JP4906440B2 - 発熱抵抗体式空気流量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は空気流量計測のために発熱抵抗体を用いた、発熱抵抗体式空気流量測定装置を備えた内燃機関の制御装置に関する発明であり、特に発熱抵抗体式空気流量測定装置の発熱抵抗体に付着した付着物による特性劣化の防止に関した発明である。

内燃機関に用いられる発熱抵抗体式空気流量測定装置の付着物除去方法は、例えば特許文献１が公知の技術である。この公知技術はエンジン停止後に発熱抵抗体を約１０００℃に加熱して発熱抵抗体に付着した塵成分等を焼き切ってしまうものである。

特開昭６３−４１６４４号公報

内燃機関の吸気管上流にはエアクリーナが設置されており、大気中の塵等を除去した空気がエンジン内へ送り込まれる。しかしながら、エアクリーナの集塵能力は完全ではなく、細かな塵成分などはエアクリーナを通過して吸気管を通りエンジンへ吸入されてしまう。発熱抵抗体式空気流量測定装置は流量計測部である発熱抵抗体を吸気管に晒して設置するため、上記のような塵等の付着により経時劣化を生じてしまう。また、水滴等が飛散した場合には水分が発熱抵抗体に付着し、放熱量を変化する事を防止する必要があり、発熱抵抗体の加熱温度を塵や水分の付きにくい温度に設定する等の工夫が必要であり、その温度は概ね１５０℃以上が一般的である。加熱温度を１５０℃以上とすると発熱抵抗体に付着した水分は瞬時に蒸発してしまい、発熱抵抗体に残る事は無い。しかし、水分内に不純物等が混入していると蒸発後に不純物が発熱抵抗体表面に残ってしまい、特性劣化の原因となってしまう。

本発明ではこれらの発熱抵抗体への付着物の付着による特性劣化を課題視している。発熱抵抗体に付着した付着物さえ除去できれば、特性劣化による発熱抵抗体式空気流量測定装置の新規部品交換がなくなる。

上記目的を達成するために、本発明においては以下のような方策により対応する事とした。まず、空気流量を測定するための端子とは別に端子を設けることとした。この端子に電源を接続したときのみ発熱抵抗体を高温にすることができようにする。高温にすることにより発熱抵抗体に蓄積した付着を焼ききることができる。

発熱抵抗体に付着の付着物を除去できることにより発熱抵抗体式空気流量測定装置の特性変化防止が図られ、長期に渡る、精度の高い吸入空気量の計測が可能となる内燃機関の制御を提供する事が可能となる。また特性劣化による新規部品交換も無くなる。これにより長期間有害な排気ガスの排出を抑えた車輌の提供が可能となる。

本発明の実施例を以下の図面に従い詳細に説明する。

まず最初に、発熱抵抗体式空気流量測定装置の動作原理について説明する。

図３は発熱抵抗体式空気流量測定装置の概略構成回路図である。発熱抵抗体式空気流量測定装置の駆動回路７は大きく分けてブリッジ回路とフィードバック回路から成り立っている。吸入空気流量測定を行うための発熱抵抗体３ＲＨ，吸入空気温度を補償するための、感温抵抗体４ＲＣ及びＲ１０，Ｒ１１でブリッジ回路を構成し、オペアンプＯＰ１を使いフィードバックをかけながら発熱抵抗体３ＲＨと感温抵抗体４ＲＣの間に一定温度差を保つように発熱抵抗体３ＲＨと加熱電流Ｉｈを流して空気流量に応じた出力信号Ｖ２を出力する。つまり流速の速い場合には発熱抵抗体３ＲＨから奪われる熱量が多いため加熱電流Ｉｈを多く流す。これに対して流速の遅い場合には発熱抵抗体３ＲＨから奪われる熱量が少ないため加熱電流も少ない。発熱抵抗体式空気流量測定装置は、この加熱電流を電圧にしてエンジンコントロールユニットへ空気流量信号として出力する働きを持っている。

次に図１は、本発明の一実施例の発熱抵抗体式空気流量測定装置の具体的な構造を表した図である。

従来の発熱抵抗体式空気流量測定装置の構成部品としては、駆動回路を構成する駆動回路７を内設するケース部材等があり、樹脂等の絶縁材からなる副空気通路部材６の中には空気流量検出のための発熱抵抗体３，吸入空気温度を補償するための感温抵抗体が導電性部材より構成された支持体８を介して駆動回路７と電気的に接続されるように配置されている。これらのケース部材，発熱抵抗体３，感温抵抗体及びこれらを支持する支持体５，副空気通路部材６等が一体のモジュール化され、この測定モジュール９を主空気通路構成部材２０に取り付けるだけで、発熱抵抗体式空気流量測定装置として機能するように構成されている。

次に図２に本発明の一実施例の基板構成を示す。流量特性用回路１２と付着物除去用回路１３を設け、同一基板内に２つの機能を設ける。

本発明では、従来の発熱抵抗体式空気流量測定装置の構造に、端子１１を１本以上設け、その設けた端子に電源を接続した場合にのみに、発熱抵抗体が高温になることが出来、発熱抵抗体に蓄積した付着物を焼ききることが出来る構造である。

また、その設けた端子はエンジン搭載時に接続できないようにする。

本構造であれば、エンジンオフ時及びエンジンオン時もしくは、走行距離等の条件で電源を投入して発熱抵抗体に高温をかけることは可能であるが、エンジン搭載時に接続しない理由は、高温をかける回数及び時間で発熱抵抗体に、ダメージを与えることは避けたいため、また車（走行パターン）によって発熱抵抗体への付着物の蓄積の仕方が違うためである。

このようにすることにより、ディーラー等での特殊作業となるため、発熱抵抗体へのダメージは避けられる。

最後に図４を使い電気燃料噴射方式の内燃機関に本発明を適用した一実施例を示す。エアクリーナから吸入された吸入空気６７は、発熱抵抗体式空気流量測定装置の主空気通路構成部材２，吸入ダクト５５，スロットルボディ５８及び燃料が供給されるインジェクタ６０を備えたインテークマニホールド５９を経て、エンジンシリンダ６２に吸入される。一方、エンジンシリンダで発生したガス６３は排気マニホールド６４を経て排出される。

測定モジュール８から出力される空気流量信号，温度センサからの吸入空気信号，スロットル角度センサ５７から出力されるスロットル角度信号，排気マニホールド６４に設けた酸素濃度計６５から出力される信号及びエンジン回転速度計６１から出力されるエンジン回転速度信号等、これらをコントロールユニット６６で逐次演算して最適な燃料噴射量とアイドルコントロールバルブ開度を求め、その値を使って前記インジェクタ６０を制御する。

本発明の一実施例の発熱抵抗体式空気流量測定装置の図。 本発明の一実施例の発熱抵抗体式空気流量測定装置の基板構成図。 発熱抵抗体式空気流量測定装置の概略構成回路図。 内燃機関の燃料噴射システムを示す図。

符号の説明

１…空気流量測定用出力端子、２…ＧＮＤ端子、３…発熱抵抗体、４…空気流量測定用電源端子、６…副空気通路構成部材、７…駆動回路、８…支持体、９…測定モジュール、１０…吸気温度測定用出力端子、１１…付着物除去用電源端子、１２…流量特性用回路、１３…付着物除去用回路、２０…主空気通路構成部材、２２…主空気通路、２３…空気流れ、４０…吸気管構成部材、４３…エアフィルタエレメント、４４…エアクリーナ、５５…ダクト、５７…スロットル角度センサ、５８…スロットルボディ、５９…吸気マニホールド、６０…インジェクタ、６１…回転速度計、６２…エンジンシリンダ、６３…排気ガス、６４…排気マニホールド、６５…酸素濃度計、６６…コントロールユニット、６７…吸入空気、６８…洗浄ノズル内径、６９…洗浄ノズル外径。

Claims (4)

1. 内燃機関に用いられ、エンジンの吸入空気流量を検出する発熱抵抗体式空気流量測定装置において、
   空気流量を測定するために使用する端子とは別に端子を設け、発熱抵抗体に付着物が蓄積した際に前記別の端子に電源を投入することにより付着物を焼ききり、前記別の端子はエンジンに取り付ける際の相手側コネクタとは接続しないことを特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。
2. 請求項１において、前記別の端子は専用のコネクタにて機能することを特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。
3. 請求項２において、
   前記空気流量を測定するための端子は、一部がコネクタ内に露出する流量出力端子，電源端子及びグランド端子であり、
   前記コネクタ内に前記別の端子の一部も露出したことを特徴とする発熱抵抗式空気流量測定装置。
4. 請求項３において、
   前記コネクタに接続される相手側コネクタは、前記空気流量を測定するための端子と前記別の端子とを同時に接続しないように構成されたことを特徴とする発熱抵抗式空気流量測定装置。

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