JPH0477856B2 - - Google Patents

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JPH0477856B2
JPH0477856B2 JP59156353A JP15635384A JPH0477856B2 JP H0477856 B2 JPH0477856 B2 JP H0477856B2 JP 59156353 A JP59156353 A JP 59156353A JP 15635384 A JP15635384 A JP 15635384A JP H0477856 B2 JPH0477856 B2 JP H0477856B2
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JP
Japan
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resistor
air
passage
heating resistor
air temperature
Prior art date
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JP59156353A
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JPS6134422A (ja
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Mitsukuni Tsutsui
Minoru Takahashi
Tadao Suzuki
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6134422A publication Critical patent/JPS6134422A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は発熱抵抗式空気流量計に係り、特に内
燃機関の吸入空気流量を測定する発熱抵抗式空気
流量計に関する。
〔発明の背景〕
メイン通路に並行して設けられたバイパス通路
内に発熱抵抗体と空気温度測定抵抗体とを設置し
て、バイパス通路内を流れる空気流量を測定する
発熱抵抗式空気流量計が提案されている(例え
ば、特開昭58−135916号公報)。
この種の発熱抵抗式空気流量計では、流量を測
定する発熱抵抗体が取付けられ、吸入空気通路の
一部を構成しているボデイの温度が吸入空気温度
と異なる場合、吸入空気量の検出測定誤差を生ず
ることが経験上知られている。この測定誤差を低
減する方法として、特開昭56−108908号公報、特
開昭56−18721号公報に示されるように、発熱抵
抗体と空気温度測定抵抗体を同一形状、同一長さ
の支持ピンで支持し、空気流に対して同一直角面
上に、対称な位置に配置するものが知られてい
る。
しかし、発熱抵抗体と空気温度測定抵抗体を近
接して配置すると、発熱抵抗体の輻射熱によつて
空気温度測定抵抗体が加熱され測定誤差を生じた
り、逆に空気温度測定抵抗体によつて乱された空
気流が発熱抵抗体に当り、安定した出力を示さず
脈流を起す。いわゆる信号出力のノイズが増加す
るという不具合を発生する。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、吸入空気通路を構成している
ボデイの温度と、吸入空気温度とが異なる場合に
も、精度良く質量空気流量を測定することのでき
る発熱抵抗式空気流量計を提供することにある。
本発明の要旨は次の如くである。
すなわち、本発明は、メイン通路より小さな通
路断面積を有し、該メイン通路へ流れる空気の一
部が流れ込む副通路内に、空気流量を測定する発
熱抵抗体と空気温度測定抵抗体とを設けるととも
に、前記空気温度測定抵抗体を前記発熱抵抗体に
対して前記副通路の半径方向外側にずらせて配置
した発熱抵抗式空気流量計において、前記副通路
のうち、前記空気温度測定抵抗体が装着された部
分の径を、前記発熱抵抗体が装着された部分の径
よりも大きくし、ボデイと空気温度測定抵抗体お
よび発熱抵抗体との間の熱伝導率を制御すること
により、吸入空気温度と吸入空気通路を構成して
いるボデイの温度が異なる場合にも、精度良く質
量空気流量を測定しようというものである。
このように本発明に係る発熱抵抗式空気流量計
は、発熱抵抗体と空気の温度差を一定に保ち、そ
の放熱量から質量空気流量を測定するもので、ボ
デイの温度の影響を受けずに正しく質量空気流量
を測定するためには上記した放熱量がボデイの温
度の影響を受けないようにする必要がある。そこ
で、上記のように構成することによつて、ボデイ
と空気温度測定抵抗体及び発熱抵抗体との間の熱
伝導率を制御し、吸入空気温度とボデイの温度が
異なる場合のボデイ温度の影響を発熱抵抗体と空
気温度測定抵抗体に同等に与え、発熱抵抗体から
の放熱量がボデイ温度の影響を受けないようにし
て、精度良く質量空気流量を測定できる。
また、副通路は空気温度測定抵抗体が装着され
た部分の径が大きく形成されているので、副通路
内の流体抵抗が小さくなり、多量の空気を副通路
内に流し込むことができる。そして、副通路内に
流れ込んだ空気は発熱抵抗体が装着された径の小
さい部分を流れる際に、流速が増して流速分布が
安定する。このように流速が安定した多量の空気
に対して、発熱抵抗体で流量測定を行うと、空気
流量をより一層精度良く測定することが可能とな
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第1図には、本発明の一実施例が示されており
第2図は第1図の平面図である。
図において、ボデイ50には、メイン通路51
と、バイパス通路52とが設けられている。この
バイパス通路52は、直管部53と、テーパ58
と、直管部53より径の大きい直管部54と、バ
イパス通路52を通つてきた空気をメイン通路5
1に戻すための曲り部55と、リング部56と出
口部57とによつて構成されている。この直管部
53内に発熱抵抗体1が支持ピン5によつて支持
されており、直管部54内に空気温度測定抵抗体
2が支持ピン6によつて支持されている。この空
気流量を測定する発熱抵抗体1及び空気温度測定
抵抗体2は同一素子を使用しており、第3図に示
すように直径0.5mm、長さ2mmのアルミナのボビ
ン101に白金線102を巻線し、その両端をリ
ード線103に溶接した後、表面に薄くガラスコ
ーテイング104を行つたもので、これらは吸入
空気の大部分が通るメイン通路51、吸入空気の
一部が分流するバイパス通路52を有してなるボ
デイ50のバイパス通路52中に設置される。
ここで発熱抵抗体1の温度は第4図に示す駆動
回路3により空気温度測定抵抗体2の温度より一
定値だけ高く保たれる。
また、発熱抵抗体1及び空気温度測定抵抗体2
は第1図に示す如くそれぞれ合成樹脂により成形
された駆動回路3のケース4に一体にインサート
成形されている支持ピン5,6の先端部にリード
103を溶接し、バイパス通路52中に設置され
ている。このようにして、支持ピン5,6によつ
て発熱抵抗体1、空気温度測定抵抗体2は駆動回
路3に電気的接続されている。
吸入空気は図示してないエアクリーナを通つて
矢印P1方向からボデイ50に流入し、メイン通
路51とバイパス通路52に分流する。バイパス
通路52に分流した空気は発熱抵抗体1が設置さ
れた直管部53、空気温度測定抵抗体2が設置さ
れた直管部54を通つて曲り部55に至り、第5
図に示す如くリング部56を通つてメイン通路5
1の最狭部に開口した出口部57でメイン通路5
1の空気と合流する。
バイパス通路52を構成する直管部53,54
曲り部55、リング部56、出口部57の各断面
積は発熱抵抗体1が配置されている直管部53が
最も小さくなつている。
また、直管部53と直管部54の接続部は空気
流に乱れが生じないようテーパ58が設けられて
おり、ケース4の通路壁を構成する部分の形状も
同一である。
ここで、発熱抵抗体1は乱れのない空気流を当
てるため、空気温度測定抵抗2の上流に設置され
ている。
また、第6図に示す如く、発熱抵抗体1の下流
部59は発熱抵抗体1で加熱された空気流が通る
ため、空気温度測定抵抗体2はこの加熱された空
気流の通過する部分からずらして設置されてい
る。
従来公知の技術で、前記した発熱抵抗体1の加
熱された空気流の影響をさけるという条件を満足
させたものが第8図に示されている。すなわち、
発熱抵抗体1からバイパス通路52の壁面の一部
を構成するケース4までの長さLHと空気温度測
定抵抗体2からケース4までの長さLCが異なる
ため、発熱抵抗体1とケース4すなわちケース4
が取付けられているボデイ50との間の熱伝導係
数λHと空気温度測定抵抗体とケース4との熱伝導
係数λCが異なり、ボデイ50の温度の影響が異な
る。そのため、吸入空気温度とボデイ50の温度
が異なる場合には、熱伝導の相違がそのまま測定
誤差となつて発生してくる。
これに対し、本発明の実施例においては、空気
温度測定抵抗体2を設置する部分の通路54の断
面積を発熱抵抗体1を設置する部分の通路53の
断面より大きくすることによつて、発熱抵抗体1
で加熱された空気が通らない位置に空気温度測定
抵抗体2を設置した状態で、発熱抵抗体1からケ
ース4の間の長さLHと空気温度測定抵抗体2か
らケース4の長さLCを等しくしている。
このため、発熱抵抗体1とケース4との間の熱
伝導係数λHと空気温度測定抵抗体2とケース4と
の間の熱伝導係数λCをほぼ同一にしている。
ボデイ50の温度の測定精度に与える影響は、
熱伝導係数λH,λCのみでなく、支持ピン5,6か
ら空気中への放熱量も影響するため、寸法LH
LCを同一にすれば必ず誤差が最小になるもので
なく、詳細は空気の流れを含めた実験によりLH
とLCの関係や通路53と54の関係を決定する
ことが必要である。
ボデイの温度と空気の温度が異なる場合の測定
誤差を発生させる他の原因に、ボデイ温度により
バイパス通路を通る空気が加熱又は冷却され、メ
イン通路の空気温度と異なつてしまうことがあ
る。
以下これについて、ボデイの温度が吸入空気よ
り高い場合を例にとつて説明する。
メイン通路51とバイパス通路52の空気流速
の関係は次のようになる。
メイン通路ΔP/ρM=CMUM 2/2g ……(1) バイパス通路ΔP/ρB=CBUB 2/2g ……(2) (1),(2)より ここに、ΔP:バイパス通路52の入口60と
出口57の圧力差 UM,UB:メイン通路51、バイパス通路
52の流速 CM,CB:メイン通路51、バイパス通路
52の流量係数 ρM,ρB:メイン通路51、バイパス通路5
2の空気密度 ボデイ50の温度が吸入空気温度より高い場
合、バイパス空気流の温度は、メイン空気流の温
度に比べ、通路断面積に対するバイパス通路に面
するボデイ壁面積の割合が大きいため高くなり易
い。この場合、(3)式において、ρBが小さく、CB
大きくなる。その結果、メイン通路51とバイパ
ス通路52の質量流速化(ρB・UB/ρM・UM)が
小さくなり、マイナス側の測定誤差が生ずる。
ここで、この変化量を小さくするには、バイパ
ス通路52の断面積に対するバイパス通路に面す
るボデイ壁面積を減らすこと、すなわちバイパス
通路面積を大きくして、バイパスの空気がボデイ
で加熱されにくくすればよい。また、バイパス通
路の温度による流量係数CBの変化を小さくすれ
ばよい。一方、バイパス通路52全体の断面積を
大きくすると、上記2点については効果がある
が、同一流量における発熱抵抗体1の部分の流速
が断面積の増加に伴ない低下するため、検出感度
が低下する。流速の小さい程ボデイ壁温の発熱抵
抗体に与える影響が大きい等の不具合がある。
これに対し、本発明による実施例においては、
発熱抵抗体1を設置してある部分(直管部53)
の断面積に対し、バイパス通路52を構成する他
の部分、直管部54、曲り部55、リング部5
6、出口部57の断面積を大きくしてあるため、
発熱抵抗体1を通る空気流の流速を低下させるこ
となく、ρBの低下及びCBの増加を小さくすること
ができ、吸入空気温度とボデイ温度が異なる場合
の測定精度を向上させることができる。
なおCBはバイパス通路全体の流量係数であり、
発熱抵抗体1の配置部(直管部53)のみ断面積
を小さくし、他を大きくすれば、全体を大きくし
た時に比べ差はほとんどなく、54〜57を拡大
する前より流速を向上する。
本発明の実施例を適用し、吸入空気温度とボデ
イ温度を考え、実験した結果が第9図に示されて
いる。図において、Aがボデイ温度を示し、Bが
吸入空気温度を示している。
従来の発熱抵抗式空気流量計では、第9図Cに
示す如く吸入空気流量が低い値のとき、すなわち
低速始動時、アイドリング時にはなはだしい測定
誤差を生じてしまい、安定したエンジン回転を得
ることができない。これに対し本発明の実施例に
よると、第9図Dに示す如く測定誤差は甚しく小
さくすることができた。このためエンジン回転は
むらを生じることなく適正回転数を得ることがで
きる。
第10図には、本発明の他の実施例が示されて
いる。本実施例が第1図図示実施例と異る点は、
発熱抵抗体1を下流側に設け、空気温度測定抵抗
体2を上流側に設け、発熱抵抗体1の装着される
バイパス通路52の直管部154より、空気温度
測定抵抗体2の装着されるバイパス通路52の直
管部53の径を大きくした点である。
すなわち、バイパス通路52は、直管部153
と、テーパ158と、直管部154と、バイパス
通路52を通つてきた空気をメイン通路51に戻
すための曲り部155と、リング部156と、出
口部157とによつて構成されている。この直管
部153は直管部154より大きい径に形成され
ている。また直管部154内に発熱抵抗体1が支
持ピン6によつて支持されており、直管部153
内に空気温度測定抵抗体2が支持ピン5によつて
支持されている。
吸入空気は、図示されていないエアクリーナを
通つて矢印P1方向からボデイ50に流入し、メ
イン通路51とバイパス通路52に分流する。バ
イパス通路52に分流した空気は空気温度測定抵
抗体2が設置された直管部153、発熱抵抗体1
が設置された直管部154を通つて曲り部155
に至り、リング部156を通つてメイン通路51
の最狭部に開口した出口部157でメイン通路5
1の空気と合流する。バイパス通路52を構成す
る直管部153,154、曲り部155、リング
部156、出口部157の各断面積は発熱抵抗体
1が配置されている直管部154が最も小さくな
つている。
また、直管部153と直管部154の接続部は
空気流に乱れが生じないよう、テーパ158が設
けられており、ケース4の通路壁を構成する部分
の形状も同一である。空気温度測定抵抗体2が発
熱抵抗体1の上流に設けられているが、空気温度
測定抵抗体2が装着されている直管部153が、
発熱抵抗体1が装着されている直管部154より
も大きな径に形成されているため、空気温度測定
抵抗体2によつて空気流の乱れを生じ、発熱抵抗
体1が影響を受けることのない位置に空気温度測
定抵抗体2が設けられている。このようにするこ
とにより第1図図示実施例と同様の効果を得るこ
とができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、吸入空
気通路を構成しているボデイの温度と吸入空気温
度とが異なる場合にも精度良く質量空気流量を測
定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す断面図、第2図
は第1図の平面図、第3図は抵抗体の全体構成
図、第4図は制御回路図、第5図は第1図−
断面図、第6図は第1図の抵抗体取付部の一部拡
大図、第7図は第6図の平面図、第8図は従来の
抵抗体の取付部の一部拡大図、第9図は従来例と
本実施例の流量誤差の測定図、第10図は本発明
の他の実施例を示す断面図である。 1…発熱抵抗体、2…空気温度測定抵抗体、5
1…メイン通路、52…バイパス通路、53,5
4,153,154…直管部、55,155…曲
り部、56,156…リング部、57,157…
出口部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 メイン通路より小さな通路断面積を有し、該
    メイン通路へ流れる空気の一部が流れ込む副通路
    内に、空気流量を測定する発熱抵抗体と空気温度
    測定抵抗体とを設けるとともに、前記空気温度測
    定抵抗体を前記発熱抵抗体に対して前記副通路の
    半径方向外側にずらせて配置した発熱抵抗式空気
    流量計において、 前記副通路のうち、前記空気温度測定抵抗体が
    装着された部分の径を、前記発熱抵抗体が装着さ
    れた部分の径よりも大きくしたことを特徴とする
    発熱抵抗式空気流量計。
JP15635384A 1984-07-26 1984-07-26 発熱抵抗式空気流量計 Granted JPS6134422A (ja)

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JP15635384A JPS6134422A (ja) 1984-07-26 1984-07-26 発熱抵抗式空気流量計

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JP15635384A JPS6134422A (ja) 1984-07-26 1984-07-26 発熱抵抗式空気流量計

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JPS6134422A JPS6134422A (ja) 1986-02-18
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US7162374B2 (en) * 2002-10-07 2007-01-09 Wagner Alarm-Und Sicherungssysteme Gmbh Device for the determination of flow parameters for a fluid and method for operating such a device
JP4140553B2 (ja) * 2004-04-28 2008-08-27 株式会社デンソー 空気流量測定装置

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JPS6134422A (ja) 1986-02-18

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