CN100529683C - 流量测量装置 - Google Patents

Abstract

提供一种流量测量装置，其具有热式流量测量装置迂回通路，具备副空气通路，该副空气通路在流量计测部之前具有孔，其中，当流量突变时，输出值会落入负值一侧。可实现能够抑制该输出值落入负值一侧的热式流量测量装置。在比位于迂回通路之后的流量检测元件靠近下游一侧开狭缝孔。该狭缝孔也可以开在流量检测元件和出口部之间，也可以开在壁面一侧和凹部之间。由此，可以抑制上升时的输出值落入负值一侧。

Description

流量测量装置

技术领域

本发明涉及检测气体流量的流量测量装置，尤其涉及将气体的一部分导入设有流量检测部的副通路内来计测气体流量的流量测量装置。

背景技术

发热电阻式空气流量测量装置安装在汽车的吸气管上，具有计测吸入空气流量的作用。汽车的吸气管通常联动于加速踏板而流通吸入空气，但在雨天时，会将水滴与空气一起吸入。如果水滴冲撞于作为流量检测元件的发热电阻，则发热电阻的散热量变得过大，产生计测误差。这是由于与发热电阻向空气散热的散热量相比，水的散热量大的缘故而产生的。为了解决该问题，在专利文献1中，在发热电阻的上游侧设置迂回部，并设有利用离心力使水滴和空气相分离的通路。进而，如果在通路部设置迂回部，则由于水容易滞留在通路内而在迂回部设有排水孔，以用于排出所滞留的水。

专利文献1：日本专利文献特开2004-37131号公报。

当在车辆进行突然加速而使流量突变时，由于在具有像现有技术那样的迂回通路的副空气通路中，在迂回部之前的通路中途的排水孔附近，通路内部的压力升高，主体内主通路的压力降低，因此，空气从副空气通路内的排水孔流向吸气管，从而向检测元件的流动减少。特别是在流量突变时的非稳定流动中，发热电阻式流量测量装置的检测精度有大的恶化。

副空气通路周边的空气的流动在稳定时和流量突变时(非稳定)的差异很大。图9所示的图是通过CAE对流量突变时前后的副空气通路周边的空气的流动进行解析的结果。上中段的曲线示出了使主空气通路的流速(量)突然增加时的、主空气通路和副空气通路内的流量。下段的图用箭头表示出流速矢量。稳定时(-50ms～0ms)，由于副空气通路出口部产生空气分离，压力降低，因此，容易从出口流出，在发热电阻部也能够流量(流速)充足地流动。与之相对，在流量突变正进行中(0μs～50μs)的周边空气的流动中，出口部的空气的分离变少，堵住副空气通路部的流动。因此，空气难以从出口流出，其结果是，空气从迂回部设置的排水孔的流出增加。另外，图10示出的是以塞住排水孔的形状通过CAE进行相同分析的结果、即表示稳定时和过渡时的空气流动，但确认到在任一情况下，由于计测部附近的流速没有变缓慢，因此，排水孔成为主要的原因。申请人发现了这种非稳定时(过渡时)的由于排水孔而使检测精度恶化这一新的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有排水孔的流量测量装置，其能够减少非稳定时(过渡时)的检测精度的恶化。

上述目的通过下述记载的发明来实现。

例如上述目的通过在流量测量装置中具备用于促进副通路的传感器附近的流动的促进机构来实现。

另外，上述目的通过在流量测量装置中具备连接比传感器靠近出口侧的副通路和主通路的通路来实现。

发明效果

根据本发明，在具有排水孔的流量测量装置中，能够减少非稳定时(过渡时)的检测精度的恶化。

附图说明

图1是相对于作为本发明实施例的流量测量装置的流动方向的纵截面图；

图2是相对于作为本发明实施例的流量测量装置的流动方向的纵截面图；

图3是相对于作为本发明实施例的流量测量装置的流动方向的横截面图；

图4是作为本发明另一实施例的流量测量装置的A-A横截面图；

图5是作为本发明另一实施例的流量测量装置的A-A横截面图；

图6是作为本发明另一实施例的流量测量装置的A-A横截面图；

图7是作为本发明另一实施例的流量测量装置的A-A横截面图；

图8是作为本发明另一实施例的流量测量装置的A-A横截面图；

图9是表示流量突变时的流动解析结果的示意图；

图10是表示流量突变时的流动解析结果的示意图；

图11是表示流量突变时的流动解析结果的示意图；

图12是内燃机图。

图中：

1：主体；2：主空气通路；4：感温电阻；6：电路基板；7：壳体；8：副空气通路；15：排水孔；16：孔。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。

(第一实施例)

图1、图2所示的发热电阻式空气流量测量装置是用于实施本发明的最佳方式。另外，图3是从上游一侧观察截面B-B的图。该发热电阻式空气流量测量装置包括：内部形成主空气通路2的流量计测主体1；和在主空气通路2中具有流量测量部、对在主空气通路2流通的空气的流量进行计测的计测部。

如图1、图2、图3所示，在计测部中具有流量测量用的发热电阻3以及温度检测用的感温电阻4，所述图中还有用于支撑发热电阻3和感温电阻4的多个支撑端子5以及作为电子电路的电路基板6。另外，为了收纳电路基板6而在使两侧成为空洞的壳体7上支撑上述多个端子5，形成单侧开放的“コ”字形的副空气通路8，在该副空气通路8安装内置有发热电阻3和感温电阻4的副通路部件和电路基板，金属制的铝基板9覆盖壳体7的空洞中的一侧的开放面和呈单侧开放形状的副空气通路8的单侧开放面。另外形成有盖体10，该盖体10作为覆盖体覆盖壳体7的成为空洞的另一侧开放面。壳体7是由塑料材料一体成形的成形件，包括框体部和固定部，所述框体部形成有用于内包并保护电路基板6的前述空洞，所述固定部固定把持多个支撑端子5，所述多个支撑端子5支撑流量测量用的发热电阻3以及感温电阻4。另外，感温电阻4是为了将流量测量用的发热电阻3的加热温度和吸气温度的温度差控制在一定范围而设置的吸气温度检测用的电阻。另外，各个电阻通过焊接固定在支撑端子5上。

另外，在由入口开口部10、第一流路11、弯曲部12、第二流路13、以及出口开口部14形成的副空气通路8的内部具有邻接于壳体7并排而设的副通路部件。而且，在入口开口部10和弯曲部12之间配置有用于防止水滞留在副空气通路内的排水孔15。而且在出口开口部14和弯曲部13之间设有阶梯状的凹部17。该副空气通路的特征在于，具有下述构造：感温电阻4和流量测量用的发热电阻3被构成在弯曲部12和出口开口部14之间，由此从外部将流量计测元件隐蔽起来。另外，出口开口部14以副空气通路8和铝基板9的两侧对称的方式开口。

图4是从上侧观察从副空气通路8的弯曲部12到出口开口部14附近部分的截面A-A的示意图的一个例子。流量测量用的发热电阻3附近的通路宽度缩窄变细。另外，在流量测量用的发热电阻3和通路出口开口部14之间设有阶梯状的凹部17和孔16。由图4的截面图可知，阶梯状凹部17的结构使得在缩窄部18和通路壁面部19之间局部的副空气通路结构部20的两侧开口。另外，配置在流量测量用的发热电阻3的下游侧的阶梯状凹部17位于通路出口开口部14和流量测量用发热电阻3之间。例如，即使副空气通路出口开口部14的空气的分离变少，由于缩窄的下游部为凹部，阶梯状凹部17的压力变低，因此，空气容易从作为通路的孔16流出。由此，即使在流量突变时，也能够进行从通路内部向主空气通路2的排出。

相对于上述实施例，截面图5示出的是以其它构造谋求精度改善的结构。和图4一样，在流量测量用的发热电阻3和通路出口开口部14之间设置阶梯状的凹部17和孔16。出口开口部14和阶梯状凹部17之间的截面形状被形成为可在出口开口部14和阶梯状凹部17二者取得帽檐(ひさし)效果。由此，可以提高基于帽檐的空气的排出效果。另外，虽然在图5中的截面形状为梯形21，但只要出口开口部14和阶梯状凹部17任一个的截面形状为帽檐形，也可以取得相同的效果。由此，当在稳定时从通路出口开口部14发生流量突变时，可以从通路出口开口部14和孔16二者流出。

相对于上述实施例，截面图6示出的是以其它构造谋求精度改善的结构。图6是和图4在同一位置的截面图的一个例子，其特征在于，在流量测量用的发热电阻3附近，通路宽度被缩窄了的形状一直延伸到出口。由此，由于到出口开口部14的通路宽度被缩窄到最后，因此，出口开口部14可发挥帽檐的作用。由此，由于没有副空气通路出口开口部14的空气的分离，外部压力变低，因此，空气容易从出口开口部14流出。这样，即使在流量突变时，也不会妨碍空气在主空气通路2中的流动，而能够从通路内部排出到主空气通路2。

相对于上述实施例，截面图7示出的是以其它构造谋求精度改善的结构。图7是和图4在同一位置的截面图的一个例子，相对于图4，缩窄部18的长度与图1的形状没有改变，但出口位置靠近到位于副空气通路上游侧的缩窄部18。在该形状中，由于出口开口部14也可以起到帽檐的作用，因此，可以取得和图4形状相同的效果。另外，由于出口开口部14靠近上流一侧，使副空气通路的通路长度也变短，因此，可以加快传达过度流动。

相对于上述实施例，截面图8示出的是以其它构造谋求精度改善的结构。图8是和图3在同一位置的截面图，流量测量用的发热电阻3附近为通路宽度被缩窄变细的缩窄部18。而且，在出口开口部14安装有突起物22，该突起物22具有从主通路观察时出口开口部14的上游端部分被下游端部分遮住这样的帽檐效果。由此，由于副空气通路出口开口部14无空气分离，外部的压力降低，因此，空气容易从出口开口部14流出。因此，即使在流量突变时，也不会妨碍空气在主空气通路2中的流动，而能够从通路内部排出到主空气通路2。

图11示出的是本实施例的CAE实验结果。另外，当从主空气通路的空气流上游侧观察时，所述孔形成为被遮住的阶梯形状。通过设置该阶梯形状的孔，即使例如副空气通路出口部的空气的分离变薄，也会由于缩窄下游部为凹部而使得阶梯形状的孔外部的压力降低，从而空气容易从阶梯形状的孔流出。由此，即使在流量突变时，也能够保证流过发热电阻部的流量(流速)，因此能够使发热电阻式流量测量装置的输出值在过渡时也不会落入负值一侧。

根据本实施例，即使在流量突变时，发热电阻式空气流量测量装置的输出值也不会落入负值一侧，能够实现上升。

最后利用图12，表示在电子燃料喷射方式的内燃机上应用本发明的一个实施例。从滤气器54吸入的吸入空气67流经：发热电阻式空气流量测量装置的主体53、吸入管55、节流阀主体58、以及具备供给燃料的喷射器60的进气歧管(intake manifold)59，而被吸入发动机气缸62中。另一方面，在发动机气缸中产生的气体63经由排气歧管64而被排出。

将从发热电阻式空气流量测量装置的电路模块52输出的空气流量信号、来自温度传感器的吸入空气温度信号、从节流阀角度传感器57输出的节流阀阀门角度信号、从在排气歧管64上设置的氧浓度计65输出的氧浓度信号、以及从发动机旋转速度计61输出的发动机旋转速度信号等输入控制单元66，由控制单元66对这些信号逐一进行计算，求出最适合的燃料喷射量和空载空气控制阀开度，并使用该值来控制所述喷射器60和空载控制阀66。

工业实用性

本发明可普遍用于气体流量的测量。特别是还可以用于测量被吸入到发动机等中的空气量。另外，也可用于测量氢等的流量。

Claims (4)

1.一种流量测量装置，包括：

副通路，在其入口和出口之间具有弯曲部；

传感器，其被设置在所述副通路中；以及

第一通路，其连通比所述传感器靠近所述入口一侧的所述副通路内和主通路；

其中，所述传感器配置在所述弯曲部的下游侧，所述副通路配置在所述主通路中，测量气体的流量，

所述流量测量装置的特征在于，

所述流量测量装置还包括：

第二通路，其连通比所述传感器靠近所述出口一侧的所述副通路内和所述主通路、且其副通路一侧的端部朝向所述传感器附近开口；以及

凹部，其设置在构成所述副通路的副通路构成部件的沿着主通路的流动方向的主通路侧的面上，

其中，所述第二通路的主通路侧端部在所述凹部内开口。

2.如权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于，

所述出口朝向面对所述主通路的凹部内开口。

3.如权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于，

构成所述副通路的副通路构成部件的一部分，在一侧构成为对所述传感器附近的所述副通路缩窄的缩窄结构，在另一侧构成所述凹部。

4.如权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于，

所述流量测量装置还包括：

与所述传感器电连接的电路基板；和

构成所述副通路，并收纳所述电路基板的外壳，

通过从构成主通路的主通路构成部件的孔插入所述外壳的一部分，所述副通路和所述电路基板被设置在所述主通路中，

所述出口被设置在比所述电路基板靠近所述外壳的前端一侧，所述入口被设置在比所述出口更靠近所述外壳的前端一侧，

所述弯曲部被形成为大致U字形，

所述传感器被设置在比所述弯曲部靠近出口一侧的直线通路上，

所述第一通路被设置在比所述弯曲部靠近入口一侧。

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