DE19929921A1 - Luftdurchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem Widerstand - Google Patents
Luftdurchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem WiderstandInfo
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Abstract
Ein Luftdurchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem Widerstand (2) enthält eine Verhältnismeßschaltung (10) mit einer aus zwei festen Widerständen (3, 4) gebildeten Teilerschaltung, die eine externe Referenzspannung (Vref) teilt, und einer Multipliziererschaltung (11). Der erste feste Widerstand ist über den zweiten festen Widerstand geerdet. In einen der Eingangsanschlüsse der Multipliziererschaltung wird ein Ausgangssignal (V0) eines Operationsverstärkers (61) eingegeben, während in ihren anderen Eingangsanschluß die von der Teilerschaltung geteilte Spannung (Vex) eingegeben wird. Das Ausgangssignal (Vout) der Multipliziererschaltung wird in eine Brennkraftmaschinen-Steuereinheit (20) eingegeben. An den Verbindungspunkt zwischen dem zweiten festen Widerstand und einem Stromerfassungswiderstand (1) ist ein Korrekturwiderstand (6) angeschlossen, der über einen Erdungsverdrahtungswiderstand (5) geerdet ist. Daher wird der durch die Erdungsverdrahtung erzeugte Spannungsabfall (Vg) durch den Korrekturwiderstand kompensiert, so daß die das Eingangssignal in die Multipliziererschaltung (11) repräsentierende Spannung (Vex-Vg) unabhängig von der Größe des durch den wärmeerzeugenden Widerstand fließenden Heizstroms konstant gehalten wird. Dadurch wird ein Luftdurchflußmengenmesser, der eine hochgenaue Luftdurchflußmengenmessung ermöglicht, geschaffen, der nicht durch Änderungen des Heizstroms beeinflußt wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Luftdurchflußmengen-Meßvor
richtung, die für die Steuerung einer Kraftfahr
zeug-Brennkraftmaschine verwendet wird.
Ein Luftdurchflußmengenmesser mit einem wärmeerzeugenden
Widerstand ist eine der Vorrichtungen, die die Ansaug
luftdurchflußmenge für eine Brennkraftmaschine erfassen. Der
Luftdurchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem Widerstand ist
so beschaffen, daß der in einem Luftströmungsweg angeordnete
wärmeerzeugende Widerstand auf eine vorgegebene Temperatur
erhitzt wird und die Ansaugluftdurchflußmenge anhand eines
Heizstroms erfaßt wird, der an den wärmeerzeugenden Widerstand
geliefert wird.
Ein Beispiel eines solchen Luftdurchflußmengenmessers mit
wärmeerzeugendem Widerstand bildet die Ansaugluftdurch
flußmengen-Erfassungsvorrichtung, die aus JP 2-85724-A (1990)
bekannt ist. Diese Ansaugluftdurchfluß
mengen-Erfassungsvorrichtung ist mit einer Korrekturschaltung
versehen, d. h. mit einer Verhältnismeßschaltung, die ein
Ausgangssignal von einer Ansaugluftdurchflußmengen-Erfas
sungsschaltung in Abhängigkeit von der Änderung einer an
eine A/D-Umsetzerschaltung angelegten Referenzspannung
korrigiert und das korrigierte Ausgangssignal an die
A/D-Umsetzerschaltung ausgibt, wobei anhand der Verhältnis
meßschaltung eine Ansaugluftdurchflußmengen-Erfassungs
vorrichtung verwirklicht wird, die eine genaue Erfassung
der Ansaugluftdurchflußmenge unabhängig von möglichen
Änderungen der an die A/D-Umsetzerschaltung angelegten
Referenzspannung ermöglicht.
Wenn jedoch in der obenerläuterten Ansaugluftdurchfluß
mengen-Erfassungsvorrichtung der durch den wärmeerzeugen
den Widerstand fließende Strom ansteigt, nimmt der Span
nungsabfall am Referenzpotential (GND) aufgrund des
Verdrahtungswiderstandes zu, wobei ein Erdungspotential
Vg, das als Referenzpotential für die Verhältnismeßschal
tung dient, höher als ein Erdungspotential Vgnd wird, das
als Referenzpotential für eine Brennkraftmaschinen-Steuer
einheit (ECU) dient, so daß die Verstärkungsrate
der Verhältnismeßschaltung abnimmt und das Problem ent
steht, daß im Ausgangssignal der Ansaugluftdurchflußmen
gen-Erfassungsvorrichtung Fehler erzeugt werden und die
Genauigkeit verringert wird.
Fig. 5 zeigt einen Schaltplan des obenerläuterten her
kömmlichen Luftdurchflußmengenmessers 50 mit wärmeerzeu
gendem Widerstand, der eine Verhältnismeßschaltung um
faßt. In Fig. 5 ist der Kollektor eines Transistors 60
mit einer nicht gezeigten Leistungsquelle verbunden,
während der Emitter hiervon über einen wärmeerzeugenden
Widerstand 2 und einen Stromerfassungswiderstand 1 geer
det ist. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Verdrah
tungswiderstand zwischen dem Stromerfassungswiderstand 1
und Erde. Ferner ist der Verbindungspunkt zwischen dem
wärmeerzeugenden Widerstand 2 und dem Stromerfassungswi
derstand 1 mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß
eines Operationsverstärkers 61 verbunden, während ein
invertierender Eingangsanschluß des Operationsverstärkers
61 mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 61
verbunden ist.
Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 61 ist
ferner mit einem von zwei Eingangsanschlüssen einer
Multipliziererschaltung 11 in einer Verhältnismeßeinheit
10 verbunden. Der andere Eingangsanschluß der Multipli
ziererschaltung 11 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen
festen Widerständen 3 und 4, die miteinander in Serie
geschaltet sind, verbunden. Der feste Widerstand 3 ist
über den festen Widerstand 4 und den Verdrahtungswider
stand 5 geerdet, wobei der feste Widerstand 3 mit einer
externen Referenzspannung Vref für eine Brennkraftmaschi
nen-Steuereinheit (ECU) 20 versorgt wird. Ein Ausgangs
signal Vout der Multipliziererschaltung 11 wird an die
ECU 20 geliefert.
Obwohl in Fig. 5 nicht gezeigt, sind mehrere Widerstände
zum wärmeerzeugenden Widerstand 2 und zum Stromerfas
sungswiderstand 1 parallelgeschaltet, um eine Brücke zu
bilden. Wenn daher die Brückenschaltung aufgrund einer
Zunahme der Luftdurchflußmenge im Ungleichgewicht ist,
wird ein Ausgangssignal vom Operationsverstärker (nicht
gezeigt) für die Brückenschaltung, die so beschaffen ist,
daß sie eine solche Zunahme erfaßt, an die Basis des
Transistors 60 geliefert, so daß zum wärmeerzeugenden
Widerstand 2 ein Strom geliefert wird. Je stärker hierbei
die Durchflußmenge zunimmt, um so stärker muß der gelie
ferte Strom erhöht werden, so daß durch Erfassen der
Ausgangsspannung V0 am Operationsverstärker 61, die dem
gelieferten Strom entspricht, die Luftdurchflußmenge
gemessen werden kann.
Wenn das Erdungspotential Vgnd für die ECU 20 in der in
Fig. 5 gezeigten Vorrichtung als Referenzpotential ver
wendet wird, wird das Referenzerdungspotential Vg der
Verhältnismeßschaltung 10 höher als das Referenzerdungs
potential Vgnd, da zwischen dem Luftdurchflußmengenmesser
50 mit wärmeerzeugendem Widerstand des Typs mit Verhält
nismeßschaltung und der ECU 20 der Verdrahtungswiderstand
5 vorhanden ist.
Die Ausgangsspannung Vout der Verhältnismeßschaltung 10
kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
Vout = A × V0 × (Vref - Vg) (1)
wobei angenommen wird, daß die Spannung, die zu dem durch
den wärmeerzeugenden Widerstand 2 fließenden Strom pro
portional ist, durch V0 gegeben ist, die Proportionali
tätskonstante durch A gegeben ist und die externe Refe
renzspannung der Schaltung durch Vref gegeben ist.
Wegen der Differenz zwischen den Referenzerdungspotentia
len wird in der Ausgangsspannung Vout ein Fehler Err
hervorgerufen, der durch die folgende Gleichung (2)
ausgedrückt werden kann:
Err = -A × V0 × Vg (2).
Da das Referenzerdungspotential Vg einem Spannungsabfall
Ia×R5 entspricht, der verursacht wird, wenn der Heizwi
derstand Ia für den Heizwiderstand 2 durch den Verdrah
tungswiderstand 5 fließt (dessen Widerstandswert durch R5
gegeben ist) und der Heizstrom Ia zu einer Spannung V2
proportional ist, die vom Stromerfassungswiderstand 1
erfaßt wird, ist das Referenzerdungspotential Vg zu
V2×R5 proportional.
Da ferner die Luftdurchflußmengen-Erfassungsspannung V0
ebenfalls zum Heizstrom Ia proportional ist und der
Heizstrom Ia zur Spannung V2 proportional ist, kann die
Gleichung (2) durch die folgende Gleichung (3) ausge
drückt werden:
Err = -B × (V2)2 × R5 (3)
wobei angenommen wird, daß die Proportionalitätskonstante
durch B gegeben ist. In Gleichung (3) ist der Fehler Err
als quadratische Funktion der Spannung V2 gegeben.
Selbst wenn der Fehler Err, der durch die quadratische
Funktion der Spannung V2 gegeben ist, durch eine charak
teristische Einstelleinrichtung eingestellt wird, die von
einer Gleichstromverstärkerschaltung Gebrauch macht, ist
die Korrektur des Fehlers schwierig, wobei sich ebenfalls
das oben bereits erwähnte Problem stellt, daß die Genau
igkeit des Ausgangssignals des Luftdurchflußmengenmessers
reduziert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luft
durchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem Widerstand des
Typs mit Verhältnismeßschaltung zu schaffen, der eine
hochgenaue Luftdurchflußmengenmessung unabhängig von der
Änderung des Erdungspotentials, die durch den durch den
wärmeerzeugenden Widerstand fließenden Strom verursacht
wird, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Luftdurchflußmen
genmesser mit wärmeerzeugendem Widerstand nach einem der
Ansprüche 1 oder 6. Weiterbildungen der Erfindung sind in
den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung wird ein Luftdurchflußmengenmesser
mit wärmeerzeugendem Widerstand geschaffen, wobei der
wärmeerzeugende Widerstand in einem Luftströmungsdurchlaß
angeordnet ist und mit einem Heizstrom versorgt wird, um
ihn auf eine vorgegebene Temperatur zu erwärmen, wobei
der Luftdurchflußmengenmesser versehen ist mit einer
Verhältnismeßschaltung, die ein Luftdurchflußmengen
signal, das anhand des Heizstroms erfaßt wird, in ein zu
einer externen Referenzspannung proportionales Signal
umsetzt und dieses Signal ausgibt, und mit einer Korrek
turschaltung, die so beschaffen ist, daß sie den Umset
zungsfehler durch die Verhältnismeßschaltung, der durch
den durch eine Erdungsverdrahtung fließenden Heizstrom
verursacht wird, korrigiert.
Wenn der durch den wärmeerzeugenden Widerstand fließende
Strom ansteigt, nimmt der Spannungsabfall über dem Ver
drahtungswiderstand entsprechend zu, wodurch das als
Referenzpotential für die Verhältnismeßschaltung dienende
Erdungspotential Vg höher als das als Referenzpotential
für eine Brennkraftmaschinen-Steuereinheit (ECU) dienende
Erdungspotential Vgnd wird. Daher nimmt die Verstärkungs
rate der Verhältnismeßschaltung ab, wodurch Fehler er
zeugt werden und die Genauigkeit der Ausgangssignale des
betreffenden Luftdurchflußmengenmessers abnimmt.
Wenn daher die Umsetzungsfehler in der Verhältnismeß
schaltung durch die Korrekturschaltung korrigiert werden,
wird eine Abnahme der Genauigkeit in den Ausgangssignalen
des Luftdurchflußmengenmessers verhindert.
Zweckmäßig enthält in dem Luftdurchflußmengenmesser nach
Anspruch 1 die Verhältnismeßschaltung eine Teilerschal
tung, die die externe Referenzspannung teilt, um eine
Eingangsspannung zu erhalten, sowie einen Multiplizierer
enthält, der die Eingangsspannung und das Luftdurchfluß
mengensignal als Eingangssignale empfängt und ein Aus
gangssignal als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung
ausgibt, wobei die Korrekturschaltung einen Korrekturwi
derstand enthält, der zur Teilerschaltung auf seiten des
Referenzpotentials in der Erdungsverdrahtung des Luft
durchflußmengenmessers in Serie geschaltet ist und einen
Spannungsabfall aufgrund des durch die Erdungsverdrahtung
fließenden Heizstroms korrigiert.
Zweckmäßig enthält in dem Luftdurchflußmengenmesser nach
Anspruch 1 die Verhältnismeßschaltung eine Teilerschal
tung, die die externe Referenzspannung teilt, um eine
Eingangsspannung zu erhalten, sowie einen Multiplizierer
enthält, der die Eingangsspannung und das Luftdurchfluß
mengensignal als Eingangssignale empfängt und ein Aus
gangssignal als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung
ausgibt, wobei die Korrekturschaltung einen Korrekturwi
derstand enthält, der zwischen den Teilungspunkt in der
Teilerschaltung, der die Spannung erzeugt, und den Ein
gangsanschluß des Multiplizierers, in den das Luftdurch
flußmengensignal eingegeben wird, geschaltet ist und
einen Spannungsabfall aufgrund des durch die Erdungsver
drahtung fließenden Heizstroms korrigiert.
Zweckmäßig enthält in dem Luftdurchflußmengenmesser nach
Anspruch 1 die Verhältnismeßschaltung eine Teilerschal
tung, die die externe Referenzspannung teilt, um eine
Eingangsspannung zu erhalten, sowie einen Multiplizierer
enthält, der die Eingangsspannung und das Luftdurchfluß
mengensignal als Eingangssignale empfängt und ein Aus
gangssignal als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung
ausgibt, wobei die Korrekturschaltung einen veränderli
chen Korrekturwiderstand, der zur Teilerschaltung auf
seiten des Referenzpotentials in der Erdungsverdrahtung
des Luftdurchflußmengenmessers in Serie geschaltet ist
und die Einstellung der Linearität der Ausgangssignale
des Luftdurchflußmengenmessers durch Ändern des Wider
standswerts ermöglicht, sowie eine Ausgangscharakteri
stik-Einstellschaltung enthält, die am Ausgangsanschluß
der Verhältnismeßschaltung angeordnet ist und ein Aus
gangssignal nach Einstellung der Ausgangscharakteristik
des Luftdurchflußmengenmessers ausgibt.
Zweckmäßig enthält in dem Luftdurchflußmengenmesser nach
Anspruch 1 die Verhältnismeßschaltung eine Teilerschal
tung, die die externe Referenzspannung teilt, um eine
Eingangsspannung zu erhalten, sowie einen Multiplizierer
enthält, der die Eingangsspannung und das Luftdurchfluß
mengensignal als Eingangssignale empfängt und ein Aus
gangssignal als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung
ausgibt, wobei die Korrekturschaltung einen veränderli
chen Korrekturwiderstand, der zwischen den Teilungspunkt
in der Teilerschaltung, der die Spannung erzeugt, und
einen Eingangsanschluß des Multiplizierers, in den das
Luftdurchflußmengensignal eingegeben wird, geschaltet ist
und die Einstellung der Linearität der Ausgangssignale
des Luftdurchflußmessers durch Ändern des Widerstands
werts ermöglicht, sowie eine Ausgangscharakteristik-Ein
stellschaltung enthält, die am Ausgangsanschluß der
Verhältnismeßschaltung angeordnet ist und ein Ausgangs
signal nach der Einstellung der Ausgangscharakteristik
des Luftdurchflußmessers ausgibt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut
lich beim Lesen der folgenden Beschreibung zweckmäßiger
Ausführungen, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug
nimmt; es zeigen:
Fig. 1-4 Schaltpläne eines Luftdurchflußmengenmessers
mit wärmeerzeugendem Widerstand des Typs mit
Verhältnismeßschaltung gemäß erster bis vier
ter Ausführungen der Erfindung; und
Fig. 5 den bereits erwähnten Schaltplan eines her
kömmlichen Luftdurchflußmengenmessers mit
wärmeerzeugendem Widerstand des Typs mit Ver
hältnismeßschaltung.
Fig. 1 ist ein schematischer Schaltplan eines Luftdurch
flußmengenmessers 40 mit wärmeerzeugendem Widerstand des
Typs der Verhältnismeßschaltung gemäß einer ersten Aus
führung der Erfindung. Der Unterschied dieses Luftdurch
flußmengenmessers 40 zu dem in Fig. 5 gezeigten herkömm
lichen Luftdurchflußmengenmesser 50 besteht im wesentli
chen aus einer Korrekturschaltung, die einen Korrekturwi
derstand 6 enthält, der zwischen dem Verbindungspunkt
eines Stromerfassungswiderstandes 1 mit einem festen
Widerstand 4 und einem Verdrahtungswiderstand 5 angeord
net ist, während der übrige Schaltungsaufbau der Ausfüh
rung von Fig. 1 mit demjenigen von Fig. 5 im wesentlichen
übereinstimmt.
Die Verhältnismeßschaltung 10 in den Fig. 1 und 5 enthält
Teilerschaltung, die durch die miteinander in Serie
geschalteten festen Widerstände 3 und 4 gebildet ist und
die externe Referenzspannung Vref teilt, sowie die Multi
pliziererschaltung 11. Der feste Widerstand 3 ist über
den festen Widerstand 4 und über die Erdungsverdrahtung
geerdet.
In einen der Eingangsanschlüsse der Multipliziererschal
tung 11 wird die Spannung V0, die die Spannung am Verbin
dungspunkt des wärmeerzeugenden Widerstands 2 und des
Stromerfassungswiderstandes 1 repräsentiert und als Aus
gangssignal des Operationsverstärkers 61 auftritt,
eingegeben, während in den anderen Eingangsanschluß der
Multipliziererschaltung 11 die durch die festen Wider
stände 3 und 4 geteilte Spannung Vex, d. h. die am Ver
bindungspunkt der festen Widerstände 3 und 4 auftretende
Spannung eingegeben wird. Das Eingangssignal der Multi
pliziererschaltung 11 wird zur ECU 20 als Ausgangssignal
Vout der Verhältnismeßschaltung 10 ausgegeben.
Der für die Korrektur verwendete Widerstand 6 ist mit der
Seite des Referenzpotentials der Erdungsverdrahtung,
d. h. mit dem Verbindungspunkt des festen Widerstands 4
mit dem Stromerfassungswiderstand 1 verbunden und über
den Erdungsverdrahtungswiderstand 5 geerdet. Daher wird
der durch die Erdungsverdrahtung verursachte Spannungsab
fall durch den für die Korrektur verwendeten Widerstand 6
kompensiert.
Daher wird in der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführung
der Erfindung durch die Bereitstellung der Korrektur
schaltung, die den Korrekturwiderstand 6 enthält, die das
Eingangssignal in die Multipliziererschaltung 11 reprä
sentierende Spannung (Vex-Vg) unabhängig von der Größe
des durch den wärmeerzeugenden Widerstand 2 fließenden
Heizstroms Ia konstantgehalten, wie im folgenden erläu
tert wird.
Unter der Annahme, daß das Potential zwischen dem
Stromerfassungswiderstand 1 und dem für die Korrektur
verwendeten Widerstand 6 durch Va gegeben ist, ist der
durch die festen Widerstände 3 und 4 fließende Strom
durch Ib gegeben, während die Widerstandswerte der Wider
stände 3, 4, 5 und 6 durch R3, R4, R5 bzw. R6 gegeben
sind, wobei der Strom Ib und das Potential Va durch die
beiden folgenden Gleichungen (4) bzw. (5) ausgedrückt
werden:
Ib = (Vref - Va)/(R3 + R4) (4)
Va = (R5 + R6)(Ia + Ib) (5).
Aus den obigen Gleichungen (4) und (5) können die beiden
folgenden Gleichungen (6) und (7) abgeleitet werden:
Va = (R5 + R6){(Ia + (Vref - Va)/(R3 + R4)} (6)
Va = (R5 + R6){(R3 + R4)Ia + Vref}/(R3 + R4 + R5 + R6) (7).
Wenn Va gemäß Gleichung (7) in die Gleichung (4) einge
setzt wird, wird die folgende Gleichung (8) erhalten:
Ib = Vref/(R3 + R4) - {1/(R3 + R4)}(R5 + R6) ×
{(R3 + R4)Ia + Vref}/(R3 + R4 + R5 + R6)
= Vref/(R3 + R4 + R5 + R6) - Vref (R5 + R6)/(R3 + R4 + R5 + R6) (8).
= Vref/(R3 + R4 + R5 + R6) - Vref (R5 + R6)/(R3 + R4 + R5 + R6) (8).
Wenn Vex-Vg unter Verwendung des Stroms Ib berechnet
wird, der durch die Gleichung (8) bestimmt ist, wird die
folgende Gleichung (9) erhalten:
Vex - Vg = R4 × Ib + R6(Ia + Ib) =
R6 × Ia + (R4 + R6)Ib =
R6 × Ia + (R6 + R4){Vref/(R3 + R4 + R5 + R6) - (R5 + R6)Ia/(R3 + R4 + R5 + R6)} =
(R4 + R6)Vref/(R3 + R4 + R5 + R6) + {R6(R3 + R4 + R5 + R6) - (R4 + R6) (R5 + R6)}Ia/(R3 + R4 + R5 + R6) =
(R4 + R6)Vref/(R3 + R4 + R5 + R6) + (R6 × R3 - R4 × R5)Ia/(R3 + R4 + R5 + R6) (9).
R6 × Ia + (R6 + R4){Vref/(R3 + R4 + R5 + R6) - (R5 + R6)Ia/(R3 + R4 + R5 + R6)} =
(R4 + R6)Vref/(R3 + R4 + R5 + R6) + {R6(R3 + R4 + R5 + R6) - (R4 + R6) (R5 + R6)}Ia/(R3 + R4 + R5 + R6) =
(R4 + R6)Vref/(R3 + R4 + R5 + R6) + (R6 × R3 - R4 × R5)Ia/(R3 + R4 + R5 + R6) (9).
Um daher Vex-Vg unabhängig von der Größe des Heizstroms
Ia konstant zu halten, muß die folgende Gleichung (10)
erfüllt sein:
R6 × R3 - R4 × R5 = 0 (10).
Falls nämlich der Widerstandswert R6 des Widerstandes 6
so gewählt ist, daß die folgende Gleichung (11) erfüllt
ist, ist die durch die obige Gleichung (10) ausgedrückte
Bedingung erfüllt:
R6 = R4 × R5/R3 (11).
Wie bisher erläutert worden ist, wird der Widerstandswert
(Vex-Vg), der einen der Eingänge der Multiplizierer
schaltung 11 darstellt, unabhängig von der Größe des
Heizstroms Ia konstantgehalten, da der Korrekturwider
stand 6 zwischen den Verbindungspunkt des mit dem anderen
Eingangsanschluß der Multipliziererschaltung 11 in der
Verhältnismeßschaltung 10 verbundenen festen Widerstandes
4 mit dem mit dem wärmeerzeugenden Widerstand 2 verbunde
nen Stromerfassungswiderstand 1 und den Verdrahtungswi
derstand 5 geschaltet ist und da der Widerstandswert R6
des für die Korrektur verwendeten Widerstands 6 so ge
wählt ist, daß er gleich (R4×R5/R3) ist, so daß ein
Luftdurchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem Widerstand
des Typs mit Verhältnismeßschaltung, der eine hochgenaue
Luftdurchflußmengenmessung ermöglicht, verwirklicht wird,
der nicht durch die Änderung des Erdungspotentials auf
grund des durch den wärmeerzeugenden Widerstand 2 flie
ßenden Stroms beeinflußt wird.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführung ist der für die
Korrektur verwendete diskrete Widerstand 6 mit der Er
dungsverdrahtung verbunden. Alternativ kann jedoch die
Erdungsverdrahtung verlängert sein, um den Widerstand des
Erdungsverdrahtens zu erhöhen und um den entsprechenden
Widerstandswert R6 zum ursprünglichen Verdrahtungswider
standswert zu addieren.
Fig. 2 ist ein schematischer Schaltplan eines Luftdurch
flußmengenmessers 40 mit wärmeerzeugendem Widerstand des
Typs mit Verhältnismeßschaltung gemäß einer zweiten
Ausführung der Erfindung. Der Unterschied dieses Luft
durchflußmengenmessers 40 gegenüber dem in Fig. 5 gezeig
ten herkömmlichen Luftdurchflußmengenmesser 50 besteht im
wesentlichen in der Bereitstellung einer Korrekturschal
tung, die einen Korrekturwiderstand 7 enthält, der zwi
schen dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 61
und dem Verbindungspunkt der festen Widerstände 3 und 4
angeordnet ist, während der übrige Schaltungsaufbau der
Ausführung nach Fig. 2 im wesentlichen mit demjenigen von
Fig. 5 übereinstimmt.
Durch die Bereitstellung des obenerwähnten Korrekturwi
derstandes 7 wird der das Eingangssignal für die Multi
pliziererschaltung 11 repräsentierende Spannungswert
Vex-Vg unabhängig von der Größe des durch den wärmeer
zeugenden Widerstand 2 fließenden Stroms konstantgehal
ten, wie im folgenden erläutert wird.
Unter der Annahme, daß der Widerstandswert des für die
Korrektur verwendeten Widerstandes 7 durch R7 gegeben ist
und die durch die festen Widerstände 3 und 4 und durch
den Korrekturwiderstand 7 fließenden Ströme durch IR3,
IR4 bzw. IR7 gegeben sind, ist der Strom IR4 durch die
folgende Gleichung (12) gegeben:
IR4 = IR3 + IR7 (12).
Aus der obigen Gleichung (12) wird die folgende Gleichung
(13) erhalten:
(Vex - Vg)/R4 =
(V0 - Vex)/R7 + (Vref - Vex)/R3 (13).
Aus der obigen Gleichung (13) wird die folgende Gleichung
(14) erhalten:
(1/R4 + 1/R7 + 1/R3)Vex =
Vg/R4 + V0/R7 + Vref/R3 (14).
Aus der obigen Gleichung (14) und der Beziehung
Vg=R5×Ia wird die folgende Gleichung (15) erhalten:
Vex - Vg = (R5 × Ia/R4 + V0/R7 + Vref/R3)/(1/R4 + 1/R7 + 1/R3) - R5 × Ia (15).
Da V0=(R1+R5)×Ia gilt, wird die folgende Gleichung
(16) erhalten:
Vex - Vg =
{Vref/R3 + (R1 + R5)Ia/R7 + R5 × Ia/R7 +
R5 × Ia/R4}/(1/R4 + 1/R7 + 1/R3) -
(1/R4 + 1/R7 + 1/R3)R5 × Ia/(1/R4 + 1/R7 + 1/R3)
= {Vref/R3 + (R1/R7 - R5/R3)Ia}/(1/R3 + 1/R4 + 1/R7) (16).
(1/R4 + 1/R7 + 1/R3)R5 × Ia/(1/R4 + 1/R7 + 1/R3)
= {Vref/R3 + (R1/R7 - R5/R3)Ia}/(1/R3 + 1/R4 + 1/R7) (16).
Um daher den durch die obige Gleichung (16) gegebenen
Spannungswert Vex-Vg unabhängig von der Größe des
Heizstroms Ia konstantzuhalten, muß die folgende Glei
chung (17) erfüllt sein:
R1/R7 - R5/R3 = 0 (17).
Falls der Widerstandswert R7 des Widerstandes 7 so ge
wählt ist, daß die folgende Gleichung (18) erfüllt ist,
ist die durch die Gleichung (17) ausgedrückte Bedingung
erfüllt:
R7 = R1 × R3/R5 (18).
Wie bisher erläutert worden ist, wird der Spannungswert
(Vex-Vg), der eines der Eingangssignale für die Multi
pliziererschaltung 11 repräsentiert, unabhängig von der
Größe des Heizstroms Ia konstantgehalten, da gemäß der
zweiten Ausführung der Erfindung der Korrekturwiderstand
7 zwischen den Verbindungspunkt der festen Widerstände 3
und 4 in der Verhältnismeßschaltung 10, d. h. zwischen
den Spannungsteilerpunkt der Referenzspannung Vref, und
den Ausgang des Operationsverstärkers 61 geschaltet ist
und da der Widerstandswert R7 für den Korrekturwiderstand
7 so gewählt ist, daß er gleich (R1×R3/R5) ist, wodurch
ein Luftdurchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem Wider
stand des Typs mit Verhältnismeßschaltung, der eine
hochgenaue Luftdurchflußmengenmessung ermöglicht, ge
schaffen wird, der nicht durch die Änderung des Erdungs
potentials aufgrund des durch den wärmeerzeugenden Wider
stand 2 fließenden Stroms beeinflußt wird.
Da ferner in der Ausführung nach Fig. 2 der Widerstands
wert des Korrekturwiderstandes 7 im Vergleich zu demjeni
gen des Korrekturwiderstandes 6 in der Ausführung nach
Fig. 1 groß ist, ist die Einstellung einfach.
Fig. 3 ist ein Schaltplan eines Luftdurchflußmengenmes
sers 4 mit wärmeerzeugendem Widerstand des Typs mit
Verhältnismeßschaltung gemäß einer dritten Ausführung der
Erfindung. Der Unterschied dieses Luftdurchflußmengenmes
sers 4 gegenüber dem in Fig. 5 gezeigten herkömmlichen
Luftdurchflußmengenmesser 50 besteht im wesentlichen in
der Bereitstellung einer Korrekturschaltung, die einen
veränderlichen Korrekturwiderstand 66 enthält, der zwi
schen den Verbindungspunkt eines Stromerfassungswider
standes 1 mit dem festen Widerstand 4 und den Verdrah
tungswiderstand 5 geschaltet ist, sowie in der Bereit
stellung einer Ausgangscharakteristik-Einstellschaltung,
die am Ausgangsanschluß der Verhältnismeßschaltung 10
angeordnet ist, während der übrige Schaltungsaufbau der
Ausführung nach Fig. 3 mit demjenigen von Fig. 5 im
wesentlichen übereinstimmt.
Die Ausgangscharakteristik-Einstellschaltung 30 enthält
einen Operationsverstärker 12 und Einstellwiderstände 8
und 9, wobei an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß
des Operationsverstärkers 12 ein Ausgangssignal der
Multipliziererschaltung 11 geliefert wird. Ferner ist der
invertierende Eingangsanschluß des Operationsverstärkers
12 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem veränderlichen
Widerstand 66 und dem Verdrahtungswiderstand 5 über den
Einstellwiderstand 8 verbunden. Weiterhin ist der Verbin
dungspunkt zwischen dem invertierenden Eingangsanschluß
des Operationsverstärkers 12 und dem Einstellwiderstand 8
mit dem Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 12
über den Einstellwiderstand 9 verbunden.
In der dritten Ausführung wird die Linearitätsstreuung
des Luftdurchflußmengenmessers 40 aufgrund der Charakte
ristik des wärmeerzeugenden Widerstandes 2 und des Ver
drahtungswiderstandes 5 unter Verwendung des veränderli
chen Widerstandes 66, der der Einstellung der Ausgangs
komponente der Multipliziererschaltung 11 dient, die
durch den Ausdruck zweiten Grades des Heizstroms Ia
bestimmt ist, korrigiert, durch die Einstellung des
veränderlichen Widerstandes 66 geht jedoch die konstante
Verstärkungsrate des Luftdurchflußmengenmessers als
Ganzes verloren, weshalb die Ausgangscharakteristik-Ein
stellschaltung 30 eingeführt wird, um die Verstär
kungsrate des Luftdurchflußmengenmessers konstantzuhal
ten.
Durch den veränderlichen Widerstand 66 wird die Ausgangs
linearität eingestellt, so daß (Vex-Vg), das das Ein
gangssignal in die Multipliziererschaltung 11 repräsen
tiert, konstantgehalten wird, ohne durch die Größe des
Heizstroms Ia beeinflußt zu werden, wobei durch Einstel
len der Widerstände 8 und 9 die Ausgangssteigung einge
stellt wird.
Wie bisher erläutert worden ist, wird der Spannungswert
(Vex-Vg), der eines der Eingangssignale in die Multi
pliziererschaltung 11 repräsentiert, unabhängig von der
Größe des Heizstroms Ia konstantgehalten und wird die
Verstärkungsrate durch die Ausgangscharakteristik-Ein
stellschaltung 30 eingestellt, da der für die Korrektur
verwendete veränderliche Widerstand 66 zwischen den
Verbindungspunkt des mit dem anderen Eingangsanschluß der
Multipliziererschaltung 11 in der Verhältnismeßschaltung
10 verbundenen festen Widerstandes 4 mit dem mit dem
wärmeerzeugenden Widerstand 2 verbundenen Stromerfas
sungswiderstand 1 und den Verdrahtungswiderstand 5 ge
schaltet ist, da die Ausgangscharakteristik-Einstell
schaltung 30 am Ausgangsanschluß der Verhältnismeßschal
tung 10 angeordnet ist und da der Widerstandswert des für
die Korrektur verwendeten veränderlichen Widerstandes 66
geeignet gewählt wird. Dadurch wird ein Luftdurchflußmen
genmesser mit wärmeerzeugendem Widerstand des Typs mit
Verhältnismeßschaltung, der eine hochgenaue Luftdurch
flußmengenmessung ermöglicht, geschaffen, der nicht durch
die Änderung des Erdungspotentials aufgrund des durch den
wärmeerzeugenden Widerstand 2 fließenden Stroms beein
flußt wird und bei dem ferner nicht die Gesamtausgangs
charakteristik beeinträchtigt wird.
Da gemäß der dritten Ausführung der Erfindung ferner die
Ausgangscharakteristik des Luftdurchflußmengenmessers
durch Einstellen der Ausgangskomponente, die durch den
Ausdruck zweiten Grades des Heizstroms Ia bestimmt ist,
eingestellt werden kann, kann der weitere Vorteil erhal
ten werden, daß selbst dann, wenn die Durchlaßkonfigura
tion des Luftdurchflußmengenmessers und seine Kombination
mit der ECU modifiziert werden, die Umsetzungscharakteri
stik für die Umsetzung der Ausgangsspannung vom Luft
durchflußmengenmesser 40 in die Luftdurchflußmenge, die
in der ECU gespeichert ist, unverändert verwendet werden
kann.
Fig. 4 ist ein Schaltplan eines Luftdurchflußmengenmes
sers 40 mit wärmeerzeugendem Widerstand des Typs mit
Verhältnismeßschaltung gemäß einer vierten Ausführung der
Erfindung. Der Unterschied dieses Luftdurchflußmengenmes
sers 40 gegenüber dem in Fig. 5 gezeigten herkömmlichen
Luftdurchflußmengenmesser 50 besteht im wesentlichen in
der Bereitstellung einer Korrekturschaltung, die einen
veränderlichen Korrekturwiderstand 77 enthält, der zwi
schen den Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 61
und den Verbindungspunkt der veränderlichen Widerstände 3
und 4 geschaltet ist, sowie in der Bereitstellung der
Ausgangscharakteristik-Einstellschaltung 30, die am
Ausgangsanschluß der Verhältnismeßschaltung 10 angeordnet
ist, während der übrige Schaltungsaufbau der Ausführung
nach Fig. 4 mit demjenigen nach Fig. 5 im wesentlichen
übereinstimmt.
Die Ausgangscharakteristik-Einstellschaltung 30 ist im
wesentlichen in der gleichen Weise wie in Fig. 3 gezeigt
beschaffen, ferner ist der Einstellwiderstand über den
Verdrahtungswiderstand 5 geerdet.
In der vierten Ausführung der Erfindung wird mit dem
veränderlichen Widerstand 77 die Ausgangskennlinie einge
stellt, so daß der das Eingangssignal in die Multiplizie
rerschaltung 11 repräsentierende Spannungswert (Vex-Vg)
konstantgehalten wird, ohne durch die Größe des Heiz
stroms Ia beeinflußt zu werden, ferner wird die Ausgangs
steigung durch die Einstellwiderstände 8 und 9 in der
Ausgangscharakteristik-Einstellschaltung 30 eingestellt,
wobei die Ausgangssignale an den oberen und unteren
Steuerpunkten unter Verwendung des veränderlichen Wider
standes 77 und der Ausgangscharakteristik-Einstellschal
tung 30 auf konstante Werte gesetzt werden.
Wie bisher erläutert worden ist, wird der Spannungswert
(Vex-Vg), der eines der Eingangssignale in die Multi
pliziererschaltung 11 repräsentiert, unabhängig von der
Größe des Heizstroms Ia konstantgehalten und wird die
Verstärkungsrate durch die Ausgangscharakteristik-Ein
stellschaltung 30 eingestellt, da der veränderliche
Korrekturwiderstand 77 zwischen den Ausgangsanschluß des
Operationsverstärkers 61 und den Verbindungspunkt der
festen Widerstände 3 und 4 geschaltet ist, da die Aus
gangscharakteristik-Einstellschaltung 30 am Ausgangsan
schluß der Verhältnismeßschaltung 10 angeordnet ist und
da der Widerstandswert des veränderlichen Korrekturwider
standes 77 geeignet gewählt wird. Dadurch wird ein Luft
durchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem Widerstand des
Typs mit Verhältnismeßschaltung, der eine hochgenaue
Luftdurchflußmengenmessung ermöglicht, geschaffen, der
nicht durch die Änderung des Erdungspotentials aufgrund
des durch den wärmeerzeugenden Widerstand 2 fließenden
Stroms beeinflußt wird und dessen Gesamtausgangscharakte
ristik nicht beeinträchtigt wird.
Wie erläutert worden ist, werden mit der Erfindung die
folgenden Vorteile erzielt.
Da die Eingangssignale in die Multipliziererschaltung in
der Verhältnismeßschaltung konstantgehalten werden kön
nen, ohne durch die Größe des Heizstroms beeinflußt zu
werden, wird ein Luftdurchflußmengenmesser mit wärmeer
zeugendem Widerstands des Typs mit Verhältnismeßschal
tung, der eine hochgenaue Luftdurchflußmengenmessung
ermöglicht, geschaffen, der nicht durch die Änderung des
Erdungspotentials aufgrund des durch den wärmeerzeugenden
Widerstand fließenden Stroms beeinflußt wird.
Da ferner die Eingangssignale in die Multipliziererschal
tung in der Verhältnismeßschaltung konstantgehalten
werden können, ohne durch die Größe des Heizstroms beein
flußt zu werden, und da ferner die Ausgangscharakteri
stik-Einstellschaltung am Ausgangsanschluß der Verhält
nismeßschaltung angeordnet ist, wird ein Luftdurchfluß
messer mit wärmeerzeugendem Widerstand des Typs mit
Verhältnismeßschaltung, der eine hochgenaue Luftdurch
flußmengenmessung ermöglicht, geschaffen, der nicht durch
die Änderung des Erdungspotentials aufgrund des durch den
wärmeerzeugenden Widerstand fließenden Stroms beeinflußt
wird und dessen Gesamtausgangscharakteristik nicht beein
trächtigt wird.
Außerdem kann durch die Bereitstellung des für die Kor
rektur verwendeten veränderlichen Widerstandes die Aus
gangscharakteristik des Luftdurchflußmengenmessers einge
stellt werden, indem die Ausgangskomponente der Multipli
ziererschaltung, die durch den Ausdruck zweiten Grades
des Heizstroms bestimmt ist, eingestellt wird. Es kann
der weitere Vorteil erzielt werden, daß selbst dann, wenn
etwa die Durchlaßkonfiguration des Luftdurchflußmengen
messers und seine Kombination mit der ECU modifiziert
werden, die Umsetzungscharakteristik für die Umsetzung
der Ausgangsspannung vom Luftdurchflußmengenmesser in die
Luftdurchflußmenge, die in der ECU gespeichert ist,
unverändert verwendet werden kann.
Claims (10)
1. Luftdurchflußmengenmesser mit wärmeerzeugendem
Widerstand (2), wobei der wärmeerzeugende Widerstand (2)
in einem Luftströmungsdurchlaß angeordnet ist und mit
einem Heizstrom (Ia) versorgt wird, um ihn auf eine
vorgegebene Temperatur zu erwärmen, mit
einer Verhältnismeßschaltung (10), die ein Luft durchflußmengensignal (V0), das anhand des Heizstroms (Ia) erfaßt wird, in ein zu einer externen Referenzspan nung (Vref) proportionales Signal umsetzt und dieses Signal ausgibt,
gekennzeichnet durch
eine Korrekturschaltung (6), die so beschaffen ist, daß sie den Umsetzungsfehler durch die Verhältnis meßschaltung (10), der durch den durch eine Erdungsver drahtung (5) fließenden Heizstrom (Ia) verursacht wird, korrigiert.
einer Verhältnismeßschaltung (10), die ein Luft durchflußmengensignal (V0), das anhand des Heizstroms (Ia) erfaßt wird, in ein zu einer externen Referenzspan nung (Vref) proportionales Signal umsetzt und dieses Signal ausgibt,
gekennzeichnet durch
eine Korrekturschaltung (6), die so beschaffen ist, daß sie den Umsetzungsfehler durch die Verhältnis meßschaltung (10), der durch den durch eine Erdungsver drahtung (5) fließenden Heizstrom (Ia) verursacht wird, korrigiert.
2. Luftdurchflußmengenmesser nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß
die Verhältnismeßschaltung (11) eine Teilerschal tung (3, 4), die die externe Referenzspannung (Vref) teilt, um eine Eingangsspannung (Vex) zu erhalten, sowie einen Multiplizierer (11) enthält, der die Eingangsspan nung (Vex) und das Luftdurchflußmengensignal (V0) als Eingangssignale empfängt und ein Ausgangssignal (Vout) als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung (10) aus gibt, und
die Korrekturschaltung einen Korrekturwiderstand (6) enthält, der zur Teilerschaltung (3, 4) auf seiten des Referenzpotentials in der Erdungsverdrahtung (5) des Luftdurchflußmengenmessers (4) in Serie geschaltet ist und einen Spannungsabfall aufgrund des durch die Erdungs verdrahtung (5) fließenden Heizstroms (Ia) korrigiert.
die Verhältnismeßschaltung (11) eine Teilerschal tung (3, 4), die die externe Referenzspannung (Vref) teilt, um eine Eingangsspannung (Vex) zu erhalten, sowie einen Multiplizierer (11) enthält, der die Eingangsspan nung (Vex) und das Luftdurchflußmengensignal (V0) als Eingangssignale empfängt und ein Ausgangssignal (Vout) als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung (10) aus gibt, und
die Korrekturschaltung einen Korrekturwiderstand (6) enthält, der zur Teilerschaltung (3, 4) auf seiten des Referenzpotentials in der Erdungsverdrahtung (5) des Luftdurchflußmengenmessers (4) in Serie geschaltet ist und einen Spannungsabfall aufgrund des durch die Erdungs verdrahtung (5) fließenden Heizstroms (Ia) korrigiert.
3. Luftdurchflußmengenmesser nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß
die Verhältnismeßschaltung (11) eine Teilerschal tung (3, 4), die die externe Referenzspannung (Vref) teilt, um eine Eingangsspannung (Vex) zu erhalten, sowie einen Multiplizierer (11) enthält, der die Eingangsspan nung (Vex) und das Luftdurchflußmengensignal (V0) als Eingangssignale empfängt und ein Ausgangssignal (Vout) als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung (10) aus gibt, und
die Korrekturschaltung einen Korrekturwiderstand (7) enthält, der zwischen den Teilungspunkt in der Tei lerschaltung (3, 4), der die Spannung (Vex) erzeugt, und den Eingangsanschluß des Multiplizierers (11), in den das Luftdurchflußmengensignal (V0) eingegeben wird, geschal tet ist und einen Spannungsabfall aufgrund des durch die Erdungsverdrahtung (5) fließenden Heizstroms (Ia) korri giert.
die Verhältnismeßschaltung (11) eine Teilerschal tung (3, 4), die die externe Referenzspannung (Vref) teilt, um eine Eingangsspannung (Vex) zu erhalten, sowie einen Multiplizierer (11) enthält, der die Eingangsspan nung (Vex) und das Luftdurchflußmengensignal (V0) als Eingangssignale empfängt und ein Ausgangssignal (Vout) als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung (10) aus gibt, und
die Korrekturschaltung einen Korrekturwiderstand (7) enthält, der zwischen den Teilungspunkt in der Tei lerschaltung (3, 4), der die Spannung (Vex) erzeugt, und den Eingangsanschluß des Multiplizierers (11), in den das Luftdurchflußmengensignal (V0) eingegeben wird, geschal tet ist und einen Spannungsabfall aufgrund des durch die Erdungsverdrahtung (5) fließenden Heizstroms (Ia) korri giert.
4. Luftdurchflußmengenmesser nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß
die Verhältnismeßschaltung (11) eine Teilerschal tung (3, 4), die die externe Referenzspannung (Vref) teilt, um eine Eingangsspannung (Vex) zu erhalten, sowie einen Multiplizierer (11) enthält, der die Eingangsspan nung (Vex) und das Luftdurchflußmengensignal (V0) als Eingangssignale empfängt und ein Ausgangssignal (Vout) als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung (10) aus gibt, und
die Korrekturschaltung einen veränderlichen Korrekturwiderstand (66), der zur Teilerschaltung (3, 4) auf seiten des Referenzpotentials in der Erdungsverdrah tung (5) des Luftdurchflußmengenmessers (40) in Serie geschaltet ist und die Einstellung der Linearität der Ausgangssignale des Luftdurchflußmengenmessers (40) durch Ändern des Widerstandswerts ermöglicht, sowie eine Aus gangscharakteristik-Einstellschaltung (30) enthält, die am Ausgangsanschluß der Verhältnismeßschaltung (10) angeordnet ist und ein Ausgangssignal nach Einstellung der Ausgangscharakteristik des Luftdurchflußmengenmessers (40) ausgibt.
die Verhältnismeßschaltung (11) eine Teilerschal tung (3, 4), die die externe Referenzspannung (Vref) teilt, um eine Eingangsspannung (Vex) zu erhalten, sowie einen Multiplizierer (11) enthält, der die Eingangsspan nung (Vex) und das Luftdurchflußmengensignal (V0) als Eingangssignale empfängt und ein Ausgangssignal (Vout) als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung (10) aus gibt, und
die Korrekturschaltung einen veränderlichen Korrekturwiderstand (66), der zur Teilerschaltung (3, 4) auf seiten des Referenzpotentials in der Erdungsverdrah tung (5) des Luftdurchflußmengenmessers (40) in Serie geschaltet ist und die Einstellung der Linearität der Ausgangssignale des Luftdurchflußmengenmessers (40) durch Ändern des Widerstandswerts ermöglicht, sowie eine Aus gangscharakteristik-Einstellschaltung (30) enthält, die am Ausgangsanschluß der Verhältnismeßschaltung (10) angeordnet ist und ein Ausgangssignal nach Einstellung der Ausgangscharakteristik des Luftdurchflußmengenmessers (40) ausgibt.
5. Luftdurchflußmengenmesser nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß
die Verhältnismeßschaltung (11) eine Teilerschal tung (3, 4), die die externe Referenzspannung (Vref) teilt, um eine Eingangsspannung (Vex) zu erhalten, sowie einen Multiplizierer (11) enthält, der die Eingangsspan nung (Vex) und das Luftdurchflußmengensignal (V0) als Eingangssignale empfängt und ein Ausgangssignal (Vout) als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung (10) aus gibt, und
die Korrekturschaltung einen veränderlichen Korrekturwiderstand (77), der zwischen den Teilungspunkt in der Teilerschaltung (3, 4), der die Spannung (Vex) erzeugt, und einen Eingangsanschluß des Multiplizierers (11), in den das Luftdurchflußmengensignal (V0) eingege ben wird, geschaltet ist und die Einstellung der Lineari tät der Ausgangssignale des Luftdurchflußmessers (40) durch Ändern des Widerstandswerts ermöglicht, sowie eine Ausgangscharakteristik-Einstellschaltung (30) enthält, die am Ausgangsanschluß der Verhältnismeßschaltung (10) angeordnet ist und ein Ausgangssignal nach der Einstel lung der Ausgangscharakteristik des Luftdurchflußmessers (40) ausgibt.
die Verhältnismeßschaltung (11) eine Teilerschal tung (3, 4), die die externe Referenzspannung (Vref) teilt, um eine Eingangsspannung (Vex) zu erhalten, sowie einen Multiplizierer (11) enthält, der die Eingangsspan nung (Vex) und das Luftdurchflußmengensignal (V0) als Eingangssignale empfängt und ein Ausgangssignal (Vout) als Ausgangssignal der Verhältnismeßschaltung (10) aus gibt, und
die Korrekturschaltung einen veränderlichen Korrekturwiderstand (77), der zwischen den Teilungspunkt in der Teilerschaltung (3, 4), der die Spannung (Vex) erzeugt, und einen Eingangsanschluß des Multiplizierers (11), in den das Luftdurchflußmengensignal (V0) eingege ben wird, geschaltet ist und die Einstellung der Lineari tät der Ausgangssignale des Luftdurchflußmessers (40) durch Ändern des Widerstandswerts ermöglicht, sowie eine Ausgangscharakteristik-Einstellschaltung (30) enthält, die am Ausgangsanschluß der Verhältnismeßschaltung (10) angeordnet ist und ein Ausgangssignal nach der Einstel lung der Ausgangscharakteristik des Luftdurchflußmessers (40) ausgibt.
6. Luftdurchflußmengenmesser, mit
einem wärmeerzeugenden Widerstand (2), der in einem Luftströmungsdurchlaß angeordnet ist und so be schaffen ist, daß er mit einem Heizstrom (Ia) versorgt wird, um ihn auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten,
einem Stromerfassungswiderstand (1) zum Erfassen des durch den wärmeerzeugenden Widerstand (2) fließenden Heizstroms (Ia), wobei der Stromerfassungswiderstand (1) mit dem wärmeerzeugenden Widerstand (2) auf seiten des niedrigeren Potentials in Serie geschaltet ist;
einem ersten Operationsverstärker (66), wovon der nichtinvertierende Eingangsanschluß mit dem Verbindungs punkt zwischen dem wärmeerzeugenden Widerstand (2) und dem Stromerfassungswiderstand (1) verbunden ist und wovon der invertierende Eingangsanschluß mit seinem Ausgangsan schluß verbunden ist, so daß der erste Operationsverstär ker (66) eine verstärkte Ausgangssignalspannung (V0) ausgibt, die dem Heizstrom (Ia) entspricht und die eine Durchflußmenge der durch den Luftströmungsdurchlaß strö menden Luft repräsentiert, und
einer Verhältnismeßschaltung (10), die eine Multipliziererschaltung (11) und eine Reihenschaltung aus einem ersten festen Widerstand (3), der auf seiten des höheren Potentials angeordnet ist, und einem zweiten festen Widerstand (4), der auf seiten des niedrigeren Potentials angeordnet ist, enthält, wobei die Serien schaltung aus dem ersten und dem zweiten festen Wider stand (3, 4) zwischen eine externe Referenzspannung (Vref) und eine Erdungsverdrahtung (5) geschaltet ist, wobei der Verbindungspunkt zwischen den ersten und zwei ten festen Widerständen (3, 4) der Serienschaltung mit einem der beiden Anschlüsse der Multipliziererschaltung (11) verbunden ist und der andere Anschluß der Multipli ziererschaltung (11) mit dem Ausgangsanschluß des ersten Operationsverstärkers (66), der die verstärkte Ausgangs signalspannung (V0) ausgibt, verbunden ist, gekennzeichnet durch
eine Korrekturschaltung (6), die mit der Verhält nismeßschaltung (10) gekoppelt ist und Umsetzungsfehler kompensiert, die in die Verhältnismeßschaltung (10) aufgrund der Änderung des Spannungsabfalls über der Erdungsverdrahtung (5), die durch den hindurchfließenden Heizstrom (Ia) verursacht wird, eingeführt werden.
einem wärmeerzeugenden Widerstand (2), der in einem Luftströmungsdurchlaß angeordnet ist und so be schaffen ist, daß er mit einem Heizstrom (Ia) versorgt wird, um ihn auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten,
einem Stromerfassungswiderstand (1) zum Erfassen des durch den wärmeerzeugenden Widerstand (2) fließenden Heizstroms (Ia), wobei der Stromerfassungswiderstand (1) mit dem wärmeerzeugenden Widerstand (2) auf seiten des niedrigeren Potentials in Serie geschaltet ist;
einem ersten Operationsverstärker (66), wovon der nichtinvertierende Eingangsanschluß mit dem Verbindungs punkt zwischen dem wärmeerzeugenden Widerstand (2) und dem Stromerfassungswiderstand (1) verbunden ist und wovon der invertierende Eingangsanschluß mit seinem Ausgangsan schluß verbunden ist, so daß der erste Operationsverstär ker (66) eine verstärkte Ausgangssignalspannung (V0) ausgibt, die dem Heizstrom (Ia) entspricht und die eine Durchflußmenge der durch den Luftströmungsdurchlaß strö menden Luft repräsentiert, und
einer Verhältnismeßschaltung (10), die eine Multipliziererschaltung (11) und eine Reihenschaltung aus einem ersten festen Widerstand (3), der auf seiten des höheren Potentials angeordnet ist, und einem zweiten festen Widerstand (4), der auf seiten des niedrigeren Potentials angeordnet ist, enthält, wobei die Serien schaltung aus dem ersten und dem zweiten festen Wider stand (3, 4) zwischen eine externe Referenzspannung (Vref) und eine Erdungsverdrahtung (5) geschaltet ist, wobei der Verbindungspunkt zwischen den ersten und zwei ten festen Widerständen (3, 4) der Serienschaltung mit einem der beiden Anschlüsse der Multipliziererschaltung (11) verbunden ist und der andere Anschluß der Multipli ziererschaltung (11) mit dem Ausgangsanschluß des ersten Operationsverstärkers (66), der die verstärkte Ausgangs signalspannung (V0) ausgibt, verbunden ist, gekennzeichnet durch
eine Korrekturschaltung (6), die mit der Verhält nismeßschaltung (10) gekoppelt ist und Umsetzungsfehler kompensiert, die in die Verhältnismeßschaltung (10) aufgrund der Änderung des Spannungsabfalls über der Erdungsverdrahtung (5), die durch den hindurchfließenden Heizstrom (Ia) verursacht wird, eingeführt werden.
7. Luftdurchflußmengenmesser nach Anspruch 6, da
durch gekennzeichnet, daß
die Korrekturschaltung einen dritten Widerstand
(6) enthält, der mit der Erdungsverdrahtung (5) auf
seiten des niedrigeren Potentials des zweiten festen
Widerstandes (4) in der Serienschaltung verbunden ist.
8. Luftdurchflußmengenmesser nach Anspruch 6, da
durch gekennzeichnet, daß
die Korrekturschaltung einen dritten Widerstand
(7) enthält, der zwischen die beiden Eingangsanschlüsse
der Multipliziererschaltung (11) geschaltet ist.
9. Luftdurchflußmengenmesser nach Anspruch 7, ge
kennzeichnet durch
eine Ausgangscharakteristik-Einstellschaltung
(30), die einen zweiten Operationsverstärker (12) ent
hält, wovon der nichtinvertierende Eingangsanschluß an
den Ausgangsanschluß der Multipliziererschaltung (11)
angeschlossen ist und wovon der invertierende Eingangsan
schluß über einen ersten veränderlichen Einstellwider
stand (8) an die Erdungsverdrahtung (5) angeschlossen ist
und außerdem über einen zweiten veränderlichen Einstell
widerstand (9) an seinen Ausgangsanschluß angeschlossen
ist, wobei der dritte Widerstand ein veränderlicher
Widerstand (66) ist.
10. Luftdurchflußmengenmesser nach Anspruch 8, ge
kennzeichnet durch
eine Ausgangscharakteristik-Einstellschaltung
(30), die einen zweiten Operationsverstärker (12) ent
hält, wovon der nichtinvertierende Eingangsanschluß an
den Ausgangsanschluß der Multipliziererschaltung (11)
angeschlossen ist und wovon der invertierende Eingangsan
schluß über einen ersten veränderlichen Einstellwider
stand (8) an die Erdungsverdrahtung (5) angeschlossen ist
und außerdem über einen zweiten veränderlichen Einstell
widerstand (9) an seinen Ausgangsanschluß angeschlossen
ist, wobei der dritte Widerstand ein veränderlicher
Widerstand (77) ist.
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