JPS6135311A - 熱式流速検出装置 - Google Patents

熱式流速検出装置

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JPS6135311A
JPS6135311A JP15825984A JP15825984A JPS6135311A JP S6135311 A JPS6135311 A JP S6135311A JP 15825984 A JP15825984 A JP 15825984A JP 15825984 A JP15825984 A JP 15825984A JP S6135311 A JPS6135311 A JP S6135311A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、感温抵抗体である熱線を用いた流体の流速検
出装置に係す、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装置に関する。
〔発明の背景〕
自動車エンジンにおいては、排気ガスの浄化、燃費の向
上といった観点から、空燃費、点火時期の高精度制御が
要求され、既にマイクロコンピュータを用いたエンジン
制御装置が導入されている。
このシステムでは、吸入空気量、即ち吸入空気流速の検
出精度が直接エンジン性能を決定するため、特に高精度
を要求される。
流速検出方法として、流路中に加熱した感温抵抗体を配
置し、該抵抗体と流体の流速に関係した熱伝達特性から
流体の流速を電気信号に変換する熱線式流速検出技術は
例えば特公昭49−48893号に示される如く既に公
知であり、自動車用吸入空気流速検出器として応用され
ている。
第8図にその一般的な原理構成図を示す。図においてl
゛は直流電源トランジスタZのコレクタエミッタ間をと
おして感温抵抗体3、抵抗4を通り電流を供給する。抵
抗5、温度補償用感温抵抗体6および抵抗7の直列回路
はトランジスタZのエミッタと直流電源1の陰極の間に
接続される。感温抵抗体3と抵抗4および温度補償用感
温抵抗体6と抵抗7の接続点はそれぞれ増幅器8の逆相
、正相入力となり、増幅器8の出力はトランジスタ2の
ベースと接続される。感温抵抗体3は気流中に置かれる
。抵抗および感温抵抗体3、抵抗4.5、温度補償用感
温抵抗体6、抵抗7の抵抗値をそれぞれR3−几、であ
られす。感温抵抗体3、温度補償用感温抵抗体6はとも
に等しい温度係数αを有すると仮定したとき、 Rs =Rso  (1+αTs  )       
 ・・・(1)几a =Rso  (1+aTa  )
        −(2)ただし、T3:R,の温度 T6 ;几。の温度 となる。またこのブリッジ回路の平衡条件はR+  −
Ra =R4・(RB十几a  )    −(3)で
あるから、(1)〜(3)式より次式が求められる。
・・・(4) ここでΔT=Ts  Ts ところで流体中の発熱体の発熱量と流体によって運び去
られる熱量との間の収支関係は Q= I2几3 = (C1+C雪VU>ΔT ・・・
(5)ここでClC2:定数 U :流速 I:Raに流れる電流 の関係にあることが広く知られている。すなわち発生熱
量は、発熱体と周囲との温度差ΔTが一定状態にあると
き、流速の平方根の1次関係となるそこで(4)式にお
いてT6の係数をゼロとすると、ΔTは回路条件で決ま
る一定値となり、発生熱量Qを検出することにより流速
を求めることが可能である。このとき となる。
この方法における問題点は温度補償用感温抵抗体6の自
己加熱影響があげられろうRs 、 Rsで消費される
熱量はそれぞれの端子電圧に依存するが回路構成上感温
抵抗体3、および抵抗5と温度補償用感温抵抗体6に印
加される電圧は等しく、感温抵抗体3に発熱に十分な電
圧、温度補償用感温抵抗体6には発熱がほとんど無視で
きる電圧を印加する必要がある。ところが抵抗5と温度
補償用感温抵抗体6の抵抗比は(6)式で規定されるた
め、温度補償用感温抵抗体6の発熱抑制を十分にするに
はその抵抗値を感温抵抗体3に比して十分に大きく作る
必要がある。しかし抵抗差が大きい同一材料を用いた感
温抵抗体(たとえば、白金線抵抗)を別々に作製するこ
とは一般に不経済であるばかりでなく、製作上のばらつ
き(たとえばαの)を生じさせる原因となる。
このように熱線式流速検出方法には、感温抵抗体と、流
体間の熱伝達特性のばらつき要因が多く、流速検出器と
しての流速−出力電圧特性ばらつき吸収が多量生産を要
する自動車では一つの課題である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、流量センサのバラツキがあっても、流
速としての検出値の精度を高めることのできる熱線式流
速検出装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、流速出力信号を流速検出部に帰還して流速検
出値のバラツキを吸収することにより、流量センサのバ
ラツキがあっても流速としての検出値の精度を高めよう
というものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第5図には本発明の実施例に係るブロック図が示されて
いる9図において、Hは流速を検出する感温抵抗体、P
は感温抵抗体Hの電流を検出する検出部、Aは検出部P
の出力を増巾する増巾部、FBは、流体温度検出部Cの
出力と、検出部Pの出力により、感温抵抗体Hを駆動す
る駆動部である。工は検出部Pにより制御される電流回
路である。
感温抵抗体Hの構造は、第6図に示すようになっている
。すなわち、絶縁体ボビンB(例えばセラミック)に感
温抵抗線W(例えばpi線)を巻き、リードHに接続し
た後、保護コー)G(例えばガラス)で被覆したもので
ある。
第6図に示される感温抵抗体Hの第5図のブロック図で
、電流回路■を接続しない時の出力電圧Voの特性を示
したのが第7図である。絶縁体ボビンB1およびリード
線りの寸法ばらつき、保護コートGの厚さ、量のばらつ
き、抵抗線Wのばらつき等により、増巾部人からの流速
U1およびC2における出力電圧VQI 、 Vn2を
調整しても、流速U1と流速U2の間の流速に対する出
力電圧Voの特性が第7図の実線、および点線Bで示し
たようにばらつく問題がある。しかも、低流速域でのば
らつきが大きいため、自動車のエンジン制御では特に問
題となる。
第5図の具体的な回路構成が第1図、第2図に示されて
いる。すなわち、第5図図示検出部Pは抵抗R6で構成
され、流体温度検出部Cは、差動増巾器A1、抵抗R1
および流体の温度を直接検出する抵抗体几Cによって構
成されている。また、第5図図示駆動部FBは、差動増
巾器A!およびトランジスタTで構成され、増巾部Aは
、差動増巾器人3と抵抗R%1〜R14から構成されて
いる。
さらに第5図図示電流回路工は、差動増巾器A4、抵抗
R8、R+oo+R+o+からなる定電流回路で構成さ
れており、その出力電流■1は次の(7)式で示される
C2R101 ■・=−x−□     、 ・・・(7)nx  R
+oo+Rtot C2:抵抗比。の端子電圧 Vnは回路の電源電圧である。
次に本実施例の動作について説明する。第1図の回路平
衡の条件は である。すなわち、流速の温度変化を抵抗体RCにより
補償し、(8)式が成り立つように駆動部Fmが動作し
、感温抵抗体Hへの供給電力を制御する。
−万感温抵抗体Hの消費電力と流速には(9)式に示す
如き関係があるので、増幅部Aからの出力V。
はα1式に示すけ流速信号を得ることができる。
Ih” XH=C+ +C鵞 (PU)”  ・・・(
9)Ol、C2、n :定数 P      :流体の密度 U      :流体の流速 Ih      :Hに流れる電流 ここで、(7)式に示される電流回路工から感温抵抗体
Hに供給される電流工、が無い時のα1式に示される出
力電圧Voの特性が第2図人に示されている。また、電
流回路Iから供給される電流■。
が印加されると、抵抗Roに流れる電流が工1分だけ減
するため、第2図Bに示す如き特性となる。
この第2図Bに示される特性を増巾部Aで、抵抗比14
により流速UIにおける出力電圧を流速U1における差
に対する出力変化を調整すると第2図Cに示す如き特性
となり、抵抗R1mにより、流速U2の差に対する出力
電圧の変化を調整すると、第2図りに示す如き特性とな
る。すなわち、第7図に示した特性のばらつきが調整を
出来ることになる。従って、あらかじめ感温抵抗体Hの
ばらつきを分類して、それに合わせて、抵抗R工+R+
oo+RloIを設定することにより、ばらつきの少な
い高精度の流速検出器を提供出来る効果がある。
第3図は、感温抵抗体H1電流温度検出抵抗RC1検出
部Pの抵抗R50%および几、lでブリッジ回路を形成
した別の実施例であり、また第4図は、電流回路Iの補
正電流工、を抵抗Roを分割した検出部Pの抵抗Row
に流すようにしたもので、前述と同一の効果がある。さ
らに、感温抵抗体Hは、第6図に示した巻線形抵抗体の
外に、絶縁体に形成した膜抵抗である膜形、あるいは、
支持体に、抵抗線を張った単線形でも同一の効果である
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、流量センサのバ
ラツキがあっても流速としての検出値の精度を高めるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す流速検出装置の具体回路
図、第2図は本発明の実施例を示す流速検出装置の特性
図、第3図、第4図は別の実施例を示す回路図、第5図
は本発明の流速検出回路プロック図、第6図は感温抵抗
体の実施例、第7図は出力電圧特性図、第8図は従来の
流速計の原理図であるっ H・・・感温抵抗体、C・・・流体温度検出部・、P・
・・検出部、FB・・・駆動部、A・・・増巾部、■・
・・電流回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、流路中に置かれた感温抵抗体、該感温抵抗体と直列
    に接続され、該感温抵抗体の電流を検出する抵抗体に生
    ずる電圧により、前記感温抵抗体に供給する電力を制御
    する駆動回路から成る熱線式流速検出装置において、上
    記抵抗体に生ずる電圧により制御され、上記抵抗体に補
    正電流を印加する電流回路を設けたことを特徴とする熱
    線式流速検出装置。
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