JPH0814978A - 熱式空気流量計 - Google Patents
熱式空気流量計Info
- Publication number
- JPH0814978A JPH0814978A JP6153294A JP15329494A JPH0814978A JP H0814978 A JPH0814978 A JP H0814978A JP 6153294 A JP6153294 A JP 6153294A JP 15329494 A JP15329494 A JP 15329494A JP H0814978 A JPH0814978 A JP H0814978A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】エンジンの吸入空気流量計測する流量計におい
てスロットル弁全開時のように逆流が伴った脈流であっ
ても測定誤差を低減すること。 【構成】発熱抵抗体とその上流、および下流に設けた温
度センサにより、流れの方向検知および真の流量を検出
するものであり、抵抗体部およびセンサ部を基板から熱
絶縁することにより応答性を向上して測定精度を向上す
るもの。 【効果】しぼり弁全開時のように空気流が逆流を伴った
脈動流である場合でも熱式空気流量計で真の空気流量を
高精度に測定することができ、高精度な熱式空気流量計
を提供しうる効果がある。
てスロットル弁全開時のように逆流が伴った脈流であっ
ても測定誤差を低減すること。 【構成】発熱抵抗体とその上流、および下流に設けた温
度センサにより、流れの方向検知および真の流量を検出
するものであり、抵抗体部およびセンサ部を基板から熱
絶縁することにより応答性を向上して測定精度を向上す
るもの。 【効果】しぼり弁全開時のように空気流が逆流を伴った
脈動流である場合でも熱式空気流量計で真の空気流量を
高精度に測定することができ、高精度な熱式空気流量計
を提供しうる効果がある。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は自動車の内燃機関の吸
入空気量を計測する熱式空気流量計に関し、特に逆流す
る空気流量を考慮して真の吸入空気量を検出する内燃機
関用熱式空気流量計に関する。
入空気量を計測する熱式空気流量計に関し、特に逆流す
る空気流量を考慮して真の吸入空気量を検出する内燃機
関用熱式空気流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車用内燃機関の吸入空気流量
を検出する方法は数多く提案されているが、実用化され
ているものとしては、空気の動圧を可動ベーンの傾きに
より検出するベーン方式，カルマン渦の周波数から検出
するカルマン渦方式，熱線の抵抗変化を利用する熱線方
式等がある。しかし、これらの吸入空気量検出方式は低
回転の全開近傍における吸気の脈動および吹き返し現象
がある。この吹き返し現象は各気筒の運動に対し、吸排
気弁がオーバーラップしている場合にはシリンダから吸
気管へ空気が逆流して、吹き返し現象が生じ、吸気弁の
みが開いている場合にはこの逆流した空気が再びエンジ
ンに吸引されることになる。この空気の逆流により、真
の空気量が検出できない。この吹き返し現象は上死点の
前後で発生する。空気流量検出器は機関の吸気弁からか
なり離れた位置にあり、その容積により遅れを生じて吹
き返しの現象が発生し、その位相は機関回転数により変
化する。従って、吹き返し現象は上死点より後で検出さ
れる。このため、各吸入空気量検出方式への影響はバル
ブタイミング，吸気管形状により異なるが、おおむね２
０００rpm 以下の回転数で吸気管負圧が−５０mmＨｇよ
り大気側の領域で起る。特に、熱線方式では空気流量の
方向に関係なく、同一方向の信号しか取り出せないため
吹き返しの空気量と吸引時の空気量とを区別することが
困難である。この課題に対して、従来は例えば特公昭62
−14705 号公報に示すように、該熱線式空気流量の信号
に補正係数をかける方法を用いていた。また、特開昭61
−213728号公報に示すように空気流量計の出力値の特異
点が複数個以上存在した場合に流れの方向に変化が有っ
たと判断し逆流と見なす方法が用いられていた。
を検出する方法は数多く提案されているが、実用化され
ているものとしては、空気の動圧を可動ベーンの傾きに
より検出するベーン方式，カルマン渦の周波数から検出
するカルマン渦方式，熱線の抵抗変化を利用する熱線方
式等がある。しかし、これらの吸入空気量検出方式は低
回転の全開近傍における吸気の脈動および吹き返し現象
がある。この吹き返し現象は各気筒の運動に対し、吸排
気弁がオーバーラップしている場合にはシリンダから吸
気管へ空気が逆流して、吹き返し現象が生じ、吸気弁の
みが開いている場合にはこの逆流した空気が再びエンジ
ンに吸引されることになる。この空気の逆流により、真
の空気量が検出できない。この吹き返し現象は上死点の
前後で発生する。空気流量検出器は機関の吸気弁からか
なり離れた位置にあり、その容積により遅れを生じて吹
き返しの現象が発生し、その位相は機関回転数により変
化する。従って、吹き返し現象は上死点より後で検出さ
れる。このため、各吸入空気量検出方式への影響はバル
ブタイミング，吸気管形状により異なるが、おおむね２
０００rpm 以下の回転数で吸気管負圧が−５０mmＨｇよ
り大気側の領域で起る。特に、熱線方式では空気流量の
方向に関係なく、同一方向の信号しか取り出せないため
吹き返しの空気量と吸引時の空気量とを区別することが
困難である。この課題に対して、従来は例えば特公昭62
−14705 号公報に示すように、該熱線式空気流量の信号
に補正係数をかける方法を用いていた。また、特開昭61
−213728号公報に示すように空気流量計の出力値の特異
点が複数個以上存在した場合に流れの方向に変化が有っ
たと判断し逆流と見なす方法が用いられていた。
【０００３】さらに、特開平1−185416 号公報には１枚
の電気絶縁体上に２ヶの発熱抵抗体を設けて、その２ヶ
の発熱抵抗体を用いた熱線式空気流量計の信号の差から
空気流の方向を検知する方法が用いられていた。
の電気絶縁体上に２ヶの発熱抵抗体を設けて、その２ヶ
の発熱抵抗体を用いた熱線式空気流量計の信号の差から
空気流の方向を検知する方法が用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
特公昭62−14705 号公報に記載されているものは対症療
法的で精度が悪くかつ補正係数を求めるのに時間がかか
るという問題があった。また、特開昭61−213728号公報
に記載されているものは、脈動波形はエンジンの種類お
よび吸気管形状等により大きく左右され逆流部分を正確
には把握できない問題があった。
特公昭62−14705 号公報に記載されているものは対症療
法的で精度が悪くかつ補正係数を求めるのに時間がかか
るという問題があった。また、特開昭61−213728号公報
に記載されているものは、脈動波形はエンジンの種類お
よび吸気管形状等により大きく左右され逆流部分を正確
には把握できない問題があった。
【０００５】さらに、特開平1−185416 号公報に記載さ
れているものは、異なる２つの制御回路を設けなければ
ならず回路構成が複雑になり高価になるという問題と両
制御回路の制御時定数を互いに合わせることはかなり困
難であるので、両抵抗を加熱する場合の時定数が異な
り、無視することができないといった問題があった。
れているものは、異なる２つの制御回路を設けなければ
ならず回路構成が複雑になり高価になるという問題と両
制御回路の制御時定数を互いに合わせることはかなり困
難であるので、両抵抗を加熱する場合の時定数が異な
り、無視することができないといった問題があった。
【０００６】本発明の目的は、逆流による測定誤差を低
減できる熱式空気流量計を提供することにある。
減できる熱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】薄い平板状の基板上に形
成した膜式の発熱抵抗体および、前記発熱抵抗体の上
流，下流側に設けた２ヶの温度センサ、更に前記発熱抵
抗体および２ヶの温度センサは空洞により基板と熱絶縁
されている。
成した膜式の発熱抵抗体および、前記発熱抵抗体の上
流，下流側に設けた２ヶの温度センサ、更に前記発熱抵
抗体および２ヶの温度センサは空洞により基板と熱絶縁
されている。
【０００８】
【作用】前記発熱抵抗体により空気流量を検出し、２ヶ
の温度センサの信号差により流れの方向を検出して逆流
が発生した時の流量信号を補正するようにする。
の温度センサの信号差により流れの方向を検出して逆流
が発生した時の流量信号を補正するようにする。
【０００９】この際、２ヶの温度センサは空洞により基
板と熱絶縁が施され、応答性が大幅に改善されており正
確な逆流信号となり得る為、流量信号も高精度となる。
板と熱絶縁が施され、応答性が大幅に改善されており正
確な逆流信号となり得る為、流量信号も高精度となる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例である。本発明の熱
式空気流量計１は自動車の吸入空気を導入し計測するた
めボディ２との１枚の電気絶縁体である基板（セラミッ
ク，シリコン等）３上に膜式発熱抵抗体４を形成し、さ
らにその上流側，下流側に２ヶの温度検出用抵抗体５，
６を設けた空気流量検出部である基板３、および吸気温
度補償用の抵抗体７より構成される。
式空気流量計１は自動車の吸入空気を導入し計測するた
めボディ２との１枚の電気絶縁体である基板（セラミッ
ク，シリコン等）３上に膜式発熱抵抗体４を形成し、さ
らにその上流側，下流側に２ヶの温度検出用抵抗体５，
６を設けた空気流量検出部である基板３、および吸気温
度補償用の抵抗体７より構成される。
【００１１】一方、ボディ２の外周面には駆動回路部８
が設けられ、膜式抵抗体４、および２ヶの温度検出用抵
抗体５，６、および温度補償用抵抗体７と夫々電気的に
接続されている。
が設けられ、膜式抵抗体４、および２ヶの温度検出用抵
抗体５，６、および温度補償用抵抗体７と夫々電気的に
接続されている。
【００１２】図２はその駆動回路部８の動作を示す回路
図である。前記膜式抵抗体４、および温度補償用抵抗体
７は夫々抵抗体１０，１１とともにブリッジを形成し作
動増幅器１２を経てトランジスタ１３に帰還され、ブリ
ッジ中点電圧Ｖｉとして流量信号を取り出す。一方、上
流側温度検出用抵抗体５と下流側温度検出用抵抗体６お
よび抵抗１８，９により同様にブリッジを構成し、その
信号の差を比較器１４を介して空気の流れの信号として
取り出す。更に前記流量信号と流れの信号をマイクロコ
ンピュータ１５に入力し、逆流発生と判断した時にその
出力信号を補正して正確な流量信号を得る。
図である。前記膜式抵抗体４、および温度補償用抵抗体
７は夫々抵抗体１０，１１とともにブリッジを形成し作
動増幅器１２を経てトランジスタ１３に帰還され、ブリ
ッジ中点電圧Ｖｉとして流量信号を取り出す。一方、上
流側温度検出用抵抗体５と下流側温度検出用抵抗体６お
よび抵抗１８，９により同様にブリッジを構成し、その
信号の差を比較器１４を介して空気の流れの信号として
取り出す。更に前記流量信号と流れの信号をマイクロコ
ンピュータ１５に入力し、逆流発生と判断した時にその
出力信号を補正して正確な流量信号を得る。
【００１３】図３は本発明の空気流量検出部である基板
３の詳細を説明する平面図であり感温抵抗体４および温
度センサは、上流側温度検出用抵抗体５及び下流側温度
検出用抵抗体６とから構成され、それを薄膜により形成
した場合を示し、図４はその断面図である。
３の詳細を説明する平面図であり感温抵抗体４および温
度センサは、上流側温度検出用抵抗体５及び下流側温度
検出用抵抗体６とから構成され、それを薄膜により形成
した場合を示し、図４はその断面図である。
【００１４】また、図５はその応用例を示す平面図で流
れ方向を検知する上流側温度検出用抵抗体５と下流側温
度検出用抵抗体６との応答性を向上する為に、基板３と
の間に空洞部１６を設けた場合を示し、図６はそのＡ−
Ａ断面図を示すものである。図７は図３において、上流
側温度検出用抵抗体５と下流側温度検出用抵抗体６をダ
イオードまたはトランジスタ５１，６１を使用した場合
を示す平面図である。
れ方向を検知する上流側温度検出用抵抗体５と下流側温
度検出用抵抗体６との応答性を向上する為に、基板３と
の間に空洞部１６を設けた場合を示し、図６はそのＡ−
Ａ断面図を示すものである。図７は図３において、上流
側温度検出用抵抗体５と下流側温度検出用抵抗体６をダ
イオードまたはトランジスタ５１，６１を使用した場合
を示す平面図である。
【００１５】図８は、図６における空洞部１６を形成す
る場合のプロセスフロー図である。第１ステップとし
て、例えばセラミックの基板３の上部に金属ペーストを
印刷・焼成し、更にガラス等の絶縁材１７を印刷・焼成
する。この際一部は金属ペースト部を露出させエッチン
グ時の窓部とする。次に例えばＰｔ等の薄膜の抵抗体を
印刷・焼成またはスパッタリングにより膜式抵抗体４お
よび温度検出用抵抗体５，６を形成する。次に酸性のエ
ッチング液により化学的に金属ペースト部をエッチング
し空洞部１６を形成する。
る場合のプロセスフロー図である。第１ステップとし
て、例えばセラミックの基板３の上部に金属ペーストを
印刷・焼成し、更にガラス等の絶縁材１７を印刷・焼成
する。この際一部は金属ペースト部を露出させエッチン
グ時の窓部とする。次に例えばＰｔ等の薄膜の抵抗体を
印刷・焼成またはスパッタリングにより膜式抵抗体４お
よび温度検出用抵抗体５，６を形成する。次に酸性のエ
ッチング液により化学的に金属ペースト部をエッチング
し空洞部１６を形成する。
【００１６】図９は更に他の例を示す流量検出部である
基板３の平面図であり、アルミナ等の薄板基板３の先端
部に更に極薄板部３１を有した上に抵抗体４，５，６を
形成するものであり、図１０はその断面図である。
基板３の平面図であり、アルミナ等の薄板基板３の先端
部に更に極薄板部３１を有した上に抵抗体４，５，６を
形成するものであり、図１０はその断面図である。
【００１７】図１１はその具体的なプロセスを示す図で
ある。
ある。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、しぼり弁全開時のよう
に空気流が逆流を伴った脈動流である場合でも熱式空気
流量計で真の空気流量を高精度に測定することができ、
高精度な熱式空気流量計を提供しうる効果がある。
に空気流が逆流を伴った脈動流である場合でも熱式空気
流量計で真の空気流量を高精度に測定することができ、
高精度な熱式空気流量計を提供しうる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す熱式流量計の断面図。
【図２】駆動回路部の回路図。
【図３】空気流量検出部の平面図。
【図４】図３の断面図。
【図５】本発明の他の実施例を示す空気流量検出部の平
面図。
面図。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】本発明の他の実施例を示す空気流量検出部の平
面図。
面図。
【図８】製造プロセスのフロー図。
【図９】本発明の他の実施例を示す空気流量検出部の平
面図。
面図。
【図１０】図９の断面図。
【図１１】図９，図１０のプロセスを示す図。
３…基板、４…膜式抵抗体、５…上流側温度検出用抵抗
体、６…下流側温度検出用抵抗体、７…温度補償用抵抗
体、１６…空洞部、１７…絶縁部材。
体、６…下流側温度検出用抵抗体、７…温度補償用抵抗
体、１６…空洞部、１７…絶縁部材。
フロントページの続き (72)発明者 渡辺 泉 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 ３ 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 磯野 忠 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 ３ 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 西村 豊 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 布川 功 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (12)
- 【請求項１】内燃機関の吸入空気量を検出し、この吸入
空気流量に応じた電圧を出力する熱式空気流量計におい
て、薄い平板状に形成された基板と、この基板上に形成
された膜式の感温抵抗体から成る発熱抵抗体と、該発熱
抵抗体の上流側および下流側に設けた空気の流れ方向を
検知する温度センサを備えてなる熱式空気流量計。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記２つ
の空気の流れを検知する温度センサ部および発熱抵抗体
は前記基板に対し空洞による熱的絶縁を設けたことを特
徴とする熱式空気流量計。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、前記熱的
絶縁を図る空洞部は基板上に導電性ペーストを塗布焼成
し、更にガラス等の絶縁材を形成後化学エッチング処理
にて形成されたことを特徴とする熱式空気流量計。 - 【請求項４】特許請求の範囲第２項記載の熱式空気流量
計において、前記熱的絶縁を図る空洞部は基板上に形成
した金属膜例えばモリブデンの上にガラス等の絶縁材を
形成後熱処理にて昇華したことを特徴とする熱式空気流
量計。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項記載の熱式空気流量
計において、前記温度センサは感温抵抗体と同一手法の
膜式より形成したことを特徴とする熱式空気流量計。 - 【請求項６】特許請求の範囲第１項記載の熱式空気流量
計において、前記２ヶの温度センサは半導体ダイオード
またはトランジスタ（チップ）より構成したことを特徴
とする熱式空気流量計。 - 【請求項７】特許請求の範囲第６項において、前記ダイ
オードまたはトランジスタはＣＣＢ接続法により、搭載
したことを特徴とする熱式空気流量計。 - 【請求項８】特許請求の範囲第１ないし５項のいずれか
記載の熱式空気流量計において、前記温度センサは基板
の先端部に設けたことを特徴とした熱式空気流量計。 - 【請求項９】特許請求の範囲第１項記載の熱式空気流量
計において、前記平板状に形成された基板の一部に極薄
部を設けたことを特徴とする熱式空気流量計。 - 【請求項１０】特許請求の範囲第９項記載の熱式空気流
量計において、前記基板の極薄部上に少なくとも２ヶの
温度センサを形成したことを特徴とした熱式空気流量
計。 - 【請求項１１】特許請求の範囲第１ないし１０項のいず
れか記載の熱式空気流量計において、前記２ヶの温度セ
ンサの出力差即ち温度差から空気の流れ方向を検出する
ことを特徴とした熱式空気流量計。 - 【請求項１２】特許請求の範囲第１項ないし第１１項の
いずれかにおいて、前記空気の流れ方向を検出し、逆流
方向時に前記熱式空気流量計の出力信号からその逆流期
間分の信号の２倍を減算することを特徴とした熱式空気
流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153294A JPH0814978A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 熱式空気流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6153294A JPH0814978A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 熱式空気流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0814978A true JPH0814978A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15559334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6153294A Pending JPH0814978A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 熱式空気流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814978A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6629456B2 (en) | 2000-12-20 | 2003-10-07 | Denso Corporation | Thermal flowmeter for detecting rate and direction of fluid flow |
| US6862930B1 (en) | 1998-10-21 | 2005-03-08 | Denso Corporation | Fluid flow amount measuring apparatus responsive to fluid flow in forward and reverse directions |
| DE102013218271A1 (de) | 2013-02-13 | 2014-08-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermisches Luftflussmeter |
| WO2014128348A1 (en) * | 2013-02-22 | 2014-08-28 | Vaisala Oyj | A radiosonde and a method for atmospheric measurements performed at an elevated temperature |
| CN107923780A (zh) * | 2015-08-31 | 2018-04-17 | 日立汽车系统株式会社 | 空气流量计 |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP6153294A patent/JPH0814978A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6862930B1 (en) | 1998-10-21 | 2005-03-08 | Denso Corporation | Fluid flow amount measuring apparatus responsive to fluid flow in forward and reverse directions |
| US6629456B2 (en) | 2000-12-20 | 2003-10-07 | Denso Corporation | Thermal flowmeter for detecting rate and direction of fluid flow |
| DE102013218271A1 (de) | 2013-02-13 | 2014-08-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermisches Luftflussmeter |
| US8899103B2 (en) | 2013-02-13 | 2014-12-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermal air flow meter |
| DE102013218271B4 (de) | 2013-02-13 | 2018-10-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermisches Luftflussmeter |
| WO2014128348A1 (en) * | 2013-02-22 | 2014-08-28 | Vaisala Oyj | A radiosonde and a method for atmospheric measurements performed at an elevated temperature |
| CN107923780A (zh) * | 2015-08-31 | 2018-04-17 | 日立汽车系统株式会社 | 空气流量计 |
| CN107923780B (zh) * | 2015-08-31 | 2021-06-18 | 日立汽车系统株式会社 | 空气流量计 |
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