JPS6239720A - 直熱型流量センサ - Google Patents

直熱型流量センサ

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JPS6239720A
JPS6239720A JP60178522A JP17852285A JPS6239720A JP S6239720 A JPS6239720 A JP S6239720A JP 60178522 A JP60178522 A JP 60178522A JP 17852285 A JP17852285 A JP 17852285A JP S6239720 A JPS6239720 A JP S6239720A
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JP
Japan
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temperature
resistor
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flow sensor
heat insulating
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JP60178522A
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JPH0441932B2 (ja
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Minoru Oota
実 太田
Masatoshi Onoda
真稔 小野田
Kazuhiko Miura
和彦 三浦
Seiji Fujino
藤野 誠二
Tadashi Hattori
正 服部
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Priority to US06/894,895 priority patent/US4756190A/en
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Publication of JPH0441932B2 publication Critical patent/JPH0441932B2/ja
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は膜式抵抗を有する直熱型流量センサ、たとえば
内燃機関の吸入空気量を検出するための空気流量センサ
に関する。
〔従来の技術〕
一般に、電子制御式内燃機関においては、基本燃料噴射
量、基本点火時期等の制御のために機関の吸入空気量は
重要な運転状態パラメータの1つである。従来、このよ
うな吸入空気量を検出するための空気流量センサ(エア
フローメータとも言う)はベーン式のものが主流であっ
たが、最近、小型、応答性が良い等の利点を有する温度
依存抵抗を用いた熱式のものが実用化されている。
さらに、温度依存抵抗を有する空気流量センサとしては
、傍熱型と直熱型とがある。たとえば、傍熱型の空気流
量センサは、機関の吸気通路に設けられた発熱抵抗、お
よびその上流、下流側に設けられた2つの温度依存抵抗
を備えている。この場合、上流側の温度依存抵抗は発熱
抵抗による加熱前の空気流の温度を検出するものであり
、つまり、外気温度補償用であり、また、下流側の温度
依存抵抗は加熱抵抗によって加熱された空気流の温度を
検出する。これにより、下流側の温度依存抵抗と上流側
の温度依存抵抗との温度差が一定になるように発熱抵抗
の電流値をフィードハック制御し、発熱抵抗に印加され
る電圧により空気流量(質量)を検出するものである。
なお、上流側の外気温度補償用温度依存抵抗を削除し、
下流側の温度依存抵抗の温度が一定になるように発熱抵
抗を制御すると、体積容量としての空気流量が検出でき
る(参照:特公昭54−9662号公報)。他方、傍熱
型に比べて応答速度が早い直熱型の空気流量センサは、
機関の吸気通路に設けられた温度検出兼用の発熱抵抗、
およびその上流側に設けられた温度依存抵抗を678え
ている。この場合、傍熱型と同様に、上流側の温度依存
抵抗は発熱抵抗による加熱前の空気流の温度を検出する
ものであり、つまり、外気温度補償用である。これによ
り、発熱抵抗とその上流側の温度依存抵抗との温度差が
一定になるように発熱抵抗の電流値をフィードバック制
御し、発熱抵抗に印加される電圧により空気流量(質量
)を検出するものである。なお、この場合にも、外気温
度補償用温度依存抵抗を削除し、発熱抵抗の温度が一定
になるように発熱抵抗を制御すると、体積容量としての
空気j、i!i量が検出できる。
通常、発熱抵抗(腹式抵抗)の発熱温度と吸入空気温度
との差を一定値にするあるいは腹式抵抗の発熱温度を一
定にする空気流量センサの応答性、グイナミノクレンジ
は腹式抵抗を含む発熱部兼温度検知部の熱容量(ヒート
マス)と断熱効果の程度で決定される。すなわち、最も
応答性がよく、且つグイナミソクレンジを最も大きくす
るためには、腹式抵抗を含む発熱部兼温度検知部のM量
をできる限り小さくし、また、その部分を理想的−には
完全に空気流中に浮かんだ状態にすることである。
このため、本願出願人は、腹式抵抗が形成された基板を
断熱部材を介して保持部材に支持すると共に、基板と保
持部材(正確にはその配線)との電気的接続をボンディ
ングワイヤにより行うことを既に提案している(参照:
特願昭60−25232号)。
〔発明か解決しようとする問題点〕
しかしながら、ワイヤボンディング方法による電気的接
続は、流体の流れ、振動、あるいは内燃機関であればバ
ツクファイヤ等の苛酷な環境条件下で、断線し易く、こ
の結果、信頼性が低下するという問題点がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的は信頼線の高い流量センサを提供すること
にあり、その手段は、断熱部材に導電層を形成して基板
と保持部材(もしくはその配線)とを電気的に接続する
ようにしたことである。
〔作 用〕
上述の手段によれば、基板からの電気取出し構造が強固
であるので、流体の流れ、振動、バツクファイヤ等によ
る断線は起こりにくい。
〔実施例〕
以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第4図は本発明に係る腹式抵抗を有する直熱型流量セン
サが適用された内燃機関を示す全体概要図、第5図、第
6図は第4図のセンサ部分の拡大縦断図および横断図で
ある。第4図〜第6図において、内燃機関lの吸気通路
2にはエアクリーナ3および整流格子4を介して空気が
吸入される。
この吸気通路2内に計測管(ダクト)5が設けられ、そ
の内部に空気流量を計測するための発熱ヒータ兼用温度
依存抵抗(腹式抵抗)6が設けられている。腹式抵抗6
はその両端を放熱性の優れた保持部材7によってダクト
5に保持される。また、腹式抵抗6は電気的にリード線
IQa、10bに接続され、スティ8の外側に設けられ
た外気温度補償を行う温度依存抵抗9と共に、ハイブリ
ッド基板に形成されたセンサ回路11に接続されている
センサ回路11は外気温度に対して腹式抵抗6の温度が
一定になるように該抵抗60発熱量をフィードバック制
御し、そのセンサ出力V。を制御回路12に供給する。
制御回路12はたとえばマイクロコンピュータによって
構成され、燃料噴射弁13の制御等を行うものである。
膜式抵抗6は、第7図に示すように、たとえばシリコン
単結晶基板61上に絶縁層(SiO□、Si:+N4等
、図示せず)を形成し、次いで、渾着くもしくはスパフ
タリング)されおよびエツチングによりパターニングさ
れた白金(PL )パターン層62を形成しである。そ
のうち、点線枠内で示す部分62aが発熱手段として作
用する。そして、その上にパッシベーション膜(SiO
□、5t3Na等、図示せず)を形成し、電極取出しロ
P+、Pz用のコンタクト部を形成しである。
センサ回路11は、第8図に示すごとく、膜式抵抗6、
温度依存抵抗9とブリッジ回路を構成する抵抗111 
 、112 、比較器113、比較器113の出力によ
って制御されるトランジスタ114、電圧ノーソファ1
15により構成される、つまり、空気流量が増加して膜
式抵抗6 (この場合、サーミスタ)の温度が低下し、
この結果、膜式抵抗6の抵抗値が下降して■1≦■8と
なると、比較3113の出力によってトランジスタ11
4の導電率が増加する。
従って、膜式抵抗6の発熱量が増加し、同時に、トラン
ジスタ114のコレクタ電位すなわち電圧バッファ11
5の出力電圧■。は上昇する。逆に空気流量が減少して
膜式抵抗6の温度が上昇すると、膜式抵抗6の抵抗値が
増加してv、>VRとなり、比較器113の出力によっ
てトランジスタ114の導電率が減少する。従って、膜
式抵抗6の発熱量が減少し、同時に、電圧バッファ11
5の出力電圧■。
は低下する。このようにして膜式抵抗6の温度は外気温
度によって定まる値になるようにフィードバック制御さ
れ、出力電圧■。は空気流量を示−すこ□とになる。
第1A図は第4図の膜式抵抗近傍の拡大正面図、第1B
図は第1A図のB−B線拡大断面図である。
第1A図、第1B図において、保持部材7上には、絶縁
層14a、14bを介して配線層15a、15bが設け
られている。膜式抵抗6と保持部材7とはムライト等の
低熱伝導率の断熱部材16a、16bを介して固定され
ているが、その際、各断熱部材16a。
16bの全面には導電層17a、17bが形成されてお
り、しかも、膜式抵抗6と保持部材7との接着は共晶も
しくはハンダ等の導電性接着剤18によって行われる。
従って、膜式抵抗6−(正確には第7図の電極取出し部
P+、Pg)は保持部材7上の各配線層15a、15b
に電気的に接続される。また、導電層17a、17bは
たとえばAu、Pt、Ni等よりなり無電解メッキ等の
方法で形成する。なお、各配線層15a、15bは第6
図のリード線10a、10bに接続されるものとする。
このように、膜式抵抗6と保持部材7の配線層15a、
15bとは断熱部材16a、16bの表面に設けられた
導電層17a、17bを介して電気的に接続される。
第2A図は第1A図の変更例を示し、第2B図は第2A
図のB−B断面図である。第2A図、第2B図において
は、第1A図、第1B図の絶縁層14a、14b、配線
層15a、15bを設けずに、膜式抵抗6を導電材料で
構成された保持部材7a、7bに電気的に接続するもの
である。なお、導電層17a、17bおよび接着剤18
は図示省略しである。
19は樹脂、セラミック等の絶縁材であって、保持部材
?a、7bの短絡を防止すると共に、これらの位置合せ
に用いるものである。
このように、膜式抵抗6と保持部材7a 、 7bとは
断熱部材16a、16bの表面に設けられた導電層17
a、17bを介して電気的に接続される。
第3図は第1B図の断熱部材16aの配線層の変更例を
示す。すなわち、第3図においては、断熱部材16 a
  (16b )の上下の面に導電層(板)20a。
20bを設け、これらを断熱部材16a  (16b)
の中心孔を通る導電層(棒)20Cによって接続しであ
る。
このような第3図に示す導電層20a 、 20b 、
 20cは第1B図の導電層17.、!、17bと同様
の作用をなす。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、ボンディングワイ
ヤを用いることなく断熱部材に導電層を形成して基板と
保持部材(もしくはその配線)とを電気的に接続してい
るので、機会的に強固となり、流量センサの信頼性を向
上できる。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明に係る直熱型流量センサの腹式抵抗を
示す正面図、 第1B図は第1A図のB−B線断面図、第2A図は本発
明に係る直熱型流量センサの膜式抵抗を示す正面図、 第2B図は第2A図のB−ByA断面図、第3図は第1
B図の断熱部材の導電層の変更例を示す斜視図、 第4図は本発明に係る腹式抵抗を有する直熱型空気流量
センサが適用された内燃機関を示す全体概要図、 第5図、第6図はそれぞれ第4図のセンサ部分の拡大縦
断面図、横断面図、 第7図は第4図の膜式抵抗の拡大図、 第8図は第4図のセンサ回路の回路図である。 1:内燃機関、 5:ダクト、 6:膜式抵抗、 7.7a、7b:保持部材、 9:外気温度補償用温度依存抵抗、 11:セン→J°回路、 14a、14b:絶縁層、 15a、15b:配線層、 16a、16b:断熱部材、 17a、17b、20a 、 20b 、 20c :
導電層、18:接着剤、 19:絶縁材。 −B 胡IA園   。。0.ヤニ□ 706.保持部材 +40.+4b・・・絶縁層 +50.+51)・、配線層 16Q−0−断熱・部材 2Qa、20b 、2 Qc・・・導電層鳴3因 1・・内燃機関 5・ ダクト 嶋4@      6.・、腹式抵抗 7・・・保持部材 11°°゛センプ旧1珀 11  セッサ回路 褐6国 68.膜式抵抗 61・・基板

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、膜式抵抗が形成された基板を断熱部材を介して放熱
    特性が優れた保持部材に支持すると共に、前記断熱部材
    に導電層を配設した直熱型流量センサ。 2、前記保持部材上の配線と前記膜式抵抗とを前記導電
    層により電気的に接続した特許請求の範囲第1項に記載
    の直熱型流量センサ。 3、前記保持部材と前記膜式抵抗とを前記導電層により
    電気的に直接接続した特許請求の範囲第1項に記載の直
    熱型流量センサ。
JP60178522A 1985-08-09 1985-08-15 直熱型流量センサ Granted JPS6239720A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60178522A JPS6239720A (ja) 1985-08-15 1985-08-15 直熱型流量センサ
US06/894,895 US4756190A (en) 1985-08-09 1986-08-08 Direct-heated flow measuring apparatus having uniform characteristics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60178522A JPS6239720A (ja) 1985-08-15 1985-08-15 直熱型流量センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6239720A true JPS6239720A (ja) 1987-02-20
JPH0441932B2 JPH0441932B2 (ja) 1992-07-09

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JP (1) JPS6239720A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH066929U (ja) * 1992-06-26 1994-01-28 川崎重工業株式会社 プラズマトーチによるスラグ閉塞防止装置
JP2014206439A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 株式会社島津製作所 熱線式フローセンサ及び赤外線ガス分析計

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH066929U (ja) * 1992-06-26 1994-01-28 川崎重工業株式会社 プラズマトーチによるスラグ閉塞防止装置
JP2014206439A (ja) * 2013-04-12 2014-10-30 株式会社島津製作所 熱線式フローセンサ及び赤外線ガス分析計

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