JPH04507140A - 空気量の測定法及びその装置 - 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】 空気量の測定法及びその装置 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。

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（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 れた層を基板が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。

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ＣＴ Ａ−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。

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。

基板上に設置されている測定及び／又は線条抵抗体の上方でセラミック層を湾曲 させることに書ってプリスターを構成し、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及び／又は線条抵抗体は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。

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。

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（Ａｌユ０．）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ｌ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の特表平４−５０７１４０　（３） 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。！１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。

対応する各熱流は簡単な矢印で表されている。矢印（１はセンサー範囲から大気 に流れる熱流を示す、湾曲部３を通る熱演は矢印乍２よって示されている。ブリ スター４内では熱流は方向９３　を有し、湾曲部３の層内での熱流は乍、で表さ れる。

本発明によれば熱流９４は、センサー８の周辺に配置された別の層抵抗体１Ｏ１ １１によって測定される。

更にセンサー８の濁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１０．１ １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−法により作動するい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ｑ４、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。熱流年３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。槓又は縦方向の熱流６　及び６　を測定する ことによって、ＣＴ、Ａ−法ｉ−３＠ 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％ ３及び乍、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に近接して使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、その結果この凹所で横方向の保 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Ａｌ ｘＯｓ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の両便には適切な線条及び／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ｑ４を測定しまたガラス下層を加熱することができる。熱流Ｌ１￥３は線 条及び／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 。

要　約　書 基板上のセンサーにより、例えば自動車の吸込マニホルド中の空気量を測定する にあたり、このセンサーを熱絶縁措置により基板から分離し、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、センサー信号の修正に利用する。

国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．基板上のセンサーにより、例えば自動車の吸込マニホルド中の空気量を測定 するに当たり、センサーを基板から分離し、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すことを特徴とする空気量の測定法。
2. ２．センサーに近接する横方向の熱流を計測する請求項１記載の方法。
3. ３．センサーに近接する横方向の熱流を変化させる請求項１又は２記載の方法。
4. ４．センサーに近接する範囲をセンサー温度に対して一定の温度差に加熱するこ とによって、センサーに近接する横方向の熱流を安定に保つ請求項３記載の方法 。
5. ５．垂直な熱流を、センサーの下の基板温度を測定することによって計測する請 求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. ６．センサーの下の垂直な熱流を変化させる請求項１から５までのいずれか１項 記載の方法。
7. ７．センサーの下の基板表面を、センサー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、センサー基板に対して垂直な熱流を一定に保つ請求項６ 記載の方法。
8. ８．センサー周辺の熱流の計測値から複数の信号を得、これをセンサー信号の補 正に使用する請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. ９．センサー周辺の熱流に影響を及ぼすことによってこれらの熱流を安定化し、 これにより不活性化する請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. １０．質量流量速度を計測するためのセンサー（８）が、基板（１）上に配置さ れている測定及び／又は線条抵抗体（６、７）の上方で層（２）に配置されてお り及び／又は、測定及び／又は線条抵抗体（１０、１１、１２）によって取り囲 まれていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法を 実施するための空気量測定装置。
11. １１．層（２）が湾曲部（３）の下でブリスター（４）を形成しており、このブ リスター（４）内で基板（１）の表面（５）上に測定及び／又は線条抵抗体（６ 、７）がまた湾曲部（３）の頂部でその外側にセンサー（８）が配置されている 請求項１０記載の空気量測定装置。
12. １２．センサー（８）に近接して湾曲部（３）上に測定及び／又は線条抵抗体（ １０、１１、１２）が配置されておりまた有利にはセンサー（８）を取り囲んで いる請求項１１記載の空気量測定装置。
13. １３．基板（１）上に配置された測定及び／又は線条抵抗体（６、７）が絶縁層 （１３）によって取り囲まれており、その上にセンサー（８）を支持するガラス 下層（１４）が存在する請求項１０記載の空気量測定装置。
14. １４．センサー（８）に近接して絶縁層（１３）上にか又はガラス下層（１４） 上に測定及び／又は線条抵抗体（１０、１１、１２）が配置されておりまた有利 にはセンサー（８）を取り囲んでいる請求項１３記載の空気量測定装置。
15. １５．層（１３）が多孔質セラミックからなる請求項１３又は１４記載の空気量 測定装置。