JPS6135311A - 熱式流速検出装置 - Google Patents
熱式流速検出装置Info
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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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- 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
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- 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
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
゛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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
。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。
、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。
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
。
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。
+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。
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。
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■。
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。
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。
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
。
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
。
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。
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。
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。
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)
- 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。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59158259A JPH0690062B2 (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 熱式流速検出装置 |
KR1019850005186A KR930001729B1 (ko) | 1984-07-27 | 1985-07-20 | 열선식 유속 검출장치 |
EP85109338A EP0172440B1 (en) | 1984-07-27 | 1985-07-25 | Hot-wire flow rate measuring apparatus |
DE8585109338T DE3579983D1 (de) | 1984-07-27 | 1985-07-25 | Heissdrahtgeraet zur durchflussmessung. |
CA000487564A CA1238504A (en) | 1984-07-27 | 1985-07-26 | Hot-wire flow rate measuring apparatus |
US06/759,866 US4672847A (en) | 1984-07-27 | 1985-07-29 | Hot-wire flow rate measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59158259A JPH0690062B2 (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 熱式流速検出装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6121157A Division JP2610580B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | 熱式流速検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6135311A true JPS6135311A (ja) | 1986-02-19 |
JPH0690062B2 JPH0690062B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=15667708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59158259A Expired - Lifetime JPH0690062B2 (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 熱式流速検出装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4672847A (ja) |
EP (1) | EP0172440B1 (ja) |
JP (1) | JPH0690062B2 (ja) |
KR (1) | KR930001729B1 (ja) |
CA (1) | CA1238504A (ja) |
DE (1) | DE3579983D1 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4884443A (en) * | 1987-12-23 | 1989-12-05 | Siemens-Bendix Automotive Electronics L. P. | Control and detection circuitry for mass airflow sensors |
US4907446A (en) * | 1988-02-24 | 1990-03-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Flow sensor incorporating a thermoresistor |
US4938061A (en) * | 1988-09-30 | 1990-07-03 | Siemens-Bendix Automotive Electronics L.P. | Current controlled electronic circuit for a hot wire air flow meter |
US4982605A (en) * | 1989-05-17 | 1991-01-08 | Alnor Instrument Company | Air flow monitor and temperature compensating circuit therefor |
US4987549A (en) * | 1989-11-13 | 1991-01-22 | General Motors Corporation | Temperature compensated flowmeter techniques |
US5074147A (en) * | 1990-03-08 | 1991-12-24 | Analytical Services & Materials, Inc. | Flow rate measuring apparatus |
US5237867A (en) * | 1990-06-29 | 1993-08-24 | Siemens Automotive L.P. | Thin-film air flow sensor using temperature-biasing resistive element |
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US6038921A (en) | 1997-10-15 | 2000-03-21 | Mcmillan Company | Mass flow sensor system for fast temperature sensing responses |
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US6134959A (en) * | 1998-08-17 | 2000-10-24 | Tao Of Systems Integration, Inc. | Method for detecting flow bifurcation during sonic flow conditions |
US6182497B1 (en) * | 1999-08-20 | 2001-02-06 | Neodym Systems Inc | Gas detection system and method |
JP2005140689A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 感熱式流量計および燃料制御装置 |
US7418878B2 (en) * | 2006-09-19 | 2008-09-02 | Los Robles Advertising, Inc. | Universal sensor controller for a thermal anemometer |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS6047462B2 (ja) * | 1978-06-02 | 1985-10-22 | 株式会社日立製作所 | 電子制御燃料噴射装置の吸入空気量計測装置 |
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JPS60145438A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-07-31 | Hitachi Ltd | 内燃機関の燃料制御装置 |
-
1984
- 1984-07-27 JP JP59158259A patent/JPH0690062B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
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