JPH08105779A - 熱式空気流量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸入空気の逆流を的確に検出し、流量の検出
精度を向上させる。 【構成】 発熱抵抗体３０の抵抗値ＲH の変化に基づき
吸気管内の吸入空気の流量に対応した流量信号Ｓ1 を出
力する流量検出部３４と、第１，第２の感温抵抗体３
１，３２の抵抗値ＲT1，ＲT2の変化に基づき吸気管内の
吸入空気の流れ方向および流量に対応した流れ方向信号
Ｓ2 を出力する流れ方向検出部３５と、流量検出部３４
による流量信号Ｓ1 に対応した電源電流Ｉ1 を生成する
電流電源部３６と、電流電源部３６による電源電流Ｉ1
を電流源とし、流れ方向検出部３５による流れ方向信号
Ｓ2 の電圧と基準電圧Ｖ1 との差に基づいて変換電流Ｉ
2 を出力する信号変換回路３７と、変換電流Ｉ2 を電流
−電圧変換し、検出信号Ｓ3 を出力するＩ−Ｖ変換回路
３８とから構成された処理回路によって、吸入空気の流
れ方向と流量に対応して連続的に変化する検出信号Ｓ3
を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用エンジ
ン等の吸入空気流量を検出するのに好適に用いられる熱
式空気流量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジン等では、エン
ジン本体の燃焼室内で燃料と吸入空気との混合気を燃焼
させ、その燃焼圧からエンジンの回転出力を取出すよう
にしており、燃料の噴射量を演算する上で吸入空気流量
を検出することが重要なファクターとなっている。

【０００３】そこで、図１０ないし図１２に従来技術の
熱式空気流量検出装置を示す。

【０００４】図において、１は吸気管２の途中に設けら
れた熱式空気流量検出装置を示し、該熱式空気流量検出
装置１は、エンジン本体の燃焼室（図示せず）に向けて
矢示Ａ方向に流通する吸入空気の流量を検出すべく、吸
気管２の途中に取付穴２Ａを介して配設されている。

【０００５】３は熱式空気流量検出装置１の本体部を構
成する流量計本体を示し、該流量計本体３はインサート
モールド等の手段により図１１に示すように成形され、
巻線状をなす後述の基準抵抗１４を巻回すべく段付き円
柱状に形成された巻線部４と、該巻線部４の基端側に位
置して略円板状に形成され、後述の端子ピン８Ａ〜８Ｄ
が一体的に設けられた端子部５と、巻線部４の先端側か
ら吸気管２の径方向に延設され、吸気管２の中心部で後
述の発熱抵抗９および温度補償抵抗１１を位置決めする
検出ホルダ６と、吸気管２の外側に位置して端子部５が
接続された後述の回路ケーシング７とから大略構成され
ている。

【０００６】７は吸気管２の取付穴２Ａを閉塞するよう
に該吸気管２の外周側に設けられた回路ケーシングを示
し、該回路ケーシング７は絶縁性の樹脂材料等によって
形成され、その底部側には吸気管２の取付穴２Ａに嵌合
する嵌合部７Ａが一体的に設けられている。そして、該
回路ケーシング７は、例えばセラミック材料等からなる
絶縁基板上に流量調整抵抗および差動増幅器（いずれも
図示せず）等を実装した状態で、これらを内蔵するよう
になっている。

【０００７】８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄは流量計本体３の
端子部５から軸方向に突出した４本の端子ピン（全体と
して各端子ピン８という）を示し、該各端子ピン８は流
量計本体３の巻線部４および検出ホルダ６内に埋設され
た例えば４本の端子板（図示せず）に一体化して設けら
れ、回路ケーシング７のコネクタ部（図示せず）に着脱
可能に接続されるものである。

【０００８】９は流量計本体３の検出ホルダ６にターミ
ナル１０Ａ，１０Ｂを介して設けられたホットフィルム
型の発熱抵抗を示し、該発熱抵抗９は温度変化に敏感に
反応して抵抗値が変化する白金等の感温性材料からな
り、例えば酸化アルミニウム（以下、「アルミナ」とい
う）等のセラミック材料からなる絶縁性の筒体に白金線
を巻回したり、白金膜を蒸着したりして形成される小径
の発熱抵抗素子によって構成されている。そして、該発
熱抵抗９はバッテリ電源ＶB からの通電により、例えば
２４０℃前，後の温度をもって発熱した状態となり、吸
気管２内を矢示Ａ方向に流れる吸入空気によって冷却さ
れるときには、この吸入空気の流量に応じて抵抗値が変
化し流量の検出信号を出力させるものである。

【０００９】１１は発熱抵抗９の上流側に位置して流量
計本体３の検出ホルダ６に設けられた温度補償抵抗を示
し、該温度補償抵抗１１は例えばアルミナ等のセラミッ
ク材料からなる絶縁基板上にスパッタリング等の手段を
用いて白金膜を着膜形成することにより形成され、白金
膜の両端は前記検出ホルダ６に立設されたターミナル１
２Ａ，１２Ｂ間に接続されている。

【００１０】１３は流量計本体３の検出ホルダ６上に装
着される保護カバーを示し、該保護カバー１３は検出ホ
ルダ６上に発熱抵抗９および温度補償抵抗１１を実装し
た後に、図１１中に矢印で示す如く検出ホルダ６に被着
され、発熱抵抗９および温度補償抵抗１１を保護すると
共に、吸入空気の流通を許すようになっている。なお、
図１０中では発熱抵抗９および温度補償抵抗１１を明示
すべく、保護カバー１３を検出ホルダ６から取外した状
態で示している。

【００１１】さらに、１４は流量計本体３の巻線部４に
巻回された巻線抵抗からなる基準抵抗を示し、該基準抵
抗１４はその両端が、巻線部４に立設されたターミナル
１５Ａ，１５Ｂに接続され、前記発熱抵抗９に直列接続
されている。ここで、前記各端子ピン８のうち、端子ピ
ン８Ａはターミナル１５Ａに前記端子板を介して接続さ
れ、端子ピン８Ｂは他の端子板を介してターミナル１５
Ｂ，１０Ａに接続されている。また、端子ピン８Ｃは別
の端子板を介してターミナル１０Ｂ，１２Ｂに接続さ
れ、端子ピン８Ｄはターミナル１２Ａにさらに別の端子
板を介して接続されている。

【００１２】このように構成される従来技術の熱式空気
流量検出装置１は、自動車用エンジン等の吸入空気流量
を検出するときに、流量計本体３の端子部５を各端子ピ
ン８を介して回路ケーシング７のコネクタ部に接続した
状態で、流量計本体３の検出ホルダ６等を吸気管２内に
取付穴２Ａを介して挿入し、該取付穴２Ａに吸気管２の
外周側から回路ケーシング７を取付けることによって、
検出ホルダ６に設けた発熱抵抗９および温度補償抵抗１
１を吸気管２の中心部に配設する。

【００１３】この場合、発熱抵抗９を基準抵抗１４に直
列接続すると共に、温度補償抵抗１１を回路ケーシング
７内の流量調整抵抗に直列接続することによって、これ
らの発熱抵抗９、基準抵抗１４、温度補償抵抗１１およ
び流量調整抵抗からブリッジ回路を構成し、これらに外
部から通電を行うことにより発熱抵抗９を２４０℃前，
後の温度をもって発熱させる。

【００１４】そして、この状態で吸気管２内をエンジン
本体の燃焼室に向けて矢示Ａ方向に吸入空気が流通する
ときには、この吸入空気の流れにより発熱抵抗９が冷却
されて該発熱抵抗９の抵抗値が変化するから、該発熱抵
抗９に直列接続された基準抵抗１４の両端電圧に基づい
て吸入空気の流量に対応した検出信号を出力電圧の変化
として検出する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、吸気管２内を流れる吸入空気の流れで発熱
抵抗９が冷却されるのを利用して、該発熱抵抗９の抵抗
値変化に基づき吸入空気流量を検出する構成であるか
ら、該発熱抵抗９は図１０中の矢示Ａ方向（順方向）に
流れる吸入空気流によって冷却されると共に、矢示Ｂ方
向（逆方向）に流れる空気流によっても冷却されてしま
い、この逆方向の空気流により吸入空気流量を誤検出す
るという問題がある。

【００１６】即ち、多気筒のシリンダを備えたエンジン
本体では、各シリンダ内でそれぞれピストンが往復動す
るに応じて各吸気弁（図示せず）が開弁する毎に、吸入
空気が各シリンダ内に向けて矢示Ａ方向（順方向）に吸
込まれるから、吸気管２内を流れる空気の流速は各吸気
弁の開，閉弁に応じて図１２に例示する如く増減を繰返
し脈動するようになる。

【００１７】特に、エンジンの回転数が低速域から中速
域等に達して吸，排気量が増大してくると、吸気弁と排
気弁（図示せず）とがオーバラップし、排気の一部が吸
気弁の開弁に伴って吸気管２内に吹返すことがあるた
め、このときに吸気管２内では図１２に示す時間ｔ1 ，
ｔ2 間のように流速が負（マイナス）となって、矢示Ｂ
方向（逆方向）に流れる空気流が発生し、吸入空気流量
を誤検出するという問題が生じる。

【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
に向上することができる熱式空気流量検出装置を提供す
ることを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明による熱式空気流量検出装置は、基
端側が吸気管に取付けられた流量計本体と、前記吸気管
内に位置して該流量計本体に設けられ、前記吸気管内を
流れる吸入空気によって冷却されることにより抵抗値が
変化する発熱抵抗と、前記発熱抵抗を含んで第１のブリ
ッジ回路を形成し、該発熱抵抗の抵抗値の変化に基づい
て前記吸気管内を流れる吸入空気の流量に対応した流量
信号を出力する流量検出手段と、前記発熱抵抗の前，後
に離間し設けられ、前記吸入空気の流れ方向に対して抵
抗値が変化する第１，第２の感温抵抗と、該第１，第２
の感温抵抗を含んで第２のブリッジ回路を形成し、該第
１，第２の感温抵抗の抵抗値変化による該第２のブリッ
ジ回路の平衡の崩れによって出力される電圧に基づいて
前記吸気管内を流れる吸入空気の流れ方向に対応した流
れ方向信号を出力する流れ方向検出手段と、前記流量検
出手段からの流量信号の電流値に対応するように電源電
流を制御する電源電流制御手段と、該電源電流制御手段
による電源電流を電流源とすることによって動作し、前
記流れ方向検出手段による流れ方向信号の電圧と一定電
圧を有する基準電圧とを比較し、前記流れ方向信号の電
圧が基準電圧よりも大きいときは、電源電流と同一の変
換電流を出力し、前記流れ方向信号の電圧が基準電圧よ
りも小さいときは電源電流を反転した変換電流を出力す
る信号変換手段と、該信号変換手段による変換電流を入
力し、該変換電流を電流−電圧変換することによって吸
入空気の流れ方向および流量に対応した検出信号を出力
する電流電圧変換手段とからなる構成を採用している。

【００２０】この場合、請求項２の発明の如く、前記電
源電流制御手段は、コレクタ−エミッタ間を流れる流量
信号に基づく電流を制御する第１の電流制御用トランジ
スタと、コレクタ−エミッタ間を流れる電源電流を制御
する第２の電流制御用トランジスタとを備え、前記第１
の電流制御用トランジスタのベースと第２の電流制御用
トランジスタのベースとを接続してなるカレントミラー
回路から構成するのが好ましい。

【００２１】また、請求項３の発明の如く、 前記信号
変換手段は、一対のエミッタ接地増幅回路を構成する第
１，第２の増幅回路用トランジスタと、該第１，第２の
増幅回路用トランジスタのコレクタ負荷としてそれぞれ
接続され、双方でカレントミラー回路を構成する第３，
第４の増幅回路用トランジスタとからなる差動増幅回路
であり、前記第１の増幅回路用トランジスタのベースに
は前記流れ方向検出手段から出力される流れ方向信号を
入力し、前記第２の増幅回路用トランジスタのベースに
は一定電圧を有する基準電圧を入力する構成とするのが
好ましい。

【００２２】一方、請求項４の発明の如く、前記発熱抵
抗は、前記流量計本体に取付けられた絶縁基板上に着膜
形成され、かつ該絶縁基板の少なくとも長さ方向に膜状
に延びる発熱抵抗体として構成し、前記第１，第２の感
温抵抗は、前記絶縁基板上の吸入空気の流れ方向に対し
該発熱抵抗体の前，後にそれぞれ離間して着膜形成され
た第１，第２の感温抵抗体として構成するのが好まし
い。

【００２３】

【作用】請求項１の発明によれば、発熱抵抗が吸気管内
を流れる吸入空気によって冷却されることにより該発熱
抵抗の抵抗値が変化する。流量検出手段は、この発熱抵
抗の抵抗値の変化に基づいて、吸気管内を流れる吸入空
気の流量に対応して電流値が変化する流量信号を出力す
る。ここで、この流量信号は流れ方向が順方向であると
逆方向であるとに関係なく、吸入空気の絶対流量に対応
した特性を有するものである。

【００２４】一方、吸気管内を流れる吸入空気は正，逆
の流れ方向を有し、第１，第２の感温抵抗の抵抗値は、
この吸入空気の流れ方向によってそれぞれ異なって変化
する。流れ方向検出手段は、第１，第２の感温抵抗の抵
抗値の変化によってブリッジ回路の平衡が崩れたときに
生じる電圧に基づいた流れ方向信号を出力する。即ち、
流れ方向信号は吸気管内を流れる吸入空気の流れ方向が
順方向と逆方向とのいずれであるかを表す信号となる。

【００２５】そして、電源電流制御手段は、信号変換手
段に供給する電源電流を前記流量信号の電流値に対応す
るように制御する。即ち、電源電流を前記流量信号の電
流値に比例するかまたは同一となるように設定し、該電
源電流を前記流量信号の電流値の変化と同様に変化させ
る。

【００２６】そして、信号変換手段は、前記電源電流制
御手段により電流値が制御される電源電流を電流源と
し、前記流れ方向検出手段による流れ方向信号の電圧と
一定電圧を有する基準電圧とを比較し、前記流れ方向信
号の電圧が基準電圧よりも大きいときは、電源電流と同
一の変換電流を出力し、前記流れ方向信号の電圧が基準
電圧よりも小さいときは電源電流を反転した変換電流を
出力する。

【００２７】ここで、前記基準電圧を、吸入空気の流れ
が零のときの流れ方向信号の電圧（オフセット電圧）と
一致させるように設定することにより、前記流れ方向が
順方向のときに、前記流れ方向信号の電圧が基準電圧よ
りも大きくなり、このとき信号変換手段は電源電流と同
一の変換電流を出力する。また、前述したように電源電
流は前記流量信号の電流値と比例するかまたは同一であ
るため、当該変換電流は、結局、前記流量信号の電流値
と比例するかまたは同一となる。

【００２８】一方、前記流れ方向が逆方向のときに、前
記流れ方向信号の電圧が基準電圧よりも小さくなり、こ
のとき信号変換手段は電源電流を反転した変換電流を出
力する。また、前述したように電源電流は前記流量信号
の電流値と比例するかまたは同一の電流値であるため、
当該変換電流の電流値は、結局、前記流量信号を反転さ
せた電流値と比例するかまたは同一となる。

【００２９】そして、電流電圧変換手段は、該信号変換
手段から出力される変換電流を入力し、該変換電流を電
流−電圧変換することによって吸入空気の流れ方向およ
び流量に対応した電圧を有する検出信号を出力する。

【００３０】これにより、吸入空気の流れ方向が順方向
のときには、流量信号にそのまま対応した検出信号が出
力でき、吸入空気の流れ方向が逆方向のときには、流量
信号を反転させた検出信号が出力でき、かつ、吸入空気
の流れ方向が逆転するときの境目においても、連続的で
なだらかなカーブをもって変化する検出信号を出力する
ことができる。

【００３１】また、請求項２の発明によれば、電源電流
制御手段における第１の電流制御用トランジスタと第２
の電流制御用トランジスタとはカレントミラー回路を構
成するため、第１の電流制御用トランジスタのコレクタ
ーエミッタ間を流れる流量信号の電流値と、第２の電流
制御用トランジスタのコレクタ−エミッタ間を流れる電
源電流の電流値は同一の電流値となる。従って、流量信
号の電流値の変化に等しく対応させて電源電流を変化さ
せることができる。

【００３２】また、請求項３の発明によれば、第１，第
２の増幅回路用トランジスタ等からなる差動増幅回路
は、前記電源電流制御手段により電流値が制御される電
源電流を電流源とする。また、該差動増幅回路は、第１
の増幅回路用トランジスタのベースに入力される流れ方
向信号の電圧と、第２の増幅回路用トランジスタのベー
スに入力される基準電圧とを比較し、前記流れ方向信号
の電圧が基準電圧よりも大きいときは、電源電流と同一
の変換電流を出力し、前記流れ方向信号の電圧が基準電
圧よりも小さいときは電源電流を反転した変換電流を出
力する。

【００３３】さらに、請求項４の発明によれば、吸入空
気の流れ方向に対し、発熱抵抗体の前，後に離間して絶
縁基板上に形成した第１，第２の感温抵抗体が、前記吸
入空気の流れ方向に応じてそれぞれ抵抗値が変化するか
ら、第１の感温抵抗体が第２の感温抵抗体よりも抵抗値
が小さいときには、例えば空気の流れ方向を順方向とし
て検出でき、第２の感温抵抗体が第１の感温抵抗体より
も抵抗値が小さいときには、空気の流れを逆方向として
検出できる。さらに、単一の絶縁基板上に発熱抵抗体、
第１，第２の感温抵抗体を着膜形成しているから、部品
点数を削減することができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図９に基
づき説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同
一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する
ものとする。

【００３５】図中、２１は本実施例による熱式空気流量
検出装置、２２は該熱式空気流量検出装置２１の本体部
を構成する流量計本体を示し、該流量計本体２２は従来
技術で述べた流量計本体３とほぼ同様に、抵抗値Ｒ1 を
有する一の基準抵抗２３が巻回される巻線部２４と、該
巻線部２４の基端側に位置し、複数の端子ピン（図示せ
ず）が一体的に設けられた端子部２５と、巻線部２４の
先端側から吸気管２の径方向に延設された検出ホルダ２
６と、後述する回路ケーシング２７とから大略構成され
ている。

【００３６】しかし、前記流量計本体２２には検出ホル
ダ２６の基端側に後述の絶縁基板２９を着脱可能に取付
けられるためのスロット（図示せず）が形成され、該検
出ホルダ２６は図１中に示す如く吸気管２の中心部に、
絶縁基板２９を介して後述の発熱抵抗体３０等を位置決
めする構成となっている。なお、検出ホルダ２６には従
来技術で述べた保護カバー１３と同様の保護カバー（図
示せず）が取付けられるようになっている。

【００３７】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）上に後述の流量検出用処理回路等を
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。

【００３８】２９は検出ホルダ２６に取付けられる絶縁
基板を示し、該絶縁基板２９は、図２に示すように、ガ
ラス，アルミナ，窒化アルミニウム等の絶縁材料によ
り、長さ寸法が１５〜２０mm前後、幅寸法が３〜７mm前
後となった長方形の平板状に形成されている。また、該
絶縁基板２９は、基端側が検出ホルダ２６のスロットに
着脱可能に取付けられる固定端となり、先端側が自由端
となり、その長さ方向が吸気管２の径方向となるように
検出ホルダ２６に取付けられている。さらに、該絶縁基
板２９は、その先端側から基端側に向けて細溝状に伸長
するスリット２９Ａ，２９Ａが２箇所形成されている。

【００３９】３０は絶縁基板２９に形成された発熱抵抗
を構成する発熱抵抗体を示し、該発熱抵抗体３０はプリ
ント印刷またはスパッタリング等の手段を用いて白金膜
を着膜させることにより、抵抗値ＲH を有するように形
成されている。また、該発熱抵抗体３０は、図２に示す
如く、絶縁基板２９の幅方向中間部に位置し、絶縁基板
２９の各スリット２９Ａ，２９Ａの間に配設され、絶縁
基板２９の長さ方向に細長い形状に形成されている。

【００４０】そして、該発熱抵抗体３０は、それ自体の
温度によって抵抗値ＲH が変化するもので、該発熱抵抗
体３０は、例えば温度が増加すると抵抗値ＲH が増加す
るものである。また、前記発熱抵抗体３０は、後述する
第１，第２の発熱制御用トランジスタ４３，４４等によ
って電流値が制御され、温度を一定温度（例えば約２４
０℃）に保つように加熱されている。

【００４１】３１，３２は絶縁基板２９上に白金等の感
温性材料をプリント印刷またはスパッタリング等の手段
で着膜させることによって形成された第１，第２の感温
抵抗体を示し、該第１，第２の感温抵抗体３１，３２
は、吸入空気の流れ方向に対し該発熱抵抗体３０の前，
後にそれぞれ離間して着膜形成されている。即ち、該第
１の感温抵抗体３１は上流側に配設され、第２の感温抵
抗体３２は下流側に配設されている。また、該第１，第
２の感温抵抗体３１，３２は抵抗値ＲT1，ＲT2を有する
ようにそれぞれ形成されている。また、該感温抵抗体３
１，３２は、それ自体の温度によって抵抗値ＲT1，ＲT2
を変化させるもので、例えば温度が増加すると抵抗値Ｒ
T1，ＲT2が増加するものである。

【００４２】そして、該感温抵抗体３１，３２は絶縁基
板２９上で実質的に均一な面積をもって形成され、通常
時には図３に示すようにバッテリ電源ＶB から電流が印
加され、発熱抵抗体３０よりも低い温度で発熱してい
る。これにより、該感温抵抗体３１，３２は、流れる空
気によって効果的に冷却され、抵抗値の減少として空気
の流れ方向を感度良く検出することができる。

【００４３】ここで、前記第１の感温抵抗体３１は吸入
空気の順方向の流れ（矢示Ａ方向）に対して上流側に位
置し、第２の感温抵抗体３２は下流側に位置し、かつ感
温抵抗体３１，３２の間には発熱抵抗体３０が位置して
いる。このような配置関係より、吸入空気が順方向の矢
示Ａ方向の流れの場合には、第１の感温抵抗体３１が冷
やされ、第２の感温抵抗体３２が発熱抵抗体３０からの
熱を受けることによって、第１の感温抵抗体３１の抵抗
値ＲT1は低下し、第２の感温抵抗体３２の抵抗値ＲT2は
実質的に変化しない。

【００４４】一方、吸気管２内を流れる吸入空気の流れ
が逆方向の矢示Ｂ方向となった場合には、第２の感温抵
抗体３２が冷やされ、第１の感温抵抗体３１が発熱抵抗
体３０からの熱を受けることによって、第２の感温抵抗
体３２の抵抗値ＲT2は低下し、第１の感温抵抗体３１の
抵抗値ＲT1は実質的に変化しない。この結果、第１の感
温抵抗体３１の抵抗値ＲT1と第２の感温抵抗体３２の抵
抗値ＲT2とを比較することにより、吸入空気の流れ方向
が順方向であるか、逆方向であるかを判別するようにな
っている。

【００４５】３３，３３，…は絶縁基板２９の基端側に
位置して形成された例えば５個の電極を示し、該各電極
３３は絶縁基板２９の幅方向に所定間隔をもって列設さ
れ、絶縁基板２９の基端側を前記検出ホルダ２６のスロ
ット内に差込むことにより、該検出ホルダ２６側の各タ
ーミナル（図示せず）に接続される。そして、該各電極
３３を介して絶縁基板２９上に形成された発熱抵抗体３
０、第１，第２の感温抵抗体３１，３２等を回路ケーシ
ング２７内に設けられた各電子部品と接続し、図３に示
す流量検出用処理回路を構成している。

【００４６】次に、図３は本実施例による流量検出用処
理回路を示す。

【００４７】図３において、当該流量検出用処理回路
は、流量検出手段としての流量検出部３４と、流れ方向
検出手段としての流れ方向検出部３５と、電源電流制御
手段としての電流電源部３６と、信号変換手段としての
信号変換回路３７と、電流電圧変換手段としてのＩ−Ｖ
変換回路３８とから構成されている。以下、これらの回
路部の構成について詳説する。

【００４８】まず第１に、流量検出部３４の構成につい
て説明するに、３９は第１のブリッジ回路を示し、該ブ
リッジ回路３９は、発熱抵抗体３０、温度補償抵抗４
０、抵抗値Ｒ1 を有する一の基準抵抗２３および抵抗値
Ｒ2 を有する流量調整抵抗４０からなるブリッジ回路と
して構成されている。ここで、前記温度補償抵抗４０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、かつ温度補償抵抗４０は吸入空気の流れによる影
響を受けず、吸入空気の温度によってのみ抵抗値ＲK が
変化するものである。

【００４９】また、発熱抵抗体３０と温度補償抵抗４０
との接続点ａは後述する第２の発熱制御用トランジスタ
４４を介してバッテリ電源ＶB に接続され、基準抵抗２
３と流量調整抵抗４１との接続点ｂはアースに接続され
ている。そして、該ブリッジ回路３９には、バッテリ電
源ＶB からの電流が第２の発熱制御用トランジスタ４４
を介して供給される。これにより、ブリッジ回路３９に
設けられた発熱抵抗体３０および温度補償抵抗４０が発
熱し、発熱抵抗体３０の抵抗値ＲH および温度補償抵抗
４０の抵抗値ＲK が発熱量に対応した抵抗値に保持され
る。

【００５０】さらに、前記発熱抵抗体３０と基準抵抗２
３との間の接続点ｃは演算増幅器等からなる差動増幅回
路４２の非反転側の入力端子に接続され、温度補償抵抗
４０と流量調整抵抗４１との間の接続点ｄは差動増幅回
路４２の反転側の入力端子に接続されている。また、差
動増幅回路４２の出力端子は第１の発熱制御用トランジ
スタ４３のベース端子に接続され、該第１の発熱制御用
トランジスタ４３のコレクタ端子は第２の発熱制御用ト
ランジスタ４４のベース端子に、エミッタ端子はアース
に接続されている。また、第２の発熱制御用トランジス
タ４４のエミッタ端子はバッテリ電源ＶB に接続され、
コレクタ端子は接続点ａに接続されている。

【００５１】ここで、吸気管２内を流れる吸入空気の流
量Ｑが一定ならば、発熱抵抗体３０の抵抗値ＲH は変化
しないため、ブリッジ回路３９は平衡状態を維持する。
しかし、例えば吸入空気の流量Ｑが増加すると、発熱抵
抗体３０が冷却され、抵抗値ＲH が変化するため、ブリ
ッジ回路３９の平衡が崩れ、ブリッジ回路３９の接続点
ｃ，ｄ間に電圧が生じる。これにより、前記差動増幅回
路４２はブリッジ回路３９の接続点ｃ，ｄ間の電圧に基
づいて第１の発熱制御用トランジスタ４３のベース電位
を増加させる。そして、第１，第２の発熱制御用トラン
ジスタ４３，４４が、このベース電位に基づいて制御さ
れ、バッテリ電源ＶB からブリッジ回路３９に供給する
電流を増加させる。これにより、発熱抵抗体３０が加熱
され、発熱抵抗体３０の抵抗値ＲH が増加し、ブリッジ
回路３９が平衡状態に戻るようになる。

【００５２】一方、発熱抵抗体３０と基準抵抗２３との
間の接続点ｃは、演算増幅器等からなる増幅回路４５の
非反転側の入力端子に接続されている。また、該増幅回
路４５の反転側の入力端子は第１の基準電圧Ｖ1 を出力
する第１の定電圧電源に接続され、出力側は前記電流電
源部３６の入力側に接続されている。そして、該増幅回
路４５はブリッジ回路３９の接続点ｃの電圧を第１の基
準電圧Ｖ1 を基準にして増幅し、流量信号Ｓ1 を電流電
源部３６に向けて出力する。

【００５３】即ち、前記発熱抵抗体３０が吸気管２内を
流れる吸入空気によって冷却され、その抵抗値ＲH が低
下した場合には、バッテリ電源ＶB からブリッジ回路３
９に供給される電流が増加し、接続点ｃの電圧も増加す
る。そして、接続点ｃの電圧を増幅回路４５によって増
幅することより吸入空気の流量Ｑに対応した流量信号Ｓ
1 を出力する。

【００５４】ここで、図４は吸入空気の流量Ｑの変化に
対する流量信号Ｓ1 の電圧ＶS1の変化を示している。こ
のように、流量検出部３４による流量信号Ｓ1 は吸入空
気の流れ方向にかかわらず流量Ｑのみ（絶対流量）に対
応して電圧が変化する信号である。なお、前記増幅回路
４５は第１の基準電圧Ｖ1 を基準に増幅するため、流量
信号Ｓ1 の電圧には直流分である基準電圧Ｖ1 が加算さ
れる。

【００５５】第２に、流れ方向検出部３５の構成につい
て説明するに、４６は第２のブリッジ回路を示し、該ブ
リッジ回路４６は、第１，第２の感温抵抗体３１，３２
と他の基準抵抗４７，４８から構成され、第１，第２の
感温抵抗体３１，３２の接続点ｅはバッテリ電源ＶB に
接続され、基準抵抗４７，４８の接続点ｆはアースに接
続されている。これにより、該ブリッジ回路４６にはバ
ッテリ電源ＶB からの電流が供給されている。

【００５６】また、第１の感温抵抗体３１と基準抵抗４
７の間の接続点ｇは演算増幅器等からなる差動増幅回路
４９の反転側の入力端子に接続され、第２の感温抵抗体
３２と基準抵抗４８の間の接続点ｈは差動増幅回路４９
の非反転側の入力端子に接続され、該差動増幅回路４９
の出力端子は信号変換回路３７の入力側に接続されてい
る。また、該差動増幅回路４９の非反転側の入力端子は
第１の基準電圧Ｖ1 を出力する第１の定電圧電源に接続
されている。そして、該差動増幅回路４９は接続点ｇと
接続点ｈの電圧の差を増幅し、流れ方向信号Ｓ2 を信号
変換回路３７に向けて出力する。

【００５７】即ち、吸気管２内において吸入空気に流れ
がないときは、第１，第２の感温抵抗体３１，３２の抵
抗値ＲT1，ＲT2は共に変化しないため、ブリッジ回路４
６は平衡状態を維持する。しかし、吸入空気が順方向
（図１中の矢示Ａ方向）に流れると、第１の感温抵抗体
３１が吸入空気を受けて冷却され、第１の感温抵抗体３
１の抵抗値ＲT1が低下する。なお、第２の感温抵抗体３
２は発熱抵抗体３０からの熱を受けるため抵抗値ＲT2は
実質的に変化しない。これにより、ブリッジ回路４６の
平衡が崩れ、ブリッジ回路４６の接続点ｇ，ｈ間に電圧
が生じる。差動増幅回路４９は、この電圧を増幅し、吸
気管２内の吸入空気の順方向の流れに対応した流れ方向
信号Ｓ2 を出力する。一方、吸入空気が逆方向（図１中
の矢示Ｂ方向）に流れた場合にも、上述した動作によ
り、吸入空気の逆方向の流れに対応した流れ方向信号Ｓ
2 を出力する。

【００５８】ここで、図５は吸入空気の流量Ｑの変化に
対する流れ方向信号Ｓ2 の電圧ＶS2の変化を示してい
る。このように、流れ方向検出部３５による流れ方向信
号Ｓ2は、吸入空気の流れ方向に対応して電圧が変化す
る信号である。また、前記差動増幅回路４９は第１の基
準電圧Ｖ1 を基準に増幅するため、流れ方向信号Ｓ2 の
電圧には直流分である基準電圧Ｖ1 が加算される。即
ち、この基準電圧Ｖ1 は流れ方向信号Ｓ2 のオフセット
電圧となり、流れ方向信号Ｓ2 の電圧ＶS2が基準電圧Ｖ
1 と同一のときには吸気管２内の吸入空気の流量Ｑが零
であり、流れ方向信号Ｓ2 の電圧ＶS2が基準電圧Ｖ1 よ
り大きければ吸入空気の流れが順方向であり、流れ方向
信号Ｓ2 の電圧ＶS2が基準電圧Ｖ1 より小さければ吸入
空気の流れが逆方向である。

【００５９】第３に、電流電源部３６の構成について説
明するに、該電流電源部３６は抵抗値Ｒ3 を有する固定
抵抗５０，第１，第２の電流制御用トランジスタ５１，
５２および電圧変換回路５３とから構成されている。

【００６０】そして、前記第１，第２の電流制御用トラ
ンジスタ５１，５２はベース同士を接続したカレントミ
ラー回路を形成しており、第１の電流制御用トランジス
タ５１のコレクタ−エミッタ間には、前記流量検出部３
４から出力される流量信号Ｓ1 が固定抵抗５０を介して
流れ、第２の電流制御用トランジスタ５２のコレクタ−
エミッタ間には、第１の電流制御用トランジスタ５１の
コレクタ−エミッタ間を流れる流量信号Ｓ1 と同一の電
流値の電源電流Ｉ1 が流れる。

【００６１】また、前記流量検出部３４から出力される
流量信号Ｓ1 は固定抵抗５０を介して前記電圧変換回路
５３の非反転入力端子に入力されるようになっている。
また、該電圧変換回路５３の反転入力端子は第２の基準
電圧Ｖ2 を出力する第２の定電圧電源に接続され、該電
圧変換回路５３の出力端子は第１，第２の電流制御用ト
ランジスタ５１，５２のベース端子に接続されている。
そして、該電圧変換回路５３は、流量信号Ｓ1 と第２の
基準電圧Ｖ2 とに基づいて、第１，第２の電流制御用ト
ランジスタ５１，５２のベース電位を設定する。これに
より、第２の電流制御用トランジスタ５２のコレクタ−
エミッタ間には、流量信号Ｓ1 の電流値と同一であり、
流量信号Ｓ1 の電流値と同様に変化する電源電流Ｉ1 が
流れる。ここで、電源電流Ｉ1 を、流量信号Ｓ1 の電圧
ＶS1，固定抵抗４９の抵抗値Ｒ3，第２の基準電圧Ｖ2
の関係は下記の数１のようになる。

【００６２】

【数１】

【００６３】そして、第２の電流制御用トランジスタ５
２のコレクタ端子が信号変換回路３７の接続点ｉに接続
されており、第２の電流制御用トランジスタ５２のコレ
クタ−エミッタ間に流れる電源電流Ｉ1 は該信号変換回
路３７の電源電流となる。この意味で、電流電源部３６
は信号変換回路３７の電流源となっている。

【００６４】第４に、信号変換回路３７の構成について
説明するに、該信号変換回路３７は、一対のエミッタ接
地増幅回路を構成する第１，第２の増幅回路用トランジ
スタ５４，５５と、該第１，第２の増幅回路用トランジ
スタ５４，５５のコレクタ負荷としてそれぞれ接続さ
れ、双方でカレントミラー回路を構成する第３，第４の
増幅回路用トランジスタ５６，５７とからなる差動増幅
回路である。そして、前記第１，第２の増幅回路用トラ
ンジスタ５４，５５間の接続点ｉは、前記電流電源部３
６の第２の電流制御用トランジスタ５２のコレクタ端子
に接続されており、該信号変換回路３７は電流電源部３
６の電源電流Ｉ1 を電流源とする。また、前記第１の増
幅回路用トランジスタ５４のベース端子は流れ方向検出
部３５の出力側と接続され、流れ方向信号Ｓ2 が入力さ
れるようになっている。さらに、第２の増幅回路用トラ
ンジスタ５５のベース端子は第１の定電圧電源が接続さ
れ、第１の基準電圧Ｖ1 が入力されている。

【００６５】また、第１の増幅回路用トランジスタ５４
のコレクタ端子と第３の増幅回路用トランジスタ５６の
コレクタ端子との間の接続点ｊは該信号変換回路３７の
出力端子に相当し、該接続点ｊはＩ−Ｖ変換回路３８の
入力側に接続されている。

【００６６】そして、信号変換回路３７は、前記流れ方
向検出部３５による流れ方向信号Ｓ2 の電圧と基準電圧
Ｖ1 とを比較し、前記流れ方向信号Ｓ2 の電圧が基準電
圧Ｖ1 よりも大きいときは、電源電流Ｉ1 と同一の変換
電流Ｉ2 を出力する。即ち、このときは接続点ｊからＩ
−Ｖ変換回路３８の反転入力端子に向けて変換電流Ｉ2
が図３中の矢示方向に流れる。一方、前記流れ方向信号
Ｓ2 の電圧が基準電圧Ｖ1 よりも小さいときは電源電流
Ｉ1 を反転した変換電流Ｉ2 を出力する。即ち、このと
きは接続点ｊからＩ−Ｖ変換回路３８の反転入力端子に
向けて変換電流Ｉ2 が図３中の矢示方向と反対の方向に
流れる。

【００６７】ここで、前記基準電圧Ｖ1 は、上述したよ
うに流れ方向信号Ｓ2 のオフセット電圧であり、該流れ
方向信号Ｓ2 の電圧が基準電圧Ｖ1 より大きいときは、
吸入空気の流れ方向が順方向のときであり、該流れ方向
信号Ｓ2 の電圧が基準電圧Ｖ1 より小さいときは、吸入
空気の流れ方向が逆方向のときである。

【００６８】これにより、該信号変換回路３７は、吸入
空気の流れ方向が順方向のときには、電源電流Ｉ1 と同
一の電流値を有する変換電流Ｉ2 を出力し、一方、吸入
空気の流れ方向が逆方向のときには、電源電流Ｉ1 を反
転した変換電流Ｉ2 、換言すれば、電源電流Ｉ1 の電流
値に−１を乗じた電流値を有する変換電流Ｉ2 を出力す
る。

【００６９】また、前述したように電源電流Ｉ1 は流量
信号Ｓ1 の電流値と同一の電流値であるから、結局、該
信号変換回路３７は、吸入空気の流れ方向が順方向のと
きには、流量信号Ｓ1 と同一の電流値を有する変換電流
Ｉ2 を出力し、一方、吸入空気の流れ方向が逆方向のと
きには、流量信号Ｓ1 の電流値に−１を乗じた電流値を
有する変換電流Ｉ2 を出力することとなる。

【００７０】さらにここで、該信号変換回路３７におい
て、電源電流Ｉ1 と変換電流Ｉ2 との関係を数式で表す
と、下記の数２のようになる。

【００７１】

【数２】Ｉ2 ＝Ａ・Ｉ1

【００７２】そして、数２中のＡ（Ａ＝Ｉ2 ／Ｉ1 ）を
第１，第２の増幅回路用トランジスタ５４，５５の各ベ
ース電圧，エミッタ電流，コレクタ電流の関係から導き
出すと下記の数３のようになる。

【００７３】

【数３】

【００７４】そして、上記比率Ａが流量Ｑに対してどの
ように変化するかを表すと、図６のようになる。ここ
で、図６のグラフにおいて、流量Ｑを示すＸ軸の零点周
辺における比率Ａの変化に着目すると、流量Ｑが零点を
境にマイナス側からプラス側に変化する過程で、比率Ａ
の変化がなだらかなことがわかる。これにより、吸入空
気の流れ方向が順方向から逆方向に反転する際、信号変
換回路３７から出力される変換電流Ｉ2 が連続的でなだ
らかなカーブをもって変化するようになる。

【００７５】以上より、該信号変換回路３７の入出力関
係を、流れ方向信号Ｓ2 の電圧ＶS2，基準電圧Ｖ1 ，電
源電流Ｉ1 および変換電流Ｉ2 によって表すと下記の表
１のようになる。

【００７６】

【表１】

【００７７】第５に、Ｉ−Ｖ変換回路３８の構成につい
て説明するに、該Ｉ−Ｖ変換回路３８は、演算増幅器５
８と、抵抗値Ｒ4 を有する固定抵抗５９とから構成さ
れ、前記演算増幅器５８の反転入力端子には信号変換回
路３７の出力端子に相当する接続点ｊが接続され、非反
転入力端子は基準電圧Ｖ1 を出力する第１の定電圧電源
に接続されている。また、該演算増幅器５８の出力端子
は、当該流量検出用処理回路の最終的な出力端子となっ
ている。そして、この出力端子は自動車に搭載され、エ
ンジンの駆動や走行等の電子制御を行うコントロールユ
ニット（図示せず）に接続されている。また、前記固定
抵抗５９は、その一端側が前記演算増幅器５８の出力端
子に、他端側が前記演算増幅器５８の反転入力端子に接
続されている。

【００７８】そして、該Ｉ−Ｖ変換回路３８は、前記信
号変換回路３７の接続点ｊから出力される変換電流Ｉ2
を入力し、該変換電流Ｉ2 を電流−電圧変換し、吸入空
気の流れ方向および流量Ｑに対応した電圧ＶS3を有する
検出信号Ｓ3 を出力する。

【００７９】ここで、検出信号Ｓ3 の電圧ＶS3を数式で
表すと下記の数４のようになる。

【００８０】

【数４】ＶS3 ＝ Ｉ2 ・Ｒ4 ＋Ｖ1 この数４に前述の数２を代入して変形すると、下記の数
５のようになる。

【００８１】

【数５】ＶS3 ＝ Ａ・Ｉ1 ・Ｒ4 ＋Ｖ1 さらに、この数５に前述の数１を代入して変形すると、
下記の数６のようになる。

【００８２】

【数６】

【００８３】ここで、図７は吸入空気の流量Ｑの変化に
対する検出信号Ｓ3 の電圧ＶS3の変化を示している。こ
のように、Ｉ−Ｖ変換回路３８から最終的に出力される
検出信号Ｓ3 は、流量信号Ｓ1 と流れ方向信号Ｓ2 とが
相関し、連続的で直線に近似できるなだらかなカーブを
有する信号となる。なお、この検出信号Ｓ3 の電圧には
直流分である基準電圧Ｖ1 が加算され、基準電圧Ｖ1 が
いわゆるオフセット電圧となっている。

【００８４】本実施例による熱式空気流量検出装置は上
述のような構成を有するもので、検出ホルダ２６に取付
けられた絶縁基板２９に発熱抵抗体３０を形成し、吸入
空気の流れ方向に対して発熱抵抗体３０の前，後にそれ
ぞれ第１，第２の感温抵抗体３１，３２を形成したこと
により、吸入空気の絶対流量Ｑを発熱抵抗体３０の抵抗
値ＲH の変化によって感知することができると共に、吸
入空気の流れ方向を第１，第２の感温抵抗体３１，３２
の抵抗値ＲT1，ＲT2によってそれぞれ感知することがで
きる。

【００８５】そして、本実施例による流量検出用処理回
路では、流量検出部３４によって発熱抵抗体３０の抵抗
値ＲH の変化に対応した流量信号Ｓ1 を生成し、流れ方
向検出部３５によって、第１，第２の感温抵抗体３１，
３２の抵抗値の変化によりブリッジ回路４６の平衡が崩
れたときに生じる流れ方向信号Ｓ2 を生成する。

【００８６】これにより、流量検出部３４による流量信
号Ｓ1 からは、図４に示す如く、吸入空気の絶対流量Ｑ
の情報は得ることができ、流れ方向検出部３５による流
れ方向信号Ｓ2 からは、図５に示す如く、吸入空気の流
れ方向の情報を得ることができる。そして、流量信号Ｓ
1 と流れ方向信号Ｓ2 を総合することにより、図７に示
す如く、吸入空気の流量Ｑと流れ方向との両方の情報が
含まれた検出信号Ｓ3を得ることができる。

【００８７】そして、前記検出信号Ｓ3 を得るために
は、前記流量信号Ｓ1 に対応して変化する電源電流Ｉ1
を電流電源部３６によって生成し、この電源電流Ｉ1 を
信号変換回路３７の電源電流とする。そして、信号変換
回路３７は、前記流れ方向信号Ｓ2 の電圧ＶS2と基準電
圧Ｖ1 とを比較し、前記流れ方向信号Ｓ2 の電圧ＶS2が
基準電圧Ｖ1 よりも大きいときは、電源電流Ｉ1 と同一
の変換電流Ｉ2 を出力し、前記流れ方向信号Ｓ2 の電圧
ＶS2が基準電圧Ｖ1 よりも小さいときは電源電流Ｉ1 を
反転した変換電流Ｉ2 を出力する。さらに、該変換電流
Ｉ2 をＩ−Ｖ変換回路３８によって電流−電圧変換す
る。

【００８８】このようにして、流量信号Ｓ1 と流れ方向
信号Ｓ2 とが相関する検出信号Ｓ3を最終的に得ること
ができる。そして、この検出信号Ｓ3 は、図７に示すよ
うに、連続的で直線に近似できるなだらかなカーブを有
する信号となる。

【００８９】かくして、本実施例によれば、絶縁基板２
９上に図２に示す如く形成した発熱抵抗体３０，第１の
感温抵抗体３１および第２の感温抵抗体３２によって吸
気管２内の吸入空気の流量Ｑおよび流れ方向を感知し、
これに基づき、流量検出部３４，流れ方向検出部３５，
電流電源部３６，信号変換回路３７およびＩ−Ｖ変換回
路３８からなる処理回路によって、連続的かつ直線に近
似できるなだらかなカーブを有する検出信号Ｓ3 を生成
することができる。

【００９０】これにより、吸気管２内を流れる吸入空気
の流れ方向と流量Ｑを正確に検出することができる。特
に、検出信号Ｓ3 は吸入空気の流れ方向が逆転する瞬間
においても連続的に変化するため、逆方向の空気流によ
り吸入空気の流量Ｑを誤検出するのを確実に防止でき、
検出精度を大幅に向上することができる。

【００９１】また、検出信号Ｓ3 は連続的かつ直線に近
似できるなだらかなカーブを有するものであるため、当
該熱式空気流量検出装置の次段の信号処理（例えば、コ
ントロールユニットによる信号解析等）が容易となり、
信号処理性能等を大幅に向上させることができる。

【００９２】従って、コントロールユニットでは、この
検出信号Ｓ3 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
の向上を図ることができる。

【００９３】なお、前記実施例では、温度補償抵抗４０
を検出ホルダ２６の近傍に設けるものとして述べたが、
本発明はこれに限らず、図８の第１の変形例に示すよう
に、絶縁基板２９′上に温度補償抵抗４０を膜状に形成
し、発熱抵抗体３０、第１，第２の感温抵抗体３１，３
２と一体的なものとしてもよい。この場合、第１感温抵
抗体３１と温度補償抵抗４０との間には、絶縁基板２９
にスリット２９Ａ′を形成するようにしてもよい。

【００９４】また、前記実施例では、絶縁基板２９に着
膜形成した発熱抵抗体３０と第１，第２の感温抵抗体３
１，３２を図２のように形成したが、本発明はこれに限
らず、図９に示す第２の変形例のように、絶縁基板６１
上に発熱抵抗体６２を略クランク形状に形成し、第１，
第２の感温抵抗体６３，６４を吸入空気の流れに対して
上流側，下流側にそれぞれ配置して形成してもよい。さ
らに、二点鎖線で示すように温度補償抵抗６５を一体形
成してもよい。

【００９５】また、前記実施例では、流量計本体２２の
巻線部２４に巻回した一の基準抵抗２３を吸気管２内に
突出して設けるものとして述べたが、本発明はこれに限
らず、例えば吸気管２の外周に設ける回路ケーシング２
７内に基準抵抗２３を流量調整抵抗４１等と共に配設す
る構成としてもよい。

【００９６】また、前記実施例では、流量検出部３４を
構成するブリッジ回路３９を発熱抵抗体３０、基準抵抗
２３、温度補償抵抗４０および流量調整抵抗４１とから
形成したが、本発明はこれに限らず、温度補償抵抗４
０、流量調整抵抗４１として固定抵抗を用いてブリッジ
回路３９を形成してもよい。

【００９７】

【発明の効果】以上詳述した通り請求項１の発明によれ
ば、吸気管内を流れる吸入空気の流量に対応した流量信
号と、吸気管内を流れる吸入空気の流れ方向に対応した
流れ方向とが相関する検出信号を得ることができる。

【００９８】即ち、当該熱式空気流量検出装置から最終
的に得られる検出信号は、実際の吸入空気の流量変化に
正確に対応して連続的に変化する信号となり、特に、吸
入空気の流れ方向が逆転する瞬間においても連続的に変
化する信号となる。このような検出信号に基づけば、吸
気管内を流れる吸入空気の流れ方向と流量とを正確に検
出することができ、逆方向の空気流により吸入空気の流
量を誤検出するのを確実に防止できる。従って、正確な
空燃比制御を行うことができ、エンジン性能の大幅な向
上を図ることができる。

【００９９】また、請求項２の発明によれば、電源電流
制御手段を、第１，第２の電流制御用トランジスタを備
えたカレントミラー回路により構成したから、吸入空気
量に対応して変化する流量信号に等しく対応させて電源
電流を変化させることができる。

【０１００】また、請求項３の発明によれば、信号変換
手段は、一対のエミッタ接地増幅回路を構成する第１，
第２の増幅回路用トランジスタと、該第１，第２の増幅
回路用トランジスタのコレクタ負荷としてそれぞれ接続
され、双方でカレントミラー回路を構成する第３，第４
の増幅回路用トランジスタとからなる差動増幅回路であ
り、前記第１の増幅回路用トランジスタのベースには前
記流れ方向検出手段から出力される流れ方向信号を入力
し、前記第２の増幅回路用トランジスタのベースには一
定電圧を有する基準電圧を入力するものとし、該差動増
幅回路を電源電流制御手段により電流値が変化する電源
電流を電流源とする構成としたことから、流れ方向手段
から出力される流れ方向信号の電圧と基準電圧とを比較
することによって、前記流れ方向信号の電圧が基準電圧
よりも大きいときは、電源電流と同一の電流値を有する
変換電流を出力することができ、前記流れ方向信号の電
圧が基準電圧よりも小さいときは電源電流の電流値に−
１を乗じた電流値を有する変換電流を出力することがで
きる。

【０１０１】これにより、該変換電流を電流電圧変換回
路で電流−電圧変換して得られる検出信号を、吸入空気
の流れ方向および流量に対応した電圧を有し、かつ、吸
入空気の流れ方向が逆転するときの境目において、連続
的でなだらかなカーブをもって変化する特性とすること
ができる。従って、吸気管内を流れる吸入空気の流れ方
向と流量とを正確に検出することができ、逆方向の空気
流により吸入空気の流量を誤検出するのを確実に防止で
きる。

【０１０２】さらに、請求項４の発明によれば、第１，
第２の感温抵抗体を吸入空気の流れ方向に対し、発熱抵
抗の前，後に離間して形成する構成としたから、吸入空
気の正，逆の流れ方向を精密に検出することができる。
さらに、単一の絶縁基板上に発熱抵抗体、第１，第２の
感温抵抗体を着膜形成しているから、部品点数を削減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による熱式空気流量検出装置を
吸気管に取付けた状態を示す縦断面図である。

【図２】絶縁基板上に形成された発熱抵抗体および第
１，第２の感温抵抗体を示す平面図である。

【図３】本実施例による熱式空気流量検出装置の回路構
成を示す回路図である。

【図４】流量検出部から出力される流量信号Ｓ1 の特性
線図である。

【図５】流れ方向検出部から出力される流れ方向信号Ｓ
2 の特性線図である。

【図６】信号変換回路の電源電流Ｉ１と該信号変換回路
から出力される変換電流Ｉ2 の比（Ａ＝Ｉ2 ／Ｉ1 ）を
示す特性線図である。

【図７】Ｉ−Ｖ変換回路から出力される検出信号Ｓ3 の
特性線図である。

【図８】第１の変形例による絶縁基板上に形成された発
熱抵抗体、第１，第２の感温抵抗体および温度補償抵抗
を示す平面図である。

【図９】第２の変形例による絶縁基板上に形成された発
熱抵抗体、第１，第２の感温抵抗体を示す平面図であ
る。

【図１０】従来技術による熱式空気流量検出装置を吸気
管に取付けられた状態を示す縦断面図である。

【図１１】従来技術による流量計本体および発熱抵抗等
を示す斜視図である。

【図１２】吸入空気の流速の変動を示す特性線図であ
る。

【符号の説明】

２ 吸気管 ２１ 熱式空気流量検出装置 ２２ 流量計本体 ２９ 絶縁基板 ３０ 発熱抵抗体 ３１，３２ 感温抵抗体 ３４ 流量検出部（流量検出手段） ３５ 流れ方向検出部（流れ方向検出手段） ３６ 電流電源部（電源電流制御手段） ３７ 信号変換回路（信号変換手段） ３８ Ｉ−Ｖ変換回路（電流電圧変換手段） ３９，４６ ブリッジ回路 ５１，５２ 電流制御用トランジスタ ５４，５５，５６，５７ 増幅回路用トランジスタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端側が吸気管に取付けられた流量計本
   体と、前記吸気管内に位置して該流量計本体に設けら
   れ、前記吸気管内を流れる吸入空気によって冷却される
   ことにより抵抗値が変化する発熱抵抗と、前記発熱抵抗
   を含んで第１のブリッジ回路を形成し、該発熱抵抗の抵
   抗値の変化に基づいて前記吸気管内を流れる吸入空気の
   流量に対応した流量信号を出力する流量検出手段と、前
   記発熱抵抗の前，後に離間し設けられ、前記吸入空気の
   流れ方向に対して抵抗値が変化する第１，第２の感温抵
   抗と、該第１，第２の感温抵抗を含んで第２のブリッジ
   回路を形成し、該第１，第２の感温抵抗の抵抗値変化に
   よる該第２のブリッジ回路の平衡の崩れによって出力さ
   れる電圧に基づいて前記吸気管内を流れる吸入空気の流
   れ方向に対応した流れ方向信号を出力する流れ方向検出
   手段と、前記流量検出手段からの流量信号の電流値に対
   応するように電源電流を制御する電源電流制御手段と、
   該電源電流制御手段による電源電流を電流源とすること
   によって動作し、前記流れ方向検出手段による流れ方向
   信号の電圧と一定電圧を有する基準電圧とを比較し、前
   記流れ方向信号の電圧が基準電圧よりも大きいときは、
   電源電流と同一の変換電流を出力し、前記流れ方向信号
   の電圧が基準電圧よりも小さいときは電源電流を反転し
   た変換電流を出力する信号変換手段と、該信号変換手段
   による変換電流を入力し、該変換電流を電流−電圧変換
   することによって吸入空気の流れ方向および流量に対応
   した検出信号を出力する電流電圧変換手段とから構成し
   てなる熱式空気流量検出装置。
2. 【請求項２】 前記電源電流制御手段は、コレクタ−エ
   ミッタ間を流れる流量信号に基づく電流を制御する第１
   の電流制御用トランジスタと、コレクタ−エミッタ間を
   流れる電源電流を制御する第２の電流制御用トランジス
   タとを備え、前記第１の電流制御用トランジスタのベー
   スと第２の電流制御用トランジスタのベースとを接続し
   てなるカレントミラー回路から構成してなる請求項１に
   記載の熱式空気流量検出装置。
3. 【請求項３】 前記信号変換手段は、一対のエミッタ接
   地増幅回路を構成する第１，第２の増幅回路用トランジ
   スタと、該第１，第２の増幅回路用トランジスタのコレ
   クタ負荷としてそれぞれ接続され、双方でカレントミラ
   ー回路を構成する第３，第４の増幅回路用トランジスタ
   とからなる差動増幅回路であり、前記第１の増幅回路用
   トランジスタのベースには前記流れ方向検出手段から出
   力される流れ方向信号を入力し、前記第２の増幅回路用
   トランジスタのベースには一定電圧を有する基準電圧を
   入力する構成としてなる請求項１または２に記載の熱式
   空気流量検出装置。
4. 【請求項４】 前記発熱抵抗は、前記流量計本体に取付
   けられた絶縁基板上に着膜形成され、かつ該絶縁基板の
   少なくとも長さ方向に膜状に延びる発熱抵抗体として構
   成し、前記第１，第２の感温抵抗は、前記絶縁基板上の
   吸入空気の流れ方向に対し該発熱抵抗体の前，後にそれ
   ぞれ離間して着膜形成された第１，第２の感温抵抗体と
   して構成してなる請求項１，２または３に記載の熱式空
   気流量検出装置。