JPH0441930B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0441930B2 JPH0441930B2 JP60174341A JP17434185A JPH0441930B2 JP H0441930 B2 JPH0441930 B2 JP H0441930B2 JP 60174341 A JP60174341 A JP 60174341A JP 17434185 A JP17434185 A JP 17434185A JP H0441930 B2 JPH0441930 B2 JP H0441930B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- resistor
- heat insulating
- air flow
- respect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
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。
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。
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つたが、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。
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つたが、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つ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イードバツク制
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
温度依存抵抗を備えている。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イードバツ
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流量が検出
できる。
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つ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イードバツク制
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
温度依存抵抗を備えている。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イードバツ
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流量が検出
できる。
通常、発熱抵抗（膜式抵抗）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膜式抵抗
の発熱温度を一定にする空気流量センサの応答
性、ダイナミツクレンジは膜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、且つダイナミツクレンジを最も大きくするた
めには、膜式抵抗を含む発熱部兼温度検知部の質
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（参照：特願昭60−25232号）。
空気温度との差を一定値にするあるいは膜式抵抗
の発熱温度を一定にする空気流量センサの応答
性、ダイナミツクレンジは膜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、且つダイナミツクレンジを最も大きくするた
めには、膜式抵抗を含む発熱部兼温度検知部の質
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（参照：特願昭60−25232号）。
しかしながら、通常、断熱部材は温度に対する
熱伝導率の変化が正特性もしくは負特性を有して
おり、従つて、空気流の温度により断熱部材の断
熱効果が変化し、この結果、センサの出力特性が
変化するという問題点がある。
熱伝導率の変化が正特性もしくは負特性を有して
おり、従つて、空気流の温度により断熱部材の断
熱効果が変化し、この結果、センサの出力特性が
変化するという問題点がある。
本発明の目的は、空気流の温度に対して出力特
性が変化しない直熱式流量センサを提供すること
にあり、その手段は、断熱部材を、温度に対する
熱伝導率の変化が正特性の部材と負特性の部材と
により構成したことである。
性が変化しない直熱式流量センサを提供すること
にあり、その手段は、断熱部材を、温度に対する
熱伝導率の変化が正特性の部材と負特性の部材と
により構成したことである。
上述の手段によれば、断熱部材の温度に対する
熱伝導率を一様（一定）にならしめたことがで
き、これにより、断熱部材の断熱効果は温度に対
して一様となる。
熱伝導率を一様（一定）にならしめたことがで
き、これにより、断熱部材の断熱効果は温度に対
して一様となる。
以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第３図は本発明に係る膜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
概要図である。第３図において、内燃機関１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。この空気通路２内に保
持部材（たとえばアルミニウム）５が設けられ、
そこ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（膜式抵抗）６が設けられている。
膜式抵抗６はフレキシブル配線７によつて、外気
温度補償を行う温度依存抵抗８と共に、ハイブリ
ツド基板に形成されたセンサ回路９に接続されて
いる。
空気流量センサが適用された内燃機関を示す全体
概要図である。第３図において、内燃機関１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。この空気通路２内に保
持部材（たとえばアルミニウム）５が設けられ、
そこ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（膜式抵抗）６が設けられている。
膜式抵抗６はフレキシブル配線７によつて、外気
温度補償を行う温度依存抵抗８と共に、ハイブリ
ツド基板に形成されたセンサ回路９に接続されて
いる。
センサ回路９は外気温度に対して膜式抵抗６の
温度が一定になるように該抵抗６の発熱量をフイ
ードバツク制御し、そのセンサ出力VQを制御回
路１０に供給する。制御回路１０はたとえばマイ
クロコンピユータによつて構成され、燃料噴射弁
１１の制御等行うものである。
温度が一定になるように該抵抗６の発熱量をフイ
ードバツク制御し、そのセンサ出力VQを制御回
路１０に供給する。制御回路１０はたとえばマイ
クロコンピユータによつて構成され、燃料噴射弁
１１の制御等行うものである。
センサ回路９は、第４図に示すごとく、膜式抵
抗６、温度依存抵抗８とブリツジ回路を構成する
抵抗９１，９２、比較器９３、比較器９３の出力
によつて制御されるトランジスタ９４、電圧バツ
フア９５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V1≦VRとなると、比較器９３の出力に
よつてトランジスタ９４の導電率が増加する。従
つて、膜式抵抗６の発熱量が増加し、同時に、ト
ランジスタ９４のコレクタ電位すなわち電圧バツ
フア９５の出力電圧VQ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V1＞VRとなり、比
較器９３の出力によつてトランジスタ９４の導電
率が減少する。従つて、膜式抵抗６の発熱量が減
少し、同時に、電圧バツフア９５の出力電圧VQ
は低下する。このようにして膜式抵抗６の温度は
外気温度によつて定まる値になるようにフイード
バツク制御され、出力電圧VQは空気流量を示す
ことになる。
抗６、温度依存抵抗８とブリツジ回路を構成する
抵抗９１，９２、比較器９３、比較器９３の出力
によつて制御されるトランジスタ９４、電圧バツ
フア９５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V1≦VRとなると、比較器９３の出力に
よつてトランジスタ９４の導電率が増加する。従
つて、膜式抵抗６の発熱量が増加し、同時に、ト
ランジスタ９４のコレクタ電位すなわち電圧バツ
フア９５の出力電圧VQ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V1＞VRとなり、比
較器９３の出力によつてトランジスタ９４の導電
率が減少する。従つて、膜式抵抗６の発熱量が減
少し、同時に、電圧バツフア９５の出力電圧VQ
は低下する。このようにして膜式抵抗６の温度は
外気温度によつて定まる値になるようにフイード
バツク制御され、出力電圧VQは空気流量を示す
ことになる。
第５図は第３図の膜式抵抗６の近傍の拡大図、
第６図は第５図の−線断面図である。第５
図、第６図に示すように、膜式抵抗６において
は、その一端のみが断熱部材１２を介して保持部
材５に支持されている。なお、膜式抵抗６を両持
保持により保持部材６に固定すると、膜式抵抗６
が歪ゲージの作用し、従つて、膜式抵抗６の歪み
によりその出力変化を招くという欠点が生ずる。
上述の膜式抵抗６の片持保持はこのような歪ゲー
ジ作用を防止するものである。
第６図は第５図の−線断面図である。第５
図、第６図に示すように、膜式抵抗６において
は、その一端のみが断熱部材１２を介して保持部
材５に支持されている。なお、膜式抵抗６を両持
保持により保持部材６に固定すると、膜式抵抗６
が歪ゲージの作用し、従つて、膜式抵抗６の歪み
によりその出力変化を招くという欠点が生ずる。
上述の膜式抵抗６の片持保持はこのような歪ゲー
ジ作用を防止するものである。
第７図は第５図のフレキシブル配線７の拡大
図、第８図は第７図の−線断面図である。第
７図、第８図に示すように、フレキシブル配線７
は、フレキシブルな絶縁樹脂フイルム７０１、パ
ターン形成された導体（たとえばCu）７０２ａ，
７０２ｂ、およびフレキシブルな絶縁樹脂フイル
ム７０３により構成されている。そして、接合部
Ａ，Ｂは膜式抵抗６のAuパツト部にたとえばAu
−Snの共晶によつて接合される。このように、
導体７０２ａ，７０２ｂはフレキシブルな絶縁樹
脂により覆われているので、ボンデイングワイヤ
に比較して、腐食、断線等に強い構造をなしてい
る。
図、第８図は第７図の−線断面図である。第
７図、第８図に示すように、フレキシブル配線７
は、フレキシブルな絶縁樹脂フイルム７０１、パ
ターン形成された導体（たとえばCu）７０２ａ，
７０２ｂ、およびフレキシブルな絶縁樹脂フイル
ム７０３により構成されている。そして、接合部
Ａ，Ｂは膜式抵抗６のAuパツト部にたとえばAu
−Snの共晶によつて接合される。このように、
導体７０２ａ，７０２ｂはフレキシブルな絶縁樹
脂により覆われているので、ボンデイングワイヤ
に比較して、腐食、断線等に強い構造をなしてい
る。
第１図は第６図の断熱部材１２の詳細な構造を
示す断面図である。第１図に示すように、断熱部
材１２は、接着剤（たとえばAu−Si共晶層）１
２１、ムライト断熱材１２２、接着剤（たとえば
耐熱樹脂接着剤）１２３、ポリイミド断熱材１２
４、および接着剤（たとえばハンダ）１２５の各
層からなる。ここで、第２図に示すように、ムラ
イト断熱材１２２は温度に対する熱伝導率の変化
が負特性を示し、ポリイミド断熱材１２４は温度
に対する熱伝導率の変化が正特性を示す。従つ
て、ムライト断熱材１２２の厚さおよびポリイミ
ド断熱材１２４の厚さを適切に設定すると、上記
正、負特性が相殺されて断熱部材１２全体として
温度に対する熱伝導率の変化を減少できることは
明らかである。
示す断面図である。第１図に示すように、断熱部
材１２は、接着剤（たとえばAu−Si共晶層）１
２１、ムライト断熱材１２２、接着剤（たとえば
耐熱樹脂接着剤）１２３、ポリイミド断熱材１２
４、および接着剤（たとえばハンダ）１２５の各
層からなる。ここで、第２図に示すように、ムラ
イト断熱材１２２は温度に対する熱伝導率の変化
が負特性を示し、ポリイミド断熱材１２４は温度
に対する熱伝導率の変化が正特性を示す。従つ
て、ムライト断熱材１２２の厚さおよびポリイミ
ド断熱材１２４の厚さを適切に設定すると、上記
正、負特性が相殺されて断熱部材１２全体として
温度に対する熱伝導率の変化を減少できることは
明らかである。
このようにして、断熱部材１２の温度に対する
熱伝導率の変化を減少させ、理想的には、断熱部
材１２の温度に対する熱伝導率を一様（一定）に
することができる。
熱伝導率の変化を減少させ、理想的には、断熱部
材１２の温度に対する熱伝導率を一様（一定）に
することができる。
なお、温度に対する熱伝導率の変化が負特性を
示す断熱材としては、ムライトの代りに、セラミ
ツク系、ガラス系の材料を用いることもでき、ま
た、温度に対する熱伝導率の変化が正特性を示す
断熱材としては、ポリイミドの代りに、樹脂系材
料を用いることもできる。さらに、第１図におい
ては、温度に対する熱伝導率の変化が正特性およ
び負特性の各材料を層上に結合せしめたが、これ
らの材料を混合せしめることも可能である。
示す断熱材としては、ムライトの代りに、セラミ
ツク系、ガラス系の材料を用いることもでき、ま
た、温度に対する熱伝導率の変化が正特性を示す
断熱材としては、ポリイミドの代りに、樹脂系材
料を用いることもできる。さらに、第１図におい
ては、温度に対する熱伝導率の変化が正特性およ
び負特性の各材料を層上に結合せしめたが、これ
らの材料を混合せしめることも可能である。
以上説明したように本発明によれば、断熱部材
の温度に対する熱伝導率の変化を少なくでき、言
い換えると、断熱部材の温度に対する熱伝導率を
一様（一定）にすることができ、これにより、温
度変化が起きても膜式抵抗から断熱部材を通つて
保持部材へ逃げる熱の損失割合の変化を少なくで
きる。従つて、温度変化に対するセンサ出力変化
を小さくすることができる。
の温度に対する熱伝導率の変化を少なくでき、言
い換えると、断熱部材の温度に対する熱伝導率を
一様（一定）にすることができ、これにより、温
度変化が起きても膜式抵抗から断熱部材を通つて
保持部材へ逃げる熱の損失割合の変化を少なくで
きる。従つて、温度変化に対するセンサ出力変化
を小さくすることができる。
第１図は本発明に係る直熱型流量センサの断熱
部材を示す断面図、第２図は第１図の断熱部材に
用いられる断熱材の温度に対する熱伝導率特性を
示すグラフ、第３図は本発明に係る膜式抵抗を有
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４図は第３図のセンサ回路
の回路図、第５図は第３図の膜式抵抗の近傍の拡
大図、第６図は第５図の−線断面図、第７図
は第５図のフレキシブル配線７の拡大図、第８図
は第７図の−線断面図である。 ５……保持部材、６……膜式抵抗、７……フレ
キシブル配線、１２……断熱部材、１２１……接
着剤、１２２……ムライト断熱材、１２３……接
着剤、１２４……ポリイミド断熱材、１２５……
接着剤。
部材を示す断面図、第２図は第１図の断熱部材に
用いられる断熱材の温度に対する熱伝導率特性を
示すグラフ、第３図は本発明に係る膜式抵抗を有
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４図は第３図のセンサ回路
の回路図、第５図は第３図の膜式抵抗の近傍の拡
大図、第６図は第５図の−線断面図、第７図
は第５図のフレキシブル配線７の拡大図、第８図
は第７図の−線断面図である。 ５……保持部材、６……膜式抵抗、７……フレ
キシブル配線、１２……断熱部材、１２１……接
着剤、１２２……ムライト断熱材、１２３……接
着剤、１２４……ポリイミド断熱材、１２５……
接着剤。
Claims (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
て保持部材に支持することにより収容した直熱型
流量センサにおいて、前記断熱部材を、温度に対
する熱伝導率の変化が正特性の部材と負特性の部
材とにより構成し、前記断熱部材の温度に対する
熱伝導率を一様にならしめたことを特徴とする直
熱型流量センサ。 ２ 前記正特性の部材と前記負特性の部材とを層
状にせしめた特許請求の範囲第１項に記載の直熱
型流量センサ。 ３ 前記正特性の部材と前記負特性の部材とを混
合せしめた特許請求の範囲第１項に記載の直熱型
流量センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174341A JPS6235225A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP60174341A JPS6235225A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 直熱型流量センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235225A JPS6235225A (ja) | 1987-02-16 |
| JPH0441930B2 true JPH0441930B2 (ja) | 1992-07-09 |
Family
ID=15976943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60174341A Granted JPS6235225A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 直熱型流量センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235225A (ja) |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP60174341A patent/JPS6235225A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6235225A (ja) | 1987-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4912975A (en) | Direct-heated flow measuring apparatus having improved response characteristics | |
| US4783996A (en) | Direct-heated flow measuring apparatus | |
| US4833912A (en) | Flow measuring apparatus | |
| US4843882A (en) | Direct-heated flow measuring apparatus having improved sensitivity response speed | |
| US4785662A (en) | Direct-heated gas-flow measuring apparatus | |
| JPS6122889B2 (ja) | ||
| JPS59104513A (ja) | 熱式流量計 | |
| US6629456B2 (en) | Thermal flowmeter for detecting rate and direction of fluid flow | |
| US4735099A (en) | Direct-heated gas-flow measuring apparatus | |
| JPH0476415B2 (ja) | ||
| US4761995A (en) | Direct-heated flow measuring apparatus having improved sensitivity and response speed | |
| JPH11118566A (ja) | 流量センサー | |
| JPH0441930B2 (ja) | ||
| US4756190A (en) | Direct-heated flow measuring apparatus having uniform characteristics | |
| JPH0441932B2 (ja) | ||
| JPH0476413B2 (ja) | ||
| JPH0441931B2 (ja) | ||
| JPS6053814A (ja) | 空気流量測定装置 | |
| JPS61186819A (ja) | 直熱型流量センサ | |
| JPH0441933B2 (ja) | ||
| JP2569733B2 (ja) | 熱式空気流量検出装置 | |
| JPS6239722A (ja) | 流量センサ用膜式抵抗 | |
| JPH04147016A (ja) | 熱式流量センサ | |
| JPH04122818A (ja) | 熱式流量センサ | |
| JPS60236023A (ja) | 直熱型空気流量センサ |