JPH0522853B2 - - 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、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
ンの運転状態を常時監視してその運転状態に対応
した信号を検出し、この検出信号に対応して例え
ば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
回転速度検出手段、エンジン温度検出手段、排気
温度検出手段、スロツトル開度検出手段等が存在
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
ある。

この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ものであるが、こ
の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ように構成されている。すな
わち、吸気管の中の吸入空気流の中にその空気流
量に対応して放熱効果が可変設定される状態の感
温素子を設定し、この感温素子に対して加熱電流
を供給して、この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
抗値変化状態が吸気管中の空気流量に対応する状
態となるものである。

しかし、このような熱式空気流量検出装置にお
いて、その感温素子を長期間に亙り空気流中に設
定して使用するようになると、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ようになる。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
なるものである。

このような問題点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を実行することが考えられて
いる。例えば、この空気流量検出装置が、エンジ
ンの電子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に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、例えばエンジン制御システム等を構成する制
御ユニツトの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開
路制御された後に、バーオフ電源が確保されて感
温素子に対するバーンオフ加熱電流の供給制御が
実行されるようにして、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制御されるよう
にする熱式空気流量測定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
置は、イグニツシヨンスイツチ等のシステム制御
スイツチの投入状態で感温素子の加熱制御によつ
て空気流量を測定検出制御するものであり、上記
システム制御スイツチの開路動作に対応して駆動
制御されるバーンオフ時間幅設定手段によつて、
この開路時からバーンオフを実行する時間範囲で
上記感温素子に対してバーンオフのための電力制
御された加熱電流を供給設定するものである。

［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開路構成を
示すもので、この例ではこの空気流量検出装置
が、例えば自動車用の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
用される場合について説明する。

すなわち、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の中に流れ
る空気流によつて放熱制御されるように設定され
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が配置されるもので、
この補助感温素子１３は吸気管１１の中を流れる
空気の温度検出素子として作用するように設定さ
れている。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、加熱電流制御素子となるトラ
ンジスタ１７を介して加熱制御用の電流が供給さ
れるようになつている。

このように電流の供給制御されるブリツジ回路
の出力端子部分は、コンパレータ１８に対して接
続設定され、このコンパレータ１８からは感温素
子１２の温度が空気温度に対して特定される温度
以上の状態まで上昇した時に出力信号を発生する
もので、このコンパレータ１８からの出力信号
は、フリツプフロツプ回路１９に対してリセツト
指令として供給されるようになつてる。このフリ
ツプフロツプ回路１９からはそのリセツト状態に
おける出力信号を取出すもので、この出力信
号はトランジスタ２０を制御し、このトランジス
タ２０は上記制御用トランジスタ１７のベースを
制御する。この場合、トランジスタ２０は出力
のハイレベルの状態で導通制御され、トランジス
タ１７を非導通の状態に設定するもので、フリツ
プフロツプ回路１９のセツト状態に対応して、ト
ランジスタ１７が導通設定され、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設定す
るようになる。

この場合、トランジスタ１７から上記ブリツジ
回路に対して供給される加熱電流の電圧状態は、
抵抗を介して差動アンプ２１において検知される
もので、この差動アンプ２１に対しては、抵抗２
２を介して基準電源２３からの基準電圧信号が供
給設定されている。そして、この差動アンプ２１
からの出力信号は上記トランジスタ１７のベース
に対して供給され、上記ブリツジ回路に対して供
給される加熱電流の電圧値を基準設定するように
している。

そして、上記フリツプフロツプ回路１９の出
力をインバータ２４で反転して取出し、検出出力
信号として出力するもので、この出力信号は例え
ば自動車用のエンジン制御ユニツト２５に対して
供給して、詳細は示してないが燃料噴射量等のエ
ンジン制御情報の算出のために用いるようにす
る。

このエンジン制御ユニツト２５にあつては、例
えばエンジンの回転状態に同期する状態で通電開
始指令が発生されるもので、この通電開始指令は
トランジスタ２５ａおよび２５ｂを制御して、パ
ルス状の通電開始信号を発生するようになる。そ
して、この通電開始信号は抵抗Ｒ３を介して第１
および第２のコンパレータ２６および２７に対し
てそれぞれ供給設定するもので、このコンパレー
タ２６および２７に対しては、それぞれ第１およ
び第２の基準電圧信号Ｖ１およびＶ２（Ｖ１＞Ｖ
２）が供給設定されている。また、この第１およ
び第２のコンパレータ２６，２７に対しては、電
源電圧Vccが抵抗Ｒ１およびＲ２を介して常時上
記通電開始信号と共に供給設定されているもの
で、例えばエンジン制御ユニツト２５の電源がオ
フ状態にあつた場合でも、特定される電圧信号Ｖ
３が常時上記コンパレータ２６および２７に対し
て供給設定されるようにしている。

ここで、上記エンジン制御ユニツト２５の電源
は、前記電源１６から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２８を介して
供給されているもので、このIGスイツチ２８の
投入状態で制御ユニツト２５が駆動状態に設定さ
れ、IGスイツチ２８の開路状態で制御ユニツト
２５の電源が断たれ、通電開始信号が無くなり、
第１および第２のコンパレータ２６および２７に
対する入力電圧信号は上記Ｖ３の状態となるもの
である。

ここで、上記IGスイツチ２８が投入された状
態でエンジン制御ユニツト２５が動作状態とな
り、通電開始信号が発生されるようになるもの
で、この通電開始信号に対応して第１および第２
のコンパレータ２６および２７に対して供給され
る信号は第２図のＡに示すようになる。すなわ
ち、パルス状の通電開始信号に対応して上記基準
電圧Ｖ１より高い電圧の信号を発生するようにな
るものであり、またエンジン制御ユニツト２５の
停止状態（IGスイツチのオフ状態）では上記電
圧Ｖ３がコンパレータ２６および２７に対して供
給されるようになるものである。

ここで、例えば上記電圧Ｖ１は3.5ボルト、Ｖ
２は1.5ボルト、そしてＶ３はこの両基準電圧の
間の電圧値に設定される。そして、上記第１のコ
ンパレータ２６にあつては、入力電圧が基準電圧
Ｖ１より低い状態で出力信号を発生するように設
定し、負極性の通電開始信号が取出されるように
している。また、第２のコンパレータ２７にあつ
ては、入力電圧信号が基準電圧Ｖ２より高い状態
で出力信号を発生するものである。

上記第１のコンパレータ２６からの出力信号
は、インバータ２９で反転して上記フリツプフロ
ツプ回路１９に対して、オア回路３０を介してセ
ツト指令信号として供給する。この場合、このフ
リツプフロツプ回路１９はセツト優先の状態に構
成されているもので、上記セツト指令信号の存在
する状態ではリセツト指令信号の有無に関係なく
セツト状態に保持設定されるものである。また、
第２のコンパレータ２７からの出力信号は、イン
バータ３１を介してアンド回路３２に対して供給
するもので、このアンド回路３２に対しては上記
第１のコンパレータ２６からの出力信号がゲート
信号として供給されている。そして、このアンド
回路３２からの出力信号は、モノマルチバイブレ
ータ３３に対してトリガ信号として供給する。こ
のモノマルチバイブレータ３３は、アンド回路３
２からの信号の立上がりに対応して時間幅Ｔ１例
えば３秒）のパルス状信号を発生するもので、こ
のモノマルチバイブレータ３３からのＱ出力信号
はオア回路３０を介してフリツプフロツプ回路１
９に対してセツト指令として供給すると共に、ト
ランジスタ３４のゲートに対して供給する。

このトランジスタ３４は前記差動アンプ２１に
対する基準電源２３からの電圧信号を抵抗３５を
介して接地制御するもので、上記ゲート信号の存
在する状態で基準電圧値を低い状態に切換え設定
し、感温素子１２を含むブリツジ回路に供給され
る加熱電流の電圧状態を低い状態に設定するもの
である。

すなわち、上記アンド回路３２からは、入力電
圧がＶ１とＶ２の間の電圧状態、すなわちＶ３の
状態で出力信号が立上がり、モノマルチバイブレ
ータ３３からは第２図のＢに示すような時間幅Ｔ
１の出力信号が発生されるようになる。そして、
このモノマルチバイブレータ３３の出力信号は
さらにアンド回路３２からの出力信号と共にアン
ド回路３５に対して供給し、このアンド回路３５
からの出力信号は上記トランジスタ２０を制御し
て、上記時間幅Ｔ１の間トランジスタ１７を導通
状態に設定して感温素子１２に対して加熱電流が
供給されるようにする。

すなわち、上記のように構成される検出装置に
あつては、IGスイツチ２８が投入され、エンジ
ン制御ユニツト２５に対して電源が供給される状
態となると、第２図のＡに示したような通電開始
信号が発生される。この通電開始信号が立上がる
とフリツプフロツプ回路１９がセツトされ、トラ
ンジスタ１７がオン状態に制御されて感温素子１
２を含むブリツジ回路に対して加熱電流が供給さ
れ、感温素子１２の温度が吸気感１１中の空気流
量に対応する速度で上昇するようになる。そし
て、この感温素子１２の温度が特定温度状態まで
上昇すると、コンパレータ１８からの出力信号が
立上がり、フリツプフロツプ回路１９をリセツト
制御する。そして、この状態で上記トランジスタ
１７がオフ制御され、感温素子１２に対する加熱
電流を断つようになるもので、通電開始信号の発
生毎にこの動作が繰返し実行される。

この場合、上記感温素子１２の温度上昇速度は
吸気管１１中の空気流量に対応するものであるた
め、フリツプフロツプ回路１９のセツトおよびリ
セツトの間隔は上記空気流量に対応する状態とな
り、インバータ２４を介して取出される信号は、
測定空気量を時間幅で表現したパルス状の検出出
力信号となるものである。第２図のＣは上記フリ
ツプフロツプ動作に対応するトランジスタ２０の
ベース信号の状態を示している。そして、感温素
子１２を含むブリツジ回路に対して供給される加
熱電流の状態は同図のＤに示すようになる。

このような空気流量測定状態で、エンジンを停
止するためにIGスイツチ２８が開路されると、
エンジン制御ユニツト２５に対する電源が断た
れ、トランジスタ２５ａ，２５ｂのいずれもオフ
状態となるため、第１および第２のコンパレータ
２６および２７に対する入力電圧信号がＶ３の状
態となり、アンド回路３２から出力信号が立上が
るようになる。そして、モノマルチバイブレータ
３３がトリガされ第２図Ｂに示した信号が発生し
て、フリツプフロツプ回路１９をセツトすると共
に、トランジスタ３４を導通制御して、ブリツジ
回路に対して供給される加熱電流の電圧状態を低
い状態に切換え、加熱電力を感温素子１２が焼損
しない範囲の温度までしか加熱上昇されないよう
にする。また、アンド回路３５からも出力信号が
取出されるうよになり、トランジスタ１７を導通
制御して、上記電圧制限された加熱電流が感温素
子１２に対して供給され、バーンオフが実行され
るようになる。すなわち、第２図のＤに示すよう
にIGスイツチのオフ状態とされてから、同図Ｂ
に示すモノマルチバイブレータ３３のセツト状態
となる時間Ｔ１範囲で、感温素子１２に対して電
圧制限された加熱電流が供給され、例えば800℃
の温度状態でバーンオフが実行される。

上記実施例では、この検出装置部分に対しては
常時電源を供給設定する状態で構成しているもの
であるが、空気流検出測定時およびバーンオフ時
にのみ電源が供給設定されるようにしてもよい。
第３図はこのような場合の実施例を示しているも
ので、バツテリ電源１６とトランジスタ１７との
間に電源制御用のリレー装置４０を設けるもので
ある。そして、このリレー装置４０を介して感温
素子を含むブリツジ回路に対して電源が供給設定
されるようにすると共に、エンジン制御ユニツト
等の回路装置の電源回路として使用するように設
定するものである。尚、この第３図において第１
図と同一構成部分は同一符号を付して、その詳細
な説明は省略する。

すなわち、エンジン制御ユニツト２５からの極
性反転された通電開始信号はナンド回路４１に対
して供給し、このナンド回路４１からの出力信号
でフリツプフロツプ回路１９をセツト制御する。
また、通電開始信号はそのままの状態でリレード
ライバ４２に対して供給するもので、このリレー
ドライバ４２に対しては常時電源が供給設定さ
れ、上記信号の供給された状態でリレー装置４０
に対して励磁電流を供給し、そのリレースイツチ
を閉じて感温素子１２側に電源を供給設定するよ
うにする。

また、上記極性反転された通電開始信号は、第
１のリトリガブルのワンシヨツトマルチ回路４３
に対して供給するもので、このワンシヨツトマル
チ回路４３では上記供給される信号の立下がりか
ら、すなわち通電開始信号の立上がりから時間幅
Ｔ２のパルス状出力信号を発生するものである。

この第１のワンシヨツトマルチ回路４３のセツ
ト時の出力信号は、上記通電開始信号と共にノア
回路４４に対して供給するもので、このノア回路
４４の出力信号は第２のリトリガブルワンシヨツ
トマルチ回路４５に対してトリガ信号として供給
する。このワンシヨツトマルチ回路４５は上記ト
リガ信号の立上がりから時間幅Ｔ３のパルス状信
号をセツト時出力端子Ｑから発生するもので、そ
のリセツト時出力端子からの出力信号は前記ナ
ンド回路４１に対してゲート信号として供給す
る。そして、上記第１および第２のワンシヨツト
マルチ回路４３および４５からのＱ出力は、オア
回路４６を介してリレードライバ回路４２に対し
て動作指令信号として供給する。

すなわち、IGスイツチ２８が投入され、制御
ユニツトが動作状態に設定されて通電開始信号が
第４図のＡに示すように発生される状態となる
と、その最初に発生する通電開始信号の立上がり
に対応してリレードライバ回路４２に対して指令
信号が供給され、リレー装置４０を動作させて感
温素子１２を含む検出回路に対する電源が設定さ
れるようになる。また、この通電開始信号の反転
された状態の信号は、第１のワンシヨツトマルチ
回路４３をトリガしてそのＱ出力を発生させる。
この場合、時間幅Ｔ２は通電開始信号の発生周期
よりも充分長い時間幅で、通電開始信号の消滅を
確実に判別できる時間幅、例えば10秒に設定され
ているもので、以後そのセツト状態は継続保持さ
れる状態となる。すなわち、この第１のワンシヨ
ツトマルチ回路４３のＱ出力は、第４図のＢに示
すようになる。

この場合、第２のワンシヨツトマルチ回路４５
はリセツト状態に設定されているものであるた
め、ナンド回路４１からは第４図のＡに示す通電
開始信号に対応して出力信号が発生され、フリツ
プフロツプ回路１９をセツト制御するようになる
もので、前実施例と同様に空気流量検出動作が、
上記通電開始信号に対応して実行される。そし
て、その間第１のワンシヨツトマルチ回路４３の
出力でリレー装置４０が動作状態に保持され、加
熱電源が確保設定されるものである。

このような空気流量検出状態でIGスイツチ２
８が開路されると、上記通電開始信号が無くな
り、第１のワンシヨツトマルチ回路４３からの出
力信号がＴ２時間経過後に立下がる。したがつ
て、この状態でノア回路４４からの出力信号が立
上がる状態となり、第２のワンシヨツトマルチ回
路４５がトリガされ、その出力がローレベルと
なつてナンド回路４１の出力によつてフリツプフ
ロツプ回路１９をセツト設定するようになる。こ
の場合、この実施例にあつては、このフリツプフ
ロツプ回路１９の出力によつてトランジスタ２
０のベースを制御するようになつているもので、
このフリツプフロツプ回路１９のセツトによつて
感温素子１２に対する加熱電流が供給設定される
ようになる。そして、この第２のワンシヨツトマ
ルチ回路４５のＱ出力がリレードライバ回路４２
に対して指令を与えるもので、リレー装置４０の
動作状態は保持されている。

すなわち、この第２のワンシヨツトマルチ回路
４５の出力の立上がるＴ３の時間範囲例えば３秒
間で感温素子１２のバーンオフが実行されるよう
になるものである。

第４図のＣは上記第２のワンシヨツトマルチ回
路４５のＱ出力の状態を示し、同図のＤはリレー
ドライバ回路４２に対する動作指令の状態を、Ｅ
図は検出出力信号を、Ｆ図は感温素子１２を含む
ブリツジ回路に対する加熱電流の状態をそれぞれ
示す。

第５図は上記リレードライバ回路４２に対応す
る部分の具体的構成例を示すもので、端子５１お
よび５２に対してはそれぞ通電開始信号および前
記オア回路４６の出力信号が結合され、これら信
号の存在する状態でトランジスタ５３が導通設定
されるようにする。このトランジスタ５３は、電
源１６の接続されるトランジスタ５４のベースを
制御するもので、上記通電開始信号およびオア回
路４５からの出力信号の存在する状態で導通設定
され、リレー装置４０の励磁コイル４０ａに対し
て励磁電流を供給し、そのスイツチ４０ｂを閉じ
るように動作制御するものである。

第６図は上記リレードライバ回路４２部分の他
の例を示しているもので、この場合はリレー装置
４０に代わりスイツチ用トランジスタ５５が使用
されている。そして、このトランジスタ５５のベ
ース回路をトランジスタ５３によつて制御するも
のである。第５図と同一構成部分は同一符号を付
してその説明は省略する。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る空気流量検出装置
にあつては、例えばイグニツ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、通常の空
気流量の測定検出動作が実行され、このシステム
制御スイツチが開路動作された状態で感温素子に
付着した物質を焼却するバーンオフ自動的に移行
されるようになるものである。

しかも、このバーオフを実行する場合、特にコ
ンピユータ等を含む制御ユニツト等を使用するこ
となく、この検出装置部分でバーンオフモードが
設定されるものであり、また上記システム制御ス
イツチが開路されているにも拘らず、上記バーン
オフのための制御のための電源が、バーオフに必
要な期間確保設定されるものであり、例えば自動
車用のエンジンの吸気管中に流れる吸入空気量を
測定するために非常に大きな効果を発揮するもの
である。すなわち、エンジンの停止制御を行なつ
た後に、自動的に吸入空気量測定手段に使用され
る感温素子をバーンオフによつてクリアーな状態
にすることのできるものであり、常に正確なエン
ジン運転状態を検出して、正確な燃料噴射量等の
エンジン制御を適確に実行させるようになるもの
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空気流量検
出装置を説明する構成図、第２図は上記実施例の
動作状態を説明する信号波形図、第３図はこの発
明の他の実施例を説明する構成図、第４図は上記
第３図に示した実施例の動作状態を説明する信号
波形図、第５図および第６図はそれぞれ上記実施
例で使用されるリレードライバ回路等の電源制御
部分の具体例を説明する回路図である。 １１……吸気管、１２……感温素子、１３……
補助感温素子、１６……電源、１７……トランジ
スタ（加熱電源制御用）、１８……コンパレータ、
１９……フリツプフロツプ回路、２１……差動ア
ンプ、２３……基準電源、２５……エンジン制御
ユニツト、２６，２７……コンパレータ、２８…
…イグニツヨンスイツチ（システム制御スイツ
チ）、３３……モノマルチバイブレータ、４０…
…リレー装置、４２……リレードライバ回路、４
３，４５……リトリガブルワンシヨツトマルチ回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定空気流中に設定され加熱電流によつて
   発熱制御される温度抵抗特性を有する感温素子
   と、システム制御スイツチの投入状態で特定され
   る周期で発生される通電開始信号に対応して上記
   感温素子に対する加熱電流を立上がり制御する手
   段と、上記加熱制御される感温素子の特定温度状
   態までの温度上昇を検出し上記加熱電流の時間幅
   を設定する手段と、上記システム制御スイツチの
   開路状態を検出しこの開路時から特定されるバー
   ンオフ時間幅を設定する手段と、この手段で設定
   されたバーンオフ時間幅の範囲で上記感温素子に
   対して加熱電流を継続供給する手段と、上記バー
   ンオフ時間幅の範囲で上記感温素子に対する加熱
   電力を低減設定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。