KR0163636B1 - 열식 공기 유량 검출 장치 - Google Patents

Abstract

공기 흐름이 순방향인지 역방향인지를 판별할 수 있도록 하고, 흡입 공기 유량의 검출 정밀도를 향상시킨다.

흡입관 내에 돌출시켜 설치한 유량계 본체의 검출 홀더에 절연 기판(28)의 기단측을 착탈가능하게 설치하고, 절연 기판(28)을 슬릿(29)에 의해 주기판부(28A)와 부기판부(28B)로 공기의 흐름 방향으로 분리시킴과 동시에, 주기판부(28A)상에는 크랭크 형상을 이루고 절연 기판(28)의 길이 방향으로 연장하는 발열 저항체(30)과, 발열 저항체(30)의 전,후에 이간하여 발열 저항체(30)의 연장 저항부(30B, 30C)와 평형하게 연장하는 감온 저항체(31, 32)를 착막 형성하고, 부기판부(28B)에는 온도 보상 저항(33)을 형성한다.

그리고, 공기 흐름에 대해 발열 저항체(30) 및 감온 저항체(31, 32)의 접촉 면적을 크게 하고, 이들 저항치를 공기 흐름에 대해 민감하게 높은 응답성을 가지고 변화시키도록 한다.

Description

열식 공기 유량 검출 장치

제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치를 흡기관에 설치된 상태 로도시한 종단면도.

제2도는 절연 기판 상에 형성된 발열 저항체, 각 감온 저항체 및 온도 보상 저항 등을 도시하는 평면도.

제3도는 제1실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치의 회로 구성을 도시하는 회로도.

제4도는 흡입 공기의 유속과 비교기의 출력 신호와의 관계을 도시하는 특성선도.

제5도는 제2실시예에 의한 절연 기판 상에 형성된 발열 저항체 및 각 감온 저항체를 도시하는 평면도.

제6도는 제2실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치의 회로 구성을 도시하는 회로도.

제7도는 종래 기술에 의한 열식 공기 유량 검출 장치를 흡기관에 설치된 상태로 도시한 종단면도.

제8도는 종래 기술에 의한 유량계 본체 및 발열 저항 등을 도시하는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 흡기관 21 : 열식 공기 유량 검출 장치

22 : 유량계 본체 23 : 기준 저항

24 : 권선부 26 : 검출 홀더

27 : 회로 케이싱 28, 51 : 절연기판

28A : 주기판부 28B : 부기판부

29 : 슬릿 30, 52 : 발열 저항체

30A, 52A : 중간 저항부 30B, 30C, 52B, 52C : 연장 저항부

31, 53 : 제1감온 저항체 32, 54 : 제2감온 저항체

33, 56 : 온도 보상 저항 34 : 유량 조정 저항

35, 55 : 전극 36 : 직류 전원

37 : 전류 제어용 트랜지스터 40, 42 : 비교기

41 : 차등 증폭기 43 : 반전 회로

44 : 선택 회로(유량 신호 출력 수단)

본 발명은 예를 들면 자동차용 엔진 등의 흡입 공기 유량을 검출하는 데에 적합하게 이용되는 열식 공기 유량 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 엔진 등에는 엔진 본체의 연소실 내에서 연료와 흡입공기와의 혼합기를 연소시켜, 그 연소압으로부터 엔진의 회전 출력을 얻도록 하고 있고, 연료의 분사량을 연산한 후 흡입 공기 유량을 검출하는 것이 중요한 팩터로 되어 있다.

그래서, 제7도 및 제8도에 종래 기술의 열식 공기 유량 검출 장치를 도시하였다.

도면에 있어서, 참조 번호(1)은 흡기관(2)의 도중에 설치된 열식 공기 유량 검출장치를 가리키고, 이 열식 공기 유량 검출 장치(1)은 엔진 본체의 연소실(도시하지 않음)을 향하여 화살표 A 방향으로 유통하는 흡입 공기의 유량을 검출하기 위해 흡기관(2)의 도중에 접속홀(2A)을 통해 배치되어 있다.

참조 번호(3)은 열식 공기 유량 검출 장치(1)의 본체부를 구성하는 유량계 본체를 가리키고, 이 유량계 본체(3)은 인서트 몰드 등의 수단에 의해 제8도에 도시하는 바와 같이 형성되어, 권선상을 이루는 후술하는 기준 저항(14)를 두루 감기위해 단부착 원주 형태로 형성된 권선부(4)와, 이 권선부(4)의 기단측에 위치하여 거의 원판 형태로 형성되어 후술하는 단자 핀(8A~8D)가 일체적으로 설치 된 단자부(5)와, 권선부(4)의 선단측에서 흡기관(2)의 직경 방향으로 연달아 설치되어 흡기관(2)의 중심부에서 후술한 발열 저항(9) 및 온도 보상 저항(11)을 위치 결정하는 검출 홀더(6)과, 흡기관(2)의 외측에 위치하여 단자부(5)가 접속된 후술한 회로 케이싱(7)으로 대략 구성되어 있다.

참조 번호(7)은 흡기관(2)의 접속홀(2A)를 폐색(閉塞)하도록 이 흡기관(2)의 외주측에 설치된 회로 케이을 가리키고, 이 회로 케이싱(7)은 절연상의 수치 재료 등에 의해 형성되고, 이 밑부분에는 흡기관(2)의 접속홀(2A)에 끼워 맞추는 감합부(7A)가 일체적으로 설치되어 있다.

그리고, 이 회로 케이싱(7)은 예를 들어 세라믹 재료 등으로 이루어지는 절연 기판 상에 유량 조정 저항 및 차동 증폭기(어디에도 도시하지 않음) 등을 실장한 상태로 이것들을 내장하도록 되어 있다.

참조 번호(8A, 8B, 8C, 8D)는 유량계 본체(3)의 단자부(5)로부터 축 방향으로 돌출한 4개의 단자 핀[전체로서 각 단자 핀(8)이라 함]을 가리키고, 이 각 단자 핀(8)은 유량계 본체(3)의 권선부(4)및 검출 홀더(6) 내에 매설된 예를 들면 4개의 단자판(도시하지 않음)에 일체화하여 설치되어 회로 케이싱(7)의 커넥터부(도시하지 않음)에 착탈가능하게 접속된 것이다.

참조 번호(9)는 유량계 본체(3)의 검출 홀더(6)에 터미널(10A, 10B)를 통해 설치된 핫 필름형의 발열 저항을 가리키고, 이 발열 저항(9)는 온도 변화에 민감하게 반응하여 저항치가 변화하는 백금 등의 감온성 재로로 이루어지고, 예를 들어 알루미나 등의 세라믹 재료로 이루어지는 절연성의 통체(筒體)에 백금선을 감거나, 백금막을 증착하거나 하여 형성된 소구경의 발열 저항 소자로 구성되어 있다.

그리고, 이 발열 저항(9)는 배터리(도시하지 않음)으로부터의 통전에 의해 예를 들면, 240℃ 전후의 온도로서 발열한 상태로 되고, 흡기관(2) 내를 화살표 A방향으로 흐르는 흡입 공기에 의해 냉각될 때에는 이 흡기 공기의 유량에 따라 저항치가 변화하여 유량의 검출 신호를 출력시키는 것이다.

참조 번호(11)은 발열 저항(9)의 상류측에 위치하여 유량계 본체(3)의 검출 홀더(6)에 설치된 온도 보상 저항을 가리키고, 이 온도 보상 저항(11)은 예를 들면 알루미나 등의 세라믹 재료로 이루어지는 절연 기판 상에 스퍼터링 등의 수단을 이용하여 백금을 착막시킴으로써 형성되고, 백금막의 양단은 상기 검출 홀더(6)에 세워 설치된 터미널(12A, 12B)사이에 접속되어 있다.

첨조 번호(13)은 유량계 본체(3)의 검출 홀더(6)상에 장착되는 보호 커버를 가리키고, 이 보호 커버(13)은 검출 홀더(6) 상에 발열 저항(9) 및 온도 보상 저항(11)을 실장한 후에, 제8도 중에 화살표로 도시하는 바와 같은 검출 홀더(6)에 피착되어, 발열 저항(9) 및 온도 보상 저항(11)을 보호함과 동시에, 흡입 공기의 유통을 호용하도록 되어 있다.

또, 제7도 중에서는 발열 저항(9) 및 온도 보상 저항(11)을 명시하기 위해 보호 커버(13)을 검출 홀더(6)으로부터 떼어낸 상태로 도시하고 있다.

또, 참조 번호(14)는 유량계 본체(3)의 권선부(4)에 감겨진 권선 저항으로 이루어지는 기준 저항을 가리키고, 이 기준 저항(14)는 그 양단이 권선부(4)에 세워 설치된 터미널(15A, 15B)에 접속되어 상기 발열 저항(9)에 직렬 접속되어 있다.

여기에서, 상기 각 단자 핀(8)중, 단지 핀(8A)는 터미널(15A)에 상기 단자판을 통해 접속되고, 단자 핀(8B)는 다른 단자판을 통해 터미널(15B, 10A)에 접속되어 있다. 또, 단자 핀(8C)는 별도의 단자판을 통해 터미널(10B, 12B)에 접속되고, 단자 핀(8D)는 터미널(12A)에 또 다른 단자 판을 통해 접속되어 있다.

이아 같이 구성되는 종래 기술의 열식 공기 유량 검출 장치(1)은 자동차용 엔진 등의 흡입 공기 유량을 검출할 때에, 유량계 본체(3)의 단자부(5)를 각 단자 핀(8)을 통해 회로 케이싱(7)의 케넉터부에 접속한 상태로, 유량계 본체(3)의 검출 홀더(6)등을 흡기관(2) 내에 접속홀(A)를 통해 삽입하고, 이 접속홀(2A)에 흡기관(2)의 외주측에서 회로 케이싱(7)을 접속함으로써, 검출 홀더(6)에 설치된 발열 저항(9) 및 온도 보상 저항(11)을 흡기관(2)의 중심부에 배치한다.

이 경우, 발열 저항(9)를 기준 저항(14)에 직렬 접속함과 동시에, 온도 보상 저항(11)을 회로 케이싱(7) 내의 유량 조정 저항에 직렬 접속함으로써, 이들 발열 저항(9), 기준 저항(14), 온도 보상 저항(11) 및 유량 조정 저항으로 브리지 회로를 구성한다. 그리고, 이 브르지 회로에는 엔진의 시동과 함께 외부로부터 전류를 계속 인가함으로써 발열 저항(9)를 예를 들어 240℃ 전후의 소정 온도로서 발열시키도록 한다.

그리고, 이 상태에서 흡기관(2) 내를 엔진 본체의 연소실을 향해 화살표 A방향으로 흡입 공기가 유통할 때는 이 흡입 공기의 흐름에 의해 발열 저항(9)가 냉각되어 이 발열 저항(9)의 저항치가 변화하기 때문에, 이 발열 저항(9)에 직렬 접속된 기준 저항(14)의 양단 전입에 기초하여 흡입 공기의 유량에 대응하는 검출신호를 출력 전압의 변화로서 검출한다.

그런데, 상술한 종래 기술에서는 흡기관(2)내를 흐르는 흡입 공기의 흐름으로 발열 저항(9)가 냉각되는 것을 이용하여 이 발열 저항(9)의 저항치 변화에 기초한 흡입 공기 유량을 검출하는 구성이기 때문에, 이 발열 저항(9)는 제7도 중 화살표 A방향(순방향)으로 흐르는 흡입 공기 흐름에 의해 냉각됨과 동시에, 화살표 A 방향(순방향)으로 흐르는 공기 흐름에 의해서도 냉각되어 버려서 이 역방향의 공기 흐름에 의해 흡입 공기 유량을 오검출한다는 문제가 있다.

즉, 다기통의 실린더를 구비한 엔진 본체에서는 각 실린더 내에서 각각 피스톤이 왕복 운동함에 따라 각 흡기 밸브(도시하지 않음)이 열릴 때마다, 흡입 공기가 각 실린더 내를 향해 화살표 A방향(순방향)으로 빨아들여지기 때문에, 흡기관(2) 내를 흐르는 공기의 유속은 각 흡기 밸브의 개폐에 따라 제4도에 예시하는 바와 같은 증감을 반복 맥동하게 된다.

특히, 엔진의 회전수가 저속 영역에서 중속 영역 등에 도달하여 흡·배기량이 증대하게 되면, 흡기 밸브와 배기 밸브(도시하지 않음)이 오버랩되고, 배기의 일부가 흡기 밸브가 열림에 따라 흡기관(2) 내로 환류하는 경우가 있기 때문에, 이 때에 흡기관(2) 내에서는 제4도에 도시하는 기간 t1, t2 사이와 같이 유속이부(마이너스)로 되어 화살표 B 방향(역방향)으로 흐르는 공기 흐름이 발생하고, 이 공기 흐름으로 흡기 공기 유량이 실 유량보다 과대하게 검출되어 A/F 제어를 정확하게 행할 수 없게 된다는 문제가 발생한다.

본 발명은 상술할 종래 기술을 문제를 감안하여 행해진 것으로, 본 발명은 역방향의 공기 흐름에 의해 흡입 공기 유량을 오검출하는 것을 방지할 수 있고, 유량의 검출 정밀도를 대폭 향상할 수 있도록 한 열식 공기 유량 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상술한 문제를 해결하기 위해 본 발명은 흡기관의 도중에 설치되고, 유량 조정 저항 및 기준 저항이 설치된 유량계 본체와, 상기 흡기관 내에 위치하여 이 유량계 본체에 설치되고, 상기 흡기관 내를 흐르는 흡입 공기에 의해 냉각되는 발열저항과, 상기 흡입 공기의 온도 변화를 보상하기 위한 온도 보상 저항으로 이루어지는 열식 공기 유량 검출 장치에 적용된다.

그리고, 청구항1에 기재한 발명이 채용하는 구성의 특징은 상기 발열 저항을 상기 유량계 본체에 설치된 절연 기판 상에 형성되어, 이 절연 기판의 적어도 길이 방향으로 막 형태로 연장된 발열 저항체로 구성되고, 또한 상기 절연 기판상에는 상기 흡입 공기의 흐름 방향에 대해 이 발열 저항의 이간하여 형성되어 상기 흡기 공기의 흐름 방향에 따라 각각 저항치가 변화하는 제1, 제2 감온저항체를 설치한 것이다.

또, 청구항2에 기재한 발명은 상기 발열 저항체를 상기 절연 기판의 길이 방향 중간부에 위치하여 폭 방향으로 연장한 중간 저항부와, 이 중간 저항부의 양단측에서 상기 절연 기판의 길이 방향에 서로 역방향으로 연장한 제1, 제2연장저항부로 형성하고, 상기 제1 감온 저항체는 이 제1연장 저항부와 중간 저항부사이에 위치하여 이 제1연장 저항부와 평행하게 형성하고, 또한 상기 제2감온 저항체는 상기 제2연장 저항부와 중간 저항부 사이에 위치하여 이 제2연장 저항부와 평행하게 형성하여 이루어지는 구성을 채용하고 있다.

또, 청구항3에 기재한 발명은 상기 절연 기판을 기판측이 상기 유량계 본체에 설치되는 고정단으로 되고, 선단측이 자유단으로 된 주기판부와 부기판부로 구성하고, 이 부기판부와 주기판부 사이에는 선단측으로부터 기단측을 향해 연장하는 슬릿을 형성함과 동시에, 이 부기판부는 기단측에서 주기판부에 일체적으로 연결하고, 또한 이 주기판부에는 상기 발열 저항체 및 제1, 제2감온 저항체를 착막 형성하고, 상기 부기판부에는 상기 온도 보상 저항을 착막 형성하여 이루어지는 구성을 채용하고 있다.

또, 청구항4에 기재한 발명에서는 상기 제1, 제2감온 저항체를 발열 저항체보다도 큰 저항치를 가진 저항체 재로로 형성하고, 이 발열 저항체로부터의 열에 의해 절연 기판을 통해 상기 제1, 제2온도 저항체를 가열하는 구성으로 하고 있다.

한편, 청구항5에 기재한 발명에서는 상기 제1, 제2온도 저항체를 발열 저항체에 대응하는 저항률을 가진 저항체 재료로 형성하고, 이 발열 저항체와 함께, 제1, 제2온도 저항체를 외부로부터의 전압 인가에 의해 발열시키는 구성으로 하고 있다.

또, 청구항6에 기재한 발명은 상기 발열 저항체를 기준 저항을 통해 어스에 접속하고, 이 기준 저항의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에, 상기 제1, 제2감온 저항체의 저항치에 기초한 흡입 공기의 흐름 방향을 검출하고, 이 흡입 공기의 흐름 방향이 순방향일 때는 상기 유량 검출 신호를 그대로 출력하고, 역방향일 때는 반전시켜 출력하는 유량 신호 출력 수단을 구비하여 이루어지는 구성을 채용하고 있다.

상기 구성에 의해 청구항1의 발명에서는 흡입 공기의 흐름 방향에 대해 발열 저항체의 전후로 이간하여 절연 기판 상에 형성한 제1, 제2감온 저항체가 상기 흡입 공기의 흐름 방향에 따라 각각 저항치가 변화하기 때문에, 제1감온 저항체가 제2감온 저항체보다도 저항치가 작아 졌을 때에는, 예를 들면 공기의 흐름방향을 순방향으로서 검출할 수 있고, 제2감온 저항체가 제1감온 저항체보다도 저항치가 작아 졌을 때에는 공기의 흐름 방향을 역방향으로서 검출할 수 있다.

또, 청구항2의 발명에서는 절연 기판이 한정된 표면 스페이스를 유효하게 활용하여 발열 저항체 및 제1, 제2감온 저항체를 콤팩트하게 형성할 수 있고, 발열 저항체의 표면적(실장 면적)을 가능한 한 크게 할 수 있다.

또, 청구항3의 발명에서는 단일 절연 기판 상에 발열 저항체 및 제1, 제2감온 저항체와 함께 온도 보상 저항을 착막 형성할 수 있고, 부품 가짓수를 삭감할 수 있다.

그리고, 온도 보상 저항이 형성되는 부기판부와 상기 발열 저항체 및 제1, 제2감온 저항체가 형성되는 주기판부와와 사이에 슬릿을 형성함으로써, 예를 들면 발열 저항체에서 가열되는 주기판부로부터 부기판부로 열이 달아나는 것을 방지할 수 있어, 주기판부를 조기에 온도 상승시킬 수 있다.

또, 청구항4의 발명에서는 제1, 제2감온 저항체를 발열 저항체로부터의 열로 절연 기판을 통해 가열할 수 있어, 공기의 흐름 방향에 따라 제1, 제2감온 저항체 중 어느 한쪽을 냉각함으로써 공기의 흐름 방향을 보다 확실하게 검출할 수 있다.

한편, 청구항5의 발명에서는 외부로부터의 전압 인가에 의해 제1, 제2감온 저항체를 발열 저항체와 함께 발열시킬 수 있어, 제1, 제2감온 저항체를 조기에 온도 상승시켜 흐름 방향을 검출할 때의 응답성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

또, 청구항6의 발명에서는 발열 저항체와 어스 사이에 접속되는 기준 저항의 양단 전압으로부터 유량 검출 신호를 얻음과 동시에, 상기 제1, 제2감온 저항체의 저항치에 기초한 흡입 공기의 흐름 방향을 검출할 수 있기 때문에, 이 흡입공기의 흐름 방향이 순방향일 때는 상기 검출 신호를 그대로 정(+)의 전압신호로서 출력할 수 있고, 역방향일 때는 반전시켜 부(-)의 전압 신호로서 출력할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 제1도 내지 제6도에 기초하여 설명한다.

또, 실시예에서는 상술한 제7도에 도시하는 종래 기술과 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

그리고, 제1도 내지 제4도는 본 발명의 제1실시예를 도시하고 있다.

도면 중, 참조 번호(21)은 본 실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치이고, 참조 번호(22)는 이 열식 공기 유량 검출 장치(21)의 본체부를 구성하는 유량계 본체를 가리키며, 이 유량체 본체(22)는 종래 기술에서 상술한 유량계 본체(3)과 거의 동일하게 기준 저항(23)이 감기는 권선부(24)와, 이 권선부(24)의 기단측에 위치하고, 복수의 단자 핀(도시하지 않음)이 일체적으로 설치된 단자부(25)와, 권선부(24)의 선단측으로부터 흡기관(2)의 지름 방향으로 연달아 설치된 검출 홀더(26)과, 후술한 케이싱(27)로 대략 구성되어 있다.

그러나, 이 유량계 본체(22)에는 검출 홀더(26)의 기단측에 후술한 절연 기판(28)을 착탈 가능하게 설치하기 위한 슬롯(도시하지 않음)이 형성되고, 이 검출홀더(26)은 제1도 중에 도시하는 바와 같은 흡기관(2)의 중심부에 절연 기판(28)을 통해 후술한 발열 저항체(30)등을 위치결정하는 구성으로 되어 있다.

또, 이 유량계 본체(22)의 검출 홀더(26)에도 종래 기술에서 상술한 보호 커버(13)과 거의 동일한 보호 커버(도시하지 않음)이 설치된다.

참조 번호(27)은 흡기관(2)의 접속홀(2A)를 폐색(閉塞)하도록 이 흡기관(2)의 외주측에 설치된 회로 케이싱을 가리키고, 이 회로 케이싱(27)은 종래 기술에서 상술한 회로 케이싱(7)과 거의 동일하게 형성되어 흡기관(2)의 접속홀(2A)에 끼워 맞추는 감합부(27A)를 갖고 있기는 하지만, 이 회로 케이싱(27)은 예를 들면 세라믹 재료 등으로 이루어지는 절연 기판(도시하지 않음) 상에 후술한 유량 조정 저항(34) 및 차등 증폭기(41)등을 실장한 상태로 이것을 내장하도록 되어 있다.

참조 번호(28)은 검출 홀더(26)에 설치되는 절연 기판을 도시하고, 이 절연 기판(28)은 예를 들면 글래스, 산화 알루미늄(알루미나) 또는 질화알루미늄 등의 절연성 재료로, 길이 치수가 15~20mm 전후이고, 폭 치수가 4~7mm 전후로 되어 직사각형의 평판 형태로 형성되어 있다.

또, 이 절연 기판(28)은 기단측이 검출 홀더(26)의 슬롯에 착탈 가능하게 설치되는 고정단으로 되고, 선단측이 자유단으로 되어 있다.

여기에서, 이 절연 기판(28)은 제2도에 도시하는 바와 같이 기단측으로부터 선단측을 향해 얇은 책(短冊) 형태로 연장하여 비교적 큰 표면적을 갖는 주기판부(28A)와, 이 주기판부(28A)와 평행하게 기단측에서 선단측을 향해 단편 형태로 연장하여 이 주기판부(28A)보다도 작은 표면적을 가진 부기판부(28B)으로 구성되고, 이 부기판부(28B)는 화살표 A 방향의 흡입 공기 흐름에 대해 주기판부(28A)보다도 상류측에 위치하고 있다.

또, 부기판부(28B)와 주기판부(28A) 사이에는 절연 기판(28)의 선단측에서 기단측을 향해 연장하는 가늘고 긴 슬릿(29)가 형성되어 있다.

그리고, 이 슬릿(29)는 절연 기판(28)의 폭 방향으로 주기판부(28A)와 부기판부(28B)를 기단측에서 주기판부(28A)에 일체적으로 연결시키도록 되어 있다.

참조 번호(30)은 절연 기판(28)의 주기판부(28A)상에 형성된 발열 저항을 구성하는 발열 저항체를 가리키고, 이 발열 저항체(30)은 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단을 이용하여 주기판부(28A) 상에 백금막을 착막시킴으로써 형성되고, 주기판부(28A)의 길이 방향 중간부에 위치하여 폭 방향으로 연장한 중간 저항부(30A)와, 이 중간 저항부(30A)의 양단측에서 주기판부(28A)의 길이 방향으로 서로 역방향으로 연장한 제1, 제2연장 저항부(30B, 30C)로 구성되어 있다.

여기에서, 이 발열 저항체(30)의 중간 저항부(30A) 및 연장 저항부(30B, 30C)는 전체로서 크랭크 상을 이룸으로써, 주기판부(28A) 상에 발열 저항체(30) 및 후술한 감온 저항체(31, 32)를 콤팩트하게 형성함과 동시에, 발열 저항체(30)의 표면적(실장 면적)을 가급적 증대시켜, 예를 들면 흡기관(2) 내를 화살표 A방향으로 흐르는 흡입 공기와의 접촉 면적을 크게 할 수 있도록 되어 있다.

또, 이 발열 저항체(30)은 제3도에 도시하는 바와 같은 저항치R1의 상기 기준 저항(23)을 통해 어스에 접속되고, 이 발열 저항체(30)은 종래 기술에서 상술한 발열 저항(9)와 거의 동일하게 외부로부터의 통전에 의해 예를 들면 240℃전후의 온도로 발열한다.

그리고, 흡기관(2) 내의 공기 흐름으로 이 발열 저항체(30)이 냉각될 때에는 공기의 유량에 대응하여 발열 저항체(30)의 저항치RH가 변화하기 때문에, 제3도에 도시하는 기준 저항(23)과 발열 저항체(30)과의 접속점 a로부터 기준 저항(23)의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻을 수 있다.

참조 번호(31, 32)는 발열 저항체(30)과 함께 주기판부(28A) 상에 형성된 제1, 제2감온 저항체를 가리키고, 이 감온 저항체(31, 32)는 저항 온도 계수(ppm/℃)가 높고, 예를 들면 니켈 또는 텅스텐 등의 금속막을 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단으로 착막시킴으로써 형성되고, 예를 들면 흡기관(2) 내를 화살표 A방향으로 흐르는 흡입 공기의 흐름 방향[주기판부(28A)의 폭 방향]에 대해 발열 저항체(30)의 전후로 이간하여 주기판부(28A)상에 배치되어 있다.

여기에서, 제1감온 저항체(31)은 발열 저항체(30)의 중간 저항부(31A)와 연장 저항부(30B) 사이에 위치하고, 이 연장 저항부(30B)와 평행하게 연장하도록 직사각형 형상으로 형성되어 있다.

또, 제2감온 저항체(32)는 중간 저항부(30A)와 연장 저항부(30C) 사이에 위치하고, 이 연잔 저항부(30C)와 평행하게 연장하도록 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 감온 저항체(31,32)는 주기판부(28A)상에서 실질적으로 균등한 면적으로 형성되고, 통상시에는 발열 저항체(30)으로부터의 열에 의해 주기판부(28A)를 통해 서로 동일한 온도로 가열된다.

또, 이 감온 저항체(31,32)는 발열 저항체(30)으로부터의 열에 의해 가열된 상태에서 흡기관(2)내를 흐르는 화살표 A, B방향의 공기에 접촉되었을 때에, 이 공기 흐름으로 냉각됨으로써 각각의 저항치 RT1, RT2가 변화한다.

그리고, 흡기관(2)내를 화살표 A방향(순방향)으로 흡입 공기가 흐를 때는 발열 저항체(30) 보다도 상류측에 위치하는 감온 저항체(31)이 이 공기 흐름에 따라 크게 냉각되기 때문에, 이 감온 저항체(31)의 저항치 RT1은 크게 감소한다.

이것에 비하여, 하류측의 감온 저항체(32)는 발열 저항체(30)으로부터의 열로 따뜻해진 후의 공기 흐름에 접촉하기 때문에, 감온 저항체(32)는 그만큼 냉각되지 않고, 이 감온 저항체(32)의 저항치 RT2는 거의 변화하지 않는다.

한편, 흡기관(2)내를 화살표 B방향(역방향)으로 공기가 흐를 때는 발열 저항체(30)보다도 상류측에 위치하는 감온 저항체(32)가 이 역방향의 공기 흐름에 의해 크게 냉각되고, 이 감온 저항체(32)의 저항치 RT2가 크게 감소하는 것에 비하여, 하류측으로 되는 감온 저항체(31)의 저항치 RT1은 거의 변화하지 않는다.

따라서, 감온 저항체(31, 32) 사이의 저항치 RT1, RT2의 차이에 기초하여 공기 흐름이 순방향인지 역방향인지를 판별하는 것이 가능해진다.

참조 번호(33)은 절연 기판(28)의 부기판부(28B)상에 형성된 온도 보상 저항을 가리키고, 이 온도 보상 저항(33)은 종래 기술에서 서술한 온도 보상저항(11)과 거의 동일하게 구성되고, 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단을 이용하여 부기판부(28B)상에 백금막을 착막시킴으로써 형성되어 있다.

그리고, 이 온도 보상 저항(33)은 발열 저항체(30)보다도 큰 저항치 RK를 갖고, 제3도에 도시하는 바와 같은 저항치 R2의 유량 조정 저항(34)를 통해 어스에 접속되어 있다.

또, 온도 보상 저항(33)과 유량 조정 저항(34)와의 접속점 b는 후술하는 차등 증폭기(41)의 반전 입력 단자에 접속되어 있다.

참조 번호(35, 35 ···)는 절연 기판(28)의 기단측에 형성된 예를 들면 6개의 전극을 가리키고, 이 각 전극(35)는 절연 기판(28)의 폭 방향으로 소정 간격을 두고 줄지어 설치되고, 절연 기판(28)의 기단측을 상기 검출 홀더(26)의 슬롯내에 삽입함으로써, 이 검출 홀더(26)측의 각 터미널(도시하지 않음)에 접속된다.

그리고, 각 전극(35)는 이 때에 상기 발열 저항체(30), 제1, 제2감온 저항체(31, 32) 및 온도 보상 저항(33)등을 후술하는 전류 제어용 트랜지스터(37)의 에미터측과 어스 사이에 접속하고, 이들 발열 저항체(30), 감온 저항체(31, 32) 및 온도 보상 저항(33) 등은 회로 케이싱(27)내에 설치한 각 전자 부품과 함께 제3도에 도시하는 유량 검출용 처리 회로를 구성하게 된다.

다음에, 제3도를 참조하여 유량 검출용 처리 회로에 대해 설명한다.

제3도 중, 참조번호(36)은 배터리 전압 VB를 갖는 직류 전원이고, 참조 번호(37)은 콜렉터 측이 이 직류 전원(36)에 접속된 전류 제어6용 트랜지스터를 가리키고, 이 전류 제어용 트랜지스터(37)은 에미터측이 발열 저항체(30), 감온 저항체(31, 32) 및 온도 보상 저항(33)에 접속되고, 베이스측이 차동 증폭기(41)의 출력 단자에 접속되어 있다.

그리고, 이 전류 제어용 트랜지스터(37)은 직류 전원(36)으로부터 발열 저항체(30), 감온 저항체(31, 32) 및 온도 보상 저항(33)에 인가(전력을 공급)하는 전류를 차등 증폭기(41)로부터의 출력 신호에 기초하여 제어하고 있다.

참조 번호(38, 39)는 감온 저항체(31, 32)와 어스 사이에 접속점 c, d 를 통해 접속된 조정 저항을 표시하고, 이 조정 저항(38, 39)는 동일 저항치 R3을 갖고, 감온 저항체(31, 32)와의 접속점 c, d가 후술하는 비교기(40)의 각 입력 단자에 접속되어 있다.

그리고, 감온 저항체(31, 32)와 조정 저항(38, 39)와의 직렬 접속부 중 어느 한쪽의 직렬 접속부는 온도 보상 저항(33)과 유량 조정 저항(34)의 직렬 접속부와 함께 브리지 회로를 구성하도록 되어 있다.

참조 번호(40)은 상기 접속점 c, d의 전압 레벨을 비교하여 큰 쪽의 전압을 출력하는 비교기를 표시하고, 이 비교기(40)의 출력 단자는 후술하는 차동 증폭기(41)의 비반전 입력 단자에 접속되어 있다.

여기에서, 감온 저항체(31, 32)의 저항치 RT1, RT2는 상술한 바와 같이, 흡기관(2) 내를 흐르는 공기 흐름이 순방향(화살표 A방향)일 때에 감온 저항체(31)의 저항치 RT1이 크게 감소하고, 역방향(화살표 B방향)일 때는 감온 저항체(32)의 저항치RT2가 크게 감소한다.

이 결과, 공기 흐름이 순방향일 때에는 접속점 c의 전압 레벨이 접속점 d보다도 커지고, 접속점 c의 전압 레벨에 대응한 출력 전압이 비교기(40)으로부터 차동 증폭기(41)의 비반전 입력 단자에 출력된다.

또, 공기 흐름이 역방향일 때는 접속점 d의 전압 레벨이 접속점 c보다도 크게 되어 접속점 d의 전압 레벨에 대응한 출력 전압이 비교기(40)으로부터 차동 증폭기(41)로 출력된다.

또, 접속점 c, d가 동일한 전압 레벨일 때에는 이 때의 전압 레벨에 대응한 출력 전압이 비교기(40)으로부터 차동 증폭기(41)로 출력된다.

참조 번호(41)은 전류 제어용 트랜지스터(37)및 비교기(40)등과 함께 회로 케이싱(27)에 내장된 차등 증폭기를 표시하고, 이 차동 증폭기(41)의 반전 입력단자는 온도 보상 저항(33)과 유량 조정 저항(34) 사이의 접속점 b에 접속되고, 비반전 입력 단자는 비교기(40)의 출력 단자에 접속되어 있다.

그리고, 이 차동 증폭기(41)은 출력 단자가 전류 제어용 트랜지스터(37)의 베이스에 접속되고, 비교기(40)의 출력 단자와 접속점 b와의 전위 차에 기초하여 직류 전원(36)으로부터 발열 저항체(30), 감온 저항체(31, 32) 및 온도 보상 저항(33)에 인가(전력을 공급)하는 전류를 전류 제어용 트랜지스터(37)로 제어한다.

참조 번호(42)는 입력측이 상기 접속점 c, d에 접속된 다른 비교기를 표시하고, 이 비교기(42)는 출력측이 후술한 선택 회로(44)에 접속되어, 접속점 c, d 사이의 전압 레벨에 기초한 제4도에 도시하는 바와 같은 출력 신호를 선택 회로(44)에 출력한다.

이에 따라, 이 선택 회로(44)로부터 출력되는 출력 전압 Vout는 실제의 공기 흐름의 방향에 따라 정(+)또는 부(-)의 전압으로 선택(반전)된다.

즉, 흡기관(2)내를 흐르는 공기의 유속은 제4도에 도시하는 바와 같이, 흡기 밸브(도시하지 않음)의 개, 폐에 따라 증·감속을 반복하여 맥동한다.

그리고, 예를 들면 엔진의 증속 영역에서는 흡기 밸브와 배기 밸브(도시하지 않음)이 오버랩하고, 배기의 일부가 흡기 밸브의 열림에 따라서 흡기관(2) 내로 환류하는 경우가 있기 때문에, 이 때에 흡기관(2) 내에서는 제4도 중 시간 t1, t2 사이와 같이 유속이 부(마이너스)로 되어 역방향(화살표 B방향)으로 흐르는 공기 흐름이 발생한다.

이 경우, 흡기관(2)내의 공기 흐름이 순방향(화살표 A 방향)일 때에는 상기 접속점 c의 전압 레벨이 접속점 d보다도 커지기 때문에, 비교기(42)의 출력 신호는 제4도에 도시하는 바와 같이 전압 V0(ON상태)로 되어 선택 회로(44)로 출력된다.

한편, 공기 흐름이 역방향(화살표 B방향)일 때에는 접속점 d의 전압 레벨이 접속점 c보다도 커지기 때문에, 비교기(42)의 출력 신호는 전압이 실질적으로 영 레벨(OFF상태)로 되어 선택 회로(44)로 출력된다.

참조 번호(43)은 발열 저항체(30), 기준 저항(23) 사이의 접속점 a와 선택회로(44) 사이에 설치된 반전 회로를 표시하고, 이 반전 회로(43)은 발열 저항체(30)과 기준 저항(23)과의 접속점 a에서 얻는 유량 검출 신호[기준 저항(23)의 양단 전압]를 정(+)의 전압 신호에서 부(-)의 전압 신호로 반전시켜 선택 회로(44)에 출력하는 것이다.

또, 참조 번호(44)는 반전 회로(43)등과 함께 유량 신호 출력 수단을 구성한 선택 회로를 표시하고, 이 선택 회로(44)는 그 입력측이 상기 접속점 a, 반전회로(43) 및 비교기 (42)에 접속되고, 그 출력 단자(45)는 외부의 콘트롤 유닛(도시하지 않음)등이 접속된다.

그리고, 비교기(42)로부터의 출력 신호가 ON상태일 때에는 흡기관(2)내의 공기 흐름이 순방향이기 때문에, 선택 회로(44)는 접속점 a로부터의 유량 검출 신호[기준 저항(23)의 양단 전압]을 정(+)의 전반 신호로서 그대로 출력 단자(45)로 출력시킨다.

한편, 비교기(42)로부터의 출력 신호가 OFF 상태일 때에는 흡기관(2) 내의 공기 흐름이 역방향이기 때문에, 선택 회로(44)는 접속점 a로부터의 유량 검출 신호를 반전 회로(43)에서 부의 전압 신호로 반전시킨 상태로 출력 단자(45)에 출력시키는 것이다.

본 실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치(21)은 상술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 다음에 흡기관(2) 내를 흐르는 흡입 공기의 유량 검출 동작에 대해 설명한다.

먼저, 엔진 본체의 시동과 동시에 직류 전원(36)으로부터 전류 제어용 트랜지스터(37)를 통해 발열 저항체(30), 감온 저항체(31, 32) 및 온도 보상 저항(33)에 전압을 인가하고, 발열 저항체(30)을 240℃전후의 온도로 발열시킴과 동시에, 이 발열 저항체(30)으로부터의 열로 절연 기판(28)의 주기판부(28A)를 통해 감온 저항체(31, 32)를 가온(가열)한다.

그리고, 이 상태에서 흡기관(2) 내를 흡입 공기가 제1도에 도시하는 화살표 A 방향(순방향)으로 흐를때에는 유량계 본체(22)의 검출 홀더(26)에 절연 기판(28)을 통해 설치된 발열 저항체(30)과 상류측의 감온 저항체(31)이 이 때 공기 흐름에 의해 냉각되기 때문에, 발열 저항치(30)의 저항치 RH와 감온 저항체(31)의 저항치 RT1이 흡입 공기의 유속에 대응하여 감소하고, 제3도에 도시하는 접속점 a의 전압 레벨이 상승함과 동시에, 접속점 c의 전압 레벨이 접속점 d보다도 커지고 접속점 c의 전압 레벨에 대응한 출력 전압이 비교기(40)에서 자동 증폭기(41)로 출력된다.

이 결과, 비교기(40)의 출력 전압은 접속점 b의 전압 레벨보다도 커지고, 차동 증폭기(41)은 비교기(40)의 출력 단자와 접속점 b와의 전위차에 기초하여 직류전원(36)으로부터 발열 저항체(30), 감온 저항체(31, 32) 및 온도 보상 저항(33)에 인가(전력을 공금함)하는 전류를 전류 제어용 트랜지스터(37)을 통해 제어시킨다.

이에 따라, 발열 저항체(30) 및 감온 저항체(31)에는 감온 저항체(32) 및 온도 보상 (33)에 비교하여 큰 전류가 공급되기 때문에, 발열 저항체(30)이 이것에 의해 다시 240℃에 가까운 온도로 발열하게 되고, 이 발열 저항체(30)으로부터의 열로 감온 저항체(31)이 절연 기판(28)을 통해 가열된다.

이 경우, 감온 저항체(32)는 감온 저항체(31)에 비교하여 높은 온도 상태에 있기 때문에, 발열 저항체(30)으로부터의 열은 실질적으로 감온 저항체(31)측으로 전달되게 한다.

그리고, 이 때에는 발열 저항체(30) 및 기준 저항(23)에 공급되는 전류에 따라서 접속점 a의 전압 레벨이 상승하고, 이것은 흡기관(2) 내를 흐르는 흡기 공기의 유량에 대응하여 증감하기 때문에, 접속점 a로부터의 유량 검출기호[기준 저항(23)의 양단 전압]를 선택 회로(44)에서 정(+)의 전압 신호로서 그대로 출력 단자(45)에 출력시켜, 이때의 출력 전압 Vout에 의해 흡입 공기의 유량을 검출한다.

한편, 흡기관(2) 내에 화살표 B방향의 역류가 발생하였을 때에는 이 역방향의 공기 흐름에 대해 발열 저항체(30)보다도 상류측이 되는 감은 저항치(32)가 이 역방향의 공기 흐름에 의해 발열 저항체(30)과 함께 냉각된다.

그리고, 이 감온 저항체(32)의 저항치 RT2가 크게 감소하는 것에 비하여 하류측이 되는 감온 저항체(31)의 저항치 RT1은 거의 변화하지 않기 때문에, 접속점 d의 전압 레벨이 접속점 c보다도 커져서, 접속점 d의 전압 레벨에 대응한 출력 전압이 비교기(40)으로부터 차동 증폭기(41)로 출력된다.

이 결과, 차등 증폭기(41)이 비교기(40)의 출력 단자와 접속점 b와의 전위차에 기초하여 직류 전원(36)으로부터 발열 저항체(30), 감온 저항체(31, 32) 및 온도 보상 저항(33)에 인가(전력을 공급)하는 전류를 전류 제어용 트랜지스터(37)을 통해 제어시키기 때문에, 발열 저항체(30)이 이것에 의해 다시 240℃전후의 온도까지 발열하고, 이 발열 저항체(30)으로부터의 열로 감온 저항체(32)를 절연 기판(28)을 통해 가열시킨다.

그리고, 이 경우에는 역방향(화살표 B방향)의 공기 흐름에 따라 접속점 d의 전압 레벨이 접속점 c보다도 커지고, 비교기(42)의 출력 신호는 제4도는 도시하는 시간 t1, t2사이와 같이 전압이 실질적으로 영 레벨(OFF 상태)로 되어 선택 회로(44)로 출력되기 때문에, 이 선택 회로(44)는 접속점 a로부터의 유량 검출 신호를 반전 회로(43)에 부(-)의 전압 신호에 반전시킨 상태로 출력 단자(45)로 출력시키고, 이 때의 출력 전압 Vout를 부(마이너스)의 값으로 함으로써 역방향의 공기 유량을 검출할 수 있다.

그리고, 본 실시예에 의하면, 흡기관(2) 내에 돌출시켜 설치된 유량계 본체(22)의 검출 홀더(26)에 절연 기판(28)의 기단측을 착탈가능하게 설치하여, 이 절연 기판(28)을 선단측에서 기단측을 향해 연장하는 슬릿(29)에 의해 주기판부(28A)와 부기판부(28B)에 공기의 흐름 방향으로 분리시킴과 동시에, 절연 기판(28)상에는 크랭크 형상을 이루고 절연 기판(28)의 길이 방향으로 연장하는 발열저항체(30)과, 이 발열 저항체(30)의 전, 후에 이간하여 이 별열 저항체(30)의 연장 저항부(30B, 30C)와 평행하게 연장하는 제1, 제2감온 저항체(31, 32)를 착막 형성하는 구성으로 했기 때문에, 하기와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

즉, 외부의 직류 전원(36)으로부터 전류 제어용 트랜지스터(37)을 통해 발열 저항체(30)에 전류를 인가함으로써, 이 발열 저항체(30)을 240℃전후의 온도로서 발열시킬 때에는 이 발열 저항체(30)으로부터의 열이 절연 기판(28)을 통해 제1, 제2감온 저항체(31, 32)로 전달하여 이 감온 저항체(31, 32)를 소요 온도까지 가열할 수 있다.

그리고, 이 상태에서 흡기관(2)내에 흡기 공기 등의 공기 흐름이 발생하면, 감온 저항체(31, 32)중, 이 때의 공기 흐름에 대해 상류측에 위치하는 감온 저항체[31(32)]가 하류측의 감온 저항체[32(31)]보다도 공기 흐름에 의해 크게 냉각되기 때문에, 이 감온 저항체(31, 32)의 저항치 RT1, RT2에 차가 발생하고, 이 감온 저항체(31, 32) 사이의 저항치 RT1, RT2의 차에 기초하여 이 때의 공기 흐름이 순방향인지 역방향인지를 확실하게 검출할 수 있다.

또, 이 때의 공기 흐름에 따라 발열 저항체(30)이 냉각되고, 이 발열 저항체(30)의 저항치 RH는 공기의 유량에 대응하여 변화하기 때문에, 제3도에 도시하는 기준 저항(23)와 발열 저항체(30)과의 접속점 a에서 기준 저항(23)의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻을 수 있고, 이것을 선택 회로(44)에서 정 또는 부 전압 신호로서 출력 단자(45)에서 출력시킴으로써, 이 때의 출력 전압 Vout에 기초하는 공기의 유량을 정확하게 검출할 수 있다.

한편, 절연 기판(28)의 주기판부(28A)상에 형성하는 발열 저항체(30)을 주기판부(28A)의 길이 방향 중간부에 위치하여 폭 방향으로 연장하는 중간 저항부(30A)와, 이 중간 저항부(30A)로부터 주기판부(28A)의 길이 방향에 서로 역 방향으로 연장하는 제1, 제2연장 저항부(30B, 30C)로 구성하고, 또 주기판부(28A)상에는 이 연장 저항부(30B, 30C)를 따라 평행하게 연장하도록 제1, 제2온도 저항체(31, 32)를 착막 형성했기 때문에, 주기판부(28A)이 한정된 표면 스페이스를 유효하게 이용하여 발열 저항체(30) 및 제1, 제2감온 저항체(31, 32)을 콤팩트하게 형성할 수 있고, 발열 저항체(30)의 표면적(실장 면적)을 가능한 한 크게 할 수 있다.

이 결과, 흡기관(2) 내를 흐르는 공기 흐름에 대해 발열 저항체(30) 및 감온 저항체(31, 32)의 접촉 표면을 크게 취할 수 있어, 이들 저항치 RH, RT1, RT2를 공기 흐름에 대해 민감하게 높은 응답성을 갖게 변화시킬 수 있다.

또, 절연 기판(28)의 주기판부(28A)와 부기판부(28B)사이에는 선단측에서 기단측으로 향해 연장하는 슬릿(29)를 형성함으로써, 주기판부(28A)와 부기판부(28B)를 공기의 흐름 방향으로 이간시킴과 동시에, 부기판부(28B)상에는 온도 보상저항(33)을 형성하고 있기 때문에, 단일 절연 기판(28)상에 발열 저항체(30) 및 감온 저항체(31, 32)와 함께 온도 보상 저항(33)을 착막 형성할 수 있고, 부품 가짓수를 삭감할 수 있다.

그리고, 발열 저항체(30)에서 가열되는 주기판부(28A)로부터 부기판부(28B)로 열이 달아나는 것을 슬릿(29)에 의해 방지할 수 있어 주기판부(28A)를 조기에 온도 상승시킬 수 있다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 흡기관(2) 내를 흐르는 흡입 공기의 유량을 발열 저항체(30)의 저항치 RH에 기초하여 확실하게 검출할 수 있음과 동시에, 감온 저항체(31, 32) 사이의 저항치 RT1, RT2의 차에 기초하여 공기의 흐름 방향을 확실하게 검출할 수 있고, 엔진의 중속 영역 등에서 흡기관(2) 내에 배기가 환류하여 역류가 발생할 때에도 흡입 공기의 유량을 고정밀도로 검출할 수 있다.

다음에, 제5도 및 제6도는 본 발명의 제2실시예를 도시하고, 본 실시예의 특징은 절연 기판 상에 형성하는 제1, 제2감온 저항체를 발열 저항체에 대응하는 저항률을 갖는 저항체 재료로 형성하고, 이 발열 저항체와 함께 제1, 제2감온 저항체를 외부로부터의 전압 인가에 따라 발열시키는 구성으로 한 것이다.

또, 본 실시예에서는 상기 제1실시예와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

도면 중, 참조 번호(51)은 본 실시예에 의한 절연 기판을 표시하고, 이 절연 기판(51)은 상기 제1실시예에서 기술한 절연 기판(28)과 거의 동일하게 기단측이 검출홀더(26)의 슬롯에 탈착 가능하게 설치되는 고정단으로 되고, 선단측이 자유단으로 되어 있다.

그러나, 이 절연 기판(51)은 예를 들면 글래스 산화 알루미늄(알루미나) 또는 질화 알루미늄 등의 절연성 재로로 직사각형의 평판 형태로 형성되고, 길이 치수가 15~20mm 전후로 되고, 폭 치수가 3~5mm 전후로 되어 있다.

참조 번호(52)는 절연 기판(51)상에 형성된 발열 저항을 구성하는 발열 저항체를 표시하고, 이 발열 저항체(52)는 상기 제1실시예에서 기술한 발열 저항체(30)과 거의 동일하게 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단을 이용하여 절연 기판(51)상에 백금막을 착막시킴으로써 형성되어, 절연 기판(51)의 길이 방향 중간부에 위치하여 폭 방향으로 연장한 중간 저항부(52A)와, 이 중간 저항부(52A)의 양단측으로부터 절연 기판(51)의 길이 방향에 서로 역방향으로 연장한 제1, 제2연장 저항부(52B, 52C)로 구성되어 있다.

여기에서, 이 발열 저항체(52)의 중간 저항부(52A) 및 연장 저항부(52B, 52C)는 전체로서, 크랭크 형상을 이룸으로써, 절연 기판(51) 상에 발열 저항체(52) 및 후술한 감온 저항체(53, 54)를 콤팩트하게 형성함과 동시에, 발열 저항체(52)의 표면적(실장면적)을 가급적으로 증대히켜 예를 들면 흡기관(2) 내를 화살표 A방향으로 흐르는 흡입 공기와의 접촉 면적을 크게 할 수 있도록 되어 있다.

또, 이 발열 저항체(52)는 제6도에 도시하는 바와 같은 저항치R1의 기준 저항(23)을 통해 어스에 접속되고, 이 발열 저항체(52)는 종래 기술에서 기술한 발열 저항(9)와 거의 마찬가지로 외부로부터의 통전에 의해, 예를 들면 240℃ 전후의 온도로 발열한다.

그리고, 흡기관(2)내의 공기 흐름으로 이 발열 저항체(52)가 냉각될 때에는 공기의 유량에 대응하여 발열 저항체(52)의 저항치 RH가 변화하기 때문에, 제6도에 도시하는 기준 저항(23)과 발열 저항체(62)와의 접속점 a로부터 기준 저항(23)의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻을 수 있다.

참조 번호(53, 54)는 발열 저항체(52)와 함께 절연 기판(51)상에 형성된 제1, 제2감온 저항체를 표시하고, 이 감온 저항체(53, 54)는 발열 저항체(52)와 마찬가지로 백금막을 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단으로 착막시킴으로써, 형성되고, 예를 들면 흡기관(2) 내를 화살표 A 방향으로 흐르는 흡입 공기의 흐름방향[절연 기판(51)의 폭 방향]에 대해 발열 저항체(52)의 전후에 이간하여 절연기판(51)상에 배치되어 있다.

여기에서, 제1감온 저항체(53)은 발열 저항체(52)의 중간 저항부(52A)와 연장 저항부(52B)사이에 위치하고, 이 연장 저항부(52B)와 평행하게 연장하도록 직사각형 형상으로 형성되어 있다.

또, 제2감온 저항체(54)는 중간 저항부(52A)와 연장 저항부(52C)사이에 위치하고, 이 연장 저항부(52C)와 평행하게 연장하도록 직시각형 형상으로 형성되어 있다.

그리고, 감온 저항체(53, 54)는 절연 기판(51)상에서 실질적으로 균등한 면적으로 형성되어, 발열 저항체(52)와 함께 외부로부터 통전됨으로써, 서로 같은 소정 온도 [발열 저항체(52)보다도 낮다]로 발열하고 실질적으로 같은 저항치 RT1, RT2를 갖고 있다.

그리고, 이 감온 저항체(53, 54)는 이 상태에서 흡기관(2)내를 흐르는 화살표 A, B 방향의 공기에 접촉하였을때에, 이 공기 흐름으로 냉각됨으로써 각각의 저항치 RT1, RT2가 변화한다.

즉, 흡기관(2) 내를 화살표 A방향(순방향)으로 흡입공기가 흐를 때에는 발열 저항체(52)보다도 상류측에 위치하는 감온 저항체(53)이 이 공기 흐름에 의해 크게 냉각되어 이 감온 저항체(53)의 저항치 RT1은 대폭 감소한다.

이에 비하여, 하류측의 감온 저항체(54)는 발열 저항체(52)로부터의 열로 따뜻해진 후의 공기 흐름에 접촉하기 때문에, 감온 저항체(54)는 그 정도 냉각되지 않고, 이 감온 저항체(54)의 저항치 RT2는 거의 변화하지 않는다.

한편, 흡기관(2) 내를 화살표 B방향(역방향)으로 공기가 흐를 때에는 발열 저항체(52)보다도 상류측에 위치하는 감온 저항체(54)가 이 역방향의 공기 흐름에 따라 크게 냉각되어, 이 감온 저항체(54)의 저항체 RT2가 대폭 감소하는 것에 비해, 하류측이 되는 감온 저항체(53)의 저항체 RT1은 거의 변화하지 않는다.

따라서, 감온 저항체(53, 54)사이의 저항치 RT1, RT2의 차에 기초하여 공기 흐름이 순방향인지 역방향인지를 판별할 수 있다.

참조 번호(55, 55, ···)은 절연 기판(51)의 기단측에 형성된 예를 들면 5개의 전극을 표시하고, 이 각 전극(55)는 절연 기판(51)의 폭 방향으로 소정 간격으로 줄지어 설치되고, 절연 기판(51)의 기단측을 상기 검출 홀더(26)의 슬롯 내에 삽입함으로써, 각 검출 홀더(26)측의 각 터미널(도시하지 않음)에 접속된다.

그리고, 각 전극(55)는 이 때에 상기 발열 저항체(52) 및 제1, 제2감온 저항체(53, 54)를 제6도에 도시하는 전류 제어용 트랜지스터(37)의 에미터측과 어스 사이에 접속하고, 이들 발열 저항체(52) 및 감온 저항체(53, 54)등은 회로 케이싱(27)내에 설치된 각 단자 부품과 함께 제6도에 도시하는 유량 검출용의 처리 회로를 구성한다.

참조 번호(56)은 온도 보상 저항을 표시하고, 이 온도 보상 저항(56)은 종래 기술에서 기술한 온도 보상 저항(11)과 거의 동일하게 구성되고, 절연 기판(51)과는 다른 절연 기판(도시하지 않음)상에 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단을 이용하여 백금막을 착막시킴으로써 형성되어 있다.

그리고, 이 온도 보상 저항 (56)은 발열 저항체(52)보다도 큰 저항치 RK를 갖고, 상기 제1실시예에서 기술한 온도 보상 저항(33)과 마찬가지로 저항치 R2의 전류 조정 저항(34)를 통해 어스에 접속되어 있다. (제6도 참조).

또, 온도 보상 저항(56)과 전류 조정 저항(34)와의 접속점 b는 차등 증폭기(41)의 반전 입력 단자에 접속되어 있다.

이렇게 하여, 이와 같이 구성되는 본 실시예에서도 상기 제1 실시예와 거의 동일한 작용 효과를 얻을 수 있지만, 도대체 본 실시예에서는 제1, 제2감온 저항체(53, 54)를 발열 저항체(52)에 대응하는 저항률을 가진 저항체 재료로 형성하고, 감온 저항체(53, 54)를 발열 저하체(52)와 함께 외부로부터의 전압 인가에 인해발열시키는 구성으로 했기 때문에, 엔진의 시동기에 감온 저항체(53, 54)를 발열시켜 소정 온도까지 조기에 가열할 수 있어, 발열 저하체(52)의 온도 상승을 촉진할 수 있음과 아울러, 공기의 유량이나 흐름 방향을 검출할 때의 응답성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또, 상기 제2실시예에서는 절연 기판(51)상에 발열 저항체(52)와 감온 저항체(53, 54)를 형성하고, 온도 보상 저항(56)을 다른 절연 기판 상에 형성하는 것으로 기술했지만, 이것에 바꾸어 예를 들면 제1실시예에서 기술한 절연 기판(28)과 같이, 절연 기판(51)을 주기판부와 부기판부로 구성하고, 주기판부 상에 발열 저항체(52)와 같은 저항체(53, 54)를 형성하고, 부기판부 상에 온도 보상 저항(56)을 형성하도록 해도 좋다.

또, 상기 제1실시예에서 기술한 절연 기판(28)에 대해서도 반드시 주기판부(28A)와 부기판부(28B)로 구성할 필요는 없고, 제2실시예에서 기술한 절연 기판(51)과 같이 단일 절연 기판 상에 발열 저항체(30)과 감온 저항체(31, 32)를 형성하고, 온도 보상 저항(33)을 다른 절연 기판 상에 형성하도록 해도 좋다.

또, 상기 각 실시예에서는 유량계 본체(22)의 권선부(24)에 두루 감은 기준 저항(23)을 흡기관(2)내에 돌출시켜 설치하는 것으로 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고 예를 들면 흡기관(2)의 외측에 설치된 회로 케이싱(27)내에 기준 저항(23)을 유량 조정 저항(34)등과 함께 설치하는 구성으로 해도 좋다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 청구항1에 기재한 바와 같이 유량계 본체에 설치된 절연 기판 상에 적어도 길이 방향으로 막 형태로 연장된 발열 저항체에 따라 발열 저항을 구성함과 동시에, 이 절연 기판 상에는 흡입 공기의 흐름 방향에 대해 이 발열 저항체의 전, 후로 이간하여 흡입 공기의 흐름 방향에 따라 각각 저항치가 변화하는 제1, 제2감온 저항체를 설치하는 구성으로 했기 때문에, 제1감온 저항체가 제2감온 저항체보다도 저항치가 작아졌을 때에는 예를 들면 공기의 흐름 방향을 순방향으로서 검출할 수 있고, 제2감온 저항체가 제1감온 저항체보다도 저항치가 작아질 때에는 공기의 흐름 방향을 역방향으로 해서 검출할 수 있다.

따라서, 역방향의 공기 흐름에 의해 흡입 공기 유량을 오검출하는 것을 방지할 수 있어, 유량의 검출 정밀도를 향상할 수 있음과 동시에, A/F제어의 신뢰성을 확실하게 향상시킬 수 있다.

또, 청구항2의 발명에서는 절연 기판의 한정된 표면 스페이스를 유효하게 활용하여 발열 저항체 및 제1, 제2감온 저항체를 콤팩트하게 형성할 수 있고, 발열 저항체의 표면적(실장 면적)을 가능한 한 크게 할 수 있기 때문에, 흡기관 내를 흐르는 공기 흐름에 대해 발열 저항체 및 각 감온 저항체의 접촉 면적을 크게 취할 수 있어 이들 저항치를 공기 흐름에 대해 민감하게 높은 응답성을 갖고 변화시킬 수 있다.

또, 청구항3의 발명에서는 발열 저항체 및 각 감온 저항체와 함께 온도 보상 저항을 단일 절연 기판 상에 착막 형성할 수 있어 부품 가짓수를 삭감할 수 있다.

그리고, 온도 보상 저항이 형성되는 부기판부와 상기 발열 저항체 및 각 감온 저항체가 형성되는 주기판부 사이에 슬릿을 형성함으로써 예를 들면, 발열 저항체에서 가열되는 주기판부에서 부기판부로 열이 달아나는 것을 방지할 수 있어 주기판부를 조기에 온도 상승시켜 엔진 시동시의 응답성을 향상시킬 수 있다.

또, 한편, 청구항4의 발명에서는 제1, 제2감온 저항체를 발열 저항체로부터의 열로 절연 기판을 통하여 가열하여 둠으로써, 공기의 흐름 방향에 따라서 제1, 제2감온 저항체 중 어느 한쪽을 확실하게 냉각할 수 있고, 증기의 흐름 방향을 효과적으로 검출할 수 있음과 동시에, 코스트 다운을 꾀할 수도 있다.

한편, 청구항5의 발명에서는 외부로부터의 전압 인가에 의해 제1, 제2감온 저항체를 발열 저항체와 함께 발열시키는 구성으로 되어 있기 때문에, 엔진의 시동시에 각 감온 저항체를 발열시켜 소정 온도까지 조기에 가열할 수 있고, 발열 저항체의 온도 상승을 촉진할 수 있음과 동시에, 공기의 유량이나 흐름 방향을 검출할 때의 응답성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또, 청구항6의 발명에서는 발열 저항체와 어스 사이에 접속되는 기준 저항의 양단 전압으로부터 유량 검출 신호를 얻음과 동시에, 상기 제1, 제2감온 저항체의 저항치에 기초하여 공기의 흐름 방향을 검출할 수 있기 때문에, 이 공기의 흐름 방향이 순방향일 때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 정(+)의 전압 신호로서 출력할 수 있고, 역방향일 때에는 반전시켜 부(-)의 전압 신호로서 출력할 수 있으며, 엔진의 중속 영역 등에서 흡기관 내에 배기가 환류하여 역류가 발생할 때라도 흡기 공기의 흐름을 고정밀도로 검출할 수 있다.

Claims (13)

1. 흡기관의 도중에 설치되고 유량 조정 저항 및 기준 저항이 설치된 유량계 본체와, 상기 흡기관 내에 위치하여 상기 유량계 본체에 설치되고, 상기 흡기관 내를 흐르는 흡입 공기에 의해 냉각되는 발열 저항과, 상기 흡입 공기의 온도 변화를 보상하기 위한 온도 보상 저항으로 이루어지는 열식 공기 유량 검출 장치에 있어서, 상기 발열 저항은 상기 유량계 본체에 설치된 절연 기판 상에 형성되고, 상기 절연 기판의 적어도 길이 방향으로 막 형상으로 연장된 발열 저항체에 의해 구성되고, 또한 상기 절연 기판 상에는 상기 흡입 공기의 흐름 방향에 대해 상기 발열 저항체의 전, 후로 이간하여 형성되고, 상기 흡입 공기의 흐름 방향을 따라 각각 저항치가 변화하는 제1, 제2감온 저항체를 설치한 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 발열 저항체는 상기 절연 기판의 길이 방향 중간부에 위치하여 폭 방향으로 연장된 중간 저항부와, 상기 중간 저항부의 양단측으로부터 상기 절연 기판의 길이 방향에 서로 역방향으로 연장한 제1, 제2연장 저항부로 형성하고, 상기 제1온도 저항체는 상기 제1연장 저항부와 중간 저항부와의 사이의 위치하여 상기 제1연장 저항부와 평행하게 형성하고, 또한 상기 제2감온 저항체는 상기 제2연장 저항부와 중간 저항부와의 사이에 위치하여 상기 제2연장 저항부와 평행하게 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연 기판은 기단측이 상기 유량계 본체에 설치되는 고정단으로 이루어지고, 선단측이 자유단으로 이루어진 주기판부와 부기판부로 구성되고, 상기 부기판부와 주기판부 사이에는 선단측으로부터 기단측을 향하여 연장하는 슬릿을 형성함과 동시에, 상기 부기판부는 기단측에서 주기판부에 일체적으로 연결하고, 또한 상기 주기판부에는 상기 발열 저항체 및 제1, 제2감온 저항체를 착막 형성하고, 상기 부기판부에는 상기 온도 보상 저항을 착막 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1, 제2감온 저항체는 발열 저항체보다도 큰 저항치를 갖는 저항체 재료로 형성하고, 상기 발열 저항체로부터의 열에 의해 절연 기판을 통해 상기 제1, 제2감온 저항체를 가열하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 제1, 제2감온 저항체는 발열 저항체보다도 큰 저항치를 갖는 저항체 재료로 형성하고, 상기 발열 저항체로부터의 열에 의해 절연 기판을 통해 상기 제1, 제2감온 저항체를 가열하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1, 제2감온 저항체는 발열 저항체에 대응하는 저항률을 갖는 저항체 재료로 형성하고, 상기 발열 저항체와 함께 제1, 제2감온 저항체를 외부로부터의 전압 인가에 의해 발열시키는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 제1, 제2감온 저항체는 발열 저항체에 대응하는 저항률을 갖는 저항체 재료로 형성하고, 상기 발열 저항체와 함께 제1, 제2감온 저항체를 외부로부터의 전압 인가에 의해 발열시키는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발열 저항체는 기준 저항을 통하여 어스에 접속하고, 상기 기준 저항의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에, 상기 제1, 제2감온 저항체의 저항치에 기초하여 흡입 공기의 흐름 방향을 검출하고, 상기 흡입 공기의 흐름 방향이 순방향 일때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 출력하고, 역방향일 때는 반전시켜 출력하는 유량 신호 출력 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.
9. 제3항에 있어서, 상기 발열 저항체는 기준 저항을 통하여 어스에 접속하고, 상기 기준 저항의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에, 상기 제1, 제2 감온 저항체의 저항치에 기초하여 흡입 공기의 흐름 방향을 검출하고, 상기 흡입 공기의 흐름 방향이 순방향일 때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 출력하고, 역방향 일때에는 반전시켜 출력하는 유량 신호 출력 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.
10. 제4항에 있어서, 상기 발열 저항체는 기준 저항을 통하여 어스에 접속하고, 상기 기준 저항의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에, 상기 제1, 제2감온 저항체의 저항치에 기초하여 흡입 공기의 흐름 방향을 검출하고, 상기 흡입공기의 흐름 방향이 순방향일 때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 출력하고, 역방향일 때는 반전시켜 출력하는 유량 신호 출력 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.
11. 제5항에 있어서, 상기 발열 저항체는 기준 저항을 통하여 어스에 접속하고, 상기 기준 저항의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에, 상기 제1, 제2감온 저항체의 저항치에 기초하여 흡입 공기의 흐름 방향을 검출하고, 상기 흡입 공기의 흐름 방향이 순방향일 때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 출력하고, 역방향일 때는 반전시켜 출력하는 유량 신호 출력 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.
12. 제6항에 있어서, 상기 발열 저항체는 기준 저항을 통하여 어스에 접속하고, 상기 기준 저항의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에, 상기 제1, 제2감온 저항체의 저항치에 기초하여 흡입 공기의 흐름 방향을 검출하고, 상기 흡입 공기의 흐름 방향이 순방향일 때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 출력하고, 역방향일 때는 반전시켜 출력하는 유량 신호 출력 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.
13. 제7항에 있어서, 상기 발열 저항체는 기준 저항을 통하여 어스에 접속하고, 상기 기준 저항의 양단 전압을 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에, 상기 제1, 제2감온 저항체의 저항치에 기초하여 흡입 공기의 흐름 방향을 검출하고, 상기 흡입 공기의 흐름 방향이 순방향일 때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 출력하고, 역방향일 때는 반전 시켜 출력하는 유량 신호 출력 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열식 공기 유량 검출 장치.