DE4498938C2 - Vorrichtung zum Erfassen der Ansaugluftmenge eines Motors - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen der Ansaugluftmenge eines Mo­ tors.

Um beispielsweise die Kraftstoffzufuhrmenge zu steuern, ist bei einem Kraftfahrzeugmotor ein Luftflußmesser, wie z. B. ein Flußmesser eines Heißdrahttyps, strömungsmäßig vor dem Ansaugkanal-Drosselventil vorgesehen, um die Ansaugluftmenge zu erfassen.

Wenn die Drosselventilöffnung im Niedergeschwindigkeits- oder Hochgeschwindigkeits-Bereich des Motors groß ist, der­ art, daß Pulsierungen in dem Zylinder, die Rückflußkompo­ nenten einschließen, bis zu dem Luftflußmesser-Abschnitt übertragen werden kann, wird bei einer derartigen herkömm­ lichen Motoransaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung, da der Luftflußmesser des Heißdrahttyps nicht zwischen der Luft­ flußrichtung unterscheiden kann, die Ansaugluftflußmenge größer als der wahre Wert erfaßt.

Da die Ausgabe des Luftflußmessers die gleiche ist, unge­ achtet dessen, ob die Luftflußrichtung relativ zu dem Luft­ flußmesserelement normal oder rückwärts ist, heißt das spe­ zieller, daß, wenn der Fall betrachtet wird, bei dem es ei­ nen Rückflußanteil in der echten Ansaugluftmenge Q gibt, der berechnete Mittelwert Q größer als der wahre Durchschnitt Q sein wird, da bei der Erfassung des Wertes der Ansaugluft­ menge Q die Rückwärtsflußkomponente ebenfalls so erfaßt wird, als hätte sie die normale Richtung.

Wenn der berechnete Durchschnitt Q größer als der wahre Durchschnitt Q ist, kann dies zu einem fetteren Gemisch, ei­ ner Verschlechterung der Abgasbedingungen und einem schlech­ teren Kraftstoffverbrauch führen.

Die DE 31 35 793 C2 lehrt die Erfassung der Masse eines in einem Strömungsquerschnitt strömenden pulsierenden Mediums durch einen Meßwiderstand, der zwischen zwei temperaturab­ hängigen Indikationswiderständen angeordnet ist, wobei die zwei temperaturabhängigen Indikationswiderstände zum Erfas­ sen der Richtung des strömenden pulsierenden Mediums dienen. Dabei lehrt diese Schrift eine Erfassungsschaltung, die auf der Grundlage der durch die Indikationswiderstände erfaßten Strömungsrichtung eine Korrektur des Meßsignals, das die Flußmenge anzeigt, ermöglicht. Dies geschieht dadurch, daß bei einer entgegen der gewünschten Strömungsrichtung des Me­ diums verlaufenden Strömung das Meßsignal unterdrückt wird.

Die DE 32 18 931 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Mes­ sung der von einer Brennkraftmaschine angesaugten pulsieren­ den Luftmasse, wobei ein durch ein Durchflußmeßorgan gelie­ ferter tatsächlicher Durchflußmeßwert mit einem oberen Refe­ renzwert verglichen wird. Auf der Basis dieses Vergleichs wird das Vorliegen einer Rückströmung bestimmt.

Die DE 32 03 986 A1 bezieht sich auf ein System zum Messen des Durchflusses eines Mediums in einem Strömungsquer­ schnitt, wobei eine Flußrichtung durch das Messen des Durch­ flusses an zwei Orten in einem Durchströmungskanal durchge­ führt wird, wobei der Durchfluß an dem einen Ort mittels ei­ nes Durchflußmeßorgans und an dem anderen Ort mittels eines druckfühlenden Elements aufgenommen wird.

Die EP 0 044 873 B1 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung einer Luftflußrate unter Verwendung eines Luftfluß­ messers des Heizdrahttyps. Dabei wird ein Rückfluß basierend auf der Motordrehzahl und dem Kurbelwinkel bestimmt.

Die DE 32 20 515 A1 beschreibt ein Verfahren zum Messen des Durchflusses in einer Fluidströmung, bei dem in der Strömung fluidische Oszillationen erzeugt werden, wobei dann aus we­ nigstens zwei Meßstellen eine für die Oszillationsfrequenz repräsentative physikalische Größe als Meßsignal experimen­ tell ermittelt wird.

Die DE 30 06 584 C2 lehrt einen thermischen Durchflußmesser zur Erfassung des Massenstroms eines in einer Leitung fließenden Mediums, enthält jedoch keinerlei Hinweis auf die Erfassung der Flußrichtung eines Mediums.

Die DE 39 11 599 A1 offenbart eine Widerstandsanordnung für einen Heißfilmanemometer, bei der ein Temperaturmeßwider­ stand, ein Sensorwiderstand und ein Vergleichswiderstand thermisch isoliert voneinander auf einem thermisch isolie­ renden Träger vorgesehen. Der Sensorwiderstand wird durch einen Heizwiderstand erwärmt. Zusätzlich zu dem ersten Ver­ gleichswiderstand kann ein zweiter Vergleichswiderstand vor­ gesehen sein. Ferner ist eine Auswertungsschaltung für das Heißfilmanemometer vorgesehen.

Schließlich befaßt sich die DE 36 38 137 A1 mit einer Vor­ richtung zur Bestimmung der Masse eines strömenden Mediums, bei der ein Meßwiderstand und ein Heizwiderstand in thermi­ schem Kontakt zueinander auf einem Substrat vorgesehen sind. Ferner ist ein Kompensationswiderstand vorgesehen. Mittels des Meßwiderstands wird die Flußmenge des Mediums erfaßt. Der Heizwiderstand wird auf eine Temperatur oberhalb der Medientemperatur erwärmt. Um eine Kompensation von Tempera­ turschwankungen des Mediums zu liefern ist der Kompensa­ tionswiderstand vorgesehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die vorteilhaft die Erfassung einer Ansaugluftmenge und der Flußrichtung derselben ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, in der Lage zu sein, Erfassungswerte für die Ansaugluftmenge einschließlich der Flußrichtung zu verarbeiten und dadurch einen Mittelwert für die Ansaugluftmenge in der normalen Flußrichtung zu er­ fassen.

Es ist ein weiterer Vorteil, in der Lage zu sein, die Mo­ tor-Kraftstoffzufuhrmenge unter Verwendung dieses Mittel­ werts genau einzustellen.

Es ist ein weiterer Vorteil, in der Lage zu sein, eine kom­ pakte Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung herzustellen.

Da bei den Ansaugluftmengen, die an den zwei Orten erfaßt werden, eine Phasendifferenz erzeugt wird, die von der Fluß­ richtung der Ansaugluft abhängt, kann die Flußrichtung der Ansaugluft basierend auf dieser Phasendifferenz erfaßt wer­ den. Daher können ein normaler Fluß und ein Rückwärtsfluß unterschieden werden, derart, daß eine wahre Ansaugluftmenge erfaßt werden kann.

Der Flußrichtungs-Erfassungsvorrichtung kann das Erfassen als einen normalen Fluß einschließen, wenn die Phase der Pulsierungen der Ansaugluftmenge, die an strömungsmäßig vor­ deren Ort der zwei Orte erfaßt wird, der Phase der Pulsie­ rungen der Ansaugluftmenge, die an dem strömungsmäßig hinte­ ren Ort erfaßt wird, vorauseilt, und das Erfassen als einen Rückwärtsfluß, wenn dieselbe nacheilt.

Da die Pulsierungen der Ansaugluftmenge fortschreitende Wel­ len sind, heißt das spezieller, daß, wenn der Fluß normal ist, die Phase der strömungsmäßig vorderen Seite der der strömungsmäßig hinteren Seite vorauseilt, während, wenn ein Rückwärtsfluß auftritt, die Phase der strömungsmäßig vorde­ ren Seite der der strömungsmäßig hinteren Seite nacheilt, da dieser eine fortschreitende Welle in die entgegengesetzte Richtung ergibt. Somit können ein normaler Fluß und ein Rückwärtsfluß unterschieden werden.

Der Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung kann das Erfassen der Ansaugluftmenge unter Verwendung eines Flußmessers eines Heißdrahttyps einschließen, welcher einen elektrischen Strom zu einem thermoempfindlichen Widerstand steuert, der in dem Ansaugkanal vorgesehen ist, um den Widerstandswert des ther­ mo-empfindlichen Widerstands konstant zu halten, und die An­ saugluftmenge abhängig von dem Stromwert zu erfassen.

Wenn ein Heißdrahttyp-Flußmesser auf diese Weise verwendet wird, kann die Ansaugluftmenge als eine Massenflußrate mit einer hohen Genauigkeit erfaßt werden, derart, daß die Kraftstoffzufuhrmenge zu dem Motor genau eingestellt werden kann.

Außerdem kann die Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung das Erfassen des Ansaugluftdrucks unter Verwendung eines Druck­ sensors und das Umwandeln des erfaßten Drucks in eine An­ saugluftmenge einschließen, um dadurch die Ansaugluftmenge zu erfassen.

In diesem Fall kann die Erfassung der Ansaugluftmenge bei geringen Kosten unter Verwendung eines vergleichsweise bil­ ligen Drucksensors durchgeführt werden.

Außerdem kann die Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung das Erfassen der Ansaugluftmenge an dem strömungsmäßig vorderen Ort der zwei Orte unter Verwendung eines Heißdrahttyp-Fluß­ messers einschließen, der einen elektrischen Strom zu einem thermo-empfindlichen Widerstand steuert, der in dem Ansaug­ luftkanal vorgesehen ist, um den Widerstandswert des ther­ mo-empfindlichen Widerstands konstant zu halten, und der die Ansaugluftmenge abhängig von dem Stromwert erfaßt, das Er­ fassen des Ansaugluftdrucks an dem strömungsmäßig hinteren Ort unter Verwendung eines Drucksensors, und das Umwandeln des erfaßten Drucks in eine Ansaugluftmenge, um dadurch die Ansaugluftmenge zu erfassen.

Durch die Verwendung des Drucksensors ausschließlich zum Er­ fassen der Flußrichtung und durch die Verwendung des Wertes, der mittels des Heißdrahttyp-Flußmessers erfaßt wird, für den absoluten Wert der Ansaugluftmenge kann in diesem Fall die Erfassung mit relativ geringen Kosten durchgeführt wer­ den, obwohl eine genaue Erfassung beibehalten wird.

Außerdem kann die Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung das Erfassen der Ansaugluftmenge basierend auf Änderungen von Widerstandswerten von thermo-empfindlichen Widerständen, die jeweils an zwei Orten in dem Ansaugluftkanal vorgesehen sind, aufgrund einer Ansaugluftkühlung einschließen.

Die Flußrichtungs-Erfassungsvorrichtung kann das Steuern des Stroms zu einem Heizwiderstand, der an einem Ort zwischen den zwei Orten vorgesehen ist, um eine konstante Temperatur beizubehalten, und das Erfassen der Flußrichtung der Ansaug­ luft basierend auf einer Umkehr einer großen/kleinen Bezie­ hung zwischen den Widerstandswerten der thermo-empfindlichen Widerstände an den zwei Orten, die einer Änderung zwischen einem normalen Fluß und einem Rückwärtsfluß der Ansaugluft entspricht, einschließen.

Spezieller ausgedrückt heißt das, daß, wenn der Ansaugluft­ fluß ein normaler Fluß ist, der thermo-empfindliche Wider­ stand auf der strömungsmäßig vorderen Seite von der Wärme durch den Heizwiderstand praktisch unbeeinflußt ist. Da die Ansaugluft mit einer erhöhten Temperatur aufgrund der Wärme, die durch den Heizwiderstand erzeugt wird, den thermoemp­ findlichen Widerstand auf der strömungsmäßig hinteren Seite passiert, wird der Erfassungswert andererseits ein solcher für eine Ansaugluftmenge basierend auf einem Widerstands­ wert, der durch den Temperaturanstieg beeinflußt ist. Der­ selbe unterscheidet sich von dem Ansaugluftmengen-Erfas­ sungswert auf der strömungsmäßig vorderen Seite. Im Fall des Rückwärtsflusses ist der Ansaugluftmengen-Erfassungswert der strömungsmäßig vorderen Seite derjenige, der durch den Tem­ peraturanstieg stärker beeinflußt ist. Daher ist die gro­ ße/kleine Beziehung zwischen den Erfassungswerten umgekehrt. Daher können der normale Fluß und der Rückwärtsfluß basie­ rend auf dieser Umkehr unterschieden werden. Außerdem kann durch das Halten des Heizwiderstands auf einer konstanten Temperatur eine gute Genauigkeit der Ansaugluftmengenerfas­ sung beibehalten werden.

Bei einer Vorrichtung, die die Flußrichtungs-Erfassungsvor­ richtung mit einem Heizwiderstand einschließt, kann die An­ saugluftmengen-Erfassungsignalausgabevorrichtung für jede Flußrichtung das Ausgeben eines Signals einschließen, das ein Unterscheidungssignal für die erfaßte Flußrichtung auf­ weist, das an ein Ansaugluftmengen-Erfassungssignal ange­ hängt ist, welches durch das Addieren der Ansaugluftmengen, die an den zwei Orten erfaßt werden, erhalten wird.

In diesem Fall werden die Ansaugflußmengen, in denen Pulsie­ rungen auftreten, durch Addieren der Ansaugflußmengen, die an den zwei Standorten erfaßt werden, gemittelt. Der gemit­ telte Wert wird zu einem absoluten Wert für die Ansaugluft­ menge gemacht, wobei ein Ansaugluftmengensignal, für das die Flußrichtung unterschieden wurde, erhalten wird.

Außerdem kann bei der gleichen Vorrichtung, die die Fluß­ richtungs-Erfassungsvorrichtung mit einem Heizwiderstand einschließt, die Ansaugluftmengen-Erfassungssignalausgabe­ vorrichtung für jede Flußrichtung das Ausgeben eines Ansaug­ luftmengen-Erfassungssignals einschließen, das durch Subtra­ hieren eines Ansaugluftmengen-Erfassungswerts, der an einem der zwei Orte erfaßt wird, von einem Ansaugluftmengen-Erfas­ sungswert, der an dem anderen der zwei Orte erfaßt wird, er­ halten wird.

Da sich gemäß der obigen Beschreibung in diesem Fall die große/kleine Beziehung zwischen dem strömungsmäßig vorderen und dem strömungsmäßig hinteren Ansaugluftmengen-Erfassungs­ wert umkehrt, wenn sich die Flußrichtung der Ansaugluft än­ dert, wobei sie abhängig von der Flußrichtung ein positiver oder ein negativer Wert wird, kann diese einfach als ein Si­ gnal zum Unterscheiden der Flußrichtungen verwendet werden. Da der absolute Wert der subtrahierten Werte außerdem pro­ portional zu der Ansaugluftwärme ist, die sich aufgrund der Wärmemenge von dem Heizwiderstand erwärmt, und da die Wärme­ menge konstant gehalten ist, ist dieser Wert proportional zu der Ansaugluftmenge. Er kann daher zu einem Erfassungssignal für die Ansaugluftmenge gemacht werden.

Außerdem können die thermo-empfindlichen Widerstände an den zwei Orten und der Heizwiderstand aus Filmen auf der Ober­ fläche eines einzelnen Isolationssubstrats bestehen, das mit der Wand des Ansaugluftkanals verbunden ist und mit der Flußrichtung der Ansaugluft ausgerichtet ist.

Da die Widerstände in diesem Fall als Filme ausgebildet sind und nur ein einzelnes Isolationssubstrat erforderlich ist, kann die Anzahl von Komponenten reduziert werden, wobei die Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung leichtgewichtig und kompakt hergestellt werden kann.

Außerdem kann der Aufbau ein solcher sein, daß das Isola­ tionssubstrat an dem Vorrichtungskörper angebracht ist, um in den Ansaugluftkanal ausgerichtet zu sein, wobei ein Ba­ sisendabschnitt mit der Ansaugluftkanalwand verbunden ist und ein weiterer Endabschnitt ein freies Ende ist, wobei ein Hilfsheizelement zum Unterdrücken der Übertragung von Wärme von dem Heizwiderstand zu der Ansaugluftkanalwand auf dem Basisende vorgesehen ist.

In diesem Fall kann die Wärmemenge, die von dem Heizwider­ stand zu dem strömungsmäßig hinteren, thermo-empfindlichen Widerstand geliefert wird, stabilisiert werden, derart, daß die Genauigkeit der Erfassung der Flußmenge und der Richtung der Ansaugluft erhöht werden kann. Außerdem kann zum Zeit­ punkt des Anlassens des Motors die Vorrichtung schnell er­ wärmt werden, um dadurch das Erfassungsverhalten beim Anlas­ sen zu verbessern.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ist ein funktionelles Blockdiagramm, das einen Auf­ bau der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Systemdiagramm, das ein erstes Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm für eine Rückwärtsflußrichtung und eine Ansaugluftmengen-Erfassungsroutine;

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm für eine Kraftstoffeinspritz­ mengen-Berechnungsroutine;

Fig. 5 ist ein Diagramm, das eine Ausgabe einer Ansaug­ luftmengen-Erfassungsvorrichtung mit und ohne einen Rückwärtsfluß zeigt;

Fig. 6 ist ein Diagramm, das ein Verarbeitungsverfahren für ein Ansaugluftmengen-Erfassungssignal mit und ohne einen Rückwärtsfluß zeigt;

Fig. 7 ist ein Systemdiagramm, das ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 ist eine longitudinale Schnittansicht, die eine Heiztyp-Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung, die an einem Ansaugrohr befestigt ist, gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung zeigt;

Fig. 9 ist eine Draufsicht, die einen Heizwiderstand, ei­ nen ersten und einen zweiten thermo-empfindlichen Widerstand und eine Hilfsheizvorrichtung, die auf einem Isolationssubstrat gebildet sind, zeigt;

Fig. 10 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Schaltungs­ struktur der Heiztyp-Ansaugluftmengen-Erfassungs­ vorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 11 ist ein Kennliniendiagramm, das die Beziehung zwi­ schen der Ansaugluftfluß-Geschwindigkeits- und -Richtungs-Erfassungsspannung Vb zeigt;

Fig. 12 ist eine Draufsicht, die einen Heizwiderstand, ei­ nen ersten und einen zweiten thermo-empfindlichen Widerstand, eine Hilfsheizvorrichtung und einen Temperaturkompensationswiderstand, die auf einem Isolationssubstrat gebildet sind, gemäß einem vier­ ten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 13 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Schaltungs­ struktur einer Heiztyp-Ansaugluftmengen-Erfassungs­ vorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 14 ist eine Draufsicht, die einen Heizwiderstand und einen ersten und einen zweiten thermo-empfindlichen Widerstand, die auf einem Isolationssubstrat gebil­ det sind, gemäß einem alternativen Ausführungsbei­ spiel zeigt.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.

Gemäß Fig. 2, die ein erstes Ausführungsbeispiel zeigt, ist ein Kraftstoffeinspritzventil 5 eines Solenoid-Typs strö­ mungsmäßig hinter einem Drosselventil 4 in einem Ansaugluft­ kanal 3 von einem Luftfilter 2 zu einem Motor 1 vorgesehen. Eine Treiberpulssignalausgabe von einer Steuereinheit 6 öff­ net synchron zu der Motordrehung das Kraftstoffeinspritzven­ til 5 für die Pulsbreitenzeit des Signals, um dadurch eine Kraftstoffeinspritzung durchzuführen.

Um die Kraftstoffeinspritzmenge (Pulsbreite) zu steuern, wird von einem Heißdrahttyp-Luftflußmesser 7 (der nachfol­ gend als ein Luftflußmesser 7 bezeichnet wird), der strö­ mungsmäßig vor dem Drosselventil 4 des Ansaugluftkanals 3 angeordnet ist und die Funktion eines Ansaugluftmengen-Er­ fassungs-Schritts oder einer -Einrichtung zum Erfassen einer Ansaugluftmenge Q an einem Ort ungeachtet der Flußrichtung der Ansaugluft besitzt, ein Signal in die Steuereinheit 6 eingegeben. Außerdem werden Signale ferner von einem Kurbel­ winkelsensor 8 zum Erfassen der Motordrehzahl N und von ei­ nem Drosselsensor 9 zum Erfassen der Öffnung (TVO) des Dros­ selventils 4 eingegeben.

Außerdem ist bei dem Aufbau, der sich auf das erste Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht, ein An­ saugluftdrucksensor 11 zum Erfassen des Ansaugluftdrucks in dem Ansaugluftkanal 3 strömungsmäßig hinter dem Drosselven­ til 4 vorgesehen. Ein Signal von dem Ansaugluftdrucksensor 11 wird ebenfalls in die Steuereinheit 6 eingegeben. Wenn eine Ansaugluft in den Ansaugluftkanal 3 fließt, ändert sich auch der Ansaugluftdruck in dem Ansaugluftkanal 3. Dieser Druck wird durch den Ansaugluftdrucksensor 11 erfaßt. Daher erfaßt der Ansaugdrucksensor 11 einen Ansaugluftdruck, der sich nicht auf die Ansaugflußrichtung bezieht, und der eine Größe ist, die der Ansaugluftmenge entspricht. Demgemäß hat der Ansaugluftdrucksensor 11 ebenfalls die Funktion eines Ansaugluftmengen-Erfassungs-Schritts oder einer -Einrichtung zum Erfassen der Ansaugluftmenge an einem Ort, der in der Richtung des Ansaugluftflusses von dem Luftflußmesser 7 ge­ trennt ist.

Die Steuereinheit 6 führt eine Rechenverarbeitung mittels eines Mikrocomputers, der in dieselbe eingebaut ist, gemäß dem Flußdiagramm der Fig. 3 und 4 durch.

Fig. 3 ist eine Routine zum Erfassen der Ansaugluftflußrich­ tung und der Ansaugluftmenge.

Im Schritt 1 (wobei "Schritt" in den Figuren mit S bezeich­ net ist) wird eine Ausgabe AFM des Luftflußmessers 7 gele­ sen.

Im Schritt 2 wird die Ausgabe AFM, die im Schritt 1 gelesen wird, digital umgewandelt, um eine digitale Ausgabe V_AFM zu erhalten.

Im Schritt 3 wird ein Ausgangssignal PS von dem Ansaugluft­ drucksensor 11, der strömungsmäßig hinter dem Drosselventil 4 vorgesehen ist, gelesen.

Im Schritt 4 wird das Ausgangssignal PF, das im Schritt 2 gelesen wird, digital umgewandelt, um eine digitale Ausgabe V_PS zu erhalten.

Im Schritt 5 wird die digitale Ausgabe V_PS umgewandelt, um V_PSI zu erhalten, derart, daß die digitale Ausgabe V_PS einen Wert aufweisen wird, der äquivalent zu der digitalen Ausgabe V_AFM zum Zeitpunkt einer vorbestimmten Ansaugluftflußmenge ist.

Im Schritt 6 wird die Zeitdifferenz Δt von dem Zeitpunkt, zu dem die digitale Ausgabe V_AFM, die im Schritt 2 erhalten wird, einen vorbestimmten Wert erreicht (z. B. einen vorbe­ stimmten Spannungswert), bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die digitale Ausgabe V_PSI, die durch die Umwandlung im Schritt 5 erhalten wird, den vorbestimmten Wert erreicht, berechnet.

Im Schritt 7 wird beurteilt, ob die Zeitdifferenz Δt, die im Schritt 6 berechnet wurde, positiv oder negativ ist, um da­ durch das Vorliegen oder das Fehlen eines Rückwärtsflusses zu bestimmen.

Spezieller heißt das, daß die Ausgabewerte der digitalen Ausgabe V_AFM und der digitalen Ausgabe V_PSI sich abhängig von der Drehzahl N ändern. Wenn kein Rückwärtsfluß exi­ stiert, ist der Zeitpunkt, zu dem die digitale Ausgabe V_AFM den vorbestimmten Wert annimmt, früher als der Zeitpunkt, zu dem die digitale Ausgabe V_PSI den vorbestimmten Wert an­ nimmt, da der Luftflußmesser 7 strömungsmäßig vor dem An­ saugluftdrucksensor 11 vorgesehen ist, und da, wie in Fig. 5 gezeigt ist, die Ansaugluftpulsierungen fortschreitende Wel­ len sind. Daher ist die Zeitdifferenz Δt positiv. D. h., daß die Phase der Ansaugluftpulsierung fortschreitet. Andern­ falls, im Falle eines Rückwärtsflusses, wie in Fig. 6(a) gezeigt ist, ist der Zeitpunkt, zu dem die digitale Ausgabe V_AFM den vorbestimmten Wert annimmt, später als der Zeit­ punkt, zu dem die digitale Ausgabe V_PSI den vorbestimmten Wert annimmt. Daher ist die Zeitdifferenz Δt negativ. D. h., daß die Phase der Ansaugluftpulsierung verzögert ist.

Spezieller ist es durch die Positiv/Negativ-Beurteilung der Differenz Δt (Vorverlegung/Verzögerung der Pulsphase) mög­ lich, einen normalen Fluß oder einen Rückwärtsfluß zu be­ stimmen. Dieser Teil entspricht dem Flußrichtungserfas­ sungs-Schritt oder der -Einrichtung.

Folglich springt in dem Fall eines Nicht-Rückwärtsflusses (Δt < 0) die Steuerung zu Schritt 8, in dem die digitale Aus­ gabe V_AFM des Luftflußmessers 7 einfach gelesen wird wie sie ist.

Im Falle eines Rückwärtsflusses (Δt < 0) springt die Steuerung zu Schritt 9, in dem die digitale Ausgabe V_AFM des Luftfluß­ messers 7 mit (-1) multipliziert wird. Eine Korrektur wird durchgeführt, derart, daß der Wert, der der Subtraktionsver­ arbeitung unterworfen wurde, gelesen wird. Entsprechend ent­ spricht die Funktion von Schritt 9 dem Ansaugluftmengen-Er­ fassungssignalausgabe-Schritt oder der -Einrichtung für eine unterschiedliche Flußrichtung für jede Flußerfassung. Dieser Aspekt ist durch Fig. 6(b) dargestellt.

Im Schritt 10 wird die Ansaugluftmenge Q unter Verwendung einer Kennlinie der Ansaugluftmenge Q über der digitalen Ausgabe V_AFM, die vorher erhalten wurde, basierend auf der digitalen Ausgabe V_AFM, die im Schritt 8 oder im Schritt 9 gelesen wird, berechnet.

Fig. 4 zeigt eine Kraftstoffeinspritzmengen-Berechnungsrou­ tine.

Im Schritt 21 wird die elementare Kraftstoffeinspritzmenge Tp aus der Ansaugluftmenge Q, die durch die vorher genannte Routine erfaßt wird, und aus der Motordrehzahl N gemäß der nachfolgenden Gleichung berechnet. Hier wird wie bei der normalen Durchführung die Ansaugluftmenge Q einem Mitte­ lungsverfahren (gewichteter Durchschnitt, usw.) unterworfen, um die Pulsierungen zu absorbieren. Da, wie vorher erwähnt wurde, die Subtraktionsverarbeitung zu dem Zeitpunkt des Rückwärtsflusses durchgeführt wird, wird im wesentlichen die gemittelte Ansaugluftmenge der Normalflußrichtung, d. h. die wahre Ansaugluftmenge Q, die zur Berechnung der elementaren Kraftstoffeinspritzmenge Tp benötigt wird, erhalten.

Tp = K × Q/N (wobei K eine Konstante ist)

Im Schritt 22 wird die elementare Kraftstoffeinspritzmenge Tp mit verschiedenen Korrekturkoeffizienten COEF multipli­ ziert und ein Spannungskorrekturanteil Ts wird gemäß der folgenden Gleichung addiert, um dadurch eine endgültige Kraftstoffeinspritzmenge Ti zu berechnen.

Ti = Tp × COEF + Ts

Sobald die Kraftstoffeinspritzmenge Ti berechnet wurde, wird ein Treiberpulssignal einer Pulsbreite, die der Kraftstoff­ einspritzmenge Ti entspricht, zu einem Zeitpunkt an das Kraftstoffeinspritzventil 5 angelegt, der mit der Motor­ drehung synchronisiert ist, um dadurch den Kraftstoff einzu­ spritzen.

Demgemäß wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel das Vorlie­ gen oder das Fehlen eines Rückwärtsflusses basierend auf dem Ausgangssignal AFM von dem Luftflußmesser 7 (der Ansaugluft­ mengen-Erfassungseinrichtung) und dem Ausgangssignal PS von dem Ansaugluftdrucksensor 11 erfaßt. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Rückwärtsflußkorrektur durchgeführt, derart, daß eine wahre Ansaugluftflußmenge erfaßt werden kann. Daher kann ein Fettwerden des Gemisches in Betriebsregionen, in denen die Motoransaugpulsierungen groß werden, vermieden werden, derart, daß eine Verschlechterung des Abgasverhal­ tens und eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs ver­ hindert werden können.

Nachfolgend wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung beschrieben.

Bei dem Aufbau gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist ein zweiter Heißdrahttyp-Luftfluß­ messer 20 (hierin nachfolgend als zweiter Luftflußmesser 20 bezeichnet) in dem Ansaugkanal 3 zwischen dem Luftflußmesser 7 und dem Drosselventil 4 angeordnet. Signale von dem zwei­ ten Heißdrahttyp-Luftflußmesser 20 werden in die Steuerein­ heit 6 eingegeben. Es ist möglich, statt des zweiten Luft­ flußmessers 20 eine Anordnung mit zwei Luftflußmesser-Chips auf einem inneren Abschnitt des gleichen äußeren Gehäuses als den Luftflußmesser 7 zu verwenden. In diesem Fall hat der zweite Luftflußmesser 20 die Funktion der Ansaugluftmen­ gen-Erfassungseinrichtung.

Hinsichtlich der Flußrichtungs-Erfassungsroutine ist es aus­ reichend, zu bemerken, daß in dem vorher genannten Schritt 3 statt des Lesens des Ausgangssignals PS von dem Ansaugluft­ drucksensor 11 das Ausgangssignal von dem zweiten Luftfluß­ messer 20 gelesen wird. Außerdem wird im Schritt 4 statt des Erhaltens der digitalen Ausgabe V_PS von der gelesenen Aus­ gabe PS die digitale Ausgabe von dem Ausgangssignal von dem zweiten Luftflußmesser 20 erhalten. Demgemäß können mit dem zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls der gleiche Betrieb und die gleichen Wirkungen wie mit dem ersten Ausführungs­ beispiel erhalten werden, wobei im Fall eines Rückwärtsflus­ ses ebenfalls eine wahre Ansaugluftflußmenge erfaßt werden kann.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Aufbau derart, daß der zweite Luftflußmesser 20 in dem Ansaugluftkanal 3 zwischen dem Luftflußmesser 7 und dem Drosselventil 4 ange­ ordnet ist. Wenn der zweite Luftflußmesser 20 jedoch auf der strömungsmäßig vorderen Seite des Luftflußmessers 7 angeord­ net ist, ist die Signalverarbeitung offensichtlich unter­ schiedlich.

Nachfolgend wird bezugnehmend auf die Fig. 8 bis 11 ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung be­ schrieben.

Gemäß den Figuren ist ein Flußmesserkörper 20, der aus dem Hauptkörperabschnitt einer Heiztyp-Luftflußmengen-Erfas­ sungsvorrichtung 21 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gebildet ist, allgemein aus einem Wicklungsabschnitt 24, auf den Referenzwiderstände 23 (23A, 23B) mit einem Widerstands­ wert R1 gewickelt sind, einem Anschlußabschnitt 25, der an dem Basisende des Wicklungsabschnitts 24 angeordnet und mit einer Mehrzahl von integriert gebildeten Anschlußstiften (in der Figur nicht gezeigt) versehen ist, einem Detektorhalter 26, der sich von dem Spitzenende des Wicklungsabschnitts 24 in die Durchmesserrichtung des Ansaugkanals 3 erstreckt und einem Schaltungsgehäuse 27 (das später beschrieben werden soll) aufgebaut.

Auf dem Flußmesserkörper 23 ist ein Schlitz gebildet (in der Figur nicht gezeigt), wodurch ein Isolationssubstrat 29, das nachfolgend beschrieben werden soll, entfernbar an dem Ba­ sisende des Detektorhalters 26 befestigt werden kann. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist der Detektorhalter 26 derart aufge­ baut, daß ein Heizwiderstandskörper 31 und andere Vorrich­ tungen (die nachfolgend beschrieben werden sollen), die das Isolationssubstrat 29 modifizieren, in dem mittleren Teil des Ansaugluftkanals 3 positioniert sind. Eine Schutzhülle ist an dem Detektorhalter 26 angebracht.

Ein Schaltungsgehäuse 27, das auf der Außenseite des Ansaug­ luftkanals 3 vorgesehen ist, besitzt einen Ineingriffnahme- Abschnitt 27A, um mit einer Befestigungsöffnung 3A in dem Ansaugluftkanal 3 Eingriff zu nehmen, um dadurch die Befe­ stigungsöffnung 3A zu schließen. Das Schaltungsgehäuse 27 häust beispielsweise einen Flußmengen-Einstellwiderstand 38 und einen Differenzverstärker (der nachfolgend beschrieben werden soll), der auf einem Isolationssubstrat (in den Fi­ guren nicht gezeigt), das z. B. aus einem keramischen Mate­ rial besteht, befestigt ist. Die Wicklungen der Referenz­ widerstände 23 sind mit den Anschlüssen 28A, 28B verbunden.

Das Isolationssubstrat 29, das an dem Detektorhalter 26 an­ gebracht ist, wie in Fig. 9 gezeigt ist, besteht aus einem isolierenden Material, wie z. B. Glas, Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, das als eine rechteckige, ebene Form mit einer longitudinalen Abmessung von etwa 15 bis 20 mm und ei­ ner Breitenabmessung von etwa 3 bis 7 mm ausgebildet ist. Bei dem Isolationssubstrat 29 ist das Basisende ferner ein befestigtes Ende, das entfernbar an dem Schlitz des Detek­ torhalters 26 befestigt ist, während das Spitzenende ein freies Ende ist.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, weist das Isolationssubstrat 29 einen Hauptsubstratabschnitt 29A, der sich an dem Spitzen­ ende befindet, auf dem ein Heizwiderstand 31 (der nachfol­ gend beschrieben werden soll) und ein erster und ein zweiter thermoempfindlicher Widerstand 32, 33 als ein Film ausgebil­ det sind, und einen Untersubstratabschnitt 29B auf, der an dem Ort des Basisendes des Hauptsubstratabschnitts 29A an dem Detektorhalter 26 befestigt ist, um den Heizwiderstand 31 von dem Detektorhalter 26 zu trennen, auf dem eine Hilfs­ heizvorrichtung 34 als ein Film gebildet ist. Zwischen dem Untersubstratabschnitt 29B und dem Hauptsubstratabschnitt 29A ist in der Breitenrichtung von einer Seite zu der ande­ ren Seite ein Schlitz 30 gebildet (in der Ansaugluftfluß­ richtung, die durch den Pfeil A gezeigt ist).

Der Heizwiderstand 31, der auf dem Hauptsubstratabschnitt 29A des Isolationssubstrats 29 gebildet ist, ist durch Be­ schichten eines Platinfilms auf den Hauptsubstratabschnitt 29A unter Verwendung einer Technik, wie z. B. Drucken oder Sputtern, gebildet, um einen Widerstandswert RH zu ergeben. Derselbe weist einen Zwischenwiderstandsabschnitt 31A, der sich in einem mittleren Teil (in einer Längsrichtung) des Hauptsubstratabschnitts 29A befindet und sich in einer Brei­ tenrichtung erstreckt, und einen ersten und einen zweiten länglichen Widerstandsabschnitt 31A und 31C auf, die sich von gegenüberliegenden Enden des Zwischenwiderstandsab­ schnitts 31A in entgegengesetzten Richtungen in der Längs­ richtung des Hauptsubstratabschnitts 29A erstrecken.

Durch das Bilden des Zwischenwiderstandsabschnitts 31A und der länglichen Widerstandsabschnitte 31B, 31C des Heizwi­ derstands 31, um gesamt eine Kurbelform aufzuweisen, können der Heizwiderstand 31 und die thermo-empfindlichen Wider­ stände 32, 33 (die nachfolgend beschrieben werden sollen) kompakt auf dem Hauptsubstratabschnitt 29A gebildet werden. Der Oberflächenbereich des Heizwiderstands 31 (der Befesti­ gungsoberflächenbereich) ist so groß wie möglich gemacht, um einen großen Kontaktoberflächenbereich für die Ansaugluft, die in dem Ansaugluftkanal 3 fließt, zu ermöglichen.

Der Heizwiderstand 31 wird durch das Steuern des Stromwerts mit einem Stromsteuertransistor 42 (der nachfolgend be­ schrieben werden soll) erwärmt, um eine konstante Temperatur beizubehalten (z. B. näherungsweise 240°C). Folglich kann das Isolationssubstrat ebenfalls auf einer konstanten Temperatur gehalten werden.

Der erste und der zweite thermo-empfindliche Widerstand 32, 33, die zusammen mit dem Heizwiderstand 31 auf dem Haupt­ substratabschnitt 29A gebildet sind, sind durch Beschichten eines thermo-empfindlichen Materials, wie z. B. Platin, auf dem Isolationssubstrat gebildet, unter Verwendung einer Technik, wie z. B. Drucken oder Sputtern, um jeweilige Wi­ derstandswerte RT1, RT2 zu ergeben. Dieselben sind von dem Hauptsubstratabschnitt 29A beabstandet vor und nach dem Heizwiderstand 31 bezüglich der Richtung des Ansaugluftflus­ ses in der Richtung des Pfeils A in dem Ansaugluftkanal 3 angeordnet (Breitenrichtung des Hauptsubstratabschnitts 29A).

Hier befindet sich der erste thermo-empfindliche Widerstand 32 zwischen dem Zwischenwiderstandsabschnitt 31A und dem ersten länglichen Widerstandsabschnitt 31B des Heizwider­ stands 31 und ist in einer rechteckigen Form ausgebildet, die sich parallel zu dem länglichen Widerstandsabschnitt 31B erstreckt. Ferner befindet sich der zweite thermoempfind­ liche Widerstand 33 zwischen dem Zwischenwiderstandsab­ schnitt 31A und dem zweiten länglichen Widerstandsabschnitt 31C und ist in einer rechteckigen Form ausgebildet, die sich parallel zu dem länglichen Widerstandsabschnitt 31C er­ streckt. Die thermo-empfindlichen Widerstände 32, 33 sind mit im wesentlichen gleichen Flächen auf dem Hauptsubstrat­ abschnitt 29A gebildet und werden unter normalen Umständen, wie in Fig. 10 gezeigt ist, durch Anlegen eines Stroms von der Batteriespannung VB erwärmt. Die thermo-empfindlichen Widerstände 32, 33 werden durch den Luftfluß derart gekühlt, daß der Widerstand derselben reduziert wird, wodurch ermög­ licht wird, daß die Flußmenge der Ansaugluft mit einer guten Empfindlichkeit erfaßt wird.

Die Positionsbeziehung zwischen dem Heizwiderstand 31, dem ersten thermo-empfindlichen Widerstand 32 und dem zweiten thermo-empfindlichen Widerstand 33 ist eine solche, daß die­ selben bezüglich eines Flusses der Ansaugluft in die normale Richtung (in die Richtung des Pfeils A) in Flußrichtung mit der folgenden Reihenfolge ausgerichtet sind: erster thermo­ empfindlicher Widerstand 32, Heizwiderstand 31 und zweiter thermoempfindlicher Widerstand 33. Folglich wird, wenn die Ansaugluft in die normale Richtung fließt (in die Richtung des Pfeils A), der erste thermo-empfindliche Widerstand 32 direkt durch die Ansaugluft gekühlt, während der zweite thermo-empfindliche Widerstand 33 durch die Wärme von dem Heizwiderstand 31 erwärmt wird. Daher ist der Widerstands­ wert RT1 des ersten thermo-empfindlichen Widerstands 32 ent­ sprechend der Flußrate reduziert, während der Widerstands­ wert RT2 des zweiten thermo-empfindlichen Widerstands 33 im wesentlichen unverändert bleibt.

Wenn die Flußrichtung der Ansaugluft in dem Ansaugluftkanal 3 andererseits die Rückwärtsrichtung ist (die Richtung des Pfeils B), wird der zweite thermo-empfindliche Widerstand 33 direkt durch die Ansaugluft gekühlt, während der erste ther­ mo-empfindliche Widerstand 32 durch die Wärme von dem Heiz­ widerstand 31 erwärmt wird. Daher wird der Widerstandswert RT2 des zweiten thermo-empfindlichen Widerstands 33 entspre­ chend der Flußrate reduziert, während der Widerstandswert RT1 des ersten thermo-empfindlichen Widerstands 32 im we­ sentlichen unverändert bleibt.

Folglich kann durch das Vergleichen des Widerstandswerts RT1 des ersten thermo-empfindlichen Widerstands 32 mit dem Wi­ derstandswert RT2 des zweiten thermo-empfindlichen Wider­ stands 33 bestimmt werden, ob die Flußrichtung der Ansaug­ luft die normale Richtung oder die Rückwärtsrichtung ist.

Die Hilfsheizvorrichtung 34 ist auf dem Untersubstratab­ schnitt 29B des Isolationssubstrats 29 angeordnet und ist unter Verwendung einer Technik wie z. B. Drucken oder Sput­ tern wie der Heizwiderstand 31 und die thermo-empfindlichen Widerstände 32, 33 als ein Film eines thermo-empfindlichen Materials, wie z. B. Platin, gebildet, um einen Widerstands­ wert RHS zu ergeben. Die Hilfsheizvorrichtung 34 erwärmt den Untersubstratabschnitt 29B des Isolationssubstrats 29, der­ art, daß verhindert wird, daß Wärme von dem Hauptsubstratab­ schnitt 29A (von dem Heizwiderstand 31) über den Untersub­ stratabschnitt 29B zu dem Detektorhalter 26 entkommt. Da der Schlitz 30 zwischen dem Hauptsubstratabschnitt 29A und dem Untersubstratabschnitt 29B gebildet ist, wird ferner eine Erwärmung des ersten thermo-empfindlichen Widerstands 32 durch die Wärme von der Hilfsheizvorrichtung 34 verhindert. Dadurch ist das Hinzufügen von Wärme von der Hilfsheizvor­ richtung 34 zu dem ersten und dem zweiten thermo-empfindli­ chen Widerstand 32, 33 zur Erfassungszeit verhindert. Da die Hilfsheizvorrichtung 34 mittels eines Widerstands 43 zwi­ schen den Emitter des Stromsteuertransistors 42 und Masse geschaltet ist, kann andererseits der Strom, der derselben zugeführt wird, durch das Steuern des Stroms des Stromsteu­ ertransistors 42 gesteuert werden.

Anschlüsse 35 (beispielsweise sechs) sind an dem Basisende des Isolationssubstrats 29 angeordnet, wobei sie mit einer vorbestimmten Beabstandung in einer Breitenrichtung des Iso­ lationssubstrats 29 in einer Linie angeordnet sind. Die An­ schlüsse 35 sind mit jeweiligen Anschlüssen (nicht gezeigt) des Detektorhalters 26 verbunden, indem das Basisende des Isolationssubstrats 29 in dem Schlitz des Detektorhalters 26 befestigt wird. Mittels der Anschlüsse 35 sind der Heizwi­ derstand 31, der erste und der zweite thermo-empfindliche Widerstand 32, 33 und die Hilfsheizvorrichtung 34, die auf dem Isolationssubstrat 29 gebildet sind, mit den jeweiligen elektrischen Komponenten, die in dem Schaltungsgehäuse 27 vorgesehen sind, verbunden, wodurch eine Flußerfassungs-Ver­ arbeitungsschaltung gemäß Fig. 10 gebildet wird.

Fig. 10 zeigt die Flußerfassungs-Verarbeitungsschaltung ge­ mäß dem Ausführungsbeispiel.

In Fig. 10 wirkt eine Stromsteuerschaltung 36 als eine Tem­ peratursteuervorrichtung zum Halten der Temperatur des Iso­ lationssubstrats 29 auf einer konstanten Temperatur, indem der Stromwert, der dem Heizwiderstand 31 zugeführt wird, ge­ steuert wird, um dadurch die Temperatur des Heizwiderstands 31 konstant zu halten. Die Stromsteuerschaltung 36 umfaßt eine Brückenschaltung 40, die aus dem Heizwiderstand 31, ei­ nem Temperaturkompensationswiderstand 37 und Einstellungswi­ derständen 38, 39 gebildet ist, eine Differenzverstärker­ schaltung 41 zum Erfassen einer Spannungsdifferenz zwischen Verbindungspunkten c, d der Brückenschaltung 40 und einen Stromsteuertransistor 42 zum Steuern des Stromwerts, der den Verbindungspunkten a, b der Brückenschaltung 40 zugeführt wird. Die Brückenschaltung 40 ist derart aufgebaut, daß das Produkt der Widerstandswerte sich jeweils gegenüberliegender Seiten gleich ist. Der Verbindungspunkt "a" zwischen dem Heizwiderstand 31 und dem Temperaturkompensationswiderstand 37 ist mit der Emitterseite des Stromsteuertransistors 42 und mit einem Ende der Hilfsheizvorrichtung 34 verbunden, während der Verbindungspunkt "b" zwischen den Einstellungs­ widerständen 38, 39 mit Masse und über den Widerstand 43 mit dem anderen Ende der Hilfsheizvorrichtung 34 verbunden ist.

In der Brückenschaltung 40 sind der Heizwiderstand 31 und der Einstellungswiderstand 38, bzw. der Temperaturkompen­ sationswiderstand 37 und der Einstellungswiderstand 39 se­ riell verbunden, während die jeweiligen Verbindungspunkte "c", "d" mit dem Eingangsanschluß der Differenzverstärker­ schaltung 41 verbunden sind.

Der Temperaturkompensationswiderstand 37 ist in der Nähe des Heizwiderstands 31 auf dem Detektorhalter 26 vorgesehen. Der Widerstandswert RK des Temperaturkompensationswiderstands 37 wird durch den Fluß der Ansaugluft nicht beeinflußt und än­ dert sich nur mit der Temperatur der Ansaugluft.

Bei der Brückenschaltung 40, die auf diese Art und Weise aufgebaut ist, wird in einem abgeglichenen Zustand die Aus­ gabe von der Differenzverstärkerschaltung 41 Null. Anderer­ seits wird eine Spannungsdifferenz zwischen den Verbindungs­ punkten "c", "d" erzeugt, wenn der Abgleich der Brücken­ schaltung 40 zusammenbricht, d. h., wenn das Isolationssub­ strat 29 durch die Ansaugluft gekühlt wird, derart, daß die Temperatur des Heizwiderstands 31 abfällt, da der Wider­ standswert RH des Heizwiderstands reduziert ist, wird eine Stromsteuerspannung Va von der Differenzverstärkerschaltung 41 zu der Basis des Stromsteuertransistors 42 ausgegeben. Folglich steuert der Stromsteuertransistor 42 den Strom, der der Brückenschaltung 40 zugeführt wird, um den gekühlten Heizwiderstand 31 auf einer konstanten Temperatur zu halten, wodurch der Abgleich der Brückenschaltung 40 wiederherge­ stellt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist auch das Isolationssub­ strat 29 wieder auf eine konstante Temperatur gebracht.

Der Kollektor des Stromsteuertransistors 42 ist mit der Bat­ teriespannung VB verbunden, die Basis ist mit der Ausgangs­ seite der Differenzverstärkerschaltung 41 verbunden, während der Emitter mit dem Verbindungspunkt "a" der Brückenschal­ tung 40 und dem einen Ende der Hilfsheizvorrichtung 34 ver­ bunden ist. Ferner wird der Emitterstrom des Stromsteuer­ transistors 42 gesteuert, um der Änderung des Basisstroms zu entsprechen, die durch die Ausgabe (die Stromsteuerspannung Va) von der Differenzverstärkerschaltung 41 bewirkt wird. Folglich steuert der Stromsteuertransistor 42 den Stromwert, der der Brückenschaltung 40 zugeführt wird, und führt eine Rückkopplungssteuerung durch, um die Temperatur des Heizwi­ derstands 31 (des Isolationssubstrats 29) auf einer konstan­ ten Temperatur zu halten.

Die Erfassungsverarbeitungsschaltung 44 weist eine erste Stromerfassungsschaltung 45, eine zweite Stromerfassungs­ schaltung 46, eine Additionsschaltung 47, eine Komparator­ schaltung 48, eine Inversionsschaltung 49 und eine Auswahl­ schaltung 50 auf (die alle später beschrieben werden sol­ len). Die Erfassungsverarbeitungsschaltung 44 ist aufgebaut, um den Fluß und die Richtung der Ansaugluft basierend auf einer Änderung der jeweiligen Widerstandswerte RT1, RT2 des ersten und des zweiten thermo-empfindlichen Widerstands 32, 33 zu erfassen.

Die erste Stromerfassungsschaltung 45 ist derart aufgebaut, daß der erste thermo-empfindliche Widerstand 32 mit einem Widerstandswert RT1 seriell mit dem Referenzwiderstand 23A mit einem Widerstandswert R1 verbunden ist. Die erste Strom­ erfassungsschaltung 45 ist zwischen die Batteriespannung VB und Masse geschaltet, wobei der Verbindungspunkt "e" zwi­ schen dem ersten thermo-empfindlichen Widerstand 32 und dem Referenzwiderstand 23A mit der Additionsschaltung 47 und der Komparatorschaltung 48 verbunden ist (die nachfolgend be­ schrieben werden). Die erste Stromerfassungsschaltung 45 gibt eine Änderung des Widerstandswerts RT1 des ersten ther­ mo-empfindlichen Widerstands 32 als eine erste Flußspannung V1 aus.

Die zweite Stromerfassungsschaltung 46 ist im wesentlichen genau so aufgebaut wie die erste Stromerfassungsschaltung 45, wobei ein zweiter thermo-empfindlicher Widerstand 33 mit einem Widerstandswert RT2 seriell mit einem Referenzwider­ stand 23B mit einem Widerstandswert R1 verbunden ist. Die zweite Stromerfassungsschaltung 46 ist zwischen die Batte­ riespannung VB und Masse geschaltet, wobei der Verbindungs­ punkt "f" zwischen dem zweiten thermo-empfindlichen Wider­ stand 33 und dem Referenzwiderstand 23B mit der Additions­ schaltung 47 und der Komparatorschaltung 48 verbunden ist. Die zweite Stromerfassungsschaltung 46 gibt eine Änderung des Widerstandswerts RT2 des zweiten thermo-empfindlichen Widerstands 33 als eine zweite Flußspannung V2 aus.

Die Eingangsseite der Additionsschaltung 47 ist mit dem Ver­ bindungspunkt "e" der ersten Stromerfassungsschaltung 45 und dem Verbindungspunkt "f" der zweiten Stromerfassungsschal­ tung 46 verbunden, während die Ausgangsseite mit der Inver­ sionsschaltung 49 und der Auswahlschaltung 50 verbunden ist. Eine Flußadditionsspannung V3, die von der Additionsschal­ tung 47 als ein Flußadditionssignal ausgegeben wird, wird durch die folgende Gleichung bestimmt:

V3 = V1 + V2

Die Komparatorschaltung 48 bildet den Flußrichtungs-Erfas­ sungs-Schritt oder die -Einrichtung. Der Verbindungspunkt "e" der ersten Stromerfassungsschaltung 45 und der Verbin­ dungspunkt "f" der zweiten Stromerfassungsschaltung 46 sind mit der Eingangsseite der Komparatorschaltung 48 verbunden, während die Ausgangsseite mit der Auswahlschaltung 50 ver­ bunden ist. Die Komparatorschaltung 48 vergleicht die erste Flußspannung V1 und die zweite Flußspannung V2 und gibt, wenn V1 < V2, eine Richtungserfassungsspannung Vb des Span­ nungswerts V0 zu der Auswahlschaltung 50 aus, da dies an­ zeigt, daß der Ansaugluftfluß die normale Richtung aufweist, wie in Fig. 11 gezeigt ist, und gibt einen Spannungswert für die Flußadditionsspannung V3' zu derselben aus, wenn V1 < V2, da dies anzeigt, da der Ansaugluftfluß die Rückwärtsrichtung aufweist.

Die Auswahlschaltung 50 bildet zusammen mit der Inversions­ schaltung 49 den Ansaugluftmengen-Erfassungssignalausgabe- Schritt oder die -Einrichtung für jede Flußrichtung. Basie­ rend auf der Richtungserfassungsspannung Vb, die mittels der Komparatorschaltung 48 (siehe Fig. 10) ausgegeben wird, gibt die Auswahlschaltung 50 im Falle eines normalen Flusses bei­ spielsweise eine Flußadditionsspannung V3 von einem Aus­ gangsanschluß zu einer Steuereinheit (in der Figur nicht ge­ zeigt) von der Additionsschaltung 47 als ein Ausgangssignal Vout aus. Im Falle eines Rückwärtsflusses gibt sie eine in­ vertierte Flußadditionsspannung V3' von dem Ausgangsanschluß zu der Steuereinheit von der Inversionsschaltung 49 als das Ausgangssignal Vout aus.

Die Heiztyp-Ansaugluftflußmengen-Erfassungsvorrichtung 21 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt den oben beschriebenen Aufbau. Nachfolgend wird die Ansaugluftfluß­ mengen-Erfassungsoperation für die Erfassungsverarbeitungs­ schaltung 44 beschrieben.

Wenn der Ansaugluftfluß die Richtung des Pfeils A (normale Richtung) aufweist, wird der erste thermo-empfindliche Wi­ derstand 32, der strömungsmäßig vorne auf dem Isolations­ substrat 29 positioniert ist, durch den Ansaugluftfluß ge­ kühlt, während der zweite thermo-empfindliche Widerstand 33, der strömungsmäßig hinten positioniert ist, durch die Wärme von dem Heizwiderstand 31 geheizt wird. Folglich wird die erste Flußspannungsausgabe V1 von der ersten Stromerfas­ sungsschaltung 45 größer als die zweite Flußspannungsausgabe V2 von der zweiten Stromerfassungsschaltung 46, und eine Normalrichtungs-Erfassungsspannung Vb (Spannungswert V0) wird von der Komparatorschaltung 48 zu der Auswahlschaltung 50 ausgegeben.

Die Additionsschaltung 47 addiert die Eingangsflußspannungen V1, V2 und gibt diese als eine Flußadditionsspannung V3 zu der nachgeschalteten Auswahlschaltung 50 und zu der Inver­ sionsschaltung 49 aus. Die Inversionsschaltung 49 gibt diese als eine invertierte Flußadditionsspannung V3' zu der Aus­ wahlschaltung 50 aus.

In der Auswahlschaltung 50 wird basierend auf der Richtungs­ erfassungsspannung Vb von der Komparatorschaltung 48 eine Auswahl der Flußadditionsspannungsausgabe V3 von der Addi­ tionsschaltung 47 und der invertierten Flußadditionsspan­ nungsausgabe V3' von der Inversionsschaltung 49 durchge­ führt. In diesem Fall wird die Flußadditionsspannung V3 aus­ gewählt, da die Richtungserfassungsspannung Vb ein Signal mit einem Spannungswert V0 ist, der einen Normalrichtungs­ fluß anzeigt, so daß die Flußadditionsspannung V3 für den Normalrichtungsfluß von dem Ausgangsanschluß der Steuerein­ heit als das Ausgangssignal Vout ausgegeben wird.

Andernfalls wird, wenn der Luftfluß die Richtung des Pfeils B (Rückwärtsfluß) aufweist, der zweite thermo-empfindliche Widerstand 33, der bezüglich der Rückwärtsflußrichtung strö­ mungsmäßig vorne auf dem Isolationssubstrat 29 positioniert ist, durch den Luftfluß gekühlt, während der erste thermo­ empfindliche Widerstand 32, der strömungsmäßig hinten posi­ tioniert ist, durch die Wärme von dem Heizwiderstand 31 er­ wärmt wird. Folglich wird die zweite Flußspannungsausgabe V2 von der zweiten Stromerfassungsschaltung 46 größer als die erste Flußspannungsausgabe V1 von der ersten Stromerfas­ sungsschaltung 45, und eine Rückwärtsrichtungs-Erfassungs­ spannung Vb (Spannungswert 0) wird von der Komparatorschal­ tung 48 zu der Auswahlschaltung 50 ausgegeben.

Die Additionsschaltung 47 gibt die Flußadditionsspannung V3 zu der Auswahlschaltung 50 und zu der Inversionsschaltung 49 aus, während die Inversionsschaltung 49 die invertierte Flußadditionsspannung V3' zu der Auswahlschaltung 50 aus­ gibt.

In der Auswahlschaltung 50 wird eine Auswahl der Flußaddi­ tionsspannungsausgabe V3 von der Additionsschaltung 47 und der invertierten Flußadditionsspannungsausgabe V3' von der Inversionsschaltung 49 basierend auf der Richtungserfas­ sungsspannung Vb von der Komparatorschaltung 48 durchge­ führt. Da die Richtungserfassungsspannung Vb ein Signal mit einem Spannungswert Null ist, das einen Rückwärtsrichtungs­ fluß anzeigt, wird in diesem Fall die invertierte Flußaddi­ tionsspannung V3' ausgewählt, derart, daß die Flußadditions­ spannung V3' für den Rückwärtsrichtungsfluß von dem Aus­ gangsanschluß der Steuereinheit als das Ausgangssignal Vout ausgegeben wird.

Auf diese Weise können die Ansaugluftfluß-Menge und -Rich­ tung durch die Steuereinheit basierend auf dem Ausgangs­ signal Vout genau bestimmt werden, wodurch eine genaue Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und ein ver­ bessertes Motorverhalten möglich ist.

Die Stromsteuerschaltung 36, um das Isolationssubstrat 29 auf einer konstanten Temperatur zu halten, wird nun be­ schrieben.

Wenn der Heizwiderstand 31 (das Isolationssubstrat 29) durch die Ansaugluft gekühlt wird, wird eine Spannungsdifferenz zwischen den Verbindungspunkten "c" und "d" erzeugt. Diese Differenz wird durch die Differenzverstärkerschaltung 41 erfaßt und als eine Stromsteuerspannung Va ausgegeben. Da der Emitterstrom des Stromsteuertransistors 42 durch diese Stromsteuerspannungsausgabe Va von der Differenzverstärker­ schaltung 41 gesteuert wird, wird der Strom, der dem Heiz­ widerstand 31 zugeführt wird, erhöht, derart, daß der Heiz­ widerstand 31 (das Isolationssubstrat 29) auf einer konstan­ ten Temperatur gehalten wird.

Da die Temperatur des Isolationssubstrats 29 auf einer kon­ stanten Temperatur gehalten werden kann, kann daher unter Verwendung der thermo-empfindlichen Widerstände 32, 33 eine genaue Flußerfassung durchgeführt werden, wodurch eine noch größere Genauigkeit der Ansaugluftflußmengenerfassung mög­ lich wird.

Ferner ist die Stromsteuerschaltung 36 unabhängig von der Erfassungsverarbeitungsschaltung 44 zum Erfassen der Fluß- Menge und der -Richtung vorgesehen. Selbst in Fällen, wie beispielsweise zum Zeitpunkt des Anlassens des Fahrzeugmo­ tors, wenn der Heizwiderstand 31 noch keine konstante Tem­ peratur erreicht hat, kann daher die Möglichkeit großer feh­ lerhafter Differenzen aufgrund dessen, daß das Isolations­ substrat 29 keine konstante Temperatur erreicht hat, verhin­ dert werden, da die thermo-empfindlichen Widerstände 32, 33 gleichzeitig durch den Heizwiderstand 31 erwärmt werden. Au­ ßerdem kann verglichen mit dem Fall der Heiztyp-Ansaugluft­ flußmengen-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Flußmenge unter Verwendung der Änderung des Widerstandswerts des Heiz­ widerstands 31 mit der Heiztyp-Ansaugluftflußmengen-Erfas­ sungsvorrichtung 21 gemäß der vorliegenden Erfindung die Aufwärmzeit extrem kurz gemacht werden, so daß eine fehler­ hafte Steuerung zum Zeitpunkt des Anlassens des Motors zu­ verlässig verhindert werden kann.

Da der Heizwiderstand 31 auf dem Isolationssubstrat 29 ge­ bildet ist, und da der erste und der zweite thermo-empfind­ liche Widerstand 32, 33 vor und hinter dem Heizwiderstand 31 gebildet sind, kann bei der Heiztyp-Ansaugluftflußmengen-Er­ fassungsvorrichtung 21 gemäß dem vorliegenden Ausführungs­ beispiel die Anzahl der Komponenten reduziert sein. Die An­ saugluftflußmenge und auch die Richtung können mittels des ersten und des zweiten thermo-empfindlichen Widerstands 32, 33 erfaßt werden.

Ferner gibt bei der Erfassungsverarbeitungsschaltung 44 die erste Stromerfassungsschaltung 45 eine Änderung des Wider­ standswerts RT1 des ersten thermo-empfindlichen Widerstands 32, die dem Fluß entspricht, als eine erste Flußspannung V1 aus, während die zweite Stromerfassungsschaltung 46 eine Än­ derung des Widerstandswerts RT2 des zweiten thermo-empfind­ lichen Widerstands 33, die dem Fluß entspricht, als eine zweite Flußspannung V2 ausgibt. Ferner addiert die Addi­ tionsschaltung 47 die Flußspannungen V1, V2 und gibt diese als eine Flußadditionsspannung V3 zu der Auswahlschaltung 50 und zu der Inversionsschaltung 49 aus. Die Inversionsschal­ tung 49 gibt die eingegebene Flußadditionsspannung V3 als eine invertierte Flußadditionsspannung V3' zu der Auswahl­ schaltung 50 aus. Andererseits vergleicht die Komparator­ schaltung 48 die Größe der ersten und der zweiten Flußspan­ nung V1 und V2 und gibt eine Normalfluß- oder eine Rück­ wärtsfluß-Richtungserfassungsspannung Vb zu der Auswahl­ schaltung 50 aus. Wenn, basierend auf der Richtungserfas­ sungsspannung Vb, die Ansaugluftflußrichtung die normale Richtung ist, wählt die Auswahlschaltung 50 die Flußaddi­ tionsspannung V3 von der Additionsschaltung 47 und gibt die­ se von dem Ausgangsanschluß als eine Ausgangssignal Vout zu einer Steuereinheit aus. Andererseits gibt sie, wenn der Ansaugluftfluß die Rückwärtsrichtung aufweist, die inver­ tierte Flußadditionsspannung V3' von der Inversionsschaltung 49 als das Ausgangssignal Vout zu der Steuereinheit aus.

Auf diese Weise kann die Erfassung eines Flusses als normal, selbst wenn ein Rückwärtsfluß vorliegt, wie bei der herkömm­ lichen Technologie, verhindert werden, derart, daß die Fluß-Menge und -Richtung der Ansaugluft genau erfaßt werden können.

Die Stromsteuerschaltung 36, um die Temperatur des Isola­ tionssubstrats 29 auf einer konstanten Temperatur zu halten, wird durch die Brückenschaltung 40 einschließlich des Heiz­ widerstands 31, die Differenzverstärkerschaltung 41 und den Stromsteuertransistor 42 gebildet. Wenn die Temperatur des Isolationssubstrats 29 abfällt und der Widerstand des Heiz­ widerstands 31 ebenfalls abfällt, bewirkt dieser Abfallbe­ trag daher eine Differenz zu dem Widerstand des Temperatur­ kompensationswiderstands 37 und wird als eine Stromsteuer­ spannung Va von der Differenzverstärkerschaltung 41 ausge­ geben. Der Stromwert, der an die Brückenschaltung 40 ange­ legt werden soll, kann folglich entsprechend der Stromsteu­ erspannung Va mittels des Stromsteuertransistors 42 ein­ gestellt werden, um das Isolationssubstrat (den Heizwider­ stand 31) beständig auf einer konstanten Temperatur zu hal­ ten. Außerdem kann die Flußmenge, die von der ersten und der zweiten Stromerfassungsschaltung 45, 46 erfaßt wird, genau erfaßt werden.

Bei der Stromsteuerschaltung 36 führen der erste und der zweite thermo-empfindliche Widerstand 32, 33 eine Erfassung selbst in dem Fall durch, in dem der Heizwiderstand 31 noch keine konstante Temperatur erreicht hat, beispielsweise zum Zeitpunkt des Startens des Fahrzeugmotors. Da jedoch der Heizwiderstand 31 und die thermo-empfindlichen Widerstände 32 und 33 auf dem Isolationssubstrat 29 näherungsweise gleichzeitig erwärmt werden, kann die Möglichkeit großer fehlerhafter Differenzen der Flußspannungen V1, V2, die von den thermo-empfindlichen Widerständen 32, 33 aufgrund dessen erfaßt werden, daß das Isolationssubstrat 29 noch keine konstante Temperatur erreicht hat, verhindert werden. Folg­ lich kann mit der Heiztyp-Ansaugluftmengen-Erfassungsvor­ richtung 21 gemäß der vorliegenden Erfindung die Aufwärmzeit bis zum Beginn einer genauen Flußmengenerfassung verkürzt sein.

Die Hilfsheizvorrichtung 24 ist auf dem Untersubstratab­ schnitt 29B des Isolationssubstrats 29 gebildet. Da der Un­ tersubstratabschnitt 29B durch die Hilfsheizvorrichtung 34 erwärmt wird, kann diese Erwärmung daher das Erwärmen des Isolationssubstrats 29 durch den Heizwiderstand 31 unter­ stützen. Folglich kann ein Entkommen der Wärme von dem Hauptsubstratabschnitt 29A zu dem Flußmesserkörper 22 über den Untersubstratabschnitt 29B verhindert werden, wodurch eine Temperaturänderung des Isolationssubstrats 29 reduziert ist und eine Verbesserung der Flußmengen- und Flußrichtungs-Erfassungsempfindlichkeit möglich ist.

Da der Schlitz 30 zwischen dem Hauptsubstratabschnitt 29A und dem Untersubstratabschnitt 29B des Isolationssubstrats 29 gebildet ist, derart, daß die Wärme von der Hilfsheiz­ vorrichtung 34 den ersten thermo-empfindlichen Widerstand 32 nicht beeinflußt, kann außerdem der Heizeinfluß durch die Hilfsheizvorrichtung 34 auf den ersten thermo-empfindlichen Widerstand 32 wirksam verhindert werden, derart, daß die An­ saugluftflußmenge genau mittels der ersten und der zweiten Stromerfassungsschaltung 45 und 46 erfaßt werden kann.

Ein viertes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Er­ findung ist in Fig. 12 und Fig. 13 gezeigt. Ein Merkmal dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß der Heizwi­ derstand, der erste und der zweite thermo-empfindliche Wi­ derstand, die Hilfsheizvorrichtung und der Temperaturkom­ pensationswiderstand als ein Film auf einem einzelnen Iso­ lationssubstrat gebildet sind, und daß Rechenschaltungen in der Erfassungsschaltung für die Ansaugluftflußrate und die Flußrichtung verwendet sind. Gleiche Bauelemente wie beim dritten Ausführungsbeispiel sind durch gleiche Bezugszeichen angezeigt, wobei die Beschreibung derselben weggelassen wur­ de.

Gemäß den Figuren ist ein Isolationssubstrat 51 aus einem isolierenden Material, wie z. B. Glas, Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, das als eine rechteckige planare Form aus­ gebildet ist, hergestellt. Das Basisende ist ein festes En­ de, das an dem Detektorhalter 26 befestigt ist, während das Spitzenende ein freies Ende ist, das einen ersten und einen zweiten Substratabschnitt 51A, 51B aufweist. Ein erster Schlitz 52 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat­ abschnitt 51A, 51B gebildet und erstreckt sich von dem Spit­ zenende zu dem Basisende. Der zweite Substratabschnitt 51B befindet sich strömungsmäßig vor dem ersten Substratab­ schnitt 51A bezüglich der normalen Richtung der Ansaugluft (Richtung des Pfeils A). Ein Temperaturkompensationswider­ stand 58 (der später beschrieben wird) ist auf dem zweiten Substratabschnitt 51B gebildet.

Der erste Substratabschnitt 51A weist einen Hauptsubstrat­ abschnitt 51A1 einer rechteckigen Form mit einem Spitzenende auf, daß das freie Ende bildet, und einem Untersubstratab­ schnitt 51A2, der sich an dem Basisende des Hauptsubstratab­ schnitts 51A1 befindet und an dem Detektorhalter 26 befe­ stigt ist. Ein zweiter Schlitz 53, der mit dem ersten Schlitz 52 verbunden ist, ist zwischen dem Untersubstratab­ schnitt 51A2 und dem Hauptsubstratabschnitt 51A1 gebildet und erstreckt sich von einer Seite zu der anderen Seite (in der Richtung des Pfeils A) in eine Breitenrichtung. Der er­ ste Schlitz 52 und der zweite Schlitz 53 müssen nicht not­ wendigerweise verbunden sein, wie in Fig. 12 gezeigt ist.

Ein Heizwiderstand 54 ist durch eine Beschichtung eines thermo-empfindlichen Materials, wie z. B. Platin, unter Ver­ wendung einer Technik wie z. B. Drucken oder Sputtern als ein Film auf dem Hauptsubstratabschnitt 51A1 des Isolationssub­ strats 51 gebildet, um einen Widerstandswert RH zu ergeben. Wie der Heizwiderstand 31 des dritten Ausführungsbeispiels weist derselbe einen Zwischenwiderstandsabschnitt 54A und einen ersten und einen zweiten länglichen Widerstandsab­ schnitt 54B und 54C auf, die sich von entgegengesetzten En­ den des Zwischenwiderstandsabschnitts 54A in entgegengesetz­ te Richtungen in der Längsrichtung des Isolationssubstrats 51 erstrecken. Wie der vorher genannte Heizwiderstand 31 wird der Heizwiderstand durch Steuern des Stromwerts mit dem Stromsteuertransistor 42 erwärmt, wie für das dritte Ausfüh­ rungsbeispiel erörtert wurde, um eine konstante Temperatur beizubehalten (z. B. näherungsweise 240°).

Der erste und der zweite thermo-empfindliche Widerstand 55, 56 sind durch Beschichtung eines thermo-empfindlichen Mate­ rials, wie z. B. Platin, unter Verwendung einer Technik wie z. B. Drucken oder Sputtern als ein Film auf dem Hauptsub­ stratabschnitt 51A1 des Isolationssubstrats 51 gebildet, um jeweilige Widerstandswerte RT1, RT2 zu ergeben. Der erste thermo-empfindliche Widerstand 55 befindet sich zwischen dem ersten länglichen Widerstandsabschnitt 54B des Heizwider­ stands 54 und dem Zwischenwiderstandsabschnitt 54A und ist parallel zu dem länglichen Widerstandsabschnitt 54B gebil­ det, während der zweite thermo-empfindliche Widerstand 56 bezüglich des Heizwiderstands 54 symmetrisch gegenüber an­ geordnet ist. Der erste thermo-empfindliche Widerstand 55 ist bezüglich der normalen Flußrichtung der Ansaugluft (Richtung des Pfeils A) strömungsmäßig vorne angeordnet, während der zweite thermo-empfindliche Widerstand 56 strö­ mungsmäßig hinten angeordnet ist.

Eine Hilfsheizvorrichtung 57 ist auf dem Untersubstratab­ schnitt 51A2 des Isolationssubstrats 51 angeordnet und ist wie der Heizwiderstand 54 und der erste und der zweite ther­ mo-empfindliche Widerstand 55, 56 unter Verwendung einer Technik wie z. B. Drucken oder Sputtern als ein Film eines thermo-empfindlichen Materials, wie z. B. Platin, gebildet, um einen Widerstandswert von RHS zu ergeben. Die Hilfsheiz­ vorrichtung 57 erwärmt den Untersubstratabschnitt 51A2 des Isolationssubstrats 51, derart, daß verhindert wird, daß Wärme von dem Hauptsubstratabschnitt 51A1 (von dem Heiz­ widerstand 54) über den Untersubstratabschnitt 51A2 zu dem Detektorhalter 26 entkommt. Da der Schlitz 53 zwischen dem Hauptsubstratabschnitt 51A1 und dem Untersubstratabschnitt 51A2 gebildet ist, wird ferner verhindert, daß der erste thermo-empfindliche Widerstand 55 durch Wärme von der Hilfs­ heizvorrichtung 57 erwärmt wird.

Der Temperaturkompensationswiderstand 58 ist durch Beschich­ tung eines Platinfilms unter Verwendung einer Technik wie z. B. Drucken oder Sputtern auf dem zweiten Substratabschnitt 51B gebildet. Der Temperaturkompensationswiderstand 58 be­ sitzt einen Widerstandswert RK, der größer als der des Heiz­ widerstandes 54 ist, nicht durch den Fluß der Ansaugluft be­ einflußt wird und nur Temperaturänderungen erfaßt.

Die Anschlüsse 59 (beispielsweise sieben) sind an dem Basis­ ende des Isolationssubstrats 51 gebildet und mit einer vor­ bestimmten Beabstandung in einer Breitenrichtung des Isola­ tionssubstrats 51 in einer Linie angeordnet. Die Anschlüsse 59 sind mit jeweiligen Anschlüssen (nicht gezeigt) des De­ tektorhalters 26 verbunden, indem das Basisende des Isola­ tionssubstrats 51 in dem Schlitz des Detektorhalters 26 be­ festigt ist.

Indem das Isolationssubstrat 51 des vierten Ausführungsbei­ spiels an dem vorher genannten Flußmesserkörper 22 des drit­ ten Ausführungsbeispiels befestigt wird, sind auf diese Wei­ se, wie in Fig. 13 gezeigt ist, eine Erfassungsverarbei­ tungsschaltung 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels und die Stromsteuerschaltung 36 im wesentlichen genau so wie die Flußerfassungs-Verarbeitungsschaltung des dritten Ausfüh­ rungsbeispiels angeordnet.

Hier ist die Operationsbeschreibung weggelassen, da die Stromsteuerschaltung 36 für das dritte Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

Die Erfassungsverarbeitungsschaltung 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist eine erste Flußerfassungsschal­ tung 45, eine zweite Flußerfassungsschaltung 46 und eine Differenzverstärkerschaltung 61 (die später erörtert werden soll) auf.

Verbindungspunkte "e" und "f" der ersten und der zweiten Flußerfassungsschaltung 45, 46 sind mit der Eingangsseite der Differenzverstärkerschaltung 61 verbunden, während eine Steuereinheit (nicht gezeigt) mit der Ausgangsseite verbun­ den ist. Die Differenzverstärkerschaltung 61 führt eine Be­ rechnung gemäß der folgenden Gleichung durch, um ein Aus­ gangssignal Vout auszugeben.

Vout = (V1 - V2) × k,

wobei k eine Konstante ist.

Auf diese Weise kann das Ausgangssignal Vout als ein Signal ausgegeben werden, das die Ansaugluftfluß-Menge und die -Richtung einschließt, indem der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Flußspannung V1, V2 in der Differenz­ verstärkerschaltung 61 berechnet wird.

Wenn die Heiztyp-Ansaugluftmengen-Erfassungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels auf diese Weise aufgebaut ist, kann die Ansaugluftfluß-Menge und die -Richtung auf die gleiche Weise wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel erfaßt werden. Indem die Stromsteuerschaltung 36 getrennt von der Erfassungsverarbeitungsschaltung 60 angeordnet ist, um das Isolationssubstrat 29 auf einer konstanten Temperatur zu halten, können außerdem Wirkungen, wie z. B. eine Reduktion der Aufwärmzeit, bis zum Zeitpunkt des Anlassens des Fahr­ zeugmotors eine genaue Flußerfassung beginnt, erhalten wer­ den.

Bei den jeweiligen oben erläuterten Ausführungsbeispielen sind der Heizwiderstand 31 (54) und der erste und der zweite thermo-empfindliche Widerstand 32 (55), 33 (56) als ein Film auf dem Isolationssubstrat 29 (51) gebildet, wie in den Fig. 9, 12 gezeigt ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anordnung begrenzt, wobei ein anderes Bei­ spiel, wie in Fig. 14 gezeigt ist, ebenfalls möglich ist, bei dem Schlitze 72, 73 gebildet sind, die sich von dem Spitzenende eines Isolationssubstrats 71 zu dem Basisende erstrecken. Das Isolationssubstrat 71 ist durch die Schlitze 72, 73 folglich in einen ersten, einen zweiten und einen dritten Substratabschnitt 71A, 71B und 71C geteilt. Ein Heizwiderstand 74, ein erster thermo-empfindlicher Wider­ stand 75 und ein zweiter thermo-empfindlicher Widerstand 76 sind jeweils als Dünnfilme auf dem ersten, dem zweiten und dem dritten Substratabschnitt 71A, 71B, 71C gebildet. Au­ ßerdem besitzt der erste Substratabschnitt 71A in diesem Fall vorzugsweise einen Oberflächenbereich, der verglichen mit den anderen Substratabschnitten 71B, 71C relativ groß ist. In dem Fall dieses unterschiedlichen Beispiels kann der Einfluß der Wärme von dem Heizwiderstand 74 auf die thermo­ empfindlichen Widerstände 75, 76 über das Isolationssubstrat 71 reduziert sein, da die Widerstände 74, 75, 76 durch die Schlitze 72 und 73 getrennt sind. Außerdem kann der Tempe­ raturkompensationswiderstand 37, der durch die strichpunk­ tierte Linie gezeigt ist, als ein einzelner Körper gebildet sein. Bei den oben genannten Ausführungsbeispielen war der erste thermo-empfindliche Widerstand 32 (55) bezüglich der Ansaugluftflußrichtung strömungsmäßig vorne angeordnet, wäh­ rend der zweite thermo-empfindliche Widerstand 33 (56) strö­ mungsmäßig hinten angeordnet war. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anordnung begrenzt, wobei der er­ ste thermo-empfindliche Widerstand 32 (55) strömungsmäßig hinten angeordnet sein kann, während der zweite thermo-emp­ findliche Widerstand 33 (56) strömungsmäßig vorne angeordnet sein kann. In diesem Fall kann die Richtungserfassungsspan­ nung Vb von der Komparatorschaltung 48 invertiert und dann zu der Auswahlschaltung 50 ausgegeben werden.

Ferner ist bei den jeweiligen Ausführungsbeispielen, die oben beschrieben wurden, der Referenzwiderstand 23, der um den Wicklungsabschnitt 24 des Flußmesserkörpers 22 gewickelt ist, gemäß der Beschreibung angeordnet, um in den Ansaug­ luftkanal 3 vorzustehen. Jedoch ist die vorliegende Erfin­ dung nicht auf diese Anordnung begrenzt. Beispielsweise kann der Referenzwiderstand 23 zusammen mit dem Flußmengen-Ein­ stellungswiderstand 38 in dem Schaltungsgehäuse 27 auf der Außenseite des Ansaugluftkanals 3 vorgesehen sein.

Außerdem weisen die vorher genannten Ausführungsbeispiele gemäß der Beschreibung eine Hilfsheizvorrichtung 34 (57) auf. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Vorrichtung auch ohne eine Hilfsheizvorrichtung 34 (57) verwendet werden kann.

Die vorliegende Erfindung gemäß obiger Beschreibung ist ins­ besondere als eine Ansaugluftflußmengen-Erfassungsvorrich­ tung zum Einstellen der Kraftstoffeinspritzmenge mit einer hohen Genauigkeit in Motoren, wie z. B. Fahrzeugmotoren, die eine elektronische Einspritzsteuereinheit einschließen, an­ wendbar.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Ansaugluftmenge eines Mo­ tors mit folgenden Merkmalen:
einem Isolationssubstrat (29; 51; 71), das mit einer Wand eines Ansaugluftkanals verbunden und mit der Fluß­ richtung der Ansaugluft ausgerichtet ist;
einem Heizwiderstand (31; 54; 74), der auf dem Isola­ tionssubstrat gebildet ist, um der Ansaugluft, die in dem Ansaugluftkanal fließt, ausgesetzt zu werden;
zwei thermoempfindlichen Widerständen (32, 33; 55, 56; 75, 76), die auf dem Isolationssubstrat angeordnet sind, wobei der erste thermoempfindliche Widerstand (32; 55; 75) in Flußrichtung vor dem Heizwiderstand (31; 54; 74) und der zweite thermoempfindliche Widerstand (33; 56; 76) in Flußrichtung hinter dem Heizwiderstand (31; 54; 74) angeordnet ist;
einer ersten Erfassungsschaltung (45) zum Erfassen einer ersten Ansaugluftmenge auf der Basis einer Temperaturän­ derung des ersten thermoempfindlichen Widerstands (32; 55; 75);
einer zweiten Erfassungsschaltung (46) zum Erfassen ei­ ner zweiten Ansaugluftmenge auf der Basis einer Tempera­ turänderung des zweiten thermoempfindlichen Widerstands (33; 56; 76); und
einer Auswertungsschaltung (47, 48, 49, 50) zum Bestim­ men der Ansaugluftmenge und einer Flußrichtung der An­ saugluftmenge in dem Ansaugkanal basierend auf der er­ sten und der zweiten erfaßten Ansaugluftmenge,
wobei die Auswertungsschaltung (47, 48, 49, 50) eine Komparatorschaltung (48) zur Bestimmung der Flußrichtung der erfaßten Ansaugluftmenge, eine Additionsschaltung (47) zur Addition der durch die erste und die zweite Er­ fassungsschaltung (45, 46) ausgegebenen Signale zu einem Flußadditionssignal (V3), eine Inversionsschaltung (49) zum Invertieren des Flußadditionssignals (V3) und eine Auswahlschaltung (50) zum Auswählen entweder des Flußad­ ditionssignals (V3) oder des invertierten Flußadditions­ signals (V3') abhängig von der Bestimmung der Flußrich­ tung der erfaßten Ansaugluftmenge aufweist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der ein Hilfsheizele­ ment (34; 57) benachbart zu dem Ende des Isolationssub­ strats (29; 51; 71), das mit der Wand des Ansaugluftka­ nals verbunden ist, auf dem Isolationssubstrat gebildet ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruche 1 oder 2, die ferner eine Temperatursteuerschaltung (36) zum Steuern der Tempera­ tur des Heizwiderstands auf einen konstanten Wert auf­ weist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der der Heizwiderstand (31; 54) derart auf dem Isolationssubstrat (29; 51) an­ geordnet ist, daß durch die Steuerung der Temperatur des Heizwiderstands die Temperatur des Isolationssubstrats auf einen konstanten Wert gesteuert wird.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, bei der der Heizwi­ derstand (31; 54) und die thermoempfindlichen Widerstän­ de (32, 33; 55, 56) derart auf dem Isolationssubstrat (29) angeordnet sind, daß die thermoempfindlichen Wider­ stände (32, 33; 55, 56) durch den Heizwiderstand erwärmt werden.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der ein Temperaturkompensationswiderstand (58) in Flußrich­ tung vor dem Heizwiderstand (54) und den thermoempfind­ lichen Widerständen (55, 56) auf dem Isolationssubstrat (51) vorgesehen ist.