ ｔ１以降は“Ｈ”レベルを
維持する。 基準電圧■ｒＩは電熱ヒータ１０の電流ＩＨが７）
充分小さくなる様な値に設定してあり、この電流曵
ＩＨによる電熱ヒータ１０の発熱量よりも吸入空気
が冷却作用により奪う熱量の方が大きい。従っＸＴＨ）
ｊて、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは、第５図（１）に示
８） す如く時刻１．以後は時間の経過とともにあ
る傾Ｖ 斜をもって直線的に減少する。 し 時刻がｔ２になると、電熱ヒータ１０の温度
ＴＨ宮 は第５図（１）に示す如く第２の設定温度
Ｔ２まで減少し、電熱ヒータ１０の温度低下により、（
２）式のり 関係から電熱ヒータ１０の抵抗値Ｒ＋
は次式で示グ されるＲＨ２まで減少する。 ７） ＲＨ２＝Ｒ１−１０Ｘ （１十Ｋ）−ＩＸ
Ｔ２） −（９１ここで、時刻ｔ２において第５図（
４）に示す如くブリッジ出力端子Ｂ５−Ｂ２間の電圧Δ
■３が０■になるように抵抗３０２．３０３．３０４の
抵抗値Ｒ３０２、Ｒ３０３、Ｒ３０４を設定しである。 すなわち、時刻ｔ２においてブリンジ回路３０がバラン
ス状態になるのであるから、明らかに次式が成立する。 （ＲＡ＋Ｒ３０２）ＸＲ３０Ｉ− ・ ＲＨ２Ｘ （Ｒ３０３＋Ｒ３０，４） −０（
Ｒ時刻ｔ２において第５図（４）に示す如くブリッジ出
力端子Ｂ５−８２間の電圧ΔＶ３がＯＶを切ると１、こ
のΔ■３と同電圧が印加しているコンパレータ２０７の
入力電圧ΔＶ、も第５図１２）に示す如くＯＶを切る。 この結果、時刻ｔ２においてコンパレータ２０７の出力
端子Ａのレベルは第５Ｅ（７１に示す如＜ ”Ｈ”レベ
ルから“Ｌ”レベルに変化する。この変化に対応してア
ナログスイッチ２０２は″Ｌルベルの信号がコントロー
ル端子Ｃに印加されてＯＦＦ”状態になり、代わってア
ナログスイッチ２０１がインパーク２０８を介して“Ｈ
”レベルの信号がコントロール端子Ｃに印加されて”Ｏ
Ｎ”状態−になるので、第５図（５）に示す如く基準電
圧ｖｒＩに代わって基準電圧Ｖｒ２がオペアンプ２０３
の非反転入力端子Ｃに印加される。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ｒ
Ｈは（１１式で表される。また、ブリッジ入力端子Ｂ１
の電圧ＶＢＩは（３）式で表される。 ところで、時刻ｔ２６↓おいて第５図（７）に示す″Ｈ
″レベルから″Ｌ″レベルへの変化に対応してアナログ
スイッチ２０５は“ＯＦＦ”状態になり、代わってアナ
ログスイッチ２０６が“ＯＮ″状態になるので、ブリッ
ジ出力端子Ｂ３の電圧の代わりにブリッジ出力端子Ｂ４
の電圧がアナログスイッチ２０６を経由してコンパレー
タ２０７の非反転入力端子に印加される。従って、時刻
ｔ２以降はコンパレータ２０７の入力端子ΔＶ１は第５
図（２）に示す如く、第５図（３）に示すブリ・７ジ出
力端子Ｂ４−Ｂ２間の電圧Δｖ２に等しくなりマイナス
電圧となる。この結果、コンパレータ２０７の出力端子
Ａのレベルは第５図（７）に示す如く、時刻ｔ２以降は
“Ｌ”レベルを維持する。 時刻ｔ２以後は再び（１）
式で与えられる電流■Ｈが電熱ヒータ１０に流れて発熱
量が増加し、第５図（１１に示す如く電熱ヒータ１０の
温度ＴＨは、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。 そして時刻ｔｏと同じ状態を経由して時刻ｔ３には電熱
ヒータ１０の温度ＴＨは第１の設定温度Ｔ＋に達する。 以上の動作を繰り返し行うことにより、第５図（１）に
示す如く電熱ヒータ１０の温度ＴＨは設定温度Ｔ１とＴ
２の間で三角波状の波形を生じ、これに対応して第５図
（７）に示す流量信号出力端子２９０からは“Ｈ”レベ
ルと”Ｌ″レヘル交互に繰り返すパルス列の流量出力信
号を出力する。このパルス列の”Ｈ”レベル期間ｔｆは
第５１ｆｆｌ（１１の電熱ヒータ１０の温度ＴＨが減少
する期間、すなわち吸入空気により電熱ヒータ１０が冷
却される期間に相当し、また″Ｌ″レベル期間ｔｒは電
熱ヒータ１０が加熱される期間であることは明らかであ
る。 次に、前記流量出力信号の“Ｈ”レベル期間ｔｒと“Ｌ
″レベル期間ｔｒと吸入空気量Ｇの関係について述べる
。 第５図＋１１に示す如く、“Ｈ”レベル期間ｔｆ中、電
熱ヒータ１０の温度ＴＨは時間の経過とともに減少する
。この減少の速さは、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によって決定
され、この冷却効果は吸入空気量Ｇが大きい時は大きく
、小さい時は小さい。 従って、吸入空気量Ｇが大きい時は電熱ヒータ１０の温
度ＴＨの減少は速いので、” Ｈ’レベル期間ｔｆは小
さく、これに対して吸入空気量Ｇが小さい時は“Ｈ“レ
ベル期間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“Ｈ”レベル期間ｔｆ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
、電熱ヒータ１０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、
“Ｈ”レベル期間ｔｒ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、“Ｈ”レベル期間ｔｆの値はＨ”レベル期間ｔ
ｆにおける吸入空気量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、“■１”レベル期間
ｔｆから第６図に示すｔｆの流量特性に従って吸入空気
量Ｇを求めた場合、’Ｊ ７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。 また、流量出力信号の“Ｈ”レベル期間のパルス幅から
空気流量を求める場合、このパルス幅は流量が大きくな
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。 次に、前記流量出力信号の“Ｌ”レベル期間ｔｆからも
吸入空気量Ｇを求めることができることについて述べる
。 第５図（１）に示す如く“Ｌ”レベル期０間ｔｒ中、電
熱ヒータ１０の温度ＴＨは時間の経過とともに増加する
。この増加の速さは、電熱ヒータ１０に供給する電流Ｉ
Ｈによる発熱量が電熱ヒータ１０の温度’ｒＨを増加さ
せる割合と吸入空気の冷却効果で奪われる割合によって
決定され、吸入空気量Ｇが大きい時は発熱量の大部分が
冷却効果で奪われるために電熱ヒータ１０の温度ＴＨの
増加は遅く、吸入空気量Ｇが小さい時は発熱量の一部分
しか冷却効果で奪われないため電熱ヒータ１０の温度Ｔ
Ｈの増加は速い。 従って、吸入空気量Ｇが大きい時は電熱ヒータ１０の温
度ＴＨの増加は遅いので”Ｌ”レベル期間ｔｒは大きく
、これに対して吸入空気量ＧがｔＪ・ａｈさい時は″Ｌ
″レベル期間ｔｒは小さくなる。このｔｒの流量特性を
第６図に示す。第６図から明らかな様に、ｔｒの流量特
性はｔｆの流量特性に対して大小関係が逆になっている
。 ”Ｌ”レベル期間ｔｒから第６図に示すｔｒの流量特性
に従って吸入空気量Ｇを求めた場合、前記“Ｈ”レベル
期間ｔｆから吸入空気量Ｇを求めた場合と全く同様の理
由で、す・ノ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。 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。この温度補償を行うために温度補償様抵抗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。 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、 Ｔ２−ＴＡ＝ｃｏｎｓｔ ・・・ （１１
）２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、 ＴＩ Ｔ２＝ｃｏ晶ｓｔ ・・・ （１
２）以上の２つの条件を満足するようにブリ・７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。 （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的は期間ｔｆ又
は期間ｔｒ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ｔｒ又は期間ｔｒは変化せず、従って温度特性が
補償される。 次に、前記（１１）、（１２）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。 まず（１１）式の条件を明らかにする。電熱ヒータ１０
の温度ＴＨが第２の設定温度Ｔ２になった時に成立する
条件は前記（９）、（１０）式である。 ＲＨ２＝ＲＩ−１０Ｘ （４＋に＋ＸＴ２） −（９
）（ＲＡ＋Ｒ３０２）ＸＲ３０＋＝ ＲＨ２Ｘ （Ｒ３０３＋Ｒ３０４） −（１０）
またＲＡは前記（４）式で与えられる。 Ｒ４＝ ＲＡ ＯＸ （１＋ Ｋ Ａ 、Ｘ Ｔ Ａ
） −（４）（４）、（９）式を（１０）式に代入
してＲＡ％ＲＨ２を消去、整理して次式を得る。 以下余白 Ｔ２−（（’ＲＡＯＸ （１＋ＫＡＸＴＡ）＋Ｒ３０２
１ＸＲ３０＋ ＲＨＯ’Ｘ （Ｒ３０３＋Ｒ３０４）
）／ （ＲＨＯＸＫＨＸ （Ｒ３０３＋Ｒ３０４））・
・・ （１３） （１３）式を（１１）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。 （ＲＡＯＸ’ＫＡＸＲ３０１’−ＲＨＯＸＫＨＸ（Ｒ３
０３＋Ｒ３０４）） ＸＴＡ＋ （ＲＡＯ＋Ｒ３０，２
）ＸＲ３０＋’ （Ｒ３０３＋Ｒ３０４）ＸＲＨ□＝
Ｃ０ｎＳ ｔ ・・−（１４）（１４）
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Ｏである必要がある。すなわち、 ＲＡＯＸＫＡ’ＸＲ３０１ＲＨＯＸＫＨ’Ｘ（Ｒ３０３
＋Ｒ３０４）＝Ｏ・＝ （１５）（１５）式を変形する
と、 °−（ＲＡＯＸＫＡ）／ （ＲＨＯＸＫＡ）＝（Ｒ３０
３＋Ｒ３０４）／Ｒ３０１＝（１６）（］６）式の意味
するところは、電熱ヒータ１０の０°Ｃの時の抵抗値Ｒ
ＨＯと温度係数ＫＨを掛は合わせた値ＲＨＯＸＫＨと、
温度補償用抵抗１１の０℃の時の抵抗値ＲＡＯと温度係
数に八を掛は合わせた値ＲＡＯＸＫＡとの比が、抵抗３
０１の抵抗値Ｒ３０＋と、抵抗３０３と抵抗３０４との
それぞれの抵抗値を加算−した値（Ｒ３０３＋Ｒ３０４
）との比に等しくなるように一定すれば、吸入空気温度
ＴＡのいかんにかかわらず（１１）式を満足することが
できることである。 次に、（１２）式の条件を明らかにする。 電熱ヒータ１０の温度ＴＨが第１の設定温度Ｔ１になっ
た時に成立する条件は前記（５）、（６）式である。 ＲＨ１＝ＲＨＯＸ （１＋ＫＨＸＴｌ） −（５）（
ＲＡ＋Ｒ３０２＋Ｒ３０３）ＸＲ３０Ｉ＝ＲＨｌＸＲ３
０４−（６） （４）、（５）式を（６）式に代入してＲＡ ％ＲＨＩ
を消去、整理して次式を得る。 以下余白 Ｔ＋＝ （（ＲＡＯＸ“（１＋ Ｋ Ａ Ｘ Ｔ Ａ
） ＋ Ｒ３０＋Ｒ３０３） ＸＲ３０＋−ＲＨＯ
ＸＲ３０／ （Ｒ）（ＯＸＫ？１ＸＲ３０４） ・
・・（１７）（１３）、（１７）式を（１２）式に代入
してＴ ＋ 、 Ｔ ２を消去、整理して次式を得る。 、’、（（Ｒ３０１ＸＲ３０３）／（ＲＨＯＸＫＨＸＲ
’３Ｑ４Ｘ （Ｒ３Ｑ３＋Ｒ３０４）１ ’］ Ｘ（（
Ｒ３０２＋Ｒ３０３＋Ｒ３０４＋ＲＡＯ）＋ＲＡＯＸＫ
ＡＸＴＡ） ＝ｃｏｎｓ ｔ−（１８）（１８）式の意
味するところは、吸入空気温度ＴＡが変化しても（ＲＡ
ＯＸＫＡＸＴＡ）の項が（Ｒ３０２→−Ｒ３０３＋Ｒ３
０４＋ＲＡＯ） ＆こ比べて非常に小さく設定すれば
、（１８）式の左辺は一定と見なすことができる。従っ
て、（１２）式を満足することができる。 以上の温度補償条件の検討から、（１６）、（１８）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。 ２ 本空気流量測定装置の流量信号出力端子２９０４
〕 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“Ｈ”レベル期間ｔｆ又は“Ｌ”レベル期間ｔｒから
第６図に示す流量特性に従って吸入空気量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１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。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（１６）式と（１８）式に示す如くにブ
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。 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′を流量側゛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。 次に９、第８図に第２実施例としての本空気流量測定装
置の全電子回路とセンサ制御回路２０Ａを示す。第８図
に示す第２実施例の電子回路を構成する素子の符号は、
第１図に示すｇＩＡ１実施例の電子回路を構成する素子
と同一のものには同一の符号を付けである。第８図に示
す第２実施例が第１図に示す第１実施例と異なる点は、
アンドゲート２１０とセットリセット形フリップフロッ
プ２１１ （以下「フリップフロップ２１１」という）
と流量信号出力端子２９１とスタート信号入力端子゛
２９２を有することである。また、アンドゲート２１
０の一方の入力端子はインバータ２０８の出力端子に接
続してあり、アンドゲート２１０の他方の入力端子はフ
リップフロップ２１１のτ出力端子と流量信号出力端子
２９１とを共通にして７ナログスイソチ２０５のコント
ロール端子Ｃに接続しである。フリップフロップ２１１
のＲ入力端子はアンドゲート２１０の出力端子に接続し
てあり、Ｓ入力端子はスタート信号入力端子２９２に接
続しである。フリップフロップ２１１のＱ出力端子はア
ナログスイッチ２０６のコントロール端子Ｃに接続しで
ある。以上説明した接続部分が第１図に示す第１実施例
と異なる点である。 次に、第８図に示、した第２実施例としての本空気流量
測定装置の全電子回路の動作を、第９図に示すタイムチ
ャートを用いて説明する。 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、フリップフロップ２１１のＱ出力端子りのレー
、ルが第９図（７）に示す如く“Ｌ”レベルであるとす
ると、この信号レベルがアナログスイッチ２０５のコン
トロール端子Ｃに印加されるのでアナログスイッチ２０
５は”ＯＦＦ”状態であり、また、フリップフロップ２
１１ので出力端子のレベルは明らかに”Ｈ″レベルあり
、この信号レベルがアナログスイッチ２０６のコントロ
ール端子Ｃに印加されるので、アナログスイッチ２０６
は“ＯＮ”状態であるので、ブリッジ回路３０のブリッ
ジ出力端子Ｂ４の電圧がアナログスイッチ２０６を経由
してコンパレータ２０７の非反転入力端子に印加される
。従って、時刻ｔ。 においてはコンパレータ２０７の入力端子Δ■１は第９
図（２）に示す如く、第９図（３）に示すブリッジ出力
端子Ｂ４−８２間の電圧Δ■２に等しくなり約０■とな
っている。ここで、ブリッジ出力端子Ｂ ４．−８２間
の電圧Δ■２から約Ｏ■になっている理由は、時刻ｔｏ
においては電熱ヒータ１０の温度ＴＨが第９図（１）に
示す如く第１の設定温度ＴＩであり、この時に前期第１
実施例と同様にブリッジ回路３０が前記（６）式に示す
バランス条件を満足するようにブリッジ回路３０を設定
しであるからである。 すなわち、時刻ｔｏにおいて、電熱ヒータ１０の温度Ｔ
Ｈが第１の設定温度Ｔ１よりもわずかに低くなるとコン
パレータ２０７の入力電圧ΔＶ＋がマイナスになるので
コンパレータ２０７の出力端子Ａのレベルが″′Ｈ″レ
ベルから“Ｌ”レベルに変化し、この変化に対応してア
ナログスイッチ２０２が“ＯＦＦ“状態になり、代わっ
てアナログスイッチ２０１が”ＯＮ”状態になるので、
オペアンプ２０３の非反転入力端子Ｃの電圧Ｖｃは第９
図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒｌから基準電圧Ｖ ｒ
２に変化する。この変化に対応して前記（１）式に従
って電熱ヒータ１０の電流ＩＨが増加して発熱が増加す
る。時刻ｔｏから少し時間が経過すると電熱ヒータ１０
の温度ＴＨが第１設定温度Ｔ１よりもわずかに高くなり
、コンパレータ２０７の入力電圧Δｖ１がプラスになる
のでコンパレータ２０７出力端子Ａのレベルが“Ｌ”レ
ベルカラ“Ｈ”レベルに変化し、この変化に対応してア
ナログスイッチ２０１が″ＯＦＦ″状態に、アナログス
イッチ２０２がＯＮ”状態になるので、オペアンプ２０
３の非反転入力端子Ｃの電圧Ｖｃが第９図（５）に示す
如く基準電圧Ｖ ｒ ２から基準電圧Ｖｒｌに変化する
。この変化に対応して前記（７）式に従って電熱ヒータ
１０の電流ＩＨが減少して発熱が減少する。時刻がさら
に経過すると電熱ヒータ１０の温度ＴＨが第１の設定温
度ＴＩ−よりもわずかに低くなる。以上の動作を繰り返
し行うことにより、第９図（６）に示す如くコンパレー
タ２０７の出力端子へのレベルは“Ｈ”レベルと“Ｌ″
レヘル間を高速で交互に繰り返し、第９図（３）に示す
如くブリッジ出力端子Ｂ４−８２間の電圧Δ■２は約０
■を維持してブリッジ回路３０のバランス条件（（６）
式）を持続する。この結果、電熱ヒータ１０の温度ＴＨ
は第９図（１）に示す如く第１の設定温度Ｔ１に維持さ
れる。 時刻がｔｌになると、燃料制御回路１５からスタート信
号入力端子２９２に第９図（８）に示すスタート信号が
入力される。このスタート信号の“Ｌ”レベルから“Ｈ
”レベルへの立上りエツジでフリ・７プフロノブ２１１
がセットされ、第９図（７）に示す如くフリップフロッ
プ２１１のＱ出力端子りのレベルが“Ｌ”レベルから″
Ｈ°レベルに変化スる。この変化に対応して、アナログ
スイッチ２０６が“ＯＦＦ”状態になり、代わってアナ
ログスイッチ２０５が“ＯＮ″状態になり、第９図（４
）に示すブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧Δ■３の
プラス電圧と同電圧が第９図（２）に示すようにコンパ
レータ２０７の入力電圧Δ■１に印加される。 この結果、コンパレータ２０７の出力端子Ａのレベルは
第９図（６）に示す如く“Ｈ”レベルで安定し、このレ
ベルに対応してアナログスイッチ２０１が”ＯＦＦ″状
態になり、アナログスイッチ２０２がＯＮ”状態になる
のでオペアンプ２０３の非反転入力端子Ｃの電圧ＶＣ″
は第９図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒｌのレベルで安
定する。 基準電圧Ｖｒｌが端子Ｃに印加された状態では、第１図
、第５図に示す第１実施例の場合と同様に時間の経過と
ともに電熱ヒータ１０の温度Ｔｌ−１は第９図（１）に
示す如くある傾斜で直線的に減少する。 時刻がｔ２になると、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは第９
図＋１１に示す如く第２の設定温度Ｔ２まで減少し、第
１図、第５図に示す第１実施例と同様に時刻ｔ２におい
てブリッジ回路３０がバランス状態になり、前記（１０
）式が成立し、第９図（４）に示す如（ブリッジ出力端
子Ｂ５−８２冊の電圧Δ■３が０■を切る。この電圧Δ
Ｖ３と同電圧が印加しているコンパレータ２０７の入力
電圧Δ■１も第９図（２）に示す如＜ＯＶを切る。この
結果、時刻ｔ２においてコンパレータ２０７の出力端子
Ａのレベルは第９図（６）に示す如く“Ｈ”レベルから
“Ｌ”レベルに変化する。この変化に対応してインバー
タ２０８の出力は“Ｌ″レベルら“Ｈ”レベルに変化し
、この信号がアンドゲート２１０の一方の入力端子に印
加され、他方の入力端子１２はフリ、プフロ、ブ２１１
のＱ出力端子の“Ｈ”レベルの信号が印加されている。 従って、時刻ｔ２において、アンドゲート２１０の入力
端子に印加された２つの“Ｈ”レベルの信号のＡＮＤ論
理処理の結果、アンドゲート２１０の出力端子のレベル
は”Ｌ″レヘルら”Ｈ″レヘル変化し、この信号レベル
がフリップフロップ２１１のＲ入力端子に印加されるの
でフリップフロップ２１１はりセットされ、第９図（７
）に示す如く時刻ｔ２においてフリップフロップ２１１
のＱ出力端子りのレベルハ“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベ
ルに変化する。 ところで、時刻ｔ２において第９図（７）に示すフリッ
プフロップ２１１のＱ出力端子りの“Ｈ”レベルから“
Ｌ″レベルの変化に対応してアナログスイッチ２０５は
“ＯＦＦ”状態に、アナログスイッチ２０６は“ＯＮ″
状態になるので、ブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧
Δ■３に代わってブリッジ出力端子Ｂ４−８２間の電圧
Δ■２と同電圧がコンパレータ２０７の入力電圧Δ■１
に印加される。 また、時刻ｔ２において、アナログスイッチ２０２が“
ＯＦＦ”状態に、アナログスイッチ２０１が“’ＯＮ”
状態になるので、オペアンプ２０３の非反転入力端子Ｃ
の電圧Ｖｃは第９図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒ１か
ら基準電圧Ｖｒ２に変化する。基準電圧Ｖｒ２が端子Ｃ
に印加された状態では、第１図、第５図に示す第１実施
例の場合と同様に時間の経過とともに電熱ヒータ１０の
温度ＴＨは第９図（１）に示す如くある傾斜で直線的に
増加する。 時刻がｔ３になると、第９図（１１に示す如く電熱ヒー
タ１０の温度Ｔ Ｈが第１の設定温度ＴＩに達する。 時刻ｔ３以後は時刻ｔｏと同じ状態になり、第９図（６
）に示す如くコンパレータ２０７の出力端子へのレベル
は“Ｈ”レベルと“Ｌ″レベル間を高速で交互に繰り返
し、電熱ヒータｌＯの温度ＴＨは第゛９図（１）に示す
如く第１の設定温度Ｔ１に維持される。 以上の動作を繰り返し行うことにより、第、９図（１）
に示す如く電熱ヒータ１０の温度ＴＨはスタート信号が
スター１−信号入力端子２９２に印加される以前には第
１の設定温度ＴＩに維持され、スターｌ−信号が印加さ
れた直後から減少を開始し、第２の設定温度Ｔ２に達し
た直後から増加に転じ、再び第１の設定温度Ｔ１に達し
たら以後はスタート信号が印加されるまで第１の設定温
度Ｔ１に維持される。この一連の電熱ヒータｌＯの温度
ＴＨの変化に対応して第９図（７）に示す流量信号出力
端子２９１からは”Ｈ”レベル期間がある時間だけ継続
するパルスが出力される。 このパルスの“■］″レヘレベ間ｔｆは第９図＋１．１
・の電熱ヒータ１０の温度ＴＨが減少する期間、す
なわち吸入空気により電熱ヒータ１０が冷却する期間に
相当することは明らかである。 前記流量出力信号の“Ｉ］”レベル期間ｔｆと吸゛ 大
空気量Ｇの関係は、明らかに第６図に示すｔｆの流量特
性に等しい。 以上述べた第２実施例としての本空気流量測定装置は、
第１実施例の場合と異なり、空気流量の測定開始時刻、
例えば時刻ｔ１を燃料制御回路１５から発するスターｔ
−（８号により決定できる点が重要である。 すなわち、例えばスタート信号を発する時刻ｔ１をエン
ジンｌのクランクシャフトの回転角に同期させれば、エ
ンジン１に起因して周期的に発生する吸入導管内の空気
流量の時間的変動が本空気流量測定装置に影響を与えて
、安定した流量出力信号を出力しないという問題を解決
できる。いわゆる吸入空気量Ｇのエンジン回転同期サン
プリングが可能になり、より高精度で安定した空気の流
量信号を出力することができる。 次に、第１０図に第３実施例としての本空気流量測定装
置のセンサ制御回路２０Ｂを示す。ただし、第８図に示
す第２実施例としてのセンサ制御回路２０戸、と同一部
分は省略し、異なる部分のみを第１０図に示し、センサ
制御回路２０Ｂを構成する素子の符号はセンサ制御回路
２ＯＡを構成する素子と同一のものには同一の符号を付
けである。 第１０図に示す第３実施例が第８図に示す第２実施例と
異なる点は、ナントゲート２１０の一方の入力端子をコ
ンパレータ２０７の出力端子Ａに接続し、他方の入力端
子をフリップフロップ２１１の正出力端子に接続し、ア
ントゲート２１０の出力端子をフリップフロップ２１１
のＳ入力端子、に接続し、フリップフロップ２１１のＲ
入力端子をスタート信号入力端子２９２に接続しである
ことである。 次に、第８図に示した電子回路を第１０図に示す如く変
更した第３実施例としての本空気流量測定装置の全電子
回路の動作を、第１１図に示すタイムチュートを用いて
説明スル。 まず、時刻ｔｏにおける動作状態について延べる。この
時点で、フリップフロップ２１１のＱ出力端子りのレベ
ルが第１１図（７）に示す如く“Ｈ″レベルあるとする
と、この信号レベルがアナログスイッチ２０５のコント
ロール端子Ｃに印加されるのでアナログスイッチ２０５
は“ＯＮ″状態であり、また、フリップフロップ２１１
の百出力端子のレベルは明らかに“Ｌ”レベルであり、
この信号レベルがアナログスイッチ２０６のコントロー
ル端子Ｃに印加されるめでアナログスイッチ２０６ば“
ＯＦＦ”状態であり、ブリッジ回路３０のブリッジ出力
端子Ｂ３の電圧がアナログスイッチ２０５を経由してコ
ンパレータ２０７の非反転入力端子に印加される。従っ
て、時刻ｔｏにおいてはコンパレータ２０７の入力電圧
Δ■１は第１１図（２）に示す如く、第１１図（４）に
示すブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧Δ■３に等し
くなり約０■となっている。 ここで、ブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧Δ■３が
約０■になっている理由は、時刻ｔｏにおいては電熱ヒ
ータ１０の温度ＴＨが第１１図（１）に示す如く第２の
設定温度Ｔ２であり、この時に第１実施例と同様にブリ
・７ジ回路３０が前記（１０）式に示すバランス条件を
満足するようにブリッジ回路３０を設定しであるからで
ある。すなわち、時刻【０において、電熱ヒータｌＯの
温度ＴＨが第２の設定温度Ｔ２よりもわずかに変化した
場合、前記第２実施例における時刻ｔｏの場合と同様に
この変化を補正するようにセンサ制御回路２０Ｂが作動
し、第１１図（６）に示す如くコンパレータ２０７の出
力端子へのレベルがＨ”レベルと“Ｌ”レベルの間を高
速で交互に繰り返し、第１１図（４）に示す如くブリッ
ジ出力端子Ｂ３−’８２間の電圧ΔＶ３は約０■を維持
してブリッジ回路３０のバランス条件（（１０）式）を
持続する。この結果、電熱ヒータ１０の温度Ｔ＋は第１
１図Ｆ１１に示す如く第２の設定温度Ｔ２に維持される
。 時刻かｔｌになると、燃料制御回路１５からスタート信
号入力端子２９２に第１１図（８）に示すスタート信号
が入力される。このスタート信号の“Ｌ”レベルから“
■］”レベルへの立上りエツジでフリップフロップ２１
１がリセットされ、第１１図（７）に示す如くフリップ
フロップ２１１はＱ出７［ＩＤのレベルが“Ｈ”レベル
カラ“Ｌ”レベルに変化する。この変化に対応して、ア
ナ吏グスイソチ２０５が“ＯＦＦ”状態になり、代わっ
てアナログスイッチ２０６がＯＮ”状態になり、第１１
図（２）、（３）に示す如くブリッジ出力端子Ｂ４−８
２間の電圧Δ■２のマイナス電圧と同電圧がコンパレー
タ２０７の入力電圧Δ■１に印加される。この結果、コ
ンパレータ２０７の出力端子Ａのレベルは第１１図（６
）に示す如くＬ”レベルで安定し、このレベルに対応し
てアナログスイッチ２０２が”Ｏ’ＦＦ”状態になり、
アナログスイッチ２０１が“ＯＮ”状態になるのでオペ
アンプ２０３の非反転入力端子Ｃの電圧Ｖｃは第１１図
（５）に示す如く基準電圧Ｖｒ２のレベルで安定する。 基準電圧Ｖ ｒ ２が端子Ｃに印加された状態では、第
１図、第５図に示す第１実施例の場合と同様に時間の経
過とともに電熱ヒータ１０の温度′ＦＨば第１１図（１
）に示す如くある傾斜で直線的に増加する。 時刻かＩ２になゐと、電熱ヒータ１０の温度ＴＨは第１
１図（１）に示す如く第１の設定温度Ｔ１まで増加し、
第１図、第５図に示す第１実施例と同様に時刻ｔ２にお
いてブリッジ回路３０がバランス状態になり、前記（６
）式が成立し、第１１図（３）に示す如くブリッジ出力
端子Ｂ４−８２間の電圧Δ■２がＯＶを切る。この電圧
Δ■２と同電圧が印加されているコンパレータ２０７の
入力電圧ΔＶ１も第１１図（２）に示す如くＯｖを切る
。この結果、時刻ｔ２においてコンパレータ２０７の出
力端子へのレベルは第１１図（６）に示す如く“Ｌ”レ
ベルから“Ｈ”レベルに変化する。この信号レベルがア
ンドゲート２１０の一方の入力端子に印加され、他方の
入力端子にはフリップフロップ２１１の百出力端子の“
Ｈ”レベルの信号が印加されている。従って、時刻ｔ２
において、アントゲート２１０の入力端子に印加された
２つの“Ｈ″レベル信号Ａ Ｎ Ｄ ８！理処理の結果
１．アントゲート２１０の出力端子のレベルは“Ｌ″レ
ベルらＨ”レベルに変化し、この信号レベルがフリップ
フロップ２１１のＳ入力端子に印加されるのでフリップ
フロップ２１１はセントされ、第１１図（７）に示す如
く時刻ｔ２においてフリップフロップ２１１のＱ出力端
子りのレベルは”Ｌ”レベルから″Ｈ″レベルに変化す
る。 ところで、時刻ｔ２において第１１図（７）に示すフリ
ップフロップ２１１のＱ出力端子りの”Ｌ”レベルから
“Ｈ”レベルへの変化に対応してアナログスイッチ２０
５は“ＯＮ″状態に、アナログスイッチ２０６は”ＯＦ
Ｆ”状態になるので、ブリッジ出力端子Ｂ４−Ｂ２間の
電圧Δ■２に代わってブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の
電圧Δ■３と同電圧がコンパレータ２０７の入力電圧Δ
ｖ１に印加される。 また、時刻ｔ２において、アナログスイッチ２０２が“
ＯＮ″状態に、アナログスイッチ２０１が“ＯＦＦ”状
態になるので、オペアンプ２０３の非反転入力端子Ｃの
電圧Ｖｃは第１１図（５）に示す如く基準電圧Ｖｒ２か
ら基準電圧’Ｊｒ）に変化する。基準電圧■ｒ１が端子
Ｃに印加された状態では、第１図、第５図に示す第１実
施例の場合と同様に時間の経過とともに電熱ヒータ１０
の温度Ｔ、は第１１図Ｆ１）に示す如くある傾斜で直線
的に減少する。 時刻かＩ３になると、第１１図（１）に示す如く電熱ヒ
ータｌＯの温度Ｔ）（が第２の設定温度Ｔ２に達する。 時刻ｔ３以後は時刻ｔｏと同じ状態になり、第１１図（
６）に示ず如くコンパレータ２０７の出力端子Ａのレベ
ルは”Ｈ”レベルと” Ｌ ”レベルの間を高速で交互
に繰り返し、電熱ヒータ１０の温度Ｔ Ｉ−１は第１１
図ｆｌ）に示す如く第２の設定温度Ｔ２に維持される。 以上の動作を繰り返し行うことにより、第１１（１）に
示ず如く電熱ヒータ１０の温度Ｔ Ｉ４はスタート信号
がスタート信号入力端子２９２に印加される以前には第
２の設定温度Ｔ２に維持され、スタート信号が印加され
た直後から増加を開始し、第１の設定温度ＴＩに達した
直後から減少に転し、再び第２の設定温度に達したら以
後はスタート信号が印加されるまで第２の設定温度Ｔ２
に維持される。この一連の電熱ヒータ１０の温度ＴＨの
変化に対応して第１１図（７）に示す流量信号出力端子
２９１からは“Ｌ″レベル期間ある時間だけ継続するパ
ルスが出力される。 このパルスの“Ｌ ”レベル期間ｔｒは第１１図（１１
に示す電熱ヒータｌＯの温度ＴＨが増加する期間、すな
わち吸入空気による冷却効果に打・ち勝って電熱ヒータ
１０が加熱する期間に相当することは明らかである。 前記流量出力信号の“Ｌ”レベル期間ｔｒと吸入空気量
Ｇの関係は、明らかに第６図に糸ずｔｒの流量特性に等
しい。 以上述べた第３実施例としての本空気流量測定装置は、
第１実施例の場合と異なり、空気流量の測定開始時刻ｔ
１を燃料制御回路１５から発するスタート信号により決
定できる点が第２実施例と同様に重要であり、吸入空気
量Ｇのエンジン回転同期サンプリングが可能になり、安
定した空気の流量信号を出力することができる。 次に、第１２図に第４実施例としての本空気流量測定装
置のセンサ制御回路２０ｃを示す。ただし、第４図に示
す第１実施例としてのセンサ制御回路２０と同一部分は
省略し、異なる部分のみを第１２図に示し、センサ制御
回路２０ｃを構成する素子の符号はセンサ制御回路２０
を構成する素子と同一のものには同一の符号を付けであ
る。 第１２図に示す第４実施例が第１図に示す第１実施例と
異なる点は、ブリッジ出力端子Ｂ２に抵抗３０５の一方
の端子を接続し、この抵抗３０５の他方の端子を抵抗３
０６の一方の端子に接続し、この抵抗３０６の他方の端
子をブリッジ出力端子Ｂ４に接続し、また、抵抗３０５
と抵抗３０６の共通接続点Ｂ５をアナログスイッチ２０
６の入力端子ｉに接続しであることである。 次に、第１図に示した電子回路を第１２図に示す如←変
更した第４実施例としての本空気流量測定装置の全電子
回路の動作を、第１３図、第１４図に示すタイムチャー
トを用いて説明する。第１３図は第１図に示した第１実
施例としての本空気流量測定装置の作動を示すタイムチ
ャートで、第１４図は第１図に示した電子回路を第１２
図に示す如く変更した第４実施例としての本空気流量測
定装置の作動を示すタイムチャートである。 まず、第１３図に示す第１実施例の作動について説明す
る。 − 第１３図に示す実線波形は、第５図に示した波形と全く
同じ波形である。ただし、この場合はコンパレータ２０
７の入力オフセット電圧が０■である理想的な場合であ
った。しかし、実際にはこの人カオフセノト電圧はＯ■
からずれており、第１実施例としての本空気流量測定装
置の作動波形は第１３図に示す実線波形とは異なったも
のとなる。 例えば、コンパレータ２０７の入力オフセット電圧がマ
イナスのある電圧Ｖｏｓである場合、本空気流量測定装
置の作動波形は第１３図に示す一点鎖線波形に変形する
。そこで、この一点鎖線波形について説明する。 第１３図に示す一点鎖線波形は実線波形と比較すると次
に述べる３項目の点が明らかになる。 まず第１に、第１３図（３）に示す如く時刻ｔ１におい
てブリッジ出力端子Ｂ４−８２間の電圧ΔＶ２は電圧−
Ｖｏｓ （電圧Ｖｏｓが負なので電圧−Ｖｏｓは正に
なる）に達しており、また、第１３図（４）に示す如く
時刻ｔ２′においてブリッジ出力端子Ｂ５−Ｂ２間の電
圧Δ■３も電圧−ＶＯ３に達している。従って、コンパ
レータ２０７の入力電圧Δ■１も時刻ｔ１において電圧
−Ｖｏｓであり、時刻ｔ ２ ’においても電圧−Ｖｏ
ｓである。この理由は、コンパレータ２０７に入力オフ
セット電圧ＶＯ３があるために、コンパレータ２０７の
比較基準が電圧−Ｖｏｓだけ変化したことによることは
明らかである。 第２に、第１３図ｆｉｌに示す伝熱ヒータ１０の温度Ｔ
Ｈの第１の設定温度がＴＩからＴ１′に、また第２の設
定温度がＴ２からＴ２’に増加しており、さらに、２つ
の設定温度の差（ＴＩ ７２）が（Ｔｌ’ Ｔ’２
’）に変化し、しかも（Ｔ１−７２ ）よりも（Ｔ、’
−Ｔ２’）の方が大きい。 すなわち、 （ＴＩ Ｔ２）＜ （Ｔｌ ’ Ｔ２ ’）・・・
（１９）第３に、第１３図（５）に示す流量信号出力端
子２９０から出力される流量出力信号の“Ｈ”レベル期
間はｔｆからｔｆ′に増加し、また、“Ｌ”レベル期間
も１ｒからｔｒ’に増加する。すなわち、ｔｆ＜ｔＭ
・・・（２０）ｔｒ＜ｔｒ’
・・・（２１）（２０） 、 （
２１）式の関係が成立する原因は、第１３図（１１に示
す電熱ヒータ１０の温度ＴＨの波形と（１９）式から明
らかであり、例えば、実線波形の時刻ｔ１からｔ２まで
の部分と一点鎖線波形の時刻１．からｔ２′までの部分
を比較すると、傾きが同じであるが、２つの設定温度の
差が（１９）式の関係であるため、時刻ｔ１からｔ ２
１までの期間ｔｆ’の方が時刻１．からｔ２までの期間
ｔｆよりも大きくなる。（２１）式も同様の理由で成立
する。 以上の結果より、吸入空気量Ｇが一定でもコンパレータ
２０７の入力オフセント電圧がＯＶで無い場合は、端子
２９０から出力される流量出力信号の“１１″レベル期
間ｔｆ及び“Ｌ”レベル期間ｔｒが変化することになり
、第６図に示す流量特性が変化し誤差を生じる。 次に、第１４図に示す第４実施例の作動を説明する。第
１４図に示す実線波形は第１３図に示した実線波形と全
く同じものであり、コンパレータ２０７の入力オフセン
ト電圧がＯＶの場合である。 第１４図に示す一点鎖線波形はコンパレータ２０７の入
力オフセント電圧がマイナスのある電圧Ｖｏｓである場
合の波形である。この一点鎖線の波形は第１３図に示す
一点鎖線の波形と比較すると次に述べる２項目の点が明
らかにな・る。 まず第１に、第１４図（１）に示す電熱ヒータ１０の温
度ＴＨの２つの設定温度の差（ＴＩ ７２）と（Ｔ、
’−７．２’）が等しい。すなわち、（Ｔ ＋ Ｔ
２）＝ （Ｔ ＋ ’−Ｔ２） ・・・ （２
２）第２に第１４図（５）に示す端子２９０から出力さ
れる流量出力信号の“Ｈ”レベル期間ｔｆと“Ｌ”レベ
ル期間ｔｒは実線波形と一点鎖線波形が一致する。つま
り、吸入空気量Ｇが一定であればコンパレータ２０７の
入力オフセント電圧がＯＶであくても期間ｔｆ、ｔｒが
変化せず、第６図に示す流量特性は変化せず誤差を生じ
ない。すなわち、ｔ ｆ＝ｔ ｆ ’
・・・（２３）ｔ ｒ＝ｔ ｒ ’
−（２４）次に、（２３） 、 （２４）
式を成立させるための条件である（２２）式を成立させ
るための条件を明らかにする。 第１４図（３）に示す端子Ｂ５−８２間の電圧Δ■４は
時刻ｔ１において電圧−Ｖｏｓに達する。このときブリ
ッジ回路３０は前記（６）式に示すバランス状態かられ
ずかにずれる。このときの電熱ヒータ１０の抵抗値をＲ
ＨＩ′とすると次式が成立する。 ＶＢ＋＝ （（Ｒ３０１＋Ｒ１−１１’）／Ｒ３０１）
Ｘ Ｖ ｒ ２ ・・・（２５）Ｖｒ
２ ＶＯ３”＝（Ｒ３０４／（Ｒ３０２＋Ｒ３’ｏ３
＋Ｒ３ｏ４＋ＲＡ）） ｘＶＢ 、 ・・・ （２６） ただし、ＶＢＩはブリッジ入力端子Ｂ１の電圧、ＶＯ３
’は時刻１．におけるブリッジ出力端子Ｂ４−Ｂ２間の
電圧Δ■２゜ （２５） 、 ’（２６）式によりＶＢＩを消去して整
理すると次式が得られる。 ＲＨ１′＝（Ｒ３０Ｉ×（Ｒ３０２＋Ｒ３０３＋ＲＡ）
／Ｒ３０４１−（Ｖｏ ｓ ’ＸＲ３０＋Ｘ （Ｒ３
（１２１＋Ｒ３０３＋Ｒ３０４＋ＲＡ）／ （Ｖｒ２Ｘ Ｒ３ｏ ４） ） −（２７）また（６）
式を変形して次式を得る。 Ｒ１−１１＝ （Ｒ３０１Ｘ （Ｒ３０２＋Ｒ３０３＋
ＲＡ））／Ｒ３０４・・・（２８） 時刻ｔ１における電熱ヒータ１０の抵抗の変化分をΔＲ
ＨＩとおくと、 ΔＲＨＩ＝Ｒ１−１１’ ＲＨＩ ・・・（２
９）（２７） 、 （２Ｂ）式を（２９）式に代入し
てＲｈ＋’とＲ１−１１を消去して次式を得る。 ΔＲＨ１＝ （Ｖｏｓ’／Ｖｒ２）Ｘ （Ｒ３０１×
（Ｒ３０２＋Ｒ３０３＋Ｒ３０４ ＋ＲＡ） ） ／Ｒ３０４−（３０） ここで、電圧Ｖｏｓ’は第１２図のセンサ制御回路２０
Ｃより次式で与えられる。 Ｖｏｓ−（Ｒ３０Ｓ／ （Ｒ３０５＋Ｒ３０６）ＩＸＶ
Ｏ３’ ・・・（３１）次に、第゛１
４図（４）に示すブリッジ出力端子Ｂ５−８２間の電圧
Δ■３は時刻ｔ２において電圧−ＶＯ５に達する。この
ときブリッジ回路３０は前記（１０）式に示すバランス
状態かられずかにずれる。このときの電熱ヒータ１０の
抵抗値をＲＨ２′とすると次式が成立する。 Ｖａ＋＝ （（Ｒ３０１＋ＲＨ２’）／Ｒ３０１１Ｘ■
ｒ、１ ・・・（３２）Ｖｒｌ−Ｖ
ｏｓ−（（Ｒ３０３＋Ｒ３０４）／（Ｒ３０２＋Ｒ３０
３＋Ｒ３０４ ＋ＲＡ）ｌ ｘＶＢ ｌ・・・（３３）（３２） 、
（ｊ３）式よりＶＢＩを消去して整理すると次式が得
られる。 Ｒｈ２．’＝ （Ｒ３０１Ｘ （Ｒ３０２＋ＲＡ）／（
Ｒ３０３＋Ｒ３−０４）ｌ （ＶｏｓＸＲ３０１Ｘ
（Ｒ３０２＋Ｒ３０３ ＋Ｒ，３０４＋ＲＡ） ） ／（Ｖ ｒ ＋ Ｘ（Ｒ３
０３＋Ｒ３０４）ｌ ・＝ （３４）また（１０）式を
変形して次式を得る。 Ｒ１−１２−（Ｒ３０＋Ｘ （Ｒ３０２＋ＲＡ））／（
Ｒ３０３＋Ｒ３０４） ・＝ （３５）時刻ｔ２にお
ける電熱ヒータ１０の抵抗の変化弁をΔＲＨ２とおくと
、 ΔＲＨ２＝Ｒ１−１２’ ＲＨ２・・・（３６）（３
４） 、 （３５）式を（３６）に代入してＲＨ２’
とＲＨ２を消去して次式を得る。 ΔＲＨ２＝−（Ｖｏｓ／Ｖｒ ＋、）Ｘ （Ｒ３ｏ ＋
ｘ（Ｒ３ｏ２＋Ｒ３ｏ３＋Ｒ３ｏ４ ＋ＲＡ））／ （Ｒ３０：３＋Ｒ３０４）・・・ （３
７） ところで、（２２）式を成立させるためには（３０）式
と（３７）式て示すΔＲＨＩとΔＲＨ２を等しくすれば
良い。 つまり、 ΔＲＨＩ−ΔＲＨ２・・・（３８） その理由は、電熱ヒータ１０の抵抗Ｒ，は前記（２）式
で示す温度特性を持っており、抵抗ＲＨの変化分ΔＲｌ
）が同じであれば温度’ｒＨの変化分ΔＴＨも同じにな
り、従って（２２）式を満足する。 （３０） 、 （３１） 、 （３７）式を（３８
）式に代入し整理して次式を得る゛。 、’、Ｒ３０Ｓ／ （Ｒ３０５＋Ｒ３０６）＝ （
Ｖｒ ＋／Ｖｒ ２）Ｘ （（Ｒ３０３＋Ｒ３０４
）／Ｒ３０４） ・・
・ （３９）実際のセンサ制御回路２’Ｏｃにおいては
、抵抗３０３の抵抗値Ｒ３０３は抵抗３０４の抵抗値Ｒ
３０４に比べて非常に小さいものである。すなわち、 Ｒ３０３＜＜Ｒ３０４−（４０） 従って、次式が成立する。 （Ｒ３０３＋Ｒ３０４）／Ｒ３ｏ４＃１・・・（４１） （４１）式を（３９）式に代入すると、−’−Ｒ３０Ｓ
／ （Ｒ３０Ｓ＋Ｒ３０６）＃Ｖｒ ＋／ ’Ｊ ｒ
２ ・・・（４２）（４２）式
を意味するところは、抵抗３０５と３０６はブリ・７ジ
出力端子Ｂ４−Ｂ２間の電圧Δ■２を端子Ｂ５−Ｂ２間
の電圧Δ■４に変換するア・ノテネータと見なすことが
でき、このアッテネータの減衰率α（＝Ｒ３０Ｓ／ （
Ｒ３０Ｓ＋Ｒ３０６））を基準電圧ＶｒｌとＶｒ２の比
Ｖｒ１／Ｖｒ２に１等しくすれば、コンパレータ２０７
の入カオフセント電圧Ｖｏｓが変化しても（２２）式が
席に成立し、（２３） 、 （２４）式が成立するた
め、第６図に示す流量特性が変化せず誤差が生じないこ
とを明らかにしている。 従って、ブリッジ回路３０とブリッジ出力信号を検出す
るコンパレータ２０７との間に上述した７ソテネータを
設置することにより、コンパレータ２０７の入カオフセ
ント電圧Ｖｏｓが変動しても出力信号に影響を与えない
ようにすることができ、コンパレータ２０７に高精度が
要求されず、安価なコンパレータが使用できるという大
きな利点がある。 〔発明の効果〕 以上述べたように本発明においては、電熱ヒータと温度
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
回路を具備する空気流量測定装置において、このブリッ
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、電熱ヒータの温度が空気温度に応じ、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、小の２つの設定温度に達した時に電流供
給手段の電流レベルを切換える切換手段とを備え、電熱
ヒータの温度が一方の設定温度から他方の設定温度に達
するまでの経過時間を検出し、この経過時間を空気の′
／ＩＬ量信号色信号ものとしたことから、 従来空気流量信号をマイコン等でディジタル信号処理し
ようとすると高精度のＡ−Ｄコンバータを使用する必要
があったが、本発明になる空気流量測定装置を使用すれ
ば直接ディジクル信号が出力されるためＡ−Ｄコンバー
タが不要となってコストダウンが可能になり、 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、ジ回路を
構成する素子のみで行なえ、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
になるという優れた効果がある。
第１図は、本発明の第１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、本発明の流体流量測定装置
の一実施例を採用した内燃機関を示す全体構成図、第３
図は、第２図図示の電熱ヒータの構造図、第４図は、第
２図図示の温度補償用抵抗の構造図、第５図は、第１図
図示の全体回路にお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造
図、第８図は、本発明の第２実施例としての空気流量測
定装置の全体回路図、第９図は、第８図図示の前回回路
におけるその動作を示すタイムチャート、第１０図は、
第８図図示の第２実施例の一部を変更した第３実施例と
しての空気流量測定装置の部分回路図、第１１図は、第
１０図図示の第３実施例におけるその動作を示すタイム
チャ−１１第１２図は、第１図図示の本発明の第１実施
例としての空気流量測定装置の一部を変更した第４実施
例としての空気流量測定装置の部分回路図、第１３図は
、第１図図示の全体回路図においてコンパレータ２０７
の入力オフセソト電圧が所定電圧である時の動作を示す
タイムチャート、第１４図は、第１２図図示の第４実施
例におけるその動作を示すタイムチャー１−である。 ３・・・吸入導管、９・・・流量測定管、１０．１０’
・・・電熱ヒータ、１１・・・温度補償用抵抗、２０．
２ＯＡ、２’ＯＢ、２０Ｃ・・・センサ制御回路、２１
・・・バッテリ、２０１，２０２，２０５，２０６・・
・アナログスイッチ、２０３・・・オブアンプ、２０４
・・・パワートランジスタ、２ｏ７・・・コンパレータ
、２０８・・・インバータ、２１ｏ・・・アンドゲート
、２１１・・・フリッププロップ、３０・・・ブリッジ
回路、３０１．３０２，３０３，３０４，３０５，３０
６・・・抵抗、２９０，２９１・・・流量信号出力端子
、２９２・・・スタータ信号入力端子。
置の全体回路図、第２図は、本発明の流体流量測定装置
の一実施例を採用した内燃機関を示す全体構成図、第３
図は、第２図図示の電熱ヒータの構造図、第４図は、第
２図図示の温度補償用抵抗の構造図、第５図は、第１図
図示の全体回路にお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造
図、第８図は、本発明の第２実施例としての空気流量測
定装置の全体回路図、第９図は、第８図図示の前回回路
におけるその動作を示すタイムチャート、第１０図は、
第８図図示の第２実施例の一部を変更した第３実施例と
しての空気流量測定装置の部分回路図、第１１図は、第
１０図図示の第３実施例におけるその動作を示すタイム
チャ−１１第１２図は、第１図図示の本発明の第１実施
例としての空気流量測定装置の一部を変更した第４実施
例としての空気流量測定装置の部分回路図、第１３図は
、第１図図示の全体回路図においてコンパレータ２０７
の入力オフセソト電圧が所定電圧である時の動作を示す
タイムチャート、第１４図は、第１２図図示の第４実施
例におけるその動作を示すタイムチャー１−である。 ３・・・吸入導管、９・・・流量測定管、１０．１０’
・・・電熱ヒータ、１１・・・温度補償用抵抗、２０．
２ＯＡ、２’ＯＢ、２０Ｃ・・・センサ制御回路、２１
・・・バッテリ、２０１，２０２，２０５，２０６・・
・アナログスイッチ、２０３・・・オブアンプ、２０４
・・・パワートランジスタ、２ｏ７・・・コンパレータ
、２０８・・・インバータ、２１ｏ・・・アンドゲート
、２１１・・・フリッププロップ、３０・・・ブリッジ
回路、３０１．３０２，３０３，３０４，３０５，３０
６・・・抵抗、２９０，２９１・・・流量信号出力端子
、２９２・・・スタータ信号入力端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 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が、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、小２つの設定温度に達した時に前記電流供給手
段の電流のレベルを切換える切換手段と、 を備え、 前記電熱ヒータの温度が、一方の設定温度から他方の設
定温度に達するまでの経過時間を検出し、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。 ２ 前記切換手段は、前記電熱ヒータの温度が大、小の
２つの設定温度に達した時点で直ちに電流のレベルを切
換えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空
気流量測定装置。 ３ 前記切換手段は、前記電熱ヒータの温度が一方の設
定温度に達した時点よりこの設定温度に維持され、所定
タイミングで送られてくる信号により電流のレベルを切
換え、他方の設定温度に達した時点では直ちに電流のレ
ベルを切換えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の空気流量測定装置。 ４ 前記空気の流量信号は“Ｌ”と“Ｈ”の２値のレベ
ルを持ったデジタル信号であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の空気流量測定装置。 ５ 前記大、小の２つの設定温度は、空気温度が変化し
ても両設定温度の差、及び設定温度と空気温度との差は
所定値を維持することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の空気流量測定装置。 ６ 前記空気流量測定装置は前記ブリッジ回路の出力信
号を検出するコンパレータを有しており、前記ブリッジ
回路と前記コンパレータとの間に所定減衰率を有するア
ッテネータとを設置することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の空気流量測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59138219A JPS6117019A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 空気流量測定装置 |
| US06/724,964 US4693115A (en) | 1984-04-24 | 1985-04-19 | Device for measuring flow rate of air |
| DE19853514836 DE3514836A1 (de) | 1984-04-24 | 1985-04-24 | Vorrichtung zum messen des durchsatzes von luft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59138219A JPS6117019A (ja) | 1984-07-03 | 1984-07-03 | 空気流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117019A true JPS6117019A (ja) | 1986-01-25 |
| JPH0347692B2 JPH0347692B2 (ja) | 1991-07-22 |
Family
ID=15216868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59138219A Granted JPS6117019A (ja) | 1984-04-24 | 1984-07-03 | 空気流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6117019A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62231174A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | Sharp Corp | 流速測定方法 |
| JPS63140921A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-13 | ドレーゲルヴエルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 流動媒体の測定量検出方法及び測定回路 |
| EP0449443A1 (en) * | 1990-03-19 | 1991-10-02 | Hitachi, Ltd. | Hot wire air flow meter |
| JPH03261889A (ja) * | 1990-03-12 | 1991-11-21 | Shibaura Denshi Seisakusho:Kk | 風速センサ |
-
1984
- 1984-07-03 JP JP59138219A patent/JPS6117019A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62231174A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | Sharp Corp | 流速測定方法 |
| JPS63140921A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-13 | ドレーゲルヴエルク・アクチエンゲゼルシヤフト | 流動媒体の測定量検出方法及び測定回路 |
| JPH03261889A (ja) * | 1990-03-12 | 1991-11-21 | Shibaura Denshi Seisakusho:Kk | 風速センサ |
| EP0449443A1 (en) * | 1990-03-19 | 1991-10-02 | Hitachi, Ltd. | Hot wire air flow meter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0347692B2 (ja) | 1991-07-22 |
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