JPS6346369B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、媒体の流れの中に配置された温度に
依存する少なくとも１つの抵抗が設けられてお
り、この抵抗の温度および／または低抗値が流量
に依存して制御され、かつ制御量が、流れる媒体
の量に対する尺度であり、その際加熱線材として
形成された温度に依存する抵抗が、流体断面をな
す管部材内に支持されたセンサリング内において
支持点を介して一方の線材端部から他方の線材端
部へ案内されており、かつこの抵抗が、ブリツジ
回路の要素であり、このブリツジ回路が、媒体流
内に配置された温度に依存する少なくとも１つの
別の抵抗を有し、かつこのブリツジ回路が、管部
材に配置されかつ同様に測定信号を取出し可能な
マルチコネクタを介して、直流電圧源に接続され
ている、流れる媒体の流量を測定する装置を前提
としている。

上記の形式の流れる媒体の流量を測定する装置
はすでに公知である（米国特許第3824966号明細
書）。この公知の明細書には、センサリング内に
引張された加熱線ならびにその他のブリツジ回路
素子、および管部材に取付けられたマルチコネク
タが開示されている。センサリング内に設けられ
たブリツジ回路の要素とマルチコネクタの差込み
ピンとの間の接続は電気的導線を介して行なわ
れ、この導線は相当複雑にケーシング内部に延在
交錯しており、マルチコネクタの差込みピンへの
接続はろう付けによつて行なわれる。ブリツジ回
路素子と導線との間の電気接続については何ら明
示されていない。このような公知の装置は内燃機
関の吸気管内で使用され、これにより大幅な温度
変動や非常に強い機械的荷重が加わるため接触ゆ
るみや給電線のリアクタンスが端子線に生ずるこ
とがある。さらに、導線に例えば内燃機関の点火
装置からの漂遊する電気的妨害作用により測定精
度が劣化することがある。この公知の装置の測定
信号の評価は、この測定装置自体とは別個の、こ
の装置の外部に設けられた評価回路により行なわ
れ、この評価回路はマルチコネクタを介してこの
測定装置に接続しなければならない。この接続個
所においても接触ゆるみや線路リアクタンスが生
ずる危険性がある。

これに対して特許請求の範囲に記載した特徴を
有する本発明の装置によれば、評価回路としての
制御装置は接続箱内において管部材に直接取付け
られており、つまりは管部材と管部材内の抵抗素
子と共に構造上一体にされている。このような構
成による利点は、第一に電気接続路、殊にブリツ
ジ回路素子と評価回路との間の接続路が非常に短
かくなり、これによりリアクタンスをほとんど回
避することができる点である。また特に有利なの
は、プリント配線板を介して電気的接触接続が形
成されることにある。つまり、プリント配線板の
簡単な載置によりすべての必要な接触接続が形成
されることにある。その際互いに接続される接点
の少なくとも一部がプリント配線板を貫通するよ
うにするとよく、プリント配線板の上部で互いに
ろう付けするとよい。これによりすべてのろう付
個所を容易に操作できひいては容易に監視・調整
できる。このような構成では電気的接触接続がプ
リント配線板５２の差込みによつて既に形成さ
れ、その後のろう付は単に確実性を高めるために
のみ行なえばよい。プリン配線板による接点間の
接続を行うことにより、装置が長期間に亘つて機
械的荷重を受けて接触ゆるみが生じるのを防止で
きる。従つて本発明の装置は高い機械的荷重を受
ける機器、例えば内燃機関に使用するのに適して
いる。電気接続路が短いことにより、例えば燃料
点火装置からの漂遊による妨害作用も防止され
る。

プリント配線板を介して一方ではハイブリツド
（混成）回路として形成された制御装置（ないし
評価回路）とマルチコネクタとの間を接続し、他
方ではハイブリツド回路とブリツジ回路素子との
間を接続すると特に有利である。

本発明の実施例を以下図面によつて説明する。

流れる媒体の流量を測定する、例えば内燃機関
の吸入空気量を測定する第１図に示す装置におい
て、温度に依存する抵抗１０、温度に依存する抵
抗１１、抵抗１２、および抵抗１３および１４か
ら成るブリツジ回路が設けられている。ブリツジ
対角線には、制御装置１６の制御増幅器１５が接
続されている。その際制御増幅器１５の反転入力
端子は、入力抵抗１７を介して抵抗１１および１
２の接続点に接続されており、一方制御増幅器１
５の非反転入力端子は、入力抵抗１８を介して抵
抗１３および１４の接続点に接続されている。制
御増幅器１５は、２つの給電線１９および２０を
介して直流電源２１に接続されている。この直流
電源２１に並列に平滑コンデンサ２２が接続され
ている。制御増幅器１５の出力端子は、２つの抵
抗２３および２４の直列回路に接続されており、
その際抵抗２４は、共通の給電線１９に接続され
ている。これら両方の抵抗２３および２４は、ダ
ーリントン段２５のため分圧器を形成しており、
このダーリントン段は、抵抗１０，１１，１２，
１３および１４から成るブリツジ回路に給電する
ため、抵抗２６と共に電圧制御される電流源をな
している。共通の給電線１９および２０の間に抵
抗２７および２８から成る分圧器が接続されてい
る。抵抗２７および２８の接続点にダイオード３
７の陽極が接続されており、このダイオードの陰
極は、制御増幅器１５の反転入力端子に接続され
ている。制御増幅器１５の反転入力端子と共通の
給電線２０との間に、抵抗２９およびコンデンサ
３０の直列回路が接続されており、その際この抵
抗コンデンサ組合せは、温度に依存する抵抗の時
間特性に制御回路を合わせるために使われる。

抵抗１３および１４の接続点に抵抗３１が接続
されており、この抵抗は、スイツチトランジスタ
３２のスイツチ区間を介して共通の給電線２０に
接続可能である。スイツチトランジスタ３２のベ
ースは、単安定マルチバイブレータ３３の出力端
子に接続されており、このマルチバイブレータ
は、微分素子３４を介して内燃機関の点火装置の
ため３５で示された点火スイツチによつてトリガ
可能である。

前記の装置の動作は次のようになつている。ブ
リツジ回路の温度に依存する抵抗１１を介して所
定の電流が流れ、かつこの抵抗１１は、通常動作
温度まで加熱される。別のブリツジ辺において温
度に依存する抵抗１０は、流れる媒体の温度、例
えば内燃機関の吸入空気の温度を表わす抵抗値を
占める。それにより空気流量測定用装置の加熱電
流制御のため基準信号として、常に内燃機関の吸
入空気の温度が使われるようになる。通過する吸
入空気の量に応じて温度に依存する抵抗１１は、
多少なりとも冷却される。それによりブリツジ回
路の離調が生じる。ブリツジ回路のこの離調は、
制御増幅器が電圧制御電流源２３，２４，２５お
よび２６を介してブリツジ回路に対して一層多く
の給電電流を供給するので、温度に依存する抵抗
１１の温度、従つてこの抵抗値が少なくともほぼ
一定値に維持されるようにして制御される。ブリ
ツジ回路を通つて流れる電流は、温度に依存する
抵抗１１を通つて流れる空気量に対する尺度であ
る。相応した電気信号は、端子３６と３９の間か
ら取出すことができる。

制御装置の始動を容易にするため、ダイオード
３７を含む分圧器２７，２８が使われる。制御装
置を投入する際制御増幅器１５の反転入力端子
に、ほぼ0.5Vの電圧が加えられ、この電圧によ
り制御装置が確実に始動できる。それに反して通
常動作の場合制御増幅器１５の反転入力端子にお
ける電圧は、この始動電圧よりずつと高いので、
ダイオード３７はしや断され、従つて分圧器２
７，２８を介して制御増幅器に作用が及ぶことは
ない。

加熱線材として使われる温度に依存した抵抗１
１が時間と共に表面上に堆積するものによつて作
用を受けないようにするため、所定の測定サイク
ルの後に、温度に依存するこの抵抗１１を介して
大きな電流を流すようにする。その際測定サイク
ルとして例えばそれぞれ内燃機関の所定の動作期
間を選定することができる。内燃機関の点火装置
のそれぞれのしや断と共に白熱過程を行うこと
は、特に有利とわかつた。このことは、点火スイ
ツチ３５をしや断した際に行われる。相応する信
号は、微分され、かつ単安定マルチバイブレータ
を準安定状態に制御する。単安定マルチバイブレ
ータ３３のこの準安定スイツチ状態の間、スイツ
チトランジスタ３２は導通し、かつ抵抗３１をブ
リツジ回路の抵抗１４に対して並列に接続する。
それにより抵抗１０，１１，１２，１３および１
４から成るブリツジ回路は、大幅に離調され、し
かも制御増幅器１５がこの離調を補償するためブ
リツジ回路に対して大きな電流を供給する方向に
離調される。この大きな電流は、単安定マルチバ
イブレータの準安定スイツチ状態の期間にわたつ
て温度に依存する抵抗１１を通常動作温度以上の
温度に加熱するので、温度に依存する抵抗の表面
における堆積物は燃焼する。

温度に依存した抵抗１１の材料が構造的に安定
な白金線から成ると特に有利であるとわかつた。
なぜならこの材料は、高い温度に加熱するため特
に良好に適しているからである。このことは、燃
焼過程にとつて特に重要である。

基準抵抗１２も同様に、破線３８で示す流れの
断面内に、例えば内燃機関の吸気管内に収容され
ていれば有利である。なぜならこの時基準抵抗１
２の損失熱は、矢印方向に流れる空気によつて放
出できるからである。制御回路の温度特性を調節
できるようにするため、抵抗１３および１４が可
調節抵抗として形成されていると有利である。

第２図において流れの断面をなす管部材は３８
で示されており、この管部材は、例えば内燃機関
の吸気管の一部にすることができるか、または内
燃機関の吸気管内にそう入結合されている。管部
材３８の周に接続箱４０が設けられており、この
接続箱内に取付け板４１が配置されている。接続
箱４０は、電気制御装置１６を収容するために使
われ、この制御装置は、例えば取付け板４１上に
接着された混成回路４２として形成すれば有利で
ある。取付け板４１上に同様にダーリントン段２
５として形成された出力トランジスタ２５を接着
することができ、このトランジスタは、結合部材
４３によつて混成回路４２に接触している。取付
け板上に出力トランジスタ２５を配置することに
よつて、出力トランジスタに生じる熱の良好な放
熱が可能である。取付け板４１に開口４５が設け
られており、この開口を通して、後に説明するよ
うに流れの断面３８内のセンサリング内に配置さ
れたブリツジ要素１０，１１，１２の接点４６が
接続箱４０の内部に突出する。接続箱４０にマル
チコネクタ４７が配置されており、このマルチコ
ネクタの差込みピン４８（第４図）は、接続箱４
０の内部へ突出した接触線材４９に接続されてい
る。混成回路４２は、同様に接点板５０を有す
る。第２図に展開図で導体路５３を有するプリン
ト板５２が示されており、このプリント板は、導
体路５３の範囲に開口を有し、プリント板５２の
取付け状態においてこれら開口を通して接点４
６，４９，５０が突出しており、かつろう付け、
例えばデイツプろう付けおよび噴流ろう付けによ
り導体路に接続されている。プリント板５２によ
る混成回路４２、ブリツジ回路の要素１０，１
１，１２およびマルチコネクタの接続によつて短
い電流路が保証されるので、線路抵抗は無視でき
る程小さく、かつゆるみ接触、および漂遊による
妨害作用、例えば自動車に使用した際点火装置に
よる妨害作用は防止される。さらにすべてのろう
付け位置は容易に接近でき、従つて監視できる。
プリント板５２に同様に調節分圧器５４を接続す
ることができ、この分圧器は、内燃機関の吸入空
気における空気量測定のため装置を使用した際、
所定の燃料空気比を調節するために使われる。

調節分圧器５４は、第１図に示すように基準抵
抗１２と抵抗１４の間においてブリツジ回路に接
続されており、かつ抵抗５５を介して正電圧に接
続されている。プリント板５２が、枠５７を介し
て取付け板４１上に取付けられていると有利であ
り、この枠は、第４図に相応してプリント板５２
の方向にテーパ状になつた導入案内部５８を有
し、それによりプリント板５２に接点４６，４
９，５０を容易に通すことができる。

第３図および第４図に示すように、管部材３８
内において橋絡片６０によつてセンサリング６１
が支持されており、このセンサリング内において
支持点６２を介して加熱線材１１が案内されてい
る。加熱線材１１の上流のセンサリング６１内に
おいて、媒体流内に補償抵抗１０が配置されてい
る。ブリツジ要素１０，１１，１２の給電は、橋
絡片６０の内部で行われる。調節分圧器５４は操
作ねじ６３によつて調節でき、このねじは、接続
箱４０内に支持されている。操作ねじ６３と調節
分圧器５４の間に結合素子６４が配置されてい
る。操作ねじ６３は、外部から接続箱４０の押込
まれた保護蓋６５によつて覆われ、この蓋は、操
作ねじ６３をみだりに操作したことを、こわした
後でなければ保護蓋を取除けないようにすること
によつて識別できる。接続箱４０は、外部に対し
て蓋６６によつて閉じられている。

第５図に示された実施例において、第２図ない
し第４図による実施例と同じ素子は同じ符号で示
されている。第５図による実施例において厚膜技
術で、例えばセラミツク板６８として形成された
同じ基板６８上に導体路５３が取付けられてお
り、この基板上に混成回路４２も取付けられてお
り、その際導体路５３と混成回路４２との間の直
接の接触を行うことができる。従つてこの実施例
において別個のプリント板は不要である。ブリツ
ジ回路の要素とマルチコネクタとの間の接続個所
の数は減少し、その結果信頼性が向上する。

センサリング６１は、媒体の流れの方向に延び
た少なくとも１つの平面内で分割可能に構成する
ことができ、それによりブリツジ回路の要素１
０，１１，１２の容易な取付けが行なわれる。第
５図に示すように基準抵抗１２は、センサリング
６１内の巻線として加熱線材１１の下流に配置で
きる。その際基準抵抗１２の配置は、できるだけ
媒体流がこの抵抗に生じる熱を良好に放熱するよ
うにする。

第６図および第７図において流れの断面をなす
管部材は３８で示されており、この管部材は、例
えば内燃機関の吸気管の一部でありかつプラスチ
ツクから作ることができ、または内燃機関の吸気
管内にそう入結合されている。管部材３８の周に
接続箱４０が設けられており、この接続箱の範囲
において管部材３８は取付け開口４４を有し、こ
の取付け開口内にそう入部材５１が差込み可能で
ありかつ管部材３８に取付け可能である。そう入
部材５１は、電気制御装置１６の収容のため使わ
れ、この制御装置は、目的に合うように混成回路
４２として構成されており、この混成回路は、例
えばそう入部材５１に結合された取付け板４１に
接着されている。取付け板４１上に同様にダーリ
ントン段２５として構成された出力トランジスタ
２５を接着することができ（第８図）、この出力
トランジスタは、結合部材４３によつて混成回路
４２に接触している。取付け板上に出力トランジ
スタ２５を配置することによつて、特にそう入部
材５１を金属から作つた場合、出力トランジスタ
に生じる熱の良好な熱放出が可能である。取付け
板４１に開口４５が設けられており、この開口を
通して、後に説明するように流れの断面３８内の
センサリング内に配置されたブリツジ要素１０，
１１，１２の接点４６が、接続箱４０の内部へ突
出する。接続箱４０にマルチコネクタ４７が配置
されており、このマルチコネクタの差込みピン４
８（第７図）は、接続箱４０の内部に突出した接
触線材４９に接続されている。

第８図に示すように、例えばセラミツク板とし
て形成された同じ基板６８上に厚膜技術により導
体路５３が取付けられており、この基板上に混成
回路４２も取付けられており、その際導体路５３
と混成回路４２との間で直接接触を行うことがで
きる。従つて別個のプリント板は不要である。ブ
リツジ回路の要素とマルチコネクタとの間の接続
個所の数は減少し、その結果信頼性が向上する。

基板６８に同様に接点板５０が設けられてお
り、これらの接点板は、一方において導体路５３
を介して混成回路４２に、また他方においてマル
チコネクタ４７の接触線材４９、ブリツジ要素１
０，１１，１２の接点および調節分圧器５４の接
触線材５６に接続されている。内燃機関の吸入空
気内で空気量測定を行う装置を使用する際に所定
の燃料空気比に調節するため使われる調節分圧器
５４は、取付け板４１に取付けることができ、か
つ第１図に示すように基準抵抗１２と抵抗１４の
間においてブリツジ回路に接続されており、かつ
抵抗５５を介して正電圧に接続されている。

第７図および第８図に示すように、橋絡片６０
によつてそう入部材５１にセンサリング６１が、
管部材３８内に突出するように支持されており、
この管部材内において支持点６２を介して加熱線
材１１が案内されている。センサリング６１内の
加熱線材１１の上流において媒体流内に補償抵抗
１０が配置されている。ブリツジ要素１０，１
１，１２の給電は、橋絡片６０の内部で行われ
る。接続箱４０は、外部に対して蓋６６によつて
閉じられている。

橋絡片６０を介して取付け板４１およびセンサ
リング６１が結合されているそう入部材５１を有
する装置の構成によつて、センサリング６１、ブ
リツジ回路の要素、電気制御装置の電気回路１
６、調節分圧器５４が容易に取付け可能であり、
かつ溶接またはろう付けによつて接点板５０に容
易に接触する。なぜならそう入部材５１に個別部
品を取付けた後に、そう入部材５１は、取扱い可
能な素子として管部材３８の取付け開口４４内に
そう入可能であり、かつ管部材に取付け可能であ
るからである。場合によつては後から校正または
修理が必要な際、そう入部材５１は、全体として
管部材３８から引出されるので、容易な接近可能
性が保証されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、流れる媒体の流量を測定する、例え
ば内燃機関の吸入空気量を測定する装置の回路
図、第２図は、本装置の斜視図、第３図は、第２
図の―線に沿つた断面図、第４図は、第２図
の―線に沿つた断面図、第５図は、本装置の
展開図、第６図は、本発明による第２の実施例を
示す長手断面図、第７図は、第６図の―線に
沿つた断面図、第８図は、本装置の部分斜視図で
ある。 １０，１１，１２，１３，１４…ブリツジ要
素、１６…電気制御装置、２５…出力トランジス
タ、３８…管部材、４０…接続箱、４１…取付け
板、４６，４９，５０…接点、４７…マルチコネ
クタ、５１…そう入部材、５２…プリント板、５
３…導体路、５４…調節分圧器、６１…センサリ
ング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 媒体の流れの中に配置された温度に依存する
   少なくとも１つの抵抗が設けられており、この抵
   抗の温度または抵抗値が流量に依存して制御さ
   れ、かつ制御量が、流れる媒体の量に対する尺度
   であり、その際加熱線材として形成された温度に
   依存する抵抗が、流体断面をなす管部材内に支持
   されたセンサリング内において支持点を介して一
   方の線材端部から他方の線材端部へ案内されてお
   り、かつこの抵抗がブリツジ回路の要素であり、
   このブリツジ回路が、媒体流内に配置された温度
   に依存する少なくとも１つの別の抵抗を有し、か
   つこのブリツジ回路が、管部材に配置されかつ同
   様に測定信号を取出し可能なマルチコネクタを介
   して、直流電圧源に接続されている、流れる媒体
   の流量を測定する装置において、管部材３８の外
   周面に接続箱４０が設けられており、この接続箱
   内に取付け板４１が配置されており、該取付け板
   上に電気制御装置１６が、接点５０を備えた電気
   回路板４２の形で取付けられており、ブリツジ回
   路１０，１１，１２，１３，１４の、ゾンデリン
   グ６１中に設けられた要素１０，１１，１２の接
   点４６が前記取付け板４１を貫通して前記接続箱
   ４０内に突出しており、接続箱４０にマルチコネ
   クタ４７が取付けられており、該マルチコネクタ
   ４７の差込みピン４８は、接続箱４０の内部に突
   出した接点４９に接続されており、短い導体路５
   ３を備えたプリント配線板５２が取付け板４１上
   に取付けられており、このプリント配線板５２の
   取付けられた状態で前記接点４６，４９，５０が
   前記導体路５３に導電的に接続されて、制御装置
   １６とブリツジ回路１０，１１，１２とマルチコ
   ネクタ４７との間がプリント配線板５２により接
   続されていることを特徴とする、流れる媒体の流
   量を測定する装置。 ２ 電気回路１６が混成回路として形成されてい
   る、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 電気回路１６が、出力トランジスタ２５を除
   いて混成回路として形成されており、かつ混成回
   路と出力トランジスタ２５が取付け板４１上に取
   付けられている、特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ４ 取付け板４１上に基板６８が取付けられてお
   り、この基板上に混成回路１６，４２が取付けら
   れており、かつこの基板が、同時に導体路５３を
   取付けたプリント配線板５２として使われる、特
   許請求の範囲第２項記載の装置。 ５ 取付け板４１とプリント配線板５２の間に枠
   ５７が配置されており、この枠が、プリント配線
   板５２の方向に向つてテーパ状になつた導入案内
   部５８を有し、これら導入案内部を通つて、ブリ
   ツジ回路の要素１０，１１，１２、混成回路１
   ６，４２およびマルチコネクタ４７の導体路５３
   と接触する接点４６，４９，５０が案内部を通つ
   て突出している、特許請求の範囲第２項記載の装
   置。 ６ プリント板５２に調節分圧器５４が取付けら
   れており、この分圧器の接点が、導体路５３を介
   して混成回路１６，４２に接続されている、特許
   請求の範囲第４項記載の装置。 ７ センサリング６１が、媒体流方向に延びた少
   なくとも１つの平面内で分割可能に形成されてい
   る、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８ 媒体の流れの中に配置された温度に依存する
   少なくとも１つの抵抗が設けられており、この抵
   抗の温度または抵抗値が流量に依存して制御さ
   れ、かつ制御量が、流れる媒体の量に対する尺度
   であり、その際加熱線材として形成された温度に
   依存する抵抗が、流量断面をなす管部材内に支持
   されたセンサリング内において支持点を介して一
   方の線材端部から他方の線材端部へ案内されてお
   り、かつこの抵抗が、ブリツジ回路の要素であ
   り、このブリツジ回路が、媒体流内に配置された
   温度に依存する少なくとも１つの別の抵抗を有
   し、かつこのブリツジ回路が、管部材の接続箱に
   配置されかつ同様に測定信号を取出し可能なマル
   チコネクタを介して、直流電圧源に接続されてい
   る、流れる媒体の流量を測定する装置において、
   管部材３８の外周面に接続箱４０が設けられてお
   り、この接続箱内に取付け板４１が配置されてお
   り、該取付け板上に電気制御装置１６が、接点５
   ０を備えた電気回路板４２の形で取付けられてお
   り、ブリツジ回路１０，１１，１２，１３，１４
   の、ゾンデリング６１中に設けられた要素１０，
   １１，１２の接点４６が前記取付け板４１を貫通
   して前記接続箱４０内に突出しており、接続箱４
   ０にマルチコネクタ４７が取付けられており、該
   マルチコネクタ４７の差込みピン４８は、接続箱
   ４０の内部に突出した接点４９に接続されてお
   り、短い導体路５３を備えたプリント配線板５２
   が取付け板４１上に取付けられており、このプリ
   ント配線板５２の取付けられた状態で前記接点４
   ６，４９，５０が前記導体路５３に導電的に接続
   されて、制御装置１６とブリツジ回路１０，１
   １，１２とマルチコネクタ４７との間がプリント
   配線板５２により接続されており、取付け板４１
   およびセンサリング６１がそう入部材５１に結合
   されており、このそう入部材が、接続箱４０の範
   囲に設けられた管部材３８の取付け開口４４内に
   差込み可能であり、かつ管部材３８に取付け可能
   であることを特徴とする、流れる媒体の流量を測
   定する装置。 ９ そう入部材５１が金属から形成されている、
   特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 管部材３８がプラスチツクから形成されて
   いる、特許請求の範囲第８項記載の装置。