JP3037413B2 - 空気量の測定法及びその装置 - Google Patents
空気量の測定法及びその装置Info
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- JP3037413B2 JP3037413B2 JP03505675A JP50567591A JP3037413B2 JP 3037413 B2 JP3037413 B2 JP 3037413B2 JP 03505675 A JP03505675 A JP 03505675A JP 50567591 A JP50567591 A JP 50567591A JP 3037413 B2 JP3037413 B2 JP 3037413B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術の現況 本発明は、例えば自動車の吸込マニホルド中の空気量
を基板上のセンサーにより測定する方法及び装置に関す
る。
を基板上のセンサーにより測定する方法及び装置に関す
る。
エンジンを制御するため、今日では通常自動車の吸込
マニホルド内でそこに吸い込まれた空気量を測定するこ
とが行われている。この場合熱式空気量測定装置の応答
速度はミリセコンドの範囲内でなければならない。従っ
てこの目的に対しては、相応する基板上に通常結合され
た状態で線条抵抗体及び／又は測定抵抗体が配置されて
いるいわゆる熱膜式空気量測定装置が使用される。しか
しこの種の空気量測定装置の熱時定数の評価は熱時定数
が長過ぎることを示した。この場合外乱量として特に基
板それ自体に与えられた熱出力が生じる。この種の公知
の熱膜式空気量測定装置が例えば相応する厚膜構造によ
って実現されている場合、基板への温度分布及び熱流は
多くのファクター、特に測定すべき空気量の流動速度及
び基板の固有温度に影響される。この場合探知すべき温
度はあまりにも緩慢な時定数で変化し、その結果測定信
号の過渡応答も遅くなり過ぎる。例えば加熱された層を
基板から一層良好に絶縁するような、適当な対策は極く
限られた範囲で実施可能であるに過ぎない。
マニホルド内でそこに吸い込まれた空気量を測定するこ
とが行われている。この場合熱式空気量測定装置の応答
速度はミリセコンドの範囲内でなければならない。従っ
てこの目的に対しては、相応する基板上に通常結合され
た状態で線条抵抗体及び／又は測定抵抗体が配置されて
いるいわゆる熱膜式空気量測定装置が使用される。しか
しこの種の空気量測定装置の熱時定数の評価は熱時定数
が長過ぎることを示した。この場合外乱量として特に基
板それ自体に与えられた熱出力が生じる。この種の公知
の熱膜式空気量測定装置が例えば相応する厚膜構造によ
って実現されている場合、基板への温度分布及び熱流は
多くのファクター、特に測定すべき空気量の流動速度及
び基板の固有温度に影響される。この場合探知すべき温
度はあまりにも緩慢な時定数で変化し、その結果測定信
号の過渡応答も遅くなり過ぎる。例えば加熱された層を
基板から一層良好に絶縁するような、適当な対策は極く
限られた範囲で実施可能であるに過ぎない。
本発明の利点 これに対し本発明方法ではセンサーを熱絶縁措置によ
って基板から分離し、センサー周辺の熱流を計測し及び
／又はこれに影響を及ぼし、センサー信号を修正するの
に使用する。この措置に関してはいくつかの変法が考え
られる。その１つはセンサーに近接する横方向の熱流を
計測することである。多くの場合この変法はセンサー下
方での垂直な熱流の計測と組合わされる。センサーに近
接する横方向の熱流の計測並びにセンサー下方での垂直
な熱流の計測は相応する検出部例えば測定抵抗体によっ
て行う。この場合垂直な熱流用の測定抵抗体はその単純
性により基板温度を計測する。これら上記の２変法とは
無関係に又はこれらの可能性の少なくとも１方と組合わ
せて、横方向の熱流及び／又は垂直な熱流を加熱するこ
とによってこれに影響を及ぼすことも考えられる。これ
は有利には適当な保護加熱面を介してセンサーの側方又
は下方で行うが、保護加熱面は相応する測定抵抗体と連
結されていてもよい。この場合測定抵抗体は測定抵抗体
及び／又は線条抵抗体である。
って基板から分離し、センサー周辺の熱流を計測し及び
／又はこれに影響を及ぼし、センサー信号を修正するの
に使用する。この措置に関してはいくつかの変法が考え
られる。その１つはセンサーに近接する横方向の熱流を
計測することである。多くの場合この変法はセンサー下
方での垂直な熱流の計測と組合わされる。センサーに近
接する横方向の熱流の計測並びにセンサー下方での垂直
な熱流の計測は相応する検出部例えば測定抵抗体によっ
て行う。この場合垂直な熱流用の測定抵抗体はその単純
性により基板温度を計測する。これら上記の２変法とは
無関係に又はこれらの可能性の少なくとも１方と組合わ
せて、横方向の熱流及び／又は垂直な熱流を加熱するこ
とによってこれに影響を及ぼすことも考えられる。これ
は有利には適当な保護加熱面を介してセンサーの側方又
は下方で行うが、保護加熱面は相応する測定抵抗体と連
結されていてもよい。この場合測定抵抗体は測定抵抗体
及び／又は線条抵抗体である。
センサーに近接する範囲を加熱することによって、セ
ンサー温度に対して一定の差（これはいわゆる横方向保
護成分である）が生じる。同様にセンサー下方の基板表
面を、センサーの温度に対して一定の差を有する温度に
加熱する。これは垂直な保護成分である。
ンサー温度に対して一定の差（これはいわゆる横方向保
護成分である）が生じる。同様にセンサー下方の基板表
面を、センサーの温度に対して一定の差を有する温度に
加熱する。これは垂直な保護成分である。
垂直又は横方向の熱流の測定値から、センサー信号に
対する修正値として利用することのできる信号を得るこ
とができる。このセンサーは有利にはいわゆるCTA−法
（定温度型流速計）により作動する。これらの信号はこ
の方法の誤差を直接測定するものとして利用する。適切
な修正は選択された電子回路を介して行う。
対する修正値として利用することのできる信号を得るこ
とができる。このセンサーは有利にはいわゆるCTA−法
（定温度型流速計）により作動する。これらの信号はこ
の方法の誤差を直接測定するものとして利用する。適切
な修正は選択された電子回路を介して行う。
横方向及び垂直な熱流の温度に影響を及ぼすことによ
って、これらの熱流を一定に保ち、これによりこの測定
法を実施するに当たって失活化させる。
って、これらの熱流を一定に保ち、これによりこの測定
法を実施するに当たって失活化させる。
センサー周辺の熱流を計測する際、付加的な電力需要
は不要であり、従って付加的な回路に要する費用は極め
て僅かである。しかしセンサー信号に対する外乱量とし
て生じ得る横方向及び垂直な熱流は極めて効果的に把握
される。更に双方の活性保護加熱法において、センサー
に対する温度よりも保護加熱面に対する温度が制御装置
によって一層低い温度に調整されている場合には、より
僅かな付加電力需要が生じるに過ぎない。この修正法に
よって十分に迅速な測定を実施することができ、またこ
れを標準的な厚層基板上に必要な回路と一緒に構成する
ことも可能である。
は不要であり、従って付加的な回路に要する費用は極め
て僅かである。しかしセンサー信号に対する外乱量とし
て生じ得る横方向及び垂直な熱流は極めて効果的に把握
される。更に双方の活性保護加熱法において、センサー
に対する温度よりも保護加熱面に対する温度が制御装置
によって一層低い温度に調整されている場合には、より
僅かな付加電力需要が生じるに過ぎない。この修正法に
よって十分に迅速な測定を実施することができ、またこ
れを標準的な厚層基板上に必要な回路と一緒に構成する
ことも可能である。
基板上に設置されている測定抵抗体及び／又は線条抵
抗体の上方でセラミック層を湾曲させることによってブ
リスターを構成し、このブリスターの頂部にセンサー抵
抗体を取り付けてなる形式の、空気量測定装置の相応す
る構造も本発明に含まれる。このセンサー抵抗体は有利
には相応する測定抵抗体又は線条抵抗体によって取り囲
まれている。
抗体の上方でセラミック層を湾曲させることによってブ
リスターを構成し、このブリスターの頂部にセンサー抵
抗体を取り付けてなる形式の、空気量測定装置の相応す
る構造も本発明に含まれる。このセンサー抵抗体は有利
には相応する測定抵抗体又は線条抵抗体によって取り囲
まれている。
他の実施例では基板上の測定抵抗体及び／又は線条抵
抗体の例えば多孔質セラミックからなる絶縁層中に埋め
込まれ、これはガラス下層によって固有のセンサーから
分離されている。相応する測定抵抗体及び／又は線条抵
抗体はガラス下層上でセンサーに近接して設けられてい
る。
抗体の例えば多孔質セラミックからなる絶縁層中に埋め
込まれ、これはガラス下層によって固有のセンサーから
分離されている。相応する測定抵抗体及び／又は線条抵
抗体はガラス下層上でセンサーに近接して設けられてい
る。
図 面 本発明の他の利点、特徴及び詳細は有利な実施例並び
に図面に基づく以下の説明から明らかである。
に図面に基づく以下の説明から明らかである。
図１は本発明による熱膜式空気量測定装置の拡大縦断
面図であり、 図２は熱膜式空気量測定装置の他の実施例を示す拡大
縦断面図である。
面図であり、 図２は熱膜式空気量測定装置の他の実施例を示す拡大
縦断面図である。
図１に示した熱膜式空気量測定装置の場合、セラミッ
ク層２は基板１例えば酸化アルミニウム（Al2O3）上に
設けられている。この層２は基板１上に湾曲部３によっ
てブリスター４を形成する。ブリスター４内でこの基板
１の表面５には、基板１の温度T1を測定することのでき
る層抵抗体６が存在する。本発明の１実施例ではこの層
抵抗体６は直接基板の表面５上に存在する。図１に示さ
れた優れた実施例では層抵抗体６の下に更に、保護加熱
面を温度T2に制御する手段を有する保護加熱面７が配置
されている。温度T2の測定は保護加熱面７の抵抗値を測
定することによって行うことができる。この場合層抵抗
体６は省略することができる。
ク層２は基板１例えば酸化アルミニウム（Al2O3）上に
設けられている。この層２は基板１上に湾曲部３によっ
てブリスター４を形成する。ブリスター４内でこの基板
１の表面５には、基板１の温度T1を測定することのでき
る層抵抗体６が存在する。本発明の１実施例ではこの層
抵抗体６は直接基板の表面５上に存在する。図１に示さ
れた優れた実施例では層抵抗体６の下に更に、保護加熱
面を温度T2に制御する手段を有する保護加熱面７が配置
されている。温度T2の測定は保護加熱面７の抵抗値を測
定することによって行うことができる。この場合層抵抗
体６は省略することができる。
湾曲部３の頂部には熱による空気量測定のための活性
センサー範囲として、例えばCTA−法（定温度型流速
計）により作動するセンサー抵抗体８が存在する。セン
サー８を流過する空気は主矢印９で示されている。
センサー範囲として、例えばCTA−法（定温度型流速
計）により作動するセンサー抵抗体８が存在する。セン
サー８を流過する空気は主矢印９で示されている。
対応する各熱流は簡単な矢印で表されている。矢印 はセンサー範囲から大気に流れる熱流を示す。湾曲部３
を通る熱流は矢印 によって示されている。ブリスター４内では熱流は方向 を有し、湾曲部３の層内での熱流は で表される。
を通る熱流は矢印 によって示されている。ブリスター４内では熱流は方向 を有し、湾曲部３の層内での熱流は で表される。
本発明によれば熱流 は、センサー８の周辺に配置された別の層抵抗体10、11
によって測定される。更にセンサー８の周りに別の保護
加熱面12が略示されているが、この保護加熱面はセンサ
ー８を取り巻き、センサー温度に対して一定の差に加熱
することができる。この場合保護加熱面12の温度測定は
同様にその抵抗値を計測することにより行うことがで
き、従ってこの温度を測定するには選択的に層抵抗体1
0、11を省くことができる。
によって測定される。更にセンサー８の周りに別の保護
加熱面12が略示されているが、この保護加熱面はセンサ
ー８を取り巻き、センサー温度に対して一定の差に加熱
することができる。この場合保護加熱面12の温度測定は
同様にその抵抗値を計測することにより行うことがで
き、従ってこの温度を測定するには選択的に層抵抗体1
0、11を省くことができる。
本発明によるこの熱膜式空気量測定装置によって以下
の測定又は評価法が可能である： センサー８はCTA−法により作動する。すなわちこれ
は流過する空気の質量流量速度を計測する。そのためセ
ンサー８を空気に対して相対的に制御された過温度T1に
直接又は間接的に加熱する。更に熱流 すなわち湾曲部の温度を層抵抗体10及び11によって計測
する。熱流 によって影響される基板１の温度は層抵抗体６によって
計測する。横又は縦方向の熱流 を測定することによって、CTA−法によりセンサー８に
より計測された信号を補正するのに利用することのでき
る各信号を得ることができる。なぜならこれらの信号は
この方法の誤差の程度を直接表すものであるからであ
る。この補正は例えばアナログ差動回路によって又はデ
ィジタル評価に際しては適当なプログラミングによって
実施することができる。前記の保護加熱面を有する本発
明の他の実施例では、調節することにより熱流 を安定化し、これにより不活性化することが可能であ
る。これは、基板表面５上でセンサー８の下方に位置す
る保護加熱面７がセンサー温度T1に対して一定の差を有
すべき温度T2に加熱されることを意味する。これにより
垂直な保護成分が実現される。
の測定又は評価法が可能である： センサー８はCTA−法により作動する。すなわちこれ
は流過する空気の質量流量速度を計測する。そのためセ
ンサー８を空気に対して相対的に制御された過温度T1に
直接又は間接的に加熱する。更に熱流 すなわち湾曲部の温度を層抵抗体10及び11によって計測
する。熱流 によって影響される基板１の温度は層抵抗体６によって
計測する。横又は縦方向の熱流 を測定することによって、CTA−法によりセンサー８に
より計測された信号を補正するのに利用することのでき
る各信号を得ることができる。なぜならこれらの信号は
この方法の誤差の程度を直接表すものであるからであ
る。この補正は例えばアナログ差動回路によって又はデ
ィジタル評価に際しては適当なプログラミングによって
実施することができる。前記の保護加熱面を有する本発
明の他の実施例では、調節することにより熱流 を安定化し、これにより不活性化することが可能であ
る。これは、基板表面５上でセンサー８の下方に位置す
る保護加熱面７がセンサー温度T1に対して一定の差を有
すべき温度T2に加熱されることを意味する。これにより
垂直な保護成分が実現される。
センサー８に近接して側方に配置された保護加熱面12
によってこの湾曲部３はセンサー温度T1に対して一定の
差に加熱され、その結果この箇所で横方向の保護成分が
実現される。本発明の枠内で個々の措置を組合わせるこ
と並びにそれぞれの層抵抗値を計測することにより保護
加熱面の温度を把握することが可能である。
によってこの湾曲部３はセンサー温度T1に対して一定の
差に加熱され、その結果この箇所で横方向の保護成分が
実現される。本発明の枠内で個々の措置を組合わせるこ
と並びにそれぞれの層抵抗値を計測することにより保護
加熱面の温度を把握することが可能である。
図２によればそこに図示された熱膜式空気量測定装置
では、同様に有利にはAl2O3からなる基板１上に、例え
ば多孔質セラミックからなる熱絶縁層13が存在する。こ
の層13は線条抵抗体及び／又は測定抵抗体6/7を直接被
覆し、従ってこの場合ブリスターは形成されない。
では、同様に有利にはAl2O3からなる基板１上に、例え
ば多孔質セラミックからなる熱絶縁層13が存在する。こ
の層13は線条抵抗体及び／又は測定抵抗体6/7を直接被
覆し、従ってこの場合ブリスターは形成されない。
絶縁層13上にはガラス下層14がセンサー支持体として
存在し、この場合にもセンサー８は中央に配置されてい
る。センサー８の両側には適切な線条抵抗体及び／又は
測定抵抗体10/11又は11/12が設けられており、これを介
して横方向の熱流 を測定しまたガラス下層を加熱することができる。熱流 は線条抵抗体及び／又は測定抵抗体6/7によって計測さ
れまた場合によっては補償される。
存在し、この場合にもセンサー８は中央に配置されてい
る。センサー８の両側には適切な線条抵抗体及び／又は
測定抵抗体10/11又は11/12が設けられており、これを介
して横方向の熱流 を測定しまたガラス下層を加熱することができる。熱流 は線条抵抗体及び／又は測定抵抗体6/7によって計測さ
れまた場合によっては補償される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マスト，マルティン ドイツ連邦共和国 デー―7016 ゲルリ ンゲン カイメネッカーシュトラーセ 52 (56)参考文献 特開 昭63−271167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−247169（ＪＰ，Ａ) 独国特許出願公開3829194（ＤＥ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/68
Claims (9)
- 【請求項１】基板（１）、その上に配置された熱絶縁層
（２、13）、センサー（８）及び付加的な測定抵抗体及
び／又は線条抵抗体を有し、かつ損失熱流を含めた測定
すべき空気量（９）により影響される熱流、すなわち基
板（１）又は熱絶縁層（2,13）で放出される熱出力を測
定する空気量測定装置において、基板（１）上に垂直方
向の損失熱流（q3）を測定するための少なくとも１つの
測定抵抗体及び／又は線条抵抗体（６、７）が配置さ
れ、センサー（８）に近接して熱絶縁層（２、13）上に
横方向の損失熱流（q4）を測定するための少なくとも１
つの他の測定抵抗体及び／又は線条抵抗体（10、11、1
2）が配置され、その際損失熱流を測定するための測定
抵抗体及び／又は線条抵抗体（６、７、10、11、12）か
ら得られる信号が、センサー（８）により計測された信
号の補正に使用可能であることを特徴とする空気量測定
装置。 - 【請求項２】熱絶縁層（2,13）上にセンサー（８）及び
これを取り囲んでいる抵抗体（10、11、12）を有するガ
ラス下層（14）が存在する請求項１記載の装置。 - 【請求項３】熱絶縁層（２、13）が多孔質セラミックか
らなる請求項１又は２記載の装置。 - 【請求項４】センサー（８）が基板（１）上に配置され
ている請求項１記載の装置。 - 【請求項５】垂直方向の損失熱流（q3）を測定するため
の測定抵抗体及び／又は線条抵抗体（６、７）が熱絶縁
層（２、13）の下に、センサー（８）の真下に配置され
ている請求項１記載の装置。 - 【請求項６】損失熱流を含めた測定すべき空気量（９）
により影響される熱流、すなわち基板（１）及び熱絶縁
層（２、13）で放出される熱出力を測定する空気量の測
定法において、センサー（８）の周辺部分（12）で、こ
の周辺部分（12）がセンサー温度に対して一定の温度差
に加熱されることにより横方向の熱流（q4）を安定に保
ち、周辺部分（12）を加熱するための熱出力を補正信号
として測定することを特徴とする空気量の測定法。 - 【請求項７】センサー（８）の下の基板（１）の温度を
測定することによって横方向の熱流（q4）に対して付加
的に垂直方向の熱流（q3）を計測する請求項６記載の方
法。 - 【請求項８】センサー（８）の下の基板（１）の表面
を、センサー（８）の温度に対して一定の差を有する温
度に加熱することによって基板（１）に対して垂直方向
の熱流（q3）を一定に保つ請求項６記載の方法。 - 【請求項９】センサー（８）周辺の垂直方向及び／又は
横方向の熱流（q3,q4）の計測値から信号を得、これを
センサー（８）により計測された信号の補正値として把
握する請求項８記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4012081.3 | 1990-04-14 | ||
| DE4012081A DE4012081A1 (de) | 1990-04-14 | 1990-04-14 | Verfahren und anordnung zum messen von luftmengen |
| PCT/DE1991/000268 WO1991016605A1 (de) | 1990-04-14 | 1991-03-26 | Verfahren und anordnung zum messen von strömenden luftmengen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04507140A JPH04507140A (ja) | 1992-12-10 |
| JP3037413B2 true JP3037413B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=6404422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03505675A Expired - Fee Related JP3037413B2 (ja) | 1990-04-14 | 1991-03-26 | 空気量の測定法及びその装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0477312B1 (ja) |
| JP (1) | JP3037413B2 (ja) |
| KR (1) | KR100244360B1 (ja) |
| DE (2) | DE4012081A1 (ja) |
| ES (1) | ES2093700T3 (ja) |
| WO (1) | WO1991016605A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5423212A (en) * | 1993-06-18 | 1995-06-13 | Ricoh Seiki Company, Ltd. | Flow sensor |
| KR20010031132A (ko) * | 1997-10-15 | 2001-04-16 | 미야무라 심뻬이 | 유량센서, 유량계 및 액체토출기기의 토출량 제어장치 |
| JP5080020B2 (ja) | 2006-04-13 | 2012-11-21 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量センサ |
| JP4341651B2 (ja) | 2006-07-28 | 2009-10-07 | 株式会社日立製作所 | 熱式ガス流量計 |
| JP5094212B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2012-12-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量計と制御方法 |
| KR200458875Y1 (ko) * | 2009-04-10 | 2012-03-15 | 이태옥 | 한복 치마 |
| DE102017221510A1 (de) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | Christian Maier GmbH & Co. KG | Verfahren zur Messung der Größe eines Leckagestromes einer Dichtung |
| KR102263568B1 (ko) * | 2021-02-15 | 2021-06-11 | 한국표준과학연구원 | 양자 저항 표준을 위한 캡슐화된 구조체 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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