JPH063388B2 - Thermal air flow measuring device - Google Patents
Thermal air flow measuring deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えばエンジンの吸入空気流量を測定し、
電子的なエンジン制御ユニットにおいて、上記エンジン
の電子制御のために効果的に使用できるようにする熱式
の空気流量測定装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention measures, for example, an intake air flow rate of an engine,
The present invention relates to a thermal air flow measuring device which can be effectively used for electronic control of an engine in an electronic engine control unit.
[背景技術] 例えば、自動車等に搭載されるエンジンにあっては、そ
の燃料噴射量、点火時期等をマイクロコンピュータを用
いた電子的な制御ユニットによって制御することが行わ
れている。このような電子的なエンジン制御を実行する
場合、このエンジンの運転状態を電子的に監視し、その
監視データを制御ユニットに対して供給して、この制御
ユニットにおいては上記監視データに基づいて燃料噴射
量等のエンジン制御データを演算している。BACKGROUND ART For example, in an engine mounted on an automobile or the like, the fuel injection amount, the ignition timing, etc. are controlled by an electronic control unit using a microcomputer. When performing such electronic engine control, the operating state of the engine is electronically monitored, the monitoring data is supplied to the control unit, and the control unit controls the fuel based on the monitoring data. Engine control data such as injection amount is calculated.
このようなエンジン制御のためのエンジンの運転状態の
監視手段としては種々のものが存在するものであるが、
例えばエンジンの吸入空気流量の状態は、常時エンジン
の運転状態に直接的に関係するものとして、監視測定さ
れているものである。There are various means for monitoring the operating state of the engine for controlling the engine.
For example, the state of the intake air flow rate of the engine is always monitored and measured as being directly related to the operating state of the engine.
このような吸入空気流量の測定手段としては、例えば特
開昭55−98621号公報に示されるように、温度−
抵抗特性を有する感温素子を吸気管の中に設定する空気
流量測定手段が知られている。すなわち、感温素子に対
して加熱電力を供給して発熱制御させ、この感温素子の
温度状態を監視して、その温度が特定される温度状態に
保つために要求される加熱電力量から、空気流量が算出
されるようにしているものである。As a means for measuring such an intake air flow rate, for example, as shown in JP-A-55-98621, temperature-
Air flow rate measuring means for setting a temperature sensitive element having a resistance characteristic in an intake pipe is known. That is, heating power is supplied to the temperature-sensitive element to control heat generation, the temperature state of the temperature-sensitive element is monitored, and from the heating power amount required to maintain the temperature in the specified temperature state, The air flow rate is calculated.
しかし、このような測定装置にあっては、測定出力信号
が電流値のようなアナログデータでなるものであるた
め、高精度のA/D変換器によってディジタルデータに
変換して、エンジン制御ユニットで使用されるようにす
る必要がある。すなわち、信号処理に精度の高い回路要
素が要求されるものであり、また精度の高い空気流量測
定データを得ることが困難である。However, in such a measuring device, since the measurement output signal is analog data such as a current value, it is converted into digital data by a high-precision A / D converter, and then converted by the engine control unit. Need to be used. That is, highly accurate circuit elements are required for signal processing, and it is difficult to obtain highly accurate air flow rate measurement data.
このような点を考慮して、空気流量が時間幅によって表
現されるようにした熱式の空気流量測定装置が本件出願
人によって提案されている。すなわち、感温素子に対し
て定電圧制御された加熱電力を供給し、感温素子が特定
温度状態まで上昇するに必要な時間幅をパルス状信号に
よって表現するようにしているものである。すなわち、
このパルス状信号のパルス時間幅をクロック信号によっ
て計数することによってディジタル状の空気流量データ
が得られるようになる。In consideration of such a point, the present applicant has proposed a thermal type air flow rate measuring device in which the air flow rate is expressed by a time width. That is, constant-voltage-controlled heating power is supplied to the temperature-sensitive element, and the time width required for the temperature-sensitive element to rise to a specific temperature state is expressed by a pulse signal. That is,
By counting the pulse time width of this pulse-shaped signal with the clock signal, digital air flow rate data can be obtained.
また、このようなパルス状の信号は出力回路で波形整形
を実行する場合、電圧の不安定が原因となってパルス時
間幅が正確に表現されない場合が存在する。このような
点を考慮して1つのパルス状出力信号を一対のパルス信
号によって表現して、この一対のパルス信号の周期幅を
計測するようにした出力回路を構成することが考えられ
ている。Further, when such a pulse-shaped signal is subjected to waveform shaping by the output circuit, the pulse time width may not be accurately expressed due to the instability of the voltage. Considering such a point, it is considered that one pulsed output signal is expressed by a pair of pulse signals and an output circuit is configured to measure the period width of the pair of pulse signals.
第4図はパルス状信号のパルス時間幅を一対のパルス信
号で表現されるようにする出力回路の例を示すもので、
入力信号aとしては、第5図(A)に示すようなパルス
幅Tの信号が供給される。また、この出力回路にあって
は、定電流回路11を介して充電制御されるコンデンサ12
を備えるもので、このコンデンサ12は入力信号の存在し
ない状態で、インバータ13の出力によって閉じられるよ
うに制御されるスイッチ14を介して放電状態に設定され
ている。この場合、この放電回路には定電流回路15が設
けられている。FIG. 4 shows an example of an output circuit for expressing the pulse time width of a pulse signal by a pair of pulse signals.
As the input signal a, a signal having a pulse width T as shown in FIG. 5 (A) is supplied. In addition, in this output circuit, the capacitor 12 whose charge is controlled via the constant current circuit 11 is used.
In the absence of an input signal, the capacitor 12 is set to a discharging state via a switch 14 controlled to be closed by the output of the inverter 13. In this case, a constant current circuit 15 is provided in this discharge circuit.
したがって、上記コンデンサ12は入力信号aの立上がり
と共にスイッチ14が開路されるため、定電流回路11を介
して特定される時定数で充電されるようになり、その充
電電位は第5図で(B)に示すようになる。そして、こ
の充電電位が基準電源16で設定される電位Vthを越える
とコンパレータ17が出力反転し、インバータ18の出力が
第5図の(C)に示すように立上がる。このインバータ
18からの出力信号は、上記入力信号と共に排他的オア回
路19に供給されているものであり、したがってこの排他
的オア回路19からの出力信号は、入力信号の立上がりエ
ッジで立上がり、コンパレータ17の出力の反転と共に立
下がる第5図の(D)にIで示すような第1のパルス信
号を表現するようになる。そして、この状態でコンデン
サ12は電源電圧状態まで充電される。Therefore, the capacitor 12 is charged with the time constant specified through the constant current circuit 11 because the switch 14 is opened at the rising edge of the input signal a, and its charging potential is (B) in FIG. ). Then, when this charging potential exceeds the potential Vth set by the reference power source 16, the output of the comparator 17 is inverted and the output of the inverter 18 rises as shown in FIG. 5 (C). This inverter
The output signal from 18 is supplied to the exclusive OR circuit 19 together with the above input signal. Therefore, the output signal from this exclusive OR circuit 19 rises at the rising edge of the input signal, and the output of the comparator 17 The first pulse signal as indicated by I in FIG. Then, in this state, the capacitor 12 is charged to the power supply voltage state.
そして、第5図(A)に示す入力信号が立下がると、ス
イッチ14が閉じられてコンデンサ12が定電流回路15を介
して放電されるようになり、このコンデンサ12の端子電
圧が基準電源16の電圧を越えて低下する状態でコンパレ
ータ18の出力が反転する。そして、排他的オア回路19か
ら入力信号の立下がりエッジで立上がる第5図(D)に
示すパルス信号IIが得られるようになる。Then, when the input signal shown in FIG. 5 (A) falls, the switch 14 is closed and the capacitor 12 is discharged through the constant current circuit 15, and the terminal voltage of this capacitor 12 becomes the reference power source 16 The output of the comparator 18 is inverted in the state where the output voltage of the comparator 18 drops below the voltage of. Then, the exclusive OR circuit 19 obtains the pulse signal II shown in FIG. 5 (D) which rises at the falling edge of the input signal.
すなわち、入力パルス状信号の立上がりおよび立下がり
エッジにそれぞれ対応した第1および第2のパルス信号
IおよびIIが得られるものであり、この両パルス信号の
時間間隔が時間幅Tを表現するようになる。That is, the first and second pulse signals I and II corresponding to the rising edge and the falling edge of the input pulse signal are obtained, and the time interval between these two pulse signals expresses the time width T. Become.
しかし、このような出力回路を用いた場合、例えば第6
図の(A)に示すように入力パルス状信号のパルス時間
幅が非常に小さな状態となった場合、同図の(B)に示
すようにコンデンサ12が充分に充電される前に入力信号
の立下がりエッジが到来する状態となる。このような状
態となると入力信号の立下がりエッジによってコンデン
サ12の放電開始が制御されるときには、このコンデンサ
12の端子電位を充分に上昇していないため、極く小時間
の間にその端子電位がコンパレータ17の基準電圧状態と
なり、コンパレータ17の出力が反転する。したがって、
インバータ18の出力信号は第6図(C)に示すようにな
り、さらに排他的オア回路19から得られる出力信号は、
同図(D)に示すようになる。However, when such an output circuit is used, for example, the sixth
When the pulse time width of the input pulsed signal becomes extremely small as shown in (A) of the figure, as shown in (B) of the figure, before the capacitor 12 is sufficiently charged, The falling edge arrives. In this case, when the discharge start of the capacitor 12 is controlled by the falling edge of the input signal,
Since the terminal potential of 12 has not risen sufficiently, the terminal potential becomes the reference voltage state of the comparator 17 and the output of the comparator 17 is inverted in a very short time. Therefore,
The output signal of the inverter 18 is as shown in FIG. 6 (C), and the output signal obtained from the exclusive OR circuit 19 is
It becomes as shown in FIG.
すなわち、このような状態では、入力信号の立上がりに
対応する第1のパルス信号Iは、時間幅t1の正常状態
で発生されるが入力信号の立下がりに対応する第2のパ
ルス信号IIは、非常の小さな時間幅t2の状態となる。
したがって、このような状態の測定出力信号の、特に第
2のパルス信号のパルス幅は、計測に必要な時間幅を設
定できない状態も発生するおそれがある。That is, in such a state, the first pulse signal I corresponding to the rising edge of the input signal is generated in the normal state of the time width t1, but the second pulse signal II corresponding to the falling edge of the input signal is The state is in a very small time width t2.
Therefore, in the pulse width of the measurement output signal in such a state, particularly the pulse width of the second pulse signal, there is a possibility that a state in which the time width required for measurement cannot be set may occur.
[発明が解決しようとする問題点] この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、空気
流量測定信号は時間幅を表現したパルス状信号で構成さ
れる場合、このパルス状信号の表現時間幅を第1および
第2のパルス信号によって効果的に表現されるようにす
ると共に、特にこの第1および第2のパルス信号のパル
ス幅が、確実に制御ユニット等で計測可能な状態に設定
され、空気流量測定信号が効果的に電子的に制御で使用
されるようにする熱式空気流量測定装置を提供しようと
するものである。[Problems to be Solved by the Invention] The present invention has been made in view of the above points, and when the air flow rate measurement signal is composed of a pulse-like signal expressing a time width, the expression of the pulse-like signal The time width is effectively represented by the first and second pulse signals, and in particular, the pulse widths of the first and second pulse signals are set to a state that can be reliably measured by the control unit or the like. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention seeks to provide a thermal air flow measurement device that effectively allows the air flow measurement signal to be electronically used in control.
[問題点を解決するための手段] すなわち、この発明に係る空気流量測定装置にあって
は、測定すべき空気流中に温度−抵抗特性を有する感温
素子を設定し、この感温素子に対して加熱電力を供給制
御して、感温素子の温度が特定される温度状態まで上昇
するに必要な時間幅を、パルス幅によって表現したパル
ス状信号を測定信号として取出すようにする。この測定
信号は、その立上がりおよび立下がりエッジでそれぞれ
立上がる第1および第2のパルス信号を発生する出力回
路に供給するもので、この出力回路では上記両エッジの
検出と共に、所定の時定数で充電および放電開始される
コンデンサを備え、このコンデンサの電位が設定される
レベルを越える状態で上記第1および第2のパルスを立
下がり制御し、さらに上記コンデンサを急速に充電ある
いは放電制御するようにしているものである。[Means for Solving Problems] That is, in the air flow rate measuring device according to the present invention, a temperature sensitive element having a temperature-resistance characteristic is set in the air flow to be measured, and this temperature sensitive element is used. On the other hand, the heating power is controlled to be supplied so that the time width required for the temperature of the temperature sensitive element to rise to the specified temperature state is taken out as a pulse-shaped signal expressed by the pulse width. This measurement signal is supplied to an output circuit that generates a first pulse signal and a second pulse signal that rise at the rising edge and the falling edge, respectively. In this output circuit, both edges are detected and at a predetermined time constant. A capacitor for starting charging and discharging is provided, and the first and second pulses are controlled to fall when the potential of the capacitor exceeds a set level, and further the capacitor is rapidly charged or discharged. It is what
[作用] 上記のような空気流量測定装置にあっては、その出力回
路でパルス状の信号が入力されるとその信号の立上がり
および立下がりにそれぞれ対応して第1および第2のパ
ルス信号が立上がるようになる。この場合、コンデンサ
が所定の時定数で充電され、あるいは放電されるように
なるものであり、このコンデンサの端子電位が設定レベ
ルを越える状態で上記第1および第2のパルスが立下が
り制御される。この場合、コンデンサの電位が設定レベ
ルを越える状態で急速に充電あるいは放電制御されるも
のであるため、このコンデンサの電位は上記第1および
第2のパルスが発生された状態で次の動作の待機状態の
電位にまで急速に充放電制御され、したがって上記第1
および第2のパルス信号のパルス幅は、安定した状態に
設定され、制御ユニット等で効果的に計測読み取られる
ようになる。[Operation] In the air flow rate measuring device as described above, when a pulsed signal is input to its output circuit, the first and second pulse signals are generated in response to rising and falling of the signal, respectively. It will stand up. In this case, the capacitor is charged or discharged with a predetermined time constant, and the first and second pulses are controlled to fall while the terminal potential of the capacitor exceeds the set level. . In this case, since the charge or discharge is rapidly controlled in the state where the potential of the capacitor exceeds the set level, the potential of this capacitor waits for the next operation in the state where the first and second pulses are generated. The charge and discharge is rapidly controlled to the potential of the state, and therefore the first
The pulse width of the second pulse signal is set to a stable state, and the control unit or the like can effectively measure and read the pulse width.
[発明の実施例] 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図はその構成を示したもので、エンジンの吸入空気
流量を測定する場合を例にして示している。すなわち、
吸気管21の中に感温素子22および温度測定素子23が設定
されているもので、これら感温素子22および温度測定素
子23は温度によって抵抗値が変化設定される、例えば白
金線等による抵抗素子によって構成され、それぞれ吸気
管21に流れる空気流に対して接触するように設定されて
いる。そして、この感温素子22には固定の抵抗24が接続
され、さらに温度測定素子23には抵抗25および26の直列
回路が接続されて、ブリッジ回路が構成されるようにな
っている。そして、上記感温素子22と温度測定素子23と
の接続点に、トランジスタ27を介して加熱電力が供給さ
れるようにする。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the configuration, and shows an example of measuring the intake air flow rate of the engine. That is,
A temperature sensing element 22 and a temperature measuring element 23 are set in the intake pipe 21, and the temperature sensing element 22 and the temperature measuring element 23 are set to change their resistance values depending on the temperature. Each of the elements is configured to come into contact with the air flow flowing through the intake pipe 21. A fixed resistor 24 is connected to the temperature sensitive element 22, and a series circuit of resistors 25 and 26 is connected to the temperature measuring element 23 to form a bridge circuit. Then, heating power is supplied to the connection point between the temperature sensitive element 22 and the temperature measuring element 23 through the transistor 27.
また、上記感温素子22と抵抗24との接続点a、および抵
抗25と26との接続点bはそれぞれコンパレータ28に対し
て接続されているもので、上記加熱電力によって感温素
子22の温度が温度測定素子23で測定される空気温度に対
して特定される温度差が設定されるまで上昇したとき
に、上記コンパレータ28からの出力信号が立上がるよう
に設定されている。The connection point a between the temperature sensitive element 22 and the resistor 24 and the connection point b between the resistors 25 and 26 are respectively connected to the comparator 28, and the temperature of the temperature sensitive element 22 is changed by the heating power. Is set so that the output signal from the comparator 28 rises when a temperature difference specified with respect to the air temperature measured by the temperature measuring element 23 rises.
このコンパレータ28からの出力信号は、フリップフロッ
プ回路29をリセットする。このフリップフロップ回路29
は、エンジン制御ユニット30で発生されるスタートパル
ス信号Tinによってセット制御されるもので、このスタ
ートパルス信号は、例えばエンジンの回転に周期する状
態で周期的に発生されるものである。The output signal from the comparator 28 resets the flip-flop circuit 29. This flip-flop circuit 29
Is set and controlled by a start pulse signal Tin generated by the engine control unit 30, and the start pulse signal is periodically generated in a state in which the engine rotates, for example.
このフリップフロップ回路29のリセットが出力端子か
らの出力信号は、バッファを適宜介してスイッチ素子31
を投入制御する。このスイッチ素子31は上記トランジス
タ27のベース回路を接地としているもので、このスイッ
チ素子31の開路状態、すなわちフリップフロップ回路29
のセット状態でトランジスタ27がオン制御され、感温素
子22を含むブリッジ回路に加熱電力を供給設定するよう
にする。また、フリップフロップ回路29のセット側出力
端子Qからの出力信号は、バッファを介して出力回路32
に導かれ、この出力回路32からのフリップフロップ回路
29のセット状態に対応する出力信号は、測定出力信号T
outとしてエンジン制御ユニット30に供給する。When the reset signal of the flip-flop circuit 29 is output from the output terminal, a switch element 31
Control. The switch element 31 has the base circuit of the transistor 27 grounded. The open state of the switch element 31, that is, the flip-flop circuit 29
In this set state, the transistor 27 is turned on, and heating power is set to be supplied to the bridge circuit including the temperature sensitive element 22. The output signal from the set-side output terminal Q of the flip-flop circuit 29 is output via the buffer to the output circuit 32.
Flip-flop circuit from this output circuit 32
The output signal corresponding to the 29 set states is the measurement output signal T
It is supplied to the engine control unit 30 as out.
ここで、上記トランジスタ27から感温素子22部に供給さ
れる加熱電力の電圧は、基準電圧電源33で設定される基
準電圧とOPアンプ34で対比されているもので、このO
Pアンプ34の出力信号でトランジスタ27のベース電位を
制御するようにしている。すなわち、感温素子22を含む
ブリッジ回路に供給される加熱電力の電圧は、上記基準
電圧を基準にして定電圧制御されるようにしている。Here, the voltage of the heating power supplied from the transistor 27 to the temperature sensitive element 22 is compared with the reference voltage set by the reference voltage power supply 33 by the OP amplifier 34.
The output signal of the P amplifier 34 controls the base potential of the transistor 27. That is, the voltage of the heating power supplied to the bridge circuit including the temperature sensitive element 22 is controlled to be a constant voltage based on the reference voltage.
すなわち、上記のように構成される空気流量測定装置に
あっては、エンジンの回転に同期する状態で発生される
スタートパルス信号Tinによってフリップフロップ回路
29がセットされ、加熱電力が立上がり制御され、感温素
子22が発熱されるようになる。そして、この感温素子22
の温度が空気温度に対して特定される温度状態まで上昇
すると、コンパレータ28から出力信号が発生され、フリ
ップフロップ回路29をリセットして、上記加熱電力が遮
断制御される。この場合、感温素子22は吸入空気流に接
触される状態に設定され、その放熱効果が上記空気流に
よって設定されるようになるものであるため、感温素子
22の加熱電力による温度上昇速度は、上記空気流量に反
比例するようになる。したがって、加熱電力が立上が
り、コンパレータ28から出力信号が発生されるまでの時
間幅は、吸気管21に流れる吸入空気流量に対応するよう
になる。すなわち、フリップフロップ回路29のQ端子か
ら得られる、そのセットおよびリセットに対応して発生
されるパルス状信号のパルス時間幅は、測定空気流量を
表現するようになる。そして、このパルス状出力信号
は、出力回路32に供給され、この出力回路32から上記パ
ルス時間幅に相当する時間幅を表現して信号は、空気流
量測定信号としてエンジン制御ユニット30に対して供給
されるようになる。That is, in the air flow rate measuring device configured as described above, the flip-flop circuit is generated by the start pulse signal Tin generated in synchronization with the rotation of the engine.
29 is set, the heating power is controlled to rise, and the temperature sensitive element 22 is heated. And this temperature sensitive element 22
When the temperature rises to a temperature state specified with respect to the air temperature, an output signal is generated from the comparator 28, the flip-flop circuit 29 is reset, and the heating power is cut off and controlled. In this case, the temperature sensing element 22 is set in a state of being brought into contact with the intake air flow, and its heat dissipation effect is set by the air flow.
The rate of temperature rise due to the heating power of 22 becomes inversely proportional to the air flow rate. Therefore, the time width until the heating power rises and the output signal is generated from the comparator 28 corresponds to the intake air flow rate flowing through the intake pipe 21. That is, the pulse time width of the pulse-like signal generated from the Q terminal of the flip-flop circuit 29 corresponding to the setting and resetting thereof represents the measured air flow rate. Then, this pulsed output signal is supplied to the output circuit 32, and the signal representing the time width corresponding to the pulse time width is supplied from the output circuit 32 to the engine control unit 30 as an air flow rate measurement signal. Will be done.
第2図は上記出力回路32を詳細に示すもので、その入力
端子41に対しては、上記フリップフロップ回路29のセッ
ト状態でハイレベルとなる第3図で(A)で示すような
信号が入力される。この信号は、スタートパルス信号に
同期して立上がり、空気流量測定時間幅Tを表現するパ
ルス状信号でなる。この入力信号は、アンド回路42、ノ
ア回路33および排他的オア回路44に対して供給され、さ
らにインバータ45に供給される。FIG. 2 shows the output circuit 32 in detail. To its input terminal 41, a signal as shown in FIG. 3 (A) which becomes high level in the set state of the flip-flop circuit 29 is provided. Is entered. This signal is a pulse-like signal that rises in synchronization with the start pulse signal and expresses the air flow rate measurement time width T. This input signal is supplied to the AND circuit 42, the NOR circuit 33, and the exclusive OR circuit 44, and further supplied to the inverter 45.
上記アンド回路42およびノア回路43からの出力信号は、
それぞれスイッチ素子46および47を投入制御するもの
で、スイッチ素子46を定電流回路48並列接続され、また
スイッチ素子47は同じく定電流回路49に並列に接続され
ている。そして、上記定電流回路49はスイッチ素子50を
介して接地されているもので、このスイッチ素子50は上
記インバータ45の出力で投入制御されるようになってい
る。The output signals from the AND circuit 42 and the NOR circuit 43 are
The switch elements 46 and 47 are controlled to be turned on, respectively, and the switch element 46 is connected in parallel with the constant current circuit 48, and the switch element 47 is also connected in parallel with the constant current circuit 49. The constant current circuit 49 is grounded through the switch element 50, and the switch element 50 is controlled to be turned on by the output of the inverter 45.
上記定電流回路48は電源Vccに対して接続されているも
ので、コンデンサ51に対して充電電流を供給するもので
あり、またスイッチ素子50が投入されている状態で、こ
のコンデンサ51の充電電荷が定電流回路49を介して放電
されるようになっている。The constant current circuit 48 is connected to the power source Vcc, supplies a charging current to the capacitor 51, and charges the capacitor 51 with the switch element 50 turned on. Are discharged via the constant current circuit 49.
このコンデンサ51の端子電圧は、コンパレータ52で基準
電源53で設定される基準電圧と比較されているもので、
コンデンサ51の端子電圧が基準電圧を越える状態でコン
パレータ52からの出力信号がローレベルとなるように設
定されている。このコンパレータ52からの出力信号は、
インバータ54で反転して前記排他的オア回路44に供給す
ると共に、アンド回路42およびノア回路43に供給する。The terminal voltage of this capacitor 51 is compared with the reference voltage set by the reference power supply 53 in the comparator 52,
The output signal from the comparator 52 is set to a low level when the terminal voltage of the capacitor 51 exceeds the reference voltage. The output signal from this comparator 52 is
It is inverted by the inverter 54 and supplied to the exclusive OR circuit 44, and also supplied to the AND circuit 42 and the NOR circuit 43.
すなわち、入力端子に供給される信号がローレベルの状
態である初期状態では、コンデンサ51は放電状態であ
り、コンパレータ52の出力はハイレベルとなっていて、
インバータ54の出力はローレベルである。したがって、
この状態ではアンド回路42からは出力信号が発生され
ず、スイッチ素子46は開路状態となっているものであ
り、またノア回路43の出力によってスイッチ47が投入さ
れ、コンデンサ51の端子電圧は接地電位である。That is, in the initial state in which the signal supplied to the input terminal is in the low level state, the capacitor 51 is in the discharging state and the output of the comparator 52 is in the high level,
The output of the inverter 54 is low level. Therefore,
In this state, no output signal is generated from the AND circuit 42, the switch element 46 is in an open circuit state, the switch 47 is turned on by the output of the NOR circuit 43, and the terminal voltage of the capacitor 51 is the ground potential. Is.
このような状態で第3図の(A)に示す時間幅T1のパ
ルス状信号が入力されると、アンド回路42の出力は第3
図(B)に示すようにそのままであるが、その立上がり
エッジに対応してインバータ45の出力が反転してスイッ
チ素子50を開路すると共に、ノア回路43の出力が第3図
(C)で示すように立下がりスイッチ素子47が開路され
る。When a pulse signal having a time width T1 shown in FIG. 3 (A) is input in such a state, the output of the AND circuit 42 becomes the third signal.
Although it remains as shown in FIG. 3B, the output of the inverter 45 is inverted and the switch element 50 is opened in response to the rising edge thereof, and the output of the NOR circuit 43 is shown in FIG. 3C. Thus, the falling switch element 47 is opened.
すなわち、この状態でコンデンサ51に対する時定数の設
定された充電回路が形成されるようになるもので、コン
デンサ51は定電流回路48を介して充電されてその端子電
圧は第3図に(D)で示すように上昇する。そして、こ
のコンデンサ51の端子電圧が、基準電源53で設定される
基準電圧Vthを越えると、コンパレータ54の出力が反転
し、インバータ54の出力が第3図(E)に示すようにな
る。したがって、排他的オア回路44からは、入力信号の
立上がりと共に立上がり、インバータ54の出力の立上が
りと共に立上がる第3図の(F)に示す第1のパルス信
号Iが発生される。また、同時にこのインバータ54のハ
イレベルとなった出力によってアンド回路42のゲートが
開かれるようになり、スイッチ素子46を投入してコンデ
ンサ51を電源電圧Vccまで急速充電する。すなわち、コ
ンデンサ51の端子電圧は、第3図の(D)で示されるよ
うに、Vthを越える状態で急速にVccにまで充電される
ようになるものである。That is, in this state, a charging circuit in which a time constant is set for the capacitor 51 is formed, and the capacitor 51 is charged through the constant current circuit 48, and its terminal voltage is shown in FIG. Rises as shown in. When the terminal voltage of the capacitor 51 exceeds the reference voltage Vth set by the reference power source 53, the output of the comparator 54 is inverted and the output of the inverter 54 becomes as shown in FIG. 3 (E). Therefore, the exclusive OR circuit 44 generates the first pulse signal I shown in (F) of FIG. 3 which rises with the rise of the input signal and rises with the rise of the output of the inverter 54. At the same time, the high level output of the inverter 54 opens the gate of the AND circuit 42 to turn on the switch element 46 to rapidly charge the capacitor 51 to the power supply voltage Vcc. That is, as shown in FIG. 3D, the terminal voltage of the capacitor 51 is rapidly charged to Vcc in a state of exceeding Vth.
そして、次に入力信号の立下がりエッジが入力されるよ
うになると、アンド回路42の出力がローレベルとなって
スイッチ素子46が開かれてコンデンサ51に対する急速充
電回路が断たれる。また、インバータ45の出力によって
スイッチ素子50が投入され、コンデンサ51の時定数を持
つた放電回路が形成される。したがって、コンデンサ51
の端子電圧は、第3図(D)に示されるように時定数を
持って低下し、その端子電圧がVthを越えたときにコン
パレータ52の出力が反転して、インバータ54の出力がロ
ーレベルとなる。そして、この状態でノア回路43の出力
がハイレベルとなり、スイッチ素子47を閉じてコンデン
サ51を急速放電するようになる。Then, when the falling edge of the input signal is next input, the output of the AND circuit 42 becomes low level, the switch element 46 is opened, and the rapid charging circuit for the capacitor 51 is cut off. Further, the switch element 50 is turned on by the output of the inverter 45, and a discharge circuit having the time constant of the capacitor 51 is formed. Therefore, the capacitor 51
3D, the terminal voltage decreases with a time constant, and when the terminal voltage exceeds Vth, the output of the comparator 52 is inverted and the output of the inverter 54 becomes low level. Becomes Then, in this state, the output of the NOR circuit 43 becomes high level, the switch element 47 is closed, and the capacitor 51 is rapidly discharged.
そして、排他的オア回路44からは、第3図(F)にIIで
示すような第2のパルス信号が発生されるようになるも
ので、第1のパルス信号Iと第2のパルス信号IIとの時
間間隔T1は入力信号のパルス時間幅T1と一致するよ
うになる。したがって、この第1および第2のパルス信
号がエンジン制御ユニット30に供給され、そのパルス間
隔T1が空気流量測定データとして計測され、エンジン
制御データを演算するために使用されるようになるもの
である。Then, the exclusive OR circuit 44 generates a second pulse signal as indicated by II in FIG. 3 (F). The first pulse signal I and the second pulse signal II are generated. The time interval T1 between and becomes equal to the pulse time width T1 of the input signal. Therefore, the first and second pulse signals are supplied to the engine control unit 30, the pulse interval T1 is measured as the air flow rate measurement data, and is used to calculate the engine control data. .
また、この出力回路32に対して、第3図(A)に示すよ
うに小さな時間幅T2を表現した空気流量測定信号が入
力された場合を想定してみると、入力パルス状信号の立
上がりによってコンデンサ51が充電され、その端子電圧
がVthに達すると直ちにスイッチ素子46が投入されて、
このコンデンサ51が急速充電される。したがって、第1
のパルス信号が発生されてからすぐに入力信号が立下が
るような状態となっても、このときにはコンデンサ51の
端子電圧はVccの状態となっているものであり、第2の
パルス信号の形成制御が正常に実行されるようになる。
すなわち、入力パルス状信号で表現されたパルス時間幅
が狭い状態であっても、第1および第2のパルス信号の
幅は等しいtの状態に設定され、エンジン制御ユニット
30において確実に計測検知されるようになる。Further, assuming that an air flow rate measurement signal expressing a small time width T2 is input to the output circuit 32 as shown in FIG. As soon as the capacitor 51 is charged and its terminal voltage reaches Vth, the switch element 46 is turned on,
This capacitor 51 is rapidly charged. Therefore, the first
Even if the input signal falls immediately after the pulse signal is generated, the terminal voltage of the capacitor 51 is still in the Vcc state at this time, and the formation control of the second pulse signal is performed. Will be executed normally.
That is, even if the pulse time width represented by the input pulse-like signal is narrow, the widths of the first and second pulse signals are set to the same t, and the engine control unit
The measurement and detection will be reliably performed at 30.
[発明の効果] 以上のようにこの発明に係る空気流量測定装置にあって
は、パルス時間幅によって測定空気量を表現したパルス
状の測定信号が発生されるものであるため、その時間幅
を計測することによって空気流量信号がディジタル的に
得られるようになる。しかし、このようなパルス時間幅
で測定値を表現したパルス状信号をそのまま使用する場
合には、制御ユニット部のフィルタ機能を含む入力回路
によって、パルス信号の立上がりおよび立下がり部分を
積分し、設定される閾値によってその積分波形を読み取
り、波形整形をして入力するものであるが、信号レベル
等の変化によって読み取り時間幅に誤差がでる可能性が
あった。しかし、上記のように測定信号のパルス時間幅
を第1および第2の一対のパルス信号によって表現し、
この一対のパルス信号の立上がりタイミング時間幅によ
って測定データを読み取られるようにしたので、非常に
正確な状態で空気流量測定データが読み取られるように
なる。また、この場合上記第1および第2のパルス信号
のそれぞれパルス幅は、確実に安定した幅に設定するこ
とができるようになっているものであり、したがってこ
の一対のパルス信号による空気流量測定出力信号は確実
に計測読取られるようになる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, in the air flow rate measuring device according to the present invention, since the pulse-shaped measurement signal expressing the measured air amount is generated by the pulse time width, By measuring, the air flow rate signal can be obtained digitally. However, when using a pulsed signal that represents the measured value with such a pulse time width as it is, the rising and falling parts of the pulse signal are integrated and set by the input circuit including the filter function of the control unit. The integrated waveform is read according to the threshold to be input, and the waveform is shaped and input, but there is a possibility that an error may occur in the reading time width due to changes in the signal level and the like. However, as described above, the pulse time width of the measurement signal is expressed by the first and second pair of pulse signals,
Since the measurement data can be read according to the rising timing time width of the pair of pulse signals, the air flow rate measurement data can be read in a very accurate state. Further, in this case, the pulse widths of the first and second pulse signals can be surely set to stable widths. Therefore, the air flow rate measurement output by the pair of pulse signals is obtained. The signal can be reliably measured and read.
第1図はこの発明の一実施例に係る熱式空気流量測定装
置を説明する回路構成図、第2図は上記実施例で使用さ
れる出力回路の例を示す回路図、第3図は上記出力回路
の動作状態を説明する信号波形図、第4図はこれまで考
えられていた出力回路の例を示す回路図、第5図は上記
出力回路の動作状態を説明する信号波形図、第6図は同
じく入力信号が特殊な場合の動作を説明する信号波形図
である。 21…吸気管、22…感温素子、23…温度測定素子、27…ト
ランジスタ(加熱電力開閉)、28…コンパレータ、29…
フリップフロップ回路、30…エンジン制御ユニット、32
…出力回路、42…アンド回路、43…ノア回路、44…排他
的オア回路、46,47,50…スイッチ素子、48,49…定電
流回路、51…コンデンサ、52…コンパレータ。FIG. 1 is a circuit configuration diagram for explaining a thermal air flow rate measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of an output circuit used in the above embodiment, and FIG. FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operating state of the output circuit, FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the output circuit that has been considered so far, and FIG. 5 is a signal waveform diagram for explaining the operating state of the output circuit. The figure is also a signal waveform diagram for explaining the operation when the input signal is special. 21 ... Intake pipe, 22 ... Temperature sensitive element, 23 ... Temperature measuring element, 27 ... Transistor (heating power switching), 28 ... Comparator, 29 ...
Flip-flop circuit, 30 ... Engine control unit, 32
... output circuit, 42 ... AND circuit, 43 ... NOR circuit, 44 ... exclusive OR circuit, 46, 47, 50 ... switch element, 48, 49 ... constant current circuit, 51 ... capacitor, 52 ... comparator.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 善久 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 衣川 真澄 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 鈴木 淳志 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Yoshihisa Sato 1-1, Showa-cho, Kariya City, Aichi Prefecture Nihon Denso Co., Ltd. (72) Inventor Masumi Kinokawa, 1-1, Showa-cho, Aichi Prefecture Nippon Denso Co., Ltd. (72) Inventor Atsushi Suzuki 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture Nihon Denso Co., Ltd.
Claims (1)
って抵抗値が変化する特性を有する抵抗素子によって構
成される感温素子を備え、この感温素子に加熱電力を供
給することによって上記感温素子が特定される温度状態
まで上昇するに必要な時間幅をパルス幅によって表現し
たパルス状出力信号を発生する空気流量測定部と、 上記パルス状出力信号の立上がりおよび立下がりエッジ
にそれぞれ対応して立上がる、上記1つのパルス状出力
信号に対して第1および第2のパルス信号を形成する出
力回路とを具備し、 この出力回路は、上記パルス状信号の立上がりエッジで
特定される時定数で充電あるいは放電開始されるコンデ
ンサ、 このコンデンサの電位が特定される電位になった状態で
急速に充電あるいは放電制御する手段、 上記パルス状信号の立下がりエッジで上記コンデンサを
特定される時定数で放電あるいは充電制御する手段、 このコンデンサの電位が特定される電位となった状態で
上記コンデンサを急速に放電あるいは充電制御する手段
を備え、 上記パルス状信号の立上がりおよび立下がりエッジそれ
ぞれで立上がり、上記コンデンサの電位が特定されるレ
ベル状態となるまで変化した状態となるまで持続する第
1および第2のパルス信号が出力信号として出力される
ようにしたことを特徴とする熱式空気流量測定装置。1. A temperature-sensitive element comprising a resistance element having a characteristic that its resistance value changes according to a temperature set in an air flow to be measured, and heating power is supplied to the temperature-sensitive element. An air flow rate measurement unit that generates a pulsed output signal that expresses the time width required for the temperature sensing element to rise to a specified temperature state by the pulse width, and corresponds to the rising and falling edges of the pulsed output signal. And an output circuit which forms a first pulse signal and a second pulse signal with respect to the one pulsed output signal and rises when the output circuit is specified by a rising edge of the pulsed signal. A capacitor that starts charging or discharging with a constant, a means for rapidly controlling charging or discharging when the potential of this capacitor reaches a specified potential, A means for controlling discharge or charge of the capacitor with a specified time constant at the falling edge of the stripe-shaped signal, and a means for rapidly controlling discharge or charge of the capacitor with the potential of the capacitor at the specified potential. The output signal includes first and second pulse signals that rise at each of the rising edge and the falling edge of the pulse-shaped signal, and continue until the potential of the capacitor changes to a specified level state. A thermal type air flow rate measuring device characterized in that
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60195324A JPH063388B2 (en) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Thermal air flow measuring device |
| US06/874,854 US4680964A (en) | 1985-06-18 | 1986-06-16 | Heat-wire type airflow quantity measuring apparatus |
| EP86108220A EP0206215B1 (en) | 1985-06-18 | 1986-06-16 | Heat-wire type airflow quantity measuring apparatus |
| DE8686108220T DE3661387D1 (en) | 1985-06-18 | 1986-06-16 | Heat-wire type airflow quantity measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60195324A JPH063388B2 (en) | 1985-09-04 | 1985-09-04 | Thermal air flow measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6255518A JPS6255518A (en) | 1987-03-11 |
| JPH063388B2 true JPH063388B2 (en) | 1994-01-12 |
Family
ID=16339270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60195324A Expired - Lifetime JPH063388B2 (en) | 1985-06-18 | 1985-09-04 | Thermal air flow measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063388B2 (en) |
-
1985
- 1985-09-04 JP JP60195324A patent/JPH063388B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6255518A (en) | 1987-03-11 |
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