JPH08166271A - Thermal type air flow rate detecting apparatus - Google Patents

Thermal type air flow rate detecting apparatus

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JPH08166271A
JPH08166271A JP6333444A JP33344494A JPH08166271A JP H08166271 A JPH08166271 A JP H08166271A JP 6333444 A JP6333444 A JP 6333444A JP 33344494 A JP33344494 A JP 33344494A JP H08166271 A JPH08166271 A JP H08166271A
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flow rate
resistor
temperature
rate detection
circuit
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Hiroshi Aoi
寛 青井
Masao Tsukada
正夫 塚田
Koichi Fujiwara
浩一 藤原
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Abstract

PURPOSE: To detect the flowing direction and the flow rate of sucked air and improve the reliability of a thermal-way air flow rate detecting apparatus. CONSTITUTION: An insulated substrate 29 is a metal core substrate composed by forming surface layers 29B, 29C of a ceramic on both side faces of a metal material with high thermal conductivity used as a base material 29A, and a heat radiating resistor body 30, a first temperature sensing resistor 31, and a second temperature sensing resistor 32 are formed as thin films on a center part, an upper stream side, and a down stream side, respectively. Since the temperature of the insulated substrate 29 changes so quickly, the change corresponding to the air flow can be quick and intense, so that detection operation can be carried out quickly and the detection sensitivity can be heightened.

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 type air flow rate detecting device which is preferably used for detecting an intake air flow rate of an automobile engine or the like.

【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 Generally, in an engine for an automobile or the like, a mixture of fuel and intake air is burned in a combustion chamber of an engine body, and a rotational output of the engine is taken out from the combustion pressure. Detecting the intake air flow rate is an important factor in calculating

【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。
Therefore, FIGS. 8 and 9 show a conventional thermal air flow rate 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。
In the figure, reference numeral 1 denotes a thermal type air flow rate detecting device provided in the middle of an intake pipe 2. The thermal type air flow rate 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, the intake pipe 2 is provided with a mounting hole 2A in the middle thereof.

【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。
Reference numeral 3 denotes an air flow rate detecting device main body which constitutes the main body of the thermal type air flow rate detecting device 1. The air flow rate detecting device main body 3 is molded by means such as insert molding as shown in FIG. A winding portion 4 formed in a stepped column shape for winding a reference resistance 14 which will be described later in the form of a wire, and a substantially disc-shaped portion located at the base end side of the winding portion 4 will be described later. A terminal portion 5 integrally provided with terminal pins 8A to 8D,
A detection holder 6 that extends in the radial direction of the intake pipe 2 from the tip end side of the winding portion 4 and positions a heating resistor 9 and a temperature compensating resistor 11, which will be described later, at the center of the intake pipe 2 and an outside of the intake pipe 2. A circuit casing 7 to be described later, which is located and connected to the terminal portion 5.
It is composed of and.

【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, and the circuit casing 7 is made of an insulating resin material or the like and has a bottom portion. A fitting portion 7A that fits into the mounting hole 2A of the intake pipe 2 is integrally provided on the side. The circuit casing 7 incorporates a flow rate adjusting resistor, a differential amplifier (both not shown), and the like mounted on an insulating substrate made of, for example, a ceramic material.

【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 (collectively referred to as terminal pins 8) axially projecting from the terminal portion 5 of the air flow rate detecting device main body 3. For example, four terminal plates (not shown) embedded in the winding portion 4 and the detection holder 6 of the air flow rate detection device main body 3 are integrally provided, and are provided in a connector portion (not shown) of the circuit casing 7. It is detachably connected.

【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 heat generating resistor provided in the detection holder 6 of the air flow rate detecting device main body 3 via terminals 10A and 10B. The heat generating resistor 9 is sensitive to temperature changes and has a resistance value. Formed by winding a platinum wire or depositing a platinum film on an insulative cylinder made of a ceramic material such as aluminum oxide (hereinafter referred to as "alumina") that is made of a temperature-sensitive material such as platinum It is composed of a small-diameter heating resistor element. Then, the heating resistor 9 is supplied with electricity from a battery (not shown),
For example, when heat is generated at temperatures of 240 ° C. before and after 240 ° C. and is cooled by the intake air flowing in the intake pipe 2 in the direction of arrow A, the resistance value changes according to the flow rate of the intake air, and the flow rate detection signal is detected. Is to be 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 compensating resistor provided on the upstream side of the heat generating resistor 9 and provided in the detection holder 6 of the main body 3 of the air flow rate detecting device. The temperature compensating resistor 11 is an insulating material made of a ceramic material such as alumina. It is formed by depositing a platinum film 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 rate detecting device.
3 is a detection holder 6 on which a heating resistor 9 and a temperature compensating resistor 1 are mounted.
After mounting No. 1, it is attached to the detection holder 6 as shown by the arrow in FIG. 9 so as to protect the heat generating resistor 9 and the temperature compensating resistor 11 and allow the intake air to flow. In FIG. 9, the heat generating resistor 9 and the temperature compensating resistor 1
In order to clearly show No. 1, the protective cover 13 is shown in a state of being 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, 14 is a reference resistance consisting of a winding resistance wound around the winding part 4 of the air flow rate 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, among 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 another terminal plate. Further, the terminal pin 8C is connected to the terminals 10B and 12 via another terminal plate.
B is connected, 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 rate detecting device 1 thus constructed has a terminal portion 5 of the air flow rate detecting device body 3 when detecting the intake air flow rate of an automobile engine or the like.
Is connected to the connector portion of the circuit casing 7 via each terminal pin 8, the detection holder 6 of the air flow rate detection device main body 3 and the like is inserted into the intake pipe 2 through the mounting hole 2A, and the mounting hole 2A By attaching the circuit casing 7 from the outer peripheral side of the intake pipe 2 to the heat generating resistor 9 provided in the detection holder 6,
And the temperature compensating resistor 11 is arranged 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, the heating resistor 9 and the reference resistor 14 are connected in series, and the temperature compensating resistor 11 is connected in series to the flow rate adjusting resistor in the circuit casing 7. A bridge circuit is composed of the compensating resistor 11 and the flow rate adjusting resistor, and the heat generating resistor 9 is supplied 240 ° C. before by energizing these to the outside.
Heat 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 intake air flows through the intake pipe 2 toward the combustion chamber of the engine body in the direction of arrow A, the flow of the intake air cools the heat generating resistor 9 and the heat generating resistor 9 is cooled. Of the reference resistor 14 connected in series with the heating resistor 9, a detection signal corresponding to the flow rate of the intake air is detected as a change in the output voltage.

【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 fact that the heating resistor 9 is cooled by the flow of the intake air flowing through the intake pipe 2 is utilized to change the resistance value of the heating resistor 9. Since the intake air flow rate is detected based on this, the heat generating resistor 9 is cooled by the intake air flow flowing in the direction A (forward direction) shown in FIG. 8 and flows in the direction B (reverse direction) shown in FIG. There is a problem in that the air flow is also cooled and the intake air flow rate is erroneously detected by the air flow in the opposite direction.

【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, intake air is introduced into each cylinder each time an intake valve (not shown) is opened as the piston reciprocates in each cylinder. Since it is sucked in the direction of arrow A (forward direction) toward, the flow velocity of the air flowing in the intake pipe 2 is repeatedly pulsated as shown in FIG. 6 in accordance with the opening and closing of each intake valve. 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 region to a medium speed region and the like, and the intake and exhaust amounts increase, the intake valve and the exhaust valve (not shown) overlap each other and the exhaust gas Since the part may blow back into the intake pipe 2 when the intake valve is opened, the time t1, t shown in FIG.
The flow velocity becomes negative (minus) like between 2 and an air flow that flows 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-mentioned problems of the prior art, and the present invention can prevent erroneous detection of the intake air flow rate due to the air flow in the opposite direction, and can greatly improve the flow rate detection accuracy. It is an object of the present invention to provide a thermal type air flow rate detecting device.

【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によ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中央に位
置して設けられた発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の空気の
流れ方向の前,後に離間して前記メタルコア基板の表面
層に設けられた第1,第2の感温抵抗体とからなる構成
したことにある。
In order to solve the above-mentioned problems, a thermal type air flow rate detecting device according to claim 1 uses a metal material having good heat conductivity as a base material and insulates at least one side surface of the base material. A metal core substrate formed by depositing a surface layer made of a material, a heating resistor provided at the center of the surface layer side of the metal core substrate, and a front and a rear of the heating resistor separated from the air flow direction. And a first temperature sensitive resistor provided on the surface layer of the metal core substrate.

【0020】請求項2の発明では、前記第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でブリッジ回路から
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
出力手段とを備えたことにある。
According to a second aspect of the present invention, the first temperature sensitive resistor and the second temperature sensitive resistor are connected in parallel, and the resistance of the first temperature sensitive resistor and the second temperature sensitive resistor. A flow direction detection means that compares the values and outputs a flow direction detection signal corresponding to the flow direction of air, and a bridge circuit that includes the heating resistor, and detects a change in the resistance value of the heating resistor as a flow rate detection signal. Based on the flow direction detection signal detected by the flow direction detection means and the flow direction detection signal detected by the flow direction detection means, when the air flow direction is the forward direction, the flow rate detection signal from the flow rate detection means is output as it is, Sometimes, a flow rate signal output means for inverting and outputting the flow rate detection signal from the flow rate detection means is provided.

【0021】請求項3の発明では、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
えたことにある。
According to the third aspect of the present invention, the temperature control means for holding the metal core substrate at a constant temperature by controlling the current applied to the heating resistor to heat the heating resistor, and the first sensor. First flow rate detecting means for detecting a first flow rate signal by a change in resistance value of the temperature resistance, and second flow rate detection for detecting a second flow rate signal by a change in resistance value of the second temperature sensitive resistor. Means and the first flow rate detection signal output from the first flow rate detection means and the second flow rate detection signal output from the second flow rate detection means are calculated to output the flow rate detection signal. And a flow rate detection signal calculation means.

【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。
Since the heating resistor and the first and second temperature sensitive resistors are formed on the metal core substrate as in claim 1, the metal core substrate has a greater reaction to temperature than the ceramic substrate. In addition, the temperature of the substrate differs between the heating resistor and the positions of the first and second temperature sensitive resistors, and when the air flow is in the forward direction, the first temperature sensitive resistor on the upstream side is cooled. The second temperature-sensitive resistor on the downstream side is heated by the heat of the heat-generating resistor, and a difference occurs in the resistance value of each temperature-sensitive resistor.

【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 is compared with that of the second temperature-sensitive resistor, and when the second temperature-sensitive resistor is larger, it is determined that, for example, the air flow is in the forward direction.
If the temperature sensitive resistor is larger, it can be determined that the air flow 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, a flow rate detecting means comprising a bridge circuit including the heat generating resistor is provided, and a change in the resistance value of the heat generating resistor in the flow rate detecting means is taken out as a flow rate detecting signal. Based on the air flow direction detected by the direction detecting means, the flow rate detection signal is directly output as a positive voltage signal when the air flow direction is a forward direction, and is reversed when the air flow direction is a reverse direction and a negative voltage signal is output. 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。
According to a third aspect of the present invention, when the temperature control means controls the current value applied to the heating resistor to keep the heating resistor at a constant temperature, for example, when a forward air flow occurs, First located upstream of the heating resistor
The cooling amount of the temperature-sensitive resistor is large, and the
Since the temperature-sensitive resistor is cooled by the air that has received heat from the heat-generating resistor, the cooling amount of the second temperature-sensitive resistor becomes 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。
As a result, of the respective signals 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 calculation means can subtract the second flow rate signal from the first flow rate signal to output the positive flow rate detection signal. it can. On the other hand, when the flow of air is in the opposite direction, when the first flow rate signal becomes smaller than the second flow rate signal among the flow rate signals output from the flow rate detection means, the flow rate detection signal calculation means operates. By subtracting the second flow rate signal from the first flow rate signal, it is possible to output the negative flow rate detection signal.

【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 technique are designated by the same reference numerals, and the 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, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
An example of is shown.

【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, 21 is a thermal type air flow rate detecting device according to the present embodiment, 22 is a flow meter main body which constitutes the main body of the thermal type air flow rate detecting device 21, and the flow meter main body 22 is a conventional technique. Almost the same as the air flow rate detection device main body 3 described above, a winding portion 24 around which a reference resistance 23 having a resistance value R1 is wound.
A terminal portion 25 located at the base end side of the winding portion 24 and integrally provided with a plurality of terminal pins (not shown); and a radial direction of the intake pipe 2 from the tip end side of the winding portion 24. The detection holder 26 is extended and the circuit casing 27, which will be described later, is provided.

【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, which will be described later, is formed in the flowmeter main body 22 on the base end side of the detection holder 26, and the detection holder 26 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, temperature sensing resistors 31 and 32, which will be described later, are positioned in the center of the intake pipe 2 via an insulating substrate 29. A protective cover (not shown) similar to the protective cover 13 described in the related art is attached to the detection holder 26.

【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, and the circuit casing 27 is substantially the same as the circuit casing 7 described in the prior art. Formed, mounting hole 2 for intake pipe 2
Although it has a fitting portion 27A that fits into A, the circuit casing 27 has a flow rate adjusting resistor 36, a differential amplifier circuit 37, etc. described later on an insulating substrate (not shown) made of, for example, a ceramic material. It is designed to be built with these installed. 28A and 28B are terminals to which the winding of the reference resistor 23 is 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 attached to the detection holder 26. The insulating substrate 29 is formed of a metal core substrate and has a length dimension of 1 as shown in FIGS.
A base material 29A, which is formed in a rectangular flat plate shape having a width of about 5 to 20 mm and a width of about 3 to 7 mm, and is made of a metal having good thermal conductivity such as SUS material, and the base material 29.
The surface layers 29B and 29C are formed (coated) on both side surfaces of A and are formed of an insulating material such as alumina, glass, or aluminum nitride. Further, the insulating substrate 29 has a fixed end removably attached to the slot of the detection holder 26 on the base end side and a free end on the tip end side.

【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。
By thus forming the insulating substrate 29 as a metal core substrate, it can be made a substrate that can be easily warmed and cooled easily, and a large temperature change is 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 forming a heating resistor formed on the surface layer 29B of the insulating substrate 29. The heating resistor 30 is formed on the insulating substrate 29 by means of printing or sputtering. By depositing the film, it is formed so as to have a resistance value RH, and is formed on the upstream side with respect to the air flow direction (direction of arrow A), and the surface area (mounting area) of the heating resistor 30 is formed. ) Is increased as much as possible so that, for example, 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 heating resistor 30 has a current value controlled by a current controlling transistor 42, which will be described later, and 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3
0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32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。
Reference numerals 31 and 32 denote the first and second temperature sensitive resistors formed on the surface layer 29B of the insulating substrate 29 together with the heat generating resistor 30, and the first temperature sensitive resistor 31 is the heat generating resistor. Three
0 is formed on the upstream side of 0 so as to have a resistance value RT1, and the second temperature sensitive resistor 32 is formed on the downstream side of the heating resistor 30 so as to have a resistance value RT2. Has been done.

【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。
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 at 240 ° C. before and after the control described later, and when there is no air flow, the heat from the heating resistor 30 is similarly transmitted in the width direction of the insulating substrate 29. , As shown by the solid line, it decreases with an equal slope. The first and second temperature sensitive resistors 3 at this time
The detected temperatures at 1 and 32 are the same 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
値R1 ,R2 はR1 <R2となる。
When an air flow in the direction of arrow A (forward direction) occurs, heat moves to the left as shown by the alternate long and short dash line, and the first temperature-sensitive resistor 31 is directly cooled by air, The second temperature-sensitive resistor 32 receives heat from the heat-generating resistor 30, and the temperature T detected by the first temperature-sensitive resistor 31 is detected.
The relationship between A1 and the temperature TA2 detected by the second temperature sensitive resistor 32 is TA1.
<TA2, and the resistance values R1 and R2 of the temperature sensitive resistors 31 and 32 at this time are R1 <R2.

【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、TB1>TB2となり、各抵抗値R1 ,
R2 はR1 >R2 となる。
Further, when an air flow in the direction of arrow B (reverse direction) occurs, heat moves to the right as shown by the chain double-dashed line, and the second temperature-sensitive resistor 32 is directly cooled by air. The first temperature-sensitive resistor 31 receives heat from the heat-generating resistor 30 so that TB1> TB2, and each resistance value R1,
R2 is R1> R2.

【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, ... Depict, for example, six electrodes formed on the base end side of the insulating substrate 29. The electrodes 33 are arranged in a row in the width direction of the insulating substrate 29 at predetermined intervals. 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. Then, the heating resistor 30 and the temperature sensitive resistor 31 formed on the insulating substrate 29 are connected to the electronic components provided in the circuit casing 27 via the electrodes 33, respectively. 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 flow rate detection according to this 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 rate detecting circuit composed of a bridge circuit for outputting a flow rate detecting signal. The flow rate detecting circuit 34 includes a heating resistor 30, a temperature compensation resistor 35, a reference resistor 23 and a resistance value. And a flow rate adjusting resistor 36 having R2, and configured as a bridge in which products of resistance values of opposite sides are equal to each other. A connection point a between the heating resistor 30 and the temperature compensating resistor 35 is a current control transistor 42 described later. The connection point b between the reference resistor 23 and the flow rate adjusting 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 detecting circuit 34, the heating resistor 30, the reference resistor 23, the temperature compensating resistor 35, and the flow rate adjusting resistor 36 are connected in series, and the respective connection points c,
d is connected to the input terminal of the differential amplifier circuit 37, and
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 that controls the applied current 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 across the reference resistor 23, and the output voltage is the heating resistor 3
0 becomes a flow rate detection voltage V1 (flow rate detection signal) indicating the degree of cooling by the flow rate.

【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 in the detection holder 26 in the vicinity of the heating resistor 30.
Moreover, the temperature compensating 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 constructed, when the flow rate detection circuit 34 is in a balanced state, the current control voltage VA from the differential amplifier circuit 37 becomes zero and the flow rate detection circuit 34 is balanced from the connection point c. Reference resistance 23 when in the state
The voltage across both ends of is output to the inversion circuit 44 and the selection circuit 45. On the other hand, when the balance of the flow rate detection circuit 34 is lost, that is, when the heat generating resistor 30 is cooled by the intake air, the resistance value RH of the heat generating resistor 30 becomes 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.
The flow rate detection circuit 34 is returned to the equilibrium state by controlling the current applied to the cooling resistor 30 to keep the cooled heating resistor 30 at a constant temperature.
At this time, the increased current value output from the connection point c of the flow rate detection circuit 34 is detected as the voltage across the reference resistor 23, and this voltage is supplied to the inverting circuit 44 and the selection circuit 45 as the first flow rate detection voltage V1. 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, 38 shows a flow direction detecting circuit which constitutes a flow direction detecting means together with a comparison circuit 41 which will be described later.
The flow direction detection circuit 38 includes the first and second temperature sensitive resistors 3
1 and 32 and reference resistors 39 and 40, each of which is configured as a bridge circuit in which resistance values on opposite sides are equal, and the connection point e of the first and second temperature sensitive resistors 31 and 32 is a sub power supply VS ( 3V), for example, and the reference resistance 3
The connection point f of 9, 40 is connected to the 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、第2の感温抵抗体3
2と基準抵抗40はそれぞれ直列接続され、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3
1,32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4
1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 」)を
選択回路45に出力される。
The flow direction detection circuit 38 has a first
Temperature sensitive resistor 31, reference resistor 39, second temperature sensitive resistor 3
2 and the reference resistor 40 are respectively connected in series, the respective connection points g and h are connected to the input terminal of the comparison circuit 41, and the comparison circuit 41 is connected to the selection circuit 45. Thus, when the flow direction detection circuit 38 is in the equilibrium state, that is, when the intake air is not flowing, the temperature sensitive resistor 3
Since there is no difference between the resistance values RT1 and RT2 of 1 and 32, the output from the comparison circuit 41 becomes zero. Further, when the balance of the flow direction detection circuit 38 is lost, that is, when the resistance values RT1 and RT2 of one of the temperature sensitive resistors 31 and 32 are changed by the air flow, the connection point of the flow direction detection circuit 38 is detected. From gh, the difference in resistance value (RT1−RT2) is used as a voltage for comparison circuit 4
A signal indicating the flow direction of the intake air (hereinafter, flow direction detection voltage V2 ") is output to the selection circuit 45 based on the difference between the resistance values.

【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. Output the flow direction detection voltage V2 which becomes V0,
When the air flow direction changes from the A direction to the B direction (reverse direction), the comparison circuit 41 outputs the 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 side connected to the battery voltage VB and a base side connected to the differential amplifier circuit 37.
Of the flow rate detection circuit 3 connected to the output side of the
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 rate signal output circuit as a flow rate signal output means, and the flow rate signal output circuit 43 is composed of an inversion circuit 44 and a selection circuit 45 which will be 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 represents an inverting circuit connected between the connection point c of the flow rate detecting circuit 34 and the selecting circuit 45. The inverting circuit 44 inverts the flow rate detecting voltage V1 from the flow rate detecting circuit 34 to select the circuit. It outputs to 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 the flow rate signal output means together with the inverting circuit 44, and the selection circuit 45 outputs the flow direction detection voltage V2 from the flow direction detection circuit 38 output through 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 from the output terminal 46 to the control unit (not shown) as the output signal Vout, and in the case of the reverse direction, the inverting circuit 44. The negative signal from the output signal V
The output 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。
Thermal air flow rate detection device 21 according to the present embodiment
Has a configuration as described above. Next, the operation for 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 this flow of air. The second temperature-sensitive resistor 32 located on the downstream side receives heat from the heat-generating resistor 30. As a result, the balance of the flow direction detection circuit 38 is lost, and the voltage value V0 is output from the comparison circuit 41.
Then, the forward flow direction detection voltage V2 is output.

【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 ′として選択回回路45に出力される。
Further, the heating resistor 30 is cooled by the flow of the intake air, and the resistance value RH of the heating resistor 30 is reduced by this cooling. However, the differential amplifier circuit 37 and the current control transistor 42 cause the heating resistor 30 to decrease. In order to keep 30 at a constant temperature, the current value applied to the flow rate detection circuit 34 is increased, and the increased current value is detected by the reference resistor 23 as the voltage across it. As a result, the flow rate detection circuit 3
A positive flow rate detection voltage V1 is output from the inverter 4 to the inversion circuit 44 and the selection circuit 45. The positive flow rate detection voltage V1 input to the inversion circuit 44 is output to the selective circuit 45 as an inverted negative flow rate detection voltage V1 '.

【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
Based on the flow direction detection voltage V2 from the flow rate detection circuit 3
Positive flow rate detection voltage V1 inputted from 4 and inverting circuit 44
Is selected from the negative flow rate detection voltage V1 'input from the above. In this case, since the flow direction detection voltage V2 is the forward direction, the positive flow rate detection voltage V1 is selected and the output terminal 46 is selected.
Positive flow rate detection voltage V toward the control unit
1 is output as the 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 is performed to keep the heating resistor 30 at a constant temperature. .

【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 air flow is in the direction of arrow B (reverse direction), the second temperature sensitive resistor 32 located on the downstream side of the heat generating resistor 30 on the insulating substrate 29 receives this air. The first temperature-sensitive resistor 31, which is cooled by the flow and is located on the upstream side, 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 flow direction signal voltage V2 in the reverse direction in which the voltage value is 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 becomes small and the balance of the flow rate detecting circuit 34 is lost. As a result, a positive flow rate detection voltage V1 is output from the flow rate 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, and in the selection circuit 45, the comparison circuit 41
The negative flow rate detection voltage V1 'is selected based on the reverse flow direction detection voltage V2 from
′ Is output from the output terminal 46 to the control unit as the output signal Vout.

【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 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 type air flow rate detecting device 21 according to the present embodiment, the heating resistor 3 is provided on the insulating substrate 29.
0 is formed 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 temperature-sensitive resistors 31 and 32 can detect the air flow direction, and the heat-generating resistance The flow rate of the intake air can be detected from the change in the resistance value of the body 30. As a result, 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 heat generating resistor 30 and the temperature sensitive resistors 31, 32 are formed on the insulating substrate 29 so as to extend from the base end side toward the tip end side, a limited surface space can be effectively used. The heating resistor 30 and the temperature-sensitive resistor 31 can be formed compactly by using 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 of the heat generating resistor 30 and the temperature sensitive resistor 31 with respect to the air flow in the intake pipe 2 can be increased, and the resistance values RH and RT can be sensitively changed in response to the air flow. Since the plurality of resistors 30, 31, 32 are formed on the single insulating substrate 29, the number of parts 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。
Further, in this embodiment, the heating resistor 3
Due to the positional relationship between 0 and the first and second temperature sensitive resistors 31 and 32, the flow direction of air can be detected depending on whether or not the heat generated by the heating resistor 30 is affected, 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。
Furthermore, the insulating substrate 29 of the present embodiment is provided with a base material 29A made of a metal having good thermal conductivity,
Since the base material 29A is formed by coating (coating) the surface layers 29B and 29C made of an insulating material on both side surfaces of the base material 29A, it quickly reacts to heat conduction from the heating resistor 30 and cooling by an 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,
The flow direction can be accurately detected by the difference between the resistance values RT1 and RT2 of 32, and the flow direction of the intake air can be accurately detected. Further, the resistance values of the resistors 30, 31, 32 can be quickly changed with respect to the temperature, the reaction of the output signal Vout with the change of the flow rate is enhanced, and the accurate flow rate detection at the start of the automobile engine is started. The 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 this 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.
It is possible to reliably detect the flow direction of the air based on the changes in the resistance values RT1 and RT2 of 2 and even when the exhaust gas is blown back into the intake pipe 2 in the middle speed range of the engine or the like to cause a reverse flow. 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 as a single insulating substrate, and a heating resistor, This is because the second temperature-sensitive resistor was formed into a film and the flow rate detection signal calculation means was used in the detection circuit for detecting the flow rate and flow direction of the intake air. The same components as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the 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 a temperature control means for controlling the current value applied to the heating resistor 30 to keep the temperature of the heating resistor 30 constant.
The current control circuit 51 calculates the difference between the flow rate detection circuit 34 including the heating resistor 30, the temperature compensation resistance 35, the reference resistance 23, and the flow rate adjustment resistance 36, and the connection points c and d of the flow rate detection circuit 34. A connection point a between the differential amplifier circuit 37 for outputting the 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 constructed, when the flow rate detection circuit 34 is in a balanced 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 heat generating resistor 30 is cooled by the intake air, the resistance value RH of the heat generating resistor 30 becomes small. A voltage difference is generated between the two 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.
The flow rate detection circuit 34 is returned to the equilibrium state by controlling the current applied to the cooling resistor 30 to keep the cooled heating resistor 30 at a constant temperature.

【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
Has a collector side connected to the battery voltage VB, a base side connected to the output side of the differential amplifier circuit 37, and an emitter side connected to one end of the connection point a of the flow rate detection circuit 34. The current controlling transistor 42 is
Output from the differential amplifier circuit 37 (current control voltage VA)
Controls the emitter current according to the change of the base current. The current control transistor 42 controls the current value applied to the flow rate detection circuit 34 to control the heating resistor 30.
Feedback control is performed to maintain the temperature of the 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の流量検出手段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 detecting circuit as a first flow rate detecting means. The first flow rate detecting means 52 has a first temperature sensitive resistor 31 having a resistance value RT1 and a reference resistor 39.
Is connected in series, the first flow rate detection circuit 52 is connected between the battery voltage VB and the ground, and the 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 rate detection circuit 52 outputs the change in the resistance value RT1 of the first temperature sensitive resistor 31 as the first flow rate 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51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
は差動増幅回路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 indicates a second flow rate detecting circuit as a second flow rate detecting means. The second flow rate detecting circuit 53 is constructed in substantially the same manner as the first flow rate detecting circuit 51 and has a resistance value R.
A second temperature sensitive resistor 32 having T2 and a reference resistor 40 are connected in series, and the second flow rate detection circuit 53 is connected between the battery voltage VB and the ground. Connection point j between the temperature-sensitive resistor 32 and the reference resistor 40
Are connected to the differential amplifier circuit 54. In addition, the second flow rate detection circuit 53 determines the resistance value RT2 of the second temperature sensitive resistor 32.
Is output 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 a flow rate detection signal calculation means.
The connection points i and j of the first and second flow rate detection circuits 52 and 53 are connected to the input side of, and the control unit (not shown) is connected to the output side. Then, the flow rate detection signal arithmetic circuit 54 is configured as a differential amplifier circuit which performs the following arithmetic operation and outputs the output signal Vout.

【0076】[0076]

【数1】Vout =(V3 −V4 )×k 但し、k:定数## EQU1 ## Vout = (V3-V4) * k, where k: 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 arithmetic circuit 5
In 4, the output signal Vout can be output as a signal including the flow rate and the flow direction of the intake air by calculating the difference between the first and second flow rate voltages V3 and V4.

【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。
Also in the thermal type flow rate detecting device of the present embodiment constructed as described above, the flow rate including the flow direction of the intake air can be detected and the insulating substrate can be detected as in the case of the first embodiment. Since the structure of 29 is a metal core substrate, it is possible to rapidly and largely react to a temperature change due to overheating of the heating resistor 30 and a temperature change due to cooling of the intake air, and it is possible to enhance the detection sensitivity to the flow rate.

【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,
The first and second temperature sensitive resistors 31 and 32 may detect heat using the heat generated by the heat generating resistor 30 without applying a voltage to 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 resistance 23 wound around the winding portion 24 of the above is provided so as to project into the intake pipe 2, the present invention is not limited to this, and the circuit casing 2 provided outside the intake pipe 2, for example.
The reference resistor 23 may be arranged in the unit 7 together with the flow rate adjusting resistor 36 and the like.

【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。
Further, in each of the above embodiments, the insulating substrate 29 is used.
Formed the surface layers 29B and 29C on both side surfaces of the base material 29A, but the present invention is not limited to this, and the resistors 30, 31 and
The film 32 may be formed only on one side surface on which the film is formed, and 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、該基板上に発熱抵抗体、第1,第
2の感温抵抗体を形成することにより、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
かつ迅速になるから、発熱抵抗体と第1,第2の感温抵
抗体の位置では基板の温度が異なる。例えば、空気が順
方向に流れている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
ヒートアップ時間の短縮を図ることができ、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 invention of claim 1, a metal core substrate is used as an insulating substrate, and a heating resistor and first and second temperature sensitive resistors are formed on the substrate, whereby the metal core substrate is Since the reaction with respect to temperature is larger and quicker than that of the ceramic substrate, the temperature of the substrate differs at the positions of the heating resistor and the first and second temperature sensitive resistors. For example, when air is flowing in the forward direction, 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, A large difference occurs in the resistance value of each temperature sensitive resistor, and the flow rate detection sensitivity can be increased. Furthermore, since the metal core substrate is easy to warm and cool, the heat-up time can be shortened, and erroneous detection of the flow rate at the start 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 the flow direction detecting means. The resistance values of the resistor, the second temperature sensitive resistor and the resistance value of the second temperature sensitive resistor are compared, and when the second temperature sensitive resistor is larger, it is determined that the air flow is in the forward direction, and the first sense is detected. When the temperature resistance is larger, it can be determined that the air flow 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, a flow rate detecting means comprising a bridge circuit including the heat generating resistor is provided, and a change in the resistance value of the heat generating resistor in the flow rate detecting means is taken out as a flow rate detecting signal. Based on the air flow direction detected by the direction detecting means, the flow rate detection signal is directly output as a positive voltage signal when the air flow direction is a forward direction, and is reversed when the air flow direction is a reverse direction and a negative voltage signal is output. 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 temperature control means keeps the heating resistor at a constant temperature, 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 air flow is generated, the cooling amount of the first temperature-sensitive resistor located upstream of the heating resistor is large, and the second temperature-sensitive resistor located downstream of the heating resistor is the heating resistor. The amount of cooling of the second temperature-sensitive resistor becomes small because it is cooled by the air that receives heat from the second temperature-sensitive resistor.

【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。
As a result, for example, 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 calculation means can subtract the second flow rate signal from the first flow rate signal to output the positive flow rate detection 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 air flow is in the opposite direction, for example, when the first flow rate signal becomes smaller than the second flow rate signal among the flow rate signals output from the flow rate detecting means, the flow rate detection signal is detected. The calculating means can output the 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 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 vertical cross-sectional view showing a state in which a thermal air flow rate detection 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
FIG. 6 is a plan view showing the temperature-sensitive resistor and the 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 radiation state of heat 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 a thermal type air flow rate detecting device according to a 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 type air flow rate 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 vertical cross-sectional view showing a state in which a thermal air flow rate 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 flowmeter main body, a heat generation resistance 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) 21 Thermal Air Flow Rate 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 rate detection means) 53 Second flow rate detection circuit (second flow rate detection means) 54 Flow rate detection signal calculation circuit (flow rate detection signal calculation means)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[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
の表面層側中央に位置して設けられた発熱抵抗体と、該
発熱抵抗体の空気の流れ方向の前,後に離間して前記メ
タルコア基板の表面層に設けられた第1,第2の感温抵
抗体とからなる構成してなる熱式空気流量検出装置。
1. A metal core substrate having 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 positioned at the center of the surface layer side of the metal core substrate. And a first and second temperature-sensitive resistors provided on the surface layer of the metal core substrate, spaced apart before and after the air flow direction of the heating resistor. Thermal type air flow rate detection device.
【請求項2】 前記第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
熱抵抗体を含んで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て
なる請求項1記載の熱式空気流量検出装置。
2. The first temperature-sensitive resistor and the second temperature-sensitive resistor are connected in parallel, and the resistance values of the first temperature-sensitive resistor and the second temperature-sensitive resistor are compared. Flow direction detecting means for outputting a flow direction detecting signal corresponding to the flow direction of air, and a flow rate detecting means for extracting a change in resistance value of the heat generating resistor as a flow rate detecting signal, the flow rate detecting means including a bridge circuit including the heat generating resistor. And based on the flow direction detection signal detected by the flow direction detection means, when the air flow direction is the forward direction, the flow rate detection signal from the flow rate detection means is output as it is, and when the air flow direction is the reverse direction, the flow rate detection means is output. 2. The thermal air flow rate detection device according to claim 1, further comprising a flow rate signal output means for inverting and outputting the flow rate detection signal from.
【請求項3】 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てなる請求項1記
載の熱式空気流量検出装置。
3. A temperature control means for holding the metal core substrate at a constant temperature by controlling an electric current applied to the heating resistor to heat the heating resistor, and a resistance of the first temperature sensitive resistor. A first flow rate detecting means for detecting a first flow rate signal by a change in a value; a second flow rate detecting means for detecting a second flow rate signal by a change in a resistance value of the second temperature-sensitive resistor; Flow rate detection signal calculation means for calculating the difference between the first flow rate detection signal output from the first flow rate detection means and the second flow rate detection signal output from the second flow rate detection means and outputting the flow rate detection signal. The thermal air flow rate detection device according to claim 1, comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2003012376A1 (en) * 2000-05-15 2003-02-13 Hitachi, Ltd. Thermal air flow rate measuring apparatus and its flowmeter and internal combustion engine and thermal air flow rate measuring method using it

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