JPH0448221A - 吸入空気量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は吸入空気量検出装置詳しくは、自動車等の内
燃機関の吸入空気量を検出する熱式の吸入空気量検出装
置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、熱式の吸入空気量検出装置は、薄膜式の感熱抵
抗体を吸入空気通路内に配置し、た状態でブリッジ回路
の一辺とし、ブリッジ回路の平衡条件にもとづいて感熱
抵抗体への通電を制御しつつ感熱抵抗体の端子間電圧を
吸入空気量として検出する構成をとっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、この従来の吸入空気量検出装置においては、イ
グニッションスイッチ・オンなどによる電源投入時に薄
膜式の感熱抵抗体に大電流が流れると、感熱抵抗体の抵
抗値および抵抗の温度係数が非所望な値に変化して測定
精度が悪化したり、感熱抵抗体が劣化するおそれがある
。

この発明は上記問題点に看目し、電源投入時に薄膜式の
感熱抵抗体の抵抗値および抵抗の温度係数が非所望に変
化して測定精度が悪化したり、感熱抵抗体が劣化したり
しない熱式の吸入空気量検出装置を提供することを課題
とする。

なお、本発明と同様な課題を解決するための従来例とし
て、電源投入時に抵抗とコンデンサの時定数で定まる時
間だけ感熱抵抗体への供給電流を制限するようにしたも
のがある（特開昭５９−６５２１４号公報参照）。

く課題を解法するための手段〉 この課題を解決するため、この発明の吸入空気量検出装
置は、薄膜式の感熱抵抗体をブリッジ回路の一辺とし当
該感熱抵抗体の端子間電圧を吸入空気量として検出する
吸入空気量検出装置において、上記感熱抵抗体を加熱す
る発熱抵抗体を設けるとともに、電源投入時から上記発
熱抵抗体に通電してこの発熱抵抗体を発熱させ、この発
熱抵抗体が所定の発熱状態になったことを検出し、この
検出時から上記感熱抵抗体への通電を許容する制御回路
を設けたことを特徴とする。

〈発明の作用効果〉 この発明は、電源投入時から発熱抵抗体に通電して発熱
抵抗体を発熱させ、この発熱抵抗体の発熱により薄膜式
の感熱抵抗体を加熱し、感熱抵抗体の温度の上昇にした
がって感熱抵抗体の抵抗値が増大した時点を発熱抵抗体
の発熱状態を判断することで検出し、この検出時から感
熱抵抗体への通電を許容するようにした。

このため、この発明によると、薄膜式の感熱抵抗体の温
度が発熱抵抗体の発熱で十分に上昇し感熱抵抗体の抵抗
値が大きくなった時点で感熱抵抗体への通電が開始され
ることから、この通電開始時の感熱抵抗体を流れる電流
は小さくなり、これにより感熱抵抗体の抵抗値などの変
化は殆どなくて測定精度を確保でき、また感熱抵抗体の
劣化を殆ど招かなくなる。

〈実施例〉 以下、この発明の一実施例を図面を参照しつつ説明する
。

■第１実施例 この実施例の吸入空気量検出装置は熱式の吸入空気量検
出装置であり、第１図に電気回路として示すように、公
知の定温度差型の吸入空気量検出回路部１と、この吸入
空気量検出回路部１のブリッジ回路２の一辺を構成する
薄膜式の感熱抵抗体３を加熱する発熱抵抗体４と、この
発熱抵抗体４への電流の供給・遮断および感熱抵抗体３
への電流の供給・遮断をともに制御する制御回路５とか
らなる。

発熱抵抗体４は、感熱抵抗体３とは電気的に絶縁状態に
保たれながら感熱抵抗体３を加熱できるように絶縁基板
（ガラスまたはジルコニア、アルミナ等のセラミック基
板）上に配設され、例えば第２図に示すように、絶縁基
板６上にコ字状に配設された薄膜式の感熱抵抗体３に間
隔をもって間挿されるように同一絶縁基板６上に配設さ
れてなる。そして、第２図において、絶縁基板６上には
、発熱抵抗体４、感熱抵抗体３の他に、ブリッジ回路２
の他の一辺を構成する温度センサ７が配設されており、
発熱抵抗体４にはポンディングパッド８が、感熱抵抗体
３にはポンディングパッド９が、温度センサ７にはポン
ディングパッド１０がそれぞれ電気的に接続され、発熱
抵抗体４、感熱抵抗体３および温度センサ７の表面には
図示しないガラス保護膜が被覆されている。このように
構成された絶縁基板６、感熱抵抗体３、発熱抵抗体４な
どからなる素子は自動車等の内燃機関の吸入空気通路（
図示せず）内に配設される。

制御回路５は、吸入空気量検出回路部１の電流制御用ト
ランジスタ１１に対して給電制御用スイッチングトラン
ジスタ１２を直列接続し、この給電制御用スイッチング
トランジスタ１２を制御して感熱抵抗体３を有するブリ
ッジ回路２に対する電流を供給・遮断する。また、制御
回路５は発熱抵抗体４に対する電流の供給・遮断をも制
御する制御回路５は、バッテリ電圧を定電圧化する定電
圧回路部１３を備える。定電圧回路部１３の出力側には
、発熱抵抗体４に流れる電流を一定化させるための公知
の定電流制御回路部１４が接続されている。発熱抵抗体
４には、発熱抵抗体４の電流路を開閉する第１のスイッ
チングトランジスタ１５が直列接続されている。この第
１のスイッチングトランジスタ１５はＳ−Ｒフリップフ
ロップ１６の反転出力により制御される。Ｓ−Ｒフリツ
ブフロツブ１６においては、セット入力は比較器１７の
出力とし、一方、リセット入力は、エンジン始動用イグ
ニッションスイッチと連動するスタータスイッチ１８が
直列接続されたバッテリ電圧分圧用抵抗１９の一部の抵
抗１９ａと、Ｓ　−Ｒフリップフロップ１６の反転出力
、非反転出力のオア論理（ダイオード２３ａ、２３ｂに
よる論理）により制御される第２のスイッチングトラン
ジスタ２０との並列回路２１の端子間電圧としている、
比較器１７は、定電圧分圧用抵抗２２による分圧電圧と
発熱抵抗体４の端子間電圧とを比較し、発熱抵抗体４の
端子間電圧が分圧電圧より小さいときにはローレベル信
号を、一方発熱抵抗体４の端子間電圧が分圧電圧より大
きいときにはハイレベル信号を出力する。Ｓ−Ｒフリッ
プフロップ１６の非反転出力は給電制御用スイッチング
トランジスタ１２のベース電圧になる。

次に、上記のように構成した吸入空気量検出装置の回路
動作について順次説明する。

（１）スタータスイッチ１８がオフ状態のときＳ−Ｒフ
リップフロップ１６は非作動状態に維持されており、給
電制御用スイッチングトランジスタ１２および第１のス
イッチングトランジスタ１５はともにオフ状態にあり、
感熱抵抗体３および発熱抵抗体４に対して電流は供給さ
れない。

（２）スタータスイッチ１８がスイッチオンされオン状
態にあるとき ■スタータスイッチ１８がスイッチオンされると、バッ
テリ電圧分圧用抵抗１９の一部の抵抗１９ａの端子間電
圧がハイレベル、すなわち、Ｓ　−Ｒフリップフロップ
１６のリセット入力がハイレベルになる。Ｓ−Ｒフリッ
プフロップ１６のリセット入力がバーｆレベルになると
、Ｓ−Ｒフリップフロップ１６の反転出力はハイレベル
になり、これにより、第１のスイッチングトランジスタ
１５はオンにスイッチングされ、発熱抵抗体４に定電流
制御回路部１４による定電流が流れるようになる。ここ
で、Ｓ−Ｒフリップフロップ１６の反転出力がハイレベ
ルになると、第２のスイッチングトランジスタ２０の特
性などに基づく僅かな時間遅れをもって第２のスイッチ
ングトランジスタ２０がオンにスイッチングされＳ−Ｒ
フリップフロップ１６のリセット入力がローレベルに反
転するしたがって、スタータスイッチ１８がスイッチオ
ンされると、Ｓ−Ｒフリップフロップ１６のリセット入
力はハイレベル、反転出力はハイレベルになり、発熱抵
抗体４に定電流が流れるようになる。そして、スタータ
スイッチ１８がスイッチオンされてから僅かな時間が経
過した時点で、Ｓ−Ｒフリップフロップ１６のリセット
入力がローレベルに反転し、以後、Ｓ−Ｒフリップフロ
ップ１６のセット入力、リセット入力はともにローレベ
ル、反転出力はハイレベル、非反転出力はローレベルに
維持され、発熱抵抗体４に対して定電流が供給されつづ
け、発熱抵抗体４は発熱して自己の温度が上昇する。こ
の発熱抵抗体４の発熱により、感熱抵抗体３は加熱され
、その抵抗値は上昇してゆく。

■発熱抵抗体４の温度上昇につれその抵抗値が増大し、
発熱抵抗体４の端子間電圧力８１大して、比較器１７の
非反転入力電圧が定電圧分圧用抵抗２２による分圧電圧
である反転入力電圧より大きくなると、比較器１７の出
力、すなわち、Ｓ−Ｒフリップフロップ１６のセット入
力がハイレベルに反転する。これにより、Ｓ−Ｒフリッ
プフロップ１６の非反転出力はハイレベル、反転出力は
ローレベルにそれぞれ反転する。この出力の反転により
、給電制御用スイッチングトランジスタ１２はオンにス
イッチングされてブリッジ回路２に電流が供給されるよ
うになり、また、第１のスイッチングトランジスタ１５
はオフにスイッチングされて発熱抵抗体４に対する定電
流の供給が遮断される。この定電流の供給が遮断される
と、比較器１７の出力はローレベルに反転し、Ｓ−Ｒフ
リップフロップ１６のセット入力はローレベルになる一
方、第２のスイッチングトランジスタ２０は、上記のよ
うにＳ−Ｒフリップフロップ１６が出力反転してもオア
ゲート（ダイオード２３ａ、２３ｂ）によりオン状態を
維持し、Ｓ−Ｒフリップフロップ１６のリセット入力は
ローレベルに維持される。このようにＳ−Ｒフリップフ
ロップ１６のセット入力、リセット入力がともにローレ
ベルとなることから、Ｓ−Ｒフリップフロップ１６の出
力は以前のままとなり、給電制御用スイッチングトラン
ジスタ１２はオン状態を維持し、ブリッジ回路２に対す
る給電が続行される。

このように、スタータスイッチ１８がオンすると、発熱
抵抗体４に定電流が供給され、発熱抵抗体４が発熱して
感熱抵抗体３が加熱される。そして、発熱抵抗体４の自
己発熱にともないその抵抗値が所定値に上昇すると、発
熱抵抗体４への電流供給が停止される。同時に、給電制
御用スイッチングトランジスタ１２がオンされ、ブリッ
ジ回路２に対して電流が供給されるようになる。ここで
、この電流供給開始時に感熱抵抗体３に供給される電流
は、感熱抵抗体３が上記のように加熱されその抵抗値が
増大した状態にあることから、感熱抵抗体３に対してな
んら通電をしない場合と比べて制限された電流になる。

そして、吸入空気量は感熱抵抗体３の端子間電圧として
検出される。

なお、エンジン再始動時などで吸入空気通路内の空気温
度が高いときには、発熱抵抗体４が高抵抗値であり、ス
タータスイッチ１８のオンと同時に、発熱抵抗体４への
電流供給が開始されることなく給電制御用スイッチング
トランジスタ１２がオンされることになる。

■第２実施例 第３図は第２実施例の電気回路図を示しているこの第２
実施例は、上記第１実施例がスタータスイッチ１８がオ
ンされることによって回路動作を開始させるタイプであ
るのに対し、電子制御式燃料噴射装置の電子制御回路（
図示せず６）からの制御信号により回路動作を開始させ
るタイプの吸入空気量検出装置である。

第３図において、発熱抵抗体４には第３のスイッチング
トランジスタ２４が直列接続され、この第３のスイッチ
ングトランジスタ２４のベースは抵抗２５を介して電子
制御回路の出力端子０に接続されている。電子制御回路
の上記出力端子○には上記抵抗２５を介して他に、給電
制御用スイッチングトランジスタ１２のベースに直列接
続された第４のスイッチングトランジスタ２６のベース
が接続されている。なお、図中の他の符号は上記第１図
の同一符号に対応しており、１は吸入空気量検出回路部
、２はブリッジ回路、３は感熱抵抗体、５は制御回路、
７は温度センサ、１１は電流制御用トランジスタ、１３
は定電圧回路部、１４は定電流制御回路部を表わしてい
る。

このように構成された吸入空気量検出装置において、バ
ッテリ電圧が印加されると同時に、電子制御回路の出力
端子Ｏが制御信号にもとづいてハイレベルになると、第
３のスイッチングトランジスタ２４、第４のスイッチン
グトランジスタ２６がともにオンにスイッチングし、発
熱抵抗体４に定電流が流れるようになるとともに、給電
制御用スイッチングトランジスタ１２がオフ状態に維持
されることから感熱抵抗体３には電流が流れない、した
がって、上記第１実施例と同様、発熱抵抗体４は発熱し
感熱抵抗体３が加熱される。

その後、電子制御回路の出力端子○がローレベルに反転
すると、第３のスイッチングトランジスタ２４、第４の
スイッチングトランジスタ２６がともにオフにスイッチ
ングし、発熱抵抗体４への電流の供給が停止されると同
時に今度は感熱抵抗体３に電流が流れるようになる。こ
のため、当該時点以後は感熱抵抗体３の端子間電圧が吸
入空気量として検出される。

このように、電子制御回路の出力端子Ｏがハイレベルに
なると、発熱抵抗体４に定電流が供給され、発熱抵抗体
４が発熱して感熱抵抗体３が加熱される。そして、電子
制御回路の出力端子０がローレベルになると、発熱抵抗
体４への電流供給が停止される。同時に、給電制御用ス
イッチングトランジスタ１２がオンされ、ブリッジ回路
２に対して電流が供給されるようになる。ここで、この
電流供給開始時に感熱抵抗体３に供給される電流は、感
熱抵抗体３が上記のように加熱されその抵抗値が増大し
た状態にあることから、感熱抵抗体３に対してなんら通
電をしない場合と比べて制限された電流になる。そして
、吸入空気量は感熱抵抗体３の端子間電圧として検出さ
れる。

なお、本願発明の制御回路５は、吸入空気量検出回路部
１の表面に付着した煤、塵などを加熱して除去するため
のヒートクリーニング回路として用いることもできる。

この場合、例えば第２実施例においては、電子制御回路
の出力端子０からは、ヒートクリーニングを指示する制
御信号が出力され、制御回路５はこの制御信号に対して
上述した発熱抵抗体４を発熱させる動作と同様に動作す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の回路構成図、２・・・
ブリッジ回路、 ３・・・感熱抵抗体、 ４・・・発熱抵抗体、 ５・・・制御回路。 特　　許　　出　　願 人 愛三工業株式会社 第２図（Ａ）はその発熱抵抗体を組み込んだ吸入空気量
検出回路部の平面図、 第２図（Ｂ）は同正面図、 第３図は第２実施例の回路構成図である。 第 （Ａ） （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 薄膜式の感熱抵抗体をブリッジ回路の一辺とし当該感熱
   抵抗体の端子間電圧を吸入空気量として検出する吸入空
   気量検出装置において、 前記感熱抵抗体を加熱する発熱抵抗体を設けるとともに
   、 電源投入時から前記発熱抵抗体に通電してこの発熱抵抗
   体を発熱させ、この発熱抵抗体が所定の発熱状態になっ
   たことを検出し、この検出時から前記感熱抵抗体への通
   電を許容する制御回路を設けた、 ことを特徴とする吸入空気量検出装置。