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JP2006170804A - Gas flow meter - Google Patents

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JP2006170804A
JP2006170804A JP2004363788A JP2004363788A JP2006170804A JP 2006170804 A JP2006170804 A JP 2006170804A JP 2004363788 A JP2004363788 A JP 2004363788A JP 2004363788 A JP2004363788 A JP 2004363788A JP 2006170804 A JP2006170804 A JP 2006170804A
Authority
JP
Japan
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lead
gas
heating
sensor element
portions
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004363788A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masamichi Yamada
雅通 山田
Yoshihiro Sukegawa
義寛 助川
Shiro Yamaoka
士朗 山岡
Noboru Tokuyasu
昇 徳安
Katsuaki Fukatsu
克明 深津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2004363788A priority Critical patent/JP2006170804A/en
Publication of JP2006170804A publication Critical patent/JP2006170804A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable gas flowmeter capable of preventing stains from adhering to a heating sensor element. <P>SOLUTION: In the gas flowmeter for detecting the mass flow of gas to be measured by heating a heating element part, the heating sensor element is constituted of the heating element part made of a heating resistor having a protective coating on its surface and formed in a ceramic bobbin; lead parts electrically connected to both sides of the heating element part; and fixing parts for fixing the lead parts in a gas channel and electrically connected to an external circuit. The lead parts are divided into two in the vicinity of joints to the heating element and arranged in such a way that leads in the downstream side may not be directly exposed to a gas flow. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

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。   The present invention relates to a gas flow meter for measuring a mass flow rate of gas such as engine intake air and exhaust gas.

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。   In recent years, exhaust gas recirculation (EGR) that reduces NOx by returning a part of exhaust gas to the intake system has been widely used. The recirculation amount (EGR amount) needs to be accurately controlled so as to be compatible with the stability of combustion and the like, and particularly when applied to a diesel engine, if excessive EGR occurs, the generation of smoke increases. Therefore, highly accurate EGR control according to the driving situation is required.

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。   Incidentally, as a conventional EGR control, there is JP-T-2003-516696. This conventional example is composed of a gas flow meter for measuring the amount of fresh air taken into the intake passage and a gas flow meter for measuring the amount of EGR gas provided in the exhaust gas recirculation path. Control is performed based on the EGR rate (= EGR gas amount / (fresh air intake amount + EGR gas amount)) from the fresh air intake air amount and the EGR gas amount measured by the meter. In order to control the EGR rate with high accuracy, a gas flow meter that accurately detects the fresh air intake air amount and the EGR gas amount is required.

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。   A gas flow meter places a heat sensor element heated to a constant high temperature in the flow of intake air or exhaust gas, and flows to keep the heat sensor element cooled by the intake air or exhaust gas at a constant temperature at all times. The mass flow rate of intake air or exhaust gas is calculated by measuring the current value. Therefore, the heat generation sensor element is always exposed to the flow of intake air or exhaust gas.

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。   The intake air passes through the heat cleaner element after passing through the air cleaner. However, since it contains dust, exhaust gas, etc., dirt adheres to the heat sensor element. On the other hand, the exhaust gas has a problem that a large amount of oil, carbon, etc. in the exhaust gas adheres. When dirt is attached to the heat generation sensor element, the heat generation sensor element does not directly touch the intake air or the exhaust gas, so that there is a problem that an error occurs in the measurement of the mass flow rate.

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。   In order to solve the problem, the conventional example has been devised to prevent dirt from adhering to the heat generation sensor element. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-206714 describes a method of volatilizing oil or the like adhering to a heat generation sensor element by increasing the temperature of the heat generation sensor element.

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。   In the heat sensor element 1 of the conventional example, as shown in FIGS. 9 and 10, a heat generating element portion 2 formed by winding a platinum wire 7 as a heat generating resistor around a ceramic bobbin 6 and protecting the surface with a protective glass 9. The lead portions 3a and 3b which are electrically connected to both sides of the heat generating element portion 2 are connected to the ceramic bobbin 6 by the adhesive glass 8, and the lead portions 3a and 3b are fixed portions 4a for electrically connecting to an external circuit. , 4b are fixed in the gas flow path.

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。
In the conventional heat generating sensor element 1 configured as described above, when it is exposed to the intake air or the exhaust gas 5, as shown in FIG. Although it is possible to prevent adhesion of carbon or the like, lead portions 3a connected to both sides of the heating element portion 2,
Since the temperature of the 3b and the fixing parts 4a and 4b is lowered, a large amount of dirt 10 such as carbon with oil or the like adhering thereto remains, causing a problem of generating an error in the measurement of the mass flow rate of the gas.

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。
That is, since the heating element unit 2 is controlled to be higher than the temperature of the intake air or the exhaust gas 5 by a certain temperature (170 to 300 ° C.), oil and the like adhering to the heating element unit 2 is volatilized. Is not a problem. However, since the lead portions 3a, 3b and the fixing portions 4a, 4b are not heated to such an extent that the oil component is volatilized, the oil components etc. adhere to the lead portions 3a, 3b and the fixing portions 4a, 4b, and further, dirt 10 such as carbon remains for a long time. It adheres and accumulates over time.

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。   In particular, when dirt 10 such as carbon adheres to the A part of the lead parts 3a and 3b, the dirt 10 exhibits a thermal insulation effect between the lead part and the intake air or the exhaust gas 5 in a high flow rate region, thereby reducing heat dissipation and generating heat. The current value required to keep the temperature of the sensor element 1 constant decreases, and a negative error occurs in the mass flow rate. On the other hand, in the low flow rate region, the dirt 10 reduces the thermal resistance between the heating element part 2 and the fixing parts 4a and 4b, and heat conduction (heat leakage) from the heating element part 2 to the fixing parts 4a and 4b increases. Therefore, the current value increases and a positive error occurs in the mass flow rate.

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。   In Patent Document 1 of another conventional example for preventing the adhesion of the dirt 10, one of the lead portions 3 a and 3 b is lengthened and folded back from the fixing portion 4 to the upstream side of the heat generating element portion 2 to provide a shielding effect against the dirt 10. Proposals have been made.

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。   However, since the shielding portion is provided on the upstream side of the heating element portion 2 in this way, a turbulent flow is generated in the flow of the intake air or the exhaust gas 5 to affect the heating element portion 2. There is a problem that generates an error.

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。   Further, as a conventional example for preventing the adhesion of the dirt 10, there is JP-A-7-120288. In this conventional example, as shown in FIG. 12, the heat generating sensor element includes a heat generating element portion 2 in which a platinum wire 7 is wound around a ceramic bobbin 6 and the surface is coated with glass, and lead portions connected to both sides of the heat generating element portion 2. The heat insulating member 11 is formed on the surfaces of the lead portions 3a and 3b.

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。   With this configuration, since the heat insulating member 11 is formed on the outer periphery of the lead portions 3a and 3b, there is almost no heat dissipation from the lead portion, and the dirt 10 is attached to the lead portion. It is assumed that the influence of the heat generation sensor element is almost the same as in the case of not being present.

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。   However, the conventional example configured as described above has no effect of reducing the dirt 10 adhering to the lead portion, and if the dirt 10 adheres in a large amount, an error occurs in the measurement of the mass flow rate. Further, since the heat insulating member 11 is formed on the outer periphery of the lead portions 3a and 3b, the effective sectional area of the lead portion is increased, the thermal resistance between the heating element portion 2 and the fixing portions 4a and 4b is reduced, and the heating element portion 2 is formed. There is a problem that power consumption increases because heat conduction (heat leakage) from the first to the fixed portions 4a and 4b increases.

特開平6−94499号公報JP-A-6-94499

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。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a highly reliable gas flow meter that prevents an error from occurring in the measurement of the mass flow rate of the gas due to dirt adhering to the heat generation sensor element. The purpose is to do.

(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。
(Means for Solving Claim 1)
In the gas flowmeter for detecting the mass flow rate of the gas based on the current value flowing through the heat generation sensor element arranged in the flow of the gas to be measured,
The heat generating sensor element includes a heat generating element formed by forming a heat generating resistor on a ceramic bobbin and protecting the surface, a lead part electrically connected to both sides of the heat generating element part, and the lead part in the gas flow path. It consists of a fixed part for fixing and electrical connection with an external circuit,
The lead portions at both ends branch into two in the vicinity of the joint portion with the heat generating element portion to constitute a set of a first lead portion and a second lead portion and a set of a third lead portion and a fourth lead portion, respectively. The other end of the lead portion is connected and fixed to a fixing portion corresponding to each lead portion,
The second and fourth lead portions are arranged upstream of the gas flow of the first lead portion and the third lead portion, respectively, so that the first lead portion and the third lead portion are not directly exposed to the gas flow,
By energizing the first lead part and the third lead part and heating the heating element part to measure the mass flow rate of the gas to be measured,
The first lead part and the third lead part related to the measurement are hidden downstream of the second and fourth lead parts, so that direct hit of the gas flow is avoided, and the carbon attached to the first lead part and the third lead part, etc. Therefore, the mass flow rate can be measured with high reliability.

(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。
(Means for Solving Claim 2)
At an appropriate time before and after the measurement period of the gas flow meter, branch so that a part of the heating current flows from the first lead part to the third lead part via the second lead part. It is possible to measure the mass flow rate with higher reliability by providing circuit means to remove the deposits attached to the second and fourth lead parts by forming and heating the second and fourth lead parts. It becomes.

(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。
(Means for Solving Claim 3)
In the gas flow meter, as a branching means that a part of the heating current reaches the second and fourth lead parts, a switching element and an adjustment resistor are connected in series between the fixed parts of the second and fourth lead parts,
The switching element is turned on by a predetermined timing signal, and the heating current flows from the fourth lead part to the third lead part via the second lead part from the first lead part by the adjusting resistor, and the first lead part. Adjust the ratio of the heating current flowing from the heating element part to the third lead part to a predetermined value,
Since the second and fourth lead portions are heated to remove the deposits attached to the second and fourth lead portions, the mass flow rate can be measured with high reliability.

(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。
(Means for Solving Claim 4)
When the gas to be measured is intake air and exhaust gas in an internal combustion engine, a gas flow meter that can more effectively prevent dirt adhering to the lead portion and prevent occurrence of errors in mass flow measurement. Can be realized.

(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。
(Means for Solving Claim 5)
The heating resistor is formed by winding a platinum wire, and the protective coating is made of a glass material, so that a highly accurate gas flow meter can be realized.

(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。
(Means for Solving Claim 6)
The heat generating element portion maintains an average temperature of the heat generating element portion at 400 ° C. or higher so that carbon or the like is not deposited, thereby further preventing contamination of carbon or the like adhering to the lead portion. The flow rate can be measured.

(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。
(Means for Solving Claim 7)
A gas temperature sensor element for detecting a gas temperature is further provided in the flow of the gas to be measured, and the temperature of the heat generation sensor element is controlled to be higher than the temperature of the gas temperature sensor element by a predetermined temperature. By configuring so that the mass flow rate of the gas is detected based on the value of the current flowing through the gas, a highly accurate gas flow meter can be realized.

(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。
(Means for Solving Claim 8)
A gas temperature sensor element for detecting the temperature of the gas is further provided in the flow of the gas to be measured, and the temperature of the heat generation sensor element is controlled to a constant temperature, and the gas is measured based on the current value flowing through the heat generation sensor element. By detecting the mass flow rate of the gas and correcting the mass flow rate of the gas based on the gas temperature detected by the gas temperature sensor element, it is possible to further prevent contamination such as carbon adhering to the lead portion and to have high reliability. Measurement of mass flow rate is possible.

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。   According to the present invention described above, a highly reliable gas flow meter that prevents measurement errors in the gas mass flow rate due to dirt adhering to the heat generation sensor element can be provided, so that highly accurate EGR control of the internal combustion engine can be performed, and smoke and NOx An excellent effect is achieved in that reduction is achieved.

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

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。   FIG. 2 shows an EGR control apparatus using a gas flow meter which is an embodiment to which the present invention is applied, and the configuration will be described below.

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。   This EGR control device includes an internal combustion engine 12, an intake passage 16 in which an air cleaner 14 and a throttle valve 15 are installed to supply intake air 13 to the engine 12, and an exhaust gas catalyst 19 for cleaning exhaust gas 20. An exhaust pipe 18 for exhausting the exhaust gas, an EGR valve 23 provided in an exhaust gas recirculation path 24 for recirculating (recirculating) the exhaust gas, an EGR cooler 22 for cooling the exhaust gas and increasing cylinder suction efficiency, and an intake passage 16, a gas flow meter 17 for measuring the amount of intake air, a gas flow meter 25 for measuring the amount of recirculated exhaust gas provided in the exhaust gas recirculation path 24, an EGR valve 23, and a throttle valve according to operating conditions 15 and a control unit 21 for operating the fuel injection injector 26.

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。   The exhaust gas recirculation passage 24 is connected to the exhaust passage 18 and the intake passage 16 so as to short-circuit them. The EGR valve 23 and the throttle valve 15 are connected to the control unit 21, and a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 18 is joined to the intake passage 16 according to the opening degree, and is returned to the engine 12. Yes.

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。
Gas flow meters 17 and 25, which are embodiments to which the present invention is applied, are arranged in the intake passage 16 and the exhaust gas recirculation passage 24, respectively, and measure the intake air amount and the recirculated exhaust gas amount to measure the EGR rate (= EGR gas amount). / (Fresh air intake amount + EGR gas amount)) is realized to achieve highly accurate EGR control according to the operating condition of the engine to reduce smoke and NOx of exhaust gas.

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。   FIG. 3 shows the configuration of the gas flowmeters 17 and 25 according to the first embodiment to which the present invention is applied. FIG. 1 shows the heat generation sensor element 1 constituting the gas flowmeters 17 and 25. Is.

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。   First, the principle of operation of the gas flow meters 17 and 25 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, 16 and 24 are an intake passage and an exhaust gas recirculation passage, and the heat generation sensor element 1 and the gas temperature sensor element 27 are arranged in the passages 16 and 24. 3a, 3c, 3b and 3d have resistance values at the first, second, third and fourth lead portions of the heat generation sensor element 1, respectively. 30 is a power source, 28 is a transistor for supplying a heating current to the heat generation sensor element 1, and 33 is a switching element (transistor) in which the adjustment resistor 32c is connected in series between the second lead portion 3c and the fourth lead portion 3d. 32a and 32b are resistors, 29 is a differential amplifier, and 21 is a control unit.

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。   Here, the heat generation sensor element 1 forms a bridge circuit including the gas temperature sensor element 27 and the resistors 32a and 32b via the first lead portion 3a and the third lead portion 3b. At the time of normal gas flow rate measurement, the switching element 33 is turned off, and the second lead portion 3c and the fourth lead portion 3d are open with no current flowing. The voltage at the terminals 31a and 31b of the bridge circuit is input to the differential amplifier 29, and the temperature (Th) of the heat generation sensor element 1 is a certain temperature (ΔTh == the temperature of the gas temperature sensor element 27 corresponding to the gas temperature). The resistance values 32 a and 32 b are set so as to be higher than Th−Te) and at 400 ° C. or higher at which no oil or carbon in the gas adheres, and feedback control is performed by the differential amplifier 29.

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。   For measuring the intake air amount and the recirculated exhaust gas amount, the voltage of the terminal 31a of the resistor 32a corresponding to the heating current flowing through the heat generating sensor element 1 is input to the control unit 21 and measured. That is, when the intake air amount and the recirculated exhaust gas amount increase, the heat generation sensor element 1 is cooled by the heat transfer effect of the gas, and feedback control is performed so that the heat generation sensor element 1 becomes a constant temperature (ΔTh = Th−Te). Therefore, the heating current (terminal voltage of 31a) flowing through the heat generation sensor element 1 increases and can be detected as a mass flow rate.

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。   The relationship between the heat radiation power Ph of the heat generation sensor element 1 and the mass flow rate Qe of the gas to be measured is expressed by the following king equation.

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。
Ph = (a + b√ (Qe)) ΔTh (1)
Here, the first term (a) of the equation (1) is a contribution due to the heat conduction effect, and the second term (b) is a contribution due to the heat transfer effect due to the gas to be measured.

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。   On the other hand, after the measurement period of the gas flow meter is over or at an appropriate time before the measurement, the second and fourth lead portions 3c and 3d are heated and attached to the second and fourth lead portions 3c and 3d. Remove the kimono.

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。   The switching element 33 is turned on by a predetermined timing signal from the control unit 21, and the heating current flows from the fourth lead portion 3d to the third lead portion 3b via the first lead portion 3a, the second lead portion 3c, and the adjusting resistor 32c. The second and fourth lead portions 3c and 3d are heated to remove the deposits adhering to the second and fourth lead portions 3c and 3d.

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。   At this time, the adjustment resistor 32c is set so that the ratio of the heating current flowing in the branch to the heating current flowing from the first lead portion 3a to the third lead portion 3b via the heating element portion 2 becomes a predetermined value. Adjusting and appropriately heating the second and fourth lead portions to remove the adhering matter adhering to the second and fourth lead portions 3c and 3d enables highly reliable mass flow rate measurement.

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。   The heat generation sensor element 1 of FIG. 1 includes a heat generation element portion 2 formed by forming a heat generation resistor on a ceramic bobbin and having a protective coating on the surface, and lead portions 3a, 3b, 3c, 3d electrically connected to both sides of the heat generation element portion 2. In addition, the lead portions are fixed in the gas flow passages 16 and 24, and are configured by fixing portions 4a, 4b, 4c, and 4d for electrical connection with an external circuit.

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。   The lead portion divides into two in the vicinity of the joint portion with the heat generating element portion 2, and constitutes a set of the first lead portion 3a and the second lead portion 3c and a set of the third lead portion 3b and the fourth lead portion 3d. The other ends of the respective lead portions are connected and fixed to fixing portions 4a, 4b, 4c, 4d corresponding to the respective lead portions, and the second and fourth lead portions 3c, 3d are respectively connected to the first lead portion. The first lead portion and the third lead portions 3a, 3b are arranged on the upstream side of the gas flow of the third lead portions 3a, 3b so as not to be directly exposed to the exhaust gas 5.

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。
One end of each of the fixing portions 4a, 4b, 4c, 4d and the lead portions 3a, 3b, 3c, 3d is fixed by welding. The other ends of the lead portions 3a, 3b, 3c, and 3d are the first lead portion 3a and the second lead portion 3c, and the third lead portion 3b and the fourth lead portion 3d in the vicinity of the joint portion with the heating element portion 2. Each set is welded and has a structure that branches into two from the welded portion toward the fixed portion. Further, at the joint portion between the welded portion and the heat generating element portion 2, the lead portions 3 c and 3 d are fixed via the ceramic bobbin 6 and the adhesive glass 8 as in the conventional example of FIG. 10. Yes.

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。   The fixing parts 4a, 4b, 4c, 4d are made of a conductive metal such as stainless steel, for example. The lead portions 3a, 3b, 3c, 3d are made of a conductive wire material such as a platinum-based alloy having a diameter of 150 μm. For the platinum wire 7, a current flows through the fixing portions 4 a and 4 b and the lead portions 3 a and 3 b when measuring a normal gas flow rate.

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。   One end of the platinum wire 7 is welded from the welded portion of the lead portions 3a and 3c to the surface of the lead portion 3c in the vicinity of the ceramic bobbin 6. The platinum wire 7 with one end welded is wound around the outer periphery of the ceramic bobbin 6 at a constant interval to form the heating element portion 2. The other end of the platinum wire 7 is wound around the lead portion 3d inside the welded portion of the lead portions 3b and 3d for two or three turns and then welded to the surface of the lead portion 3d. The diameter of the platinum wire 7 of this embodiment is 20μ.

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。   A protective glass film 9 is formed on the surface of the platinum wire 7. In this embodiment, the protective glass film 9 is composed of a heat-dissipating glass coating having a thickness of several μm to several tens of μm. The glass coating is formed up to a portion where the platinum wire 7 of the lead portions 3c and 3d is wound. The purpose of the glass coating is to fix the platinum wire 7 to the ceramic bobbin 6 to prevent the platinum wire 7 from loosening and to protect the platinum wire 7.

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。   In the gas flow meter according to the first embodiment of the present invention configured as described above, the second and fourth lead portions 3c and 3d are upstream of the gas flows of the first lead portion and the third lead portions 3a and 3b, respectively. Since the first lead portion and the third lead portions 3a and 3b are arranged on the side so as not to be directly exposed to the exhaust gas 5, dirt such as oil and carbon in the exhaust gas 5 is contaminated by the second and fourth lead portions. Since it is trapped by 3c and 3d and does not adhere to the first lead portion and the third lead portions 3a and 3b used for measurement, it is possible to accurately measure the mass flow rate.

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。   In addition, oil and carbon dirt once attached to the second and fourth lead portions 3c and 3d may be removed after the measurement period of the gas flow meter is finished or at an appropriate time before the measurement. The deposits adhering to the second and fourth lead portions 3c and 3d can be removed by heating 3c and 3d.

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。   The effects of the gas flow meter according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

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。   FIG. 4 shows the heat sensor element 1 constituting the gas flowmeter according to the first embodiment of the present invention. Oil, carbon, etc. after being placed in the intake passage 16 or the exhaust gas recirculation passage 24 of the internal combustion engine and operated for a long time. This shows how the dirt 10 adheres. Since the heating element portion 2 is heated to a high temperature of 400 ° C. or higher, there is no adhesion of the dirt 10. Further, a heating current flows through the first lead portion and the third lead portions 3a and 3b used for measuring the gas flow rate as indicated by 34 in order to heat the heating element portion 2. Dirt 10 adheres to the second and fourth lead portions 3c and 3d because they are directly hit by oil or carbon in the exhaust gas 5, but the first lead portion and the third lead used for measuring the gas flow rate. The portions 3a and 3b can be trapped by the second and fourth lead portions 3c and 3d on the upstream side to prevent the dirt 10 from adhering.

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。   FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for removing the deposits attached to the second and fourth lead portions 3c and 3d. The dirt such as oil or carbon once adhering to the second and fourth lead portions 3c, 3d is removed after the measurement period of the gas flow meter is finished or at an appropriate time before the measurement. The adhering matter adhering to the second and fourth lead portions 3c and 3d is removed by heating 3d.

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。   When the switching element 33 is turned on by a predetermined timing signal from the control unit 21, the direction from the first lead portion 3a to the second lead portion 3c in the direction of the arrow 34 shown in FIG. A part of the heating current flows through the lead portion 3b. Further, a heating current flows through the heating element portion 2 in parallel along the route indicated by 35. The heating currents of both routes 34 and 35 are appropriately adjusted according to the resistance ratio between the adjusting resistor 32c and the heating element portion 2, and the second and fourth lead portions 3c and 3d are heated to remove the deposit 10.

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。   FIG. 6 shows the temperature distribution of the second and fourth lead portions 3c and 3d and the heating element portion 2. 36 is a temperature distribution when no heating current flows through the second and fourth lead portions 3c and 3d in the measurement period of the gas flow meter, and 37 is the second and fourth lead portions before and after the measurement period. This is a temperature distribution when a heating current is branched and supplied to 3c and 3d. Although the temperature is the same at the center of the heating element portion 2, there are differences in the temperatures of the lead portions 3c and 3d. When the heating current is branched and supplied to the second and fourth lead portions 3c and 3d, the temperature is high in all regions of the lead portions 3c and 3d, and the temperature rises greatly particularly in the A portion.

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。   As described above, since the temperature becomes high in the entire region of the lead portions 3c and 3d, the dirt 10 such as oil or carbon once adhered to the second and fourth lead portions 3c and 3d is measured by the gas flow meter. It can be removed after the period is over or at an appropriate time before the measurement.

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。   In FIG. 6, the temperature of the heating element portion 2 when the heating current is branched and supplied to the second and fourth lead portions 3c and 3d before and after the measurement period is the same as that before the branching. In order to enhance the effect of removing the dirt 10 such as, it is also possible to set it higher than before branching. In this case, the adjustment resistor 32c may be adjusted to an appropriate resistance in the circuit configuration of FIG. 3, and the voltage of the power supply 30 may be boosted by the switching circuit in synchronization with the switching element 33.

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。
FIG. 7 shows the measurement error of the mass flow rate of the exhaust gas 5 after being placed in the intake passage 16 or the exhaust gas recirculation passage 24 of the internal combustion engine and operating for a long time. In the figure, 38 is a conventional example,
39 is a measurement result of the heat generation sensor element 1 of the present invention. The conventional example of 38 shows a large error which is positive in the low flow region and negative in the high flow region, but there is almost no change in the heat generation sensor element 1 of the present invention.

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。
Regarding the measurement of the mass flow rate, the output is expressed by the above-mentioned King equation (1), and in particular, ΔTh =
It is proportional to (Th-Te). Accordingly, in the heat generation sensor element 1, the high temperature portion of the heat generation element portion 2 and the A portion of the lead portions 3a and 3b particularly affects the output. The fixed part 4a having a low temperature,
4b, 4c, 4d and the lead portions in the vicinity thereof do not significantly affect the output. In the heat generating sensor element 1 of the present invention, the dirt 10 such as oil or carbon does not adhere to the heat generating element portion 2 and the A portion of the lead portions 3a and 3b, so that there is almost no change in output and the output is stable.

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。   FIG. 8 shows the configuration of gas flow meters 17 and 25, which are a second embodiment to which the present invention is applied. In this embodiment, the temperature control of the heat generation sensor element 1 is different from that in the first embodiment.

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。   The heat generation sensor element 1 and the gas temperature sensor element 27 are disposed in the passages 16 and 24 in the figure. In the first embodiment of FIG. 3, the heat generation sensor element 1 forms a bridge circuit with the gas temperature sensor element 27, but in this embodiment, the gas temperature sensor element 27 is replaced with a resistor 32d. Therefore, in the first embodiment, feedback is performed so that the temperature (Th) of the heat generation sensor element 1 is higher than the temperature (Te) of the gas temperature sensor element 27 corresponding to the gas temperature by a certain temperature (ΔTh = Th−Te). Although controlled, in this embodiment, it is controlled to a constant heater temperature (Th) regardless of the gas temperature (Te).

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。   Thus, by controlling the temperature (Th) of the heat generation sensor element 1 to be constant, the temperature (Th) becomes constant even when the temperature change of the gas temperature (Te) changes greatly. 1 can be prevented from being heated without being heated. Further, the temperature (Th) of the heat generation sensor element 1 is always controlled to a constant value of 400 ° C. or higher regardless of the gas temperature (Te), thereby preventing the attachment of floating substances such as carbon and realizing a highly reliable configuration. .

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。   On the other hand, when controlled to a constant temperature (Th), the output of the mass flow rate strongly depends on the gas temperature (Te). For this reason, the gas temperature sensor element 27 is disposed in the passages 16 and 24, the gas temperature (Te) output is taken into the control unit 21 from the terminal 31c, and the heating current flowing through the heat generation sensor element 1 (= terminal voltage of 31a). Perform output correction.

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。   Also in this embodiment, the operation of the switching element 33, the adjustment resistor 32c, etc. is the same as that of the first embodiment, and the oil and carbon etc. once adhered to the second and fourth lead portions 3c, 3d. 10 can be removed after the measurement period of the gas flow meter is over or at an appropriate time before the measurement.

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。   Although the present invention has been described with respect to several embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の第一の実施例である発熱センサ素子である。1 is a heat generation sensor element according to a first embodiment of the present invention. EGR制御装置の説明図である。It is explanatory drawing of an EGR control apparatus. 第一の実施例であるガス流量計の構成説明図である。It is composition explanatory drawing of the gas flowmeter which is a 1st Example. 第一の実施例である発熱センサ素子の説明図である。It is explanatory drawing of the heat_generation | fever sensor element which is a 1st Example. 第一の実施例である発熱センサ素子の説明図である。It is explanatory drawing of the heat_generation | fever sensor element which is a 1st Example. 発熱センサ素子の温度分布の説明図である。It is explanatory drawing of the temperature distribution of an exothermic sensor element. 出力特性の説明図である。It is explanatory drawing of an output characteristic. 第二の実施例であるガス流量計の構成説明図である。It is composition explanatory drawing of the gas flowmeter which is a 2nd Example. 従来例である発熱センサ素子である。This is a conventional heat generation sensor element. 従来例である発熱センサ素子の断面図である。It is sectional drawing of the exothermic sensor element which is a prior art example. 従来例である発熱センサ素子の説明図である。It is explanatory drawing of the heat-generation sensor element which is a prior art example. 従来例である発熱センサ素子の説明図である。It is explanatory drawing of the heat-generation sensor element which is a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

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。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat generation sensor element, 2 ... Heat generation element part, 3a, 3b, 3c, 3d ... Lead part, 4a,
4b, 4c, 4d ... fixed part, 5 ... exhaust gas, 6 ... ceramic bobbin, 7 ... platinum wire, 8 ... adhesive glass, 9 ... protective glass.

Claims (12)

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。
In a gas flow meter that detects the mass flow rate of a gas based on the value of a current flowing through a heat generation sensor element arranged in the flow of the gas to be measured,
The heating sensor element is a heating element formed by forming a heating resistor on the bobbin and protecting the surface, a lead part electrically connected to both sides of the heating element part, and the lead part fixed in the gas flow path And is composed of a fixed part for electrical connection with an external circuit,
The lead portions at both ends branch into two in the vicinity of the joint portion with the heat generating element portion to constitute a set of a first lead portion and a second lead portion and a set of a third lead portion and a fourth lead portion, respectively. The other end of the lead portion is connected and fixed to a fixing portion corresponding to each lead portion,
The second and fourth lead portions are arranged upstream of the gas flow of the first lead portion and the third lead portion, respectively, so that the first lead portion and the third lead portion are not directly exposed to the gas flow,
A gas flow meter configured to measure the mass flow rate of the gas to be measured by energizing the first lead portion and the third lead portion to heat the heating element portion.
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。
In the gas flowmeter according to claim 1, at an appropriate time before and after the measurement period,
A branch is formed so that a part of the heating current flows from the fourth lead part to the third lead part via the second lead part from the first lead part, and the second and fourth lead parts are heated to A gas flow meter comprising circuit means for removing deposits adhering to the second and fourth lead portions.
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。
3. The gas flowmeter according to claim 2, wherein a switching element and an adjustment resistor are provided between the fixed portions of the second and fourth lead portions as branching means that a part of the heating current reaches the second and fourth lead portions. Connected in series,
The switching element is turned on by a predetermined timing signal, and the heating current flows from the fourth lead part to the third lead part via the second lead part from the first lead part by the adjusting resistor, and the first lead part. Adjust the ratio of the heating current flowing from the heating element part to the third lead part to a predetermined value,
A gas flowmeter characterized in that the second and fourth lead portions are heated to remove deposits attached to the second and fourth lead portions.
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。   4. The gas flow meter according to claim 1, wherein the gas to be measured is intake air and exhaust gas in an internal combustion engine. 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。   5. The gas flow meter according to claim 1, wherein the heating resistor is a wire wound with a platinum wire, and the protective coating is made of a glass material. 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。   6. The gas flowmeter according to claim 1, wherein an average temperature of the heating element portion is maintained at 400 ° C. or higher so that carbon or the like is not deposited on the heating element portion. 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。   7. The gas flowmeter according to claim 1, further comprising a gas temperature sensor element for detecting a gas temperature in the flow of the gas to be measured, and measuring the temperature of the heat generation sensor element with the gas temperature sensor. A gas flow meter configured to detect a mass flow rate of a gas based on a current value flowing through the heat generation sensor element by controlling the temperature of the element higher by a certain temperature. 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。   7. The gas flowmeter according to claim 1, further comprising a gas temperature sensor element for detecting a gas temperature in the flow of the gas to be measured, and controlling the temperature of the heat generation sensor element to a constant temperature. And a gas flowmeter that detects a mass flow rate of the gas based on a current value flowing through the heat generation sensor element and corrects the mass flow rate of the gas based on a gas temperature detected by the gas temperature sensor element. 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。
In a gas flow meter that detects the mass flow rate of a gas based on the value of a current flowing through a heat generation sensor element arranged in the flow of the gas to be measured,
The heating sensor element is a heating element formed by forming a heating resistor on the bobbin and protecting the surface, a lead part electrically connected to both sides of the heating element part, and the lead part fixed in the gas flow path And is composed of a fixed part for electrical connection with an external circuit,
The lead portion is divided into two at least in the vicinity of the joint with the heat generating element portion, and is composed of a set of a first lead portion and a second lead portion and an opposite third lead portion, and the other end of each lead portion Are connected and fixed to the fixing portions corresponding to the respective lead portions,
The first lead portion and the third lead portion are energized to heat the heating element portion and measure the mass flow rate of the gas to be measured.
A gas flowmeter characterized in that an electric current is passed from the first lead portion via the second lead portion to remove deposits attached to the first lead portion.
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。
The gas flowmeter according to claim 1, further comprising a fourth lead portion branched from the vicinity of the heating element of the third lead portion,
A branch is formed so that a part of the heating current flows from the fourth lead part to the third lead part via the second lead part from the first lead part, and the second and fourth lead parts are heated to A gas flowmeter characterized by removing deposits adhering to the second and fourth lead portions.
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。
The gas flow meter according to claim 10, wherein a switching element and an adjusting resistor are provided between the fixed portions of the second and fourth lead portions as branching means that a part of the heating current reaches the second and fourth lead portions. Connected in series,
The switching element is turned on by a predetermined timing signal, and the heating current flows from the fourth lead part to the third lead part via the second lead part from the first lead part by the adjusting resistor, and the first lead part. Adjust the ratio of the heating current flowing from the heating element part to the third lead part to a predetermined value,
A gas flowmeter characterized in that the second and fourth lead portions are heated to remove deposits attached to the second and fourth lead portions.
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。

12. The gas flow meter according to claim 9, wherein the gas to be measured includes exhaust gas in an internal combustion engine.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016223957A (en) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社デンソー Flow rate measurement device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57170065U (en) * 1981-04-22 1982-10-26
JPS61122522U (en) * 1985-01-17 1986-08-01
JPS63124623U (en) * 1987-02-05 1988-08-15
JPH0712610A (en) * 1993-06-22 1995-01-17 Hitachi Ltd Heating resistance type air flow meter
JPH08110256A (en) * 1994-10-07 1996-04-30 Nippondenso Co Ltd Thermal flow rate-measuring apparatus
JP2003516496A (en) * 1999-12-10 2003-05-13 ヘレーウス エレクトロ−ナイト インターナシヨナル エヌ ヴイ Method and apparatus for recirculating exhaust gas to the intake region of an internal combustion engine of a vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57170065U (en) * 1981-04-22 1982-10-26
JPS61122522U (en) * 1985-01-17 1986-08-01
JPS63124623U (en) * 1987-02-05 1988-08-15
JPH0712610A (en) * 1993-06-22 1995-01-17 Hitachi Ltd Heating resistance type air flow meter
JPH08110256A (en) * 1994-10-07 1996-04-30 Nippondenso Co Ltd Thermal flow rate-measuring apparatus
JP2003516496A (en) * 1999-12-10 2003-05-13 ヘレーウス エレクトロ−ナイト インターナシヨナル エヌ ヴイ Method and apparatus for recirculating exhaust gas to the intake region of an internal combustion engine of a vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016223957A (en) * 2015-06-02 2016-12-28 株式会社デンソー Flow rate measurement device

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