JPH0843160A - 熱式空気流量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気流が順方向であるか逆方向であるかを判
別できるようにし、流量検出信号を吸入空気の実流量に
近づけ、検出精度を向上させる。 【構成】 絶縁基板上に流れ方向に対して上流側に発熱
抵抗体３０を、下流側に感温抵抗体３１を形成する。そ
して、発熱抵抗体３０を含んでブリッジ回路３３を構成
し、感温抵抗体３１を含んでブリッジ回路３７を構成す
る。ブリッジ回路３７で順方向の流れを検出したときに
は、選択回路４４はブリッジ回路３３からの流量電圧Ｖ
1 を出力電圧Ｖout として出力し、逆方向の流れのとき
には、定電圧回路４３からの定電圧Ｖ00（電圧値零）を
選択する。そして、流れが逆方向のときに出力電圧Ｖou
t が負となるのを規制し、出力電圧Ｖout を空気の実流
量に近づけ、高精度検出を行う。

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１３および図１４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１４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、例えばアルミナ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（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、この吸入空気流量
に応じて抵抗値が変化して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１２
Ａ，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１４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１３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する。そして、
該ブリッジ回路にはエンジンの始動と共に外部から電流
を印加し続けることにより発熱抵抗９を、例えば２４０
℃前，後の所定温度をもって発熱させるようにする。

【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１３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５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５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する。このため、コ
ントロールユニットではこの空気流によって吸入空気流
量を実流量よりも過大に検出してＡ／Ｆ制御を行うため
に、正確な制御が行えなくなるという問題が生じる。

【００１８】さらに、従来技術による熱式空気流量検出
装置における実際の実験結果を図１５に示すに、特性線
１６のような空気の流れ（実流量Ｑ0 ）に対する熱式空
気流量検出装置から出力される検出流量Ｑout の特性
（特性線１７）は、空気の流れが逆方向になると、特性
線部１７Ａ，１７Ａのように正方向の電圧となって出力
されている。

【００１９】これにより、空気流量を平均流量で検出す
るコントロールユニットの場合では、平均流量Ｑave は
実流量Ｑ0 よりも高い値となり、両者の差流量ΔＱout
だけ検出誤差となり、正確な流量検出が行えず、この場
合にはＡ／Ｆ制御をリッチ傾向に制御してしまうという
問題がある。

【００２０】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。

【００２１】

【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による発明が採用する熱式空気流量検出
装置は、吸気管内を流れる空気流量を検出し、流量信号
を出力する流量検出手段と、前記吸気管内を流れる空気
の流れ方向が順方向であるか、逆方向であるかを検出
し、方向検出信号を出力する流れ方向検出手段と、予め
設定された一定の電圧信号を出力する定電圧出力手段
と、前記流れ方向検出手段からの方向検出信号に基づき
空気の流れ方向が順方向のときには前記流量検出手段か
らの流量信号を流量検出信号として出力し、逆方向のと
きには前記定電圧出力手段からの電圧信号を流量検出信
号として出力する流量検出信号出力手段とから構成した
ことにある。

【００２２】請求項２による発明では、前記流量検出手
段は、前記吸気管の途中に設けられ、空気流量に応じて
抵抗値が変化する発熱抵抗を含んで構成し、前記流れ方
向検出手段は、吸気管の途中に設けられ、空気の流れ方
向が順方向のときと逆方向のときとで異なる抵抗値の変
化特性をもった感温抵抗によって構成したことにある。

【００２３】請求項３による発明では、前記発熱抵抗は
絶縁基板上に膜状に形成した発熱抵抗体から構成し、前
記感温抵抗は該発熱抵抗体に対して空気の流れ方向の上
流側または下流側に離間して前記絶縁基板上に膜状に形
成した感温抵抗体から構成したことにある。

【００２４】請求項４による発明では、前記発熱抵抗は
絶縁基板上に膜状に形成した発熱抵抗体から構成し、前
記感温抵抗は該発熱抵抗体に対して空気の流れ方向の上
流側と下流側とにそれぞれ離間して、前記絶縁基板上に
膜状に形成した第１，第２の感温抵抗体から構成したこ
とにある。

【００２５】請求項５による発明では、前記流量検出手
段は前記吸気管の途中に設けられ、空気流量および流れ
方向に応じて抵抗値がそれぞれ異なる変化をする一対の
発熱抵抗を含んで構成し、前記流れ方向検出手段は前記
一対の発熱抵抗の抵抗値を比較することによって流れ方
向を判別する構成としたことにある。

【００２６】請求項６による発明では、前記各発熱抵抗
は絶縁基板上にそれぞれ膜状に形成され、一方の発熱抵
抗は吸入空気の流れ方向に対して上流側に位置した第１
の発熱抵抗体となり、他方の発熱抵抗は下流側に位置し
た第２の発熱抵抗体としたことにある。

【００２７】

【作用】上記構成により、請求項１の発明においては、
流量検出手段では吸気管内を流れる空気流量を検出して
流量信号を出力し、流れ方向検出手段では空気の流れ方
向が順方向であるか、逆方向であるかを検出して方向検
出信号を出力し、流量検出信号出力手段では流れ方向検
出手段からの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前記流量検出手段からの流量信号を
流量検出信号としてそのまま出力し、逆方向のときには
定電圧出力手段からの電圧信号を流量検出信号として出
力するから、該流量検出信号出力手段から出力される流
量検出信号を空気の実流量に近づけることができる。

【００２８】請求項２の発明においては、前記流量検出
手段は、前記吸気管の途中に設けられ、空気流量に応じ
て抵抗値が変化する発熱抵抗を含んで構成し、前記流れ
方向検出手段は、吸気管の途中に設けられ、空気の流れ
方向が順方向のときと逆方向のときとで異なる抵抗値の
変化特性をもった感温抵抗によって構成することによ
り、前記流量検出信号出力手段では、前記流れ方向検出
手段からの方向検出信号に基づいて、空気の流れ方向が
順方向のときには前記流量検出手段からの流量信号を流
量検出信号としてそのまま出力し、逆方向のときには定
電圧出力手段からの電圧信号を流量検出信号として出力
するから、該流量検出信号出力手段から出力される流量
検出信号を空気の実流量に近づけることができる。

【００２９】請求項３の発明においては、前記流量検出
手段を構成する発熱抵抗体を、絶縁基板上に膜状に形成
したから、空気流によって直接冷却され、この抵抗値の
変化量を流量として検出することができる。

【００３０】また、前記流れ方向検出手段を構成する感
温抵抗体を、前記発熱抵抗体から空気の流れ方向に離間
して絶縁基板上に形成したから、空気の流れ方向に対し
て発熱抵抗体よりも感温抵抗体が下流側となったときに
は、該感温抵抗体は発熱抵抗体からの熱影響を受けて空
気流により直接冷却されることはなく、抵抗値は大きく
減少することはない。一方、空気の流れ方向に対して感
温抵抗体が発熱抵抗体よりも上流側となったときには、
抵抗値の変化が大きくなり、このときの抵抗値の変化に
基づいて空気の流れ方向を検出することができる。

【００３１】請求項４の発明においては、前記流量検出
手段を構成する発熱抵抗体を絶縁基板上に膜状に形成し
たから、空気流によって直接冷却され、この抵抗値の変
化量を流量として検出することができる。

【００３２】また、前記流れ方向検出手段を構成する第
１，第２の感温抵抗体を、前記発熱抵抗体の流れ方向両
側に離間して絶縁基板上に形成したから、例えば空気の
流れ方向に対して発熱抵抗体よりも上流側には第１の感
温抵抗体が位置し、下流側には第２の感温抵抗体が位置
したときには、第１の感温抵抗体は空気流によって直接
冷却され、第２の感温抵抗体は発熱抵抗体からの熱影響
を受けて空気流により直接冷却されることはなく、各感
温抵抗体の抵抗値には差が発生し、この差の極性によっ
て吸入空気の流れ方向を検出することができる。

【００３３】請求項５の発明においては、前記流量検出
手段を、空気流量および流れ方向に応じて抵抗値がそれ
ぞれ異なる変化をする一対の発熱抵抗を含んで構成し、
前記流れ方向検出手段を、前記各発熱抵抗の抵抗値とを
比較することによって流れ方向を判別する構成としたか
ら、例えば空気の流れが順方向のときには一方の発熱抵
抗の抵抗値が低くなり、他方の発熱抵抗の抵抗値が高く
なる。このとき、前記流れ方向検出手段からは順方向の
流れを示す流れ方向信号が出力され、また流量検出手段
からはこれらの抵抗値変化に基づいて流量信号が出力さ
れ、前記流量検出信号出力手段では、前記流れ方向検出
手段からの方向検出信号に基づいて、空気の流れ方向が
順方向のときには前記流量検出手段からの流量信号を流
量検出信号としてそのまま出力し、逆方向のときには定
電圧出力手段からの電圧信号を流量検出信号として出力
する。これにより、前記流量検出信号出力手段から出力
される流量検出信号を空気の実流量に近づけることがで
きる。

【００３４】請求項６の発明においては、流量検出手段
を構成する第１，第２の発熱抵抗体を空気の流れ方向に
対して上，下流側に位置するように絶縁基板上に配設し
たから、例えば空気の流れ方向が順方向のときには、第
１の発熱抵抗体は直接冷却され、第２の発熱抵抗体は第
１の発熱抵抗体の熱を受けて直接冷却されることはな
く、各発熱抵抗体の抵抗値には差が発生し、この差によ
って流れ方向を検出することができる。また、流量検出
手段では、第１，第２の発熱抵抗体の抵抗値変化から流
量信号を検出することができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図１２に
基づいて説明する。なお、実施例では前述した図１３お
よび図１４に示す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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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３５および
差動増幅器３６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。

【００４０】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
となっている。

【００４１】３０は絶縁基板２９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上に白金膜を着膜することにより、抵抗値ＲH
を有するように空気の流れ方向（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て、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。

【００４２】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。

【００４３】３１は発熱抵抗体３０と共に絶縁基板２９
上に形成され、感温抵抗を構成する感温抵抗体を示し、
該感温抵抗体３１は抵抗値ＲT を有するように、前記絶
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、例えば吸気管２内を矢示Ａ方向に流れる吸入空
気の流れ方向（絶縁基板２９の幅方向）に対し発熱抵抗
体３０の下流側に離間して絶縁基板２９上に配設されて
いる。また、前記感温抵抗体３１は、通常時には図３に
示すようにサブ電源ＶS 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から、該感温抵抗
体３１は絶縁基板２９の表面に沿って流れる空気で冷却
されることにより、抵抗値ＲT が大きく変化し、後述の
ブリッジ回路３７と比較器４１で空気の流れ方向を感度
良く検出することができる。

【００４４】ここで、前記感温抵抗体３１の抵抗値ＲT
の空気の流速に対する変化を図２に示すに、吸気管２内
の空気の流れが順方向の流れ（矢示Ａ方向）の場合に
は、前記感温抵抗体３１は発熱抵抗体３０の下流側に位
置しているから、該感温抵抗体３１は発熱抵抗体３０で
暖められた空気に接触するようになり、感温抵抗体３１
の抵抗値ＲT は緩やかに減少し、流速が高速（流量が増
加）になっても後述する固定抵抗３８の抵抗値ＲB より
も小さくなることはない。一方、吸気管２内の空気流が
逆方向（矢示Ｂ方向）となった場合には、前記感温抵抗
体３１は発熱抵抗体３０よりも上流側に位置しているか
ら、該感温抵抗体３１は発熱抵抗体３０からの熱の影響
を受けることなく直接この空気によって冷やされ、感温
抵抗体３１の抵抗値ＲT は急激に減少して抵抗値ＲB よ
りも小さくなる。

【００４５】３２，３２，…は絶縁基板２９の基端側に
位置して形成された例えば４個の電極を示し、該各電極
３２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
３２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３に示す
流量検出用の処理回路が構成されている。

【００４６】次に、図３は本実施例による流量検出用の
処理回路を示す。

【００４７】図３において、３３は差動増幅器３６と電
流制御用トランジスタ４２を含んで流量検出手段を構成
する一方のブリッジ回路を示し、該ブリッジ回路３３
は、発熱抵抗体３０、温度補償抵抗３４、基準抵抗２３
および抵抗値Ｒ2 を有する流量調整抵抗３５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３４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３５
との接続点ｂはアースに接続されている。

【００４８】一方、前記ブリッジ回路３３においては、
発熱抵抗体３０と基準抵抗２３、温度補償抵抗３４と流
量調整抵抗３５はそれぞれ直列接続され、それぞれの接
続点ｃ，ｄは差動増幅器３６の入力端子に接続され、さ
らに接続点ｃは後述する選択回路４４に接続されてい
る。そして、接続点ｃからは流量信号としての流量電圧
Ｖ1 が、接続点ｄからは温度補償電圧ＶT が出力され
る。

【００４９】ここで、前記温度補償抵抗３４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３４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。

【００５０】このように構成されるブリッジ回路３３で
は、該ブリッジ回路３３が平衡状態にあるときには、差
動増幅器３６からの出力は零となると共に、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（流
量電圧Ｖ1 ）を選択回路４４に出力する。

【００５１】一方、ブリッジ回路３３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、差動増幅器３６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Ｖ2 が出力され
る。これにより、電流制御用トランジスタ４２はブリッ
ジ回路３３に印加するエミッタ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ブリッジ回路３３
を平衡状態に戻す。このとき、ブリッジ回路３３の基準
抵抗２３は増加した電流値を検出し、両端電圧を流量電
圧Ｖ1 として選択回路４４に出力する。

【００５２】３７は後述する比較器４１と共に流れ方向
検出手段を構成する他方のブリッジ回路を示し、該ブリ
ッジ回路３７は、感温抵抗体３１，固定抵抗３８と調整
抵抗３９，４０から構成され、感温抵抗体３１と固定抵
抗３８との接続点ｅはサブ電源ＶS （例えば、３Ｖ）に
接続され、調整抵抗３９，４０の接続点ｆはアースに接
続されている。

【００５３】ここで、前記ブリッジ回路３７において
は、感温抵抗体３１と調整抵抗３９、固定抵抗３８と調
整抵抗４０はそれぞれ直列接続され、それぞれの接続点
ｇ，ｈは比較器４１の入力端子に接続されているから、
感温抵抗体３１と固定抵抗３８とは並列接続になってい
る。そして、前記比較器４１では、感温抵抗体３１の抵
抗値ＲT と固定抵抗３８の抵抗値ＲB とを比較して、Ｒ
T ≧ＲB の場合には図５に示す所定電圧値Ｖ0 となる方
向検出信号となる方向検出電圧Ｖa を選択回路４４に出
力し、ＲT ＜ＲB の場合には電圧値が実質的に電圧値零
となる方向検出電圧Ｖa を選択回路４４に出力する。

【００５４】ここで、図５に示す吸入空気の流速と方向
検出電圧Ｖa の関係から前記ブリッジ回路３７の検出動
作を説明すると、吸入空気の流れの方向がＡ方向（順方
向）のときには、感温抵抗体３１は発熱抵抗体３０の熱
を受けて間接的に冷やされるから、前述した如く、流速
の大きさに拘らず抵抗値はＲT ≧ＲB となり、比較器４
１から出力される方向検出電圧Ｖa は所定電圧値Ｖ0 と
なる。一方、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、感温抵抗体３１は発熱抵抗体
３０の熱を受けずに直接的に空気によって冷やされ、抵
抗値は急激に減少してＲT ＜ＲB となり、方向検出電圧
Ｖa の電圧値が実質的に零となる。

【００５５】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器３６か
らの出力側に接続され、エミッタ側が前記ブリッジ回路
３７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、前記差動増幅器３６からの出力
（電流制御電圧Ｖ2 ）によってベース電圧を変化させ、
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はブリッジ回路３７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つフィー
ドバック制御を行っている。

【００５６】４３はブリッジ回路３３の接続点ｃと選択
回路４４との間に接続された定電圧出力手段としての定
電圧回路を示し、該定電圧回路４３からは一定の定電圧
Ｖ00（例えば電圧値零）を選択回路４４に出力するよう
になっている。

【００５７】４４は定電圧回路４３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４４は比較
器４１を介して出力されるブリッジ回路３７からの方向
検出電圧Ｖa （図５、参照）に基づいて、例えば順方向
の場合にはブリッジ回路３３からの流量検出信号を出力
信号Ｖout として出力端子４５から図示しないコントロ
ールユニットに出力し、逆方向の場合には定電圧回路４
３からの定電圧Ｖ00を出力信号Ｖout として出力端子４
５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。

【００５８】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。

【００５９】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上の発熱抵抗体３
０の下流側に位置した感温抵抗体３１が、該発熱抵抗体
３０を介して冷やされる。この結果、比較器４１からは
電圧値Ｖ0 となる順方向の方向検出電圧Ｖa が出力され
る。

【００６０】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、差動増幅器３６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、当該ブリッジ回路３３に印加する電流値を増
加させ、基準抵抗２３ではこの増加した電流値を両端電
圧として検出する。この結果、該ブリッジ回路３３から
は選択回路４４に正の流量電圧Ｖ1 が出力される。

【００６１】そして、選択回路４４では、比較器４１か
らの方向検出電圧Ｖa に基づいてブリッジ回路３３から
入力された正の流量電圧Ｖout と定電圧回路４３から入
力された定電圧Ｖ00との選択を行い、この場合には、方
向検出電圧Ｖa が順方向であるから、正の流量電圧Ｖ1
を出力電圧Ｖout として選択し、出力端子４５からコン
トロールユニットに向けて正の出力電圧Ｖout を出力信
号として出力する。

【００６２】なお、差動増幅器３６から出力された電流
制御電圧Ｖ2 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、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。

【００６３】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の上
流側に位置した感温抵抗体３１が、この空気の流れによ
って直接冷やされ、感温抵抗体３１の抵抗値ＲT を急激
に減少させる。この結果、比較器４１からは電圧値零と
なる逆方向の方向検出電圧Ｖa が出力される。

【００６４】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は冷却されているから、発熱抵
抗体３０の抵抗値ＲH は小さくなり、ブリッジ回路３３
の平衡が崩れる。この結果、該ブリッジ回路３３からは
正の流量電圧Ｖ1 が選択回路４４に出力されると共に、
定電圧回路４３からは定電圧Ｖ00が出力され、該選択回
路４４においては、比較器４１からの逆方向の方向検出
電圧Ｖa に基づいて定電圧Ｖ00を選択し、この定電圧Ｖ
00を出力電圧Ｖout として出力端子４５からコントロー
ルユニットに出力する。

【００６５】即ち、図６に示すように、特性線１６のよ
うな空気の流れ（実流量Ｑ0 ）に対する本実施例による
熱式空気流量検出装置２１からの出力電圧Ｖout に対す
る検出流量Ｑ1 は特性線４６のようになり、空気の流れ
が逆方向（矢示Ｂ方向）になったときには、電圧値零の
Ｖ00を出力するようになっている。この結果、特性線４
６における平均流量Ｑ1aveは吸入空気流量の実流量Ｑ0
に近づけることができ、このときの流量誤差はΔＱ1out
となって従来技術のようにＡ／Ｆをリッチ傾向に制御す
ることはなく、ほぼ正確（若干リーン傾向）に制御でき
る。

【００６６】かくして、コントロールユニットでは、こ
の出力信号Ｖout （または平均流量Ｑ1ave）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
燃比制御を行ってエンジン性能を向上できる。

【００６７】ここで、本実施例による熱式流量検出装置
２１においては、絶縁基板２９上に、発熱抵抗体３０を
形成すると共に、該発熱抵抗体３０の下流側に感温抵抗
体３１を形成するようにしたから、該感温抵抗体３１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。

【００６８】また、絶縁基板２９上に発熱抵抗体３０と
感温抵抗体３１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３
０，３１を形成したから、部品点数の削減を図ることが
できる。

【００６９】また、本実施例においては、発熱抵抗体３
０と感温抵抗体３１と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。

【００７０】また、流れ方向検出手段を、感温抵抗体３
１の抵抗値ＲT と固定抵抗３８の抵抗値ＲB とを比較す
るブリッジ回路３７および比較器４１によって構成した
から、空気の流れ方向をより正確に検出することができ
る。

【００７１】さらに、選択回路４４では、比較器４１か
らの方向検出電圧Ｖa に基づいてブリッジ回路３３から
入力された正の流量電圧Ｖout と定電圧回路４３から入
力された定電圧Ｖ00との選択を行い、比較器４１からの
信号が逆方向の方向検出電圧Ｖa であるときには、定電
圧回路４３から出力される定電圧Ｖ00を選択するように
したから、空気流量の変動による誤検出を抑え、実流量
Ｑ0 に近い平均流量Ｑ1aveを得ることができる。

【００７２】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の抵
抗値ＲT の変化に基づいて空気の流れ方向をも確実に検
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、吸入空気の平均流量
を高精度に検出することができる。そして、エンジンの
Ａ／Ｆ制御を正確に行うことができる。

【００７３】次に、図７および図８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、絶縁基板上に発
熱抵抗体を形成し、該発熱抵抗体の流れ方向両側に離間
して第１，第２の感温抵抗体を形成したことにある。な
お、前述した第１の実施例と同一の構成要素に同一の符
号を付し、その説明を省略するものとする。

【００７４】図中、５１は本実施例による絶縁基板を示
し、該絶縁基板５１は第１の実施例で述べた絶縁基板２
９と同様に、基端側が前記検出ホルダ２６のスロットル
に取付けられ固定端となり、先端側が自由端となってい
る。

【００７５】ここで、前記絶縁基板５１は図７に示すよ
うに、基端側から先端側に向けて短冊状に延び比較的大
きな表面積をもった第１の基板部５１Ａと、該第１の基
板部５１Ａと平行に基端側から先端側に向けて短冊状に
延び第１の基板部５１Ａよりも小さな表面積をもった第
２，第３の基板部５１Ｂ，５１Ｃとから構成され、矢示
Ａ方向の空気流に対して、第２の基板部５１Ｂ，第１の
基板部５１Ａ，第３の基板部５１Ｃの順に位置してい
る。

【００７６】５２，５３は絶縁基板５１に形成されたス
リットを示し、該スリット５２は第１の基板部５１Ａと
第２の基板部５１Ｂとの間に位置し、スリット５３は第
１の基板部５１Ａと第３の基板部５１Ｃとの間に位置し
てそれぞれ絶縁基板５１の先端側から基端側に向けて延
びる細長い切り溝として形成されている。そして、該ス
リット５２，５３は絶縁基板５１の幅方向で基板部５１
Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを微小隙間を介して離間させ、３者
を熱的に絶縁すると共に、基板部５１Ａ，５１Ｂ，５１
Ｃを基端側で一体的に連結させるようになっている。

【００７７】５４は絶縁基板５１の第１の基板部５１Ａ
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５４はプリント印刷またはスパッタリング等
の手段を用いて第１の基板部５１Ａ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てい
る。

【００７８】また、前記発熱抵抗体５４は前記電流制御
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２４０℃）に保つように過熱される。

【００７９】５５，５６は絶縁基板５１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
で着膜形成され、感温抵抗を構成する第１，第２の感温
抵抗体を示し、該第１の感温抵抗体５５は上流側に位置
した第２の基板部５１Ｂ上に抵抗値ＲT1を有するように
着膜形成され、第２の感温抵抗体５６は下流側に位置し
た第３の基板部５１Ｃ上に抵抗値ＲT2を有するように着
膜形成されている。

【００８０】ここで、前記感温抵抗体５５，５６は第
２，第３の基板部５１Ｂ，５１Ｃで実質的に均一な面積
をもって形成され、通常時は図８に示すようにサブ電源
ＶS から電流が印加され、流れる空気によって効果的に
冷却され、抵抗値の減少と空気の流れ方向を感度良く検
出することができる。

【００８１】さらに、第１の感温抵抗体５５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５６は下流側に位置し、かつ感温
抵抗体５５，５６の間には発熱抵抗体５４が位置してい
る。これにより、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５５が冷やされ、第２の
感温抵抗体５６が発熱抵抗体５４からの熱を受けること
によって、第１の感温抵抗体５５の抵抗値ＲT1は小さく
なり、第２の感温抵抗体５６の抵抗値ＲT2は実質的に変
化しない。

【００８２】一方、吸気管２内を流れる吸入空気の流れ
が逆方向（矢示Ｂ方向）の流れとなった場合には、第２
の感温抵抗体５６が冷やされ、第１の感温抵抗体５５が
発熱抵抗体５４の熱を受けることによって、第２の感温
抵抗体５６の抵抗値ＲT2は小さくなり、第１の感温抵抗
体５５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５５の抵抗値ＲT1と第２の感温抵抗体
５６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。

【００８３】５７，５７，…は絶縁基板５１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
５７は絶縁基板５１の幅方向に所定間隔をもった列設さ
れ、絶縁基板５１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
５７を介して絶縁基板５１上に形成された発熱抵抗体５
４、第１，第２の感温抵抗体５５，５６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８に示
す流量検出用の処理回路を構成している。

【００８４】次に、図８は本実施例による流量検出用の
処理回路を示すに、本実施例においては、流れ方向検出
手段を第１，第２の感温抵抗体５５，５６を含んで構成
したことにある。

【００８５】図中、５８は前述した比較器４１と共に流
れ方向検出手段を構成する他方のブリッジ回路を示し、
該ブリッジ回路５８は、第１，第２の感温抵抗体５５，
５６、調整抵抗３９，４０から構成され、感温抵抗体５
５，５６の接続点ｅはサブ電源ＶS （例えば、３Ｖ）に
接続され、調整抵抗３９，４０の接続点ｆはアースに接
続されている。

【００８６】ここで、前記ブリッジ回路５８において
は、第１の感温抵抗体５５と調整抵抗３９、第２の感温
抵抗体５６と調整抵抗４０はそれぞれ直列接続され、そ
れぞれの接続点ｇ，ｈは比較器４１の入力端子に接続さ
れているから、第１の感温抵抗体５５と第２の感温抵抗
体５６とは並列接続になっている。そして、前記比較器
４１では、第１の感温抵抗体５５の抵抗値ＲT1と第２の
感温抵抗体５６の抵抗値ＲT2とを比較して、ＲT1≦ＲT2
の場合には図５に示す所定電圧値Ｖ0 の方向検出信号と
なる方向検出電圧Ｖa を選択回路４４に出力し、ＲT1＞
ＲT2の場合には電圧値が実質的に電圧値零となる方向検
出電圧Ｖa を選択回路４４に出力する。

【００８７】このように構成される本実施例の流量検出
用の処理回路においても、その検出動作は上述した第１
の実施例とほぼ同様に検出することができる。

【００８８】また、本実施例においては、絶縁基板５１
上に発熱抵抗体５４，第１，第２の感温抵抗体５５，５
６を膜状に形成することにより、コンパクトに形成する
ことができる。

【００８９】さらに、前記発熱抵抗体５４，第１，第２
の感温抵抗体５５，５６はそれぞれスリット５２，５３
を介して離間した基板部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ上に形
成しているから、発熱抵抗体５４の熱が基板５１を介し
て容易に伝達されるのを防止し、流量の検出を正確に行
うことができる。

【００９０】さらに、図９および図１０に本発明による
第３の実施例を示すに、本実施例の特徴は、絶縁基板上
に補助ヒータを形成したことにある。なお、本実施例で
は、前述した第１の実施例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。

【００９１】図中、６１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６１は、ガラス，アルミ
ナ，窒化アルミニウム等の絶縁材料により、長方形の平
板状に形成されている。また、該絶縁基板６１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。

【００９２】ここで、前記絶縁基板６１は図９に示す如
く、先端側に位置して後述する発熱抵抗体６３と第１，
第２の感温抵抗体６４，６５とが着膜形成された主基板
部６１Ａと、該主基板部６１Ａの基端側に位置して前記
検出ホルダ２６に取付けられ、前記発熱抵抗体６３を検
出ホルダ２６から離間させると共に、補助ヒータ６６が
着膜形成された副基板部６１Ｂとからなり、該副基板部
６１Ｂと主基板部６１Ａとの間には、幅方向一側から他
側（吸入空気が流れる矢示Ａ方向）に向けてスリット６
２が形成されている。

【００９３】６３は絶縁基板６１の主基板部６１Ａ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６３はプリント印刷またはスパッタリング等の
手段を用いて主基板部６１Ａ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、主基板
部６１Ａの長さ方向中間部に位置して幅方向に延びた中
間抵抗部６３Ａと、該中間抵抗部６３Ａの両端側から主
基板部６１Ａの長さ方向に互いに逆向きに延びた第１，
第２の延長抵抗部６３Ｂ，６３Ｃとから構成されてい
る。

【００９４】ここで、前記発熱抵抗体６３の中間抵抗部
６３Ａおよび延長抵抗部６３Ｂ，６３Ｃは全体としてク
ランク形状をなすことによって、主基板部６１Ａ上に発
熱抵抗体６３および後述の感温抵抗体６４，６５をコン
パクトに形成すると共に、発熱抵抗体６３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。

【００９５】また、前記発熱抵抗体６３は、前記電流制
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℃）に保つように加熱され
ている。

【００９６】６４，６５は発熱抵抗体６３と共に主基板
部６１Ａ上に形成された第１，第２の感温抵抗体を示
し、該第１，第２の感温抵抗体６４，６５は抵抗値ＲT
1，ＲT2をそれぞれ有するように、前記絶縁基板上に白
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、例えば吸
気管２内を矢示Ａ方向に流れる吸入空気の流れ方向（主
基板部６１Ａの幅方向）に対し発熱抵抗体６３の前，後
に離間して主基板部６１Ａ上に配設されている。

【００９７】ここで、前記第１の感温抵抗体６４は、前
記発熱抵抗体６３の中間抵抗部６３Ａと第１の延長抵抗
部６３Ｂとの間に位置し、該延長抵抗部６３Ｂと平行に
延びるように長方形状に形成されている。また、第２の
感温抵抗体６５は、中間抵抗部６３Ａと第２の延長抵抗
部６３Ｃとの間に位置し、該延長抵抗部６３Ｃと平行に
延びるように長方形状に形成されている。そして、感温
抵抗体６４，６５は主基板部６１Ａ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１０に示すように
サブ電源ＶS から電流が印加され、発熱抵抗体６３より
も低い温度で発熱しているから、該感温抵抗体６４，６
５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。

【００９８】さらに、前記第１の感温抵抗体６４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６５は下流側に位置し、かつ感
温抵抗体６４，６５の間には発熱抵抗体６３が位置して
いる。これにより、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６４が冷やされ、第２
の感温抵抗体６５が発熱抵抗体６３からの熱を受けるこ
とによって、第１の感温抵抗体６４の抵抗値ＲT1は小さ
くなり、第２の感温抵抗体６５の抵抗値ＲT2は実質的に
変化しない。

【００９９】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６５が冷やされ、第１の感温抵抗体６４が発熱抵抗
体６３からの熱を受けることによって、第２の感温抵抗
体６５の抵抗値ＲT2は小さくなり、第１の感温抵抗体６
４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６４の抵抗値ＲT1と第２の感温抵抗体６５
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。

【０１００】６６は補助ヒータを示し、該補助ヒータ６
６は、前記絶縁基板６１の副基板部６１Ｂ上に位置し
て、前述した発熱抵抗体６３、感温抵抗体６４，６５と
同様にプリント印刷またはスパッタリング等の手段によ
り、白金等の感温性材料を抵抗値ＲHSとなる膜状に形成
されている。また、該補助ヒータ６６は絶縁基板６１の
副基板部６１Ｂを加熱することにより、主基板部６１Ａ
（発熱抵抗体６３）からの熱が副基板部６１Ｂを介して
検出ホルダ２６に逃げるのを防止するようになってい
る。さらに、主基板部６１Ａと副基板部６１Ｂとの間に
はスリット６２が形成されているから、補助ヒータ６６
からの熱によって第１の感温抵抗体６４が加熱されるの
を防止し、該感温抵抗体６４はサブ電源ＶS の印加によ
ってのみ発熱するのを補償している。一方、補助ヒータ
６６は、電流制御用トランジスタ４２のエミッタとアー
スとの間に接続されているから、該電流制御用トランジ
スタ４２の電流制御によって印加電流は制御されてい
る。

【０１０１】６７，６７，…は絶縁基板６１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
６７は絶縁基板６１の幅方向に所定間隔をもって列設さ
れ、絶縁基板６１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
６７を介して絶縁基板６１上に形成された発熱抵抗体６
３、第１，第２の感温抵抗体６４，６５および補助ヒー
タ６６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１０に示す流量検出用の処理回路を構成
している。

【０１０２】本実施例による熱式空気流量検出装置は上
述の如く構成されるが、その検出動作においては、前述
した第１の実施例と同様にして吸入空気の流れ方向を含
む流量を検出することができる。

【０１０３】しかも、本実施例では絶縁基板６１に補助
ヒータ６７を設けることにより、発熱抵抗体６３の熱が
絶縁基板６１を介して流量計本体２６に逃げるのを防止
し、発熱抵抗体６３を一定温度に維持することができ
る。また、発熱抵抗体６３を一定温度に立上がるまでの
時間を短縮することができる。

【０１０４】さらに、図１１および図１２に本発明によ
る第４の実施例を示すに、本実施例の特徴は、絶縁基板
上に形成した発熱抵抗体を吸入空気の流れに対して上，
下流側に位置した第１，第２の発熱抵抗体として形成し
たことにある。なお、本実施例では、前述した第１の実
施例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。

【０１０５】図中、７１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７１は、ガラス，アルミ
ナ，窒化アルミニウム等の絶縁材料により、長方形の平
板状に形成されている。また、該絶縁基板７１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。

【０１０６】７２，７３は発熱抵抗を構成する第１の発
熱抵抗体，第２の発熱抵抗体をそれぞれ示し、該発熱抵
抗体７２，７３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７１上に白金膜を着膜すること
によって等しい抵抗値ＲH1，ＲH2を有するように形成さ
れ、第１の発熱抵抗体７２は吸入空気の上流側（矢示Ａ
側）に位置し、第２の発熱抵抗体７３は吸入空気の下流
側（矢示Ｂ側）に位置し、互いに平行に基端側から先端
側に向けて前記絶縁基板７１上に配設されている。

【０１０７】また、該発熱抵抗体７２，７３は一定温度
（約２４０℃）の状態で、吸気管２内を流れる矢示Ａ，
Ｂ方向の空気に接触したときに、この空気流で冷却され
ることによってそれぞれの抵抗値ＲH1，ＲH2が変化す
る。そして、吸気管２内を矢示Ａ方向（順方向）に吸入
空気が流れるときには、上流側に位置する第１の発熱抵
抗体７２がこの空気流によって大きく冷却されるから、
該発熱抵抗体７２の抵抗値ＲH1は大幅に減少する。これ
に対して、下流側に位置する第２の発熱抵抗体７３は第
１の発熱抵抗体７２からの熱で温めれた空気流に接触す
ることにより、発熱抵抗体７３はそれ程冷却されること
はなく、該発熱抵抗体７３の抵抗値ＲH2は実質的に変化
しない。

【０１０８】一方、吸気管２内を矢示Ｂ方向（逆方向）
に空気が流れるときには、矢示Ｂ方向の流れに対して上
流側に位置する第２の発熱抵抗体７３がこの逆方向の空
気流によって大きく冷却され、該発熱抵抗体７３の抵抗
値ＲH2が大幅に減少するのに対し、下流側となる第１の
発熱抵抗体７２の抵抗値ＲH1はほとんど変化しない。従
って、発熱抵抗体７２，７３間の抵抗値ＲH1，ＲH2の差
に基づいて空気流が順方向であるか、逆方向であるかを
判別することができる。

【０１０９】７４，７４，７４は絶縁基板７１の基端側
に位置して形成された例えば３個の電極を示し、該各電
極７４は絶縁基板７１の幅方向に所定間隔をもって列設
され、絶縁基板７１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７４を介して絶縁基板７１上に形成された発熱抵抗体
７２，７３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１２に示す流量検出用の処理回路を構
成している。

【０１１０】次に、図１２を参照して流量検出用の処理
回路について説明するに、本実施例においては、前述し
た基準抵抗２３を分割することにより、基準抵抗２３
Ａ，２３Ｂとしている。

【０１１１】図中、７５は第１の流量検出手段を構成す
る第１の流量検出回路を示し、該流量検出回路７５は第
１の発熱抵抗体７２と基準抵抗２３Ａとからなる直列回
路を電流制御用トランジスタ７２のエミッタとアースと
の間に接続することによって構成され、発熱抵抗体７２
と基準抵抗２３Ａとの接続点ｃ1 からは第１の流量信号
としての第１の流量電圧Ｖ1aを比較器４１および後述す
る平均値回路７７に出力する。

【０１１２】７６は前記第１の流量検出手段とほぼ同様
に構成された第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７６は第２の発熱
抵抗体７３と基準抵抗２３Ｂとからなる直列回路を電流
制御用トランジスタ７２のエミッタとアースとの間に接
続することによって構成され、発熱抵抗体７３と基準抵
抗２３Ｂとの接続点ｃ2 からは第２の流量信号としての
第２の流量電圧Ｖ1bを比較器４１および後述する平均値
回路７７に出力する。

【０１１３】なお、前記第１の流量検出回路７５と第２
の流量検出回路７６によって流量検出手段を構成してい
る。また、前記第１の流量検出回路７５と第２の流量検
出回路７６には、該第１の発熱抵抗体７２と第２の発熱
抵抗体７３の温度を一定温度（２４０℃前後）に保つた
めに必要な電流が電流制御用トランジスタ４２から印加
される。そして、この状態にある発熱抵抗体７２，７３
は、吸気管２内の空気流によって冷却され、空気の流量
に対応して発熱抵抗体７２，７３の抵抗値ＲH1，ＲH2が
それぞれ変化し、この抵抗値ＲH1，ＲH2の変化を基準抵
抗２３Ａ，２３Ｂの両端電圧の変化とした第１の流量電
圧Ｖ1aと第２の流量電圧Ｖ1bとをそれぞれ検出する。

【０１１４】７７は平均値回路を示し、該平均値回路７
７の入力側には第１の流量検出回路７５の接続点ｃ1 と
第２の流量検出回路７６の接続点ｃ2 とが接続され、出
力側には差動増幅器３６の非反転入力端子と選択回路４
４が接続されている。そして、該平均値回路７７では、
入力される第１の流量電圧Ｖ1aと第２の流量電圧Ｖ1bと
から以下の演算式で演算し、演算処理信号としての流量
平均値電圧Ｖ1 ′を出力する。

【０１１５】

【数１】Ｖ1 ′＝（Ｖ1a＋Ｖ1b）／２

【０１１６】さらに、７８は温度変化検出回路を示し、
該温度変化検出回路７８は流量計本体２２に設けられた
抵抗値ＲK の温度補償抵抗３４と抵抗値Ｒ2 の流量調整
抵抗３５を直列接続することにより構成され、温度補償
抵抗３４と流量調整抵抗３５との接続点ｄは差動増幅器
３６に接続されている。そして、吸入空気の温度が変化
すると、温度補償抵抗３４の抵抗値ＲK が変化し、この
抵抗値ＲK の変化を流量調整抵抗３５の両端電圧（温度
補償電圧ＶT ）を接続点ｄから差動増幅器３６に出力す
る。

【０１１７】ここで、前記第１の流量検出回路７５，第
２の流量検出回路７６および温度変化検出回路７８はそ
れぞれ電流制御用トランジスタ４２のエミッタとアース
との間に接続され、等価的に第１の流量検出回路７５と
温度変化検出回路７８、第２の流量検出回路７６と温度
変化検出回路７８とはそれぞれ並列接続としてみなすこ
とができ、２個のブリッジ回路を構成している。そし
て、温度変化検出回路７８は第１の流量検出回路７５と
第２の流量検出回路７６とに掛かるため、各ブリッジ回
路の平衡状態を保つためには、流量検出回路７５，７６
から出力される流量電圧Ｖ1a，Ｖ1bの流量平均値電圧Ｖ
1 ′と温度補償電圧ＶT とによって平衡状態を保つよう
に制御しなくてはならず、このために該流量検出回路７
５，７６の出力側には平均値回路７７は接続されてい
る。

【０１１８】即ち、第１の流量検出回路７５からの第１
の流量電圧Ｖ1a、第２の流量検出回路７６からの第２の
流量電圧Ｖ1bおよび温度変化検出回路７８からの温度補
償電圧ＶT との関係は、発熱抵抗体７２，７３が約２４
０℃で平衡を保っている状態では、抵抗値ＲH1，ＲH2，
ＲK ，Ｒ1 ，Ｒ2 を適宜設定することによって、いずれ
も大略等しい電圧値（Ｖ1a≒Ｖ1b≒ＶT ）となる。この
時、平均値回路７７を用いることにより、数１のよう
に、Ｖ1 ′＝（Ｖ1a＋Ｖ1b）／２となる流量平均値電圧
Ｖ1 ′とすることにより、この流量平均値電圧Ｖ1 ′と
温度補償電圧ＶTとは、Ｖ1 ′≒ＶT の関係となるもの
である。

【０１１９】このように構成される本実施例の熱式空気
流量検出装置においても、本発明による検出動作におい
ては、前述した第１の実施例と同様にして吸入空気の流
量を検出することができるものである。

【０１２０】なお、前記各実施例では、定電圧回路４３
から出力される電圧Ｖ00を電圧値零としたが、本発明は
これに限らず、図６中の実流量Ｑ0 に近づくように設定
すればよく、この場合には、定電圧回路４３を定電圧電
源（例えば電池等）によって構成してもよい。

【０１２１】さらに、前記各実施例においては、絶縁基
板２９，５１，６１，７１と温度補償抵抗３４を別個に
設けられるようにしたが、本発明はこれに限らず、前記
絶縁基板２９，５１，６１，７１上に温度補償抵抗を形
成するようにしてもよい。

【０１２２】さらにまた、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（２３Ａ，
２３Ｂ）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２７内に基準抵抗２３を流量調
整抵抗３５等と共に配設する構成としてもよい。

【０１２３】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明で
は、流量検出信号出力手段では、流れ方向検出手段から
の方向検出信号に基づいて、空気の流れ方向が順方向の
ときには前記流量検出手段からの流量信号を流量検出信
号としてそのまま出力し、逆方向のときには定電圧出力
手段からの電圧信号を流量検出信号として出力するよう
にしたから、空気の流れ方向が逆方向のときに、大きい
負の電圧が発生するのを防止でき、流量検出信号を吸入
空気の実流量に近づけることができ、Ａ／Ｆ制御を正確
に行うことができる。

【０１２４】請求項２の発明においては、前記流量検出
手段は、前記吸気管の途中に設けられ、空気流量に応じ
て抵抗値が変化する発熱抵抗を含んで構成し、前記流れ
方向検出手段は、吸気管の途中に設けられ、空気の流れ
方向が順方向のときと逆方向のときとで異なる抵抗値の
変化特性をもった感温抵抗によって構成することによ
り、前記流量検出信号出力手段では、前記流れ方向検出
手段からの方向検出信号に基づいて、空気の流れ方向が
順方向のときには前記流量検出手段からの流量信号を流
量検出信号としてそのまま出力し、逆方向のときには定
電圧出力手段からの電圧信号を流量検出信号として出力
するようにしたから、空気の流れ方向が逆方向のとき
に、大きい負の電圧が発生するのを防止し、流量検出信
号を吸入空気の実流量に近づけることができる。

【０１２５】請求項３の発明においては、前記流量検出
手段を構成する発熱抵抗体を、絶縁基板上に膜状に形成
したから、空気流によって直接冷却され、この抵抗値の
変化量を流量として検出することができる。

【０１２６】また、前記流れ方向検出手段を構成する感
温抵抗体を、前記発熱抵抗体から空気の流れ方向に離間
して絶縁基板上に形成したから、空気の流れ方向に対し
て発熱抵抗体よりも感温抵抗体が下流側となったときに
は、該感温抵抗体は発熱抵抗体からの熱影響を受けて空
気流により直接冷却されることはなく、抵抗値は大きく
減少することはない。一方、空気の流れ方向に対して感
温抵抗体が発熱抵抗体よりも上流側となったときには、
抵抗値の変化が大きくなり、このときの抵抗値の変化に
基づいて空気の流れ方向を検出することができる。

【０１２７】請求項４の発明においては、前記流量検出
手段を構成する発熱抵抗体を絶縁基板上に膜状に形成し
たから、空気流によって直接冷却され、この抵抗値の変
化量を流量として検出することができる。

【０１２８】また、前記流れ方向検出手段を構成する第
１，第２の感温抵抗体を、前記発熱抵抗体の流れ方向両
側に離間して絶縁基板上に形成したから、例えば空気の
流れ方向に対して発熱抵抗体よりも上流側には第１の感
温抵抗体が位置し、下流側には第２の感温抵抗体が位置
したときには、第１の感温抵抗体は空気流によって直接
冷却され、第２の感温抵抗体は発熱抵抗体からの熱影響
を受けて空気流により直接冷却されることはなく、各感
温抵抗体の抵抗値には差が発生し、この差の極性によっ
て吸入空気の流れ方向を検出することができる。

【０１２９】請求項５の発明においては、前記流量検出
手段は、空気流量および流れに応じて抵抗値がそれぞれ
異なる変化をする一対の発熱抵抗を含んで構成し、前記
流れ方向検出手段は、前記各発熱抵抗の抵抗値を比較す
ることによって流れ方向を判別する構成としたから、前
記流量検出信号出力手段では、前記流れ方向検出手段か
らの方向検出信号に基づいて、空気の流れ方向が順方向
のときには前記流量検出手段からの流量信号を流量検出
信号としてそのまま出力し、逆方向のときには定電圧出
力手段からの電圧信号を流量検出信号として出力するよ
うにしたから、空気の流れ方向が逆方向のときに、信号
が大きく変動するのを防止し、流量検出信号を吸入空気
の実流量に近づけることができる。

【０１３０】請求項６の発明においては、流量検出手段
を構成する一対の発熱抵抗を、空気の流れ方向に対して
上流側には第１の発熱抵抗体を、下流側には第２の発熱
抵抗体を膜状に形成したから、例えば空気の流れが順方
向のときには第１の発熱抵抗体は空気流によって直接冷
却され、第２の発熱抵抗体は第１の発熱抵抗体からの熱
影響を受けて空気流により直接冷却されることはなく、
各発熱抵抗体の抵抗値には差が発生し、この差によって
空気の流れ方向を検出できる。

【０１３１】さらに、前述したように、空気流によって
前記各発熱抵抗体の抵抗値が変化するから、この抵抗値
の変化から空気流量を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】絶縁基板上に形成された発熱抵抗体と感温抵抗
体を示す平面図である。

【図３】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。

【図４】流速に対する感温抵抗体の抵抗値変化を示す特
性線図である。

【図５】吸入空気の流速と方向検出電圧Ｖa との関係を
示す特性線図である。

【図６】第１の実施例による流量Ｑと検出流量Ｑ1 ，平
均流量Ｑ1aveとの関係を示す特性線図である。

【図７】第２の実施例による絶縁基板上に形成された発
熱抵抗体と感温抵抗体を示す平面図である。

【図８】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。

【図９】第３の実施例による絶縁基板上に形成された発
熱抵抗体と感温抵抗体を示す平面図である。

【図１０】第３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。

【図１１】第４の実施例による絶縁基板上に形成された
発熱抵抗体と感温抵抗体を示す平面図である。

【図１２】第４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。

【図１３】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。

【図１４】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１５】従来技術による流量Ｑと検出流量Ｑout ，平
均流量Ｑave との関係を示す特性線図である。

【符号の説明】

２１ 熱式空気流量検出装置 ２２ 流量計本体 ２３ 基準抵抗 ２９，５１，６１，７１ 絶縁基板 ３０，５４，６３ 発熱抵抗体（発熱抵抗） ３１，５５，５６，６４，６５ 感温抵抗体（感温抵
抗） ３３ ブリッジ回路（流量検出手段） ３６ 差動増幅器 ３７，５８ ブリッジ回路（流れ方向検出手段） ４１ 比較器（流れ方向検出手段） ４２ 電流制御用トランジスタ ４３ 定電圧回路 ４４ 選択回路（流量検出信号出力手段） ７２ 第１の発熱抵抗体（発熱抵抗） ７３ 第２の発熱抵抗体（発熱抵抗） ７５ 第１の流量検出回路（第１の流量検出手段） ７６ 第２の流量検出回路（第２の流量検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 裕幸 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気管内を流れる空気流量を検出し、流
   量信号を出力する流量検出手段と、前記吸気管内を流れ
   る空気の流れ方向が順方向であるか、逆方向であるかを
   検出し、方向検出信号を出力する流れ方向検出手段と、
   予め設定された一定の電圧信号を出力する定電圧出力手
   段と、前記流れ方向検出手段からの方向検出信号に基づ
   き空気の流れ方向が順方向のときには前記流量検出手段
   からの流量信号を流量検出信号として出力し、逆方向の
   ときには前記定電圧出力手段からの電圧信号を流量検出
   信号として出力する流量検出信号出力手段とから構成し
   てなる熱式空気流量検出装置。
2. 【請求項２】 前記流量検出手段は前記吸気管の途中に
   設けられ、空気流量に応じて抵抗値が変化する発熱抵抗
   を含んで構成し、前記流れ方向検出手段は吸気管の途中
   に設けられ、空気の流れ方向が順方向のときと逆方向の
   ときとで異なる抵抗値の変化特性をもった感温抵抗によ
   って構成してなる請求項１記載の熱式空気流量検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記発熱抵抗は絶縁基板上に膜状に形成
   した発熱抵抗体から構成し、前記感温抵抗は該発熱抵抗
   体に対して空気の流れ方向の上流側または下流側に位置
   して前記絶縁基板上に膜状に形成した感温抵抗体から構
   成してなる請求項２記載の熱式空気流量検出装置。
4. 【請求項４】 前記発熱抵抗は絶縁基板上に膜状に形成
   した発熱抵抗体から構成し、前記感温抵抗は該発熱抵抗
   体に対して空気の流れ方向の上流側と下流側とにそれぞ
   れ位置して、前記絶縁基板上に膜状に形成した第１，第
   ２の感温抵抗体から構成してなる請求項２記載の熱式空
   気流量検出装置。
5. 【請求項５】 前記流量検出手段は前記吸気管の途中に
   設けられ、空気流量および流れ方向に応じて抵抗値がそ
   れぞれ異なる変化をする一対の発熱抵抗を含んで構成
   し、前記流れ方向検出手段は前記一対の発熱抵抗の抵抗
   値を比較することによって流れ方向を判別する構成とし
   てなる請求項１記載の熱式空気流量検出装置。
6. 【請求項６】 前記各発熱抵抗は絶縁基板上にそれぞれ
   膜状に形成され、一方の発熱抵抗は吸入空気の流れ方向
   に対して上流側に位置した第１の発熱抵抗体となり、他
   方の発熱抵抗は下流側に位置した第２の発熱抵抗体とし
   てなる請求項５記載の熱式空気流量検出装置。