JPH06207842A - 発熱抵抗式空気流量計 - Google Patents

発熱抵抗式空気流量計

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JPH06207842A
JPH06207842A JP5003107A JP310793A JPH06207842A JP H06207842 A JPH06207842 A JP H06207842A JP 5003107 A JP5003107 A JP 5003107A JP 310793 A JP310793 A JP 310793A JP H06207842 A JPH06207842 A JP H06207842A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高集積化と高機能化によりエンジン制御装置の
負担を軽減し、また耐熱構造に優れた空気流量計を提供
すること。 【構成】空気流量信号とエンジン制御値の関係を記憶す
る記憶装置とその値を補正する演算部を設け、かつ、基
板の温度を制御することにより高精度なエンジン制御値
を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空気流量計に係り、特に
自動車のエンジン制御に用いられる発熱式空気流量計に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の内燃機関用の吸入空気流
量計測装置としては、例えば特開平2−276914号公報に
記載されているように、発熱抵抗素子に流れる電流の大
きさを制御する制御装置をエンジンコントロールユニッ
ト内の内燃機関制御用コンピュータと同じ基板上に設置
し、空気流量を測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年においては、自然
環境保護、少省源化のため、より自動車のエンジンにお
ける高精度な燃焼制御が望まれている。このため、エン
ジン制御用コンピュータにおける演算，制御量が増して
いるが、上記従来技術では、吸入空気流量を基板の温度
を制御することにより温度に対し広範囲高精度に、か
つ、エンジン制御に必要な空気流量値を直接演算，算出
し、出力することにより、高精度な燃焼制御可能にさせ
るとともに、エンジン制御用コンピュータの演算処理負
担を軽減するには十分でなかった。また、温度補償はそ
れぞれの電子部品の温度特性によりバランスを取るよう
にしていたため、精度が悪く、かつ、電子部品の温度補
償範囲以外は補償しきれなかった。
【０００４】さらに、内燃機関用の空気流量計は温度が
高いところに設けられるが、その耐熱構造については配
慮されていなかった。
【０００５】本発明の目的は、エンジンの制御装置を軽
減するとともに高機能を有する発熱抵抗式空気流量計を
提供することにある。
【０００６】また、本発明の他の目的は、耐熱機能を有
する発熱抵抗式空気流量計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、吸気管内に
設けられた発熱抵抗体を用いた、前記発熱抵抗体を流れ
る空気流量に対応した信号から空気流量を測定する発熱
抵抗式空気流量計において、前記発熱抵抗体の加熱制御
をプログラムに基づいて演算処理することによって行う
演算処理部を含む部材が前記吸気管に取付けられている
ことによって達成される。
【０００８】また、本発明の他の目的は、吸気管内に設
けられた発熱抵抗体を用いて空気流量に対応した信号を
出力する検出部を備えた発熱抵抗式空気流量計におい
て、前記検出部を冷却機能付の基板上あるいは温度調整
付の基板上に設けることによって達成される。
【０００９】さらに、本発明の他の目的は、吸気管内に
設けられた発熱抵抗体を用いて空気流量に対応した信号
を出力する検出部と、前記検出部を密封するカバーとを
備えた発熱抵抗式空気流量計において、前記カバーをガ
ラスで封止することによって達成される。
【００１０】さらに、本発明の他の目的は、吸気管内に
設けられた発熱抵抗体を用いて空気流量に対応した信号
を出力する検出部を備えた発熱抵抗式空気流量計におい
て、前記検出部を鉛で覆うことによって達成される。
【００１１】
【作用】空気流量計自体にプログラムに基づいて演算処
理する演算処理部を設けて、発熱抵抗体の加熱制御を行
っているため、エンジン制御とは別に空気流量を演算す
ることができる。
【００１２】また、空気流量の検出部を温度調整可能な
基板上に設置しているため、エンジンルーム内の高温の
場所に設置しても高精度な空気流量が検出可能となる。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。
【００１４】図１は、実施例の構造図、図２は電子回路
の構成図である。これにより、空気流量の検出法を説明
する。１は吸気管３内に設けられた発熱抵抗体、１５ａ
は１７のデジタル算算回路からの信号をアナログ信号に
変換するＤ／Ａ変換器、１５ｂはその信号をもとに１の
発熱抵抗体に加熱電流を供給する加熱電流源である。１
６ａの基準抵抗と１６ｂのＡ／Ｄ変換器により発熱抵抗
体の温度を検出するための検出回路である。検出回路に
よって検出された温度は、１２のデジタル演算回路に伝
えられ、１の発熱抵抗体が所定の温度であるか否か演算
される。所定の温度以上あるいは以下の場合、１の発熱
抵抗体が所定の温度になるような値がデジタル演算回路
１２にて演算される。また、この時、あるいは、演算さ
れる前に、２の感熱抵抗体と１８ａの定電流源と１８ｂ
のＡ／Ｄ変換器からなる空気温度検出器によって空気温
度が検出され、その値が１２のデジタル演算回路に伝え
られる。この空気温度信号によって、演算結果に補正が
１２のデジタル演算回路にて加えられ、その結果が１５
ｂと１５ａからなる駆動回路に伝えられ、発熱抵抗体は
所定の温度に制御される。
【００１５】発熱抵抗体が所定の温度に制御されている
とき、１６ｂの加熱電流検出器の信号と１９の記憶回
路、たとえばＲＯＭに記憶された該信号と空気流量とエ
ンジン制御空気流量値の関係からエンジン制御空気流量
値が１２のデジタル演算回路にて演算される。１９の記
憶回路は記憶内容が電磁波等により変更されないように
鉛で覆われている。
【００１６】前述の空気温度値と演算されたエンジン制
御空気流量値がエンジン制御用コンピュータに出力され
る。この時の出力信号はエンジン制御用コンピュータが
直接受け取れるデジタル信号であり、エンジン制御空気
流量値は前もって決められた時間ごと、あるいは、エン
ジン制御用コンピュータからの要求信号によってそれぞ
れが出力される。
【００１７】以上の電子部品と抵抗と導体配線は１１の
絶縁体、例えばセラミックで出来た基板の上に形成さ
れ、１１の基板は冷却機能または温度調整可能な基板、
例えばペルチエ効果を利用した基板と接着されている。
この基板は電子部品が乗っていない面に４の放熱板と接
合されている。またこれらの基板は１４の硝子で封止さ
れている。
【００１８】次に図３のフローチャートを用いて詳細な
動作を示す。１９のＲＯＭに記憶された１の発熱抵抗体
の温度初期値Ｔｏに相当する信号が１２のデジタル演算
回路を通じて７ｂのＤ／Ａ変換器に送られる。この信号
にもとづき１５ａの可変電流源が電流Ｉｈを供給する。
この時の加熱抵抗体１の端子電圧Ｖｈと８ａの基準抵抗
体の端子電圧Ｖｏは８ｂのＡ／Ｄ変換器にてアナログ信
号をデジタル信号に変えられる。変換された信号と１９
のＰＲＯＭに記憶されている発熱抵抗体の基準温度にお
ける抵抗値Ｒｏと発熱抵抗体の温度係数αと基準抵抗体
の抵抗値Ｒ１をもとに１２のデジタル演算回路、例えば
マイクロコンピュータ、で発熱抵抗体の加熱温度が算出
される。算出式を（１)，(２）に示す。
【００１９】 Ｒｈ＝Ｒ１（Ｖｈ−Ｖｏ）／Ｖｏ …（１） Ｖｏ：加熱電流Ｉｈの基準抵抗体端子電圧 Ｒ１：基準抵抗体の抵抗値 （Ｔｈ−Ｔａ）＝（Ｒｈ／Ｒｏ−１）／α …（２） （Ｔｈ−Ｔａ）：発熱抵抗体の加熱温度 Ｒｏ：発熱抵抗体の基準温度における抵抗値 α：発熱抵抗体の温度係数 １８のＰＲＯＭに記憶されている目標となる発熱抵抗体
の温度ＴｔからＴｈ，Ｔａを引いた値が０でない場合、
すなわち目標温度になっていない場合、差分ａから補正
値が計算され１５ｂのＤ／Ａ変換器を通して発熱抵抗体
が一定温度に制御される。
【００２０】以上の動作で発熱抵抗体が一定温度に制御
されているとき基準抵抗体に流れる電流Ｉｈは（３）式
に示されるように空気流量Ｑに対応して変化する。すな
わち基準抵抗体の端子電圧Ｖｏは（４）式に示されるよ
うに空気流量Ｑに対応して変化する。
【００２１】 Ｉｈ2Ｒｈ＝（Ａ＋Ｂ√Ｑ)(Ｔｈ−Ｔａ） …（３） Ａ，Ｂ：発熱抵抗体の定数 Ｖｏ＝Ｒ１×√{(Ａ＋Ｂ√Ｑ)／Ｒｈ×(Ｔｈ−Ｔａ）｝ …（４） この電圧信号Ｖｏと空気流量Ｑとエンジン制御空気流量
値Ｃｄの関係が実測されており、その関係が例えば図４
のようにあり、１８に記憶されているとき、１２のデジ
タル演算回路はこの関係からエンジン制御空気流量値Ｃ
ｄを求める。前述の吸入空気温度出力信号Ｔａとエンジ
ン制御空気流量値出力信号Ｃｄは時分割に、あるいはエ
ンジン制御装置の要求にもとづき１７の入出力バッファ
を通してエンジン制御装置に送られる。尚、このエンジ
ン制御値と吸入空気温度信号は１回あるいは２回以上の
計測された吸入空気流量値の平均値にもとづいたもので
ある。
【００２２】次に基板の温度制御の実施例を図５の温度
制御構成図を用いて説明する。６の金属でつながれた７
の熱電素子である半導体、例えばＮ形ビスマステルル
（Ｂｉ2Ｔｅ3）と８の熱電素子である半導体、例えばＰ
形ビスマステルル（Ｂｉ2Ｔｅ3）に電流を流すことによ
り、ペリチエ効果で１１の基板が冷却あるいは加熱され
る。尚７と８は硝子などの絶縁体で電気的に絶縁されて
いる。１１の基板に埋め込まれた、あるいは接して基板
の温度を計るための温度センサーにより検出された基板
の温度信号が１２のデジタル演算回路に送られる。この
信号にもとづき１２のデジタル演算回路で演算され、１
９の記憶部に記録された温度より高い場合は２１ｃと２
１ｄのスイッチをオンしペルチエ効果により１１の基板
を冷却する。５の絶縁基板側は発熱側になるため、４の
放熱板を通して放熱される。低い場合はスイッチ２１
ａ，２１ｂが１２のデジタル演算回路によってオンさ
れ、逆の電流が流れることにより、ペルチエ効果により
１１の基板が加熱される。これらの動作により、基板の
温度が一定に保たれる。図６から図１０に図５の変形例
を示す。ここで基板に関する構造は図５と同様のため説
明は省略する。図６は冷却のみする場合の実施例で電源
２２によって基板が冷却される。図７は２つの電源２２
をスイッチ２４で切替わることにより温度調整する実施
例である。図８は１電源２２で温度調整する実施例でス
イッチ２４を２個設けたものである。図９はアナログ制
御により冷却のみする実施例である。比較的安価にでき
る。図１０はデジタル制御により冷却のみする実施例で
ある。
【００２３】図６から図１０に示した実施例においては
用途に合わせて選択すれば図５の実施例同様の効果を得
ることができる。
【００２４】次に図１１は本発明のエンジン制御システ
ム図である。このシステムにおいては空気流量計１０１
によって検出された空気流量とクランク角センサ１０５
によって検出された回転角がエンジン制御用コントロー
ルユニット１０２に入力され、そこで燃料噴射量と点火
時期が演算され、燃料噴射装置１０３と点火装置104に
出力される。ここで空気流量計１０１は図１，図２で説
明したように発熱抵抗体１，駆動部３１，デジタル演算
器１２，ＲＯＭ１９，ＲＡＭ２０を備えている。このよ
うにエンジン制御用コントロールユニット１０２とは別
に空気流量検出用のデジタル演算器１２を有しているこ
とからエンジン制御用コントロールユニット１０２内の
デジタル演算器の負荷を軽減できるとともに所望の空気
流量に関する信号を生成して空気流量計１０１から出力
することが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、高精度でかつ、エンジ
ン制御装置の負担を軽くすることができ、また、耐熱性
の富んだ流量計となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構造図。
【図２】本発明の一実施例の電子回路構成図。
【図３】本発明のフローチャート。
【図４】基準抵抗体と空気流量とエンジン制御空気流量
値のテーブル。
【図５】本発明を適用した温度調整法の一実施例。
【図６】本発明の冷却装置に係る一実施例。
【図７】本発明を適用した温度調整法の他の実施例。
【図８】本発明を適用した温度調整法の他の実施例。
【図９】本発明を適用した温度調整法の他の実施例。
【図１０】本発明を適用した温度調整法の他の実施例。
【図１１】本発明のエンジン制御システム図。
【符号の説明】
１…発熱抵抗体、２…感熱抵抗体、３…吸気管、４…放
熱板、５…基板、６，９…金属、７…Ｎ形半導体、８…
Ｐ形半導体、１０…絶縁体、１１…セラミック基板、１
２…デジタル演算器、１３…記憶器、１４…ガラス、１
５ａ…加熱電流源、１５ｂ…Ｄ／Ａ変換器、１６ａ…空
気温度検出器、１６ｂ，１８ｂ…Ａ／Ｄ変換器、１７…
入出力バッファ、１８ａ…定電流源、１９…ＲＯＭ、２
０…RAM、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２４…ス
イッチ、２２ａ，２２ｂ…電源、２３…温度センサー、
２５…比較器、２６，２７…基準抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 薫 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 筒井 光圀 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】吸気管内に設けられた発熱抵抗体を用いて
    前記発熱抵抗体を流れる空気流量に対応した信号から空
    気流量を測定する発熱抵抗式空気流量計において、前記
    発熱抵抗体の加熱制御をプログラムを基づいて演算処理
    することによって行う演算処理部を含む部材が前記吸気
    管に取付けられていることを特徴とする発熱抵抗式空気
    流量計。
  2. 【請求項２】請求項１において、前記演算処理部は前記
    発熱抵抗体を流れる信号と空気流量との関係が記憶され
    ている記憶部を有することを特徴とする発熱抵抗式空気
    流量計。
  3. 【請求項３】請求項１において、前記演算処理部の出力
    信号はエンジンを制御するために用いられる信号形式と
    同じであることを特徴とする発熱抵抗式空気流量計。
  4. 【請求項４】請求項１において、前記演算処理部は直接
    エンジン制御するための演算部とは別に設けられている
    ことを特徴とする発熱抵抗式空気流量計。
  5. 【請求項５】吸気管内に設けられた発熱抵抗体を用いて
    空気流量に対応した信号を出力する検出部を備えた発熱
    抵抗式空気流量計において、前記検出部は冷却機能付の
    基板上に設けられていることを特徴とする発熱抵抗式空
    気流量計。
  6. 【請求項６】請求項５において、前記基板はペルチエ効
    果を有することを特徴とする発熱抵抗式空気流量計。
  7. 【請求項７】吸気管内に設けられた発熱抵抗体を用いた
    空気流量に対応した信号を出力する検出部を備えた発熱
    抵抗式空気流量計において、前記検出部は温度調整され
    る基板上に形成されていることを特徴とする発熱抵抗式
    空気流量計。
  8. 【請求項８】請求項７において、前記基板は一定温度に
    制御されることを特徴とする発熱抵抗式空気流量計。
  9. 【請求項９】請求項７において、前記基板の温度を調整
    するための温度センサを有することを特徴とする発熱抵
    抗式空気流量計。
  10. 【請求項１０】吸気管内に設けられた発熱抵抗体を用い
    て空気流量に対応した信号を出力する検出部と、前記検
    出部を密封するカバーとを備えた発熱抵抗式空気流量計
    において、前記カバーはガラス封止されていることを特
    徴とする発熱抵抗式空気流量計。
  11. 【請求項１１】吸気管内に設けられた発熱抵抗体を用い
    て空気流量に対応した信号を出力する検出部を備えた発
    熱抵抗式空気流量計において、前記検出部は鉛で覆われ
    ていることを特徴とする発熱抵抗式空気流量計。
  12. 【請求項１２】請求項５ないし請求項１２のいずれか記
    載の発熱抵抗式空気流量計において、前記検出部は前記
    発熱抵抗体の加熱制御をプログラムに基づいて演算処理
    することによって行う演算処理部を有することを特徴と
    する発熱抵抗式空気流量計。
  13. 【請求項１３】請求項１ないし請求項１２のいずれか記
    載の発熱抵抗式空気流量計と、前記空気流量計からの出
    力信号に基づいて燃料演算を行うエンジン制御用コント
    ロールユニットとを有することを特徴とする内燃機関の
    制御システム。
JP5003107A 1993-01-12 1993-01-12 発熱抵抗式空気流量計 Expired - Lifetime JP2948040B2 (ja)

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JP5003107A JP2948040B2 (ja) 1993-01-12 1993-01-12 発熱抵抗式空気流量計
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KR1019940000192A KR940018652A (ko) 1993-01-12 1994-01-07 발열 저항식 공기유량계

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