KR100236437B1 - 엔진의 흡입공기유량 검출방법 및 검출장치(method and apparatus for detecting intake air amount of an engine) - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 흡입공기유량을 흡입공기의 흐름방향으로 떨어진 2개소에서 검출하고, 이들의 검출치를 비교하여 홉기 맥동의 위상의 선행, 지연등에 의거하여 흡입공기의 흐름방향을 검출하고, 흐름의 방향을 구별하여 흡입공기유량을 검출할 수 있도록 한 것이며, 그것에 의하여 역류를 발생하고 있을 때는 검출치를 감산하여 순류방향의 평균적인 흡입공기유량을 검출하여 엔진의 연료공급량의 설정정도등을 향상시킬 수가 있다.

Description

엔진의 흡입공기유량 검출방법 및 검출장치

제1도는 본 발명의 구성을 보인 기능 블록도.

제2도는 본 발명의 제1실시예를 보인 시스템도.

제3도는 역류검출 및 흡입공기유량 검출 루틴의 흐름도.

제4도는 연료분사량 연산 루틴의 흐름도.

제5도는 역류의 유무에 따른 흡입공기유량 검출수단의 출력을 보인 도면.

제6도는 역류의 유무에 따른 흡입공기유량 검출신호의 처리방법을 보인 도면.

제7도는 본 발명의 제2실시예를 보인 시스템도.

제8도는 본 발명의 제3실시예에 따른 열식 공기유량 검출장치를 흡기관에 설치한 상태를 보인 종단면도.

제9도는 절연기판상에 형성된 발열저항체, 제1, 제2감온저항체 및 보조히터를 보인 평면도.

제10도는 제3실시예에 따른 열식 공기유량 검출장치의 회로구성을 보인 회로도.

제11도는 흡입공기의 유속과 방향검출전압 V_b의 관계를 보인 특성선도.

제12도는 제4실시예에 따른 절연기판상에 형성된 발열저항체, 제1, 제2감온저항체, 보조히터 및 온도보상저항을 보인 평면도.

제13도는 제4실시예에 따른 열식 공기유량 검출장치의 회로구성을 보인 회로도.

제14도는 변형예에 따른 절연기판상에 형성된 발열저항체 및 제1, 제2감온저항체를 보인 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 공기정화기

3 : 흡기통로 4 : 스로틀 밸브

5 : 연료분사밸브 6 : 제어유니트

7 : 공기유량계 8 : 크랭크각 센서

9 : 스로틀 센서 11 : 흡기압 센서

본 발명은 엔진의 흡입공기유량을 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

자동차용 엔진에 있어서는 연료공급량등의 제어 때문에, 흡기통로의 스로틀밸브 상류에 열선식 등의 공기유량계를 설치하여 흡입공기유량을 검출하고 있다.

그렇지만, 이와 같은 종래의 엔진의 흡입공기유량 검출장치에 있어서는 엔진의 저회전역 또는 고회전역에서 스로틀 밸브 개방도가 클 경우, 역류성분을 내포한 실린더내의 맥동이 공기유량계부분까지 전해지는 일이 있으나, 열선식 공기유량계는 흐름의 방향을 판별하지 못하므로, 흡입공기유량을 과대하게 검출해 버린다는 문제점이 있었다.

다시 말하면, 공기유량계의 소자에 대한 흐름방향이 정역 어느것이라 해도 같은 출력이 나오므로, 실제의 흡입공기유량에 역류분이 있을 때를 생각하면, 흡입공기유량의 검출치에 관하여서는 역류분도 정방향으로 검출되기 때문에, 산출되는 평균가 실제의 평균다도 높아져 버리게 된다.

여기서, 산출되는 평균치가 실제 평균보다도 높아져 버리면, 혼합기가 거져서 배기성상이 악화하거나, 연비가 악화하거나 할 염려가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 창안된 것으로서 흡입공기유량을 흐름방향을 포함하여 검출할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또, 상기 흐름방향을 포함한 흡입공기량의 검출치를 처리하여 순류방향의 흡입공기유량의 평균치를 정밀도 좋게 검출하는 것을 목적으로 한다.

또, 그것에 따라서 엔진의 연료공급량을 고정도로 설정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또, 그 흡입공기유량의 검출장치를 소형으로 구성할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관계되는 엔진의 흡입공기유량 검출방법 또는 흡입공기유량 검출장치는, 제1도에 도시한 바와 같이, 엔진의 흡기통로내를 흐르는 흡입공기의 흐름방향으로 떨어져 있는 2 개소에 있어서 각각 흡입공기유량을 흡입 공기의 흐름방향과 무관계로 검출하는 흡입공기유량 검출단계 또는 수단과, 상기 2 개소에서 검출된 흡입공기유량에 의거하여 흡입공기의 흐름방향을 검출하는 흐름방향 검출단계 또는 수단과, 상기 2 개소의 적어도 한쪽에서 검출된 흡입공기유량과 상기 검출된 흐름방향에 의거하여 흐름방향을 구별하게 흡입공기유량의 검출 신호를 출력하는 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력 단계 또는 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 하면, 상기 2 개소에서 검출되는 흡입공기유량은 흡입 공기의 흐름방향에 의존한 상위가 발생하기 때문에, 그로 인하여 흡입공기의 흐름방향을 검출할 수가 있고, 순류와 역류를 구별하여 흡입공기유량을 검출할 수 있다.

또, 상기 흐름방향 검출단계 또는 수단은 상기 2 개소중 상류측에서 검출된 흡입공기유량의 맥동의 위상보다 나아가 있을 때에 순류, 늦어져 있을 때에 역류로 검출하도록 해도 상관없다.

즉, 흡입공기유량의 맥동은 진행파이므로 순류이면, 상류측의 위상쪽이 하류측보다 나아가 있으나, 역류를 발생하면, 역방향의 진행파로되므로 상류측의 위상쪽이 하류측보다 늦어지는 것에 따라, 순류와 역류를 판별할 수가 있다.

또, 상기 흡입공기유량 검출단계 또는 수단은 흡기통로에 비치된 감온저항의 저항치를 일정하게 유지시키도록 감온저항으로의 통전전류를 제어하고, 그 전류치에 의하여 유체유량을 검출하는 열선식 유량계에 따라 흡입공기유량을 검출하도록 하여도 좋다.

이와 같이, 열선식 유량계를 사용하면 흡입공기유량을 질량유량으로서 높은 정밀도로 검출할 수가 있고, 더 나아가서는 엔진의 연료 공급량의 설정을 높은 정밀도로 진행할 수 있다.

또, 상기 흡입공기유량 검출단계 또는 수단은 흡입공기의 압력을 압력센서에 의하여 검출하고, 그 압력을 흡입공기유량으로 변환하여 흡입공기유량을 검출하도록 하여도 된다.

이와 같이 하면, 비교적 값싼 압력센서를 사용함으로써, 적은 비용으로 흡입공기유량의 검출을 진행할 수가 있다.

또, 상기 흡입공기유량 검출단계 또는 수단은 상기 2개소중 상류측에서는 흡기통로에 비치된 감온저항의 저항치를 일정하게 유지시키도록 감온저항으로의 통전전류를 제어하고, 그 전류치에 따라서 유체유량을 검출하는 열선식 유량계에의하여 흡입공기유량을 검출하고, 하류측에서는 흡입공기의 압력을 압력센서에 의하여 검출하고, 그 압력을 흡입공기유량으로 변환하여 흡입공기유량을 검출하도록 하여도 좋다.

이와 같이 하면, 예컨대 압력센서는 흐름방향의 검출에만 사용하고, 흡입공기유량의 절대치는 열선식 유량계로 검출된 값을 사용하므로써 비교적 적은 비용으로 실시되며 검출정도도 확보할 수가 있다.

또, 상기 흡입공기유량 검출단계 또는 수단은 상기 흡기통로의 2개소에 각각 설치한 감온저항과 각 감온저항의 흡입공기에 의한 냉각에서 변화하는 저항치에 의거하여 흡입공기유량을 검출하고, 상기 흐름방향 검출단계 또는 수단은 상기 2 개소간의 위치에 설치한 발열저항을 통전하여 일정온도에 유지되도록 제어하면서, 상기 2개소의 감온저항의 저항치 대소관계가 흡입공기의 순류, 역류에 따라서 반전하는 것에 의해 흡입공기의 흐름방향을 검출하도록 하여도 무방하다.

즉, 흡입공기가 순류인 때에는 상류측의 감온저항은 발열저항의 발열의 영향을 거의 받지 않은데 대하여, 하류측의 감온저항은 발열 저항에서 발열한 열을 받아서 온도상승한 흡입공기가 통과하므로, 그 온도상승에 감응한 저항치에 따른 흡입공기유량의 검출치로 되어 상류측의 흡입공기유량 검출치와 상위하여, 역류의 경우에는 상류측의 흡입공기유량 검출치쪽이 온도상승에 감응한 값으로 되어, 검출치의 대소관계가 반전하므로, 이것에 의해, 순류, 역류가 판별된다. 또, 발열저항을 일정하게 유지하는 것으로 흡입공기유량의 검출정도를 양호하게 유지할 수 있다.

또, 상기 발열저항이 있었던 흐름방향 검출단계 또는 수단을 비치한 것에 있어서, 상기 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력단계또는 수단은 상기 2 개소에서 검출된 흡입공기유량을 가산하여 얻은 8흡입공기유량 검출신호에 상기 검출된 흐름방향의 판별신호를 붙인 신호를 출력하도록 해도 좋다.

이와 같이 하면, 2 개소에서 검출된 흡입공기유량을 가산하는 것으로 맥동이 생기고 있는 흡입공기유량을 평균화한 값을 절대치로 하고, 흐름방향이 판별된 흡입공기유량의 신호를 얻을 수 있다.

또, 마찬가지로 상기 발열저항을 가진 흐름방향 검출단계 또는 수단을 비치한 것에 있어서, 상기 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력단계 또는 수단은 상기 2 개소중의 한쪽에서 검출된 흡입공기유량 검출치로부터 다른 한쪽에서 검출된 흡입공기유량 검출치를 감산하여 얻은 흡입공기유량 검출신호를 출력하도록 하여도 된다.

이와 같이 하면, 상기한 바와 같이 흡입공기의 흐름방향이 변하면, 상류측과 하류측의 흡입공기유량 검출치의 대소관계가 반전하므로, 흐름방향에 따라서 양수와 음수의 값으로 되므로 그대로 흐름방향이 구별된 신호를 얻을 수 있게 된다. 또, 감산된 값의 절대치는 발열 저항의 발열량에 따라 증대하는 흡입공기의 열량에 비례적이며, 동시에, 발열량은 일정하게 유지되므로 흡입공기유량에 비례적인 값으로 되므로 흡입공기유량의 검출신호라 할 수가 있다.

또, 상기 2 개소의 감온저항과 발열저항은 흡기통로벽에 연결된 1매의 절연기판의 표면에 흡입공기의 흐름방향으로 나란히 세워 피막형성하여 구성하여도 된다.

이와 같이 하면, 발열저항으로부터 하류측의 감온저항에 공급되는 열량을 안정화하여 흡입공기의 흐름방향 및 유량의 검출정도를 높일수가 있음과 동시에 엔진시동시에 신속하게 가열하여 시동시의 검출성능을 높일 수 있다.

이하에 본 발명의 실시예를 설명한다.

제1실시예를 보인 제2도에 있어서, 엔진(1)에서 공기정화기(2)로 부터의 흡기통로(3)의 스로틀 밸브(4) 하류에 전자식의 연료분사밸브(5)가 설치되어 있고, 이 연료분사밸브(5)는 제어유니트(6)에서 엔진회전에 동기하여 출력되는 구동펄스신호에 따라 그 펄스폭의 시간에 근거하여 밸브가 열려서 연료분사를 진행한다.

연료분사량(펄스폭)의 제어를 위해, 제어유니트(6)에는 흡기 통로(3)의 스로틀 밸브(4) 상류에 배치되고, 1 개소에 있어서 흡입공기의 흐름방향과 무관계로 흡입공기유량Q를 검출하는 흡입공기유량 검출단계 또는 수단으로서의 기능을 이루는 열선식 공기유량계(7)로부터의 신호가 입력되어 있다. 이외에, 엔진회전수N을 검출하는 크랭크각 센서(8), 스로틀 밸브(4)의 개방도 TVO를 검출하는 스로틀 센서(9)로부터도 신호가 입력되어 있다.

또, 본 발명의 제1실시예에 관계되는 구성으로서, 스로틀 밸브(4)하류의 흡기통로(3)에는 해당 흡기통로(3)내의 흡기압력을 검출하는 흡기압 센서(11)가 설치되어 있고, 해당 흡기압 센서(11)로부터의 신호도 제어유니트(6)에 입력되어 있다. 또한, 흡기통로(3)로 흡입공기가 흐르면 해당 흡기통로(3)내의 흡기압력도 변화하고, 그 압력이 흡기압 센서(11)에 의해 검출되므로, 흡기압력은 흡입공기의 유량에 상당하는 양이며, 흡기압 센서(11)는 흡입공기의 흐름방향과 무관계로 흡기압력을 검출하므로, 따라서 흡기압 센서(11)도 상기 열선식 공기유량계(7)와는 흡입공기의 흐름방향으로 떨어져 있는 개소에서 흡입공기유량을 검출하는 흡입공기유량 검출단계 또는 수단의 기능을 수행하고 있다.

제어유니트(6)에 있어서는 내장의 마이크로 컴퓨터에 의하여 후술하는 제3도, 제4도의 루틴에 따라 연산처리가 진행된다.

제3도는 흡입공기의 흐름방향 검출 및 흡입공기유량 검출 루틴을 보인 것이다.

단계 1(도면에는 S1 이라 기재되어있다. 이하 같음)에서는 열선식공기유량계(7)의 출력 AFM 을 읽어들인다.

단계 2 에서는 단계 1 에서 읽어들인 출력 AFM 을 디지탈 변환하고, 디지탈 출력 V_AFM을 얻는다.

단계 3 에서는 스로틀 밸브(4) 하류에 설치된 흡기압 센서(11)로부터의 출력신호PS를 읽어들인다.

단계4에서는 단계2에서 읽어들인 출력 PS를 디지탈 변환하고, 디지탈 출력 V_ps를 얻는다.

단계5에서는 소정의 흡입공기유량시에 디지탈 출력 V_ps가 디지탈 출력V_AFM과 동일치가 되도록, 그 디지탈 출력V_ps를 변환하고, V_ps1을 얻는다.

단계6에서는 단계2에서 구한 디지탈 출력V_AFM이 소정치(예컨대, 소정 전압치)에 도달하고 나서, 단계5 에서 변환하여 구한 디지탈 출력V_ps1이 그 소정치에 도달하는 시간차 Δt를 연산한다.

단계7에서는 상기 단계6에서 연산한 시간차Δt의 정부를 판단하고, 역류의 유무를 판단한다.

구체적으로는 디지탈 출력 V_PS1의 출력치는 엔진회전속도 N 에 의존하여 변화하지만, 역류없음의 경우에는 열선식 공기유량계(7)가 흡기압 센서(11)보다 상류에 설치되어 있으므로, 제5도에 도시한 것처럼, 흡기 맥동은 진행파이므로 디지탈 출력 V_AFM이 소정치에 도달하는 시각이 디지탈 출력 V_PS1이 소정치에 도달하는 시각보다 빠르며, 당연히 상기 시간차 Δt는 정, 결국 흡기맥동의 위상이 전진쪽이 된다.

한편, 제6a도에 도시한 것처럼 역류가 발생했을 경우에는 디지탈 출력V_AFM이 소정치에 도달하는 시각이 디지탈 출력 V_PS1이 소정치에 도달하는 시각보다 늦어지며, 상기 시간차 Δt는 부, 즉 흡기맥동의 위상이 늦어지는 쪽으로 된다.

즉, 시간차 Δt의 정부(맥동위상의 선행 및 지연)를 판단하고, 순류냐 역류냐를 판별하는 것이 가능하며, 이 부분이 흐름방향 검출단계 또는 수단에 상당한다.

이 결과, 역류없음 (Δt ≥ 0)의 경우에는 단계8로 나아가, 열선식 공기유량계의 디지탈 출력 V_AFM을 그대로 읽어들인다.

역류있음(Δt<0)의 경우에는 단계9로 나아가, 열선식 공기유량계(7)의 디지탈 출력 V_AFM에 -1 을 적산하고, 감산처리를 진행한 것을 읽어들이도록 보정을 진행한다. 따라서, 이 단계 9 의 기능이 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력 단계 또는 수단에 상당한다. 이 형태는 제6b도에 도시되어 있다.

단계10에서는 단계8 또는 단계9에서 읽어들인 디지탈 출력 V_AFM에 의거하여, 사전에 요청받고 있는 출력V_AFM에 대한 흡입공기 유량의 특성도를 사용하여, 흡입공기유량를 산출한다.

제4도는 연료분사량 연산 루틴을 보인 것이다.

단계21 에서는 상기 루틴에서 검출한 흡입공기유량와 엔진회전 속도 N 으로부터 다음식에 따라, 기본연료분사량 Tp 를 연산한다. 여기서, 흡입공기유량는 통상 진행되고 있는 것처럼, 맥동흡수를 위한 평균화 처리 (가중평균등)가 진행되어, 상기한 바와 같이 역류 발생시에는 감산처리가 진행되므로, 순류방향의 평균화된 흡입공기량 즉 실질적으로 기본연료분사량 Tp의 연산에 필요한 진짜 흡입공기유량가 얻어지고 있다.

Tp=K·/N [K 는 정수]

단계22에서는 다음식과 같이 기본연료분사량 Tp에 각종 보정계수 COEF를 승산하고, 또, 전압보정분 Ts를 가산하여, 최종적인 연료 분사량 Ti 를 연산한다.

Ti=Tp·COEF+Ts

연료분사량 Ti 가 연산되면, 이 Ti 에 상당하는 펄스폭의 구동펄스 신호가 엔진회전에 동기한 타이밍으로 연료분사밸브(5)에 주어져서, 연료분사가 이루어진다.

따라서, 본 제1실시예에서는 흡입공기유량 검출수단으로서 열선식 공기유량계(7)로부터의 출력신호 AFM 및 흡기압 센서(11)로부터의 출력신호 PS에 의거하여, 역류가 발생하고 있는 상태를 검출하여, 역류가 발생하고 있는 경우에는 보정을 행하여 실제의 흡입공기유량을 검출하는 것이 가능해지므로, 엔진의 흡기맥동이 커지는 영역등에 있어서 혼합기가 소로 되는 것을 방지할 수 있고, 배기성상의 악화와 연비의 악화를 방지하는 것이 가능해진다.

다음에 본 발명에 관련되는 제2실시예에 관하여 설명한다.

제2실시예에 관련된 구성으로서, 제7도에 도시한 것처럼 상기 열선식 공기유량계(7)와 스로틀 밸브(4) 사이의 흡기통로(3)에 제2열선식 공기유량계(21)를 설치하고, 그 제2열선식 공기유량계(21)로부터의 신호를 제어유니트(6)에 입력한다. 또한, 제2열선식 공기유량계(21)를 설치함이 없이, 상기 열선식 공기유량계(7)와 동일 외장의 내부에 2개의 공기유량계 칩을 내장하도록 된것이라도 무방하다. 이 경우, 제2열선식 공기유량계(21)가 흡입공기유량 검출수단으로서의 기능을 수행한다.

또, 흐름방향 검출 루틴에 있어서는 상술한 단계 3에 있어서 흡기압 센서(11)로부터의 출력신호PS를 읽어들이는 대신에, 제2열선식 공기유량계(20)에서의 출력신호를 읽어들이고, 단계 4 에서는 읽어들인 출력 PS로부터 디지탈 출력Vps를 얻는 대신에, 제2열선식 공기유량계(20)로부터의 출력신호에서 디지탈 출력을 얻으면 된다. 그에 대한 설명은 생략한다.

따라서, 본 제2실시예에 있어서도, 제1실시예와 같은 작용 효과가 있으며, 역류가 발생하고 있는 경우에도 참된 흡입공기유량을 검출하는 것이 가능해진다.

또한, 본 제2실시예에 있어서, 제2열선식 공기유량계(21)를 상기 열선식 공기유량계(7)와 스로틀 밸브(4)사이의 흡기통로(3)에 설치하는 구성으로 하였으나, 그 제2열선식 공기유량계(22)를 상기 열선식 공기유량계(7)의 상류측에 설치하는 구성으로 했을 경우에는 신호 처리가 달라지는 것은 물론이다.

다음에, 본 발명의 제3실시예를 제8도 내지 제11도를 참조하여 설명한다.

도면중, 본 실시예에 의한 열식 공기유량 검출장치(21)의 본체부를 구성하는 유량계 본체(22)를 저항치 R1 을 가진 기준저항(23A, 24B)이 감아돌려지는 권선부(24)와, 그 권선부(24)의 기단측에 위치하고, 복수의 단자핀(도시안함)이 일체적으로 설치된 단자부(25)와, 권선부(24)의 선단측으로부터 흡기통로(3)의 지름방향으로 설치된 검출홀더(26)와 후술하는 회로 케이싱(27)으로서 대략 구성되어 있다.

상기 유량계 본체(22)에는 검출홀더(26)의 기단측에 후술의 절연기판(29)을 착탈 가능하게 설치하기 위한 슬릇(도시안함)이 형성되어, 그 검출홀더(26)는 제8도에 도시한 것처럼 흡기통로(3)의 중심부에 절연기판(29)을 변형하여 후술하는 발열 저항체(31)등을 위치결정하는구성으로 되어 있다. 또한, 검출홀더(26)에는 종래기술에서 말한 보호 덮개(13)와 같은 보호덮개(도시안함)가 설치되도록 되어 있다.

흡기통로(3)의 설치구멍(3A)을 폐색하도록 그 흡기통로(3)의 외주측에 설치된 회로 케이싱(27)은 흡기통로(3)의 설치구멍(3A)에 감합하는 감합부(27A)를 보유하고 있으며, 그 회로 케이싱(27)은 예컨대 세라믹 재료등으로 된 절연기판(도시안함)상에 후술하는 유량조정저항(38) 및 차동 증폭기등을 실장한 상태에서 이들을 내장하도록 되어 있다. 또한, 터미날(28A,28B)에는 상기 기준저항(23)의 권선이 접속된다.

검출홀더(26)에 설치되는 절연기판(29)은 제9도에 도시한 것처럼, 유리, 알루미나, 질화 알루미늄등의 절연재료에 의해서, 길이 치수가 15-20mm전후, 폭 치수가 3-7mm전후로 된 장방형의 평판상으로 형성되어 있다. 또, 그 절연기판(29)은 기단측이 검출홀더(26)의 홈에 착탈가능하게 설치되는 고정단으로 되고, 선단측이 자유단으로 되어있다.

여기서, 상기 절연기판(29)은 제9도에 도시한 것처럼, 선단측에 위치하여 후술하는 발열저항(31)과 제1, 제2 감온저항(32,33)이 피막형성된 주기판부(29A)와, 그 주기판부(29A)의 기단측에 위치하여 상기 검출홀더(26)에 설치되며, 상기 발열저항(31)을 홀더(26)에서 이간시킴과 동시에, 보조히터(34)가 피막형성된 부기판부(29B)로부터 되며, 그 부기판부(29B)와 주기판부(29A)의 사이에는 폭방향 한쪽에서 다른쪽(흡입공기가 흐르는 화살표시 A 방향)을 향하여 슬릿(30)이 형성되어 있다.

절연기판(29)의 주기판부(29A)상에 형성된 발열저항(31)은 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 (집적회로)등의 수단을 이용하여 주기판부(29A)상에 백금막을 피막하므로서, 저항치 RH 를 가지도록 형성되며, 주기판부(29A)의 길이방향 중간부에 위치하여 폭방향으로 길어진 중간 저항부(31A)와, 그 중간 저항부(31A)의 양단측으로부터 주기판부(29A)의 길이 방향으로 서로 반대방향으로 연장된 제1, 제2연장저항부(31B,31C)로서 구성되어 있다.

여기서, 상기 발열저항(31)의 중간 저항부(31A) 및 연장 저항부(31B,31C)는 전체로서 크랭크 형성을 이루므로서, 주기판부(29A)상에 발열저항(31) 및 후술하는 감온저항(32,33)을 소형으로 형성함과 동시에, 발열저항(31)의 표면적 (실장 면적)을 가급적 증대시켜, 예컨대, 흡기통로(3)내를 흐르는 흡입공기의 접촉면적을 크게 할 수 있도록 하고 있다.

또, 상기 발열저항(31)은 후술하는 전류제어용 트랜지스터(42)에 의하여 전류치가 제어되며, 온도를 일정온도(예를들면 약 240℃)를 유지하도록 가열하므로서 절연기판(29)도 일정온도를 유지하도록 되어 있다.

발열저항(31)과 함께 주기판부(29A)상에 형성된 제1, 제2감온저항(32,33)은 저항치 RTl, RT2 를 각각 보유하도록, 상기 절연기판상에 백금등의 감온성 재료를 프린트 인쇄 또는 스퍼터링등의 수단으로 피막시키므로서 형성되며, 예컨대, 흡기통로(3)내를 화살표 A 방향으로 흐르는 흡입공기의 흐름방향 (주기판부(29A)의 폭방향)에 대하여 발열저항(31)의 전,후에 이환하여 주기판부(29A)상에 설치되어 있다.

여기서, 상기 제1감온저항(32)은 상기 발열저항(31)의 중간 저항부(31A)와 제1연장 저항부(31B) 사이에 위치하고, 그 연장 저항부(31B)와 평행으로 늘어나도록 장방형상으로 형성되어 있다. 또, 제2감온저항(33)은 중간 저항부(31A)와 제2연장 저항부(31C) 사이에 위치하고, 그 연장저항부(31C)와 평행으로 연장되도록 장방형상으로 형성되어 있다. 그리고, 감온저항(32,33)은 주기판부(29A)상에서 실질적으로 균일한 면적으로 형성되며, 통상시에는 제3도에 도시한 것처럼 배터리전압VB로부터 전류가 인가되므로서 발열되고, 그 감온저항(32,33)은 흐르는 공기에 따라 냉각되므로서, 저항치가 감소하여 흡입공기의 유량을 감도좋게 검출하도록 되어 있다.

다시, 상기 발열저항(31), 제1감온저항(32) 및 제2감온저항(33)의 배치관계는 흡입공기의 순방향의 흐름(화살표방향)에 대하여 상류측에서, 제1감온저항(32), 발열저항(31), 제2감온저항(33)의 순서로 늘어서 있으므로, 흡입공기가 순방향으로 화살표A방향의 흐름인 경우에는 제1감온저항(32)은 흡입공기에 의해서 직접 차가워지며, 제2감온저항(33)은 발열저항(31)으로부터 열을 받게 된다. 이로 인하여, 제1감온저항(32)의 저항치 RT1 은 유량에 대응하여 작아지며, 제2감온 저항(33)의 저항치 RT1 은 실질적으로 변환하지 않는다.

한편, 흡기통로(3)내를 흐르는 흡입공기의 흐름이 역방향의 화살표 B 방향으로 되었을 경우에는 제2감온저항(33)이 흡입공기에 의해서 직접 식어져서, 제1감온저항(32)이 발열저항(31)으로부터 열을 받게 된다. 이 때문에, 제2감온저항(33)의 RT2 는 유량에 대웅하여 작아지고, 제1감온저항(32)의 저항 RT1 은 실질적으로 변화하지 않는다.

이 결과, 제1감온저항(32)의 저항 RT1 과 제2감온저항(33)의 저항RT2를 비교하므로서, 흡입공기의 흐름방향이 순방향이냐 역방향이냐를 판별할 수가 있다.

보조히터(34)는 상기 절연기판(29)의 부기판부(29B)상에 위치하여 상술한 발열저항(31), 감온저항(32,33)과 마찬가지로 프린트 인쇄 또는 스퍼터링등의 수단에 의해 백금등의 감온성 재료를 저항RHS로 되는 막상으로 형성되어 있다. 또, 그 보조히터(34)는 절연기판(29)의 부기판부(29B)를 가열하므로서, 주기판부(29A)(발열저항(31))로부터의 열이 부기판부(29B)를 개재시켜 검출홀더(26)로 도망치는 것을 방지하도록 되어 있다. 다시, 주기판부(29A)와 부기판부(29B)의 사이에는 슬릿(30)이 형성되어 있으므로, 보조히터(34)로부터의 열에 의해서 제1감온저항(32)이 가열되는 것을 방지하고, 검출시에서의 제1, 제2 감온저항(32,33)에 보조히터(34)로부터의 열이 가해지는 것을 방지하고 있다.

한편, 보조히터(34)는 전류제어용 트랜지스터(42)의 이미터와 어스의 사이에 저항(43)을 개재시켜 접속되어 있으므로, 그 전류제어용(42)의 전류제어에 의해서 인가전류는 제어되고 있다.

절연기판(29)의 기단측에 위치하여 예컨대 6개의 전극(35)이 형성되고, 그 각전극(35)은 절연기판(29)의 폭방향으로 소정간격을 가지고서 줄지어 설치되며, 절연기판(29)의 기단측을 상기 검출홀더(26)의 슬롯내에 끼워넣으므로서, 그 검출홀더(26)측의 각 터미널(도시안함)에 접속된다. 그리고, 그 각전극(35)을 개재시켜 절연기판(29)상에 형성된 발열저항(31), 제 1, 제2감온저항(32,33) 및 보조히터(34)등을 회로 케이싱(27)내에 설치된 각 전자부품과 접속하고, 제3도에 도시한 유량검출용의 처리회로를 구성하고 있다.

다음에, 제10도에 본 실시예에 따른 유량검출용의 처리회로를 보인다.

제10도에 있어서, 발열저항(31)에 인가하는 전류치를 제어하여 그 발열저항(31)의 온도를 일정하게 유지하므로서 절연기판(29)의 온도를 일정온도에 유지하는 온도제어수단으로서의 전류제어회로(36)는 발열저항(31), 온도보상저항(37) 및 조정저항(38,39)로 이루어진 브리지회로(40)와, 그 브리지회로(40)의 접속점 c, d 로부터의 차를 출력하는 차동증폭회로(41)와, 상기 브리지회로(40)의 접속점 a,b 에 인가되는 전류치를 제어하는 전류제어용 트랜지스터(42)로 되며, 상기 브리지회로(40)는 각각 대향하는 변의 저항치의 적이 같아지도록 구성되고, 발열저항(31)과 온도보상저항(37)의 접속점 a 는 전류제어용 트랜지스터(42)의 이미터측과 보조히터(34)의 일단에 접속되며, 조정저항(38,39)의 접속점b는 어스와 저항(43)을 개재시켜 보조히터(34)의 타단에 접속되고 있다.

한편, 상기 브리지회로(40)에 있어서는 발열저항(31)과 조정저항(38), 온도보상저항(37)과 조정저항(39)은 각각 직렬로 접속되며, 각기의 접속점 c,d 는 차동증폭회로(41)의 입력단자에 접속되고 있다.

여기서, 상기 온도보상저항(37)은 발열저항(31)의 근방에 위치하여 검출홀더(26)에 설치되며, 동시에 그 온도보상저항(37)은 흡입공기의 흐름에 따른 영향을 받지 않으며, 흡입공기의 온도에 의해서만 저항치 RK가 변화하는 것이다.

이와 같이 구성되는 브리지회로(40)에서는 그 브리지회로(40)가 평형 상태에 있을 때에는 차동증폭회로(41)로부터의 출력은 영이 된다. 한편, 브리지회로(40)의 평형이 무너졌을 때, 즉 흡입공기에 따라 절연기판(29)이 냉각되며, 이에 수반하여 발열저항(31)의 온도가 저하했을 때에는 그 발열저항(31)의 저항치 RH 가 작아져 있으므로, 접속점 c, d 의 사이에는 전압차가 발생하여 차동증폭회로(41)로부터 전류제어용 트랜지스터(42)의 베이스를 향하여 전류제어전압 Va가 출력된다. 이에 따라서, 전류제어용 트랜지스터(42)는 브리지회로(40)에 인가하는 전류를 제어하여 식어진 발열저항(31)을 일정온도로 하여 그 브리지회로(40)를평형상태로 되돌린다. 이때, 절연기판(29)도 일정온도에 복귀할 수가 있다.

여기서, 상기 전류제어용 트랜지스터(42)는 클렉터측이 배터리 전압 VB에 접속되고, 베이스측이 상기 차동증폭회로(41)의 출력측에 접속되어, 이미터측이 상기 브리지회로(40)의 접속점 a 및 보조히터(34)의 일단에 접속되어 있다. 그리고, 그 전류제어용 트랜지스터(42)는 상기 차동증폭회로(41)로부터의 출력 (전력제어전압 Va)에서 베이스 전류가 변화하는 것에 따라서 이미터 전류를 제어한다. 이에 따라, 전류제어용 트랜지스터(42)는 브리지회로(40)에 인가되는 전류치를 제어하여 발열저항(31)(절연기판(29))의 온도를 일정온도를 유지하는 피드백 제어를 진행하고 있다.

다음에, 검출처리회로(44)는 후술하는 제1유량검출회로(45), 제2유량검출회 로(46), 가산회로(47), 비교회로(48), 반전회로(49) 및 선택회로(50)로 구성되며, 그 검출처리회로(44)는 제 1, 제2감온저항(32,33)의 저항치 RT1, RT2 의 변화에 의거하여 흡입공기의 흐름 및 그 방향을 검출하도록 되어 있다.

제1유량검출회로(45)는 저항치 RT1을 가진 제1감온저항(32)과 저항치 R1을 가진 기준저항(23A)을 직렬로 접속하므로서 구성되며, 그유량검출회로(45)는 상기 배터리 전압 V_B와 어스 사이에 접속되고,발열저항(31)과 기준저항(23A)의 접속점 e 는 후술하는 가산회로(47)와 비교회로(48)에 접속되어 있다. 또, 그 제1유량검출회로(45)는 제1감온저항(32)의 저항치 RT1 의 변화를 제1유량전압 V1 으로서 출력한다.

제2유량검출회로(46)는 상기 제1유량검출회로(45)와 거의 마찬가지로 구성되며, 저항치 RT2 를 가진 제2감온저항(33)과 저항치 R1을 가진 기준저항(23B)을 직렬로 접속하므로서 구성되고, 그 유량검출회로(46)는 상기 배터리 전압V_B와 어스 사이에 접속되며, 감온저항(33)과 기준저항(23A)의 접속점 f 는 가산회로(47)와 비교회로(48)에 접속되어 있다. 또, 제2유량검출회로(46)는 제2감온저항(33)의 저항치 TR₂의 변화를 제2유량전압 V2 로서 출력한다.

가산회로(47)의 입력측에는 제1유량검출회로(45)의 접속점 e 와 제2 유량검출회로(46)의 접속점 f 와 접속되고, 출력쪽에는 반전회로(49)와 선택회로(50)가 접속되고 있다. 그리고, 그 가산회로(47)에서 출력되는 유량가산신호로서의 유량가산전압V3는 다음식에 보이는 것처럼 된다.

V3 = V1 + V2

비교회로(48)는 흐름방향 검출단계 또는 수단을 구성하고, 그 비교회로(48)의 입력쪽에는 제1유량검출회로(45)의 접속점 e 와 제2유량검출회로(46)의 접속점 f 가 접속되어, 출력측에는 선택회로(50)가 접속되어 있다. 그리고, 그 비교회로(48)는 제1유량전압 V1 과 제2유량전압V2를 비교하며, V1>V2인 때에는 흡입공기의 흐름이 역방향이므로, 전압치 유량가산전압V3'을 선택회로(50)에 출력한다.

선택회로(50)는 반전회로(49)와 함께 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력단계 또는 수단을 구성하고, 그 선택회로(50)는 비교회로(48)를 개재시켜 출력되는 방향검출전합Vb(제11도 참조)에 의거하여, 예컨대 순방향의 경우에는 가산회로(47)로부터의 유량가산전압 V3을 출력신호Vout로서 출력단자에서 도시하지 않은 제어유니트에 출력하고, 역방향인 경우에는 반전회로(49)로부터의 반전유량가산전압 V3' 를 출력신호Vout로서 출력단자에서 제어유니트에 출력한다.

본 실시예에 따른 열식 공기유량 검출장치(21)는 상술한 바와 같은 구성을 보유하는 것으로, 다음에 검출처리회로(44)에서의 흡입공기의 유량검출동작에 관하여 설명한다.

여기서, 흡입공기의 흐름이 화살표A방향(순방향)의 경우에는 절연기판(29)상에서 상류측에 위치한 제1감온저항(32)이 이 흡입공기의 흐름에 따라 식어지며, 하류측에 위치하여 제2감온저항(33)은 발열저항(31)으로부터의 열을 받는다· 이결과, 제1유량검출회로(45)에서 출력되는 제 l 유량전압 V1 은 제2유량검출회로(46)에서 출력되는 제2유량전압보다 커져서, 비교회로(48)로부터는 전압치 V0 로 되는 순방향의 방향검출전압Vb를 선택회로(50)에 출력한다.

또, 가산회로(47)에서는 입력된 유량전압V1,V2를 가산하여 유량가산전압 V3 로서 후단의 선택회로(50) 및 반전회로(49)에 출력하고, 그 반전회로(49)는 반전한 반전유량 가산전압 V3' 로서 선택회로(50)에 출력한다.

여기서, 선택회로(50)에서는 비교회로(48)로부터의 방향검출전압 Vb 에 의거하여 가산회로(47)에서 출력된 유량가산전압 V3 와 반전회로(49)에서 출력된 반전유량 가산전압V3'의 선택을 진행하고, 이 경우에는, 방향검출전압Vb가 전압치V0를 가진 순방향의 흐름을 보이는 신호이므로, 유량가산전압 V3 을 선택하여 출력단자에서 제어유니트에 향하여 순방향의 흐름으로 되는 유량가산전압V3를 출력신호Vout로서 출력한다.

한편, 공기의 흐름이 화살표시 B 방향 (역방향)의 경우에는 절연기판(28)상으로 이 흐름에 대하여 상류측에 위치한 제2감온저항(33)이 이공기의 흐름에 따라 식어지며, 하류측에 위치한 제1감온저항(32)은 발열저항(31)으로부터의 열을 받는다. 이 결과, 제2유량검출회로(46)에서 출력되는 제2유량전압 V2 는 제1유량검출회로(45)에서 출력되는 제1유량전압 V1 보다도 커지며, 비교회로(48)로부터는 전압치 영이 되는 역방향의 방향검출전압Vb를 선택회로(50)에 출력한다.

또, 가산회로(47)에서는 유량가산전압 V3 을 선택회로(50) 및 반전회로(49)에 출력하고, 그 반전회로(49)에서는 반전유량 가산전압 V3' 를 선택회로에 출력한다.

다시, 선택회로(50)에서는 비교회로(48)로부터의 방향검출전압 Vb 에 의거하여 가산회로(47)에서 출력된 유량가산전압 V3 와 반전회로(49)에서 출력된 반전유량 가산전압V³의 선택을 진행하고, 이 경우에는 방향 검출전압Vb가 전압치 영을 가진 역방향의 흐름을 보이는 신호이므로, 반전유량 가산전압V³를 선택하여 출력단자에서 제어유니트를 향하여 역방향의 흐름으로 되는 유량가산전압V3을 출력신호V_out로서 출력한다.

이렇게 하여, 제어유니트에서는 이 출력신호Vout에 의거하여 정확한 흡입공기의 유량 및 흐름방향을 검출할 수가 있고, 정확한 공연비 제어를 진행하고, 엔진성능을 향상할 수 있다.

다음에, 절연기판(29)의 온도를 일정온도로 유지하기 위한 전류제어회로(36)에 대하여 설명한다.

흡입공기에 따라 발열저항(31)(절연기판(29))이 냉각되었을 경우에는 접속점 c,d 간에 차가 발생하고, 이 차가 차동증폭회로(41)에서는 전류 제어전압 Va 로서 검출된다. 그리고, 그 차동증폭회로(41)에서 출력되는 전류제어전압Va에 따라, 전류제어용 트랜지스터(42)의 이미터 전류를 제어하여, 발열저항(31)에 인가되는 전류를 증가시켜서 발열저항(31)(절연기판(29))을 일정온도에 유지할 수가 있다.

이 결과, 절연기판(29)의 온도를 일정온도에 늘 설정하고 있으므로, 감온저항(32,33)에서의 유량검출을 정확히 진행할 수가 있고, 흡입공기 유량의 검출정도를 보다 고정도로 진행할 수 있다.

또, 전류제어회로(36)는 유량 및 흐름방향을 검출하는 검출처리회로(44)는 독립하여 설치되어 있으므로, 자동차의 엔진 시동시등과 같이 발열저항(31)이 일정온도까지 상승하고 있지 않은 경우에 있어서도, 제 1, 제2감온저항(32,33)은 발열저항(31)에 따라 동시에 따뜻해지므로, 절연기판(29)이 일정온도로 되기 전이라도 큰 오차가 발생하는방지할 수가 있다. 다시 발열저항(31)의 저항치 변화를 이용하여 유량을 검출하는 열식 공기유량 검출장치의 경우에 비하여, 본 발명에 의한 열식 공기유량 검출장치(21)는 가열 시간을 현저히 단축할 수가 있고, 엔진 시동시에 있어서의 A/F제어의 오제어를 확실히 방지할 수 있다.

이렇게 하여, 본 실시예에 의한 열식 공기유량 검출장치(21)에 있어서는 절연기판(29)상에 발열저항(31)을 형성함과 동시에, 그 발열저항(31)의 전,후에 제1, 제2 감온저항(32,33)을 형성하도록 했으므로, 부품점수의 삭감을 도모함과 동시에, 상기 제 1, 제2감온저항(32,33)에 의해 공기의 흐름방향 및 유량을 검출할 수 있다.

또, 검출처리희로(44)에 있어서는 제1유량검출회로(45)에서는 제 1감온저항(32)의 유량에 따른 저항치 RT1 의 변화를 제1유량전압 V1으로서 검출하고, 제2유량검출회로(46)에서는 제2감온저항(33)의 유량에 따른 저항치RT2의 변화를 제2유량전압V2로서 검출한다. 다시,가산회로(47)에서는 상기 유량전압V1,V2를 가산하여 유량가산전압V3로서 선택회로(50) 및 반전회로(49)에 출력하고, 그 반전회로(49)에서는입력된 유량가산전압V3을 반전 유량가산전압V3'로서 선택회로(50)에출력한다. 한편, 비교회로(48)에서는 상기 제 1, 제2유량전압 V1, V2 의크기를 비교하여 순방향 또는 역방향의 방향검출전압 Vb를 선택회로(50)에 출력한다. 그리고, 선택회로(5O)에 있어서는 방향검출전압 Vb 에 의거하여 흡입공기의 흐름이 정방향일 때에는 가산회로(47)로부터의 유량가산전압(3)을 선택하여, 출력단자에서 출력신호 Vout 로서 제어유니트에 출력한다. 한편, 흡입공기의 흐름이 역방향일 때에는 반전회로(49)로부터의 반전 유량가산전압V3'를 출력신호Vout로서 제어유니트에 출력할 수 있다.

이와 같이, 종래기술처럼 역방향의 흐름이라 해도 정의 유량으로서 검출해 버리는 것을 방지할 수 있고, 흡입공기유량 및 흐름방향을 정확히 검출할 수가 있다.

또, 절연기판(29)의 온도를 일정온도로 하는 전류제어회로(36)에 있어서는 발열저항(31)을 브리지회로(40), 차동증폭회로(41) 및 전류제어용트랜지스터(42)에 의하여 전류제어회로(36)를 구성했으므로, 절연기판(29)의 온도가 저하하며, 발열저항(31)도 저하하며, 이 저하분을 온도보상 저항(37)의 차로서 차동증폭회로(41)로부터 전류제어전압Va로서 출력하고, 그 전류제어전압Va에 따라서전류제어용 트랜지스터(42)로 브리지회로(40)에 인가되는 전류치를 조정하도록 절연기판(발열저항(31))을 항상 일정온도로 유지할 수 있다. 그리고, 상술한 제 1, 제2유량검출회로(45,46)에서 검출되는 유량을 보다 정확히 검출할 수가 있다.

다시, 상기 전류제어회로(36)는 자동차의 엔진 시동시등과 같이 발열저항(31)이 일정온도에 도달하지 않은 경우에 있어서도, 제 1, 제 2감온저항(32,33)에서는 검출을 진행하고 있으나, 절연기판(29)상의 발열저항(31), 감온저항(32,33)은 거의 동시에 따뜻하게 되어지므로, 절연기판(29)이 일정온도로 되기 전이라해도 제 1, 제2감온저항(32,33)에서검출되는 유량전압 V1, V2 에 큰 오차가 발생하는 것을 방지할 수가 있다. 이에 따라서, 본 실시예에 따른 열식 공기유량 검출장치(21)에서는 정확한 유량검출을 개시하기까지의 가열 시간을 짧게할 수가 있다.

다시 또, 보조히터(34)를 절연기판(29)의 부기판부(29B)에 형성하고, 그 보조히터(34)에 따라 절연기판(29)의 부기판부(29B)를 가열하도록 하였으므로, 발열저항(31)이 절연기판(29)을 가열하는 것을 보조할 수가있다. 이로 인하여, 그 부기판부(29B)를 개재시켜 주기판부(29A)의 열이 유량계 본체(22)로 도망치는 것을 방지할 수 있고, 절연기판(29)의온도변화를 저감할 수 있고, 유량 및 흐름방향의 검출감도를 향상시킬 수 있다.

또, 절연기판(29)의 주기판부(29A)와 부기판부(29B)의 사이에는 슬릿(30)을 형성하고, 동시에 슬릿(30)은 보조히터(34)의 열이 제1감온저항(32)에 영향을 주지않도록 형성되어 있으므로, 그 보조히터(34)의 열영향이 제1감온저항(32)에 미치는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 흡입공기의 유량을 제 1, 제2유량검출회로(45,46)에 의해 정확히 검출 할 수 있다.

다음에, 제12도 및 제13도에 본 발명에 의한 제4실시예를 보이는데, 본 실시예의 특징은 단일의 절연기판상에 발열저항, 제1, 제2 감온저항, 보조히터 및 온도보상저항을 피막형성함과 동시에, 흡입공기유량 및 흐름방향의 검출회로에 연산회로를 사용한 적이 있다.

또한, 상술한 제3실시예와 동일한 구성요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하기로 한다.

도면중, 절연기판(51)은 유리, 알루미나, 질화 알루미늄등의 절연재료에 따라 장방형의 평판상으로 형성되어 기단측이 검출홀더(26)에 설치되는 고정단으로 되어, 선단측이 자유단으로 된 제 1, 제2기판부(51A,51B)로 이루어지며, 그 제 1, 제2기판부(51A,51B)의 사이에는 선단측에서 기단측을 향하여 길어진 제1슬릿(52)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제2기판부(51B)는 흡입공기의 순방향 (화살표시 A 방향)의흐름에 대하여 제1기판부(51A)보다도 상류측에 위치하고, 제2기판부(51B)상에는 후술하는 온도보상저항(58)이 형성되어 있다.

또, 상기 제1기판부(51A)는 선단측이 자유단측으로 되어 장방형상으로 이루는 주기판부(51A1)와, 그 주기판부(51A1)의 기단측에 위치하여 상기 검출홀더(26)에 설치되는 부기판부(51A2)로 이루어지며, 그 부기판부(51A2)와 주기판부(51Al)의 사이에는 폭방향 한쪽에서 다른쪽(화살표 A 방향)을 향하여 제1슬릿(52)와 연통하는 제2슬릿(53)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1슬릿(52)과 제2슬릿(53)을 제 5 도에도시한 것처럼 반드시 연통하지 않아도 무방하다.

발열저항(54)은 저항RH를 가지도록, 상기 절연기판(51)의 주기판부(51Al)상에 백금등의 감온성 재료를 프린트 인쇄 또는 스커터링등의수단에 의해 피막형성되며, 제1실시예에 따른 발열저항(31)과 마찬가지로, 중간 저항부(54A)와 그 중간 저항부(54A)의 양단측에서 상기절연기판(51)의 길이방향으로 서로 역방향으로 늘어난 제 1, 제2연장저항부(54B,54C)로 이루어지며, 상술한 발열저항(31)과 마찬가지로, 제 3실시예에서 기술한 전류제어용 트랜지스터(42)에 의해 전류치를 제어하므로서, 일정온도(예컨대 약240℃)로써 발열하도록 되어 있다.

제 1, 제2감온저항(55,56)은 저항치 RTl, RT2 를 각각 가지도록, 상기 절연기판(51)의 주기판부(51A1)상에 백금등의 감온성 재료를 프린트인쇄 또는 스퍼터링등의 수단에 따라 피막형성되고 있다. 또, 제1감온저항(55)은 상기 발열저항(54)의 제1연장 저항부(54B)와 중간저항부(51A)사이에 위치하여, 그 연장저항부(54B)와 평행이 되도록 형성되며, 상기 제2감온저항(56)은 상기 발열저항(54)에 대하여 제1감온저항(55)은 흡입공기의 순방향의 흐름(화살표A방향)에 대하여 상류측에 위치하고, 제2감온저항(56)은 하류측에 위치하도록 되어 있다. 보조히터(57)는 상기 절연기판(51)의 부기판부(51A2)상에 위치하여, 상술한 발열저항(54), 제 1, 제2감온저항(55,56)과 마찬가지로 백금등의 감온성 재료를 프린트 인쇄 도는 스퍼터링등의 수단으로 저항치 RHS로 되는 막상에 형성하고 있다. 또, 그 보조히터(57)는 절연기판(51)의 부기판부(51A2)를 가열하므로서, 주기판부(51Al)(발열저항)으로부터의 열이 부기판부(51A2)를 개재시켜 검출홀더(26)로 도피하는 것을 방지하고 있다. 다시, 주기판부(51Al)과 부기판부(51A2) 사이에는 슬릿(53)을 형성하고 있으므로, 보조히터(57)로부터 열에 의해 제1감온저항(55)이 가열되는 것을 방지하고 있다.

온도보상저항(58)은 상기 제2기판부(51B)상에 형성되며, 프린트 인쇄 또는 스퍼터링등의 수단을 이용하여 백금막을 피막시킴으로서 형성되고 있다. 그리고, 그 온도보상저항(58)은 발열저항(54)보다도 큰 저항치 RK 를 보유하며, 흡입공기의 흐름에 따른 영향은 받지 않으며, 온도변화만을 검출하도록 되어 있다.

절연기판(51)기단측에 위치하여 예컨대 7개의 전극이 형성되며,그 각전극(59)은 절연기판(51)의 폭방향으로 소정간격으로 배열되며, 절연기판(51)의 기단측을 상기 검출홀더(26)의 슬롯내에 끼워넣으므로서, 그 검출홀더(26)측의 각 터미널(도시안함)에 접속된다.

이와 같이, 제4실시예에 있어서의 절연기판(51)을 상술한 제3실시예에 따라 유량계 본체(22)에 설치하므로서, 상술한 제3실시예에따라 유량검출용의 처리회로와 거의 마찬가지로 제6도에 도시한 것과 같은 전류제어회로(36)와 본 실시예에 따른 검출처리회로(60)를 구성하고 있다.

여기서, 상기 전류회로(36)는 상기 제3실시예에서 기술한 바와 같으므로, 그 작동설명은 생략한다.

본 실시예에 따른 검출처리회로(60)는 제1유량검출회로(45), 제2유량검출회로(46) 및 후술하는 차동증폭회로(61)로서 구성되어 있다.

여기서, 차동증폭회로(61)의 입력측에는 제 1, 제2유량검출회로(45,46)의 접속점 e,f 가 접속되며, 출력측에는 제어유니트(도시안함)가 접속되고 있다. 그리고, 극 차동증폭회로(61)에서는 다음식에 도시한 것과 같은 연산을 진행하고, 출력신호Vout를 출력하도록 되어 있다.

Vout = (V1 - V2 ) x K

단, K : 정수

이와 같이, 상기 차동증폭회로(61)로 제 1, 제2유량전압 V1, V2 의 차를 연산하므로서, 출력신호Vout는 흡입공기유량 및 흐름방향을 포함한 신호로서 출력할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 열식 유량검출장치에 있어서도, 상기 제3실시예와 마찬가지로, 흡입공기유량 및 흐름방향을 검출할 수가 있음과 동시에, 절연기판(29)의 온도를 일정온도에 유지하는 전류제어회로(36)와 검출처리회로(60)를 개별로 설치하므로서, 자동차의 엔진시동시에 있어서의 정확한 유량검출을 개시할 때까지의 가열 시간을 짧게할 수 있는 등의 효과가 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는 절연기판(29)에 피막형성한 발열저항(31)과 제 1, 제2감온저항(32,33)을 제2도와 같이 형성하였으나, 본발명은 이에 한하지 않고, 제 14 도에 도시한 변형예와 같이 절연기판(71)의 선단측에서 기단측을 향하여 늘어나는 슬릿(72,73)을 형성하여, 그 슬릿(72,73)에 따라 절연기판(71)을 제 1, 제 2, 제3기판부(71A,71B,71C)로 나눠, 그 제 1, 제 2, 제3기판부(71A,71B,71C)에 각기 발열저항(74), 제1감온저항(75), 제2감온저항(76)을 피막형성하도록 해도 좋다. 또, 이 경우, 제1기판부(71A)는 전야 기판부(71B,71C)보다도 비교적 큰 표면적을 가지는 것이 바람직하다. 다시 이 변형예의 경우에는 슬릿(72,73)에 따라 저항(74,75)가 구획져 있으므로, 발열저항(74)의 열이 절연기판(71)을 개재시켜 감온저항(75,76)에 영향주는 것을 저감할 수가 있다. 다시, 또,2 점. 쇄선으로 보이는 것처럼, 온도보상저항(37)을 일체로 형성하여도 된다. 또, 상기 실시예에서는 제1감온저항(32,(55))을 흡입공기의 흐름방향에 대하여 상류측에, 제2감온저항(33(56))을 하류측에 설치하도록 하였으나,본 발명은 이것에 한하지 않고, 제1감온저항(32(55))을 하류측에, 제2감온저항(33(56))을 상류측에 위치시켜도 좋고, 이 경우 비교회로(48)로부터의 방향검출전압 Vb를 반전시켜서 선택회로(50)에 출력하면 된다.

다시, 상기 각 실시예에서는 유량계 본체(22)의 권선부(24)에 감아 돌린 기준저항(23)을 흡기통로(3)내에 돌출시켜 설치하는 것으로서 기술하였으나, 본 발명은 이에 그치지 않고, 예컨대 흡기통로(3)의 외주에 설치하는 회로 케이싱(27)내에 기준저항(23)을 유량조정저항(38)과 함께 설치하는 구성으로 하여도 된다.

다시, 상기 각 실시예에서는 보조히터(34,57)를 설치하는 것으로서 기술하였으나, 본 발명은 보조히터(34,57)가 없는 것이라도 사용할 수 있는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 특히 자동차용등의 엔진에 전자연료분사 제어장치를 비치한 것으로서 연료분사량의 설정을 고정도로 진행하기 위한 흡입공기유량 검출장치로서 매우 적당한 것이다.

Claims (17)

1. 엔진의 흡기통로내를 흐르는 흡입공기의 흐름방향으로 떨어진 2개소에 있어서 각각 흡입공기유량을 흡입공기의 흐름방향과 무관계로 검출하는 흡입공기유량 검출단계와, 상기 2 개소중의 상류측에서 검출된 흡입공기유량의 맥동의 위상이 하류측에서 검출된 흡입공기유량의 맥동의 위상보다 앞서 있을때에는 순류, 늦어져 있을 때에는 역류로 검출하는 흐름방향 검출단계와, 상기 2 개소의 적어도 한쪽에서 검출된 흡입공기유량과 상기 검출된 흐름방향에 의거하여 흐름방향을 구별하여 흡입공기유량의 검출신호를 출력하는 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡입공기유량 검출단계는 흡기통로에 설치된 감온저항의 저항치를 일정하게 유지시키도록 감온저항으로의 통전전류를 제어하고, 그 전류치에 따라 유체유량을 검출하는 열선식 유량계에 따라서 흡입유량을 검출하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 흡입공기유량 검출단계는 흡입공기의 압력을 압력센서에 의하여 검출하고, 그 압력을 흡입공기유량으로, 변환하여 흡입공기유량을 검출하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 흡입공기유량 검출단계는 상기 2개소중의 상류측에서는 흡기통로에 배치된 감온저항의 저항치를 일정하게 유지하도록 감온저항으로의 통전전류를 제어하고, 그 전류치에 의하여 유체유량을 검출하는 열선식 유량계에 따라서 흡입공기유량을 검출하고, 하류측에서는 흡입공기의 압력을 압력센서에 의하여 검출하고, 그 압력을 흡입공기유량으로 변환하여, 흡입공기유량을 검출하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출방법.
5. 엔진의 흡기통로내를 흐르는 흡입공기의 흐름방향으로 떨어진 2 개소에 각각 설치한 감온저항과, 각 감온저항의 흡입공기에 의한 냉각으로 변화하는 저항치에 의거하여 흡입공기유량을 검출하는흡입공기유량 검출단계와, 상기 2 개소의 사이에 설치한 발열저항을 통전하여, 일정온도로 유지하도록 제어하면서, 상기 2개소의 감온저항의 저항치의 대소관계가 흡입공기의 순류, 역류에 따라서 반전하므로서 흡입공기의 흐름방향을 검출하는 흐름방향 검출단계와, 상기 2개소의 적어도 한쪽에서 검출된 흡입공기유량과 상기 검출된 흐름방향에 의거하여 흐름방향을 구별하여 흡입공기유량의 검출신호를 출력하는흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력단계는 상기 2개소에서 검출된 흡입공기유량을 가산하여 얻은 흡입공기유량검출신호에 상기 검출된 흐름방향의 판별신호를 붙인 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력단계는 상기 2 개소중 한쪽에서 검출된 흡입공기유량 검출치에서 다른쪽에서 검출된 흡입공기유량 검출치를 감산하여 얻은 흡입공기유량 검출신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출방법.
8. 제5항내지 제7항중 어느 한항에 있어서, 상기 2 개소의 감온저항과 발열저항은 흡기통로벽에 연결된 1 매의 절연기판의 표면에 흡입공기의 흐름방향에 나란히 늘어놓아 피막하여 구성한 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출방법.
9. 엔진의 흡기통로내를 흐르는 흡입공기의 흐름방향으로 떨어져 있는 2 개소에 있어서 각각 흡입공기유량을 흡입공기의 흐름방향과 무관계로 검출하는 흡입공기유량 검출수단과, 2 개소중의 상류측에서 검출된 흡입공기유량의 맥동의 위상이 하류측에서 검출된 흡입공기유량의 맥동의 위상보다 앞서 있을 때에는 순류, 늦어져 있을 때에는 역류로 검출하는 흐름방향 검출수단과, 상기 2 개소의 적어도 한쪽에서 검출된 흡입공기유량과 상기 검출된 흐름방향에 의거하여 흐름방향을 구별하여 흡입공기유량의 검출 신호를 출력하는 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력수단을 포함 하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡기공기유량 검출장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 흡기공기유량 검출수단은 흡기통로에 설치된 감온저항의 저항치를 일정하게 유지시키도록 감온저항으로의 통전전류를 제어하고, 그 전류치에 따라 유체유량을 검출하는 열선식 유량계에 따라서 흡입공기유량을 검출하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 흡입공기유량 검출수단은 흡입공기의 압력을 압력센서에 의하여 검출하고, 그 압력을 흡입공기유량으로 변환하여 흡입공기유량을 검출하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공 기유량 검출장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 흡입공기유량 검출수단은 상기 2개소중의 상류측에서는 흡기통로에 설치된 감온저항의 저항치를 일정하게유지하도록 감온저항으로의 통전전류를 제어하고, 그 전류치에 따라서유체유량을 검출하는 열선식 유량계에 따라서 흡입공기유량을 검출하고, 하류측에서는 흡입공기의 압력을 압력센서에 의하여 검출하고, 그 압력을 흡입공기유량으로 변환하여, 흡입공기유량을 검출하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출장치.
13. 엔진의 흡기통로내를 흐르는 흡입공기의 흐름방향으로 떨어져 있는 2개소에 각각 설치한 감온저항과, 각 감온저항의 흡입공기에 의한 냉각으로 변화하는 저항치에 의거하여 흡입공기유량을 검출하는 흡입공기유량 검출수단과, 상기 2 개소의 사이에 설치한 발열저항을 통전하여, 일정온도로 유지하도록 제어하면서, 상기 2 개소의 감온저항의 저항치의 대소관계가 흡입공기의 순류, 역류에 따라서 반전하므로서 흡입공기의 흐름방향을 검출하는 흐름방향 검출수단과, 상기 2개소의 적어도 한쪽에서 검출된 흡입공기유량과 상기 검출된 흐름방향에 의거하여 흐름방향을 구별하여 흡입공기유량의 검출신호를 출력하는 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력수단은 상기 2 개소에서 검출된 흡입공기유량을 가산하여 얻은 흡입공기유량 검출신호에 상기 검출된 흐름방향의 판별신호롤 붙인 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출장치.
15. 제13항에 있어서, 상기 흐름방향별 흡입공기유량 검출신호 출력수단은 상기 2 개소중 한쪽에서 검출된 흡입공기유량 검출치에서 다른쪽에서 검출된 흡입공기유량 검출치를 감산하여 얻은 흡입공기유량 검출신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출장치.
16. 제13항에 있어서, 상기 2개소의 감온저항과 발열저항은 흡기통로벽에 연결된 1 매의 절연기판의 표면에 흡입공기의 흐름방향에 나란히 늘어놓아 피막하여 구성한 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출장치.
17. 제13항 내지 제16항중 어느 한항에 있어서, 상기 절연기판은 기판부가 흡기통로벽에 연결되고 타단부가 자유단으로 되어 흡기통로내를 향한 장치본체에 장착되고, 기단부측에 발열저항의 열이 흡기통로벽에 전달되는 것을 억제하기 위한 보조발열체가 설치되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 엔진의 흡입공기유량 검출장치.