JPH10197304A - 空気流量計測装置用測定素子及びそれを備えた空気流量計測装置 - Google Patents
空気流量計測装置用測定素子及びそれを備えた空気流量計測装置Info
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- JPH10197304A JPH10197304A JP9002633A JP263397A JPH10197304A JP H10197304 A JPH10197304 A JP H10197304A JP 9002633 A JP9002633 A JP 9002633A JP 263397 A JP263397 A JP 263397A JP H10197304 A JPH10197304 A JP H10197304A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】空気流量計測装置の温度と吸入空気温度との間
に大きな差が生じた場合においても良好に空気流量を計
測できる空気流量計測装置用測定素子及びそれを含む空
気流量計測装置を提供する。 【解決手段】基板３２上に上流側発熱抵抗体４ａと下流
側発熱抵抗体４ｂの２個の発熱抵抗体と、前記各発熱抵
抗体に対して１個ずつの順流用温感抵抗体５ａ，逆流用
温感抵抗体５ｂとを抵抗膜で形成し、前記上流側発熱抵
抗体４ａと対をなす順流用温感抵抗体５ａの一部分を、
前記下流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗
膜よりも基板３２の表面温度が低い箇所にパターン形成
したものである。
に大きな差が生じた場合においても良好に空気流量を計
測できる空気流量計測装置用測定素子及びそれを含む空
気流量計測装置を提供する。 【解決手段】基板３２上に上流側発熱抵抗体４ａと下流
側発熱抵抗体４ｂの２個の発熱抵抗体と、前記各発熱抵
抗体に対して１個ずつの順流用温感抵抗体５ａ，逆流用
温感抵抗体５ｂとを抵抗膜で形成し、前記上流側発熱抵
抗体４ａと対をなす順流用温感抵抗体５ａの一部分を、
前記下流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗
膜よりも基板３２の表面温度が低い箇所にパターン形成
したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気流量計測装置
に係り、特に、エンジンの吸入空気流量の計測に好適で
ある。
に係り、特に、エンジンの吸入空気流量の計測に好適で
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の空気流量計測装置としては、
特開平1−185416 号公報に、空気流の流れ方向に、２個
ずつの発熱抵抗体と感温抵抗体とを並設した構造の測定
素子を用いた空気流量計測装置が開示されている。
特開平1−185416 号公報に、空気流の流れ方向に、２個
ずつの発熱抵抗体と感温抵抗体とを並設した構造の測定
素子を用いた空気流量計測装置が開示されている。
【０００３】上記の開示技術によれば、上流側の発熱抵
抗体と下流側の発熱抵抗体及び、上流側の感温抵抗体と
下流側の感温抵抗体はそれぞれ同じ抵抗パターンで形成
し、それぞれを空気流の流れ方向に対し、並設すること
により逆流を含む空気流量を計測できるものとなってい
る。
抗体と下流側の発熱抵抗体及び、上流側の感温抵抗体と
下流側の感温抵抗体はそれぞれ同じ抵抗パターンで形成
し、それぞれを空気流の流れ方向に対し、並設すること
により逆流を含む空気流量を計測できるものとなってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、空気流量計測装置の温度と吸入空気温度と
の間に大きな差が生じた際の測定精度に課題が残ってい
る。
来技術には、空気流量計測装置の温度と吸入空気温度と
の間に大きな差が生じた際の測定精度に課題が残ってい
る。
【０００５】すなわち、空気流量計測装置は、駆動回路
により発熱抵抗体の表面温度と感温抵抗体で検知した吸
入空気温度とを定温度差制御することにより出力信号を
得ているため、空気流量計測装置の温度と吸入空気温度
との間に大きな差が生じた場合においても、感温抵抗体
は空気流量計測装置の温度に影響されることなく吸入空
気温度を検知しなければならない。
により発熱抵抗体の表面温度と感温抵抗体で検知した吸
入空気温度とを定温度差制御することにより出力信号を
得ているため、空気流量計測装置の温度と吸入空気温度
との間に大きな差が生じた場合においても、感温抵抗体
は空気流量計測装置の温度に影響されることなく吸入空
気温度を検知しなければならない。
【０００６】しかし例えば、冬期または寒冷地におい
て、比較的大気温度の高いガレージ内で自動車を暖機し
た際、エンジン温度の上昇に伴い空気流量計測装置の温
度も上昇する。その後、大気温度の低いガレージの外に
発進しようとすると、高温となった空気流量計測装置か
らの熱伝導の影響で、感温抵抗体が実際の大気温度より
も高い温度を検知してしまい、これにより、空気流量計
測装置も実際の空気流量より高い値を出力する虞れがあ
る。
て、比較的大気温度の高いガレージ内で自動車を暖機し
た際、エンジン温度の上昇に伴い空気流量計測装置の温
度も上昇する。その後、大気温度の低いガレージの外に
発進しようとすると、高温となった空気流量計測装置か
らの熱伝導の影響で、感温抵抗体が実際の大気温度より
も高い温度を検知してしまい、これにより、空気流量計
測装置も実際の空気流量より高い値を出力する虞れがあ
る。
【０００７】したがって、本発明の目的は、空気流量計
測装置の温度と吸入空気温度との間に大きな差が生じた
場合においても良好に空気流量を計測できる空気流量計
測装置用測定素子及びそれを含む空気流量計測装置を提
供することにある。
測装置の温度と吸入空気温度との間に大きな差が生じた
場合においても良好に空気流量を計測できる空気流量計
測装置用測定素子及びそれを含む空気流量計測装置を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、空気流に配設される電気絶縁基体上
に上流側発熱抵抗体と下流側発熱抵抗体の２個の発熱抵
抗体と、前記各発熱抵抗体に対して１個ずつの温度補償
抵抗体とを有する測定素子において、一つは、前記上流
側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜は、該
電気絶縁基体の空気流方向中心部で、少なくともその１
部分が、下流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の
抵抗膜とオーバーラップし、且つ、前記下流側発熱抵抗
体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜よりも電気絶縁基
体の上流側に配置している点にある。
の本発明の特徴は、空気流に配設される電気絶縁基体上
に上流側発熱抵抗体と下流側発熱抵抗体の２個の発熱抵
抗体と、前記各発熱抵抗体に対して１個ずつの温度補償
抵抗体とを有する測定素子において、一つは、前記上流
側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜は、該
電気絶縁基体の空気流方向中心部で、少なくともその１
部分が、下流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の
抵抗膜とオーバーラップし、且つ、前記下流側発熱抵抗
体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜よりも電気絶縁基
体の上流側に配置している点にある。
【０００９】もう一つは、前記上流側発熱抵抗体と対を
なす温度補償抵抗体の抵抗膜の抵抗パターンと、下流側
発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜の抵抗パ
ターンを、同一の電気絶縁基体上で２重の渦巻状に形成
したものである。
なす温度補償抵抗体の抵抗膜の抵抗パターンと、下流側
発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜の抵抗パ
ターンを、同一の電気絶縁基体上で２重の渦巻状に形成
したものである。
【００１０】また、別の特徴は、空気流中に片持ちで支
持した電気絶縁基体上に上流側発熱抵抗体と下流側発熱
抵抗体の２個の発熱抵抗体と、前記各発熱抵抗体に対し
て１個ずつの温度補償抵抗体とを抵抗膜で形成した測定
素子において、前記上流側発熱抵抗体と対をなす温度補
償抵抗体の抵抗膜は、該電気絶縁基体の空気流方向と垂
直な方向で、少なくともその１部分が、下流側発熱抵抗
体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜とオーバーラップ
し、且つ、下流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体
の抵抗膜よりも電気絶縁基体の自由端側に配置している
点にある。
持した電気絶縁基体上に上流側発熱抵抗体と下流側発熱
抵抗体の２個の発熱抵抗体と、前記各発熱抵抗体に対し
て１個ずつの温度補償抵抗体とを抵抗膜で形成した測定
素子において、前記上流側発熱抵抗体と対をなす温度補
償抵抗体の抵抗膜は、該電気絶縁基体の空気流方向と垂
直な方向で、少なくともその１部分が、下流側発熱抵抗
体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜とオーバーラップ
し、且つ、下流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体
の抵抗膜よりも電気絶縁基体の自由端側に配置している
点にある。
【００１１】さらに、他の特徴としては、空気流中に片
持ちで支持した電気絶縁基体上に上流側発熱抵抗体と下
流側発熱抵抗体の２個の発熱抵抗体と、前記各発熱抵抗
体に対して１個ずつの温度補償抵抗体とを抵抗膜で形成
した測定素子において、前記上流側発熱抵抗体と対をな
す温度補償抵抗体の抵抗膜は少なくともその１部分が、
下流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜よ
りも電気絶縁基体の上流側で且つ、自由端側に配置して
いる点にある。
持ちで支持した電気絶縁基体上に上流側発熱抵抗体と下
流側発熱抵抗体の２個の発熱抵抗体と、前記各発熱抵抗
体に対して１個ずつの温度補償抵抗体とを抵抗膜で形成
した測定素子において、前記上流側発熱抵抗体と対をな
す温度補償抵抗体の抵抗膜は少なくともその１部分が、
下流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜よ
りも電気絶縁基体の上流側で且つ、自由端側に配置して
いる点にある。
【００１２】一方、空気流に配設される電気絶縁基体上
に上流側発熱抵抗体と下流側発熱抵抗体の２個の発熱抵
抗体と、前記各発熱抵抗体に対して１個ずつの温度補償
抵抗体とを有する測定素子と、それぞれの発熱抵抗体と
温度補償抵抗体とが一対となって独立して定温度差制御
すると共に、前記２個の発熱抵抗体の出力の大きさを比
較する比較回路等を含む駆動回路とを備え、逆流を含む
前記空気流の流量を計測する空気流量計測装置におい
て、前記測定素子として、前述したいずれかの測定素子
を用いたものである。
に上流側発熱抵抗体と下流側発熱抵抗体の２個の発熱抵
抗体と、前記各発熱抵抗体に対して１個ずつの温度補償
抵抗体とを有する測定素子と、それぞれの発熱抵抗体と
温度補償抵抗体とが一対となって独立して定温度差制御
すると共に、前記２個の発熱抵抗体の出力の大きさを比
較する比較回路等を含む駆動回路とを備え、逆流を含む
前記空気流の流量を計測する空気流量計測装置におい
て、前記測定素子として、前述したいずれかの測定素子
を用いたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照し説明する。
て、図面を参照し説明する。
【００１４】図１（ａ)，(ｂ）は、本発明による第１実
施例の空気流量計測装置用測定素子を示す正面図、図２
は、図１（ａ）の空気流量計測装置用測定素子を装着し
た空気流量計測装置を示す部分断面図、図３は、図２の
空気流量計測装置の駆動回路を示す図である。
施例の空気流量計測装置用測定素子を示す正面図、図２
は、図１（ａ）の空気流量計測装置用測定素子を装着し
た空気流量計測装置を示す部分断面図、図３は、図２の
空気流量計測装置の駆動回路を示す図である。
【００１５】図１（ａ）に示すように、測定素子は、ア
ルミナ等からなる電気絶縁基体としての基板３２上に、
抵抗温度係数を白金等の金属を蒸着等により膜形成し、
エッチング等で抵抗膜をパターン化して形成された上流
側発熱抵抗体４ａ，下流側発熱抵抗体４ｂ及び、上流側
発熱抵抗体４ａと対をなす順流用感温抵抗体５ａ，下流
側発熱抵抗体４ｂと対をなす逆流用感温抵抗体５ｂから
なるものである。さらに、各抵抗パターンを制御モジュ
ール２と電気的に接続するための導体３１と電極３３
が、銀−白金等を印刷することによって形成されている
ものである。ここにおいて図１（ｂ）は、図１（ａ）に
示した測定素子における順流用感温抵抗体５ａ，逆流用
感温抵抗体５ｂの抵抗パターン形成部の拡大図である。
ルミナ等からなる電気絶縁基体としての基板３２上に、
抵抗温度係数を白金等の金属を蒸着等により膜形成し、
エッチング等で抵抗膜をパターン化して形成された上流
側発熱抵抗体４ａ，下流側発熱抵抗体４ｂ及び、上流側
発熱抵抗体４ａと対をなす順流用感温抵抗体５ａ，下流
側発熱抵抗体４ｂと対をなす逆流用感温抵抗体５ｂから
なるものである。さらに、各抵抗パターンを制御モジュ
ール２と電気的に接続するための導体３１と電極３３
が、銀−白金等を印刷することによって形成されている
ものである。ここにおいて図１（ｂ）は、図１（ａ）に
示した測定素子における順流用感温抵抗体５ａ，逆流用
感温抵抗体５ｂの抵抗パターン形成部の拡大図である。
【００１６】図２に本実施例の測定素子を装着した空気
流量計測装置を示す。空気流量計測装置のボディ１に
は、エンジンに流れる空気が流れる主空気通路８と吸入
空気の空気流量を測定するための副空気通路３とが設け
てある。そして、エンジンの回転数が低く、高負荷の状
況下において、吸入空気は脈動を伴った流れとなるの
で、主空気通路８及び副空気通路３には順方向空気流で
ある順流６と逆方向空気流である逆流７が交互に流れ
る。
流量計測装置を示す。空気流量計測装置のボディ１に
は、エンジンに流れる空気が流れる主空気通路８と吸入
空気の空気流量を測定するための副空気通路３とが設け
てある。そして、エンジンの回転数が低く、高負荷の状
況下において、吸入空気は脈動を伴った流れとなるの
で、主空気通路８及び副空気通路３には順方向空気流で
ある順流６と逆方向空気流である逆流７が交互に流れ
る。
【００１７】本実施例の測定素子は、前記副空気通路３
内に装着し、上記のような逆流７が発生した場合でも順
方向と逆方向の流れの違いを判別して空気流量を計測す
るために、上流側発熱抵抗体４ａ，下流側発熱抵抗体４
ｂ及び、上流側発熱抵抗体４ａと対をなす順流用感温抵
抗体５ａ，下流側発熱抵抗体４ｂと対をなす逆流用感温
抵抗体５ｂを有する構造となっている。
内に装着し、上記のような逆流７が発生した場合でも順
方向と逆方向の流れの違いを判別して空気流量を計測す
るために、上流側発熱抵抗体４ａ，下流側発熱抵抗体４
ｂ及び、上流側発熱抵抗体４ａと対をなす順流用感温抵
抗体５ａ，下流側発熱抵抗体４ｂと対をなす逆流用感温
抵抗体５ｂを有する構造となっている。
【００１８】また、ボディ１の外周には測定素子により
検出した信号を空気流量に対応した電気信号として出力
するための制御モジュール２が設置されている。この制
御モジュール２内には、図３に示すような回路を基本構
成とする駆動回路が含まれている。
検出した信号を空気流量に対応した電気信号として出力
するための制御モジュール２が設置されている。この制
御モジュール２内には、図３に示すような回路を基本構
成とする駆動回路が含まれている。
【００１９】これより、本実施例の測定素子は上流側発
熱抵抗体４ａと順流用感温抵抗体５ａ及び、下流側発熱
抵抗体４ｂと逆流用感温抵抗体５ｂとがそれぞれ独立し
たブリッジ回路を構成し、発熱抵抗体４ａ，４ｂは吸入
空気温度に対し一定の温度差となるようにフィードバッ
ク制御されている。さらに、順流と逆流の判別は、上流
側発熱抵抗体４ａと下流側発熱抵抗体４ｂから得た電圧
の大小を比較器３０により行っている。
熱抵抗体４ａと順流用感温抵抗体５ａ及び、下流側発熱
抵抗体４ｂと逆流用感温抵抗体５ｂとがそれぞれ独立し
たブリッジ回路を構成し、発熱抵抗体４ａ，４ｂは吸入
空気温度に対し一定の温度差となるようにフィードバッ
ク制御されている。さらに、順流と逆流の判別は、上流
側発熱抵抗体４ａと下流側発熱抵抗体４ｂから得た電圧
の大小を比較器３０により行っている。
【００２０】ところで、空気流量計測装置は、前述した
ように駆動回路により発熱抵抗体の表面温度と感温抵抗
体で検知した吸入空気温度が定温度差となるように制御
することにより出力信号を得ているものであるため、空
気流量計測装置の温度と吸入空気温度との間に大きな差
が生じた場合においても、感温抵抗体は空気流量計測装
置の温度に影響されることなく吸入空気温度を検知しな
ければならない。
ように駆動回路により発熱抵抗体の表面温度と感温抵抗
体で検知した吸入空気温度が定温度差となるように制御
することにより出力信号を得ているものであるため、空
気流量計測装置の温度と吸入空気温度との間に大きな差
が生じた場合においても、感温抵抗体は空気流量計測装
置の温度に影響されることなく吸入空気温度を検知しな
ければならない。
【００２１】しかしながら、空気流量計測装置の温度が
上昇してしまうと、空気流量計測装置から測定素子への
熱伝導の影響で、感温抵抗体が実際の大気温度よりも高
い温度を検知してしまい、これにより、空気流量計測装
置も実際の空気流量より高い値を出力する（以下、温度
特性と記す）虞れがある。
上昇してしまうと、空気流量計測装置から測定素子への
熱伝導の影響で、感温抵抗体が実際の大気温度よりも高
い温度を検知してしまい、これにより、空気流量計測装
置も実際の空気流量より高い値を出力する（以下、温度
特性と記す）虞れがある。
【００２２】このような課題を解決するためには、感温
抵抗体を空気流量計測装置からの熱伝導の影響を受けに
くい構造とすることが望ましい。
抵抗体を空気流量計測装置からの熱伝導の影響を受けに
くい構造とすることが望ましい。
【００２３】ただし、前述したように逆流７の発生は、
ごく限られた条件下のみであるため、順流６の空気流量
を計測する上流側発熱抵抗体４ａから得た出力信号が、
空気流量計測装置の主となる出力信号となるので、これ
と対をなす順流用感温抵抗体５ａが空気流量計測装置か
らの熱伝導の影響を受けにくい構造とすることが有効で
ある。
ごく限られた条件下のみであるため、順流６の空気流量
を計測する上流側発熱抵抗体４ａから得た出力信号が、
空気流量計測装置の主となる出力信号となるので、これ
と対をなす順流用感温抵抗体５ａが空気流量計測装置か
らの熱伝導の影響を受けにくい構造とすることが有効で
ある。
【００２４】ここで、図４に本実施例の測定素子を支持
部材に固定し、支持部材を８０℃に加熱し、２０℃，１
０kg／ｈの空気を流したときの感温抵抗体５ａ，５ｂの
形成部における表面温度を示す。これより、基板の表面
温度は、空気流方向においては空気流により冷却され易
い基板３２の上流側で低温となり、空気流方向と垂直な
方向においては、熱源である支持部から離れた自由端側
ほど低温になるといった温度分布を生じることがわか
る。よって、感温抵抗体５ａ，５ｂの形成箇所が空気流
量計測装置の温度特性に大きく影響するといえる。
部材に固定し、支持部材を８０℃に加熱し、２０℃，１
０kg／ｈの空気を流したときの感温抵抗体５ａ，５ｂの
形成部における表面温度を示す。これより、基板の表面
温度は、空気流方向においては空気流により冷却され易
い基板３２の上流側で低温となり、空気流方向と垂直な
方向においては、熱源である支持部から離れた自由端側
ほど低温になるといった温度分布を生じることがわか
る。よって、感温抵抗体５ａ，５ｂの形成箇所が空気流
量計測装置の温度特性に大きく影響するといえる。
【００２５】これを実験により確認したものを図５に示
す。
す。
【００２６】すなわち、図５は吸入空気温度が常温で、
空気流量計測装置を８０℃に加熱した際の、常温におけ
る出力に対する誤差を感温抵抗体５ａ，５ｂの形成箇所
を図示の通り、（ａ）から（ｅ）まで変化させて測定し
たものである。
空気流量計測装置を８０℃に加熱した際の、常温におけ
る出力に対する誤差を感温抵抗体５ａ，５ｂの形成箇所
を図示の通り、（ａ）から（ｅ）まで変化させて測定し
たものである。
【００２７】（ａ）は順流用感温抵抗体５ａと逆流用感
温抵抗体５ｂを完全に並設させ、逆流用感温抵抗体５ｂ
を空気流に対し上流側に配置したものである。また、
（ｂ）は順流用感温抵抗体５ａと逆流用感温抵抗体５ｂ
を基板３２の空気流方向中心部でその一部分をオーバー
ラップさせ、逆流用感温抵抗体５ｂを空気流に対し上流
側に配置したものである。これらは、いずれも順流用感
温抵抗体５ａが熱影響を受けやすい箇所にあるため、大
きな出力誤差を生じている。
温抵抗体５ｂを完全に並設させ、逆流用感温抵抗体５ｂ
を空気流に対し上流側に配置したものである。また、
（ｂ）は順流用感温抵抗体５ａと逆流用感温抵抗体５ｂ
を基板３２の空気流方向中心部でその一部分をオーバー
ラップさせ、逆流用感温抵抗体５ｂを空気流に対し上流
側に配置したものである。これらは、いずれも順流用感
温抵抗体５ａが熱影響を受けやすい箇所にあるため、大
きな出力誤差を生じている。
【００２８】これに対し、（ｃ）は順流用感温抵抗体５
ａと逆流用感温抵抗体５ｂを基板３２の空気流方向で完
全にオーバーラップさせたものである。このようなパタ
ーンとすることで、順流用感温抵抗体５ａの約１／２を
基板３２の空気流方向中心部より上流側に配置できるの
で、温度特性による出力誤差を大幅に低減できる。さら
に、（ｄ）は順流用感温抵抗体５ａと逆流用感温抵抗体
５ｂを基板３２の空気流方向中心部でその一部分をオー
バーラップさせ、順流用感温抵抗体５ａを空気流に対し
上流側に配置したものであり、すなわち、本発明の第一
実施例の測定素子である。本抵抗パターンによっても、
図示のとおり、温度特性による出力誤差を大幅に低減で
きる。なお、ここにおいて順流用感温抵抗体５ａと逆流
用感温抵抗体５ｂのオーバーラップ部の割合ｌ′／ｌ
（感温抵抗体形成部面積に占めるオーバーラップ部面積
の割合）を４０％以上とすることで、温度特性による出
力誤差を３％以下にできることを実験的に確認してい
る。
ａと逆流用感温抵抗体５ｂを基板３２の空気流方向で完
全にオーバーラップさせたものである。このようなパタ
ーンとすることで、順流用感温抵抗体５ａの約１／２を
基板３２の空気流方向中心部より上流側に配置できるの
で、温度特性による出力誤差を大幅に低減できる。さら
に、（ｄ）は順流用感温抵抗体５ａと逆流用感温抵抗体
５ｂを基板３２の空気流方向中心部でその一部分をオー
バーラップさせ、順流用感温抵抗体５ａを空気流に対し
上流側に配置したものであり、すなわち、本発明の第一
実施例の測定素子である。本抵抗パターンによっても、
図示のとおり、温度特性による出力誤差を大幅に低減で
きる。なお、ここにおいて順流用感温抵抗体５ａと逆流
用感温抵抗体５ｂのオーバーラップ部の割合ｌ′／ｌ
（感温抵抗体形成部面積に占めるオーバーラップ部面積
の割合）を４０％以上とすることで、温度特性による出
力誤差を３％以下にできることを実験的に確認してい
る。
【００２９】ところが、（ｅ）のように順流用感温抵抗
体５ａと逆流用感温抵抗体５ｂを完全に並設させ、順流
用感温抵抗体５ａを空気流に対し上流側に配置した場
合、逆流用感温抵抗体５ｂが熱影響を大きく受けること
により、下流側発熱抵抗体４ｂの加熱温度も大きく上昇
する。逆に、上流側発熱抵抗体４ａの加熱温度はほとん
ど変化しないので、両者の表面温度に差が生じ、高温の
下流側発熱抵抗体４ｂから低温の上流側発熱抵抗体４ａ
に熱伝導による熱移動が生じる。よって、上流側発熱抵
抗体４ａを加熱するための加熱電流は常温時より少なく
なり、空気流量計測装置の温度特性はマイナス側に大き
く変化する。
体５ａと逆流用感温抵抗体５ｂを完全に並設させ、順流
用感温抵抗体５ａを空気流に対し上流側に配置した場
合、逆流用感温抵抗体５ｂが熱影響を大きく受けること
により、下流側発熱抵抗体４ｂの加熱温度も大きく上昇
する。逆に、上流側発熱抵抗体４ａの加熱温度はほとん
ど変化しないので、両者の表面温度に差が生じ、高温の
下流側発熱抵抗体４ｂから低温の上流側発熱抵抗体４ａ
に熱伝導による熱移動が生じる。よって、上流側発熱抵
抗体４ａを加熱するための加熱電流は常温時より少なく
なり、空気流量計測装置の温度特性はマイナス側に大き
く変化する。
【００３０】これらの結果より、順流用感温抵抗体５ａ
と逆流用感温抵抗体５ｂを基板３２の空気流方向中心部
でその一部分をオーバーラップさせ、順流用感温抵抗体
５ａを空気流に対し上流側に配置する（本発明の第１実
施例の測定素子構造）か、あるいは、順流用感温抵抗体
５ａと逆流用感温抵抗体５ｂを基板３２の空気流方向で
完全にオーバーラップさせることで、両者を完全に並設
した測定素子より大幅に温度特性を改善できる。
と逆流用感温抵抗体５ｂを基板３２の空気流方向中心部
でその一部分をオーバーラップさせ、順流用感温抵抗体
５ａを空気流に対し上流側に配置する（本発明の第１実
施例の測定素子構造）か、あるいは、順流用感温抵抗体
５ａと逆流用感温抵抗体５ｂを基板３２の空気流方向で
完全にオーバーラップさせることで、両者を完全に並設
した測定素子より大幅に温度特性を改善できる。
【００３１】なお、順流用感温抵抗体５ａと逆流用感温
抵抗体５ｂを基板３２の空気流方向で完全にオーバーラ
ップさせた抵抗パターンとして、図６に示すような２重
の渦巻状にパターン形成した本発明の第２実施例の測定
素子を提案する。上記よりこれによっても、温度特性の
良好な空気流量計測装置用測定素子を提供できる。
抵抗体５ｂを基板３２の空気流方向で完全にオーバーラ
ップさせた抵抗パターンとして、図６に示すような２重
の渦巻状にパターン形成した本発明の第２実施例の測定
素子を提案する。上記よりこれによっても、温度特性の
良好な空気流量計測装置用測定素子を提供できる。
【００３２】また、図７（本発明の第３実施例）に示す
ように、順流用感温抵抗体５ａを熱影響を受けにくい基
板３２の自由端側に配設しても上記理由と同様に、温度
特性の良好な空気流量計測装置用測定素子を提供でき
る。
ように、順流用感温抵抗体５ａを熱影響を受けにくい基
板３２の自由端側に配設しても上記理由と同様に、温度
特性の良好な空気流量計測装置用測定素子を提供でき
る。
【００３３】さらに、図８（本発明の第４実施例）順流
用感温抵抗体５ａを熱影響を受けにくい基板３２の空気
流に対し上流側で且つ自由端側に配設しても上記理由に
より温度特性の良好な空気流量計測装置用測定素子を提
供できる。
用感温抵抗体５ａを熱影響を受けにくい基板３２の空気
流に対し上流側で且つ自由端側に配設しても上記理由に
より温度特性の良好な空気流量計測装置用測定素子を提
供できる。
【００３４】以上より、本発明の第１実施例から第４実
施例の測定素子を用いた空気流量計測装置（本発明の第
５実施例）は温度特性による出力誤差が少ないものとな
る。
施例の測定素子を用いた空気流量計測装置（本発明の第
５実施例）は温度特性による出力誤差が少ないものとな
る。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、順流用感温抵抗体５ａ
を熱影響の一部分を少ない箇所に配設しているので、空
気流量計測装置の温度と吸入空気温度との間に大きな差
が生じた場合においても出力誤差が少ない測定素子ある
いは、空気流量計測装置を提供できる。
を熱影響の一部分を少ない箇所に配設しているので、空
気流量計測装置の温度と吸入空気温度との間に大きな差
が生じた場合においても出力誤差が少ない測定素子ある
いは、空気流量計測装置を提供できる。
【００３６】すなわち、このような空気流量計測装置で
あれば、エンジンルーム内の温度が上昇しても、空気流
量計測装置の温度に影響なく正常な吸入空気を計測でき
るので、特に冬期など、空気流量計測装置の温度と空気
温度が異なりやすい環境においても、正常なエンジン回
転数を保持できる効果がある。
あれば、エンジンルーム内の温度が上昇しても、空気流
量計測装置の温度に影響なく正常な吸入空気を計測でき
るので、特に冬期など、空気流量計測装置の温度と空気
温度が異なりやすい環境においても、正常なエンジン回
転数を保持できる効果がある。
【図１】本発明の第１実施例に係る空気流量計測装置用
測定素子の正面図および部分拡大図。
測定素子の正面図および部分拡大図。
【図２】図１の測定素子を用いた空気流量計測装置の断
面図。
面図。
【図３】図２の空気流量計測装置の駆動回路を示す図。
【図４】図１の測定素子の支持部を加熱したときの表面
温度を示す図。
温度を示す図。
【図５】図１の測定素子の抵抗パターンと温度特性の関
係を示す図。
係を示す図。
【図６】本発明の第２実施例に係る空気流量計測装置用
測定素子の部分拡大図。
測定素子の部分拡大図。
【図７】本発明の第３実施例に係る空気流量計測装置用
測定素子の部分拡大図。
測定素子の部分拡大図。
【図８】本発明の第４実施例に係る空気流量計測装置用
測定素子の部分拡大図。
測定素子の部分拡大図。
１…ボディ、２…制御モジュール、３…副空気通路、４
ａ…上流側発熱抵抗体、４ｂ…下流側発熱抵抗体、５ａ
…順流用感温抵抗体、５ｂ…逆流用感温抵抗体、６…順
流（順方向空気流）、７…逆流（逆方向空気流）、８…
主空気通路、３０…比較器、３１…導体、３２…基板。
ａ…上流側発熱抵抗体、４ｂ…下流側発熱抵抗体、５ａ
…順流用感温抵抗体、５ｂ…逆流用感温抵抗体、６…順
流（順方向空気流）、７…逆流（逆方向空気流）、８…
主空気通路、３０…比較器、３１…導体、３２…基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高砂 晃 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内
Claims (5)
- 【請求項１】空気流に配設される電気絶縁基体上に上流
側発熱抵抗体と下流側発熱抵抗体の２個の発熱抵抗体
と、前記各発熱抵抗体に対して１個ずつの温度補償抵抗
体とを有する測定素子において、 前記上流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗
膜は、該電気絶縁基体の空気流方向中心部で、少なくと
もその１部分が、下流側発熱抵抗体と対をなす温度補償
抵抗体の抵抗膜とオーバーラップし、且つ、前記下流側
発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜よりも電
気絶縁基体の上流側に配置していることを特徴とする空
気流量計測装置用測定素子。 - 【請求項２】請求項１に記載の測定素子において、 前記上流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗
膜の抵抗パターンと、下流側発熱抵抗体と対をなす温度
補償抵抗体の抵抗膜の抵抗パターンを、同一の電気絶縁
基体上で２重の渦巻状に形成したことを特徴とする空気
流量計測装置用測定素子。 - 【請求項３】空気流中に片持ちで支持した電気絶縁基体
上に上流側発熱抵抗体と下流側発熱抵抗体の２個の発熱
抵抗体と、前記各発熱抵抗体に対して１個ずつの温度補
償抵抗体とを抵抗膜で形成した測定素子において、 前記上流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗
膜は、該電気絶縁基体の空気流方向と垂直な方向で、少
なくともその１部分が、下流側発熱抵抗体と対をなす温
度補償抵抗体の抵抗膜とオーバーラップし、且つ、下流
側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗膜よりも
電気絶縁基体の自由端側に配置していることを特徴とす
る空気流量計測装置用測定素子。 - 【請求項４】空気流中に片持ちで支持した電気絶縁基体
上に上流側発熱抵抗体と下流側発熱抵抗体の２個の発熱
抵抗体と、前記各発熱抵抗体に対して１個ずつの温度補
償抵抗体とを抵抗膜で形成した測定素子において、 前記上流側発熱抵抗体と対をなす温度補償抵抗体の抵抗
膜は少なくともその１部分が、下流側発熱抵抗体と対を
なす温度補償抵抗体の抵抗膜よりも電気絶縁基体の上流
側で且つ、自由端側に配置していることを特徴とする空
気流量計測装置用測定素子。 - 【請求項５】空気流に配設される電気絶縁基体上に上流
側発熱抵抗体と下流側発熱抵抗体の２個の発熱抵抗体
と、前記各発熱抵抗体に対して１個ずつの温度補償抵抗
体とを有する測定素子と、それぞれの発熱抵抗体と温度
補償抵抗体とが一対となって独立して定温度差制御する
と共に、前記２個の発熱抵抗体の出力の大きさを比較す
る比較回路等を含む駆動回路とを備え、逆流を含む前記
空気流の流量を計測する空気流量計測装置において、 前記測定素子が請求項１から４記載のいずれかの測定素
子であることを特徴とする空気流量計測装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00263397A JP3361708B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 空気流量計測装置用測定素子及びそれを備えた空気流量計測装置 |
| DE19800628A DE19800628C2 (de) | 1997-01-10 | 1998-01-09 | Luftdurchsatz-Meßelement und Luftdurchsatz-Meßvorrichtung |
| US09/005,830 US5892150A (en) | 1997-01-10 | 1998-01-12 | Air flow measuring element and air flow measuring apparatus therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00263397A JP3361708B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 空気流量計測装置用測定素子及びそれを備えた空気流量計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10197304A true JPH10197304A (ja) | 1998-07-31 |
| JP3361708B2 JP3361708B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=11534801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00263397A Expired - Lifetime JP3361708B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 空気流量計測装置用測定素子及びそれを備えた空気流量計測装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5892150A (ja) |
| JP (1) | JP3361708B2 (ja) |
| DE (1) | DE19800628C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030026615A (ko) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 | 질량유량센서 및 이것을 이용한 질량유량계 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0785417A3 (en) * | 1996-01-17 | 1998-04-15 | Hitachi, Ltd. | Heating resistor type air flow rate measuring apparatus |
| JP3658170B2 (ja) * | 1998-01-19 | 2005-06-08 | 三菱電機株式会社 | 流量センサ |
| US6494090B1 (en) * | 1998-05-05 | 2002-12-17 | Pierburg Ag | Air-mass sensor |
| JP3455473B2 (ja) * | 1999-07-14 | 2003-10-14 | 三菱電機株式会社 | 感熱式流量センサ |
| JP2001272260A (ja) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 質量流量センサ及びそれを用いた質量流量計 |
| US7107835B2 (en) * | 2004-09-08 | 2006-09-19 | Honeywell International Inc. | Thermal mass flow sensor |
| US8803703B2 (en) | 2008-08-15 | 2014-08-12 | Siemens Energy, Inc. | Electronic circuitry for high-temperature environments |
| US8223036B2 (en) * | 2008-08-15 | 2012-07-17 | Siemens Energy, Inc. | Wireless telemetry electronic circuitry for measuring strain in high-temperature environments |
| DE102013114486A1 (de) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Innovative Sensor Technology Ist Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen des Durchflusses eines Mediums |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01185416A (ja) * | 1988-01-20 | 1989-07-25 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関用熱式流量計 |
| US5237867A (en) * | 1990-06-29 | 1993-08-24 | Siemens Automotive L.P. | Thin-film air flow sensor using temperature-biasing resistive element |
| EP0695928A3 (en) * | 1994-08-02 | 1996-11-27 | Hitachi Ltd | Suction air flow meter for an internal combustion engine |
| JPH08313320A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Hitachi Ltd | 熱式空気流量計用測定素子及びそれを含む熱式空気流量計 |
-
1997
- 1997-01-10 JP JP00263397A patent/JP3361708B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-01-09 DE DE19800628A patent/DE19800628C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-12 US US09/005,830 patent/US5892150A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030026615A (ko) * | 2001-09-26 | 2003-04-03 | 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 | 질량유량센서 및 이것을 이용한 질량유량계 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19800628C2 (de) | 2001-03-08 |
| JP3361708B2 (ja) | 2003-01-07 |
| DE19800628A1 (de) | 1998-07-16 |
| US5892150A (en) | 1999-04-06 |
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