JPS614926A - 熱式空気流量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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］ 例えば、自動車用の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を常時監視して、その運転状態
に対応した信号を検出しているものである。そして、こ
の検出信号に基づいて、例えばエンジンに対して供給さ
れる噴射燃料の量を算出設定し、エンジンが最も効率的
に運転制御されるようにしているものである。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
ロッ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係するものとして吸入空気
量の検出手段がある。

この吸入空気量の検出手段としては、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、上記感温素子を加熱電流によって加熱ｌｌｉＩＩ
ｍシ、空気流によって放熱状態に設定される上記感温素
子の温度上昇状態を監視測定するようにするものである
。すなわち、上記感温素子の温度は、空気流量に比例し
て上昇速度が遅くなるものであり、その温度上昇速度の
状態を計測することによって、吸気管に流れる空気流量
が算出されるようになる。

しかし、上記のように感湿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、上記感温素子に対し
て空気中の不純物が付着する状態となり、感温素子の温
度伝達特性が悪くなる状態となる。したがって、この不
純物が感温素子に対して付着する状態では、感温素子の
濃度変化状態が、正確に空気流量に対応する状態午はな
らないもので、空気流量の測定誤差が大きい状態となる
。

このように間一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℃）させることによっ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１、エンジンの電子制御システムと組み合
せ使用されるような場合には、この制御システムを構成
するコンピュータからの指示に基づいて、上記バーンオ
フが実行されるようにするものである。

しかし、このように構成したのでは、バーンオフのため
にエンジン制御システムに対して特別のプログラムおよ
びバーンオフのための装置を必要とするようになるもの
であり、構成が複雑化するようになる。

［発明の目的］ この発明は上記のように点に鑑みなされたもので、例え
ば自動車用エンジンの制御システムに対して使用される
ような場合、エンジン動作制御状態が終了した後の、空
気流量検出動作を必要としない状態で、特別に制御シス
テムにおい工指令を発生することなく、感温素子に対す
る付着物の焼却制御が実行されるようにする熱式の空気
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っ
ては、感温素子に対して加熱電流の供給制御を行う通電
開始信号消滅を、この通電開始信号の監視手段によって
検出すると共に、この通電開始信号の消滅検出状態でバ
ーンオフ時間幅を設定し、この設定されたバーンオフ時
間幅で上記感温素子に対してバーンオフ用の加熱電流を
供給制御するものである。

［発明の実施例コ 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図は例えば自動車用のエンジンの電子的制御ユニッ
トに対して、エンジン運転状態検出信号の１つとして吸
気管に流れる吸入空気量の測定信号を供給する空気流量
検出装置の回路構成を示したものである。

すなわち、この検出装置にあっては、エンジンに対して
空気を供給する吸気管１１の中に、例えば白金線等の温
度抵抗特性を有する発熱線によって構成される感温素子
１２を配置設定し、この感温素子１２に対して吸気管１
１を流れる空気流が直接的に接触し、て、感温素子１２
がその空気流によって放熱制御される状態に設定する。

また、上記吸気管１１の中には、感温素子１２と同様に
構成される補助感温素子１３も配置設定されているもの
で、この補助感温素子１３は吸気管１１を流れる空気温
度を検出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、固定の抵抗素子１
４および１５と共にブリッジ回路状態に接続設定され゛
るもので、このブリッジ回路に対してトランジスタ１６
を介して電ｍ１７が接続設定されている。

上記感温素子１２を含むブリッジ回路の出力端子部分は
、コンパレータ１８に対して接続されるもので、感温素
子１２の温度が補助感温素子１３で測定される空気温度
に対して特定される温度状態まで上昇したときに、上記
コンパレータ１８の出力信号が立上がるように設定され
ている。そして、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に対してリセット指令と
して供給される。

また、この検出装置に対しては、図では示されないエン
ジンの制御ユニット部分から、例えば工ンジンの回転状
態に同期する状態でパルス状の通電開始信号が供給設定
されるもので、信号入力端子２０に対して供給された通
電開始信号は、オア回路２１を介して上記フリップフロ
ップ回路１９に対してセット指令として供給される。

すなわち、上記フリップフロップ回路１９は通電開始信
号によってセット制御され、コンパレータ１８からの出
力信号によってリセット制御されるものである。そして
、このフリップフロップ回路１９のリセット時の出力信
号、すなわちＱ出力がインバータ２２を介して出力端子
２３から検出出力信号として取出されるようになってい
る。

また、上記フリップフロップ回路１９のｄ出力は、トラ
ンジスタ２４のベースに対して供給される。この１−ラ
ンジスタ２４は上記１〜ランジスタ１６のベース電位を
制御するもので、フリップフロップ回路１９がリセット
状態にあるとき、トランジスタ２４がオン状態に設定さ
れ、トランジスタ１６のベースを接地するものであり、
このトランジスタ１６はフリップフロップ回路１９のセ
ット状態でオン制御され、感温素子１２を含むブリッジ
回路に対して加熱電流・を供給設定するようになるもの
である。すなわち、フリップフロップ回路１９のセット
状態で感温素子１２に対する加熱電流が供給設定される
ようになる。

この場合、フリップフロップ回路１９は通電開始信号に
よってセット制御され、コンパレータ１８からの出力信
号によってリセット制御されるものであるため、上記加
熱電流の時間幅は感温素子１２の温度上昇速度、すなわ
ち吸気管１１内の空気流量に対応する状態となる。した
がって、このフリップフロップ回路１９のセットおよび
リセットに対応する出力端子２３からの出力信号は、検
出空気流口に対応する時間幅の設定されたパルス状信号
となるものである。

ここで、上記トランジスタ１６を介してブリッジ回路に
対して供給される加熱電流の電圧は、抵抗Ｒ１を介して
差動アンプ２５において監視されているもので、この差
動アンプ２５に対しては抵抗Ｒ２を介して基準電源２６
からの基準電圧信号を供給設定する。そして、この差動
アンプ２５の出力信号によって、上記トランジスタ１６
のベースを制御し、上記加熱電流の電圧値を基準設定す
るようにしている。

入力端子２０に対して供給される通電開始信号は、さら
に第１のり１〜リガブルモノマルチバイブレーク２７に
対して供給する。このモノマルチバイブレータ２７は、
入力信号の立上がりから特定される時間幅、例えば通電
開始信号の発生周期よりも充分に長い１０秒の時間幅の
範囲でセット設定されるもので、そのリセット状態にお
けるｄ出力は第２のモノマルチバイブレータ２８に対し
てトリが信号として供給する。この第２のモノマルチバ
イブレータ２８は、上記第１の七ノ°マルチバイブレー
タ２７がリセット状態に反転されてからセラ［・制御さ
れるもので、バーンオフに必要な時間幅、例えば３秒間
の時間幅の出力信号を発生する。そして、この第２のモ
ノマルチバイブレータ２８のセラ］・時のＱ出力信号は
、上記オア回路２１に対して供給され、フリップフロッ
プ回路１９のセット指令信号として使用されると共に、
トランジスタ２９をオン制御する。このトランジスタ２
９は、抵抗Ｒ３を介して差動アンプ２５の基準電圧端子
を接地するもので、このモノマルチバイブレータ２８の
セット状態となるバーンオフの期間、感温素子１２を含
むブリッジ回路に供給される加熱電流の電圧状態を、空
気流量検出動作時に比較して低い状態に設定し、感温素
子１２の温度が、バーンオフに適し且つ感温素子１２が
焼損しない範囲の温度（例えば８００℃）に設定される
ようにする。

すなわち、上記のように構成される空気流量検出装置に
あっては、エンジンの動作状態において、第２図の（Ａ
＞に示すような通電開始信号が、例えばエンジンの回転
同期する状態で発生される。

そしてこの信号に対応してフリップフロップ回路１９が
セット制御され、そのｄ出力は同図の（Ｂ）に示すよう
になる。このフリップフロップ回路１９のＱ出力はトラ
ンジスタ２９を制御し、トランジスタ１Ｇをオン制御す
るようになるものであるため、感温素子１２に対して加
熱電流が供給されるようになり、この加熱電流に対応し
て感温素子１２の澗度が同図の（Ｃ）に示すように上昇
する。

このように感温素子１２の温度が上昇してその却抗値が
補助感温素子１３で設定される電位よりも１降する状態
となると、コンパレータ１８からの出力信号が同図の（
Ｄ）に示すように立上がり、フリップフロップ回路１９
をセットするようになる。すなわち、前述したような空
気流口の測定検出動作が実行されるようになるものであ
り、フリップフロップ回路１９のセット状態とされる時
間幅が、吸気管１１内の空気流量に対応するようになる
。

このような空気流量検出動作を実行するエンジン動作状
態に対して、このエンジンが停止制御され”る状態とな
ると、第３図の（Ａ＞に示すようにこの停止時から通電
開始信号が消滅する状態となる。通電開始信号が存在す
る期間は、第１のモノマルチバイブレータ２７に対して
、このモノマルチバイブレータ２７で設定される時定数
よりも短い周期でトリが入力信号が存在するため、この
モノマルチバイブレータ２７は常時セット状態に保持さ
れている。しかし、上記のように通電開始信号が消滅す
る状態となると、その最後の通電開始信号が。

；　　、ら第１のモノマルチバイブレータ２７で設定さ
れる時間幅Ｔ１　（１０秒）経過した時に、このモノマ
１　　　ルチバイブレータ２７はリセットされる。すな
わち、この第１のモノマルチバイブレータ２７のセット
状態は、第３図の（Ｂ、）に示すようになり、この第１
のモノマルチバイ／レータ２７は通電開始信号の存在を
監視するようになる。

この第１のモノマルチバイブレータ２７がリセット状態
に反転されると、その貞出力が立上がり、第２のモノマ
ルチバイブレータ２Ｂがトリガされる。

そして、この第２のモノマルチバイブレータ２８からの
出力信号が同図の（Ｃ）に示すように時間幅Ｔ２３秒）
で発生されるようになる。そして、この第２のモノマル
チバイブレータ２８からの出力が存在する間フリップフ
ロップ回路１９がセット状態に設定され、＠温素子１２
に対して加熱電流が供給設定される状態となる。

ここで、上記フリップフロップ回路１９は、セット優先
の状態に構成されるもので、上記セット指令信号の存在
する間はコンパレータ１８からの出力信号に関係するこ
となく、セット状態に保持設定、Ａれる。− すなわち、上記第２のモノマルチバイブレータ２８のセ
ット状態とされるＴ２の期間、感温素子１２に対して加
熱電流が連続的に供給され、バーンオフが実行されるよ
うになる。そして、このバーンオフの期間は、トランジ
スタ２９が、オン制御されて、感温素子１２に対する供
給電圧は低い状態に切換え設定され、この感温素子１２
の焼損事故の発生は効果的に防止されているものである
。

第３図の（Ｄ＞は出力端子２３から得られる信号の状態
を示すものであり、また同図の（Ｅ）は感温素子１２を
含むブリッジ回路に対して供給される加熱電流の状態を
示している。この場合、バーンオフの状態のときは、測
定時に比較して低い電圧状態に設定されるものである。

尚、上記実施例の説明では、バーンオフを実行する時の
感温素子１２に対する加熱電流の供給設定手段は、上記
のような例に限らず、例えばバーンオフ時ブリッジ回路
の中点電位を、一定時間フィ、−ドパツク制御するよう
にしても同様に実施できるものである。また、ここで示
した実施例では、車載のバッテリからこりに装置に対し
て常時電源が供給されているものであり、すなわちシス
テム電源スィッチ（イグニッションキースイッチ）のオ
ン、オフに関係なく装置に対して電源が供給段、定され
ている。しかし、イグニッションキースイッチがオフの
状態のときは、エンジン制御ユニットに対する電源もオ
フの状態にあり、通電開始信号が存在しない状態にある
。したがって、′＠温素子１２に対して電流が流れない
ようになっているものであり、この装置の消費電流は充
分に無視できる程度のものである。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る熱式空気流量検出装置にあ
っては、通電開始信号の消滅する検出動作の終了状態に
おいて、その通電開始信号の監視手段によって上記通電
開始信号の消滅を検出した状態で、バーンオフのモード
が自動的に設定され、感湿素子に対する付着物を焼却除
去するバーンオフが実行されるようになる。しかも、こ
のバーンオフ制御は、例えばエンジン制御ユニット等を
使用することなく実行されるもので、自動車用エンジン
制御システム等に効果的に適用できるものである。

【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
置を説明する回路構成図、第２図は上記装置の検出動作
を説明する信号波形図、第３図は同じくバーンオフ状態
を説明する信号波形図である。 １１・・・吸気管、１２・・・感温素子、１３・・・補
助感温素子、１６・・・トランジスタ（加熱電流制御）
、１７・・・電源、１８・・・コンパレータ、１９・・
・フリツプフロツプ回路く２７・・・第１のモノマルチ
バイブレータ（通電開始信号監視）、２８・・・第２の
モノマルチバイブレータ（バーンオフ時間設定）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空気流中に設定され温度抵抗特性を有する感温素子と、
   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
   記感温素子に加熱電流を供給設定する手段と、上記感温
   素子の温度が空気温度に対して特定される温度状態まで
   上昇する状態を検出する手段と、この感温素子の温度上
   昇状態の検出で上記加熱電流を断つ手段と、上記通電開
   始信号の発生状態を監視してこの信号の終了状態を検出
   する手段と、この通電開始信号終了検出状態で特定され
   るバーンオフ時間幅を設定する手段と、この手段で設定
   された時間幅で上記感温素子にバーンオフ加熱電流を供
   給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。