JPS60262016A - 熱式空気流量検出装置 - 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】 〔発明の技術分野］　゛ こめ発明は、例えばエンジンを電子的に制御する場合に
、そのエンジンの運転状態の検出信号の１つとして用い
られる吸入空気量等を測定検出する熱式の空気流量検出
装置に関する。

［発明の背景技術１ エンジンを電子的に制御する場合、このエンジンの運転
状況を常時監視してその運転状況に対応した信号を検出
し、この検出信号に基づいて例えばエンジンに対する燃
料噴射量等を設定制御するものである。このような運転
状態の監視手段としては、エンジンの回転速度検出装置
、エンジン温度検出装置、排気濃度検出装置、スロット
ル開度検出装置等が存在するものであるが、エンジンの
運転状態に直接的に関連するものとして吸入空気量の検
出装置が存在する。

この吸入空気量検出装置としてば−例えば熱式の空気流
量検出装置が知られている。この検出装置は、吸気管の
中に温度抵抗特性を有する感温素子を配置設定するもの
で、加熱制御される上記感　。

瀉庫変化状態を監視測定するものであ菰。

この場合、上記感温素子は、、温度抵抗特性を有する抵
抗素子によって構成されているもので、この抵抗素子に
対して加熱電流を一給して一定温度状態まで発熱ＩＩＪ
ＩＩＩシ、空気流量によって変化する上記抵抗素子から
の放熱量を、その抵抗値変化によ抗値変化状態が空気流
量に対応するようになるものである。　。

しかし、このような熱式空気流量検出装置の感温素子を
長期間空気流□中に設定して使用する状態となると、上
記感湿素、子に対して空ネ流中の不純物が付着するよう
になり、感温素子の熱伝導率が変化する。した。がっで
、この不純物の付着する状、　態では感温素子の温度変
化状態が正確に空気流量に対応する状態とはならないも
ので、空気流量の測定誤差が大きくなる。

このような問題を解決する手段としては、例えば特開昭
５４−７６１８２号公報に示されるように１．感温、素
子に対する付着物を、このＳ温素子の　′□発熱瀧度を
上昇（例えば８００℃）させることに、よつ、て焼却す
るバーンオフ制御を実行することが考えら′れる。例え
ば、この空気流量検出装置がエンジンの電子的制御シス
テムに対して使用される場合にあっては、この１１］１
１１１システムを構成するコンとュータからの指示に基
づいて、上記感温素子を一時的に゛高部状態に加熱設定
するものである。

この場合、上記バーンオフ制御の指令はエンジンが停止
制御された状態、すなわちイグニッションスイッチがオ
フ状態とされた後に実行される。

したがっ′て、このバーンオフを実行させるためには、
例えばドライバーがイグニッション曵イツチをオフした
後、一定時間の範囲で上記エンジン制御用のコンピュー
タの電ｍｓ入れたままの状態に設定し、バーンオフの終
了後に、上記コンピュータの電源をオフ制御する手段を
設ける必要がある　ｉものである。すなわち、このバー
ンオフ制御のためのエンジン制御システムの構成が繁雑
な状態とされるようになる。

［発明の目的］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、特に
例えばエンジン制御システム等の制御ユニットを構成す
るコンピュータ等から特別の指示を受けることなく、上
記システムの制御スイッチがオフ制御された後に、バー
ンオフの期間電源が確保されるようにして、主システム
の構成を繁雑化することなくバーンオフが実行されるよ
うにする熱式空気流量検出装置を提供しようとするもの
である。

［発明の概要］ すなわち、この発明に係る熱式空気流量検出装置にあっ
ては、感温素子部に一対して加熱電流を供給制御する電
源制御スイッチ素子を設けるものであり、この電源制御
スイッチ素子は、例えばイグニッションスイッチのよう
なシステム制御スイッチの投入状態でオン状態に設定す
るど共に、上記システム制御スイッチが開路制御された
場合には、その開路時よりバーンオフに必要な時開が経
過した後に上記電源制御スイッチ素子がオフ制御される
ようにしているものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第４１図は空気流量検出装置の回路構成を示しているも
ので、例えばこの空気流量検出装置がエンジンの電子的
制御ユニットに対するエンジン運転状態検出手段として
使用される場合は、上記エンジンの吸気管１１の中に感
温素子１２が配置設定される。この感温素子１２は、例
えば白金線等の温度抵抗特性を有する発熱線によって構
成されるもので、吸気管１１の中を流れる空気流によっ
て放熱制御される状態に設定されている：。また、この
吸気管１１の中には、上記感温素子１２と同様に温度抵
抗特性を有する抵抗線からなる補助感温素子１３が設置
されているもので、この補助感温素子１３は吸気管１１
の中の空気の温度検出素子として用いられるようにする
。そして、この感温素子１２および補助感温素子１３は
、固定抵抗素子１４および１５と共にブリッジ回路状態
に接続設定されるもので、このブリッジ回路に対しては
、例えば自動車用バッテリ電源１６から、電源制御スイ
ッチ素子となるリレー装置１７および制御スイッチ素子
となる１〜ランジスタ１８を介して発熱電流が供給され
るようになっている。

この場合、上記リレー装置１１を苧磁制御するりレード
テイバ回路１９に対しては、システム制御スイッチとな
るイグニッション（ＩＧ）スイッチ２０、および入力フ
ィルタ回路２１を介して電源１６が接続設定されている
もので、、上記ＩＧスイッチ２０の投入状態でリレー装
置１１のスイッチ回路がオン状態に設定され、トランジ
スタ１８によって感温素子１２を含むブリッジ回路に対
する加熱電流が制御設定されるようになっている。

上記感温素子１２を含むブリッジ回路からの出力−信号
はコンパレータ２２によって検出される、ようになって
いるもので、感温素子１２の温度が特定される温度状態
まで、上昇した時に、コンパレータ２２からの出力信号
が立上がるように構成されている。

そして、このコンパレータ２２からの出力信号は、フリ
ップフロップ回路２３に対してリセット指令として供給
される。

上記７９７１７０９１回路２３に対するセット指令信号
は、ナンド回路？４から与えられる。このナンド回路２
４に対しては、抵抗２５を介して電源ＶＣＣが結合設定
されているものであり、またこの抵抗２５を介して結合
される電源はトランジスタ２６を介して接地されている
。そして、このトランジスタ２６のベース回路には、図
では示されないエンジン制御ユニットからの通電開始信
号が供給設定されているやので、この通電開始信号が立
上がる状態でトランジスタ２６が導通され、ナンド回路
２４に対する入力がローレベルに設定されるようになっ
ている。ま゛た、このナンド回路２４に対しては、前記
入力フィルタ回路２１からの出力信号が供給され順次制
御されるようになる第１および第２のモノマルチバイブ
レータ２７および２８からの信号が供給段　（定されて
いる。

ここで、雨１のモノマルチバイブレータ２７は入力フィ
ルタ回１Ｂ２１からの出力信号の立下がりに対応、して
Ｉ・リガされるもので、そのセット時出力端子Ｑからの
出力信号は上記トリガに対応して立上がり時間Ｔ１経過
した後に立下がる矩形波状の信号となる。また、第２の
モノマルチバイブレータ２８は上記第１のモノマルチバ
イブ、レータ２７からの出力信号の立下がりでトリガさ
れ、そのセット時出力端子Ｑから時間幅Ｔ２の矩形波状
の出力信号を発生するもので、この信号を反転した状態
のリセット時出力端子口からの出力信号が上記ナンド回
路２４に対して供給されるようになっている。したがっ
て、ＩＧスイッチ２０の投入設定されている状態では、
第２のモノマルチバイブレータ２８のｄ出力はハイレベ
ルに保持され、したがってナンド回路２４からの出力信
号は通電開始信号に一致する状態で発生されるようにな
る。

ここで使用される通電開始信号は、例えばエンジンの回
転に同期する信号によって構成されるものであり、フリ
ップフロップ回路？４はこの４周期的に発生される回転
同期、信号によってセット制御されるものである。

このフリップフロップ・回路２４のリセット時出力端子
口から得られる信号は、インバータ２９で反転して出力
端子３０から測定検出信号として取り出される。また、
このフリップフロップ回路２４の０出力は、トランジス
タ３１を制御するもので、このトラ、ンジスタ３１は前
記加熱電流制御用のトランジスタ１８のベース回路を接
地、制御する。そして、上記フリップフロップ回ｊ８２
４がセット状態にある時にトランジスタ１８をオン制御
して、感温素子１２を含むブリッジ回路に対して、加熱
電流が供給設定されるようにする。　−・− この加熱電流制御用のトランジスタ１８のベース回路に
は、上記加熱電流四路から抵抗３２を介して取り出され
る電圧信号、および基準電源３３から抵抗３４を介して
取り出される基準電圧信号の供給される差動アンプ３５
からの信号を供給し、上記ブリッジ回路に対する供給電
源の電圧を基準設定させるようにしている。また、上記
基準電源３２の回路は抵抗３６およびトランジスタ３７
を介して接地するもので、このトランジスタ３７は前記
第２のモノマルチバイブレータ２８からの口出力信号の
結合されるインバータ３８によって制御し、このモノマ
ルチバイブレータ２８の◇がローレベルの状態で、ブリ
ッジ回路に供給される加熱電流の電圧状態が、通常の測
定動作時に比較して低く基準設定されるようにする。

そして、上記第１Ｊ５よび第２のモノマルチバイブレー
ク２７および２８のそれぞれセット時の出力端子Ｑから
の出力信号は、前記リレードライバ回路１９に対して動
作指令の信号と（、で供給するものであり、このリレー
ドライバ回路１９に対しては上記Ｑ出力が供給された時
にリレー装置１７の励磁コイルに電流を供給するように
電源１６が接続設定されている。

尚、上記リレー装置１７がらの出力電源は、上□記のよ
う□に感温素子１２部に対する加熱電流電源であ−ると
共に、レギュレータ３９を介して取゛り出し□、他の制
御回路部の電源ｖｃ６として使用するようにする。

第２図は上記加熱電流回路の電源を制御するりレー装置
１７を駆動するリレードライバ回路１９に対応する部分
の具体的構成例を示すもので、ＩＧスイッチ２０の投入
状態に対応して出力を発生する入力フィルタ回路２１か
らの出力信号は、直接的にリレー装置１７の励−コイル
に対して励磁電流として供給する。すなわち、ＩＧスイ
ッチ２０が投入された状態でリレー装置のスイッチ回路
が閉じられるようになり、トランジスタ１８部分に電源
が結合されるようになる。また、第１および第２のモノ
マルチバイブレーク２１および２８のそれぞれｄ出力は
、オア回路１９１に対して供給するもので、このオア回
路１９１からの出力信号はトランジスタ１０２を制御す
る。このＩ・ランラスタ１９２Ｉｔ電源に接続設定され
るトランジスタ１９３を制御するもので、この流を制御
する′ようにされている。

すなｉち、ＩＧスイッ□チ２０の投入状態、および５、
）ユイ７ア２０Ｓ　ｆｆ１ｌ。。工い工□１およ。　１
２６モノマルチバイブレータ２７および２８がセット状
態にある時に、リレー装置１７の励磁コイルに対して励
磁電流が供給設定され、そのリレースイッチが閉じられ
るようになるものである。　：すなわち、上記のように
構成される空気流量検出装置において、ＩＧスイッチ２
０が投入設定されエンジンが動作状態にある時は、上記
のようにリレー装置１１が動作状・態゛にあり、加熱電
流を制御するトランジスタ１８部に電源が供給設定され
ている。

そ□して、この状態でエンジンが回転動作していると、
例えば第３図の（Ａ）に示すようなエンジン回転に同期
している通電開始信号が結合されるようになる。そして
、この通電開始信号に対応してフリップフロップ回路２
３がセッ′ト制御され、この回路２３からのへ出力信号
は同図の（Ｂ）に示すようになり、この信号によってト
ランジスタ１８がオン状態に設定され、感゛温素子１２
に対して加熱電流が供給設定されるようになる。このよ
うにして、感温素子１２に対して加゛熱電流が供゛給設
定されるようになると、この感温素子１２の温度は同図
の（Ｃ）に示すように上昇する。

このようにして感温素子１２の濃度が上昇すると、この
・感ｌ素子１２の抵抗値もその温度に対応して上昇して
□、その端子電圧が補助感温素子１３で設定される電位
よりも下降する状態となり、感温素子１２の温度が特定
される温度よりも上昇する状態となると、コンパレータ
２２の出力信号が第３図の（Ｄ）に示すように立上がり
、上記フリップフロップ回路２３をリセットするように
なる。　゛すなわち、感温素子１２に対する加熱電□流
□が一定の状態にある°ときは、吸気管１１内の空気流
量に対応した状態で感温素子１２の温度が上昇するもの
であり、ひたがってフリップフロップ回路２３のセット
時よりリセットされるまでの時間間隔は、上記空気流量
に対応する状態となる。すなわち、このフリップフロッ
プ回路２３のセットされている時間間隔は、吸入空気量
に゛対応するもので□あり、このフリップフロップ回路
２３のセットおよびリセツ１〜に対□応して発生される
パルス状の信号のパルス時間幅は、吸気管１１内の空気
流量を表現するものとなり、この信号がこの空気流量検
出装置の出力信号として例えばエンジン制御ユ、ニット
に対して使用されるようになるものである。　。

このような装置において、第３図の（Ａ）にも示したよ
うに通電開始信号が、ＩＧスイッチ２０の投入設定され
た状態で、例え、ばエンジン制御ユニット部から第４図
の（Ａ）に示すように発生されているものであるが、こ
の状態でＩＧスイッチ２０が開路されると、入カフ、イ
ルタ回路２１に対する電圧が同図の（Ｂ）に示すように
立下が、ると共に、上記通電開始信号も上記制御ユニッ
トに対する電源が断たれることによって停止する状態と
なる。

上記のようにＩＧスイッチ２０が開路され、入力フシル
タ回路２１に対する入力電圧が立下が、る状態となると
、この入力フィルタ回路２１の出力信号も第４図（Ｃ）
に示すように立下がるようになり、第１のモノマルチバ
イブレータ２１の口出力信号が第４図の（Ｄ）に示すよ
うに立上がり、この！号−はモノマルチバイブレータ２
７で設定される時間Ｔ１の経過後に立下がるようになる
。そして、この第１のモノマ、ルチバイブレー、り、？
７．からの出力信号が立下がる状態で第２のモ ２８がトリガされ、この第？のモノマルチバイブレータ
２８の口出力は第４図の（Ｅ　、）に示すように時間幅
Ｔ２のパルス状信号を発生するようになり、またご出力
はこの信号を反転した同図の＜、　Ｆ　）に示すように
なる。　。

したがって、ＩＧスイッチ２０が開路され、入力フィル
タ回路２１の出力が立下がる状態となっても、第１およ
び第２のモノマルチバイブレータ２７および２８６の口
出力が継続する状態でリレードライバ回路１９に供給さ
れるようになり、この回路１９の出力信号は第４図の（
Ｇ）に示すようになる。すなわち、ＩＧスイッチ２０の
、開路時からｒ、、ＴＩ　＋Ｔ２　Ｊの時間範囲で、リ
レー装置１７に対して励磁電流が供給され、そのスイッ
チをオン状態に設定している。

一方、第、２のモノマルチバイブレータ２８の口出力は
１、第４図の（、Ｆ）に示す状態で時間幅Ｔ２の間口−
レベルとなるものであるため、フリツプフ　（ロップ回
路２３はセット状態に設定され、トランジー　スタ１８
をオン状態に設定して、感温素子１２を含むブリッジ回
路に対して加熱電流を供給するように２８の０出力はイ
ンバ′−夕３８を介してトランジスタ３７を制御し、差
動ア゛ンプ３５に］対する基準電圧値を低い状態に変更
し、感温素子１２に対して供給される加熱電流め電圧値
を、前記□゛中空気流量測定動作時比較して低い状態に
設定する。

感温素子１２を加熱制御す瑯）空気流量測定検出動作時
−に対して、加熱電流の電圧値を低い状態に設定し、感
温素子１２を焼損することなくこの感温素子１２に対し
て付着された物質を焼却するバーンオフ制御状態となる
ものである。

この場合、感温素子１２の温度占昇に対応してコンパレ
ータ２２からの出力信号が立上がる状態となるものであ
るが、第２のモノマルチバイブレータ２８の口出りが存
在するＴ２の期間は、フリツプフロツプ回路２３に対し
てのセット指令信号が継続する状態にあり、フリップフ
ロラプロ路２３はコンパレータ２２からの出力に関係゛
なくセット状態に保持され、上記Ｔ２の期間感温素子１
２に対して加熱電流が供給され、バーンオフが実行され
るようにな’１４’ＩｉＭ。、＜　Ｈ”’）’ｉｔ、”
、。ｊｌ’＊Ｌ１２８’ａＱ”ｊ！Ｊ　ｙ’）回路に□
対する印加電圧、の状態を□示、している５もので、バ
ーンオフ状態で４１定検出動作時に比較して長　゛いＴ
２の時間幅で、竺、出動作詩より低い電圧状態［：７：
：神−諒、ワ。、、、、。６ｍ源は、上記のように感温
素子１２に対する加熱電源として使用される左共に、適
宜Ｃギュレータ３９を介して各種の電ＩＶｃｃとして使
用するようにしてもよいものである二あるいは、制御回
路部の電源Ｖｃｃは消費電流を僅かなものとすることも
できるものであるため、ＩＧキース゛イツチを通さずに
バッテリから直接供給′する。ことも可能である。

。二二：＝二：柔″：、Ｈ，４ｔ：ニ：；＝、二：：：
：：子としてトランジスタ４０が使用される。そして、
このトランジスタ４０のベース回路は他のトランジスタ
１９４によ−って制御するもので、このトランジスタ１
９４のベース回路を入力フィルタ回路２１の出力、およ
び第１および第２のモノマルチバイブレータ２７および
２８の出力で制御されるトランジスタ１９２によって制
御するように構成するものである。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、例えばこの空気流量検
出装置をエンジン制御システムに対して使用するような
場合、このシステムの制御スイッチとなるＩＧスイッヂ
の開路制御状態で、感温素子に対するバーンオフが実行
され、またこのバーンオフの間このバーンオフに必要な
電源を上記■Ｇスイッチの開路状態にも拘らず確保設定
するようになるものである。すなわち、特に劃−ユニッ
ト等にバーオフ用の電源確保手段を設定する必要のなく
なるもので、主システムの構成の簡易化に〜　大きな効
果を発揮し、例えばエンジンの電子的制御手段に対して
効果的に適用できるようになるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る熱式空気流量検出装
置の構成を説明する回路構成図、第２図は上記装置に使
用されるリレー装置制御手段の具体例を示す回路図□、
第３図は上記検出装置の検出動作を説明する信号波形図
、第４図は同じくバーンオフ制御状態を説明する信号波
形図、第５図は上記リレー装置制御手段の他の例を示す
回路構成図である。 １１・・・吸気管、１２・・；感温素子、１３・・・補
助感温素子、１６・・・電源、１７・・・リレー装置（
電源制御スイッチ素子）、１８・・・トランジスタ・（
制御スイッチ素子）、１９・・・リレードライバ回路、
２０・・・ＩＧスイッチ（システム制御スイッチ）、２
１・・・入力フィルタ回路、２２・・・コンパレータ、
２３・・・フリツプフロツプ回路、２７．２８・・・第
１および第２のモノマルチバイブレータ、３３・・・基
準電源、３５・・・差動アンプ。−奢 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１　図 第２図 第３図 第４図 ６１へ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. システム制御スイッチおよびこのシステム制御スイッチ
   の投入状態でオン制御される電源に接続された電源制御
   スイッチ素子と、被測定空気流中に設定される温度抵抗
   特性を有する感温素子と、この感温素子に対して上記電
   源制御スイッチを介して結合される加熱電流を供給制御
   する制御スイッチ素子と、この制御スイッチ素子を特定
   される周期でオン制御しまた上記感温素子の温度が特定
   される温度まで上昇した状態で上記制御スイッチ素子を
   オフ制御する加熱電流制御手段と、上記システム制御ス
   イッチの開路動作に対応して上記感温素子にバーンオフ
   加熱電流を供給制御する手段と、上記システム制御スイ
   ッチの開路動作に対応してこの開路動作時より上記バー
   ンオフ制御に必要な特定時間幅を設定する手段と、この
   手段で設定された上記特定時間幅の経過した状態で上記
   電源制御スイッチ素子をオフ制御する手段とを具備した
   ことを特徴とする熱式空気流量検出装置。