專利名稱：熱電型氣流計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱電型氣流計(jì)，具體地說(shuō)，涉及一種用來(lái)測(cè)量吸入內(nèi)燃機(jī)的氣流速率的吸入氣流計(jì)。
例如，在日本專利申請(qǐng)公開No.2-85724中，公開了一種檢測(cè)吸入內(nèi)燃機(jī)的氣流速率且然后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換方法。這種設(shè)備包括一個(gè)具帶有電橋電路和用來(lái)檢測(cè)氣流速率的檢測(cè)電路的氣流速率檢測(cè)單元、和一個(gè)帶有用來(lái)把氣流速率信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路的電氣控制單元。先有技術(shù)的特征在于，一個(gè)用來(lái)根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓校正氣流速率信號(hào)的電路插入在A/D轉(zhuǎn)換電路與氣流檢測(cè)電路之間。因此，有可能準(zhǔn)確地進(jìn)行氣流速率信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，因?yàn)楦鶕?jù)A/D轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓變化能校正氣流速率信號(hào)。
然而，其中用來(lái)根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓校正氣流速率信號(hào)的電路插入在A/D轉(zhuǎn)換電路與氣流檢測(cè)電路之間的方法，不是一種其中能得到高精度A/D轉(zhuǎn)換的方法，因?yàn)樾Ｕ娐繁旧碇杏姓`差。
而且，盡管高精度恒壓電源用作A/D轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓，但恒壓電源仍稍有波動(dòng)。而且，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路和用來(lái)檢測(cè)氣流速率的檢測(cè)電路超過(guò)操作電壓時(shí)，它們不依賴于電壓源的電壓。所以，由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的氣流速率的值具有由A/D轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓波動(dòng)造成的誤差。例如，假定A/D轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓是Vcc，A/D轉(zhuǎn)換電路中的位數(shù)是8，并且數(shù)字轉(zhuǎn)換值是Dafs，則轉(zhuǎn)換公式如下。
Dafs＝Vafs/Vcc*256即，由于A/D轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓Vcc，轉(zhuǎn)換值Dafs有誤差。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種熱電型氣流計(jì)，其中有可能以高精度進(jìn)行氣流速率信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，而與A/D轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓波動(dòng)無(wú)關(guān)。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種熱電型氣流計(jì)，這種氣流計(jì)包括一個(gè)通過(guò)控制加熱電阻器的加熱用來(lái)測(cè)量吸入氣流速率的裝置、和一個(gè)用來(lái)進(jìn)行氣流速率測(cè)量裝置的氣流速率信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換的裝置，其中基準(zhǔn)電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路，并且其中由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，及其中根據(jù)基準(zhǔn)電壓的值校正氣流速率信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，有可能以高精度進(jìn)行氣流速率信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，即使當(dāng)在電氣控制單元中的A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓源的電壓波動(dòng)時(shí)也是如此。


圖1是方塊圖，表明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱電型氣流計(jì)的詳圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的熱電型氣流計(jì)的詳圖。
下文，將參照附圖解釋用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的吸入氣流計(jì)，其中熱電型氣流計(jì)、一個(gè)電氣控制單元和一個(gè)執(zhí)行器以方塊表示。
例如，參照?qǐng)D1，一種熱電型氣流計(jì)10包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路11(一個(gè)信號(hào)輸出裝置)，用來(lái)檢測(cè)流經(jīng)諸如安裝在車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣管之類的空氣的氣流速率信號(hào)；一個(gè)模數(shù)(稱作A/D)轉(zhuǎn)換器13，用來(lái)進(jìn)行由驅(qū)動(dòng)電路11檢測(cè)的氣流速率信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換；一個(gè)中央處理單元(稱作CPU)14，用來(lái)計(jì)算由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的氣流速率信號(hào)；一個(gè)接口15，用來(lái)把操作氣流速率信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；及一個(gè)恒壓電源12，用來(lái)把基準(zhǔn)電壓供給到A/D轉(zhuǎn)換器13。對(duì)于指示吸入空氣溫度的信號(hào)可以進(jìn)行以上轉(zhuǎn)換，因?yàn)檫€有可能與吸入氣流速率一起檢測(cè)吸入空氣的溫度。而且，熱電型氣流計(jì)10連接到一個(gè)電池電源51或用來(lái)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路11的電源上。來(lái)自熱電型氣流計(jì)的氣流速率信號(hào)或空氣溫度信號(hào)供給到安裝在電氣控制單元30(例如一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU)中的A/D轉(zhuǎn)換器33。而且，在A/D轉(zhuǎn)換器33中，還輸入氣流速率信號(hào)的另一個(gè)模擬信號(hào)52。電氣控制單元30包括A/D轉(zhuǎn)換器33、CPU34、接口35和基準(zhǔn)電壓源32，并且根據(jù)氣流溫度信號(hào)控制來(lái)自熱電型氣流計(jì)10的氣流速率信號(hào)或執(zhí)行器50(例如，用來(lái)把燃油供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射閥、火花塞、和電子控制的油門)的操作。安裝在電氣控制單元30內(nèi)的基準(zhǔn)電壓源32輸入到安裝在熱電型氣流計(jì)10中的A/D轉(zhuǎn)換器13?，F(xiàn)在，基準(zhǔn)電壓源32的電壓稱作基準(zhǔn)電壓。通過(guò)把基準(zhǔn)電壓輸入到A/D轉(zhuǎn)換器13和用由驅(qū)動(dòng)電路11檢測(cè)的氣流速率信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換值操作它，有可能以高精度轉(zhuǎn)換熱電型氣流計(jì)的氣流速率信號(hào)，即使當(dāng)電氣控制單元30內(nèi)的基準(zhǔn)電壓源32的電壓波動(dòng)時(shí)也是如此。
參照?qǐng)D2，將詳細(xì)解釋本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
熱電型氣流計(jì)10帶有一個(gè)用來(lái)檢測(cè)氣流速率的驅(qū)動(dòng)電路。該驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)加熱電阻器20、一個(gè)熱敏電阻器21、電阻器22、23、24、一個(gè)放大器25和一個(gè)晶體管40。氣流速率信號(hào)進(jìn)一步由電阻器27、28、29和一個(gè)放大器26放大，并且供給到一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器13。指示由A/D轉(zhuǎn)換器13轉(zhuǎn)換的氣流速率的數(shù)字信號(hào)在CPU14中被數(shù)字處理。處理的信號(hào)作為氣流速率信號(hào)經(jīng)數(shù)模(稱作D/A)轉(zhuǎn)換器43輸出到一個(gè)氣流速率輸出端子61。吸入空氣的溫度能由熱敏電阻器21檢測(cè)，并且根據(jù)吸入氣流溫度的變化用于氣流速率的校正。通過(guò)把跨過(guò)熱敏電阻器21的兩端的電壓施加到A/D轉(zhuǎn)換器13和由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)、及在CPU14中計(jì)算流經(jīng)熱敏電阻器21的電流，把吸入空氣的溫度作為吸入空氣溫度信號(hào)數(shù)字地處理。處理的信號(hào)作為吸入空氣溫度信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器43輸出到一個(gè)空氣溫度輸出端子62。CPU14根據(jù)存儲(chǔ)在其中存儲(chǔ)有數(shù)據(jù)和程序的EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)42和ROM(只讀存儲(chǔ)器)41中的數(shù)據(jù)，校正檢測(cè)的氣流速率信號(hào)或空氣溫度信號(hào)。盡管當(dāng)使用圖1中所示的電氣控制單元30的A/D轉(zhuǎn)換器33時(shí)，需要D/A轉(zhuǎn)換器43，但當(dāng)處理的信號(hào)以數(shù)字形式供給到電氣控制單元30時(shí)不必使用。這取決于熱電型氣流計(jì)10與電氣控制單元30之間的信號(hào)傳送形式。
安裝在熱電型氣流計(jì)10中的A/D轉(zhuǎn)換器33的基準(zhǔn)電壓由恒壓電源12供給，并且在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)把恒定電壓Vcc作為基準(zhǔn)電壓。假定A/D轉(zhuǎn)換器13的位數(shù)是8，并且由加熱電阻器20等檢測(cè)的和放大的氣流速率信號(hào)的電壓是Vafs，則按如下表示數(shù)字轉(zhuǎn)換的值Dafs。
Dafs＝Vafs/Vcc*256而且，安裝在電氣控制單元30中的基準(zhǔn)電壓源32的電壓經(jīng)一個(gè)基準(zhǔn)電壓端子63施加到A/D轉(zhuǎn)換器13。假定基準(zhǔn)電壓是V基準(zhǔn)，則根據(jù)如下公式在CPU14中進(jìn)一步數(shù)字地轉(zhuǎn)換氣流速率信號(hào)Vafs。
D輸出＝(Vafs/Vcc*256)*(AD(Vcc)/AD(V基準(zhǔn)))其中，AD(V基準(zhǔn))是在A/D轉(zhuǎn)換器13中通過(guò)轉(zhuǎn)換電氣控制單元30中的基準(zhǔn)電壓源32的基準(zhǔn)電壓得到的數(shù)字值，而AD(Vcc)是在A/D轉(zhuǎn)換器13中以類似方式通過(guò)轉(zhuǎn)換恒壓電源12的電壓得到的數(shù)字值。如果A/D轉(zhuǎn)換器13的位數(shù)例如是8，則它總是指示2的8次方256。
即，以上公式能進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成如下公式。
D輸出＝AD(Vafs)*256)/AD(V基準(zhǔn)))這個(gè)公式表示即使當(dāng)電氣控制單元30中的基準(zhǔn)電壓源32的基準(zhǔn)電壓波動(dòng)時(shí)，也有可能通過(guò)對(duì)基準(zhǔn)電壓源32的電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和計(jì)算，按照波動(dòng)的幅值校正或補(bǔ)償熱電型氣流計(jì)的氣流速率信號(hào)。
將解釋本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。即使電氣控制單元30中的基準(zhǔn)電壓源32的基準(zhǔn)電壓用作圖2中所示D/A轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓，也有可能精確地轉(zhuǎn)換由驅(qū)動(dòng)電路11檢測(cè)的氣流速率信號(hào)(見圖3)。
權(quán)利要求
1.一種熱電型氣流計(jì)，包括一個(gè)通過(guò)加熱和控制提供在流道中的一個(gè)電阻器用來(lái)輸出對(duì)應(yīng)于流經(jīng)該流道的氣流速率的氣流速率信號(hào)的裝置、和一個(gè)用來(lái)把該氣流速率信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的裝置，其中通過(guò)把基準(zhǔn)電壓輸入到所述數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，校正從所述數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置輸出的氣流速率信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電型氣流計(jì)，其中所述基準(zhǔn)電壓是一個(gè)第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的基準(zhǔn)電壓，該第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置形成一個(gè)通過(guò)從熱電型氣流計(jì)輸入信號(hào)用來(lái)控制一個(gè)執(zhí)行器的控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱電型氣流計(jì)，其中所述控制裝置是一個(gè)用來(lái)控制用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)，并且所述執(zhí)行器是一個(gè)用來(lái)把燃油供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射閥。
4.一種熱電型氣流計(jì)，包括(1)一個(gè)通過(guò)加熱和控制提供在流道中的一個(gè)電阻器用來(lái)輸出對(duì)應(yīng)于流經(jīng)該流道的氣流速率的氣流速率信號(hào)的裝置，(2)一個(gè)第一數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用來(lái)把氣流速率信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；(3)一個(gè)恒壓電源，用來(lái)把恒定電壓施加到所述第一數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置上；(4)一個(gè)校正裝置，用來(lái)校正利用以下信號(hào)通過(guò)由所述第一數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置數(shù)字轉(zhuǎn)換所述信號(hào)輸出裝置的輸出信號(hào)得到的信號(hào)C，通過(guò)由所述第一數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置數(shù)字地轉(zhuǎn)換在一個(gè)控制裝置中的基準(zhǔn)電壓源的電壓信號(hào)得到的信號(hào)A，該控制裝置包括一個(gè)用來(lái)數(shù)字轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置、一個(gè)用來(lái)把電壓施加到所述第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置上的基準(zhǔn)電壓源、和一個(gè)根據(jù)所述第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的輸出用來(lái)計(jì)算執(zhí)行器的控制輸入的計(jì)算裝置，及通過(guò)由所述第一數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置數(shù)字轉(zhuǎn)換所述恒壓電源的電壓信號(hào)得到的信號(hào)B；(5)一個(gè)輸出裝置，用來(lái)把由所述校正裝置校正的信號(hào)輸出到所述控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電型氣流計(jì)，進(jìn)一步包括一個(gè)用來(lái)把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的模擬轉(zhuǎn)換裝置，并且輸出提供在所述校正裝置與所述輸出裝置之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱電型氣流計(jì)，其中所述控制裝置是一個(gè)安裝在車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)，并且所述執(zhí)行器是一個(gè)用來(lái)把燃油供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射閥。
7.一種熱電型氣流計(jì)，包括一個(gè)通過(guò)加熱和控制提供在流道中的一個(gè)電阻器用來(lái)輸出對(duì)應(yīng)于流經(jīng)該流道的氣流速率的氣流速率信號(hào)的裝置、一個(gè)用來(lái)把該氣流速率信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的裝置、和一個(gè)用來(lái)把由所述數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置數(shù)字轉(zhuǎn)換的氣流速率信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的模擬轉(zhuǎn)換裝置，其中通過(guò)把基準(zhǔn)電壓輸入到所述模擬轉(zhuǎn)換裝置，校正從所述模擬轉(zhuǎn)換裝置輸出的氣流速率信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱電型氣流計(jì)，其中所述基準(zhǔn)電壓是一個(gè)第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的基準(zhǔn)電壓，該第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置形成一個(gè)用來(lái)通過(guò)從熱電型氣流計(jì)輸入信號(hào)控制一個(gè)執(zhí)行器的控制裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱電型氣流計(jì)，其中所述控制裝置是一個(gè)用來(lái)控制用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)，并且所述執(zhí)行器是一個(gè)用來(lái)把燃油供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射閥。
10.一種熱電型氣流計(jì)，包括(1)一個(gè)通過(guò)加熱和控制提供在流道中的一個(gè)電阻器用來(lái)輸出對(duì)應(yīng)于流經(jīng)該流道的氣流速率的氣流速率信號(hào)的裝置，(2)一個(gè)第一數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置，用來(lái)把氣流速率信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；(3)一個(gè)模擬轉(zhuǎn)換裝置，用來(lái)把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；(4)一個(gè)恒壓電源，用來(lái)把恒定電壓施加到所述模擬轉(zhuǎn)換裝置上；(5)一個(gè)校正裝置，用來(lái)校正利用以下信號(hào)通過(guò)由所述模擬轉(zhuǎn)換裝置將所述信號(hào)輸出裝置的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)而得到的信號(hào)C，通過(guò)由所述模擬轉(zhuǎn)換裝置把在一個(gè)控制裝置中的基準(zhǔn)電壓源的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)得到的信號(hào)A，該控制裝置包括一個(gè)用來(lái)數(shù)字轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置、一個(gè)用來(lái)把電壓施加到所述第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置上的基準(zhǔn)電壓源、和一個(gè)根據(jù)所述第二數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的輸出用來(lái)計(jì)算執(zhí)行器的控制輸入的計(jì)算裝置，及通過(guò)由所述模擬轉(zhuǎn)換裝置把所述恒壓電源的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)得到的信號(hào)B；(6)一個(gè)輸出裝置，用來(lái)把由所述校正裝置校正的信號(hào)輸出到所述控制裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熱電型氣流計(jì)，其中所述控制裝置是一個(gè)安裝在車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)，并且所述執(zhí)行器是一個(gè)用來(lái)把燃油供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射閥。
全文摘要
為了以高精度進(jìn)行氣流計(jì)的信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，而與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的基準(zhǔn)電壓波動(dòng)無(wú)關(guān)。一種熱電型氣流計(jì)包括通過(guò)加熱和控制一個(gè)熱電阻體用來(lái)測(cè)量吸入空氣量的裝置、和用來(lái)執(zhí)行氣流速測(cè)量裝置的氣流速率信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換的裝置，把基準(zhǔn)電壓輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，從而基準(zhǔn)電壓能由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，及氣流速率信號(hào)能按照基準(zhǔn)電壓的電壓值校正。能精確地執(zhí)行氣流速率信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，即使當(dāng)電子控制器的A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電源電壓波動(dòng)時(shí)也是如此。
文檔編號(hào)G01F1/68GK1228159SQ96180423
公開日1999年9月8日 申請(qǐng)日期1996年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月13日
發(fā)明者石川人志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所, 株式會(huì)社日立汽車工程