JP3473501B2 - Thermal air flow meter - Google Patents
Thermal air flow meterInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、空気流量の測定方
法及び装置に係り、特に内燃機関の吸気量検出に好適な
空気流量の測定方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air flow rate measuring method and apparatus, and more particularly to an air flow rate measuring method and apparatus suitable for detecting an intake air amount of an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より自動車などの内燃機関の電子制
御燃料噴射装置に設けられ吸入空気量を測定する空気流
量装置として、熱線式のものが質量空気量を直接検知で
きることから多数使われている。特に、発熱抵抗体の信
頼性を確保するために太い線やある程度の熱容量を有す
るセンサが用いられる場合が多い。そこで大きな熱容量
を速く加熱するために通常自動車内で用いる、12Vの
バッテリ電圧を電源としている。同時に、空気流量装置
を構成する回路は、12Vのバッテリ電圧に対して動作
可能な半導体を用いている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an air flow rate device for measuring an intake air amount provided in an electronically controlled fuel injection device for an internal combustion engine such as an automobile, a hot wire type device has been widely used because it can directly detect a mass air amount. . In particular, a thick wire or a sensor having a certain heat capacity is often used to ensure the reliability of the heating resistor. Therefore, in order to heat a large heat capacity quickly, a battery voltage of 12 V, which is usually used in an automobile, is used as a power source. At the same time, the circuits that make up the air flow device use semiconductors that are operable with a battery voltage of 12V.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、バッ
テリ電圧と発熱抵抗体の熱容量の関係からのみ空気流量
装置の電源投入時の応答性が決まる。このため自動車エ
ンジン等の始動時における一定時間、空気流量を正確に
測定するのが困難だった。In the above prior art, the responsiveness of the air flow rate device when the power is turned on is determined only by the relationship between the battery voltage and the heat capacity of the heating resistor. For this reason, it has been difficult to accurately measure the air flow rate for a certain period of time when starting an automobile engine or the like.
【0004】また、熱容量の小さな抵抗発熱体として、
シリコン基盤上にヒータを構成した場合、熱容量が小さ
く応答性がよいが、少ない動作電流で加熱されるため低
流量側でのノイズが高く、汚れに対する出力への影響を
受けやすいという課題があった。本発明の目的は、応答
性や部品への負荷を変化させることができる熱式空気流
量計を実現することにある。 As a resistance heating element having a small heat capacity,
When the heater is constructed on a silicon substrate, the heat capacity is small and the response is good, but there is a problem that the noise is high on the low flow rate side because it is heated with a small operating current and the output is easily affected by dirt. . The purpose of the present invention is to respond
Thermal airflow that can change the performance and load on parts
It is about realizing a meter.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的は、内燃機関の
吸入空気流中に設けられた発熱抵抗体と、感温抵抗体
と、2つの抵抗体と、前記発熱抵抗体と前記感温抵抗体
と前記2つの抵抗体とから成るホイーストンブリッジ回
路とを備え、前記発熱抵抗体に流れる電流を調整して、
前記ホイーストンブリッジ回路の中点の電位差がゼロに
なるように制御され、前記中点の電圧を増幅して出力す
る熱式空気流量計であって、異なる複数の電源電圧と、
前記ホイーストンブリッジ回路への印加電圧として前記
複数の電源電圧を切り替えて供給する切り替え手段と、
を備えたことによって達成される。 The above-mentioned object is to solve the problems of internal combustion engines.
Heat-generating resistor and temperature-sensitive resistor provided in the intake air flow
And two resistors, the heating resistor and the temperature sensitive resistor
Wheatstone bridge times consisting of the above two resistors
And adjusting the current flowing through the heating resistor,
Zero potential difference at the midpoint of the Wheatstone bridge circuit
Is controlled so that the voltage at the midpoint is amplified and output.
Is a thermal air flow meter with different power supply voltages,
As the voltage applied to the Wheatstone bridge circuit,
Switching means for switching and supplying a plurality of power supply voltages,
It is achieved by having.
【0006】[0006]
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例を図
1により説明する。熱線駆動回路1は電源101に接続
され空気流量に応じた出力する。熱線駆動回路1は発熱
抵抗体11,温度補償抵抗12,抵抗13,14からな
るホイーストンブリッジ回路により、ブリッジ中点の電
位差がゼロになるように差動増幅器15,トランジスタ
16によって発熱抵抗体11に流れる電流を調整するよ
うに構成されている。発熱抵抗体11の加熱温度が低い
と、差動増幅器15の出力が大きくなり、更に加熱する
ように動作する。この構成により空気流速によらず発熱
抵抗体11の抵抗値は一定に、すなわち温度が一定値に
なるように制御される。このとき、発熱抵抗体11によ
る空気流速に対応する信号をゼロスパン回路2に入力す
る。ゼロスパン回路2は差動増幅器21,抵抗22,2
3,24,25,26,27から構成される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The heat wire drive circuit 1 is connected to the power supply 101 and outputs according to the air flow rate. The heat wire drive circuit 1 includes a heating resistor 11, a temperature compensation resistor 12, and a Wheatstone bridge circuit including resistors 13 and 14, and a heating resistor 11 and a differential amplifier 15 and a transistor 16 so that the potential difference at the bridge midpoint becomes zero. It is configured to regulate the current flowing through. When the heating temperature of the heating resistor 11 is low, the output of the differential amplifier 15 increases, and the heating resistor 11 operates to further heat. With this configuration, the resistance value of the heating resistor 11 is controlled to be constant regardless of the air flow rate, that is, the temperature is controlled to be a constant value. At this time, a signal corresponding to the air flow velocity of the heating resistor 11 is input to the zero span circuit 2. The zero span circuit 2 includes a differential amplifier 21, resistors 22 and 2
3, 24, 25, 26, 27.
【0008】ここで発熱抵抗体11は、例えばセラミッ
クなどの熱伝導性の良い絶縁材料で作られた円筒状また
は円柱状のボビンの表面に、発熱体として白金やタング
ステンの熱線が巻かれており、被覆材としてガラスやセ
ラミックスがコーティングされたものである。発熱抵抗
体11は板型のガラスやセラミック,シリコンなどの基
盤上に、発熱体として白金やタングステンの薄膜や厚膜
が形成されたものであっても良い。The heating resistor 11 has a cylindrical or cylindrical bobbin made of an insulating material having a high thermal conductivity, such as ceramics, on the surface of which a heating wire of platinum or tungsten is wound. The coating material is glass or ceramics. The heating resistor 11 may be a thin-film or thick film of platinum or tungsten as a heating element formed on a plate-shaped substrate such as glass, ceramic, or silicon.
【0009】発熱抵抗体11は自動車等の内燃機関の吸
気通路内に設けられ、吸気通路に流れる空気流量に対応
した電圧出力が差動増幅器21の出力として得られる。The heating resistor 11 is provided in an intake passage of an internal combustion engine of an automobile or the like, and a voltage output corresponding to an air flow rate flowing in the intake passage is obtained as an output of the differential amplifier 21.
【0010】以上が通常の、熱式空気流量計の構成であ
るが、本発明ではもう一つの異なる電源102への接続
のため、電源切り替えスイッチ4を備える。電源切り替
えスイッチ4は例えば、PNPトランジスタ41の主要
な半導体スイッチと、駆動用のNPNトランジスタ4
3,負荷抵抗44,電流制限抵抗42等により構成され
る。電源102は例えば、予め通常の12Vバッテリを
昇圧した電圧であったり、12Vバッテリの倍電圧を予
め24Vの別電源として用意したものであったり、12
Vバッテリの3倍電圧を予め36Vの別電源として用意
したものであったり、以上の複数のバッテリ電圧を発電
機で充電するために発生された電圧であってもよい。ま
た、電源切り替えスイッチには、PNPトランジスタ4
1の変わりにPchMOSトランジスタ等の半導体スイッチを
用いて構成しても構わない。The above is the configuration of a normal thermal type air flow meter, but in the present invention, the power source changeover switch 4 is provided for connection to another different power source 102. The power source changeover switch 4 is, for example, a main semiconductor switch of the PNP transistor 41 and the driving NPN transistor 4
3, load resistor 44, current limiting resistor 42 and the like. The power source 102 is, for example, a voltage obtained by boosting a normal 12V battery in advance, or a voltage doubled from a 12V battery prepared in advance as another 24V power source, or 12
A voltage that is triple the voltage of the V battery may be prepared in advance as a separate power source of 36V, or may be a voltage generated for charging the above plurality of battery voltages with the generator. In addition, a PNP transistor 4 is used as a power source changeover switch.
Instead of 1, a semiconductor switch such as a PchMOS transistor may be used.
【0011】通常の12Vバッテリ電圧より高い電圧の
電源102へ接続するのための電源切り替えスイッチ4
は、12Vバッテリ電圧で動作する熱線駆動回路1の差
動増幅器15の出力を、一定の電圧レベルとレベル判定
回路3で判定し、その結果NPNトランジスタ43を動
作させ、切り替えを行う。レベル判定回路3は、差動増
幅器15の出力を検出する抵抗37,38と、電源回路
5により12Vバッテリ電圧より発生させられた基準電
圧Vref より一定の電圧レベルをつくる抵抗35,3
6,電圧を比較する電圧比較器31とヒステリシスを設
けるための抵抗32,33,34等により構成される。
その結果、特に電源101の起動時の発熱抵抗体11が
加熱される最初の時のみ電源切り替えスイッチ4のPN
Pトランジスタ41がオンし、電源102の電圧をブリ
ッジ回路の電圧V2に印加するように動作する。自動車
のエンジンの始動時といった電源101起動時のセンサ
の応答性が向上する。A power source changeover switch 4 for connecting to a power source 102 having a voltage higher than a normal 12V battery voltage.
Determines the output of the differential amplifier 15 of the heat ray drive circuit 1 operating at the 12V battery voltage by the constant voltage level and the level determination circuit 3, and as a result, operates the NPN transistor 43 to perform switching. The level determination circuit 3 includes resistors 37 and 38 that detect the output of the differential amplifier 15 and resistors 35 and 3 that generate a constant voltage level from the reference voltage Vref generated from the 12V battery voltage by the power supply circuit 5.
6, a voltage comparator 31 for comparing voltages, resistors 32, 33, 34 for providing hysteresis, and the like.
As a result, in particular, the PN of the power source changeover switch 4 only at the first time when the heating resistor 11 is heated when the power source 101 is activated.
The P-transistor 41 is turned on and operates to apply the voltage of the power supply 102 to the voltage V2 of the bridge circuit. The responsiveness of the sensor at the time of starting the power supply 101 such as when starting the engine of the automobile is improved.
【0012】次に第1の実施例の詳細を図2により説明
する。図2(a)の電源電圧VB1が12Vバッテリのよ
うな単一の場合、発熱抵抗体11には印加電圧VB1に応
じた電流が流れ加熱される。一定温度に加熱後、発熱抵
抗体11の抵抗値Rh1が上昇し、ブリッジ回路がバラ
ンスする。同時に、ブリッジ回路の電圧V2は減少し、
流れる流量に応じて一定値に安定する。この安定までの
時間T1は、電源電圧と、発熱抵抗体11の抵抗値Rh
1と熱容量により決まることになる。安定するまでの時
間は空気流量測定の誤差が大きく、自動車エンジン制御
ではセンサの立ち上がりまでの間、出力信号を使えない
といった制約を受けていた。Next, details of the first embodiment will be described with reference to FIG. When the power supply voltage V B1 in FIG. 2A is a single 12 V battery, a current corresponding to the applied voltage V B1 flows through the heating resistor 11 and is heated. After heating to a constant temperature, the resistance value Rh1 of the heating resistor 11 rises and the bridge circuit is balanced. At the same time, the voltage V2 of the bridge circuit decreases,
It stabilizes at a constant value according to the flow rate. This stabilization time T1 depends on the power supply voltage and the resistance value Rh of the heating resistor 11.
1 and the heat capacity. There was a large error in measuring the air flow rate until stabilization, and there was a restriction that the output signal could not be used until the sensor started up in automobile engine control.
【0013】これに対し、図2(b)の電源電圧VB1,
VB2と12Vバッテリより大きな複数の電源を要する場
合、発熱抵抗体11には電源電圧VB1より大きな印加電
圧VB2に応じ、より大きな電流が流れ加熱されるので、
この安定までの時間T2は先の条件に対して速く安定す
ることになる。電源電圧VB2が大きいほどより速くする
ことができる。本発明では、初期加熱後は電源電圧VB2
からの電流供給がなくなるため、通常の電源電圧VB1の
みの動作となる。本実施例によれば、特に熱容量の大き
な発熱抵抗体であっても、電源投入時の空気流量の立ち
上がり時の応答性を向上することができる。その結果、
自動車のエンジンの始動時における空気流量測定が早く
でき、エンジン始動時の排ガスを低減できる効果があ
る。On the other hand, the power supply voltage V B1 of FIG.
When a plurality of power sources larger than V B2 and a 12 V battery are required, a larger current flows through the heating resistor 11 according to an applied voltage V B2 larger than the power source voltage V B1 , and the heating resistor 11 is heated.
This stabilizing time T2 is fast and stable with respect to the previous conditions. The higher the power supply voltage V B2, the faster the speed. In the present invention, after the initial heating, the power supply voltage V B2
Since no current is supplied from the device, only the normal power supply voltage V B1 operates. According to the present embodiment, it is possible to improve the responsiveness when the air flow rate rises when the power is turned on, even with a heating resistor having a particularly large heat capacity. as a result,
The air flow rate at the time of starting the engine of the automobile can be quickly measured, and the exhaust gas at the time of starting the engine can be reduced.
【0014】次に本発明の第2の実施例を図3により説
明する。熱線駆動回路1は発熱抵抗体11,温度補償抵
抗12,抵抗13,14からなるホイーストンブリッジ
回路により、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように
差動増幅器15,トランジスタ16によって発熱抵抗体
11に流れる電流を調整するように構成されている。こ
こで、差動増幅器15は12Vバッテリの電源101
に、トランジスタ16のコレクタは電源102に接続さ
れている。電源102が12Vバッテリの電源101よ
り高い場合でも、通常は差動増幅器15の電源101の
電圧VB1以上が、トランジスタ16のベースに印加され
ることがないため、ブリッジ回路の電圧V2の最大値
は、トランジスタ16のコレクタが電源101に接続さ
れた通常の場合と変わらない。これでは、電源102が
12Vバッテリの電源101より高い場合でも、電源投
入時の応答性は改善されない。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The heat wire drive circuit 1 includes a heating resistor 11, a temperature compensation resistor 12, and a Wheatstone bridge circuit including resistors 13 and 14, and a heating resistor 11 and a differential amplifier 15 and a transistor 16 so that the potential difference at the bridge midpoint becomes zero. It is configured to regulate the current flowing through. Here, the differential amplifier 15 is a power source 101 for a 12V battery.
In addition, the collector of the transistor 16 is connected to the power supply 102. Even when the power supply 102 is higher than the power supply 101 of the 12V battery, the voltage V B1 or more of the power supply 101 of the differential amplifier 15 is not normally applied to the base of the transistor 16, so that the maximum value of the voltage V2 of the bridge circuit is obtained. Is the same as in the normal case where the collector of the transistor 16 is connected to the power supply 101. With this, even when the power source 102 is higher than the power source 101 of the 12V battery, the responsiveness at the time of power-on is not improved.
【0015】そこで、通常の12Vバッテリ電圧より高
い電圧の電源102へトランジスタ16のベースを接続
するのための電源切り替えスイッチ4を設ける。12V
バッテリ電圧で動作する熱線駆動回路1の差動増幅器1
5の出力を、一定の電圧レベルとレベル判定回路3で判
定し、その結果NPNトランジスタ43を動作させ、P
NPトランジスタ41がオンすることで、トランジスタ
16のベース電圧の制限をなくすことができる。その結
果、電源投入時のトランジスタ16のベース電圧を電源
102に応じで高くできるため、先の実施例と同様に電
源投入時の発熱抵抗体11が加熱される際の応答性を改
善することができる。Therefore, the power source changeover switch 4 for connecting the base of the transistor 16 to the power source 102 having a voltage higher than the normal 12V battery voltage is provided. 12V
Differential amplifier 1 of hot wire drive circuit 1 operating at battery voltage
The output of No. 5 is judged to be a constant voltage level by the level judgment circuit 3, and as a result, the NPN transistor 43 is operated and P
By turning on the NP transistor 41, the limitation of the base voltage of the transistor 16 can be eliminated. As a result, the base voltage of the transistor 16 when the power is turned on can be increased depending on the power source 102, so that the responsiveness when the heating resistor 11 is heated when the power is turned on can be improved as in the previous embodiment. it can.
【0016】本実施例によれば、ブリッジ回路に直接電
流を流すための電流容量の大きなトランジスタが一つで
済むため、放熱が容易になりかつ、コスト低減にも有効
であるという効果がある。According to the present embodiment, since only one transistor having a large current capacity for directly supplying a current to the bridge circuit is required, heat dissipation can be facilitated and the cost can be effectively reduced.
【0017】次に本発明の第3の実施例を図4により説
明する。熱線駆動回路1は発熱抵抗体11,温度補償抵
抗12,抵抗13,14からなるホイーストンブリッジ
回路により、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように
差動増幅器15,トランジスタ16によって発熱抵抗体
11に流れる電流を調整するように構成されている。こ
こで、差動増幅器15は12Vバッテリの電源101
に、トランジスタ16のコレクタは電源102に接続さ
れている。同時に、電源102へトランジスタ16のベ
ースを接続するのための電源切り替えスイッチ4を設け
られている。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The heat wire drive circuit 1 includes a heating resistor 11, a temperature compensation resistor 12, and a Wheatstone bridge circuit including resistors 13 and 14, and a heating resistor 11 and a differential amplifier 15 and a transistor 16 so that the potential difference at the bridge midpoint becomes zero. It is configured to regulate the current flowing through. Here, the differential amplifier 15 is a power source 101 for a 12V battery.
In addition, the collector of the transistor 16 is connected to the power supply 102. At the same time, a power supply switch 4 for connecting the base of the transistor 16 to the power supply 102 is provided.
【0018】ここで熱線駆動回路1の出力信号V1は、
差動増幅器21,抵抗22,23,24,25,26,
27から構成されるゼロスパン回路2を介し、エンジン
コントロールユニット内のマイクロコンピュータ6のア
ナログ・ディジタル変換器61に入力されている。エン
ジンコントロールユニットでは始動時に、マイクロコン
ピュータ6のI/O62の出力レベルを変えることで、
電源切り替えスイッチ4の動作を制御できる構成として
いる。Here, the output signal V1 of the heat ray drive circuit 1 is
Differential amplifier 21, resistors 22, 23, 24, 25, 26,
It is inputted to the analog / digital converter 61 of the microcomputer 6 in the engine control unit via the zero span circuit 2 composed of 27. In the engine control unit, by changing the output level of the I / O 62 of the microcomputer 6 at the time of starting,
The configuration is such that the operation of the power source changeover switch 4 can be controlled.
【0019】電源切り替えスイッチ4は、レベル判定回
路3で判定し、その結果NPNトランジスタ43を動作
させ、トランジスタ16のベース電圧の切り替えを行
う。レベル判定回路3は、マイクロコンピュータ6のI
/O62の出力と、電源回路5により12Vバッテリ電
圧より発生させられた基準電圧Vref より一定の電圧レ
ベルをつくる抵抗35,36,電圧を比較する電圧比較
器31とヒステリシスを設けるための抵抗32,33,
34等により構成される。The power source changeover switch 4 makes a decision by the level decision circuit 3 and, as a result, operates the NPN transistor 43 to change the base voltage of the transistor 16. The level determination circuit 3 is the I of the microcomputer 6.
/ O62 and resistors 35 and 36 for producing a constant voltage level from the reference voltage Vref generated from the 12V battery voltage by the power supply circuit 5, a voltage comparator 31 for comparing the voltages and a resistor 32 for providing hysteresis, 33,
34 and the like.
【0020】特に電源101の起動時にエンジンコント
ロールユニットから指令を送ることで、発熱抵抗体11
が加熱される最初の時のみ電源切り替えスイッチ4のP
NPトランジスタ41をオンし、電源102の電圧をブ
リッジ回路の電圧V2に印加するように動作することが
できる。その結果、自動車のエンジンの始動時といった
電源101起動時のセンサの応答性が向上する。また、
エンジンコントロールユニットにおいて、センサの稼働
時間を計測し、定期的に電源切り替えスイッチ4にオン
オフの指令を送ることで、急激に発熱温度を変化させ発
熱抵抗体11に付着した汚れをなくす等のバーンイン動
作が可能となる。同様に、センサの出力信号に異常を感
じた場合、オンオフの指令を送り外部制御をすると同時
にセンサの出力をモニタすることで、センサの診断精度
が向上する。In particular, by sending a command from the engine control unit when the power source 101 is started, the heating resistor 11 is
Power switch 4 only at the first time
It can operate to turn on the NP transistor 41 and apply the voltage of the power supply 102 to the voltage V2 of the bridge circuit. As a result, the responsiveness of the sensor at the time of starting the power supply 101 such as when starting the engine of the automobile is improved. Also,
In the engine control unit, burn-in operation such as measuring the operating time of the sensor and sending an on / off command to the power source changeover switch 4 periodically to rapidly change the heat generation temperature and eliminate dirt adhering to the heat generating resistor 11 Is possible. Similarly, when an abnormality is detected in the output signal of the sensor, an on / off command is sent to perform external control, and at the same time, the sensor output is monitored, thereby improving the diagnostic accuracy of the sensor.
【0021】本実施例によれば、外部から熱線駆動回路
1の印加電圧を変えることで、診断を含めてセンサの信
頼性の向上が図れるという効果がある。According to this embodiment, there is an effect that the reliability of the sensor including the diagnosis can be improved by changing the voltage applied to the heat ray drive circuit 1 from the outside.
【0022】次に本発明の第4の実施例を図5により説
明する。熱線駆動回路1は発熱抵抗体11,温度補償抵
抗12,抵抗13,14からなるホイーストンブリッジ
回路により、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように
差動増幅器15,トランジスタ16によって発熱抵抗体
11に流れる電流を調整するように構成されている。熱
線駆動回路1のトランジスタ16のコレクタは、通常の
12Vバッテリよりも大きな電圧VB2の電源102を定
電圧発生回路7で降圧し、通常の12V電圧VB1を発生
させ接続する。定電圧発生回路7は外部からの指令によ
り、発生電圧を12V電圧以外に変更できるような構成
となっている。また差動増幅器15には、電圧VB1を抵
抗81,ツェナーダイオード82の保護回路を介し電圧
VB1を12Vに制限して接続することで、電圧VB1が1
2V以上になったときでも、差動増幅器15等には従来
と同様の耐圧の半導体が使えるようになる。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The heat wire drive circuit 1 includes a heating resistor 11, a temperature compensation resistor 12, and a Wheatstone bridge circuit including resistors 13 and 14, and a heating resistor 11 and a differential amplifier 15 and a transistor 16 so that the potential difference at the bridge midpoint becomes zero. It is configured to regulate the current flowing through. The collector of the transistor 16 of the hot wire drive circuit 1 steps down the power supply 102 having a voltage V B2 larger than that of a normal 12V battery by the constant voltage generation circuit 7 to generate and connect the normal 12V voltage V B1 . The constant voltage generating circuit 7 is configured so that the generated voltage can be changed to a voltage other than 12V by an external command. Further, the voltage V B1 is connected to the differential amplifier 15 by limiting the voltage V B1 to 12 V through the protection circuit of the resistor 81 and the Zener diode 82, so that the voltage V B1 is 1
Even when the voltage becomes 2 V or more, a semiconductor having a withstand voltage similar to that of the conventional one can be used for the differential amplifier 15 and the like.
【0023】ここで定電圧発生回路7は、トランジスタ
71のベース電圧をトランジスタ71のエミッタ電圧を
検出して、定電圧に制御するシリーズレギュレータの構
成をとっているが、トランジスタ71の変りにMOSト
ランジスタを用いパルス駆動する、スイッチングレギュ
レータ構成であっても構わない。いずれの場合でも、外
部より設定電圧の可変となる構成とする。Here, the constant voltage generation circuit 7 has a series regulator structure in which the base voltage of the transistor 71 is detected by detecting the emitter voltage of the transistor 71 and is controlled to a constant voltage. Instead of the transistor 71, a MOS transistor is used. It is also possible to adopt a switching regulator configuration in which pulse driving is performed by using. In either case, the set voltage is variable from the outside.
【0024】熱線駆動回路1の出力信号V1は、差動増
幅器21,抵抗22,23,24,25,26,27か
ら構成されるゼロスパン回路2を介し、エンジンコント
ロールユニット内のマイクロコンピュータ6のアナログ
・ディジタル変換器61に入力されている。エンジンコ
ントロールユニットでは始動時に、マイクロコンピュー
タ6のI/O62の出力レベルを変えることで、定電圧
発生回路7の設定電圧を変える構成としている。The output signal V1 of the heat ray drive circuit 1 is passed through the zero span circuit 2 composed of the differential amplifier 21 and the resistors 22, 23, 24, 25, 26 and 27, and the analog signal of the microcomputer 6 in the engine control unit. It is input to the digital converter 61. The engine control unit is configured to change the set voltage of the constant voltage generating circuit 7 by changing the output level of the I / O 62 of the microcomputer 6 at the time of starting.
【0025】定電圧発生回路7は、レベル判定回路3で
基準電圧とI/O62の出力を比較判定した結果の信号
により設定電圧を変えることで、例えば出力電圧VB1を
通常の12Vから電源102の電圧VB2近くすることが
できる。The constant voltage generating circuit 7 changes the set voltage according to a signal as a result of comparing and judging the reference voltage and the output of the I / O 62 by the level judging circuit 3, so that, for example, the output voltage V B1 is changed from the normal 12 V to the power supply 102. The voltage V B2 can be close to V B2 .
【0026】特に電源102の起動時にエンジンコント
ロールユニットから指令を送ることで、発熱抵抗体11
が加熱される最初の時のみ、高い電圧をブリッジ回路の
電圧V2に印加するように動作することができる。その
結果、自動車のエンジンの始動時といった電源102起
動時のセンサの応答性が向上する。また、エンジンコン
トロールユニットにおいて、センサの稼働時間を計測
し、定期的に電源切り替えスイッチ4にオンオフの指令
を送ることで、急激に発熱温度を変化させ発熱抵抗体1
1に付着した汚れをなくす等のバーンイン動作が可能と
なる。同様に、センサの出力信号に異常を感じた場合、
オンオフの指令を送り外部制御をすると同時にセンサの
出力をモニタすることで、センサの診断精度が向上す
る。他には、12V電圧を有する通常の自動車以外での
動作も可能となり電源電圧を選ばない。例えばハイブリ
ット自動車と呼ばれる、エンジンとモータを有し、高電
圧のバッテリを搭載するシステムにおいても単電源での
動作が可能となる。In particular, by sending a command from the engine control unit when the power source 102 is activated, the heating resistor 11
Only when it is first heated can it be operated to apply a high voltage to the voltage V2 of the bridge circuit. As a result, the responsiveness of the sensor at the time of starting the power supply 102 such as when starting the engine of the automobile is improved. Further, in the engine control unit, the operating time of the sensor is measured, and by periodically sending an on / off command to the power source changeover switch 4, the heat generation temperature is drastically changed to generate the heat generation resistance 1
The burn-in operation such as removing the dirt adhering to 1 can be performed. Similarly, if you feel an abnormality in the output signal of the sensor,
The diagnostic accuracy of the sensor is improved by sending an on / off command and performing external control while monitoring the sensor output. In addition, it is possible to operate in a vehicle other than a normal automobile having a 12V voltage, and the power supply voltage is not selected. For example, even a system called an hybrid vehicle having an engine and a motor and equipped with a high-voltage battery can operate with a single power source.
【0027】本実施例によれば、特に複数の電源系を必
要としないため配線や実装が容易で、応用システムの自
由度が高いという効果がある。According to the present embodiment, there is an effect that wiring and mounting are easy because a plurality of power supply systems are not required, and the degree of freedom of the applied system is high.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、応答性や部品への負荷
を変化させることができる熱式空気流量計を実現でき
る。 According to the present invention, the responsiveness and the load on the parts are improved.
Can realize a thermal air flow meter that can change
It
【図1】本発明の第1の実施例による熱線駆動回路図。FIG. 1 is a heat ray drive circuit diagram according to a first embodiment of the present invention.
【図2】異なる電圧での電源投入時のブリッジ電圧過渡
応答動作の比較図。FIG. 2 is a comparison diagram of a bridge voltage transient response operation when power is turned on with different voltages.
【図3】本発明の第2の実施例による熱線駆動回路図。FIG. 3 is a heat ray drive circuit diagram according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例による熱線駆動回路図。FIG. 4 is a heat ray drive circuit diagram according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施例による熱線駆動回路図。FIG. 5 is a heat ray drive circuit diagram according to a fourth embodiment of the present invention.
1…熱線駆動回路、2…ゼロスパン回路、3…レベル判
定回路、4…電源切り替えスイッチ、5…電源回路、6
…マイクロコンピュータ、7…定電圧発生回路、11…
発熱抵抗体、12…温度補償抵抗、13,14,22,
23,24,25,26,27,32,33,34,3
5,36,37,38,42,44,72,81…抵
抗、15,21…差動増幅器、16,41,43,71
…トランジスタ、31…電圧比較器、61…アナログ・
ディジタル変換器、62…入出力ポート、48…発振
器、49…ディジタル・アナログ変換器、82…ツェナ
ーダイオード、101,102…電源。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat ray drive circuit, 2 ... Zero span circuit, 3 ... Level determination circuit, 4 ... Power switch, 5 ... Power circuit, 6
… Microcomputer, 7… Constant voltage generation circuit, 11…
Heating resistor, 12 ... Temperature compensation resistor, 13, 14, 22,
23, 24, 25, 26, 27, 32, 33, 34, 3
5, 36, 37, 38, 42, 44, 72, 81 ... Resistors, 15, 21 ... Differential amplifiers, 16, 41, 43, 71
... Transistor, 31 ... Voltage comparator, 61 ... Analog
Digital converter, 62 ... Input / output port, 48 ... Oscillator, 49 ... Digital / analog converter, 82 ... Zener diode, 101, 102 ... Power supply.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−218068(JP,A) 特開 平6−265566(JP,A) 特開 昭61−22217(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/00 - 9/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-9-218068 (JP, A) JP-A-6-265566 (JP, A) JP-A-61-2217 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01F 1/00-9/02
Claims (3)
抵抗体と、 感温抵抗体と、 2つの抵抗体と、 前記発熱抵抗体と前記感温抵抗体と前記2つの抵抗体と
から成るホイーストンブリッジ回路とを備え、 前記発熱抵抗体に流れる電流を調整して、前記ホイース
トンブリッジ回路の中点の電位差がゼロになるように制
御され、前記中点の電圧を増幅して出力する熱式空気流
量計であって、 異なる複数の電源電圧と、 前記ホイーストンブリッジ回路への印加電圧として前記
複数の電源電圧を切り替えて供給する切り替え手段と、 を備えたことを特徴とする熱式空気流量計。1. A heating resistor provided in an intake air flow of an internal combustion engine, a temperature-sensitive resistor, two resistors, the heating resistor, the temperature-sensitive resistor, and the two resistors. A Wheatstone bridge circuit consisting of, adjusting the current flowing in the heating resistor, the potential difference at the midpoint of the Wheatstone bridge circuit is controlled to be zero, amplifying the voltage at the midpoint. A thermal air flow meter for outputting, comprising: a plurality of different power supply voltages, and switching means for switching and supplying the plurality of power supply voltages as applied voltages to the Wheatstone bridge circuit. Thermal air flow meter.
回路への印加電圧が低い電源電圧から高い電源電圧へ切
り替えられる ことを特徴とする熱式空気流量計。2. The Wheatstone bridge according to claim 1, wherein the switching means
The voltage applied to the circuit is switched from a low power supply voltage to a high power supply voltage.
A thermal air flow meter that can be replaced .
て、 前記ブリッジ回路への印加電圧を外部のコントローラに
より切り替える手段を備えたことを特徴とする熱式空気
流量計。3. The thermal air flow meter according to claim 1, further comprising means for switching the voltage applied to the bridge circuit by an external controller.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16929299A JP3473501B2 (en) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | Thermal air flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16929299A JP3473501B2 (en) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | Thermal air flow meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000356539A JP2000356539A (en) | 2000-12-26 |
| JP3473501B2 true JP3473501B2 (en) | 2003-12-08 |
Family
ID=15883821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16929299A Expired - Lifetime JP3473501B2 (en) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | Thermal air flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3473501B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114001786B (en) * | 2021-11-26 | 2025-08-05 | 重庆川仪自动化股份有限公司 | A power regulation circuit and regulation method, and constant power thermal mass flowmeter |
-
1999
- 1999-06-16 JP JP16929299A patent/JP3473501B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000356539A (en) | 2000-12-26 |
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