JP4154125B2

JP4154125B2 - 熱式空気流量計

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Publication number: JP4154125B2
Application number: JP2000612709A
Authority: JP
Inventors: 菅家　　厚; 雅道山田; 圭一中田; 渡辺　　泉
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: WO2000063656A1

Description

本発明は、空気流量の測定装置および内燃機関に係り、特に内燃機関の吸気量検出に好適な空気流量の測定装置に関する。

従来より自動車などの内燃機関の電子制御燃料噴射装置に設けられ吸入空気量を測定する空気流量装置として、熱線式のものが質量空気量を直接検知できることから多数使われている。この際、発熱抵抗体の信頼性を確保するために、白金線をボビンに巻きつけてガラスでコーティングする、薄膜抵抗体をセラミック基板上に形成する等ある程度の熱容量を有するセンサが用いられる場合が多かった。

一方、応答性の良い流量計として、シリコン基盤上に熱容量の小さな発熱抵抗体を設けたものが多数提案されている。一例を特公平５−７６５９号に示すが、シリコン半導体基板上に薄膜を形成し、熱感知センサで流速を検知するものとしている。

特公平５−７６５９号公報

上記従来技術において、信頼性の良い熱容量の大きな発熱抵抗体を用いた場合、電源電圧と発熱抵抗体の熱容量の関係からのみ空気流量装置の電源投入時の応答性が決まる。このため自動車エンジン等の始動時における一定時間、空気流量を正確に測定するのが困難だった。

応答性を良くするには熱容量の小さな発熱抵抗体を用いる必要がある。一例としてシリコン基盤上に薄膜でヒータを構成する方式は応答性がよいが、汚れや水等の発熱を吸収する物質が発熱抵抗体部に付着すると、本来の発熱抵抗体の熱容量以上に最大加熱状態が連続し、薄膜で構成された抵抗体が劣化したり、最悪の場合過加熱による破壊を招くという課題があった。

上記課題は、２つの抵抗体（発熱抵抗体と温度補償抵抗）により定温度駆動回路を構成するブリッジ回路手段，発熱抵抗体の加熱状態を検出する手段，加熱状態により加熱時間を制限する回路手段，発熱抵抗体の加熱温度を求める手段を備え、回路手段で、電源投入時において、発熱抵抗体の一定時間あたりの温度変化が所定値より小さく、かつ発熱抵抗体の発熱温度が目標とする温度範囲以下である場合に、加熱時間を制限することによって解決される。

本発明によれば、発熱抵抗体の加熱状態を正確にモニタすることができ、熱容量の小さな発熱抵抗体において、汚れや水等の発熱を吸収する物質が発熱抵抗体部に付着した場合でも、きめ細やかな加熱状態の制限を加えることで、本来の発熱抵抗体の熱容量以上に最大加熱状態が連続することなく、抵抗体の劣化を防止することができる。

以下、本発明の第１の参照例を図１により説明する。熱線駆動回路１は電源１０１に接続され空気流量に応じて出力する。熱線駆動回路１は発熱抵抗体１１，温度補償抵抗１２，抵抗１３，１４からなるホイーストンブリッジ回路により、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように差動増幅器１５，トランジスタ１６によって発熱抵抗体１１に流れる電流を調整するように構成されている。発熱抵抗体１１の加熱温度が低いと、差動増幅器１５の出力が大きくなり、更に加熱するように動作する。この構成により空気流速によらず発熱抵抗体１１の抵抗値は一定に、すなわち温度が一定値になるように制御される。このとき、発熱抵抗体１１による空気流速に対応する信号をゼロスパン回路２に入力する。ゼロスパン回路２は差動増幅器２１，抵抗２２，２３，２４，２５，２６，２７から構成される。

ここで発熱抵抗体１１は、例えばセラミックなどの熱伝導性の良い絶縁材料で作られた円筒状または円柱状のボビンの表面に、発熱体として白金やタングステンの熱線が巻かれ、被覆材としてガラスやセラミックスがコーティングされたものや、板型のガラスやセラミック基盤上に、発熱体として白金やタングステンの薄膜や厚膜が形成されたものでもよいが、熱容量が小さく設計されている必要がある。

特に、発熱抵抗体１１はシリコンなどの半導体基盤上に、発熱体として白金やタングステンの薄膜や厚膜，ポリシリコン抵抗体や、単結晶シリコンの抵抗体が形成されたものであることが、熱容量を小さくし、かつ応答性を上げるためには望ましい。

発熱抵抗体１１は自動車等の内燃機関の吸気通路内に設けられ、吸気通路に流れる空気流量に対応した電圧出力が差動増幅器２１の出力として得られる。

以上が通常の熱式空気流量計の構成であるが、本参照例では加熱状態制御回路３を設け、熱線駆動回路１の差動増幅器１５の出力を一定の電圧レベルと判定し、その結果ＮＰＮトランジスタ４３を動作させ、駆動用のトランジスタ１６の動作状態を制限するものである。加熱状態制御回路３は、差動増幅器１５の出力を検出する抵抗３８，３９と、抵抗４０とコンデンサ４１よりなるローパスフィルタ，電源回路５により１２Ｖバッテリ電圧より発生させられた基準電圧Ｖｒｅｆより一定の電圧レベルをつくる抵抗３６，３７，電圧を比較する電圧比較器３１とヒステリシスを設けるための抵抗３２，３３，３５，コンデンサ３４等により構成される。その結果、特に電源１０１の起動時等の発熱抵抗体１１が常温から加熱され最大電流が発熱抵抗体に流れる際の差動増幅器１５の動作状態を判定し、動作状態に応じてＮＰＮトランジスタ４３がオンし、ブリッジ回路の電圧Ｖ２に印加する電圧を制限するものである。

次に第１の参照例の詳細を図２により説明する。これは電源投入時のように、発熱抵抗体１１が常温から加熱されて２００℃程度の定温度制御がなされる場合である。図２（ａ）の通常動作の場合、バッテリ電圧ＶＢで制限される最大電流が発熱抵抗体１１に流れることで、急速に発熱抵抗体１１が加熱され温度上昇により抵抗値Ｒｈ１が上昇し、ブリッジ回路がバランスし差動増幅器１５の出力Ｖ３が減少していく。ここで、最大電流が発熱抵抗体１１に流れる時間Ｔ１は、通常の場合は発熱抵抗体１１の抵抗値Ｒｈ１と熱容量、バッテリ電圧ＶＢでのみ決まり、熱容量が小さいほど短くなる。加熱状態制御回路３では、差動増幅器１５の出力Ｖ３を分圧し抵抗４０とコンデンサ４１よりなるローパスフィルタの出力Ｖ４として一時遅れの信号を得る。これを、基準電圧Ｖｒｅｆより分圧した電圧Ｖ５と比較する。通常動作の場合は、ローパスフィルタの出力Ｖ４が基準電圧Ｖｒｅｆより分圧した電圧Ｖ５に達しないため、電圧比較器３１の出力Ｖ６はローレベルの信号のままで、ＮＰＮトランジスタ４３はオフしたままとなる。また、差動増幅器１５の出力Ｖ３が安定するまでの時間Ｔ２は空気流量測定の誤差が大きく、自動車エンジン制御ではこの時間Ｔ２の間、出力信号を使えないといった制約を受けることになる。しかし、発熱抵抗体１１の熱容量を小さくすることで、差動増幅器１５の出力Ｖ３が安定するまでの時間Ｔ２を短くすることが可能となり、自動車エンジン制御においてセンサ立ち上がり時の誤差が大きいという使用上の制約を少なくすことができる。

これに対し、図２（ｂ）のリミッタ動作の場合を説明する。熱容量の小さな発熱抵抗体１１において、特に汚れや水等（内燃機関の吸入空気流中に含まれる油滴または水滴なども含む）の発熱を吸収する物質が発熱抵抗体部に付着した場合、見かけ上の熱容量が大きくなり、加熱温度が上昇して汚れや水等が揮発するまで、最大電流が発熱抵抗体１１に流れることとなる。この様な、ブリッジ回路がバランスせず差動増幅器１５の出力Ｖ３が最大値に張り付いた状態が一定時間以上連続すると、発熱抵抗体１１自身の加熱温度の上昇により、薄膜上に形成された抵抗体が劣化したり、熱衝撃による薄膜の破壊を招く可能性がある。そのため、本参照例では特に加熱時間に制限を設けることで、加熱温度の上昇による抵抗の劣化や破壊を防止するものである。

具体的に、リミッタ動作の場合ではローパスフィルタの出力Ｖ４が基準電圧Ｖｒｅｆより分圧した電圧Ｖ５に達した時、電圧比較器３１の出力Ｖ６がローレベルからハイレベル動作する。その結果ＮＰＮトランジスタ４３がオンし、ブリッジ回路に印加する電圧Ｖ３を低下させることができる。ブリッジ回路の印加電圧Ｖ３が小さくなると発熱抵抗体１１の加熱温度が低下し、ローパスフィルタの出力Ｖ４も減少する。電圧比較器３１にはヒステリシスが設けられているため、ローパスフィルタの出力Ｖ４が一定レベル以下になると、電圧比較器３１の出力Ｖ６がハイレベルからローレベルに動作し、ＮＰＮトランジスタ４３がオフして通常動作に戻る。発熱抵抗体１１の加熱温度が低下した状態でも、汚れや水等の揮発は余熱により続くため、通常動作に戻ってからの再加熱時間は電源投入時の常温からの温度上昇に対して短くなる。最終的に差動増幅器１５の出力Ｖ３が安定するまでの時間Ｔ２は、リミット動作をすることにより長くなるが、急激な連続加熱による抵抗の劣化や破壊を防止でき、熱容量の大きな発熱抵抗体１１を用いるよりは短くすることができる。また、ローパスフィルタの抵抗４０，コンデンサ４１変更することで、リミッタ動作させるまでの時間を自由に設定することが可能となる。リミッタからの復帰時間Ｔ３は、電圧比較器３１とヒステリシスを設けるための抵抗３２，３３，３５，コンデンサ３４により変更できる。

本参照例によれば、特に熱容量の小さな発熱抵抗体を用いた場合、本来の発熱抵抗体の熱容量以上に最大加熱状態が連続しないようにすることで抵抗体の劣化や破壊を防止することができ、熱式空気流量計の信頼性が確保できるといった効果がある。

次に本発明の実施例を図３により説明する。熱線駆動回路１は発熱抵抗体２１１ａ，温度補償抵抗２１１ｃ，抵抗１３，１４からなるホイーストンブリッジ回路により、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように差動増幅器１５，トランジスタ１６によって発熱抵抗体２１１ａに流れる電流を調整するように構成されている。ここで、抵抗体２１１はシリコン半導体基板上に薄膜で構成されたものである。図４に抵抗体２１１のパターンの一例を示すが、発熱抵抗体２１１ａは縦長で抵抗が折り返したパターンで、この両側に温度検出用の抵抗体２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆ，２１１ｇが配置された構造となっている。この、発熱抵抗体２１１ａと、温度検出用の抵抗体２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆ，２１１ｇは、例えばシリコン基板の裏面からエッチングされ熱容量が小さな構造部に抵抗体が配置されたものである。温度補償抵抗２１１ｃは、発熱抵抗体２１１ａの加熱による温度影響が受けにくい場所に配置されている。

温度検出用の抵抗体２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆ，２１１ｇは、電源回路５の電圧Ｖｃｃを印加してブリッジ回路を構成する。ブリッジ回路に印加する電圧は、外部電圧を用いるレシオメトリック構成であっても構わない。この差電圧を、抵抗２１３５，２１３６により基準電圧Ｖｒｅｆを分圧された仮想ゼロ点電圧Ｖｏｆを中心に、差動増幅器２１３１と抵抗２１３２，２１３３，２１３４，２１３７により増幅する。温度検出用の抵抗体２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆ，２１１ｇは、発熱抵抗体２１１ａの加熱温度を検出するが、空気の流れがない場合は温度分布が均一となるため差動増幅器２１３１の出力Ｖｂｉは、仮想ゼロ点電圧Ｖｏｆと等価になる。ここで空気に流れが生じた場合、空気の流れの向きに対し垂直に発熱抵抗体２１１ａの長手方向を配置すると、抵抗体２１１ｄ，２１１ｅと２１１ｆ，２１１ｇの間に温度差が生じ、その結果、差動増幅器２１３１の出力Ｖｂｉとして流れの向きに応じた流量信号を得ることができる。

本実施例では特に、差動増幅器２１３１の出力Ｖｂｉをマイクロコンピュータ２２０のアナログ・ディジタル変換器２２１に入力し、出力感度のばらつき等をディジタル量として演算により調整し、ディジタル・アナログ変換器２２４の出力電圧Ｖｏｕｔとしてエンジンコントロールユニット等に信号を送るものである。ここでマイクロコンピュータ２２０は、ＣＰＵ２２２ａ，ＲＡＭ２２２ｂ，ＲＯＭ２２２ｃからなる演算回路２２２と、発振器２２６，Ｉ／Ｏ２２５，ＰＲＯＭ２２３等により構成される。ここでＰＲＯＭ２２３は、個別センサの出力感度のばらつき等を調整値として一回以上記録することができるものであればよく、電気的な書き換え可能なＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭ等にのみ限定されるものではない。

マイクロコンピュータ２２０のアナログ・ディジタル変換器２２１には他に、発熱抵抗体２１１ａの両端の電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２や、差動増幅器１５の出力Ｖｒ３が入力される。マイクロコンピュータ２２０では差動増幅器１５の出力Ｖｒ３や、発熱抵抗体２１１ａの両端の電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２から演算により加熱温度を求めることで、発熱抵抗体２１１ａの加熱状態を検出し、Ｉ／Ｏ２２５の出力Ｖ６によりＮＰＮトランジスタ４３をオンし、加熱状態を制限することができる構成となっている。

次に本実施例の詳細を図５により説明する。これは電源投入時のように、発熱抵抗体２１１ａが常温から加熱されて２００℃程度の定温度制御がなされる場合である。図５（ａ）の通常動作の場合、バッテリ電圧ＶＢで制限される最大電流が発熱抵抗体２１１ａに流れることで、急速に発熱抵抗体２１１ａが加熱され温度上昇により抵抗値Ｒｈ１が上昇し、ブリッジ回路がバランスし差動増幅器１５の出力Ｖ３が減少していく。ここで、最大電流が発熱抵抗体２１１ａに流れる時間Ｔ１は、通常の場合は発熱抵抗体２１１ａの抵抗値Ｒｈ１と熱容量，バッテリ電圧ＶＢでのみ決まり、熱容量が小さいほど短くなる。マイクロコンピュータ２２０では発熱抵抗体２１１ａの発熱温度Ｔｈをモニタし、一定時間当りの温度変化ｄｔｈ１を検出する。一定時間当りの温度変化ｄｔｈ１が一定値より大きいか、または目標とする加熱温度範囲に発熱抵抗体２１１ａの発熱温度Ｔｈが入った場合には通常動作とし、Ｉ／Ｏ２２５の出力Ｖ６はローレベルのままとする。

これに対し、図５（ｂ）のリミッタ動作の場合を説明する。熱容量の小さな発熱抵抗体２１１ａにおいて、特に汚れや水等の発熱を吸収する物質が発熱抵抗体部に付着した場合、見かけ上の熱容量が大きくなり、汚れや水等が揮発するまで発熱温度Ｔｈがゆっくりと上昇し、最大電流が発熱抵抗体２１１ａに流れ続けることとなる。その際、汚れや水等の付着状態により発熱抵抗体２１１ａの局所的に高温度になる部分が発生し、薄膜上に形成された抵抗体が劣化したり、熱衝撃による薄膜の破壊を招く可能性がある。このため、マイクロコンピュータ２２０では発熱抵抗体２１１ａの発熱温度Ｔｈをモニタし、一定時間当りの温度変化ｄｔｈ２を検出する。一定時間当りの温度変化ｄｔｈ２が一定値より小さく、かつ目標とする加熱温度範囲以下に発熱抵抗体２１１ａの発熱温度Ｔｈがなっている場合リミッタ動作とし、Ｉ／Ｏ２２５の出力Ｖ６を一定時間ローレベルからハイレベルに保持したままとする。その結果ＮＰＮトランジスタ４３がオンし、ブリッジ回路に印加する電圧Ｖ３を低下させることができる。ブリッジ回路の印加電圧Ｖ３が小さくなると発熱抵抗体２１１ａの発熱温度Ｔｈが低下する。この加熱制限時間Ｔ３は、マイクロコンピュータ２２０内部で自由に設定できる。加熱制限時間Ｔ３が過ぎると、出力Ｖ６がハイレベルからローレベルに動作し、ＮＰＮトランジスタ４３がオフして通常動作に戻る。発熱抵抗体２１１ａの加熱温度が低下した状態でも、汚れや水等の揮発は余熱により続くため、通常動作に戻ってからの再加熱時間は電源投入時の常温からの温度上昇に対して短くなる。最終的に差動増幅器１５の出力Ｖ３が安定するまでの時間Ｔ２は、リミット動作をすることにより長くなるが、急激な連続加熱による抵抗の劣化や破壊を防止でき、熱容量の大きな発熱抵抗体２１１ａを用いるよりは短くすることができる。特に、マイクロコンピュータ２２０を用いることで、起動毎の情報を例えば起動が何回行われたか等をカウントし、カウント値に応じて一定時間当りの温度変化検出値に対する基準値や、加熱制限時間Ｔ３を変えたりすることで計時変化による影響を取り除くことができるようになる。

本実施例によれば、特に熱容量の小さな発熱抵抗体を用いた場合に、発熱抵抗体の加熱状態を正確にモニタすることができ、きめ細やかな加熱状態の制限を加えることで、抵抗体の劣化や破壊を未然に防止することができ、熱式空気流量計の信頼性を長期的により向上できるといった効果がある。

次に第２の参照例を図６により説明する。熱線駆動回路１は発熱抵抗体１１と、電流検出抵抗１３の加熱部と、発熱抵抗体１１と同一基板上で発熱抵抗体１１の側に配置された感温抵抗体１１１、および温度補償抵抗１２，抵抗１３，１４からなる定電圧Ｖｃｃ駆動のホイーストンブリッジ回路により、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように差動増幅器１５，トランジスタ１６によって発熱抵抗体１１に流れる電流を調整するように構成されている。発熱抵抗体１１の加熱温度が低いと、差動増幅器１５の出力が大きくなり、更に加熱するように動作する。この構成により空気流速によらず発熱抵抗体１１の抵抗値は一定に、すなわち温度が一定値になるように制御される。このとき、発熱抵抗体１１による空気流速に対応する信号をゼロスパン回路２に入力する。ゼロスパン回路２は差動増幅器２１，抵抗２２，２３，２４，２５，２６，２７から構成される。

本参照例では加熱状態制御回路３を設け、熱線駆動回路１の差動増幅器１５の出力を一定の電圧レベルと判定し、その結果ＮＰＮトランジスタ４３を動作させ、駆動用のトランジスタ１６の動作状態を制限するものである。加熱状態制御回路３は、差動増幅器１５の出力を検出する抵抗３８，３９と、抵抗４０とコンデンサ４１よりなるローパスフィルタ，電源回路５により１２Ｖバッテリ電圧より発生させられた基準電圧Ｖｒｅｆより一定の電圧レベルをつくる抵抗３６，３７，電圧を比較する電圧比較器３１とヒステリシスを設けるための抵抗３２，３３，３５，コンデンサ３４等により構成される。その結果、特に電源１０１の起動時等の発熱抵抗体１１が常温から加熱され最大電流が発熱抵抗体に流れる際の差動増幅器１５の動作状態を判定し、動作状態に応じてＮＰＮトランジスタ４３がオンし、ブリッジ回路の電圧Ｖ２に印加する電圧を制限するものである。

この様な、加熱部と定温度制御のブリッジ回路が別々な構成でも、差動増幅器１５の動作状態を判定することで先の参照例及び実施例と同様な効果を得ることができる。

以下、本発明の第３の参照例を図７により説明する。熱線駆動回路１は電源１０１に接続され空気流量に応じて出力する。熱線駆動回路１は発熱抵抗体１１，温度補償抵抗１２，抵抗１３，１４からなるホイーストンブリッジ回路により、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように差動増幅器１５，トランジスタ１６によって発熱抵抗体１１に流れる電流を調整するように構成されている。発熱抵抗体１１の加熱温度が低いと、差動増幅器１５の出力が大きくなり、更に加熱するように動作する。この構成により空気流速によらず発熱抵抗体１１の抵抗値は一定に、すなわち温度が一定値になるように制御される。このとき、発熱抵抗体１１による空気流速に対応する信号をゼロスパン回路２に入力する。ゼロスパン回路２は差動増幅器２１，抵抗２２，２３，２４，２５，２６，２７から構成される。

ここで、発熱抵抗体１１の両端電圧を分圧して検出するための抵抗１７，１８を設け、発熱抵抗体１１の両端電圧が加熱等により一定電圧以上に上昇した場合、ＮＰＮトランジスタ４３が動作して、発熱抵抗体１１に流れる電流を制限し、ブリッジ回路の印加電圧Ｖ２を抑制する構成となっている。この様に、発熱抵抗体１１の加熱状態に応じて電流制限を加えることで、発熱抵抗体１１の過加熱を防止することができる。

熱容量の小さな発熱抵抗体１１において、特に汚れや水等の発熱を吸収する物質が発熱抵抗体部に付着した場合にも発熱抵抗体１１に流れる最大電流を制限することで、薄膜上に形成された抵抗体が劣化することを抑えることができる。同時に熱衝撃による薄膜の破壊等も防止できる。

本参照例によれば、簡単な回路構成で発熱抵抗体の加熱電流を制限することができるため、抵抗体の劣化や破壊といった信頼性の低下を低コストで実現し防止できるといった効果がある。

以下、本発明の第４の参照例を図８により説明する。熱線駆動回路１は電源１０１に接続され空気流量に応じて出力する。熱線駆動回路１は発熱抵抗体１１，温度補償抵抗１２，抵抗１３，１４からなるホイーストンブリッジ回路により、ブリッジ中点の電位差がゼロになるように差動増幅器１５，トランジスタ１６によって発熱抵抗体１１に流れる電流を調整するように構成されている。

ここでは一例として、差動増幅器１５の出力Ｖ３を制限するためのツェナーダイオード４４を設けた場合を説明するが、ブリッジ回路の印加電圧Ｖ２そのものをツェナーダイオード等で制限しても良い。差動増幅器１５の出力Ｖ３を制限する場合は、ツェナーダイオード４４の電流容量を小さくできるためコスト低減に有効である。この様にツェナーダイオード４４で、差動増幅器１５の出力Ｖ３を制限することで、ブリッジ回路の印加電圧Ｖ２を抑制することができる。ブリッジ回路の印加電圧Ｖ２を制限することで、空気流量の測定範囲は限定されるが、発熱抵抗体１１の過加熱を防止することができる。

またパルス駆動でブリッジの印加電圧Ｖ２を制御する場合でも、これまでの実施例で説明したリニア電圧制御と同様の効果を得ることができる。例えば、ブリッジの印加電圧Ｖ２か駆動電流のいずれかを一定値に制限し、制限した電圧電流の大きさに応じたパルス幅を所定値に制限することで、過加熱による抵抗体の劣化等を防止することができる。

また、図示はしないが他の参照例として、液滴を含む空気が流れる吸気管と、検出素子に前記液体が付着した場合の保護回路を有する空気流量計と、燃料噴射弁と、前記空気流量計の出力に基づいて前記燃料噴射弁を制御する制御器と、を備えた内燃機関がある。

本実施例によれば、特に熱容量の小さな発熱抵抗体を用いた場合、本来の発熱抵抗体の熱容量以上に最大加熱状態が連続しなくすることで抵抗体の劣化や破壊を防止することができ、熱式空気流量計の信頼性が確保できるといった効果があると同時に、電源投入時の空気流量の立ち上がり時の応答性を向上することができる。その結果、自動車のエンジンの始動時における空気流量測定が早くでき、エンジン始動時の排ガスを低減できる効果がある。

本発明の第１の参照例による熱線駆動回路図である。電源投入時のブリッジ電圧の過渡応答動作比較図である。本発明の実施例による熱線駆動回路図である。シリコン基板上に形成された抵抗体のパターン図である。電源投入時のブリッジ電圧および加熱温度の過渡応答動作比較図である。本発明の第２の参照例による熱線駆動回路図である。本発明の第３の参照例による熱線駆動回路図である。本発明の第４の参照例による熱線駆動回路図である。

符号の説明

１…熱線駆動回路、５…電源回路、１３，１４…抵抗、１５…差動増幅器、１６…トランジスタ、４３…ＮＰＮトランジスタ、２１１…抵抗体、２１１ａ…発熱抵抗体、２１１ｃ…温度補償抵抗、２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆ，２１１ｇ…抵抗体、２２０…マイクロコンピュータ、２２１…アナログ・ディジタル変換器、２２２…演算回路、２２２ａ…ＣＰＵ、２２２ｂ…ＲＡＭ、２２２ｃ…ＲＯＭ、２２３…ＰＲＯＭ、２２４…ディジタル・アナログ変換器、２２５…Ｉ／Ｏ、２２６…発振器、２１３１…差動増幅器、２１３２，２１３３，２１３４，２１３５，２１３６，２１３７…抵抗。

Claims

内燃機関の吸入空気流中に設けられた２つの抵抗体と、前記２つの抵抗体の電位差を制御するブリッジ回路と、前記抵抗体の加熱時間を制限する回路手段とを備えた熱式空気流量計において、
前記抵抗体の加熱温度を求める手段を備え、
前記回路手段は、電源投入時において、前記抵抗体の一定時間あたりの温度変化が所定値より小さく、かつ前記抵抗体の発熱温度が目標とする温度範囲以下である場合に、加熱時間を制限することを特徴とする熱式空気流量計。
請求項１に記載の熱式空気流量計において、
前記抵抗体がシリコン基板上に形成されたことを特徴とする熱式空気流量計。