(57)【要約】【課題】温度補償機能を有するセンサを用いることで制御ユニットの構成を単純化した上で、吸気温を検出するための専用の吸気温センサを不要として部品点数の減少および配線の単純化を図り、組立工数およびコストの低減を可能とする。【解決手段】吸気系構成部材内に形成される吸気通路にケースの少なくとも一部を露出させて付設されるセンサ２０の半導体チップに、温度補正済みの物理量を電気信号として取り出すリード端子ならびに温度検出素子３１で得られる温度を電気信号として取り出すリード端子が接続され、それらのリード端子が、温度補正済みの物理量および吸気温を制御ユニットＣに入力すべくケースから外部に引き出される。【選択図】        図６
2007016600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）の運転状態に応じて変化する吸気温以外の物理量を検出する物理量検出素子（３０）、温度検出素子（３１）、ならびに前記物理量検出素子（３０）の検出値を前記温度検出素子（３１）の検出温度に応じて補正する温度補正回路（３２）とを有する半導体チップ（２２）が合成樹脂から成るケース（２３）に収容されて成るとともにエンジン（Ｅ）の吸気系（１２）の一部を構成する吸気系構成部材（１４）に付設されるセンサ（２０）と、少なくとも前記センサ（２０）で得られる温度補正済みの前記物理量および吸気温に基づいてエンジン（Ｅ）の運転状態を制御する制御ユニット（Ｃ）とを備えるエンジン制御装置において、前記吸気系構成部材（１４）内に形成される吸気通路（１６）に前記ケース（２３）の少なくとも一部を露出させて付設される前記センサ（２０）の半導体チップ（２２）に、温度補正済みの前記物理量を電気信号として取り出すリード端子（４６）ならびに前記温度検出素子（３１）で得られる温度を電気信号として取り出すリード端子（４７）が接続され、それらのリード端子（４６，４７）が、温度補正済みの前記物理量および吸気温を前記制御ユニット（Ｃ）に入力すべく前記ケース（２３）から外部に引き出されることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記センサが、前記物理量である吸気圧を検出する吸気圧センサ（２０）であることを特徴とする請求項１記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記センサ（２０）とは異なる物理量を検出するとともにセンサ（２０）が備える前記温度検出素子（３１）の検出値を温度補正に用いるようにして前記温度検出素子（３１）を不要とした他のセンサ（２１′）を備えることを特徴とする請求項１または２記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御装置に関し、特に、エンジンの運転状態に応じて変化する吸気温以外の物理量を検出する物理量検出素子、温度検出素子、ならびに前記物理量検出素子の検出値を前記温度検出素子の検出温度に応じて補正する温度補正回路とを有する半導体チップが合成樹脂から成るケースに収容されて成るとともにエンジンの吸気系の一部を構成する吸気系構成部材に付設されるセンサと、少なくとも前記センサで得られる温度補正済みの前記物理量および吸気温に基づいてエンジンの運転状態を制御する制御ユニットとを備えるエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの吸気系に設けられるスロットルボディに、スロットル開度センサ、吸気圧センサおよび吸気温センサが取付けられ、吸気温センサで検出される温度によって補正されるスロットル開度および吸気圧と、吸気温センサで検出される吸気温とに基づいてエンジンの運転状態を制御するようにしたものが、たとえば特許文献１で既に知られている。また吸気圧を検出する吸気圧検出素子および温度検出素子と、吸気圧検出素子で検出される吸気圧を温度検出素子で検出される温度によって補正する温度補正回路とが半導体チップに設けられるようにした吸気圧センサが、たとえば特許文献２で知られている。
【特許文献１】特開２００２−８９３４８号公報
【特許文献２】特開平１１−１９４０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記特許文献１で開示されたものでは、スロットル開度センサおよび吸気圧センサの検出値を吸気温センサで検出される温度によって補正するための補正回路が制御ユニット側に設けられる必要があり、制御ユニットの構成が複雑となる。
【０００４】
一方、特許文献２で開示されたものでは、温度による補正回路を制御ユニット側に設けることが不要であり、制御ユニットの構成を単純化することが可能であるものの、エンジン制御に用いる吸気温を検出するための吸気温センサが別途必要であり、部品点数が増えるだけでなく配線も複雑となり、組立工数およびコストの増大を招くことになる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、温度補償機能を有するセンサを用いることで制御ユニットの構成を単純化した上で、吸気温を検出するための専用の吸気温センサを不要として部品点数の減少および配線の単純化を図り、組立工数およびコストの低減を可能としたエンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、エンジンの運転状態に応じて変化する吸気温以外の物理量を検出する物理量検出素子、温度検出素子、ならびに前記物理量検出素子の検出値を前記温度検出素子の検出温度に応じて補正する温度補正回路とを有する半導体チップが合成樹脂から成るケースに収容されて成るとともにエンジンの吸気系の一部を構成する吸気系構成部材に付設されるセンサと、少なくとも前記センサで得られる温度補正済みの前記物理量および吸気温に基づいてエンジンの運転状態を制御する制御ユニットとを備えるエンジン制御装置において、前記吸気系構成部材内に形成される吸気通路に前記ケースの少なくとも一部を露出させて付設される前記センサの半導体チップに、温度補正済みの前記物理量を電気信号として取り出すリード端子ならびに前記温度検出素子で得られる温度を電気信号として取り出すリード端子が接続され、それらのリード端子が、温度補正済みの前記物理量および吸気温を前記制御ユニットに入力すべく前記ケースから外部に引き出されることを特徴とする。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記センサが、前記物理量である吸気圧を検出する吸気圧センサであることを特徴とする。
【０００８】
さらに請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に加えて、前記センサとは異なる物理量を検出するとともにセンサが備える前記温度検出素子の検出値を温度補正に用いるようにして前記温度検出素子を不要とした他のセンサを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、吸気温以外の物理量を検出するようにして吸気系構成部材に付設されるセンサの半導体チップは、物理量検出素子、温度検出素子および温度補正回路を有しており、物理量検出素子の検出値が温度検出素子の検出温度に応じて温度補正回路で補正されるものであり、しかも吸気系構成部材内の吸気通路に少なくとも一部を臨ませるケースからは、温度補正済みの物理量を電気信号として取り出すリード端子と、温度検出素子で得られる温度を電気信号として取り出すリード端子とが、制御ユニットに温度補正済みの物理量および吸気温を入力すべく引き出されるので、制御ユニット側で前記物理量の温度補正を行うための回路が不要となり、制御ユニットの構成を単純化することでき、しかも吸気温を検出するための専用の吸気温センサを不要として部品点数の減少および配線の単純化を図ることができ、組立工数およびコストを低減することができる。
【００１０】
また請求項２記載の発明によれば、吸気圧センサは、そのケースの一部分を吸気通路に臨ませて吸気系に配設されるものであり、本発明を容易に適用することができる。
【００１１】
さらに請求項３記載の発明によれば、温度検出素子を有するセンサ以外の他のセンサの半導体チップに温度検出素子を設けることを不要として、エンジン制御装置全体のコスト低減に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図６は本発明の第１実施例を示すものであり、図１はエンジン制御装置の概略構成を示す図、図２はスロットルボディの縦断側面図、図３は吸気圧センサの拡大縦断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は吸気圧センサが備える半導体チップの構成を示す回路図、図６はエンジン制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
先ず図１において、たとえば自動二輪車等の車両に搭載されるエンジンＥのシリンダヘッド１１に下流端が接続される吸気系１２は、上流端のエアクリーナ１３と、該エアクリーナ１３に接続されるスロットルボディ１４とを備えるものであり、エンジンＥの運転状態に応じて変化する吸気温ＴＡ、ならびに該吸気温ＴＡ以外の物理量である吸気圧ＰＢおよびスロットル開度ＴＨが前記スロットルボディ１４で得られる。而してエンジンＥの運転状態を制御するために、前記シリンダヘッド１１もしくは吸気系１２に取付けられる燃料噴射弁１５の作動が、少なくとも吸気温ＴＡ、吸気圧ＰＢおよびスロットル開度ＴＨに基づいて制御ユニットＣによって制御される。
【００１５】
図２において、吸気系１２の一部を構成する吸気系構成部材としてのスロットルボディ１４には、該スロットルボディ１４内に形成されている吸気通路１６を横切る弁軸１７が回動可能に支承されており、スロットルボディ１４から突出した弁軸１７の一端部には車両運転者によって回動操作されるスロットルドラム１８が固着される。また前記弁軸１７には吸気通路１６の開度を変化させるためのスロットル弁１９が固着される。
【００１６】
スロットルボディ１４には、吸気圧ＰＢを検出するための吸気圧センサ２０が付設されるとともに、スロットル開度ＴＨすなわち弁軸１７の回動角度を検出するためのスロットル開度センサ２１がスロットルドラム１８とは反対側で弁軸１７に連結されるようにして付設される。
【００１７】
図３および図４において、吸気圧センサ２０は、半導体チップ２２が合成樹脂から成るケース２３に収容されて成るものであり、ケース２３は、合成樹脂から成る第１および第２ケース半体２４，２５が相互に結合されて成る。
【００１８】
第１ケース半体２４は、横断面矩形の有底筒状部２４ａと、該有底筒状部２４ａの閉塞端外面中央部から突出するとともに先端を半球状とした突部２４ｂとを一体に有し、有底筒状部２４ａの開口端を閉じるようにして第１ケース半体２４に結合される第２ケース半体２５には、有底筒状部２４ａの外側面よりも外側方に先端を突出させる圧力導入筒部２５ａが一体に設けられる。
【００１９】
図４を併せて参照して、第１および第２ケース半体２４，２５間には受圧室２６が形成され、第２ケース半体２５の圧力導入筒部２５ａには、受圧室２６に通じる圧力導入路２７が設けられる。
【００２０】
半導体チップ２２は、受圧室２６内に収容されるものであり、第１ケース半体２４における有底筒状部２４ａの閉塞端内面に固定されるガラス基台２８上に前記半導体チップ２２が固定される。しかもガラス基台２８および半導体チップ２２は、受圧室２６内に注入、硬化されるシリコーンゲル２９で被覆される。
【００２１】
図５において、半導体チップ２２は、吸気圧を検出する吸気圧検出素子３０、温度検出素子であるサーミスタ３１、ならびに前記吸気圧検出素子３０の検出値を前記サーミスタ３１の検出温度に応じて補正する温度補正回路３２とを有するものである。
【００２２】
吸気圧検出素子３０は、前記半導体チップ２２の一部に形成されたダイヤフラム（図示せず）上に４個の拡散抵抗３３，３４，３５，３６がブリッジ回路を構成するように配線されて成るものであり、拡散抵抗３３，３５の接続点が一定電圧の電力を入力するための電源入力端子３７に接続される。また拡散抵抗３３，３４の接続点および拡散抵抗３４，３５の接続点は接地するための接地端子３８に接続される。
【００２３】
吸気圧検出素子３０における拡散抵抗３５，３６の接続点は、抵抗３９を介して増幅回路４０の反転入力端子に接続されており、この増幅回路４０の出力端子は、帰還抵抗４１を介して反転入力端子に接続されるとともに第１出力端子４２に接続される。
【００２４】
サーミスタ３１は電源入力端子３７に接続されており、温度補正回路３２にはサーミスタ３１で得られる温度が入力される。而して温度補正回路３２は、前記サーミスタ３１に接続されるとともに、吸気圧検出素子３０における拡散抵抗３６，３３の接続点、拡散抵抗３３，３４の接続点、拡散抵抗３４，３５の接続点にそれぞれ接続されるものであり、サーミスタ３１で検出された温度に応じて変化する吸気圧検出素子３０の零点をオフセットするオフセット調整ならびに吸気圧検出素子３０の温度に応じたスパン調整を行うことになり、この温度補正回路３２で補正された吸気圧が増幅回路４０で増幅されて第１出力端子４２から出力される。
【００２５】
しかも本発明に従えば、サーミスタ３１には第２出力端子４３が接続されており、サーミスタ３１で得られる温度は温度補正回路３２に入力されるとともに第２出力端子４３から出力されることになる。
【００２６】
再び図４において、半導体チップ２２の電源入力端子３７、接地端子３８、第１出力端子４２および第２出力端子４３にはボンディングワイヤを介してリード端子４４，４５，４６，４７がそれぞれ接続され、それらのリード端子４４〜４７はケース２３の第１ケース半体２４における有底筒状部２４ａの側壁を貫通して外部に引き出される。また半導体チップ２２には、５本のリード端子４８，４９，５０，５１，５２がボンディングワイヤを介してそれぞれ接続され、これらのリード端子４８〜５２も、前記リード端子４４〜４７とは反対側で有底筒状部２４ａの側壁を貫通して外部に引き出される。
【００２７】
ところで、上述の５本のリード端子４８〜５２は、吸気圧センサ２０の製造時に半導体チップ２２に出力特性を書き込むための端子であり、吸気圧センサ２０による吸気圧の検出時に電気信号を出力するものではない。
【００２８】
図３および図４で明示するように、吸気圧センサ２０のケース２３は、後部にフランジ部５３ａと、そのフランジ部５３ａよりも後方に突出するカプラ５３ｂとを一体に有して合成樹脂により横断面円形の外周面を有するように形成されるホルダ５３の先端部に一体に結合されるものであり、センサ２０のケース２３における圧力導入筒部２５ａの先端はホルダ５３の外周面から僅かに突出される。また前記各リード端子４４〜４７は、それらのリード端子４４〜４７の後部が接続端子としてカプラ５３ｂ内に配置されるようにして、ホルダ５３内で屈曲されてカプラ５３ｂ側に延設される。
【００２９】
図２に注目して、吸気通路１６での吸気流通方向５４に沿ってスロットル弁１９よりも上流側でスロットルボディ１４には、内端を吸気通路１６に開口するとともに外端をスロットルボディ１４の外周に開口する取付け孔５５が設けられており、前記吸気圧センサ２３のケース２３およびホルダ５３が、前記ケース２３の一部である突部２４ｂを吸気通路１６内に突入せしめるようにして該取付け孔５５内に挿入され、ホルダ５３のフランジ部５３ａが複数のねじ部材５６…でスロットルボディ１４の外面に取付けられる。
【００３０】
しかもホルダ５３の外周およびスロットルボディ１４間には、相互間に圧力導入筒部２５ａを挟むようにして一対の環状のシール部材５７，５８が介装される。                    
【００３１】
またスロットルボディ１４の下流端には、該スロットルボディ１４およびシリンダヘッド１１間を結ぶ吸気管５９の上流端にフランジ５９ａが結合されるのであるが、該フランジ５９ａで覆われる溝６０がその内端を吸気通路１６に開口するようにしてスロットルボディ１４の下流端に設けられ、溝６０の外端に一端が通じるととともに他端が取付け孔５５の内面に開口する通路６１がスロットルボディ１４に設けられる。而して通路６１の他端は、吸気圧センサ２０における圧力導入筒部２５ａの先端に対応する位置で取付け孔５５の内面に開口するものであり、吸気圧センサ２０の受圧室２６には、スロットル弁１９よりも下流側の吸気通路１６の圧力（負圧）が、溝６０、通路６１および圧力導入筒部２５ａの圧力導入路２７を介して導入されることになる。
【００３２】
図６において、吸気圧検出素子３０で検出される吸気圧がサーミスタ３１で検出される温度に応じて温度補正回路３２で補正された補正済みの吸気圧ＰＢが吸気圧センサ２３から制御ユニットＣに入力されるとともに、前記サーミスタ３１で得られる吸気温ＴＡが制御ユニットＣに入力される。一方、スロットル開度センサ２１は、上記吸気圧センサ２３と同様に、スロットル開度を検出するスロットル開度検出素子６４、温度検出素子であるサーミスタ６５、ならびに前記スロットル開度検出素子６４の検出値を前記サーミスタ６５の検出温度に応じて補正する温度補正回路６６とを有するものであり、スロットル開度検出素子６４で検出されるスロットル開度がサーミスタ６５で検出される温度に応じて温度補正回路６６で補正された補正済みのスロットル開度ＴＨがスロットル開度センサ２１から制御ユニットＣに入力される。
【００３３】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、エンジンＥに連なる吸気系１２の一部を構成する吸気系構成部材であるスロットルボディ１４の吸気通路１６にケース２３の少なくとも一部である突部２４ｂを露出させて吸気圧センサ２０が付設され、この吸気圧センサ２０が備える半導体チップ２２には、温度補正済みの吸気圧ＰＢを電気信号として取り出すリード端子４６と、サーミスタ３１で得られる吸気温ＴＡを電気信号として取り出すリード端子４７とが接続され、それらのリード端子４６，４７が、温度補正済みの吸気圧ＰＢおよび吸気温ＴＡを制御ユニットＣに入力すべく吸気圧センサ２０のケース２３から外部に引き出されているので、制御ユニットＣ側で吸気圧ＰＢの温度補正を行うための回路が不要となり、制御ユニットＣの構成を単純化することできる。しかも吸気温ＴＡを検出するための専用の吸気温センサを不要として部品点数の減少および配線の単純化を図ることができ、組立工数およびコストを低減することができる。
【００３４】
しかも吸気圧センサ２０は、元来そのケース２３の一部を吸気通路１６に臨ませて吸気系１２に配設されるものであるので、本発明を容易に適用することができる。
【００３５】
図７は本発明の第２実施例を示すものであり、上記第１実施例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
【００３６】
吸気圧センサ２０が備えるサーミスタ３１の検出値は、吸気温ＴＡとして制御ユニットＣに入力されるだけでなく、吸気圧センサ２０とは異なる物理量であるスロットル開度を検出するスロットル開度センサ２０′に温度補正に用いられるようにして入力される。
【００３７】
この第２実施例によれば、サーミスタ３１を有する吸気圧センサ２０以外の他のセンサであるスロットル開度センサ２１′に温度検出素子を設けることを不要とし、エンジン制御装置全体のコスト低減に寄与することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１実施例のエンジン制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】スロットルボディの縦断側面図である。
【図３】吸気圧センサの拡大縦断面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】吸気圧センサが備える半導体チップの構成を示す回路図である。
【図６】エンジン制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施例の図６に対応したブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
１２・・・吸気系
１４・・・吸気系構成部材としてのスロットルボディ
１６・・・吸気通路
２０・・・吸気圧センサ
２１′・・・他のセンサであるスロットル開度センサ
２２・・・半導体チップ
２３・・・ケース
３０・・・物理量検出素子としての吸気圧検出素子
３１・・・温度検出素子としてのサーミスタ
３２・・・温度補正回路
４６，４７・・・リード端子
Ｃ・・・制御ユニット
Ｅ・・・エンジン
【図１】
2007016600.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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