(57)【要約】【課題】少なくとも１つの加熱抵抗ＲＨと、ブリッジ回路（複数のブリッジ抵抗ＲＬＦ，ＲＨＦ，ＲＴＵ，Ｒ４）と、加熱抵抗の温度の調整のための電圧または電流調整器とを備えている流量センサであって、加熱抵抗がチップ上に配置されている形式のものにおいて、周囲の影響および個々の抵抗のドリフトに基づいて、時間の経過中、ブリッジ回路の作動特性が変化し、ブリッジ回路の出力信号の精度に不都合に作用するのを改良する。【解決手段】ブリッジ抵抗もチップ上に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの加熱抵抗（ＲＨ）と、複数のブリッジ抵抗（ＲＬＦ，ＲＨＦ，ＲＴＵ，Ｒ４）を有するブリッジ回路（１）と、加熱抵抗（ＲＨ）の温度の調整のための電圧または電流調整器とを備えている流量センサであって、加熱抵抗（ＲＨ）がチップ上に配置されている形式のものにおいて、
前記ブリッジ抵抗（ＲＬＦ，ＲＨＦ，ＲＴＵ，Ｒ４）も前記チップ上に配置されている
ことを特徴とする流量センサ。
【請求項２】
ブリッジ回路（１）は４つのブリッジ抵抗（ＲＬＦ，ＲＨＦ，ＲＴＵ，Ｒ４）を有している
請求項１記載の流量センサ。
【請求項３】
ブリッジ抵抗の少なくとも１つは補整抵抗（ＲＴＵ）として実現されている
請求項１または２記載の流量センサ。
【請求項４】
加熱抵抗（ＲＨ）の温度調整は差動増幅器（３）によって行われる
請求項１から３までのいずれか１項記載の流量センサ。
【請求項５】
ブリッジ抵抗（ＲＬＦ，ＲＨＦ，ＲＴＵ，Ｒ４）の補償調整は差動増幅器（３）のオフセット電圧を介して行われる
請求項４記載の流量センサ。
【請求項６】
第２の調整回路が存在しており、かつ
２つの調整回路の出力量の比較によって測定すべき媒体の流れ方向が識別される
請求項１から５までのいずれか１項記載の流量センサ。
【請求項７】
流量センサは内燃機関によって吸い込まれる空気質量の測定のために使用される
請求項１から６までのいずれか１項記載の流量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１記載の上位概念に記載の、少なくとも１つの加熱抵抗と、複数のブリッジ抵抗を有するブリッジ回路と、加熱抵抗の温度の調整のための電圧または電流調整器とを備えている流量センサであって、加熱抵抗がチップ上に配置されている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、例えば内燃機関によって吸い込まれた空気質量を突き止めるために使用されるようないわゆる熱箔式空気質量センサに関する。以下に流量センサと呼ぶこの熱箔式空気質量センサでは、１つまたは複数の加熱抵抗が電圧の印加によって前以て決められた温度に加熱される。１つまたは複数の加熱抵抗の温度は通例、周囲温度より固定値だけ上方にある。
【０００３】
加熱抵抗の温度を調整することができるようにするために、２つの温度センサが必要である。第１の温度センサは加熱抵抗の直接近傍に配置されておりかつ加熱抵抗の温度を捕捉検出し、一方第２の温度センサは周囲温度を捕捉検出する。２つの温度センサは通例抵抗温度センサとして実現される。第１および第２の温度センサの異なっている抵抗から、周囲温度と加熱抵抗との温度差を突き止めることができる。このために通例はブリッジ回路が利用される。この測定ブリッジのブリッジ電圧は後置接続されている、差動増幅器として実現されていてよい調整器に、加熱抵抗と周囲温度との間の温度差の実際値として供給される。
【０００４】
周囲の影響および個々の抵抗のドリフトに基づいて、時間の経過中、ブリッジ回路の作動特性が変化することになる。この変化はブリッジ回路の出力信号の精度に不都合に作動する。その結果流量センサによって用意される出力信号も歪みを受けるが、このことは後置接続されている評価回路によって識別することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の課題は、冒頭の述べた形式の流量計において上に述べた欠点が克服されるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は本発明によれば請求項１に記載のように、少なくとも１つの加熱抵抗と、複数のブリッジ抵抗を有するブリッジ回路と、加熱抵抗の温度の調整のための電圧または電流調整器とを備えている流量センサであって、加熱抵抗がチップ上に配置されている形式のものから出発して、ブリッジ抵抗もチップ上に配置されていることによって解決される。
【発明の効果】
【０００７】
これによりすべてのブリッジ抵抗は同じ温度作用およびドリフトを受けるので、これにより抵抗ドリフトの、ブリッジ回路の出力信号への作用は著しく低減される。これにより本発明の流量センサの精度はその全体の寿命期間にわたってほぼ一定である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の変形形態によれば、ブリッジ回路が４つのブリッジ抵抗を有しており、そのうち少なくとも１つは補整抵抗として実現されているようになっている。
【０００９】
更に、加熱抵抗の温度調整が差動増幅器によって行われるようにすると有利であることが分かっており、その際増幅すべき電圧差は既述のブリッジ回路から供給される。
【００１０】
流量センサの別の本発明の形態において、ブリッジ抵抗の補償調整は差動増幅器のオフセット電圧を介して行われるようになっている。
【００１１】
本発明の流量センサは有利には、内燃機関の空気質量測定のために使用することができる。
【００１２】
本発明の別の利点および有利な形態は以下の図面並びにその説明から分かる。
【実施例】
【００１３】
次に本発明を図示の実施例に付き図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１には本発明の流量センサの回路が略示されている。流量センサは、ブリッジ回路１および加熱抵抗ＲＨを有する測定エレメントと差動増幅器３とから成っている。
【００１５】
ブリッジ回路１はブリッジ抵抗ＲＬＦ，ＲＨＦ，ＲＴＵ（）およびＲ４から成っている。ブリッジ抵抗ＲＨＦは加熱抵抗ＲＨの直接近傍においてチップ（図示されていない）に配置されている抵抗温度センサである。ブリッジ抵抗ＲＨＦの温度に依存する抵抗を介して加熱抵抗ＲＨの温度が求められる。
【００１６】
ブリッジ抵抗ＲＬＦは同様に、チップに（図示されていない）加熱抵抗ＲＨに間隔をおいて配置されている抵抗温度センサである。ブリッジ抵抗ＲＬＦによって周囲空気の温度Ｔａｍｐが、これが加熱抵抗ＲＨに達しかつこれによって加熱される前に測定される。従ってブリッジ抵抗ＲＨＦおよびＲＬＦの抵抗の差は、加熱抵抗ＲＨと周囲温度Ｔａｍｐとの温度差に対する尺度である。
【００１７】
従来の測定エレメントでは加熱抵抗ＲＨ並びに温度センサＲＨＦおよびＲＬＦだけがチップ上に配置されている。２つの別のブリッジ抵抗ＲＴＵおよびＲ４は従来の測定エレメントではチップの外側に配置されている。それ故に抵抗ＲＨＦおよびＲＬＦ並びに別のブリッジ抵抗ＲＴＵおよびＲ４は別の環境作用を受け、時間が経つに従って抵抗のドリフトは異なってくることになる。そこで本発明によれば、ブリッジ抵抗ＲＴＵおよびＲ４もチップ上に配置するようにしたので、ブリッジ回路１のすべての抵抗は同じ環境作用にさらされることになる。その結果ブリッジ抵抗ＲＨＦ，ＲＬＦ，ＲＴＵおよびＲ４のオーミック抵抗の変化に基づくブリッジ回路の出力信号のドリフトは著しく低減される。このことは、本発明の測定エレメントの出力信号が測定エレメントの全体の寿命期間に殆ど一定の精度および品質を持っていることを意味している。
【００１８】
チップ（図示されていない）の電気的な接続端子は図１ではアルファベットＡ，Ｂ，Ｃ，ＤおよびＥによって示されている。
【００１９】
測定ブリッジ１の対角線に加わる電圧は図示されていないチップの接続端子ＡおよびＢで取り出すことができる。このブリッジ電圧は差動増幅器３に供給され、その出力信号は加熱電圧ＵＨである。出力電圧ＵＨは加熱抵抗ＲＨを介して流れる空気質量に対する尺度である。同時に、出力電圧ＵＨを介して加熱抵抗ＲＨの加熱電力が調整される。
【００２０】
抵抗ＲＴＵおよびＲ４もチップに配置されるとき、これらを加熱抵抗ＲＨ並びに別のブリッジ抵抗ＲＨＦおよびＲＬＦと同じ抵抗層からエッチングにより作製することできるようになる。その結果抵抗ＲＴＵおよびＲ４は調整設定可能ではなく、その結果ブリッジ回路１の整合は差動増幅器３におけるオフセット電圧の調整設定によって行うことができる。差動増幅器３のオフセット電圧は調整可能な抵抗Ｒ５によって調整設定される。
【００２１】
電気的な接続端子ＡないしＥを介してチップ（図示されていない）は評価回路、殊に差動増幅器３および電圧供給部と電気的に接続される。
【００２２】
第２の調整回路（図示されていない）が設けられているとき、空気の流れ方向も識別することができる。この種の実施形態はいわゆる二重加熱体原理に従って動作する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の流量センサの測定エレメントの回路略図である。
【符号の説明】
【００２４】
１，ＲＬＦ，ＲＨＦ，ＲＴＵ，Ｒ４  ブリッジ回路
３  差動増幅器
ＲＨ  加熱抵抗
【図１】
2004340936.tif 000003