加热电阻器型空气流速测量装置制造方法及图纸

一种加热电阻器型空气流速测量装置设有一对加热电阻器（置于这两个电阻器可相对于气流相互热干扰的位置），以及用于驱动这两个加热电阻器的一对驱动电路。通过利用受气流影响的热辐射速率计算一对加热电阻器输出信号之差，并通过把此差值加到一个加热电阻器的输出信号中，来获得空气流速信号。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于测量内燃机进气流速的空气流量计，尤其涉及一种加热电阻器型空气流速测量装置，用于测量在脉动气流中伴随后向气流状态下的空气流速。由于进气阀的连续闭开操作，使得内燃机中的气流是脉动的。该脉动被进气管中柱状振动效应所放大，进气管中的气流在有关内燃机旋转次数和节气阀孔径的特殊状态下变成后向气流。此后向气流给加热电阻器型空气流速测量装置带来各种不良效果。作为用于解决该问题的装置，已知第1-206223(1989)号日本公开专利中揭示的已有技术是一种具有字母I(或L)形状补充进气管的空气通道结构，使用此结构来增加加热电阻器型空气流速测量装置的测量准确性，该空气流速测量装置处于随脉动气流出现后向气流的状态中。在此已有技术中，如此构成空气通道，从而通过形成面对后向气流的壁使后向气流直接吹向加热电阻器。作为用于减少后向气流不良效果的另一种装置，在第62-812(1987)号日本公开专利中揭示了一种已有技术。类似于本专利技术，在此已有技术中，通过使用一对加热电阻器之间的热干扰检测气流方向，可通过判断气流方向改变来自加热电阻器的输出电压信号；当气流是前向气流时，从用于前向气流的加热电阻器的输出电压信号中选出将使用的输出电压；当气流是后向气流时，选择来自用于后向气流的加热电阻器的输出电压信号。一般，只通过选择性地使用单个加热电阻器，很难测量气流的方向是向前或向后。为了解决此问题，例如，如附图说明图10所示，在通过使节气阀逐步打开来改变升压而把内燃机的旋转次数保持恒定来观察加热电阻器型空气流速测量装置的平均输出中，在特定阈值以下空气流速的平均输出随进气负压线性增加，对于超出特定阈值的升压，估计空气流速的平均输出将大于实际空气流速(它是指定的过冲现象)。虽然当节气阀打开很小的孔径时，加热电阻器型空气流速测量装置中空气流速的脉动相对地小，但空气流速的脉动幅度随节气阀逐步打开而增加，最后，在节气阀的角度大于特定的角度处(大约30到50)(在图10中A的右边区域)，脉动幅度包含了后向气流分量。于是，当出现后向气流时，由于加热电阻器不能如上述区别气流方向是前向或后向，所以用前向气流分量以及后向气流分量估计空气流速的平均输出，于是取较大的值。利用形成上述已有技术对着后向气流方向的壁，并制成空气通道结构从而后向气流不可直接吹向加热电阻器，可减少平均输出的估计误差。然而，用此装置减少的误差只有整个误差的一半。这是因为前向气流的量随后向气流的量的增加而增加。于是，为了减少后向气流引起的估计误差，需要减少后向气流产生时前向气流的输出值，或从前向气流分量以及前向气流分量的测量值中分开后向气流分量。有一种与此对策有关的已有技术，其中在通过使用上述已有技术中揭示的一对加热电阻器，比较来自这两个加热电阻器的输出信号，从而通过检测气流方向来观察后向气流的情况中，可从前向气流分量中减去后向气流分量。此方法还有另外的问题。该问题与对微机提供数据时分辨率的减少有关。被普通汽车应用所使用的许多微机处理的DC电压在0和5.12(V)之间。然而，在此方法中，前向气流和后向气流在空气流速和输出电压之间都具有相似的关系，所以减少了前向气流的分辨率。在使用2.56(V)阈值电压的极端情况下，把低于2.56(V)的范围用于后向气流输出电压的范围，而把超过2.56(V)的范围用于前向气流输出电压的范围。于是，在此情况中，用于前向气流的输出电压的分辨率是0和2.56(V)之间所有的范围都可用于前向气流时的分辨率的一半。虽然此情况中的阈值电压2.56(V)是较少的极端的情况，但由于为了精确地测量后向气流应把阈值电压确定在1(V)和2(V)之间，所以使前向气流的分辨率减少。如果加热电阻器具有热响应延迟，则在比较来自加热电阻器的输出信号时延迟了对后向气流的检测，此检测延迟影响了检测精确度。这可用图11A和11B示出；当后向气流在图11A中点B开始上升时，后向气流的输出信号电平不超出前向气流的输出信号电平，因此不能证明后向气流的存在，直到后向气流的输出信号电平到达点C；于是，如此延迟了后向气流的检测。此外，如第62-812(1987)号日本公开专利中所揭示的，常规的装置通过使用两个加热电阻器确定气流方向，并使用任一个检测信号产生输出信号。通过衰减交变的电流分量来减低由两个加热电阻器的相互干扰产生并包含在输出信号中的噪声分量。然而，因为在已有技术的装置中衰减了输出信号，所以产生的问题是当气流反向时检测的延迟变大，于是降低了测量的精确度。因此，本专利技术的第一个目的是在实际的板上环境中增加对伴随后向气流的脉动气流中空气流速的测量精确度(这是上述加热电阻器型空气流速测量装置中的一个主要问题)，还在于提供一种加热电阻器型空气流速测量装置，该装置在操作方便性、可靠性和成本上具有优势。本专利技术第二个目的是提供一种改进的加热电阻器型空气流速测量装置，该装置可减少上述噪声，并保持测量精确度。为了解决上述第一个问题，把一对加热电阻器置于某一位置，在该位置上该对加热电阻器相对于热属性与气流发生干扰，如果气流是前向气流，则由电子电路校正来自传感器的输出信号，从而前向气流的输出信号可等于后向气流的输出信号，但如果气流是后向气流，则把前向气流输出信号与后向气流输出信号之差调节得更大。此外，调节来自这两个加热电阻器的输出信号中较大的一个信号，使该信号等于较低的一个信号，如果气流是后向气流，则通过减少用于前向气流加热电阻器的输出信号，把输出信号的总平均值调节得更低。在此方法中，把前向气流输出信号和后向气流输出信号(它只在气流是后向气流时才产生)的差用作校正值。由此方法，通过使用切换电路可消除用于前向气流和后向气流的输出信号的切换操作。此外，不需要分离前向气流和后向气流的阈值，可使加热电阻器型空气流速测量装置所使用的输出电压在0到5.12(V)之间变化，因此，当气流是前向气流时可建立对于输出信号的更高分辨率。当气流是后向气流时，即使加热电阻器具有热响应延迟，但由于必然产生来自前向气流加热电阻器的输出信号与来自后向气流加热电阻器的输出信号之差，所以可精确地检测和判断后向气流。此外，用于获得上述第二个目的的较佳装置如下所述。一种加热电阻器型空气流速测量装置，其中检测来自把安装在空气通道中的前向气流加热电阻器加热到预定的温度所需的加热电流的前向气流检测信号，并检测来自把安装在空气通道中的后向气流加热电阻器加热到预定的温度所需的加热电流的后向气流检测信号，该装置包括抵消装置，通过把后向气流检测信号的交变电流分量加到前向气流检测信号中，并通过把前向电流检测信号的交变电流分量加到后向气流检测信号中，来抵消包含在每个检测信号中的差分模式的噪声。与第二个目的有关的另一个较佳装置如下所述。一种加热电阻器型空气流速测量装置，该装置设有一对空气流速检测部分，分别用于检测把安装在空气通道中的前向气流和反向气流加热电阻器加热到预定的温度所需的加热电流，以作为前向气流检测信号和后向气流检测信号，为了通过使用每个检测信号输出包含空气通道中气流方向分量的空气流速信号，该装置还包括抵消装置，通过把后向气流检测信号的交变电流分量加到前向气流检测信号中，并通过把前向电流检测信号的交变电流分量加到后向气流检测信号中，来抵消包含在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热电阻器型空气流速测量装置，以安装在空气通道中的加热电阻器测量空气流速，其特征在于 在所述空气通道中安装了一对加热电阻器； 根据作为基准的一个加热电阻器获得的基准输出信号校正一个加热电阻器的输出信号与另一个加热电阻器的输出信号之间的差值，来输出空气流速信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赤松培雄，小林千寻，渡辺泉，五十岚信弥，内山薰，矶野忠，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，株式会社日立汽车工程，
类型：发明
国别省市：JP[日本]