专利名称：热式流量测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量流体的流量的发热电阻式的热式流量测量装置，尤其涉及使用于内燃机的流量传感器、或者燃料电池系统的流量传感器等的热式流量测量装置。
背景技术：
一直以来，作为设置于汽车等的内燃机的吸入空气通路中的、测定吸入空气量的空气流量传感器，由于热式的空气流量传感器可以直接检测质量空气量，所以成为主流。最近特别是通过半导体微细加工技术制造的空气流量传感器，因为具有高速响应性或者也可以利用该响应性的速度进行逆流检测，所以受到瞩目。
作为该热式的空气流量传感器，公知的有加热控制热式电阻体，通过发热电阻体的散热量来测量流量的空气流量传感器；和加热控制发热电阻体，通过配置于发热电阻体的附近的感温电阻体的温度变化来测量流量的空气流量传感器等发热电阻式的热式流量测量装置。
在利用该发热电阻体进行的流量检测中，发热电阻体自身的电阻值因老化而变化，灵敏度特性因该电阻值的变化而变化，从而流量信号的值变化。
因此，在专利文献1中，提出了如下的方法为了修正因该发热电阻体自身的电阻值的变化而导致的流量特性的变化，设置修正电路，从而输出流量的值不受到加热电阻的特性变化的影响。
专利文献1日本特公平6-63801但是，根据专利文献1公开的技术，必须设置修正电路，从而有如下的问题电路结构变得复杂，传感器构造复杂化。
并且，通常为了防止发热电阻体的老化，只要降低发热电阻体的加热温度即可，但是在降低加热温度的情况下，因为传感器的灵敏度也只降低下降的量，所以即使是发热电阻体的稍微的老化，输出特性也较大地变化，因此不能够抑制因发热电阻体的老化而导致的流量特性的变化。
进而，在实际使用的车中最严酷的温度环境条件是如下的情况，如高速行驶或者爬坡行驶等高负荷行驶后的怠速运转状态等那样，吸气温度因发动机的辐射热而上升，并且由于流量也少，所以发热电阻体的温度上升，从而期望的是即使在这样的环境条件下、也难以老化的热式流量测量装置。
发明内容
本发明的目的在于实现一种热式流量测量装置，其不用使电路或者传感器的构造复杂化，即使在高负荷行驶后的怠速运转状态等严酷的环境条件下，也可以减轻发热电阻体的污损，并且可以减少因老化而导致的测量误差。
本发明的热式流量测量装置具有配置于基板的薄壁部上的发热电阻体、和驱动发热电阻体使得该发热电阻体成为设定加热温度的电桥电路，形成电桥电路的各边的电阻元件是感温电阻体，至少一个感温电阻体的一部分或者全部被配置于薄壁部上，且被配置于发热电阻体的附近，接受来自发热电阻体的热影响，随着流体的流量变大，设定加热温度变高。以此，使发热电阻体的加热温度具有流量依存性。
根据本发明，可以不会使电路或者传感器的构造复杂化，将处于怠速运转的发热电阻体的加热温度抑制得较低，越是高流量就可以越提高加热温度，能够减轻发热电阻体的污损，可以减轻因老化而导致的输出特性的变化。
图1是应用本发明的热式流量测量装置的内燃机、特别是汽油发动机的动作控制系统的概略结构图；图2是本发明的热式流量测量装置的概略结构图；图3是本发明的第一实施方式的热式流量测量装置的热式流量传感器元件的配线图案图；图4是本发明的第一实施方式的热式流量测量装置的包括热式流量传感器元件的电路图；图5是表示本发明的第一实施方式中的发热电阻体的加热温度相对于流量的变化的图；图6是与现有技术相比较，来表示本发明的第一实施方式中的上游侧温度传感器和下游侧温度传感器的温度变化相对于流量的图；图7是与现有技术相比较，来表示本发明的第一实施方式的热式流量测量装置的输出特性的图；图8是本发明的第二实施方式的热式流量测量装置的热式流量传感器元件的配线图案图；图9是本发明的第三实施方式的热式流量测量装置的热式流量传感器元件的配线图案图；图10是本发明的第三实施方式的热式流量测量装置的包括热式流量传感器元件的电路图；图11是本发明的第四实施方式的热式流量测量装置的热式流量传感器元件的配线图案图；图12是本发明的第四实施方式的热式流量测量装置的包括热式流量传感器元件的电路图；图13是本发明的第五实施方式的热式流量测量装置的热式流量传感器元件的配线图案图；图14是本发明的第五实施方式的热式流量测量装置的包括热式流量传感器元件的电路图。
图中，1-热式流量测量装置；2-基板；3-壳体；4-电路基板；5-主管；6-流体流；7-薄壁部；10、14、18-发热电阻体；11、12、13、14、15、16、17、19、20、21、22、23、24、25-感温电阻体；26-热式流量传感器元件；41、44、47-差动放大器；51-电极。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。
通过图1～图7说明本发明的第一实施方式。
图1是应用本发明的第一实施方式的热式流量测量装置1的内燃机的动作控制系统的主要部分概略结构图。
在图1中，从空气过滤器100吸入的吸入空气6，经由配置有热式流量测量装置1的主管5、吸气管道(duct)103、以及具有节气阀体104和供给燃料的喷射器(燃料喷射阀)105的进气歧管(intake manifold)106，被吸入到发动机气缸107中。然后，在发动机气缸107产生的气体108经由排气歧管109被排出到外部。
热式流量测量装置1被设置于发动机室内的空气过滤器100和节气阀体104之间。向控制单元114发送从热式流量测量装置1输出的空气流量信号、吸入空气温度信号、从节气阀角度传感器111输出的节气阀角度信号、从设置于排气歧管109的氧气浓度计112输出的氧气浓度信号、以及从发动机旋转速度计113输出的发动机旋转速度信号等。
控制单元114逐次运算被发送的信号，求出最优的燃料喷射量和怠速空气控制阀开度，并使用该值来控制喷射器105以及怠速空气控制阀115。
图2是本发明的第一实施方式的热式流量测量装置1的概略结构图。
在图2中，热式流量测量装置1由以下构成壳体3；配置于壳体3内部的电路基板4；连接于壳体3的前端部且设置于圆筒形的主管5内的副通路52；以及配置于该副通路52内的热式流量传感器元件26。副通路52的形状有方形或者螺旋状等各种各样的形状。
图3是本发明的第一实施方式的热式流量测量装置1的热式流量传感器元件26的配线图案图。
在图3中，热式流量传感器元件26由以下构成半导体基板2；形成于该半导体基板2上的大致中央部的薄壁部7；发热电阻体10；由与发热电阻体10完全相同的材料形成的感温电阻体11、12、13；上游侧温度传感器30以及下游侧温度传感器31。各自的电阻体连接于用于与外部电连接的由铝等构成的电极51。另外，图3中所示的箭头记号表示流体流6的方向。
半导体基板2由硅等材料形成，半导体基板2的大小约是2.5mm×6mm×0.5mm，形成于半导体基板2上的薄壁部7的大小是0.5mm×1mm，厚度约为0.002mm。
并且，感温电阻体11、12、13优选利用相同的工序同时形成，由此各感温电阻体11、12、13的电阻温度系数相同，可以减轻各感温电阻体11、12、13的温度特性和流量特性等的偏差。并且，同样地，也优选利用与感温电阻体11、12、13相同的工序同时形成上游侧温度传感器30以及下游侧温度传感器31，以此可以有利于成本的降低。
作为感温电阻体11、12、13的具体的材质，使用多晶硅电阻体、对单晶硅掺杂杂质而得到的电阻体、铂、镍、钨、钛等。
半导体基板2的薄壁部7形成为如图3所示的虚线部分，在该薄壁部7配置有发热电阻体10、上游侧温度传感器30、下游侧温度传感器31以及感温电阻体13的一部分。
上游侧温度传感器30配置于发热电阻体10的上游侧，下游侧温度传感器31配置于发热电阻体10的下游侧。感温电阻体13是位于在后述的如图4所示的电桥电路中与发热电阻体10对角的位置的电阻，并被配置于接受发热电阻体10的热影响的位置。
图4是包括如图3所示的热式流量传感器元件26的电路图。
在图4中，包括热式流量传感器元件26的电路由以下构成发热电阻体10；感温电阻体11、12、13；差动放大器41、44；晶体管45；上游侧温度传感器30；下游侧温度传感器31；以及固定电阻61、62。
发热电阻体10与感温电阻体11、12、13构成电桥电路，发热电阻体10和感温电阻体12相互串联地连接，感温电阻体11和13相互串联地连接。而且，串联连接的发热电阻体10以及感温电阻体12、和串联连接的感温电阻体11以及13相互并联地连接。发热电阻体10和感温电阻体11的连接点连接于晶体管45的发射极。发热电阻体10和感温电阻体12的连接点连接于差动放大器41的一方的输入端子，感温电阻体11和13的连接点连接于差动放大器41的另一方的输入端子。而且，差动放大器41的输出端子连接于晶体管45的基极。
发热电阻体10的加热温度，是基于感温电阻体11、12、13的电阻值而确定的，通过差动放大器41和晶体管45的反馈控制，相对于周围温度被加热控制为大致一定的温度差ΔT。
具体地说，例如在发热电阻体10的ΔT被控制为100℃的情况下，在周围温度是20℃时，发热电阻体10被加热控制为约120℃，在周围温度是100℃时，发热电阻体10被加热控制为约200℃。
配置于发热电阻体10的上下游的上下游温度传感器30、31与固定电阻61、62一起构成温度传感器电桥电路，上游侧温度传感器30和固定电阻61相互串联地连接，下游侧温度传感器31和固定电阻62相互串联地连接。而且，串联连接的温度传感器30以及电阻61、和串联连接的温度传感器31以及电阻62相互并联地连接。温度传感器30和电阻61的连接点连接于差动放大器44的一方的输入端子，温度传感器31和电阻62的连接点连接于差动放大器44的另一方的输入端子。差动放大器44的输出供给到端子70。即，与上下游的温度传感器30和31相互的温度差相对应的电位差被差动放大器44放大，并供给到热式流量测量装置1的输出端子70。
另外，如图4所示的虚线部分表示薄壁部7，表示如下的情况在薄壁部7配置发热电阻体10、位于电桥电路上的对角的感温电阻体13的一部分、以及上下游的温度传感器30、31。
如图3、图4所示，在电桥电路上，将位于与发热电阻体10对角的位置的感温电阻体13的一部分配置于薄壁部7，从而形成接受发热电阻体10的热影响的构造，以此发热电阻体10的加热温度具有流量依存性。
即，在无风状态或者微风区域，发热电阻体10的热经由薄壁部7传递到感温电阻体13，从而加热感温电阻体13。若加热感温电阻体13，则电桥电路的平衡条件变化，发热电阻体10的加热温度下降。
另一方面，因为如果流量大则在发热电阻体10产生的热变得难以传递给感温电阻体13，所以发热电阻体10的加热温度上升。使用
该状态。
图5是表示发热电阻体10的加热温度相对于流量的变化的图。
在图5中，横轴表示流量Q(kg/h)，纵轴表示发热电阻体10的温度(℃)。如图5所示，发热电阻体10的加热温度，在流量低的区域被加热控制为约100℃，相对于此，在高流量区域被加热控制为125℃。这样，通过使发热电阻体10的加热温度具有流量依存性，从而改善高流量区域的灵敏度。以下说明该状态。
图6是与现有技术相比较，来表示上游侧温度传感器30和下游侧温度传感器31的温度变化的图。
在图6中，(a)表示本发明的上游侧温度传感器30的相对于流量的温度变化，(c)表示该下游侧温度传感器31的温度变化。并且，(b)表示现有的上游侧温度传感器的相对于流量的温度变化，(d)表示该下游侧温度传感器的温度变化。
若比较(a)和(b)，则可以知道，本发明的上游侧温度传感器30的加热温度具有流量依存性。并且，上游侧温度传感器30和下游侧温度传感器31的温度差越大，则热式流量测量装置1的输出端子70的信号变得越大。因此，与现有技术相比，在本发明中，在高流量区域的灵敏度提高。
图7是与现有技术相比较，来表示本发明的第一实施方式的热式流量测量装置1的输出特性的图。
在图7中，(X)表示本发明的热式流量测量装置1的输出特性，(Y)表示现有技术的输出特性。
若比较(X)和(Y)，则虽然在低流量区域，现有技术和本发明没有明显差别，几乎相同，不过在高流量区域，本发明的输出变大。因此，可以知道，通过应用本发明，可以改善高流量区域的灵敏度。
进而，在将本发明使用于内燃机的吸入空气量检测的情况下，特别是对于因热而导致的发热电阻体10的老化、或者因雨天时的水滴附着而导致的精度降低、污损，是有效果的。
在实际使用的车中最严酷的温度环境条件是如下的情况，如高速行驶或者爬坡行驶等高负荷后的怠速运转状态等那样，吸气温度因发动机的辐射热而上升。在这样的情况下，在现有技术中，若吸气温度上升，则与其相对应，虽然发热电阻体10的加热温度上升，不过在应用了本发明的情况下，可以不使灵敏度降低，且可以通过微风将加热温度抑制得较低。
另外，雨天时水滴有可能经过吸气管而附着于热式流量传感器元件26，特别是在高流量区域，水滴容易分散并附着。若水滴附着，则有可能不能够进行正确的流量检测，不过在应用了本发明的情况下，因为可以提高高流量处的加热温度，所以水滴难以附着，从而可以防止精度降低。
并且，在怠速流量那样的微风区域，碳颗粒之类的微小物质因热徙动现象而容易附着，另外，在高流量区域，比较大的土壤成分之类的物质容易碰撞附着。
因为温度差越大热徙动现象越容易产生，所以为了抑制碳颗粒等微少颗粒的附着，发热电阻体10的加热温度越低越好。但是，若发热电阻体10的加热温度过低，则油蒸汽等变得容易附着。因此，无风的怠速流量的加热温度优选是100℃前后。
另一方面，在风速为50m/s的高流量区域，因为通常ΔT越大，越难以污损，所以通过应用本发明，可以防止污损。
根据如以上构成的本发明的第一实施方式，不会使电路或者传感器的构造复杂化，通过使发热电阻体10的加热温度具有流量依存性，以此可以改善高流量区域的灵敏度，进而能够防止因发热电阻体10的热而导致的电阻值的老化，减少因老化而导致的测定误差，并防止因雨天时的水滴附着而导致的精度下降、以及因热徙动现象等而导致的污损。
另外，在此，感温电阻体13为一部分被配置于薄壁部7，不过也可以根据需要，形成为全部配置于薄壁部7。
并且，在图3中，感温电阻体13被配置于上下游的恰好中央附近，不过并不限定于此，只要是接受发热电阻体的热的位置即可，没有特别的限定。
接着，通过图8说明本发明的第二实施方式。
图8是本发明的第二实施方式的热式流量测量装置1的热式流量传感器元件26的配线图案图。
在图8中，热式流量传感器元件26形成为如下构造位于与图4所示的电桥电路中的发热电阻体10对角的位置的感温电阻体13的一部分配置于薄壁部7的上游侧，接受发热电阻体10的热影响。关于其它结构，与本发明的第一实施方式相同。
本发明的第一实施方式的如图1所示的感温电阻体13是配置于与发热电阻体10的配置位置同样的上下游的中央附近的构造，相对于此，本发明的第二实施方式的感温电阻体13，如图8所示，配置于发热电阻体10的上游侧。
这样，通过形成将感温电阻体13配置于发热电阻体10的上游侧的结构，与第一实施方式相比，越是高流量，感温电阻体13越被冷却，因此，可以进一步使高流量的灵敏度提高。
根据如以上构成的本发明的第二实施方式，也可以得到与本发明的第一实施方式相同的效果。
利用图9、图10说明本发明的第三实施方式。
图9是本发明的第三实施方式的热式流量测量装置1的热式流量传感器元件26的配线图案图。
在图9中，热式流量传感器元件26由以下构成半导体基板2；形成于该半导体基板2上的大致中央部的薄壁部7；发热电阻体10；以及由与发热电阻体10相同的材料形成的感温电阻体11、12、13。各个电阻体连接于用于与外部电连接的由铝等构成的电极51。另外，图9中所示的箭头记号表示流体流6的方向。
半导体基板2的薄壁部7形成为如图9所示的虚线部分，在该薄壁部7配置有发热电阻体10和感温电阻体13的一部分。感温电阻体13是在后述的图10所示的电桥电路中位于与发热电阻体10对角的位置的电阻，并被配置于接受发热电阻体10的热影响的位置。另外，半导体基板2以及其它元件的材质等与本发明的第一实施方式相同。
图10是包括如图9所示的热式流量传感器元件26的电路图。
在图10中，包括热式流量传感器元件26的电路由以下构成发热电阻体10；感温电阻体11、12、13；差动放大器41；以及晶体管45，它们的连接关系与如图4所示的包括发热电阻体10的电桥电路相同。
因而，发热电阻体10的加热温度是基于感温电阻体11、12、13的电阻值而确定的，并通过差动放大器41和晶体管45的反馈控制，相对于周围温度被加热控制为大致一定的温度差ΔT。并且，发热电阻体10和感温电阻体12的连接点连接于端子70，使用端子70的信号作为热式流量测量装置1的输出，使用发热电阻体10的消耗电流作为流量输出。
根据如以上构成的本发明的第三实施方式，越是高流量就越可以提高热式流量测量装置1的发热电阻体10的加热温度，从而可以得到与本发明的第一实施方式同样的效果。
另外，在此，感温电阻体13为一部分被配置于薄壁部7，不过也可以根据需要，形成为全部配置于薄壁部7。
并且，在图9中，感温电阻体13被配置于上下游的恰好中央附近，不过并不限定于此，只要是接受发热电阻体10的热的位置即可，没有特别的限定。
通过图11、图12说明本发明的第四实施方式。
图11是本发明的第四实施方式的热式流量测量装置1的热式流量传感器元件26的配线图案图。
在图11中，热式流量传感器元件26由以下构成半导体基板2；形成于该半导体基板2上的大致中央部的薄壁部7；发热电阻体10；由与发热电阻体10相同的材料形成的感温电阻体22、23、24、25；上游侧温度传感器30；以及下游侧温度传感器31。各个电阻体连接于用于与外部电连接的由铝等构成的电极51。另外，图11中所示的箭头记号表示流体流6的方向。
半导体基板2的薄壁部7形成为如图11所示的虚线部分，在该薄壁部7配置有发热电阻体10、感温电阻体24、上游侧温度传感器30、下游侧温度传感器31、以及感温电阻体23的一部分。
感温电阻体24与发热电阻体10接近地配置，从而感温电阻体24的温度变化依存于发热电阻体10的温度变化。另外，上游侧温度传感器30配置于发热电阻体10的上游侧，下游侧温度传感器31配置于发热电阻体10的下游侧。感温电阻体24与发热电阻体10邻接地配置，感温电阻体23是在后述的图12所示的电桥电路中位于与感温电阻体24对角的位置的电阻，并被配置于接受发热电阻体10的热影响的位置。另外，半导体基板2以及其它元件的材质等与本发明的第一实施方式相同。
图12是包括如图11所示的热式流量传感器元件26的电路图。
在图12中，包括热式流量传感器元件26的电路由以下构成发热电阻体10；感温电阻体22、23、24、25；差动放大器41、44；晶体管45；上游侧温度传感器30；下游侧温度传感器31；以及固定电阻61、62。
感温电阻体22、23、24、25构成电桥电路，感温电阻体22和24相互串联地连接，感温电阻体23和25相互串联地连接。而且，串联连接的感温电阻体22以及24、和串联连接的感温电阻体23以及25相互并联地连接。感温电阻体22和24的连接点连接于差动放大器41的一方的端子，感温电阻体23和25的连接点连接于差动放大器41的另一方的输入端子。差动放大器41的输出端子连接于晶体管45的基极，该晶体管45的发射极经由发热电阻体10而接地。
发热电阻体10的加热温度是基于该感温电阻体22、23、24、25的电阻值而确定的，相对于周围温度被加热控制为大致一定的温度差ΔT。
另外，形成于发热电阻体10的上下游的上下游温度传感器30、31与固定电阻61、62一起构成温度传感器电桥电路，与该上下游的温度传感器30和31的相互的温度差相对应的电位差被差动放大器44放大，并被供给到热式流量测量装置1的输出端子70。
根据如以上构成的本发明的第四实施方式，越是高流量就越可以提高热式流量测量装置1的发热电阻体10的加热温度，从而可以得到与本发明的第一实施方式相同的效果。
另外，在此，感温电阻体23为一部分被配置于薄壁部7，不过也可以根据需要，形成为全部配置于薄壁部7。
并且，在图11中，感温电阻体23被配置于上下游的恰好中央附近，不过并不限定于此，只要是接受发热电阻体10的热的位置即可，没有特别的限定。
通过图13、图14说明本发明的第五实施方式。
图13是本发明的第五实施方式的热式流量测量装置1的热式流量传感器元件26的配线图案图。
在图13中，热式流量传感器元件26由以下构成半导体基板2；形成于该半导体基板2上的大致中央部的薄壁部7；发热电阻体14、18；以及由与发热电阻体14、18相同的材料形成的感温电阻体15、16、17、19、20、21。各个电阻体连接于用于与外部电连接的由铝等构成的电极51。另外，图13中所示的箭头记号表示流体流6的方向。
半导体基板2的薄壁部7形成为如图13所示的虚线部分，在该薄壁部7配置有发热电阻体14、18；以及感温电阻体17、21的一部分。
发热电阻体14、18相对于流体的流动，接近地配置于上下游。在上游侧的发热电阻体14接线有三个感温电阻体15、16、17，从而构成电桥电路，在下游侧的发热电阻体18接线有三个感温电阻体19、20、21，构成电桥电路。另外，半导体基板2以及其它元件的材质等与本发明的第一图14是包括如图13所示的热式流量传感器元件26的电路图。
在图14中，包括热式流量传感器元件26的电路由以下构成发热电阻体14、18；感温电阻体15、16、17、19、20、21；差动放大器41、44、47；以及晶体管45、48。
发热电阻体14和感温电阻体15、16、17构成电桥电路，发热电阻体14和感温电阻体16相互串联地连接，感温电阻体15和17相互串联地连接。而且，串联连接的发热电阻体14以及感温电阻体16、和串联连接的感温电阻体15以及17相互并联地连接。发热电阻体14和感温电阻体15的连接点连接于晶体管48的发射极。发热电阻体14和感温电阻体16的连接点连接于差动放大器44的一方的输入端子，感温电阻体15和17的连接点连接于差动放大器44的另一方的输入端子。而且，差动放大器44的输出端子连接于晶体管48的基极。
发热电阻体14的加热温度是基于该感温电阻体15、16、17的电阻值而确定的，并通过差动放大器41和晶体管45的反馈控制，相对于周围温度被加热控制为大致一定的温度差ΔT。
并且，同样地，发热电阻体18和感温电阻体19、20、21构成电桥电路，发热电阻体18和感温电阻体20相互串联地连接，感温电阻体19和21相互串联地连接。而且，串联连接的发热电阻体18以及感温电阻体20、和串联连接的感温电阻体19以及21相互并联地连接。发热电阻体18和感温电阻体19的连接点连接于晶体管45的发射极。发热电阻体18和感温电阻体20的连接点连接于差动放大器41的一方的输入端子，感温电阻体19和21的连接点连接于差动放大器41的另一方的输入端子。而且，差动放大器41的输出端子连接于晶体管45的基极。
发热电阻体18的加热温度是基于该感温电阻体19、20、21的电阻值而确定的，并通过差动放大器41和晶体管48的反馈控制，相对于周围温度被加热控制为大致一定的温度差ΔT。
并且，发热电阻体15和17的连接点连接于差动放大器47的一方的输入端子，发热电阻体18和感温电阻体20的连接点连接于差动放大器47的另一方的输入端子。差动放大器47的输出信号被供给到输出端子71，该输出端子71的输出信号作为表示流体流的方向的信号而使用。
另外优选的是，上游侧的感温电阻体17以及下游侧的感温电阻体21尽可能接近地配置，使得不产生两者的温度差，从而使得在上游侧的发热电阻体14和下游侧的发热电阻体18难以产生温度差。
根据如以上构成的本发明的第五实施方式，越是高流量就越可以提高热式流量测量装置1的发热电阻体14、18的加热温度，从而可以得到与本发明的第一实施方式同样的效果。
另外，在此，感温电阻体17、21为一部分被配置于薄壁部7，不过也可以根据需要，形成为全部配置于薄壁部7。
另外，本发明不仅可以应用于如上述图1所示的汽油发动机的控制系统等，在柴油发动机的情况下，基本结构大致相同，从而也可应用本发明，也可以应用于检测内燃机的EGR(Exhaust Gas Recirculation)气体的流量的流量传感器等。
另外，不仅可以测定空气的流量，也可以测定其它流体的流量。例如，在测定使用于燃料电池的氢气的流量的情况下，也可以应用。并且，在测量液化气的流量的情况下，也可以应用本发明。
权利要求
1.一种热式流量测量装置，其测量流体的流量，并包括形成了薄壁部的基板；配置于上述薄壁部上的发热电阻体；以及用于驱动上述发热电阻体以使得上述发热电阻体成为设定加热温度的电桥电路，其特征在于，形成上述电桥电路的各边的电阻元件是感温电阻体，至少一个感温电阻体的一部分或者全部被配置于上述薄壁部上，且被配置于上述发热电阻体的附近，接受来自上述发热电阻体的热影响，随着流体的流量变大，上述设定加热温度变高。
2.一种热式流量测量装置，其包括形成了薄壁部的基板；被配置于上述薄壁部上的发热电阻体；被配置于上述薄壁部上、相对于上述发热电阻体的配置位置而被配置于流体流动的方向的上游侧的上游侧温度传感器元件；以及被配置于上述薄壁部上、相对于上述发热电阻体的配置位置而被配置于流体流动的方向的下游侧的下游侧温度传感器元件，其特征在于，为了定温度差驱动上述发热电阻体使得其与周围温度具有一定温度差，而形成有电桥电路，所述电桥电路具有多个感温电阻元件，上述发热电阻体形成为其一边，位于上述电桥电路的与发热电阻体对角的位置的上述感温电阻元件的一部分或者全部被配置于上述薄壁部，基于上述上游侧温度传感器元件检测的温度、和上述下游侧温度传感器元件检测的温度的差，来测量流体的流量。
3.如权利要求2所述的热式流量测量装置，其特征在于，位于与上述发热电阻体对角的位置的感温电阻元件的一部分或者全部，与上述薄壁部上的流体流动的方向相关，被配置于上述薄壁部的中央区域。
4.如权利要求2所述的热式流量测量装置，其特征在于，位于与上述发热电阻体对角的位置的感温电阻元件的一部分或者全部，与上述薄壁部上的流体流动的方向相关，被配置于上述发热电阻体的上游侧。
5.如权利要求2所述的热式流量测量装置，其特征在于，形成电桥电路的多个感温电阻元件是由与上述发热电阻体相同的感温电阻材质而形成的。
6.一种热式流量测量装置，其包括形成了薄壁部的基板；被配置于上述薄壁部上的发热电阻体；被配置于上述薄壁部上、相对于上述发热电阻体的配置位置而被配置于流体流动的方向的上游侧的上游侧温度传感器元件；以及被配置于上述薄壁部上、相对于上述发热电阻体的配置位置而被配置于流体流动的方向的下游侧的下游侧温度传感器元件，其特征在于，为了定温度差驱动上述发热电阻体使得其与周围温度具有一定温度差，而形成有具有多个感温电阻元件的电桥电路，上述电桥电路中的一个感温电阻元件被配置于上述薄壁部上，且被配置于上述发热电阻体的附近，该被配置于发热电阻体的附近的感温电阻元件、和位于电桥电路的对角的位置的感温电阻元件的一部分或者全部，被配置于上述薄壁部，基于上述上游侧温度传感器元件和上述下游侧温度传感器元件检测的温度差，来测量流体的流量。
7.如权利要求6所述的热式流量测量装置，其特征在于，位于与配置于上述发热电阻体附近的感温电阻元件对角的位置的感温电阻元件的一部分或者全部，与上述薄壁部上的流体流动的方向相关，被配置于上述薄壁部的中央区域。
8.如权利要求6所述的热式流量测量装置，其特征在于，位于与配置于上述发热电阻体附近的感温电阻元件对角的位置的感温电阻元件的一部分或者全部，与上述薄壁部上的流体流动的方向相关，被配置于上述发热电阻体的上游侧。
9.如权利要求6所述的热式流量测量装置，其特征在于，形成电桥电路的多个感温电阻元件是由与上述发热电阻体相同的感温电阻材质而形成的。
10.一种热式流量测量装置，其具有形成了薄壁部的基板；被配置于上述薄壁部上的第一发热电阻体；以及被配置于上述薄壁部上、相对于上述第一发热电阻体的配置位置而被配置于流体流动的方向的下游侧的第二发热电阻体，其特征在于，形成有第一电桥电路和第二电桥电路，为了定温度差驱动上述第一发热电阻体使得其与周围温度具有一定温度差，而形成所述第一电桥电路，所述第一电桥电路具有多个感温电阻元件，上述第一发热电阻体形成为其一边，为了定温度差驱动上述第二发热电阻体使得其与周围温度具有一定温度差，而形成所述第二电桥电路，所述第二电桥电路具有多个感温电阻元件，上述第二发热电阻体形成为其一边，位于上述第一电桥电路的与第一发热电阻体对角的位置的上述感温电阻元件的一部分或者全部，被配置于上述薄壁部，位于上述第二电桥电路的与第二发热电阻体对角的位置的上述感温电阻元件的一部分或者全部，被配置于上述薄壁部，基于上述第一电桥电路生成流体的流量测量信号，基于上述第一电桥电路和第二电桥电路生成流体流的方向信号。
11.如权利要求10所述的热式流量测量装置，其特征在于，位于与上述第一以及第二发热电阻体对角的位置的两个感温电阻元件的一部分或者全部，与上述薄壁部上的流体流动的方向相关，被配置于上述薄壁部的中央区域。
12.如权利要求10所述的热式流量测量装置，其特征在于，位于与上述第一以及第二发热电阻体对角的位置的两个感温电阻元件的一部分或者全部，与上述薄壁部上的流体流动的方向相关，被配置于上述发热电阻体的上游侧。
13.如权利要求10所述的热式流量测量装置，其特征在于，形成上述第一以及第二电桥电路的多个感温电阻元件是由与上述第一以及第二发热电阻体相同的感温电阻材质而形成的。
14.一种内燃机的控制系统，其具有测量供给到内燃机的空气流量的流量测量机构；和基于由该流量测量机构测量的流量，控制空气流量的机构，其特征在于，上述流量测量机构包括形成了薄壁部的基板；被配置于上述薄壁部上的发热电阻体；以及用于定温度差驱动上述发热电阻体的电桥电路，形成上述电桥电路的一个电阻元件的一部分或者全部被配置于上述薄壁部上，从上述发热电阻体接受热影响。
全文摘要
实现一种不会使电路或者传感器的构造复杂化，且可以减轻发热电阻体的污损，减少因老化而导致的测定误差的热式流量测量装置。薄壁部(7)形成于半导体基板(2)上，在该薄壁部(7)配置有发热电阻体(10)、和感温电阻体(13)的一部分。感温电阻体(13)是在电桥电路中位于与发热电阻体(10)对角的位置的电阻，并被配置于接受发热电阻体(10)的热影响的位置。由此可以使发热电阻体(10)的加热温度具有流量依存性，可以使因老化而导致的测定误差减少。
文档编号G01F1/68GK1892188SQ200610100749
公开日2007年1月10日 申请日期2006年7月4日 优先权日2005年7月8日
发明者渡边泉, 堀江润一, 中田圭一 申请人:株式会社日立制作所