JP3095322B2 - Thermal air flow detector - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ン等の吸入空気流量を検出するのに好適に用いられる熱
式空気流量検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal air flow detecting device which is suitably used for detecting an intake air flow rate of, for example, an automobile engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等では、エン
ジン本体の燃焼室内で燃料と吸入空気との混合気を燃焼
させ、その燃焼圧からエンジンの回転出力を取出すよう
にしており、燃料の噴射量等を演算する上で吸入空気流
量を検出することが重要なファクターとなっている。2. Description of the Related Art In general, in an automobile engine or the like, a mixture of fuel and intake air is burned in a combustion chamber of an engine body, and the rotational output of the engine is obtained from the combustion pressure. Detecting the intake air flow rate is an important factor in calculating the above.
【0003】そこで、図10ないし図12に従来技術の
熱式空気流量検出装置を示す。FIGS. 10 to 12 show a conventional thermal air flow detecting device.
【0004】図において、1は吸気管2の途中に設けら
れた熱式空気流量検出装置を示し、該熱式空気流量検出
装置1は、エンジン本体の燃焼室(図示せず)に向けて
矢示A方向に流通する吸入空気の流量を検出すべく、吸
気管2の途中に取付穴2Aを介して配設されている。[0004] In the drawing, reference numeral 1 denotes a thermal air flow detecting device provided in the middle of an intake pipe 2. The thermal air flow detecting device 1 is directed toward a combustion chamber (not shown) of an engine body. In order to detect the flow rate of the intake air flowing in the direction A shown in the drawing, it is provided in the middle of the intake pipe 2 via a mounting hole 2A.
【0005】3は熱式空気流量検出装置1の本体部を構
成する流量計本体を示し、該流量計本体3はインサート
モールド等の手段により図11に示すように成形され、
巻線状をなす後述の基準抵抗14を巻回すべく段付き円
柱状に形成された巻線部4と、該巻線部4の基端側に位
置して略円板状に形成され、後述の端子ピン8A〜8D
が一体的に設けられた端子部5と、巻線部4の先端側か
ら吸気管2の径方向に延設され、吸気管2の中心部で後
述の発熱抵抗9および温度補償抵抗11を位置決めする
検出ホルダ6と、吸気管2の外側に位置して端子部5が
接続された後述の回路ケーシング7とから大略構成され
ている。[0005] Reference numeral 3 denotes a flow meter main body constituting a main body of the thermal type air flow detecting device 1, and the flow meter main body 3 is formed as shown in FIG.
A winding part 4 formed in a stepped column shape for winding a reference resistance 14 which will be described later in the form of a winding, and a substantially disk-shaped part located at the base end side of the winding part 4, Terminal pins 8A to 8D
Is extended in the radial direction of the intake pipe 2 from the distal end side of the winding part 4, and a heating resistor 9 and a temperature compensation resistor 11 described later are positioned at the center of the intake pipe 2. And a circuit casing 7 to be described later to which the terminal portion 5 is connected outside the intake pipe 2.
【0006】7は吸気管2の取付穴2Aを閉塞するよう
に該吸気管2の外周側に設けられた回路ケーシングを示
し、該回路ケーシング7は絶縁性の樹脂材料等によって
形成され、その底部側には吸気管2の取付穴2Aに嵌合
する嵌合部7Aが一体的に設けられている。そして、該
回路ケーシング7は、例えばセラミック材料等からなる
絶縁基板上に流量調整抵抗および差動増幅器(いずれも
図示せず)等を実装した状態で、これらを内蔵するよう
になっている。Reference numeral 7 denotes a circuit casing provided on the outer peripheral side of the intake pipe 2 so as to close the mounting hole 2A of the intake pipe 2. The circuit casing 7 is formed of an insulating resin material or the like, and has a bottom portion. On the side, a fitting portion 7A that fits into the mounting hole 2A of the intake pipe 2 is integrally provided. The circuit casing 7 has a flow rate adjusting resistor and a differential amplifier (both not shown) mounted on an insulating substrate made of, for example, a ceramic material, and incorporates them.
【0007】8A,8B,8C,8Dは流量計本体3の
端子部5から軸方向に突出した4本の端子ピン(全体と
して各端子ピン8という)を示し、該各端子ピン8は流
量計本体3の巻線部4および検出ホルダ6内に埋設され
た例えば4本の端子板(図示せず)に一体化して設けら
れ、回路ケーシング7のコネクタ部(図示せず)に着脱
可能に接続されるものである。Reference numerals 8A, 8B, 8C, and 8D denote four terminal pins (generally referred to as terminal pins 8) projecting in the axial direction from the terminal portion 5 of the flowmeter main body 3, and each of the terminal pins 8 is a flowmeter. It is provided integrally with, for example, four terminal plates (not shown) embedded in the winding part 4 of the main body 3 and the detection holder 6 and is detachably connected to a connector part (not shown) of the circuit casing 7. Is what is done.
【0008】9は流量計本体3の検出ホルダ6にターミ
ナル10A,10Bを介して設けられたホットフィルム
型の発熱抵抗を示し、該発熱抵抗9は温度変化に敏感に
反応して抵抗値が変化する白金等の感温性材料からな
り、例えば酸化アルミニウム(以下、「アルミナ」とい
う)等のセラミック材料からなる絶縁性の筒体に白金線
を巻回したり、白金膜を蒸着したりして形成される小径
の発熱抵抗素子によって構成されている。そして、該発
熱抵抗9はバッテリ(図示せず)からの通電により、例
えば240℃前,後の温度をもって発熱した状態とな
り、吸気管2内を矢示A方向に流れる吸入空気によって
冷却されるときには、この吸入空気の流量に応じて抵抗
値が変化し流量の検出信号を出力させるものである。Reference numeral 9 denotes a hot film type heating resistor provided on the detection holder 6 of the flow meter main body 3 via the terminals 10A and 10B. The heating resistor 9 changes its resistance value in response to a temperature change. A platinum wire is wound around an insulating cylinder made of a ceramic material such as aluminum oxide (hereinafter, referred to as "alumina") or a platinum film is formed by depositing a platinum film. And a heating resistor element having a small diameter. The heat generating resistor 9 is heated by, for example, a temperature before and after 240 ° C. by energization from a battery (not shown), and is cooled by intake air flowing in the intake pipe 2 in the direction of arrow A. The resistance value changes in accordance with the flow rate of the intake air, and a flow rate detection signal is output.
【0009】11は発熱抵抗9の上流側に位置して流量
計本体3の検出ホルダ6に設けられた温度補償抵抗を示
し、該温度補償抵抗11は例えばアルミナ等のセラミッ
ク材料からなる絶縁基板上にスパッタリング等の手段を
用いて白金膜を着膜形成することにより形成され、白金
膜の両端は前記検出ホルダ6に立設されたターミナル1
2A,12B間に接続されている。Reference numeral 11 denotes a temperature compensation resistor provided on the detection holder 6 of the flowmeter main body 3 located on the upstream side of the heating resistor 9, and the temperature compensation resistor 11 is formed on an insulating substrate made of a ceramic material such as alumina. Is formed by depositing a platinum film using a means such as sputtering, and both ends of the platinum film are connected to the terminal 1 provided upright on the detection holder 6.
It is connected between 2A and 12B.
【0010】13は流量計本体3の検出ホルダ6上に装
着される保護カバーを示し、該保護カバー13は検出ホ
ルダ6上に発熱抵抗9および温度補償抵抗11を実装し
た後に、図11中に矢印で示す如く検出ホルダ6に被着
され、発熱抵抗9および温度補償抵抗11を保護すると
共に、吸入空気の流通を許すようになっている。なお、
図10中では発熱抵抗9および温度補償抵抗11を明示
すべく、保護カバー13を検出ホルダ6から取外した状
態で示している。Reference numeral 13 denotes a protective cover mounted on the detection holder 6 of the flowmeter main body 3. The protective cover 13 is shown in FIG. 11 after mounting the heating resistor 9 and the temperature compensating resistor 11 on the detection holder 6. As shown by the arrow, it is attached to the detection holder 6 to protect the heat generating resistor 9 and the temperature compensating resistor 11 and allow the flow of intake air. In addition,
In FIG. 10, the protection cover 13 is removed from the detection holder 6 in order to clearly show the heating resistor 9 and the temperature compensation resistor 11.
【0011】さらに、14は流量計本体3の巻線部4に
巻回された巻線抵抗からなる基準抵抗を示し、該基準抵
抗14はその両端が、巻線部4に立設されたターミナル
15A,15Bに接続され、前記発熱抵抗9に直列接続
されている。ここで、前記各端子ピン8のうち、端子ピ
ン8Aはターミナル15Aに前記端子板を介して接続さ
れ、端子ピン8Bは他の端子板を介してターミナル15
B,10Aに接続されている。また、端子ピン8Cは別
の端子板を介してターミナル10B,12Bに接続さ
れ、端子ピン8Dはターミナル12Aにさらに別の端子
板を介して接続されている。Further, reference numeral 14 denotes a reference resistance comprising a winding resistance wound around the winding part 4 of the flowmeter main body 3, and the reference resistance 14 has terminals at both ends thereof standing on the winding part 4. 15A and 15B, and connected in series to the heating resistor 9. Here, among the terminal pins 8, the terminal pin 8A is connected to the terminal 15A via the terminal plate, and the terminal pin 8B is connected to the terminal 15 via another terminal plate.
B, 10A. The terminal pin 8C is connected to the terminals 10B and 12B via another terminal plate, and the terminal pin 8D is connected to the terminal 12A via another terminal plate.
【0012】このように構成される従来技術の熱式空気
流量検出装置1は、自動車用エンジン等の吸入空気流量
を検出するときに、流量計本体3の端子部5を各端子ピ
ン8を介して回路ケーシング7のコネクタ部に接続した
状態で、流量計本体3の検出ホルダ6等を吸気管2内に
取付穴2Aを介して挿入し、該取付け穴2Aに吸気管2
の外周側から回路ケーシング7を取付けることによっ
て、検出ホルダ6に設けた発熱抵抗9および温度補償抵
抗11を吸気管2の中心部に配設する。In the thermal air flow detecting device 1 of the prior art constructed as described above, when detecting the intake air flow rate of an automobile engine or the like, the terminal portion 5 of the flow meter main body 3 is connected via each terminal pin 8. In a state of being connected to the connector portion of the circuit casing 7, the detection holder 6 and the like of the flowmeter main body 3 are inserted into the intake pipe 2 through the mounting hole 2A, and the suction pipe 2 is inserted into the mounting hole 2A.
By mounting the circuit casing 7 from the outer peripheral side of the above, the heating resistor 9 and the temperature compensating resistor 11 provided on the detection holder 6 are arranged at the center of the intake pipe 2.
【0013】この場合、発熱抵抗9を基準抵抗14に直
列接続すると共に、温度補償抵抗11を回路ケーシング
7内の流量調整抵抗に直列接続することによって、これ
らの発熱抵抗9、基準抵抗14、温度補償抵抗11およ
び流量調整抵抗からブリッジ回路を構成し、これらに外
部から通電を行うことにより発熱抵抗9を240℃前,
後の温度をもって発熱させる。In this case, by connecting the heating resistor 9 in series with the reference resistor 14 and connecting the temperature compensating resistor 11 in series with the flow rate adjusting resistor in the circuit casing 7, the heating resistor 9, the reference resistor 14, and the temperature A bridge circuit is composed of the compensation resistor 11 and the flow rate adjustment resistor, and the bridge circuit is energized from the outside so that the heating resistor 9 is 240 ° C.
Heat is generated at a later temperature.
【0014】そして、この状態で吸気管2内をエンジン
本体の燃焼室に向けて矢示A方向に吸入空気が流通する
ときには、この吸入空気の流れにより発熱抵抗9が冷却
されて該発熱抵抗9の抵抗値が変化するから、該発熱抵
抗9に直列接続された基準抵抗14の両端電圧に基づい
て吸入空気の流量に対応した検出信号を出力電圧の変化
として検出し、この出力電圧の変化を図示しないコント
ロールユニットに出力する。さらに、コントロールユニ
ットではこの出力電圧に基づいて燃料の噴射量等の演算
を行っている。In this state, when the intake air flows in the intake pipe 2 in the direction indicated by the arrow A toward the combustion chamber of the engine body, the flow of the intake air cools the heat generating resistor 9 and causes the heat generating resistor 9 to cool. Is detected, 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 between both ends of the reference resistor 14 connected in series with the heating resistor 9, and the change in the output voltage is detected. Output to control unit not shown. Further, the control unit calculates the fuel injection amount and the like based on the output voltage.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、吸気管2内を流れる吸入空気の流れで発熱
抵抗9が冷却されるのを利用して、該発熱抵抗9の抵抗
値変化に基づき吸入空気流量を検出する構成であるか
ら、該発熱抵抗9は図10中の矢示A方向(順方向)に
流れる吸入空気流によって冷却されると共に、矢示B方
向(逆方向)に流れる空気流によっても冷却されてしま
い、この逆方向の空気流により吸入空気流量を誤検出す
るという問題がある。By the way, in the above-mentioned prior art, the resistance value of the heating resistor 9 is changed by utilizing the cooling of the heating resistor 9 by the flow of the intake air flowing through the intake pipe 2. Since the configuration is such that the intake air flow rate is detected based on the intake air flow, the heating resistor 9 is cooled by the intake air flow flowing in the arrow A direction (forward direction) in FIG. 10 and flows in the arrow B direction (reverse direction). It is also cooled by the air flow, and there is a problem that the air flow in the opposite direction erroneously detects the intake air flow rate.
【0016】即ち、多気筒のシリンダを備えたエンジン
本体では、各シリンダ内でそれぞれピストンが往復動す
るに応じて各吸気弁(図示せず)が開弁する毎に、吸入
空気が各シリンダ内に向けて矢示A方向(順方向)に吸
込まれるから、吸気管2内を流れる空気の流速は各吸気
弁の開,閉弁に応じて図12に例示する如く増減を繰返
し脈動するようになる。That is, in an engine body having a multi-cylinder cylinder, the intake air is forced into each cylinder every time each intake valve (not shown) is opened as the piston reciprocates in each cylinder. As shown in FIG. 12, the flow rate of the air flowing through the intake pipe 2 repeatedly increases and decreases in accordance with the opening and closing of each intake valve. become.
【0017】特に、エンジンの回転数が低速域から中速
域等に達して吸,排気量が増大してくると、吸気弁と排
気弁(図示せず)とがオーバラップし、排気の一部が吸
気弁の開弁に伴って吸気管2内に吹返すことがあるた
め、このときに吸気管2内では図12に示す時間t1 ,
t2 間のように流速が負(マイナス)となって、矢示B
方向(逆方向)に流れる空気流が発生し、吸入空気流量
を誤検出するという問題が生じる。In particular, when the engine speed reaches from a low speed range to a middle speed range and the intake and exhaust volumes increase, the intake valve and the exhaust valve (not shown) overlap, and one of the exhaust 12 may blow back into the intake pipe 2 with the opening of the intake valve, and at this time, the time t1 shown in FIG.
The flow velocity becomes negative (minus) as during t2, and arrow B
An airflow flowing in the direction (reverse direction) is generated, and a problem arises that the intake air flow rate is erroneously detected.
【0018】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は逆方向の空気流により吸入空気
流量を誤検出するのを防止でき、流量の検出精度を大幅
に向上できると共に、検出信号を流量に対して線形にし
た熱式空気流量検出装置を提供することを目的としてい
る。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the present invention can prevent erroneous detection of the intake air flow rate due to the reverse air flow, and can greatly improve the flow rate detection accuracy. It is another object of the present invention to provide a thermal air flow rate detection device in which a detection signal is made linear with respect to a flow rate.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、基端側が吸気管に取付けられた流量計本
体と、前記吸気管内に位置して該流量計本体に設けら
れ、前記吸気管内を流れる吸入空気によって冷却される
発熱抵抗とを備えてなる熱式空気流量検出装置に適用さ
れる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a flowmeter main body having a base end attached to an intake pipe, and provided on the flowmeter main body located in the intake pipe. The present invention is applied to a thermal air flow detecting device having a heat generating resistor cooled by intake air flowing through the intake pipe.
【0020】そして、請求項1の発明が採用する特徴
は、前記発熱抵抗を含んでブリッジ回路を形成し、該ブ
リッジ回路を形成する前記発熱抵抗の抵抗値の変化を流
量に対応した第1の流量検出信号として出力する第1の
流量検出手段と、前記発熱抵抗の前,後に離間して設け
られ、前記吸入空気の流れ方向に対して抵抗値が変化す
る第1,第2の感温抵抗と、該第1,第2の感温抵抗を
含んでブリッジ回路を形成し、該第1,第2の感温抵抗
の抵抗値変化による該ブリッジ回路の平衡の崩れを流量
に対応した流れ方向をもった第2の流量検出信号として
出力する第2の流量検出手段と、該第2の流量検出手段
の出力側に設けられ、該第2の流量検出手段から出力さ
れる第2の流量検出信号が所定流量範囲を越えたとき変
形させ、全体として変形流量信号として出力する流量検
出信号変形手段と、該流量検出信号変形手段から出力さ
れる第2の変形流量信号と前記第1の流量検出手段から
出力される第1の流量検出信号とを乗算することにより
吸入空気流量を演算する吸入空気流量演算手段とを設け
たことにある。A feature adopted by the invention of claim 1 is that a bridge circuit is formed including the heating resistor, and a change in the resistance value of the heating resistor forming the bridge circuit is determined by a first circuit corresponding to a flow rate. A first flow rate detecting means for outputting as a flow rate detection signal, and first and second temperature-sensitive resistors which are provided before and after the heat-generating resistor and whose resistance value changes in the flow direction of the intake air. Forming a bridge circuit including the first and second temperature-sensitive resistors, and disturbing the balance of the bridge circuit due to a change in the resistance value of the first and second temperature-sensitive resistors. A second flow rate detecting means for outputting as a second flow rate detecting signal, and a second flow rate detecting means provided on an output side of the second flow rate detecting means and output from the second flow rate detecting means. Deform when the signal exceeds the specified flow range, and as a whole Flow rate detection signal deforming means for outputting as a flow rate signal; multiplying a second deformed flow rate signal output from the flow rate detection signal deforming means by a first flow rate detection signal output from the first flow rate detecting means; Thus, an intake air flow rate calculating means for calculating the intake air flow rate is provided.
【0021】また、請求項2の発明では、前記発熱抵抗
は、前記流量計本体に取付けられた絶縁基板上に着膜形
成され、かつ該絶縁基板の少なくとも長さ方向に膜状に
延びる発熱抵抗体として構成し、前記第1,第2の感温
抵抗は、前記絶縁基板上の吸入空気の流れ方向に対し該
発熱抵抗体の前,後にそれぞれ離間して着膜形成された
第1,第2の感温抵抗体として構成したことにある。According to the second aspect of the present invention, the heat generating resistor is formed on the insulating substrate attached to the flowmeter main body, and is formed in a film shape at least in a longitudinal direction of the insulating substrate. And the first and second temperature-sensitive resistors are respectively formed before and after the heat-generating resistor with respect to the flow direction of the intake air on the insulating substrate. 2 is constituted as a temperature-sensitive resistor.
【0022】[0022]
【作用】上記構成により、請求項1の発明では、第1の
流量検出手段は、発熱抵抗を含んでブリッジ回路を形成
し、該ブリッジ回路中の発熱抵抗の抵抗値変化に基づい
て流量に対応した第1の流量検出信号を取出し、第2の
流量検出手段は、前記第1,第2の感温抵抗を含んでブ
リッジ回路を形成し、該ブリッジ回路中の第1,第2の
感温抵抗の抵抗値変化で平衡が崩れることにより吸入空
気の流量に対応した流れ方向をもった第2の流量検出信
号を出力する。また、発熱抵抗と第1の感温抵抗または
第2の感温抵抗の冷却量は吸入空気の流量によって決ま
り、この冷却量は流量の1/2乗に比例し、特に流量が
少ないときには冷却量の変動が大きくなる。With the above construction, according to the first aspect of the present invention, the first flow rate detecting means forms a bridge circuit including a heating resistor, and responds to the flow rate based on a change in the resistance value of the heating resistor in the bridge circuit. The first flow rate detection signal is taken out, and the second flow rate detection means forms a bridge circuit including the first and second temperature sensing resistors, and the first and second temperature sensing means in the bridge circuit. A second flow rate detection signal having a flow direction corresponding to the flow rate of the intake air is output when the balance is lost due to the change in the resistance value of the resistance. Further, the cooling amount of the heating resistor and the first or second temperature sensing resistor is determined by the flow rate of the intake air, and this cooling amount is proportional to the half power of the flow rate. Fluctuates greatly.
【0023】そして、流量検出信号変形手段では前記第
2の流量検出手段からの第2の流量検出信号に基づいて
吸入空気流量が所定流量の範囲を越えたときには、変形
流量信号を吸入空気流量演算手段に出力する。さらに、
該吸入空気流量演算手段では第1の流量検出信号とこの
変形流量信号とを乗算することによって、吸入空気流量
が少ないときの特性を線形的な検出信号として出力す
る。When the intake air flow rate exceeds a predetermined flow rate range based on the second flow rate detection signal from the second flow rate detection means, the flow rate detection signal transforming means converts the deformed flow rate signal into an intake air flow rate calculation. Output to the means. further,
The intake air flow rate calculating means multiplies the first flow rate detection signal by the modified flow rate signal to output a characteristic when the intake air flow rate is small as a linear detection signal.
【0024】一方、前記変形流量信号で第2の流量検出
信号に基づいて吸入空気流量が所定流量以上のときに
は、変形流量信号を一定信号として出力し、該吸入空気
流量演算手段では第1の流量検出信号と変形流量信号と
を乗算することにより吸入空気流量として出力すること
ができる。On the other hand, when the intake air flow rate is equal to or higher than a predetermined flow rate based on the second flow rate detection signal in the deformed flow rate signal, the deformed flow rate signal is output as a constant signal. By multiplying the detection signal and the deformed flow rate signal, the output can be output as the intake air flow rate.
【0025】また、請求項2の発明では、吸入空気の流
れ方向に対し、発熱抵抗体の前,後に離間して絶縁基板
上に形成した第1,第2の感温抵抗体が、前記吸入空気
の流れ方向に応じてそれぞれ抵抗値が変化するから、第
1の感温抵抗体が第2の感温抵抗体よりも抵抗値が小さ
いときには、例えば空気の流れ方向を順方向として検出
でき、第2の感温抵抗体が第1の感温抵抗体よりも抵抗
値が小さいときには、空気の流れを逆方向として検出で
きる。さらに、単一の絶縁基板上に発熱抵抗体、第1,
第2の感温抵抗体を着膜形成しているから、部品点数を
削減することができる。According to the second aspect of the present invention, the first and second temperature-sensitive resistors formed on the insulating substrate before and after the heating resistor with respect to the flow direction of the intake air are provided on the insulating substrate. Since the resistance value changes according to the flow direction of the air, when the first temperature-sensitive resistor has a smaller resistance value than the second temperature-sensitive resistor, for example, the air flow direction can be detected as the forward direction, When the second temperature-sensitive resistor has a smaller resistance value than the first temperature-sensitive resistor, the flow of air can be detected as the reverse direction. Further, the heating resistor on the single insulating substrate,
Since the second temperature-sensitive resistor is formed as a film, the number of components can be reduced.
【0026】[0026]
【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図9に基
づき説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する
ものとする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the embodiments, the same components as those of the above-described conventional technology are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0027】図中、21は本実施例による熱式空気流量
検出装置、22は該熱式空気流量検出装置21の本体部
を構成する流量計本体を示し、該流量計本体22は従来
技術で述べた流量計本体3とほぼ同様に、抵抗値R1 を
有する一の基準抵抗23が巻回される巻線部24と、該
巻線部24の基端側に位置し、複数の端子ピン(図示せ
ず)が一体的に設けられた端子部25と、巻線部24の
先端側から吸気管2の径方向に延設された検出ホルダ2
6と、後述する回路ケーシング27とから大略構成され
ている。In the drawing, reference numeral 21 denotes a thermal air flow detecting device according to the present embodiment, 22 denotes a flow meter main body constituting a main body of the thermal air flow detecting device 21, and the flow meter main body 22 is a conventional one. In substantially the same manner as the flowmeter body 3 described above, a winding portion 24 around which one reference resistor 23 having a resistance value R1 is wound, and a plurality of terminal pins (located on the base end side of the winding portion 24). (Not shown), and a detection holder 2 extending in the radial direction of the intake pipe 2 from the distal end of the winding part 24.
6 and a circuit casing 27 described later.
【0028】しかし、前記流量計本体22には検出ホル
ダ26の基端側に後述の絶縁基板29を着脱可能に取付
けられるためのスロット(図示せず)が形成され、該検
出ホルダ26は図1中に示す如く吸気管2の中心部に、
絶縁基板29を介して後述の発熱抵抗体30等を位置決
めする構成となっている。なお、検出ホルダ26には従
来技術で述べた保護カバー13と同様の保護カバー(図
示せず)が取付けられるようになっている。However, a slot (not shown) is formed in the flow meter main body 22 at the base end side of the detection holder 26 so that an insulating substrate 29 described later can be detachably mounted. As shown in the center of the intake pipe 2,
The heating resistor 30 and the like, which will be described later, are positioned via the insulating substrate 29. The detection holder 26 is provided with a protective cover (not shown) similar to the protective cover 13 described in the related art.
【0029】27は吸気管2の取付穴2Aを閉塞するよ
うに該吸気管2の外周側に設けられた回路ケーシングを
示し、該回路ケーシング27は従来技術で述べた回路ケ
ーシング7とほぼ同様に形成され、吸気管2の取付穴2
Aに嵌合する嵌合部27Aを有しているものの、該回路
ケーシング27は、例えばセラミック材料等からなる絶
縁基板(図示せず)上に後述の流量調整抵抗36および
差動増幅回路37等を実装した状態で、これらを内蔵す
るようになっている。なお、28A,28Bは前記基準
抵抗23の巻線が接続されるターミナルである。Reference numeral 27 denotes a circuit casing provided on the outer peripheral side of the intake pipe 2 so as to close the mounting hole 2A of the intake pipe 2. The circuit casing 27 is substantially the same as the circuit casing 7 described in the prior art. The mounting hole 2 of the intake pipe 2 is formed.
Although the circuit casing 27 has a fitting portion 27A that fits into the A, the circuit casing 27 is formed on an insulating substrate (not shown) made of, for example, a ceramic material, etc. These are built-in while mounted. 28A and 28B are terminals to which the windings of the reference resistor 23 are connected.
【0030】29は検出ホルダ26に取付けられる絶縁
基板を示し、該絶縁基板29は、図2に示すように、ガ
ラス,アルミナ,窒化アルミニウム等の絶縁材料によ
り、長さ寸法が15〜20mm前後、幅寸法が3〜7mm前
後となった長方形の平板状に形成されている。また、該
絶縁基板29は、基端側が検出ホルダ26のスロットに
着脱可能に取付けられる固定端となり、先端側が自由端
となっている。Reference numeral 29 denotes an insulating substrate mounted on the detection holder 26. As shown in FIG. 2, the insulating substrate 29 is made of an insulating material such as glass, alumina, or aluminum nitride, and has a length of about 15 to 20 mm. It is formed in a rectangular flat plate having a width of about 3 to 7 mm. The base end of the insulating substrate 29 is a fixed end detachably attached to a slot of the detection holder 26, and the front end is a free end.
【0031】30は絶縁基板29に形成された発熱抵抗
を構成する発熱抵抗体を示し、該発熱抵抗体30はプリ
ント印刷またはスパッタリング等の手段を用いて白金膜
を着膜させることにより、抵抗値RH を有するように形
成されている。また、該発熱抵抗体30は図2に示す如
く、絶縁基板29の長さ方向中間部に位置して幅方向に
延びた中間抵抗部30Aと、該中間抵抗部30Aの両端
側から長さ方向に互いに逆向きに延びた第1,第2の延
長抵抗部30B,30Cとから構成されている。Reference numeral 30 denotes a heating resistor which forms a heating resistor formed on the insulating substrate 29. The heating resistor 30 has a resistance value obtained by depositing a platinum film by means such as printing or sputtering. RH. As shown in FIG. 2, the heating resistor 30 is located at an intermediate portion in the length direction of the insulating substrate 29 and extends in the width direction. And first and second extension resistance portions 30B and 30C extending in opposite directions to each other.
【0032】ここで、前記発熱抵抗体30は中間抵抗部
30Aおよび延長抵抗部30B,30Cは全体としてク
ランク形状をなすことによって、絶縁基板29上に発熱
抵抗体30と第1,第2の感温抵抗体31,32をコン
パクトに形成すると共に、発熱抵抗体30の表面積(実
装面積)を可及的に増大させ、例えば吸気管2内を流れ
る吸入空気との接触面積を大きくできるようにしてい
る。The heating resistor 30 has an intermediate resistance portion 30A and extension resistance portions 30B and 30C which have a crank shape as a whole, so that the heating resistor 30 and the first and second sense elements are formed on the insulating substrate 29. In addition to forming the heating resistors 31 and 32 compactly, the surface area (mounting area) of the heating resistor 30 is increased as much as possible, for example, so that the contact area with the intake air flowing through the intake pipe 2 can be increased. I have.
【0033】また、前記発熱抵抗体30は、後述する電
流制御用トランジスタ39によって電流値が制御され、
温度を一定温度(例えば約240℃)に保つように加熱
されている。The current value of the heating resistor 30 is controlled by a current control transistor 39 described later.
It is heated so as to keep the temperature at a constant temperature (for example, about 240 ° C.).
【0034】31,32は絶縁基板29上に白金等の感
温性材料をプリント印刷またはスパッタリング等の手段
で着膜させることによって形成された第1,第2の感温
抵抗体を示し、該第1の感温抵抗体31は上流側に位置
して抵抗値RT1を有するように着膜形成され、第2の感
温抵抗体32は下流側に位置して抵抗値RT2を有するよ
うに着膜形成されている。Reference numerals 31 and 32 denote first and second temperature-sensitive resistors formed by depositing a temperature-sensitive material such as platinum on the insulating substrate 29 by means of printing or sputtering. The first temperature-sensitive resistor 31 is formed so as to have a resistance value RT1 on the upstream side, and the second temperature-sensitive resistor 32 is formed so as to have a resistance value RT2 on the downstream side. A film is formed.
【0035】ここで、前記第1の感温抵抗体31は、前
記発熱抵抗体30の中間抵抗部30Aと第1の延長抵抗
部30Bとの間に位置し、該延長抵抗部30Bと平行に
延びるように長方形状に形成されている。また、第2の
感温抵抗体32は、中間抵抗部30Aと第2の延長抵抗
部30Cとの間に位置し、該延長抵抗部30Cと平行に
延びるように長方形状に形成されている。そして、感温
抵抗体31,32は絶縁基板29上で実質的に均一な面
積をもって形成され、通常時には図3に示すようにサブ
電源VS から電流が印加され、発熱抵抗体30よりも低
い温度で発熱しているから、該感温抵抗体31,32
は、流れる空気によって効果的に冷却され、抵抗値の減
少として空気の流れ方向を感度良く検出することができ
る。Here, the first temperature-sensitive resistor 31 is located between the intermediate resistor 30A and the first extension resistor 30B of the heating resistor 30, and is parallel to the extension resistor 30B. It is formed in a rectangular shape so as to extend. The second temperature-sensitive resistor 32 is located between the intermediate resistor 30A and the second extension resistor 30C, and is formed in a rectangular shape so as to extend in parallel with the extension resistor 30C. The temperature sensitive resistors 31 and 32 are formed with a substantially uniform area on the insulating substrate 29. Normally, a current is applied from the sub power supply VS as shown in FIG. , The temperature-sensitive resistors 31, 32
Is effectively cooled by the flowing air, and the flow direction of the air can be detected with high sensitivity as a decrease in the resistance value.
【0036】さらに、前記第1の感温抵抗体31は吸入
空気の順方向の流れ(矢示A方向)に対して上流側に位
置し、第2の感温抵抗体32は下流側に位置し、かつ感
温抵抗体31,32の間には発熱抵抗体30が位置して
いる。これにより、吸入空気が順方向の矢示A方向の流
れの場合には、第1の感温抵抗体31が冷やされ、第2
の感温抵抗体32が発熱抵抗体30からの熱を受けるこ
とによって、第1の感温抵抗体31の抵抗値RT1は小さ
くなり、第2の感温抵抗体32の抵抗値RT2は実質的に
変化しない。Further, the first temperature-sensitive resistor 31 is located on the upstream side with respect to the forward flow of the intake air (the direction of arrow A), and the second temperature-sensitive resistor 32 is located on the downstream side. The heating resistor 30 is located between the temperature-sensitive resistors 31 and 32. Thereby, when the intake air flows in the forward direction indicated by arrow A, the first temperature-sensitive resistor 31 is cooled and the second temperature-sensitive resistor 31 is cooled.
When the temperature-sensitive resistor 32 receives heat from the heating resistor 30, the resistance value RT1 of the first temperature-sensitive resistor 31 decreases, and the resistance value RT2 of the second temperature-sensitive resistor 32 substantially decreases. Does not change.
【0037】一方、吸気管2内を流れる吸入空気の流れ
が逆方向の矢示B方向となった場合には、第2の感温抵
抗体32が冷やされ、第1の感温抵抗体31が発熱抵抗
体30からの熱を受けることによって、第2の感温抵抗
体32の抵抗値RT2は小さくなり、第1の感温抵抗体3
1の抵抗値RT1は実質的に変化しない。この結果、第1
の感温抵抗体31の抵抗値RT1と第2の感温抵抗体32
の抵抗値RT2とを比較することにより、吸入空気の流れ
方向が順方向であるか、逆方向であるかを判別するよう
になっている。On the other hand, when the flow of the intake air flowing through the intake pipe 2 is in the direction indicated by the arrow B in the opposite direction, the second temperature-sensitive resistor 32 is cooled and the first temperature-sensitive resistor 31 is cooled. Receives the heat from the heating resistor 30, the resistance value RT2 of the second temperature sensing resistor 32 decreases, and the first temperature sensing resistor 3
The resistance value RT1 of 1 does not substantially change. As a result, the first
The resistance value RT1 of the temperature-sensitive resistor 31 and the second temperature-sensitive resistor 32
By comparing the resistance value RT2 with the resistance value RT2, it is determined whether the flow direction of the intake air is the forward direction or the reverse direction.
【0038】33,33,…は絶縁基板29の基端側に
位置して形成された例えば5個の電極を示し、該各電極
33は絶縁基板29の幅方向に所定間隔をもって列設さ
れ、絶縁基板29の基端側を前記検出ホルダ26のスロ
ット内に差込むことにより、該検出ホルダ26側の各タ
ーミナル(図示せず)に接続される。そして、該各電極
33を介して絶縁基板29上に形成された発熱抵抗体3
0、第1,第2の感温抵抗体31,32等を回路ケーシ
ング27内に設けられた各電子部品と接続し、図3に示
す流量検出用の処理回路を構成している。Reference numerals 33, 33,... Denote, for example, five electrodes formed at the base end side of the insulating substrate 29. The electrodes 33 are arranged in rows at a predetermined interval in the width direction of the insulating substrate 29. By inserting the base end side of the insulating substrate 29 into the slot of the detection holder 26, it is connected to each terminal (not shown) on the detection holder 26 side. Then, the heating resistor 3 formed on the insulating substrate 29 via each of the electrodes 33.
The zero, first, second temperature-sensitive resistors 31, 32, and the like are connected to each electronic component provided in the circuit casing 27, and constitute a processing circuit for flow rate detection shown in FIG.
【0039】次に、図3は本実施例による流量検出用の
処理回路を示す。FIG. 3 shows a processing circuit for detecting a flow rate according to the present embodiment.
【0040】図3において、34は後述する差動増幅回
路37と共に第1の流量検出手段を構成する一方のブリ
ッジ回路を示し、該ブリッジ回路34は、発熱抵抗体3
0、温度補償抵抗35、一の基準抵抗23および抵抗値
R2 を有する流量調整抵抗36からなり、それぞれ対向
する辺の抵抗値の積が等しくなるブリッジとして構成さ
れ、発熱抵抗体30と温度補償抵抗35との接続点aは
電流制御用トランジスタ39のエミッタ側に接続され、
基準抵抗23と流量調整抵抗36との接続点bはアース
に接続されている。In FIG. 3, reference numeral 34 denotes one bridge circuit which constitutes a first flow rate detecting means together with a differential amplifier circuit 37 which will be described later.
0, a temperature compensating resistor 35, a reference resistor 23, and a flow rate adjusting resistor 36 having a resistance value R2. 35 is connected to the emitter side of the current control transistor 39,
The connection point b between the reference resistance 23 and the flow adjustment resistance 36 is connected to the ground.
【0041】また、前記ブリッジ回路34は、発熱抵抗
体30と基準抵抗23、温度補償抵抗35と流量調整抵
抗36はそれぞれ直列接続され、それぞれの接続点c,
dは差動増幅回路37の入力端子に接続され、また接続
点cは後述する増幅回路38を介して乗算回路45に接
続されている。そして、差動増幅回路35から出力され
る信号は、ブリッジ回路34の印加電流を制御する電流
制御用トランジスタ39の電流制御電圧となり、ブリッ
ジ回路34の接続点cからの出力は、基準抵抗23の両
端電圧となり増幅回路38を介して出力される電圧は発
熱抵抗体30が流量によって冷却される度合いを示す第
1の流量検出信号としての第1の流量検出電圧V1 とな
る。In the bridge circuit 34, the heating resistor 30 and the reference resistor 23, and the temperature compensating resistor 35 and the flow rate adjusting resistor 36 are connected in series, respectively.
“d” is connected to the input terminal of the differential amplifier circuit 37, and the connection point “c” is connected to the multiplier circuit 45 via an amplifier circuit 38 described later. The signal output from the differential amplifier circuit 35 becomes the current control voltage of the current control transistor 39 for controlling the applied current of the bridge circuit 34, and the output from the connection point c of the bridge circuit 34 The voltage output from the amplifying circuit 38 as a voltage between both ends becomes a first flow detection voltage V1 as a first flow detection signal indicating the degree to which the heating resistor 30 is cooled by the flow.
【0042】ここで、前記温度補償抵抗35は、発熱抵
抗体30の近傍に位置して検出ホルダ26に設けられ、
かつ該温度補償抵抗35は吸入空気の流れによる影響を
受けず、吸入空気の温度によってのみ抵抗値RK が変化
するものである。Here, the temperature compensation resistor 35 is provided on the detection holder 26 in the vicinity of the heating resistor 30.
The temperature compensation resistor 35 is not affected by the flow of the intake air, and the resistance value RK changes only depending on the temperature of the intake air.
【0043】このように構成されるブリッジ回路34で
は、該ブリッジ回路34が平衡状態にあるときには、差
動増幅回路37からの電流制御電圧は零となると共に、
接続点cからは平衡状態にあるときの基準抵抗23の両
端電圧が増幅回路38を介して乗算回路45に出力され
る。一方、ブリッジ回路34の平衡が崩れたとき、即ち
吸入空気によって発熱抵抗体30が冷却されたときに
は、該発熱抵抗体30の抵抗値RH が小さくなっている
から、差動増幅回路37からは電流制御用トランジスタ
39のベースに電流制御電圧が出力される。これによ
り、電流制御用トランジスタ39はブリッジ回路34に
印加する電流を制御して冷やされた発熱抵抗体30を一
定温度にして該ブリッジ回路34を平衡状態に戻す。こ
のとき、ブリッジ回路34の接続点cから出力される増
加した電流値は、基準抵抗23の両端電圧として検出さ
れ、この電圧を増幅回路38で増幅し、第1の流量検出
電圧V1 として乗算回路45に出力される。In the bridge circuit 34 configured as described above, when the bridge circuit 34 is in a balanced state, the current control voltage from the differential amplifier circuit 37 becomes zero,
From the connection point c, the voltage at both ends of the reference resistor 23 in the balanced state is output to the multiplication circuit 45 via the amplification circuit 38. On the other hand, when the balance of the bridge circuit 34 is lost, that is, when the heating resistor 30 is cooled by the intake air, the resistance value RH of the heating resistor 30 is small. The current control voltage is output to the base of the control transistor 39. As a result, the current control transistor 39 controls the current applied to the bridge circuit 34 to bring the cooled heating resistor 30 to a constant temperature and return the bridge circuit 34 to an equilibrium state. At this time, the increased current value output from the connection point c of the bridge circuit 34 is detected as a voltage between both ends of the reference resistor 23, and this voltage is amplified by the amplifier circuit 38 and is multiplied as the first flow rate detection voltage V1. 45.
【0044】ここで、図4に吸入空気の流量Qと流量検
出信号としての第1の流量検出電圧V1 との関係を示す
に、第1の流量検出電圧V1 の変化は流量Qにより発熱
抵抗30が冷却されたときに、元の温度(例えば240
℃)に戻すのに必要な増加した電流値を基準抵抗23の
両端電圧として検出したものである。そして、吸入空気
の流れの方向がA方向(順方向)のときには、前記増幅
回路38からは流量Qに対応した正の第1の流量検出電
圧V1 を出力し、空気の流れ方向がA方向からB方向
(逆方向)に変わったときにおいても、第1の流量検出
電圧V1 は発熱抵抗体30の冷却による抵抗値変化を検
出しているだけであるから、増幅回路38からは流量Q
に対応した正の第1の流量検出電圧V1 を出力する。そ
して、第1の流量検出電圧V1 は流量Qに対して1/2
乗の関係となっている。FIG. 4 shows the relationship between the flow rate Q of the intake air and the first flow rate detection voltage V1 as the flow rate detection signal. Is cooled to its original temperature (e.g., 240
(° C.) is detected as the voltage across the reference resistor 23. When the flow direction of the intake air is the direction A (forward direction), the amplifier circuit 38 outputs a positive first flow rate detection voltage V1 corresponding to the flow rate Q, and the flow direction of the air is changed from the direction A. Even in the case of the change in the direction B (reverse direction), the first flow rate detection voltage V1 only detects the change in the resistance value due to the cooling of the heating resistor 30.
And outputs a positive first flow rate detection voltage V1 corresponding to. The first flow detection voltage V1 is 1 / of the flow Q.
It has a squared relationship.
【0045】特に、吸入流量がアイドリング状態にある
所定流量Q0 の範囲内のときには、発熱抵抗体30の冷
却量は大きく変動するため、ブリッジ回路34の接続点
cから増幅回路38を介して出力される第1の流量検出
電圧V1 は大きく変動する。また、空気の流れが逆方向
の場合でも所定流量−Q0 よりも少ない場合には、同様
に第1の流量検出電圧V1 は大きく変動する。In particular, when the suction flow rate is within the range of the predetermined flow rate Q0 in the idling state, the cooling amount of the heating resistor 30 fluctuates greatly, and is output from the connection point c of the bridge circuit 34 via the amplification circuit 38. The first flow detection voltage V1 varies greatly. Even when the air flow is in the reverse direction, if the flow rate is smaller than the predetermined flow rate -Q0, the first flow rate detection voltage V1 also fluctuates greatly.
【0046】39は電流制御用トランジスタを示し、該
電流制御用トランジスタ39は、コレクタ側がバッテリ
電圧VB に接続され、ベース側が前記差動増幅回路37
の出力側に接続され、エミッタ側が前記ブリッジ回路3
4の接続点aに接続されている。そして、該電流制御用
トランジスタ39は、前記差動増幅回路37からの電流
制御電圧でベース電流を変化させてエミッタ電流を制御
する。これにより、電流制御用トランジスタ39はブリ
ッジ回路34に印加される電流値を制御し、発熱抵抗体
30の温度を一定温度に保つフィードバック制御を行っ
ている。Reference numeral 39 denotes a current control transistor. The current control transistor 39 has a collector connected to the battery voltage VB and a base connected to the differential amplifier 37.
And the emitter side is the bridge circuit 3
4 is connected to the connection point a. The current control transistor 39 controls the emitter current by changing the base current with the current control voltage from the differential amplifier circuit 37. As a result, the current control transistor 39 controls the current value applied to the bridge circuit 34, and performs feedback control for keeping the temperature of the heating resistor 30 at a constant temperature.
【0047】次に、40は後述する差動増幅回路43と
共に第2の流量検出手段を構成する他方のブリッジ回路
を示し、該ブリッジ回路40は、第1,第2の感温抵抗
体31,32と他の基準抵抗41,42からなり、それ
ぞれ対応する辺の抵抗値が等しくなるブリッジとして構
成され、第1,第2の感温抵抗体31,32の接続点e
はサブ電源VS (例えば、3V)に接続され、基準抵抗
41,42の接続点fはアースに接続されている。Next, reference numeral 40 denotes another bridge circuit which constitutes a second flow rate detecting means together with a differential amplifier circuit 43 which will be described later. The bridge circuit 40 comprises the first and second temperature-sensitive resistors 31, 32 and other reference resistances 41 and 42, which are configured as bridges in which the resistance values of the corresponding sides are equal, and a connection point e between the first and second temperature-sensitive resistors 31 and 32.
Is connected to a sub power supply VS (for example, 3 V), and a connection point f of the reference resistors 41 and 42 is connected to the ground.
【0048】また、前記ブリッジ回路40は、第1の感
温抵抗体31と基準抵抗41、第2の感温抵抗体32と
基準抵抗42はそれぞれ直列接続され、それぞれの接続
点g,hは差動増幅回路43の入力端子に接続され、該
差動増幅回路43はリミット回路44を介して乗算回路
45に接続されている。このため、当該ブリッジ回路4
0が平衡状態にあるときには、吸入空気の流量Qが零の
ときであり、感温抵抗体31,32の抵抗値には差がな
いから、差動増幅回路43を介して出力される第2の流
量信号としての第2の流量検出電圧V2 は零となる。ま
た、ブリッジ回路40の平衡が崩れたとき、即ち空気流
によってどちらか一方の感温抵抗体31,32の抵抗値
が変化した場合には、ブリッジ回路40の接続点g−h
からは抵抗値の差(RT1−RT2)が電圧として差動増幅
回路43に入力され、この抵抗値の差は吸入空気の流量
Qに対応した第2の流量検出電圧V2 として差動増幅回
路43で増幅して出力される。In the bridge circuit 40, the first temperature-sensitive resistor 31 and the reference resistor 41 are connected in series, and the second temperature-sensitive resistor 32 and the reference resistor 42 are connected in series. The differential amplifier 43 is connected to an input terminal of the differential amplifier 43, and the differential amplifier 43 is connected to a multiplier 45 via a limit circuit 44. Therefore, the bridge circuit 4
When 0 is in the equilibrium state, the flow rate Q of the intake air is zero, and there is no difference between the resistance values of the temperature-sensitive resistors 31 and 32. The second flow rate detection voltage V2 as the flow rate signal is zero. When the balance of the bridge circuit 40 is lost, that is, when the resistance value of one of the temperature-sensitive resistors 31 and 32 changes due to the airflow, the connection point gh of the bridge circuit 40 is changed.
The difference between the resistance values (RT1-RT2) is input to the differential amplifier circuit 43 as a voltage, and the difference between the resistance values is used as a second flow detection voltage V2 corresponding to the flow rate Q of the intake air. Is amplified and output.
【0049】なお、前述したブリッジ回路40を構成す
る第1の感温抵抗体31と第2の感温抵抗体32は、そ
れぞれ吸入空気の流量に対して前記発熱抵抗体30と同
様に流量Qの1/2乗に比例して変化する。しかし、差
動増幅回路43では抵抗値の差を検出するようにしてい
るから、該差動増幅回路43からは流量QがA方向(正
方向)のときには正となる第2の流量検出電圧V2 が、
B方向(逆方向)のときには負となる第2の流量検出電
圧V2 が得られ、該第2の流量検出電圧V2 は流れ方向
も検出するようになっている。The first temperature sensitive resistor 31 and the second temperature sensitive resistor 32 constituting the above-described bridge circuit 40 have a flow rate Q which is similar to that of the heating resistor 30 with respect to the flow rate of the intake air. Changes in proportion to the half power of. However, since the differential amplifier circuit 43 detects the difference between the resistance values, the differential amplifier circuit 43 outputs the second flow rate detection voltage V2 which is positive when the flow rate Q is in the A direction (positive direction). But,
In the direction B (reverse direction), a negative second flow rate detection voltage V2 is obtained, and the second flow rate detection voltage V2 also detects the flow direction.
【0050】ここで、図5に吸入空気の流量Qと第2の
流量検出電圧V2 との関係を示すに、吸入空気の流れの
方向がA方向(順方向)のときには、前記差動増幅回路
43からは流量Qに対応した正の第2の流量検出電圧V
2 を出力し、空気の流れ方向がA方向からB方向(逆方
向)に変わったときには、差動増幅回路43からは流量
Qに対応した負の第2の流量検出電圧V2 を出力する。
そして、第2の流量検出電圧V2 は流量Qに対して1/
2乗の関係となっている。FIG. 5 shows the relationship between the flow rate Q of the intake air and the second flow rate detection voltage V2. When the direction of the flow of the intake air is in the direction A (forward), the differential amplifier circuit is used. 43, the positive second flow detection voltage V corresponding to the flow Q
2 is output, and when the air flow direction changes from the A direction to the B direction (reverse direction), the differential amplifier circuit 43 outputs a negative second flow detection voltage V2 corresponding to the flow Q.
The second flow rate detection voltage V2 is 1 /
It has a squared relationship.
【0051】特に、吸入流量がアイドリング状態となる
所定流量Q0 の範囲内にあるときには、第1の感温抵抗
体31または第2の感温抵抗体32の冷却量は大きく変
動するため、ブリッジ回路40から差動増幅回路43を
介して出力される第2の流量検出電圧V2 も大きく変動
する。また、空気の流れが逆方向の場合でも所定流量−
Q0 よりも少ない場合には、同様に第2の流量検出電圧
V2 は大きく変動している。In particular, when the suction flow rate is within the range of the predetermined flow rate Q0 at which the idling state is established, the cooling amount of the first temperature sensitive resistor 31 or the second temperature sensitive resistor 32 greatly varies, and therefore the bridge circuit The second flow detection voltage V2 output from the differential amplifier circuit 43 via the differential amplifier circuit 43 also fluctuates greatly. Even when the air flow is in the opposite direction, the predetermined flow rate-
If it is less than Q0, the second flow rate detection voltage V2 also fluctuates greatly.
【0052】44は差動増幅回路43の出力側に接続さ
れた流量検出信号変形手段としてのリミット回路を示
し、該リミット回路44は、前記ブリッジ回路40から
差動増幅回路43を介して出力される第2の流量検出電
圧V2 に基づいて吸入空気流量Qが所定流量Q0 の範囲
内にあるときには、第2の流量検出電圧V2 をそのまま
の流量信号部aとなる変形流量電圧V3 として乗算回路
45に出力し、吸入空気流量Qが所定流量Q0 を越えた
ときには、変形流量電圧V3 を変形信号部b(例えば一
定電圧Va )に変形して乗算回路45に出力する(図6
参照)。Reference numeral 44 denotes a limit circuit connected to the output side of the differential amplifier circuit 43 as a flow rate detection signal deforming means. The limit circuit 44 is output from the bridge circuit 40 via the differential amplifier circuit 43. When the intake air flow rate Q is within the predetermined flow rate Q0 based on the second flow rate detection voltage V2, the second flow rate detection voltage V2 is used as it is as a modified flow rate voltage V3 serving as the flow rate signal section a, and a multiplier circuit 45 is provided. When the intake air flow rate Q exceeds the predetermined flow rate Q0, the transformed flow rate voltage V3 is transformed into a transformed signal section b (for example, a constant voltage Va) and outputted to the multiplying circuit 45 (FIG. 6).
reference).
【0053】45は吸入空気流量演算手段を構成する乗
算回路を示し、該乗算回路45はブリッジ回路34から
増幅回路38を介して出力される第1の流量検出電圧V
1 とブリッジ回路40から差動増幅回路43、リミット
回路44を介して出力される変形流量電圧V3 とを乗算
することにより、流れ方向と流量Qの分かる出力信号V
0 を出力端子46からコントロールユニット(図示せ
ず)に出力する。これにより、吸入空気の流れが順方向
(矢示A方向)の場合には正の出力電圧V0 が出力さ
れ、吸入空気の流れが逆方向(矢示B方向)の場合には
負の出力電圧V0 が出力される。さらに、この出力電圧
V0 は所定流量Q0 の範囲では流量Qに対してほぼ線形
な特性として出力される。Reference numeral 45 denotes a multiplication circuit which constitutes intake air flow rate calculation means. The multiplication circuit 45 outputs a first flow detection voltage V output from the bridge circuit 34 via the amplification circuit 38.
1 is multiplied by the modified flow rate voltage V3 output from the bridge circuit 40 via the differential amplifier circuit 43 and the limit circuit 44, thereby obtaining an output signal V that allows the flow direction and the flow rate Q to be determined.
0 is output from the output terminal 46 to a control unit (not shown). As a result, a positive output voltage V0 is output when the flow of the intake air is in the forward direction (direction of arrow A), and a negative output voltage is obtained when the flow of the intake air is in the reverse direction (direction of arrow B). V0 is output. Further, the output voltage V0 is output as a substantially linear characteristic with respect to the flow rate Q in the range of the predetermined flow rate Q0.
【0054】本実施例による熱式空気流量検出装置21
は上述の如き構成を有するもので、次に吸入空気の流量
検出動作について説明する。The thermal air flow detecting device 21 according to this embodiment
Has the configuration as described above. Next, the operation of detecting the flow rate of the intake air will be described.
【0055】ここで、吸入空気の流れが、矢示A方向
(順方向)の場合には、絶縁基板29上の上流側に位置
した第1の感温抵抗体31がこの空気の流れによって冷
やされ、下流側に位置した第2の感温抵抗体32は発熱
抵抗体30からの熱を受ける。この結果、ブリッジ回路
40では、該ブリッジ回路40の平衡は崩れ、差動増幅
回路43からは正となる第2の流量検出電圧V2 が出力
される。Here, when the flow of the intake air is in the direction of arrow A (forward direction), the first temperature-sensitive resistor 31 located on the upstream side of the insulating substrate 29 is cooled by the flow of the air. The second temperature-sensitive resistor 32 located on the downstream side receives the heat from the heating resistor 30. As a result, in the bridge circuit 40, the balance of the bridge circuit 40 is broken, and the positive second flow rate detection voltage V2 is output from the differential amplifier circuit 43.
【0056】さらに、リミット回路44では、差動増幅
回路43からの第2の流量検出電圧V2 に基づいて吸入
空気流量Qが所定流量Q0 の範囲内にあるときには、第
2の流量検出電圧V2 をそのまま変形流量電圧V3 とし
て乗算回路45に出力し、流量Qが所定流量Q0 を越え
たときには、変形流量電圧V3 を一定電圧Va として乗
算回路45に出力する。Further, in the limit circuit 44, when the intake air flow rate Q is within the range of the predetermined flow rate Q0 based on the second flow rate detection voltage V2 from the differential amplifier circuit 43, the second flow rate detection voltage V2 is The output is output to the multiplication circuit 45 as the modified flow rate voltage V3 as it is, and when the flow rate Q exceeds the predetermined flow rate Q0, the modified flow rate voltage V3 is output to the multiplication circuit 45 as the constant voltage Va.
【0057】一方、ブリッジ回路34では、吸入空気の
流れによって発熱抵抗体30が冷却され、この冷却によ
って発熱抵抗体30の抵抗値RH が減少するが、差動増
幅回路37と電流制御用トランジスタ39により該発熱
抵抗体30を一定温度にするために、当該ブリッジ回路
34に印加される電流値を増加させ、この増加した電流
値を基準抵抗23でその両端電圧として検出する。この
結果、該ブリッジ回路34からは増幅回路38を介して
正となる第1の流量検出電圧V1 が乗算回路45に向け
て出力される。On the other hand, in the bridge circuit 34, the heating resistor 30 is cooled by the flow of the intake air, and the cooling reduces the resistance value RH of the heating resistor 30, but the differential amplifier circuit 37 and the current control transistor 39 In order to keep the heating resistor 30 at a constant temperature, the value of the current applied to the bridge circuit 34 is increased, and this increased current value is detected by the reference resistor 23 as a voltage across the same. As a result, a positive first flow detection voltage V1 is output from the bridge circuit 34 to the multiplication circuit 45 via the amplification circuit 38.
【0058】そして、乗算回路45では、リミット回路
44からの変形流量電圧V3 とブリッジ回路34から増
幅回路38を介して出力された正となる第1の流量検出
電圧V1 とを乗算(掛け算)することにより、正の出力
電圧V0 を出力端子46からコントロールユニットに向
けて出力する。The multiplying circuit 45 multiplies (multiplies) the deformed flow rate voltage V3 from the limit circuit 44 by the positive first flow rate detection voltage V1 output from the bridge circuit 34 via the amplifier circuit 38. Thus, the positive output voltage V0 is output from the output terminal 46 to the control unit.
【0059】このように、本実施例では、吸入空気流量
Qが所定流量Q0 の範囲内にあるときには、リミット回
路44からの変形流量電圧V3 は差動増幅回路43から
の第2の流量検出電圧V2 に等しい流量信号部aとして
乗算回路45に出力する。そして、該乗算回路45で
は、共に流量Qに対して1/2乗の関係となった第1の
流量検出電圧V1 と変形流量電圧V3 とを乗算し、図7
に示すように流量Qに対してほぼ線形的な特性となる出
力電圧V0 を得ることができる。そして、出力電圧V0
は流量Qに対して線形とすることにより、流量Qが零近
傍における変動を抑えることができ、高精度に吸入空気
流量Qを検出することができる。As described above, in the present embodiment, when the intake air flow rate Q is within the range of the predetermined flow rate Q0, the deformed flow rate voltage V3 from the limit circuit 44 becomes the second flow rate detection voltage from the differential amplifier circuit 43. The signal is output to the multiplication circuit 45 as a flow signal portion a equal to V2. Then, the multiplying circuit 45 multiplies the first flow detection voltage V1 and the modified flow voltage V3, both of which have a relation of 1/2 to the flow Q, as shown in FIG.
As shown in FIG. 7, an output voltage V0 having a substantially linear characteristic with respect to the flow rate Q can be obtained. And the output voltage V0
Is linear with respect to the flow rate Q, the fluctuation of the flow rate Q near zero can be suppressed, and the intake air flow rate Q can be detected with high accuracy.
【0060】さらに、吸入空気流量Qが所定流量Q0 を
越えたときには、リミット回路44からの変形流量電圧
V3 を変形信号部b(一定電圧Va )として乗算回路4
5に出力する。そして、該乗算回路45では、流量Qに
対して1/2乗の関係となった第1の流量検出電圧V1
と一定の変形流量電圧V3 とを乗算し、図7に示すよう
な特性となる出力電圧V0 を得ることができる。Further, when the intake air flow rate Q exceeds the predetermined flow rate Q0, the modified flow rate voltage V3 from the limit circuit 44 is used as a deformed signal section b (constant voltage Va) and the multiplication circuit 4
5 is output. In the multiplication circuit 45, the first flow rate detection voltage V1 having a relation of 1/2 to the flow rate Q is used.
Is multiplied by the constant deformed flow voltage V3 to obtain an output voltage V0 having characteristics as shown in FIG.
【0061】そして、流量が所定流量Q0 の範囲内にあ
るときにはほぼ線形の特性とし、所定流量Q0 を越えた
ときには従来技術における熱式空気流量検出装置1とほ
ぼ同様の出力電圧V0 とすることができ、流量Qが零近
傍における変動を抑え、高精度に吸入空気流量Qを検出
することができる。When the flow rate is within the range of the predetermined flow rate Q0, the output voltage V0 is substantially linear, and when the flow rate exceeds the predetermined flow rate Q0, the output voltage V0 is substantially the same as that of the thermal air flow rate detection device 1 in the prior art. Thus, fluctuations in the flow rate Q near zero can be suppressed, and the intake air flow rate Q can be detected with high accuracy.
【0062】さらに、従来技術で用いた熱式空気流量検
出装置1の代わりに本実施例の熱式空気流量検出装置2
1を用いることにより、コントロールユニットの設定条
件等を補正することなく、流量が零付近の誤検出を防止
して燃料の噴射量等の演算を正確に行うことができる。Further, instead of the thermal air flow detecting device 1 used in the prior art, the thermal air flow detecting device 2 of the present embodiment is used.
By using 1, it is possible to prevent the erroneous detection of the flow rate near zero and correct the calculation of the fuel injection amount and the like without correcting the setting conditions and the like of the control unit.
【0063】一方、空気の流れが、矢示B方向(逆方
向)の場合には、絶縁基板29上の下流側に位置した第
2の感温抵抗体32がこの空気の流れによって冷やさ
れ、上流側に位置した第1の感温抵抗体31は発熱抵抗
体30からの熱を受ける。この結果、ブリッジ回路40
の平衡は崩れ、差動増幅回路43からは負の第2の流量
検出電圧V2 が出力され、リミット回路44で所定流量
Q0 の範囲内にあるか否かによって変形流量電圧V3 を
流量信号部aまたは変形信号部bとし、この変形流量電
圧V3 を乗算回路45に出力する。On the other hand, when the flow of air is in the direction of arrow B (reverse direction), the second temperature-sensitive resistor 32 located on the downstream side of the insulating substrate 29 is cooled by the flow of air. The first temperature-sensitive resistor 31 located on the upstream side receives heat from the heating resistor 30. As a result, the bridge circuit 40
And the differential amplifier circuit 43 outputs a negative second flow rate detection voltage V2, and the limit circuit 44 outputs the deformed flow rate voltage V3 depending on whether the flow rate is within a predetermined flow rate Q0 or not. Alternatively, a modified signal section b is provided, and the modified flow rate voltage V3 is output to the multiplying circuit 45.
【0064】また、前述したように吸入空気の流れによ
って発熱抵抗体30は冷却されているから、発熱抵抗体
30の抵抗値が小さくなり、ブリッジ回路34からは流
量に対応した電圧が出力され、この電圧が増幅回路38
で増幅されて正の第1の流量検出電圧V1 として乗算回
路45に出力される。そして、該乗算回路45では、リ
ミット回路44からの負の変形流量電圧V3 と第1の流
量検出電圧V1 とを乗算(掛け算)することにより、吸
入空気量を負の出力電圧V0 として出力端子46からコ
ントロールユニットに向けて出力する。Further, since the heating resistor 30 is cooled by the flow of the intake air as described above, the resistance value of the heating resistor 30 decreases, and a voltage corresponding to the flow rate is output from the bridge circuit 34. This voltage is supplied to the amplifier 38
And output to the multiplication circuit 45 as a positive first flow rate detection voltage V1. The multiplying circuit 45 multiplies (multiplies) the negative deformed flow rate voltage V3 from the limit circuit 44 by the first flow rate detection voltage V1 to set the intake air amount as a negative output voltage V0 to the output terminal 46. To the control unit.
【0065】この結果、コントロールユニットでは、こ
の出力電圧V0 に基づいて正確な吸入空気の流量を検出
することができ、正確な空燃比制御を行い、エンジン性
能を向上できる。As a result, the control unit can accurately detect the flow rate of the intake air based on the output voltage V0, perform accurate air-fuel ratio control, and improve the engine performance.
【0066】かくして、本実施例による熱式空気流量検
出装置21においては、絶縁基板29上に、発熱抵抗体
30を形成すると共に、該発熱抵抗体30の前,後に位
置して第1,第2の感温抵抗体31,32を形成するよ
うにしたから、部品点数の削減を図ると共に、前記第
1,第2の感温抵抗体31,32によって空気の流れ方
向を検出することができ、発熱抵抗体30の抵抗値の変
化から吸入空気の流量を検出することができる。Thus, in the thermal air flow detecting device 21 according to the present embodiment, the heating resistor 30 is formed on the insulating substrate 29, and the first and second heating resistors 30 are located before and after the heating resistor 30. Since the second temperature-sensitive resistors 31 and 32 are formed, the number of components can be reduced, and the direction of air flow can be detected by the first and second temperature-sensitive resistors 31 and 32. The flow rate of the intake air can be detected from the change in the resistance value of the heating resistor 30.
【0067】また、一方のブリッジ回路34の発熱抵抗
体30の流量Qによる抵抗値変化を増幅回路38を介し
て第1の流量検出電圧V1 として乗算回路45に出力す
ると共に、他方のブリッジ回路40の第1,第2の感温
抵抗体31,32の流量Qによる抵抗値変化を差動増幅
回路43を介して流れ方向に対して正,負となる第2の
流量検出電圧V2 とし、該第2の流量検出電圧V2 に基
づいて流量が所定流量Q0 の範囲内にあるときには、変
形流量電圧V3 を流量信号部aとして乗算回路45に出
力し、一方所定流量Q0 を越えたときには変形流量電圧
V3 を変形信号部bとして乗算回路45に出力する。そ
して、該乗算回路45では、第1の流量検出電圧V1 と
変形流量電圧V3 とを乗算することにより、出力端子4
6からの出力電圧V0 は、例え流量Qが所定流量Q0 の
範囲内であっても、吸入空気の流量Qに対してほぼ線形
な特性とすることができ、矢示A方向の流れにおいては
正の出力電圧V0 とし、矢示Bの流れにおいては負の出
力電圧V0 とすることができる。Further, a change in the resistance value of the heating resistor 30 of one bridge circuit 34 due to the flow rate Q is output to the multiplying circuit 45 as the first flow rate detection voltage V1 via the amplifier circuit 38, and the other bridge circuit 40 The change in resistance value due to the flow rate Q of the first and second temperature-sensitive resistors 31 and 32 is defined as a second flow rate detection voltage V2 which becomes positive and negative with respect to the flow direction via the differential amplifier circuit 43. When the flow rate is within the range of the predetermined flow rate Q0 based on the second flow rate detection voltage V2, the modified flow rate voltage V3 is output to the multiplying circuit 45 as the flow rate signal section a. V3 is output to the multiplication circuit 45 as a modified signal portion b. The multiplication circuit 45 multiplies the first flow rate detection voltage V1 by the modified flow rate voltage V3 to obtain the output terminal 4
6, the output voltage V0 can have a substantially linear characteristic with respect to the flow rate Q of the intake air even if the flow rate Q is within the range of the predetermined flow rate Q0. And the negative output voltage V0 in the flow of arrow B.
【0068】さらに、増幅回路38の増幅率を調整する
ことにより、より線形な特性とすることができ、正確な
吸入空気流量Qの検出を行うことができ、従来技術のよ
うに逆流の誤検出を防止することができる。Further, by adjusting the amplification factor of the amplifier circuit 38, it is possible to obtain a more linear characteristic, to accurately detect the intake air flow rate Q, and to erroneously detect the backflow as in the prior art. Can be prevented.
【0069】さらにまた、前記第1,第2の感温抵抗体
31,32をサブ電源VS によって発熱させているか
ら、空気の流れによる冷却作用で感温抵抗体31,32
の抵抗値RT1,RT2を敏感に変化させることができ、空
気の流れ方向の検出を感度良く行うことができる。Further, since the first and second temperature sensitive resistors 31, 32 are heated by the sub power supply VS, the temperature sensitive resistors 31, 32 are cooled by the flow of air.
Of the air flow direction can be detected with high sensitivity.
【0070】なお、前記実施例では、温度補償抵抗35
を検出ホルダ26の近傍に設けるものとして述べたが、
本発明はこれに限らず、図8の第1の変形例に示すよう
に、絶縁基板29′に先端側から基端側に向けてスリッ
トSを形成して第1の基板部29A′と第2の基板部2
9B′とに分け、該第1の基板部29A′には発熱抵抗
体30、第1,第2の感温抵抗体31,32を着膜形成
し、第2の基板部29B′には温度補償抵抗35を膜状
に形成したものである。これにより、絶縁基板29′に
発熱抵抗体30、第1,第2の感温抵抗体31,32お
よび温度補償抵抗35を着膜形成でき、部品点数を大幅
に削減することができる。In the above embodiment, the temperature compensation resistor 35
Has been described as being provided near the detection holder 26,
The present invention is not limited to this. As shown in a first modified example of FIG. 8, a slit S is formed in the insulating substrate 29 'from the distal end side to the proximal end side so that the first substrate portion 29A' 2 substrate part 2
9B ', a heating resistor 30 and first and second temperature-sensitive resistors 31, 32 are formed on the first substrate portion 29A', and a temperature is formed on the second substrate portion 29B '. The compensation resistor 35 is formed in a film shape. As a result, the heating resistor 30, the first and second temperature-sensitive resistors 31, 32, and the temperature compensating resistor 35 can be formed on the insulating substrate 29 ', and the number of components can be greatly reduced.
【0071】また、前記実施例では、絶縁基板29に着
膜形成した発熱抵抗体30と第1,第2の感温抵抗体3
1,32を図2のように形成したが、本発明はこれに限
らず、図9に示す第2の変形例のように、絶縁基板51
の先端側から基端側に向けて延びるスリット52,53
を形成して、該スリット52,53により絶縁基板51
を第1,第2,第3の基板部51A,51B,51Cに
分け、該第1,第2,第3の基板部51A,51B,5
1Cにそれぞれ発熱抵抗体54,第1の感温抵抗体5
5,第2の感温抵抗体56を着膜形成するようにしても
よい。またこの場合、第1の基板部51Aは他の基板部
51B,51Cよりも比較的大きな表面積を有すること
が望ましい。さらにこの変形例の場合には、スリット5
2,53によって抵抗体54,55,56が区切られて
いるから、発熱抵抗体54の熱が絶縁基板51を介して
感温抵抗体55,56に影響するのを低減することがで
きる。さらにまた、2点鎖線のように温度補償抵抗35
を一体形成してもよい。In the above embodiment, the heating resistor 30 formed on the insulating substrate 29 and the first and second temperature-sensitive resistors 3 are formed.
2 are formed as shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to this, and as in a second modification shown in FIG.
52, 53 extending from the distal side to the proximal side of the
Is formed, and the insulating substrate 51 is formed by the slits 52 and 53.
Are divided into first, second, and third substrate portions 51A, 51B, and 51C, and the first, second, and third substrate portions 51A, 51B, and 5C are separated.
Heating resistor 54 and first temperature-sensitive resistor 5 are connected to 1C, respectively.
5. The second temperature-sensitive resistor 56 may be formed as a film. In this case, it is desirable that the first substrate portion 51A has a relatively large surface area than the other substrate portions 51B and 51C. Further, in the case of this modification, the slit 5
Since the resistors 54, 55, and 56 are separated by 2 and 53, it is possible to reduce the influence of the heat of the heating resistor 54 on the temperature-sensitive resistors 55 and 56 via the insulating substrate 51. Furthermore, as shown by the two-dot chain line, the temperature compensation resistor 35
May be integrally formed.
【0072】さらに、前記実施例では、流量計本体22
の巻線部24に巻回した一の基準抵抗23を吸気管2内
に突出して設けるものとして述べたが、本発明はこれに
限らず、例えば吸気管2の外周に設ける回路ケーシング
27内に基準抵抗23を流量調整抵抗36等と共に配設
する構成としてもよい。Further, in the above embodiment, the flow meter main body 22
Although it has been described that one reference resistor 23 wound around the winding portion 24 is provided to protrude into the intake pipe 2, the present invention is not limited to this. The reference resistor 23 may be provided together with the flow rate adjusting resistor 36 and the like.
【0073】さらにまた、前記実施例では、所定流量Q
0 をアイドリング状態の流量としたが、本発明はこれに
限らず、任意の所定流量Q0 としてもよい。Further, in the above embodiment, the predetermined flow rate Q
Although 0 is set as the flow rate in the idling state, the present invention is not limited to this, and may be an arbitrary predetermined flow rate Q0.
【0074】一方、前記実施例では、流量検出信号変形
手段としてリミット回路44を用いることにより、吸入
空気流量Qが所定流量Q0 を越えたときには、変形流量
電圧V3 を一定電圧Va となる変形信号部bとして乗算
回路45に出力するようにしたが、本発明はこれに限ら
ず、吸入空気流量Qが所定流量Q0 を越えたときに、変
形流量電圧V3 の変形信号部bを流量Qに対して線形に
変化する電圧に変形してもよい。On the other hand, in the above embodiment, when the intake air flow rate Q exceeds the predetermined flow rate Q0, the deformation flow rate voltage V3 becomes the constant voltage Va by using the limit circuit 44 as the flow rate detection signal deformation means. However, the present invention is not limited to this. When the intake air flow rate Q exceeds the predetermined flow rate Q0, the deformation signal portion b of the deformation flow rate voltage V3 is output to the flow rate Q. The voltage may be changed to a voltage that changes linearly.
【0075】また、前記実施例では、第1の流量検出手
段を構成するブリッジ回路34を、発熱抵抗体30、温
度補償抵抗35、一の基準抵抗23および流量調整抵抗
36とから形成したが、本発明はこれに限らず、温度補
償抵抗35、流量調整抵抗36に代えて固定抵抗を用い
てブリッジ回路34を形成してもよい。In the above embodiment, the bridge circuit 34 constituting the first flow detecting means is formed by the heating resistor 30, the temperature compensating resistor 35, the reference resistor 23 and the flow regulating resistor 36. The present invention is not limited to this, and the bridge circuit 34 may be formed using fixed resistors instead of the temperature compensation resistors 35 and the flow rate adjustment resistors 36.
【0076】[0076]
【発明の効果】以上詳述した如く、請求項1の発明で
は、第1の流量検出手段を、発熱抵抗を含んでブリッジ
回路として形成し、該ブリッジ回路中の発熱抵抗の抵抗
値変化を第1の流量検出信号として取出し、第2の流量
検出手段を、第1,第2の感温抵抗を含んでブリッジ回
路として形成し、該ブリッジ回路の平衡が第1,第2の
感温抵抗の抵抗値変化で崩れることにより吸入空気の流
量に対応した第2の流量検出信号を出力する。また、流
量検出信号変形手段は前記第2の流量検出手段からの第
2の流量検出信号に基づいて吸入空気流量が所定流量範
囲を越えたときに変形させ、全体として変形流量信号を
出力し、該吸入空気流量演算手段で第1の流量検出信号
とこの変形流量信号とを乗算することによって、所定流
量範囲内の流量においてほぼ線形な吸入空気の流量を得
ることができる。As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the first flow rate detecting means is formed as a bridge circuit including a heating resistor, and the change in the resistance value of the heating resistor in the bridge circuit is determined. The first flow rate detection signal is taken out, and the second flow rate detection means is formed as a bridge circuit including the first and second temperature sensing resistors, and the balance of the bridge circuit is equal to the first and second temperature sensing resistors. A second flow rate detection signal corresponding to the flow rate of the intake air is output by the collapse due to the change in the resistance value. The flow rate detection signal deforming means deforms when the intake air flow rate exceeds a predetermined flow rate range based on the second flow rate detection signal from the second flow rate detection means, and outputs a deformed flow rate signal as a whole, By multiplying the first flow rate detection signal and the deformed flow rate signal by the intake air flow rate calculating means, it is possible to obtain a substantially linear flow rate of the intake air within a predetermined flow rate range.
【0077】この結果、吸入空気量の零付近における変
動を抑えることができ、高精度に吸入空気流量を検出す
ることができ、空燃比制御等を効果的に行うことができ
る。特に、今まで使用していたコントロールユニットの
設定条件等を補正することなく、吸入空気流量が零付近
の誤検出を防止でき、燃料の噴射量等の演算を正確に行
うことができる。As a result, the fluctuation of the intake air amount near zero can be suppressed, the intake air flow rate can be detected with high accuracy, and the air-fuel ratio control and the like can be effectively performed. In particular, erroneous detection of the intake air flow rate near zero can be prevented without correcting the setting conditions and the like of the control unit used so far, and the calculation of the fuel injection amount and the like can be accurately performed.
【0078】また、請求項2の発明では、吸入空気の流
れ方向に対し、発熱抵抗体の前,後に離間して絶縁基板
上に形成した第1,第2の感温抵抗体が、前記吸入空気
の流れ方向に応じてそれぞれ抵抗値が変化するから、第
1の感温抵抗体が第2の感温抵抗体よりも抵抗値が小さ
いときには、例えば空気の流れ方向を順方向として検出
でき、第2の感温抵抗体が第1の感温抵抗体よりも抵抗
値が小さいときには、空気の流れを逆方向として検出で
き、発熱抵抗体および第1,第2の感温抵抗体の抵抗値
を空気流によって敏感に変化させ、流れ方向を正確に検
出することができる。さらに、単一の絶縁基板上に発熱
抵抗体、第1,第2の感温抵抗体を着膜形成しているか
ら、部品点数を削減することができる。According to the second aspect of the present invention, the first and second temperature-sensitive resistors formed on the insulating substrate in front of and behind the heating resistor with respect to the flow direction of the intake air are provided on the insulating substrate. Since the resistance value changes according to the flow direction of the air, when the first temperature-sensitive resistor has a smaller resistance value than the second temperature-sensitive resistor, for example, the air flow direction can be detected as the forward direction, When the resistance value of the second temperature-sensitive resistor is smaller than that of the first temperature-sensitive resistor, the flow of air can be detected as the reverse direction, and the resistance values of the heating resistor and the first and second temperature-sensitive resistors can be detected. Can be sensitively changed by the air flow, and the flow direction can be accurately detected. Furthermore, since the heating resistor and the first and second temperature-sensitive resistors are formed on a single insulating substrate, the number of components can be reduced.
【図1】実施例による熱式空気流量検出装置を吸気管に
取付けた状態を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a thermal air flow detecting device according to an embodiment is attached to an intake pipe.
【図2】絶縁基板上に形成された発熱抵抗体および第
1,第2の感温抵抗体を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a heating resistor and first and second temperature-sensitive resistors formed on an insulating substrate.
【図3】実施例による熱式空気流量検出装置の回路構成
を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the thermal air flow detecting device according to the embodiment.
【図4】増幅回路から出力される第1の流量検出電圧V
1 の流量Qに対する出力特性を示す特性線図である。FIG. 4 shows a first flow detection voltage V output from an amplifier circuit.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing output characteristics with respect to a flow rate Q of FIG.
【図5】差動増幅回路から出力される第2の流量検出電
圧V2 の流量Qに対する出力特性を示す特性線図であ
る。FIG. 5 is a characteristic diagram showing an output characteristic of a second flow detection voltage V2 output from the differential amplifier circuit with respect to a flow rate Q.
【図6】リミット回路から出力される変形流量電圧V3
の流量Qに対する出力特性を示す特性線図である。FIG. 6 is a modified flow rate voltage V3 output from a limit circuit.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing output characteristics with respect to a flow rate Q of the first embodiment.
【図7】乗算回路から出力される出力電圧V0 の流量Q
に対する出力特性を示す特性線図である。FIG. 7 is a flow rate Q of the output voltage V0 output from the multiplication circuit.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing output characteristics with respect to.
【図8】第1の変形例による絶縁基板上に形成された発
熱抵抗体、第1,第2の感温抵抗体および温度補償抵抗
を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a heating resistor, first and second temperature-sensitive resistors, and a temperature compensation resistor formed on an insulating substrate according to a first modified example.
【図9】第2の変形例による絶縁基板上に形成された発
熱抵抗体および第1,第2の感温抵抗体を示す平面図で
ある。FIG. 9 is a plan view showing a heating resistor and first and second temperature-sensitive resistors formed on an insulating substrate according to a second modification.
【図10】従来技術による熱式空気流量検出装置を吸気
管に取付けた状態を示す縦断面図である。FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a state in which a thermal air flow detecting device according to a conventional technique is attached to an intake pipe.
【図11】従来技術による流量計本体および発熱抵抗等
を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a flow meter main body, a heating resistor, and the like according to a conventional technique.
【図12】吸入空気の流速の変動を示す特性線図であ
る。FIG. 12 is a characteristic diagram showing fluctuations in the flow velocity of intake air.
21 熱式空気流量検出装置 22 流量計本体 23 基準抵抗(一の基準抵抗) 29,29′,51 絶縁基板 30,54 発熱抵抗体 31,55 第1の感温抵抗体 32,56 第2の感温抵抗体 34 ブリッジ回路(第1の流量検出手段) 35 温度補償抵抗 36 流量調整抵抗 37,43 差動増幅回路 38 増幅回路 40 ブリッジ回路(第2の流量検出手段) 41,42 基準抵抗(他の基準抵抗) 44 リミット回路(流量検出信号変形手段) 45 乗算回路(吸入空気流量演算手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Thermal air flow detector 22 Flowmeter main body 23 Reference resistance (one reference resistance) 29, 29 ', 51 Insulating substrate 30, 54 Heating resistor 31, 55 First temperature-sensitive resistor 32, 56 Second Temperature sensing resistor 34 Bridge circuit (first flow rate detecting means) 35 Temperature compensation resistor 36 Flow rate adjusting resistance 37, 43 Differential amplifier circuit 38 Amplifier circuit 40 Bridge circuit (second flow rate detecting means) 41, 42 Reference resistance ( Other reference resistances) 44 Limit circuit (flow detection signal deformation means) 45 Multiplication circuit (intake air flow rate calculation means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−105018(JP,A) 特開 昭57−93211(JP,A) 特開 昭62−812(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/68 - 1/699 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-105018 (JP, A) JP-A-57-93211 (JP, A) JP-A-62-812 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01F 1/68-1/699
Claims (2)
体と、前記吸気管内に位置して該流量計本体に設けら
れ、前記吸気管内を流れる吸入空気によって冷却される
発熱抵抗とを備えてなる熱式空気流量検出装置におい
て、前記発熱抵抗を含んでブリッジ回路を形成し、該ブ
リッジ回路を形成する前記発熱抵抗の抵抗値の変化を流
量に対応した第1の流量検出信号として出力する第1の
流量検出手段と、前記発熱抵抗の前,後に離間して設け
られ、前記吸入空気の流れ方向に対して抵抗値が変化す
る第1,第2の感温抵抗と、該第1,第2の感温抵抗を
含んでブリッジ回路を形成し、該第1,第2の感温抵抗
の抵抗値変化による該ブリッジ回路の平衡の崩れを流量
に対応した流れ方向をもった第2の流量検出信号として
出力する第2の流量検出手段と、該第2の流量検出手段
の出力側に設けられ、該第2の流量検出手段から出力さ
れる第2の流量検出信号が所定流量範囲を越えたとき変
形させ、全体として変形流量信号として出力する流量検
出信号変形手段と、該流量検出信号変形手段から出力さ
れる第2の変形流量信号と前記第1の流量検出手段から
出力される第1の流量検出信号とを乗算することにより
吸入空気流量を演算する吸入空気流量演算手段とを設け
たことを特徴とする熱式空気流量検出装置。1. A flowmeter main body having a base end attached to an intake pipe, and a heat generating resistor provided in the flowmeter main body and located in the intake pipe and cooled by intake air flowing through the intake pipe. In the thermal air flow detecting device, a bridge circuit including the heating resistor is formed, and a change in the resistance value of the heating resistor forming the bridge circuit is output as a first flow detection signal corresponding to a flow rate. A first flow rate detecting means, first and second temperature-sensitive resistors provided before and after the heat-generating resistor and having a resistance value that changes in a flow direction of the intake air; A bridge circuit including the second temperature-sensitive resistor is formed, and the collapse of the balance of the bridge circuit due to the change in the resistance value of the first and second temperature-sensitive resistors is changed to a second direction having a flow direction corresponding to the flow rate. Second flow rate detection output as flow rate detection signal Means, provided on the output side of the second flow rate detection means, and deformed when a second flow rate detection signal output from the second flow rate detection means exceeds a predetermined flow rate range, and as a whole a deformed flow rate signal By multiplying a flow rate detection signal deforming means, which is output as, and a second deformed flow rate signal output from the flow rate detection signal deforming means, with a first flow rate detection signal output from the first flow rate detecting means. A thermal air flow rate detecting device, comprising: an intake air flow rate calculating means for calculating an intake air flow rate.
けられた絶縁基板上に着膜形成され、かつ該絶縁基板の
少なくとも長さ方向に膜状に延びる発熱抵抗体として構
成し、前記第1,第2の感温抵抗は、前記絶縁基板上の
吸入空気の流れ方向に対し該発熱抵抗体の前,後にそれ
ぞれ離間して着膜形成された第1,第2の感温抵抗体と
して構成してなる請求項1記載の熱式空気流量検出装
置。2. The heat-generating resistor is formed as a heat-generating resistor formed on an insulating substrate attached to the flowmeter main body and extending in a film shape at least in a longitudinal direction of the insulating substrate. The first and second temperature-sensitive resistors are formed as film-formed first and second temperature-sensitive resistors separated from each other before and after the heating resistor with respect to the flow direction of the intake air on the insulating substrate. The thermal air flow detecting device according to claim 1, wherein the thermal air flow detecting device is constituted.
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