JPH1048016A

JPH1048016A - 発熱抵抗体式空気流量測定装置および内燃機関の燃料噴射制御システム

Info

Publication number: JPH1048016A
Application number: JP8203483A
Authority: JP
Inventors: Chihiro Kobayashi; 千尋小林; Takashi Kadohiro; 崇角広; Shinya Igarashi; 信弥五十嵐
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Astemo Ltd
Priority date: 1996-08-01
Filing date: 1996-08-01
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】低流量域の測定精度が改善される発熱抵抗体式
空気流量測定装置を提供する。【解決手段】発熱抵抗体式空気流量測定装置は、吸入空
気20の温度に応じて抵抗値が変化する感温抵抗体ＲＣと
吸入空気20への放熱に基づいて該吸入空気20の流量を検
知する発熱抵抗体ＲＨとを含むブリッジ回路７と発熱抵
抗体ＲＨの放熱を制御するフィードバック回路８とから
なる駆動回路５から出力される空気流量信号Ｖ２を、感
温抵抗体ＲＣと同等の熱影響を受ける感温抵抗体ＲＣ２
と感温抵抗体ＲＣ３とからなって駆動回路５の後段に設
けられた補正回路６にて補正し、出力信号Ｖｏを取り出
すものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、自動車用の発熱抵
抗体式空気流量測定装置に係り、特に感温抵抗体を用い
た空気流量測定装置の温度特性の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】発熱抵抗体式空気流量測定装置における
発熱抵抗体と感温抵抗体の各々の設置位置には特別な注
意を払わなければならない。まず、両者はなるべく近接
した位置に配置しなければならない。これは、製造のし
易さ、構造の簡略化から望まれていることではあるが、
それ以上に空気流量検出部近傍の吸入空気温度を検出し
なければ正確な計測が出来ないことが主な理由である。
しかしこの場合、発熱抵抗体上流に感温抵抗体を配置す
ると感温抵抗体の下流では空気の流れが乱れてしまうた
め、発熱抵抗体の空気流量検出時の乱流成分増加に伴う
出力ノイズ悪化が懸念される。また逆に、発熱抵抗体の
下流に感温抵抗体を配置すると発熱抵抗体の発する熱が
感温抵抗体を暖めてしまうため、吸入空気温度の検出誤
差の原因となる。これに対して、発熱抵抗体と感温抵抗
体を段違いに配置することにより、上記両者の問題を解
決することが可能となる。

【０００３】しかし、この場合に新たに問題となるのが
通路壁面からの距離が発熱抵抗体と感温抵抗体とで異な
ってしまい、壁からの熱影響が両者の間で差がでてしま
うことである。つまり、段違いに配置した抵抗体のう
ち、壁面に近い方が熱影響を受け易くなり、壁面より遠
い方は熱影響を受け難くなるのである。これらの熱影響
については、後述するような発熱抵抗体式空気流量測定
装置の壁温々度特性の変化となって現われる。

【０００４】この壁温々度特性の改善に関しては、特開
昭６０−３６９１６号公報に記載された抵抗体の支持構
造が開示技術として知られている。つまり、発熱抵抗体
と感温抵抗体とを段違いに配置すると同時に通路壁面に
も段差を設ける構造である。これにより抵抗体と通路壁
面からの距離を長く調整できるので、例えば、支持材等
からの放熱量を増すことにより壁面からの熱影響を受け
難くして、構造的に発熱抵抗体式空気流量測定装置の壁
温々度特性の改善を図ったものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の壁温々度特性の改善には、低流量域において未
解決の課題が残っている。これについて、以下詳説す
る。発熱抵抗体式空気流量測定装置の温度特性には様々
な現象がある。中でも吸入空気温度と検出センサである
発熱抵抗体の配置部の吸気管路壁面温度に温度差が生じ
ると計測誤差を生じ易くなる。これは発熱抵抗体式空気
流量測定装置の動作原理に起因するものである。ほとん
どの発熱抵抗体式空気流量測定装置は流量の検出部であ
る発熱抵抗体と吸入空気温度を検出する感温抵抗体の二
つをセンシング部材として、更にブリッジ回路とフィ−
ドバック回路とでそれらを駆動する駆動回路を有して構
成されている。

【０００６】ここで、感温抵抗体と発熱抵抗体のそれぞ
れの働きについて以下に説明する。まず、感温抵抗体は
抵抗体の持つ温度係数を利用してその温度における抵抗
値を計測することにより吸入空気温度を補償することで
ある。つまり、吸入空気温度が低いと感温抵抗体の抵抗
値は小さくなり、逆に吸入空気温度が高いと抵抗値は高
くなるのである。また、発熱抵抗体は感温抵抗体ととも
にブリッジ回路とを電気的に接続して空気流量を計測す
る。これは感温抵抗体と発熱抵抗体の間に常に一定の温
度差(概略１００℃〜２００℃)を保つようにフィードバ
ック回路により発熱抵抗体に加熱電流Ｉｈを流すもので
ある。

【０００７】この時(高流速時)に空気流量が多いと、発
熱抵抗体は空気に多くの熱を奪われるため、感温抵抗体
と一定温度差を保つためには加熱電流Ｉｈを多く流さな
ければならない。これに対し逆(低流速時)に空気流量が
少ないと、発熱抵抗体の奪われる熱が少ないため、加熱
電流Ｉｈは少なくて済むものである。つまり、この空気
流量と加熱電流Ｉｈの関係は単純増加の関係にあるた
め、この加熱電流Ｉｈが空気流量信号として利用でき
る。発熱抵抗体式空気流量測定装置は、その市場ニーズ
により加熱電流Ｉｈを電圧値や時にはパルスによる周波
数に変換をおこない空気流量信号として出力するもので
ある。

【０００８】さらに、発熱抵抗体式空気流量測定装置の
壁温々度特性について、図６〜図８を参照して説明す
る。図６は、発熱抵抗体式空気流量測定装置の吸入空気
通路の壁面温度と吸入空気温度とが同じ場合の説明図で
ある。基準温度条件下における発熱抵抗体の動作を示し
ている。図６において、感温抵抗体２は、前述した通り
吸入空気温度Ｔａを検出し、駆動回路により発熱抵抗体
１に一定温度差Ｔｈとなるように加熱電流Ｉｈを流し、
発熱抵抗体１自身の温度は、Ｔａ＋Ｔｈとなる。これに
対して、図７は、発熱抵抗体式空気流量測定装置の吸入
空気通路の壁面温度と吸入空気温度とが異なる場合の説
明図である。吸入空気温度と壁面温度が異なる場合の、
所謂壁温々度特性の原理を説明する図であり、壁面のみ
加熱された温度条件下(Ｔｗ＞Ｔａとなる温度条件下)に
おける発熱抵抗体の動作を示している。尚、図７におけ
る吸入空気温度Ｔａは、図６の吸入空気温度Ｔａと同じ
であり、空気通路４の壁面温度はＴｗである。

【０００９】まず、感温抵抗体２と通路壁面との間は、
駆動回路とを結ぶためのターミナルや配線等による電気
的に接続し且つ感温抵抗体２を機械的に保持するための
支持体３などで必ず支持されているため、空気通路４の
通路壁面と感温抵抗体２とに温度差が生じると壁面部分
と感温抵抗体の間で支持体３を介した熱の授受が必ず行
われる。

【００１０】図７の場合は、通路壁面の方が温度が高い
ので、通路壁面から感温抵抗体２の方へｑ１だけ熱が移
動する。熱移動の途中で空気流にｑ２の熱は放熱される
が、ｑ１−ｑ２の熱量が感温抵抗体２の方へ移動する。
このため、本来吸入空気温度はＴａであるにも関わら
ず、このｑ１−ｑ２により感温抵抗体２がΔＴだけ温度
上昇する。この上昇の分だけ、駆動回路は、前記した一
定温度ＴＨとなるように加熱電流Ｉｈ＋ΔＩｈを流す。
従って、発熱抵抗体１自身の温度は、Ｔａ＋ΔＴ＋ＴＨ
となり、ΔＴの分だけ多く加熱電流を流すため、最終的
にΔＩｈの分が発熱抵抗体式空気流量測定装置の検出誤
差となるものである。

【００１１】図８は、発熱抵抗体式空気流量測定装置の
壁温々度特性の説明図である。発明者らが得た壁温々度
特性の実験結果の一例を示している。図８の横軸は、空
気流量であり、縦軸は基準温度条件下での測定値に対す
る壁温が変化した場合の検出値を百分率で示したもので
ある。測定値を得た時の基準温度条件は、Ｔａ＝Ｔｗ＝
２０℃、ＴＨ＝２００℃である。これに対して検出値を
得た時の温度条件は、Ｔａ＝２０℃、Ｔｗ＝８０℃、Ｔ
Ｈ＝２００℃である。図８より、高流量(高流速)域では
ｑ１−ｑ２により受ける計測誤差は小さいが、低流量
(低流速)域では誤差が大きくプラス側に増加することが
判る。

【００１２】この理由は、高流量域では、ｑ２により放
熱される熱量がｑ１のほとんどをｑ２として放熱されて
しまうからであり、従って誤差がほとんど出ない。これ
に対し低流量域では、ｑ１に対してｑ２の放熱が微小で
あるので、大部分の熱量が感温抵抗体を温めてしまうた
め大きな計測誤差となるのである。つまり、壁温々度特
性は、低流量域で影響を受け易くなる。特に、自動車の
運転条件のうちアイドル時の流量が最も低い流量となる
ため、このような低流量域で影響を受け易くなる。その
結果、最終的には使用するユーザーに対して、エンジン
のアイドルの安定性の悪化として問題視され、その改善
は、発熱抵抗体式空気流量測定装置の製造メーカーにと
っては急務である。

【００１３】したがって、本発明の目的は、低流量域の
測定精度が改善される発熱抵抗体式空気流量測定装置を
提供するにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、空気通路内
の支持体に支持されて吸入空気の温度に応じて抵抗値が
変化する第一の感温抵抗体ならびに前記吸入空気への放
熱に基づいて該吸入空気の流量を検知する発熱抵抗体を
含むブリッジ回路と，前記発熱抵抗体の前記放熱を制御
するフィードバック回路とからなる駆動回路を備え、空
気流量信号を出力する発熱抵抗体式空気流量測定装置に
おいて、前記駆動回路の出力側に、前記空気通路内に配
設されて前記第一の感温抵抗体が前記支持体等から受け
る熱影響と同等の熱影響を受けるようにした第二の感温
抵抗体を含み、前記空気流量信号を補正して出力信号を
出力する補正回路を設けることにより達成される。

【００１５】そして、本発明による補正回路は、第三の
感温抵抗体を有し、前記第二の感温抵抗体の一方端と前
記第三の感温抵抗体の一方端を直列に接続し、前記第二
の感温抵抗体の他方端を前記駆動回路の出力側に接続
し、前記第三の感温抵抗体の他方端を前記駆動回路のマ
イナス側に接続して、前記各一方端の接続部より前記出
力信号を取り出すものである。

【００１６】本発明によれば、第一の感温抵抗体が受け
た熱影響を第二の感温抵抗体が相殺するので、低流量域
の測定精度が改善される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、自動車用内燃機関に用いられる発熱抵抗体式空気流
量測定装置を例に挙げ、図面を参照し説明する。図１
は、本発明による一実施例の発熱抵抗体式空気流量測定
装置の回路構成を示す図である。本実施例の発熱抵抗体
式空気流量測定装置の概略を電気回路から示している。
図において、本実施例の発熱抵抗体式空気流量測定装置
の電気回路は、駆動回路５と補正回路６とから構成され
る。即ち、駆動回路５は、大きく分けてブリッジ回路７
とフィードバック回路８から成り立っている。吸入空気
流量測定を行うための発熱抵抗体１(ＲＨとも表示す
る)，吸入空気温度を補償するための第一の感温抵抗体
としての感温抵抗体２(感温抵抗体ＲＣとも表示する)，
抵抗Ｒ１０，抵抗Ｒ１１でブリッジ回路５が組まれてい
る。フィードバック回路８は、オペアンプＯＰ１を使い
フィードバックをかけながら発熱抵抗体ＲＨと感温抵抗
体ＲＣの間に一定温度差を保つように、発熱抵抗体ＲＨ
の放熱を制御する回路であり、発熱抵抗体ＲＨに加熱電
流Ｉｈを流して空気流量に応じた空気流量信号Ｖ２を出
力する。

【００１８】そして、補正回路６は、温特補償用の第二
の感温抵抗体としての感温抵抗体ＲＣ２と、分圧用の第
三の感温抵抗体としての感温抵抗体ＲＣ３とからなる分
圧回路で、駆動回路５の出力側に連結配置されている。
即ち、本実施例による補正回路６は、感温抵抗体ＲＣ２
の一方端と感温抵抗体ＲＣ３の一方端を直列に接続し
て、感温抵抗体ＲＣ２の他方端を駆動回路５の空気流量
信号Ｖ２を出力する出力側に接続して、かつ、感温抵抗
体ＲＣ３の他方端を駆動回路５のマイナス側に接続し
て、各一方端の接続部より出力信号Ｖｏを取り出す分圧
回路である。

【００１９】次に、本発明の発熱抵抗体式空気流量測定
装置の具体的な構成例について説明する。図１の電気回
路を具体的に装置構成としたものを示している。図２
は、本発明による一実施例の発熱抵抗体式空気流量測定
装置を示す図である。空気流量測定装置の断面を示して
いる。図において、発熱抵抗体式空気流量測定装置は、
モールド材等からなるハウジング部材３５，駆動回路５
と共に出力電圧を分圧する感温抵抗体ＲＣ３が付けられ
た回路基板３４，発熱抵抗体ＲＨ，吸入空気温度補償用
の感温抵抗体ＲＣ，温特補償用の感温抵抗体ＲＣ２，回
路基板３４と各抵抗体(ＲＨ，ＲＣ，ＲＣ２)を電気的及
び機械的に接続するための導電性部材からなる支持体
３，ハウジング部材３５と連結され各抵抗体が配設され
ている副空気通路部材３９，コントロールユニット等外
部とのインターフェースのためのコネクタ３６などを構
成部品として、一体化されたモジュール５２からなる。

【００２０】そして、感温抵抗体ＲＣと感温抵抗体ＲＣ
２は、各抵抗体(ＲＣ，ＲＣ２)を支持する支持体３から
の熱影響(熱伝導)や空気通路４(含む副空気通路９)を流
れる空気からの熱影響(熱伝達)などが同等となるように
構成される。例えば、感温抵抗体ＲＣ２は、同一の副空
気通路９(含む空気通路４)の内部に配設され、感温抵抗
体ＲＣが支持体等から受ける熱影響と同等の熱影響を受
けるように、同形状・同寸法・同材料の支持体３にて支
持されている構成である。更に、感温抵抗体ＲＣ２は、
感温抵抗体ＲＣの近傍に配置されていることが、熱影響
を同等にする点から望ましいと言える。換言すれば、感
温抵抗体ＲＣ２は、感温抵抗体ＲＣが支持体等から受け
る熱影響と同等の熱影響を受けるよう副空気通路９(含
む空気通路４)の内部に配設されている。

【００２１】更に、モジュール５２は、吸入空気２０が
流れる空気通路４を形成する専用ボディ２１に、シール
材３８により気密性を確保してネジ３７で固定されてい
る。なお、本実施例では、専用ボディ２１が吸気管路の
一部を構成しているが、例えば、エアクリーナの一部や
既存吸気ダクトが専用ボディ２１の代用となっても可で
ある。また、発熱抵抗体式空気流量測定装置は専用ボデ
ィ２１などを含めた構成であっても可である。

【００２２】次に、補正回路６の構成と動作について説
明する。図３は、本発明による一実施例の補正回路を示
す図である。感温抵抗体ＲＣ２，ＲＣ３を利用して空気
流量信号Ｖ２を分圧する補正回路６を示している。図１
及び図３において、補正回路６は、駆動回路５に連結配
置された、温特補償用の感温抵抗体ＲＣ２と、分圧用の
感温抵抗体ＲＣ３とからなる分圧回路である。

【００２３】すなわち、補正回路６は、吸入空気温度を
補償するための感温抵抗体ＲＣとは別に、駆動回路５の
駆動とは無関係であって温度特性をキャンセルする感温
抵抗体ＲＣ２，ＲＣ３を空気通路内に配設したものであ
る。この感温抵抗体ＲＣ２が通路壁面等から熱を受ける
ことにより該抵抗値は変化するが、発熱抵抗体式空気流
量測定装置からの出力値も変化させることによりキャン
セルするものである。このように、補正回路６は、空気
流量信号Ｖ２を分圧補正して、出力信号Ｖｏを出力する
ものである。以下、本実施例の補正回路６の補正につい
て、詳説する。

【００２４】計測された空気流量信号Ｖ２が出力される
駆動回路５の出力側には、回路基板３４上に配置された
ＲＣ３と、空気通路内に配置されたＲＣ２とが直列に接
続されている。ここで、ＲＣ２とＲＣ３の接続部として
の点Ｍからの出力をＶｏとすると、Ｖｏ＝Ｖ２×ＲＣ３／(ＲＣ２＋ＲＣ３) (数１) となり、ＶｏはＲＣ２とＲＣ３の抵抗比によるＶ２の分
圧として定まる。そこで、Ｖ２の温度変化とＲＣ２とＲ
Ｃ３の抵抗値の温度変化を考慮すれば、Ｖｏが温度変化
に依存しないようにすることが可能となる。

【００２５】上記の考え方を具体的な例で示せば、ま
ず、上記(数１)式の右辺の分母・分子をＲＣ３で割る
と、Ｖｏ＝Ｖ２／((ＲＣ２／ＲＣ３)＋１) (数２) となる。次に、ＲＣ２≫ＲＣ３に設定すると、ＲＣ２／
ＲＣ３≫１であり、 (ＲＣ２／ＲＣ３)＋１≒ＲＣ２／ＲＣ３ (数３) となり、(数２)式に(数３)式を代入すると、Ｖｏ≒Ｖ２×ＲＣ３／ＲＣ２ (数４) Ｖｏは、上記(数４)式で表わすことができる。

【００２６】一方、各々の感温抵抗体の温度に対する抵
抗値は、各々の温度係数αに比例した値となり、Ｔ℃に
おける抵抗値Ｒ_Tは、Ｒ_T＝Ｒ₀×(１＋αＴ) (数５) Ｒ₀：０℃における抵抗値で表わされる。また、Ｖ２の出力値は、図１よりＲＣの
抵抗値に概略比例する値となるので、(数６)式の関係が
成立する。Ｖ２∝ＲＣ_T＝ＲＣ₀×(１＋α1×Ｔ) (数６) ＲＣ₀：０℃におけるＲＣの抵抗値 α1：ＲＣの温度係数。

【００２７】よって、(数４)、(数６)式の関係より、Ｖｏ＝Ｖ２×ＲＣ３／ＲＣ２＝Ｋ×ＲＣ₀(１＋α1Ｔ)×ＲＣ３₀×(１＋α3Ｔ)／ＲＣ２₀(１＋α2Ｔ) (数７) Ｋ：係数ＲＣ２₀：０℃におけるＲＣ２の抵抗値ＲＣ３₀：０℃におけるＲＣ３の抵抗値 α2：ＲＣ２の温度係数 α3：ＲＣ３の温度係数と表わすことができる。

【００２８】ここで、例えば、ＲＣとＲＣ２の温度係数
α1とα2を、α1＝α2とし、ならびに、ＲＣとＲＣ２が
受ける熱影響をほぼ同等(Ｔが同等となるように、前述
のように同形状・同寸法・同材料など)に構成し、さら
に、ＲＣ３の温度係数α3を、α3≪１(１よりも極小)の
関係に、極めて小さく設定すれば、 (１＋α1Ｔ)＝(１＋α2Ｔ) (数８) ＲＣ３T＝ＲＣ３₀×(１＋α3Ｔ)＝ＲＣ３₀ (数９) となり、(数７)式から、すなわち、Ｖｏから温度による
影響分を削除することができる。

【００２９】換言すれば、補正回路６が(ＲＣ２，ＲＣ
３)が支持体３を介して感温抵抗体ＲＣに伝達される(ｑ
１−ｑ２)の熱影響(ΔＴ)をキャンセルする働きを持つ
ものである。なお、第三の感温抵抗体としての感温抵抗
体ＲＣ３は、ＲＣ３の温度係数α3が極小であれば、即
ち、温度依存性の小さいものであれば、一般的な抵抗体
であっても可である。本明細書でいう感温抵抗体は広義
の抵抗体と解する。そして、図４は、本実施例の発熱抵
抗体式空気流量測定装置の壁温々度特性を示す図であ
る。すなわち、図４に示すように、本実施例の特徴は、
(ｑ１−ｑ２)により流量の高低にて変化する検出誤差Δ
Ｔを、ＲＣ２とＲＣ３からなる補正回路で得られる補正
値を与えキャンセルして、壁温々度特性の改善を図るも
のである。

【００３０】上記実施例の以外に、ＲＣ２とＲＣ３の抵
抗体の持つ温度係数を利用する方法が考えられ、例え
ば、二つの抵抗体を構成する部材(抵抗体を印刷等でお
こなう場合には印刷される板状の部材)の熱伝導率を変
える等でも同様な効果を得ることは可能である。さらに
他の方法として、吸入空気温度補償用の感温抵抗体ＲＣ
と温特補償用の感温抵抗体ＲＣ２とは同じ様な支持構造
とし、即ち、両感温抵抗体の壁面などから受ける熱影響
がほぼ同等となるように構成する。また、感温抵抗体Ｒ
Ｃ２の温度係数は、駆動回路５を構成する回路基板３４
上に配置した分圧用の感温抵抗体ＲＣ３の温度係数より
も、大きな値のものを選定することも考えられる。

【００３１】即ち、駆動回路５を構成する回路基板３４
は、通路壁面近傍に配設する。配設することにより、Ｒ
Ｃ２とＲＣ３の抵抗体は、ほぼ同等の温度条件で温めら
れることになる。ＲＣ２の抵抗値は、感温抵抗体ＲＣと
同じ様な支持構造であるため吸入空気に曝されることに
より、高流量域では抵抗値変化は小さく、低流量域では
低くなるほど抵抗値変化は大きくなる。これに対して、
感温抵抗体ＲＣ３が吸入空気に曝されていないため、感
温抵抗体ＲＣ３の抵抗値の変化量は流量によらず一定で
あり、更に、前述のように感温抵抗体ＲＣ３の温度係数
が小さいため、その抵抗値変化は少なくなる。これを図
示すると図５のようになる。

【００３２】図５は、本発明による他の実施例の空気流
量とＲＣ２とＲＣ３の抵抗変化率を示す図である。発熱
抵抗体式空気流量測定装置の吸入空気流量に対応する出
力電圧は、前記した通り、Ｖｏ＝Ｖ２×ＲＣ３／(ＲＣ
２＋ＲＣ３)で表わされる。このため、高流量域におい
ては、抵抗値の変化が各々小さいため、ＲＣ３／(ＲＣ
２＋ＲＣ３)≒１となり、Ｖｏの値は、常温時の出力値
とほぼ同じ値を示すことになる。すなわち、温度変化に
依存しないと言える。そして、低流量域
では、ＲＣ２の抵抗値が大きくなるため、即ち、ＲＣ
３／(ＲＣ２＋ＲＣ３)≪１となり、Ｖｏの値は小さくな
る。つまり、前述と同様に、発熱抵抗体式空気流量測定
装置の壁温々度特性を補正するものである。

【００３３】以上を纏めれば、本発明による発熱抵抗体
式空気流量測定装置は、内燃機関に利用され、吸入空気
温度に応じて抵抗値が変化する第一の感温抵抗体と、吸
入空気への放熱量を基に空気流量を検知する発熱抵抗体
とを備え、更に、発熱抵抗体と第一の感温抵抗体とを電
気的に接続し、発熱抵抗体の発熱温度を制御する電子回
路を備えるものであって、第一の感温抵抗体とは別に第
二、第三の感温抵抗体を配置し、この第二、第三の感温
抵抗体の抵抗比が周囲温度の変化により変化することに
より、吸入空気温度の変化による発熱抵抗体式空気流量
測定装置の計測誤差、あるいは、吸入空気温度と回路配
置部の温度差による発熱抵抗体式空気流量測定装置の計
測誤差を相殺することを特徴とするものである。

【００３４】ところで、図２に示した発熱抵抗体式空気
流量測定装置に用いた本発明による一実施例の抵抗体エ
レメントは、副空気通路内に配置される３個の個々の抵
抗体(ＲＨ，ＲＣ，ＲＣ２)と個々の支持体３とが別々に
構成されているので、構造が複雑化するなどの難点があ
る。この難点を解消するものについて説明する。図９
は、本発明による他の実施例の抵抗体エレメントを示す
図である。図９に示す本実施例の抵抗体エレメントは、
３個の抵抗体を集積させて簡略化を図った構造のもので
あり、例えば、３個の抵抗体(ＲＨ，ＲＣ，ＲＣ２)を、
電極４１や導体４２と共に、一枚の板状のエレメント部
材４０としてのセラミックス薄板に形成したものであ
る。即ち、各抵抗体のうち少なくとも感温抵抗体ＲＣ２
は、感温抵抗体ＲＣが形成される同一部材上に配置する
ような構成とすれば、構造の複雑化(３個の抵抗体の製
造コストの増加)を抑えると共に、熱伝導や熱伝達条件
が容易に同等となり、それぞれの抵抗体が受ける熱影響
が同等になるという利点がある。

【００３５】次に、上述した実施例の発熱抵抗式空気流
量測定装置を電子燃料噴射方式の内燃機関に適用した実
施例について説明する。図１０は、本発明による一実施
例の内燃機関の燃料噴射制御システムを示す図である。
本実施例の内燃機関の燃料噴射制御システムの構
成と動作は次の通りである。エアクリーナ５４から吸入
された吸入空気６７は、発熱抵抗式空気流量測定装置の
ボディ５３と、吸入ダクト５５と、スロットルボディ５
８と、燃料が供給されるインジェクタ６０を備えた吸気
マニホールド５９とを経て、エンジンシリンダ６２に吸
入される。この時、本発明による発熱抵抗式空気流量測
定装置によって、低流量域の吸入空気６７の流量が精度
良く測定される。一方、エンジンシリンダ６２で発生し
たガス６３は排気マニホールド６４を経て排出される。

【００３６】発熱抵抗式空気流量測定装置としてのモジ
ュール５２から出力される出力信号と、スロットル角
度センサ５７から出力されるスロットルバルブ角度信号
と、排気マニホールド６４に設けられた酸素濃度計６５
から出力される酸素濃度信号と、回転速度計６１から出
力されるエンジン回転速度信号等を、入力したコントロ
ールユニット６６は、これらの信号を逐次演算して最適
な燃料噴射量とアイドルエアコントロールバルブ開度を
求め、その値を使ってインジェクタ６０及びアイドル
コントロールバルブ６６を適正に制御する。

【００３７】このように、本発明による発熱抵抗式空気
流量測定装置からの補正された出力信号を利用して燃料
噴射制御を実行する内燃機関の燃料噴射制御システムで
は、低流量域において発熱抵抗式空気流量測定装置の測
定精度が改善されるので、例えば、冬の朝シャッターを
閉めた車庫内でエンジンをかけて暖気をしておき内燃機
関が充分に温まった後にシャッターを開けて車庫外に出
ていく場合等の内燃機関のアイドル時の安定性の改善に
結び付くという効果がある。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、外部からの温度による
計測誤差、特に吸気管路壁面からの熱影響によるいわゆ
る壁温々度特性に対して改善され、発熱抵抗体式空気流
量測定装置の計測精度の向上が図られる効果がある。

【００３９】そして、燃料噴射制御システムを用いた内
燃機関の低温アイドル特性の安定性の改善にも効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の発熱抵抗体式空気流量
測定装置の回路構成を示す図である。

【図２】本発明による一実施例の発熱抵抗体式空気流量
測定装置を示す図である。

【図３】本発明による一実施例の補正回路を示す図であ
る。

【図４】本実施例の発熱抵抗体式空気流量測定装置の壁
温々度特性を示す図である。

【図５】本発明による他の実施例の空気流量とＲＣ２と
ＲＣ３の抵抗変化率を示す図である。

【図６】発熱抵抗体式空気流量測定装置の吸入空気通路
の壁面温度と吸入空気温度とが同じ場合の説明図であ
る。

【図７】発熱抵抗体式空気流量測定装置の吸入空気通路
の壁面温度と吸入空気温度とが異なる場合の説明図であ
る。

【図８】発熱抵抗体式空気流量測定装置の壁温々度特性
の説明図である。

【図９】本発明による他の実施例の抵抗体エレメントを
示す図である。

【図１０】本発明による一実施例の内燃機関の燃料噴射
制御システムを示す図である。

【符号の説明】

１，ＲＨ…発熱抵抗体、２，ＲＣ…感温抵抗体、３…支
持体、４…空気通路、５…駆動回路、６…補正回路、７
…ブリッジ回路、８…フィードバック回路、９…副空気
通路、２０…吸入空気、２１…専用ボディ、３４…回路
基板、３５…ハウジング部材、３６…コネクタ、３７…
ネジ、３８…シール材、３９…副空気通路部材、４０…
エレメント部材、４１…電極、４２…導体、５２…モジ
ュール、５３…ボディ、５４…エアクリーナ、５５…吸
入ダクト５６…アイドルエアコントロールバルブ、５７…スロッ
トル角度センサ、５８…スロットルボディ、５９…吸気
マニホールド、６０…インジェクタ、６１…回転速度
計、６２…エンジンシリンダ、６３…ガス、６４…排気
マニホールド、６５…酸素濃度計、６６…コントロール
ユニット、６７…吸入空気、Ｒ１０，Ｒ１１…抵抗、Ｏ
Ｐ１…オペアンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者五十嵐信弥茨城県ひたちなか市高場2477番地株式会社日立カーエンジニアリング内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気通路内の支持体に支持されて吸入空気
の温度に応じて抵抗値が変化する第一の感温抵抗体なら
びに前記吸入空気への放熱に基づいて該吸入空気の流量
を検知する発熱抵抗体を含むブリッジ回路と，前記発熱
抵抗体の前記放熱を制御するフィードバック回路とから
なる駆動回路を備え、空気流量信号を出力する発熱抵抗
体式空気流量測定装置において、前記駆動回路の出力側に、前記空気通路内に配設されて
前記第一の感温抵抗体が前記支持体等から受ける熱影響
と同等の熱影響を受けるようにした第二の感温抵抗体を
含み、前記空気流量信号を補正して出力信号を出力する
補正回路を設けたことを特徴とする発熱抵抗体式空気流
量測定装置。
【請求項２】請求項１において、前記補正回路は、第三
の感温抵抗体を有し、前記第二の感温抵抗体の一方端と
前記第三の感温抵抗体の一方端を直列に接続し、前記第
二の感温抵抗体の他方端を前記駆動回路の出力側に接続
し、前記第三の感温抵抗体の他方端を前記駆動回路のマ
イナス側に接続して、前記各一方端の接続部より前記出
力信号を取り出すことを特徴とする発熱抵抗体式空気流
量測定装置。
【請求項３】請求項２において、前記第一および前記第
二の感温抵抗体は、同一の温度係数を有し、第三の感温
抵抗体は、１よりも極小である温度係数を有することを
特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。
【請求項４】請求項２において、前記第二の感温抵抗体
は、前記第一の感温抵抗体の近傍に配置されたことを特
徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装置。
【請求項５】請求項２において、前記第二の感温抵抗体
は、前記第一の感温抵抗体が形成される同一部材上に配
置されたことを特徴とする発熱抵抗体式空気流量測定装
置。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれか１項記
載の発熱抵抗体式空気流量測定装置からの出力信号を利
用して燃料噴射制御を実行することを特徴とする内燃機
関の燃料噴射制御システム。