JP2010181354A - 空気流量測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メイン流路6の流線に対し略直交するバイパス流路7内に配設されて、バイパス流路7の流れ方向に立設した1対の支持部材13に接続支持される熱式流量測定素子と、支持部材13を通じて熱式流量測定素子に給電し供給電流を制御する回路部5とからなる空気流量を測定する空気流量測定部30と、メイン流路6内に配設されて、バイパス流路7の流れ方向に立設した1対の支持部材18に、1対のリード部材17を介して接続支持されるサーミスタ16からなる空気温度を測定する空気温度測定部40と、を一体的に備える空気流量測定装置1において、空気温度測定素子20の1対の支持部材18を、メイン流路6を流れる空気の流線に対し、バイパス流路7の流れ方向と直交する平面方向に傾斜して配置した。
【選択図】図2
Description
従来から、発熱抵抗体の放熱量を基に、空気流量を測定する熱式流量測定装置が公知であり、自動車用の内燃機関の吸入空気の流量を測定するエアフローメータとして採用されている(例えば、特許文献1参照)。
従って、吸気の検出温度の誤差が無視できないほどに大きくなると、流量測定素子で検出した実際の流量値に対し演算され調整制御される種々の吸気系システムの特性値の吸気温度による温度補償にも誤差が生じて、吸気系システム上で適正制御にズレが生じるという問題がある。
請求項1に記載の手段によれば、空気流路を流れる空気の流線に対し略直交するように配置されるバイパス流路と、バイパス流路内に配設されて、空気流路を流れる空気流量を測定するセンシング部と、センシング部はバイパス流路内にバイパス流路の流れ方向に立設した1対の支持部材に接続支持される熱式流量測定素子を有しており、支持部材を通じて熱式流量測定素子に給電し供給電流を制御する回路部と、からなる空気流量測定部と、空気流路内に空気流量測定部と近接して配設されて、空気流路を流れる空気の温度を測定する空気温度測定素子を有しており、空気温度測定素子は空気流路内にバイパス流路の流れ方向に立設した1対の支持部材に、1対のリード部材を介して接続支持されるサーミスタからなり、支持部材を通じてサーミスタの検出信号を出力する空気温度測定部と、を一体的に備える空気流量測定装置において、空気温度測定素子の1対の支持部材を、空気流路を流れる空気の流線に対し、バイパス流路の流れ方向と直交する平面方向に傾斜して配置することを特徴としている。
請求項2に記載の手段によれば、空気温度測定素子のサーミスタと1対のリード部材を、空気流路を流れる空気の流線に対し、バイパス流路の流れ方向の平面方向に傾斜して配置することを特徴としている。
これにより、空気温度測定素子の1対のリード部材のそれぞれが、異なる空気の流線と衝突することができ、空気との熱伝達表面積が大きくなってそれぞれのリード部材の冷却を促進でき、制御回路部の発熱がサーミスタに伝達することを防止できる。
請求項3に記載の手段によれば、空気温度測定素子の1対の支持部材およびサーミスタと1対のリード部材とを、ともに空気流路を流れる空気の流線に対し、バイパス流路の流れ方向と直交する平面方向および流れ方向の平面方向の2方向に傾斜して配置することを特徴としている。
これにより、空気温度測定素子の1対の支持部材およびリード部材のそれぞれが、異なる空気の流線と衝突することができ、空気との熱伝達表面積が大きくなってそれぞれの支持部材およびリード部材の冷却を促進でき、制御回路部の発熱がサーミスタに伝達することを防止できる。
請求項4に記載の手段によれば、空気流路を流れる空気の流線を、空気温度測定素子の1対の支持部材および1対のリード部材が配設される長手方向に対し、傾斜して交差するように偏向したことを特徴としている。
これにより、空気温度測定素子の長手方向と空気の流線とは互いに相対角度を有して交差するので、異なる流線と接触または衝突することができ、同時に流れの境界層に乱れが生じ易く、よって熱伝達が大きくなって流れによる冷却効果が大きくなることによりサーミスタへの回路部からの伝熱が遮断され易くなる。
請求項5に記載の手段によれば、空気温度測定素子の1対の支持部材および1対のリード部材は、熱伝導度の小さい材質の導電材によって構成されることを特徴としている。
これにより、回路部の発熱が伝導しにくくなり、支持部材およびリード部材の冷却効果と相まって、サーミスタへの回路部からの伝熱が遮断され易くなる。
図1、図2は、本発明の実施例1を示したもので、図1は空気流量測定装置の構成を示し、(a)は部分断面で示す正面図であり、(b)は部分断面で示す側面図である。図2は、図1に示す空気流量測定装置の要部である空気温度測定部の構成を示し、(a)は正面図であり、(b)は側面図であり、(c)は底面図である。
本実施例に示す空気流量測定装置1は、例えば、自動車用の内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)の吸気の流量と温度を計測するものであり、図1に示すように、図示しないエアクリーナと接続する空気通路を形成する吸気管2にプラグイン方式によって、着脱可能に取付けられている。
エンジンの始動により、吸気管2の内部に空気の流れ(メイン流れ)が発生すると、メイン流れの一部がセンサボディ3のバイパス流路7にメイン流れから略90度偏向されたバイパス流れとなって流入する。このバイパス流れによって発熱抵抗体10は表面からの放熱を受け、放熱によって温度が低下すると発熱抵抗体10の抵抗値が変化する。すると、感温抵抗体11で測定される空気温度との温度差を一定に保つために、発熱抵抗体10に供給される電流値が増加し、発熱も増加する。このとき、この電流値が空気流量測定部30を流れた空気流量に比例するので、この電流値に応じた電圧信号がECUへ出力される。
本実施例では、メイン流路6を流れる空気の流線に対し略直交するように配置されるバイパス流路7内に配設されて、メイン流路6を流れる空気流量を測定するセンシング部4と、センシング部4はバイパス流路7内にバイパス流路7の流れ方向に立設した1対の支持部材13に接続支持される熱式流量測定素子を有しており、支持部材13を通じて熱式流量測定素子に給電し供給電流を制御する回路部5と、からなる空気流量測定部30と、メイン流路6内に配設されて、メイン流路6を流れる空気の温度を測定する空気温度測定素子20を有しており、空気温度測定素子20はメイン流路6内にバイパス流路7の流れ方向に立設した1対の支持部材18に、1対のリード部材17を介して接続支持されるサーミスタ16からなる空気温度測定部40と、を一体的に備える空気流量測定装置1において、空気温度測定素子20の1対の支持部材18を、メイン流路6を流れる空気の流線に対し、バイパス流路7の流れ方向と直交する平面方向に傾斜して配置した。
本発明の実施例2を図3に示す。図3は、空気流量測定装置の要部である空気温度測定部の構成を示し、(a)は正面図であり、(b)は側面図であり、(c)は底面図である。実施例1と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
本発明の実施例3を図4に示す。図4は、空気流量測定装置の要部である空気温度測定部の構成を示し、(a)は正面図であり、(b)は側面図であり、(c)は底面図である。実施例1と実質的に同一構成部分に同一符号を付して、詳細な説明は省略する。
上述した実施例1〜3では、空気温度測定素子20のサーミスタ16への空気流量測定部30の回路部5からの発熱による伝熱を遮断するために、流れの流線(X軸)方向に対し空気温度測定素子20を傾けて配設することで異なる流線と接触または衝突しやすくして、流れの境界層に乱れを生じ易くして熱伝達を大きくし、流れによる冷却効果を促進している。
変形例1では、空気温度測定素子20に傾いた流線と接触させることで流れによる冷却効果を促進してサーミスタ16への伝熱を遮断するものであるが、これに限ることなく、空気温度測定素子20への伝熱量自体を低下させる構成であってもよい。
4 センシング部
5 回路部
6 メイン流路(空気流路)
7 バイパス流路
10 発熱抵抗体(熱式流量測定素子)
11 感温抵抗体(熱式流量測定素子)
12、17 リード部材
13、18 支持部材
16 サーミスタ
20 空気温度測定素子
30 空気流量測定部
40 空気温度測定部
Claims (5)
- 空気流路を流れる空気の流線に対し略直交するように配置されるバイパス流路と、
前記バイパス流路内に配設されて、前記空気流路を流れる空気流量を測定するセンシング部と、
前記センシング部は前記バイパス流路内に前記バイパス流路の流れ方向に立設した1対の支持部材に接続支持される熱式流量測定素子を有しており、
前記支持部材を通じて前記熱式流量測定素子に給電し供給電流を制御する回路部と、
からなる空気流量測定部と、
前記空気流路内に前記空気流量測定部と近接して配設されて、前記空気流路を流れる空気の温度を測定する空気温度測定素子を有しており、
前記空気温度測定素子は前記空気流路内に前記バイパス流路の流れ方向に立設した1対の支持部材に、1対のリード部材を介して接続支持されるサーミスタからなり、
前記支持部材を通じて前記サーミスタの検出信号を出力する空気温度測定部と、
を一体的に備える空気流量測定装置において、
前記空気温度測定素子の前記1対の支持部材を、前記空気流路を流れる空気の前記流線に対し、前記バイパス流路の流れ方向と直交する平面方向に傾斜して配置することを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1に記載の空気流量測定装置において、
前記空気温度測定素子の前記サーミスタと前記1対のリード部材を、前記空気流路を流れる空気の流線に対し、前記バイパス流路の流れ方向の平面方向に傾斜して配置することを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1または請求項2に記載の空気流量測定装置において、
前記空気温度測定素子の前記1対の支持部材および前記サーミスタと前記1対のリード部材とを、ともに前記空気流路を流れる空気の流線に対し、前記バイパス流路の流れ方向と直交する平面方向および流れ方向の平面方向の2方向に傾斜して配置することを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1に記載の空気流量測定装置において、
前記空気流路を流れる空気の前記流線を、前記空気温度測定素子の前記1対の支持部材および前記1対のリード部材が配設される長手方向に対し、傾斜して交差するように偏向したことを特徴とする空気流量測定装置。 - 請求項1に記載の空気流量測定装置において、
前記空気温度測定素子の前記1対の支持部材および前記1対のリード部材は、熱伝導度の小さい材質の導電材によって構成されることを特徴とする空気流量測定装置。
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