空气质量流量计制造技术

本实用新型专利技术提供一种空气质量流量计，包括热膜传感器，设于热膜传感器的热电阻，其特征在于：所述热膜传感器电连接于控制电路，所述控制电路包括惠斯登电桥电路、电桥平衡电路、功率放大器、微处理器、D/A转换、信号输出电路，所述惠斯登电桥电路的输出端电连接所述电桥平衡电路的输入端，所述电桥平衡电路的输出端电连接所述功率放大电路的输入端，所述功率放大器的输出端反馈至所述惠斯登电桥电路的输入端，所述微处理器的输入端电连接于所述惠斯登电桥电路的输出端，所述微处理器的输出端电连接所述D/A转换的输入端，所述D/A转换的输出端电连接于所述信号输出电路的输入端；该空气质量流量计工作稳定，能输出准确地流量信号。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种空气质量流量计，包括热膜传感器，设于热膜传感器的热电阻，其特征在于：所述热膜传感器电连接于控制电路，所述控制电路包括惠斯登电桥电路、电桥平衡电路、功率放大器、微处理器、D/A转换、信号输出电路，所述惠斯登电桥电路的输出端电连接所述电桥平衡电路的输入端，所述电桥平衡电路的输出端电连接所述功率放大电路的输入端，所述功率放大器的输出端反馈至所述惠斯登电桥电路的输入端，所述微处理器的输入端电连接于所述惠斯登电桥电路的输出端，所述微处理器的输出端电连接所述D/A转换的输入端，所述D/A转换的输出端电连接于所述信号输出电路的输入端；该空气质量流量计工作稳定，能输出准确地流量信号。【专利说明】空气质量流量计
本技术涉及车用设备，尤其涉及一种空气质量流量计。
技术介绍
现代汽车发动机的控制系统一般采用电子控制系统，其中喷油量的控制也由之前 的化油器喷油改为电控喷油。电子控制汽油喷射系统（EFI)就是由计算机控制喷油量的汽 油供给系统，其由信号采集及输入装置（各种传感器及控制开关）检测发动机的工况，并将 信息传递给电子控制单元（ECU)，经ECU处理后，发出控制指令，决定执行器件（喷油器）的 喷油量。为了在各种运转工况下都能获得最佳空燃比的混合气，发动机必须准确地测定每 一瞬间吸入发动机的空气量。 发动机的电控系统中，传感器作为输入信号，检测并传递给ECU相应的流量、温 度、压力等信号。电子喷油系统的传感器即为目前广泛使用的空气流量计，一般安装在空气 滤清器和节气门体之间，用它来测量吸入发动机中的空气量的多少。电子控制单元（ECU) 接受来自空气流量计的流量信号，结合发动机的不同运转工况信息，通过空燃比计算来控 制燃油喷射器的喷射量，所以空气流量计作为控制喷油量的主要参数，其性能与可靠性对 电喷发动机正常运转和排放控制至关重要。空气质量流量计的精度决定了输入ECU的空气 质量流量信号是否正确，从而对空燃比、喷油量产生着影响，进而对发动机的油耗和排放性 能也造成影响。 热线（膜）式空气流量计是建立在热平衡原理基础上的，其工作原理为在空气通 道中放置热线（膜），当空气通过流量计时，热线（膜）被冷却，工作温度下降，周围流过 的空气质量流量越大被带走的热量也就越多，其电阻值随之减小，电桥失去平衡，此时集 成运算放大器会自动增加供给热线（膜）的电流，使热线恢复原来的工作温度和电阻值， 直至电桥恢复平衡。热线（膜）电流与空气质量流量存在相对应关系，可计算出空气质量 流量，也可以测量恒定电流条件下热线（膜）电阻与检测实际空气温度的参考电阻差值， 来计算空气质量流量。 对于汽车空气流量计的研究，是随着汽车工业与传感器、微处理器的发展而不断 进行的。近年来，汽车发动机多采用可变气门定时控制的发动机，这种发动机中的进气空气 流量变化更大，要求流量计的测量范围广泛，测量效果稳定，对流量计提出了更高要求。具 体到热膜式流量传感器与流量计，国内外学者的研究多集中于其动态特性上。针对热膜式 MAF传感器存在的非线性问题，国内外学者采用多种方法进行了研究。Buehler等提出以综 合信息方法分析热膜/热线式MAF传感器，得到空气质量流量传感器在不同进气量下的特 性，用于进气量的控制。I. Mrad等提出用时变自回归滑动平均RMA均模型描述MAF传感器 的动态非线性特性，预测传感器的响应。但是，这些方法计算复杂，难以实现，也不利于传感 器的动态校正。国内的吴克刚等人对MAF传感器进行动态非线性建模，结论表明，热式流量 传感器的动态性能具有很明显的非线性特性。非线性导致的传感器输出会造成误差，从而 引起发动机喷油量过大或者过小，不利于节能环保。国内学者仅从机理上研究和证明，尚未 提出过相应的解决思路。 美国专利号为 4986243 的专利：Mass air flow engine control system with mass air event integrator对热膜式传感器的校正提供了一种思路。其采用电控单元中的查表 式（Look-up Table)算法，对于特定的传感器应用提供一种线性校正的方法。上述的改进思 路是在发动机控制算法上进行控制，对于不同传感器，其控制效果并不能得以很好的体现。 而且，针对某一型号的轿车，不易实现通用化和产品化。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种空气质量流量计，该空气质量流 量计对现有空气质量流量计改动较小，其能够较准确地检测到汽车进气的实时流量值，以 使电子控制单元准确计算出喷油量。 为了达到上述技术目的，本技术采用以下技术方案： -种空气质量流量计，包括热膜传感器，设于热膜传感器的热电阻，所述热膜传感 器电连接于控制电路，所述控制电路包括惠斯登电桥电路、电桥平衡电路、功率放大器、微 处理器、D/A转换、信号输出电路，所述惠斯登电桥电路的输出端电连接所述电桥平衡电路 的输入端，所述电桥平衡电路的输出端电连接所述功率放大电路的输入端，所述功率放大 器的输出端反馈至所述惠斯登电桥电路的输入端，所述微处理器的输入端电连接于所述惠 斯登电桥电路的输出端，所述微处理器的输出端电连接所述D/A转换的输入端，所述D/A转 换的输出端电连接于所述信号输出电路的输入端。 所述电桥平衡电路包括四个运算放大器，所述运算放大器的其中两个分别电连接 一个反馈滤波器，所述两个运算放大器的输入端接入所述惠斯登电桥电路的输出端，所述 两个运算放大器的输出端电连接第三个所述运算放大器的输入端，所述第三个运算放大器 的输出端电连接第四个所述运算放大器的输入端，所述第四个运算放大器的输出端电连接 所述功率放大器。 第一运算放大器（A)的正相输入端（3)电连接所述惠斯登电桥电路的输出端，所 述第一运算放大器（A)的反相输入端（2)电连接电容（C1)和电阻（R4)，所述电容（C1)、电 阻（R4)相互连接，所述第一运算放大器（A)的反相输入端（2)通过反馈电阻（R9)电连接 所述第一运算放大器（A)的输出端（1)，所述第二运算放大器（B)的正相输入端（5)电连接 所述惠斯登电桥电路的输出端，所述第二运算放大器（B)的反相输入端（6)电连接所述电 容（C1)和电阻（R4)，所述第二运算放大器（B)的反相输入端（6)通过反馈电阻（R8)电连 接所述第二运算放大器（B)的输出端（7)，所述第一运算放大器（A)的输出端（1)电连接第 三运算放大器（C)的反相输入端（9)，所述第二运算放大器（B)的输出端（7)电连接所述 第三运算放大器（C)的正相输入端（10)，所述第三运算放大器（C)的输出端（8)通过电阻 (R7)电连接第四运算放大器（D)的反相输入端（13)，所述第四运算放大器（D)的正相输入 端（12)通过电阻（R10)接地，所述第四运算放大器⑶的输出端（14)通过电阻（R11)电 连接所述功率放大器。 所述功率放大器包括二极管（E)、电容（C2)、第一三极管（F)、第二三极管（G)，电 阻（R12)，所述二极管（E)正极电连接电源（VCC)，负极电连接电容（C2)、第一三极管（F)、 第二三极管（G)的集电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气质量流量计，包括热膜传感器，设于热膜传感器的热电阻，其特征在于：所述热膜传感器电连接于控制电路，所述控制电路包括惠斯登电桥电路、电桥平衡电路、功率放大器、微处理器、D/A转换、信号输出电路，所述惠斯登电桥电路的输出端电连接所述电桥平衡电路的输入端，所述电桥平衡电路的输出端电连接所述功率放大电路的输入端，所述功率放大器的输出端反馈至所述惠斯登电桥电路的输入端，所述微处理器的输入端电连接于所述惠斯登电桥电路的输出端，所述微处理器的输出端电连接所述D/A转换的输入端，所述D/A转换的输出端电连接于所述信号输出电路的输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董良雄，
申请(专利权)人：浙江海洋学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33