(57)【要約】      （修正有）【課題】ドリフトの小さな流量センサ用測定装置および空気流量の測定方法を提供する。【解決手段】周囲温度を求める基準温度センサ（RHF)と、第１の温度センサ（RHF1)と、温度を一定の第１の値へ制御する第１の加熱抵抗（RH1)と、第２の温度センサ（RHF２）と、温度を一定の第２の値へ制御する第２の過熱抵抗（RH2)とを有する流量センサ用測定装置において、第２の加熱抵抗（RH2)に印加される電圧（UH2)を流量センサの出力電圧（UA)とする。【選択図】図２
2006023304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲温度を求める基準温度センサ（ＲＬＦ）と、第１の温度センサ（ＲＨＦ１）と、温度を一定の第１の値へ制御する第１の加熱抵抗（ＲＨ１）と、第２の温度センサ（ＲＨＦ２）と、温度を一定の第２の値へ制御する第２の加熱抵抗（ＲＨ２）とを有する
流量センサ用測定装置において、
第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）は流量センサの出力電圧（ＵＡ）である
ことを特徴とする流量センサ用測定装置。
【請求項２】
周囲温度を求める基準温度センサ（ＲＬＦ）と、第１の温度センサ（ＲＨＦ１）と、第１の加熱抵抗（ＲＨ１）と、第２の温度センサ（ＲＨＦ２）と、第２の加熱抵抗（ＲＨ２）とを有する
流量センサ用測定装置において、
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）に印加される電圧（ＵＨ１）が第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）よりも大きいときには第２の加熱抵抗に印加される電圧が流量センサの出力電圧（ＵＡ）となり、
そうでないときには第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）が基準電圧（ＵＨ２０）から減算され、その電圧差（ＵＨ２０−ＵＨ２）が流量センサの出力電圧（ＵＡ）となる
ことを特徴とする流量センサ用測定装置。
【請求項３】
第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）と第１の加熱抵抗（ＲＨ１）に印加される電圧（ＵＨ１）とのあいだに比較器（Ｋ）が挿入されており、第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）および基準電圧（ＵＨ２０）が減算素子（Ｄ）へ供給され、前記比較器によって制御されるアナログマルチプレクサ（Ｍ）が設けられており、該マルチプレクサの第１の入力側には第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）が印加され、該マルチプレクサの第２の入力側には基準電圧（ＵＨ２０）と第２の加熱抵抗に印加される電圧（ＵＨ２）との差（ＵＨ２０−ＵＨ２）が印加される、請求項２記載の装置。
【請求項４】
測定エレメント（１１）に空気が流れない場合には、基準電圧（ＵＨ２０）は第２の加熱抵抗に印加される電圧（ＵＨ２）に等しい、請求項２または３記載の装置。
【請求項５】
基準温度センサ（ＲＬＦ）および第１の温度センサ（ＲＨＦ１）はブリッジ回路の一部、例えばホィットストンブリッジの一部である、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
基準温度センサ（ＲＬＦ）および第２の温度センサ（ＲＨＦ２）はブリッジ回路の一部、例えばホィットストンブリッジの一部である、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
基準温度センサ（ＲＬＦ）と第１の温度センサ（ＲＨＦ１）とのあいだに第１のブリッジ電圧が印加される、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）に印加される電圧（ＵＨ１）は第１のブリッジ電圧に依存して制御される、請求項７記載の装置。
【請求項９】
基準温度センサ（ＲＬＦ）と第２の温度センサ（ＲＨＦ２）とのあいだに第２のブリッジ電圧が印加される、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）は第２のブリッジ電圧に依存して制御される、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）に印加される電圧（ＵＨ１）および第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）は差動増幅器（３９，４１）により制御される、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
差動増幅器（３９，４１）のオフセット電圧を介してブリッジ回路が適合化される、請求項１記載の装置。
【請求項１３】
基準温度センサ（ＲＬＦ）は第１の部分抵抗（ＲＬＦ，１）とこれに直列接続された第２の部分抵抗（ＲＬＦ，２）とから成る、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
温度センサ（ＲＨＦ１，ＲＨＦ２）および基準温度センサ（ＲＬＦ）は各加熱抵抗（ＲＨ１，ＲＨ２）よりも格段に大きな抵抗値を有する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
基板（１３）を有しており、該基板上に抵抗層が設けられ、そこから加熱抵抗（ＲＨ１，ＲＨ２）および温度センサ（ＲＨＦ）および基準温度センサ（ＲＬＦ）がパターニングされる、請求項１から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
加熱抵抗（ＲＨ１，ＲＨ２）と温度センサ（ＲＨＦ）および基準温度センサ（ＲＬＦ）とをコンタクトさせる導体路（１５〜２１，２５〜３７）が設けられており、該導体路は抵抗層からパターニングされる、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
空気流量を求めるために流量センサ内に設けられる、請求項１から１６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）と、第２の加熱抵抗（ＲＨ２）と、第１の加熱抵抗および第２の加熱抵抗を制御する温度制御部とにより空気流量を測定する、
空気流量の測定方法において、
第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）を検出するステップと、
該電圧を出力電圧（ＵＡ）として出力するステップとを有する
ことを特徴とする空気流量の測定方法。
【請求項１９】
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）と、第２の加熱抵抗（ＲＨ２）と、第１の加熱抵抗および第２の加熱抵抗を制御する温度制御部とにより空気流量を測定する、
空気流量の測定方法において、
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）に印加される電圧（ＵＨ１）を検出するステップと、
第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）を検出するステップと、
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）に印加される電圧（ＵＨ１）と第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）とを比較するステップと、
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）に印加される電圧（ＵＨ１）と第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）との差に依存して出力電圧（ＵＡ）を求めるステップとを有する
ことを特徴とする空気流量の測定方法。
【請求項２０】
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）に印加される電圧（ＵＨ１）が第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）よりも大きいときには出力電圧（ＵＡ）は第２の加熱抵抗に印加される電圧に等しい、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
第１の加熱抵抗（ＲＨ１）に印加される電圧（ＵＨ１）が第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）よりも小さいときには出力電圧（ＵＡ）は基準電圧（ＵＨ２０）から第２の加熱抵抗に印加される電圧（ＵＨ２）を減算した値に等しい、請求項１９または２０記載の方法。
【請求項２２】
空気が第２の加熱抵抗（ＲＨ２）の上方に存在する場合には、基準電圧（ＵＨ２０）は第２の加熱抵抗（ＲＨ２）に印加される電圧（ＵＨ２）と同じ大きさとなる、請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流量センサ用測定装置および空気流量の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州公開第９５５５２４号明細書から、２つの加熱抵抗および２つの基準温度センサを備えた内燃機関の吸入空気量を求める流量センサが公知である。基準温度センサを用いて、流量センサを通流する空気の温度を検出し、その後で空気を加熱抵抗の上方へ供給する。２つの加熱抵抗は流量センサの上方を流れる空気量の測定に用いられる。ここでは流れ方向で見た第１の加熱抵抗が空気をあらかじめ加熱するという効果が利用されるので、流れ方向で見た第２の加熱抵抗には設定温度の達成に第１の加熱抵抗よりも小さい熱エネルギしか必要ない。流れ方向の第１の加熱抵抗を冷却すると当該の加熱抵抗の電気抵抗値は低下するが、第２の加熱抵抗には第１の加熱抵抗によって熱せられた空気が供給されるので、わずかしか冷却されない。したがって第２の加熱抵抗の電気抵抗値は、それ以外の初期条件が等しければ、第１の加熱抵抗の電気抵抗値よりも大きい。第１の加熱抵抗と第２の加熱抵抗との温度依存性の抵抗差、または一定の温度の維持に必要な加熱電圧の差から、流量センサを通流する空気量が結論される。
【０００３】
また各加熱抵抗に１つずつ固有の温度センサを配置し、これにより加熱抵抗の温度を測定することも公知である。
【０００４】
この回路には２つの加熱抵抗、２つの温度センサおよび２つの基準温度センサが設けられており、全部で２・６＝１２個の端子が存在する。１２個の端子を１つのチップに収容するため、特に端子数に対してチップの大きさが問題となる。チップのコストはそのサイズに依存して高くなりがちである。
【０００５】
未公開の独国出願第１０３２４２９２９２号明細書には、２つの加熱抵抗、２つの温度センサおよび１つの基準温度センサが設けられており、全部で６個の端子を有する測定装置が記載されている。この測定装置では２つの温度センサが測定装置の上方を流れる空気量を求めるために用いられる。
【特許文献１】欧州公開第９５５５２４号明細書
【特許文献２】独国出願第１０３２４２９２９２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、ドリフトが最小となる流量センサ用測定装置および空気流量の測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、第２の加熱抵抗に印加される電圧を流量センサの出力電圧とする構成により解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の測定エレメント（流量センサ）によりドリフトが著しく低減される。少なくとも短時間クランクケースベンチレーション部を通って汚れた空気が吸入される内燃機関では、例えば油霧などの汚染物質が測定エレメントに付着すると、こうした汚染物質により放熱が生じる。この場合には測定エレメントの熱エネルギが空気量に対して変化し、空気量信号に誤りが発生する。
【０００９】
本発明の測定エレメントの駆動には、上流の第１の加熱抵抗によって燃焼空気に形成される熱拡散渦を利用する。これにより吸入された燃焼空気中の汚染物質は第１の加熱抵抗の領域で排除される。したがって第２の加熱抵抗は寿命の全期間にわたる駆動時間においてほぼ汚染物資フリーとなる。さらに空気量信号の品質及び精度は、本発明による測定エレメントでの加熱電圧の評価手段により一定となり、きわめて良好である。これは第６の端子とアース端子とのあいだの電圧、つまり第２の加熱抵抗に印加される電圧を流量センサの出力信号として使用することにより実現される。
【００１０】
この利点は請求項１記載の測定装置により実現される。特に有利には、本発明の流量センサ用測定装置は１個のアース端子（第４の端子）およびその他の５個の端子に基づいて、アース端子と第１の端子とのあいだに接続された周囲温度を求める基準温度センサ、アース端子と第２の端子とのあいだに接続された第１の加熱抵抗、アース端子と第３の端子とのあいだに接続された第１の温度センサ、アース端子と第６の端子とのあいだに接続された第２の加熱抵抗、およびアース端子と第５の端子とのあいだに接続された第２の温度センサから成る省スペースな構造を有する。
【００１１】
前述の利点のほか、本発明によれば、回路技術的に特に簡単に測定エレメントを流量センサに組み込むことができる。
【００１２】
選択的に、本発明の測定装置を流量センサの電子評価回路に接続する場合、第２の端子に印加される電圧が第６の端子に印加される電圧よりも大きいときにはアース端子と第６の端子とのあいだに印加される電圧が流量センサの出力電圧となり、そうでないときにはアース端子と第６の端子とのあいだに印加される電圧が基準電圧から減算され、その電圧差が流量センサの出力電圧となる。
【００１３】
測定エレメントの評価回路を用いて、内燃機関の吸気管内の逆流をきわめて正確に求めることができる。このために評価回路はアース端子と第６の端子とのあいだに印加される電圧ＵＨ２が、その大きさのみでなく空気の流れ方向も考慮したうえで、測定装置の出力電圧ＵＡへ変換される。これはシリンダヘッドから出ていく吸入空気の空気量をシリンダヘッドへ流れこむ空気量から減算することに他ならない。これにより噴射燃料量の調量にとって重要な意義を有するシリンダ充填量がきわめて正確に検出される。このとき例えばガス交換弁の閉鎖運動または他のダイナミックな流れ効果によって発生する高周波数の小さな圧力の脈動も考慮される。これにより本発明の測定エレメントを備えた流量センサでは出力信号の品質が著しく高くなる。
【００１４】
アース端子と第６の端子とのあいだに印加される電圧およびアース端子と第２の端子とのあいだに印加される電圧を比較器へ供給し、アース端子と第６の端子とのあいだに印加される電圧および基準電圧を減算素子へ供給すると有利であることが判明している。さらにこの比較器によってアナログマルチプレクサを制御し、このマルチプレクサの第１の入力側にアース端子と第６の端子とのあいだに印加される電圧が印加され、マルチプレクサの第２の入力側には基準電圧と第６の端子に印加される電圧との差が印加される。これにより簡単に、測定エレメントを通流する空気の流れ方向を識別でき、最終的にシリンダヘッドへ流れこむ燃焼空気の尺度となる出力信号または出力電圧が形成される。この尺度は必要な燃料噴射量を求めるのに適する。
【００１５】
本発明の測定エレメントまたはこれを備えた流量センサの精度を最適化するには、測定エレメントに空気が流れない場合には、基準電圧を、アース端子と第６の端子とのあいだに印加される電圧に等しくする。
【００１６】
有利には、基準温度センサおよび第１の温度センサはブリッジ回路の一部、特にホィットストンブリッジの一部である。同様に有利には、基準温度センサおよび第２の温度センサはブリッジ回路の一部、特にホィットストンブリッジの一部である。基準温度センサを第１のブリッジ回路および第２のブリッジ回路の双方に利用することにより、電気素子および端子の数を低減することができる。しかもこのとき本発明の測定装置の機能は損なわれない。
【００１７】
さらに有利には、第１の端子と第３の端子とのあいだに第１のブリッジ電圧が印加され、第１の加熱抵抗に印加される電圧が第１のブリッジ電圧に依存して制御される。
【００１８】
同様に有利には、第１の端子と第５の端子とのあいだに第２のブリッジ電圧が印加され、第２の加熱抵抗に印加される電圧が第２のブリッジ電圧に依存して制御される。
【００１９】
第１の加熱抵抗および第２の加熱抵抗に印加される電圧を制御するために、有利には差動増幅器が使用され、この差動増幅器のオフセット電圧またはブリッジ抵抗を介してブリッジ回路が適合化される。
【００２０】
本発明の別の有利な実施形態では、基準温度センサは第１の部分抵抗とこれに直列接続された第２の部分抵抗とから成る。
【００２１】
本発明の測定装置の機能は、温度センサおよび基準温度センサが各加熱抵抗よりも格段に大きな抵抗値を有する場合にさらに高まる。
【００２２】
本発明の測定装置は、基板を設け、この基板上に抵抗層を設け、そこに加熱抵抗および温度センサおよび基準温度センサをパターニングすることにより簡単に製造される。また加熱抵抗と温度センサおよび基準温度センサとをコンタクトさせる導体路を抵抗層にパターニングするとさらに有利である。
【００２３】
本発明の他の有利な実施形態およびその利点は以下の説明、図および特許請求の範囲から得られる。
【実施例】
【００２４】
図１には本発明の測定エレメント１１の配置されたチップが示されている。測定エレメント１１は図２に示されている流量センサ用測定装置の一部である。測定エレメント１１を流量センサの回路に組み込む手段は図２に則して詳細に説明する。
【００２５】
まず、測定エレメント１１が基板１３上に抵抗層の被着されたチップとして構成されていることを理解されたい。この抵抗層から以下に詳細に説明する測定エレメントの素子がエッチングにより形成される。
【００２６】
測定エレメント１１はアース端子（第４の端子）４を有しており、このアース端子には基板１３上に配置された全ての素子が接続されている。
【００２７】
Ｕ字形に構成された第１の加熱抵抗ＲＨ１は導体路１５を介して第２の端子２へ、導体路１７を介してアース端子４へ接続されている。第１の加熱抵抗ＲＨ１内には第１の温度センサＲＨＦ１が配置されている。第１の温度センサＲＨＦ１は導体路１９を介して第３の端子３へ、導体路２１を介してアース端子４へ接続されている。
【００２８】
測定エレメント１１の上方を流れる測定すべき空気の流れ方向２３は図１では矢印によって示されている。
【００２９】
第１の加熱抵抗ＲＨ１よりも下流に第２の加熱抵抗ＲＨ２と第２の温度センサＲＨＦ２とが配置されている。第２の加熱抵抗ＲＨ２は、導体路２５を介して第６の端子６へ、導体路２７を介してアース端子４へ接続されている。
【００３０】
第２の温度センサＲＨＦ２は、導体路２９を介して第５の端子５へ、導体路３１を介してアース端子４へ接続されている。
【００３１】
アース端子４へ通じる導体路１７，２１，２７，３１は、アース端子４にできるだけ近接して配置される個別の導体路として構成される。これにより第１の加熱抵抗ＲＨ１および第２の加熱抵抗ＲＨ２の温度制御の相互影響は回避される。
【００３２】
さらに測定エレメント１１は基準温度センサＲＬＦを有しており、これは図１の実施例では直列に接続された２つの部分抵抗ＲＬＦ，１，ＲＬＦ，２から成る。部分抵抗ＲＬＦ，１，ＲＬＦ，２は導体路３３〜３７を介して第１の端子１とアース端子４とに接続されている。
【００３３】
もちろん基準温度センサＲＬＦを図示しない１つの抵抗から形成してもよい。この場合には抵抗は例えば図中の基板１３上の導体路３５が配置されている位置に配置することができる。
【００３４】
以下に図２，図３に則して、流量センサ用測定装置とともに用いられる測定エレメント１１の２つの手段を説明する。図１に示した測定エレメント１１の構造は図２，図３でも共通である。電気端子１〜６についてもおなじ説明が当てはまる。
【００３５】
図２からわかるように、基準温度センサＲＬＦおよび第１の温度センサＲＨＦ１は第１のブリッジ抵抗Ｒ１および第２のブリッジ抵抗Ｒ２とともに第１のホィットストンブリッジを形成している。このブリッジ回路のブリッジ電圧は図１の測定エレメント１１の第１の端子１と第３の端子３とのあいだに印加される。このブリッジ電圧は第１の差動増幅器３９へ入力電圧として供給される。第１の差動増幅器３９の出力電圧ＵＨ１は第１の加熱抵抗ＲＨ１に印加される電圧を制御するため、ひいては第１の加熱抵抗ＲＨ１の温度を制御するために用いられる。出力電圧ＵＨ１は測定エレメント１１の第２の端子２とアース端子４とのあいだにかかる。
【００３６】
基準温度センサＲＬＦおよび第２の温度センサＲＨＦ２は第１のブリッジ抵抗Ｒ１および第３のブリッジ抵抗Ｒ３とともに第２のホィットストンブリッジを形成している。この第２のブリッジ回路のブリッジ電圧は測定エレメント１１の第１の端子１と第５の端子５とのあいだにかかる。このブリッジ電圧は第２の差動増幅器４１へ入力電圧として供給される。第２の差動増幅器４１の出力電圧ＵＨ２は第２の加熱抵抗ＲＨ２の電力を制御するために用いられる。出力電圧ＵＨ２は測定エレメント１１の第６の端子６とアース端子４とのあいだにかかる。
【００３７】
本発明の第１の実施例では、第２の差動増幅器４１の出力電圧ＵＨ２が流量センサの出力電圧ＵＡとして評価される。この出力電圧ＵＡが流量センサの出力信号となる。
【００３８】
第１の差動増幅器３９および第２の差動増幅器４１の調整可能なオフセット電圧を介して第１のブリッジ回路および第２のブリッジ回路の適合化が行われる。選択的にこの適合化はブリッジ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を変化させることによって行うこともできる。
【００３９】
第２の差動増幅器４１の出力電圧ＵＨ２を流量センサの出力信号として評価することにより、本発明の測定エレメントまたはこれを備えた流量センサのドリフトへの不感性が著しく高められる。すなわち、測定エレメントの上方を流れる吸入空気中の汚染物質が特に熱拡散渦によって第１の加熱抵抗ＲＨ１に堆積し、ここに比較的強いドリフトが発生する。ただし第１の加熱抵抗での加熱電圧は測定エレメントの出力信号には関係しないので、ドリフトはここでフェードアウトする。ドリフトに対してきわめて安定な第２の加熱抵抗ＲＨ２に印加される電圧のみが出力信号として使用される。
【００４０】
本発明の測定エレメントを流量センサの評価回路へ組み込んだ有利な実施例を図３に示し、以下に詳細に説明する。
【００４１】
ただしまずはじめに図４に則して流量センサを通流する空気の方向逆転が測定結果に与える影響について述べる。
【００４２】
種々の内燃機関の吸気管ではダイナミクス過程に基づいていわゆる圧力脈動および逆流が発生することがある。この圧力脈動および逆流が起こると、シリンダヘッドの方向へ流れる空気の一部がふたたび戻ってきて内燃機関のエアフィルタボックスへ流れこんでしまう。燃焼室へ流入する燃焼空気量を流量センサによって正確に検出することが所望されるケースでは、こうした逆流を考慮しなければならない。逆流を考えずに電圧ＵＨ２のみを流量センサの出力信号として評価すると、図４に示されているイメージが生じる。まず時間０〜Ｔ１で内燃機関は空気を吸入しており、このことは測定エレメントまたは流量センサでのほぼ正弦波状の半波ＵＨ２に反映されている。時間Ｔ１〜Ｔ２では逆流が生じており、測定エレメントの電圧ＵＨ２は再びほぼ正弦波状の半波で上昇する。これは第２の加熱抵抗ＲＨ２が逆流によって冷却されるためである。ここで、内燃機関のシリンダヘッドへの真の流入空気量を正確に求めようとする場合、先に吸入されシリンダヘッドへ流入した空気の量から逆流空気量を減算しなければならない。
【００４３】
このために図３の評価回路が使用される。ここではまず第１の差動増幅器３９の出力電圧ＵＨ１および第２の差動増幅器４１の出力電圧ＵＨ２が比較器Ｋへ供給される。吸入空気が内燃機関のエアフィルタボックスからシリンダヘッドへの方向で流れるとき、第１の加熱抵抗ＲＨ１は第２の加熱抵抗ＲＨ２よりも強く冷却されるので、電圧ＵＨ１は電圧ＵＨ２よりも大きくなる。したがって比較器Ｋの正の入力側には加熱電圧ＵＨ１が供給され、負の入力側には加熱電圧ＵＨ２が供給される。
【００４４】
内燃機関のシリンダヘッドからエアフィルタボックスへ逆流が生じると、第２の加熱抵抗ＲＨ２は第１の加熱抵抗ＲＨ１よりも強く冷却され、電圧ＵＨ２は電圧ＵＨ１よりも大きくなる。換言すれば、電圧ＵＨ１が電圧ＵＨ２よりも大きいかぎり空気流はエアフィルタボックスからシリンダヘッドへの方向できちんと流れており、電圧ＵＨ２が電圧ＵＨ１よりも大きくなった場合に逆流が生じていることになる。
【００４５】
流れ方向の逆転を出力電圧ＵＡで考慮するために、第２の加熱抵抗ＲＨ２の電圧ＵＨ２は減算素子Ｄの負の入力側へも供給される。減算素子Ｄの正の入力側にはできるかぎり一定に保持すべき基準電圧ＵＨ２０が供給される。
【００４６】
基準電圧ＵＨ２０の値は、本発明の測定エレメントの上方に空気が存在する場合には第２の加熱抵抗ＲＨ２に印加される電圧に等しくなるように選定される。電圧ＵＨ２および減算素子Ｄの出力量はアナログマルチプレクサＭへ供給される。アナログマルチプレクサＭは比較器Ｋによって制御される。
【００４７】
電圧ＵＨ２が電圧ＵＨ１よりも小さいとき、つまり燃焼空気がエアフィルタボックスからシリンダヘッドへの方向で流れている場合には、出力電圧ＵＡひいては本発明の流量センサの出力信号は電圧ＵＨ２に等しくなる。
【００４８】
燃焼空気がシリンダヘッドからエアフィルタボックスへ逆流している場合、つまり電圧ＵＨ２が電圧ＵＨ１よりも大きいときには、減算素子Ｄの出力量、すなわち基準電圧ＵＨ２０から第２の加熱抵抗ＲＨ２に印加される電圧ＵＨ２を減算した値が本発明の流量センサの出力電圧ＵＡとなる。
【００４９】
このように修正された出力信号ＵＡの時間特性は図４の破線の曲線によって表されている。
【００５０】
本発明の測定エレメントおよびその評価プロセスを用いれば、圧力脈動またはシリンダヘッドからエアフィルタボックスへの逆流が生じる内燃機関の吸気系においても空気量測定をきわめて正確に行うことができる。
【００５１】
第１の差動増幅器３９の出力信号は第１の加熱抵抗に印加される電圧ＵＨ１に相応に測定エレメントの上方を流れる空気の流れ方向を求めるためのみに用いられ、空気量の定量測定には用いられないので、第１の加熱抵抗ＲＨ１のドリフトはきわめてわずかな大きさでしか出力信号ＵＡに作用しない。このわずかな影響は次のように説明できる。つまり第１の加熱抵抗のドリフトによって比較器Ｋの切換時点に幾分誤差が生じるが、この切換時点では燃焼空気の順流と逆流との転換のために自然に流れ速度が小さくなるので、燃焼室へ流入する空気量を求めることについてはほとんど誤差は生じないと云える。
【００５２】
したがって本発明の測定エレメントの評価プロセスにより、きわめて正確でドリフトのない空気量測定が可能となる。
【００５３】
測定エレメントのドリフト感受性をさらに低減し、評価電子回路を小さく構成するために、評価回路を完全にまたは部分的にディジタル化すると有利である。
【００５４】
図５には本発明の方法のフローチャートが示されている。開始後、第１のステップでは第１の加熱抵抗に印加される電圧ＵＨ１が求められる。第２のステップでは第２の加熱抵抗に印加される電圧ＵＨ２が求められる。続いて２つの電圧ＵＨ１，ＵＨ２が比較される。電圧ＵＨ１が電圧ＵＨ２よりも大きい場合には、本発明の測定装置の出力電圧ＵＡは電圧ＵＨ２となる。電圧ＵＨ２が電圧ＵＨ１よりも大きい場合には、本発明の測定装置の出力電圧ＵＡは基準電圧から第２の加熱抵抗に印加される電圧を減算した値ＵＨ２０−ＵＨ２となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の測定エレメントのレイアウト図である。
【図２】本発明の第１の実施例の測定装置を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例の測定装置を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例の測定装置の出力信号の時間特性図である。
【図５】本発明の方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１１  測定エレメント、  １３  基板、  １５〜２１，２５〜３７  導体路、  ２３  測定流方向、  ＲＬＦ  基準温度センサ、  ＲＨＦ  温度センサ、  ＲＨ１  第１の加熱抵抗、  ＲＨ２  第２の加熱抵抗、  １〜６  端子、  Ｒ１〜Ｒ３  抵抗、  ３９，４１  差動増幅器、  Ｋ  比較器、  Ｄ  減算素子、  Ｍ  マルチプレクサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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