JP2846613B2 - パルス出力型熱線式空気流量計 - Google Patents
パルス出力型熱線式空気流量計Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気等で代表され
る流体の流量を白金等の熱線を用いて計測する流量計
(ホットワイヤエアフローセンサ)に関するもので、特に
その出力がパルス出力形の機能を有し、自動車用ガソリ
ンエンジンの吸気流量計測に好適な熱線式空気流量計に
関する。
る流体の流量を白金等の熱線を用いて計測する流量計
(ホットワイヤエアフローセンサ)に関するもので、特に
その出力がパルス出力形の機能を有し、自動車用ガソリ
ンエンジンの吸気流量計測に好適な熱線式空気流量計に
関する。
【０００２】
【従来の技術】パルス出力機能付熱線流量計(以下ＰＡ
ＦＳと略記)の構成は、従来から図１０に示す構成を採
ることが多かつた。すなわち、このＰＡＦＳは、空気流
などの流体中(風)に熱線を曝しながら、この熱線の抵抗
を常に一定(つまり、温度一定)になるように定温度制御
回路１を働かせることにより、流体の流量Ｑを表わす出
力電圧υ1が出力されるようにしたものであるが、この
電圧υ1は流量Ｑに対して一定の固定分を有しているの
で、まずゼロ／スパン回路２によつてこの固定分を取り
去り、さらに利得(スパン)を調整する。
ＦＳと略記)の構成は、従来から図１０に示す構成を採
ることが多かつた。すなわち、このＰＡＦＳは、空気流
などの流体中(風)に熱線を曝しながら、この熱線の抵抗
を常に一定(つまり、温度一定)になるように定温度制御
回路１を働かせることにより、流体の流量Ｑを表わす出
力電圧υ1が出力されるようにしたものであるが、この
電圧υ1は流量Ｑに対して一定の固定分を有しているの
で、まずゼロ／スパン回路２によつてこの固定分を取り
去り、さらに利得(スパン)を調整する。
【０００３】そして、このゼロ／スパン回路２の出力電
圧υ2は電圧制御発振器(Ｖol-tageＣontrolled Ｏscila
tor、以下ＶＣＯと略記)３によつて電圧υ2の値に比例
した周波数ｆをもつパルス電圧υ3に変換され、出力さ
れるようになっている。一方、これらの各部を動かすた
めに基準電圧回路４が用意され、基準電圧Ｖｓが与えら
れるようになっているものである。
圧υ2は電圧制御発振器(Ｖol-tageＣontrolled Ｏscila
tor、以下ＶＣＯと略記)３によつて電圧υ2の値に比例
した周波数ｆをもつパルス電圧υ3に変換され、出力さ
れるようになっている。一方、これらの各部を動かすた
めに基準電圧回路４が用意され、基準電圧Ｖｓが与えら
れるようになっているものである。
【０００４】次に図１１と図１２は、図１０の構成要素
１、２、３、４の具体例を示したもので、図１１の１０
０が図１０の定温度制御回路１に、２００がゼロ／スパ
ン回路２に、４００が基準電圧回路４に、図１２の回路
３００がＶＣＯ３に、それぞれ対応する。なお、これら
の回路は個別素子(あるいは一部ＩＣ)で作られることが
多く、各素子はハイブリッド基板上に取付けられること
が多い。
１、２、３、４の具体例を示したもので、図１１の１０
０が図１０の定温度制御回路１に、２００がゼロ／スパ
ン回路２に、４００が基準電圧回路４に、図１２の回路
３００がＶＣＯ３に、それぞれ対応する。なお、これら
の回路は個別素子(あるいは一部ＩＣ)で作られることが
多く、各素子はハイブリッド基板上に取付けられること
が多い。
【０００５】図１１の定温度制御回路１００は、ホット
ワイヤ(熱線)１１、コールドワイヤ(冷線)１２、オペア
ンプ５、６、トランジスタ１０、抵抗２０、コンデンサ
２２などにより構成され、ホットワイヤ１１に風が当っ
て冷却されたときでも、その温度が常に一定になるよう
に、この回路１００がホットワイヤ１１に流れる電流を
制御する動作を行う。
ワイヤ(熱線)１１、コールドワイヤ(冷線)１２、オペア
ンプ５、６、トランジスタ１０、抵抗２０、コンデンサ
２２などにより構成され、ホットワイヤ１１に風が当っ
て冷却されたときでも、その温度が常に一定になるよう
に、この回路１００がホットワイヤ１１に流れる電流を
制御する動作を行う。
【０００６】同じく図１１のゼロ／スパン回路２００
は、オペアンプ７を中心に抵抗７０〜７３、７７〜７９
等で構成され、これらの抵抗を適宜選ぶことで信号電圧
に対するゼロとスパンの補正を行う。ここで１４は、サ
ージ保護用のツェナーダイオードである。
は、オペアンプ７を中心に抵抗７０〜７３、７７〜７９
等で構成され、これらの抵抗を適宜選ぶことで信号電圧
に対するゼロとスパンの補正を行う。ここで１４は、サ
ージ保護用のツェナーダイオードである。
【０００７】図１２のＶＣＯ３００は、オペアンプ９、
２４、抵抗３２、３３等、コンデンサ３５、トランジス
タ３４で構成され、オペアンプ９、コンデンサ３５を中
心とした回路が積分器として働き、オペアンプ２４、抵
抗３３を中心とする回路は電圧比較器として働く。そし
て、入力端子３０に印加されたアナログ電圧υ2は、こ
れらの回路によつて、この電圧υ2に比例した周波数を
もつ、パルス出力電圧υ3に変換される。
２４、抵抗３２、３３等、コンデンサ３５、トランジス
タ３４で構成され、オペアンプ９、コンデンサ３５を中
心とした回路が積分器として働き、オペアンプ２４、抵
抗３３を中心とする回路は電圧比較器として働く。そし
て、入力端子３０に印加されたアナログ電圧υ2は、こ
れらの回路によつて、この電圧υ2に比例した周波数を
もつ、パルス出力電圧υ3に変換される。
【０００８】図１１に戻り、基準電圧回路４００は、オ
ペアンプ８、及び抵抗８１、８３、８４、８５等、それ
にツェナーダイオード８０、１３、ダイオード８２、コ
ンデンサ１５により構成され、これらの回路によりツェ
ナーダイオード８０の両端の定電圧が増幅され、一定電
圧Ｖｓとして各回路に供給される。ここで抵抗８４、ツ
ェナーダイオード１３、コンデンサ１５はサージ保護回
路である。
ペアンプ８、及び抵抗８１、８３、８４、８５等、それ
にツェナーダイオード８０、１３、ダイオード８２、コ
ンデンサ１５により構成され、これらの回路によりツェ
ナーダイオード８０の両端の定電圧が増幅され、一定電
圧Ｖｓとして各回路に供給される。ここで抵抗８４、ツ
ェナーダイオード１３、コンデンサ１５はサージ保護回
路である。
【０００９】なお、この種の装置として、関連するもの
としては、 特開昭５９−２２４４２７号公報 特開昭６０−１７８３１７号公報 特開昭６１−１８４７号公報 特開昭６１−１７０１９号公報 特開昭６１−１０４２４６号公報 特開昭６２−７９３１６号公報 等の記載を挙げることができる。
としては、 特開昭５９−２２４４２７号公報 特開昭６０−１７８３１７号公報 特開昭６１−１８４７号公報 特開昭６１−１７０１９号公報 特開昭６１−１０４２４６号公報 特開昭６２−７９３１６号公報 等の記載を挙げることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、回路
構成の最適化について、ことさら配慮がされておらず、
このため、精度が確保できない、温度特性が悪い、耐電
磁波性能(ＥＭＩ)が向上しない等の問題があつた。本発
明の目的は、高精度で温度特性や耐電波特性等の耐環境
性に優れたＰＡＦＳを提供することにある。
構成の最適化について、ことさら配慮がされておらず、
このため、精度が確保できない、温度特性が悪い、耐電
磁波性能(ＥＭＩ)が向上しない等の問題があつた。本発
明の目的は、高精度で温度特性や耐電波特性等の耐環境
性に優れたＰＡＦＳを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】まず、上記目的を達成す
るために、本発明では、ＰＡＦＳを構成する回路のう
ち、少なくとも定温度制御回路、ゼロ／スパン回路、そ
れにＶＣＯの３回路を１つのシリコンチップの中で集積
化、即ち１チップ化した上で、上記定温度制御回路に含
まれた上記熱線素子加熱電流制御用のパワートランジス
タを、上記半導体チップとは独立に外付け配置したもの
である。次に、上記目的を達成するため、本発明では、
上記目的を達成するために、ＰＡＦＳを構成する回路の
うち、少なくとも定温度制御回路、ゼロ／スパン回路、
それにＶＣＯの３回路を１つのシリコンチップの中で集
積化、即ち１チップ化した上で、上記回路に含まれてい
る抵抗素子の一部を、上記半導体チップとは独立に外付
け配置したものである。 そして、上記目的を達成するた
めに、本発明では、ＰＡＦＳを構成する回路のうち、少
なくとも定温度制御回路、ゼロ／スパン回路、それにＶ
ＣＯの３回路を１つのシリコンチップの中で集積化、即
ち１チップ化した上で、上記回路に含まれている抵抗素
子の一部をハイブリッド回路基板上に搭載し、このハイ
ブリッド回路基板を、上記半導体チップとは独立に外付
け配置したものである。 さらに、上記目的を達成するた
めに、本発明では、ＰＡＦＳを構成する回路のうち、少
なくとも定温度制御回路、ゼロ／スパン回路、それにＶ
ＣＯの３回路を１つのシリコンチップの中で集積化、即
ち１チップ化した上で、上記回路が、流量に対するパル
ス出力精度を向上させる温度補償回路を含み、この温度
補償回路も含めて、上記半導体チップに集積回路化した
ものである。これを図１により具体的に説明すると、空
気流による風を受けて、その流量を検出するホットワイ
ヤ１１は、ＰＡＦＳの機能を有する１チップ制御回路４
０の外部に接続され、流量を計測すべき空気通路の中に
設置されている。そして、その駆動電力はトランジスタ
１０より与えられる。
るために、本発明では、ＰＡＦＳを構成する回路のう
ち、少なくとも定温度制御回路、ゼロ／スパン回路、そ
れにＶＣＯの３回路を１つのシリコンチップの中で集積
化、即ち１チップ化した上で、上記定温度制御回路に含
まれた上記熱線素子加熱電流制御用のパワートランジス
タを、上記半導体チップとは独立に外付け配置したもの
である。次に、上記目的を達成するため、本発明では、
上記目的を達成するために、ＰＡＦＳを構成する回路の
うち、少なくとも定温度制御回路、ゼロ／スパン回路、
それにＶＣＯの３回路を１つのシリコンチップの中で集
積化、即ち１チップ化した上で、上記回路に含まれてい
る抵抗素子の一部を、上記半導体チップとは独立に外付
け配置したものである。 そして、上記目的を達成するた
めに、本発明では、ＰＡＦＳを構成する回路のうち、少
なくとも定温度制御回路、ゼロ／スパン回路、それにＶ
ＣＯの３回路を１つのシリコンチップの中で集積化、即
ち１チップ化した上で、上記回路に含まれている抵抗素
子の一部をハイブリッド回路基板上に搭載し、このハイ
ブリッド回路基板を、上記半導体チップとは独立に外付
け配置したものである。 さらに、上記目的を達成するた
めに、本発明では、ＰＡＦＳを構成する回路のうち、少
なくとも定温度制御回路、ゼロ／スパン回路、それにＶ
ＣＯの３回路を１つのシリコンチップの中で集積化、即
ち１チップ化した上で、上記回路が、流量に対するパル
ス出力精度を向上させる温度補償回路を含み、この温度
補償回路も含めて、上記半導体チップに集積回路化した
ものである。これを図１により具体的に説明すると、空
気流による風を受けて、その流量を検出するホットワイ
ヤ１１は、ＰＡＦＳの機能を有する１チップ制御回路４
０の外部に接続され、流量を計測すべき空気通路の中に
設置されている。そして、その駆動電力はトランジスタ
１０より与えられる。
【００１２】空気の温度を測るためのコールドワイヤ
(冷線)１２も外部に出ており、ホットワイヤ１１と同様
に空気通路に配置される。そして、直流電圧源は端子９
と９９間に、そして端子１１０と９９間とに加えられ
る。端子４１はパルス出力端子であり、図１０で説明し
たパルス電圧υ3がこの端子に現われる。１チップ化さ
れた回路部は制御回路４０内に在り、この部分には図１
０中の定温度制御回路１、ゼロ／スパン回路２、ＶＣＯ
３の各部が集積化されている。なお、電源端子９及び１
１０は一緒にまとめることができる。
(冷線)１２も外部に出ており、ホットワイヤ１１と同様
に空気通路に配置される。そして、直流電圧源は端子９
と９９間に、そして端子１１０と９９間とに加えられ
る。端子４１はパルス出力端子であり、図１０で説明し
たパルス電圧υ3がこの端子に現われる。１チップ化さ
れた回路部は制御回路４０内に在り、この部分には図１
０中の定温度制御回路１、ゼロ／スパン回路２、ＶＣＯ
３の各部が集積化されている。なお、電源端子９及び１
１０は一緒にまとめることができる。
【００１３】制御回路４０は１チップ化されており、当
然その体積も小さいので、僅かな領域に各部が集積化さ
れている。それ故、チップ内の各回路部の温度は全てほ
ぼ一定と考えられるので、温度補償を実施することが容
易となる。また、チップは小さな面積しか持たないの
で、電磁波、サージ波等のノイズの影響を受ける度合が
少ないので、充分な耐環境性を容易に与えることができ
る。
然その体積も小さいので、僅かな領域に各部が集積化さ
れている。それ故、チップ内の各回路部の温度は全てほ
ぼ一定と考えられるので、温度補償を実施することが容
易となる。また、チップは小さな面積しか持たないの
で、電磁波、サージ波等のノイズの影響を受ける度合が
少ないので、充分な耐環境性を容易に与えることができ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるパルス出力型
熱線式空気流量計について、図示の実施例により詳細に
説明する。図２は本発明の一実施例で、この図２の実施
例は、図１０で説明した従来例における定電圧制御回路
１、ゼロ／スパン回路２、ＶＣＯ３、それに定電圧回路
４を１個のチップ(半導体集積回路)１Ａに集積化したも
ので、チップ外の構成要素はホットワイヤ１１、コール
ドワイヤ１２、トランジスタ１０だけである。
熱線式空気流量計について、図示の実施例により詳細に
説明する。図２は本発明の一実施例で、この図２の実施
例は、図１０で説明した従来例における定電圧制御回路
１、ゼロ／スパン回路２、ＶＣＯ３、それに定電圧回路
４を１個のチップ(半導体集積回路)１Ａに集積化したも
ので、チップ外の構成要素はホットワイヤ１１、コール
ドワイヤ１２、トランジスタ１０だけである。
【００１５】回路動作は図１１、図１２とほぼ同様であ
るが、構成要素の抵抗、コンデンサ等は集積化できる値
に適合されている。但し図１１のサージ保護用ツェナー
ダイオード１４は集積化のため不用となつている。これ
は、ＶＣＯ３を含めて集積化されているため、電圧υ2
の端子３Ｖ(図１１)が外部に引出されていないためであ
る。
るが、構成要素の抵抗、コンデンサ等は集積化できる値
に適合されている。但し図１１のサージ保護用ツェナー
ダイオード１４は集積化のため不用となつている。これ
は、ＶＣＯ３を含めて集積化されているため、電圧υ2
の端子３Ｖ(図１１)が外部に引出されていないためであ
る。
【００１６】この図２の実施例では、シリコンチップ化
された集積回路１Ａと、ホットワイヤ１１、コールドワ
イヤ１２、それにトランジスタ１０の４個でＰＡＦＳを
構成できるから、ハイブリッド基板を用いないでセンサ
が実現でき、極めて小型のＰＡＦＳを作ることができ
る。
された集積回路１Ａと、ホットワイヤ１１、コールドワ
イヤ１２、それにトランジスタ１０の４個でＰＡＦＳを
構成できるから、ハイブリッド基板を用いないでセンサ
が実現でき、極めて小型のＰＡＦＳを作ることができ
る。
【００１７】図３は本発明の他の実施例で、この実施例
はトランジスタ１０もチップ１Ａ内に集積化したもので
あり、従って、チップの端子数は７個ですみ、現在考え
られているホットワイヤエアフローセンサでは最も少な
い端子数構造にできる。
はトランジスタ１０もチップ１Ａ内に集積化したもので
あり、従って、チップの端子数は７個ですみ、現在考え
られているホットワイヤエアフローセンサでは最も少な
い端子数構造にできる。
【００１８】そして、この実施例では、トランジスタ１
０がチップ１Ａ内にあり、この電力損失がチップ内で消
費されるので、その発熱により、チップ内の温度をほぼ
一定値に上げておくことができる。つまり、トランジス
タの消費電力を変化させることで任意のチップ温度に設
定できるので、温度特性の最もよい点にチップ内の温度
を上げておくことで、センサそのものの精度を充分に向
上させ得る。
０がチップ１Ａ内にあり、この電力損失がチップ内で消
費されるので、その発熱により、チップ内の温度をほぼ
一定値に上げておくことができる。つまり、トランジス
タの消費電力を変化させることで任意のチップ温度に設
定できるので、温度特性の最もよい点にチップ内の温度
を上げておくことで、センサそのものの精度を充分に向
上させ得る。
【００１９】図４は本発明のさらに別の実施例であり、
サージ保護機能をサイリスタ回路７Ｚで実現したもので
ある。このサイリスタ回路７Ｚはサイリスタ７Ａ、コン
デンサ７Ｂ、抵抗７Ｃ、７Ｄより構成され、サイリスタ
７Ａは通常の電源電圧(端子９、９９間に加えられる)で
はオフ状態であり、オペアンプ８には正常の電源電圧が
加わつている。
サージ保護機能をサイリスタ回路７Ｚで実現したもので
ある。このサイリスタ回路７Ｚはサイリスタ７Ａ、コン
デンサ７Ｂ、抵抗７Ｃ、７Ｄより構成され、サイリスタ
７Ａは通常の電源電圧(端子９、９９間に加えられる)で
はオフ状態であり、オペアンプ８には正常の電源電圧が
加わつている。
【００２０】しかしながら、端子９にサージ等の異常電
圧が加わると、通常これらの電圧の立上りは早いので、
コンデンサ７Ｂ、抵抗７Ｃは微分回路として動作し、サ
イリスタ７Ａはオン状態となり、その両端の電圧は１Ｖ
程度の低電圧となり、サージ電圧よりオペアンプ８を保
護する。
圧が加わると、通常これらの電圧の立上りは早いので、
コンデンサ７Ｂ、抵抗７Ｃは微分回路として動作し、サ
イリスタ７Ａはオン状態となり、その両端の電圧は１Ｖ
程度の低電圧となり、サージ電圧よりオペアンプ８を保
護する。
【００２１】サイリスタ７Ａは、チップ内では、ツェナ
ーダイオードに比して小さく作れるので、図２のツエナ
ーダイオードによる実施例に比較してチップ面積を小さ
くでき、かつ、保護動作が高速化されるので、さらに優
れた保護機能を得ることができる。
ーダイオードに比して小さく作れるので、図２のツエナ
ーダイオードによる実施例に比較してチップ面積を小さ
くでき、かつ、保護動作が高速化されるので、さらに優
れた保護機能を得ることができる。
【００２２】図５も本発明の一実施例で、この実施例
は、パルス波形なまし回路８Ｚをもチップ１Ａ内に設け
るようにしたものである。このパルス波形なまし回路８
Ｚはオペアンプ２４の出力電圧υ24の立上り、立下り時
間を長くして(なまして)波形の高周波成分を除去するた
めのものであり、端子４１に現われるパルス出力電圧の
高周波成分によつて他の機器へ電磁障害を与えることが
少なくなる。
は、パルス波形なまし回路８Ｚをもチップ１Ａ内に設け
るようにしたものである。このパルス波形なまし回路８
Ｚはオペアンプ２４の出力電圧υ24の立上り、立下り時
間を長くして(なまして)波形の高周波成分を除去するた
めのものであり、端子４１に現われるパルス出力電圧の
高周波成分によつて他の機器へ電磁障害を与えることが
少なくなる。
【００２３】この実施例における波形なまし回路８Ｚは
抵抗８Ａ、８Ｂ、８Ｅ、コンデンサ８Ｃ、８Ｆ、トラン
ジスタ８Ｄによつて構成され、立上り時間は主に抵抗８
Ｅ、コンデンサ８Ｆによつて、立下り時間は主に抵抗８
Ａ、コンデンサ８Ｃによつて調整できる。
抵抗８Ａ、８Ｂ、８Ｅ、コンデンサ８Ｃ、８Ｆ、トラン
ジスタ８Ｄによつて構成され、立上り時間は主に抵抗８
Ｅ、コンデンサ８Ｆによつて、立下り時間は主に抵抗８
Ａ、コンデンサ８Ｃによつて調整できる。
【００２４】この波形なまし回路は、通常はチップの外
に設けられることが多いが、この第５図の実施例のよう
にチップ内に内蔵すれば、この部分のハイブリッド基板
の面積を小さくできる(反面チップ面積はそれ程大きく
はならない)ので、センサ自体を小型化出来るという効
果がある。また、なまし回路８Ｚ全体が、温度の影響を
他の回路と同様に受けるので、温度補償がやりやすいと
いう効果をもつ。
に設けられることが多いが、この第５図の実施例のよう
にチップ内に内蔵すれば、この部分のハイブリッド基板
の面積を小さくできる(反面チップ面積はそれ程大きく
はならない)ので、センサ自体を小型化出来るという効
果がある。また、なまし回路８Ｚ全体が、温度の影響を
他の回路と同様に受けるので、温度補償がやりやすいと
いう効果をもつ。
【００２５】図６も本発明の一実施例で、この実施例
は、ＶＣＯ３をオペアンプ９Ａ、２４Ｂ、コンパレータ
２４Ａと抵抗８３、８４、８５等により構成したもので
あるが、電圧を周波数に変換する機能はこれまでの例と
同じである。
は、ＶＣＯ３をオペアンプ９Ａ、２４Ｂ、コンパレータ
２４Ａと抵抗８３、８４、８５等により構成したもので
あるが、電圧を周波数に変換する機能はこれまでの例と
同じである。
【００２６】この実施例は、コンパレータ２４Ａの比較
電圧Ｖｃ(抵抗８２、８２Ａの分圧電圧)に温度特性をも
たせ、電圧−周波数変換の温度特性の向上を図ったもの
で、この温度係数の設定はツェナーダイオード８１に流
れ込む電流を変えることで実現でき(通常、ツェナーダ
イオードは流れる電流によつて温度係数が変わる)、こ
れは抵抗８０の値を変えることで具体化できる。
電圧Ｖｃ(抵抗８２、８２Ａの分圧電圧)に温度特性をも
たせ、電圧−周波数変換の温度特性の向上を図ったもの
で、この温度係数の設定はツェナーダイオード８１に流
れ込む電流を変えることで実現でき(通常、ツェナーダ
イオードは流れる電流によつて温度係数が変わる)、こ
れは抵抗８０の値を変えることで具体化できる。
【００２７】従って、この実施例では、電圧Ｖｃが抵抗
８２、８２Ａの分圧比８２Ａ／(８２＋８２Ａ)で決まる
ので、補正に際しての、抵抗８２、８２Ａそのものによ
る温度の影響を少なくすることができ、さらに高精度化
が可能である。
８２、８２Ａの分圧比８２Ａ／(８２＋８２Ａ)で決まる
ので、補正に際しての、抵抗８２、８２Ａそのものによ
る温度の影響を少なくすることができ、さらに高精度化
が可能である。
【００２８】図７も本発明の一実施例で、この実施例
は、エアフローセンサの過渡特性(具体的には、空気流
量の変化に対するパルス出力電圧の周波数変化)を改善
するため、定温度制御回路１内に位相補償回路１０１を
設けたものであり、本補償回路は抵抗９０、９１、９
３、コンデンサ９２より構成される。従って、これらの
定数を適宜設定することで過渡応答特性を容易に改善す
ることができる。
は、エアフローセンサの過渡特性(具体的には、空気流
量の変化に対するパルス出力電圧の周波数変化)を改善
するため、定温度制御回路１内に位相補償回路１０１を
設けたものであり、本補償回路は抵抗９０、９１、９
３、コンデンサ９２より構成される。従って、これらの
定数を適宜設定することで過渡応答特性を容易に改善す
ることができる。
【００２９】そして、この実施例では、抵抗９０、９３
もチップ１Ａ内に入れており、こうすることにより、特
性の調整がさらに精度よく行い得る。つまり、抵抗９
０、９１の配分を考慮しておけば、外部抵抗９１をハイ
ブリッド基板上等で精度よくトリミングできるので、特
性の向上が図れるのである。
もチップ１Ａ内に入れており、こうすることにより、特
性の調整がさらに精度よく行い得る。つまり、抵抗９
０、９１の配分を考慮しておけば、外部抵抗９１をハイ
ブリッド基板上等で精度よくトリミングできるので、特
性の向上が図れるのである。
【００３０】図８も本発明の一実施例で、この実施例で
は、抵抗２１、２０１、２０３等をチップ１Ａの外に出
しており、これらの抵抗のトリミングによりセンサの精
度を向上させることができる。つまり、抵抗２１、２０
１、２０３等はハイブリッド基板上の抵抗として製作さ
れ、この抵抗はチップ内の抵抗(半導体の拡散で作られ
る)に比べばらつき、温度係数が小さい上、基板上での
トリミングが可能なので、センサの精度が向上できるの
である。
は、抵抗２１、２０１、２０３等をチップ１Ａの外に出
しており、これらの抵抗のトリミングによりセンサの精
度を向上させることができる。つまり、抵抗２１、２０
１、２０３等はハイブリッド基板上の抵抗として製作さ
れ、この抵抗はチップ内の抵抗(半導体の拡散で作られ
る)に比べばらつき、温度係数が小さい上、基板上での
トリミングが可能なので、センサの精度が向上できるの
である。
【００３１】ところで図９は、ＰＡＦＳの１チップ化に
際して、そのチップ内に集積化すべき回路と、トランジ
スタの配置について工夫したもので、定温度制御回路
１、ゼロ／スパン回路２、電源回路４などのアナログ系
の回路と、ディジタル(パルス)系の回路であるＶＣＯ回
路３とを、トランジスタ１０を中間にして両側に配置し
たものである。
際して、そのチップ内に集積化すべき回路と、トランジ
スタの配置について工夫したもので、定温度制御回路
１、ゼロ／スパン回路２、電源回路４などのアナログ系
の回路と、ディジタル(パルス)系の回路であるＶＣＯ回
路３とを、トランジスタ１０を中間にして両側に配置し
たものである。
【００３２】この配置例によれば、アナログ系の回路
１、２、４とディジタル系の回路３とが、トランジスタ
１０によつて物理的に隔離されており、この両回路間の
電気的な結合や干渉(特に静電的な結合)を少なくするこ
とができる。これは電気的なノイズがトランジスタ１０
によつてしやへいされるためであり、従って、この配置
によれば、ノイズに強い信頼性に富んだＰＡＦＳを容易
に得ることができる。
１、２、４とディジタル系の回路３とが、トランジスタ
１０によつて物理的に隔離されており、この両回路間の
電気的な結合や干渉(特に静電的な結合)を少なくするこ
とができる。これは電気的なノイズがトランジスタ１０
によつてしやへいされるためであり、従って、この配置
によれば、ノイズに強い信頼性に富んだＰＡＦＳを容易
に得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、ＰＡＦＳの構成要素で
ある各回路を同一チップの中に集積化できるので、セン
サそのものを小形にできる他、外部への引出し線が少な
くなるのでサージ電圧や電磁波(電波)等の影響を受けに
くくなる、チップ内の温度分布を利用して温度補償をし
精度を向上し得る等の効果がある。
ある各回路を同一チップの中に集積化できるので、セン
サそのものを小形にできる他、外部への引出し線が少な
くなるのでサージ電圧や電磁波(電波)等の影響を受けに
くくなる、チップ内の温度分布を利用して温度補償をし
精度を向上し得る等の効果がある。
【図１】本発明によるパルス出力型熱線式空気流量計の
原理構成図である。
原理構成図である。
【図２】本発明によるパルス出力型熱線式空気流量計の
第１の実施例を示す回路図である。
第１の実施例を示す回路図である。
【図３】本発明によるパルス出力型熱線式空気流量計の
第２の実施例を示す回路図である。
第２の実施例を示す回路図である。
【図４】本発明によるパルス出力型熱線式空気流量計の
第３の実施例を示す回路図である。
第３の実施例を示す回路図である。
【図５】本発明によるパルス出力型熱線式空気流量計の
第４の実施例を示す回路図である。
第４の実施例を示す回路図である。
【図６】本発明によるパルス出力型熱線式空気流量計の
第５の実施例を示す回路図である。
第５の実施例を示す回路図である。
【図７】本発明によるパルス出力型熱線式空気流量計の
第６の実施例を示す回路図である。
第６の実施例を示す回路図である。
【図８】本発明によるパルス出力型熱線式空気流量計の
第７の実施例を示す回路図である。
第７の実施例を示す回路図である。
【図９】制御回路のチップ配置の説明図である。
【図１０】パルス出力型熱線式空気流量計の従来例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図１１】定温度制御回路及びゼロ／スパン回路それに
基準電圧回路の一例を示す回路図である。
基準電圧回路の一例を示す回路図である。
【図１２】電圧制御発振器の一例を示す回路図である。
１ 定温度制御回路 １Ａ チップ(半導体集積回路) ２ ゼロ／スパン回路 ３ 電圧制御発振器 ４ 基準電圧回路 ９、１１０ 電源端子 １０ トランジスタ １１ ホットワイヤ(熱線素子) １２ コールドワイヤ(冷線素子) ４０ １チップ制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−41919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−79316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−31412（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−241383（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−202977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−123488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−171120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−236924（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−182818（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】 流量検出用の熱線素子と、温度検出用の
冷線素子とを用い、制御用の電子回路として、少なくと
も定温度制御回路と、ゼロ／スパン回路、それに電圧−
周波数変換回路とを備え、流量検出信号をパルス密度信
号として直接出力する方式のパルス出力型熱線式空気流
量計において、 上記定温度制御回路と、ゼロ／スパン回路、それに電圧
−周波数変換回路を同一の半導体チップに集積回路化し
た上で、 上記定温度制御回路に含まれた上記熱線素子加熱電流制
御用のパワートランジスタを、上記半導体チップとは独
立に外付け配置 したことを特徴とするパルス出力型熱線
式空気流量計。 - 【請求項２】 流量検出用の熱線素子と、温度検出用の
冷線素子とを用い、制御用の電子回路として、少なくと
も定温度制御回路と、ゼロ／スパン回路、それに電圧−
周波数変換回路とを備え、流量検出信号をパルス密度信
号として直接出力する方式のパルス出力型熱線式空気流
量計において、 上記定温度制御回路と、ゼロ／スパン回路、それに電圧
−周波数変換回路を同一の半導体チップに集積回路化し
た上で、 上記電子回路に含まれている抵抗素子の一部を、上記半
導体チップとは独立に外付け配置した ことを特徴とする
パルス出力型熱線式空気流量計。 - 【請求項３】 流量検出用の熱線素子と、温度検出用の
冷線素子とを用い、制御用の電子回路として、少なくと
も定温度制御回路と、ゼロ／スパン回路、それに電圧−
周波数変換回路とを備え、流量検出信号をパルス密度信
号として直接出力する方式のパルス出力型熱線式空気流
量計において、 上記定温度制御回路と、ゼロ／スパン回路、それに電圧
−周波数変換回路を同一の半導体チップに集積回路化し
た上で、 上記電子回路に含まれている抵抗素子の一部をハイブリ
ッド回路基板上に搭載し、 このハイブリッド回路基板を、上記半導体チップとは独
立に外付け配置した ことを特徴とするパルス出力型熱線
式空気流量計。 - 【請求項４】 流量検出用の熱線素子と、温度検出用の
冷線素子とを用い、制御用の電子回路として、少なくと
も定温度制御回路と、ゼロ／スパン回路、それに電圧−
周波数変換回路とを備え、流量検出信号をパルス密度信
号として直接出力する方式のパルス出力型熱線式空気流
量計において、 上記電子回路が、流量に対するパルス出力精度を向上さ
せる温度補償回路を含み、 この温度補償回路も含めて、上記定温度制御回路と、ゼ
ロ／スパン回路、それに電圧−周波数変換回路を同一の
半導体チップに集積回路化して構成した ことを特徴とす
るパルス出力型熱線式空気流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8041002A JP2846613B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | パルス出力型熱線式空気流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8041002A JP2846613B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | パルス出力型熱線式空気流量計 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02066909A Division JP3135245B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | パルス出力型熱線式空気流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247815A JPH08247815A (ja) | 1996-09-27 |
| JP2846613B2 true JP2846613B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=12596208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8041002A Expired - Fee Related JP2846613B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | パルス出力型熱線式空気流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846613B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012063311A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3470073B2 (ja) | 2000-01-21 | 2003-11-25 | 株式会社日立製作所 | 空気流量計 |
| WO2002021084A1 (fr) | 2000-09-04 | 2002-03-14 | Hitachi, Ltd. | Debitmetre a air thermique |
| JP3751538B2 (ja) | 2001-04-11 | 2006-03-01 | 株式会社日立製作所 | 気体流量計 |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP8041002A patent/JP2846613B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012063311A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08247815A (ja) | 1996-09-27 |
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