JP6313464B2 - 熱式空気流量センサ - Google Patents
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Description
V2MA、V2MB同士の短絡した場合は、短絡前はV2MA>V2MC>V2MBという関係性が常に成立しているが、短絡後はV2MA=V2MC=V2MBとなり、その結果、オペアンプ71の入力であるV2MCが変化してしまう。その場合は、ヒータ加熱温度が変化してしまうため、図8に示すような出力特性となってしまう。この場合、出力特性から自己診断はできないうえに、LSI側でも異常な回路駆動ではないため、異常検知できない。よって、前記調整用抵抗の両端子の電位同士が短絡しないようにパッド配列を構成しなければならない。
11・・・絶縁酸化膜
12・・・シリコンキバン
13・・・抵抗配線膜
14・・・電極配線層
20・・・ダイアフラム
21・・・加熱抵抗体(ヒータ);Rh
22・・・上流側温抵抗体;Ru
23・・・下流側温抵抗体:Rd
24・・・ヒータ感温抵抗体:Rhs
25・・・ヒータ温度制御ブリッジ構成抵抗;Rc1、Rc2、Rc3
26・・・調整用抵抗体:Rm
30・・・電極パッド
40・・・吸気ダクト
50・・・熱式流量センサ
60・・・セラミックキバン
65・・・セラミックキバンの電気配線層
70・・・LSI
71・・・オペアンプ
72・・・ブリッジ電源供給回路
73・・・ヒータ電圧判定回路
74・・・A/D変換器
75・・・DSP
76・・・出力変換回路
77・・・ヒータ電源供給回路
80・・・アルミワイヤ
90・・・金線
100・・・樹脂封止領域
101・・・樹脂内ボイド
Claims (8)
- 外部との電気的導通のための複数の電極パッドが設けられ流量を検出する半導体素子を備えた熱式空気流量センサにおいて、
前記複数の電極パッドのうち流量信号を出力する電極パッドに隣接する電極パッドは、流量検出時に用いられる出力範囲外の電位となる電極パッドであり、
前記半導体素子は、少なくとも一つ以上の加熱抵抗体が設けられ、その上流と下流に温度差を検出するための側温抵抗体が配置され、前記加熱抵抗体を駆動する半導体回路素子が電気的に接続され、その上下流の温度を検出して流量を検出するものであって、
前記半導体回路素子は、前記上下流の温度変化によって出力される電圧値をアナログ/デジタル変換回路でデジタル変換する回路を有しており、
前記アナログ/デジタル変換回路の電圧レンジを−VD〜+VDと定義し、前記上流、下流の温度変化によって出力される流量出力電圧値をOUT1、OUT2と定義し、前記流量信号用の電極パッド間に設けられるパッドの電位をOUT3とした場合、空気流の有無や環境温度変化に関わらず常に
|OUT3−OUT1|>|VD|であり、かつ、|OUT3−OUT2|>|VD|であることを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 請求項1に記載の熱式空気流量センサにおいて、
前記半導体回路素子の電源供給回路の短絡検出手段を備えたことを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 外部との電気的導通のための複数の電極パッドが設けられ流量を検出する半導体素子を備えた熱式空気流量センサにおいて、
前記複数の電極パッドのうち流量信号を出力する電極パッドに隣接する電極パッドは、流量検出時に用いられる出力範囲外の電位となる電極パッドであり、
前記半導体素子は、少なくとも一つ以上の加熱抵抗体が設けられ、その上流と下流に温度差を検出するための側温抵抗体が配置され、前記加熱抵抗体を駆動する半導体回路素子が電気的に接続され、その上下流の温度を検出して流量を検出するものであって、
前記加熱抵抗体の加熱温度を制御するためのブリッジ回路が設けられており、
前記ブリッジ回路の中間電位を取り出すための電極パッドが少なくとも2つ以上設けられ、
前記電極パッド配列は、前記流量信号を出力する電極パッド、および、前記加熱抵抗体の温度を制御するブリッジ回路の中間電位を出力する電極パッド、および、前記加熱抵抗体の電源を出力する電極パッドそれぞれに隣接するパッドの電位は、前記ブリッジ回路の電源電位か、あるいは、そのグランド電位か、あるいは、前記加熱抵抗体のグランド電位となるように配置されており、かつ、前記加熱抵抗体の電圧値の異常を感知して、自己診断する手段を備えていることを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 請求項1に記載の熱式空気流量センサにおいて、
前記加熱抵抗体の加熱温度を制御するためのブリッジ回路が設けられており、
前記ブリッジ回路の中間電位を取り出すための電極パッドが少なくとも2つ以上設けられ、
前記電極パッド配列は、前記流量信号を出力する電極パッド、および、前記加熱抵抗体の温度を制御するブリッジ回路の中間電位を出力する電極パッド、および、前記加熱抵抗体の電源を出力する電極パッドそれぞれに隣接するパッドの電位は、前記ブリッジ回路の電源電位か、あるいは、そのグランド電位か、あるいは、前記加熱抵抗体のグランド電位となるように配置されており、かつ、前記加熱抵抗体の電圧値の異常を感知して、自己診断する手段を備えていることを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 外部との電気的導通のための複数の電極パッドが設けられ流量を検出する半導体素子を備えた熱式空気流量センサにおいて、
前記複数の電極パッドのうち流量信号を出力する電極パッドに隣接する電極パッドは、流量検出時に用いられる出力範囲外の電位となる電極パッドであり、
前記半導体素子は、少なくとも一つ以上の加熱抵抗体が設けられ、その上流と下流に温度差を検出するための側温抵抗体が配置され、前記加熱抵抗体を駆動する半導体回路素子が電気的に接続され、その上下流の温度を検出して流量を検出するものであって、
前記加熱抵抗体の加熱温度を制御するためのブリッジ回路が設けられており、
前記ブリッジ回路に前記加熱抵抗体の加熱温度を詳細に調整するための調整用抵抗が設けられており、
前記ブリッジ回路の前記加熱抵抗体の感温抵抗体側の中間電位を取り出すための電極パッドが少なくとも1つ以上設けられ、かつ、前記調整用抵抗の両端子の電位を取り出すための電極パッドが少なくとも2つ以上設けられており、
前記電極パッドの配列は、前記流量信号を出力する電極パッドおよび前記加熱抵抗体の電源を出力する電極パッドそれぞれに隣接するパッドの電位は、ブリッジ回路の電源電位か、あるいは、そのグランド電位か、あるいは、前記加熱抵抗体のグランド電位であり、
かつ、前記調整用抵抗の両端子電位の電極パッド同士が隣接しないように配列されており、かつ、ヒータ電圧値の異常を感知して、自己診断する手段を備えていることを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 請求項1に記載の熱式空気流量センサにおいて、
前記加熱抵抗体の加熱温度を制御するためのブリッジ回路が設けられており、
前記ブリッジ回路に前記加熱抵抗体の加熱温度を詳細に調整するための調整用抵抗が設けられており、
前記ブリッジ回路の前記加熱抵抗体の感温抵抗体側の中間電位を取り出すための電極パッドが少なくとも1つ以上設けられ、かつ、前記調整用抵抗の両端子の電位を取り出すための電極パッドが少なくとも2つ以上設けられており、
前記電極パッドの配列は、前記流量信号を出力する電極パッドおよび前記加熱抵抗体の電源を出力する電極パッドそれぞれに隣接するパッドの電位は、ブリッジ回路の電源電位か、あるいは、そのグランド電位か、あるいは、前記加熱抵抗体のグランド電位であり、
かつ、前記調整用抵抗の両端子電位の電極パッド同士が隣接しないように配列されており、かつ、ヒータ電圧値の異常を感知して、自己診断する手段を備えていることを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の熱式
空気流量センサにおいて、
熱式空気流量センサの出力形態が電圧出力かあるいは周波数出力の場合は、前記熱式空気流量センサの故障診断信号は、通常使用する出力範囲外に設定されていることを特徴とする熱式空気流量センサ。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の熱式空気流量センサにおいて、
熱式空気流量センサの出力形態がSENT(Single Edge Nibble Transmission) やLIN(Local Interconnect Network)のようなデジタル通信の場合、ある特定のビットに故障フラグを割り当てて伝送することを特徴とする熱式空気流量センサ。
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