KR0163637B1 - Thermal air flow detector - Google Patents
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Abstract
열식 공기 유량 검출 장치에 있어서, 흡입 공기의 흐름 방향을 검출하여 흐름 방향의 대응하는 유량을 검출하고, 신뢰성을 향상시킨다.In the thermal air flow rate detection device, the flow direction of intake air is detected to detect a corresponding flow rate in the flow direction, thereby improving reliability.
절연 기판(29)상에는 공기의 흐름(화살표 A방향)에 대하여 상류측에 발열 저항체(30)을 착막 형성하고, 하류측에 감온 저항제(31)을 착막 형성한다. 이에 따라 화살표 A방향의 흐름일 때에는 감온 저항체(31)은 발열 저항체(30)의 열의 영향에 의하여 완만하게 냉각되기 때문에 저항치의 변화는 완만하게 된다.On the insulated substrate 29, the heat generating resistor 30 is formed on the upstream side with respect to the air flow (arrow A direction), and the thermosensitive resistor 31 is formed on the downstream side. Accordingly, when the flow is in the direction of arrow A, since the thermosensitive resistor 31 is slowly cooled by the influence of the heat of the heat generating resistor 30, the change in the resistance value is gentle.
또한, 화살표 B방향의 흐름일 때에는 감온 저항체(31)은 공기에 의해 직접 냉각되기 때문에 급격히 저항치가 변화한다. 이 변화의 차로부터 흐름의 방향을 검출하고 발열 저항체(30)의 저항치 변화로 유량을 검출한다.In the flow in the direction of arrow B, since the thermosensitive resistor 31 is directly cooled by air, the resistance value changes rapidly. The direction of flow is detected from the difference of this change, and a flow volume is detected by the change of the resistance value of the heat generating resistor 30.
Description
제1도는 제1 실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치를 흡기관에 설치한 상태를 도시한 종단면도.1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a thermal air flow rate detection device according to a first embodiment is installed in an intake pipe;
제2도는 절연 기판상에 형성된 발열 저항체 및 감온 저항체를 도시한 평면도.2 is a plan view showing a heat generating resistor and a thermosensitive resistor formed on an insulating substrate.
제3도는 제1실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치의 회로 구성을 도시한 회로도.3 is a circuit diagram showing the circuit configuration of the thermal air flow rate detection device according to the first embodiment.
제4도는 유속에 감온 저항체의 저항치 변화를 도시한 특성도.4 is a characteristic diagram showing a change in the resistance value of the thermosensitive resistor at a flow rate.
제5도는 흡입 공기의 유속과 흐름 방향 검출 신호와의 관계를 도시한 특성선도.5 is a characteristic diagram showing the relationship between the flow velocity of intake air and the flow direction detection signal.
제6도는 제2실시예에 의한 절연 기판상에 형성된 발열 저항체, 감온 저항체, 보조 히터 및 온도 보상 저항을 도시한 평면도.6 is a plan view showing a heat generating resistor, a thermosensitive resistor, an auxiliary heater, and a temperature compensation resistor formed on the insulating substrate according to the second embodiment.
제7도는 제2실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치의 회로 구성을 도시한 회로도.FIG. 7 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the thermal air flow rate detection device according to the second embodiment. FIG.
제8도는 종래 기술에 의한 열식 공기 유량 검출 장치를 흡기관에 설치한 상태를 도시한 종단면도.8 is a longitudinal sectional view showing a state in which a thermal air flow rate detection device according to the prior art is installed in an intake pipe.
제9도는 종래 기술에 의한 유량계 본체 및 발열 저항등을 도시한 사시도.9 is a perspective view showing a flow meter body and a heat generating resistor according to the prior art.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
21 : 열식 공기 유량 검출 장치 22 : 유량계 본체21: thermal air flow detection device 22: flow meter body
23 : 기준 저항 29, 51 : 절연 기판23: reference resistance 29, 51: insulated substrate
30, 53 : 발열 저항체 31, 54 : 감온 저항체30, 53: heat generating resistor 31, 54: thermosensitive resistor
33, 33' : 브리지 회로 34 : 온도 보상 저항33, 33 ': bridge circuit 34: temperature compensation resistor
35 : 유량 조정 저항 36 : 차동 증폭 회로35 flow rate adjustment resistor 36 differential amplifier circuit
37, 37' : 브리지 회로(흐름 방향 검출 수단)37, 37 ': bridge circuit (flow direction detecting means)
41 : 비교 회로43 : 반전 회로 44 : 선택 회로(유량 신호 출력 수단)41 comparison circuit 43 inversion circuit 44 selection circuit (flow signal output means)
51A : 주기판부 51B : 부기판부51A: Main board part 51B: Sub-board part
55 : 온도 보상 저항체(온도 보상 저항)55: temperature compensation resistor (temperature compensation resistor)
본 발명은 예를 들면, 자동차용 엔진 등의 흡입 공기 유량을 검출하는데 적절하게 이용할 수 있는 열식 공기 유량 검출 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the thermal air flow rate detection apparatus which can be used suitably for detecting the intake air flow volume of an automobile engine etc., for example.
일반적으로 자동차용 엔진등은 엔진 본체의 연소실 내에서 연료와 흡입 공기와의 혼합기를 연소시키고, 그 연소압으로부터 엔진의 회전 출력을 얻도록 하고 있고, 연료의 분사량을 연산한 후 흡입 공기 유량을 검출하는 것이 중요한 팩터로 되어 있다.In general, an automobile engine or the like burns a mixture of fuel and intake air in a combustion chamber of an engine main body, obtains a rotational output of the engine from the combustion pressure, and calculates an injection amount of fuel to detect intake air flow rate. Is an important factor.
그래서, 제8도 및 제9도에 종래 기술의 열식 공기 유량 검출 장치를 도시하였다.Thus, FIGS. 8 and 9 show a thermal air flow rate detection device of the prior art.
도면에 있어서, 참조 번호(1)은 흡기관(2)의 도중에 설치된 열식 공기 유량 검출 장치를 나타내고, 이 열식 공기 유량 검출 장치(1)은 엔진 본체의 연소실(도시되지 않음)을 향하여 화살표(A)방향으로 유통하는 흡입 공기의 유량을 검출하기 위하여 흡기관(2)의 도중에 접속홀(2A)를 통하여 배치되어 있다.In the figure, reference numeral 1 denotes a thermal air flow rate detection device provided in the middle of the intake pipe 2, and this thermal air flow rate detection device 1 is indicated by an arrow A toward the combustion chamber (not shown) of the engine main body. In order to detect the flow rate of the intake air circulating in the) direction, it is disposed in the middle of the intake pipe 2 via the connection hole 2A.
참조 번호(3)은 열식 공기 유량 검출 장치(1)의 본체부를 구성하는 유량계 본체를 가리키고, 이 유량계 본체(3)은 인서트 몰드 등의 수단에 의해 제9도에 도시한 바와 같이 성형되고, 권선상을 이루는 후술하는 기준 저항(14)를 감기 위하여 단이 형성되어 있는 원주상으로 형성된 권선부(4)와, 이 권선부(4)의 기단측에 위치하여 대략 원판상으로 형성되고, 후술하는 단자핀(8A~8D)이 일체적으로 설치된 단자부(5)와, 권선부(4)의 선단측으로부터 흡기관(2)의 지름 방향으로 연달아 설치되고, 흡기관(2)의 중심부에서 후술하는 발열 저항(9) 및 온도 보상 저항(11)을 위치 결정하는 검출 홀더(6)과, 흡기관(2)의 외측에 위치하여 단자부(5)가 접속된 후술하는 회로 케이싱(7)으로 대략 구성되어 있다.Reference numeral 3 denotes a flowmeter main body constituting the main body of the thermal air flow rate detection device 1, and the flowmeter main body 3 is molded as shown in FIG. 9 by means of an insert mold, and the like. A winding portion 4 formed in a columnar shape in which a stage is formed to wind a reference resistor 14 to be described later, which is formed in a linear shape, and is formed in a substantially disk shape located at the proximal side of the winding portion 4, which will be described later. It is provided in the radial direction of the intake pipe 2 from the front end side of the terminal part 5 and the winding part 4 with which the terminal pins 8A-8D were integrally installed, and mentioned later in the center of the intake pipe 2, and is mentioned later. Approximately composed of a detection holder 6 for positioning the heat generating resistor 9 and the temperature compensating resistor 11 and a circuit casing 7 described later located outside the intake pipe 2 and connected to the terminal portion 5. It is.
참조 번호(7)은 흡기관(2)의 접속홀(2A)를 폐색(閉塞)하도록 이 흡기관(2)의 내주측에 설치된 회로 케이싱을 가리키고, 이 회로 케이싱(7)은 절연성인 수지 재료 등에 의해 형성되고, 그 밑부분 측에는 흡기관(2)의 접속홀(2A)에 끼워 맞추는 감합부(7A)가 일체적으로 설치되어 있다. 그리고, 이 회로 케이싱(7)은 예를 들면, 세라믹 재료 등으로 이루어지는 절연 기판상에 유량 조정 저항 및 자동 증폭기(어느곳에도 도시되지 않음)등을 실장한 상태로 이것들을 내장하에 되어 있다.Reference numeral 7 denotes a circuit casing provided on the inner circumferential side of the intake pipe 2 so as to close the connection hole 2A of the intake pipe 2, and the circuit casing 7 is an insulating resin material. The fitting portion 7A is formed integrally with the connecting hole 2A of the intake pipe 2 at the bottom side thereof. The circuit casing 7 is embedded in a state in which, for example, a flow regulating resistor and an automatic amplifier (not shown in the drawing) are mounted on an insulating substrate made of ceramic material or the like.
참조 번호(8A, 8B, 8C, 8D)는 유량계 본체(3)의 단자부(5)에서 축방향으로 돌출된 4개의 단자핀(전체로서 각 단자핀(8)이라고 한다)을 나타내고, 이 각 단자핀(8)은 유량계 본체(3)의 권선부(4) 및 검출 홀더(6)내에 매설된 예를 들면 4개의 단자판(도시되지 않음)에 일체화하여 설치되고, 회로 케이싱(7)의 커넥터부(도시되지 않음)에 착탈 가능하게 접속되는 것이다.Reference numerals 8A, 8B, 8C, and 8D denote four terminal pins (total referred to as respective terminal pins 8 as a whole) protruding in the axial direction from the terminal portion 5 of the flowmeter main body 3, and each of these terminals. The pin 8 is integrally provided with, for example, four terminal plates (not shown) embedded in the winding part 4 of the flowmeter main body 3 and the detection holder 6, and the connector part of the circuit casing 7 is provided. (Not shown) is detachably connected.
참조 번호(9)는 유량계 본체(3)의 검출 홀더(6)에 터미널(10A, 10B)을 통하여 설치된 핫 필름형의 발열 저항을 가리키고, 이 발열 저항(9)는 온도 변화에 민감하게 반응하여 저항치가 변화하는 백금 등의 감온성 재료로 이루어지고, 예를 들면 산화 알루미늄(이하, 「알루미나」라고 한다)등의 세라믹 재료로 이루어지는 절연성의 통에 백금선을 감거나, 백금막을 증착하거나 하여 형성되는 소구경의 발열 저항 소자에 의해 구성되어 있다. 그리고, 이 발열 저항(9)는 배터리(도시되지 않음)로부터의 통전에 따라, 예를 들면 240℃전, 후의 온도를 갖고 발열한 상태로 되어, 흡기관(2)내를 화살표 A방향으로 흐르는 흡입 공기에 의해 냉각될 때에는 이 흡입 공기의 유량에 따라서 저항치가 변화하여 유량의 검출 신호를 출력시킨다.Reference numeral 9 denotes a hot film-type heat generating resistance installed in the detection holder 6 of the flowmeter main body 3 through the terminals 10A and 10B, and this heat generating resistance 9 is sensitive to temperature changes. Oxide formed of a thermosensitive material such as platinum whose resistance value changes, and formed by winding a platinum wire or depositing a platinum film in an insulating tube made of a ceramic material such as aluminum oxide (hereinafter referred to as "alumina"). It is comprised by the heating resistance element of the aperture. The heat generating resistor 9 is in a state of being heated with a temperature before and after 240 ° C, for example, by energization from a battery (not shown), and flows in the intake pipe 2 in the direction of arrow A. FIG. When cooled by intake air, the resistance value changes in accordance with the flow rate of the intake air to output a detection signal of the flow rate.
참조 번호(11)은 발열 저항(9)의 상류측에 위치하여 유량계 본체(3)의 검출홀더(6)에 설치된 온도 보상 저항을 가리키고, 이 온도 보상 저항(11)은 예를 들면 알루미나 등의 세라믹 재료로 이루어지는 절연 기판상에 스퍼터링 등의 수단을 이용하여 백금막을 착막 형성함으로써 형성되고, 백금막의 양단은 상기 검출 홀더(6)에 세워 설치된 터미널(12A, 12B)사이에 접속되어 있다.Reference numeral 11 denotes a temperature compensation resistor which is located upstream of the heat generating resistor 9 and installed in the detection holder 6 of the flowmeter main body 3, and this temperature compensation resistor 11 is, for example, alumina or the like. It is formed by depositing a platinum film on an insulating substrate made of a ceramic material by means of sputtering or the like, and both ends of the platinum film are connected between the terminals 12A and 12B provided on the detection holder 6.
참조 번호(13)은 유량계 본체(3)의 검출 홀더(6)상에 장착되는 보호 커버를 가리키고, 이 보호 커버(13)은 검출 홀더(6)상에 발열 저항(9) 및 온도 보상 저항(11)을 실장한 후에 제9도 내에 화살표로 가리키는 바와 같이 검출 홀더(6)에 피착되고, 발열 저항(9)및 온도 보상 저항(11)을 보호함과 동시에, 흡입 공기의 유통을 허용하도록 되어 있다. 또, 제8도에 있어서 발열 저항(9) 및 온도 보상 저항(11)을 명시하기 위하여, 보호 커버(13)을 검출 홀더(6)으로부터 떼어낸 상태로 도시하고 있다.Reference numeral 13 denotes a protective cover which is mounted on the detection holder 6 of the flowmeter main body 3, and this protective cover 13 shows a heat generating resistor 9 and a temperature compensation resistor (on the detection holder 6). 11) is mounted on the detection holder 6, as indicated by the arrow in FIG. 9, to protect the heat generating resistor 9 and the temperature compensation resistor 11, and to allow the intake air to flow therethrough. have. In addition, in FIG. 8, in order to specify the heat generating resistance 9 and the temperature compensation resistance 11, the protective cover 13 is shown in the state which removed from the detection holder 6. As shown in FIG.
또한, 참조 번호(14)는 유량계 본체(3)의 권선부(4)에 감겨진 권선 저항으로 이루어지는 기준 저항을 나타내고, 이 기준 저항(14)는 그 양단이 권선부(4)에 세워 설치된 터미널(15A, 15B)에 접속되고, 상기 발열 저항(9)에 직렬 접속되고, 상기 발열 저항(9)에 직렬 접속되어 있다. 여기에서, 상기 각 단자 핀(8)중, 단자 핀(8A)는 터미널(15A)에 상기 단자판을 통하여 접속되고, 단자핀(8B)는 다른 단자판을 통하여 터미널(15B,10A)에 접속되어 있다. 또한, 단자핀(8C)는 각각의 단자판을 통하여 터미널(10B, 12B)에 접속되고, 단자핀(8D)는 터미널(12A)에 또한 다른 단자판을 통하여 접속되어 있다.In addition, reference numeral 14 denotes a reference resistance consisting of a winding resistance wound around the winding portion 4 of the flowmeter main body 3, and this reference resistance 14 is a terminal provided at both ends thereof on the winding portion 4. It is connected to 15A, 15B, is connected in series with the said heat generating resistor 9, and is connected in series with the said heat generating resistor 9. Here, of the terminal pins 8, the terminal pin 8A is connected to the terminal 15A through the terminal plate, and the terminal pin 8B is connected to the terminals 15B and 10A through the other terminal plate. . The terminal pins 8C are connected to the terminals 10B and 12B through respective terminal plates, and the terminal pins 8D are connected to the terminal 12A through other terminal plates.
이와 같이 구성되는 종래 기술의 열식 공기 유량 검출 장치(1)은 자동차용 엔진 등의 흡입 공기 유량을 검출할 때, 유량계 본체(3)의 단자판(5)를 각 단자핀(8)을 통하여 회로 케이싱(7)의 커넥터부에 접속된 상태로 유량계 본체(3)의 검출 홀더(6)등을 흡기관(2)내에 접속홀(2A)를 통하여 삽입하고, 이 접속홀(2A)에 흡기관(2)의 외주측으로부터 회로 케이싱(7)을 설치함으로써, 검출 홀더(6)에 설치된 발열 저항(9) 및 온도 보상 저항(11)을 흡기관(2)의 중심부에 배치한다.The thermal air flow rate detection device 1 according to the prior art configured as described above has a circuit casing connected to the terminal plate 5 of the flowmeter main body 3 through each terminal pin 8 when detecting the intake air flow rate of an automobile engine or the like. In the state connected to the connector part of (7), the detection holder 6 etc. of the flowmeter main body 3 are inserted in the intake pipe 2 through the connection hole 2A, and the intake pipe (2A) is connected to this connection hole 2A. By providing the circuit casing 7 from the outer circumferential side of 2), the heat generating resistor 9 and the temperature compensation resistor 11 provided in the detection holder 6 are arranged in the center of the intake pipe 2.
이 경우, 발열 저항(9)를 기준 저항(14)에 직렬 접속함과 동시에, 온도 보상 저항(11)을 회로 케이싱(7)내의 유량 조정 저항에 직렬 접속함으로써, 이들 발열 저항(9), 기준 저항(14), 온도 보상 저항(11) 및 유량 조정 저항으로 브리지 회로를 구성하고, 이것들에 외부로부터 통전을 행함으로써 발열 저항(9)를 240℃ 전, 후의 온도로 발열시킨다.In this case, the heat generating resistor 9 is connected in series with the reference resistor 14, and the temperature compensation resistor 11 is connected in series with the flow regulating resistor in the circuit casing 7. The bridge circuit is constituted by the resistor 14, the temperature compensation resistor 11 and the flow rate adjustment resistor, and the heat generating resistor 9 is heated to a temperature before and after 240 DEG C by energizing them from the outside.
그리고, 상태에서 흡기관 (2)내를 엔진 본체의 연소실을 향하여 화살표(A)방향으로 흡입 공기가 유통할 때에는 이 흡입 공기의 흐름에 따라 발열 저항(9)가 냉각되어 이 발열 저항(9)의 저항치가 변화한 후, 이 발열 저항(9)에 직력 접속된 기준 저항(14)의 양단 전압에 의거하여 흡입 공기의 유량에 대응한 검출 신호를 출력 전압의 변화로서 검출한다.Then, when intake air flows in the intake pipe 2 toward the combustion chamber of the engine main body in the state, the exothermic resistance 9 is cooled in accordance with the flow of the intake air, thereby generating the exothermic resistance 9. After the resistance value is changed, a detection signal corresponding to the flow rate of the intake air is detected as a change in the output voltage based on the voltage at both ends of the reference resistor 14 directly connected to the heat generating resistor 9.
그런데, 상술한 종래 기술에서는 흡기관(2)내를 흐르는 흡입 공기의 흐름으로 발열 저항(9)가 냉각되는 것을 이용하여, 이 발열 저항(9)의 저항치 변화에 의거한 흡입 공기 유량을 검출하는 구성이기 때문에, 이 발열 저항(9)는 제8도 중의 화살표 A방향(순방향)으로 흐르는 흡입 공기 흐름에 의해 냉각됨과 동시에, 화살표 B방향(역방향)으로 흐르는 공기 흐름에 의해서도 냉각되어 버리고, 이 역방향의 공기 흐름에 의해 흡입 공기 유량을 오검출한다는 문제가 있다.By the way, in the above-described prior art, the intake air flow rate is detected based on the change in the resistance value of the exothermic resistor 9 by using the cooling of the exothermic resistor 9 by the flow of the intake air flowing in the intake pipe 2. For this reason, the heat generating resistor 9 is cooled by the intake air flow flowing in the arrow A direction (forward direction) in FIG. 8, and is also cooled by the air flow flowing in the arrow B direction (reverse direction). There is a problem that the intake air flow rate is incorrectly detected by the air flow.
즉, 다기통 실린더를 구비한 엔진 본체는 각 실린더내에서 각각 피스톤의 왕복 운동함에 따라서 각 흡기 밸브(도시되지 않음)가 열릴때마다 흡입 공기가 각 실린더 내로 향하여 화살표 A방향(순방향)으로 흡입되기 때문에, 흡기관(2)내를 흐르는 공기의 유속을 각 흡기 밸브의 개, 폐에 따라서 제5도에 예시하는 바와 같이 증감을 반복하여 맥동하게 된다.That is, the engine main body having the multi-cylinder cylinder is sucked in the direction of arrow A (forward direction) toward each cylinder as each intake valve (not shown) is opened as each piston reciprocates in each cylinder. Therefore, as illustrated in FIG. 5, the flow velocity of the air flowing in the intake pipe 2 is pulsated repeatedly as illustrated in FIG. 5 along with opening and closing of each intake valve.
특히, 엔진의 회전수가 저속 영역에서 중속 범위 등에 도달하여 흡, 배기량이 증대하게 되면, 흡기 밸브와 배기밸브(도시되지 않음)가 오버랩하고,배기의 일부가 흡기 밸브의 열림에 따라서 흡기관(2)내에 환류되는 경우가 있기 때문에, 이 때에 흡기관(2)내에서는 제5도에 도시한 시간 t1, t2 사이와 같이 유속이 부(마이너스)로 되어, 화살표 B방향(역방향)으로 흐르는 공기 흐름이 발생하고, 흡입공기 유량을 오검출하는 문제가 발생된다.In particular, when the engine speed reaches a medium speed range or the like at a low speed region, the intake and exhaust amount increase, the intake valve and the exhaust valve (not shown) overlap, and part of the exhaust pipe is opened as the intake valve opens. In this case, the air flow becomes negative (negative) and flows in the direction of the arrow B (reverse direction) as shown between the times t1 and t2 shown in FIG. This causes a problem of erroneously detecting the intake air flow rate.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 감안하여 행하여진 것으로, 본 발명은 역방향의 공기 흐름에 의해 흡입 공기 유량을 오검출하는 것을 방지할 수 있고, 유량의 검출 대밀도를 대폭적으로 향상시킬수 있도록 한 열식 공기 유량 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the present invention can prevent the false detection of the intake air flow rate due to the reverse air flow, and greatly improve the detection density of the flow rate. It is an object to provide a thermal air flow rate detection device.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 기단측이 흡기관에 접속된 유량계 본체와, 상기 흡기관 내에 위치하여 이 유량계 본체에 설치되어 상기 흡기관 내를 흐르는 공기에 의해 냉각되는 발열 저항을 구비하여 구성되는 열식 공기 유량 검출 장치에 적용된다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention includes a flow meter body having a proximal end connected to an intake pipe, and an exothermic resistance which is located in the intake pipe and installed in the flow meter body to be cooled by air flowing in the intake pipe. Applied to the thermal air flow rate detection device configured.
그리고, 청구항1의 발명이 채용하는 특징은 상기 발열 저항은 상기 유량계 본체에 접속된 절연 기판상에 형성되고, 이 절연 기판이 적어도 길이 방향으로 막상(막상膜狀)으로 연장된 발열 저항체에 의해 구성하고, 또 상기 절연 기판상에는 이 발열 저항체로부터 상기 공기의 흐름 방향으로 이간하여 형성되고, 상기 공기의 흐름 방향에 따라서 저항치가 변화하는 감온 저항체를 설치한 것이다.A feature employed in the invention of claim 1 is that the heat generating resistor is formed on an insulating substrate connected to the flowmeter main body, and the insulating substrate is constituted by a heat generating resistor that extends in a film form at least in the longitudinal direction. Further, a thermosensitive resistor is formed on the insulating substrate so as to be spaced apart from the heat generating resistor in the flow direction of the air, and the resistance value changes in accordance with the flow direction of the air.
청구항2의 발명은 상기 감온 저항체를 외부로부터의 전압 인가에 의해 발열 시키는 구성으로 한 것이다.The invention of claim 2 is configured to heat the thermosensitive resistor by application of a voltage from the outside.
청구항3의 발명은 상기 발열 저항체는 상기 절연 기판의 기단측에서 선단측으로 연장하도록 형성하고, 상기 감온 저항체는 상기 공기의 흐름 방향에 대해 이 발열 저항체보다도 하류측 또는 상류측에 위치하여 상기 절연 기판의 기단측에서 선단측으로 연장하도록 형성한 것이다.In the invention of claim 3, the heat generating resistor is formed so as to extend from the base end side of the insulated substrate to the tip side, and the thermosensitive resistor is located downstream or upstream of the heat generating resistor with respect to the air flow direction. It is formed to extend from the proximal end to the distal end side.
청구항4의 발명은 상기 절연 기판은 기단측이 상기 유량계 본체에 접속되는 고정단이 되는 선단측이 자유단으로 된 주기판부와 부기판부로 구성하고, 이 부기판부와 주기판부와의 사이에는 선단측에서 기단측으로 향하여 연장하는 슬릿을 형성함과 동시에, 상기 부기단부에는 상기 온도 보상 저항을 형성하고, 상기 주 기판부에는 기단측에서 선단측으로 연장하는 발열 저항체와, 이 발열 저항체로부터 공기의 흐름 방향에 대해 하류측 또는 상류측으로 이간하여 기단측에서 선단측으로 연장하는 감온 저항체를 형성한 것이다.The invention according to claim 4 is characterized in that the insulating substrate comprises a main board portion and a sub-board portion whose proximal end is a free end, which is a fixed end connected to the flowmeter main body, and the proximal side between the sub-board portion and the main board portion. And a slit extending toward the proximal side at the same time, the temperature compensating resistor is formed at the subsidiary end, and a heat generating resistor extending from the proximal end to the proximal side at the main substrate portion, and in the air flow direction from the heat generating resistor. The thermosensitive resistor is formed to be spaced apart from the downstream side or the upstream side and extend from the base end side to the tip end side.
청구항5의 발명은 상기 감온 저항체는 상기 유량계 본체에 설치하는 고정 저항과 병렬로 접속함으로써 흐름 방향 검출 수단을 구성하고, 이 흐름 방향 검출 수단은 상기 감온 저항체의 저항치가 고정 저항보다도 감소하였는지의 여부로 공기의 흐름 방향에 대응한 흐름 방향 검출 신호를 출력하는 구성으로 한 것이다.According to the invention of claim 5, the thermosensitive resistor is connected in parallel with a fixed resistor provided in the flowmeter main body to configure the flow direction detecting means, and the flow direction detecting means determines whether or not the resistance value of the thermosensitive resistor is lower than the fixed resistance. It is set as the structure which outputs the flow direction detection signal corresponding to the flow direction of air.
또한, 청구항6의 발명은 상기 발열 저항체를 포함하여 브리지 회로를 형성하고, 이 브리지 회로를 형성하는 상기 발열 저항체의 변화를 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에, 상기 흐름 방향 검출 수단에 의해 검출된 흐름 방향 검출 신호에 의거하여, 상기 공기의 흐름 방향이 순방향일 때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 출력하고, 역방향일 때에는 반전시켜서 출력하는 유량 신호 출력 수단을 구비한 것이다.In addition, the invention of claim 6 forms a bridge circuit including the heat generating resistor, obtains a change in the heat generating resistor forming the bridge circuit as a flow rate detection signal, and simultaneously detects the flow direction detected by the flow direction detecting means. On the basis of the detection signal, the flow rate signal output means outputs the flow rate detection signal as it is when the flow direction of the air is in the forward direction, and inverts the output direction when the flow direction is reversed.
상기 구성에 의해 청구항1의 발명은, 발열 저항체에서 공기의 흐름 방향으로 이간하여 절연 기판상에 형성되고, 공기의 흐름 방향에 따라서 저항치가 변화하는 감온 저항체를 설치하였기 때문에, 공기의 흐름 방향에 대하여 발열 저항체 보다도 감온 저항체가 하류측으로 되었을 때에 이 감온 저항체는 발열 저항체로 부터의 열 영향을 받아서 공기 흐름에 따라 직접 냉각되는 것은 아니기 때문에, 저항치가 크게 감소하는 것은 아니다. 한편, 공기의 흐름 방향에 대하여 감온 저항체가 발열 저항체보다도 상류측이 되었을 때, 이 감온 저항체는 이 때의 공기흐름에 의해 직접 냉각되기 때문에 저항치의 변화가커지고, 이 때의 저항치가 변화에 의거하여 공기의 흐름 방향을 검출할 수 있다.According to the above structure, the invention of claim 1 is provided on the insulating substrate while being separated from the heat generating resistor in the flow direction of air, and a thermosensitive resistor is formed in which the resistance value changes in accordance with the flow direction of air. When the thermosensitive resistor becomes downstream from the heat generating resistor, the thermosensitive resistor is not directly cooled by the air flow under the influence of heat from the heat generating resistor, so the resistance value does not decrease significantly. On the other hand, when the thermosensitive resistor becomes upstream from the heating resistor in the air flow direction, the thermosensitive resistor is directly cooled by the air flow at this time, so that the change in the resistance value increases, and the resistance value at this time is based on the change. The direction of air flow can be detected.
청구항2의 발명은 감온 저항체를 발열시킴으로써 공기 흐름에 의한 직접 냉각과 발열 저항체를 통한 공기 흐름에 의한 냉각과의 차이를 보다 확실하게 판별 할 수 있다.The invention of claim 2 can more reliably determine the difference between direct cooling by air flow and cooling by air flow through the heat generating resistor by generating the thermosensitive resistor.
청구항3의 발명은 단일 절연 기판상에서 기단측에서 선단측을 향하여 연장되도록 발열 저항체와 감온 저항체를 형성하였기 때문에 공기 흐름에 대한 접촉 면적을 크게할 수 있고, 저항치의 변화를 크게할 수 있음과 동시에 부품 가짓수를 삭감할 수 있다.In the invention of claim 3, since the heat generating resistor and the thermosensitive resistor are formed so as to extend from the proximal end to the proximal side on the single insulating substrate, the contact area with respect to the air flow can be increased, and the resistance value can be increased. Can reduce the number of false.
특허 청구의 범위4항의 발명은 단일 절연 기판상에 발열 저항체, 감온 저항체 및 온도 보상 저항을 형성할 수 있어서, 부품 가짓수를 삭감할 수 있다. 그리고, 온도 보상 저항이 형성되는 부기판부와, 상기 발열 저항체와 감온 저항체가 형성되는 주기판부와의 사이에 슬릿을 형성함으로써, 발열 저항체와 감온 저항체로 가열되는 주기판부에서 부기판부로 열이 달아나는 것을 방지할 수 있어서, 주기판부를 조기에 온도를 상승시킬수 있다.The invention of claim 4 can form a heat generating resistor, a thermosensitive resistor and a temperature compensation resistor on a single insulating substrate, thereby reducing the number of component parts. Then, by forming a slit between the sub-board portion where the temperature compensation resistor is formed and the main substrate portion where the heat generating resistor and the thermosensitive resistor are formed, heat is transferred from the main board portion heated by the heat generating resistor and the thermosensitive resistor to the sub-board portion. It can prevent that, and can raise a temperature early in a main board part.
청구항5의 발명은 상기 감온 저항체와 고정 저항을 병렬로 접속하여 흐름 방향 검출 수단을 구성하였기 때문에, 고정 저항보다도 감온 저항체의 저항치가 큰 경우에는 예를 들면, 순방향의 공기 흐름이라고 판정할 수 있고, 작아진 경우 에는 역방향의 공기 흐름으로 판정할 수 있다.In the invention of claim 5, since the flow direction detecting means is formed by connecting the thermosensitive resistor and the fixed resistor in parallel, when the resistance value of the thermosensitive resistor is larger than the fixed resistor, for example, it can be determined that the air flow in the forward direction. If it is small, it can be determined by the reverse air flow.
또한, 청구항6의 발명은 발열 저항체를 포함하여 브리지 회로를 형성하고, 이 브리지 회로 중의 발열 저항체의 저항치 변화를 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에, 감온 저항체의 저항치를 고정 저항의 저항치와 비교하는 흐름 방향 검출 수단에 의해 공기의 흐름 방향을 검출하고, 공기의 흐름 방향이 순방향일 때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 정(+)의 전압 신호로서 출력할 수 있고, 역방향일 때에는 반전시켜서 부(-)의 전압 신호로서 출력할 수 있다.Further, the invention of claim 6 forms a bridge circuit including a heat generating resistor, obtains a change in the resistance value of the heat generating resistor in the bridge circuit as a flow detection signal, and compares the resistance value of the thermosensitive resistor with the resistance of the fixed resistor. The detection means detects the flow direction of the air, and when the flow direction of the air is the forward direction, the flow rate detection signal can be output as it is as a positive voltage signal. It can output as a signal.
이하, 본 발명의 실시예를 제1도 내지 제7도에 의거하여 설명한다. 또, 실시예에서는 상술한 종래 기술과 동일한 구성 요소에 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. In addition, in the Example, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the prior art mentioned above, and the description is abbreviate | omitted.
우선, 제1도 내지 제5도에 본 발명에 의한 제1실시예를 도시한 것이다.First, Figs. 1 to 5 show a first embodiment according to the present invention.
도면중에서, 참조 번호(21)은 본 실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치, 참조 번호(22)는 이 열식 공기 유량 검출 장치, 참조 번호(22)는 열식 공기 유량 검출 장치(21)의 본체부를 구성하는 유량계 본체를 가리키고, 이 유량계 본체(22)는 종래 기술에서 기술한 유량계 본체(3)과 거의 동일하게 저항치(R1)을 갖는 기준 저항(23)이 감겨지는 권선부(24)와, 이 권선부(24)의 기단측에 위치하고, 복수의 단자핀(도시되지 않음)이 일체적으로 설치된 단자부(25)와 권선부(24)의 선단측으로부터 흡기관(2)의 지름 방향으로 연장 설치된 검출 홀더(26)과, 후술하는 회로 케이싱(27)으로 대략 구성되어 있다.In the figure, reference numeral 21 denotes a thermal air flow rate detection device according to the present embodiment, reference numeral 22 denotes this thermal air flow rate detection device, and reference numeral 22 denotes a main body portion of the thermal air flow rate detection device 21. The flowmeter main body 22 constituting the flowmeter main body 22 is a winding portion 24 in which a reference resistor 23 having a resistance value R1 is wound about the same as the flowmeter main body 3 described in the prior art. Located in the base end side of the winding part 24, and extended in the radial direction of the intake pipe 2 from the terminal part 25 in which several terminal pins (not shown) were integrally installed, and the front end side of the winding part 24. It consists of the detection holder 26 and the circuit casing 27 mentioned later substantially.
그러나, 상기 유량계 본체(22)에는 검출 홀더(26)의 기단측에 후술하는 절연기판(29)를 착탈 가능하게 접속하기 위한 슬롯(도시되지 않음)이 형성되고, 이 검출 홀더(26)은 제1도 중에 도시한 바와 같이 흡기관(2)의 중심부에, 절연 기판(29)를 통하여 후술하는 발열 저항체(31)등을 위치 결정하는 구성으로 되어 있다.However, the flowmeter main body 22 is provided with a slot (not shown) for detachably connecting the insulating substrate 29 to be described later on the proximal side of the detection holder 26. As shown in FIG. 1, the heat generating resistor 31 and the like described later are positioned in the center of the intake pipe 2 via the insulating substrate 29.
또, 검출 홀더(26)에는 종래 기술에서 서술한 보호 커버(13)과 동일한 보호 커버(도시되지 않음)이 접속되도록 되어 있다.The detection holder 26 is connected to the same protective cover (not shown) as the protective cover 13 described in the prior art.
참조 번호(27)은 흡기관(2)의 접속홀(2A)를 폐쇄하도록 이 흡기관(2)의 외주측에 설치된 회로 케이싱을 가리키고, 이 회로 케이싱(27)은 종래 기술에서 서술한 회로 케이싱(7)과 거의 동일하게 형성되고, 흡기관(2)의 접속공(2A)에 끼워 맞추는 감합부(27A)를 갖고 있기는 하였으나, 이 회로 케이싱(27)은 예를 들면, 세라믹 재료등으로 이루어진 절연 기판(도시되지 않음)상에 후술하는 유량 조정 저항(35) 및 차동 증폭 회로(36)등을 실장한 상태로 이것들을 내장하게 되어 있다.Reference numeral 27 denotes a circuit casing provided on the outer circumferential side of the intake pipe 2 so as to close the connection hole 2A of the intake pipe 2, and this circuit casing 27 refers to the circuit casing described in the prior art. Although formed in substantially the same as (7) and having a fitting portion 27A fitted to the connection hole 2A of the intake pipe 2, the circuit casing 27 is made of, for example, a ceramic material. These are incorporated in a state where a flow rate adjusting resistor 35, a differential amplifier circuit 36, and the like described later are mounted on an insulated substrate (not shown).
또 참조 번호(28A, 28B)는 상기 기준 저항(23)의 권선이 접속되는 터미널이다.Reference numerals 28A and 28B are terminals to which the winding of the reference resistor 23 is connected.
참조 번호(29)는 검출 홀더(26)에 접속되는 절연 기판을 나타내고, 이 절연 기판(29)는 제2도에 도시한 바와 같이, 글래스, 알루미나, 질화 알루미늄 등의 절연 재료로 길이 치수가 15~20㎜전후, 폭 치수가 3~7㎜전후로 된 직사각형의 평판상으로 형성되어 있다. 또한, 이 절연 기판(29)는 기단측이 검출 홀더(26)의 슬롯에 착탈 가능하게 접속되는 고정단이 되고, 선단측이 자유단으로 되어 있다.Reference numeral 29 denotes an insulated substrate connected to the detection holder 26. The insulated substrate 29 is made of an insulating material such as glass, alumina, aluminum nitride, or the like as shown in FIG. It is formed in the shape of a rectangular flat plate having a width of about 3 mm to about 7 mm around -20 mm. In addition, the insulating substrate 29 is a fixed end to which the proximal end is detachably connected to the slot of the detection holder 26, and the distal end side is a free end.
참조 번호(30)은 절연 기판(29)상에 형성된 발열 저항을 구성하는 발열 저항체를 나타내고, 이 발열 저항체(30)은 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단을 이용하여 절연 기판(29)상에 백금막을 착막시킴으로써, 저항치(RH)를 갖도록 형성되고, 공기의 흐름 방향(화살표 A방향)에 대하여 상류측에 위치하여 형성되고, 이 발열 저항체(30)의 표면적(실장 면적)을 가급적 증대시켜서, 예를 들면 흡기관(2)내를 흐르는 흡입 공기와의 접촉 면적을 크게할 수 있도록 하고 있다.Reference numeral 30 denotes a heat generating resistor constituting a heat generating resistor formed on the insulating substrate 29, which generates a platinum film on the insulating substrate 29 by means of printing, printing or sputtering. The film is formed to have a resistance value RH, and is formed to be located upstream with respect to the air flow direction (arrow A direction). The surface area (mounting area) of the heat generating resistor 30 is increased as much as possible, for example. For example, the contact area with the intake air flowing in the intake pipe 2 can be increased.
또한, 상기 발열 저항체(30)은 후술하는 전류 제어용 트랜지스터(42)에 의해 전류치가 제어되고, 온도를 일정 온도(예를 들면 약240℃)로 유지되도록 발열하는 구성으로 되어 있다.In addition, the heat generating resistor 30 is configured to generate heat such that the current value is controlled by the current control transistor 42 described later, and the temperature is maintained at a constant temperature (for example, about 240 ° C.).
참조 번호(31)은 발열 저항체(30)과 동시에 절연 기판(29)상에 형성된 감온 저항체를 나타내고, 이 감온 저항체(31)은 저항치(RT)를 갖도록 상기 절연 기판(29)상에 백금 등의 감온성 재료를 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단으로 착막시킴으로써 형성되고 예를 들면, 흡기관(2)내를 화살표 A방향으로 흐르는 흡입공기의 흐름 방향 [절연 기판(29)의 폭방향]에 대해 발열 저항체(30)의 하류측에 이간하여 절연 기판(29)상에 배치되어 있다. 또한, 상기 감온 저항체(31)은 통상시에는 제3도에 도시한 바와 같이 서브 전원(VS)에서 전류가 인가되고, 발열 저항체(30)보다도 낮은 온도에서 발열하고 있기 때문에 이 감온 저항체(31)은 절연 기판(29)의 표면을 따라 흐르는 공기에 냉각됨으로써, 저항치(RT)가 크게 변화하고, 후술하는 브리지 회로(37)및 비교 회로(41)에서 공기의 흐름 방향을 감도좋게 검출할 수 있다.Reference numeral 31 denotes a thermosensitive resistor formed on the insulating substrate 29 at the same time as the heat generating resistor 30, and the thermosensitive resistor 31 is formed of platinum or the like on the insulating substrate 29 so as to have a resistance value RT. It is formed by depositing the thermosensitive material by means such as printing, printing or sputtering, for example, a heat generating resistor with respect to the flow direction of the intake air flowing in the intake pipe 2 in the direction of arrow A (width direction of the insulating substrate 29). It is arrange | positioned on the insulated substrate 29 spaced apart downstream of the 30. In addition, since the current is applied from the sub power supply VS and normally generates heat at a temperature lower than the heat generating resistor 30, as shown in FIG. The silver is cooled by the air flowing along the surface of the insulating substrate 29, whereby the resistance value RT changes significantly, and the flow direction of air can be detected sensitively by the bridge circuit 37 and the comparison circuit 41 described later. .
여기에서, 상기 감온 저항체(31)의 저항치(RT)의 공기의 유량에 변화를 제4도에 도시한 바와 같이 흡기관(2)내의 공기의 흐름이 순방향의 흐름인(화살표 A방향)인 경우에는 상기 감온 저항체(31)은 발열 저항체(30)의 하류측에 위치하고 있기 때문에, 이 감온 저항체(31)은 발열 저항체(30)에서 따뜻해진 공기에 접촉하게 되고, 감온 저항체(31)의 저항치(RT)는 완만하게 감소하고, 유속이 고속(유량이 증가)으로 되어도 후술하는 고정 저항(38)의 저항치(RB)보다도 작아지는 것은 아니다. 한편, 흡기관(2)내의 공기 흐름이 역방향(화살표B방향)으로 된 경우에는 상기 감온 저항체(31)은 발열 저항체(30)보다도 상류측에 위치하고 있기 때문에, 이 감온 저항체(31)은 발열 저항체(30)으로부터의 열의 영향을 받지 않고 직접 이 공기에 의해 냉각되어 감온 저항체(31)의 저항치(RT)는 급격히 감소하여 저항치(RB)보다도 작아진다.Here, when the flow of air in the intake pipe 2 is a forward flow (arrow A direction), as shown in FIG. 4, the change in the air flow rate of the resistance value RT of the thermosensitive resistor 31 is shown in FIG. Since the thermosensitive resistor 31 is located downstream of the heat generating resistor 30, the thermosensitive resistor 31 comes into contact with the air warmed by the heat generating resistor 30, and thus the resistance value of the thermosensitive resistor 31 RT) decreases gently, and even if the flow velocity becomes high speed (flow rate increase), it does not become smaller than the resistance value RB of the fixed resistor 38 mentioned later. On the other hand, when the air flow in the intake pipe 2 is reversed (arrow B direction), since the thermosensitive resistor 31 is located upstream of the heating resistor 30, the thermosensitive resistor 31 is a heating resistor. Directly cooled by this air without being affected by the heat from (30), the resistance value RT of the temperature-sensitive resistor 31 decreases rapidly and becomes smaller than the resistance value RB.
참조 번호(32, 32...)는 절연 기판(29)의 기판속에 위치하여 형성된 예를 들면 4개의 전극을 나타내고, 이 각 전극(32)는 절연 기판(29)의 폭방향으로 소정간격을 갖고 줄지어 설치되고, 절연 기판(29)의 기단측을 상기 검출 홀더(26)의 슬롯 내에 삽입함으로써 이 검출 홀더(26)의 각 터미널(도시되지 않음)에 접속 된다. 그리고, 이 각 전극(32)를 통하여 절연 기판(29)상에 형성된 상기 발열 저항체(30)과 감온 저항체(31)을 회로 케이싱(27)내에 설치된 각 전자 부품에 접속함으로써, 제3도에 도시한 유량 검출용 처리 회로가 구성되고 있다.Reference numerals 32, 32, ... represent four electrodes formed in the substrate of the insulating substrate 29, for example, and each of the electrodes 32 has a predetermined distance in the width direction of the insulating substrate 29. It is provided in a line, and is connected to each terminal (not shown) of this detection holder 26 by inserting the base end side of the insulated substrate 29 into the slot of the said detection holder 26. As shown in FIG. Then, the heat generating resistor 30 and the thermosensitive resistor 31 formed on the insulating substrate 29 are connected to the respective electronic components provided in the circuit casing 27 through the electrodes 32, as shown in FIG. 3. A processing circuit for detecting a flow rate is configured.
다음에, 제3도는 본 실시예에 의한 유량 검출용의 처리 회로를 도시한 것이다.Next, FIG. 3 shows a processing circuit for detecting the flow rate according to the present embodiment.
제3도에 있어서, 참조 번호(33)은 유량 검출 신호를 출력하는 한쪽의 브리지 회로를 도시하고, 이 브리지 회로(33)은 발열 저항체(30), 온도 보상 저항(34), 기준 저항(23) 및 저항치(R2)를 갖는 유량 조정 저항(35)로 이루어지고, 각각 대항하는 변의 저항치의 곱이 같아지는 브리지로서 구성되고, 발열 저항체(30)과 온도 보상 저항(34)와의 접속점(a)는 후술하는 전류 제어용 트랜지스터(42)의 에미터 측에 접속되고, 기준 저항(23)과 유량 조정 저항(35)와의 접속점(B)는 어스에 접속되어 있다.In Fig. 3, reference numeral 33 denotes one bridge circuit for outputting a flow detection signal, which is a heat generating resistor 30, a temperature compensating resistor 34, and a reference resistor 23. And a flow rate regulating resistor 35 having a resistance value R2, each of which is formed as a bridge in which the product of the resistance values of the opposing sides is the same, and the connection point a between the heat generating resistor 30 and the temperature compensation resistor 34 is It is connected to the emitter side of the current control transistor 42 to be described later, and the connection point B between the reference resistor 23 and the flow regulating resistor 35 is connected to earth.
한편, 상기 브리지 회로(33)에 있어서는 발열 저항체(30)과 기준 저항(23), 온도 보상 저항(34)와 유량 조정 저항(35)는 각각 직렬 접속되고, 각각의 접속점(c, d)는 차동 증폭회로(36)의 입력 단자에 접속됨과 동시에, 접속점(c)는 후술하는 반전 회로(43)과 선택 회로(44)에 접속되어 있다.On the other hand, in the bridge circuit 33, the heat generating resistor 30, the reference resistor 23, the temperature compensating resistor 34, and the flow regulating resistor 35 are each connected in series, and the respective connection points c and d are While being connected to the input terminal of the differential amplifier circuit 36, the connection point c is connected to the inverting circuit 43 and the selection circuit 44 which will be described later.
여기에서, 상기 온도 보상 저항(34)는 발열 저항체(30)의 근방에 위치하여 검출 홀더(26)에 설치되고 또 이 온도 보상 저항(34)는 흡입 공기의 흐름에 의한 영향을 받지 않고, 흡입 공기의 온도에 의해서만 저항치(RK)가 변화한다.Here, the temperature compensation resistor 34 is located in the detection holder 26 in the vicinity of the heat generating resistor 30 and the temperature compensation resistor 34 is not affected by the flow of intake air, The resistance value RK changes only by the temperature of the air.
이와 같이 구성되는 브리지 회로(33)는 이 브리지 회로(33)이 평형 상태에 있을 때에는 차동 증폭 회로(36)으로부터의 출력은 영(0)이 됨과 동시에, 접속점(c)에서는 평형 상태에 있을 때의 기준 저항(23)의 양단 전압이 반전 회로(43)과 선택 회로(44)에 출력된다. 한편, 브리지 회로(33)의 평형이 흐트러졌을 때 즉, 흡입 공기에 의해 발열 저항체(30)이 냉각되었을 때에는 이 발열 저항체(30)의 저항치(RH)가 작아져 있기 때문에, 차동 증폭 회로(36)에서는 전류 제어용 트랜지스터(42)의 베이스에 전류 제어 전압이 출력된다. 이에 따라, 전류 제어용 트랜지스터(42)는 브리지 회로(33)에 인가하는 전류를 제어하여 냉각된 발열 저항체(30)을 일정 온도로 하여 이 브리지 회로(33)을 평형 상태로 되돌린다. 이 때, 브리지 회로(33)의 접속점(c)으로부터 출력되는 증폭된 전류치는 기준 저항(23)의 양단 전압으로서 검출되고, 이 전압을 반전 회로(43)과 선택 회로(44)로 출력한다.The bridge circuit 33 configured as described above has the output from the differential amplifier circuit 36 being zero when the bridge circuit 33 is in equilibrium and at equilibrium at the connection point c. The voltage at both ends of the reference resistor 23 is output to the inversion circuit 43 and the selection circuit 44. On the other hand, when the balance of the bridge circuit 33 is disturbed, that is, when the heat generating resistor 30 is cooled by intake air, the resistance value RH of the heat generating resistor 30 decreases, so that the differential amplifier circuit 36 ), A current control voltage is output to the base of the current control transistor 42. As a result, the current control transistor 42 controls the current applied to the bridge circuit 33 to bring the cooled heating resistor 30 to a constant temperature to return the bridge circuit 33 to the equilibrium state. At this time, the amplified current value output from the connection point c of the bridge circuit 33 is detected as the voltage at both ends of the reference resistor 23, and is output to the inverting circuit 43 and the selection circuit 44.
참조 번호(37)은 후술하는 비교 회로(41)과 함께 흡입 공기의 흐름 방향 검출 수단을 구성하는 다른쪽 브리지 회로를 나타내고, 이 브리지 회로(37)은 감온 저항체(31), 고정 저항(38)과 조정 저항(39, 40)으로 구성되고, 감온 저항체(31)과 고정 저항(38)과의 접속점(e)는 서브 전원(VS)(예를 들면 3V)에 접속되고, 조정 저항(39, 40) 의 접속점(F)는 어스에 접속되어 있다.Reference numeral 37 denotes the other bridge circuit constituting the flow direction detection means of the intake air together with the comparison circuit 41 described later. The bridge circuit 37 includes a thermosensitive resistor 31 and a fixed resistor 38. And the regulating resistors 39 and 40, and the connection point e between the thermosensitive resistor 31 and the fixed resistor 38 is connected to the sub power supply VS (for example, 3V), and the regulating resistor 39, The connection point F of 40 is connected to earth.
여기에서, 상기 브리지 회로(37)에 있어서는 감온 저항체(31)과 조정 저항(39), 고정 저항(38)과 조정 저항(40)은 각각 직렬 접속되고, 각각의 접속점(g,h)는 비교 회로(41)의 입력 단자에 접속되어 있기 때문에 감온 저항체(31)과 고정저항(38)과는 병렬 접속되어 있다. 그리고, 상기 비교 회로(41)는 감온 저항체(31)의 저항치(RT)와 고정 저항(38)의 저항치(RB)를 비교하여 RT≥RB인 경우에는 제5도에 도시한 소정 전압치(V0)로 되는 흐름 방향을 나타내는 신호(이하, 흐름 방향 검출 신호라고 한다)를 선택 회로(44)로 출력하고, RT〈RB 인 경우에는 전압치가 실질적으로 영(0)이 되는 흐름 방향 검출 신호를 선택 회로(44)에 출력한다.Here, in the bridge circuit 37, the thermosensitive resistor 31 and the regulating resistor 39, the fixed resistor 38 and the regulating resistor 40 are connected in series, and the respective connection points g and h are compared. Since it is connected to the input terminal of the circuit 41, the thermosensitive resistor 31 and the fixed resistor 38 are connected in parallel. In addition, the comparison circuit 41 compares the resistance value RT of the thermosensitive resistor 31 with the resistance value RB of the fixed resistor 38, and when RT≥RB, the predetermined voltage value V0 shown in FIG. Outputs a signal indicating a flow direction (hereinafter referred to as a flow direction detection signal) to the selection circuit 44, and selects a flow direction detection signal having a voltage value of substantially zero when RT < RB. Output to the circuit 44.
여기에서, 제5도에 도시한 흡입 공기의 유속과 흐름 방향 검출 신호의 관계로부터 상기 브리지 회로(37)의 검출 동작을 설명하면, 흡입 공기의 흐름의 방향이 A방향(순방향)일 때에는 감온 저항체(31)은 발열 저항체(30)의 열을 받아서 간접적으로 냉각되기 때문에, 상술한 바와 같이 유속의 크기에 관계없이 저항치는 RT≥RB 가 되고, 비교 회로(41)로부터 출력되는 흐름 방향 검출 신호는 소정 전압치(V0)로 된다. 한편, 공기의 흐름 방향이 A방향에서 B방향(역방향)으로 변했을 때에는 감온 저항체(31)은 발열 저항체(30)의 열을 받지 않고 직접적으로 공기에 의해 냉각되기 때문에 저항치는 급격하게 감소하여 RT〈 RB로 되고, 흐름 방향 검출 신호는 전압치가 실질적으로 영(0)이 된다.Here, the detection operation of the bridge circuit 37 from the relationship between the flow rate of the intake air and the flow direction detection signal shown in FIG. 5 will be explained. When the direction of the intake air flow is in the A direction (forward direction), the thermosensitive resistor Since 31 is cooled indirectly by receiving heat from the heat generating resistor 30, as described above, the resistance value becomes RT≥RB regardless of the magnitude of the flow rate, and the flow direction detection signal output from the comparing circuit 41 is It becomes the predetermined voltage value V0. On the other hand, when the flow direction of air changes from the A direction to the B direction (reverse direction), since the temperature-sensitive resistor 31 is directly cooled by air without receiving heat from the heat generating resistor 30, the resistance value is drastically reduced to RT < RB, and the flow direction detection signal has a voltage value of substantially zero.
참조 번호(42)는 전류 제어용 트랜지스터를 나타내고, 이 전류 제어용 트랜지스터(42)는 켈렉터측이 배터리 전압(VB)에 접속되고, 베이스측이 상기 차동 증폭 회로(36)으로부터의 출력측에 접속되고, 에미터측이 브리지 회로(37)의 접속점(a)에 접속되어 있다. 그리고, 이 전류 제어용 트랜지스터(42)는 상기 차동 증폭회로(36)으로부터의 출력(전류제어 전압)에서 베이스 전류가 변화함에 따라서 에미터 전류를 제어한다. 이에 따라, 전류 제어용 트랜지스터(42)는 브리지 회로(37)에 인가되는 전류치를 제어하여 발열 저항체(30)의 온도를 일정 온도로 유지하는 피드백 제어를 행하고 있다.Reference numeral 42 denotes a current control transistor, which has a collector side connected to the battery voltage VB, a base side connected to an output side from the differential amplifier circuit 36, The emitter side is connected to the connection point a of the bridge circuit 37. The current control transistor 42 controls the emitter current as the base current changes in the output (current control voltage) from the differential amplifier circuit 36. As a result, the current control transistor 42 controls the current value applied to the bridge circuit 37 to perform feedback control to maintain the temperature of the heat generating resistor 30 at a constant temperature.
참조 번호(43)은 브리지 회로(33)의 접속점(c)와 선택회로(44)와의 사이에 접속된 반전 회로를 나타내고, 이 반전 회로(43)은 브리지 회로(33)으로부터의 유량 검출 신호를 반전시켜서 선택 회로(44)에 출력하도록 되어 있다.Reference numeral 43 denotes an inversion circuit connected between the connection point c of the bridge circuit 33 and the selection circuit 44, and the inversion circuit 43 receives the flow rate detection signal from the bridge circuit 33. It is inverted and output to the selection circuit 44.
참조 번호(44)는 반전 회로(43)과 함께 유량 신호 출력 수단을 구성하는 선택 회로를 나타내고, 이 선택 회로(44)는 비교 회로(41)을 통하여 출력되는 브리지 회로(37)로부터의 흐름 방향 검출 신호(제5도 참조)에 의거하여 예를 들면, 순방향인 경우에는 브리지 회로(33)으로부터의 유량 검출 신호를 출력 신호(Vout)로서 출력 단자(45)로부터 도시 되지 않은 콘트롤 유닛으로 출력하고, 역방향인 경우에는 반전 회로(43)으로부터의 부(마이너스)의 신호를 출력 단자(45)로부터 콘트롤 유닛에 출력하도록 되어 있다.Reference numeral 44 denotes a selection circuit constituting the flow signal output means together with the inverting circuit 43, and the selection circuit 44 flows from the bridge circuit 37 output through the comparison circuit 41. On the basis of the detection signal (see FIG. 5), for example, in the forward direction, the flow rate detection signal from the bridge circuit 33 is output as an output signal Vout from the output terminal 45 to a control unit (not shown). In the reverse direction, a negative signal from the inversion circuit 43 is output from the output terminal 45 to the control unit.
본 실시예에 의한 열식 공기 유량 검출 장치(21)은 상술한 바와 같은 구성을 갖는 것으로, 다음에 흡입 공기의 유량 검출 동작에 대하여 설명한다.The thermal air flow rate detection device 21 according to the present embodiment has the configuration as described above. Next, the flow rate detection operation of the intake air will be described.
여기에서, 흡입 공기의 흐름이 화살표 A방향(순방향)인 경우에는 절연 기판(29)상의 발열 저항체(30)의 하류측에 위치한 감온 저항체(31)이 이 발열 저항체(30)을 통하여 냉각된다. 이 결과, 비교 회로(41)로 부터는 전압치(V0)로 되는 순방향의 흐름 방향 검출 신호가 출력된다.Here, when the intake air flow is in the arrow A direction (forward direction), the thermosensitive resistor 31 located downstream of the heat generating resistor 30 on the insulating substrate 29 is cooled through the heat generating resistor 30. As a result, the forward flow direction detection signal which becomes the voltage value V0 is output from the comparison circuit 41.
또한, 흡입 공기의 흐름에 의해 발열 저항체(30)이 냉각되고, 이 냉각에 의해 발열 저항체(30)의 저항치(RH)가 감소하지만, 차동 증폭 회로(36)과 전류 제어용 트랜지스터(42)에 의해 이 발열 저항체(30)을 일정 온도로 하기 위하여 해당 브리지 회로(33)에 인가되는 전류치를 증가시켜서, 이 증가한 전류치를 기준 저항(23)에서 그 양단 전압으로서 검출한다. 이 결과, 이 브리지 회로(33)으로부터는 반전 회로(43)과 선택회로(44)에 정(+)의 유량 검출 신호가 출력된다. 또, 상기 반전 회로(43)에 입력된 정의 유량 검출 신호는 반전된 부의 유량 검출 신호로서 선택 회로(44)에 출력된다.In addition, the heat generating resistor 30 is cooled by the flow of intake air, and the resistance value RH of the heat generating resistor 30 is reduced by this cooling, but the differential amplifier circuit 36 and the current control transistor 42 In order to make this heat generating resistor 30 constant temperature, the electric current value applied to the said bridge circuit 33 is increased, and this increased electric current value is detected as the voltage of the both ends by the reference resistor 23. As shown in FIG. As a result, the positive flow detection signal is output from the bridge circuit 33 to the inversion circuit 43 and the selection circuit 44. The positive flow rate detection signal input to the inversion circuit 43 is output to the selection circuit 44 as an inverted negative flow rate detection signal.
그리고, 선택 회로(44)는 비교 회로(41)로부터의 흐름 방향 검출 신호에 의거하여 브리지 회로(33)으로부터 입력된 정(+)의 유량 검출 신호와 반전 회로(43)으로부터의 입력된 부(-)의 유량 검출 신호와의 선택을 행하고 이 경우에는 흐름 방향 검출 신호가 순방향이기 때문에 정의 유량 검출 신호를 선택하여 출력 단자(45)로부터 콘트롤 유닛으로 향하여 정(+)의 유량 검출 신호를 출력 신호(Vout)로서 출력한다.The selection circuit 44 is a positive flow rate detection signal input from the bridge circuit 33 and the input portion from the inversion circuit 43 based on the flow direction detection signal from the comparison circuit 41. Select the positive flow detection signal and output a positive flow detection signal from the output terminal 45 to the control unit because the flow direction detection signal is forward. Output as (Vout).
또, 차동 증폭 회로(36)으로부터 출력된 신호에 의거하여 전류 제어용 트랜시스터(42)의 베이스 전류는 제어되고 있기 때문에, 발열 저항체(30)을 일정 온도로 하기 위한 피드백 제어를 행하고 있다.Moreover, since the base current of the current control transceiver 42 is controlled based on the signal output from the differential amplifier circuit 36, the feedback control for setting the heat generating resistor 30 to a constant temperature is performed.
한편, 공기의 흐름이 화살표 B방향(역방향)인 경우에는 절연 기판(29)상의 발열 저항체(30)의 상류측에 위치한 감온 저항체(31)이 이 공기의 흐름에 의해 직접 냉각되고, 감온 저항체(31)의 저항치(RT)를 급격히 감소시킨다. 이 결과, 비교 회로(41)로부터는 전압치가 영(0)이되는 역방향의 흐름 방향 검출 신호가 출력된다.On the other hand, in the case where the flow of air is the arrow B direction (reverse direction), the thermosensitive resistor 31 located upstream of the heat generating resistor 30 on the insulating substrate 29 is directly cooled by the flow of air and the thermosensitive resistor ( The resistance RT of 31) is drastically reduced. As a result, the flow direction detection signal of the reverse direction from which the voltage value becomes zero is output from the comparison circuit 41.
그리고, 상술한 바와 같이 흡입 공기의 흐름에 따라 발열 저항체(30)은 냉각 되고 있기 때문에 발열 저항체(30)의 저항치(RH)는 작아져서, 브리지 회로(33)의 평형이 흐트러진다. 이 결과, 이 브리지 회로(33)에서는 정(+)의 유량 검출 신호가 선택 회로(44)에 출력됨과 동시에, 반전 회로(43)을 통하여 부(-)의 유량 검출 신호도 선택 회로(44)에 출력되고, 이 선택 회로(44)는 비교 회로(41)로부터의 역방향의 흐름 방향 검출 신호에 의거하여 부(-)의 유량 검출 신호를 선택하고 , 부(-)의 유량 검출 신호를 출력 신호(Vout)로서 출력 단자(45)로부터 콘트롤 유닛에 출력한다.As described above, since the heat generating resistor 30 is cooled by the flow of intake air, the resistance value RH of the heat generating resistor 30 becomes small, and the balance of the bridge circuit 33 is disturbed. As a result, in the bridge circuit 33, a positive flow detection signal is output to the selection circuit 44, and a negative flow detection signal is also selected through the inversion circuit 43. The selector 44 selects a negative flow rate detection signal based on a reverse flow direction detection signal from the comparison circuit 41, and outputs a negative flow rate detection signal to the output signal. Output to the control unit from the output terminal 45 as (Vout).
이렇게 하여, 콘트롤 유닛은 이 출력 신호(Vout)에 의거하여 정확한 흡입 공기의 유량을 검출할 수 있고, 정확한 공연비 제어를 행하여 엔진 성능을 향상 시킬 수 있다.In this way, the control unit can detect the correct flow rate of the intake air based on this output signal Vout, and can perform the accurate air-fuel ratio control to improve the engine performance.
여기에서, 본 실시예에 의한 열식 유량 검출 장치(21)에 있어서는 절연 기판(29)상에 발열 저항체(30)을 형성함과 동시에, 이 발열 저항체(30)의 하류측에 감온 저항체(31)을 형성하도록 하였기 때문에, 이 감온 저항체(31)에 의해 공기의 흐름 방향을 검출할 수 있고, 발열 저항체(30)의 저항치의 변화로부터 흡입 공기의 유량을 검출 할 수 있다. 이에따라, 흡입 공기의 유량을 검출함과 동시에 그 방향도 정확히 검출 할 수 있다.Here, in the thermal flow rate detection apparatus 21 according to the present embodiment, the heat generating resistor 30 is formed on the insulating substrate 29 and the thermosensitive resistor 31 is downstream of the heat generating resistor 30. Since the thermosensitive resistor 31 can detect the flow direction of air, the flow rate of the intake air can be detected from the change in the resistance value of the heat generating resistor 30. As a result, the flow rate of the intake air can be detected and the direction thereof can be accurately detected.
또한, 절연 기판(29)상에 발열 저항체(30)과 감온 저항체(31)을 기단측에서 선단측을 향하여 연장하도록 착막 형성하였기 때문에 한정된 표면 스페이스를 유효하게 이용하여 발열 저항체(30)및 감온 저항체(31)을 콤팩트하게 형성 할 수 있어서, 발열 저항체(30)의 표면적(실장 면적)을 가능한 한 크게 할 수 있다. 그리고 , 흡기관(2)내의 공기 흐름에 대한 발열 저항체(30) 및 감온 저항체(31)의 접촉 면적을 크게할 수 있고, 이들 저항치(RH, RT)를 공기 흐름에 민감하게 반응하여 변화시킬 수 있음과 아울러, 단일한 절연 기판(29)에 복수의 저항체(30, 31)을 형성하였기 때문에 부품 가짓수의 삭감을 꾀할 수 있다.In addition, since the heat generating resistor 30 and the thermosensitive resistor 31 are formed on the insulating substrate 29 so as to extend from the proximal end toward the distal end side, the heat generating resistor 30 and the thermosensitive resistor are effectively utilized by using a limited surface space. 31 can be formed compactly, and the surface area (mounting area) of the heat generating resistor 30 can be made as large as possible. In addition, the contact area of the heat generating resistor 30 and the thermosensitive resistor 31 with respect to the air flow in the intake pipe 2 can be increased, and these resistance values RH and RT can be sensitively changed to the air flow to be changed. In addition, since a plurality of resistors 30 and 31 are formed on a single insulating substrate 29, the number of component parts can be reduced.
또한, 본 실시예에 있어서는 발열 저항체(30)과 감온 저항체(31)과의 위치 관계에 따라서, 발열 저항체(30)의 열 영향을 받는지의 여부로 공기의 흐름 방향을 검출할 수 있어서 정확한 유량을 검출 할 수 있다.In the present embodiment, the flow direction of the air can be detected depending on the positional relationship between the heat generating resistor 30 and the thermosensitive resistor 31 to determine whether the air flow direction is affected, so that an accurate flow rate can be obtained. Can be detected.
또한, 흐름 방향 검출 수단을 감온 저항체(31)의 저항치(RT)와 고정 저항(38)의 저항치(RB)를 비교하는 브리지 회로(37)및 비교 회로(41)에 의해 구성하였기 때문에 공기의 흐름 방향을 보다 정확하게 검출할 수 있다.In addition, since the flow direction detecting means is constituted by the bridge circuit 37 and the comparison circuit 41 for comparing the resistance RT of the thermosensitive resistor 31 with the resistance RB of the fixed resistor 38, the flow of air The direction can be detected more accurately.
따라서, 본 실시예에 의하면, 흡기관(2)내를 흐르는 흡입 공기의 유량을 발열 저항체(30)의 저항치(RH)에 의거하여 확실하게 검출할 수 있음과 동시에, 감온 저항체(31)의 저항치(RT)의 변화에 의거하여 공기의 흐름 방향을 확실하게 검출할 수 있고, 엔진의 증속 영역 등에서 흡기관(2)내로 배기가 환류하여 역류가 발생되는 때라도 흡입 공기의 유량을 고정밀도로 검출할 수 있다.Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reliably detect the flow rate of the intake air flowing in the intake pipe 2 based on the resistance value RH of the heat generating resistor 30 and at the same time, the resistance value of the thermosensitive resistor 31. The flow direction of the air can be reliably detected based on the change of the RT, and the flow rate of the intake air can be detected with high accuracy even when the exhaust flows back to the intake pipe 2 in the speed increase region of the engine or the like and a backflow occurs. have.
다음에, 제6도 및 제7도에 본 발명에 의한 제2실시예를 도시한 것으로, 본 실시예의 특징은 단일 절연 기판상에 발열 저항체, 감온 저항체 및 온도 보상 저항을 착막 형성한 것이다. 또, 상술한 제1실시예와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.Next, Fig. 6 and Fig. 7 show a second embodiment according to the present invention, in which the heat generating resistor, the thermosensitive resistor and the temperature compensation resistor are formed on a single insulating substrate. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment mentioned above, and the description is abbreviate | omitted.
도면 중, 참조 번호(51)은 본 실시예에 의한 절연 기판을 가리키고, 이 절연기판(51)은 글래스, 알루미나, 질화 알루미늄 등의 절연 재료에 의해 직사각형의 평판상으로 형성되고 기단측이 검출 홀더(26)에 접속되는 고정단으로 되고, 선단측이 자유단으로 된 주기판부(51A)와 부기판부(51B)로 이루어지고, 이 기판부(51A, 51B)의 사이에는 선단측에서 기단측으로 향하여 연장하는 슬릿(52)가 형성되어 있다. 또, 상기 부기판부(51B)는 흡입 공기의 순방향(화살표 A방향)의 흐름에 대하여 주기판부(51B)는 흡입 공기의 순반향(화살표 A방향)의 흐름에 대하여 주기판부(51A)보다도 상류측에 위치하고, 부기판부(51B)상에는 후술하는 온도 보상 저항체(55)가 형성되어 있다.In the figure, reference numeral 51 denotes an insulating substrate according to the present embodiment, and the insulating substrate 51 is formed in a rectangular flat plate shape by an insulating material such as glass, alumina, aluminum nitride, and the proximal end of the detection holder. It consists of the main board part 51A and the sub board | substrate part 51B which become the fixed end connected to (26), and the front end side becomes the free end, and between these board | substrate parts 51A and 51B toward the base end side. An extending slit 52 is formed. In addition, the sub-substrate part 51B is upstream from the main plate part 51A with respect to the flow in the forward direction (arrow A direction) of the intake air with respect to the flow in the forward direction (arrow A direction) of the intake air. The temperature compensation resistor 55, which will be described later, is formed on the sub-board portion 51B.
참조 번호(53)은 발열 저항체를 가리키고, 이 발열 저항체(53)은 저항치(RH)를 갖도록 상기 절연 기판(51)의 주기판부(51A)상에 백금등의 감온성 재료를 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단에 의해 이 주기판부(51A)의 길이 방향으로 착막 형성되고, 상술한 발열 저항체(30)과 마찬가지로 제1실시예에서 서술한 전류 제어용 트랜지스터(42)에 의해 전류치를 제어함으로써, 일정 온도(예를 들면 약240℃)로서 발열하게 되어 있다.Reference numeral 53 denotes a heat generating resistor, and the heat generating resistor 53 prints or sputters a thermosensitive material such as platinum on the main board portion 51A of the insulating substrate 51 so as to have a resistance value RH. A film is formed in the longitudinal direction of the main substrate portion 51A by means, and similarly to the heat generating resistor 30 described above, the current value is controlled by the current control transistor 42 described in the first embodiment, so that a constant temperature (eg, For example, about 240 ° C.).
참조 번호(54)는 발열 저항체(53)의 상류측에 위치한 감온 저항체를 가리키고 , 이 감온저항체(54)는 저항치(RT)를 갖도록 상기 주기판부(51A)상에 백금등의 감온성 재료를 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단에 의해 착막 형성되어 있다.Reference numeral 54 denotes a thermosensitive resistor located upstream of the heat generating resistor 53, and the thermosensitive resistor 54 prints a thermosensitive material such as platinum on the main board portion 51A so as to have a resistance value RT. Or it forms by film-forming by means, such as sputtering.
참조 번호(55)는 온도 보상 저항으로서의 온도 보상 저항체를 가리키고, 이 온도 보상 저항체(55)는 상기 부기판부(51B)상에 형성되고, 프린트 인쇄 또는 스퍼터링 등의 수단을 이용하여 백금막을 착막시킴으로써 형성되어 있다. 그리고, 이 온도 보상 저항체(55)는 발열 저항체(53)보다도 큰 저항치(RK)를 갖고, 흡입공기의 흐름에 의한 영향은 받지 않고, 온도 변화만을 검출하도록 되어 있다.Reference numeral 55 denotes a temperature compensating resistor as a temperature compensating resistor, and the temperature compensating resistor 55 is formed on the sub-substrate portion 51B, and is formed by depositing a platinum film using means such as print printing or sputtering. It is. The temperature compensating resistor 55 has a larger resistance value RK than the heat generating resistor 53, and is not affected by the flow of intake air, and detects only the temperature change.
참조 번호(56, 56, ...)은 절연 기판(51)의 기단측에 위치하여 성형된 예를 들면, 5개의 전극을 나타내고, 이들 각 전극(56)은 절연 기판(51)의 폭 방향으로 소정 간격으로 줄지어 설치되고, 절연 기판 (51)의 기단측을 상기 검출 홀더(26)의 슬롯 내에 삽입함으로써 이 검출 홀더(26)측의 각 터미널(도시되지 않음)에 접촉 된다.Reference numerals 56, 56, ... denote five electrodes which are formed at the proximal end of the insulating substrate 51, for example, and each of these electrodes 56 is in the width direction of the insulating substrate 51. Are arranged in a line at predetermined intervals, and the terminals of the insulating substrate 51 are inserted into the slots of the detection holder 26 to contact each terminal (not shown) on the detection holder 26 side.
이와 같이, 제2실시예에 있어서의 절연 기판(51)을 상술한 제1실시예에 의한 유량계 본체(22)에 접속함으로써 상술한 제1실시예와 거의 동일한 유량 검출처리 회로(제7도 참조)가 되고, 유량을 검출하는 브리지 회로(33')및 공기의 흐름 방향을 검출하는 브리지 회로(37')를 갖는 유량 검출용의 처리 회로를 구성하고 있다.Thus, by connecting the insulating substrate 51 in the second embodiment to the flowmeter main body 22 according to the first embodiment described above, the flow rate detection processing circuit almost the same as the above-described first embodiment (see FIG. 7). And a bridge circuit 33 'for detecting the flow rate and a bridge circuit 37' for detecting the flow direction of air.
이와 같이 구성되는 본 실시예의 열식 유량 검출 장치에 있어서도 상기 제1실시예와 마찬가지로 흡입 공기의 유량 및 흐름 방향을 검출 할 수 있다.Also in the thermal flow rate detection apparatus of the present embodiment configured as described above, the flow rate and the flow direction of the intake air can be detected similarly to the first embodiment.
즉, 절연 기판(51)상의 발열 저항체(53)이 흡입 공기에 의해 냉각되고, 이 발열 저항체(53)의 저항치가 감소하여 브리지 회로(33')에서는 유량 검출 신호를 출력함과 동시에, 반전 회로(43)에서는 부(-)의 유량 검출 신호를 선택 회로(44)에 출력한다.That is, the heat generating resistor 53 on the insulating substrate 51 is cooled by intake air, and the resistance value of the heat generating resistor 53 decreases, so that the bridge circuit 33 'outputs a flow detection signal and simultaneously inverts the circuit. In (43), a negative flow rate detection signal is output to the selection circuit 44.
한편, 브리지 회로(37')는 감온 저항체(54)와 고정 저항(38)의 저항치를 비교함으로써 흡입 공기의 흐르는 방향이 순방향인지 역방향인지를 판별하고, 비교회로(41)을 통하여 이 신호를 선택 회로(44)에 출력한다. 이에 따라, 선택 회로(44)에서는 브리지 회로(37')[비교 회로(41)]로부터의 흐름 방향 검출 신호에 의거하여 정(+)또는 부(-)의 유량 검출 신호를 선택하고, 출력 신호(Vout)로서 콘트롤 유닛으로 출력한다. 이 결과, 이 콘트롤 유닛은 이와같이 흐름 방향도 검출된 흡입 공기량에 의거하여 정확한 공연비 제어를 행한다.On the other hand, the bridge circuit 37 'determines whether the direction of intake air flows in the forward or reverse direction by comparing the resistance values of the thermosensitive resistor 54 and the fixed resistor 38, and selects this signal through the comparison circuit 41. Output to the circuit 44. Accordingly, the selection circuit 44 selects a positive or negative flow rate detection signal based on the flow direction detection signal from the bridge circuit 37 '(comparing circuit 41), and outputs the output signal. Output to the control unit as (Vout). As a result, the control unit performs accurate air-fuel ratio control based on the amount of intake air detected in this way as well.
또한, 본 실시예에 있어서는 단일한 절연 기판(51)상에 발열 저항체(53), 감온 저항체(54) 및 온도 보상 저항체(55)를 착막 형성하고 있기때문에, 제1실시예보다도 부품 가짓수를 삭감할 수 있다.In the present embodiment, since the heat generating resistor 53, the thermosensitive resistor 54 and the temperature compensating resistor 55 are formed on the single insulating substrate 51, the number of components is reduced compared to the first embodiment. can do.
또한, 온도 보상 저항체(55)를 착막 형성하는 부기판부(51B)와, 발열 저항체(53)과 감온 저항체(54)를 착막 형성하는 주기판부(61A)와의 사이에 슬릿(52)를 형성함으로써, 예를 들면 발열 저항체(53)의 열이 온도 보상 저항체(55)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있어서, 이 온도 보상 저항체(55)를 정상적으로 작동시킬 수 있다.Further, by forming the slit 52 between the sub-board portion 51B for film-forming the temperature compensation resistor 55 and the main board portion 61A for film-forming the heat generating resistor 53 and the thermosensitive resistor 54, For example, the heat of the heat generating resistor 53 can be prevented from affecting the temperature compensating resistor 55, so that the temperature compensating resistor 55 can be normally operated.
또한, 상기 각 실시예에서는 감온 저항체[(31), 54]를 발열 저항체[(30), 53]의 하류측에 위치하여 형성하였지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고 감온 저항체[(31), 54]를 발열 저항체[(30), 53]의 상류측에 위치시켜 형성하여도 좋다.Incidentally, in each of the above embodiments, the thermosensitive resistors [31, 54] were formed on the downstream side of the heat generating resistors [30, 53]. However, the present invention is not limited to this. 54] may be formed on the upstream side of the heat generating resistors (30) and (53).
또한, 상기 각 실시예에서는 감온 저항체[(31). 54]를 발열시키는 것으로 서술하였지만, 본 발명은 이것에 한정하지 않고 감온 저항체[(31), 54]에는 전압이 인가되지 않은 발열 저항체[(30),53]의 발열에 의해 가열되는 절연 기판[(29),51]의 열을 이용하여 감온 저항체[(31), 54]를 발열시키게 하여도 좋다.Further, in each of the above embodiments, a thermosensitive resistor [31]. Although the present invention is described as generating heat, the present invention is not limited thereto, and the thermal insulation resistors [31, 54] are insulated substrates heated by heat generation of the heat generating resistors [30, 53] to which voltage is not applied. The thermal resistance resistors 31 and 54 may be generated using the heat of (29) and (51).
또한, 상기 각 실시예는 유량계 본체(22)의 권선부(24)에 감겨진 기준 저항(23)을 흡기관(2)내에 돌출시켜서 설치한 것으로 서술하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 예를 들면, 흡기관(2)의 외부에 설치되는 회로 케이싱(27)내에 기준 저항(23)을 유량 조정 저항(35)등과 함께 배치하는 구성으로 하여도 좋다.In addition, although each said embodiment described as having provided the reference resistance 23 wound by the winding part 24 of the flowmeter main body 22 by protruding in the intake pipe 2, this invention is not limited to this, but an example is given. For example, the reference resistor 23 may be disposed together with the flow rate adjusting resistor 35 in the circuit casing 27 provided outside the intake pipe 2.
또한, 상기 각 실시예에서는 유량 검출 신호를 출력하는 브리지 회로[(33), 33']를 발열 저항체[(30),53],온도 보상 저항(34), [온도 보상 저항체(55)], 기준 저항 (23)및 유량 조정 저항(35)로 형성하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 온도 보상 저항(34), [온도 보상 저항체(55)], 유량 조정 저항(35)로서 고정 저항을 이용하여 브리지 호로[(33), 33']를 형성하여도 좋다.In each of the above embodiments, the bridge circuits (33, 33 ') for outputting the flow rate detection signal are provided with the heat generating resistors (30, 53), the temperature compensating resistors 34, the [temperature compensating resistors 55], Although formed of the reference resistor 23 and the flow regulating resistor 35, the present invention is not limited thereto, and fixed resistances are used as the temperature compensating resistor 34, the [temperature compensating resistor 55], and the flow regulating resistor 35. The bridge arcs (33, 33 ') may be formed by using the same.
이상 상술한 바와 같이, 청구항1의 발명은 절연 기판상의 흡입 공기의 흐름 방향에 이간하여 감온 저항체를 설치하고, 이 감온 저항체를 항상 발열 시켜서 공기의 흐름 방향으로 냉각함으로써, 공기의 흐름 방향에 대하여 발열 저항체보다도 감온 저항체가 하류측으로 되었을 때에는 이 감온 저항체는 발열 저항체로부터의 열 영향을 받아서 공기 흐름에 직접 냉각되는 일 없이, 저항치가 크게 감소하지 않는다. 한편, 공기의 흐름에 대하여 감온 저항체가 발열 저항체보다도 상류측이 되었을 때에는 이 감온 저항체는 공기의 흐름에 의해 직접 냉각되어 저항치는 크게 감소하고, 이 저항치의 변화에 의거하여 공기의 흐름을 정확하게 검출할 수 있다.As described above, the invention of claim 1 provides a thermosensitive resistor that is spaced apart from the flow direction of intake air on an insulated substrate, and generates heat to the air flow direction by always heating the thermosensitive resistor and cooling it in the air flow direction. When the thermosensitive resistor becomes downstream from the resistor, the thermosensitive resistor is not significantly reduced in resistance without being directly cooled in the air flow under the influence of heat from the heat generating resistor. On the other hand, when the thermosensitive resistor becomes upstream from the heat generating resistor with respect to the flow of air, the thermosensitive resistor is directly cooled by the air flow, and the resistance value is greatly reduced, so that the air flow can be accurately detected based on the change in the resistance value. Can be.
청구항2의 발명은 상기 감온 저항체를 발열시킴으로써 이 감온 저항체는 공기의 흐름에 의한 직접 냉각과 발열 저항체를 통한 공기 흐름에 의한 냉각을 구별하여, 공기의 흐름 방향을 보다 정확하게 검출할 수 있다.According to the invention of claim 2, the thermosensitive resistor generates heat by distinguishing direct cooling by the flow of air from cooling by the air flow through the heat generating resistor, so that the air flow direction can be detected more accurately.
청구항3의 발명은 절연 기판에 형성된 발열 저항체와 감온 저항체와는 기단측에서 선단측으로 향하여 신장하도록 하였기 때문에, 공기의 흐름에 대한 접촉면적을 크게 할 수 있고, 저항치의 변화를 크게할 수 있으며, 검출 감도를 향상할 수 있다. 또한, 절연 기판의 표면 스페이스를 유효하게 이용하여, 발열 저항체 및 감온 저항체를 콤팩트하게 형성할 수 있다.In the invention of claim 3, since the heat generating resistor and the thermosensitive resistor formed on the insulating substrate are extended from the proximal end to the distal end, the contact area with respect to the flow of air can be increased, and the change of the resistance can be increased, and the detection can be made. Sensitivity can be improved. In addition, the heat generating resistor and the thermosensitive resistor can be formed compactly using the surface space of the insulating substrate effectively.
청구항 4의 발명은 단일 절연 기판상의 발열 저항체, 감온 저항체 및 온도보상 저항을 형성할 수 있고, 부품 가짓수를 삭감할 수 있다. 또한, 온도 보상 저항을 형성하는 부기판부와 상기 발열 저항체와 감온 저항체를 형성하는 주기판부와의 사이에 슬릿을 형성함으로써 예를 들면, 발열 저항체의 열이 온도 보상 저항의 영향을 미치는 것을 방지할 수 있고, 검출 감도를 향상할 수 있다.The invention of claim 4 can form a heat generating resistor, a thermosensitive resistor and a temperature compensation resistor on a single insulating substrate, and can reduce the number of component parts. Further, by forming a slit between the sub-board portion forming the temperature compensating resistor and the main substrate portion forming the heat generating resistor and the thermosensitive resistor, for example, it is possible to prevent the heat of the heat generating resistor from affecting the temperature compensating resistor. And the detection sensitivity can be improved.
청구항5의 발명은 흐름 방향 검출 수단을 감온 저항체에 고정 저항을 병렬로 접속하여 구성하고, 감온 저항체와 고정 저항의 저항치를 비교함으로써 흐름방향을 판정하도록 하였기 때문에, 감온 저항체가 고정 저항의 저항치보다도 클때에는 예를 들면, 순방향의 공기 흐름으로 판정할수 있고, 적어졌을 때에는 역방향의 공기 흐름이라고 판정할 수 있다.In the invention of claim 5, the flow direction detecting means is configured by connecting a fixed resistor in parallel to the thermosensitive resistor, and the flow direction is determined by comparing the resistance values of the thermosensitive resistor and the fixed resistor, so that the thermosensitive resistor is larger than the resistance of the fixed resistor. In this case, for example, it can be determined that the air flow in the forward direction, and when less, it can be determined that the air flow in the reverse direction.
또한, 청구항6의 발명은 발열 저항체를 포함하여 브리지 회로를 형성하고, 이 브리지 회로중의 발열 저항체의 저항치 변화를 유량 검출 신호로서 얻음과 동시에 상기 감온 저항체와 고정 저항치를 비교함으로써 공기의 흐름 방향을 검출하고, 이 흡입 공기의 흐름 방향이 순방향일 때에는 상기 유량 검출 신호를 그대로 정(+)의 전압 신호로서 출력할 수 있고, 역방향일 때에는 반전시켜서 부(-)의 전압 신호로서 출력할 수 있다. 그리고, 흡입 공기의 방향과 유량을 검출하여 공연비 등의 제어를 정확하게 행할 수 있다.In addition, the invention of claim 6 forms a bridge circuit including a heat generating resistor, obtains a change in the resistance value of the heat generating resistor in the bridge circuit as a flow rate detection signal, and compares the temperature sensitive resistor with the fixed resistance to adjust the flow direction of air. When the flow direction of the intake air is detected, the flow rate detection signal can be output as a positive voltage signal as it is, and in the reverse direction, it can be inverted and output as a negative voltage signal. Then, the direction and the flow rate of the intake air can be detected to accurately control the air-fuel ratio and the like.
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