JP3174222B2 - 熱式空気流量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【０００３】そこで、図８および図９により、従来技術
の熱式空気流量検出装置について説明する。

【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。

【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９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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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９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
８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。

【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。

【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１
１を吸気管２の中心部に配設する。

【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。

【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
として検出する。

【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８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。

【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４に例示する如く増減を繰返し
脈動するようになる。

【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４に示す時間ｔ1 ，ｔ
2 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。

【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
に向上できるよう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。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明が採用す
る熱式空気流量検出装置は、基端側が吸気管に取付けら
れる流量計本体と、該流量計本体に設けられた絶縁基板
と、該絶縁基板上に設けられ、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体と、前記絶縁基板
上に位置し、前記流入空気の流れ方向に対して該発熱抵
抗体の前，後に離間して形成され、前記吸入空気の流れ
方向に応じてそれぞれの抵抗値が変化する第１，第２の
感温抵抗体と、前記発熱抵抗体に印加する電流値を制御
して該発熱抵抗体を発熱させて前記絶縁基板を一定温度
に保持する温度制御手段と、前記第１の感温抵抗体の抵
抗値変化によって第１の流量信号を検出する第１の流量
検出手段と、前記第２の感温抵抗体の抵抗値変化によっ
て第２の流量信号を検出する第２の流量検出手段と、前
記第１の流量検出手段から出力される第１の流量信号と
第２の流量検出手段から出力される第２の流量信号とを
加算して流量加算信号を出力する加算手段と、前記第１
の流量検出手段から出力される第１の流量信号と第２の
流量検出手段から出力される第２の流量信号とを比較し
て流れ方向信号を出力する流れ方向検出手段と、該流れ
方向検出手段から出力される流れ方向信号が順方向の流
れ信号であると検出したときには、前記加算手段から出
力される流量加算信号を流量検出信号として出力し、逆
方向の流れ信号であると検出したときには、前記加算手
段から出力される流量加算信号を反転した信号を流量検
出信号として出力する流量信号出力手段とから構成して
いる。

【００２０】請求項２の発明が採用する熱式空気流量検
出装置は、基端側が吸気管に取付けられる流量計本体
と、該流量計本体に設けられた絶縁基板と、該絶縁基板
上に設けられ、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体と、前記吸入空気の流れ方向に対
し該発熱抵抗体の前，後に離間して前記絶縁基板上に形
成され、前記吸入空気の流れ方向に応じてそれぞれの抵
抗値が変化する第１，第２の感温抵抗体とからなる熱式
空気流量検出装置において、前記発熱抵抗体と第１，第
２の感温抵抗体に給電を行うため該第１，第２の感温抵
抗体に対して並列に接続され、前記発熱抵抗体と第１，
第２の感温抵抗体をそれぞれ発熱させる電源と、該電源
から前記発熱抵抗体に印加する電流値を制御し、該発熱
抵抗体の発熱による前記絶縁基板の温度を一定温度に保
持する温度制御手段と、前記第１の感温抵抗体の抵抗値
変化によって第１の流量信号を検出する第１の流量検出
手段と、前記第２の感温抵抗体の抵抗値変化によって第
２の流量信号を検出する第２の流量検出手段と、前記第
１の流量検出手段から出力される第１の流量信号と第２
の流量検出手段から出力される第２の流量信号との差を
演算し、空気の流量と流れ方向を含んだ流量検出信号を
出力する減算手段とを備え、前記発熱抵抗体は絶縁基板
上で前記第１，第２の感温抵抗体間をクランク状に延び
る構成としている。

【００２１】請求項３の発明では、前記絶縁基板を、先
端側が自由端となって、前記発熱抵抗体および第１，第
２の感温抵抗体が着膜形成される主基板部と、該主基板
部の基端側に位置して前記流量計本体に取付けられ、前
記発熱抵抗体を流量計本体から離間させるための副基板
部と、該副基板部と主基板部との間に位置し、前記絶縁
基板の幅方向一側から他側に向けて延び、発熱抵抗体か
らの熱が該副基板部に伝わるのを抑えるスリットとから
構成し、前記副基板部には該副基板部を加熱する補助ヒ
ータを設けたことにある。

【００２２】

【作用】請求項１の発明のように、絶縁基板上には、発
熱抵抗体と吸入空気の流れ方向に対して該発熱抵抗体の
前，後に離間して第１，第２の感温抵抗体とを形成して
いる。そして、温度制御手段によって発熱抵抗体に印加
する電流値を制御して前記絶縁基板を一定温度に保持し
ている。

【００２３】この状態で、例えば吸気管内に順方向の吸
入空気の流れが発生したときには、発熱抵抗体の前側に
位置した第１の感温抵抗体の冷却量は大きく、後側に位
置した第２の感温抵抗体は発熱抵抗体からの熱を受けた
空気によって冷却されるため冷却量は小さくなる。これ
により、第１の流量検出手段から出力される第１の流量
信号と第２の流量検出手段から出力される第２の流量信
号のうち、例えば第１の流量信号が第２の流量信号より
も大きくなったときには、この各流量信号を加算手段に
より流量加算信号として出力すると共に、流れ方向検出
手段によって各信号を比較して順方向の流れを示す流れ
方向信号を出力し、流量信号出力手段によって流量加算
信号を流量検出信号として出力する。

【００２４】一方、吸入空気の流れが逆方向の流れとな
ったときには、各流量検出手段から出力される各流量信
号のうち、例えば第２の流量信号が第１の流量信号より
も大きくなるので、この各流量信号を加算手段により流
量加算信号として出力すると共に、流れ方向検出手段に
よって各信号を比較して逆方向の流れを示す流れ方向信
号を出力し、流量信号出力手段によって流量加算信号を
反転させて流量検出信号として出力する。

【００２５】また、請求項２の発明によると、絶縁基板
上には、発熱抵抗体と吸入空気の流れ方向に対して該発
熱抵抗体の前，後に離間して第１，第２の感温抵抗体と
を形成し、前記発熱抵抗体は絶縁基板上で前記第１，第
２の感温抵抗体間をクランク状に延びているので、絶縁
基板上に発熱抵抗体と第１，第２の感温抵抗体とをコン
パクトに形成でき、発熱抵抗体の表面積（実装面積）を
増大させ吸入空気との接触面積を大きくすることができ
る。そして、発熱抵抗体と第１，第２の感温抵抗体に給
電を行うための電源は、該第１，第２の感温抵抗体に対
して並列に接続され、前記発熱抵抗体と第１，第２の感
温抵抗体をそれぞれ発熱させると共に、温度制御手段は
電源から前記発熱抵抗体に印加する電流値を制御して前
記絶縁基板を一定温度に保持している。

【００２６】この状態で、例えば吸気管内に順方向の吸
入空気の流れが発生したときには、発熱抵抗体の前側に
位置した第１の感温抵抗体の冷却量は大きく、後側に位
置した第２の感温抵抗体は発熱抵抗体からの熱を受けた
空気によって冷却されるため冷却量は小さくなる。これ
により、第１の流量検出手段から出力される第１の流量
信号と第２の流量検出手段から出力される第２の流量信
号のうち、例えば第１の流量信号が第２の流量信号より
も大きくなるので、減算手段によって第１の流量信号か
ら第２の流量信号を減算することにより、正の信号とな
った流量検出信号を出力する。

【００２７】一方、吸入空気の流れが逆方向の流れとな
ったときには、各流量検出手段から出力される各流量信
号のうち、例えば第２の流量信号が第１の流量信号より
も大きくなるので、減算手段によって第１の流量信号か
ら第２の流量信号を減算することにより、負の信号とな
った流量検出信号を出力する。

【００２８】請求項３の発明では、単一の絶縁基板上に
発熱抵抗体、第１，第２の感温抵抗体と共に補助ヒータ
を着膜形成でき、部品点数を削減することができる。そ
して、補助ヒータを着膜形成する副基板部と前記発熱抵
抗体および第１，第２の感温抵抗体を着膜形成する主基
板部との間にスリットを形成することにより、例えば発
熱抵抗体で加熱される主基板部から副基板部に熱が逃げ
るのを防止でき、主基板部を早期に温度上昇させること
ができると共に、副基板部を補助ヒータによって早期に
加熱でき、主基板部から流量計本体側に熱が逃げるのを
抑えることができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図６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。

【００３０】先ず、図１ないし図４に本発明による第１
の実施例を示す。

【００３１】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
有する基準抵抗２３Ａ，２３Ｂ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２６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。

【００３２】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３１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。

【００３３】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３８および
差動増幅器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２
３の巻線が接続されるターミナルである。

【００３４】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。

【００３５】ここで、前記絶縁基板２９は図２に示す如
く、先端側に位置して後述する発熱抵抗体３１と第１，
第２の感温抵抗体３２，３３が着膜形成された主基板部
２９Ａと、該主基板部２９Ａの基端側に位置して前記検
出ホルダ２６に取付けられ、前記発熱抵抗体３１を検出
ホルダ２６から離間させると共に、補助ヒータ３４が着
膜形成された副基板部２９Ｂとからなり、該副基板部２
９Ｂと主基板部２９Ａとの間には、幅方向一側から他側
（吸入空気が流れる矢示Ａ方向）に向けてスリット３０
が形成されている。

【００３６】３１は絶縁基板２９の主基板部２９Ａ上に
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３１はプリント印刷またはスパッタリング等の
手段を用いて主基板部２９Ａ上に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、主基板
部２９Ａ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３１Ａと、該中間抵抗部３１Ａの両端側から主
基板部２９Ａの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３１Ｂ，３１Ｃとから構成されてい
る。

【００３７】ここで、前記発熱抵抗体３１の中間抵抗部
３１Ａおよび延長抵抗部３１Ｂ，３１Ｃは全体としてク
ランク形状をなすことによって、主基板部２９Ａ上に発
熱抵抗体３１および後述の感温抵抗体３２，３３をコン
パクトに形成すると共に、発熱抵抗体３１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。

【００３８】また、前記発熱抵抗体３１は、後述する電
流制御用トランジスタ４２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
することにより絶縁基板２９も一定温度に保持するよう
になっている。

【００３９】３２，３３は発熱抵抗体３１と共に主基板
部２９Ａ上に形成された第１，第２の感温抵抗体を示
し、該第１，第２の感温抵抗体３２，３３は抵抗値ＲT
1，ＲT2をそれぞれ有するように、前記絶縁基板上に白
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、例えば吸
気管２内を矢示Ａ方向に流れる吸入空気の流れ方向（主
基板部２９Ａの幅方向）に対し発熱抵抗体３１の前，後
に離間して主基板部２９Ａ上に配設されている。

【００４０】ここで、前記第１の感温抵抗体３２は、前
記発熱抵抗体３１の中間抵抗部３１Ａと第１の延長抵抗
部３１Ｂとの間に位置し、該延長抵抗部３１Ｂ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３３は、中間抵抗部３１Ａと第２の延長抵抗
部３１Ｃとの間に位置し、該延長抵抗部３１Ｃ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３２，３３は主基板部２９Ａ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に示すように電
源としてのバッテリ電圧ＶB から電流が印加されること
により発熱され、該感温抵抗体３２，３３は、流れる空
気によって冷却されることにより、抵抗値が減少して空
気の流量を感度良く検出するようになっている。バッテ
リ電圧ＶB は、第１，第２の感温抵抗体３２，３３に対
して並列に接続され、これらの感温抵抗体３２，３３を
発熱抵抗体３１と共に発熱させるものである。

【００４１】さらに、前記発熱抵抗体３１，第１の感温
抵抗体３２および第２の感温抵抗体３３の配置関係は、
吸入空気の順方向の流れ（矢示Ａ方向）に対して上流側
から、第１の感温抵抗体３２，発熱抵抗体３１，第２の
感温抵抗体３３の順に並んでいるから、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３
２は吸入空気によって直接冷やされ、第２の感温抵抗体
３３は発熱抵抗体３１からの熱を受けることになる。こ
れにより、第１の感温抵抗体３２の抵抗値ＲT1は流量に
対応して小さくなり、第２の感温抵抗体３３の抵抗値Ｒ
T2は実質的に変化しない。

【００４２】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３３が吸入空気によって直接冷やされ、第１の感温
抵抗体３２が発熱抵抗体３１からの熱を受けることにな
る。これにより、第２の感温抵抗体３３の抵抗値ＲT2は
流量に対応して小さくなり、第１の感温抵抗体３２の抵
抗値ＲT1は実質的に変化しない。

【００４３】この結果、第１の感温抵抗体３２の抵抗値
ＲT1と第２の感温抵抗体３３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ことができる。

【００４４】３４は補助ヒータを示し、該補助ヒータ３
４は、前記絶縁基板２９の副基板部２９Ｂ上に位置し
て、前述した発熱抵抗体３１、感温抵抗体３２，３３と
同様にプリント印刷またはスパッタリング等の手段によ
り、白金等の感温性材料を抵抗値ＲHSとなる膜状に形成
されている。また、該補助ヒータ３４は絶縁基板２９の
副基板部２９Ｂを加熱することにより、主基板部２９Ａ
（発熱抵抗体３１）からの熱が副基板部２９Ｂを介して
検出ホルダ２６に逃げるのを防止するようになってい
る。さらに、主基板部２９Ａと副基板部２９Ｂとの間に
はスリット３０が形成されているから、補助ヒータ３４
からの熱によって第１の感温抵抗体３２が加熱されるの
を防止し、検出時における第１，第２の感温抵抗体３
２，３３に補助ヒータ３４からの熱が加わるのを防止し
ている。一方、補助ヒータ３４は、電流制御用トランジ
スタ４２のエミッタとアースとの間に抵抗４３を介して
接続されているから、該電流制御用トランジスタ４２の
電流制御によって印加電流は制御されている。

【００４５】３５，３５，…は絶縁基板２９の基端側に
位置して形成された例えば６個の電極を示し、該各電極
３５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
３５を介して絶縁基板２９上に形成された発熱抵抗体３
１、第１，第２の感温抵抗体３２，３３および補助ヒー
タ３４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。

【００４６】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。

【００４７】図３において、３６は発熱抵抗体３１に印
加する電流値を制御して該発熱抵抗体３１の温度を一定
に維持することにより絶縁基板２９の温度を一定温度に
保持する温度制御手段としての電流制御回路を示し、該
電流制御回路３６は、発熱抵抗体３１、温度補償抵抗３
７および調整抵抗３８，３９からなるブリッジ回路４０
と、該ブリッジ回路４０の接続点ｃ，ｄからの差を出力
する差動増幅回路４１と、前記ブリッジ回路４０の接続
点ａ，ｂに印加される電流値を制御する電流制御用トラ
ンジスタ４２とからなり、前記ブリッジ回路４０はそれ
ぞれ対向する辺の抵抗値の積が等しくなるように構成さ
れ、発熱抵抗体３１と温度補償抵抗３７との接続点ａは
電流制御用トランジスタ４２のエミッタ側と補助ヒータ
３４の一端に接続され、調整抵抗３８，３９との接続点
ｂはアースと抵抗４３を介して補助ヒータ３４の他端に
接続されている。

【００４８】一方、前記ブリッジ回路４０においては、
発熱抵抗体３１と調整抵抗３８、温度補償抵抗３７と調
整抵抗３９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４１の入力端子に接続されてい
る。

【００４９】ここで、前記温度補償抵抗３７は、発熱抵
抗体３１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３７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。

【００５０】このように構成されるブリッジ回路４０で
は、該ブリッジ回路４０が平衡状態にあるときには、差
動増幅回路４１からの出力は零となる。一方、ブリッジ
回路４０の平衡が崩れたとき、即ち吸入空気によって絶
縁基板２９が冷却され、これに伴って発熱抵抗体３１の
温度が低下したときには、該発熱抵抗体３１の抵抗値Ｒ
H が小さくなっているから、接続点ｃ，ｄの間には電圧
差が発生して差動増幅回路４１から電流制御用トランジ
スタ４２のベースに向けて電流制御電圧Ｖa が出力され
る。これにより、電流制御用トランジスタ４２はブリッ
ジ回路４０に印加する電流を制御して冷やされた発熱抵
抗体３１を一定温度にして該ブリッジ回路４０を平衡状
態に戻す。このとき、絶縁基板２９も一定温度に復帰す
ることができる。

【００５１】ここで、前記電流制御用トランジスタ４２
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４１の出力側に接続され、エミッ
タ側が前記ブリッジ回路４０の接続点ａおよび補助ヒー
タ３４の一端に接続されている。そして、該電流制御用
トランジスタ４２は、前記差動増幅回路４１からの出力
（電流制御電圧Ｖa ）でベース電流が変化するのに応じ
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４２はブリッジ回路４０に印加される電流値
を制御して発熱抵抗体３１（絶縁基板２９）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。

【００５２】次に、４４は図３中の下側に位置した検出
処理回路を示し、該検出処理回路４４は、後述する第１
の流量検出回路４５，第２の流量検出回路４６，加算回
路４７，比較回路４８，反転回路４９および選択回路５
０とから構成され、該検出処理回路４４は、第１，第２
の感温抵抗体３２，３３の抵抗値ＲT1，ＲT2の変化に基
づいてを吸入空気の流れおよびその方向を検出するよう
になっている。

【００５３】４５は第１の流量検出手段としての第１の
流量検出回路を示し、該第１の流量検出回路４５は、抵
抗値ＲT1を有する第１の感温抵抗体３２と抵抗値Ｒ1 を
有する基準抵抗２３Ａとを直列に接続することにより構
成され、該流量検出回路４５は前記バッテリ電圧ＶB と
アースとの間に接続され、第１の感温抵抗体３２と基準
抵抗２３Ａとの接続点ｅは後述する加算回路４７と比較
回路４８に接続されている。また、該第１の流量検出回
路４５は、第１の感温抵抗体３２の抵抗値ＲT1の変化を
第１の流量電圧Ｖ1 として出力する。

【００５４】４６は第２の流量検出手段としての第２の
流量検出回路を示し、該第２の流量検出回路４６は、前
記第１の流量検出回路４５とほぼ同様に構成され、抵抗
値ＲT2を有する第２の感温抵抗体３３と抵抗値Ｒ1 を有
する基準抵抗２３Ｂとを直列に接続することにより構成
され、該流量検出回路４６は前記バッテリ電圧ＶB とア
ースとの間に接続され、感温抵抗体３３と基準抵抗２３
Ｂとの接続点ｆは加算回路４７と比較回路４８に接続さ
れている。また、該第２の流量検出回路４６は、第２の
感温抵抗体３３の抵抗値ＲT2の変化を第２の流量電圧Ｖ
2 として出力する。

【００５５】４７は加算手段としての加算回路を示し、
該加算回路４７の入力側には第１の流量検出回路４５の
接続点ｅと第２の流量検出回路４６の接続点ｆと接続さ
れ、出力側には反転回路４９と選択回路５０が接続され
ている。そして、該加算回路４７から出力される流量加
算信号としての流量加算電圧Ｖ3 は、下記の数１のよう
になる。

【００５６】

【数１】Ｖ3 ＝Ｖ1 ＋Ｖ2

【００５７】４８は流れ方向検出手段としての比較回路
を示し、該比較回路４８の入力側には第１の流量検出回
路４５の接続点ｅと第２の流量検出回路４６の接続点ｆ
とが接続され、出力側には選択回路５０が接続されてい
る。そして、該比較回路４８は第１の流量電圧Ｖ1 と第
２の流量電圧Ｖ2 とを比較し、Ｖ1 ＞Ｖ2 のときには吸
入空気の流れが順方向であるから、図４に示す電圧値Ｖ
0 の方向検出電圧Ｖbを出力し、Ｖ1 ＜Ｖ2 のときには
吸入空気の流れが逆方向であるから、電圧値零の方向検
出電圧Ｖb を選択回路５０に出力する。

【００５８】４９は加算回路４７と選択回路５０との間
に接続された反転回路を示し、該反転回路４９は加算回
路４７から出力される流量加算電圧Ｖ3 を反転させた反
転流量加算電圧Ｖ3 ′を選択回路５０に出力する。

【００５９】５０は反転回路４９と共に流量信号出力手
段を構成する選択回路を示し、該選択回路５０は比較回
路４８を介して出力される方向検出電圧Ｖb （図４参
照）に基づいて、例えば順方向の場合には加算回路４７
からの流量加算電圧Ｖ3 を出力信号Ｖout として出力端
子から図示しないコントロールユニットに出力し、逆方
向の場合には反転回路４９からの反転流量加算電圧Ｖ3
′を出力信号Ｖout として出力端子からコントロール
ユニットに出力する。

【００６０】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、次に検出処理回路４
４における吸入空気の流量検出動作について説明する。

【００６１】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上で上流側に位置
した第１の感温抵抗体３２がこの吸入空気の流れによっ
て冷やされ、下流側に位置した第２の感温抵抗体３３は
発熱抵抗体３１からの熱を受ける。この結果、第１の流
量検出回路４５から出力される第１の流量電圧Ｖ1 は、
第２の流量検出回路４６から出力される第２の流量電圧
Ｖ2 よりも大きくなり、比較回路４８からは電圧値Ｖ0
となる順方向の方向検出電圧Ｖb を選択回路５０に出力
する。

【００６２】また、加算回路４７では、入力された流量
電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を加算して流量加算電圧Ｖ3 として後段
の選択回路５０および反転回路４９に出力し、該反転回
路４９は反転した反転流量加算電圧Ｖ3 ′として選択回
路５０に出力する。

【００６３】ここで、選択回路５０では、比較回路４８
からの方向検出電圧Ｖb に基づいて加算回路４７から出
力された流量加算電圧Ｖ3 と反転回路４９から出力され
た反転流量加算電圧Ｖ3 ′との選択を行い、この場合に
は、方向検出電圧Ｖb が電圧値Ｖ0 を有する順方向の流
れを示す信号であるから、流量加算電圧Ｖ3 を選択して
出力端子からコントロールユニットに向けて順方向の流
れとなる流量加算電圧Ｖ3 を出力信号Ｖout として出力
する。

【００６４】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上でこの流れに対して上
流側に位置した第２の感温抵抗体３３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１の感温抵抗体
３２は発熱抵抗体３１からの熱を受ける。この結果、第
２の流量検出回路４６から出力される第２の流量電圧Ｖ
2 は第１の流量検出回路４５から出力される第１の流量
電圧Ｖ1 よりも大きくなり、比較回路４８からは電圧値
零となる逆方向の方向検出電圧Ｖb を選択回路５０に出
力する。

【００６５】また、加算回路４７では流量加算電圧Ｖ3
を選択回路５０および反転回路４９に出力し、該反転回
路４９では反転した反転流量加算電圧Ｖ3 ′を選択回路
５０に出力する。

【００６６】さらに、選択回路５０では、比較回路４８
からの方向検出電圧Ｖb に基づいて加算回路４７から出
力された流量加算電圧Ｖ3 と反転回路４９から出力され
た反転流量加算電圧Ｖ3 ′との選択を行い、この場合に
は、方向検出電圧Ｖb が電圧値零を有する逆方向の流れ
を示す信号であるから、反転流量加算電圧Ｖ3 ′を選択
して出力端子からコントロールユニットに向けて逆方向
の流れとなる流量加算電圧Ｖ3 を出力信号Ｖout として
出力する。

【００６７】かくして、コントロールユニットでは、こ
の出力信号Ｖout に基づいて正確な吸入空気の流量およ
び流れ方向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。

【００６８】次に、絶縁基板２９の温度を一定温度に保
持するための電流制御回路３６について説明する。

【００６９】吸入空気によって発熱抵抗体３１（絶縁基
板２９）が冷却されたときには、接続点ｃ，ｄ間に差が
発生し、この差が差動増幅回路４１では電流制御電圧Ｖ
a として検出される。そして、該差動増幅回路４１から
出力される電流制御電圧Ｖaによって、電流制御用トラ
ンジスタ４２のエミッタ電流を制御して、発熱抵抗体３
１に印加される電流を増加させて発熱抵抗体３１（絶縁
基板２９）を一定温度に保持することができる。

【００７０】この結果、絶縁基板２９の温度を一定温度
に常に設定しているから、感温抵抗体３２，３３におけ
る流量検出を正確に行うことができ、吸入空気流量の検
出精度をより高精度に行うことができる。

【００７１】また、電流制御回路３６は、流量および流
れ方向を検出する検出処理回路４４とは独立して設けら
れているから、自動車のエンジン始動時等のように発熱
抵抗体３１が一定温度まで上昇していない場合において
も、第１，第２の感温抵抗体３２，３３は発熱抵抗体３
１によって同時に温められるから、絶縁基板２９が一定
温度になる前であっても大きな誤差が発生するのを防止
することができる。さらに、発熱抵抗体３１の抵抗値変
化を利用して流量を検出する熱式空気流量検出装置の場
合に比べて、本発明による熱式空気流量検出装置２１は
ヒートアップ時間を著しく短くすることができ、エンジ
ン始動時におけるＡ／Ｆ制御の誤制御を確実に防止する
ことができる。

【００７２】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
３１を形成すると共に、該発熱抵抗体３１の前，後に第
１，第２の感温抵抗体３２，３３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３２，３３によって空気の流れ方向および流
量を検出することができる。

【００７３】また、検出処理回路４４においては、第１
の流量検出回路４５では第１の感温抵抗体３２の流量に
応じた抵抗値ＲT1の変化を第１の流量電圧Ｖ1 として検
出し、第２の流量検出回路４６では第２の感温抵抗体３
３の流量に応じた抵抗値ＲT2の変化を第２の流量電圧Ｖ
2 として検出する。さらに、加算回路４７では前記流量
電圧Ｖ1 ，Ｖ2 を加算して流量加算電圧Ｖ3 として選択
回路５０および反転回路４９に出力し、該反転回路４９
では入力された流量加算電圧Ｖ3 を反転流量加算電圧Ｖ
3 ′として選択回路５０に出力する。一方、比較回路４
８では前記第１，第２の流量電圧Ｖ1 ，Ｖ2 の大きさを
比較して順方向または逆方向の方向検出電圧Ｖb を選択
回路５０に出力する。そして、選択回路５０において
は、方向検出電圧Ｖb に基づいて吸入空気の流れが正方
向のときには加算回路４７からの流量加算電圧3 を選択
して出力端子から出力信号Ｖout としてコントロールユ
ニットに出力する。一方、吸入空気の流れが逆方向のと
きには反転回路４９からの反転流量加算電圧Ｖ3 ′を出
力信号Ｖout としてコントロールユニットに出力するこ
とができる。

【００７４】このように、従来技術のように、逆方向の
流れであっても正の流量として検出してしまうのを防止
でき、吸入空気の流量および流れ方向を正確に検出する
ことができる。

【００７５】また、絶縁基板２９の温度を一定温度にす
る電流制御回路３６においては、発熱抵抗体３１を含む
ブリッジ回路４０，差動増幅回路４１および電流制御用
トランジスタ４２によって電流制御回路３６を構成した
から、絶縁基板２９の温度が低下すると、発熱抵抗体３
１も低下し、この低下分を温度補償抵抗３７との差とし
て差動増幅回路４１から電流制御電圧Ｖa として出力
し、該電流制御電圧Ｖaに応じて電流制御用トランジス
タ４２でブリッジ回路４０に印加される電流値を調整す
るようにでき、絶縁基板（発熱抵抗体３１）を常に一定
温度に保持することができる。そして、前述した第１，
第２の流量検出回路４５，４６で検出される流量をより
正確に検出することができる。

【００７６】さらに、前記電流制御回路３６は、自動車
のエンジン始動時等のように発熱抵抗体３１が一定温度
に到達していない場合であっても、第１，第２の感温抵
抗体３２，３３では検出を行っているが、絶縁基板２９
上の発熱抵抗体３１，感温抵抗体３２，３３はほぼ同時
に温められるから、絶縁基板２９が一定温度になる前で
あっても第１，第２の感温抵抗体３２，３３で検出され
る流量電圧Ｖ1 ，Ｖ2に大きな誤差が発生するのを防止
することができる。これにより、本実施例による熱式空
気流量検出装置２１では正確な流量検出を開始するまで
のヒートアップ時間を短くすることができる。

【００７７】さらにまた、補助ヒータ３４を絶縁基板２
９の副基板部２９Ｂに形成し、該補助ヒータ３４によっ
て絶縁基板２９の副基板部２９Ｂを加熱するようにした
から、発熱抵抗体３１が絶縁基板２９を加熱するのを補
助することができる。これにより、該副基板部２９Ｂを
介して主基板部２９Ａの熱が流量計本体２２に逃げるの
を防止でき、絶縁基板２９の温度変化を低減することが
でき、流量および流れ方向の検出感度を向上させること
ができる。

【００７８】また、絶縁基板２９の主基板部２９Ａと副
基板部２９Ｂとの間にはスリット３０を形成し、かつ該
スリット３０は補助ヒータ３４の熱が第１の感温抵抗体
３２に影響しないように形成しているから、該補助ヒー
タ３４の熱影響が第１の感温抵抗体３２に及ぶのを効果
的に防止でき、吸入空気の流量を第１，第２の流量検出
回路４５，４６によって正確に検出することができる。

【００７９】次に、図５および図６に本発明による第２
の実施例を示すに、本実施例の特徴は、単一の絶縁基板
上に発熱抵抗体、第１，第２の感温抵抗体、補助ヒータ
および温度補償抵抗を着膜形成すると共に、吸入空気の
流量および流れ方向の検出回路に減算回路を用いたこと
にある。なお、前述した第１の実施例と同一の構成要素
に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００８０】図中、５１は本実施例による絶縁基板を示
し、該絶縁基板５１は、ガラス，アルミナ，窒化アルミ
ニウム等の絶縁材料によって長方形の平板状に形成さ
れ、基端側が検出ホルダ２６に取付けられる固定端とな
り、先端側が自由端となった第１，第２の基板部５１
Ａ，５１Ｂとからなり、該第１，第２の基板部５１Ａ，
５１Ｂの間には先端側から基端側に向けて延びる第１の
スリット５２が形成されている。なお、前記第２の基板
部５１Ｂは吸入空気の順方向（矢示Ａ方向）の流れに対
して第１の基板部５１Ａよりも上流側に位置し、第２の
基板部５１Ｂ上には後述の温度補償抵抗体５８が形成さ
れている。

【００８１】また、前記第１の基板部５１Ａは、先端側
が自由端側となって長方形状をなす主基板部５１Ａ1
と、該主基板部５１Ａ1 の基端側に位置して前記検出ホ
ルダ２６に取付けられる副基板部５１Ａ2 とからなり、
該副基板部５１Ａ2 と主基板部５１Ａ1 との間には、幅
方向一側から他側（矢示Ａ方向）に向けて第１のスリッ
ト５２と連通する第２のスリット５３が形成されてい
る。なお、前記第１のスリット５２と第２のスリット５
３とは図５に示すように必ずしも連通しなくてもよい。

【００８２】５４は発熱抵抗体を示し、該発熱抵抗体５
４は抵抗値ＲH を有するように、前記絶縁基板５１の主
基板部５１Ａ1 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によって着膜形成され、
第１の実施例による発熱抵抗体３１と同様に、中間抵抗
部５４Ａと、該中間抵抗部５４Ａの両端側から前記絶縁
基板５１の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５４Ｂ，５４Ｃとからなり、前述した発熱
抵抗体３１と同様に、第１の実施例で述べた電流制御用
トランジスタ４２によって電流値を制御することによ
り、一定温度（例えば約２４０℃）をもって発熱するよ
うになっている。

【００８３】５５，５６は第１，第２の感温抵抗体を示
し、該第１，第２の感温抵抗体５５，５６は抵抗値ＲT
1，ＲT2をそれぞれ有するように、前記絶縁基板５１の
主基板部５１Ａ1 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によって着膜形成され
ている。また、該第１の感温抵抗体５５は、前記発熱抵
抗体５４の第１の延長抵抗部５４Ｂと中間抵抗部５４Ａ
との間に位置して、該延長抵抗部５４Ｂと平行となるよ
うに形成され、前記第２の感温抵抗体５６は、前記発熱
抵抗体５４の第２の延長抵抗部５４Ｃと中間抵抗部５４
Ａとの間に位置して、該第２の延長抵抗部５４Ｃと平行
となるように形成されている。さらに、前記発熱抵抗体
５４に対し、第１の感温抵抗体５５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５６は下流側に位置するようになっている。
この場合も、電源としてのバッテリ電圧ＶB は、第１，
第２の感温抵抗体５５，５６に対して並列に接続され、
これらの感温抵抗体５５，５６を発熱抵抗体５４と共に
発熱させるものである。

【００８４】５７は補助ヒータを示し、該補助ヒータ５
７は、前記絶縁基板５１の副基板部５１Ａ2 上に位置し
て、前述した発熱抵抗体５４、第１，第２の感温抵抗体
５５，５６と同様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抵抗値ＲHSとなる膜状
に形成している。また、該補助ヒータ５７は絶縁基板５
１の副基板部５１Ａ2 を加熱することにより、主基板部
５１Ａ1 （発熱抵抗体５４）からの熱が副基板部５１Ａ
2 を介して検出ホルダ２６に逃げるのを防止している。
さらに、主基板部５１Ａ1 と副基板部５１Ａ2 との間に
はスリット５３を形成しているから、補助ヒータ５７か
らの熱によって第１の感温抵抗体５５が加熱されるのを
防止している。

【００８５】５８は温度補償抵抗としての温度補償抵抗
体を示し、該温度補償抵抗体５８は前記第２の基板部５
１Ｂ上に形成され、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形成さ
れている。そして、該温度補償抵抗体５８は発熱抵抗体
５４よりも大きい抵抗値ＲK を有し、吸入空気の流れに
よる影響は受けず、温度変化のみを検出するようになっ
ている。

【００８６】５９，５９，…は絶縁基板５１の基端側に
位置して形成された例えば７個の電極を示し、該各電極
５９は絶縁基板５１の幅方向に所定間隔をもって列設さ
れ、絶縁基板５１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。

【００８７】このように、第２の実施例における絶縁基
板５１を前述した第１の実施例による流量計本体２２に
取付けることにより、前述した第１の実施例による流量
検出用の処理回路とほぼ同様の図６に示すような、電流
制御回路３６と本実施例による検出処理回路６０を構成
している。

【００８８】ここで、前記電流制御回路３６は前記第１
の実施例で述べた如くであるため、その動作説明は省略
する。

【００８９】６０は本実施例による検出処理回路を示
し、該検出処理回路６０は、第１の流量検出回路４５，
第２の流量検出回路４６および後述する差動増幅回路６
１とから構成されている。

【００９０】ここで、６１は減算手段としての差動増幅
回路を示し、該差動増幅回路６１の入力側には、第１，
第２の流量検出回路４５，４６の接続点ｅ，ｆが接続さ
れ、出力側にはコントロールユニット（図示せず）が接
続されている。そして、該差動増幅回路６１では、下記
の数２のような演算を行い、出力信号Ｖout を出力する
ようになっている。

【００９１】

【数２】Ｖout ＝（Ｖ1 −Ｖ2 ）×ｋ 但し、ｋ：定数

【００９２】このように、前記差動増幅回路６１で第
１，第２の流量電圧Ｖ1,Ｖ2 の差を演算することによ
り、出力信号Ｖout は吸入空気の流量および流れ方向を
含んだ信号として出力することができる。

【００９３】このように構成される本実施例の熱式流量
検出装置においても、前記第１の実施例と同様に、吸入
空気の流量および流れ方向を検出することができると共
に、絶縁基板２９の温度を一定温度に保持する電流制御
回路３６と検出処理回路６０とを別個に設けることによ
り、自動車のエンジン始動時における正確な流量検出を
開始するまでのヒートアップ時間を短くできる等の効果
を奏する。

【００９４】なお、前記各実施例では、絶縁基板２９に
着膜形成した発熱抵抗体３１と第１，第２の感温抵抗体
３２，３３を図２のように形成したが、本発明はこれに
限らず、図７に示す変形例のように、絶縁基板７１の先
端側から基端側に向けて延びるスリット７２，７３を形
成して、該スリット７２，７３により絶縁基板７１を第
１，第２，第３の基板部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃに分
け、該第１，第２，第３の基板部７１Ａ，７１Ｂ，７１
Ｃにそれぞれ発熱抵抗体７４，第１の感温抵抗体７５，
第２の感温抵抗体７６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７１Ａは他の基板部
７１Ｂ，７１Ｃ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７
２，７３によって抵抗体７４，７５，７６が区切られて
いるから、発熱抵抗体７４の熱が絶縁基板７１を介して
感温抵抗体７５，７６に影響するのを低減することがで
きる。さらにまた、２点鎖線でしめすような温度補償抵
抗３７を一体形成してもよい。

【００９５】また、前記実施例では、第１の感温抵抗体
３２（５５）を吸入空気の流れ方向に対して上流側に、
第２の感温抵抗体３３（５６）を下流側に設けるように
したが、本発明はこれに限らず、第１の感温抵抗体３２
（５５）を下流側に、第２の感温抵抗体３３（５６）を
上流側に位置させてもよく、この場合、比較回路４８か
らの方向検出電圧Ｖb を反転させて選択回路５０に出力
すればよい。

【００９６】さらに、前記各実施例では、流量計本体２
２の巻線部２４に巻回した基準抵抗２３を吸気管２内に
突出させ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３８等と共に配設
する構成としてもよい。

【００９７】さらに、前記各実施例では、補助ヒータ３
４，５７を設けるものとして述べたが、本発明は補助ヒ
ータ３４，５７のないものであっても使用するができる
ことは勿論である。

【００９８】

【発明の効果】請求項１の発明のように、絶縁基板上に
は、発熱抵抗体と吸入空気の流れ方向に対して該発熱抵
抗体の前，後に離間して第１，第２の感温抵抗体とを形
成し、温度制御手段によって発熱抵抗体に印加する電流
値を制御して前記絶縁基板を一低温度に保持しておく構
成により、例えば吸気管内に順方向の吸入空気の流れが
発生したときには、発熱抵抗体の前側に位置した第１の
感温抵抗体の冷却量は大きく、後側に位置した第２の感
温抵抗体は発熱抵抗体からの熱を受けた空気によって冷
却されるため冷却量は小さくなる。これにより、第１の
流量検出手段から出力される第１の流量信号と第２の流
量検出手段から出力される第２の流量信号の各信号のう
ち、例えば第１の流量信号が第２の流量信号よりも大き
くなったときには、この各流量信号を加算手段により流
量加算信号として出力することができると共に、流れ方
向検出手段によって各信号を比較して順方向の流れを示
す流れ方向信号を出力でき、流量信号出力手段によって
流量加算信号を流れ方向と流量に対応する流量検出信号
として出力することができる。

【００９９】一方、吸入空気の流れが逆方向の流れとな
ったときには、各流量検出手段から出力される各流量信
号のうち、例えば第２の流量信号が第１の流量信号より
も大きくなるので、この各流量信号を加算手段により流
量加算信号として出力すると共に、流れ方向検出手段に
よって各信号を比較して逆方向の流れを示す流れ方向信
号を出力でき、流量信号出力手段によって流量加算信号
を反転させ、流れ方向と流量に対応した流量検出信号と
して出力することができる。従って、コントロールユニ
ットでは、この流量加算信号に基づいて正確な空燃比制
御を行い、エンジン性能を向上することができる。

【０１００】請求項２の発明のように、絶縁基板上に
は、発熱抵抗体と吸入空気の流れ方向に対して該発熱抵
抗体の前，後に離間して第１，第２の感温抵抗体とを形
成し、発熱抵抗体と第１，第２の感温抵抗体に給電を行
うための電源は、該第１，第２の感温抵抗体に対して並
列に接続され、前記発熱抵抗体と第１，第２の感温抵抗
体をそれぞれ発熱させると共に、温度制御手段は電源か
ら前記発熱抵抗体に印加する電流値を制御して前記絶縁
基板を一定温度に保持する構成とすることにより、例え
ば吸気管内に順方向の吸入空気の流れが発生したときに
は、発熱抵抗体の前側に位置した第１の感温抵抗体の冷
却量は大きく、後側に位置した第２の感温抵抗体は発熱
抵抗体からの熱を受けた空気によって冷却されるため冷
却量は小さくなる。これにより、第１の流量検出手段か
ら出力される第１の流量信号と第２の流量検出手段から
出力される第２の流量信号の各信号のうち、例えば第１
の流量信号が第２の流量信号よりも大きくなったときに
は、減算手段によって第１の流量信号から第２の流量信
号を減算することにより、正の信号となった流量検出信
号を流れ方向と流量に対応した信号として出力すること
ができる。

【０１０１】一方、吸入空気の流れが逆方向の流れとな
ったときには、各流量検出手段から出力される各流量信
号のうち、例えば第２の流量信号が第１の流量信号より
も大きくなるので、減算手段によって第１の流量信号か
ら第２の流量信号を減算することにより、負の信号とな
った流量検出信号を流れ方向と流量に対応した信号とし
て出力することができる。また、前記発熱抵抗体は絶縁
基板上で前記第１，第２の感温抵抗体間をクランク状に
延びているので、絶縁基板上に発熱抵抗体と第１，第２
の感温抵抗体とをコンパクトに形成でき、発熱抵抗体の
表面積（実装面積）を増大できると共に、吸入空気との
接触面積を大きくすることができ、エンジン始動時にお
ける流量検出装置のヒートアップ時間を短くできる等の
効果を奏する。

【０１０２】請求項３の発明では、単一の絶縁基板上に
発熱抵抗体、第１，第２の感温抵抗体と共に補助ヒータ
を着膜形成でき、部品点数を削減することができる。そ
して、補助ヒータを着膜形成する副基板部と前記発熱抵
抗体および第１，第２の感温抵抗体を着膜形成する主基
板部との間にスリットを形成することにより、例えば発
熱抵抗体で加熱される主基板部から副基板部に熱が逃げ
るのを防止でき、主基板部を早期に温度上昇させること
ができると共に、副基板部を補助ヒータによって早期に
加熱でき、主基板部から流量計本体側に熱が逃げるのを
抑えることができる。そして、エンジン始動時における
ヒートアップ性能を向上でき、エンジンの始動時におけ
る流量検出精度および応答性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の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。

【図２】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補助ヒータを示す平面図である。

【図３】第１の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。

【図４】吸入空気の流速と方向検出電圧Ｖb との関係を
示す特性線図である。

【図５】第２の実施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、補助ヒータおよび
温度補償抵抗を示す平面図である。

【図６】第２の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。

【図７】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。

【図８】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。

【図９】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。

【符号の説明】

２１ 熱式空気流量検出装置 ２２ 流量計本体 ２３Ａ，２３Ｂ 基準抵抗 ２９，５１，７１ 絶縁基板 ２９Ａ，５１Ａ1 主基板部 ２９Ｂ，５１Ａ2 副基板部 ３０，５２，５３ スリット ３１，５４，７４ 発熱抵抗体 ３２，５５，７５ 第１の感温抵抗体 ３３，５６，７６ 第２の感温抵抗体 ３４，５７ 補助ヒータ ３６ 電流制御回路（温度制御手段） ４０ ブリッジ回路 ４１ 差動増幅回路 ４２ 電流制御用トランジスタ ４４，６０ 検出処理回路 ４５ 第１の流量検出回路（第１の流量検出手段） ４６ 第２の流量検出回路（第２の流量検出手段） ４７ 加算回路（加算手段） ４８ 比較回路 ４９ 反転回路 ５０ 選択回路（流量信号出力手段） ６１ 差動増幅回路（減算手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/68 - 1/699

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端側が吸気管に取付けられる流量計本
   体と、該流量計本体に設けられた絶縁基板と、該絶縁基
   板上に設けられ、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体と、前記絶縁基板上に位置し、
   前記流入空気の流れ方向に対して該発熱抵抗体の前，後
   に離間して形成され、前記吸入空気の流れ方向に応じて
   それぞれの抵抗値が変化する第１，第２の感温抵抗体
   と、前記発熱抵抗体に印加する電流値を制御して該発熱
   抵抗体を発熱させて前記絶縁基板を一定温度に保持する
   温度制御手段と、前記第１の感温抵抗体の抵抗値変化に
   よって第１の流量信号を検出する第１の流量検出手段
   と、前記第２の感温抵抗体の抵抗値変化によって第２の
   流量信号を検出する第２の流量検出手段と、前記第１の
   流量検出手段から出力される第１の流量信号と第２の流
   量検出手段から出力される第２の流量信号とを加算して
   流量加算信号を出力する加算手段と、前記第１の流量検
   出手段から出力される第１の流量信号と第２の流量検出
   手段から出力される第２の流量信号とを比較して流れ方
   向信号を出力する流れ方向検出手段と、該流れ方向検出
   手段から出力される流れ方向信号が順方向の流れ信号で
   あると検出したときには、前記加算手段から出力される
   流量加算信号を流量検出信号として出力し、逆方向の流
   れ信号であると検出したときには、前記加算手段から出
   力される流量加算信号を反転した信号を流量検出信号と
   して出力する流量信号出力手段とから構成してなる熱式
   空気流量検出装置。
2. 【請求項２】 基端側が吸気管に取付けられる流量計本
   体と、該流量計本体に設けられた絶縁基板と、該絶縁基
   板上に設けられ、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体と、前記吸入空気の流れ方向に
   対し該発熱抵抗体の前，後に離間して前記絶縁基板上に
   形成され、前記吸入空気の流れ方向に応じてそれぞれの
   抵抗値が変化する第１，第２の感温抵抗体とからなる熱
   式空気流量検出装置において、 前記発熱抵抗体と第１，第２の感温抵抗体に給電を行う
   ため該第１，第２の感温抵抗体に対して並列に接続さ
   れ、前記発熱抵抗体と第１，第２の感温抵抗体をそれぞ
   れ発熱させる電源と、 該電源から前記発熱抵抗体に印加する電流値を制御し、
   該発熱抵抗体の発熱による前記絶縁基板の温度を一定温
   度に保持する温度制御手段と、 前記第１の感温抵抗体の抵抗値変化によって第１の流量
   信号を検出する第１の流量検出手段と、 前記第２の感温抵抗体の抵抗値変化によって第２の流量
   信号を検出する第２の流量検出手段と、 前記第１の流量検出手段から出力される第１の流量信号
   と第２の流量検出手段から出力される第２の流量信号と
   の差を演算し、空気の流量と流れ方向を含んだ流量検出
   信号を出力する減算手段とを備え、 前記発熱抵抗体は絶縁基板上で前記第１，第２の感温抵
   抗体間をクランク状に延びる構成としたことを特徴とす
   る熱式空気流量検出装置。
3. 【請求項３】 前記絶縁基板は、先端側が自由端となっ
   て、前記発熱抵抗体および第１，第２の感温抵抗体が着
   膜形成される主基板部と、該主基板部の基端側に位置し
   て前記流量計本体に取付けられ、前記発熱抵抗体を流量
   計本体から離間させるための副基板部と、該副基板部と
   主基板部との間に位置し、前記絶縁基板の幅方向一側か
   ら他側に向けて延び、発熱抵抗体からの熱が該副基板部
   に伝わるのを抑えるスリットとから構成し、前記副基板
   部には該副基板部を加熱する補助ヒータを設けてなる請
   求項１または２記載の熱式空気流量検出装置。