JP2001059759A - 発熱抵抗式流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸気脈動対策など性能向上を目的に流路構成が
複雑化した副通路においても、感温抵抗体による空気温
度の計測精度を向上させ、流体流量の高精度計測が可能
な発熱抵抗式流量測定装置とする。 【解決手段】感温抵抗体２を支持するターミナル部材３
に向けて流れを導くために、感温抵抗体２の下流側に分
流板１１を、上流側に突起構造物１３を設けた。 【効果】感温抵抗体及びターミナルの冷却と副通路内部
での流速向上が両立でき、エンジンルーム内部での高温
環境下においても精度良く吸入空気流量の計測が可能に
なる。また、計測流量範囲の拡大にも効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流体の流量を測定す
る流量測定装置に係り、特に内燃機関の吸入空気通路を
流れる空気流量を測定する空気流量測定装置及びその制
御システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】副通路を回路モジュールの一部に一体化
しモジュール単品に発熱抵抗式空気流量測定装置に必要
な機能を全て持たせた構造は特開平8−5427 号等によっ
て公知である。しかし、空気流量の計測精度向上を目的
に感温抵抗体の冷却を促し、温度測定精度を向上させる
方法及び構造については十分に考慮されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はエンジ
ンからの脈動影響対策や空気流の乱れに起因する出力ノ
イズの低減など、各性能を向上させるために流路構成が
複雑化した副通路においても、副通路内部を流れる空気
流速の向上と感温抵抗体による空気温度の計測精度向上
を共に両立させ、空気流量の高精度計測が可能な発熱抵
抗式流量測定装置とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、以下の方策を講じた。

【０００５】（１）感温抵抗体を支持するターミナル部
材の下流側で、前記ターミナルとほぼ平行に板状の構造
体を設け、ターミナル部に向けて副通路内部の流れを分
流、すなわち、感温抵抗体を支持する２本のターミナル
部材の位置が主流となるよう構成した。

【０００６】（２）感温抵抗体を支持するターミナル部
材の上流側に、前記ターミナルとほぼ平行な突起構造物
を設け、ターミナル部に向けて副通路内部の流れを分
流、すなわち、感温抵抗体を支持する２本のターミナル
部材の位置が主流となるよう構成した。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す正
面図及びＡ−Ａ側面断面図、図２は副通路部のＢ−Ｂ水
平断面図である。

【０００８】流体の流量を検出する発熱抵抗体１と、吸
入空気の温度を検出し温度補償を行うための感温抵抗体
２はターミナル部材３に固定され電子回路４と電気的に
接続されている。空気の流れを迂回させる通路構成の副
通路５は、ターミナル部材３の保持と電子回路４の保護
を兼ねるケース部材６と固定して使用する。

【０００９】ここで発熱抵抗体１と感温抵抗体２の位置
関係について説明する。

【００１０】感温抵抗体２はほぼ空気温度に等しい温度
で使用されるのに対し、発熱抵抗体１は感温抵抗体２に
対して数百度プラスした温度に加熱された状態で使用す
る。このため上流側に配置された発熱抵抗体１からの熱
流影響を回避するため感温抵抗体２をオフセットさせて
配置している。また、感温抵抗体２における吸入空気温
度計測を精度良く行うために、感温抵抗体２の設置位置
を可能な限りケース部材６から離れた位置としている。
これは、空気流量測定装置を車両に組み込んだ際、吸気
ダクトの外側すなわち直接エンジンルーム内の高温環境
下に晒されるのがケース部材６やその保護カバー７であ
り、その熱がターミナル部材３を介し、感温抵抗体２ま
で伝導してしまうためである。そこで、極力ターミナル
部材３の先端部に感温抵抗体２を配し、加熱されたケー
ス部材６等から離すことで断熱し、更にはターミナル部
材３から空気への熱伝達による冷却効果で熱伝導による
温度測定誤差を低減しようとしている。以上の理由によ
り、感温抵抗体２をターミナル部材３の先端に置き、更
に発熱抵抗体１と感温抵抗体２をオフセットさせて配置
している。

【００１１】また、副通路５は主流方向８（空気の流れ
方向）で見た副通路５の入口開口部９と出口開口部１０
間の距離に対し、副通路５を構成している空気流路の全
長を長く形成しており、副通路５を流れる空気流の慣性
を大きくすることでエンジンからの脈動流影響を最小限
に抑えた作りになっている。このように副通路５の流路
構造を複雑にしていくと、副通路５内部での流速低下を
引き起こしてしまう。特に流体の流量を検出する発熱抵
抗体１部の流速低下は、空気流量測定装置として重要な
性能を得ることができなくなる。そこで、発熱抵抗体１
部が流路の最狭部となるように、副通路５の構成部材を
利用して流路の絞り機構を形成している。これにより発
熱抵抗体１部における流速の向上が図れる。

【００１２】ところが前述した通り、発熱抵抗体１の下
流に配置した感温抵抗体２はターミナル部材３の先端に
あるため、この絞り構造に隠れてしまうようなレイアウ
トになり、更には前述した複雑化した流路構成も相俟っ
て、感温抵抗体２部での流速確保が困難になる。

【００１３】感温抵抗体２部での流速が遅くなると、エ
ンジンからの熱影響を受けたターミナル部材３の冷却効
果が薄れ、計測誤差の増加を招いてしまう。また、感温
抵抗体２は通電による若干の自己発熱があるため、流速
の低下は感温抵抗体２自身の冷却もできなくなり、エン
ジンからの熱影響が比較的少ない常温状態においても計
測誤差を引起こしてしまう。

【００１４】そこで、感温抵抗体２及びその支持体であ
るターミナル部材３の下流部に流れを２分割するための
分流板１１すなわち流れの障害物を設けた。この分流板
１１の設置により、感温抵抗体２の上流から副通路５内
部の流れを２分割し、ターミナル部材３に速い流れを導
くことが可能になる。その効果として、感温抵抗体２
や、そのターミナル部材３の冷却が促進され、周囲の温
度環境に関係なく安定した空気流量信号が出力でき、計
測精度の向上が図れる。

【００１５】また、副通路５の構成が複雑になり、例え
ば前述した迂回式等になると、その迂回部で流れの乱れ
が生じ、更に流速の低下を招く場合が多い。この時、分
流板１１を設置しておくと、乱れた流れを整流する効果
もあり、その結果、発熱抵抗体１に速く安定した流れを
供給できるというメリットもでてくる。

【００１６】また、これらの副通路５は形状が複雑なた
め、２部品で構成されている。副通路５本体にバックプ
レート１２を接着や溶着、更には機械的なプッシュフィ
ット機構などを持たせて、位置決めと固定を行う。

【００１７】図３は本発明の一実施例を示す側面断面図
である。本実施例は図１に示した実施例に対し、分流板
１１の設置範囲のみ異なるものである。副通路５の上下
流方向から見て、感温抵抗体２とターミナル部材３で囲
われた範囲に分流板１１すなわち流れの障害物を設置し
ている。この構成により、ターミナル部材３周辺での流
速向上と、感温抵抗体２部での流速低下の防止が両立で
き、更に計測精度の向上が図れる。

【００１８】図４は本発明の一実施例を示す正面図及び
Ｃ−Ｃ側面断面図、図５は副通路部のＤ−Ｄ水平断面図
である。

【００１９】本構造のねらいも計測精度や流速の向上で
あり、感温抵抗体２の上流部にケース部材と一体化した
突起構造物１３すなわち流れの障害物を設けた構成とし
ている。また、突起構造物１３を副通路５側と一体化
し、感温抵抗体２の上流部に設置する構成も十分に考え
られる。

【００２０】最後に図６を使い電子燃料噴射方式の内燃
機関に本発明品を適用した一実施例を示す。エアクリー
ナ５１から吸入された吸入空気５２は吸入ダクト５３，
スロットルボディ５４及び燃料が供給されるインジェク
タ５５を備えた吸気マニホールド５６を経て、エンジン
シリンダ５７に吸入される。一方、エンジンシリンダで
発生したガス５８は排気マニホールド５９を経て排出さ
れる。

【００２１】発熱抵抗式空気流量測定装置の駆動回路モ
ジュール６０から出力される空気流量信号及び圧力信
号、吸気温度センサ６１からの吸入空気温度信号、スロ
ットル角度センサ６２から出力されるスロットルバルブ
角度信号、排気マニホールド５９に設けられた酸素濃度
計６３から出力される酸素濃度信号及び、エンジン回転
速度計６４から出力されるエンジン回転速度信号等、こ
れらを入力するコントロールユニット６５はこれらの信
号を逐次演算して最適な燃料噴射量とアイドルエアコン
トロールバルブ開度を求め、その値を使って前記インジ
ェクタ５５及びアイドルコントロールバルブ６６を制御
する。

【００２２】

【発明の効果】発熱抵抗式流量測定装置に用いる副通路
の流路構成を、エンジンからの脈動影響対策など高性能
化を目的として複雑化しても、ターミナルや感温抵抗体
の冷却促進と流速の向上が両立でき、エンジンルーム内
部での高温環境下から常温環境まで精度良く吸入空気流
量の計測が可能になる。

【００２３】また、副通路内部への構造体設置は、高流
量域では流れの抵抗になり、低流量域では高い整流効果
を発揮するため、流速の向上に繋がる。すなわち、分流
板や突起構造物の設置により、低流量域では比較的高い
流速を保ち、高流量域では流速を下げることが可能にな
るため、計測流量範囲を拡大できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す正面図及びＡ−Ａ側面
断面図。

【図２】副通路部のＢ−Ｂ水平断面図。

【図３】本発明の一実施例を示す側面断面図。

【図４】本発明の一実施例を示す正面図及びＣ−Ｃ側面
断面図。

【図５】副通路部のＤ−Ｄ水平断面図。

【図６】内燃機関に本発明品を適用した一実施例を示す
正面図。

【符号の説明】

１…発熱抵抗体、２…感温抵抗体、３…ターミナル部
材、４…電子回路、５…副通路、６…ケース部材、７…
保護カバー、８…主流方向、９…入口開口部、１０…出
口開口部、１１…分流板、１２…バックプレート、１３
…突起構造物、５１…エアクリーナ、５２…吸入空気、
５３…吸入ダクト、５４…スロットルボディ、５５…イ
ンジェクタ、５６…吸気マニホールド、５７…エンジン
シリンダ、５８…ガス、５９…排気マニホールド、６０
…駆動回路モジュール、６１…吸気温センサ、６２…ス
ロットル角度センサ、６３…酸素濃度計、６４…回転速
度計、６５…コントロールユニット、６６…アイドルエ
アコントロールバルブ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の流量を検出するための発熱抵抗体
   と、その温度補償用の感温抵抗体と、流体の流量に応じ
   た信号を出力する電子回路と、前記発熱抵抗体及び感温
   抵抗体を支持し、前記電子回路と電気的に接続するため
   のターミナル部材と、前記電子回路を内装保護するケー
   ス部材とを一体化した回路モジュールに、少なくとも一
   つの曲がり部を有する副通路が、前記発熱抵抗体と感温
   抵抗体がその内部に位置するように取付けられている発
   熱抵抗式流量測定装置において、前記感温抵抗体を設置
   した前記副通路の流路断面における流速分布が、感温抵
   抗体を支持するターミナル部材付近で速くなるように、
   副通路中に流れの障害物を配置したことを特徴とする発
   熱抵抗式流量測定装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記障害物は、副通路
   の上下流方向から見た時に、前記感温抵抗体とターミナ
   ル部材とで囲われた範囲内に位置することを特徴とする
   発熱抵抗式流量測定装置。
3. 【請求項３】流体の流量を検出するための発熱抵抗体
   と、その温度補償用の感温抵抗体と、流体の流量に応じ
   た信号を出力する電子回路と、前記発熱抵抗体及び感温
   抵抗体を支持し、前記電子回路と電気的に接続するため
   のターミナル部材と、前記電子回路を内装保護するケー
   ス部材とを一体化した回路モジュールに、少なくとも一
   つの曲がり部を有する副通路が、前記発熱抵抗体と感温
   抵抗体がその内部に位置するように取付けられている発
   熱抵抗式流量測定装置において、前記感温抵抗体を支持
   するターミナル部材の下流側で、前記ターミナルとほぼ
   平行に板状の構造体を設け、前記ターミナル部に向けて
   副通路内部の流れを分流し、感温抵抗体を支持する２本
   のターミナル部材の位置を主流としたことを特徴とする
   発熱抵抗式流量測定装置。
4. 【請求項４】流体の流量を検出するための発熱抵抗体
   と、その温度補償用の感温抵抗体と、流体の流量に応じ
   た信号を出力する電子回路と、前記発熱抵抗体及び感温
   抵抗体を支持し、前記電子回路と電気的に接続するため
   のターミナル部材と、前記電子回路を内装保護するケー
   ス部材とを一体化した回路モジュールに、少なくとも一
   つの曲がり部を有する副通路が、前記発熱抵抗体と感温
   抵抗体がその内部に位置するように取付けられている発
   熱抵抗式流量測定装置において、前記感温抵抗体を支持
   するターミナル部材の上流側に、前記ターミナルとほぼ
   平行な突起構造物を設け、前記ターミナル部に向けて副
   通路内部の流れを分流し、感温抵抗体を支持する２本の
   ターミナル部材の位置を主流としたことを特徴とする発
   熱抵抗式流量測定装置。
5. 【請求項５】請求項１または請求項２のいずれかにおい
   て、前記副通路の構造が、主流方向と垂直な面に開口
   し、主流方向とほぼ平行な第一流路と、その下流端で迂
   回し前記第一流路に対してほぼ平行な流路で前記主流方
   向と逆方向に流れを導く第二流路と、第二流路から主流
   方向に対してほぼ垂直方向に合流する出口開口部とを備
   えた迂回式であることを特徴とする発熱抵抗式流量測定
   装置。
6. 【請求項６】請求項１から請求項３のいずれかにおい
   て、前記副通路が２部品以上で構成されていることを特
   徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
7. 【請求項７】請求項１から請求項４に記載された何れか
   の空気流量測定装置を用い、内燃機関の制御を行なうこ
   とを特徴とする内燃機関の制御システム。