JPH0441931B2 - - Google Patents
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- JPH0441931B2 JPH0441931B2 JP60175652A JP17565285A JPH0441931B2 JP H0441931 B2 JPH0441931 B2 JP H0441931B2 JP 60175652 A JP60175652 A JP 60175652A JP 17565285 A JP17565285 A JP 17565285A JP H0441931 B2 JPH0441931 B2 JP H0441931B2
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- Japan
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- heat
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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号広報）。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号広報）。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。このため、通常、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の優れた保持部
材に支持し、このとき、基板と断熱部材との間、
および断熱部材と保持部材との間も断熱効果を有
する接合剤によつて接合せしめている。たとえ
ば、断熱効果を有する接合剤として、樹脂系の接
着剤、熱伝導率の小さいフリツトガラス等を用い
ている。これにより、基板の断熱効果をさらに増
進させていた。
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。このため、通常、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の優れた保持部
材に支持し、このとき、基板と断熱部材との間、
および断熱部材と保持部材との間も断熱効果を有
する接合剤によつて接合せしめている。たとえ
ば、断熱効果を有する接合剤として、樹脂系の接
着剤、熱伝導率の小さいフリツトガラス等を用い
ている。これにより、基板の断熱効果をさらに増
進させていた。
しかしながら、上述の従来形においては、接合
剤が断熱効果を有するために、その厚み、状態等
の製造ばらつきにより断熱効果がばらつき、この
効果、センサの応答性、ダイナミツクレンジ等の
特性が変化するという問題点がある。
剤が断熱効果を有するために、その厚み、状態等
の製造ばらつきにより断熱効果がばらつき、この
効果、センサの応答性、ダイナミツクレンジ等の
特性が変化するという問題点がある。
本発明の目的は、接合部材の製造ばらつきによ
つてセンサの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、接合部
材として熱伝導率の優れた部材を用いたことであ
る。
つてセンサの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、接合部
材として熱伝導率の優れた部材を用いたことであ
る。
上述の手段によれば接合部材は断熱効果を有し
ないので、断熱部材のみにより断熱効果が決定さ
れ、従つて、基板に対する断熱効果が一様とな
る。
ないので、断熱部材のみにより断熱効果が決定さ
れ、従つて、基板に対する断熱効果が一様とな
る。
以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第２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２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２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Vp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の制御等を行うものである。
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Vp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の制御等を行うものである。
センサ回路９は、第３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Vp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Vp
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Vo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Vp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Vp
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Voは空気流量を示す
ことになる。
第４図は第２図の膜式抵抗６の近傍の拡大図、
第５図は第４図の−線断面図である。第４
図、第５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５図は第４図の−線断面図である。第４
図、第５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。
また、フレキシブル配線７はフレキシブルな絶
縁樹脂フイルムに挟まれ、パターン形成された導
体（たとえばCu）により構成されており、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。
縁樹脂フイルムに挟まれ、パターン形成された導
体（たとえばCu）により構成されており、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５図の断熱部材１２の近傍の構造を
示す断面図である。第１図に示すように、断熱部
材１２（たとえばムライト）と基板６（たとえば
シリコン基板）との間には、接合部材１３として
のAu焼付層１３−１およびAu−Si共晶層１３−
２が形成されている。つまり、断熱部材１２の一
面に予めAu焼付層１３−１を形成しておき、こ
れを基板６に適度な加圧により押圧し、約400℃
にて加熱すると、これらの界面にAu−Si共晶層
１３−２が生成され、基板６と断熱部材１２とが
接合される。
示す断面図である。第１図に示すように、断熱部
材１２（たとえばムライト）と基板６（たとえば
シリコン基板）との間には、接合部材１３として
のAu焼付層１３−１およびAu−Si共晶層１３−
２が形成されている。つまり、断熱部材１２の一
面に予めAu焼付層１３−１を形成しておき、こ
れを基板６に適度な加圧により押圧し、約400℃
にて加熱すると、これらの界面にAu−Si共晶層
１３−２が生成され、基板６と断熱部材１２とが
接合される。
他方、断熱部材１２と保持部材５（たとえばア
ルミニウムあるいは銅）との間には、接合部材１
４としての無電解メツキ層１４−１およびPb−
Snハンダ層１４−２が形成されている。つまり、
断熱部材１３の他の面に予め無電解メツキ層１４
−１を形成しておき、これをPb−Snハンダ層１
４−２により保持部材５と接合させる。
ルミニウムあるいは銅）との間には、接合部材１
４としての無電解メツキ層１４−１およびPb−
Snハンダ層１４−２が形成されている。つまり、
断熱部材１３の他の面に予め無電解メツキ層１４
−１を形成しておき、これをPb−Snハンダ層１
４−２により保持部材５と接合させる。
このように構成すると、接合部材１３，１４は
共に熱伝導性に優れており、他方、断熱部材１２
は熱伝導性が悪いので、基板６に対する断熱効果
は断熱部材１２に依存することになる。従つて、
たとえ接合部材１３，１４の厚み、状態が変化し
ても、基板６に対する断熱効果は何ら影響はな
い。
共に熱伝導性に優れており、他方、断熱部材１２
は熱伝導性が悪いので、基板６に対する断熱効果
は断熱部材１２に依存することになる。従つて、
たとえ接合部材１３，１４の厚み、状態が変化し
ても、基板６に対する断熱効果は何ら影響はな
い。
なお、断熱部材としては、ムライトの外に、セ
ラミツク系、ガラス系の材料、ポリイミド等の樹
脂系材料を用いることもできる。
ラミツク系、ガラス系の材料、ポリイミド等の樹
脂系材料を用いることもできる。
以上説明したように本発明によれば、接合部材
は断熱効果を有しないので、基板に対する断熱効
果は断熱部材のみに依存するようになり、従つ
て、接合部材の製造ばらつきによるセンサの応答
性、ダイナミツクレンジ等の特性変化を防止でき
る。
は断熱効果を有しないので、基板に対する断熱効
果は断熱部材のみに依存するようになり、従つ
て、接合部材の製造ばらつきによるセンサの応答
性、ダイナミツクレンジ等の特性変化を防止でき
る。
第１図は本発明に係る直熱型流量センサの断熱
部材の近傍を示す断面図、第２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３図は第２図
のセンサ回路の回路図、第４図は第２図の膜式抵
抗の近傍の拡大図、第５図は第４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、１３……接合
部材、１３−１……Auペースト焼付層、１３−
１……Au−Si共晶層、１４……接合部材、１４
−１……無電解Niメツキ層、１４−２……Pb−
Snハンダ層。
部材の近傍を示す断面図、第２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３図は第２図
のセンサ回路の回路図、第４図は第２図の膜式抵
抗の近傍の拡大図、第５図は第４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、１３……接合
部材、１３−１……Auペースト焼付層、１３−
１……Au−Si共晶層、１４……接合部材、１４
−１……無電解Niメツキ層、１４−２……Pb−
Snハンダ層。
Claims (1)
- １ 膜式抵抗が形成された基板を断熱部材を介し
て放熱特性の優れた保持部材に支持するようにし
た直熱型流量センサにおいて、前記基板と前記断
熱部材との間、および該断熱部材と前記保持部材
との間を熱伝導率の優れた結合部材により接合せ
しめたことを特徴とする直熱型流量センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60175652A JPS6236521A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP60175652A JPS6236521A (ja) | 1985-08-12 | 1985-08-12 | 直熱型流量センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236521A JPS6236521A (ja) | 1987-02-17 |
| JPH0441931B2 true JPH0441931B2 (ja) | 1992-07-09 |
Family
ID=15999839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60175652A Granted JPS6236521A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-12 | 直熱型流量センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6236521A (ja) |
-
1985
- 1985-08-12 JP JP60175652A patent/JPS6236521A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6236521A (ja) | 1987-02-17 |
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