JPH0522852B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、例えばエンジンを電子的に制御す
る場合に、そのエンジンの運転状態の検出信号の
１つとして用いられる吸入空気量等を測定検出す
る熱式の空気流量検出装置に関する。

［発明の背景技術］ エンジンを電子的に制御する場合、このエンジ
ンの運転状況を常時監視してその運転状況に対応
した信号を検出し、この検出信号に基づいて例え
ばエンジンに対する燃料噴射量等を設定制御する
ものである。このような運転状態の監視手段とし
ては、エンジンの回転速度検出装置、エンジン温
度検出装置、排気温度検出装置、スロツトル開度
検出装置等が存在するものであるが、エンジンの
運転状態に直接的に関連するものとして吸入空気
量の検出装置が存在する。

この吸入空気量検出装置としては、例えば熱式
の空気流量検出装置が知られている。この検出装
置は、吸気管の中に温度抵抗特性を有する感温素
子を配置設定するもので、加熱制御される上記感
温素子の温度変化状態を監視測定するものであ
る。

この場合、上記感温素子は温度抵抗特性を有す
る抵抗素子によつて構成されているもので、この
抵抗素子に対して加熱電流を供給して一定温度状
態まで発熱制御し、空気流量によつて変化する上
記抵抗素子からの放熱量を、その抵抗値変化によ
つて検出するようにしている。すなわち、この抵
抗値変化状態が空気流量に対応するようになるも
のである。

しかし、このような熱式空気流量検出装置の感
温素子を長期間空気流中に設定して使用する状態
となると、上記感温素子に対して空気流中の不純
物が付着するようになり、感温素子の熱伝導率が
変化する。したがつて、この不純物の付着する状
態では感温素子の温度変化状態が正確に空気流量
に対応する状態とはならないもので、空気流量の
測定誤差が大きくなる。

このような問題を解決する手段としては、例え
ば特開昭54−76182号公報に示されるように、感
温素子に対する付着物を、この感温素子の発熱温
度を上昇（例えば800℃）させることによつて焼
却するバーンオフ制御を実行することが考えられ
る。例えば、この空気流量検出装置がエンジンの
電子的制御システムに対して使用される場合にあ
つては、この制御システムを構成するコンピユー
タからの指示に基づいて、上記感温素子を一時的
に高温状態に加熱設定するものである。

この場合、上記バーンオフ制御の指令はエンジ
ンが停止制御された状態、すなわちイグニツシヨ
ンスイツチがオフ状態とされた後に実行される。
したがつて、このバーンオフを実行させるために
は、例えばドライバーがイグニツシヨンスイツチ
をオフした後、一定時間の範囲で上記エンジン制
御用のコンピユータの電源を入れたままの状態に
設定し、バーンオフの終了後に、上記コンピユー
タの電源をオフ制御する手段を設ける必要がある
ものである。すなわち、このバーンオフ制御のた
めのエンジン制御システムの構成が繁雑な状態と
されるようになる。

［発明の目的］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、特に例えばエンジン制御システム等の制御ユ
ニツトを構成するコンピユータ等から特別の指示
を受けることなく、上記システムの制御スイツチ
がオフ制御された後に、バーンオフの期間電源が
確保されるようにして、主システムの構成を繁雑
化することなくバーンオフが実行されるようにす
る熱式空気流量検出装置を提供しようとするもの
である。

［発明の概要］ すなわち、この発明に係る熱式空気流量検出装
置にあつては、感温素子部に対して加熱電流を供
給制御する電源制御スイツチ素子を設けるもので
あり、この電源制御スイツチ素子は、例えばイグ
ニツシヨンスイツチのようなシステム制御スイツ
チの投入状態でオン状態に設定すると共に、上記
システム制御スイツチが開路制御された場合に
は、その開路時よりバーンオフに必要な時間が経
過した後に上記電源制御スイツチ素子がオフ制御
されるようにしているものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第１図は空気流量検出装置の回路構成を
示しているもので、例えばこの空気流量検出装置
がエンジンの電子的制御ユニツトに対するエンジ
ン運転状態検出手段として使用される場合は、上
記エンジンの吸気管１１の中に感温素子１２が配
置設定される。この感温素子１２は、例えば白金
線等の温度抵抗特性を有する発熱線によつて構成
されるもので、吸気管１１の中を流れる空気流に
よつて放熱制御される状態に設定されている。ま
た、この吸気管１１の中には、上記感温素子１２
と同様に温度抵抗特性を有する抵抗線からなる補
助感温素子１３が設置されているもので、この補
助感温素子１３は吸気管１１の中の空気の温度検
出素子として用いられるようにする。そして、こ
の感温素子１２および補助感温素子１３は、固定
抵抗素子１４および１５と共にブリツジ回路状態
に接続設定されるもので、このブリツジ回路に対
しては、例えば自動車用バツテリ電源１６から、
電源制御スイツチ素子となるリレー装置１７およ
び制御スイツチ素子となるトランジスタ１８を介
して発熱電流が供給されるようになつている。

この場合、上記リレー装置１７を励磁制御する
リレードライバ回路１９に対しては、システム制
御スイツチとなるイグニツシヨン（IG）スイツ
チ２０、および入力フイルタ回路２１を介して電
源１６が接続設定されているもので、上記IGス
イツチ２０の投入状態でリレー装置１７のスイツ
チ回路かオン状態に設定され、トランジスタ１８
によつて感温素子１２を含むブリツジ回路に対す
る加熱電流が制御設定されるようになつている。

上記感温素子１２を含むブリツジ回路からの出
力信号はコンパレータ２２によつて検出されるよ
うになつているもので、感温素子１２の温度が特
定される温度状態まで上昇した時に、コンパレー
タ２２からの出力信号が立上がるように構成され
ている。そして、このコンパレータ２２からの出
力信号は、フリツプフロツプ回路２３に対してリ
セツト指令として供給される。

上記フリツプフロツプ回路２３に対するセツト
指令信号は、ナンド回路２４から与えられる。こ
のナンド回路２４に対しては、抵抗２５を介して
電源Vccが結合設定されているものであり、また
この抵抗２５を介して結合される電源はトランジ
スタ２６を介して接地されている。そして、この
トランジスタ２６のベース回路には、図では示さ
れないエンジン制御ユニツトからの通電開始信号
が供給設定されているもので、この通電開始信号
が立上がる状態でトランジスタ２６が導通され、
ナンド回路２４に対する入力がローレベルに設定
されるようになつている。また、このナンド回路
２４に対しては、前記入力フイルタ回路２１から
の出力信号が供給され順次制御されるようになる
第１および第２のモノマルチバイブレータ２７お
よび２８からの信号が供給設定されている。

ここで、第１のモノマルチバイブレータ２７は
入力フイルタ回路２１からの出力信号の立下がり
に対応してトリガされるもので、そのセツト時出
力端子Ｑからの出力信号は上記トリガに対応して
立上がり時間T₁経過した後に立下がる矩形波状
の信号となる。また、第２のモノマルチバイブレ
ータ２８は上記第１のモノマルチバイブレータ２
７からの出力信号の立下がりでトリガされ、その
セツト時出力端子Ｑから時間幅T₂の矩形波状の
出力信号を発生するもので、この信号を反転した
状態のリセツト時出力端子からの出力信号が上
記ナンド回路２４に対して供給されるようになつ
ている。したがつて、IGスイツチ２０の投入設
定されている状態では、第２のモノマルチバイブ
レータ２８の出力はハイレベルに保持され、し
たがつてナンド回路２４からの出力信号は通電開
始信号に一致する状態で発生されるようになる。

ここで使用される通電開始信号は、例えばエン
ジンの回転に同期する信号によつて構成されるも
のであり、フリツプフロツプ回路２４はこの周期
的に発生される回転同期信号によつてセツト制御
されるものである。

このフリツプフロツプ回路２４のリセツト時出
力端子から得られる信号は、インバータ２９で
反転して出力端子３０から測定検出信号として取
り出される。また、このフリツプフロツプ回路２
４の出力は、トランジスタ３１を制御するもの
で、このトランジスタ３１は前記加熱電流制御用
のトランジスタ１８のベース回路を接地制御す
る。そして、上記フリツプフロツプ回路２４がセ
ツト状態にある時にトランジスタ１８をオン制御
して、感温素子１２を含むブリツジ回路に対して
加熱電流が供給設定されるようにする。

この加熱電流制御用のトランジスタ１８のベー
ス回路には、上記加熱電流回路から抵抗３２を介
して取り出される電圧信号、および基準電源３３
から抵抗３４を介して取り出される基準電圧信号
の供給される差動アンプ３５からの信号を供給
し、上記ブリツジ回路に対する供給電源の電圧を
基準設定させるようにしている。また、上記基準
電源３２の回路は抵抗３６およびトランジスタ３
７を介して接地するもので、このトランジスタ３
７は前記第２のモノマルチバイブレータ２８から
の出力信号の結合されるインバータ３８によつ
て制御し、このモノマルチバイブレータ２８の
がローレベルの状態でブリツジ回路に供給される
加熱電流の電圧状態が、通常の測定動作時に比較
して低く基準設定されるようにする。

そして、上記第１および第２のモノマルチバイ
ブレータ２７および２８のそれぞれセツト時の出
力端子Ｑからの出力信号は、前記リレードライバ
回路１９に対して動作指令の信号として供給する
ものであり、このリレードライバ回路１９に対し
ては上記Ｑ出力が供給された時にリレー装置１７
の励磁コイルに電流を供給するように電源１６が
接続設定されている。

尚、上記リレー装置１７からの出力電源は、上
記のように感温素子１２部に対する加熱電流電源
であると共に、レギユレータ３９を介して取り出
し、他の制御回路部の電源Vccとして使用するよ
うにする。

第２図は上記加熱電流回路の電源を制御するリ
レー装置１７を駆動するリレードライバ回路１９
に対応する部分の具体的構成例を示すもので、
IGスイツチ２０の投入状態に対応して出力を発
生する入力フイルタ回路２１からの出力信号は、
直接的にリレー装置１７の励磁コイルに対して励
磁電流として供給する。すなわち、IGスイツチ
２０が投入された状態でリレー装置のスイツチ回
路が閉じられるようになり、トランジスタ１８部
分に電源が結合されるようになる。また、第１お
よび第２のモノマルチバイブレータ２７および２
８のそれぞれ出力は、オア回路１９１に対して
供給するもので、このオア回路１９１からの出力
信号はトランジスタ１９２を制御する。このトラ
ンジスタ１９２は電源に接続設定されるトランジ
スタ１９３を制御するもので、このトランジスタ
１９３はリレー装置１７の励磁コイル電流を制御
するようにされている。

すなわち、IGスイツチ２０の投入状態、およ
びこのスイツチ２０が開路されていても第１およ
び第２のモノマルチバイブレータ２７および２８
がセツト状態にある時に、リレー装置１７の励磁
コイルに対して励磁電流が供給設定され、そのリ
レースイツチが閉じられるようになるものであ
る。

すなわち、上記のように構成される空気流量検
出装置において、IGスイツチ２０が投入設定さ
れエンジンが動作状態にある時は、上記のように
リレー装置１７が動作状態にあり、加熱電流を制
御するトランジスタ１８部に電源が供給設定され
ている。そして、この状態でエンジンが回転動作
していると、例えば第３図のＡに示すようなエン
ジン回転に同期している通電開始信号が結合され
るようになる。そして、この通電開始信号に対応
してフリツプフロツプ回路２３がセツト制御さ
れ、この開路２３からの出力信号は同図のＢに
示すようになり、この信号によつてトランジスタ
１８がオン状態に設定され、感温素子１２に対し
て加熱電流が供給設定されるようになる。このよ
うにして、感温素子１２に対して加熱電流が供給
設定されるようになると、この感温素子１２の温
度は同図のＣに示すように上昇する。

このようにして感温素子１２の温度が上昇する
と、この感温素子１２の抵抗値もその温度に対応
して上昇して、その端子電圧が補助感温素子１３
で設定される電位よりも下降する状態となり、感
温素子１２の温度が特定される温度よりも上昇す
る状態となると、コンパレータ２２の出力信号が
第３図のＤに示すように立上がり、上記フリツプ
フロツプ回路２３をリセツトするようになる。

すなわち、感温素子１２に対する加熱電流が一
定の状態にあるときは、吸気管１１内の空気流量
に対応した状態で感温素子１２の温度が上昇する
ものであり、したがつてフリツプフロツプ回路２
３のセツト時よりリセツトされるまでの時間間隔
は、上記空気流量に対応する状態となる。すなわ
ち、このフリツプフロツプ回路２３のセツトされ
ている時間間隔は、吸入空気量に対応するもので
あり、このフリツプフロツプ回路２３のセツトお
よびリセツトに対応して発生されるパルス状の信
号のパルス時間幅は、吸気管１１内の空気流量を
表現するものとなり、この信号がこの空気流量検
出装置の主力信号として例えばエンジン制御ユニ
ツトに対して使用されるようになるものである。

このような装置において、第３図のＡにも示し
たように通電開始信号がIGスイツチ２０の投入
設定された状態で、例えばエンジン制御ユニツト
部から第４図のＡに示すように発生されているも
のであるが、この状態でIGスイツチ２０が開路
されると、入力フイルタ回路２１に対する電圧が
同図のＢに示すように立下がると共に、上記通電
開始信号も上記制御ユニツトに対する電源が断た
れることによつて停止する状態となる。

上記のようにIGスイツチ２０が開路され、入
力フイルタ回路２１に対する入力電圧が立下がる
状態となると、この入力フイルタ回路２１の出力
信号も第４図Ｃに示すように立下がるようにな
り、第１のモノマルチバイブレータ２７の出力
信号が第４図のＤに示すように立上がり、この信
号はモノマルチバイブレータ２７で設定される時
間T₁の経過後に立下がるようになる。そして、
この第１のモノマルチバイブレータ２７からの出
力信号が立下がる状態で第２のモノマルチバイブ
レータ２８がトリガされ、この第２のモノマルチ
バイブレータ２８の出力は第４図のＥに示すよ
うに時間幅T₂のパルス状信号を発生するように
なり、また出力はこの信号を反転した同図のＦ
に示すようになる。

したがつて、IGスイツチ２０が開路され、入
力フイルタ回路２１の出力が立下がる状態となつ
ても、第１および第２のモノマルチバイブレータ
２７および２８の出力が継続する状態でリレー
ドライバ回路１９に供給されるようになり、この
回路１９の出力信号は第４図のＧに示すようにな
る。すなわち、IGスイツチ２０の開路時かか
「T₁＋T₂」の時間範囲で、リレー装置１７に対し
て励磁電流が供給され、そのスイツチをオン状態
に設定している。

一方、第２のモノマルチバイブレータ２８の
出力は、第４図のＦに示す状態で時間幅T₂の間
ローレベルとなるものであるため、フリツプフロ
ツプ回路２３はセツト状態に設定され、トランジ
スタ１８をオン状態に設定して、感温素子１２を
含むブリツジ回路に対して加熱電流を供給するよ
うになる。また、上記第２のモノマルチバイブレ
ータ２８の出力はインバータ３８を介してトラ
ンジスタ３７を制御し、差動アンプ３５に対する
基準電圧値を低い状態に変更し、感温素子１２に
対して供給される加熱電流の電圧値を、前記空気
流量測定動作時に比較して低い状態に設定する。

すなわち、この状態は通電開始信号に対応して
感温素子１２を加熱制御する空気流量測定検出動
作時に対して、加熱電流の電圧値を低い状態に設
定し、感温素子１２を焼損することなくこの感温
素子１２に対して付着された物質を焼却するバー
ンオフ制御状態となるものである。

この場合、感温素子１２の温度上昇に対応して
コンパレータ２２からの出力信号が立上がる状態
となるものであるが、第２のモノマルチバイブレ
ータ２８の出力が存在するT₂の期間は、フリ
ツプフロツプ回路２３に対してのセツト指令信号
が継続する状態にあり、フリツプフロツプ回路２
３はコンパレータ２２からの出力に関係なくセツ
ト状態に保持され、上記T₂の期間感温素子１２
に対して加熱電流が供給され、バーンオフが実行
されるようになる。

第４図のＨは、感温素子１２を含むブリツジ回
路に対する印加電圧の状態を示しているもので、
バーンオフ状態では測定検出動作時に比較して長
いT₂の時間幅で、検出動作時より低い電圧状態
に設定される。

尚、上記リレー装置１７を介して取り出される
電源は、上記のように感温素子１２に対する加熱
電源として使用されると共に、適宜レギユレータ
３９を介して各種の電源Vccとして使用するよう
にしてもよいものである。あるいは、制御回路部
の電源Vccは消費電流を僅かなものとすることも
できるものであるため、IGキースイツチを通さ
ずにバツテリから直接供給することも可能であ
る。

第５図はリレードライバ回路１９に対応する部
分の他の構成例を示すもので、電源制御スイツチ
素子としてトランジスタ４０が使用される。そし
て、このトランジスタ４０のベース回路は他のト
ランジスタ１９４によつて制御するもので、この
トランジスタ１９４のベース回路を入力フイルタ
回路２１の出力、および第１および第２のモノマ
ルチバイブレータ２７および２８の出力で制御さ
れるトランジスタ１９２によつて制御するように
構成するものである。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、例えばこの空
気流量検出装置をエンジン制御システムに対して
使用するような場合、このシステムの制御スイツ
チとなるIGスイツチの開路制御状態で、感温素
子に対するバーンオフが実行され、またこのバー
ンオフの間このバーンオフに必要な電源を上記
IGスイツチの開路状態にも拘らず確保設定する
ようになるものである。すなわち、特に制御ユニ
ツト等にバーオフ用の電源確保手段を設定する必
要のなくなるもので、主システムの構成の簡易化
に大きな効果を発揮し、例えばエンジンの電子的
制御手段に対して効果的に適用できるようになる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る熱式空気流
量検出装置の構成を説明する回路構成図、第２図
は上記装置に使用されるリレー装置制御手段の具
体例を示す回路図、第３図は上記検出装置の検出
動作を説明する信号波形図、第４図は同じくバー
ンオフ制御状態を説明する信号波形図、第５図は
上記リレー装置制御手段の他の例を示す回路構成
図である。 １１……吸気管、１２……感温素子、１３……
補助感温素子、１６……電源、１７……リレー装
置（電源制御スイツチ素子）、１８……トランジ
スタ（制御スイツチ素子）、１９……リレードラ
イバ回路、２０……IGスイツチ（システム制御
スイツチ）、２１……入力フイルタ回路、２２…
…コンパレータ、２３……フリツプフロツプ回
路、２７，２８……第１および第２のモノマルチ
バイブレータ、３３……基準電源、３５……差動
アンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ システム制御スイツチおよびこのシステム制
   御スイツチの投入状態でオン制御される電源に接
   続された電源制御スイツチ素子と、被測定空気流
   中に設定される温度抵抗特性を有する感温素子
   と、この感温素子に対して上記電源制御スイツチ
   を介して結合される加熱電流を供給制御する制御
   スイツチ素子と、この制御スイツチ素子を特定さ
   れる周期でオン制御しまた上記感温素子の温度が
   特定される温度まで上昇した状態で上記制御スイ
   ツチ素子をオフ制御する加熱電流制御手段と、上
   記システム制御スイツチの開路動作に対応して上
   記感温素子にバーンオフ加熱電流を供給制御する
   手段と、上記システム制御スイツチの開路動作に
   対応してこの開路動作時より上記バーンオフ制御
   に必要な特定時間幅を設定する手段と、この手段
   で設定された上記特定時間幅の経過した状態で上
   記電源制御スイツチ素子をオフ制御する手段とを
   具備したことを特徴とする熱式空気流量検出装
   置。