JPS61186819A

JPS61186819A - 直熱型流量センサ

Info

Publication number: JPS61186819A
Application number: JP60025232A
Authority: JP
Inventors: Minoru Oota; 実太田; Kazuhiko Miura; 和彦三浦; Seiji Fujino; 藤野　誠二; Kenji Kanehara; 賢治金原; Tadashi Hattori; 正服部
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1985-02-14
Filing date: 1985-02-14
Publication date: 1986-08-20
Anticipated expiration: 2009-08-22
Also published as: JPH0663797B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は模式抵抗を存する直熱型流量センサ、たとえば
内燃機関の吸入空気量を検出するための空気流量センサ
に関する。

〔従来の技術〕

一般に、電子制御式内燃機関においては、基本燃料噴射
量、基本点火時期等の制御のために機関の吸入空気量は
重要な運転状態パラメータの１つである。従来、このよ
うな吸入空気量を検出するための空気流量センサ（エア
フローメータとも言う）はベーン式のものが主流であっ
たが、最近、小型、応答性が良い等の利点を有する温度
依存抵抗を用いた熱式ものが実用化されている。

さらに、温度依存抵抗を有する空気流量センサとしては
、空気重量を直接検出する傍熱型（マスフロー型）と、
空気容量を検出する直熱型（ボリュームフロー型）とが
ある。傍熱型の空気流量センサにおいては、空気流の温
度を検知するための温度依存抵抗の上流に発熱抵抗を設
け、温度依存抵抗の温度が一定になるように発熱抵抗の
電流値をフィードバック制御し、発熱抵抗に印加される
電圧により空気重量を検出するものである。他方、傍熱
型に比べて応答速度が早い直熱型の空気流量センサにお
いては、発熱部無塩検知部としての模式抵抗の温度と吸
入空気温度すなわち外気温度との差が一定値になるよう
に模式抵抗の電流値をフィードバック制御する。つまり
、定温度差式フィードバンク制御を行う。そして．膜式
抵抗に印加される電圧により空気容量を検出するもので
ある。

従って、この直熱型を用いた内燃機関においては、吸入
空気自体の温度を検出するための温度依存・抵抗は別個
に設ける必要がある。

通常．膜式抵抗の発熱温度と吸入空気温度との差を一定
値にする空気流量センサの応答性、ダイナミックレンジ
は模式抵抗を含む全熱部兼温度検知部の熱容量（ヒート
マス）と断熱効果の程度で決定される。すなわち、最も
応答性がよく、且つダイナミックレンジを最も大きくす
るためには、模式抵抗を含む全熱部兼温度検知部の質量
をできる限り小さくし、また、その部分を理想的には完
全に空気流中に浮かんだ状態にすることである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、通常．膜式抵抗が形成された基板のダク
ト内のスティへの配線接続はリード端子（ピン）によっ
て行われているので（参照：特願昭５９−９１０４０号
、　　９１０４１号、　　９１１２０号、　　９１８０
５号）、全熱部兼温度検知部の熱がリード端子を介して
ダクトに逃げ、″言い換えると、基板の断熱効果が小さ
く、従って、熱損失が大きく、この結果、空気流量セン
サの流量検出精度が低下するという問題点がある。

なお、基板の断熱効果を大きくするために、本願出願人
は．膜式抵抗を含む全熱部兼温度検知部とダクトの保持
部との間に切欠きを設けて熱絞りを施すことにより、全
熱部兼温度検知部の断熱効果を大きくせしめ、応答性お
よびダイナミックレンジを向上せしめた空気流量センサ
を既に提案している（参照：特願昭５９−９１０４１号
）が、熱絞り部の機械的強度が低下し、耐バツクファイ
ヤ特性が低下するという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は．膜式抵抗が形成された基板の熱損失を
小さくすることにより流量検出精度を高めることにあり
、その手段は、基板とダクトとの結合部に断熱材を挿入
すると共に、基板とダクトとの間の配線をワイヤボンデ
ィングにより行うことであり、さらに、ボンディング配
線を保護するためのカバーを設けたことである。

〔作　用〕

上述の手段によれば、基板のダクト（ステイ）への保持
は断熱材により行われる。また、ボンディング配線はリ
ード端子（ピン）に比較して細いので、基板の熱゛損失
は小さくなり、流量センサの流量検出精度の向上につな
がる。さらに、ボンディング配線は保護カバーによりバ
ツクファイヤ等から保護され、また、汚れから防止され
る。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第５図は本発明に係る無代抵抗を有する直熱型空気流量
センサが適用された内燃機関を示す全体概要図、第６図
、第７図は第５図のセンサ部分の拡大縦断図および横断
図である。第５図〜第７図において、内燃機関１の吸気
通路２にはエアクリーナ３および整流が格子４を介して
空気が吸入される。この吸気通路２内に計測管（ダクト
）５が設けられ、その内部に空気流量を計測するための
発熱ヒーク兼用温度依存抵抗（模式抵抗）６が設けられ
ている。模式抵抗６はその両端を保持部７ａ。

７ｂによってダクト５に保持される。また．膜式抵抗６
は後述のワイヤボンディングによって電気的にリード線
９ａ　、　９ｂに接続され、ステイアの外側に設けられ
た外気温度補償を行う温度依存抵抗８と共に、ハイプリ
ント基板に形成されたセンサ回路ＩＯに接続されている
。

センサ回路１０は外気温度に対して模式抵抗６の温度が
一定になるように該抵抗６の発熱量をフィードバンク制
御し、そのセンサ出力■。を制御回路１１に供給する。

制御回路１１はたとえばマイクロコンピータによって構
成され、燃料噴射弁１２の制御等を行うものである。

センサ回路１０は、第８図に示すごとく．膜式抵抗６、
温度依存抵抗８とブリッジ回路を構成する抵抗１０１　
　、１０２　、比較器１０３、比較器１０３の出力によ
って制御されるトランジスタ１０４、電圧バッファ１０
５により構成される、つまり、空気流量が増加して模式
抵抗６（この場合、サーミスタ）の温度が低下し、この
結果．膜式抵抗６の抵抗値が下降してＶ、＜Ｖ、となる
と、比較器１０３の出力によってトランジスタ１０４の
導電率が増加する。

従って．膜式抵抗６の発熱量が増加し、同時に、トラン
ジスタ１０４のコレクタ電位すなわち電圧バッファ１０
５の出力電圧■。は上昇する。逆に、空気流量が減少し
て模式抵抗６の温度が上昇すると、模式抵抗６の抵抗値
が増加してＶ、＞Ｖ、となり、比較器１０３の出力によ
ってトランジスタ１０４の導電率が減少する。従って．
膜式抵抗６の発熱量が減少し、同時に、電圧バッファ１
０５の出力電圧■。は低下する。このようにして．膜式
抵抗６の温度は外気温度によって定まる値になるように
フ　゛イードバック制御され、出力電圧Ｖ０は空気流量
を示すことになる。

第９Ａ図は第５図の模式抵抗６の一例を示し、第９Ｂ図
、第９Ｃ図は、それぞれ、第９Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−配
線の断面図である。第９Ａ図に示すように、たとえば２
００〜４００μｍ厚のシリコン単結晶基板６１上に図示
しない絶縁膜たとえば８．０□を介して蒸着およびエツ
チングにより温度依存抵抗パターン６２を形成し、その
うち、点線枠内で示す部分６２ａが全熱部兼温度検知部
として作用する。なお、全熱部兼温度検知部６２ａにお
けるシリコン基板６１の厚さは、第９Ｂ図、第９Ｃ図に
示すごとく、非常に薄くシてあり、これにより、そのヒ
ートマスを小さくせしめている。

第１Ａ図は本発明の第１の実施例としての模式抵抗６と
保持部７ａとの接続部を示す斜視図、第１Ｂ図は第１Ａ
図のＢ−Ｂ線の断面図である。なお、保持部７ａはダク
ト５内に固定されている。

第１Ａ図、第１Ｂ図に示すように．膜式抵抗６は断熱材
１３を介して保持部７ａに固定される。この場合、断熱
材１３の両面に図示しない接着剤が塗布されている。保
持部７ａ上には第７図のり一ト線９ａに接続された配線
シート１４が設けられている。このようにして．膜式抵
抗６を保持部７ａに固定した後に．膜式抵抗６　（温度
依存抵抗パターン６２）のパッド部６２ｂと保持部７ａ
の配線シート１４のパット部１４ａとの間にワイヤボン
ディングにより配線１５を施す。

なお．膜式抵抗６と第７図の保持部７ｂとの接続部も同
様な構成である。

このように本発明の第１の実施例によれば、ボンディン
グ配線１５の径が小さいために、ボンディング配線１５
による熱損失は小さくなる。従って、第９Ａ図の全熱部
兼温度検知部６２ａの断熱効果を大きくできる。また、
断熱材１３は模式抵抗６の保持力を十分保持できる範囲
内で小さくすることにより、断熱材１３のヒートマスを
小さくでき、これにより、空気流量センサの応答速度を
大きくできる。

第２Ａ図は本発明の第２の実施例としての模式抵抗６と
保持部７ａとの接続部を示す斜視図、第２Ｂ図は第２Ａ
図のＢ−Ｂ線の断面図である。第２Ａ図、第２Ｂ図に示
す実施例においてはボンディング配線１５とハックファ
イヤ等から保持し且つ汚れの付着を防止するために、カ
バー１６およびモールド樹脂１７が第１Ａ図、第１Ｂ図
に示す第１の実施例の要素に付加されている。

第２Ａ図、第２Ｂ図に示す接続部の組立は、始めに．膜
式抵抗６を接着剤を塗布した断熱材１３によって保持部
７ａに固定しワイヤボンディングにより配線１５を行い
、そして、モールド樹脂１７を施した後に、保持カバー
１６をはさみ込むことにより終わる。

第３図は本発明の第３の実施例としての模式抵抗６と保
持部７ａとの接続部を示す断面図である。

第３図においては、カバー１６および保持部７ａの各先
端に、矢印Ｘ、Ｙに示すように、カウリングを設けてあ
り、これにより、さらに、パラクツファイヤ等からのボ
ンディング配線１５の保護および汚れの付着の防止を有
効に行えるようになる。

第４図は本発明の第４の実施例としての模式抵抗６と保
持部７ａとの接続部を示す断面図である。

第４図においては、２つの断熱材１３Ａ、１３Ｂにより
模式抵抗６を保持部７ａと共にカバー１６にも固定する
ようにしである。これにより、バツクファイヤ等からの
ボンディング配線１５の保護および汚れの防止をさらに
有効に行うことができる。

なお、上述の配線シート１４およびボンディング配線１
５の材料としては、耐腐食性金属を用いる。たとえば配
線シート１４としてＡｕ、Ｐｔ等を用い、ボンディング
配線１５としてＡｕを用いる。

また、上述の実施例においては、基板上に発熱部兼温度
検知部としての温度依存抵抗を形成しているが、この代
りに、基板内に拡散抵抗を形成してもよい。また、本発
明は空気流量センサ以外の流量センサたとえば液体流量
センサにも適用し得る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば．膜式抵抗が形成さ
れた基板の熱損失を小さくでき、従って、空気流量セン
サの流量検出精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明の第１の実施例としての模式抵抗と保
持部との接続部を示す斜視図、第１Ｂ図は第１Ａ図のＢ
−Ｂ線の断面図、第２Ａ図は本発明の第２の実施例とし
ての模式抵抗と保持部との接続部を示す斜視図、第２Ｂ
図は第２Ａ図のＢ−Ｂ線の断面図、第３図は本発明の第
３図の実施例としての模式抵抗と保持部との接続部を示
す断面図、第４図は本発明の第４の実施例としての模式
抵抗と保持部との接続部を示す断面図、第５図は本発明
に係る模式抵抗を有する直熱型空気流量センサが適用さ
れた内燃機関を示す全体概要図、第６図、第７図は第５
図のセンサ部分の拡大縦断面図および横断面図、第８図
は第５図のセンス回路の回路図、第９Ａ図は第５図の腹
式抵抗の正面図、第９Ｂ図、第９Ｃ図は第９Ａ図のＢ−
Ｂ線、Ｃ−Ｃ線の断面図である。１・・・内燃機関、　　　　　２・・・吸気通路、５・
・・計測管（ダクト）、６・・・模式抵抗、７ａ、７ｂ
・・・保持部、　１０・・・センス回路、１１・・・制
御回路、１３　、１３Ａ、　１３Ｂ・・・断熱材、１４・・・配
線シート、１５・・・ボンディング配線、１６・・・カ
バー、１７・・・モールド樹脂、６１・・・基板、６２・・・温度依存抵抗パターン、６２ａ・・・発熱部兼温度検知部。

Claims

【特許請求の範囲】

１．膜式抵抗が形成された基板をダクト内に収納した直
熱型流量センサにおいて、前記基板と前記ダクトとの結
合部に断熱材を挿入すると共に、前記基板と前記ダクト
との間の配線をワイヤボンディングにより行うことを特
徴とする直熱型流量センサ。
２．膜式抵抗が形成された基板をダクト内に収納した直
熱型流量センサにおいて、前記基板と前記ダクトとの結
合部に断熱材を挿入すると共に、前記基板と前記ダクト
との間の配線をワイヤボンディングにより行い、前記ダ
クトに前記ボンディング配線を保護するためのカバーを
設けたことを特徴とする直熱型流量センサ。
３．前記ボンディング配線を保護するカバーの先端にカ
ウリングを設けた特許請求の範囲第２項に記載の直熱型
流量センサ。
４．前記ダクトの保持部先端にカウリングを設けた特許
請求の範囲第２項に記載の直熱型流量センサ。
５．さらに、前記ボンディング配線を保護するカバーと
前記基板との間に断熱材を挿入した特許請求の範囲第２
項に記載の直熱型流量センサ。