JP2000304585A - 流量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高性能であるが汚染物質による機械的損傷を受
けやすいセンサエレメントを採用した流量計測装置の長
期信頼性を向上する。 【解決手段】ルーバー１１と、当該ルーバーに対して所
定の角度をなすガイド１２と、当該ルーバーと当該ガイ
ドとの組み合わせによりろ過された汚染物質を排除する
排除口１３とを組み合わせた流れ方向変換手段を使っ
て、流量検出部２０に清浄な流体が流れるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体や液体の流量
を計測する流量計測装置に係わる。また、自動車エンジ
ンにおいて、吸入空気量を計測し、その結果に基づいて
燃料噴射量を決める燃焼制御システムに係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来の流量計測装置には種々のものがあ
る。ここでは自動車の吸入空気量計測を例に説明する。
代表的な空気流量計測装置として、ホットワイヤエアフ
ローセンサ、中でも巻き線式エアフローセンサと呼ばれ
るものがある。当該センサの流量検出部は白金素線を小
型のアルミナボビンに巻き付けたもので、電流を流し、
発熱させて使用する。発熱した流量検出部に空気が当る
と、空気中の分子は流量検出部から熱を奪うので、当該
流量検出部の温度は低下し、白金素線の電気抵抗値が変
化する。当該電気抵抗値の変化を、例えばホイートスト
ンブリッジ回路を応用して計測する。当該電気抵抗値の
変化は、流量検出部の温度変化をもたらした気体分子の
数、即ち吸入空気の質量流量に相関する。従って巻き線
式エアフローセンサを使うと、気体の体積流量ではな
く、エンジンの燃焼制御に必要な質量流量を直接計測で
きる。

【０００３】上記巻き線式エアフローセンサは、白金素
線をそのままではなく、アルミナボビンに巻くことで、
流量検出部に塵や液滴がぶつかっても断線しにくい構造
になっている。自動車エンジンの吸入空気量計測では、
吸気管上流部に設けたエアフィルタを通過した微細な塵
や液滴が流量検出部にぶつかることがあるが、上記ホッ
トワイヤ式エアフローセンサによると、信頼性の高い計
測を長期にわたって実現できる。

【０００４】一方、近年になって、上記巻き線式エアフ
ローセンサより応答性がよく、小型かつ高機能なシリコ
ンエレメントを使ったエアフローセンサが注目されてい
る。これを簡単のためシリコンエアフローセンサと呼ぶ
ことにする。シリコンエアフローセンサにも幾つかの種
類があるが、計測原理の基本は上記巻き線式エアフロー
センサと変らない。流量検出部は、シリコン基板上に設
けた小型ダイヤフラムとその上にパターニングした抵抗
線から構成される。当該抵抗線の抵抗値変化を基に空気
流量を計測する。前記ダイヤフラムの寸法は、一例とし
て、面積数ミリ角以下、厚さは１ミクロン程と極小型
で、通常はエッチングなどのシリコンマイクロマシーニ
ング技術を駆使して作られる。薄いダイヤフラム上の抵
抗線は周囲から熱的にほぼ絶縁された状態にあり、また
熱容量も小さいため、センサとして例えば１ミリ秒とい
った高い応答性を確保できる。また、小型センサであり
ながら、上記抵抗線のパターンを変更することで、例え
ばエンジン燃焼室からの逆流検知といった機能を付加す
ることも容易である。

【０００５】シリコンエアフローセンサを使うとエンジ
ンの吸入空気量を応答遅れなく正確に捉えることができ
るので、多気筒エンジンの場合、当該センサを通過した
空気がどの気筒に流れ込むかの判断が容易になる。この
ため、気筒別の空気量を正確に求めることができる。こ
れによると、エンジンの燃焼制御において気筒毎の吸入
空気量を正確に測定し、その結果に基づき、燃料噴射量
を気筒別に最適制御できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
リコンエアフローセンサには長期信頼性の確保の点で課
題が残されていた。具体的には、上記エアクリーナを通
過した計測流体に含まれる微細な塵や液滴など汚染物質
が、エンジン回転数高い状態で上記小型ダイヤフラムに
激しくぶつかると、ダイヤフラムに機械的な損傷を与え
る場合がある。エアクリーナ通過後の汚染物質は例えば
粒径が１０ミクロン程度と極めて小さいので、エンジン
本来の機能に影響することはないが、厚さ１ミクロンの
ダイヤフラムを有する上記シリコンエアフローセンサへ
の影響は考慮する必要がある。これに対する対策例とし
て、エンジン吸気管のセンサ上流部に、通常のエアクリ
ーナとは別の網目状のフィルタを設ける方法が採られて
いるが、吸気管のエアクリーナを通過する塵の大きさは
上記の如く極めて小さいので、これらを充分取り除こう
とすると当該フィルタでの圧損が大きくなり、エンジン
としての機能に支障きたすという問題があった。

【０００７】上記信頼性の問題は、白金素線を直接流れ
に晒して流量を測定する一般の工業計測用エアフローセ
ンサについても指摘されている。この場合、白金素線を
アルミナボビンに巻くことなく、流量検出部の熱容量を
小さく抑えているので、高い応答性を得ることができる
が、塵や水滴などの汚染物質の衝突により当該白金素線
が断線し、センサの交換が頻繁に必要になる場合があ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】流量検出部の構造や検出
方法を変えることなく上記課題を解決するには、粒径１
０ミクロン程度の汚染物質の除去が可能で、流れに対す
る圧損が少なく、且つ通常のエアフィルタと同様に実装
容易なフィルタ手段があればよい。これに最も近いもの
が、慣性フィルタといわれるもので、その基本構造を図
１１に示す。塵や水滴などの汚染物質を含む汚染空気の
流れは、羽根によりその流れが急反転する。この際、汚
染物質はその慣性により空気の流れに追従できず、排気
ダクト側にろ過され、送風機により通路外に除去され
る。流れの方向変化を利用したフィルタであるので、圧
損は少ない。一方、図１１の慣性フィルタでは、下流側
に清浄空気を送るために排気ダクト系が必須である。従
って、このままではエンジンなど既存のシステムへの実
装は困難であるが、上記課題を解決するには、流量計測
装置の流量検出部を流れる空気のみ清浄にできればよい
ので工夫の余地がある。自動車エンジンの例でみると、
吸気管内の空気は既に通常のエアクリーナを通過したも
のであるから、そこに含まれる汚染物質は、流量計測装
置に悪影響を与えても、エンジン本来の機能に影響を与
えるものではない。従って、上記排気ダクト系のない慣
性フィルタを構成すればよい。排気ダクト系のない慣性
フィルタ構造と高性能エアフローセンサとを組み合わせ
ることで、エンジンなど既存のシステムを大きく改造す
ることなく高精度に流量計測のできる流量計測装置を提
供できる。本発明は、流れに含まれる汚染物質がシステ
ム本来の機能に影響を与えないが、高性能な流量検出部
の信頼性に影響する場合に広く適用できる。

【０００９】本発明は、上記課題を鑑みてなされてもの
であり、その手段は、流量計測の対象とする主流から流
量検出部に流入する流体の運動(速さや方向)を所望の状
態にする流れ制御手段を備えた流量計測装置であって、
前記流れ制御手段は、計測の妨げとなる汚染物質を除去
する慣性フィルタとして機能する流れ方向変換手段を有
し、且つ前記流量検出部を当該流れ方向変換手段通過後
の清浄な流れの中に配置するようにしたことを特徴とす
る流量計測装置であり、また、流量計測装置の上流側
に、上記流れ方向変換手段とは異なる第二の流体浄化手
段（フィルタ）を設け、上記流量検出部を通過した清浄
な流体と、上記流れ方向変換手段がろ過した汚染物質と
を、流量検出部よりも下流で再び合流させるようにした
ことを特徴とする流量計測装置である。ここで第二の流
体浄化手段とは、システム本来の機能に影響する流体中
の汚染物質を除去するための流体浄化手段である。

【００１０】また、上記流れ方向変換手段が、長さＬの
羽根を角度θ傾けて間隔Ｐで並べたルーバーと、当該ル
ーバーに対して角度δをなすガイドと、当該ルーバーと
当該ガイドとの組み合わせによりろ過された汚染物質を
排除する排除口とを有するようにしたことを特徴とする
流量計測装置であり、更に、これらの流量計測装置を用
いて吸入空気量を計測し、燃料噴射量を制御する自動車
エンジンの燃焼制御システムである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を用いて詳
細に説明する。以下同じ数字は同じあるいは同類の対象
を示すものとする。

【００１２】図１に本発明第１の実施例に係わる流量計
測装置の説明図を示す。計測の対象は、自動車エンジン
の吸入空気量である。

【００１３】まず当該流量計測装置の構成について説明
する。１１は複数の羽根を並べたルーバーを、１２は当
該ルーバーに対して一定の角度をなす流れのガイドを、
１３は当該ルーバーと当該ガイドとの組み合わせにより
ろ過された塵や水滴などの汚染物質を排除する排除口を
示す。ルーバー１１，ガイド１２、および排除口１３を
組み合わせて、慣性フィルタとして機能する流れ方向変
換手段を構成している。２０は流量検出部を、３０は当
該流量検出部の保護管を、また４０は検出された流量信
号を補正処理するための信号処理手段を各々示す。流量
検出部２０，保護管３０、および信号処理手段４０を合
わせて通常のエアフローセンサを構成している。シリコ
ンエアフローセンサの場合、流量検出部２０はシリコン
を加工して製造されたセンサエレメントである。５０は
エンジン吸気配管の一部を、５１はその接続手段を示
す。６０はエンジン吸気管上流部に設けたエアクリーナ
を示す。図１１では、塵や水滴などの汚染物質を分かり
やすく白丸で示しているが、実際の大きさは例えば粒径
１０ミクロン程度の小さい汚染物質が対象となる。粒径
のより大きな汚染物質は、エアクリーナ６０で既にろ過
されている。エアクリーナ６０を通過した汚染物質は、
エンジン本来の機能に影響するものではないが、当該汚
染物質がエンジン高速回転時にシリコンエアフローセン
サの流量検出部に勢いよくぶつかると、当該流量検出部
に機械的な損傷を与える場合がある。

【００１４】ルーバー１１とガイド１２は断面のみを示
しているが、例えば吸気管５０の図上半分を通過する空
気が両者の間を通過するよう、ルーバー１１は金属や耐
熱樹脂製の板を吸気管内に収まるようにブラインド状に
並べて、ガイド１２は吸気管の長手方向に板を置いて構
成できる。ルーバー１１とガイド１２は、吸気管に後か
ら挿入してもよいが、図の断面で二分割した吸気管を成
型し、予めルーバー１１とガイド１２の構造を同時成型
しておけば、二つの分割した部材を組み合わせるだけ
で、流れ方向変換手段を内蔵した吸気管を構成できる。
各々の部材は、金属材料やセラミックス，耐熱性を有す
る樹脂などを使って成型できる。

【００１５】次に各構成部分の機能について説明する。
エアクリーナ６０を通過した空気の一部は、ルーバー１
１とガイド１２の間に流れ込む。流れはルーバー１１を
通過する際に方向反転するが、流体中の汚染物質はその
慣性により方向転換に追従できずに取り残される。ろ過
された汚染物質は排除口１３の方に押しやられる。ここ
で、排除口１３の内側の流れより外側の流れ（主流）の
方が一般に速いため、汚染物質は排除口１３から差圧に
よって外へ引き出され、再び主流と合流し、流量検出部
２０よりも下流へと流される。これに対し、流量検出部
２０を通過する流れはルーバー１１を通過した清浄な流
れであるので、当該流量検出部が汚染物質に晒されるこ
とはない。保護管３０は、燃焼室側からの吹き返しから
流量検出部２０を守るための手段であるが、ルーバー１
１を通過した流れが乱れている場合、その乱れを低減す
る役目も果たす。流量検出部２０で検出された流量は、
計測対象である主流の流量と相関するが、そのものでは
ない。信号処理手段４０においてこれを補正し、センサ
の出力とする。信号の補正には、予め実験的に求めた補
正関数を使ったり、あるいはセンサ毎に調整したデータ
マップの値を信号に応じて補間処理して出力することが
できる。

【００１６】図２に上記流れ方向変換手段の詳細を説明
する。図２には図１と同様に断面のみを示す。流れ方向
変換手段は、長さＬの羽根を角度θ傾けて間隔Ｐで並べ
たルーバー１１と、ルーバー１１に対して角度δをなす
ガイド１２と、ルーバー１１とガイド１２との組み合わ
せによりろ過された汚染物質を排除する排除口１３とを
有する。ここで角度δは、場所によって変えてもよい。
それぞれのパラメータを変更すると集塵効率が変化す
る。図１１に示した従来慣性フィルタの集塵効率につい
ては、日立評論ＶＯＬ．５２Ｎo.１０（１９７０）に岡
田らの研究報告がある。それによると、車両用慣性分離
形集じん器の場合、羽根の長さＬと間隔Ｐを等しく採
り、具体的には２０mmとし、羽根の傾斜角度θを２０°
以下とし、また角度δを４°とする場合に、粒径１０ミ
クロンの粉塵粒子で約８０％の集塵効率が実験確認され
ている。本発明の流れ方向変換手段は上記車両用慣性分
離形集じん器とは大きさが異なる。しかし、慣性フィル
タとして機能する流れを再現するため上記パラメータの
選定を参考にするなら、羽根の長さＬと間隔Ｐを等しく
とること、吸気管内の流れは必ずしも管に平行ではない
ので羽根の傾斜角度θを１０°から３０°の範囲とし、
望ましくは２０°近傍とすること、また集塵効率を維持
したまま全体寸法を小さくするため角度δを少なくとも
排除口１３の近くで１０°以下とし、望ましくは４°近
傍とすることが設定の一つの基準となる。ここで車両用
慣性分離形集じん器で採用された羽根の長さＬと間隔Ｐ
の寸法２０mmは装置サイズに依存した値であるから、本
発明の流れ方向変換手段には適当でない。羽根の長さＬ
と間隔Ｐは装置毎の調整パラメータとすることができ
る。

【００１７】慣性フィルタの集塵効率には流れの速さも
影響する。流速が遅くなれば慣性効果は低減し、よい集
塵効率は得られない。しかし、我々の目的は、速い速度
で流量検出部にぶつかる汚染物質を効果的に除去するこ
とにあるので、低速の吸入空気流中に汚染物質が残留
し、浮遊していても問題ない。

【００１８】図３に本発明第２の実施例に係わる流量計
測装置の説明図を示す。本実施例は、上記本発明第１の
実施例で説明した流れ方向変換手段を吸気管全体に適用
した場合を示す。この場合、流れは必ずルーバー１１を
通過するので、流量検出部２０を通過する流れの主流に
対する割合、つまり分流比率の変化を、計測する流速範
囲に亘って小さく抑えることができる。このため、信号
処理手段４０の補正処理が容易になる。

【００１９】図４に本発明第３の実施例に係わる流量計
測装置の説明図を示す。本実施例は、上記本発明第１の
実施例で説明した流れ方向変換手段を、計測すべき主流
の順流方向とその逆流方向とについて対称にした場合を
示す。本実施例によると、流量検出部を通過する順流と
逆流の流れを同じにできるので、流量検出部２０に順流
のみでなく逆流も検知可能なセンサエレメントを採用す
れば、順流逆流の何れをも正確に検知することができ
る。従って、エンジンの吸入空気の流れに脈動がある場
合でも、各気筒への吸入空気量を正確に計測できる。ま
た、図４の７０は、流量検出部と流れ方向変換手段を含
み、且つ吸入配管部に着脱可能な吸気管一体構造モジュ
ールを構成している。当該モジュールを採用するとエン
ジンへの実装が容易になる。

【００２０】図５に本発明第４の実施例に係わる流量計
測装置の説明図を示す。本実施例は、上記本発明第１の
実施例で説明した流れ方向変換手段を、流量検出部２０
に付属する副通路９０内に実装した場合を示す。短い管
路で流れ方向を変換するので、流量検出部２０を通過し
た流れが乱されないよう、ルーバー１１の近傍の清浄な
流体側に整流羽根１４を設け、流れを整えるようにして
いる。また汚染物質の排除口１３では、外部の流れによ
って生じる圧力変化を利用して汚染物質の排除を促すよ
うにしている。排除口１３の構造は、内側が広く外側が
狭い通路構造にしている。これにより外部から逆に空気
が流入するのを抑制できる。また、排除口１３の出口側
には突起１５を設け、外部の流れと共に排除口１３の出
口側に圧力の低い部分が効果的に発生するようにしてい
る。８０は外部への電気的な接続端子を示す。

【００２１】図６に上記本発明第４の実施例に係わる流
量計測装置のＡＡ断面図を示す。副通路９０を流れる空
気は、通路のくびれ構造９１によって効果的に流量検出
部２０に集められる。これにより流れの乱れを抑制でき
るので、流量検出部２０においてＳ／Ｎ比のよい流量検
出ができる。図５と図６に示す副通路９０は、例えば図
６のＢとＣのように二つの部材に分けて製造し、流量検
出部２０を挟み込むように組み合わせて構成できる。二
つに分けた部品それぞれに、ルーバー１１や整流羽根１
４の部分を一体成型しておけば、これらを組み合わせる
だけで、所望の流れ方向変換手段を得ることができる。
もちろんそれぞれの部材への分け方は一通りでなはな
く、例えば一方の部材に種々の構造を成型し、他方を蓋
のようにしてもよい。流れ方向変換手段を含む副通路９
０は、金属材料やセラミックス，耐熱性を有する樹脂な
どを使って成型できる。

【００２２】図７に本発明第５の実施例に係わる流量計
測装置の説明図を示す。本実施例は、上記本発明第１の
実施例で説明した流れ方向変換手段を、流量検出部２０
に付属する副通路９０内に実装した別の構造を示す。ル
ーバー１１，ガイド１２，排除口１３から構成される流
れ方向変換手段を通過した空気は、ルーバーの方向にそ
のまま流れ、流量検出部２０を通過した後、副通路９０
の側面に設けたルーバー１６から外部へ流れ出るように
している。上記本発明第４の実施例と比べると、図７の
構造は、過剰な空気が流入した場合、複数のパスに流れ
を逃がすことができるので、例えば高流量域で非線形と
なる特性を有するセンサエレメントを流量検出部２０を
使う場合、流量の検出範囲を広げることができる。この
場合も、流量検出部２０の出力と主流の流れとに一対一
の対応があれば、信号処理手段４０で流量信号を補正で
きる。

【００２３】図８に上記本発明第５の実施例に係わる流
量計測装置のＡＡ断面図を示す。図７に矢印で示す副通
路内の流れを効果的に実現するため、副通路９０の側面
に設けたルーバの羽根はくの字形にされている。また副
通路の外壁には突起１５が設けられている。これらは順
流と逆流それぞれの方向に対称な構造を採っており、流
量検出部２０で両方の流れを同じ感度で検出できるよう
にしている。

【００２４】図９に上記本発明第５の実施例に係わる流
量計測装置の流れ方向手段の拡大図を示す。図９では、
上記本発明第４の実施例のように整流羽根１４を設けた
場合を示している。また、汚染物質の排除口１３も同様
に、内側が広く外側が狭い通路構造を採用している。

【００２５】以上の実施例では、主として、流量検出部
がシリコンを加工して製造されたセンサエレメントであ
る場合を例に図を示したが、白金抵抗素線をそのまま用
いた流量検出部のように、流体中の汚染物質によって機
械的ダメージを受けやすい流量検出部に対しても、流量
検出装置の信頼性を同様に向上できる。

【００２６】図１０に本発明第６の実施例に係わるエン
ジン燃焼制御システムの説明図を示す。１００は本発明
に係わる流量計測装置を、１０１は燃料噴射手段を、１
０２は排気ガス中の酸素濃度を測定する酸素濃度測定手
段を、１０３はエンジン制御のための電子制御ユニット
を、１０４は吸気管のスロットルを、１０５は燃焼室を
各々示す。また信号Ｓａはその他センサや外部装置から
の入力を、信号Ｓｂはその他センサや外部装置への出力
を示す。上記燃焼制御システムでは、流量計測装置１０
０により吸入空気量を計測し、フィードフォワード制御
のための信号を電子制御ユニット１０３に出力する。ま
た、酸素濃度測定手段１０２は、フィードバック制御の
ための信号を電子制御ユニット１０３に出力する。両者
の測定結果を基に電子制御ユニット１０３は適正な燃料
噴射量を計算し、燃料噴射手段１０１に必要な燃料噴射
時間とタイミングを与えるパルス信号を出力する。燃料
噴射量とタイミングを計算する際には、エンジンの回転
数や燃焼気筒の判別に必要となるクランク角度センサの
出力などを信号Ｓａとして参照する。上記本発明に係わ
る流量計測装置１００は、流量検出部２０に高い検出精
度を有するセンサエレメントを用いながら、長期に亘る
信頼性を確保できるので、システムとしての精度と信頼
性を向上できる。上記流量計測装置１００は、例えば図
４に示した吸気管一体構造モジュールや図５，図６に示
した副通路構造を採ることで、エンジンへの実装が容易
である。吸気管一体構造モジュールの場合、スロットル
104をその一部に含むようにしてもよい。この場合、信
号処理手段４０でスロットル開度が分かるよう、スロッ
トル開度信号を入力しておくと、各スロットル開度に応
じた正確な流量補正をすることもできる。逆に電子制御
スロットルに対し開度制御をすることもできる。この場
合、吸気管一体構造モジュールに別途電子制御ユニット
を設け、その中で流量信号の補正をするようにしてもよ
い。

【００２７】

【発明の効果】上記本発明の流量計測装置によると、慣
性フィルタ機能を有する流れ方向変換手段によって、小
さな圧力損失で、微細な塵や水滴など計測の妨げとなる
汚染物質を効率的にろ過できる。

【００２８】また、流量計測装置の上流側に、上記流れ
方向変換手段とは異なる第二の流体浄化手段を設け、上
記流量検出部を通過した清浄な流体と、上記流れ方向変
換手段がろ過した汚染物質とを、流量検出部よりも下流
で再び合流させることによって、被計測システムへの当
該流量計測装置の実装を容易にできる。ここで第二の流
体浄化手段とは、システム本来の機能に影響する流体中
の汚染物質を除去するための流体浄化手段である。エン
ジンの吸入空気量計測の場合、上記第二の流体浄化手段
として通常のエアクリーナを用いれば、吸気配管の一部
を本発明に係わる吸気管一体モジュールで置き換えると
いう簡単な方法で、流量計測装置のエンジン実装ができ
る。

【００２９】また、上記流れ方向変換手段として、長さ
Ｌの羽根を角度θ傾けて間隔Ｐで並べたルーバーと、当
該ルーバーに対して角度δをなすガイドと、当該ルーバ
ーと当該ガイドとの組み合わせによりろ過された汚染物
質を排除する排除口とを用いることで、実装に有利な簡
単な構造でありながら、粒径１０ミクロン程の微細な汚
染物質をろ過できる。

【００３０】更に、これらの流量計測装置を用いて吸入
空気量を計測し、燃料噴射量を制御する自動車エンジン
の燃焼制御システムでは、正確な空気量計測を長期に亘
って確実にできるので、システムとしての精度と信頼性
を向上できる。

【００３１】一般に、本発明に係わる流れ制御手段と、
シリコン製のセンサエレメントや、白金抵抗素線を直接
流体中に張って高い応答性を得るようにした流量検出部
など、高性能である反面壊れやすい構造のセンサエレメ
ントとを組み合わせれば、汚染物質による流量検出部の
機械的損傷を低減し、流量計測装置及びそれを含むシス
テムの精度と信頼性を長期に亘って確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施例に係わる流量計測装置の説
明図。

【図２】本発明に係わる流れ方向変換手段の説明図。

【図３】本発明第２の実施例に係わる流量計測装置の説
明図。

【図４】本発明第３の実施例に係わる流量計測装置の説
明図。

【図５】本発明第４の実施例に係わる流量計測装置の説
明図。

【図６】本発明第４の実施例に係わる流量計測装置のＡ
Ａ断面図。

【図７】本発明第５の実施例に係わる流量計測装置の説
明図。

【図８】本発明第５の実施例に係わる流量計測装置のＡ
Ａ断面図。

【図９】本発明第５の実施例に係わる流量計測装置の流
れ方向変換手段の拡大図。

【図１０】本発明第６の実施例に係わる流量計測装置の
説明図。

【図１１】慣性フィルタの説明図。

【符号の説明】

１１…流れ方向変換手段のルーバー、１２…流れ方向変
換手段のガイド、１３…流れ方向変換手段の汚染物質排
除口、１４…流れ方向変換手段の整流羽根、１５…流れ
の中に圧力の低い部分を作るための突起状構造体、１６
…副通路側面に設けたルーバー、２０…流量検出部、３
０…保護管、４０…信号処理手段、５０…吸気管（被計
測流体の流れる配管）、５１…吸気管（配管）の接続手
段、６０…エアクリーナ、７０…吸気管一体構造モジュ
ール、８０…電気的接続端子、９０…副通路、９１…通
路のくびれ構造、１００…本発明に係わる流量計測装
置、１０１…燃料噴射手段、１０２…酸素濃度測定手
段、１０３…エンジンの電子制御ユニット、１０４…ス
ロットル、１０５…燃焼室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 園部 久雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 鬼川 博 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 渡辺 泉 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 Ｆターム(参考） 2F030 CB07 CC14 CF02 2F035 AA02 EA03 EA04 EA07 EA08

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流量を検出する検出部と、 前記検出部に流入する流体の流れを制御する流れ制御手
   段とを備えた流量計測装置であって、 前記流れ制御手段は前記流体の中の汚染物質を除去する
   慣性フィルタとして機能し、前記検出部の近傍に設けら
   れたことを特徴とする流量計測装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 上流側に前記流れ方向変換手段とは別の第二の流体浄化
   手段を設け、 前記流量検出部を通過した清浄な流体と、前記流れ方向
   変換手段がろ過した汚染物質とを、前記流量検出部より
   も下流で再び合流させることを特徴とする流量計測装
   置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、 前記流れ方向変換手段は、長さＬの羽根を角度θ傾けて
   間隔Ｐで並べたルーバーと、前記ルーバーに対して角度
   δをなすガイドと、前記ルーバーと前記ガイドとの組み
   合わせによりろ過された汚染物質を排除する排除口とを
   有することを特徴とする流量計測装置。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記羽根の長さＬと前記間隔Ｐとを同じ長さにすること
   を特徴とする流量計測装置。
5. 【請求項５】請求項３において、 前記角度θを１０°から３０°の範囲にすることを特徴
   とする流量計測装置。
6. 【請求項６】請求項３において、 前記角度δを少なくとも前記排除口近傍で１０°以下に
   することを特徴とする流量計測装置。
7. 【請求項７】請求項３から６のいずれかにおいて、 前記ルーバー近傍の清浄な流体側に整流羽根を設けるこ
   とを特徴とする流量計測装置。
8. 【請求項８】請求項３から７のいずれかにおいて、 前記排除口は、内側が広く外側が狭い通路構造をなすこ
   とを特徴とする流量計測装置。
9. 【請求項９】請求項１から８のいずれかにおいて、 前記流れ方向変換手段を、前記主流の順流方向とその逆
   流方向とについて対称な構造とすることを特徴とする流
   量計測装置。
10. 【請求項１０】請求項１から９のいずれかにおいて、 前記流量検出部は、シリコンを加工して製造されたセン
    サエレメントであることを特徴とする流量計測装置。
11. 【請求項１１】請求項１から９のいずれかにおいて、 前記流量検出部は、白金抵抗素線であることを特徴とす
    る流量計測装置。
12. 【請求項１２】請求項１から１１のいずれかにおいて、 前記流れの方向変換手段を、前記流量検出部と一体に構
    成した副通路内に設けたことを特徴とする流量計測装
    置。
13. 【請求項１３】請求項１２において、 前記流れ方向変換手段を具備した副通路を、予め成型さ
    れた少なくとも二つの部材を組み合わせて構成すること
    を特徴とする流量計測装置。
14. 【請求項１４】請求項１から１３のいずれかに記載の流
    量計測装置を用いて吸入空気量を計測し、燃料噴射量を
    制御する自動車エンジンの燃焼制御システム。