JP3174234B2 - Thermal air flow detector - Google Patents

Thermal air flow detector

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JP3174234B2
JP3174234B2 JP33344494A JP33344494A JP3174234B2 JP 3174234 B2 JP3174234 B2 JP 3174234B2 JP 33344494 A JP33344494 A JP 33344494A JP 33344494 A JP33344494 A JP 33344494A JP 3174234 B2 JP3174234 B2 JP 3174234B2
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寛 青井
正夫 塚田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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 following equation.

【0003】そこで、図8および図9に従来技術の熱式
空気流量検出装置を示す。
FIGS. 8 and 9 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
成する空気流量検出装置本体を示し、該空気流量検出装
置本体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。
[0005] Reference numeral 3 denotes an air flow detecting device main body constituting a main body of the thermal type air flow detecting device 1, and the air flow detecting device main body 3 is formed by means such as insert molding as shown in FIG. A winding portion 4 formed in a stepped column shape for winding a linear reference resistor 14 to be described later, and a substantially disk-shaped portion located at a base end side of the winding portion 4 and described later. A terminal portion 5 integrally provided with terminal pins 8A to 8D,
A detection holder 6 extending in the radial direction of the intake pipe 2 from the distal end side of the winding part 4 and positioning a heating resistor 9 and a temperature compensating resistor 11, which will be described later, at the center of the intake pipe 2; A circuit casing 7 described below to which the terminal portion 5 is connected
It is roughly composed of

【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は空気流量検出装
置本体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は空気流量検出装置本体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 main body 3 of the air flow detecting device. It is provided integrally with, for example, four terminal plates (not shown) embedded in the winding part 4 of the air flow detecting device main body 3 and the detection holder 6, and is provided on a connector part (not shown) of the circuit casing 7. It is connected detachably.

【0008】9は空気流量検出装置本体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 main body 3 of the air flow detecting device via the terminals 10A and 10B. The heating resistor 9 reacts sensitively to a temperature change and has a resistance value. Is formed by winding a platinum wire or depositing a platinum film on an insulating cylinder made of a ceramic material such as aluminum oxide (hereinafter, referred to as "alumina"). And a heating resistor element having a small diameter. The heating resistor 9 is energized by a battery (not shown),
For example, when heat is generated at temperatures before and after 240 ° C. and the air is cooled by the intake air flowing in the direction of the arrow A in the intake pipe 2, the resistance value changes according to the flow rate of the intake air, and the flow rate detection signal Is output.

【0009】11は発熱抵抗9の上流側に位置して空気
流量検出装置本体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12A,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 air flow detection device main body 3 located on the upstream side of the heating resistor 9, and the temperature compensation resistor 11 is an insulating material made of a ceramic material such as alumina. A platinum film is formed on the substrate by means of sputtering or the like, and both ends of the platinum film are connected between terminals 12A and 12B provided upright on the detection holder 6.

【0010】13は空気流量検出装置本体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1
3は検出ホルダ6上に発熱抵抗9および温度補償抵抗1
1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9中では発熱抵抗9および温度補償抵抗1
1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 main body 3 of the air flow detecting device.
Reference numeral 3 denotes a heating resistor 9 and a temperature compensation resistor 1 on the detection holder 6.
1 is mounted on the detection holder 6 as shown by an arrow in FIG. 9 to protect the heating resistor 9 and the temperature compensating resistor 11 and allow the flow of intake air. In FIG. 9, the heating resistor 9 and the temperature compensating resistor 1 are shown.
In order to clearly indicate 1, the protection cover 13 is shown removed from the detection holder 6.

【0011】さらに、14は空気流量検出装置本体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15B,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,12
B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 air flow detecting device main body 3, and both ends of the reference resistance 14 are erected on the winding part 4. The terminals 15A and 15B are connected to the heating resistor 9 in series. Here, of 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 terminals 15B and 10A via the other terminal plates. The terminal pins 8C are connected to the terminals 10B and 12B via another terminal plate.
B, 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、空気流量検出装置本体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、空気流量検出装置本体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11を吸気管2の中心部に配設す
る。
The conventional thermal air flow detecting device 1 constructed as described above detects the terminal portion 5 of the air flow detecting device main body 3 when detecting the intake air flow of an automobile engine or the like.
Is connected to the connector portion of the circuit casing 7 via each terminal pin 8, and the detection holder 6 and the like of the air flow detecting device main body 3 are inserted into the intake pipe 2 through the mounting hole 2A, and the mounting hole 2A By mounting the circuit casing 7 from the outer peripheral side of the intake pipe 2 to the
And a temperature compensation resistor 11 is disposed 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
として検出する。
In this state, when the intake air flows in the intake pipe 2 toward the combustion chamber of the engine body in the direction indicated by the arrow A, the flow of the intake air cools the heating resistor 9 so that the heating resistor 9 is cooled. , The detection signal corresponding to the flow rate of the intake air is detected as a change in the output voltage based on the voltage across the reference resistor 14 connected in series with the heating resistor 9.

【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。
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 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. 8 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6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. 6, the flow velocity of the air flowing through the intake pipe 2 repeatedly increases and decreases according to the opening and closing of each intake valve, as shown in FIG. 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6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。
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 The part may blow back into the intake pipe 2 with the opening of the intake valve, and at this time, the times t1, t shown in FIG.
The flow velocity becomes negative (minus) as shown in FIG. 2, and an airflow flowing in the direction of arrow B (reverse direction) is generated, which causes a problem 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。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the present invention can prevent erroneous detection of an intake air flow rate due to a reverse air flow, and can greatly improve flow rate detection accuracy. It is an object of the present invention to provide a thermal air flow detecting device according to the present invention.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1に係る熱式空気流量検出装置は、熱伝
導性の良い金属材料をベース材とし該ベース材の少なく
とも一側面に絶縁材料からなる表面層を成膜してなるメ
タルコア基板と、該メタルコア基板の表面層側に設けら
れた発熱抵抗体とかを備えている。そして、請求項1の
発明が採用する構成の特徴は、前記発熱抵抗体が設けら
れた前記メタルコア基板の表面層には、空気の流れ方向
に対し前記発熱抵抗体を挟んで前,後に離間して第1,
第2の感温抵抗体を設け、該第1,第2の感温抵抗体は
電源に対して互いに並列に接続され、空気の流れ方向に
対応した検出信号を出力する構成としたことにある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a thermal type air flow rate detecting device comprising a base material made of a metal material having good heat conductivity and at least one side of the base material. It includes a metal core substrate formed by forming a surface layer made of an insulating material, and a heating resistor provided on the surface layer side of the metal core substrate. The first aspect of the invention is characterized in that the heating resistor is provided.
On the surface layer of the metal core substrate, the first and the second heating cores are spaced apart from each other before and after the heating resistor in the air flow direction.
A second temperature-sensitive resistor is provided, and the first and second temperature-sensitive resistors are connected in parallel to each other with respect to a power supply, and are connected in the air flow direction
The configuration is such that a corresponding detection signal is output .

【0020】請求項2の発明は熱伝導性の良い金属材
料をベース材とし該ベース材の少なくとも一側面に絶縁
材料からなる表面層を成膜してなるメタルコア基板と、
該メタルコア基板の表面層側に設けられた発熱抵抗体
と、前記メタルコア基板の表面層に設けられ、空気の流
れ方向に対し該発熱抵抗体を挟んで前,後に離間した第
1,第2の感温抵抗体と、該第1の感温抵抗体と第2の
感温抵抗体が並列に接続され、該第1の感温抵抗体と第
2の感温抵抗体の抵抗値を比較して空気の流れ方向に対
応した流れ方向検出信号を出力する流れ方向検出手段
と、前記発熱抵抗体を含んブリッジ回路からなり、前
記発熱抵抗体の抵抗値の変化を流量検出信号として取出
す流量検出手段と、前記流れ方向検出手段によって検出
された流れ方向検出信号に基づいて、空気の流れ方向が
順方向のときには該流量検出手段からの流量検出信号を
そのまま出力し、逆方向のときには該流量検出手段から
の流量検出信号を反転させて出力する流量信号出力手段
とを備える構成としている。
[0020] The inventions of claim 2, good thermal conductivity metal material
Base material is insulated on at least one side of the base material
A metal core substrate formed by forming a surface layer made of a material,
Heating resistor provided on the surface layer side of the metal core substrate
Air flow provided on a surface layer of the metal core substrate.
In the direction away from each other before and after the heating resistor
1, a second thermo-sensitive resistor, said first temperature sensing resistor and the second temperature sensing resistor is connected in parallel, the first temperature-sensitive resistor and the second temperature sensitive resistor A flow direction detecting means for comparing a resistance value and outputting a flow direction detection signal corresponding to a flow direction of air, and a bridge circuit including the heating resistor, wherein a change in the resistance value of the heating resistor is detected as a flow rate. Based on the flow direction detection signal detected by the flow direction detection unit and the flow direction detection signal detected by the flow direction detection unit. is you are configured to Ru and a flow rate signal output means for inverting the flow rate detection signal from the flow amount detecting means when the.

【0021】請求項3の発明は熱伝導性の良い金属材
料をベース材とし該ベース材の少なくとも一側面に絶縁
材料からなる表面層を成膜してなるメタルコア基板と、
該メタルコア基板の表面層側に設けられた発熱抵抗体
と、前記メタルコア基板の表面層に設けられ、空気の流
れ方向に対し該発熱抵抗体を挟んで前,後に離間した第
1,第2の感温抵抗体と、前記発熱抵抗体に印加する電
流を制御して該発熱抵抗体を発熱させることにより前記
メタルコア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の流量検出信号と第2の流量検出手段から
出力される第2の流量検出信号との差を演算して流量検
出信号を出力する流量検出信号演算手段とを備える構成
としている。
[0021] The inventions of claim 3, good thermal conductivity metal material
Base material is insulated on at least one side of the base material
A metal core substrate formed by forming a surface layer made of a material,
Heating resistor provided on the surface layer side of the metal core substrate
Air flow provided on a surface layer of the metal core substrate.
In the direction away from each other before and after the heating resistor
1, a second temperature-sensitive resistor, and temperature control means for controlling the current applied to the heat-generating resistor to cause the heat-generating resistor to generate heat, thereby maintaining the metal core substrate at a constant temperature;
First flow rate detecting means for detecting a first flow rate signal based on a change in the resistance value of the first temperature sensitive resistor, and detecting a second flow rate signal based on a change in the resistance value of the second temperature sensitive resistor. Calculating a difference between a first flow rate detection signal output from the first flow rate detection means and a second flow rate detection signal output from the second flow rate detection means; configuration Ru and a flow rate detection signal operation means for outputting a detection signal
It is with.

【0022】[0022]

【作用】請求項1のように、メタルコア基板上に発熱抵
抗体、第1,第2の感温抵抗体を形成するようにしたか
ら、該メタルコア基板はセラミック基板に比べて温度に
対する反応が大きくかつ迅速になり、発熱抵抗体と第
1,第2の感温抵抗体の位置とでは基板の温度が異な
り、空気の流れが順方向のときには上流側の第1の感温
抵抗体が冷やされ、下流側の第2の感温抵抗体が発熱抵
抗体の熱を受けて暖められ、各感温抵抗体の抵抗値には
差が生じる。
According to the present invention, the heating resistor and the first and second temperature-sensitive resistors are formed on the metal core substrate. Therefore, the metal core substrate has a greater response to temperature than the ceramic substrate. The temperature of the substrate is different between the position of the heating resistor and the position of the first and second temperature-sensitive resistors. When the flow of air is in the forward direction, the first temperature-sensitive resistor on the upstream side is cooled. Then, the second temperature-sensitive resistor on the downstream side is heated by receiving the heat of the heat-generating resistor, and a difference occurs between the resistance values of the respective temperature-sensitive resistors.

【0023】請求項2のように、前記第1の感温抵抗体
と第2の感温抵抗体とを並列に接続して流れ方向検出手
段を形成したから、第1の感温抵抗体と第2の感温抵抗
体との抵抗値を比較し、第2の感温抵抗体の方が大きい
場合には、例えば順方向の空気流であると判定し、第1
の感温抵抗体の方が大きい場合には、逆方向の空気流で
あるとして判定できる。
According to a second aspect of the present invention, the first temperature-sensitive resistor and the second temperature-sensitive resistor are connected in parallel to form the flow direction detecting means. The resistance value of the second temperature-sensitive resistor is compared with the resistance value of the second temperature-sensitive resistor.
If the temperature-sensitive resistor is larger, it can be determined that the airflow is in the opposite direction.

【0024】また、前記発熱抵抗体を含んだブリッジ回
路からなる流量検出手段を設け、該流量検出手段中の発
熱抵抗体の抵抗値変化を流量検出信号として取出し、流
量信号出力手段では、前記流れ方向検出手段によって検
出された空気の流れ方向に基づいて、該空気の流れ方向
が順方向のときには前記流量検出信号をそのまま正の電
圧信号を出力し、逆方向のときには反転させて負の電圧
信号として出力することができる。
Further, there is provided a flow rate detecting means comprising a bridge circuit including the heating resistor, and a change in the resistance value of the heating resistor in the flow rate detecting means is taken out as a flow rate detection signal. Based on the flow direction of the air detected by the direction detecting means, when the flow direction of the air is the forward direction, the flow rate detection signal is output as it is as a positive voltage signal, and when the flow direction is the reverse direction, the flow rate detection signal is inverted and the negative voltage signal is inverted. Can be output as

【0025】請求項3のように、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発熱抵抗体を一
定温度に保持した状態で、例えば順方向の空気の流れが
発生したときには、発熱抵抗体の上流側に位置した第1
の感温抵抗体の冷却量は大きく、下流側に位置した第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り
冷却されるために該第2の感温抵抗体の冷却量は小さく
なる。
In a state where the current value applied to the heating resistor is controlled by the temperature control means and the heating resistor is maintained at a constant temperature, for example, when a forward air flow is generated, The first located upstream of the heating resistor
The amount of cooling of the temperature-sensitive resistor of the second
Is cooled by the air that has received heat from the heat generating resistor, so that the amount of cooling of the second temperature sensitive resistor is small.

【0026】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の流量検出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、流量検出信号演算手段は第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ことができる。一方、空気の流れが
逆方向のときには、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1の流量信号が第2の流量信号
よりも小さくなったときには、流量検出信号演算手段は
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ことがで
きる。
Thus, of the first flow rate signal output from the first flow rate detection means and the second flow rate detection signal output from the second flow rate detection means, for example, the first flow rate signal Is larger than the second flow rate signal, the flow rate detection signal calculating means can output a positive flow rate detection signal by subtracting the second flow rate signal from the first flow rate signal. it can. On the other hand, when the flow of air is in the reverse direction, when the first flow signal is smaller than the second flow signal among the flow signals output from the flow detection means, the flow detection signal calculation means By subtracting the second flow rate signal from the first flow rate signal, a negative flow rate detection signal can be output.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図7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。
DETAILED 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.

【0028】まず、図1ないし図6に本発明による第1
の実施例を示す。
First, FIGS. 1 to 6 show a first embodiment according to the present invention.
The following shows an example.

【0029】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
技術で述べた空気流量検出装置本体3とほぼ同様に、抵
抗値R1 を有する基準抵抗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。
In the figure, 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. The winding part 24 around which the reference resistor 23 having the resistance value R1 is wound, substantially in the same manner as the air flow detecting device body 3 described above.
And a terminal portion 25 located on the base end side of the winding portion 24 and integrally provided with a plurality of terminal pins (not shown). And a circuit casing 27 to be described later.

【0030】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を介して後述の感温抵抗体31,32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) for detachably mounting an insulating substrate 29 to be described later is formed at the base end side of the detection holder 26 in the flowmeter main body 22, and the detection holder 26 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, temperature-sensitive resistors 31, 32 and the like, which will be described later, are positioned at the center of the intake pipe 2 via an 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.

【0031】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.

【0032】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はメタルコア基板によって
形成され、図2および図3に示すように、長さ寸法が1
5〜20mm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、SUS材等の熱伝導性の良い金属
によって形成されたベース材29Aと、該ベース材29
Aの両側面に成膜(コーティング)され、アルミナ,ガ
ラス,窒化アルミニウム等の絶縁材料によって形成され
た表面層29B,29Cとからなっている。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. The insulating substrate 29 is formed of a metal core substrate and has a length of 1 as shown in FIGS.
A base material 29A formed of a rectangular flat plate having a width of about 5 to 20 mm and a width of about 3 to 7 mm and made of a metal having good heat conductivity such as a SUS material;
A comprises surface layers 29B and 29C formed on both sides of A by an insulating material such as alumina, glass, or aluminum nitride. 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.

【0033】このように、前記絶縁基板29をメタルコ
ア基板として形成することにより、暖め易く冷め易い基
板とすることができ、後述の発熱抵抗体30による過熱
と吸入空気による冷却に対して大きな温度変化で迅速に
反応することができる。
As described above, by forming the insulating substrate 29 as a metal core substrate, the substrate can be easily heated and cooled, and a large temperature change can be caused by overheating by the heating resistor 30 and cooling by the intake air, which will be described later. Can react quickly.

【0034】30は絶縁基板29の表面層29B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
段を用いて絶縁基板29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、空気の流れ
方向(矢示A方向)に対して上流側に位置して形成さ
れ、該発熱抵抗体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。
Reference numeral 30 denotes a heating resistor which constitutes a heating resistor formed on the surface layer 29B of the insulating substrate 29. The heating resistor 30 is formed of platinum on the insulating substrate 29 by means such as printing or sputtering. By forming a film, the film is formed to have a resistance value RH, is formed on the upstream side with respect to the direction of air flow (direction of arrow A), and has a 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.

【0035】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℃)に保つように発熱す
る構成となっている。
The current value of the heating resistor 30 is controlled by a current controlling transistor 42 described later, and the heating resistor 30 generates heat so as to keep the temperature at a constant temperature (for example, about 240 ° C.).

【0036】31,32は発熱抵抗体30を挟んで該発
熱抵抗体30と共に絶縁基板29の表面層29B上に形
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は発熱抵抗体30の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3
2は発熱抵抗体30の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。そして、第1,第2の
感温抵抗体55,56、図5の示すように後述のサブ電
源VSに対して並列に接続されている。
Reference numerals 31 and 32 denote the heaters with the heating resistor 30 interposed therebetween.
FIG . 3 shows first and second temperature-sensitive resistors formed on a surface layer 29B of an insulating substrate 29 together with a thermal resistor 30; the first temperature-sensitive resistor 31 is located upstream of the heat-generating resistor 30; The second temperature-sensitive resistor 3 is formed so as to have a resistance value RT1.
A film 2 is formed on the downstream side of the heating resistor 30 so as to have a resistance value RT2. And the first and second
The temperature-sensitive resistors 55 and 56, as shown in FIG.
It is connected in parallel to the source VS.

【0037】ここで、前記絶縁基板29上の温度分布を
図4に基づいて説明する。
Here, the temperature distribution on the insulating substrate 29 will be described with reference to FIG.

【0038】まず、発熱抵抗体30は後述する制御によ
って240℃前,後に保たれ、空気の流れがないときに
は、この発熱抵抗体30からの熱は絶縁基板29の幅方
向に同じように伝達され、実線で示すように等しい傾斜
で減少している。このときの第1,第2の感温抵抗体3
1,32における検出温度は等しいT0 となる。
First, the heating resistor 30 is kept before and after 240 ° C. by the control described later, and when there is no air flow, the heat from the heating resistor 30 is transmitted in the same manner in the width direction of the insulating substrate 29. , As shown by the solid line. The first and second temperature-sensitive resistors 3 at this time
The detected temperatures at 1, 32 are equal to T0.

【0039】また、矢示A方向(順方向)の空気の流れ
が発生すると、一点鎖線に示すように熱は左側に移動
し、第1の感温抵抗体31は空気によって直接冷やさ
れ、第2の感温抵抗体32は発熱抵抗体30からの熱を
受けることになり、第1の感温抵抗体31の検出温度T
A1、第2の感温抵抗体32の検出温度TA2の関係はTA1
<TA2となり、このときの感温抵抗体31,32の抵抗
RT1RT2、両者の関係がRT1RT2となる。
When the air flow in the direction of arrow A (forward direction) occurs, the heat moves to the left as indicated by the dashed line, and the first temperature-sensitive resistor 31 is directly cooled by the air, The second temperature-sensitive resistor 32 receives heat from the heat-generating resistor 30, and the detected temperature T of the first temperature-sensitive resistor 31.
The relationship between A1 and the detected temperature TA2 of the second temperature-sensitive resistor 32 is TA1
<TA2, and the relationship between the resistance values RT1 and RT2 of the temperature-sensitive resistors 31 and 32 at this time is RT1 < RT2 .

【0040】さらに、矢示B方向(逆方向)の空気の流
れが発生すると、二点鎖線に示すように熱は右側に移動
し、第2の感温抵抗体32は直接空気によって冷却さ
れ、第1の感温抵抗体31は発熱抵抗体30からの熱を
受けることにより、両者の検出温度の関係は、TB1>T
B2となり、各抵抗値RT1RT2の関係、RT1RT2
なる。
Further, when the air flow in the direction of arrow B (reverse direction) occurs, the heat moves to the right as shown by the two-dot chain line, and the second temperature-sensitive resistor 32 is directly cooled by the air. The first temperature-sensitive resistor 31 receives heat from the heat-generating resistor 30, and the relationship between the two detected temperatures is: TB1> T
B2, and the relationship between the resistance values RT1 and RT2 is RT1 > RT2 .

【0041】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6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上に形成された前記発熱抵抗
体30と感温抵抗体31とを回路ケーシング27内に設
けられた各電子部品に接続することにより、図5に示す
流量検出用の処理回路が構成されている。
Reference numerals 33, 33,... Denote, for example, six electrodes formed on the base end side of the insulating substrate 29. The electrodes 33 are arranged in a row 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. By connecting the heating resistor 30 and the temperature-sensitive resistor 31 formed on the insulating substrate 29 via the respective electrodes 33 to the respective electronic components provided in the circuit casing 27, FIG. The processing circuit for flow rate detection shown is configured.

【0042】次に、図5は本実施例による流量検出用の
処理回路を示す。
Next, FIG. 5 shows a processing circuit for detecting a flow rate according to the present embodiment.

【0043】図5において、34は流量検出信号を出力
するブリッジ回路によって構成された流量検出回路を示
し、該流量検出回路34は、発熱抵抗体30、温度補償
抵抗35、基準抵抗23および抵抗値R2 を有する流量
調整抵抗36とからなり、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は後述する電流制
御用トランジスタ42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. 5, reference numeral 34 denotes a flow detection circuit constituted by a bridge circuit for outputting a flow detection signal. The flow detection circuit 34 includes a heating resistor 30, a temperature compensation resistor 35, a reference resistor 23, and a resistance value. A flow control resistor 36 having a resistance value R2 is formed as a bridge in which the products of the resistance values of the opposing sides are equal. A connection point a between the heating resistor 30 and the temperature compensation resistor 35 is connected to a current control transistor 42 described later. And the connection point b between the reference resistor 23 and the flow adjustment resistor 36 is connected to the ground.

【0044】また、前記流量検出回路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ると共に、
接続点cは後述する反転回路44と選択回路45に接続
されている。
In the flow rate detection 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,
The connection point c is connected to an inversion circuit 44 and a selection circuit 45 described later.

【0045】そして、差動増幅回路37から出力される
信号は、流量検出回路34の印加電流を制御する電流制
御用トランジスタ42の電流制御電圧VA となる。一
方、流量検出回路34の接続点cからの出力は、基準抵
抗23の両端電圧となり出力される電圧は発熱抵抗体3
0が流量によって冷却される度合いを示す流量検出電圧
V1 (流量検出信号)となる。
The signal output from the differential amplifier circuit 37 becomes the current control voltage VA of the current control transistor 42 for controlling the current applied to the flow rate detection circuit 34. On the other hand, the output from the connection point c of the flow rate detection circuit 34 becomes the voltage between both ends of the reference resistor 23 and the output voltage is the heating resistor 3
0 is a flow detection voltage V1 (flow detection signal) indicating the degree of cooling by the flow.

【0046】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、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 air.

【0047】このように構成される流量検出回路34で
は、該流量検出回路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VA 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
の両端電圧が反転回路44と選択回路45に出力され
る。一方、流量検出回路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
42のベースに電流制御電圧VA が出力される。これに
より、電流制御用トランジスタ42は流量検出回路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
一定温度にして該流量検出回路34を平衡状態に戻す。
このとき、流量検出回路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、この電圧を第1の流量検出電圧V1 として反転回
路44と選択回路45に出力する。
In the flow rate detection circuit 34 thus configured, when the flow rate detection circuit 34 is in an equilibrium state, the current control voltage VA from the differential amplifier circuit 37 becomes zero and the current control voltage VA from the connection point c is balanced. Reference resistance 23 when in state
Are output to the inverting circuit 44 and the selecting circuit 45. On the other hand, when the balance of the flow detection 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 VA is output to the base of the current control transistor 42. As a result, the current control transistor 42 is connected to the flow rate detection circuit 34.
Is controlled to keep the cooled heating resistor 30 at a constant temperature and return the flow rate detection circuit 34 to an equilibrium state.
At this time, the increased current value output from the connection point c of the flow detection circuit 34 is detected as a voltage across the reference resistor 23, and this voltage is used as a first flow detection voltage V1 by the inversion circuit 44 and the selection circuit 45. Output.

【0048】次に、38は後述する比較回路41と共に
流れ方向検出手段を構成する流れ方向検出回路を示し、
該流れ方向検出回路38は、第1,第2の感温抵抗体3
1,32と基準抵抗39,40からなり、それぞれ対向
する辺の抵抗値が等しくなるブリッジ回路として構成さ
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3
9,40の接続点fはアースに接続されている。
Next, reference numeral 38 denotes a flow direction detection circuit which constitutes a flow direction detection means together with a comparison circuit 41 described later.
The flow direction detection circuit 38 includes the first and second temperature-sensitive resistors 3.
1 and 32 and reference resistances 39 and 40, which are configured as a bridge circuit in which the resistance values of the opposing sides are equal to each other. A connection point e between the first and second temperature sensitive resistors 31 and 32 is connected to the sub power supply VS ( 3V) and the reference resistance 3
The connection points f at 9, 40 are connected to ground.

【0049】また、前記流れ方向検出回路38は、第1
の感温抵抗体31と基準抵抗39とが直列接続されると
共に、第2の感温抵抗体32と基準抵抗40とが直列接
続され、それぞれの接続点g,hは比較回路41の入力
端子に接続され、該比較回路41は選択回路45に接続
されている。このように、当該流れ方向検出回路38が
平衡状態にあるとき、即ち吸入空気が流れていないとき
には感温抵抗体31,32の抵抗値RT1,RT2には差が
ないから、比較回路41からの出力は零となる。また、
流れ方向検出回路38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
RT1,RT2が変化した場合には、流れ方向検出回路38
の接続点g−hからは抵抗値の差(RT1−RT2)が電圧
として比較回路41に入力され、この抵抗値の差に基づ
いて吸入空気の流れ方向を示す信号(以下、流れ方向
検出電圧V2 」という選択回路45に出力される。
The flow direction detecting circuit 38 is provided with a first
When the temperature-sensitive resistor 31 and the reference resistor 39 are connected in series,
In both cases , the second temperature-sensitive resistor 32 and the reference resistor 40 are connected in series, and respective connection points g and h are connected to the input terminals of the comparison circuit 41, and the comparison circuit 41 is connected to the selection circuit 45. I have. As described above, when the flow direction detection circuit 38 is in an equilibrium state, that is, when the intake air is not flowing, there is no difference between the resistance values RT1 and RT2 of the temperature-sensitive resistors 31 and 32. The output is zero. Also,
When the balance of the flow direction detecting circuit 38 is lost, that is, when the resistance values RT1 and RT2 of one of the temperature-sensitive resistors 31 and 32 change due to the airflow, the flow direction detecting circuit 38
Of the connection point g-h is input to the comparison circuit 41 as the difference in resistance value (RT1-RT2) voltage, a signal indicating the flow direction of the intake air based on the difference in resistance (hereinafter, "the flow direction detection that the voltage V2 ") is outputted to the selection circuit 45.

【0050】ここで、図6に吸入空気の流速と流れ方向
検出電圧V2 の関係を示すと、吸入空気の流れの方向が
A方向(順方向)のときには、前記比較回路41からは
所定電圧値V0 となる流れ方向検出電圧V2 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、比較回路41からは電圧値零となる流れ方
向検出電圧V2 が出力される。
FIG. 6 shows the relationship between the flow velocity of the intake air and the flow direction detection voltage V2. When the flow direction of the intake air is the A direction (forward direction), the comparison circuit 41 outputs a predetermined voltage value. Outputs the flow direction detection voltage V2 that is V0,
When the air flow direction changes from the direction A to the direction B (reverse direction), the comparison circuit 41 outputs a flow direction detection voltage V2 having a voltage value of zero.

【0051】42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37
の出力側に接続され、エミッタ側が前記流量検出回路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42は、前記差動増幅回路37からの電流
制御電圧VA 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42は
流量検出回路34に印加される電流値を制御し、発熱抵
抗体30の温度を一定に保つフィードバック制御を行な
っている。
Reference numeral 42 denotes a current control transistor. The current control transistor 42 has a collector connected to the battery voltage VB and a base connected to the differential amplifier 37.
And the emitter side is connected to the flow rate detection circuit 3
4 is connected to the connection point a. The current control transistor 42 controls the emitter current by changing the base current with the current control voltage VA from the differential amplifier circuit 37. As a result, the current control transistor 42 controls the current value applied to the flow rate detection circuit 34, and performs feedback control for keeping the temperature of the heating resistor 30 constant.

【0052】43は流量信号出力手段としての流量信号
出力回路を示し、該流量信号出力回路43は後述する反
転回路44と選択回路45とから構成されている。
Reference numeral 43 denotes a flow signal output circuit as flow signal output means. The flow signal output circuit 43 includes an inverting circuit 44 and a selecting circuit 45 described later.

【0053】44は流量検出回路34の接続点cと選択
回路45との間に接続された反転回路を示し、該反転回
路44は流量検出回路34からの流量検出電圧V1 を反
転させて選択回路45に出力するようになっている。
Reference numeral 44 denotes an inversion circuit connected between the connection point c of the flow detection circuit 34 and the selection circuit 45. The inversion circuit 44 inverts the flow detection voltage V1 from the flow detection circuit 34 and selects the selection circuit. 45.

【0054】45は反転回路44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45は比較回
路41を介して出力される流れ方向検出回路38からの
流れ方向検出電圧V2 (図6、参照)に基づいて、例え
ば順方向の場合には流量検出回路34からの流量検出電
圧V1 を出力信号Vout として出力端子46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44からの負(マイナス)の信号を出力信号V
out として出力端子46からコントロールユニットに出
力するようになっている。
Reference numeral 45 denotes a selection circuit which constitutes a flow signal output means together with the inversion circuit 44. The selection circuit 45 outputs a flow direction detection voltage V2 from the flow direction detection circuit 38 output via the comparison circuit 41 (FIG. 6). For example, in the case of the forward direction, the flow rate detection voltage V1 from the flow rate detection circuit 34 is output as the output signal Vout from the output terminal 46 to a control unit (not shown), and in the case of the reverse direction, the inversion circuit 44. Signal from the output signal V
Out is output from the output terminal 46 to the control unit.

【0055】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 the present embodiment
Has the configuration as described above. Next, the operation of detecting the flow rate of the intake air will be described.

【0056】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、流れ方向検出
回路38の平衡は崩れ、比較回路41からは電圧値V0
となる順方向の流れ方向検出電圧V2 を出力する。
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, the balance of the flow direction detection circuit 38 is broken, and the voltage value V0 is output from the comparison circuit 41.
And outputs a forward flow direction detection voltage V2.

【0057】また、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42により該発熱抵抗体30を一定温度に
するために、当該流量検出回路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、該流量検出回路3
4からは反転回路44と選択回路45に正の流量検出電
圧V1 が出力される。なお、前記反転回路44に入力さ
れた正の流量検出電圧V1 は反転した負の流量検出電圧
V1 ′として選択回路45に出力される。
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. The heating resistor 30 is reduced by the differential amplifier circuit 37 and the current control transistor 42. In order to keep the temperature at 30 constant, the value of the current applied to the flow rate detection circuit 34 is increased, and the increased current value is detected by the reference resistor 23 as a voltage between both ends. As a result, the flow rate detection circuit 3
4 outputs a positive flow rate detection voltage V1 to the inversion circuit 44 and the selection circuit 45. The flow rate detection voltage V1 of positive input to the inverting circuit 44 is output to the selection 択回 path 45 as a negative flow rate detection voltage V1 'obtained by inverting.

【0058】そして、選択回路45では、比較回路41
からの流れ方向検出電圧V2 に基づいて流量検出回路3
4から入力された正の流量検出電圧V1 と反転回路44
から入力された負の流量検出電圧V1 ′との選択を行
い、この場合には、流れ方向検出電圧V2 が順方向であ
るから、正の流量検出電圧V1 を選択して出力端子46
からコントロールユニットに向けて正の流量検出電圧V
1 を出力信号Vout として出力する。
Then, in the selection circuit 45, the comparison circuit 41
Flow detection circuit 3 based on the flow direction detection voltage V2 from
4 and the inversion circuit 44
Is selected from the negative flow rate detection voltage V1 'input from the controller. In this case, since the flow direction detection voltage V2 is in the forward direction, the positive flow rate detection voltage V1 is selected and the output terminal 46 is selected.
To the control unit from the positive flow detection voltage V
1 is output as an output signal Vout.

【0059】なお、差動増幅回路37から出力された信
号に基づいて電流制御用トランジスタ42のベース電流
は制御されているから、発熱抵抗体30を一定温度にす
るためのフィードバック制御を行っている。
Since the base current of the current control transistor 42 is controlled based on the signal output from the differential amplifier circuit 37, feedback control for keeping the heating resistor 30 at a constant temperature is performed. .

【0060】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上の発熱抵抗体30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
によって冷却され、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、流
れ方向検出回路38の平衡は崩れ、比較回路41からは
電圧値零となる逆方向の流れ方向信号電圧V2 が出力さ
れる。
On the other hand, when the flow of the air is in the direction of arrow B (reverse direction), the second temperature-sensitive resistor 32 located on the insulating substrate 29 on the downstream side of the heat-generating resistor 30 generates the air. The first temperature-sensitive resistor 31 located on the upstream side is cooled by the flow and receives heat from the heating resistor 30. As a result, the balance of the flow direction detection circuit 38 is lost, and the comparison circuit 41 outputs the reverse flow direction signal voltage V2 having a voltage value of zero.

【0061】そして、前述したように、吸入空気の流れ
によって発熱抵抗体30は冷却されるから、発熱抵抗体
30の抵抗値RH は小さくなり、流量検出回路34の平
衡が崩れる。この結果、該流量検出回路34からは正の
流量検出電圧V1 が選択回路45に出力されると共に、
反転回路44を介して負の流量検出電圧V1 ′も選択回
路45に出力され、該選択回路45では、比較回路41
からの逆方向の流れ方向検出電圧V2 に基づいて負の流
量検出電圧V1 ′を選択し、この負の流量検出電圧V1
′を出力信号Vout として出力端子46からコントロ
ールユニットに出力する。
As described above, since the heating resistor 30 is cooled by the flow of the intake air, the resistance value RH of the heating resistor 30 decreases, and the balance of the flow detection circuit 34 is lost. As a result, a positive flow detection voltage V1 is output from the flow detection circuit 34 to the selection circuit 45, and
The negative flow rate detection voltage V1 'is also output to the selection circuit 45 via the inversion circuit 44.
The negative flow detection voltage V1 'is selected based on the reverse flow direction detection voltage V2 from
'As an output signal Vout from the output terminal 46 to the control unit.

【0062】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。
Thus, the control unit can accurately detect the flow rate of the intake air based on the output signal Vout, perform accurate air-fuel ratio control, and improve the engine performance.

【0063】ここで、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3
0を形成すると共に、該発熱抵抗体30の上流側に第1
の感温抵抗体31を、下流側に第2の感温抵抗体32を
形成するようにしたから、該各感温抵抗体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。これにより、吸入空気の流量を検出すると
共に、その方向も正確に検出することができる。
Here, in the thermal air flow detecting device 21 according to the present embodiment, the heating resistor 3 is placed on the insulating substrate 29.
0 and a first on the upstream side of the heating resistor 30.
Since the second temperature-sensitive resistor 32 is formed on the downstream side of the temperature-sensitive resistor 31, the direction of air flow can be detected by the respective temperature-sensitive resistors 31, 32, and the heat-generating resistor 31 can be detected. From the change in the resistance value of the body 30, the flow rate of the intake air can be detected. Accordingly, the flow rate of the intake air can be detected, and the direction thereof can be accurately detected.

【0064】また、絶縁基板29上に発熱抵抗体30と
感温抵抗体31,32とを基端側から先端側に向けて延
びるように着膜形成したから、限られた表面スペースを
有効に利用して発熱抵抗体30および感温抵抗体31を
コンパクトに形成でき、発熱抵抗体30の表面積(実装
面積)を可能な限り大きくすることができる。そして、
吸気管2内の空気流に対する発熱抵抗体30および感温
抵抗体31の接触面積を大きくすることができ、これら
の抵抗値RH ,RT を空気流に敏感に反応して変化させ
ることができると共に、単一の絶縁基板29に複数の抵
抗体30,31,32を形成したから、部品点数の削減
を図ることができる。
Further, since the heating resistor 30 and the temperature-sensitive resistors 31 and 32 are formed on the insulating substrate 29 so as to extend from the base end to the tip end, a limited surface space can be effectively used. The heating resistor 30 and the temperature-sensitive resistor 31 can be formed compact by utilizing the heating resistor 30, and the surface area (mounting area) of the heating resistor 30 can be increased as much as possible. And
The contact area between the heating resistor 30 and the temperature-sensitive resistor 31 with respect to the air flow in the intake pipe 2 can be increased, and these resistance values RH and RT can be changed in response to the air flow in a sensitive manner. Since a plurality of resistors 30, 31, and 32 are formed on a single insulating substrate 29, the number of components can be reduced.

【0065】また、本実施例においては、発熱抵抗体3
0と第1,2の感温抵抗体31,32の位置関係によっ
て、発熱抵抗体30の熱影響を受けるか否かで、空気の
流れ方向を検出することができ、正確な流量を検出する
ことができる。
In this embodiment, the heating resistor 3
The direction of air flow can be detected based on the positional relationship between the zero and the first and second temperature sensing resistors 31 and 32 depending on whether or not the heating resistor 30 is affected by heat, and an accurate flow rate can be detected. be able to.

【0066】さらに、本実施例の絶縁基板29を、熱伝
導性の良い金属によって形成されたベース材29Aと、
該ベース材29Aの両側面に絶縁材料によって形成され
た表面層29B,29Cを成膜(コーティング)するこ
とによって形成したから、発熱抵抗体30からの熱伝導
および空気流による冷却に対して素早く反応させること
ができ、図4に示すように発熱抵抗体30と第1,第2
の感温抵抗体31,32における温度差を大きくするこ
とができる。
Further, the insulating substrate 29 of the present embodiment is provided with a base material 29A made of a metal having good heat conductivity,
Since the surface layers 29B and 29C made of an insulating material are formed (coated) on both side surfaces of the base material 29A, it reacts quickly to heat conduction from the heating resistor 30 and cooling by air flow. As shown in FIG. 4, the heating resistor 30 and the first and second
The temperature difference between the temperature-sensitive resistors 31 and 32 can be increased.

【0067】この結果、第1,第2の感温抵抗体31,
32の抵抗値RT1,RT2の差による流れ方向検出を正確
に行なうことができ、吸入空気の流れ方向を正確に検出
することができる。さらに、抵抗体30,31,32の
温度に対する抵抗値変化を素早く行なわせることがで
き、流量変化に伴う出力信号Vout の反応を高めると共
に、自動車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することができ
る。
As a result, the first and second temperature-sensitive resistors 31,
It is possible to accurately detect the flow direction based on the difference between the 32 resistance values RT1 and RT2, and to accurately detect the flow direction of the intake air. Further, the resistance values of the resistors 30, 31, 32 with respect to the temperature can be quickly changed, the response of the output signal Vout accompanying the change in the flow rate can be increased, and the accurate flow rate detection at the start of the vehicle engine can be started. Heat-up time can be shortened.

【0068】従って、本実施例によれば、吸気管2内を
流れる吸入空気の流量を発熱抵抗体30の抵抗値RH に
基づいて確実に検出できると共に、感温抵抗体31,3
2の抵抗値RT1,RT2の変化に基づいて空気の流れ方向
を確実に検出でき、エンジンの中速域等で吸気管2内に
排気が吹返して逆流が生じるようなときでも、吸入空気
の流量を高精度に検出することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the flow rate of the intake air flowing through the intake pipe 2 can be reliably detected based on the resistance value RH of the heating resistor 30, and the temperature-sensitive resistors 31, 3 can be detected.
2 can be reliably detected based on the change in the resistance values RT1 and RT2 of the intake air 2. Even when exhaust gas blows back into the intake pipe 2 in the middle speed range of the engine and a reverse flow occurs, the intake air The flow rate can be detected with high accuracy.

【0069】次に、図7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、単一の絶縁基板にメタルコ
ア基板を用い、該基板上に発熱抵抗体、第1,第2の感
温抵抗体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流量検出信号演算手段を用いたこ
とにある。なお、前述した第1の実施例と同一の構成要
素の同一の符号を付し、その説明を省略するものとす
る。
Next, FIG. 7 shows a second embodiment according to the present invention. The feature of this embodiment is that a metal core substrate is used for a single insulating substrate, and a heating resistor, The second temperature-sensitive resistor is formed as a film, and the flow rate detection signal calculating means is used in a circuit for detecting the flow rate and the flow direction of the intake air. The same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0070】図7において、51は発熱抵抗体30に印
加する電流値を制御して該発熱抵抗体30の温度を一定
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51は、前述した発熱抵抗体30、温度
補償抵抗35、基準抵抗23および流量調整抵抗36か
らなる流量検出回路34と、該流量検出回路34の接続
点c,dからの差を電流制御電圧VA として出力する差
動増幅回路37と、前記流量検出回路34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とからなる。
In FIG. 7, reference numeral 51 denotes a current control circuit as temperature control means for controlling a current value applied to the heating resistor 30 to keep the temperature of the heating resistor 30 constant.
The current control circuit 51 determines the difference between the flow rate detection circuit 34 including the heating resistor 30, the temperature compensation resistor 35, the reference resistor 23, and the flow rate adjustment resistor 36, and the connection points c and d of the flow rate detection circuit 34. A connection point a between a differential amplifier circuit 37 that outputs a current control voltage VA and the flow rate detection circuit 34,
and a current control transistor 42 for controlling the value of the current applied to b.

【0071】このように構成される電流制御回路51に
おいては、流量検出回路34が平衡状態にあるときに
は、差動増幅回路37からの出力電圧(電流制御電圧V
A )は零となる。一方、流量検出回路34の平衡は崩れ
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、接続点c,dの間には電圧差が発生し
て差動増幅回路37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は流量検出回路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
一定温度にして該流量検出回路34を平衡状態に戻す。
In the current control circuit 51 thus configured, when the flow rate detection circuit 34 is in an equilibrium state, the output voltage from the differential amplifier circuit 37 (current control voltage V
A) becomes zero. On the other hand, when the balance of the flow rate detection 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. , A voltage difference is generated, and the current control voltage VA is output from the differential amplifier circuit 37 toward the base of the current control transistor 42. As a result, the current control transistor 42 is connected to the flow rate detection circuit 34.
Is controlled to keep the cooled heating resistor 30 at a constant temperature and return the flow rate detection circuit 34 to an equilibrium state.

【0072】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37の出力側に接続され、エミッ
タ側が前記流量検出回路34の接続点a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37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。そして、電流制御用トランジスタ42は流量検出
回路34に印加される電流値を制御して発熱抵抗体30
の温度を一定温度に保持するフィードバック制御を行な
っている。
Here, the current control transistor 42
The collector side is connected to the battery voltage VB, the base side is connected to the output side of the differential amplifier circuit 37, and the emitter side is connected to one end of the connection point a of the flow rate detection circuit. The current control transistor 42 is
Output from the differential amplifier circuit 37 (current control voltage VA)
Controls the emitter current as the base current changes. The current control transistor 42 controls the current value applied to the flow rate detection circuit 34 to
The feedback control is performed to keep the temperature at a constant temperature.

【0073】52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52は、抵
抗値RT1を有する第1の感温抵抗体31と基準抵抗39
とを直列に接続することにより構成され、該第1の流量
検出回路52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31と基準抵抗39との接
続点iは後述する流量検出信号演算回路54に接続され
ている。また、第1の流量検出回路52は、第1の感温
抵抗体31の抵抗値RT1の変化を第1の流量電圧V3 と
して出力する。
Reference numeral 52 denotes a first flow rate detection circuit as first flow rate detection means. The first flow rate detection circuit 52 includes a first temperature-sensitive resistor 31 having a resistance value RT1 and a reference resistor 39.
Are connected in series, and the first flow rate detection circuit 52 is connected between the battery voltage VB and the ground, and a connection point i between the first temperature sensitive resistor 31 and the reference resistor 39 is connected. Is connected to a flow rate detection signal calculation circuit 54 described later. Further, the first flow detection circuit 52 outputs a change in the resistance value RT1 of the first temperature-sensitive resistor 31 as a first flow voltage V3.

【0074】53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53は、第
1の流量検出回路52とほぼ同様に構成され、抵抗値R
T2を有する第2の感温抵抗体32と基準抵抗40とを直
列に接続することにより構成され、該第2の流量検出回
路53は前記バッテリ電圧VB とアースとの間に接続さ
れ、第2の感温抵抗体32と基準抵抗40との接続点j
流量信号演算回路54に接続されている。また、第2
の流量検出回路53は、第2の感温抵抗体32の抵抗値
RT2の変化を第2の流量電圧V4 として出力する。
Reference numeral 53 denotes a second flow rate detection circuit as second flow rate detection means. The second flow rate detection circuit 53 has substantially the same configuration as the first flow rate detection circuit 52, and has a resistance value R
The second flow rate detection circuit 53 is connected between the battery voltage VB and the ground by connecting a second temperature sensing resistor 32 having T2 and a reference resistor 40 in series. Point j between the temperature-sensitive resistor 32 and the reference resistor 40
Is connected to the flow signal operation circuit 54. Also, the second
The flow rate detection circuit 53 outputs the change in the resistance value RT2 of the second temperature-sensitive resistor 32 as the second flow rate voltage V4.

【0075】54は流量検出信号演算手段としての流量
検出信号演算回路を示し、該流量検出信号演算回路54
の入力側には、第1,第2の流量検出回路52,53の
接続点i,j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、該流量検
出信号演算回路54では、下記のような演算を行なって
出力信号Vout を出力する差動増幅回路として構成され
ている。
Reference numeral 54 denotes a flow rate detection signal calculation circuit as flow rate detection signal calculation means.
Are connected to connection points i and j of the first and second flow rate detection circuits 52 and 53, and a control unit (not shown) is connected to the output side. The flow rate detection signal calculation circuit 54 is configured as a differential amplifier circuit that performs the following calculation and outputs an output signal Vout.

【0076】[0076]

【数1】Vout =(V3 −V4 )×k 但し、k:定数Vout = (V3−V4) × k where k is a constant

【0077】このように、前記流量検出信号演算回路5
4では第1,第2の流量電圧V3 ,V4 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。
As described above, the flow rate detection signal calculation circuit 5
In step 4, by calculating the difference between the first and second flow voltages V3 and V4, the output signal Vout can be output as a signal including the flow rate and flow direction of the intake air.

【0078】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
空気の流れ方向を含んだ流量を検出することができると
共に、絶縁基板29の構造をメタルコア基板としたか
ら、発熱抵抗体30の過熱による温度変化と、吸入空気
の冷却による温度変化に対して迅速に大きく反応させる
ことができ、流量に対する検出感度を高めることができ
る。
In the thermal type flow rate detecting device of this embodiment thus constructed, the flow rate including the flow direction of the intake air can be detected as well as the insulating substrate, as in the first embodiment. Since the structure of 29 is a metal core substrate, the temperature change due to the overheating of the heating resistor 30 and the temperature change due to the cooling of the intake air can be quickly and largely reacted, and the detection sensitivity to the flow rate can be increased.

【0079】なお、前記各実施例では、第1,第2の感
温抵抗体31,32を発熱させるものとして述べたが、
本発明はこれに限らず、第1,第2の感温抵抗体31,
32には電圧印加せず発熱抵抗体30の発熱を利用して
第1,第2の感温抵抗体31,32で熱を検出するよう
にしてもよい。
In each of the above embodiments, the first and second temperature sensitive resistors 31 and 32 are described as generating heat.
The present invention is not limited to this, and the first and second temperature-sensitive resistors 31,
Heat may be detected by the first and second temperature-sensitive resistors 31 and 32 using the heat generated by the heat-generating resistor 30 without applying a voltage to the resistor 32.

【0080】また、前記各実施例では、流量計本体22
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の外側に設ける回路ケーシング2
7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。
In each of the above embodiments, the flowmeter main body 22
Although the reference resistor 23 wound around the winding portion 24 is provided so as to protrude into the intake pipe 2, the present invention is not limited to this. For example, the circuit casing 2 provided outside the intake pipe 2
The reference resistor 23 may be provided together with the flow rate adjusting resistor 36 and the like in 7.

【0081】さらに、前記各実施例では、絶縁基板29
はベース材29Aの両側面に表面層29B,29Cを成
膜したが、本発明はこれに限らず、抵抗体30,31,
32が着膜形成された一側面にのみ成膜するものとして
もよく、さらに、絶縁基板29上に温度補償抵抗35を
着膜形成してもよい。
In each of the above embodiments, the insulating substrate 29
Formed the surface layers 29B and 29C on both side surfaces of the base material 29A. However, the present invention is not limited to this.
The film may be formed only on one side surface on which the film 32 is formed, or the temperature compensation resistor 35 may be formed on the insulating substrate 29.

【0082】[0082]

【発明の効果】請求項1の発明のように、絶縁基板にメ
タルコア基板を用い、該メタルコア基板上には発熱抵抗
体と第1,第2の感温抵抗体とを、空気の流れ方向に対
し前記発熱抵抗体を挟んで前,後に離間して第1,第2
の感温抵抗体が位置するように形成し、該第1,第2の
感温抵抗体は電源に対して互いに並列に接続され、空気
の流れ方向に対応した検出信号を出力する構成としてい
るので、セラミック基板に比べて温度に対する反応が大
きくかつ迅速になるというメタルコア基板の特性を活か
し、発熱抵抗体と第1,第2の感温抵抗体の位置で基板
の温度を異ならしめることができ、空気の流れ方向を検
出することができる。そして、空気が順方向に流れてい
るときには、例えば上流側の第1の感温抵抗体が冷やさ
れ、下流側の第2の感温抵抗体が発熱抵抗体の熱を受け
て暖められることになり、各感温抵抗体の抵抗値には大
きな差が生じ、流量の検出感度を高めることができる。
さらに、メタルコア基板は暖め易く冷え易いから、エン
ジン始動時におけるヒートアップ時間の短縮化を図るこ
とができ、エンジン始動時における流量の誤検出を低減
することができる。
According to the first aspect of the present invention, a metal core substrate is used as an insulating substrate, and a heating resistor and first and second temperature-sensitive resistors are provided on the metal core substrate in the direction of air flow. On the other hand, before and after the heating resistor, the first and second
The first and second temperature sensitive resistors are formed so as to be located .
The temperature-sensitive resistors are connected in parallel to the power supply and
The configuration is such that it outputs a detection signal corresponding to the flow direction of the metal core substrate, which takes advantage of the characteristic of the metal core substrate that the response to the temperature is larger and quicker than the ceramic substrate. The temperature of the substrate can be varied at the position of the resistor, and the direction of air flow can be detected.
Ru can be out. When the air is flowing in the forward direction, for example, the first temperature-sensitive resistor on the upstream side is cooled, and the second temperature-sensitive resistor on the downstream side is heated by the heat of the heating resistor. Therefore, a large difference occurs between the resistance values of the respective temperature sensitive resistors, and the flow rate detection sensitivity can be increased.
In addition, metal core substrates are easy to warm and cool ,
The heat-up time at the start of the gin can be shortened, and the erroneous detection of the flow rate at the start of the engine can be reduced.

【0083】請求項2の発明のように、前記第1の感温
抵抗体と第2の感温抵抗体とを並列に接続して流れ方向
検出手段を形成することにより、第1の感温抵抗体と第
2のと感温抵抗体との抵抗値を比較し、第2の感温抵抗
体の方が大きい場合には、例えば順方向の空気流である
と判定し、第1の感温抵抗体の方が大きい場合には、逆
方向の空気流であるとして判定できる。
According to the second aspect of the present invention, the first temperature-sensitive resistor and the second temperature-sensitive resistor are connected in parallel to form a flow direction detecting means. The resistance value of the resistor and the resistance value of the second resistor are compared with each other. If the resistance value of the second resistor is larger, it is determined, for example, that the airflow is in the forward direction. If the temperature resistor is larger, it can be determined that the airflow is in the opposite direction.

【0084】また、前記発熱抵抗体を含んだブリッジ回
路からなる流量検出手段を設け、該流量検出手段中の発
熱抵抗体の抵抗値変化を流量検出信号として取出し、流
量信号出力手段では、前記流れ方向検出手段によって検
出された空気の流れ方向に基づいて、該空気の流れ方向
が順方向のときには前記流量検出信号をそのまま正の電
圧信号を出力し、逆方向のときには反転させて負の電圧
信号として出力することができる。そして、流れ方向を
含んだ流量を正確に検出することができる。
Further, there is provided a flow rate detecting means comprising a bridge circuit including the heat generating resistor, a resistance value change of the heat generating resistor in the flow rate detecting means is taken out as a flow rate detection signal, and the flow rate signal output means is provided with the flow rate detecting means. Based on the flow direction of the air detected by the direction detecting means, when the flow direction of the air is the forward direction, the flow rate detection signal is output as it is as a positive voltage signal, and when the flow direction is the reverse direction, the flow rate detection signal is inverted and the negative voltage signal is inverted. Can be output as Then, the flow rate including the flow direction can be accurately detected.

【0085】請求項3の発明のように、温度制御手段に
よって発熱抵抗体を一定温度に保持し、第1,第2の流
量検出手段の差から流れ方向および流量を検出するよう
にしたから、例えば順方向の空気の流れが発生したとき
には、発熱抵抗体の上流側に位置した第1の感温抵抗体
の冷却量は大きく、下流側に位置した第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り冷却されるた
めに該第2の感温抵抗体の冷却量は小さくなる。
According to the third aspect of the present invention, the heating resistor is maintained at a constant temperature by the temperature control means, and the flow direction and the flow rate are detected from the difference between the first and second flow rate detection means. For example, when a forward airflow occurs, the cooling amount of the first temperature sensitive resistor located on the upstream side of the heating resistor is large, and the second temperature sensitive resistor located on the downstream side is the heating resistor. Since the second temperature-sensitive resistor is cooled by the air receiving the heat from the second temperature-sensitive resistor, the amount of cooling of the second temperature-sensitive resistor is reduced.

【0086】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の流量検出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、流量検出信号演算手段は第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ことができる。
Thus, of the first flow rate signal output from the first flow rate detection means and the second flow rate detection signal output from the second flow rate detection means, for example, the first flow rate signal Is larger than the second flow rate signal, the flow rate detection signal calculating means can output a positive flow rate detection signal by subtracting the second flow rate signal from the first flow rate signal. it can.

【0087】一方、空気の流れが逆方向のときには、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1の流量信号が第2の流量信号よりも小さくなったと
きには、流量検出信号演算手段は第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ことができる。そして、流れ方
向を含む流量を正確に検出することができる。
On the other hand, when the flow of air is in the opposite direction, when the first flow signal is smaller than the second flow signal among the flow signals output from the respective flow detection means, the flow detection signal is output. The arithmetic means can output a negative flow rate detection signal by subtracting the second flow rate signal from the first flow rate signal. Then, the flow rate including the flow direction can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a thermal air flow detecting device according to a first 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
の感温抵抗体,第2の感温抵抗体を示す平面図である。
FIG. 2 shows a heating resistor formed on an insulating substrate and a first heating resistor.
FIG. 3 is a plan view showing a second temperature-sensitive resistor and a second temperature-sensitive resistor.

【図3】図2中の矢示III −III 方向からみた断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view as seen from a direction indicated by arrows III-III in FIG. 2;

【図4】絶縁基板上における熱の輻射状態を示す説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a heat radiation state on an insulating substrate.

【図5】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。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the thermal air flow detecting device according to the first embodiment.

【図6】吸入空気の流速と流れ方向検出電圧V2 との関
係を示す特性線図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a flow velocity of intake air and a flow direction detection voltage V2.

【図7】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。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a thermal air flow detecting device according to a second embodiment.

【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。
FIG. 8 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。
FIG. 9 is a perspective view showing a flow meter main body, a heating resistor, and the like according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 熱式空気流量検出装置 22 流量計本体 23 基準抵抗 29 絶縁基板 29A ベース材 29B,29C 表面層 30 発熱抵抗体 31 第1の感温抵抗体 32 第2の感温抵抗体 34 流量検出回路(流量検出手段) 38 流れ方向検出回路(流れ方向検出手段) 41 比較回路 43 流量信号出力回路(流量信号出力手段) 44 反転回路 45 選択回路 51 電流制御回路(温度制御手段) 52 第1の流量検出回路(第1の流量検出手段) 53 第2の流量検出回路(第2の流量検出手段) 54 流量検出信号演算回路(流量検出信号演算手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Thermal air flow detector 22 Flow meter main body 23 Reference resistance 29 Insulating substrate 29A Base material 29B, 29C Surface layer 30 Heating resistor 31 First temperature-sensitive resistor 32 Second temperature-sensitive resistor 34 Flow rate detection circuit ( Flow rate detection means) 38 flow direction detection circuit (flow direction detection means) 41 comparison circuit 43 flow rate signal output circuit (flow rate signal output means) 44 inversion circuit 45 selection circuit 51 current control circuit (temperature control means) 52 first flow rate detection Circuit (first flow detection means) 53 Second flow detection circuit (second flow detection means) 54 Flow detection signal calculation circuit (flow detection signal calculation means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−162823(JP,A) 特開 平4−105018(JP,A) 実開 昭62−14328(JP,U) (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-58-162823 (JP, A) JP-A-4-105018 (JP, A) JP-A-62-14328 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01F 1/68-1/699

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 熱伝導性の良い金属材料をベース材とし
該ベース材の少なくとも一側面に絶縁材料からなる表面
層を成膜してなるメタルコア基板と、該メタルコア基板
の表面層側に設けられた発熱抵抗体とからなる熱式空気
流量検出装置において、前記発熱抵抗体が設けられた 前記メタルコア基板の表面
層には、空気の流れ方向に対し前記発熱抵抗体を挟んで
前,後に離間し第1,第2の感温抵抗体を設け、該第
1,第2の感温抵抗体は電源に対して互いに並列に接続
され、空気の流れ方向に対応した検出信号を出力する
成としたことを特徴とする熱式空気流量検出装置。
1. A metal core substrate formed by forming a surface layer made of an insulating material on at least one side surface of a metal material having good heat conductivity as a base material, and provided on the surface layer side of the metal core substrate. In the thermal type air flow detecting device comprising the heating resistor, the surface layer of the metal core substrate on which the heating resistor is provided is separated before and after the heating resistor with respect to the direction of air flow. first, a second thermo-sensitive resistor provided, first, second temperature sensitive resistor is connected in parallel to the power source was
A thermal air flow detecting device configured to output a detection signal corresponding to a flow direction of air.
【請求項2】 熱伝導性の良い金属材料をベース材とし
該ベース材の少なくとも一側面に絶縁材料からなる表面
層を成膜してなるメタルコア基板と、 該メタルコア基板の表面層側に設けられた発熱抵抗体
と、 前記メタルコア基板の表面層に設けられ、空気の流れ方
向に対し該発熱抵抗体を挟んで前,後に離間した第1,
第2の感温抵抗体と、 該第1の感温抵抗体と第2の感温抵抗体が並列に接続さ
れ、該第1の感温抵抗体と第2の感温抵抗体の抵抗値を
比較して空気の流れ方向に対応した流れ方向検出信号を
出力する流れ方向検出手段と、 前記発熱抵抗体を含んだブリッジ回路からなり、前記発
熱抵抗体の抵抗値の変化を流量検出信号として取出す流
量検出手段と、 前記流れ方向検出手段によって検出された流れ方向検出
信号に基づいて、空気の流れ方向が順方向のときには該
流量検出手段からの流量検出信号をそのまま出力し、逆
方向のときには該流量検出手段からの流量検出信号を反
転させて出力する流量信号出力手段とを備える構成とし
てなる熱式空気流量検出装置。
2. A metal core substrate comprising a base material made of a metal material having good thermal conductivity and a surface layer made of an insulating material formed on at least one side surface of the base material; and a metal core substrate provided on the surface layer side of the metal core substrate. A first and a second heating resistor provided on a surface layer of the metal core substrate and separated before and after the heating resistor with respect to a flow direction of air.
A second temperature-sensitive resistor, the first temperature-sensitive resistor and the second temperature-sensitive resistor are connected in parallel, and the resistance value of the first temperature-sensitive resistor and the second temperature-sensitive resistor A flow direction detection means for comparing the flow direction of the air to output a flow direction detection signal, and a bridge circuit including the heating resistor, wherein a change in the resistance value of the heating resistor is used as a flow rate detection signal. Based on the flow direction detection signal detected by the flow direction detection unit, the flow detection unit takes out the flow detection signal from the flow detection unit when the flow direction of the air is in the forward direction, and outputs the flow detection signal from the flow direction detection unit in the reverse direction. And a flow signal output means for inverting and outputting a flow detection signal from said flow detection means.
【請求項3】 熱伝導性の良い金属材料をベース材とし
該ベース材の少なくとも一側面に絶縁材料からなる表面
層を成膜してなるメタルコア基板と、 該メタルコア基板の表面層側に設けられた発熱抵抗体
と、 前記メタルコア基板の表面層に設けられ、空気の流れ方
向に対し該発熱抵抗体を挟んで前,後に離間した第1,
第2の感温抵抗体と、 前記発熱抵抗体に印加する電流を制御して該発熱抵抗体
を発熱させることにより前記メタルコア基板を一定温度
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の流量検出
信号と第2の流量検出手段から出力される第2の流量検
出信号との差を演算して流量検出信号を出力する流量検
出信号演算手段とを備える構成としてなる熱式空気流量
検出装置。
3. A metal core substrate comprising a base material made of a metal material having good thermal conductivity and a surface layer made of an insulating material formed on at least one side surface of the base material; and a metal core substrate provided on the surface layer side of the metal core substrate. A first and a second heating resistor provided on a surface layer of the metal core substrate and separated before and after the heating resistor with respect to a flow direction of air.
A second temperature-sensitive resistor; temperature control means for controlling the current applied to the heat-generating resistor to cause the heat-generating resistor to generate heat so as to maintain the metal core substrate at a constant temperature; First flow rate detecting means for detecting a first flow rate signal based on a change in resistance value of a resistor; and second flow rate detecting means for detecting a second flow rate signal based on a change in resistance value of the second temperature sensitive resistor. And a flow rate for calculating a difference between a first flow rate detection signal output from the first flow rate detection means and a second flow rate detection signal output from the second flow rate detection means to output a flow rate detection signal. A thermal air flow detection device having a configuration including a detection signal calculation means.
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