JPS6122217A

JPS6122217A - 熱式空気流量計

Info

Publication number: JPS6122217A
Application number: JP59142351A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Uchiyama; 薫内山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-07-11
Filing date: 1984-07-11
Publication date: 1986-01-30
Also published as: JPH0566526B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕この発明は、熱線を用いて流体の流速を検出する流速検
出回路に係り、特に自動車エンジンの吸入空気流速を検
出する熱線式流速検出回路に関する。

〔発明の背景〕

自動車エンジンにおいては、排気ガス、燃費の向上とい
った観点から、空燃骨、点火位置の制御精度の向上が特
に要求され、エンジン制御のためにマイクロコンピュー
タを用いる傾向が著しくなって来ている。

この種のマイクロコンピュータを用いたエンジン制御シ
ステムでは、吸入空気量すなわち吸入空気流速の検出精
度がエンジン性態を決定づけるため、特に高精度の流速
検出が要求されている。

また、一般に、流速検出方法として、流路中に感温抵抗
体である加熱した熱線を置き、この抵抗体の発熱量と流
速による温度降下との関係から、流体流速を検出する熱
線式流速検出技術が知られており、前述の自動車エンジ
ンの制御システムにも応用され始めている。

しかし、この熱線式流速検出方法は、電源投入後感温抵
抗体が熱せられ温度が安定するまでの間、すなわち加熱
時間の間は測定精度が悪かった。このことは、自動車で
はエンジンの始動性に影響を与え望ましく々いため、加
熱時間の短縮が一つの課題となっていた。

従来、この加熱時間の短縮方法としては、電源投入時に
一定時間急速加熱電流を印加する方法があった（例えば
、特開昭５８−６６０１８号公報）。

しかし、この方法によると、電源投入前の感温抵抗体の
温度と関係なく加熱電流を流すため、例えば自動車を一
時停市させた後に再始動する場合など、短時間に電源投
入の繰返しによって感温抵抗体が異常高温となり、破損
に至る欠点があった。

〔発明の目的〕

この発明は、加熱前の感温抵抗体の温度を考慮し、抵抗
体の破損を生じさせることなく加熱時間を短縮すること
のできる熱線式流速検出回路を提供することができる。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、この発明によれば、熱線の温
度が一定値を越えているか否かを判定回路によって判定
し、温度が一定値以下である場合に、熱線へ流れる電流
を分流させ急速加熱が可能であるようにし、温度が一定
値以上である場合には検出状態に転換するようにする。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の実施例を示す系統図である。

同図によれば、流速検出部ＰＱ、及び流体温度検出部Ｃ
Ｔを具えており、これらの検出部ＰＱ。

ＣＴは駆動回路ＦＢで駆動される。

駆動回路ＦＢの出力を基に、判定部ＬＰは急速加熱をす
べきか、流速の検出状態に入るべきかを判定し、前者の
場合にドライバＤを付勢して検出部ＰＱ、ＣＴを加熱状
態とする。

流速検出部ＰＱの出力は増幅部ＢＡで増幅される。

以上の構成を詳細に示すのが第２図である。

流速検出部ＰＱは、感熱抵抗体である熱線Ｒｕと抵抗Ｒ
ｏを直列接続して成る。

流体温度検出部ＣＴは、熱線Ｒ＋＋と同じ温度係数を有
する抵抗体Ｒｅと抵抗Ｒ１とを直列接続して成る。

従って、流速検出部ＰＱ及び流体温度検出部ＣＴの各要
素ＲＨ、Ｒｏ　、　Ｒｃ、　Ｒ＋はブリッジを構成して
いる。

駆動回路ＦＢは、流速検出部ＰＱの熱線Ｒｓ＋と抵抗Ｒ
ｏとの中点の電圧■やを一方の入力とし、流体温度検出
部ＣＴの抵抗Ｒｅ　、　ｎ、Ｉの中点の電圧■−を他方
の入力とする差動増幅′ａＡ１から成る。

判定部ＬＰは、ツェナダイオードＤＺと抵抗ＲＺとから
成り、増幅器Ａ１の出力電圧ＶＯＩが一定値を越えた場
合に、出力Ｅａｔを発生する。

ドライバＤは、トランジスタＴＩ、Ｔ２．Ｔ３及び抵抗
Ｉｎ、ＲＢから成る。トランジスタＴ１は抵抗ＲＢを介
して増幅器Ａ１の出力で駆動される。トランジスタＴ２
．Ｔ３は互いに直列に接続され、各ベースが判定部ＬＰ
の出力で駆動される。

トランジスタＴ２のコレクタは流速検出部ＰＱの中点に
接続されている。トランジスタＴ２．Ｔ３の中点は、流
体温度検出部ＣＴの中点従って増幅器Ａ１の反転入力端
に接続されている。

増幅部ＢＡは、抵抗１（、ｔ、Ｔｌ、＋　を有する演算
増幅器Ａ２であり、非反転入力端に流体検出部ＰＱの出
力が入力されている。

次に、この実施例の動作を説明する。

先づ、流速を検出する様子を説明する。

加熱した熱線Ｒｕの発熱量と流速との間には、熱線に流
れる電流をＩｈ、流体密度をρ、流体の流速をＵ１定数
をｃ、、ｃ２．ｎとして、ｌ２ｂＸＲＨ＝ＣＩ＋０２（
ρＵ）ｎ　　・・・・・・　（１）なる関係がある。

また、前述の要素ＲＨ、Ｒｏ　、　Ｒｅ　、　Ｒ＋　か
ら成るブリッジの平衡条件は、で示される。

従って、これら式（１）、（２）から、熱線ＴＬｕの抵
抗値が流速Ｕに対して一定になるように、増幅器Ａ１及
びトランジスタＴ１を作動させることにより、電流■、
の値から流速を知ることができる。

この電流ｉｈにより抵抗Ｒｏに生ずる電圧降下を増幅器
Ａ２で増幅し、流速信号Ｖｏを得る。壕だ、式（２）よ
り、抵抗体Ｒｅにより流体の温度変化に対する熱線Ｒｔ
＋の温度が補償されていることが分かる。

ここで、第２図の電源Ｖｉ＋の投入時、すなわち熱線Ｒ
ｎが冷えている状態では、熱線Ｒｕの抵抗値が小さいた
め、増幅器Ａ１の入力Ｖ÷、■−はｖ”＞＞ｖ−となり
、増幅器Ａ１の出力Ｖｏ＋はほぼ電源電圧■８となる。

判定部ＬＰのツェナダイオードＤＺはこの状態を加熱す
べき状態と判定して出力ＥＯＩを送出する。

このため、トランジスタＴ２．’Ｉ’３はオン状態とな
り、抵抗Ｒｏに流れる電流ＩｈはトランジスタＴ２．’
［’３に流れ熱線ＲＨの印加電圧が高くなる。

すなわち、熱線ｆｌ■は急速に加熱される。

この急速加熱時間の初期では、増幅器Ａ１の入力は、Ｖ
　”　−Ｖｃｇ＋　＋　Ｖｃｍ２＞　Ｖ　−＝　Ｖｅｎ
ｔ　　となり、トランジスタＴ１〜Ｔ３のオン状態が保
持される。

一方、熱線Ｒ８が充分加熱された状態では、電流Ｉｈ従
ってＲｏＸＩｈが減少してＶｃｌＩ　＞　Ｖｅｎｔとな
るため、増幅器Ａ１の出力が自動的に低下し、トランジ
スタＴＩ、’Ｉ”２はオフ状態となり検出状態に入る。

従って、■ｏＸＴｈによりトランジスタＴｌ。

Ｔ２を駆動するため、加熱時間は加熱前の熱線ｉｔ□の
温度によって変わることが分かる。

第３図はこの発明の他の実施例を示すものであり、流速
検出部ＰＱ及び流体温度検出部ＣＴの構成が異なる。

これら検出部ＰＱ、ＣＴのブリッジの平衡性はであり、
急速加熱動作については第２図の場合と同様である。

また、判定部１．ＰのツェナダイオードＺ　Ｄの代りに
、第４図に示す比較器Ｃを用いてもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、以上のように構成することによす、
電源投入前の温度により急速加熱時間を変更して適切な
短時間加熱を可能とする信頼性の高い熱式流速検出回路
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す系統図、第２図は第１
図の詳細回路図、第３図はこの発明の他の実施例の回路
図、第４図はこの発明の変形例回路図である。ＲＨ・・・熱線、Ｒｏ・・・抵抗、ＡＩ・・・駆動回路
、ＬＰ・・・判定回路、ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３．Ｒｈ、ＲＢ
・・・ドライバ。

Claims

【特許請求の範囲】１、検出すべき流体の流路中に配置する感熱抵抗体を成
す熱線と、この熱線と直列に接続した抵抗と、前記熱線
に流れる電流によつて生ずる前記抵抗端の電圧降下を基
に前記熱線に供給する電流を制御する駆動回路とを具え
、前記電圧降下から流速を検出するようにした熱線式流
速検出回路において、前記駆動回路の出力電圧が予め定めた一定値以上である
場合に加熱状態と判定しこれ以外のときは検出状態と判
定する判定回路と、この判定回路が加熱状態と判定した
場合に前記熱線の電流を分流させて急速な前記熱線の加
熱を可能としまた前記熱線の温度上昇に伴つて前記駆動
回路の出力電圧が前記一定値以下となるようにするドラ
イバとを具えたことを特徴とする熱線式流速検出回路。２、特許請求の範囲第１項記載の回路において、前記ド
ライバは前記判定回路の出力でスイッチング動作するト
ランジスタであることを特徴とする熱線式流速検出回路
。３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の回路におい
て、前記判定回路の一定値はツェナダイオードによつて
定めるようにしたことを特徴とする熱線式流速検出回路
。