JPH0522854B2 - - 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
電流によつて加熱制御し、空気流によつて放熱状
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つて、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、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。したがつて、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い状態とな
る。

このように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
ユ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て指令を
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
置にあつては、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
号の監視手段によつて検出すると共に、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］ 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
子的制御ユニツトに対して、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、この検出装置にあつては、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つ
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１１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
よつ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１
３は、固定の抵抗素子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、このフリ
ツジ回路に対してトランジスタ１６を介して電源
１７が接続設定されている。

上記感温素子１２を含む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に対してリセツト指令と
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ツト部分から、例えばエ
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を介して上記フリツプフロツプ回路１９
に対してセツト指令として供給される。

すなわち、上記フリツプフロツプ回路１９は通
電開始信号によつてセツト制御され、コンパレー
タ１８からの出力信号によつてリセツト制御され
るものである。そして、このフリツプフロツプ回
路１９のリセツト時の出力信号、すなわち出力
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つている。

また、上記フリツプフロツプ回路１９の出力
は、トランジスタ２４のベースに対して供給され
る。このトランジスタ２４は上記トランジスタ１
６のベース電位を制御するもので、フリツプフロ
ツプ回路１９がリセツト状態にあるとき、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はフリツプフロツプ回路１９のセツト
状態でオン制御され、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
るものである。すなわち、フリツプフロツプ回路
１９のセツト状態で感温素子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
ツプフロツプ回路１９は通電開始信号によつてセ
ツト制御され、コンパレータ１８からの出力信号
によつてリセツ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。したがつて、このフリツプフロツプ
回路１９のセツトおよびリセツトに対応する出力
端子２３からの出力信号は、検出空気流量に対応
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を介してブリツ
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
出力信号によつて、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のリトリガブルモノマルチバイブ
レータ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ツト設定
されるもので、そのリセツト状態における出力
は第２のモノマルチバイブレータ２８に対してト
リガ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のモノマルチバイ
ブレータ２７がリセツト状態に反転されてからセ
ツト制御されるもので、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のセツト時のＱ出力信号は、上記オア回路２
１に対して供給され、フリツプフロツプ回路１９
のセツ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
２９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のセツト状態となるバーンオフの期
間、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、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
出装置にあつては、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周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ツプフロツプ回路
１９がセツト制御され、その出力は同図のＢに
示すようになる。このフリツプフロツプ回路１９
の出力はトランジスタ２９を制御し、トランジ
スタ１６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１
２の温度が同図の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
抵抗値が補助感温素子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
リツプフロツプ回路１９をセツトするようにな
る。すなわち、前述したような空気流量の測定検
出動作が実行されるようになるものであり、フリ
ツプフロツプ回路１９のセツ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
期でトリガ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は常時セツト状態に保持さ
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
から第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
マルチバイブレータ２７はリセツトされる。すな
わち、この第１のモノマルチバイブレータ２７の
セツト状態は、第３図のＢに示すように、この第
１のモノマルチバイブレータ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
ツト状態に反転されると、その出力が立上が
り、第２のモノマルチバイブレータ２８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ツプフロツプ回路１９が
セツト状態に設定され、感温素子１２に対して加
熱電流が供給設定される状態となる。

ここで、上記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るもので、上記セツト
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、セツト状態に保持
設定される。

すなわち、上記第２のモノマルチバイブレータ
２８のセツト状態とされる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を含むブリツ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
ンオフ時ブリツジ回路の中点電位を、一定時間フ
イードバ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、車載のバツテリからこの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
テム電源スイツチ（イグニツシヨンキースイツ
チ）のオン、オフに関係なく装置に対して電源が
供給設定されている。しかし、イグニツシヨンキ
ースイツチがオフの状態のときは、エンジン制御
ユニツ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。したがつて、
感温素子１２に対して電流が流れないようになつ
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
装置にあつては、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
手段によつ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、感温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ツト等
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、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. 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。