(57)【要約】【課題】非対称通路に温度検出素子が配置される温度差検出方式の熱式流量計測装置において温度検出素子の順流方向特性と逆流方向特性とを近似させ流体の脈動が発生しても流量検出誤差を抑制可能な熱式流量計測装置を実現する。【解決手段】熱式流量計測装置における駆動回路は、温度検出抵抗体１５〜１８で構成されるブリッジ回路と温度検出抵抗体１４の接続点電圧と抵抗１０、１１の接続点電圧との電圧差を増幅器９で増幅し、位相補償回路１を介してトランジスタ７を駆動し発熱抵抗体１３に電流を供給する。非対称通路内で、抵抗体１５、１８は、発熱抵抗体１３の上流側、抵抗体１６、１７は下流側に配置されるが、抵抗体１６、１７は、１５、１８より発熱抵抗体１３に近い位置に配置される。下流側に位置する抵抗体１６、１７の方の検出温度に重み付けをし、非対称通路において温度検出素子の順流方向特性と逆流方向特性とを近似させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体中に配置され、電流を供給することによって発熱する発熱体と、この発熱体に対して流体の通流方向の上流側に配置される第１の温度検出手段と、上記発熱体に対して流体の通流方向の下流側に配置される第１の温度検出手段と、流体の流通方向に対して非対称な形状の通路とを有し、この通路内に、上記発熱体、第１の温度検出素子及び第２の温度検出素子が配置される熱式流体流量計測装置において、
上記第１の温度検出手段により検出された温度と、上記第２の温度検出手段により検出された温度との差を検出して、流体流量に応じた電圧を発生する温度差検出手段と、
上記第１の温度検出手段によって検出された温度と上記第２の温度検出手段によって検出された温度とに重み付けをして互いに加算した値が予め設定した値となるように、上記発熱体への電流供給を制御する発熱体制御手段と、
を備えることを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱式流量計測装置において、
上記発熱体の温度に対する感度は、上記第１の温度検出手段と上記第２の温度度検出手段とで互いに異なり、上記発熱体制御手段は、上記第１の温度検出手段の温度検出出力と上記第２の温度度検出手段の温度検出出力とを加算する加算手段と、上記加算手段の出力が、予め設定された値になるように上記発熱体に供給される電流を制御する電流制御手段とを有することを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項３】
請求項２記載の熱式流量計測装置において、上記第1の温度検出手段と上記発熱体との間隔を、上記第２の温度検出手段と上記発熱体との間隔より大とすることにより、上記感度が、上記第１の温度検出手段と上記第２の温度度検出手段とで互いに異なることを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項４】
請求項２記載の熱式流量計測装置おいて、上記第1の温度検出手段の形状と、上記第２の温度検出手段の形状とが互いに異なることにより、上記感度が、上記第１の温度検出手段と上記第２の温度度検出手段とで互いに異なることを特徴とする熱式流量計測装置。    
【請求項５】
請求項１記載の熱式流量計測装置において、
上記発熱体制御手段は、
上記第１の温度検出手段の温度検出出力と上記第２の温度検出手段の温度検出出力との加重平均を行う加重平均手段と、
上記加重平均手段の出カが予め設定された値となるように上記発熱体に供給する電流を制御する電流制御手段とを有することを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項記載の熱式流量計測装置において、上記第１及び第２の温度検出手段は、温度検出素子である複数の抵抗素子を有することを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項７】
請求項２記載の熱式流量計測装置において、上記第１及び第２の温度検出手段は、温度検出素子である複数の抵抗素子を有し、上記第１の温度検出手段の抵抗素子の抵抗値は上記第２の温度検出手段の抵抗素子の抵抗値よりも高く、上記発熱体の温度に対する感度が、上記第１の温度検出手段と上記第２の温度度検出手段とで互いに異なることを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の熱式流量計測装置において、上記抵抗素子により構成されるブリッジ回路と、このブリッジ回路と電圧源との間に直列接続され、周囲温度に応じて抵抗値が変化する周囲温度検出抵抗素子と、上記電圧源を上記周囲温度検出抵抗素子を介して上記ブリッジ回路に接続するか、上記電圧源を上記周囲温度検出抵抗素子を介さずに上記ブリッジ回路に接続するかを選択するスイッチ手段とを備えることを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項９】
請求項６、７、８のうちのいずれか一項記載の熱式流量計測装置において、上記第１の温度検出手段のうちのいずれかの抵抗素子を短絡するか否かを選択するスイッチ手段を有することを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちのいずれか一項記載の熱式流量計測装置において、上記発熱体制御手段は、低周波ほど大きく増幅し、且つ、予め定められた周波数帯域は一定の増幅率で増幅する増幅手段を有することを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項１１】
請求項６〜１０のうちのいずれか一項記載の熱式流量計測装置において、上記発熱体は電圧源とグランドとの間に接続される抵抗素子で構成され、第１及び第２の温度検出手段は電圧源とグランドとの間に接続され、上記発熱体と第１及び第２の温度検出手段とは同一基板上に配置され、上記発熱抵抗体のグランド側接続端と第２の温度検出手段とは、上記発熱抵抗体の電圧源側接続端より近接して配置されることを特徴とする熱式流量計測装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちのいずれか一項記載の熱式流量計測装置において、上記発熱抵抗体と、第１の温度検出手段と、第２の温度検出手段とは、自動車のエンジンに空気を供給する吸気管に配置されることを特徴とする熱式流体流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱式流量計測装置に係り、特に、非対称な通路を持つ温度差検出方式の熱式流量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱抵抗体と、この発熱抵体の、流体上下流の両側に温度検出素子を配置し、上流側温度検出素子の検出温度と、下流側温度検出素子の検出温度との差を算出することにより、流体流量を計測する温度差検出方式の熱式流量計測装置が知られている。
【０００３】
この温度差検出方式の熱式流量計測装置において、流体流量が大となると、上流側温度検出抵抗素子の温度が一定値以下に低下することが無くなり、また、下流側温度検出素子の温度も低下する傾向にある。
【０００４】
この場合、本来、上下流側温度検出素子の互いの検出温度差は、流体流量が大となるに従い大となるべきであるが、そのような関係とならないこととなり、大流量域での流量計測感度が低下してしまっていた。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載の技術にあっては、上流側温度検出素子の検出温度と下流側温度検出素子の検出温度との平均温度が一定値となるように、発熱抵抗体に供給する電力を制御している。
【０００６】
このようにすることで、大流量域で、上下流側の温度検出素子の検出温度が共に低下しようとした場合、発熱抵抗体に供給する電力を制御することにより、上下流側温度検出素子の検出温度を上昇させ、流量に対応した温度差を得ることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６５８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、自動車のエンジンの吸入空気量を計測する場合、順流（熱式流量計測装置が正の出力を出す流体の通流方向であり、エンジンに向かう空気の流れ）のみならず、逆流（熱式流量計測装置が負の出力を出す流体の通流方向であり、エンジンから吹き返す空気の流れ）が発生する場合がある。
【０００９】
熱式流量計測装置が、一般家庭のガス流量計などであれば、順流の流れしか発生しないので、このことは間題にならないが、自動車のエンジン等の吸入空気量を計測するような場合、エンジンからの吹き返しにより無視できない大きさの逆流が発生する。
【００１０】
このため、順流はもちろんのこと、逆流に対しても十分な感度が得られることが流量計測装置には望まれる。
【００１１】
ここで、自動車のエンジン等の吸入空気量を計測するような場合、流量計測素子にダストが付着すると、検出精度が低下する。このため、副通路に侵入したダストが、流量検出素子に到達することを防止するため、この副通路の形状を、例えば、渦巻状とし、上下流方向に非対称となっている流体通路を用いる技術がある。
【００１２】
この上下流方向に非対称な流体通路が用いられる場合、流体の流れの順流と逆流とは、その特性が大きく異なり、非対称となってしまう。
【００１３】
従来技術においては、上下流方向に非対称な流体通路を用いた場合の、逆流検知感度の向上については、何ら認識されていない。
【００１４】
上記特許文献１に記載の技術を、上下流方向に非対称な流体通路を用いる場合に適用したとしても、逆流方向の流量検知については、何ら対策がなされていないため、流量検知誤差が発生してしまう。
【００１５】
本発明の目的は、非対称な通路に温度検出素子が配置される温度差検出方式の熱式流量計測装置において、温度検出素子の順流方向特性と逆流方向特性とを近似させ、流体の脈動が発生しても流量検出誤差を抑制可能な温度差検出方式の熱式流量計測装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の熱式流体流量計測装置は、流体中に配置され、電流を供給することによって発熱する発熱体と、この発熱体に対して流体の通流方向の上流側に配置される第１の温度検出手段と、発熱体に対して流体の通流方向の下流側に配置される第１の温度検出手段と、流体の流通方向に対して非対称な形状の通路とを有し、この通路内に、発熱体、第１の温度検出素子及び第２の温度検出素子が配置され、第１の温度検出手段により検出された温度と、上記第２の温度検出手段により検出された温度との差を検出して、流体流量に応じた電圧を発生する。
【００１７】
そして、第１の温度検出手段によって検出された温度と第２の温度検出手段によって検出された温度とに重み付けをして互いに加算した値が予め設定した値となるように、発熱体への電流供給を制御し、温度検出素子の順流方向特性と逆流方向特性とを近似させ、流体の脈動が発生しても流量検出誤差を抑制する。
【発明の効果】
【００１８】
非対称な通路に温度検出素子が配置される温度差検出方式の熱式流量計測装置において、温度検出素子の順流方向特性と逆流方向特性とを近似させ、流体の脈動が発生しても流量検出誤差を抑制可能な温度差検出方式の熱式流量計測装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。  
まず、本発明の第１の実施形態である熱式流量計測装置を図１〜９を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施形態である熱式流量計測装置における駆動回路構成図、図２は第１の実施形態である熱式流量計測装置のセンサエレメント（熱式流量計測素子）１２の平面図、図３は図２のＡ−Ａ’線に沿った断面図、図４は図1に示した駆動回路の動作タイミング図である。
【００２１】
また、図５は図１に示した位相補償回路１における伝達関数の周波数特性を示す図、図６は発熱抵抗体１３の駆動電圧と同一の駆動電圧が印加されるブリッジ回路を形成する抵抗１５〜１８の抵抗値への伝達関数の周波数特性を示す図、図７は第１の実施形態である熱式流量計測装置を吸気管３８への実装したときの説明図、図８は発熱抵抗体１３の温度を一定とした場合の測定空気流に対する温度検出抵体１５〜１８の抵抗値変化を示す図、図９は発熱抵抗体１３の温度特性を示す図である。
【００２２】
まず、本発明の熱式流量計測装置のセンサエレメント（熱式流量計測素手）１２の構成を図２、図３を参照して説明する。
【００２３】
センサエレメント１２は、シリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で形成される平板基板３７の表面上に絶縁膜３６を形成する。そして、平板基板３７をその裏面からエッチングすることで絶縁膜３６の下部に空間を形成し、平板基板３７に薄肉部（ダイアフラム）２２、２３を形成する。
【００２４】
薄肉部２２の表面には温度検出抵抗体１４を形成して、計測空気流の温度を検出できるようにしている。また、薄肉部２３の表面には、測定空気流の温度と所定の温度差に加熱される発熱体である発熱抵抗体１３と、この発熱抵抗体１３の上流側及び下流側の両側に温度検出手段である温度検出抵抗体１５、１６、１７、１８を形成している。
【００２５】
なお、発熱抵抗体１３は、ポリシリコン薄膜、白金薄膜、ニッケル合金薄膜などで作られた抵抗体であり、この抵抗体１３に電流を流すことで発熱させる。
【００２６】
また、温度検出抵抗体１４〜１８も、ポリシリコン薄膜、白金薄膜、ニッケル合金薄膜等で作られた抵抗体で、これらの抵抗体の抵抗値が温度により変化することを利用して、温度検出抵抗体１４〜１８が配置された場所の温度を検出する。
【００２７】
なお、発熱抵抗体１３と温度検出抵抗体１５、１８との間隔は、発熱抵抗体１３と温度検出抵抗体１６、１７との間隔よりも広くして、温度検出抵抗体１５、１８の方が発熱抵抗体１３の発熱の影響が少なくなるようにしている。
【００２８】
すなわち、流体流量が０の場合に、発熱抵抗体１３の発熱による温度検出抵抗体１５、１８の温度上昇が温度検出抵抗体１６、１７の温度上昇よりも小さくなるようになっている。
【００２９】
また、発熱抵抗体１３及び温度検出娃抗体１４〜１８にはパッド２４〜３５に接続され、外部に配線を取りだせるように構成している。
【００３０】
次に、本発明の熱式流量計測装置における駆動回路の構成について、図１を参照して説明する。
【００３１】
この駆動回路は、センサエレメント１２上に配置された発熱抵抗体１３と、温度検出抵抗体１４〜１８と、発熱抵抗体１３を駆動する駆動トランジスタ７と、温度検出抵抗体１５〜１８により構成されるブリッジ回路の出力電圧を増幅してセンサ出力を発生させる増幅器２０と、この増幅器２０の出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路２１とを備える。
【００３２】
また、この駆動回路は、温度検出抵抗体１５〜１８で構成されるブリッジ回路と温度検出抵抗体１４の接続点電圧と抵抗１０、１１の接続点電圧との電圧差を増幅する増幅器９と、この増幅器９の出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路８と、抵抗３、５、コンデンサ２、４、増幅器６から構成され、サンプルホールド回路８の出力を増幅する位相補償回路１と、温度検出抵抗体１４を短絡するスイッチ１９とを備えている。
【００３３】
次に、上記駆動回路の動作について、図４、図５、図６を参照して説明する。
【００３４】
上記駆動回路は、次の２つの動作モードを繰り返すことにより動作する。
【００３５】
第１の動作モードは、発熱抵抗体１３の発熱量を制御する動作モードであり、この第１の動作モードの時には、スイッチ１９はオフ状態で、サンプルホールド回路８はサンプル動作状態で、サンプルホールド回路２１はホールド状態である。
【００３６】
この期間、増幅器９のプラス入力には計測空気流の温度に応じて抵加値の変化する温度検出抵抗体１４と温度検出抵抗体１５〜１８により構成されるブリッジ回路により、電源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧が印加される。
【００３７】
この増幅器９のプラス入力の電圧と、抵抗１０、１１で電源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧との差分が、増幅器９で増幅される。そして、増幅された上記差分が、サンプルホールド回路８と、図５に示すような積分動作を行う位相補償回路１とを介して駆動トランジスタ７のベースに供給され、トランジスタ７の通流率を制御することにより発熱抵抗体１３に流す電流を制御する。
【００３８】
したがって、温度検出抵抗体１４とブリッジ回路（温度検出抵抗体１５〜１８）とにより電源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧と、抵抗１０、１１で電源電圧Ｖｃｃを分圧した電圧との差分がゼロになるように動作する。
【００３９】
このため、温度検出抵抗体１４とブリッジ回路（温度検出抵抗体１５〜１８）との抵抗比が一定に成るように、つまり、温度検出抵抗体１４の示す計測空気流の温度と温度検出抵抗体１５〜１８が示す発熱抵抗体１３の温度との差が一定に成るように動作する。
【００４０】
ここで、ブリッジ回路（温度検出抵抗体１５〜１８）の合成抵抗は、温度検出抵抗体１５〜１８の温度と抵抗値との関数（一次近似としては各温度検出抵抗体１５〜１８の温度に、各温度検出抵抗体１５〜１８の抵抗値に依存する重みを付けた加重加算あるいは加重平均）になる。
【００４１】
また、温度検出抵抗体１４の示す計測空気流の温度と温度検出抵抗体１５〜１８が示す発熱抵抗体１３の温度との差は抵抗１０、１１によって予め設定された値になる。
【００４２】
また、抵抗１０、１１に任意の温度特性を持たせることで、温度検出抵抗体１４の示す計測空気流の温度と温度検出抵抗体１５〜１８が示す発熱抵抗体１３の温度との差に任意の温度特性を持たせることも可能である。
【００４３】
また、発熱抵抗体１３の駆動電圧から温度検出抵抗体１５〜１８により構成されるブリッジ回路の抵抗値への伝達関数の周波数特性は図６に示すようになる。この図６に示すように、発熱抵抗体１３の熱容量による時定数と、発熱抵抗体１３から温度検出抵抗体１５〜１８への熱伝導の時定数と、発熱抵抗体１３から温度検出抵抗体１５〜１８への静電結合の時定数との為に３つの周波数極を持つ。
【００４４】
このため、図1に示した駆動回路では位相補償回路１に図５に示すように、発熱抵抗体１３から温度検出抵抗体１５〜１８への熱伝導の時定数の周波数極の近傍のゲインが一定になるような周波数特性を持たせて発熱抵抗体１３の制御系の安定化を図っている。
【００４５】
次に、第２の動作モードを説明する。この第２の動作モードは、ブリッジ回路（温度検出抵抗体１５〜１８）のブリッジ電圧を検出して計測空気の流量信号を検出する動作モードである。
【００４６】
この第２の動作モードの時にはスイッチ１９はオン状態で、サンプルホールド回路８はホールド状態で、サンプルホールド回路２１はサンプル動作状態である。この第の動作モードの期間、温度検出抵抗体１５〜１８により構成されるブリッジ回路には電源電圧Ｖｃｃが印加され、温度検出抵抗体１４による電圧降下が無くなる。
【００４７】
これにより、大きな出力が、ブリッジ回路（温度検出抵抗体１５〜１８）より得られるようにしている。
【００４８】
このブリッジ回路（温度検出抵抗体１５〜１８）は、発熱抵抗体１３の上流側に配置された温度検出抵抗体１５、１８と、発熱抵抗体１３の下流側に配置された温度検出抵抗体１６、１７とを襷がけに接続することで発熱抵抗体１３の上下流側の温度差を出力する温度差検出手段である。
【００４９】
このブリッジ回路（温度検出抵抗体１５〜１８）の出力は、増幅器２０で増幅され、サンプルホールド回路２１でサンプリングされてセンサ出力となる。
【００５０】
次に、本発明の第１の実施形態である熱式流量計測装置の特徴を図７〜図９を参照して説明する。
【００５１】
図７に示すように、吸気管３８にバイパス通路４２を設け、このバイパス通路４２の内部に熱式流量計測装置４１を取り付けている。
【００５２】
バイパス通路４２は空気が流れる方向に対して非対称の形状となっており、順流側の入口３９は、順流に対して正対しているが、逆流側の入口４０は、逆流に対して正対していない。これは、エンジンのバッククァイアやゴミの対策のためにこのような非対称な構造になっているが、この構造により、順流方向の空気の流れが、逆流方向に比較してバイパス通路４２に入りやすくなっている。したがて、順流方向の空気の方がより多く、熱式流量計測装置４１に流れる。これにより、順流方向の感度は大きく、逆流方向の感度は小さくなっている。
【００５３】
エンジンの吸入空気量を計測する場合、よりエンジンに近い場所で空気流量を計測することが望まれる。しかし、エンジンに近づけば近づくほどエンジンからの吹き返しの影響を受け、空気流の逆流はより大きくなる。
【００５４】
このように、順流と逆流とを繰り返すような空気流を計測する場合、流量計測装置の順流方向の特性と逆流方向の特性とは均等であることが望まれる。
【００５５】
例えば、正弦波状に正負の空気流（順流と逆流の繰り返し）が流量計測装置に入力された時に、順流の信号は大きく逆流の信号が小さい場合、これらの値をそのまま用いて空気流量を算出すると正側に大きな誤差を発生させる。
【００５６】
これを改善するために、本発明の熱式流量計測装置４１は、逆流方向の感度が、順流方向の感度より大きくなるようにセンサエレメント１２と駆動回路を構成している。
【００５７】
熱式流量計測装置４１のセンサエレメント１２は、発熱抵抗体１３と温度検出抵抗体１５、１８との間隔は、発熱抵抗体１３と温度検出抵抗体１６、１７との間隔よりも広く、無風状態においては、温度検出抵抗体１５、１８が温度検出抵抗体１６、１７よりも発熱抵抗体１３の発熱による温度上昇の影響が少なくなるように構成している。
【００５８】
このため、発熱抵抗体１３の温度を一定とした場合の測定空気流に対する温度検出抵抗体１５〜１８の抵抗値変化は図８に示すようになる。
【００５９】
本発明の構成となっていない場合であって、順流が流れたときには、上流側の温度検出抵抗体１５、１８の抵抗値は大きく変化し、この変化に比較して、下流側の温度検出抵抗体１６、１７の抵抗値はあまり変化しない。これに対して、本発明の構成となっている場合、温度検出抵抗体１５、１８の抵抗変化と、抵抗１６、１８の抵抗変化との差は、抵抗体１５、１８の方が抵抗体１６、１７に比較して発熱抵抗体１３から遠い分小さい。
【００６０】
また、逆流が流れた場合には、上流側の温度検出抵抗体１６、１７の抵抗値は大きく変化し、下流側の温度検出抵抗体１５、１８の抵抗値はあまり変化しない。この場合、温度検出抵抗体１６、１７の抵抗値の変化は発熱抵抗体１３から近い分、さらに変化は大きくなる。
【００６１】
温度検出抵抗体１５〜１８を、上述したような抵抗変化となるように配置した場合に、図１に示す駆動回路が動作すると、発熱抵抗体１３の温度は、図９に示すように、発熱抵抗体１３の空気流量に対する温度は、順流方向に比較して逆流方向が高くなり、逆流方向の感度を順流方向の感度に対して大きくすることができる。
【００６２】
また、本発明においては、従来技術と比べて消費電力の低減効果もある。これについて、以下説明する。
【００６３】
図９に示した空気流量と温度との関係から分かるように、本発明の実施形態においては、順流の時の発熱抵抗体１３の温度上昇は従来例と比べて小さくなる。これは、温度検出抵抗体１５、１８の発熱抵抗体１３からの熱影響力が小さいことに依存する。このため、空気量が大きい時の発熱抵抗体１３の温度上昇は低く抑えられる。つまり、抵抗体１３の温度上昇が低い分だけ消費亀力の低減を図ることができる。逆流側については、温度上昇は従来例と比べると大きくなるが、逆流側の流量は通路構造から空気流の流量自体が小さいので発熱抵抗体の消費電力は小さくなる。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施形態である熱式流量計測装置について図１０を参照して説明する。なお、図１０は本発明の第２の実施形態である熱式流量計測装置のセンサエレメント１２の平面図である。
【００６５】
この第２の実施形態におけるセンサエレメントの構成は、温度検出抵抗体１６、１７の形状を除いて、第１の実施形態である熱式流量計測装置のセンサエレメント１２と同様な構成となっている。このため、図２に示した参照番号と同一の参照番号は同等のものを示している。
【００６６】
この第２の実施形態である熱式流量計測装置のセンサエレメント１２においいては、温度検出抵抗体１６、１７を発熱抵抗体１３の中央部に対峙するように配置した。
【００６７】
つまり、発熱抵抗体１３の温度は、この発熱抵抗体１３の中央部ほど高く、端部に近づくにつれて温度は低くなる。このため、温度検出抵抗体１５、１８に比較して、発熱抵抗体１６、１７を発熱抵抗体１３の中央部に集中させて対峙するように配置すれば、温度検出抵抗体１６、１７は発熱抵抗体１３の発熱温度の影響を、発熱抵抗体１５、１８より強く受けることになる。これによって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
また、温度検出抵抗体１６、１７の面積は、温度検出抵抗体１５、１８よりも小さくすることで、温度検出抵抗体１６、１７の抵抗値を温度検出抵抗体１５、１８よりも小さくなっている。
【００６９】
このように、温度検出抵抗体１６、１７の抵抗値を温度検出抵抗体１５、１８よりも小さくすることで、温度検出抵抗体１６、１７の抵抗値の変化が増幅９のプラス入力の電圧に与える影響を温度検出抵抗体１５、１８よりも大とすることができる。これからも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
なお、温度検出抵抗体１６、１７の幅、抵抗率などを変更して抵抗値を小さくすることもできる。
【００７１】
次に、本発明の第３の実施形態である熱式流量計測装置について図１１を参照して説明する。なお、図１１は第３の実施形態である熱式流量計測装置のセンサエレメント１２の平面図である。
【００７２】
この第３の実施形態におけるセンサエレメントの構成は、温度検出抵抗体１６、１７の形状を除いて、第１の実施形態である熱式流量計測装置におけるセンサエレメント１２と同様な構成となっている。このため、図２に示した参照番号と同一の参照番号は同等のものを示している。
【００７３】
この第３の実施形態における熱式流量計測装置のセンサエレメント１２においては、温度検出抵抗体１６、１７全体の流体が流れる方向の寸法を、図２に示した例より狭くし、発熱抵抗体１３の近傍（流体が流れる方向に関して近傍）に温度検出抵抗体１６、１７を配置した。
【００７４】
これにより、温度検出抵抗体１６、１７は、発熱抵抗体１３の発熱温度の影響を温度検出抵抗体１５、１８と比較して強く受けることになり、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
また、温度検出抵抗体１６、１７全体の流体が流れる方向の寸法を、図２に示した例より狭くすることは、温度検出抵抗体１６、１７の面積を温度検出抵抗体１５、１８よりも小さくすることとなり、温度検出抵抗体１６、１７の抵抗値を温度検出抵抗体１５、１８よりも小さくなっている。
【００７６】
このように、温度検出抵抗体１６、１７の抵抗値を温度検出抵抗体１５、１８の抵抗値よりも小さくすることで、温度検出抵抗体１６、１７の抵抗値の変化が増幅９のプラス入力の電圧に与える影響を温度検出抵抗体１５、１８よりも大とすることができる。これからも、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７７】
次に、本発明の第４の実施形態である熱式流量計測装置について図１２を参照して説明する。なお、図１２は第４の実施形態である熱式流量計測装置の駆動回路を示す図である。この第４の実施形態における駆動回路の構成は、温度検出抵抗体１４とブリッジ回路（温度検出抵抗体１５〜１８）との接続点と、温度検出抵抗体１５と１７との接続点との短絡、開放のいずれかを選択するスイッチ４３を追加したことを除いて、第１の実施形態における熱式流量計測装置の駆動回路と同一の構成となっている。このため、図１に示した参照番号と同一の参照番号は同等のものを示している。
【００７８】
第４の実施形態における熱式流量計測装置の駆動回路にあっては、第１の実施形態における第１の動作モードでスイッチ４３をオンとし、第２の動作モードではスイッチ４３がオフになるように動作させる。
【００７９】
このことにより、第１の動作モードにおいて、増幅器９のプラス入力には計測空気の温度に応じて低抗値の変化する温度検出抵抗体１４と温度検出抵抗体１６、１８の直列接続に温度温産検出抵抗体１５、１７を並列接続した回路で電源電圧Ｖｃｃ分圧した電圧が印加されるが、この回路構成の場合、増幅器９のプラス入力電圧は下流側温度検出抵抗体１７の抵抗変化の影響を温度検出抵抗体１５、１６、１８の抵抗変化の影響よりもより強く受けることになり、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。  
なお、第２の動作モードではスイッチ１９がオン、スイッチ４３がオフとなるので、第１の実施形態と同様となっている。
【００８０】
また、この第４の実施形態においては、下流側温度検出抵抗体１６、１７と上流側温度検出抵抗体１５、１８との発熱抵抗体１３に対する配置位置を、第１〜第３の実施形態と同様とし、さらに、調整が必要な場合にスイッチ４３をオンとしてもよい。
【００８１】
次に、本発明の第５の実施形態である熱式流量計測装置について図１３を参照して説明する。なお、図１３は第５の実施形態である熱式流量計測装置の駆動回路を示す図である。
【００８２】
この第５の実施形態における駆動回路は、センサエレメント５９に配置された発熱抵抗体６０と、この発熱抵抗体６０の上下流両側の温度を検出する熱電対６１、６２と、発熱抵抗体６０を駆動する駆動トランジスタ５１と、熱電対６１、６２に接続される抵抗５６、５７と、熱電対６１、６２の出力電圧の差を増幅してセンサ出力を発生させる増幅器５８とを備える。
【００８３】
また、駆動回路は、熱電対６１、６２の出力電圧の加重平均を求める加重平均演算器５５と、この加重平均演算器５５の出力と抵抗５３、５４の接続点電圧との差を増幅する増幅器５２と、増幅器５２の出力を増幅する位相補償回路４４と、この位相補償回路４４の出力をパルス幅変調して駆動トランジスタ５１をパルス駆動するパルス幅変調回路５０とを備える。
【００８４】
位相補償回路４４は、抵抗４６、４８と、コンデンサ４５、４７と、増幅器４９とを備えている。
【００８５】
第５の実施形態では、加重平均演算器５５によって、熱電対６１、６２の温度検出出力に加重平均を行う。
【００８６】
この加重平均は、順流時、下流側に配置される温度検出手段（例えば、熱電対６１が下流側で、熱電対６２が上流側であれば、熱電対６１）の出力に対して重み付けをする。これにより第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
なお、この第５の実施形態における駆動回路では、発熱抵抗体６０をパルス駆動する。このため、発熱抵抗体６０の温度に対する感度の小さい側の温度検出手段と発熱抵抗体６０のグランド側を正対するようにした。こうすることで発熱抵抗体６０をパルス駆動することにより生じるパルス状ノイズの静電結合が小さくなるように構成している。
【００８８】
なお、上述した第１〜第５の実施形態において、下流側の温度検出素子の重み付け（発熱抵抗体１３との距離、発熱抵抗体１３の中央部付近への配置集中度、流体の流れる方向の寸法縮小度等）は、熱式空気流量計痩躯装置が配置される流体通路の非対称性に応じて、逆流方向の流体流量を正確に検出できるように、設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施形態である熱式流量計測装置の駆動回路の構成図である。
【図２】第１の実施形態におけるセンサエレメントの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図４】第１の実施形態である熱式流量計測装置の駆動回路の動作タイミング図である。
【図５】第１の実施形態における位相補償回路の伝達関数の周波数特性を示す図である。
【図６】第１の実施形態における発熱抵抗体の駆動電圧から温度検出抵抗体により構成されるブリッジ回路の抵抗値への伝達関数の周波数特性を示す図である。
【図７】第１の実施形態における熱式流量計測装置の吸気管への実装例を示す図である。
【図８】第１の実施形態における発熱抵抗体の温度を一定とした場合の測定空気流に対する温度検出抵抗体の抵抗値変化を示す図である。
【図９】第１の実施形態における測定空気量と発熱抵抗体の温度との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態である熱式流量計測装置のセンサエレメントの平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態である熱式流量計測装置のセンサエレメントの平面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態である熱式流量計測装置の駆動回路の構成図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態である熱式流量計測装置の駆動回路の構成図である。
【符号の説明】
【００９０】
１、４４            位相補償回路
２、４              コンデンサ
３、５、１０、１１  抵抗
６、９、２０        増幅器
７                  駆動トランジスタ
８、２１            サンプルホールド回路
１２、５９          センサエレメント
１３、６０          発熱抵抗体
１４〜１８          温度検出抵抗体
１９、４３          スイッチ
２２、２３          薄肉部
２４〜３５          パッド
３６                絶縁膜
３７                平板基板
３８                吸気管
３９                順流側の入り口
４０                逆流側の入り口
４１                熱式流量計測装置
４２                バイパス通路
４５、４７          コンデンサ
４６、４８、        抵抗
４９、５２          増幅器
５０                パルス変調回路
５１                駆動トランジスタ
５２、５８          増幅器
５３、５４          抵抗
５５                加重平均演算器
５６、５７          抵抗
６１、６２          熱電対
【図１】
2006208112.tif 000003
【図２】
2006208112.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006208112.tif 000006
【図５】
2006208112.tif 000007
【図６】
2006208112.tif 000008
【図７】
2006208112.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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