JP2846518B2 - 空気流量検出器及びそれを使用したエンジン制御装置 - Google Patents
空気流量検出器及びそれを使用したエンジン制御装置Info
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- JP2846518B2 JP2846518B2 JP4062329A JP6232992A JP2846518B2 JP 2846518 B2 JP2846518 B2 JP 2846518B2 JP 4062329 A JP4062329 A JP 4062329A JP 6232992 A JP6232992 A JP 6232992A JP 2846518 B2 JP2846518 B2 JP 2846518B2
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- heating resistor
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- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/698—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters
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- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
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- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発熱抵抗式の空気流量
検出器に係り、特に自動車エンジンの燃料制御に好適な
空気流量検出器に関する。
検出器に係り、特に自動車エンジンの燃料制御に好適な
空気流量検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気流量検出器は、例えば化学プラント
のプロセス制御、ビルの空調システムなどの様々な分野
で利用されているが、特に自動車においては、環境の保
護や資源の節約のため、燃料の供給量を精密に制御する
必要があり、このため、エンジンの吸気流量検出する空
気流量検出器の需要が高まっており、今後、大いに普及
すると予測される。
のプロセス制御、ビルの空調システムなどの様々な分野
で利用されているが、特に自動車においては、環境の保
護や資源の節約のため、燃料の供給量を精密に制御する
必要があり、このため、エンジンの吸気流量検出する空
気流量検出器の需要が高まっており、今後、大いに普及
すると予測される。
【０００３】ところで、空気流量検出器の一種に、空気
流により発熱抵抗体から奪われる熱量から流速を検出
し、これから流量を検出する方式の、いわゆる加熱抵抗
式空気流量検出器があるが、この種の空気流量検出器で
は、機械的に強く、かつ塵埃等による汚れに対して強い
(検出精度が低下しない)ことが重要であり、そのため板
状の基板を使用し、その面に膜状に形成した発熱抵抗体
を用いたものが従来から提案されており、その例を、例
えば特開昭６３ー１３４９１９号公報に見ることができ
る。
流により発熱抵抗体から奪われる熱量から流速を検出
し、これから流量を検出する方式の、いわゆる加熱抵抗
式空気流量検出器があるが、この種の空気流量検出器で
は、機械的に強く、かつ塵埃等による汚れに対して強い
(検出精度が低下しない)ことが重要であり、そのため板
状の基板を使用し、その面に膜状に形成した発熱抵抗体
を用いたものが従来から提案されており、その例を、例
えば特開昭６３ー１３４９１９号公報に見ることができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、発熱
抵抗体の加熱に大きな加熱電力を要し、この加熱電力を
扱う制御回路の発熱量が多くなってしまう点について配
慮がされておらず、このため制御回路に大型の放熱構造
を必要としするという問題点があり、空気流量検出器全
体としても小型化が困難になるという問題点があった。
抵抗体の加熱に大きな加熱電力を要し、この加熱電力を
扱う制御回路の発熱量が多くなってしまう点について配
慮がされておらず、このため制御回路に大型の放熱構造
を必要としするという問題点があり、空気流量検出器全
体としても小型化が困難になるという問題点があった。
【０００５】本発明は、制御回路の放熱に特別な放熱構
造を必要とせず、容易に小形化が可能な空気流量検出器
の提供を目的とするものである。
造を必要とせず、容易に小形化が可能な空気流量検出器
の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、発熱抵抗体
が形成された基板の発熱抵抗体の近傍に制御回路を設
け、この制御回路も含めて流量を検出すべき空気流中に
発熱抵抗体を配置することにより達成される。
が形成された基板の発熱抵抗体の近傍に制御回路を設
け、この制御回路も含めて流量を検出すべき空気流中に
発熱抵抗体を配置することにより達成される。
【０００７】
【作用】流量を検出すべき空気流中に制御回路が曝され
ているため、制御回路から発生する熱は空気流により効
果的に奪われ、このため、特別に放熱構造を設けなくて
も、充分な放熱が得られる。また、制御回路も含めて膜
構造とすることができるので、充分に小形化を図ること
ができる。
ているため、制御回路から発生する熱は空気流により効
果的に奪われ、このため、特別に放熱構造を設けなくて
も、充分な放熱が得られる。また、制御回路も含めて膜
構造とすることができるので、充分に小形化を図ること
ができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明による空気流量検出器につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。図１と図２は
本発明を自動車エンジンの吸気流量検出器に適用した場
合の一実施例で、図１は空気流通方向に沿った断面図
で、図２は空気流通方向と直角の方向に沿った断面図で
あり、これらの図において、１は吸気流量検出器全体を
表わし、エンジンの吸気通路の一部を構成し、流量を検
出すべき空気を導く通路となっている吸気管１０の中に
設けられているものである。
て、図示の実施例により詳細に説明する。図１と図２は
本発明を自動車エンジンの吸気流量検出器に適用した場
合の一実施例で、図１は空気流通方向に沿った断面図
で、図２は空気流通方向と直角の方向に沿った断面図で
あり、これらの図において、１は吸気流量検出器全体を
表わし、エンジンの吸気通路の一部を構成し、流量を検
出すべき空気を導く通路となっている吸気管１０の中に
設けられているものである。
【０００９】２は絶縁基板(絶縁性板状部材)で、この実
施例ではアルミナセラミックス製の基板が用いられてお
り、これに検出器に必要な素子と回路が形成されてい
る。３は樹脂の成形品からなるケーシングで、ベース部
３Ａと、フランジ部３Ｂ、ケース部３Ｃ、それにコネク
タ部３Ｄから形成され、絶縁基板２はケース部３Ｃ内に
納められた上でベース部３Ａに接着剤７で固定される。
そしてコネクタ部３Ｄには＋電源端子Ｔ１と出力端子Ｔ
２、それにー電源端子Ｔ３がインサートされている。
施例ではアルミナセラミックス製の基板が用いられてお
り、これに検出器に必要な素子と回路が形成されてい
る。３は樹脂の成形品からなるケーシングで、ベース部
３Ａと、フランジ部３Ｂ、ケース部３Ｃ、それにコネク
タ部３Ｄから形成され、絶縁基板２はケース部３Ｃ内に
納められた上でベース部３Ａに接着剤７で固定される。
そしてコネクタ部３Ｄには＋電源端子Ｔ１と出力端子Ｔ
２、それにー電源端子Ｔ３がインサートされている。
【００１０】絶縁基板２の端部には、そこに形成されて
いる回路と接続されたパッドＰ１〜Ｐ３が設けてあり、
この回路とコネクタ部３Ｄ内の端Ｔ４１〜Ｔ３とは、こ
れらのパッドＰ１〜Ｐ３を用いて、ワイヤＬ１〜Ｌ３を
介して接続されている。そして、これらのワイヤＬ１〜
Ｌ３の接続作業のため、ケーシング３には窓が開けてあ
り、接続作業終了後、この窓にカバー５を接着固定して
ふさぐようになっている。
いる回路と接続されたパッドＰ１〜Ｐ３が設けてあり、
この回路とコネクタ部３Ｄ内の端Ｔ４１〜Ｔ３とは、こ
れらのパッドＰ１〜Ｐ３を用いて、ワイヤＬ１〜Ｌ３を
介して接続されている。そして、これらのワイヤＬ１〜
Ｌ３の接続作業のため、ケーシング３には窓が開けてあ
り、接続作業終了後、この窓にカバー５を接着固定して
ふさぐようになっている。
【００１１】一方、吸気管１０の壁面には細長い孔が設
けられており、この孔に外側から空気流量検出器１を差
し込み、ビス６によりパッキング９を介してフランジ部
３Ｂを吸気管１０の壁面に取付けることにより、この空
気流量検出器１が吸気管１０に装着されるようになって
いる。
けられており、この孔に外側から空気流量検出器１を差
し込み、ビス６によりパッキング９を介してフランジ部
３Ｂを吸気管１０の壁面に取付けることにより、この空
気流量検出器１が吸気管１０に装着されるようになって
いる。
【００１２】図３は、絶縁基板２の上に搭載される検出
器回路を示したもので、Ｒｈは発熱抵抗体(ホットフィ
ルム)であり、この発熱抵抗体Ｒｈを除いた残りの回路
がこの実施例でいう制御回路となる。Ｒｃは空気温度検
出用抵抗体(コールドフィルム)、Ｒ１、Ｒ７、Ｒ８は固
定膜抵抗、Ｔはトランジスタ、Ａは差動増巾器である。
器回路を示したもので、Ｒｈは発熱抵抗体(ホットフィ
ルム)であり、この発熱抵抗体Ｒｈを除いた残りの回路
がこの実施例でいう制御回路となる。Ｒｃは空気温度検
出用抵抗体(コールドフィルム)、Ｒ１、Ｒ７、Ｒ８は固
定膜抵抗、Ｔはトランジスタ、Ａは差動増巾器である。
【００１３】発熱抵抗体Ｒｈと抵抗体Ｒｃは温度係数の
高い材料、例えば、白金、ニッケル等の印刷による厚
膜、又は蒸着による薄膜によって、絶縁基板２に形成さ
れ、固定膜抵抗Ｒ１、Ｒ７、Ｒ８は蒸着による薄膜の場
合にはニッケルークロム合金、印刷による厚膜の場合は
酸化ルテニウム等によって、同じく絶縁基板２に形成さ
れる。
高い材料、例えば、白金、ニッケル等の印刷による厚
膜、又は蒸着による薄膜によって、絶縁基板２に形成さ
れ、固定膜抵抗Ｒ１、Ｒ７、Ｒ８は蒸着による薄膜の場
合にはニッケルークロム合金、印刷による厚膜の場合は
酸化ルテニウム等によって、同じく絶縁基板２に形成さ
れる。
【００１４】そして、これらの膜(抵抗、導体の全て)の
上は、ガラスでコーティングしてあり、さらに能動素子
であるトランジスタＴと差動増幅器Ａの上は、図２に示
されているように、コーティング樹脂８で覆ってある。
上は、ガラスでコーティングしてあり、さらに能動素子
であるトランジスタＴと差動増幅器Ａの上は、図２に示
されているように、コーティング樹脂８で覆ってある。
【００１５】次に、動作について説明すると、図３にお
いて、発熱抵抗体Ｒｈは、(1)式の抵抗値となるように
制御される。 ＲＨ＝Ｒ１・(Ｒ８＋ＲＣ)／Ｒ７…… ……(1) ＲＨ：感温抵抗体Ｒｈの抵抗値 ＲＣ：空気温度検出用抵抗体Ｒｃの抵抗値 ここで、抵抗値ＲＣは(2)式で表される。 ＲＣ＝ＲＣＯ(１＋αＴａ)…… ……(2) ＲＣＯ：基準温度におけるＲｃの抵抗値 α ：温度係数 Ｔａ ：空気の温度 ここで、発熱抵抗体Ｒｈには、空気温度Ｔａよりも所定
の一定温度だけ高く加熱するための加熱電流Ｉｈが供給
されるが、この加熱電流Ｉｈと空気流量Ｑの間には(3)
式が成り立つ。
いて、発熱抵抗体Ｒｈは、(1)式の抵抗値となるように
制御される。 ＲＨ＝Ｒ１・(Ｒ８＋ＲＣ)／Ｒ７…… ……(1) ＲＨ：感温抵抗体Ｒｈの抵抗値 ＲＣ：空気温度検出用抵抗体Ｒｃの抵抗値 ここで、抵抗値ＲＣは(2)式で表される。 ＲＣ＝ＲＣＯ(１＋αＴａ)…… ……(2) ＲＣＯ：基準温度におけるＲｃの抵抗値 α ：温度係数 Ｔａ ：空気の温度 ここで、発熱抵抗体Ｒｈには、空気温度Ｔａよりも所定
の一定温度だけ高く加熱するための加熱電流Ｉｈが供給
されるが、この加熱電流Ｉｈと空気流量Ｑの間には(3)
式が成り立つ。
【００１６】 Ｉｈ2ＲＨ＝(Ａ＋Ｂ√Ｑ)(Ｔ−Ｔａ)…… ……(3) Ａ，Ｂ：定数 Ｔ ：発熱抵抗体Ｒｈの温度 すなわち、加熱電流Ｉｈは、空気流量Ｑの関数となるの
で、この電流を抵抗Ｒ１で検出してやれば、空気流量を
表わす電圧信号Ｖｏを端子Ｔ２から得ることができる。
で、この電流を抵抗Ｒ１で検出してやれば、空気流量を
表わす電圧信号Ｖｏを端子Ｔ２から得ることができる。
【００１７】ところで、この加熱電流Ｉｈは、絶縁基板
２や発熱抵抗体Ｒｈの構造や材質、或いは大きさなどの
設定により決まるが、自動車用エンジンの吸入空気流量
検出に適用した場合には数１０ｍＡから数１００ｍＡ、
時には数Ａオーダーに及ぶこともあり、このため、特に
抵抗Ｒ１とトランジスタＴによる消費電力は非常に大き
くなり、従って、充分な放熱を行なわないと温度上昇が
著しくなってしまう。
２や発熱抵抗体Ｒｈの構造や材質、或いは大きさなどの
設定により決まるが、自動車用エンジンの吸入空気流量
検出に適用した場合には数１０ｍＡから数１００ｍＡ、
時には数Ａオーダーに及ぶこともあり、このため、特に
抵抗Ｒ１とトランジスタＴによる消費電力は非常に大き
くなり、従って、充分な放熱を行なわないと温度上昇が
著しくなってしまう。
【００１８】しかるに、この実施例では、これら抵抗Ｒ
１とトランジスタＴも含め、制御回路全体が絶縁基板２
に搭載されており、この結果、これら全体は、エンジン
の吸入空気流中にそのまま曝されることになり、空気の
流れによる大きな冷却作用を受け、充分に放熱されるこ
とになるので、冷却フインなど特別な放熱構造を設けな
くても、或いは制御回路を小型化しても、充分に温度上
昇を抑えることができる。
１とトランジスタＴも含め、制御回路全体が絶縁基板２
に搭載されており、この結果、これら全体は、エンジン
の吸入空気流中にそのまま曝されることになり、空気の
流れによる大きな冷却作用を受け、充分に放熱されるこ
とになるので、冷却フインなど特別な放熱構造を設けな
くても、或いは制御回路を小型化しても、充分に温度上
昇を抑えることができる。
【００１９】ところで、以上は、図３に示した空気流量
検出器回路を絶縁基板２に搭載した場合の実施例である
が、この図３に示すような基本的な回路では、一般に空
気流量検出器としては実用性にとぼしい。そこで、通
常、実用的なものとしては、図４に示す電圧出力形の空
気流量検出器回路が用いられる。
検出器回路を絶縁基板２に搭載した場合の実施例である
が、この図３に示すような基本的な回路では、一般に空
気流量検出器としては実用性にとぼしい。そこで、通
常、実用的なものとしては、図４に示す電圧出力形の空
気流量検出器回路が用いられる。
【００２０】この図４で、２０は高速動作回路で、差動
増幅器Ａを含み、発熱抵抗体Ｒｈと空気温度検出用抵抗
体Ｒｃ、それに抵抗Ｒ１、Ｒ７、Ｒ８により形成される
ブリッジ回路の動作応答性を改善する働きをする。すな
わち、発熱抵抗体Ｒｈは比較的熱容量の大きな絶縁基板
２の表面に膜状に形成されているため、熱応答性が悪
い。一方、この高速動作回路２０は、空気流量が変化し
たときのブリッジ回路の動作を遅らせるように働くた
め、結果的に抵抗Ｒ１に応答性の良い出力を得ることが
できるのである。
増幅器Ａを含み、発熱抵抗体Ｒｈと空気温度検出用抵抗
体Ｒｃ、それに抵抗Ｒ１、Ｒ７、Ｒ８により形成される
ブリッジ回路の動作応答性を改善する働きをする。すな
わち、発熱抵抗体Ｒｈは比較的熱容量の大きな絶縁基板
２の表面に膜状に形成されているため、熱応答性が悪
い。一方、この高速動作回路２０は、空気流量が変化し
たときのブリッジ回路の動作を遅らせるように働くた
め、結果的に抵抗Ｒ１に応答性の良い出力を得ることが
できるのである。
【００２１】次に、抵抗Ｒ２９〜Ｒ３３は差動増巾器Ａ
を含んだブリッジ回路のオフセット電圧を設定するもの
である。これらによりオフセット電圧を変えると、出力
電圧(Ｉｈ×Ｒ１)に対する加熱電流Ｉｈのフィードバッ
グ感度が変わるため、空気の急変に対する応答性(立上
り特性)を良好に保つことができる。
を含んだブリッジ回路のオフセット電圧を設定するもの
である。これらによりオフセット電圧を変えると、出力
電圧(Ｉｈ×Ｒ１)に対する加熱電流Ｉｈのフィードバッ
グ感度が変わるため、空気の急変に対する応答性(立上
り特性)を良好に保つことができる。
【００２２】また、２１は基準電圧回路、２２は増巾回
路で、これらにより、検出特性におけるゲインとオフセ
ットを変えることができる。
路で、これらにより、検出特性におけるゲインとオフセ
ットを変えることができる。
【００２３】従って、この図４に示した回路を絶縁基板
２に搭載した実施例によれば、図３に示した回路を搭載
した実施例に比して充分な実用性を備え、且つ、充分な
冷却効果が得られ、簡単な構成で充分に小型の空気流量
検出器を得ることができる。
２に搭載した実施例によれば、図３に示した回路を搭載
した実施例に比して充分な実用性を備え、且つ、充分な
冷却効果が得られ、簡単な構成で充分に小型の空気流量
検出器を得ることができる。
【００２４】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。上記図３と図４の回路を搭載した実施例では、空気
流量検出出力が電圧信号として与えられるようになって
いるが、この空気流量検出出力としては電圧信号ばかり
が望まれる訳ではなく、エンジン制御装置など相手側、
受け入れ側の都合により、周波数信号が望まれる場合が
あったり、ディジタル信号が望まれる場合であったりす
る。
る。上記図３と図４の回路を搭載した実施例では、空気
流量検出出力が電圧信号として与えられるようになって
いるが、この空気流量検出出力としては電圧信号ばかり
が望まれる訳ではなく、エンジン制御装置など相手側、
受け入れ側の都合により、周波数信号が望まれる場合が
あったり、ディジタル信号が望まれる場合であったりす
る。
【００２５】そこで、まず、図５は空気流量検出出力が
周波数信号として与えられるようにした場合に使用され
る変換回路の一実施例で、電圧ー周波数変換回路Ｖ・Ｆ
を用いており、図６はディジタル信号の場合に使用され
る変換回路で、アナログ・ディジタル変換回路Ａ／Ｄを
用いたものであり、いずれも絶縁基板２に、図３、又は
図４の回路と一緒に搭載され、空気流量を表わす電圧信
号Ｖｏを入力とし、周波数信号Ｆ、又はディジタル信号
Ｄo〜Ｄnを出力する働きをする。
周波数信号として与えられるようにした場合に使用され
る変換回路の一実施例で、電圧ー周波数変換回路Ｖ・Ｆ
を用いており、図６はディジタル信号の場合に使用され
る変換回路で、アナログ・ディジタル変換回路Ａ／Ｄを
用いたものであり、いずれも絶縁基板２に、図３、又は
図４の回路と一緒に搭載され、空気流量を表わす電圧信
号Ｖｏを入力とし、周波数信号Ｆ、又はディジタル信号
Ｄo〜Ｄnを出力する働きをする。
【００２６】なお、このとき、当然のこととして、図６
の実施例の場合には、出力端子数は所要ビット数ｎ分だ
け増加するのは、いうまでもない。従って、これら図
５、及び図６の実施例によれば、周波数信号やディジタ
ル信号として空気流量を出力させることができ、この空
気流量出力を利用する相手方を選ばずに適用することが
できる。
の実施例の場合には、出力端子数は所要ビット数ｎ分だ
け増加するのは、いうまでもない。従って、これら図
５、及び図６の実施例によれば、周波数信号やディジタ
ル信号として空気流量を出力させることができ、この空
気流量出力を利用する相手方を選ばずに適用することが
できる。
【００２７】次に、本発明のさらに別の実施例について
説明する。このような空気流量検出器で考慮しなければ
ならない特性上の要素に、空気の流れの乱れによる出力
信号の振れ、すなわちノイズの発生がある。これは、発
熱抵抗体Ｒｈの周辺に障害物が存在したり、或いは空気
通路内に偏流が生じた場合(これは空気通路の構造によ
るところが大きい)に大きく発生し、自動車用エンジン
制御では、アイドル運転時のエンジン回転変動を引き起
こす原因になる。
説明する。このような空気流量検出器で考慮しなければ
ならない特性上の要素に、空気の流れの乱れによる出力
信号の振れ、すなわちノイズの発生がある。これは、発
熱抵抗体Ｒｈの周辺に障害物が存在したり、或いは空気
通路内に偏流が生じた場合(これは空気通路の構造によ
るところが大きい)に大きく発生し、自動車用エンジン
制御では、アイドル運転時のエンジン回転変動を引き起
こす原因になる。
【００２８】そこで、このような点について、さらに考
慮した実施例について、図７、図８により説明する。ま
ず空気通路となる吸気管１０内の空気の流れが最も安定
しているのは、図７の通路の中心部Ｐｃである。そこ
で、この実施例では、ここに発熱抵抗体Ｒｈ及び空気温
度検出用抵抗体Ｒｃ(これは必須ではない)を配置し、そ
の両側に、コーティング樹脂８が施されているトランジ
スタＴや差動増幅器Ａなどの制御回路を離して配設した
ものである。
慮した実施例について、図７、図８により説明する。ま
ず空気通路となる吸気管１０内の空気の流れが最も安定
しているのは、図７の通路の中心部Ｐｃである。そこ
で、この実施例では、ここに発熱抵抗体Ｒｈ及び空気温
度検出用抵抗体Ｒｃ(これは必須ではない)を配置し、そ
の両側に、コーティング樹脂８が施されているトランジ
スタＴや差動増幅器Ａなどの制御回路を離して配設した
ものである。
【００２９】この実施例によれば、空気の流れが最も安
定した場所、すなわち、通路の中心部Ｐｃに発熱抵抗体
Ｒｈが配置されていることと、コーティング樹脂８が施
されて突起部となっている制御回路により、空気流の乱
れが発生しても、それによる影響が低減されているた
め、ノイズの発生が少ない優れた特性の空気流量検出器
を提供することができる。
定した場所、すなわち、通路の中心部Ｐｃに発熱抵抗体
Ｒｈが配置されていることと、コーティング樹脂８が施
されて突起部となっている制御回路により、空気流の乱
れが発生しても、それによる影響が低減されているた
め、ノイズの発生が少ない優れた特性の空気流量検出器
を提供することができる。
【００３０】次に、図９、図１０は、さらに出力ノイズ
の低減が可能な本発明の一実施例における絶縁基板２を
示したもので、この実施例では、まず、図９に示すよう
に、絶縁基板２の一方の面で、空気通路中心部Ｐｃに位
置する部分に発熱抵抗体Ｒｈと空気温度検出用抵抗体Ｒ
ｃを形成し、次に図１０に示すように、その他方の面に
トランジスタＴや差動増幅器Ａ、それに抵抗Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ７などからなる制御回路を形成したものであり、
このとき、絶縁基板２の一方の面と他方の面の間での電
気的接続は、スルーホールｈ１、ｈ２を介して行なって
いるものである。
の低減が可能な本発明の一実施例における絶縁基板２を
示したもので、この実施例では、まず、図９に示すよう
に、絶縁基板２の一方の面で、空気通路中心部Ｐｃに位
置する部分に発熱抵抗体Ｒｈと空気温度検出用抵抗体Ｒ
ｃを形成し、次に図１０に示すように、その他方の面に
トランジスタＴや差動増幅器Ａ、それに抵抗Ｒ１、Ｒ
２、Ｒ７などからなる制御回路を形成したものであり、
このとき、絶縁基板２の一方の面と他方の面の間での電
気的接続は、スルーホールｈ１、ｈ２を介して行なって
いるものである。
【００３１】従って、この実施例によれば、絶縁基板２
の制御回路が存在する面での空気流の乱れの影響は、他
方の面には及ばないから、発熱抵抗体Ｒｈが形成してあ
る部分では、空気の流れが充分に安定しており、このた
め、制御回路による空気流の乱れによる影響は確実に抑
えられ、更にＳＮ比を向上させることができるという効
果がある。
の制御回路が存在する面での空気流の乱れの影響は、他
方の面には及ばないから、発熱抵抗体Ｒｈが形成してあ
る部分では、空気の流れが充分に安定しており、このた
め、制御回路による空気流の乱れによる影響は確実に抑
えられ、更にＳＮ比を向上させることができるという効
果がある。
【００３２】図１１は、図９と図１０に示した実施例に
おけるスルーホール部の実施例で、これは、アルミナセ
ラミックスからなる絶縁基板２がグリーンシート状態に
あるとき、例えばタングステンなどの導体となる金属膜
２１を形成し、さらにアルミナ膜２２を形成してから焼
成し、アルミナセラミックスの絶縁基板２としたもので
あり、この基板の表面と裏面に、それぞれ発熱抵抗体Ｒ
ｈと、制御回路を形成して空気流量検出器を構成したも
のである。なお、アルミナ膜２２は、図１に示されてい
る、接着剤７を用いた接着部での回路を保護するために
設けられているものである。
おけるスルーホール部の実施例で、これは、アルミナセ
ラミックスからなる絶縁基板２がグリーンシート状態に
あるとき、例えばタングステンなどの導体となる金属膜
２１を形成し、さらにアルミナ膜２２を形成してから焼
成し、アルミナセラミックスの絶縁基板２としたもので
あり、この基板の表面と裏面に、それぞれ発熱抵抗体Ｒ
ｈと、制御回路を形成して空気流量検出器を構成したも
のである。なお、アルミナ膜２２は、図１に示されてい
る、接着剤７を用いた接着部での回路を保護するために
設けられているものである。
【００３３】なお、スルーホールの形成は、この実施例
の方法以外にも、絶縁基板２に化学メッキ法により形成
しても可能である。
の方法以外にも、絶縁基板２に化学メッキ法により形成
しても可能である。
【００３４】次に、本発明のさらに別の実施例につい
て、説明する。まず、以上の実施例では、発熱抵抗体Ｒ
ｈ、及び制御回路の接続回路や抵抗などの受動素子は印
刷等による厚膜、又は蒸着による薄膜、さらには、これ
らの組合わせにより形成されているが、トランジスタＴ
や差動増幅器Ａなどの能動素子はディスクリート部品で
あり、従って、これらの能動素子が突起部となって空気
の流れを乱し、出力信号にノイズを発生させてしまう原
因になっていることも、すでに述べた通りである。
て、説明する。まず、以上の実施例では、発熱抵抗体Ｒ
ｈ、及び制御回路の接続回路や抵抗などの受動素子は印
刷等による厚膜、又は蒸着による薄膜、さらには、これ
らの組合わせにより形成されているが、トランジスタＴ
や差動増幅器Ａなどの能動素子はディスクリート部品で
あり、従って、これらの能動素子が突起部となって空気
の流れを乱し、出力信号にノイズを発生させてしまう原
因になっていることも、すでに述べた通りである。
【００３５】そこで、図１２の実施例では、能動素子を
蒸着による薄膜半導体で構成したものである。図１２に
おいて、２３は蒸着により形成した導体で、２４、２５
はＧａ、Ａｓを蒸着により形成した半導体層、２６は絶
縁膜で、半導体層２４、２５は絶縁膜２６をゲート絶縁
膜とするＭＯＳ形トランジスタを形成し、図３に示した
回路における差動増巾器Ａを構成するものである。そし
て、２７はガラス蒸着膜で、全体を保護コートするもの
である。従って、この実施例によれば、能動素子も薄膜
構成されるため、空気の流れが乱される虞れがなく、充
分にノイズを抑えることができる。
蒸着による薄膜半導体で構成したものである。図１２に
おいて、２３は蒸着により形成した導体で、２４、２５
はＧａ、Ａｓを蒸着により形成した半導体層、２６は絶
縁膜で、半導体層２４、２５は絶縁膜２６をゲート絶縁
膜とするＭＯＳ形トランジスタを形成し、図３に示した
回路における差動増巾器Ａを構成するものである。そし
て、２７はガラス蒸着膜で、全体を保護コートするもの
である。従って、この実施例によれば、能動素子も薄膜
構成されるため、空気の流れが乱される虞れがなく、充
分にノイズを抑えることができる。
【００３６】次に、図１３の実施例は、基板的には図１
２の実施例と同一であるが、図１２の実施例において、
さらに絶縁膜２８と上層導体２９を設け、多層集積回路
として実装したものである。従って、この実施例によれ
ば、薄膜ＭＯＳトランジスタを高集積化できるので小形
化が容易になるという効果がある。
２の実施例と同一であるが、図１２の実施例において、
さらに絶縁膜２８と上層導体２９を設け、多層集積回路
として実装したものである。従って、この実施例によれ
ば、薄膜ＭＯＳトランジスタを高集積化できるので小形
化が容易になるという効果がある。
【００３７】第１４図は、本発明を自動車エンジンの吸
気系に適用した場合の一実施例で、図において、１０１
はエアクリーナボックス、１０２はエアフィルタ、１０
３はスロットルチャンバ、１０４はスロットルバルブ、
１０５はダクト、１０６、１０７、１０８は整流板、１
０９はコネクタである。
気系に適用した場合の一実施例で、図において、１０１
はエアクリーナボックス、１０２はエアフィルタ、１０
３はスロットルチャンバ、１０４はスロットルバルブ、
１０５はダクト、１０６、１０７、１０８は整流板、１
０９はコネクタである。
【００３８】そして、この実施例では、空気は図示の矢
印の方向からエアクリーナボックス１０１に入り、スロ
ットルバルブ１０４を通ってエンジンに吸入される。と
ころで、このようなエンジンの吸気系では、空気通路内
を通過する空気の流れに渦が生じ、これにより吸気騒音
が発生してしまう。そこで、この渦を消すため整流１０
６、１０７、１０８が設けられているのである。
印の方向からエアクリーナボックス１０１に入り、スロ
ットルバルブ１０４を通ってエンジンに吸入される。と
ころで、このようなエンジンの吸気系では、空気通路内
を通過する空気の流れに渦が生じ、これにより吸気騒音
が発生してしまう。そこで、この渦を消すため整流１０
６、１０７、１０８が設けられているのである。
【００３９】そして、この実施例では、これらの整流板
のうちの一枚の整流板１０７に、前述した絶縁基板２を
直接接して一体化し、この絶縁基板２に形成してある発
熱抵抗体Ｒｈと、制御回路に対する接続を、コネクタ１
０９を介して行なうようにしたものである。
のうちの一枚の整流板１０７に、前述した絶縁基板２を
直接接して一体化し、この絶縁基板２に形成してある発
熱抵抗体Ｒｈと、制御回路に対する接続を、コネクタ１
０９を介して行なうようにしたものである。
【００４０】この実施例によれば、絶縁基板２が整流板
１０７に直接接しているので、これにより、制御回路か
ら発生された熱は、そのまま空気流により運ばれ放散さ
れるだけでなく、整流板１０７に伝達した上で、この整
流板１０７を放熱板として空気流により運ばれ放散され
ることになり、より一層効率的に冷却され、自動車にお
ける厳しい環境(高い温度)にも耐え得る空気流量検出器
を容易に提供できる効果がある。
１０７に直接接しているので、これにより、制御回路か
ら発生された熱は、そのまま空気流により運ばれ放散さ
れるだけでなく、整流板１０７に伝達した上で、この整
流板１０７を放熱板として空気流により運ばれ放散され
ることになり、より一層効率的に冷却され、自動車にお
ける厳しい環境(高い温度)にも耐え得る空気流量検出器
を容易に提供できる効果がある。
【００４１】次に、図１５は、本発明によるエンジン制
御装置の一実施例で、本発明による空気流量検出器１０
を４個、自動車用のエンジンの各気筒(この場合は４気
筒)の吸気管に設け、各々の空気流量吸検出器１０ａ、
１０ｂ、１０ｃ、１０ｄから得られる各気筒ごとの空気
流量信号と、エンジンの回転数検出器２０２の出力信号
に基づいて、マイクロコンピュータを含むコントロール
ユニット２０３により各気筒ごとに、それに供給すべき
最適燃料量を計算し、この計算結果により各々の気筒に
設けたインジェクタ２０４を駆動し、自動車用エンジン
の燃料制御を行なうようにしたものである。
御装置の一実施例で、本発明による空気流量検出器１０
を４個、自動車用のエンジンの各気筒(この場合は４気
筒)の吸気管に設け、各々の空気流量吸検出器１０ａ、
１０ｂ、１０ｃ、１０ｄから得られる各気筒ごとの空気
流量信号と、エンジンの回転数検出器２０２の出力信号
に基づいて、マイクロコンピュータを含むコントロール
ユニット２０３により各気筒ごとに、それに供給すべき
最適燃料量を計算し、この計算結果により各々の気筒に
設けたインジェクタ２０４を駆動し、自動車用エンジン
の燃料制御を行なうようにしたものである。
【００４２】この実施例によれば、各気筒ごとに独立し
て吸気流量が検出され、それに基づいて燃料供給量が算
定されるので、気筒間での吸気流量にバラツキが有って
も、常に最適な燃料供給量に制御することができ、従っ
て、排気ガスのクリーンなエンジン制御システムを実現
できる効果がある。
て吸気流量が検出され、それに基づいて燃料供給量が算
定されるので、気筒間での吸気流量にバラツキが有って
も、常に最適な燃料供給量に制御することができ、従っ
て、排気ガスのクリーンなエンジン制御システムを実現
できる効果がある。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、制御回路の放熱が容易
にとなり、また、空気の流れを乱すことがないので、構
成が簡単で、しかも出力ノイズが少なく、かつ小形の空
気流量検出器を容易に提供でき、自動車の厳しい温度環
境に十分耐え得る自動車エンジン制御システムを提供で
きる効果がある。
にとなり、また、空気の流れを乱すことがないので、構
成が簡単で、しかも出力ノイズが少なく、かつ小形の空
気流量検出器を容易に提供でき、自動車の厳しい温度環
境に十分耐え得る自動車エンジン制御システムを提供で
きる効果がある。
【図１】本発明による空気流量検出器の一実施例を示す
垂直断面図である。
垂直断面図である。
【図２】本発明の一実施例を示す水平断面図である。
【図３】本発明の一実施例における制御回路の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図４】本発明の一実施例における制御回路の他の一例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施例における変換回路の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図６】本発明の一実施例における変換回路の他の一例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図７】本発明の他の一実施例を示す垂直断面図であ
る。
る。
【図８】本発明の他の一実施例を示す水平断面図であ
る。
る。
【図９】本発明による絶縁基板の一実施例を示す正面図
である。
である。
【図１０】本発明による絶縁基板の一実施例を示す裏面
図である。
図である。
【図１１】本発明による絶縁基板の一実施例におけるス
ルーホールの説明図である。
ルーホールの説明図である。
【図１２】本発明による絶縁基板の他の一実施例を示す
説明図である。
説明図である。
【図１３】本発明による絶縁基板の更に別の一実施例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図１４】本発明による空気流量検出器をエンジンの吸
気管に適用した一実施例を示す断面図である。
気管に適用した一実施例を示す断面図である。
【図１５】本発明によるエンジン制御装置の一実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
１ 空気流量検出器 ２ 絶縁基板 ３ ケーシング ３Ａ ベース部 ３Ｂ フランジ部 ３Ｃ ケース部 ３Ｄ コネクタ部 ５ カバー ６ ビス ７ 接着剤 ８ コーティング樹脂 ９ パッキング １０ 空気流量検出器 Ｒｈ 発熱抵抗体 Ｒｃ 空気温度検出用抵抗体 Ｒ７、Ｒ８ 抵抗 Ｔ トランジスタ Ａ 差動増巾器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/68 F02D 35/00 F02D 41/18
Claims (14)
- 【請求項１】 流量を検出すべき空気流路中に配設した
発熱抵抗体と、この抵抗体から空気流中に伝達される熱
量を電気的に検出して出力信号を発生する制御回路とを
備えた空気流量検出器において、少なくとも一方の面に上記発熱抵抗体と制御回路を配設
した 絶縁性板状部材を設け、上記発熱抵抗体と上記制御回路とが直接空気流に曝され
るように構成した ことを特徴とする空気流量検出器。 - 【請求項２】 請求項１の発明において、 上記空気流路が管状部材で形成され、その壁部分に空気
流通方向に沿って形成した１個の細条孔を備え、 この細条孔から空気流路のほぼ中心を通って管状部材の
反対側の内壁面に向かって上記絶縁性板状部材が挿入配
設されていることを特徴とする空気流量検出器。 - 【請求項３】 請求項１の発明において、 上記制御回路が、上記発熱抵抗体の空気流通方向の上流
側の位置及び空気流通方向と垂直な方向にずれた位置の
いずれかに配置されていることを特徴とする空気流量検
出器。 - 【請求項４】 請求項１の発明において、 上記発熱抵抗体が空気流路のほぼ中央部に位置し、上記
制御回路が空気流路の端部に位置していることを特徴と
する空気流量検出器。 - 【請求項５】 請求項１の発明において、 上記発熱抵抗体が上記絶縁性板状部材の一方の面に配設
され、上記制御回路が上記絶縁性板状部材の他方の面に
配設されていることを特徴とする空気流量検出器。 - 【請求項６】 請求項５の発明において、 上記絶縁性板状部材がアルミナセラミックスで作られ、 その一方の面と他方の面との間での電気的接続のための
導体が、上記アルミナセラミックスがグリーンシート状
態にあるときでのスルーホール印刷により形成され、且
つ、該導体上にアルミナ絶縁膜が形成されていることを
特徴とする空気流量検出器。 - 【請求項７】 請求項５の発明において、 上記絶縁性板状部材の一方の面と他方の面との間での電
気的接続のための導体が、化学的金属メッキ法により形
成されていることを特徴とする空気流量検出器。 - 【請求項８】 請求項１〜７の発明において、 上記発熱抵抗体と制御回路の少なくとも一方が、印刷に
よる厚膜形成法によって作成されていることを特徴とす
る空気流量検出器。 - 【請求項９】 請求項１〜７の発明において、 上記発熱抵抗体と制御回路の少なくとも一方が、蒸着に
よる薄膜形成法によって作成されていることを特徴とす
る空気流量検出器。 - 【請求項１０】 請求項１〜７の発明において、 上記発熱抵抗体と制御回路の少なくとも一方の１部が印
刷による厚膜形成法で作成され、他方の残部が蒸着によ
る薄膜形成法によって作成されていることを特徴とする
空気流量検出器。 - 【請求項１１】 請求項１〜９の発明において、 上記制御回路に含まれている能動素子を蒸着による薄膜
半導体回路により形成し、該薄膜半導体回路の表面にガ
ラスコーティングを施したことを特徴とする空気流量検
出器。 - 【請求項１２】 請求項１〜９の発明において、 上記発熱抵抗体及び制御回路が、蒸着法による多層膜構
成されていることを特徴とする空気流量検出器。 - 【請求項１３】 請求項１〜１２の発明において、 上記絶縁性板状部材が、エンジンの吸入空気通路内に配
設されている整流板と一体に構成されていることを特徴
とする空気流量検出器。 - 【請求項１４】 多気筒エンジンの各々の気筒に流入す
る吸入空気通路のそれぞれに請求項１〜１１の発明によ
る空気流量検出器を配置し、各々の空気流量検出器の出
力信号に応じて、各々の気筒に対する燃料の供給量を制
御するように構成したことを特徴とするエンジン制御装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062329A JP2846518B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 空気流量検出器及びそれを使用したエンジン制御装置 |
| DE69332423T DE69332423T2 (de) | 1992-03-18 | 1993-03-16 | Luftstromdetektor für eine Motorsteuereinheit |
| EP93104304A EP0561365B1 (en) | 1992-03-18 | 1993-03-16 | Air flow detector for engine control unit |
| US08/034,122 US5415029A (en) | 1992-03-18 | 1993-03-18 | Air flow detector for engine control unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4062329A JP2846518B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 空気流量検出器及びそれを使用したエンジン制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264314A JPH05264314A (ja) | 1993-10-12 |
| JP2846518B2 true JP2846518B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=13196991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4062329A Expired - Lifetime JP2846518B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 空気流量検出器及びそれを使用したエンジン制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5415029A (ja) |
| EP (1) | EP0561365B1 (ja) |
| JP (1) | JP2846518B2 (ja) |
| DE (1) | DE69332423T2 (ja) |
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