JPH04184123A

JPH04184123A - 物理量センサ

Info

Publication number: JPH04184123A
Application number: JP2310261A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Uchiyama; 薫内山; Mitsukuni Tsutsui; 筒井　光國; Shotaro Naito; 祥太郎内藤; Seiji Suda; 須田　正爾
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 1992-07-01
Also published as: US5544523A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は物理量センサに関し、特に自動車エンジン制御
システムに使用される空気流量センサ等に適用され、検
出情報が直接に光信号で出力される物理量センサに関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来の自動車エンジン制御システムでは、例えば特開昭
６３−１７９２１７号公報に記載されるヨウニ、各所に
配設されたセンサと制御装置との間の信号伝送は、電気
信号線を介して電圧信号で行うのが一般的であった。従
ってセンサの構成としては、特開昭６２−１５３７１１
号公報に開示されるように、検出した情報を電気信号で
出力したものが主となる。

一方、近年、自動車内情報の増大及び多様化に共に、燃
費改善のための軽量化が強く要求されている。そこでこ
のような要求に対応するために、電線であるワイヤハー
ネスを廃止し、光フアイバケーブルで情報を伝達する車
内ＬＡＮシステムの開発が進められている。

〔発明が解決しようとする課題〕

信号伝送手段として光フアイバケーブルを利用した車内
ＬＡＮシステムは、自動車用光通信システムとしてかな
り発展して来ている。しかしながら、センサに関する前
述の先行技術文献で明らかなように、従来の各種の自動
車用センサは未だ検出した情報を電気的信号で出力する
ように構成されているため、センサの出力部と車内ＬＡ
Ｎシステムの他の部分とのインタフェースをうまく行う
ことができない。また電気信号を出力するセンサを利用
して車内ＬＡＮシステムを構築する場合には、信号伝送
手段である光フアイバケーブルと多数のセンサとの間に
電気・光変換器を設けなければならず、構成が複雑とな
り、且つ組立てが面倒となる。

本発明の目的は、光伝送手段で各構成要素が接続され、
信号伝送手段を軽量に作ることができ且つ多様な目的に
使用できる車内ＬＡＮシステムに組込むのに好適な構造
を有したセンサであり、検出した物理量の情報をその出
力部から直接的に光信号として出力し、当該システムの
他の所要箇所に伝送し、更に伝送される検出情報の精度
を高度化する物理量センサを提供することにある。

本発明の他の目的は、上記構成を有したセンサをコンパ
クト且つ小形に形成し、組付けが容易な構造及び形態を
有する物理量センサを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る第１の物理量センサは、上記目的を達成す
るため、物理量を検出し、外部機器に対して検出信号を
出力する物理量センサであって、前記物理量を検出して
この物理量に対応する電気信号を出力する検出エレメン
トと、検出エレメントが出力した電気信号を処理する制
御回路を備え、制御回路で検出エレメントが出力した電
気信号を光信号に変換して出力するように構成される。

本発明に係る物理量センサは、前記第１の物理量センサ
において、制御回路が、検出エレメントが出力した電気
信号を他の電気信号に変換する第１変換部と、第１変換
部が出力した他の電気信号を光信号に変換する第２変換
部で構成されることを特徴とする。

本発明に係る第２の物理量センサは、物理量を検出する
検出エレメントと、この検出エレメントが検出する信号
を電気信号に変換する第１変換部と、この第１変換部が
出力する電気信号を光信号に変換する第２変換部とから
構成される。

本発明に係る物理量センサは、前記の第１又は第２の構
成において、第１変換部は物理量に対応する電圧値を有
した電圧信号を前記電圧値に対応する周波数を有した他
の電気信号に変換し、第２変換部は他の電気信号を同一
周波数を有する光信号に変換することを特徴とする。

本発明に係る物理量センサは、前記の第１又は第２の構
成において、第１変換部は物理量に対応する電圧値を有
した電圧信号をこの電圧値に対応するデジタル値を表現
する他の電気信号に変換し、第２変換部は他の電気信号
を同一デジタル値を表現する光信号に変換することを特
徴とする。

本発明に係る物理量センサは、前記の第１又は第２の構
成において、第１変換部と第２変換部を単一の半導体基
板上に形成したことを特徴とする。

本発明に係る物理量センサは、前記の第１又は第２の構
成において、当該センサ本体を取付けるハウジングと、
前記光信号を他の外部機器へ伝送するための光伝送手段
を備え、この光伝送手段はハウジングに固定され、セン
サユニットとして一体成形したことを特徴とする。

本発明に係る物理量センサは、上記の構成において、前
記ハウジングは肉厚の壁部を有し、前記光伝送手段は前
記壁部で支持、固定されることを特徴とする。

本発明に係る物理量センサは、前記の構成において、前
記半導体基板上の第２変換部に相当する領域に発光部を
設け、この発光部に臨むように前記光伝送手段を配設し
たことを特徴とする。

本発明に係る物理量センサは、前記の構成において、前
記半導体基板を保護するキャップ部材を配設し、前記光
伝送手段はキャップ部材に取り付けられたことを特徴と
する。

本発明に係る物理量センサは、前記の各構成において、
前記検出エレメントは、円筒形に形成された感温抵抗体
又は板状に形成された感温抵抗体であり、空気流量を検
出するためのものであることを特徴とする。

本発明に係る物理量センサは、前記の各構成において、
前記の光信号を発生する手段がレーザダイオードである
ことを特徴とする。

〔作用〕

本発明による物理量センサでは、検出対象である物理量
を先ず電気信号として検出エレメントで検出し、検出エ
レメントが出力する電気信号を第１変換部で他の電気信
号に変換し、その後他の電気信号を第２変換部で光信号
に変換する。最終的に検出対象である物理量を表す信号
は光信号として出力される。−射的に第１変換部と第２
変換部は制御回路として一体的に形成される。更に具体
的には、共通の単一半導体基板の上に形成される。

これによって物理量センサとしてコンパクトに形成され
る。

第１変換部の変換機能としては物理量に対応する電圧値
を有する電気信号を、電圧値に対応する周波数を有する
電気信号又は電圧値に対応するデジタル値を表現する電
気信号に変換し、それぞれ第２変換部で対応する光信号
に変化される。いずれにせよ、物理量センサの出力形態
は光となり、検出信号は光伝送手段である光ファイバケ
ーブルによって他の外部機器に伝送される。

物理量センサの出力部に配設された光フアイバケーブル
の取付は構造は、安定した且つ耐久性が高い取付は構造
が採用される。出力部に設けられる光フアイバケーブル
も物理量センサの一部として一体化される〔実施例〕以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明に係る物理量センサの基本構成を示す。

第１図において、１は物理量を検出する検出エレメント
、２は検出エレメント１に検出動作を行わせると共に検
出した物理量に対応する電気信号を電気的に処理し、物
理量データを光信号出力に変換する制御回路である。制
御回路２は、検出エレメント１が出力した検出信号を電
気信号に変換する第１変換部３と、この第１変換部３の
出力する電気信号を光信号に変換する第２変換部４から
構成されている。第２変換部４から延設される５は、検
出により得られた光信号を外部のその他の機器へ伝送す
る光フアイバケーブルである。

以上の構成において、検出エレメント１と制御回路２と
光フアイバケーブル５は一体的に組み合わされ、１つの
センサユニットとして構成される。

従って、このような構成を有する本発明に係る物理量セ
ンサは、検出した物理量を光信号として直接に出力する
ことが可能となる。

第２図は、上記構造を有する本発明の物理量センサを、
自動車エンジンの吸入空気流量を検出するエアフローセ
ンサとして実現した実施例を示し、また第３図は当該エ
アフローセンサのセンサ回路を具体的に示したものであ
る。

第２図において、６は検出対象である吸入空気Ｑを導入
する通路を備えた管部材である。管部材６による通路に
おいて、空気Ｑは、第２図中手前側と向う側に形成され
た主通路にＱ１％中央部に形成された副通路７にｑ２と
なるように分岐して流れ、下流の点ｐで再び合流し、エ
ンジン燃焼室へ供給される。副通路７内には第９図に示
すような構造を有した感温抵抗体ＲＨと感温抵抗体ＲＣ
が、所定の位置関係で配置される。第２図において感温
抵抗体ＲＨ，ＲＣはそれぞれ図中紙面に直角になるよう
に配設されている。感温抵抗体ＲＨ。

ＲＣはそれぞれピン８，９、リード１０．１１を介して
回路基板１２の上に形成されたセンサ回路部分に接続さ
れる。ピン８，９はそれぞれ例えば第８図に示す如く２
本のピン部８ａ（ピン８の場合）が平行に形成され、２
本のピン部の先部で掛渡すように感温抵抗体が配設され
る。１３は管部材６の側壁部に取り付けられ、前記ピン
８．９や回路基板１２等を取付は支持するハウジングで
あり、プラスチックモールドで形成されている。ステー
１４はハウジング１３にインサートされた金具で、その
内側位置に第１図の第２変換部４に相当するレーザダイ
オード（発光ダイオード）１５が取り付けられている。

１６はカバ一部材で、回路基板１２等を覆い保護するも
のである。また５は前述の光フアイバケーブルであり、
ステー１４の外側位置にその一端が接続され、前記レー
ザダイオード１５からの光信号が入力されるように接続
されている。

上記の構成においてハウジング１３、回路基板１２、カ
バ一部材１６、感温抵抗体ＲＣ，ＲＨ。

光フアイバケーブル３等は一体的に組み付けられ、空気
流量を検出しこの検出情報を光フアイバケーブルから光
信号として出力する物理量センサとして、それ自体独立
した単一センサとしてユニット化されている。

次に第３図を参照して前記回路基板１２上に形成された
センサ回路の構成と動作を説明する。

第３図において前述の如く管部材６の副通路７の中に２
つの感温抵抗体ＲＨ，ＲＣが配設される。

感温抵抗体ＲＨは、第１図に示した物理量を検出する検
出エレメント１として機能する。これらの感温抵抗体Ｒ
Ｈ，ＲＣは、センサ回路において抵抗Ｒ１，Ｒ２と差動
増幅器ＯＰＩとトランジスタＴ１でブリッジ回路を構成
している。なおＶ、は電源電圧である。このブリッジ回
路によって感温抵抗体ＲＨの抵抗値Ｒｈが次の（１）式
で与えられる値に制御される。（１）式中、Ｒｃは感温
抵抗体ＲＣの抵抗値である。

（１）式において抵抗値Ｒｃは被検出空気ｑ２の温度を
示すものであるから、感温抵抗体ＲＨは、係数Ｒ２／Ｒ
１によって空気温度（Ｒｅ）よりも６１℃高い温度に維
持される。一方、感温対抗体ＲＨを加熱するための通電
電流１ｈと、空気流量ｑ２との関係は、ＫｉｎＨの式に
よりほぼ（２）式で与えられる。

Ｉ　ｈ２Ｒｈ＝　（Ａ＋Ｂｆｊ］）ΔＴ・・　（２）た
だし、Ａ、Ｂは定数である。

従って、電流Ｉｈは空気流量ｑ２の関数となり、電流Ｉ
ｈに対応して生じる抵抗Ｒ１の端子間電圧Ｖｏは空気流
量ｑ２を表す電圧信号となる。ここで空気流量ｑ２は、
副通路７の構造で決まる全空気流量Ｑの分配量であるの
で、ｑ２を知ることにより全空気流量Ｑを検出すること
ができる。

次に１７は定電圧回路であり、定電圧回路１７は２種類
の定電圧Ｅ　Ｓｉｒ　　Ｅ　８２を出力し、これらの定
電圧出力をセンサ回路中の所要の箇所に給電する。また
、差動増幅器ＯＰ２、ヒステリシス比較器１８、コンデ
ンサＣ１抵抗Ｒ３〜ＲＩＯ，）ランジスタＴ２は電圧−
周波数変換回路を構成する。

この電圧−周波数変換回路は、第１図に示した第１変換
部３に相当する。比較器１８の出力が“０”（低レベル
）のとき、トランジスタＴ２のはオフ状態であり、コン
デンサＣには（３）式で与えられる充電電流Ｉが流れる
。

上記の充電電流■により差動増幅器ＯＰ２の出力は低下
し、比較器１８の基準人力Ｖｒより低くなる。比較器１
８の基準人力Ｖｒは定電圧回路１７から出力される定電
圧ＥＳＩから作られる。このとき比較器１８は反転し、
その出力は“１″　（高レベル）となる。これによりト
ランジスタＴ２はオン動作し、このためコンデンサＣに
流れ込んでいた電流■はトランジスタＴを流れ、コンデ
ンサＣから放電電流が発生する。この結果、差動増幅器
ＯＰ２の出力は上昇を開始し、再びＶｒより高くなった
ところで比較器１８の出力は“０″となる。そうすると
再びトランジスタＴ２はオフ状態となる。以下、上記の
動作を繰り返し、入力電圧Ｖｉｎは所定の周波数を有す
るスイッチング信号に変換され、比較器１８から出力さ
れる。比較器１８から出力されるスイッチング信号は抵
抗Ｒ１１を介して次段の第２変換部４に与えられる。ス
イッチング信号の周波数は次の（４）式で与えられる。

Ｒ３＋Ｒ４２Ｒ５＝２ｘＲ１０ Δｖｒ：比較器１８のヒステリシス上記構成を有する電圧−周波数変換回路によって、電圧
として取り出された検出情報は周波数に変換される。

第１図で説明した第２変換部４は、比較器１８の出力に
より駆動されるトランジスタＴｄと前記レーザダイオー
ド１５とレンズ１９とから構成される。レーザダイオー
ド１５には前記定電圧Ｅ９２が抵抗Ｒ１２を介して給電
されている。またレーザダイオード１５に対して前記レ
ンズ１９を介して前記光フアイバケーブル３の一端が臨
んでいる。

この構成により比較器１８から出力される電気信号（検
出情報が周波数に変換されているスイッチング信号）は
第２変換部４で光信号に変換され、光信号として光フア
イバケーブル３から導き出すことができ、もって空気流
量を光信号として検出することができる。なお光信号に
変換されても、検出情報はその周波数において得られる
。

以上は物理量である空気流量を光信号の周波数として出
力する実施例を示した。次に、空気流量データをデジタ
ル信号として出力する第２実施例を第４図を参照して説
明する。

第４図の制御回路２０では、検出した信号を光信号でデ
ジタル値としてシリアルに伝送する実施例を示しており
、本図において前記実施例で説明した同一要素には同一
の符号を付している。２１は入力電圧ＶｉｎをＮビット
のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２２はＡ／Ｄ
変換器２１の出力ビツトを順次読み取ってゆくマルチプ
レクサ、２３はＡ／Ｄ変換器２１とマルチプレクサ２２
の動作を制御するコントローラである。コントローラ２
３は、最初にＡ／Ｄ変換器２１にて所定時点におけるＶ
ｉｎ値をＮビットのデジタル信号に変換し、ラッチする
。次いでマルチプレクサ２２により１ビツト目からＮビ
ットまで順次に掃引し、第５図に示すように１０ビツト
のシリアルなビットデータとして出力する。マルチプレ
クサ２２から出力されるシリアルデータの各ビットの状
態に基づいて第２変換部４のトランジスタＴｄのオン・
オフ動作が制御され、デジタル化された光信号が光フア
イバケーブル３を介して出力される。第５図おいてＦＬ
Ｇは各データの最初に付加されるフラグ信号であり、デ
ータ転送開始を示すものでコントローラ２３の指示によ
り出力される。また実線で示されたビットの状態は信号
”１”を示し、点線で示されたビットの状態は信号“０
”を示している。

以上の如く第４図に示された第２実施例では、第１変換
部３は電圧信号をデジタル信号に変換する変換部として
構成される。その他の構成は前記第１の実施例で説明し
た構成と同じである。

第６図はセンサ回路の第３実施例を示し、検出した電圧
信号をＡ／Ｄ変換器２１でＮビットのデジタル信号に変
換し、各ビットをパラレルに転送するセンサ回路の要部
を示したものである。第６図で明らかなように、この実
施例では、各ビットに対応して第２変換部４が必要とさ
れ、従ってＮ個のレーザダイオードが必要になる。しか
しながら、本実施例によれば高速転送が可能となる。第
５図及び第６図で示されたビット数Ｎは、検出空気流量
の分解能に基づき決定されるもので、大体８〜１６であ
る。

上記の第２及び第３の実施例による構成では、検出した
空気流量信号をデジタル形式の光信号で出力することが
できる。このような出力形式は、これを入力とする相手
側がコンピュータを用いたデジタル処理装置である場合
に都合が良い。

第７図は、前記の各実施例で示された検出エレメント１
の出力部に出力特性調整部を追加した構成例を示す。感
温抵抗体ＲＨは、第９図に示すようにボビンに白金線を
巻きつけたものであるため、構造上のその検出性能、す
なわち第３図の出力電圧Ｖ。にばらつきが生じる。更に
副通路７による影響も加わり、ばらつきが生じる原因と
なる。そのため感温抵抗体を大量に製造した場合、それ
らの検出特性のばらつきに対する調整が必須となる。

第７図において検出エレメント１の出力部に設けられた
調整回路は、このばらつきを吸収するものである。調整
回路は差動増幅器ＯＰ３を含み、そのプラス入力端子に
検出電圧■。を入力し、そのマイナス入力端子にＲ１３
及びＲ１４を用いて検出電圧Ｖ。のばらつきに応じたオ
フセットを設定し、Ｒ１５及びＲ１６で調整回路のゲイ
ンを変化させることにより、空気流量Ｑに対しばらつき
のない安定したＶｉｎを得ることが可能となる。

第８図は、光フアイバケーブル５をプラスチック製ハウ
ジング３１に一体的に組付けた実施例を示す。このハウ
ジング３１は厚肉の周壁部３１ａと取付はステーとして
機能する立設部３１ｂとを有する。立役部３１ｂは前記
ステー１４と同じ機能を有するものである。ハウジング
３１の内部スペースにおいて回路基板１２の近傍に形成
される。

立設部１５にはレーザダイオード１５が取り付けられ、
更に光フアイバケーブル５の一端が接続されている。光
フアイバケーブル５は、その周囲にリング３２が固着さ
れ、ハウジング３１をプラスチックをモールド形成する
時に一体的に形成される。この取付は構造により、光フ
アイバケーブル５がハウジング３１にしっかり固定され
るので、自動車へ搭載される時に心配される光フアイバ
コネクタの振動による揺れを防止することができる。

その他の構成に関し、第２図で示した要素と実質的に同
一のものには同一の符号を付し、その説明を省略する。

第９図は、前述したエアフローセンサで使用される感温
抵抗体の具体的構成を示したものである。

感温抵抗体は、セラミックのボビン４１の両端にリード
４２をガラス４３により固着し、ボビン４１の表面に白
金線４４を巻きつけ、保護ガラス４５で覆ように構成さ
れる。この感温抵抗体は、構造が簡単で小形化できると
いう特徴がある。

第１０及び第１１図は、セラミック板５１上に白金膜で
感温膜抵抗ＨＦ、ＨＰ、ＨＣを形成してなる板状の検出
エレメントを示し、この検出エレメントは傍熱形のエア
フローセンサを形成する。

抵抗Ｒ１７，１８と感温膜抵抗ＨＰ、ＨＣとでブリッジ
回路を形成し、差動増幅器ＯＰ４、トランジスタＴ３と
でヒータＨＦを加熱し、感温膜抵抗ＨＦ、ＨＰの熱伝導
を含めて、感温膜抵抗ＨＰとＨＣの温度差が一定となる
ように制御し、空気流量を検出するものである。この場
合は、ヒータとしての感応膜抵抗ＨＦの端子電圧を出力
とし、これにより空気流量の変化に対する検出応答を速
くすることができる。この出力電圧を、第１変換器３及
び第２変換器４からなる制御回路２で光信号に変換し、
光フアイバケーブル５を介し外部へ出力するように構成
する。

第１２図と第１３図は、制御回路２の第１変換部３と第
２変換部４を単一の半導体基板上に形成した実施例を示
し、第１２図は半導体基板の一部断面平面図、第１３図
は側面図である。６１は半導体基板であるシリコンチッ
プで、このシリコンチップ６１上に第３図又は第４図に
示した第１変換部３及び第２変換部４の各変換部の回路
が形成される。この回路形成は、半導体基板における不
純物の拡散、又は半導体基板へのイオン打込みなどの技
術により行われる。第１３図において、シリコンチップ
６１上の４の部分は、レーザダイオード素子（ＧＩＡ＄
又はＧ１＾ｌ、Ａｓ）を分子線エピタキシー等の技術に
より薄膜形成したものである。シリコンチップ６１は、
導電性接着剤６２により前述の回路基板１２に固定され
、外部とはワイヤ６３で電気的に接続されている。また
シリコンチップ６１は全体がキャップ６４で覆われ保護
されており、このキャップ６４は回路基板１２上に固定
される。キャップ６４の一部は小径筒状に成形され、こ
の筒状部分に前記のレンズ１９と光フアイバケーブル５
の一端が装着される。レンズ１９はレーザダイオード素
子４の出力する光を光フアイバケーブル５の一端に集光
し、これにより検出信号を外部へ光信号として送信する
。このようにすることにより、物理量センサの大きさに
つき極小形化が達成できる。ここで複数の６５は回路基
板１２上の端子と前記リード１０．１１のそれぞれの端
部とを接続するワイヤ、ＬＬ、Ｌ２は外部より駆動電源
の供給を受ける端子である。

第１４図は本発明による物理量センサを各種のセンサに
応用してなるエンジン制御システムを示したものである
。

７１は空気流量Ｑの光出力を有する前記エアフローセン
サ、７２はクランク軸の回転数Ｎの光出力を有する回転
数センサ、７３は冷却水の温度Ｔ等の光出力を有するセ
ンサ群である。７４は中央制御装置で、センサ７１〜７
３の検出情報に基づきエンジンに供給される燃料量を制
御するインジェクタ７５に制御指令を送るものであり、
その量弁時間ｔｐは、次の（５）式で示される。

ｔｐ＝Ｋ・□（１＋αＴ）φ−・（５）Ｋ：定数 α：定数またＢはバッテリであり、各センサ７１〜７３、中央制
御装置７４に給電を行う。

上記の構成によれば、センサ７１〜７３と中央制御装置
７４の間に侵入する電気ノイズを排除できるので、精度
の優れたエンジン制御システムを実現することができる
。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、次の効
果を奏する。

物理量センサにおいてその検出信号を光信号で直接に出
力できるように構成したため、センサとこのセンサの出
力信号を入力し処理する外部機器との信号伝達を容易に
光信号で行うことができ、車内ＬＡＮ等の単一光ファイ
バケーブルによるマルチ通信を実現することができる。

光フアイバケーブルによる信号伝送では、信号線に外来
ノイズが侵入することを防止でき、安定且つ高精度のセ
ンサ出力信号を外部機器に与えることができ、システム
全体の制御精度が向上する。

また検出エレメントを駆動してその検出電圧信号を得る
回路部と、当該電圧信号を光信号に変換する回路部を単
一の半導体基板に形成するようにしたため、小型化が容
易となり、低価格で量産することが可能となる。

更にセンサから外部機器へ信号を導く光フアイバケーブ
ルをセンサのハウジングに一体成形するように構成した
ため、取扱いが容易となり、搬送や組付は等の取扱いに
おいて破損し難く、高い品質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る物理量センサの基本構成を示すブ
ロック図、第２図は物理量センサをエアフローセンサと
して実現した実施例を示す縦断面図、第３図はセンサ回
路の第１実施例を示す回路図、第４図はセンサ回路の第
２実施例を示す回路図、第５図はデジタル信号を示す波
形図、第６図はビット出力を並行に出力する回路構成を
示す回路図、第７図は検出出力のばらつきを調整する回
路の回路図、第８図はエアフローセンサの他の構成例を
示す縦断面図、第９図は感温抵抗体の例を示す正面図、
第１０図は板上の形態を有するセンサを示す正面図、第
１１図は第１０図の構成を有するセンサに本発明による
制御回路を付加した場合の回路構成図、第１２図は本発
明によるセンサ回路を単一の半導体基板に形成した例を
示す部分断面平面図、第１３図は第１２図に示した構成
例の側面図、第１４図は本発明に係る物理量センサを用
いて構成されたエンジン制御装置のブロック図である。〔符号の説明〕１・・・・・・検出エレメント２．２０・・・制御回路３・・・・・・第１変換部４・・・・・・第２変換部５・・・・・・光フアイバケーブル１２・・・・・回路基板１３．３１・・ハウジング１５・・・・・レーザダイオード６１・・・・・シリコンチップ（半導体基板）出願人　
　　株式会社日立製作所代理人　　　弁理士　　春日　譲同　　　　弁理士　　田宮寛社第１図第２図第３図２′ 第４図ｕ第５図第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）物理量を検出し、外部機器に対して検出信号を出
力する物理量センサにおいて、前記物理量を検出して物
理量に対応する電気信号を出力する検出エレメントと、
前記検出エレメントが出力した前記電気信号を処理する
制御回路を備え、前記制御回路で前記検出エレメントが
出力した電気信号を光信号に変換して出力することを特
徴とする物理量センサ。
（２）請求項１記載の物理量センサにおいて、前記制御
回路は、前記検出エレメントが出力した電気信号を他の
電気信号に変換する第１変換部と、前記第１変換部が出
力した前記他の電気信号を光信号に変換する第２変換部
で構成されることを特徴とする物理量センサ。
（３）物理量を検出する検出エレメントと、この検出エ
レメントが検出する信号を電気信号に変換する第１変換
部と、この第１変換部が出力する電気信号を光信号に変
換する第２変換部を備えたことを特徴とする物理量セン
サ。
（４）請求項２又は３記載の物理量センサにおいて、前
記第１変換部は物理量に対応する電圧値を有した電圧信
号を前記電圧値に対応する周波数を有した他の電気信号
に変換し、第２変換部は前記他の電気信号を同一周波数
を有する光信号に変換することを特徴とする物理量セン
サ。
（５）請求項２又は３記載の物理量センサにおいて、前
記第１変換部は物理量に対応する電圧値を有した電圧信
号を前記電圧値に対応するデジタル値を表現する他の電
気信号に変換し、第２変換部は前記他の電気信号を同一
デジタル値を表現する光信号に変換することを特徴とす
る物理量センサ。
（６）請求項２又は３記載の物理量センサにおいて、前
記第１変換部と前記第２変換部を単一の半導体基板上に
形成したことを特徴とする物理量センサ。
（７）請求項１〜３のいずれか１項に記載された物理量
センサにおいて、当該センサ本体を取付けるハウジング
と、前記光信号を他の外部機器へ伝送するための光伝送
手段を備え、前記光伝送手段は前記ハウジングに固定さ
れ、センサユニットとして一体成形したことを特徴とす
る物理量センサ。
（８）請求項７記載の物理量センサにおいて、前記ハウ
ジングは肉厚の壁部を有し、前記光伝送手段は前記壁部
で支持、固定されることを特徴とする物理量センサ。
（９）請求項６記載の物理量センサにおいて、前記半導
体基板上の前記第２変換部に相当する領域に発光部を設
け、前記発光部に臨むように前記光伝送手段を配設した
ことを特徴とする物理量センサ。
（１０）請求項９記載の物理量センサにおいて、前記半
導体基板を保護するキャップ部材を配設し、前記光伝送
手段は前記キャップ部材に取り付けられたことを特徴と
する物理量センサ。
（１１）請求項１〜１０のいずれか１項に記載された物
理量センサおいて、前記検出エレメントは、円筒形に形
成された感温抵抗体であり、空気流量を検出するための
ものであることを特徴とする物理量センサ。
（１２）請求項１〜１０のいずれか１項に記載された物
理量センサおいて、前記検出エレメントは、板状に形成
された感温抵抗体であり、空気流量を検出するためのも
のであることを特徴とする物理量センサ。
（１３）請求項１〜１２のいずれか１項に記載された物
理量センサにおいて、前記の光信号を発生する手段はレ
ーザダイオードであることを特徴とする物理量センサ。