JPS6053814A - 空気流量測定装置 - Google Patents
空気流量測定装置Info
- Publication number
- JPS6053814A JPS6053814A JP58161480A JP16148083A JPS6053814A JP S6053814 A JPS6053814 A JP S6053814A JP 58161480 A JP58161480 A JP 58161480A JP 16148083 A JP16148083 A JP 16148083A JP S6053814 A JPS6053814 A JP S6053814A
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- Japan
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- resistor
- air flow
- thermometer
- bridge circuit
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/698—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば内燃機関の吸入空気流量を測定検出
するために用いる熱線式空気流量測定装置に関する。
するために用いる熱線式空気流量測定装置に関する。
例えば、自動車用のエンジンの電子式制御装置にあって
は、このエンジンの運転状態を観測するための一つの要
素として吸入空気流量が検出されるが、このための測定
手段として空気流量センサが用いられる。このような空
気流量センサとしては、熱線式流量計を質量流量計とし
て用いるものであるが知られており、これは通常空気流
で熱の奪われる電気発熱体（ヒータ）と、吸気温度補償
用の感温素子（温度削）とを用いて制御系を構成してい
る。すなわち、温度計さらに抵抗回路によってブリッジ
回路を構成し、空気流量によって変化するヒータの温度
を電流の変化によって検出させるようにすると共に、こ
の電流変化に対応して上記ブリッジ回路に対する電源回
路を制御して、上記ヒータの温度を一定に保つように制
御する。
は、このエンジンの運転状態を観測するための一つの要
素として吸入空気流量が検出されるが、このための測定
手段として空気流量センサが用いられる。このような空
気流量センサとしては、熱線式流量計を質量流量計とし
て用いるものであるが知られており、これは通常空気流
で熱の奪われる電気発熱体（ヒータ）と、吸気温度補償
用の感温素子（温度削）とを用いて制御系を構成してい
る。すなわち、温度計さらに抵抗回路によってブリッジ
回路を構成し、空気流量によって変化するヒータの温度
を電流の変化によって検出させるようにすると共に、こ
の電流変化に対応して上記ブリッジ回路に対する電源回
路を制御して、上記ヒータの温度を一定に保つように制
御する。
そして、このときのヒータに流れる電流値を抵抗回路等
によって検出することによって、空気流口に対応した電
圧信号を取り出すものである。
によって検出することによって、空気流口に対応した電
圧信号を取り出すものである。
しかし、このような空気流量センサを内燃機関の制御の
ために用いると、長い間の使用で特にヒ−タ部分に汚れ
が付着して空気流量と出力との関係が変化するようにな
り、正確な流量検出信号を１ｑることか困Ｉｌｌな状態
となる。
ために用いると、長い間の使用で特にヒ−タ部分に汚れ
が付着して空気流量と出力との関係が変化するようにな
り、正確な流量検出信号を１ｑることか困Ｉｌｌな状態
となる。
ヒータに対して汚れが付着すると、一般的にヒータど空
気どの間の熱の伝播特性が悪くなり、空気流量が同じで
ある場合でもヒータに流れる電流の少ない状態でこのヒ
ータは同じ温度となり、ブリッジ回路のバランスがとれ
る状態どなる。すなわち、ヒータに対する汚れの付着状
態が増加すると共に、空気流量が一定であっても出力電
圧値が低下する状態となる。したがって、このような出
力信号を用いて空気流量を逆算すると、実際の空気鋤よ
りも小さい流量信号を得る状態となるものであり、この
セン１すを内燃機関制御装置の吸入空気測定装置として
使用すると、冬期にはバツクファイアを発生さけ、ざら
にセンサのヒータ部分に汚れを付着させる結果となる。
気どの間の熱の伝播特性が悪くなり、空気流量が同じで
ある場合でもヒータに流れる電流の少ない状態でこのヒ
ータは同じ温度となり、ブリッジ回路のバランスがとれ
る状態どなる。すなわち、ヒータに対する汚れの付着状
態が増加すると共に、空気流量が一定であっても出力電
圧値が低下する状態となる。したがって、このような出
力信号を用いて空気流量を逆算すると、実際の空気鋤よ
りも小さい流量信号を得る状態となるものであり、この
セン１すを内燃機関制御装置の吸入空気測定装置として
使用すると、冬期にはバツクファイアを発生さけ、ざら
にセンサのヒータ部分に汚れを付着させる結果となる。
そして、検出空気―が実際Ｊ：りも小さ目となり、燃料
噴射量も要求品に比較して少イ１くなり、空燃比がリー
ン側にずれる状態となる。そして、またバツクファイア
を発生する状態となる。
噴射量も要求品に比較して少イ１くなり、空燃比がリー
ン側にずれる状態となる。そして、またバツクファイア
を発生する状態となる。
このような問題点を解決する手段として、ヒータを高温
に加熱し付着している汚れを焼き切ることが考えられて
いる。しかし、このようにヒータを高温に加熱しても、
汚れは完全に焼【ノる状態とはならず焼結してヒータに
付着した状態のままとなるものであり、根本的な解決と
はならない。
に加熱し付着している汚れを焼き切ることが考えられて
いる。しかし、このようにヒータを高温に加熱しても、
汚れは完全に焼【ノる状態とはならず焼結してヒータに
付着した状態のままとなるものであり、根本的な解決と
はならない。
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、例え
ばヒータに対して汚れが付着する状態となった場合でも
、空気流量に正確に対応した測定検出信号が得られる空
気流量測定装置を提供しようとするものである。
ばヒータに対して汚れが付着する状態となった場合でも
、空気流量に正確に対応した測定検出信号が得られる空
気流量測定装置を提供しようとするものである。
すなわち、この発明に係る空気流量測定装置は、ヒータ
、温度計の他にさらに上記ヒータの熱を受ける正の温度
係数を有する抵抗体でなる受熱体を設け、この受熱体を
含んで固定抵抗と共にブリッジ回路を構成するようにし
たものである。
、温度計の他にさらに上記ヒータの熱を受ける正の温度
係数を有する抵抗体でなる受熱体を設け、この受熱体を
含んで固定抵抗と共にブリッジ回路を構成するようにし
たものである。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
１図はこの測定装置で使用される空気流検出器１０の要
部を取り出して示したもので、例えばセラミック板でな
る第１および第２の巻枠１１および１２を矢印で示す空
気流の方向に対して平行となるように間隔をおいて並べ
て設定する。この第１の巻枠１１には白金抵抗線でなる
ヒータ１３、および同じく白金線による正の温度係数を
有する抵抗線でなる受熱体１４を交互に巻装してなる。
１図はこの測定装置で使用される空気流検出器１０の要
部を取り出して示したもので、例えばセラミック板でな
る第１および第２の巻枠１１および１２を矢印で示す空
気流の方向に対して平行となるように間隔をおいて並べ
て設定する。この第１の巻枠１１には白金抵抗線でなる
ヒータ１３、および同じく白金線による正の温度係数を
有する抵抗線でなる受熱体１４を交互に巻装してなる。
また、第２の巻枠１２には、同じく白金線でなる正の温
度係数の抵抗線による温度計１５が巻装される。
度係数の抵抗線による温度計１５が巻装される。
この検出器１０は、ヒータ１３に対して加熱電流を供給
しこのヒータを発熱させることによって動作状態どされ
るもので、このヒータ１３と同じ巻枠１１に巻かれた受
熱体１４の抵抗値は、ヒータ１３の発熱量、質鳳流速お
よび自身の温度−抵抗特性で決定される。また、第２の
巻枠１２に巻かれた温度計１５の抵抗値は、ヒータ１３
の影響を受けることなくその時の空気温度および自身の
温度−抵抗特性で決定される。したがって、受熱体１４
および温度計１５の関係をブリッジ回路で観測すること
によって、空気流量に対応した出力信号が取り出される
ようになるものである。
しこのヒータを発熱させることによって動作状態どされ
るもので、このヒータ１３と同じ巻枠１１に巻かれた受
熱体１４の抵抗値は、ヒータ１３の発熱量、質鳳流速お
よび自身の温度−抵抗特性で決定される。また、第２の
巻枠１２に巻かれた温度計１５の抵抗値は、ヒータ１３
の影響を受けることなくその時の空気温度および自身の
温度−抵抗特性で決定される。したがって、受熱体１４
および温度計１５の関係をブリッジ回路で観測すること
によって、空気流量に対応した出力信号が取り出される
ようになるものである。
５−
第２図は上記のような検出器１０を用いた空気流」測定
装置の構成を示すもので、ヒータ１３は固定抵抗１６を
介して接地する。また、受熱体１４と温度計１５とは直
列に接続し、その受熱体１４部を接地するもので、ヒー
タ１３と温度計１５を接続することによってブリッジ回
路が構成されるようにする。そして、このブリッジ回路
には、トランジスタ１７を介して直流量ｍｖｂを接続す
る。上記ブリッジ回路のヒータ１３と抵抗１６との接続
点からの電圧信号は、出力端子１８から検出出力信号と
して取り出すようにすると共に、ＯＰアンプ１９の反転
入力端子部に供給する。このＯＰアンプ１９の非反転入
力端子部には、定電圧＠２０により、抵抗１４と抵抗１
５の接続点と所定の電位差を保った信号を供給するもの
で、このＯＰアンプ１９からの出力信号は抵抗２１を介
して上記トランジスタ１７のベースに対して制卸信号ど
して供給する。このトランジスタ１７のエミッタとベー
スとの間には、抵抗２２が接続されている。
装置の構成を示すもので、ヒータ１３は固定抵抗１６を
介して接地する。また、受熱体１４と温度計１５とは直
列に接続し、その受熱体１４部を接地するもので、ヒー
タ１３と温度計１５を接続することによってブリッジ回
路が構成されるようにする。そして、このブリッジ回路
には、トランジスタ１７を介して直流量ｍｖｂを接続す
る。上記ブリッジ回路のヒータ１３と抵抗１６との接続
点からの電圧信号は、出力端子１８から検出出力信号と
して取り出すようにすると共に、ＯＰアンプ１９の反転
入力端子部に供給する。このＯＰアンプ１９の非反転入
力端子部には、定電圧＠２０により、抵抗１４と抵抗１
５の接続点と所定の電位差を保った信号を供給するもの
で、このＯＰアンプ１９からの出力信号は抵抗２１を介
して上記トランジスタ１７のベースに対して制卸信号ど
して供給する。このトランジスタ１７のエミッタとベー
スとの間には、抵抗２２が接続されている。
すなわち、上記のような空気流量検出器１ｏを用−〇−
いた流醋測定装置において、第１図で矢印で示す空気流
−が増加する状態となると、ヒータ１３の温度は低下す
るようになる。このヒータ１３の温度が低下するとその
抵抗値も低下し、ＯＰアンプ１９に対する反転入力電圧
り覧ｈｕする状態となり、また同時に受熱体１４の温度
が低下するようになる。そして、この受熱体１４の温度
が低下することによってその抵抗値も低下し、上記ＯＰ
アンプ１９の非反転入力電圧が低下するようになり、し
たがってＯＰアンプ１９の出力信号電圧が低下してトラ
ンジスタ１７のベース電流を増加させるようになる。す
なわち、Ｉ・ランジスタ１７のコレクタ電流を増加させ
、ヒータ１３の発熱電流が増加されてその温度が上昇さ
れるにうになり、その抵抗値が増大されるようになる。
−が増加する状態となると、ヒータ１３の温度は低下す
るようになる。このヒータ１３の温度が低下するとその
抵抗値も低下し、ＯＰアンプ１９に対する反転入力電圧
り覧ｈｕする状態となり、また同時に受熱体１４の温度
が低下するようになる。そして、この受熱体１４の温度
が低下することによってその抵抗値も低下し、上記ＯＰ
アンプ１９の非反転入力電圧が低下するようになり、し
たがってＯＰアンプ１９の出力信号電圧が低下してトラ
ンジスタ１７のベース電流を増加させるようになる。す
なわち、Ｉ・ランジスタ１７のコレクタ電流を増加させ
、ヒータ１３の発熱電流が増加されてその温度が上昇さ
れるにうになり、その抵抗値が増大されるようになる。
このＪ：うなブリッジ回路の状態を保たせるような動作
を行なうことによって、出力端子１８からはその発熱電
流に対応した、すなわち空気流量に対応した電圧信号が
取り出されるようになるものである。
を行なうことによって、出力端子１８からはその発熱電
流に対応した、すなわち空気流量に対応した電圧信号が
取り出されるようになるものである。
ずなわち、ヒータ１３の温度を検出する受熱体１４がブ
リッジ回路の一辺を構成する状態としたことによって、
ヒータ１３に対しての汚れの付着による誤差の発生の状
態が、次のような状態で軽減されるようになる。
リッジ回路の一辺を構成する状態としたことによって、
ヒータ１３に対しての汚れの付着による誤差の発生の状
態が、次のような状態で軽減されるようになる。
まず、ヒータ１３に対して汚れが付着すると、ヒータ１
３に対する同一電流値でヒータ１３の温度が上昇するよ
うになる。このため、電流値が等しい状態でもヒータ１
３の抵抗値は増大するようになり、ＯＰアンプ１９の反
転入力電圧は低下し、それと共にヒータ１３の汚れと空
気流との境界面温度は低下するようになって、受熱体１
４の温度が低下する状態となる。したがって、この受熱
体１４の抵抗値は低下し、ＯＰアンプ１９の非反転入力
電圧が低下して、ＯＰアンプ１９の両入力電圧が同じ方
向にずれる状態となる。すなわち、ヒータ１３に対して
汚れが付着する状態となったとしても、その汚れがこの
空気流測定装置の出力に影響を与える状態は非常に少な
い状態となるものであり、特に内燃機関に対して取り付
は使用するような場合でも、常に安定した特性の測定検
出信号が得られ、良好な空燃比制御を効果的に実行させ
ることができるようになるものである。
３に対する同一電流値でヒータ１３の温度が上昇するよ
うになる。このため、電流値が等しい状態でもヒータ１
３の抵抗値は増大するようになり、ＯＰアンプ１９の反
転入力電圧は低下し、それと共にヒータ１３の汚れと空
気流との境界面温度は低下するようになって、受熱体１
４の温度が低下する状態となる。したがって、この受熱
体１４の抵抗値は低下し、ＯＰアンプ１９の非反転入力
電圧が低下して、ＯＰアンプ１９の両入力電圧が同じ方
向にずれる状態となる。すなわち、ヒータ１３に対して
汚れが付着する状態となったとしても、その汚れがこの
空気流測定装置の出力に影響を与える状態は非常に少な
い状態となるものであり、特に内燃機関に対して取り付
は使用するような場合でも、常に安定した特性の測定検
出信号が得られ、良好な空燃比制御を効果的に実行させ
ることができるようになるものである。
第３図はこの発明の他の実施例を示すもので、ヒータ１
３に流れる電流に対応する電圧信号を抵抗２３および２
４で分割し、ＯＰアンプ１９の反転入力電圧信号どして
用いるようにする。このように構成すれば、前記実施例
に比較して基本的なブリッジ回路を構成するヒータ１３
、抵抗１６、受熱体１４、濡度削１５の定数の自由度が
大きくなるものである。
３に流れる電流に対応する電圧信号を抵抗２３および２
４で分割し、ＯＰアンプ１９の反転入力電圧信号どして
用いるようにする。このように構成すれば、前記実施例
に比較して基本的なブリッジ回路を構成するヒータ１３
、抵抗１６、受熱体１４、濡度削１５の定数の自由度が
大きくなるものである。
ここで、バランス抵抗１６で発生される電圧信号を直接
出力どして使用するようにすると、出力電圧の絶対値が
小さすぎて、それ以後の処理過程において精度の確保、
信号対雑音比の確保が困難となる場合がある。このよう
な点を考慮するには、例えば第４図に示すように前記バ
ランス抵抗１６に対応する部分を２個の直列にした抵抗
２５および２６に分割設定し、この両抵抗２５．２６の
接続点から出力信号を取り出すようにする。この場合、
前記抵抗１６の値と、抵抗２６の値とを等しく設定し、
抵抗２５の値を適当に選定するようにすれば、消費電流
−〇− や出力の最大−最小比はほとんど変えずに、出力電圧の
絶対値のみを大きくすることができる。
出力どして使用するようにすると、出力電圧の絶対値が
小さすぎて、それ以後の処理過程において精度の確保、
信号対雑音比の確保が困難となる場合がある。このよう
な点を考慮するには、例えば第４図に示すように前記バ
ランス抵抗１６に対応する部分を２個の直列にした抵抗
２５および２６に分割設定し、この両抵抗２５．２６の
接続点から出力信号を取り出すようにする。この場合、
前記抵抗１６の値と、抵抗２６の値とを等しく設定し、
抵抗２５の値を適当に選定するようにすれば、消費電流
−〇− や出力の最大−最小比はほとんど変えずに、出力電圧の
絶対値のみを大きくすることができる。
前記抵抗１６の値を大きくすることによっても、出力電
圧を大きくすることのできるものであるが、この場合回
路全体の消費電流も増加するようになり、放熱やコスト
の点で不利な状態となる。
圧を大きくすることのできるものであるが、この場合回
路全体の消費電流も増加するようになり、放熱やコスト
の点で不利な状態となる。
以上のようにこの発明によれば、ヒータ部分に対して汚
れが付着する状態となった場合でも、常に空気流量と出
力信号との関係が、ある特定される状態に設定されるも
のであり、空気流量を長期間にわたり高精度に測定検出
し得るようになる。
れが付着する状態となった場合でも、常に空気流量と出
力信号との関係が、ある特定される状態に設定されるも
のであり、空気流量を長期間にわたり高精度に測定検出
し得るようになる。
したがって、この空気流量測定装置を例えば自動車用の
エンジンの電子的制御装置に対する吸入空気量センサと
して用いるようにすれば、この制御装置に対して常に精
度の高い測定検出信号を供給するようになり、空燃比の
制御を常に安定して良好な状態で実行させるようになる
ものである。
エンジンの電子的制御装置に対する吸入空気量センサと
して用いるようにすれば、この制御装置に対して常に精
度の高い測定検出信号を供給するようになり、空燃比の
制御を常に安定して良好な状態で実行させるようになる
ものである。
第１図はこの発明に係る装置において使用される空気流
量検出器の構成を説明する図、第２図は−１０＝ この発明の一実施例に係る空気流量測定検出装置を説明
するための電気回路図、第３図および第４図はそれぞれ
この発明の他の実施例を説明する電気回路図である。 １３・・・ヒータ、１４・・・受熱体、１５・・・温度
計、１６・・・固定抵抗。 出願人代即人 弁理士 鈴江武彦 −１１− ８０−
量検出器の構成を説明する図、第２図は−１０＝ この発明の一実施例に係る空気流量測定検出装置を説明
するための電気回路図、第３図および第４図はそれぞれ
この発明の他の実施例を説明する電気回路図である。 １３・・・ヒータ、１４・・・受熱体、１５・・・温度
計、１６・・・固定抵抗。 出願人代即人 弁理士 鈴江武彦 −１１− ８０−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 正の温度係数を有するヒータおよび固定抵抗の直列回路
と、上記ヒータ線からの熱を受ける正の温度係数を有す
る抵抗体でなる受熱体、および空気温度を検知する同じ
く正の温度係数を有する抵抗体でなる温度計の直列回路
とから構成されたブリッジ回路、 上記各直列回路のそれぞれ接続点の電位を比較して、そ
の比較値によって上記ブリッジ回路に対する供給電流を
可変制御する制御回路を具備し、上記固定抵抗回路に流
れる電流値から空気流量を検出するようにしたことを特
徴とする熱線式空気流量測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58161480A JPS6053814A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 空気流量測定装置 |
| US06/645,393 US4571991A (en) | 1983-09-02 | 1984-08-29 | Air flow measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58161480A JPS6053814A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 空気流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6053814A true JPS6053814A (ja) | 1985-03-27 |
| JPH0356409B2 JPH0356409B2 (ja) | 1991-08-28 |
Family
ID=15735884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58161480A Granted JPS6053814A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 空気流量測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4571991A (ja) |
| JP (1) | JPS6053814A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3543153C1 (de) * | 1985-12-06 | 1987-04-09 | Daimler Benz Ag | Schaltungsanordnung zur elektrothermischen Messung des Fuellstandes im Tank eines Kraftfahrzeuges |
| USRE34315E (en) * | 1988-06-22 | 1993-07-20 | Remote mixture control tool | |
| JPH0830710B2 (ja) * | 1990-03-08 | 1996-03-27 | 本田技研工業株式会社 | 角速度検出器 |
| DE19808250A1 (de) | 1998-02-27 | 1999-09-02 | Pierburg Ag | Temperaturregler |
| JP3758081B2 (ja) * | 2001-06-05 | 2006-03-22 | 三菱電機株式会社 | 熱式流量検出装置 |
| US7210194B2 (en) * | 2004-04-13 | 2007-05-01 | Oreck Holdings, Llc | Airflow sensor system for monitoring air inlet airflow and air outlet airflow of a vacuum cleaner |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3975951A (en) * | 1974-03-21 | 1976-08-24 | Nippon Soken, Inc. | Intake-air amount detecting system for an internal combustion engine |
| DE2929434A1 (de) * | 1979-07-20 | 1981-02-05 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum freibrennen eines widerstandes, insbesondere eines hitzdrahtes in einem luftmassenmesser einer brennkraftmaschine |
| JPS5618721A (en) * | 1979-07-24 | 1981-02-21 | Hitachi Ltd | Air flow meter |
| US4393702A (en) * | 1980-03-21 | 1983-07-19 | Nippon Soken, Inc. | Gas flow measuring device |
| US4399697A (en) * | 1980-03-26 | 1983-08-23 | Nippon Soken, Inc. | Gas flow measuring apparatus |
| JPS56142414A (en) * | 1980-04-09 | 1981-11-06 | Nippon Soken Inc | Device for measuring gas flow quantity |
-
1983
- 1983-09-02 JP JP58161480A patent/JPS6053814A/ja active Granted
-
1984
- 1984-08-29 US US06/645,393 patent/US4571991A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0356409B2 (ja) | 1991-08-28 |
| US4571991A (en) | 1986-02-25 |
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