(57)【要約】【課題】  発熱センサ素子に付着する汚れを防止し信頼性の高いガス流量計を提供する。【解決手段】  発熱センサ素子が、セラミックボビンに発熱抵抗体を形成し表面を保護コートしてなる発熱素子部と、発熱素子部の両側に電気接続するリード部と、リード部をガス流路内に固定するとともに外部回路と電気接続する為の固定部より構成され、リード部は、発熱素子部との接合部近傍において２本に分岐して下流側のリードがガス流に直接晒されないように配置し、発熱素子部を加熱して被測定ガスの質量流量を計測するガス流量計。【選択図】図１
2006170804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定ガスの流れの中に配設した発熱センサ素子に流れる電流値に基づいてガスの質量流量を検出するガス流量計において、
前記発熱センサ素子が、ボビンに発熱抵抗体を形成し表面を保護コートしてなる発熱素子部と、該発熱素子部の両側に電気接続するリード部と、該リード部をガス流路内に固定するとともに外部回路と電気接続する為の固定部より構成され、
前記両端のリード部は、発熱素子部との接合部近傍において２本に分岐して第一リード部と第二リード部の組および第三リード部と第四リード部の組を構成し、夫々のリード部の他端が前記夫々のリード部に対応した固定部に接続固定されており、
前記第二と第四リード部は夫々第一リード部と第三リード部のガス流れの上流側に、第一リード部と第三リード部がガス流に直接晒されないように配置し、
前記第一リード部と第三リード部に通電して発熱素子部を加熱して被測定ガスの質量流量を計測するように構成したことを特徴とするガス流量計。
【請求項２】
請求項１に記載のガス流量計において、計測期間の前後の適切な時期に、
前記第一リード部から第二リード部を経由して第四リード部から第三リード部に加熱電流の一部が流れるように分岐を形成し、第二と第四リード部を加熱して前記第二と第四リード部に付着した付着物を除去する回路手段を設けたことを特徴とするガス流量計。
【請求項３】
請求項２に記載のガス流量計において、第二と第四リード部に加熱電流の一部が到る分岐手段として、第二と第四リード部の各固定部間にスイッチング素子と調整抵抗を直列接続し、
所定のタイミング信号にてスッチング素子が導通し、且つ、調整抵抗にて第一リード部から第二リード部を経由して第四リード部から第三リード部に流れる加熱電流と、第一リード部から発熱素子部を経由して第三リード部に流れる加熱電流の比を所定の値になるように調整して、
第二と第四リード部を加熱して前記第二と第四リード部に付着した付着物を除去することを特徴とするガス流量計。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載のガス流量計において、前記被測定ガスが内燃機関における吸入空気および排気ガスであることを特徴とするガス流量計。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載のガス流量計において、前記発熱抵抗体は白金線を巻線したものであり、前記保護コートはガラス材料からなることを特徴とするガス流量計。
【請求項６】
請求項１ないし５に記載のガス流量計において、前記発熱素子部はカーボン等が堆積しないように発熱素子部の平均温度が４００℃以上に保持したことを特徴とするガス流量計。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６に記載のガス流量計において、被測定ガスの流れの中にガスの温度を検出するガス温度センサ素子を更に配設し、前記発熱センサ素子の温度を該ガス温度センサ素子の温度から一定温度高く制御して、前記発熱センサ素子に流れる電流値に基づいてガスの質量流量を検出する様に構成したことを特徴とするガス流量計。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６に記載のガス流量計において、被測定ガスの流れの中にガスの温度を検出するガス温度センサ素子を更に配設し、前記発熱センサ素子の温度を一定温度に制御するとともに、前記発熱センサ素子に流れる電流値に基づいてガスの質量流量を検出するとともに前記ガス温度センサ素子により検出されるガス温度によりガスの質量流量を補正することを特徴とするガス流量計。
【請求項９】
被測定ガスの流れの中に配設した発熱センサ素子に流れる電流値に基づいてガスの質量流量を検出するガス流量計において、
前記発熱センサ素子が、ボビンに発熱抵抗体を形成し表面を保護コートしてなる発熱素子部と、該発熱素子部の両側に電気接続するリード部と、該リード部をガス流路内に固定するとともに外部回路と電気接続する為の固定部より構成され、
前記リード部は、少なくとも発熱素子部との接合部近傍において２本に分岐して第一リード部と第二リード部の組および反対側の第三リード部からなり、夫々のリード部の他端が前記夫々のリード部に対応した固定部に接続固定されており、
前記第一リード部と第三リード部に通電して発熱素子部を加熱して被測定ガスの質量流量を計測するように構成し、更に、
前記第一リード部から第二リード部を経由して電流を流し前記第一リード部に付着した付着物を除去することを特徴とするガス流量計。
【請求項１０】
請求項１に記載のガス流量計において、第三リード部の発熱素子近傍から分岐する第四リード部を備え、
前記第一リード部から第二リード部を経由して第四リード部から第三リード部に加熱電流の一部が流れるように分岐を形成し、第二と第四リード部を加熱して前記第二と第四リード部に付着した付着物を除去することを特徴とするガス流量計。
【請求項１１】
請求項１０に記載のガス流量計において、第二と第四リード部に加熱電流の一部が到る分岐手段として、第二と第四リード部の各固定部間にスイッチング素子と調整抵抗を直列接続し、
所定のタイミング信号にてスッチング素子が導通し、且つ、調整抵抗にて第一リード部から第二リード部を経由して第四リード部から第三リード部に流れる加熱電流と、第一リード部から発熱素子部を経由して第三リード部に流れる加熱電流の比を所定の値になるように調整して、
第二と第四リード部を加熱して前記第二と第四リード部に付着した付着物を除去することを特徴とするガス流量計。
【請求項１２】
請求項９ないし１１に記載のガス流量計において、前記被測定ガスには内燃機関における排気ガスが含まれていることを特徴とするガス流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸入空気および排気ガス等のガスの質量流量を計測するガス流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近来にあっては、排気の一部を吸気系に戻すことでＮＯｘ低減を図る排気還流(ＥＧＲ)が広く使用されるようになってきている。その還流量（ＥＧＲ量）は、燃焼の安定度などと両立するように精度よく制御する必要があり、特にディーゼルエンジンに適用する場合は、ＥＧＲ過多になるとスモークの発生が大となるため、エンジンの運転状況に応じた高精度なＥＧＲ制御が必要である。
【０００３】
ところで従来のＥＧＲ制御としては、特表２００３−５１６４９６号公報がある。この従来例では、吸気通路内に吸入される新気吸入空気量を計測するガス流量計と排気還流路に設けられたＥＧＲガス量を計測するガス流量計から構成されており、夫々のガス流量計により計測された新気吸入空気量とＥＧＲガス量から、ＥＧＲ率（＝ＥＧＲガス量／（新気吸入量＋ＥＧＲガス量））に基づいて制御を行うようになっている。ＥＧＲ率を高精度に制御する為には、新気吸入空気量およびＥＧＲガス量を正確に検出するガス流量計が必要となる。
【０００４】
ガス流量計は、一定の高温状態に加熱した発熱センサ素子を吸入空気または排気ガスの流れの中に配置し、吸入空気または排気ガスにより冷却される発熱センサ素子を常に一定温度に保つために流れる電流値を測定することにより、吸入空気または排気ガスの質量流量を算出する。従って、発熱センサ素子は、常に吸入空気または排気ガスの流れにさらされている。
【０００５】
吸入空気では、エアクリーナを通過させた後で発熱センサ素子を通過するのであるが、塵埃や排気ガス等を含んでいるため、発熱センサ素子等に汚れが付着する。一方、排気ガスでは、更に排気ガス中のオイルやカーボン等が多量に付着する問題があった。発熱センサ素子に汚れが付着すると、発熱センサ素子が直接吸入空気または排気ガスに触れないため、質量流量の計測に誤差が発生する問題があった。
【０００６】
その問題を解決するため、従来例では、発熱センサ素子に汚れが付着しないようにする工夫がなされている。例えば、特開昭５９−２０６７１４号公報においては、発熱センサ素子の温度を高くすることにより、発熱センサ素子に付着した油分等を揮発させる方法が記載されている。
【０００７】
上記従来例の発熱センサ素子１では、図９および図１０に示す様に、セラミックボビン６に発熱抵抗体として白金線７が巻かれて保護ガラス９により表面を保護コートしてなる発熱素子部２と、該発熱素子部２の両側に電気接続するリード部３ａ，３ｂが接着ガラス８により上記セラミックボビン６の中に接続され、リード部３ａ，３ｂは外部回路と電気接続する為の固定部４ａ，４ｂによりガス流路内に固定されている。
【０００８】
この様に構成された従来の発熱センサ素子１では、吸入空気または排気ガス５に晒されると図１１に示す様に、発熱センサ素子１を構成するうち、発熱素子部２は、高温であるためカーボン等の付着を防止できるが、発熱素子部２の両側に接続するリード部３ａ，
３ｂおよび固定部４ａ，４ｂは温度が低下するため、オイル等を介在したカーボン等の汚れ１０が多量に付着し、ガスの質量流量の計測に誤差を発生させる問題が残っている。
【０００９】
つまり、発熱素子部２は吸入空気または排気ガス５の温度より一定温度（１７０から
３００℃）高く制御されるため、発熱素子部２に付着する油分等は揮発するため、発熱素子部２の汚れは問題とならない。しかし、リード部３ａ，３ｂおよび固定部４ａ，４ｂは油分が揮発するほど加熱されないため、リード部３ａ，３ｂおよび固定部４ａ，４ｂには油分等が付着し、更にカーボン等の汚れ１０が時間の経過とともに付着堆積する。
【００１０】
特に、リード部３ａ，３ｂのＡ部にカーボン等の汚れ１０が付着すると、高流量領域では、汚れ１０がリード部と吸入空気または排気ガス５間の熱絶縁効果を示し放熱が減少し、発熱センサ素子１の温度を一定に保つために必要とする電流値が減少し質量流量にマイナス誤差が生ずる。一方、低流量領域では、汚れ１０が発熱素子部２と固定部４ａ，４ｂ間の熱抵抗を減少させ、発熱素子部２から固定部４ａ，４ｂへの熱伝導（熱の漏れ）が増大することから電流値が増大し、質量流量にプラスの誤差が発生する。
【００１１】
汚れ１０の付着を防止する別の従来例の特許文献１では、リード部３ａ，３ｂの一方を長くして固定部４から発熱素子部２の上流側に折り返して汚れ１０に対して遮蔽効果をもたせる提案がされている。
【００１２】
しかしながら、この様に発熱素子部２の上流側に遮蔽部を設けたことにより、吸入空気または排気ガス５の流れに乱流が発生し発熱素子部２に影響を与える為に、質量流量の計測に誤差を発生する問題がある。
【００１３】
更に、汚れ１０の付着を防止する従来例として、特開平７−１２０２８８号公報がある。この従来例では、図１２に示す様に、発熱センサ素子が、セラミックボビン６に白金線７を巻き表面をガラスコートしてなる発熱素子部２と、発熱素子部２の両側に接続するリード部３ａ，３ｂより構成されると共に、リード部３ａ，３ｂの表面に断熱部材１１が形成されている。
【００１４】
この様に構成することにより、リード部３ａ，３ｂの外周に断熱部材１１が形成されているので、リード部から放熱がほとんどなく、リード部に汚れ１０が付着している場合と、付着していない場合とで発熱センサ素子の受ける影響は殆ど変わらないとしている。
【００１５】
しかしながら、この様に構成された従来例では、リード部に付着する汚れ１０を低減する効果が無く、汚れ１０が多量に付着した場合には質量流量の計測に誤差を発生する。また、リード部３ａ，３ｂの外周に断熱部材１１を形成したことにより、リード部の有効断面積が増加し発熱素子部２と固定部４ａ，４ｂ間の熱抵抗を減少させ、発熱素子部２から固定部４ａ，４ｂへの熱伝導（熱の漏れ）が増大することから消費電力が増大する問題がある。
【００１６】
【特許文献１】特開平６−９４４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、発熱センサ素子に付着する汚れによりガスの質量流量の計測に誤差が発生することを防止した信頼性の高いガス流量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
（請求項１を解決するための手段）
上記の目的は、被測定ガスの流れの中に配設した発熱センサ素子に流れる電流値に基づいてガスの質量流量を検出するガス流量計において、
前記発熱センサ素子が、セラミックボビンに発熱抵抗体を形成し表面を保護コートしてなる発熱素子部と、該発熱素子部の両側に電気接続するリード部と、該リード部をガス流路内に固定するとともに外部回路と電気接続する為の固定部より構成され、
前記両端のリード部は、発熱素子部との接合部近傍において２本に分岐して第一リード部と第二リード部の組および第三リード部と第四リード部の組を構成し、夫々のリード部の他端が前記夫々のリード部に対応した固定部に接続固定されており、
前記第二と第四リード部は夫々第一リード部と第三リード部のガス流れの上流側に、第一リード部と第三リード部がガス流に直接晒されないように配置し、
前記第一リード部と第三リード部に通電して発熱素子部を加熱して被測定ガスの質量流量を計測するように構成したことにより、
計測に係わる前記第一リード部と第三リード部は第二と第四リード部の下流に隠れることからガス流の直撃が避けられ、前記第一リード部と第三リード部に付着するカーボン等の汚れを防止することができ信頼性の高い質量流量の計測が可能となる。
【００１９】
（請求項２を解決するための手段）
前記ガス流量計の計測期間の前後の適切な時期に、前記第一リード部から第二リード部を経由して第四リード部から第三リード部に加熱電流の一部が流れるように分岐を形成し、第二と第四リード部を加熱して前記第二と第四リード部に付着した付着物を除去する回路手段を設けたことにより、更に、信頼性の高い質量流量の計測が可能となる。
【００２０】
（請求項３を解決するための手段）
前記ガス流量計において、第二と第四リード部に加熱電流の一部が到る分岐手段として、第二と第四リード部の各固定部間にスイッチング素子と調整抵抗を直列接続し、
所定のタイミング信号にてスッチング素子が導通し、且つ、調整抵抗にて第一リード部から第二リード部を経由して第四リード部から第三リード部に流れる加熱電流と、第一リード部から発熱素子部を経由して第三リード部に流れる加熱電流の比を所定の値になるように調整して、
第二と第四リード部を加熱して前記第二と第四リード部に付着した付着物を除去するように構成したことにより、信頼性の高い質量流量の計測が可能となる。
【００２１】
（請求項４を解決するための手段）
前記被測定ガスが内燃機関における吸入空気および排気ガスである場合に、更に効果的にリード部に付着する汚れを防止することができ質量流量の計測に誤差が発生することを防止できるガス流量計を実現することが出来る。
【００２２】
（請求項５を解決するための手段）
前記発熱抵抗体は白金線を巻線したものであり、前記保護コートはガラス材料からなることにより、高精度のガス流量計を実現することが出来る。
【００２３】
（請求項６を解決するための手段）
前記発熱素子部はカーボン等が堆積しないように発熱素子部の平均温度が４００℃以上に保持することにより、更に、リード部に付着するカーボン等の汚れを防止することができ信頼性の高い質量流量の計測が可能となる。
【００２４】
（請求項７を解決するための手段）
被測定ガスの流れの中にガスの温度を検出するガス温度センサ素子を更に配設し、前記発熱センサ素子の温度を該ガス温度センサ素子の温度から一定温度高く制御して、前記発熱センサ素子に流れる電流値に基づいてガスの質量流量を検出する様に構成したことにより、高精度のガス流量計を実現することが出来る。
【００２５】
（請求項８を解決するための手段）
被測定ガスの流れの中にガスの温度を検出するガス温度センサ素子を更に配設し、前記発熱センサ素子の温度を一定温度に制御するとともに、前記発熱センサ素子に流れる電流値に基づいてガスの質量流量を検出するとともに前記ガス温度センサ素子により検出されるガス温度によりガスの質量流量を補正することにより、更に、リード部に付着するカーボン等の汚れを防止することができ信頼性の高い質量流量の計測が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
以上の本発明によれば、発熱センサ素子に付着する汚れによるガス質量流量の計測誤差を防止した高信頼のガス流量計が提供できるので、内燃機関の高精度のＥＧＲ制御ができ、スモークおよびＮＯｘ低減が達成されるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００２８】
図２は、本発明を適用した実施例であるガス流量計を用いたＥＧＲ制御装置であり、以下構成を説明する。
【００２９】
このＥＧＲ制御装置は、内燃機関エンジン１２と、これに吸入空気１３を供給する為にエアクリーナ１４とスロットル弁１５が設置された吸気通路１６と、排気ガス２０をクリーン化するための排気ガス触媒１９を通して排出する排気管１８と、排気を還流(再循環)させるための排気還流路２４に設けられたＥＧＲ弁２３と、排気ガスを冷却しシリンダ吸入効率を高める為のＥＧＲクーラ２２と、吸気通路１６に設けられその吸入空気量を計測するガス流量計１７と、排気還流路２４に設けられた再循環排気ガス量を計測するガス流量計２５と、運転状況に応じてＥＧＲ弁２３，スロットル弁１５および燃料噴射インジェクター２６を動作させるコントロールユニット２１とにより主として構成されている。
【００３０】
排気還流路２４は、排気通路１８及び吸気通路１６にこれらを短絡するように接続されている。ＥＧＲ弁２３とスロットル弁１５は、コントロールユニット２１に結線され、その開度に応じて排気通路１８を流れる排気ガスの一部を吸気通路１６に合流させて、エンジン１２に還流させるようになっている。
【００３１】
本発明を適用した実施例であるガス流量計１７，２５は、吸気通路１６および排気還流路２４に夫々配置され、吸入空気量および再循環排気ガス量を計測してＥＧＲ率（＝EGRガス量／（新気吸入量＋ＥＧＲガス量））としてエンジンの運転状況に応じた高精度な
ＥＧＲ制御を実現して、排気ガスのスモークおよびＮＯｘを低減する。
【００３２】
図３が、本発明を適用した第一の実施例であるガス流量計１７，２５の構成を示したもので、図１が、ガス流量計１７，２５を構成する発熱センサ素子１を示したものである。
【００３３】
まずは、図３にて、ガス流量計１７，２５の動作原理について説明する。図３の１６，２４が吸気通路および排気還流路で、通路１６，２４に発熱センサ素子１およびガス温度センサ素子２７が配置される。３ａ，３ｃ，３ｂおよび３ｄは、発熱センサ素子１の第一，第二，第三および第四のリード部でそれぞれ抵抗値を有する。３０は電源、２８は発熱センサ素子１に加熱電流を流すためのトランジスタ、３３が第二のリード部３ｃと第四のリード部３ｄ間に調整抵抗３２ｃとともに直列接続されたスイッチング素子（トランジスタ）で、３２ａ，３２ｂは抵抗、２９が差動増幅器、２１はコントロールユニットである。
【００３４】
ここで、発熱センサ素子１は、第一のリード部３ａと第三のリード部３ｂを介して、ガス温度センサ素子２７，抵抗３２ａ，３２ｂよりなるブリッジ回路を構成する。通常のガス流量の計測時には、スイッチング素子３３はオフとなり第二のリード部３ｃと第四のリード部３ｄには電流が流れずオープンとなっている。ブリッジ回路の端子３１ａ，３１ｂの電圧が差動増幅器２９に入力され、発熱センサ素子１の温度（Ｔｈ）がガス温度に対応するガス温度センサ素子２７の温度（Ｔｅ）よりある一定温度（ΔＴｈ＝Ｔｈ−Ｔｅ）高くなり、且つガス中のオイルやカーボンが付着しない４００℃以上になるように各抵抗値３２ａ，３２ｂが設定され差動増幅器２９によりフィードバック制御される。
【００３５】
吸入空気量および再循環排気ガス量の計測には、発熱センサ素子１に流す加熱電流に対応する抵抗３２ａの端子３１ａの電圧がコントロールユニット２１に入力されて計測する。つまり、吸入空気量および再循環排気ガス量が増大すると発熱センサ素子１がガスの熱伝達効果により冷却され、発熱センサ素子１を一定温度(ΔＴｈ＝Ｔｈ−Ｔｅ)高くなるようフィードバック制御されていることから発熱センサ素子１に流れる加熱電流（＝３１ａの端子電圧）が増大し質量流量として検出できる。
【００３６】
発熱センサ素子１の放熱電力Ｐｈと被測定ガスの質量流量Ｑｅの関係は、下式のキングの式で表される。
【００３７】
Ｐｈ＝(ａ＋ｂ√(Ｑｅ))ΔＴｈ                                      …（１）
ここで、（１）式の第一項（ａ）は熱伝導効果による寄与分で第二項（ｂ）は被測定ガスによる熱伝達効果による寄与分である。
【００３８】
一方、ガス流量計の計測期間が終わった後または計測前の適切な時期に、第二と第四リード部３ｃ，３ｄを加熱して前記第二と第四リード部３ｃ，３ｄに付着した付着物を除去する。
【００３９】
コントロールユニット２１からの所定のタイミング信号にてスッチング素子３３が導通し第一リード部３ａから第二リード部３ｃと調整抵抗３２ｃを経由して第四リード部３ｄから第三リード部３ｂに加熱電流の一部が流れるように分岐を形成し、第二と第四リード部３ｃ，３ｄを加熱して前記第二と第四リード部３ｃ，３ｄに付着した付着物を除去する。
【００４０】
この時、調整抵抗３２ｃは、上記の分岐に流れる加熱電流と、第一リード部３ａから発熱素子部２を経由して第三リード部３ｂに流れる加熱電流の比を所定の値になるように調整し、第二と第四リード部を適切に加熱して前記第二と第四リード部３ｃ，３ｄに付着した付着物を除去することから信頼性の高い質量流量の計測が可能となる。
【００４１】
図１の発熱センサ素子１は、セラミックボビンに発熱抵抗体を形成し表面を保護コートしてなる発熱素子部２と、発熱素子部２の両側に電気接続するリード部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、リード部をガス流路１６，２４内に固定するとともに外部回路と電気接続する為の固定部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄより構成される。
【００４２】
リード部は、発熱素子部２との接合部近傍において２本に分岐して第一リード部３ａと第二リード部３ｃの組および第三リード部３ｂと第四リード部３ｄの組を構成し、夫々のリード部の他端が前記夫々のリード部に対応した固定部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに接続固定されており、第二と第四リード部３ｃ，３ｄは夫々第一リード部と第三リード部３ａ，３ｂのガス流れの上流側に、第一リード部と第三リード部３ａ，３ｂが排気ガス５に直接晒されないように配置されている。
【００４３】
固定部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとリード部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの一端は、夫々溶接により固定されている。リード部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの他端は、発熱素子部２との接合部近傍において第一リード部３ａと第二リード部３ｃの組および第三リード部３ｂと第四リード部３ｄの組が夫々溶接され、溶接部から固定部に向けて２本に分岐する構造となっている。また、溶接部から発熱素子部２に向けての発熱素子部２との接合部では、図
１０の従来例と同様にセラミックボビン６と接着ガラス８を介してリード部３ｃ，３ｄが固定されている。
【００４４】
固定部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、例えばステンレス等の導電性金属により構成されている。また、リード部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、直径１５０μの例えば白金系の合金等の導電性線材により構成されている。白金線７に対しては、通常のガス流量の計測時には、固定部４ａ，４ｂおよびリード部３ａ，３ｂを介して電流が流される。
【００４５】
また、リード部３ａ，３ｃの溶接部からセラミックボビン６近傍のリード部３ｃの表面に白金線７の一端が溶接されている。一端が溶接された白金線７は、セラミックボビン６の外周に一定間隔で巻き付けられて、発熱素子部２を形成している。白金線７の他端は、リード部３ｂ，３ｄの溶接部の内側のリード部３ｄに２，３周巻かれた後、リード部３ｄの表面に溶接されている。本実施例の白金線７の直径は、２０μである。
【００４６】
また、白金線７の表面に保護ガラス膜９が形成されている。本実施例では、保護ガラス膜９は数μｍから数十μｍ厚さの放熱性のガラスコーティングにより構成されている。ガラスコーティングは、リード部３ｃ，３ｄの白金線７が巻かれている部分まで形成されている。ガラスコーティングの目的は、白金線７をセラミックボビン６に固定させ、白金線７に緩みが発生するのを防止すること、および白金線７を保護することである。
【００４７】
以上の様に構成した本発明の第一の実施例であるガス流量計では、第二と第四リード部３ｃ，３ｄは夫々第一リード部と第三リード部３ａ，３ｂのガス流れの上流側に第一リード部と第三リード部３ａ，３ｂが排気ガス５に直接晒されないように配置されていることから、排気ガス５内のオイルやカーボン等の汚れが第二と第四リード部３ｃ，３ｄにトラップされて、計測に用いられる第一リード部と第三リード部３ａ，３ｂには付着しないことから、正確な質量流量の計測が可能となる。
【００４８】
また、第二と第四リード部３ｃ，３ｄに一旦付着したオイルやカーボン等の汚れは、ガス流量計の計測期間が終わった後または計測前の適切な時期に、第二と第四リード部３ｃ，３ｄを加熱して前記第二と第四リード部３ｃ，３ｄに付着した付着物を除去することが出来る。
【００４９】
以下、本発明の第一の実施例であるガス流量計の効果を図によって説明する。
【００５０】
図４が、本発明の第一の実施例であるガス流量計を構成する発熱センサ素子１内燃機関エンジンの吸気通路１６または排気還流路２４に配置して長時間運転した後のオイルやカーボン等の汚れ１０の付着状況を示したものである。発熱素子部２は４００℃以上の高温に加熱されていることから汚れ１０の付着が無い。また、ガス流量の計測に用いられる第一リード部と第三リード部３ａ，３ｂには発熱素子部２を加熱するために３４に示す様に加熱電流が流れている。第二と第四リード部３ｃ，３ｄには、排気ガス５内のオイルやカーボン等の直撃を受けることから汚れ１０が付着するが、ガス流量の計測に用いられる第一リード部と第三リード部３ａ，３ｂには上流側の第二と第四リード部３ｃ，３ｄにトラップされて汚れ１０の付着を防止することが出来る。
【００５１】
図５には、第二と第四リード部３ｃ，３ｄに付着した付着物を除去する方法の説明図を示す。第二と第四リード部３ｃ，３ｄに一旦付着したオイルやカーボン等の汚れは、ガス流量計の計測期間が終わった後または計測前の適切な時期に、第二と第四リード部３ｃ，３ｄを加熱して前記第二と第四リード部３ｃ，３ｄに付着した付着物を除去する。
【００５２】
コントロールユニット２１からの所定のタイミング信号にてスッチング素子３３が導通すると、図中に示す矢印３４の方向に第一リード部３ａから第二リード部３ｃへと、更に第四リード部３ｄから第三リード部３ｂに加熱電流の一部が流れる。また、発熱素子部２には３５に示したルートで同じく並列に加熱電流が流れる。３４と３５の両ルートの加熱電流は、調整抵抗３２ｃと発熱素子部２の抵抗比により適切に調整され、第二と第四リード部３ｃ，３ｄを加熱して付着物１０を除去する。
【００５３】
図６に、第二と第四リード部３ｃ，３ｄと発熱素子部２の温度分布を示す。図の３６が、ガス流量計の計測期間で第二と第四リード部３ｃ，３ｄに加熱電流が流れていない場合の温度分布で、３７が、計測期間の前後の第二と第四リード部３ｃ，３ｄに加熱電流が分岐して通電した場合の温度分布である。発熱素子部２の中心では同じ温度であるが、リード部３ｃ，３ｄの温度で差異がある。第二と第四リード部３ｃ，３ｄに加熱電流が分岐して通電した場合、リード部３ｃ，３ｄ全ての領域にて温度が高くなっており、特にＡ部では大きく温度が上昇する。
【００５４】
上記の様に、リード部３ｃ，３ｄ全ての領域にて温度が高くなることから、第二と第四リード部３ｃ，３ｄに一旦付着したオイルやカーボン等の汚れ１０は、ガス流量計の計測期間が終わった後または計測前の適切な時期に、除去することが可能となる。
【００５５】
図６では、計測期間の前後の第二と第四リード部３ｃ，３ｄに加熱電流が分岐して通電した場合の発熱素子部２の温度が分岐前と同じ温度としたが、よりオイルやカーボン等の汚れ１０の除去効果を高める為に分岐前より更に高く設定することも可能である。この場合には、図３の回路構成において調整抵抗３２ｃを適切な抵抗に調整するとともに、スイッチング素子３３と同期して電源３０の電圧を切替回路により昇圧する構成としても良い。
【００５６】
図７は、内燃機関エンジンの吸気通路１６または排気還流路２４に配置して長時間運転した後、排気ガス５の質量流量の計測誤差を示したものである。図で、３８が従来例で、
３９が本発明の発熱センサ素子１の測定結果である。３８の従来例では、低流量領域でプラス、高流量領域ではマイナスの大きな誤差を示すが、本発明の発熱センサ素子１では殆ど変化が無い。
【００５７】
質量流量の計測に関して、出力は先の（１）式のキングの式で表され、特にΔＴｈ＝
（Ｔｈ−Ｔｅ）に比例する。従って、発熱センサ素子１においては、特に発熱素子部２やリード部３ａ，３ｂのＡ部の高温部が出力に大きく影響する。温度の低い固定部４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄとその近傍のリード部は、あまり出力に影響しない。本発明の発熱センサ素子１では、発熱素子部２およびリード部３ａ，３ｂのＡ部にオイルやカーボン等の汚れ１０が付着しないことから、殆ど出力変化が無く安定した出力となる。
【００５８】
図８が、本発明を適用した第二の実施例であるガス流量計１７，２５の構成を示したものである。この実施例では、発熱センサ素子１の温度制御が上記の第一の実施例と異なっている。
【００５９】
図の通路１６，２４内には、発熱センサ素子１とガス温度センサ素子２７が配置される。図３の第一の実施例では、発熱センサ素子１がガス温度センサ素子２７とブリッジ回路を構成していたが、本実施例では、ガス温度センサ素子２７が抵抗３２ｄと置き換わっている。この為、第一の実施例では、発熱センサ素子１の温度（Ｔｈ）がガス温度に対応するガス温度センサ素子２７の温度（Ｔｅ）よりある一定温度（ΔＴｈ＝Ｔｈ−Ｔｅ）高くなるようフィードバック制御されていたが、本実施例では、ガス温度（Ｔｅ）に関係無く一定のヒータ温度（Ｔｈ）に制御される。
【００６０】
この様に一定の発熱センサ素子１の温度(Ｔｈ)に制御することにより、ガス温度(Ｔｅ)の温度変化が大きく変化した場合でも温度（Ｔｈ）が一定となることから過温度に発熱センサ素子１が加熱されることが無く不具合の発生が防止できる。また、発熱センサ素子１の温度（Ｔｈ）をガス温度（Ｔｅ）によらず常に４００℃以上の一定値に制御することによりカーボン等の浮遊物の付着を防止でき信頼性の高い構成が実現できる。
【００６１】
一方、一定の温度（Ｔｈ）に制御した場合には、質量流量の出力はガス温度（Ｔｅ）に強く依存する。このため、通路１６，２４内にガス温度センサ素子２７を配置して、ガス温度（Ｔｅ）出力を端子３１ｃからコントロールユニット２１に取り込み発熱センサ素子１に流れる加熱電流（＝３１ａの端子電圧）の出力補正を行う。
【００６２】
この実施例においても、スイッチング素子３３や調整抵抗３２ｃ等の動作は先の第一の実施例と同じ動作を行い、第二と第四リード部３ｃ，３ｄに一旦付着したオイルやカーボン等の汚れ１０は、ガス流量計の計測期間が終わった後または計測前の適切な時期に、除去することが可能となる。
【００６３】
以上、いくつかの実施例について本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第一の実施例である発熱センサ素子である。
【図２】ＥＧＲ制御装置の説明図である。
【図３】第一の実施例であるガス流量計の構成説明図である。
【図４】第一の実施例である発熱センサ素子の説明図である。
【図５】第一の実施例である発熱センサ素子の説明図である。
【図６】発熱センサ素子の温度分布の説明図である。
【図７】出力特性の説明図である。
【図８】第二の実施例であるガス流量計の構成説明図である。
【図９】従来例である発熱センサ素子である。
【図１０】従来例である発熱センサ素子の断面図である。
【図１１】従来例である発熱センサ素子の説明図である。
【図１２】従来例である発熱センサ素子の説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…発熱センサ素子、２…発熱素子部、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…リード部、４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄ…固定部、５…排気ガス、６…セラミックボビン、７…白金線、８…接着ガラス、９…保護ガラス。
【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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【図６】
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【図７】
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【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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