JP2000314646A - 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を得る。 【解決手段】発熱抵抗体を支持するターミナル部材の先
端方向にある壁面を、感温抵抗体が壁面の影になる位置
まで傾斜させ、発熱抵抗体を支持するターミナル部材の
先端方向の壁面に略Ｙ字形の通風溝を設ける。また感温
抵抗体の上流に空気流を導く通風孔を設ける。副通路を
流れる空気流速の向上と感温抵抗体の冷却が両立でき、
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、出力ノイズの
低減や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
量測定装置を提供するものである。

【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）発熱抵抗体を支持するターミナル部
材の先端方向の壁面を、上流方向から見て感温抵抗体が
壁面の影になる位置まで傾斜させ、その壁面の発熱抵抗
体付近では流路のコーナ付近、感温抵抗体の直前では前
記壁面の中央付近、すなわち略Ｙ字形に通風溝を設け
る。

【０００６】（２）前記傾斜面に感温抵抗体の上流に空
気流を導く通風孔を設ける。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明の一実施例を
示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ側面断面図、図２
は図１（ｂ）に符号５で示す副通路部の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、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】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
て傾斜を付けている。これにより流路を絞るのと同一の
効果が得られ、発熱抵抗体１部における流速の向上が図
れる。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の先端にあり、
この絞り部の構造体に隠れてしまうようなレイアウトに
なってしまう。

【００１２】そこで、発熱抵抗体１の付近では流路のコ
ーナに、感温抵抗体２の直前では中央付近に、すなわち
略Ｙ字形に通風溝１１を設けている。この通風溝１１を
設けることにより、感温抵抗体２に向けて直接空気流を
導くことができ、その冷却効果で前述した熱伝導による
影響を低減することができる。

【００１３】このような通風溝１１を設けることによ
り、発熱抵抗体１部の大幅な流速低下が懸念されるが、
円断面を持たない流路においては２次流れの流速成分を
持つため、流路断面で見たコーナー部（角部）に相当す
る部分は流速が低く、その部分に通風溝１１を設けるこ
とで、流速の低下を最小限に止めることができる。

【００１４】また、感温抵抗体２に空気流を導くために
発熱抵抗体１の直下流で段差を作ると、剥離流の影響で
不安定な流れを招き、出力ノイズの原因となる。しか
し、段差部下流で起こるはずの剥離領域に通風溝１１を
流れる空気が存在するため剥離流が発生せず、迂回部後
流まで剥離を後らせることができる。このため発熱抵抗
体１周辺での整流にも効果があり、感温抵抗体２の冷却
と出力ノイズの低減が両立できる。

【００１５】更には、流路を絞ることにより発熱抵抗体
１付近では、高流量域で流路内圧が高まり、通風溝１１
へ流れ込む空気の割合が多くなる。このため副通路５全
体で見た流速は低下することになり、逆に低流量域では
それほど流路内圧に変化が起きないため２次流れの流速
成分により通風溝１１にはあまり空気が流れず目立った
流速の低下が起きない。すなわち、通風溝１１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なため、計測流量範囲を拡大で
きるという特徴も持ち合わせている。

【００１６】図３（ａ）は本発明の他の実施例を示す正
面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ側面断面図である。

【００１７】前述の通り、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傾斜を
付けると流速の向上が図れる反面、感温抵抗体２がこの
構造体に隠れてしまう。

【００１８】そこで、副通路５の入口開口部９付近の傾
斜面から感温抵抗体２に向けて連通する通風孔１２を設
けている。この構成により、副通路５内の流速低下を最
小限に止めながら通風孔１２を通過した空気が直接感温
抵抗体２を冷却する効果で、精度良く空気流量の検出が
できるようになる。

【００１９】最後に図４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。

【００２０】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、流速の向上と感温抵抗体
の冷却が両立でき、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。

【００２３】また、通風溝の効果により段差部分で起こ
るはずの剥離領域に空気が流れ、迂回部下流まで剥離を
後らせることができる。このため発熱抵抗体周辺での整
流にも効果があり出力ノイズの低減にも効果が高い。更
に、流路を絞ることにより発熱抵抗体付近では、高流量
域で流路内圧が高まり、通風溝へ流れ込む空気の割合が
多くなる。このため副通路全体で見た流速は低下するこ
とになり、逆に低流量域ではそれほど流路内圧に変化が
起きないため２次流れの流速成分により通風溝にはあま
り空気が流れず目立った流速の低下が起きない。すなわ
ち、通風溝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なため、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】（ａ）は本発明の一実施例を示す正面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ側面断面図。

【図２】図１（ｂ）に符号５で示す副通路部のＢ−Ｂ水
平断面図。

【図３】（ａ）は本発明の他の実施例を示す正面図、
（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ側面断面図。

【図４】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…通風溝、１２…通風孔、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 (2)

【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を、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固定し、更に前記感
   温抵抗体が前記発熱抵抗体に対して、より回路モジュー
   ルから離れた位置に取付けられている発熱抵抗式流量測
   定装置において、前記発熱抵抗体の設置位置で前記副通
   路を構成している流路が最狭部となるように、前記発熱
   抵抗体を支持する前記ターミナル部材の先端方向の壁面
   を、上流方向から見て前記感温抵抗体が壁面の影になる
   位置まで傾斜させ、その壁面の発熱抵抗体付近では流路
   のコーナ付近、感温抵抗体の直前では前記壁面の中央付
   近、すなわち略Ｙ字形に通風溝を設けたことを特徴とす
   る発熱抵抗式流量測定装置。
2. 【請求項２】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を、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固定し、更に前記感
   温抵抗体が前記発熱抵抗体に対して、より回路モジュー
   ルから離れた位置に取付けられている発熱抵抗式流量測
   定装置において、前記発熱抵抗体の設置位置で前記副通
   路を構成している流路が最狭部となるように、前記発熱
   抵抗体を支持する前記ターミナル部材の先端方向の壁面
   を、上流方向から見て前記感温抵抗体が壁面の影になる
   位置まで傾斜させ、その傾斜面に前記感温抵抗体の上流
   に空気流を導く通風孔を設けたことを特徴とする発熱抵
   抗式流量測定装置。