JPH11183221A - 発熱抵抗体式空気流量測定装置 - Google Patents

発熱抵抗体式空気流量測定装置

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JPH11183221A
JPH11183221A JP9351298A JP35129897A JPH11183221A JP H11183221 A JPH11183221 A JP H11183221A JP 9351298 A JP9351298 A JP 9351298A JP 35129897 A JP35129897 A JP 35129897A JP H11183221 A JPH11183221 A JP H11183221A
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heating resistor
air flow
flow rate
resistor
temperature
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JP9351298A
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Takayuki Itsuji
貴之 井辻
Hiroshi Hirayama
平山  宏
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Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/696Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きなサージ電流によるノイズによっても誤
動作の虞れがなく、ボディの合成樹脂化に容易に対応で
きるようにした発熱抵抗体式空気流量測定装置を提供す
ること。 【解決手段】 主空気通路31内に配置してある発熱抵
抗体1と感温抵抗体2を備えた発熱抵抗体式空気流量測
定装置において、発熱抵抗体1と感温抵抗体2を流量計
測回路50内に接続する経路にインダクタ21〜24を
設け、ノイズの侵入を阻止するようにしたもの。ローパ
スフィルタのコンデンサによるサージ電流の影響がな
く、充分に耐電波障害特性を持たせることができ、構成
要素の合成樹脂化によるコスト低減と軽量化を充分に得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気流中に置かれ
た発熱抵抗体から、空気流により奪われる熱量により空
気流量を測定する方式の発熱抵抗体式空気流量測定装置
に係り、特に、自動車用内燃機関の吸入空気流量計測に
好適な空気流量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】発熱抵抗体式空気流量測定装置は、質量
空気流量が直接検出でき、可動部分が無く、小型軽量化
が容易であるなどの特徴があり、近年、自動車のエンジ
ン制御用に広く使用されるようになっている。図5と図
6は、このような発熱抵抗体式空気流量測定装置の一例
でエンジン制御用に使用される装置を示したもので、こ
こで図5は正面図で、図6は側断面図である。
【0003】これらの図において、1は発熱抵抗体、2
は感温抵抗体、30はボディ、31は主空気通路、32
は計測ユニット、33はバイパス通路(副空気通路)、3
4はバイパス通路の入口、35はバイパス通路の出口、
40はセンサモジュール、41、42は支持部材であ
る。
【0004】ボディ30は略円筒形の部材で作られ、図
示してないエンジンの吸入空気通路の一部をなす主空気
通路31を形成すると共に、空気流量測定装置の本体を
構成している。計測ユニット32はバイパス通路33を
形成し、その中に、導電性のワイヤからなる支持部材4
1、42により、発熱抵抗体1と感温抵抗体2を保持す
る働きをする。
【0005】ここで、バイパス通路33は、その入口3
4が主空気通路31の上流側に開口し、ここから、矢印
の方向から流入した空気流の一部が入り込み、側方向に
開口している出口35から主空気流に合流するようにな
っていて、これにより、その中に保持されている発熱抵
抗体1と感温抵抗体2が、エンジンのバックファイアな
どの下流側からの圧力変動の影響を受けるのを保護する
働きが得られるようになっている。
【0006】センサモジュール40は回路基板を備え、
この回路基板には流量計測回路が搭載されている。そし
て、このセンサモジュール40は計測ユニット32と一
体化され、回路基板に搭載されている流量計測回路に、
支持部材41、42を介して発熱抵抗体1と感温抵抗体
2を接続した上で、計測ユニット32がボディ30の側
面から主空気通路31内に挿入された状態で、ボディ3
0に取付られている。
【0007】従って、主空気通路31内に矢印で示すよ
うに空気が流れると、その一部がパイパス通路33内に
流通し、加熱状態にある発熱抵抗体1から熱が奪われる
ようになる。そして、この結果、発熱抵抗体1の温度変
化が抵抗値の変化として検出され、センサモジュール4
0の回路基板に搭載されている流量計測回路から、空気
流量を表わす信号を取り出すことができ、流量測定装置
としての機能が得られることになる。
【0008】ところで、近年、各種の合成樹脂(プラス
チック)材が開発され、改良が進むにつれ、自動車やエ
ンジンを構成する一部の部材について、従来の金属材料
から合成樹脂材への転換が進み、コスト低減と軽量化に
大いに寄与しており、さらに、この一環として、空気流
量計の本体についても、当初の金属製に代えて、合成樹
脂化されるようになっている。
【0009】しかして、これにつれ、新たに電磁波障害
の問題が生じてきた。すなわち、一般に流量計測回路は
微弱電圧を扱うのでノイズに弱く、ここに電磁波ノイズ
が乗ると、誤動作の虞れが強くなる。一方、自動車で
は、エンジンルーム内はノイズ性電磁波強度が比較的大
きい環境下にあり、流量計測回路にノイズが乗り易い。
【0010】しかして、ボディ30が金属製の場合は、
このボディの導電性による電磁遮蔽効果が大きく、この
結果、電磁波障害が問題になる虞れは少なかったが、合
成樹脂化された場合には、それによる電磁遮蔽効果はほ
とんど期待できなくなり、この結果、電磁波障害が問題
になってしまうのである。
【0011】そこで、例えば特開平8−5425号公報
では、発熱抵抗体及び感温抵抗体と流量検出回路の間に
高域遮断フィルタ(ローパスフィルタ)を設け、これによ
り耐電波障害特性が与えられるようにした技術につい
て、開示している。
【0012】
【発明が解決使用とする課題】上記高域遮断フィルタを
設けるようにした従来技術は、そのフィルタがコンデン
サを備えている点について配慮がされておらず、電気着
火方式のエンジンでのイグニッションノイズなどによる
大きなサージ電流に際して、このコンデンサを介して流
れるノイズ電流が生じてしまい、これにより流量測定回
路が誤動作してしまうという問題があった。
【0013】すなわち、通常の高周波電界による誤動作
は、主として発熱抵抗体及び感温抵抗体に誘起されるノ
イズによるものであり、このためには、上記従来技術の
ように、高域遮断フィルタを設けることにより、必要な
耐電波障害特性の付与が可能であるが、イグニッション
ノイズなどによる大きなサージ電流に際しては、かえっ
てコンデンサによるノイズ電流が生じてしまい、誤動作
が誘発されてしまうのである。
【0014】本発明の目的は、大きなサージ電流による
ノイズによっても誤動作の虞れがなく、ボディの合成樹
脂化に容易に対応できるようにした発熱抵抗体式空気流
量測定装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的は、流量を測定
すべき空気流中に配置した発熱抵抗体と感温抵抗体を用
い、これら発熱抵抗体と感温抵抗体の温度差を一定値に
保つように制御したとき該発熱抵抗体に流れている加熱
電流の大きさから空気流量を検出する方式の発熱抵抗体
式空気流量測定装置において、前記発熱抵抗体と感温抵
抗体を流量計測回路に接続する経路にインダクタを設
け、前記インダクタにより、前記発熱抵抗体と感温抵抗
体から前記流量計測回路に流入する高周波ノイズに減衰
が与えられるようにして達成される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明による発熱抵抗体式
空気流量測定装置について、図示の実施形態により詳細
に説明する。図1は、本発明の一実施形態で、図におい
て、50は流量計測回路(温度制御回路)、100は出力
回路で、この実施形態では、その他の構成は、図5、図
6で説明した発熱抵抗体式空気流量測定装置と同じであ
る。
【0017】そして、流量計測回路50と出力回路10
0は、図5、図6に示してあるセンサモジュール40の
回路基板に搭載されている。流量計測回路50は、図示
のように、トランジスタ3と抵抗(固定抵抗器)4、5、
6、7、10、演算増幅器(オペアンプ)8、9、それに
インダクタ21〜24で構成されている。
【0018】そして、この流量計測回路50は、導電性
のワイヤからなる支持部材41、42を介して、バイパ
ス通路33(図5、図6)内の発熱抵抗体1と感温抵抗体
2に接続されている。なお、発熱抵抗体1と感温抵抗体
2は、バイパス通路33(図5、図6)ではなく、図示の
ように、ボディ30の主空気通路31内に直接、配置さ
れるようにしても良い。
【0019】ここで、発熱抵抗体1と感温抵抗体2は、
基準抵抗4、抵抗5、6、7、10及び演算増幅器8と
共にブリッジ回路を形成し、このブリッジ回路の平衡状
態が演算増幅器9により検出され、その結果、発熱抵抗
体1と感温抵抗体2が定温度差を保つように、トランジ
スタ3を介して発熱抵抗体1と基準抵抗4に流れる電
流、つまり発熱抵抗体1の加熱電流Ih が制御される。
【0020】従って、この加熱電流Ih の値は、発熱抵
抗体1に接触して流れ、この発熱抵抗体1から熱を奪っ
てゆく流体、例えば空気流の速度と密度の関数として決
り、これが基準抵抗4に電圧V0 として現れる。そこ
で、この基準抵抗4の電圧V0を、出力回路100を介
して取り出してやれば、空気流量を表わす信号が出力端
子out に得られることになる。
【0021】このとき、出力回路100は、抵抗4の電
圧V0 を取り出すためのバッファ増幅器としての機能を
果たしたり、又は電圧形式の流量信号を周波数形式の流
量信号に変換する機能を果たしたりすものである。
【0022】次に、インダクタ21〜24は、例えば
μH程度のインダクタンスを有するコイルで作られて
いる。そして、夫々は、導電性のワイヤからなる支持部
材41、42と、それが接続されるべき流量計測回路5
0内の各回路素子との間に接続されており、これによ
り、発熱抵抗体1と感温抵抗体2、支持部材41、42
に、電磁波や静電誘導、電磁誘導などによる高周波ノイ
ズが誘起された場合、それが流量計測回路50内に侵入
するのを阻止する働きをする。
【0023】発熱抵抗体1と感温抵抗体2、それに導電
性のワイヤからなる支持部材41、42は、流量計測回
路50から離れて、ボディ30の主空気通路31内に直
接、又はバイパス通路内に伸びているから、ボディ30
に電磁波遮蔽機能が期待できないときには、かなりの高
周期ノイズの誘起が避けられない。
【0024】しかるに、この実施形態によれば、支持部
材41、42と、それが接続されるべき流量計測回路5
0内の各回路素子との間にインダクタ21〜24が存在
するため、支持部材41、42を介して内部に侵入しよ
うとしたノイズ電圧は、これらのインダクタ21〜24
が有するインピーダンスにより大きな減衰を受け、高周
波ノイズによる影響を抑制することができる。
【0025】従って、この図1の実施形態によれば、ボ
ディ30を、電磁波遮蔽能力が期待できない合成樹脂製
とした場合でも、誤動作の虞れなく、常に正常な流量検
出動作を保持させることができることになる。
【0026】ここで、図2は、合成樹脂製のボディを用
いた本発明の一実施形態による発熱抵抗体式空気流量計
測装置と、同じく合成樹脂製のボディを用いた従来技術
による発熱抵抗体式空気流量測定装置の、耐電波障害特
性のBDI(Bulk Current Injection)法による比較評価
結果の一例を示した特性図である。
【0027】この図2で、太線Aが本発明の一実施形態
の耐電波障害特性で、細線Bが従来技術の耐電波障害特
性であり、従って、この図2の特性図から明らかなよう
に、本発明の実施形態によれは、最大では約15dBμ
Aも電界強度が向上していることが判る。
【0028】但し、周波数が2MHzから3MHzの範
囲では、従来技術より耐電波障害特性が低いが、それで
も96dBμA以上の電界強度があるので、実用上は問
題なく、高周波域での優れた特性により、従来技術に対
して充分に優位を保つことができる。
【0029】次に、図3は、本発明の一実施形態による
発熱抵抗体式空気流量測定装置と、従来技術による発熱
抵抗体式空気流量測定装置を、夫々実際に自動車に搭載
し、その自動車の前方、約1mのところからアンテナに
より電波を放射させ、空気流量測定装置の誤動作により
エンジンが停止してしまうときの電界強度を比較評価し
た結果である。
【0030】ここでも、同じく太線Aが本発明の一実施
形態の特性で、細線Bが従来技術の特性であり、この場
合も、空気流量測定装置のボディは、何れも合成樹脂製
である。なお、このときの電波放射装置による電界強度
の能力限界は、200V/Mである。
【0031】この図3の特性図から明らかなように、従
来技術による熱抵抗体式空気流量測定装置では、最低の
場合には、40V/Mでエンジンが停止してしまうが、
本発明の実施形態では、200V/Mでもエンジンは停
止せず、従って、極めて高い耐電波障害特性を有するこ
とが判る。
【0032】従って、本発明の実施形態によれば、ボデ
ィ30を、電磁波遮蔽能力が期待できない合成樹脂製と
した場合でも、誤動作の虞れなく、常に正常な流量検出
動作を保持させることができ、この結果、合成樹脂化に
よるコスト低減と軽量化を充分に図ることができる。
【0033】次に、本発明の他の一実施形態について、
図4により説明する。この図4の実施形態は、発熱抵抗
体1と基準抵抗4、及び感温抵抗体2と抵抗5、6によ
りブリッジ回路を形成させ、このブリッジ回路の平衡状
態を差動増幅器9で検出し、この差動増幅器9の出力に
より、トランジスタ3を介して発熱抵抗体1に流れる加
熱電流Ih が制御されるようにしたものであり、その他
の構成は、図1の実施形態と同じである。
【0034】従って、この図4の実施形態によっても、
基準抵抗4から電圧V0 が得られ、出力回路100を介
して、空気流量を表わす信号が出力端子out に得られる
ことになり、ここで、インダクタ21〜23が設けてあ
ることにより、合成樹脂製のボディ30によっても誤動
作の虞れなく、常に正常な流量検出動作を保持させるこ
とができ、合成樹脂化によるコスト低減と軽量化を充分
に図ることができる。
【0035】ここで、この図4の実施形態では、ブリッ
ジ回路の構成が異なっていて、発熱抵抗体1の支持部材
41の一方と、感温抵抗体2の支持部材42の一方と
が、一緒に接続されて流量計測回路50に取り込まれて
いるので、図1の実施形態における4個のインダクタ2
1〜24の内、インダクタ24は不要になり、3個のイ
ンダクタ21〜23だけで済むので、その分、コストを
抑えることができる。
【0036】なお、以上の実施形態においては、何れも
発熱抵抗体1の一方の端子は、トランジスタ3のエミッ
タに接続されているだけなので、この部分にノイズが乗
っても、あまり影響は受けないので、この発熱抵抗体1
の支持部材41に接続されているインダクタ21を除い
ても、耐電波障害特性の低下は軽微で、充分に実用に耐
える。従って、空気流量測定装置の使用環境によって
は、インダクタ21を省略することもでき、このように
した実施形態によれは、さらにコストの低減を図ること
ができる。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、空気流通路内に配置さ
れている発熱抵抗体と感温抵抗体の接続部にインダクタ
を設けるという簡単な構成で、発熱抵抗体式空気流量測
定装置の耐電波障害特性を大きく改善することができる
ので、構成部材の合成樹脂化によるコスト低減と軽量化
を充分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による発熱抵抗体式空気流量測定装置の
一実施形態における回路図である。
【図2】本発明の一実施形態により得られる耐電波障害
特性を説明するための特性図である。
【図3】本発明の一実施形態により得られる耐電波障害
特性を説明するための特性図である。
【図4】本発明による発熱抵抗体式空気流量測定装置の
他の一実施形態における回路図である。
【図5】発熱抵抗体式空気流量測定装置の一例を示す正
面図である。
【図6】発熱抵抗体式空気流量測定装置の一例を示す側
断面図である。
【符号の説明】
1 発熱抵抗体 2 感温抵抗体 3 加熱電流制御用のトランジスタ 4〜10 ブリッジ回路を構成する抵抗 8、9 差動増幅器(オペアンプ) 21〜24 インダクタ(コイル) 30 ボディ 31 主空気通路 32 計測ユニット 33 バイパス通路(副空気通路) 34 バイパス通路の入口 35 バイパス通路の出口 40 センサモジュール 41、42 支持部材 50 流量計測回路(温度制御回路) 100 出力回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流量を測定すべき空気流中に配置した発
    熱抵抗体と感温抵抗体を用い、これら発熱抵抗体と感温
    抵抗体の温度差を一定値に保つように制御したとき該発
    熱抵抗体に流れている加熱電流の大きさから空気流量を
    検出する方式の発熱抵抗体式空気流量測定装置におい
    て、 前記発熱抵抗体と感温抵抗体を流量計測回路に接続する
    経路にインダクタを設け、 前記インダクタにより、前記発熱抵抗体と感温抵抗体か
    ら前記流量計測回路に流入する高周波ノイズに減衰が与
    えられるように構成したことを特徴とする発熱抵抗体式
    空気流量測定装置。
JP9351298A 1997-12-19 1997-12-19 発熱抵抗体式空気流量測定装置 Pending JPH11183221A (ja)

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