JPH0566526B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、発熱抵抗体を用いて流体の流量を
検出する流量計に係り、例えば自動車エンジンの
吸入空気流量を検出する熱式空気流量計に用いら
れる。

〔発明の背景〕

自動車エンジンの制御等においては、排気ガ
ス、燃費の向上といつた観点から、空燃費、点火
位置の制御精度の向上が特に要求され、エンジン
制御のためにマイクロコンピユータを用いる傾向
が著しくなつて来ている。

この種のマイクロコンピユータを用いたエンジ
ン制御システムでは、吸入空気量すなわち吸入空
気流速の検出精度がエンジン性能を決定づけるた
め、特に高精度の流速検出が要求されている。

また、一般に、流速検出方法として、流路中に発
熱抵抗体である加熱した熱線を置き、この抵抗体
の発熱量と流速による温度降下との関係から、流
体流速を検出する熱線式流速検出技術が知られて
おり、前述の自動車エンジンの制御システムにも
応用され始めている。

しかし、この熱線式流速検出方法は、電源投入
後発熱抵抗体が熱せられ温度が安定するまでの
間、すなわち加熱時間の間は測定精度が悪かつ
た。このことは、自動車ではエンジンの始動性に
影響を与え望ましくないため、加熱時間の短縮が
一つの課題となつていた。

従来、この加熱時間の短縮方法としては、電源
投入時に一定時間急速加熱電流を印加する方法が
あつた。（例えば、特開昭58−66018号公報）。

しかし、この方法によると、電源投入前の発熱
抵抗体の温度と関係なく加熱電流を流すため、例
えば自動車を一時停止させた後に再始動する場合
など、短時間に電源投入の繰返しによつて発熱抵
抗体が異常高温となり、破損に至る欠点があつ
た。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、加熱前の発熱抵抗体の温度
を考慮し、抵抗体の破損を生じさせることなく加
熱時間を短縮することのできる熱式空気流量計を
提供することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、この発明によれば、
例えば発熱抵抗体の温度が一定値を越えているか
否かを判定回路によつて判定し、温度が一定値以
下である場合に、発熱抵抗体へ流れる電流を分流
させ急速加熱が可能であるようにし、温度が一定
値以上である場合には検出状態に転換するように
する。

また、発熱抵抗体の起動時の温度に応じて急速
加熱電流の印加時間や電流の大きさを制御する。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面に従つてこの発明の実施例を説
明する。

第１図はこの発明の実施例を示す系統図であ
る。

同図によれば、流速検出部PQ、及び流体温度
検出部CTを具えており、これらの検出部PQ，
CTは駆動回路FBで駆動される。

駆動回路FBの出力を基に、判定部LPは急速加
熱をすべきか、流速の検出状態に入るべきかを判
定し、前者の場合にドライバＤを付勢して検出部
PQ，CTを加熱状態とする。

流速検出部PQの出力は増幅部BAで増幅され
る。

以上の構成を詳細に示すのが第２図である。

流速検出部PQは、感熱抵抗体である熱線R_Rと
抵抗R_Oを直列接続して成る。

流体温度検出部CTは、熱線R_Rと同じ温度係数
を有する抵抗体R_Cと抵抗R₁とを直列接続して成
る。

従つて、流速検出部PQ及び流体温度検出部CT
の各要素R_H，R_O，R_C，R₁はブリツジを構成して
いる。

駆動回路FBは、流速検出部PQの熱線R_Hと抵
抗R_Oとの中点の電圧V₊を一方の入力とし、流体
温度検出部CTの抵抗R_C，R_tの中点の電圧V_-を他
方の入力とする差動増幅器Ａ１から成る。

判定部LPは、ツエナダイオードDZと抵抗RZ
とから成り、増幅器Ａ１の出力電圧V_O1が一定値
を越えた場合に、出力E_O1を発生する。

ドライバＤは、トランジスタＴ１，Ｔ２，Ｔ３
及び抵抗Rb，RBから成る。トランジスタＴ１は
抵抗RBを介して増幅器Ａ１の出力で駆動され
る。トランジスタＴ２，Ｔ３は互いに直列に接続
され、各ベースが判定部LPの出力で駆動される。
トランジスタＴ２のコレクタは流速検出部PQの
中点に接続されている。トランジスタＴ２，Ｔ３
の中点は、流体温度検出部CTの中点従つて増幅
器Ａ１の反転入力端に接続されている。

増幅部BAは、抵抗R_f，R₁を有する演算増幅器
A2であり、非反転入力端に流体検出部PQの出力
が入力されている。

次に、この実施例の動作を説明する。

先ず、流速を検出する様子を説明する。

加熱した熱線R_Hの発熱量と流速との間には、
熱線に流れる電流をI_h、流体密度をρ、流体の流
速をＵ、定数をC₁，C₂，ｎとして、 I² _b×R_H＝C₁＋C₂（ρU）ⁿ …(1) なる関係がある。

また、前述の要素R_H，R_O，R_C，R₁から成るブ
リツジの平衡条件は、 R_H＝R₀／R₁×R_C …(2) で示される。

従つて、これら式(1)，(2)から、熱線R_Hの抵抗
値が流速Ｕに対して一定になるように、増幅器Ａ
１及びトランジスタＴ１を作動させることによ
り、電流I_hの値から流速を知ることができる。

この電流I_hにより抵抗R₀に生ずる電圧降下を増
幅器Ａ２で増幅し、流速信号V₀を得る。また、
式２より、抵抗体R_Cにより流体の温度変化に対
する熱線R_Hの温度が補償されていることが分か
る。

ここで、第２図の電源V_Bの投入時、すなわち
熱線R_Hは冷えている状態では、熱線R_Hの抵抗値
が小さいため、増幅器Ａ１の入力V⁺，V^-はV⁺≫
V^-となり、増幅器Ａ１の出力V₀₁はほぼ電源電圧
V_Bとなる。

判定部LPのツエナダイオードDZはこの状態を
加熱すべき状態と判定して出力E₀₁を送出する。
このため、トランジスタＴ２，Ｔ３はオン状態と
なり、抵抗R₀に流れる電流I_hはトランジスタＴ
２，Ｔ３に流れ熱線R_Hの印加電圧が高くなる。
すなわち、熱線R_Hは急速に加熱される。

この急速加熱時間の初期では、増幅器Ａ１の入
力は、V⁺＝V_CB1＋V_CB2＞V^-＝V_CB1となり、トラ
ンジスタＴ１〜Ｔ３のオン状態は保持される。

一方、熱線R_Hが充分加熱された状態では、電
流I_h減少するためR₀×I_hが減少してV_CB1＞V_CB2と
なるため、増幅器Ａ１の出力が自動的に低下し、
トランジスタＴ１，Ｔ２はオフ状態となり検出状
態に入る。

従つて、R₀×I_hによりトランジスタＴ１，Ｔ２
を駆動するため、加熱時間は加熱前の熱線R_Rの
温度によつて変わることが分かる。

第３図はこの発明の他の実施例を示すものであ
り、流速検出部PQ及び流体温度検出部CTの構成
が異なる。

これら検出部PQ，CTのブリツジの平衡条件は R_H＝R₁₀／R_S＋R₁₀×R₀／R₁×R_C であり、急速加熱動作については第２図の場合と
同様である。

また、判定部LPのツエナダイオードZDの代り
に、第４図に示す比較器Ｃを用いてもよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、以上のように構成すること
により、電源投入前の温度により急速加熱時間を
変更して適切な短時間加熱を可能とする信頼性の
高い熱式流速検出回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す系統図、第２
図は第１図の詳細回路図、第３図はこの発明の他
の実施例の回路図、第４図はこの発明の変形例回
路図である。 R_H……熱線、R₀……抵抗、Ａ１……駆動回路、
LP……判定回路、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Rb，RB
……ドライバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 検出すべき空気の流路中に配置される発熱抵
   抗体と、この発熱抵抗体に供給する電流を制御す
   る駆動回路とを具え、この供給電流に基づいて空
   気流量を検出するようにした熱式空気流量計にお
   いて、 前記駆動回路の出力電圧が予め定めた一定値以
   上である場合に加熱状態と判定しこれ以外のとき
   は検出状態と判定する判定回路と、この判定回路
   が加熱状態と判定した場合に前記熱線の電流を分
   流させて急速な前記発熱抵抗体の加熱を可能とし
   また前記発熱抵抗体の温度上昇に伴つて前記駆動
   回路の出力電圧が前記一定値以下となるようにす
   るドライバとを具えたことを特徴とする熱式空気
   流量計。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の回路において、
   前記ドライバは前記判定回路の出力でスイツチン
   グ動作するトランジスタであることを特徴とする
   熱式空気流量計。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の回路
   において、前記判定回路の一定値はツエナダイオ
   ードによつて定めるようにしたことを特徴とする
   熱式空気流量計。 ４ 検出すべき空気流路中に配置される発熱抵抗
   体と、この発熱抵抗体に供給する電流を制御する
   駆動回路とを具え、この供給電流に基づいて空気
   流量を検出するようにした熱式空気流量計におい
   て、前記発熱抵抗体への電流供給開始時に急速加
   熱電流を供給する手段を設けると共に、電流供給
   開始時点の発熱抵抗体の温度に依存する物理量に
   応じて前記急速加熱電流の大きさ若しくは印加時
   間の少なくともいずれか一方を制御する手段を設
   けたことを特徴をする熱式空気流量計。