JPH07229776A - 空気流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】いかなる環境下でも高精度測定を行える空気流
量測定装置を提供することを目的とする。 【構成】湿度検出装置を通路内に設置し、湿度検出装置
の信号により空気流量を補正する構成である。 【効果】空気の湿度を測定し、空気流量を同時補正する
ことにより精度の高い空気流量測定装置となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の内燃機関に吸
入される空気量を計測する空気流量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、空気は乾き空気と水蒸気の混合気
体と考えることができ、圧力，温度，湿度が常に変化し
つつ存在している。この内、温度の変化に対する空気流
量測定装置の出力補正としては、特開昭60−100218号公
報に具体例が公開されている。しかし、空気流量測定装
置の湿度補正については具体的な例がなく、具体的な補
正方法として本発明を発明した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、いかなる環
境条件の下でも空気流量の測定精度を損なうことのない
高精度の空気流量測定装置を提供することに目的があ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に空気通路中あるいは、エアクリーナ内部，エアクリー
ナダクトに湿度検出装置を設置し、この湿度検出装置の
信号に基づき補正量を決定し、空気流量測定装置の信号
を補正することにより達成される。

【０００５】

【作用】本発明の要点は、空気流量計の出力信号に湿度
補正を加え、出力信号に含まれる環境変化による誤差成
分を補正することにある。一般に空気は乾き空気と水蒸
気の混合気体と考えることができる。しかし、純粋な乾
き空気状態（湿度：０％ＲＨ）や、水蒸気（湿度：１０
０％ＲＨ）はごくまれであり、動作環境のほとんどは前
記乾き空気と水蒸気の混合気体の状態である。

【０００６】空気流量計の場合、気圧，温度，湿度のパ
ラメーターにより空気は常に状態変化している。この
内、気圧については空気流量測定装置に与える影響はご
く少なく無視できる程のため特に補正を行う必要はな
い。温度の補正は空気流量計の駆動回路の改良等で対処
できる。しかし、湿度項の補正については演算回路の改
良等の対策では困難である。測定精度向上を図る上では
湿度の補正は不可欠である。従って、湿度検出装置を空
気通路部に設置し、湿度信号に基づく湿度補正値を演算
し空気流量計の出力信号を補正することにより、いかな
る環境下でも高精度な空気流量を測定できることが可能
となる。

【０００７】特に熱式空気流量計の場合、ある温度に加
熱された加熱抵抗体より空気への熱伝達量を電気量に変
換して空気流量を測定する流量計であり、空気流量測定
時の空気の状態により空気中への熱伝達量が変化した
際、測定信号が様々に変化する。つまり、空気流量計の
計測誤差は加熱抵抗体より空気中への熱伝達量のばらつ
きを示している。加熱抵抗体より空気中への熱伝達量を
決定する項目として熱伝導率，動粘性係数などがある。
しかし、これらの係数は温度，圧力、更に湿度のパラメ
ータで変化する。従って、湿度が変化した際に、温度，
圧力の補正を行っただけでは環境変化に対する誤差補正
は不完全である。

【０００８】本発明では、空気流量計に取り付けたり、
或いは別途に取り付けられた湿度検出装置の信号により
空気流量計の出力信号を補正するものである。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図により説明する。

【００１０】図１は本発明の湿度補正のブロック図、図
２は図１に示した湿度補正の実施例、図３は本発明の湿
度補正機能付き空気流量測定装置の断面構造図である。
図４は空気流量測定装置の湿度依存性を示すグラフ図。

【００１１】本発明は空気流量測定装置の精度向上を目
的に、湿度補正を実施するための手段である。図１を例
に説明する。空気流量検出装置１で検出された信号２
に、別に設置した湿度検出装置３で検出した湿度信号に
基づき、空気流量検出装置１で検出された信号２を補正
する。この補正後の信号が湿度補正を行った空気流量出
力信号４となる。

【００１２】図２は実施例として、熱式空気流量計の湿
度補正法についての発明である。加熱抵抗体信号５，感
温抵抗体信号６及び湿度検出装置信号７を取り込み加熱
抵抗体信号５及び感温抵抗体信号６により求めた空気流
量に湿度検出装置信号７による補正を同一の駆動回路内
で演算し、空気流量計の湿度補正後の出力信号４として
いる。この湿度補正は湿度検出装置３が発熱抵抗体８及
び感温抵抗体９と同一の空気通路に設置されると、同一
状態の空気流量信号に対する湿度補正を同時補正できる
ため精度の高い湿度補正が可能となる。

【００１３】ここで、空気流量測定装置の構造及び、動
作原理を図３を用いて説明する。８は空気通路中央部に
配された発熱抵抗体である。９は温度補償用の感温抵抗
体、１０は発熱抵抗体８及び、温度補償用の感温抵抗体
９を設置する小通路、１１は吸入空気を導入する主通
路、１２は主空気通路１１を形成する金属製あるいは樹
脂製のボディ、１３は発熱抵抗体より検出した信号を電
気的に処理する演算回路である。湿度検出装置３は主通
路１１あるいは小通路１０中に設置される構造である。
また、湿度検出装置３は空気流量測定装置の通路部のみ
ならず、空気流量測定装置上流のダクト内，エアクリー
ナ内部，エアクリーナ空気導入部，空気流量測定装置の
下流のダクト内，スロットルチャンバー付近に設置して
も本発明の効果を発揮できる構造となる。

【００１４】特に熱式空気流量計の場合、ある温度に加
熱した加熱抵抗体より空気への熱伝達量を電気量に変換
して空気流量を測定する流量測定装置であり、空気流量
測定時の空気の状態により空気中への熱伝達量が変化し
た際、測定信号が様々に変化する。つまり、空気流量計
の計測誤差は加熱抵抗体より空気中への熱伝達量のばら
つきを示している。加熱抵抗体より空気中への熱伝達量
を決定する項目として熱伝導率，動粘性係数などがあ
る。これらの係数は温度，圧力、更に湿度のパラメータ
で変化するため加熱抵抗体より空気中への熱伝達量が変
化し、空気流量測定装置の誤差となる。また、熱式空気
流量計は空気の質量流量を測定する装置であるため空気
の比重量が変化すると、そのまま誤差となる。湿り空気
の比重量：γは、（数１）式で表される。

【００１５】

【数１】

【００１６】ｔ：温度（℃） Ｐ：絶対圧力（mmＨｇ） ψ：相対湿度 ｈ_s ：ｔ（℃）における飽和水蒸気の圧力（mmＨｇ） （数１）式に示される様に湿り空気の比重量は、温度，
圧力、湿度の３つのパラメータを持っており、湿度の変
化により空気の比重量は変化し空気流量の測定誤差とな
る。

【００１７】図４に湿度の変化に対する、空気流量測定
装置の誤差率を示す。便宜上、相対湿度５０（％ＲＨ）
での空気流量測定装置の出力を基準に湿度を変化させた
場合、空気流量測定装置の誤差は基準の５０（％ＲＨ）
から離れるだけ大きくなっていく。本発明を主に適用す
る自動車は地球上のあらゆる環境の下で使用される。従
って、湿度の高い熱帯地方や湿度の低い砂漠地帯を比較
した場合、空気流量測定装置は全く異なった出力信号を
出すことになる。ここで、本発明の湿度補正機能を空気
流量測定装置に構造化あるいはコントロールユニットに
システム化することにより、いかなる環境下でも空気流
量測定装置の出力が変化することない環境補正を行うこ
とができ、空気流量測定装置の高精度化を実現できる。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、いかなる環境下でも高
精度に空気流量を測定出来る空気流量測定装置を提供出
来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気流量測定装置の湿度補正のブロッ
ク図である。

【図２】本発明の空気流量測定装置の湿度補正のブロッ
ク図である。

【図３】本発明の空気流量測定装置の断面構造図であ
る。

【図４】空気流量測定装置の湿度依存性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…空気流量検出装置、２…出力信号、３…湿度検出装
置、４…湿度補正後出力信号、５…加熱抵抗体信号、６
…感温抵抗体信号、７…湿度検出装置信号、８…発熱抵
抗体、９…感温抵抗体、１０…小通路、１１…主通路、
１２…ボディ、１３…演算回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 人志 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 ３ 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気流量を検出する空気流量計において、
   空気通路中に配された湿度検出装置により湿度を検出し
   空気流量計の出力信号に湿度補正を加えた信号を空気流
   量計の出力とすることを特徴とする空気流量測定装置。
2. 【請求項２】請求項１において、特に発熱抵抗体を所定
   の温度に加熱し、この時要する加熱電流値から空気流量
   を検出する空気流量計の出力信号と、湿度検出装置によ
   り検出した信号を取り込み、演算回路で演算した湿度補
   正量による湿度補正した空気流量信号を、空気流量測定
   装置の出力とすることを特徴とする空気流量測定装置。