JPH08210891A

JPH08210891A - 空気流量検出器

Info

Publication number: JPH08210891A
Application number: JP7328562A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Uchiyama; 内山　　薫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1996-08-20
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JP2948136B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被検出空気中に含まれる塵埃の付着による検出
精度の低下を防ぐこと。【解決手段】基板１上に感温膜抵抗体１１，１２と回路
１３，１４等を形成した。感温膜抵抗体１１は、被検出
空気の流れ方向に対し、上流側と下流側とで抵抗値が異
なるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気流量検出器に係
り、特に感温膜抵抗体を利用した自動車エンジンの燃料
制御に供する空気流量検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】感温膜抵抗体を応用した空気流量検出器
は、特公昭63−13419 号公報に示すように、空気流量検
出部と回路部は分離されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、製造
上のコストについて配慮されていないと共に、被検出空
気中に含まれる塵埃の付着による検出精度の低下につい
て考慮されていなかった。

【０００４】本発明は、製造コストが安く、かつ高精度
を維持した、即ち信頼性の高い空気流量検出器を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、検出素子と該制御回路を、共通の基板上
に、同一プロセス技術を使用して形成したことに特徴が
ある。又、高信頼化のためには、検出素子と空気流量方
向の相対関係を塵埃の付着し難い方向とし、検出素子を
被検出空気のバイパス通路に設けたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図によって説明
する。

【０００７】図１は本発明の空気流量検出器の構造図、
図２はその断面図、図３は基板とホルダーとの固定部を
示したものである。

【０００８】まず構造について説明する。図１，図２に
おいて、１はセラミックス又はガラス等である電気的絶
縁性を有する基板である。この基板１は空気の流れを整
流する整流板の作用をも有する。この基板１には、印刷
による厚膜回路製法、又はスパッタリング蒸着による薄
膜回路製法により、例えば白金である感温膜抵抗１１，
１２と電子回路の抵抗１３，１４および導体回路を形成
する。さらに、トランジスタ１１１，ＩＣ１１２、接続
のためのパッド１１３ａ〜１１３ｅをはんだ付けして回
路機能を完成する。２はホルダーであり、空気流量検出
器としての外部との電気的接続端子２１ａ〜２１ｃをイ
ンサートした樹脂成形品である。

【０００９】基板１とホルダー２とは２２部で接し、２
３部の接着剤で固着されると共に、図３の様に感温抵抗
部と回路部の間の基板とホルダーの接合は、ホルダー２
に設けた突起部２４で支持し、空気の漏れがない様、か
つ熱絶縁性の良い発泡性接着剤（例えばシリコーン樹
脂）で固着されている。２１１は保護カバーでホルダー
２に接着されている。

【００１０】３は被検出空気が流れる空気通路で、その
１部にバイパス通路３１を設け、該バイパス通路３１に
前述の感温膜抵抗１１，１２を形成した基板１の部分を
晒す様、取り付けネジ３１１で空気通路３にホルダー部
を固定する。

【００１１】図４，図５は、感温膜抵抗１１，１２の詳
細を示したものである。

【００１２】感温膜抵抗１１は、図４の様に形成してい
る。即ち、被検出空気の流れる方向と同一方向に抵抗１
１ａ〜１１ｄを形成し、この抵抗１１ａ〜１１ｄを導体
111で接続している。又感温膜抵抗部は、空気流量の変
化に高速で追随するため熱容量が小さいこと、および、
基板へ熱伝導する熱を低減させる必要がある。そのため
図１，図２のように、１１５部では横断面を小さくし、
熱抵抗を上げてあり、さらに１１６部では、基板１を薄
くして熱容量を下げている。さらに熱伝導を抑えるに
は、図５に示すように、基板１と、感温膜抵抗１１の間
に熱伝導率の低い電気絶縁材１１８（例えばガラス）を
設けると更に効果がある。１１３は保護コート材（例え
ばガラス）であり、電気絶縁材１１８とは無関係に回路
部もコーティングしてある。

【００１３】次に図６を用いて動作を説明する。

【００１４】感温膜抵抗１１，１２と抵抗１３，１４で
ブリッジを構成し、その中点の差電圧が一定値（ほぼ０
Ｖ）になる様にＩＣ１１２内の差動増幅部１１２ａでト
ランジスタ１１１を介して電力を制御する。ここで感温
膜抵抗１１は、空気を検出するもので空気温度よりも高
い温度に加熱、感温膜抵抗１２は空気温度を検出するも
ので加熱しない様に、それぞれの抵抗値、および抵抗１
３，１４の抵抗値を設定すれば、感温膜抵抗１１を空気
温度よりも定められた値だけ高い温度に加熱電流Ｉ_hを
供給することができる。従って加熱電流Ｉ_hは、空気流
量Ｑの関数となり、抵抗１４で、この電流Ｉ_hを電圧に
変換し、ＩＣ１１２内の差動増幅器112bで増幅し外部へ
の信号Ｖ₀を得ることができる。

【００１５】以上の実施例によれば、単一の基板１の上
に空気流量検出素子である感温膜抵抗体と回路を同一プ
ロセスで形成できるため、安価な空気流量検出器を提供
できる効果がある。又塵埃の付着による信頼性の効果を
図７によって説明する。空気に含まれる塵埃１５０は、
図７のように基板１の上辺、および、空気の流れと直角
方向の横配線上に付着する基板１の上辺は、熱伝達に直
接影響しない。横配線上は、発熱体では影響するが、本
実施例の様に導体であれば、影響は無視し得る。

【００１６】次に更なる高精度化のための感温膜抵抗体
の実施例を説明する。

【００１７】図８は、抵抗値を均一にした実施例であ
る。感温膜抵抗体の加熱温度は該抵抗値のばらつき影響
を受ける。即ち、抵抗値（非加熱時）を均一にすること
が高精度化のポイントであり、そのため抵抗トリミング
を行う。この際、抵抗１１ａ〜１１ｄの抵抗を均一にト
リミングしないと、１１ａ〜１１ｄ間に温度のアンバラ
ンスが発生し、空気流量検出器の出力がばらつく。そこ
でこの実施例では、まずトリミング前の抵抗値Ｒ_aを測
定し、トリミング後の目標値Ｒ_iとの偏差（Ｒ_i−
Ｒ_a）を計算する。次いでこの（Ｒ_i−Ｒ_a）の抵抗の本
数Ｎ（この例では４）で余しますＲ_a＋（Ｒ_i−Ｒ_a）Ｎ
まで抵抗１１ａをトリミング、次にＲ_a＋(Ｒ_i−Ｒ_a)×
２／Ｎまで抵抗１１ｂをトリミングとトリミングを行う
ことにより、全体に均一なトリミングを行うことができ
る。

【００１８】本実施例によれば加熱温度を一定にし、か
つ、感温膜抵抗体の温度分布が安定した高い検出器の出
力精度を得ることができる。

【００１９】図９は、感温膜抵抗体の発熱分布を一定に
した実施例である。空気流量検出器出力の高精度化の一
手法は発熱部の均一化である。空気の流れ方向と直角方
向の均一化は上述したが、空気の流れ方向に対する均一
化は、図９の様に空気の流れ上流部と下流部で感温膜抵
抗体の抵抗分布を変えることにより得ることができる。
即ち、基板１と空気との熱伝達は、上流側で大きく、下
流側で小さいので、それに合わせて、感温膜抵抗１１ａ
〜１１ｄを上流側の抵抗値を大きくし、下流側を小さく
形成することにより空気の流れ方向に対し温度が均一と
なり精度の高い空気流量出力を得ることができる。

【００２０】図１０は、多点検出化の実施例を示したも
のである。空気通路３に流れている空気は、通路の形状
等により偏流を生ずるのが一般的である。そのため、多
点で空気流量を検出することにより、偏流の影響を受け
難くすることができる。図１０は、感温膜抵抗１１を３
ケ所に直列に配置したものである。

【００２１】この様にすることにより上述の如く精度の
高い空気流量検出器を得ることができる。

【００２２】次に空気通路のバイパス部をホルダー２に
一体化した実施例を説明する。図１１はその実施例の平
面図、図１２は側断面図、図１３は下面図である。バイ
パス通路３１は、ホルダー２と樹脂の一体成形で形成す
る。そこで、この中の感温膜抵抗体１１，１２を配設す
る。図１２で４はプレートで、本図の下側より接着剤４
１で固着してある。即ち被検出空気は、Ｐｉからバイパ
ス通路３１に入り、感温膜抵抗１１，１２部を通りＰｏ
部でメイン通路に再び合流する。

【００２３】この実施例によれば、バイパス通路３１を
流れる空気の流速はメイン通路のそれより小さい値とな
る。従って、感温膜抵抗体を通過する塵埃の量も少なく
なり、その結果塵埃の付着による空気流量検出器として
の出力変化を抑制できる効果がある。

【００２４】図１４は、以上の実施例の空気流量検出器
を応用したエンジン制御システム図である。まず構成を
説明する。ＡＣはエンジンの吸入空気をとり入れるエア
クリーナで、空気のフィルターＦを内蔵している。ＡＦ
は上述の空気流量検出器で、スロットルバルブＴＶを備
えた通路に装着されている。ＩＮＪは燃料を直接エンジ
ンへ供給するインジェクターであり、Ｃは空気流量検出
器ＡＦの出力Ｑと図示していないエンジンの回転数Ｎと
を入力し、マイクロコンピュータによりエンジンへの燃
料供給量を算出し、インジェクターＩＮＪに指示する制
御モジュールである。

【００２５】本実施例によれば、空気流量検出器ＡＦの
出力が高い検出精度を有しているため、精度の高い（低
燃費，排気ガスのクリーン化）エンジン制御システムを
得ることができる。

【００２６】図１４は、多気筒エンジンに於ても単独の
空気流量検出器ＡＦでエンジンを制御する例を示した
が、図１１〜図１３に示した様に、本発明の空気流量検
出器は非常に小形化が実現できるので、インテークマニ
ホルドに各エンジン気筒毎に装着できる。それにより各
気筒毎に燃料供給制御を実現することができ、更に低燃
費，クリーンな排気ガスを有する自動車を実現できる効
果がある。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、コストの安い、空気流
量検出精度に優れ、又空気中に含まれる塵埃の付着によ
る検出精度の変化のない信頼性の高い空気流量検出器を
実現できる効果がある。又、本発明の空気流量検出器を
利用したエンジン制御システムでは自動車の低燃費，排
気ガスのクリーン化を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図。

【図２】図１のII−II断面図。

【図３】ホルダーとの基板の固定部詳細図。

【図４】感温膜抵抗体の詳細図。

【図５】感温膜抵抗体の断面図。

【図６】回路図。

【図７】塵埃の付着図。

【図８】感温膜抵抗体の均一トリミング図。

【図９】感温膜抵抗体の発熱分布を一定にした図。

【図１０】多点検出形空気流量検出器の実施例を示す
図。

【図１１】バイパス回路一体形空気流量検出器を示す
図。

【図１２】バイパス回路一体形空気流量検出器を示す
図。

【図１３】バイパス回路一体形空気流量検出器を示す
図。

【図１４】エンジン制御システム図。

【符号の説明】

１…基板、２…ホルダー、３…空気通路、１１，１２…
感温膜抵抗、２４…突起部、２５…発泡性接着剤、３１
…バイパス通路、ＡＦ…空気流量検出器、INJ…インジ
ェクト、Ｃ…制御モジュール。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度により抵抗値が変化する感温膜抵抗体
により空気流量を検出する空気流量検出器において、前
記感温膜抵抗体と、前記感温膜抵抗体の通電電流を制御
する回路とを単一の共通基板上に形成し、前記感温膜抵
抗体を被検出空気の流れ方向に対し抵抗値が異なる構成
としたことを特徴とする空気流量検出器。
【請求項２】請求項１において、前記感温膜抵抗体は上
流側で狭幅、下流側で広幅に形成したことを特徴とする
空気流量検出器。