JPH0422266Y2

JPH0422266Y2 -

Info

Publication number: JPH0422266Y2
Application number: JP6216184U
Authority: JP
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1992-05-21
Also published as: JPS60174828U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は内燃機関に用いる吸入空気量検出装置
に関する。

従来技術内燃機関の吸気通路内に熱線風速計を配置し、
この熱線風速計によつて吸入空気量を検出するこ
とは例えば特開昭56−77716号公報に記載されて
いるように公知である。このような熱線風速計を
用いた場合には通常吸気通路の内壁面上に穿設し
た孔内に樹脂材料からなる熱線風速計支持ホルダ
を嵌着し、熱線のリードピンを支持ホルダ内にイ
ンサートして支持ホルダによりリードピンを支持
するようにしている。しかしながら吸入空気流の
乱れの発生を抑制して検出精度を向上するために
薄板状のリード端子を用いた場合には上述のよう
にインサート成形するとリード端子がインサート
圧力に耐えられずに変形し、従つて薄板状のリー
ド端子をインサート成形により支持ホルダに取付
けるのは困難である。また、吸入空気量を正確に
検出するには熱線を吸気通路内の予め定められた
位置に配置しなければならないが吸気通路の内壁
面上に穿設した孔内に支持ホルダを挿入する構造
にした場合には熱線を予め定められた位置に正確
に配置するのは困難である。

考案の効果本考案は薄板のリード端子を変形することなく
確実に支持でき、しかも検出素子を予め定められ
た位置に正確に配置することのできる吸入空気量
検出装置を提供することにある。

考案の構成本考案の構成は、吸入空気通路を横切つて延び
る挿入孔に挿入されかつ吸入空気通路と整列する
吸入空気流通孔を有する検出素子ホルダを具備
し、検出素子ホルダが吸入空気流通孔を通る分割
面によつて２分割された一対のホルダ半体から構
成され、吸入空気流通孔内に配置された感熱抵抗
型流速検出素子のリード端子を受容可能に溝が少
くとも一方のホルダ半体の接合面上に形成され、
溝内に嵌着されたリード端子を一対のホルダ半体
間においておいて狭持するようにしたことにあ
る。

実施例第１図を参照すると、１は内燃機関の吸気管、
２は吸気通路、３は吸気通路２内に形成された大
ベンチユリ、４は大ベンチユリ３上流の吸気通路
２内に配置された小ベンチユリを夫々示す。小ベ
ンチユリ４は吸気通路２よりも小さな径を有して
吸気通路２の軸線上を延び、小ベンチユリ４の出
口５は大ベンチユリ３の最狭部に位置する。小ベ
ンチユリ４は小ベンチユリ４と一体形成された支
持部６を介して吸気管１の内壁面に固着される。
支持部６内には小ベンチユリ４のベンチユリ部４
ａと平行をなして延びるバイパス通路７が形成さ
れ、このバイパス通路７の流入口８は吸気通路２
の上流に向けて開口する。第１図に示す実施例で
は、小ベンチユリ４の入口９とバイパス通路７の
流入口８は同一平面内に位置する。一方、小ベン
チユリ４の円筒状週壁内には環状溝１０が形成さ
れ、この環状溝１０はバイパス通路７の一部を形
成する。環状溝１０は小ベンチユリ４のベンチユ
リ部４ａの最狭部或いは最狭部近傍においてベン
チユリ部４ａの内壁面上に形成された流出口１１
を介してベンチユリ４ａ内に連結される。従つて
バイパス通路７は小ベンチユリ４上流の吸気通路
２と小ベンチユリ４のベンチユリ部４ａとを連通
することになる。

一方、支持部６および吸気管１にはバイパス通
路７を横切つて延びる挿入孔２６が形成され、こ
の挿入孔２６内には非導電性断熱性の合成樹脂材
料からなる円筒状検出素子ホルダ１３が挿入され
る。この検出素子ホルダ１３はバイパス通路７と
整列する吸入空気流通孔１６を有し、この吸入空
気流通孔１６内に感熱抵抗型流速検出素子１２が
配置される。この検出素子１２には検出素子ホル
ダ１３によつて支持された流速検出素子１４と吸
気温検出用素子１５とにより構成される。

第４図から第７図に検出素子ホルダ１３を示
す。第４図から第７図を参照すると検出素子ホル
ダ１３はほぼその全長に亘つて円筒状をなしてお
り、検出素子ホルダ１３の一端部に吸入空気流通
孔１６が形成され、検出素子ホルダ１３の他端部
にフランジ１７が形成される。この検出素子ホル
ダ１３はその対称面に沿いかつ吸入空気流通孔１
６の中心を通る分割面１８によつて２分割された
同一形状の一対のホルダ半体１３ａ，１３ｂから
なり、これらホルダ半体１３ａ，１３ｂは接合面
１９ａ，１９ｂにおいて互いに接合される。

第８図は第７図の矢印Ａに沿ってみた流速検出
用素子１４と吸気温検出用素子１５の拡大図を示
し、第９図は第７図の矢印Ｂに沿ってみた流速検
出用素子１４と吸気温検出用素子１５の拡大図を
図を示す。第８図および第９図を参照すると、流
速検出用素子１４はシリコンウエハのチツプから
なる薄肉平板状基体２０からなり、基体２０の表
面上に薄肉の加熱抵抗体R_Hと感熱抵抗体R₂が形
成される。加熱抵抗体R_Hと発する熱の一部は基
板２０内を通つて熱伝導により感熱抵抗体R₂に
伝えられ、残りの熱は基板２０の表面に沿つて流
れる吸入空気流により熱伝達でもつて感熱抵抗体
R₂に伝えられる。従つて熱伝達による熱の伝達
を確保するために加熱抵抗体R_Hは吸入空気の流
れ方向に対して感熱抵抗体R₂の上流側に配置さ
れる。流速検出用素子１４は各抵抗体R_H，R₂に
電気的に接続された４本の薄板状リード端子２１
を有し、これらリード端子２１は基体２０から左
右両方向にまつすぐに延びる。一方、吸気温検出
用素子１５もシリコンウエハのチツプからなる平
板状基体２２からなり、基体２２の表面上には薄
膜の感熱抵抗体R₁が形成される。この吸気温検
出用素子１５は流速検出用素子１４の下流側に配
置され、感熱抵抗体R₁を形成した基体２２の表
面は抵抗体R_H，R₂を形成した基体２０の表面と
反対向きに配置される。吸気温検出用素子１５は
感熱抵抗体R₁に電気的に接続された一対の薄板
状リード端子２３を有し、これらリード端子２３
は基体２２から左右両方向にまつすぐに延びる。

第４図に示されるように一方のホルダ半体１３
ａの接合面１９ａ上にはリード端子２１を受容す
るための４本の溝２４と、リード端子２３を受容
するための２本の溝２５とが形成される。これら
の溝２４，２５は吸入空気流通孔１６の両側に形
成されており、第４図において吸入空気流通孔１
６の左側に形成された溝部分２４ａ，２５ａは吸
入空気流通孔１６の左側に位置する接合面部分１
９ｃのほぼ中央まで延びる。これに対して他方の
ホルダ半体１３ｂの接合面１９ｂは平坦に形成さ
れる。流速検出用素子１４および吸気温検出用素
子１５を検出素子ホルダ１３内に取付けるにはま
ず始めに各リード端子２１，２３を対応する溝２
４，２５内に嵌着し、次いで接合面１９ａ，１９
ｂ間に接着剤を塗布し、或いは弾性体を介在させ
て両ホルダ半体１３ａ，１３ｂを互に接合する。
次いで互に接合されたホルダ半体１３ａ，１３ｂ
を挿入孔２６内に圧入するか、或いは挿入孔２６
内に挿入した後にボルトによつて吸気管１に固定
する。吸入空気流通孔１６に対する流速検出用素
子１４および吸気温検出用素子１５の位置は溝部
分２４ａ，２５ａの縁部にリード端子２１，２３
の端部を当接させることによつて予め定められた
位置に正確に位置合せされ、しかも挿入孔２６の
奥部底面に検出素子ホルダ１３の先端面を当接さ
せることによつて吸入空気流通孔１６がバイパス
通路７と正確に整列せしめられるので流速検出用
素子１４および吸気温検出用素子１５を予め定め
られた位置に正確に位置することができる。

第１０図は第８図および第９図に示す感熱抵抗
型流速検出素子１２の検出回路を示す。第１０図
を参照すると加熱抵抗体R_Hの一端は固定抵抗R_S
を介して接地され、加熱抵抗体R_Hの他端はトラ
ンジスタT_rのエミツタに接続される。また一対
の固定抵抗r₁，r₂が設けられ、これら固定抵抗r₁，
r₂と感熱抵抗体R₁，R₂によりブリツジ回路が形
成される。固定抵抗r₁，r₂の接続点Ｐはコンパレ
ータＣの一方の入力端子に接続され、感熱抵抗体
R₁，R₂の接続点ＱはコンパレータＣの他方の入
力端子に接続される。また、コンパレータＣの出
力端子はトランジスタT_rのベースに接続される。
感熱抵抗体R₁，R₂は抵抗温度係数の大きな材料
から形成されており、感熱抵抗体R₂の温度が感
熱抵抗体R₁の温度よりも一定温度Δtだけ高いと
きに接続点Ｐ，Ｑの電圧が等しくなるように感熱
抵抗体R₁，R₂，r₁，r₂の抵抗値が定められてい
る。従つて感熱抵抗体R₁，R₂の温度差がΔtより
も小さくなると接続点Ｑの電圧は接続点Ｐの電圧
よりも高くなり、その結果コンパレータＣの出力
電圧は高レベルとなる。コンパレータＣの出力電
圧は高レベルになるとトランジスタT_rはオンと
なり、加熱抵抗体R_Hに電力が供給されるために
感熱抵抗体R₂の温度が上昇する。次いで感熱抵
抗体R₁，R₂の温度差がΔtに等しくなるとコンパ
レータＣの出力電圧は低レベルになり、その結果
トランジスタT_rがオフとなるために加熱抵抗体
R_Hへの電力の供給が停止される。このように加
熱抵抗体R_Hへの電力の供給を制御することによ
つて感熱抵抗体R₁，R₂の温度差Δtが一定に保持
される。

一方、直径ｄの白金線を流速νの流体内に配置
し、白金線を加熱したときに流体によつて持ち去
られる熱量Ｈは次のL.V.Kingの式によつて表わ
される。

Ｈ＝KT＋√2ＴここでＫ：流体の熱伝導率 Cv：流体の定容比熱 ρ：流体の密度Ｔ：白金線の温度と流体の温度との温度差この式を本考案に適用すると温度差Ｔは感熱抵
抗体R₁，R₂の温度差Δtに等しくなる。また、感
熱抵抗体R₁，R₂の温度差Δtを一定に保持するた
めには流体によつて持ち去られる熱量Ｈと等しい
熱量を感熱抵抗体R₂に加えなければならず、従
つて熱量Ｈは加熱抵抗体R_Hの発熱量i²Ｒ／Ｊに等
しくなる。ここでｉは加熱抵抗体R_Hを流れる電
流値、Ｒは加熱抵抗体R_Hの抵抗値、Ｊは熱の仕
事当量である。従つて加熱抵抗体R_Hとして抵抗
温度係数が極めて小さい抵抗を用いれば上式は次
のように簡単に表わせる。

i²＝Ｂ√＋ＣここでＢ，Ｃは流体の種類や加熱抵抗体R_Hの
抵抗値から定まる定数である。

従つてこの式から加熱抵抗体R_Hに流れる電流
を検出すれば流体の速度νを検出できることがわ
かる。第１０図に示す実施例では抵抗R_Sの一端
の電圧を検出器Ｄにより検出することによつて加
熱抵抗体R_Hを流れる電流を検出するようにして
いる。従つてこの検出器Ｄによりバイパス通路７
内を流れる吸入空気の流速を計測でき、斯くして
機関シリンダ内に供給される吸入空気量を検出す
ることができる。

再び第１図を参照すると、吸入空気が吸気通路
２内を流れると大ベンチユリ３内に負圧が発生
し、同時に小ベンチユリ４のベンチユリ部４ａ内
にも負圧が発生する。その結果、吸入空気がバイ
パス通路７を流れ、バイパス通路７内を流れる吸
入空気の流速が感熱抵抗型流速検出素子１２によ
つて検出される。また、第１図に示す実施例にお
いては前述したように小ベンチユリ４の出口５が
大ベンチユリ３の最狭部内に位置しているので大
ベンチユリ３内に発生する最大負圧がベンチユリ
部４ａ内に加わり、この負圧が小ベンチユリ４内
を流れる吸入空気流によつてベンチユリ部４ａ内
に発生する負圧に重畳されるためにベンチユリ部
４ａ内には極めて大きな負圧が発生する。従つて
バイパス通路７の流入口８と流出口１１との圧力
差が大きくなるためにバイパス通路７内を流れる
吸入空気の流速が増大せしめられる。また、バイ
パス通路７の流入口８には動圧が作用するので吸
入空気の流速は更に増大せしめられる。その結
果、高吸入空気量時にバイパス通路７の通路抵抗
が増大してもバイパス通路７内を流れる吸入空気
の流速は十分に速められ、斯くして吸入空気の流
速を精度よく検出することができる。

第１１図から第１４図に検出素子ホルダ１３の
別の実施例を示す。この実施例では検出素子ホル
ダ１３は検出素子ホルダ１３の長手軸線に対して
直角方向に延びかつ吸入空気流通孔１６内を延び
る分割面３０によつて一対のホルダ半体１３ａ，
１３ｂに２分割される。第１１図に示されるよう
に分割面３０は段差部分３０ａを有し、段差部分
３０ａよりも上方の上部分割面３０ｂは吸入空気
流通孔１６の中心上を延びる。一方、段差部分３
０ａよりも下方の下部分割面３０ｃは上部分割面
３０ｄに対してフランジ１７側に位置する。この
実施例でもホルダ半体１３ａの接合面上に溝（図
示せず）が形成され、この溝内にリード端子２
１，２３の一部が嵌着される。

第１５図から第１７図に更に別の実施例を示
す。この実施例では検出素子ホルダ１３は検出素
子ホルダ１３の長手軸線方向に延びかつ吸入空気
流通孔１６内を延びる分割面４０によつて一対の
ホルダ半体１３ａ，１３ｂに２分割される。第１
６図に示されるように分割面４０は段差部分４０
ａを有し、段差部分４０よりも上方の上部分割面
３０ｂは吸入空気流通孔１６の中心上を延びる。
一方、段差部分４０ａよりも下方の下部分割面４
０ｃは吸入空気流通孔１６の中心に対してずれて
いる。他の構造については第４図から第７図に示
す検出素子ホルダ１３の構造と同じなので説明を
省略する。

第１１図から第１７図に示す実施例では分割面
３０，４０に段差部分３０ａ，４０ａを設けるこ
とによつて吸気温検出用素子１５が流速検出用素
子１４に対して側方へずらされる。その結果、流
速検出用素子１４の体流が吸気温検出用素子１５
に影響を与えることがなく、しかも流速検出用素
子１４の加熱抵抗体R_Hによつて加熱された吸入
空気が吸気温検出用素子１５に達することもない
ので吸気温検出用素子１５の感熱抵抗体R₁（第９
図）の抵抗値を吸入空気温に正確に対応して変化
させることができる。

考案の効果流速検出用素子および吸気温検出用素子のリー
ド端子を２分割されたホルダ半体間において狭持
することによつてリード端子に応力が加わること
がない。その結果、リード端子と基板との接合が
はずれたり、或いは基板が傾いたりする危険性は
ない。また、リード端子をホルダ半体間に狭持す
るだけで各素子を検出素子ホルダ内に組込むこと
ができるので素子の組付けが容易であるという利
点がある。更に、各素子は検出素子ホルダを組立
てる際に吸入空気流通孔内の所定の位置に予め位
置決めされ、次いで検出素子ホルダが挿入孔内に
挿入された際に吸入空気流通孔とバイパス通路と
は整列せしめられるので各素子をバイパス通路内
の所定の位置に正確に配置することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による吸入空気量検出装置の側
面断面図、第２図は第１図の−線に沿つてみ
た断面図、第３図は第１図の−線に沿つてみ
た断面図、第４図は第１図の検出素子ホルダのホ
ルダ半体の側面図、第５図は感熱抵抗型流速検出
素子を取付けたところを示すホルダ半体の側面
図、第６図は第４図の平面図、第７図は第５図の
−線に沿つてみた断面図、第８図は第７図の
矢印Ａに沿つてみた感熱抵抗型流速検出素子の拡
大図、第９図は第７図の矢印Ｂに沿つてみた感熱
抵抗型流速検出素子の拡大図、第１０図は検出回
路図、第１１図は検出素子ホルダの別の実施例の
側面図、第１２図は第１１図の側面断面図、第１
３図は第１１図の平面断面図、第１４図は第１２
図の−線に沿つてみた断面図、第１５図
は検出素子ホルダの更に別の実施例におけるホル
ダ半体の側面断面図、第１６図は第１５図の
−線に沿つてみた断面図、第１７図は第１５
図の平面図である。７……バイパス通路、１２……感熱抵抗型流速
検出素子、１３……検出素子ホルダ、１４……流
速検出用素子、１５……吸気温検出用素子、１６
……吸入空気流通孔、１８，３０，４０……分割
面、２１，２３……リード端子、２４，２５……
溝、２６……挿入孔。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

吸入空気通路を横切つて延びる挿入孔に挿入さ
れかつ該吸入空気通路と整列する吸入空気流通孔
を有する検出素子ホルダを具備し、該検出素子ホ
ルダが該吸入空気流通孔を通る分割面によつて２
分割された一対のホルダ半体から構成され、上記
吸入空気流通孔内に配置された感熱抵抗型流速検
出素子のリード端子を受容可能な溝が少くとも一
方のホルダ半体の接合面上に形成され、該溝内に
嵌着されたリード端子を一対のホルダ半体間にお
いて狭持するようにした吸入空気量検出装置。