JPH07139985A - Thermal air flow measuring instrument - Google Patents
Thermal air flow measuring instrumentInfo
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- JPH07139985A JPH07139985A JP5289432A JP28943293A JPH07139985A JP H07139985 A JPH07139985 A JP H07139985A JP 5289432 A JP5289432 A JP 5289432A JP 28943293 A JP28943293 A JP 28943293A JP H07139985 A JPH07139985 A JP H07139985A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は流路管中を流れる気体、
例えば空気の流量を測定する気体流量測定装置に関し、
特に本発明では空気流中に配設されて感温抵抗体の両端
電圧を検出しエアフロメータ用制御回路内にてこれを演
算処理する熱式空気流量測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a gas flowing in a flow pipe,
For example, regarding a gas flow rate measuring device that measures the flow rate of air,
In particular, the present invention relates to a thermal air flow rate measuring device which is disposed in an air flow and detects the voltage across the temperature sensitive resistor and performs arithmetic processing on this voltage in an air flow meter control circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より車両用エンジンにおいては、エ
ンジンに吸入される空気量に対応した燃料量をエンジン
に供給するようにこの空気量を測定するための空気流量
測定装置が搭載されている。この空気流量測定装置に用
いられている熱式流量計は発熱抵抗体と空気間の伝熱現
象を利用しおり質量流量が精度よく得られる（温度・圧
力等による補正が必要ない）ため、エンジン制御システ
ムに広く採用されている。しかし、エンジンの吸入空気
温度は−３０°Ｃから１００°Ｃまで変化し得るため高
精度なエンジン制御を行おうとした際に、吸入空気温度
の検出が必要となる。そのため、独立した温度センサー
を取り付けることが可能であるが、これでは高価になる
という問題がある。このような問題を解決する方法とし
て発熱抵抗体と温度補償用抵抗体及び固定抵抗体ととも
にホイートストンブリッジを構成して流量検出信号の他
に発熱抵抗体の抵抗値に比例する電圧を検知し演算処理
することにより流体温度を検知するようにしたものがあ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, an engine for a vehicle is equipped with an air flow rate measuring device for measuring the amount of air so that a fuel amount corresponding to the amount of air taken into the engine is supplied to the engine. The thermal type flow meter used in this air flow rate measuring device utilizes the heat transfer phenomenon between the heating resistor and the air, and the mass flow rate can be obtained accurately (no correction due to temperature, pressure, etc.) Widely used in the system. However, the intake air temperature of the engine can change from −30 ° C. to 100 ° C. Therefore, it is necessary to detect the intake air temperature when attempting highly accurate engine control. Therefore, it is possible to attach an independent temperature sensor, but this has a problem that it becomes expensive. As a method of solving such a problem, a Wheatstone bridge is configured with a heating resistor, a temperature compensating resistor, and a fixed resistor to detect a voltage proportional to the resistance value of the heating resistor in addition to the flow rate detection signal and perform arithmetic processing. There is a device in which the fluid temperature is detected by doing so.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記熱
式空気流量測定装置では発熱抵抗体の抵抗値に比例した
電圧と発熱抵抗体に接続した固定抵抗の両端電圧をＡ／
Ｄ変換器（Analog to Digital Converter)を介してマイ
クロコンピュータに取り込んだ後、演算処理により流量
と流体温度を検知できるが、発熱抵抗体の両端電圧は個
々の製品によりバラツキがあり、その都度マイクロコン
ピュータでの定数変更が必要となり生産性が悪いという
問題がある。また、発熱抵抗体の両端電圧変化が小さく
増幅せずにＡ／Ｄ変換すると変換誤差が大きく精度が悪
いという問題がある。However, in the above thermal type air flow rate measuring device, the voltage proportional to the resistance value of the heating resistor and the voltage across the fixed resistor connected to the heating resistor are A /
The flow rate and fluid temperature can be detected by arithmetic processing after being taken into the microcomputer via the D converter (Analog to Digital Converter), but the voltage across the heating resistor varies depending on the individual product, and the microcomputer changes each time. There is a problem that productivity is poor because constants need to be changed in. In addition, there is a problem that a change in voltage across the heating resistor is small and A / D conversion is performed without amplification, resulting in a large conversion error and poor accuracy.
【０００４】したがって、本発明は、上記問題点に鑑
み、生産、検出精度、コストを悪化させることなく、吸
気流量のみならず吸気温度をも同時に検知できる熱式空
気流量測定装置を提供することを目的とする。Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a thermal air flow rate measuring device capable of simultaneously detecting not only the intake air flow rate but also the intake air temperature without deteriorating the production, the detection accuracy and the cost. To aim.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、空気流体中に配設されかつ加熱電流が
流される発熱抵抗体と、空気流体の温度に応じて抵抗値
が変化し発熱抵抗体との温度差が一定となるように制御
を行うための温度補償用抵抗体とからなるホイートスト
ンブリッジを有する熱式空気流量測定装置において、前
記ホイートストンブリッジ内の感温抵抗体の抵抗値に比
例した電圧と感温抵抗体に接続した固体抵抗の両端電圧
との比から空気流体温度に対応する空気流体温度電圧を
求める演算回路と、前記空気流体温度電圧についてその
ばらつきを防止するために調整できかつＡ／Ｄ変換可能
範囲を適正にするために増幅する出力回路とを備える。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a heating resistor which is arranged in an air fluid and through which a heating current flows, and a resistance value which varies depending on the temperature of the air fluid. In a thermal air flow measuring device having a Wheatstone bridge consisting of a temperature compensating resistor for controlling so that the temperature difference between the heating resistor and the heating resistor changes, a temperature sensitive resistor in the Wheatstone bridge An arithmetic circuit for obtaining the air fluid temperature voltage corresponding to the air fluid temperature from the ratio of the voltage proportional to the resistance value and the voltage across both ends of the solid resistance connected to the temperature sensitive resistor, and preventing variations in the air fluid temperature voltage. Therefore, an output circuit that can be adjusted and that amplifies in order to make the A / D convertible range appropriate is provided.
【０００６】[0006]
【作用】本発明の熱式空気流量測定装置によれば、従来
回路に演算回路を追加することにより空気流体の流量の
みならず空気流体の温度をも同時に検知でき、空気流体
の流量及び温度に対応する電圧変動を防止できることに
より発熱抵抗体、温度補償抵抗体等の製品のばらつきに
ついてマイクロコンピュータでの従来のような処理が不
要となり、生産性が向上し、空気流体の流量及び温度に
対応する電圧についてＡ／Ｄ変換可能範囲を適正にでき
そのゼロ・スパン調整ができ、変換誤差が向上する。According to the thermal air flow rate measuring device of the present invention, by adding an arithmetic circuit to the conventional circuit, not only the flow rate of the air fluid but also the temperature of the air fluid can be detected at the same time. Preventing corresponding voltage fluctuations eliminates the need for conventional microcomputer processing for product variations such as heating resistors and temperature compensating resistors, improving productivity and responding to air fluid flow rate and temperature. With respect to the voltage, the A / D convertible range can be properly adjusted, and the zero span can be adjusted, and the conversion error is improved.
【０００７】[0007]
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１は本発明の実施例に係る熱式空気流量測
定装置の回路を示す図である。本図に示すように、熱式
空気流量測定装置の回路において車載バッテリからの端
子は貫通コンデンサ５４を通過して、パワートランジス
タ６１のコレクタ端子に接続されている。センサ５７
０、５８０は空気流中に配設される感温抵抗体であり、
ほぼ同一抵抗値である。このセンサ５７０は発熱抵抗体
として加熱電流が流され、センサ５８０は温度補償用抵
抗体として空気流の温度に応じて温度が変化しセンサ５
７０の発熱抵抗体との温度差が一定になるように制御を
行うのに用いられる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a circuit of a thermal type air flow rate measuring device according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the circuit of the thermal air flow measuring device, the terminal from the vehicle-mounted battery passes through the feedthrough capacitor 54 and is connected to the collector terminal of the power transistor 61. Sensor 57
0 and 580 are temperature-sensitive resistors arranged in the air flow,
The resistance values are almost the same. The sensor 570 is a heating resistor to which a heating current is applied, and the sensor 580 is a temperature compensating resistor to change the temperature according to the temperature of the air flow.
It is used to perform control so that the temperature difference between the heating resistor 70 and the heating resistor is constant.
【０００８】第１の固定抵抗器８０はセンサ５７０に流
れる電流を電圧に変換して検出する。分圧抵抗器８１及
び８２はセンサ５７０の両端電圧を分圧するための分圧
回路を構成する。第２の固定抵抗器８３及び第３の固定
抵抗器８４は直列接続されセンサ５８０に流れる電流を
電圧に変換して検出する。分圧抵抗器８５及び８６は基
準電圧源８９の出力電圧ＶＲを分圧するための分圧回路
を構成する。熱式空気流量測定装置の回路にはオペアン
プ９０、９１、及び９２が設けられる。オペアンプ９０
の出力端子は、パワートランジスタ６１のベースに接続
されている。また、オペアンプ９１の出力端子は、オペ
アンプ９１の反転入力端子に接続されており、ボルテー
ジフォロワ回路となっている。本図に示される回路にお
いて、オペアンプ９０、９１と８０〜８４及び５０、５
１、５２、５３、６１、５７０、５８０の素子で構成さ
れる回路がホイートストンブリッジ回路及びその制御回
路１である。そして、オペアンプ９２と、８５〜８９の
素子で構成される回路がホイートストンブリッジ回路及
び制御回路１から流量と相関をもった電圧として検出さ
れる電圧Ｖ１を増幅し出力電圧ＶＧを出力するための第
１の出力回路２である。The first fixed resistor 80 converts the current flowing through the sensor 570 into a voltage and detects it. The voltage dividing resistors 81 and 82 form a voltage dividing circuit for dividing the voltage across the sensor 570. The second fixed resistor 83 and the third fixed resistor 84 are connected in series and convert the current flowing through the sensor 580 into a voltage for detection. The voltage dividing resistors 85 and 86 form a voltage dividing circuit for dividing the output voltage VR of the reference voltage source 89. Operational circuits 90, 91, and 92 are provided in the circuit of the thermal air flow measuring device. Operational amplifier 90
The output terminal of is connected to the base of the power transistor 61. Further, the output terminal of the operational amplifier 91 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 91 to form a voltage follower circuit. In the circuit shown in the figure, operational amplifiers 90, 91 and 80 to 84 and 50, 5
A circuit composed of the elements 1, 52, 53, 61, 570 and 580 is the Wheatstone bridge circuit and its control circuit 1. Then, a circuit configured by the operational amplifier 92 and the elements 85 to 89 amplifies the voltage V1 detected as a voltage having a correlation with the flow rate from the Wheatstone bridge circuit and the control circuit 1 and outputs the output voltage VG. 1 is the output circuit 2.
【０００９】さらに、オペアンプ９５と掛け算器９６及
び９３、９４、９７の素子はこれらがホイートストンブ
リッジ回路及び制御回路１から吸気温度と相関をもった
電圧として検出される電圧比Ｖ３／Ｖ１を出力するため
の割り算回路３を構成する。そして、オペアンプ１０３
と、９８から１０２の素子で構成される回路は、割り算
回路３から吸気温度と相関をもった電圧として検出され
る電圧Ｖ６を増幅し吸気温度信号ＶT を出力するための
第２の出力回路４である。以下に本実施例の動作を説明
する。Further, the operational amplifier 95 and the elements of the multipliers 96 and 93, 94 and 97 output the voltage ratio V3 / V1 detected as a voltage correlated with the intake air temperature from the Wheatstone bridge circuit and the control circuit 1. The division circuit 3 for Then, the operational amplifier 103
And a circuit composed of 98 to 102 elements is a second output circuit 4 for amplifying the voltage V6 detected as a voltage correlated with the intake air temperature from the division circuit 3 and outputting the intake air temperature signal VT. Is. The operation of this embodiment will be described below.
【００１０】図１において、まずホイートストンブリッ
ジ回路及び制御回路１について説明する。ここで、図中
のＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、ＶＧはその記号の付してあ
る部分の電圧を示してある。センサ５７０及び５８０を
含むブリッジ回路に電圧が印加されると、オペアンプ９
０の非反転入力端子にはＶ１、反転入力端子には電圧Ｖ
２が発生する。ここで、電圧Ｖ１＞Ｖ２となっていると
き、オペアンプ９０の出力電圧Ｖ４は上昇する。する
と、パワートランジスタ６１のエミッタ電圧Ｖ３も上昇
する。この電圧Ｖ３の上昇によって、センサ５７０を流
れる電流は上昇し、センサ５７０の温度は上昇する。こ
の結果、センサ５７０の抵抗値は上昇し、電圧Ｖ１は低
下する。Referring first to FIG. 1, the Wheatstone bridge circuit and the control circuit 1 will be described. Here, V1, V2, V3, V4, and VG in the drawing indicate the voltages of the parts with the symbols. When a voltage is applied to the bridge circuit including the sensors 570 and 580, the operational amplifier 9
0 is non-inverting input terminal is V1, and inverting input terminal is voltage V
2 occurs. Here, when the voltage V1> V2, the output voltage V4 of the operational amplifier 90 rises. Then, the emitter voltage V3 of the power transistor 61 also rises. Due to this rise in voltage V3, the current flowing through sensor 570 rises and the temperature of sensor 570 rises. As a result, the resistance value of the sensor 570 increases and the voltage V1 decreases.
【００１１】電圧Ｖ１が低下し、Ｖ１＜Ｖ２となると、
オペアンプ９０の出力電圧Ｖ４は低下する。このため、
パワートランジスタ６１のエミッタ電圧Ｖ３も低下す
る。この電圧Ｖ３の低下によって、センサ５７０を流れ
る電流は低下し、センサ５７０の温度は低下する。この
結果、センサ５７０の抵抗値は低下し、電圧Ｖ１は上昇
する。そして、再びＶ１＞Ｖ２となると、上記制御を実
行する。When the voltage V1 drops and V1 <V2,
The output voltage V4 of the operational amplifier 90 decreases. For this reason,
The emitter voltage V3 of the power transistor 61 also drops. Due to the decrease in the voltage V3, the current flowing through the sensor 570 decreases, and the temperature of the sensor 570 decreases. As a result, the resistance value of the sensor 570 decreases and the voltage V1 increases. Then, when V1> V2 again, the above control is executed.
【００１２】このように、オペアンプ９０の出力Ｖ４
が、Ｖ１＝Ｖ２となるようにパワートランジスタ６１を
制御する。ここで、センサ５８０は自己発熱しないよう
にそこに加わる電圧が調整されている。つまり、センサ
５８０の両端に加わる電圧は、センサ５７０の両端に加
わる電圧（Ｖ３−Ｖ１）の数分の一程度となるように設
定している。これによって、センサ５８０の温度が、流
量計内を流れる空気の温度とほぼ等しくなり、センサ５
８０は温度測定用として使用される。In this way, the output V4 of the operational amplifier 90 is
Controls the power transistor 61 so that V1 = V2. Here, the voltage applied to the sensor 580 is adjusted so as not to heat itself. That is, the voltage applied to both ends of the sensor 580 is set to be a fraction of the voltage (V3-V1) applied to both ends of the sensor 570. As a result, the temperature of the sensor 580 becomes substantially equal to the temperature of the air flowing in the flow meter, and the sensor 5
80 is used for temperature measurement.
【００１３】一方、センサ５７０に流れる加熱電流を
Ｉ、センサ５７０の抵抗値をＲＨとすると、センサ５７
０はＩ2 ・ＲＨの電力を消費し、発熱する。この発熱電
力Ｉ2・ＲＨは空気流路を流れる空気に放熱されるの
で、この流路を流れる吸気流量が多いか、少ないかによ
って空気に奪われる熱量が変化してくる。このため、空
気量に応じて温度が変化し、抵抗値ＲＨも変化しようと
するが、センサ５７０の抵抗値ＲＨが変わらないように
オペアンプ９０がパワートランジスタ６１からの通電量
を制御する。つまり、空気流量に応じて加熱電流Ｉを変
化させることにより、Ｉ2 ・ＲＨを変化させＲＨが常に
所定抵抗値になるように制御される。On the other hand, when the heating current flowing through the sensor 570 is I and the resistance value of the sensor 570 is RH, the sensor 57
0 consumes the electric power of I 2 · RH and generates heat. Since this heat generation power I 2 RH is radiated to the air flowing through the air flow path, the amount of heat taken by the air changes depending on whether the intake flow rate flowing through this flow path is large or small. Therefore, although the temperature changes according to the amount of air and the resistance value RH also tries to change, the operational amplifier 90 controls the amount of electricity supplied from the power transistor 61 so that the resistance value RH of the sensor 570 does not change. That is, by changing the heating current I according to the air flow rate, I 2 · RH is changed and RH is controlled so as to always have a predetermined resistance value.
【００１４】したがって、この加熱電流Ｉは空気流量に
相関を持った値となり、電流検出抵抗８０によって電圧
Ｖ１に変換され、出力される。次に第１の出力回路２に
ついて説明する。第１の出力回路２は、前述のように、
オペアンプ９２、抵抗８５から８８、電源８９で構成さ
れている。第１の出力回路２はホイートストンブリッジ
回路及び制御回路１から流量に相関をもった電圧Ｖ１を
オペアンプ９２の非反転入力し、抵抗８７、８８によっ
て決定される増幅度によって電圧Ｖ１を増幅する。さら
に、抵抗８５、８６によって電圧源８９の出力電圧ＶＲ
を分圧し、この分圧された電圧Ｖ５と抵抗８７、８８の
比との積によって得られる電圧が、上記増幅された電圧
から差し引かれる。そして、この差し引かれた電圧値が
出力電圧ＶＧとして出力される。Therefore, the heating current I has a value correlated with the air flow rate, converted into the voltage V1 by the current detection resistor 80, and output. Next, the first output circuit 2 will be described. The first output circuit 2 is, as described above,
It is composed of an operational amplifier 92, resistors 85 to 88, and a power supply 89. The first output circuit 2 inputs the voltage V1 correlated with the flow rate from the Wheatstone bridge circuit and the control circuit 1 to the non-inverting input of the operational amplifier 92, and amplifies the voltage V1 by the amplification degree determined by the resistors 87 and 88. Further, the output voltage VR of the voltage source 89 is set by the resistors 85 and 86.
Is divided, and the voltage obtained by the product of the divided voltage V5 and the ratio of the resistors 87 and 88 is subtracted from the amplified voltage. Then, the subtracted voltage value is output as the output voltage VG.
【００１５】上記に示されるように、第１の出力回路２
は電圧増幅作用を有する。また、この第１の出力回路２
は、個々の製品に固有のＶＩのばらつきをなくすること
ができるように、Ｖ５及び抵抗８７、８８の抵抗値を調
整可能となっている。これによって、出力電圧ＶＧをＡ
／Ｄ変化するＡ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換可能範囲に合わ
せた出力電圧（ゼロ・スパン調整された）を出力するこ
とができ、Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換可能範囲を無駄な
く使ってＡ／Ｄ変換時のビット誤差を小さくしている。As indicated above, the first output circuit 2
Has a voltage amplification function. In addition, this first output circuit 2
Can adjust the resistance values of V5 and the resistors 87 and 88 so as to eliminate the variation of VI unique to each product. As a result, the output voltage VG is
The output voltage (zero / span adjusted) that matches the A / D convertible range of the A / D converter that changes / D can be output, and the A / D convertible range of the A / D converter is wasted. Used to reduce the bit error during A / D conversion.
【００１６】次に割り算回路３について説明する。割り
算回路３は、前述のように、オペアンプ９５と、掛け算
器９６と、抵抗９３、９４、電源９７で構成されてい
る。この割り算回路３はホイートストンブリッジ回路及
び制御回路１からの電圧Ｖ１及び電圧Ｖ３を抵抗値９
３、９４によって決定される増幅度によって、Ｖ３／Ｖ
１を増幅する。抵抗９３、９４の抵抗値をＲ１、Ｒ２と
すると、割り算回路３の出力Ｖ６＝（Ｒ２／Ｒ１）×
（Ｖ３／Ｖ１）として出力される。Next, the division circuit 3 will be described. As described above, the division circuit 3 includes the operational amplifier 95, the multiplier 96, the resistors 93 and 94, and the power supply 97. The division circuit 3 uses the voltage V1 and the voltage V3 from the Wheatstone bridge circuit and the control circuit 1 as a resistance value 9
V3 / V, depending on the degree of amplification determined by 3, 94
Amplify 1. When the resistance values of the resistors 93 and 94 are R1 and R2, the output of the division circuit 3 is V6 = (R2 / R1) ×
It is output as (V3 / V1).
【００１７】次に第２の出力回路４について説明する。
第２の出力回路４は、前述のように、オペアンプ１０３
と抵抗９８から１０１、電源１０２で構成される。この
第２の出力回路４は割り算回路３から吸気温度に相関を
もった電圧Ｖ６をオペアンプ１０３の非反転入力端子に
入力し、抵抗１００、１０１に決定される増幅度によっ
て電圧Ｖ６を増幅する。さらに、抵抗９８、９９によっ
て電圧源１０２の出力電圧ＶＲを分圧し、この分圧され
た電圧Ｖ７と抵抗１００、１０１の比との積によって得
られる電圧が、上記の増幅された電圧から差し引かれ
る。そして、この差し引かれた電圧値が出力電圧Ｖt と
して出力される。Next, the second output circuit 4 will be described.
The second output circuit 4 is connected to the operational amplifier 103 as described above.
And resistors 98 to 101 and a power supply 102. The second output circuit 4 inputs the voltage V6 correlated with the intake air temperature from the division circuit 3 to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 103, and amplifies the voltage V6 by the amplification degree determined by the resistors 100 and 101. Further, the output voltage VR of the voltage source 102 is divided by the resistors 98 and 99, and the voltage obtained by the product of the divided voltage V7 and the ratio of the resistors 100 and 101 is subtracted from the amplified voltage. . Then, the subtracted voltage value is output as the output voltage Vt.
【００１８】上記に示されるように、第２の出力回路４
は、電圧増幅作用を有する。また、この第２の出力回路
４の、個々の製品に固有のＶ６のばらつきをなくすこと
ができるように、Ｖ７及び抵抗１００、１０１の抵抗値
を調整可能となっている。これによって、出力電圧ＶT
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換可能範囲に
合わせた出力電圧（ゼロ・スパン調整された）を出力す
ることができ、Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換範囲を無駄な
く使ってＡ／Ｄ変換時のビット誤差を小さくしている。As indicated above, the second output circuit 4
Has a voltage amplification function. Further, the resistance value of V7 and the resistances of the resistors 100 and 101 can be adjusted so that the variation of V6 peculiar to each product of the second output circuit 4 can be eliminated. As a result, the output voltage VT
It is possible to output an output voltage (zero / span adjusted) that matches the A / D convertible range of the A / D converter that performs A / D conversion on the A / D converter, and to change the A / D conversion range of the A / D converter. It is used without waste to reduce the bit error during A / D conversion.
【００１９】次に、この図１により本発明の吸気温度測
定方法について説明する。センサ５７０（発熱抵抗体）
の０°Ｃ抵抗値をＲＨ０、温度係数をＫＨ、センサ５７
０の発熱時の抵抗値をＲＨ、固定電流検出抵抗８０の抵
抗値をＲＭ、吸気温度をＴＡ、吸気温度に対して一定温
度だけセンサ５７０を発熱させる制御温度をΔＴとする
と、 ＲＨ＝ＲＨ０×｛１＋ＫＨ×（ＴＡ＋ΔＴ）｝ …（１） となる。Next, the intake air temperature measuring method of the present invention will be described with reference to FIG. Sensor 570 (heating resistor)
0 ° C resistance value is RH0, temperature coefficient is KH, sensor 57
RH = RH0 × {1 + KH × (TA + ΔT)} (1)
【００２０】一方、抵抗値ＲＭの電流検出抵抗８０の両
端電圧をＶ１とし、発熱抵抗体５７０の抵抗値ＲＨとＧ
ＮＤ間電圧をＶ３とすると、 ＲＨ＝（Ｖ３−Ｖ１）×ＲＭ／Ｖ１ …（２） （２）式を（１）に代入すると、 ＴＡ＝｛（Ｖ３−Ｖ１）×ＲＭ｝／（Ｖ１×ＲＨ０×Ｋ
Ｈ）−１／ＫＨ−ΔＴ となる。On the other hand, the voltage across the current detecting resistor 80 having the resistance value RM is set to V1, and the resistance values RH and G of the heating resistor 570 are set.
When the voltage between NDs is V3, RH = (V3-V1) * RM / V1 (2) Substituting the equation (2) into (1), TA = {(V3-V1) * RM} / (V1 * RH0 × K
H) -1 / KH-ΔT.
【００２１】抵抗値ＲＭ、ＲＨ０及び温度係数ＫＨ、制
御温度ΔＴが既知であれば、吸気温度ＴＡはＶ３／Ｖ１
より検知することが可能となる。図２は本発明の別の実
施例に係る熱式空気流量測定装置の回路を示す図であ
る。本図に示す構成で図１の構成と異なるものには、パ
ワートランジスタ６１のエミッタ端子と抵抗９３との接
続の代わりにオペアンプ９１の出力と抵抗９３との接続
があり、また掛け算器９６への一方の入力としてのＶ１
の代わりにＶ９を用いることがある。すなわち、前記実
施例では、センサ５７０（発熱抵抗体）の抵抗値に比例
した電圧Ｖ３とセンサ５７０に接続した固定電流検出抵
抗８０の両端電圧Ｖ１より演算処理して吸気温度を検出
するものであるが、同様に、図２に示すように、センサ
５８０（温度補償用抵抗体）の抵抗値に比例した電圧Ｖ
８とセンサ５８０に接続した固定抵抗８３、８４の両端
電圧Ｖ９より演算処理しても前記と同様に吸気温度を検
出することが検出可能である。つまり、吸気温度検出用
に吸気温センサを独立に取り付けることなく吸気温度が
可能となり、流体温度検出用感温抵抗体で検出された温
度に対して常に一定温度差だけ制御電流により加熱され
る温度依存性の感温抵抗体の両端の電圧割り算値に応じ
た出力を取り出すことにより高応答、高精度で、なおか
つ経時劣化の少ない吸気温度の検出が可能となる。If the resistance values RM, RH0, the temperature coefficient KH, and the control temperature ΔT are known, the intake air temperature TA is V3 / V1.
It becomes possible to detect more. FIG. 2 is a diagram showing a circuit of a thermal type air flow rate measuring device according to another embodiment of the present invention. In the configuration shown in this figure, which is different from the configuration in FIG. 1, there is a connection between the output of the operational amplifier 91 and the resistor 93 instead of the connection between the emitter terminal of the power transistor 61 and the resistor 93, and to the multiplier 96. V1 as one input
V9 may be used instead of. That is, in the above-described embodiment, the intake air temperature is detected by calculating the voltage V3 proportional to the resistance value of the sensor 570 (heating resistor) and the voltage V1 across the fixed current detection resistor 80 connected to the sensor 570. Similarly, as shown in FIG. 2, a voltage V proportional to the resistance value of the sensor 580 (temperature compensation resistor) is used.
8 and the fixed resistors 83 and 84 connected to the sensor 580 can be detected to detect the intake air temperature in the same manner as described above even if the calculation is performed from the voltage V9 across both ends. In other words, the intake air temperature can be obtained without separately installing the intake air temperature sensor for detecting the intake air temperature, and the temperature is always heated by the control current by a constant temperature difference with respect to the temperature detected by the fluid temperature detecting temperature-sensitive resistor. By taking out an output corresponding to the voltage division value across the temperature-sensitive resistor having dependence, it is possible to detect the intake air temperature with high response and accuracy and with little deterioration over time.
【００２２】図３は図１のホイートストンブリッジ及び
制御回路１の変形を示す図である。本図に示すように、
図１に示す回路以外でもホイートストンブリッジ構成を
有する回路であれば、前記と同様に吸気温度を検出する
ことが可能である。FIG. 3 is a diagram showing a modification of the Wheatstone bridge and control circuit 1 of FIG. As shown in this figure,
If the circuit has a Wheatstone bridge configuration other than the circuit shown in FIG. 1, the intake air temperature can be detected as described above.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来回路に割り算回路を追加することにより空気流体の流
量のみならず空気流体の温度をも同時に検知でき、空気
流体の流量及び温度に対応する電圧変動を防止できるの
で、発熱抵抗体、温度補償抵抗体等の製品のばらつきに
ついてマイクロコンピュータでの従来のような処理が不
要となり、生産性が向上し、空気流体の流量及び温度に
対応する電圧についてＡ／Ｄ変換可能範囲を適正にでき
そのゼロ・スパン調整ができ、変換誤差が向上する。As described above, according to the present invention, by adding a dividing circuit to the conventional circuit, not only the flow rate of the air fluid but also the temperature of the air fluid can be detected at the same time. Since corresponding voltage fluctuations can be prevented, the conventional processing of microcomputers for product variations such as heating resistors and temperature compensating resistors is not required, productivity is improved, and it corresponds to the flow rate and temperature of air fluid. With respect to the voltage to be applied, the A / D convertible range can be properly adjusted, the zero span can be adjusted, and the conversion error is improved.
【図１】本発明の実施例に係る熱式空気流量測定装置の
回路を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a circuit of a thermal type air flow rate measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の別の実施例に係る熱式空気流量測定装
置の回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a circuit of a thermal type air flow measuring device according to another embodiment of the present invention.
【図３】図１のホイートストンブリッジ及び制御回路１
の変形を示す図である。3 is a Wheatstone bridge and control circuit 1 of FIG.
It is a figure which shows the deformation | transformation.
１…ホイートストンブリッジ回路及び制御回路 ２…第１の出力回路 ３…割り算回路 ４…第２の出力回路 ６１…パワートランジスタ ８０…電流検出抵抗 ５７０…発熱抵抗体 ５８０…温度補償用抵抗体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wheatstone bridge circuit and control circuit 2 ... 1st output circuit 3 ... Division circuit 4 ... 2nd output circuit 61 ... Power transistor 80 ... Current detection resistor 570 ... Heating resistor 580 ... Temperature compensation resistor
Claims (4)
される発熱抵抗体と、空気流体の温度に応じて抵抗値が
変化し発熱抵抗体との温度差が一定となるように制御を
行うための温度補償用抵抗体とからなるホイートストン
ブリッジを有する熱式空気流量測定装置において、 前記ホイートストンブリッジ内の感温抵抗体の抵抗値に
比例した電圧と感温抵抗体に接続した固体抵抗の両端電
圧との比から空気流体温度に対応する空気流体温度電圧
を求める演算回路と、 前記空気流体温度電圧についてそのばらつきを防止する
ために調整できかつＡ／Ｄ変換可能範囲を適正にするた
めに増幅する出力回路とを備える熱式空気流量測定装
置。1. A heating resistor, which is disposed in an air fluid and through which a heating current flows, is controlled so that the resistance value changes depending on the temperature of the air fluid and the temperature difference between the heating resistor is constant. In a thermal air flow measuring device having a Wheatstone bridge consisting of a temperature compensating resistor for performing, a voltage proportional to the resistance value of the temperature sensitive resistor in the Wheatstone bridge and a solid resistance connected to the temperature sensitive resistor An arithmetic circuit for obtaining an air-fluid temperature voltage corresponding to the air-fluid temperature from the ratio of the voltage between both ends, and an adjustment circuit capable of adjusting the air-fluid temperature voltage to prevent its variation and making the A / D convertible range appropriate. A thermal air flow measuring device having an amplifying output circuit.
吸気温度に対して一定温度に発熱する発熱抵抗体である
熱式空気流量測定装置。2. The thermal air flow measuring device according to claim 1, wherein the temperature sensitive resistor is a heat generating resistor that generates heat at a constant temperature with respect to an intake air temperature.
吸気温度と同一温度である温度補償用抵抗体とする熱式
空気流量測定装置。3. The thermal air flow measuring device according to claim 1, wherein the temperature sensitive resistor is a temperature compensating resistor having the same temperature as the intake air temperature.
路内のアナログ回路において行う熱式空気流量測定装
置。4. The thermal air flow measuring device according to claim 1, wherein the calculation is performed in an analog circuit in the control circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289432A JPH07139985A (en) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | Thermal air flow measuring instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5289432A JPH07139985A (en) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | Thermal air flow measuring instrument |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139985A true JPH07139985A (en) | 1995-06-02 |
Family
ID=17743175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5289432A Pending JPH07139985A (en) | 1993-11-18 | 1993-11-18 | Thermal air flow measuring instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07139985A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6786088B2 (en) | 2002-02-20 | 2004-09-07 | Hitachi, Ltd. | Gas flow rate measuring apparatus |
| KR100486141B1 (en) * | 2001-06-05 | 2005-04-28 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Thermosensitive flow rate detecting device |
| JP2013064624A (en) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | Thermal flow sensor for vehicles |
-
1993
- 1993-11-18 JP JP5289432A patent/JPH07139985A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100486141B1 (en) * | 2001-06-05 | 2005-04-28 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Thermosensitive flow rate detecting device |
| US6786088B2 (en) | 2002-02-20 | 2004-09-07 | Hitachi, Ltd. | Gas flow rate measuring apparatus |
| JP2013064624A (en) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Mitsubishi Electric Corp | Thermal flow sensor for vehicles |
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