JP2000310552A

JP2000310552A - 空気流量計

Info

Publication number: JP2000310552A
Application number: JP11119533A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Onikawa; 鬼川　　博; Shinya Igarashi; 信弥五十嵐; Izumi Watanabe; 渡辺　　泉; Keiichi Nakada; 圭一中田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-11-07
Anticipated expiration: 2019-04-27
Also published as: JP3383237B2

Abstract

(57)【要約】【課題】出力ノイズを低減し、併せて脈動流下での順
流，逆流検知精度を向上した板型発熱抵抗体式の空気流
量計を提供する。【解決手段】内燃機関の吸気通路１内に配置した副通
路２に、順流，逆流の脈動空気流を検出する発熱抵抗体
式の双方向検知型空気流量測定素子（板形エレメント）
５が保持部材６ａに保持されている。副通路２は、空気
流量測定素子５に順流，逆流のいずれの空気流も斜め方
向からあたる通路形状にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気系
の一部を構成して吸入空気量を測定する空気流量計（空
気流量測定装置）に係わり、特に自動車用エンジン等に
吸入される空気流量を測定するのに適した発熱抵抗体式
の空気流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】発熱抵抗体式の空気流量計は、例えば、
空気流量測定用の発熱抵抗体と空気測温の機能をなす抵
抗体（これらの抵抗体は、いずれも温度に対する抵抗値
の変化の方向性に共通性を有する感温抵抗体であり、前
者については発熱を生じさせる電流を通電させて使用す
る）を用いて、空気流量（空気流速）により奪われる発
熱抵抗体の熱量が変化しても、発熱抵抗体と空気温度の
温度差が一定になるような電流を流すことで、この電流
を電気信号に変換し空気流量を求めている。

【０００３】発熱抵抗体式の空気流量計として、板状の
保持部材の表面（平面）に空気流量測定素子となる感温
抵抗体（発熱抵抗体及び空気測温用の感温抵抗体）を印
刷したり、あるいは半導体微細加工により感温抵抗体を
形成した半導体チップを保持部材の表面に接着したいわ
ゆる板形のエレメントが提案されている。

【０００４】また、板形のエレメントを用いる場合に
は、例えば、US Patent 4,433,576（Feb.28.1984）記載
の空気流量計では、エレメントの上流部にハニカム状な
どの整流格子を吸気通路の軸線に対して角度を付けて配
置したり、あるいはエレメントを吸気通路の軸線に対し
て斜めの角度を付けて配置することで、板状の保持部材
の表面に配置された空気流量測定素子に斜め方向から吸
入空気流が当たるようにしている。

【０００５】また、特開平９−８９６２１号公報には、
フローセンサ（エレメント）を内装するセンサ本体に配
管系統に直結可能な流入部と流出部を設け、この流入部
はフローセンサの主面に斜めから流体を差し向けるよう
にした技術が提案されている。

【０００６】上記のように空気流量測定素子となる板形
のエレメントに斜め方向から吸入空気流があたるように
すると、エレメント表面上での乱流を防止し、また、空
気流とエレメント間の境界剥離をなくして空気流量計の
出力ノイズを低減させるのに効果的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の空気流
量計（フローセンサ）は、空気の流れの方向性を認識し
ていないが、近年、内燃機関の空気流量計として順流，
逆流の空気流量を方向性を伴って検知する技術が提案さ
れている。

【０００８】双方向検知型の空気流量計は、今までのよ
うな空気流の方向性を検知しないタイプのセンサよりも
流量測定精度が高く、排ガス規制，燃費向上に応えるも
のと評価されている。

【０００９】すなわち、自動車等の内燃機関が運転中に
は、吸気通路中に、通常は吸入空気がエアクリーナ側か
らエンジンの方向に向いて流れているが（順流）、吸入
空気流は、内燃機関の吸入弁の動作や空気流の慣性力が
関係し合うことで脈動しており、この脈動が通常は順流
側（出力の正側）でおきているので問題はないが、脈動
空気流がエンジン吸気系の共振周波数と一致すると、脈
動振幅が増幅されて、脈動の一部がゼロレベルを下回
り、その結果逆流現象が生じることが知られている。こ
のような順流，逆流のサンプリング信号を方向性を問わ
ず積分して空気流量を算出すると、エンジンに流入する
空気流量を実際よりも多めに検出してしまうといった測
定誤差の問題が生じる。そこで、空気流量測定精度を今
まで以上に高めるためには、脈動流の積分値から逆流分
を引き算することで測定誤差を抑えることが必要とな
り、双方向検知型の空気流量計はこのようなニーズに応
えるものである。

【００１０】双方向検知型の空気流量計は、直列接続さ
れた２個の空気流量測定用の発熱抵抗体を空気の流れ方
向に並べて配置し（ここでは、２個の発熱抵抗体のうち
順流方向を基準して上流側にある発熱抵抗体を第１発熱
抵抗体と称し、下流側にある発熱抵抗体を第２発熱抵抗
体と称する）、それらの発熱抵抗体に流れる電流の変化
から空気流量を検出する他に、順流の場合には第１発熱
抵抗体の方が第２発熱抵抗体より吸入空気流により奪わ
れる熱量が大きく、逆流の場合には第２発熱抵抗体の方
が第１発熱抵抗体より吸入空気流により奪われる熱量が
大きいので、それを第１，第２の発熱抵抗体の抵抗値
（第１，第２の発熱抵抗体の各両端電圧）の大小関係か
らとらえて順流，逆流を検知するものである（詳細は実
施の形態で説明する）。

【００１１】上記のような順流，逆流の双方向の空気量
を検知しようとする場合に、既述のハニカムなどの整流
格子で対処しようとすると、ハニカムの設置数が増え、
その分、組立工程が増えコストも高くなる。また、主通
路の軸線方向に対して板形のエレメント（空気流量測定
素子）を角度を付けて配置するタイプの空気流量計で
は、逆流発生時には、発熱抵抗体を形成した面が流れに
対して裏側となってしまうため、双方向検知型の空気流
量計には不適である。また、センサ本体に、配管系統に
直結可能な流入口を斜めに設けるタイプのフローセンサ
は、内燃機関の吸気通路内に副通路を配置して構成され
る空気流量計に適用するには、その形状及び構造からし
て適していない。

【００１２】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、内燃機関の吸気通路に副通路を配置しこの副通路
に板形のエレメント（空気流量測定素子）を設けた発熱
抵抗体式の空気流量計において、ハニカムのような特別
な整流格子を用いることなく、製造コストの低減を図り
つつ脈動流下においても順流逆流双方向の流れの空気流
量測定精度を向上させることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は基本的には、次
のように構成される。

【００１４】すなわち、一つは、（１）内燃機関の吸気
通路（主通路）に配置した副通路に発熱抵抗体式の空気
流量測定素子を設けた空気流量計において、前記空気流
量測定素子は、順流，逆流の空気流量を検知するよう発
熱抵抗体を平面上に配置した双方向検知型の空気流量測
定素子であり、前記副通路は、前記空気流量測定素子に
順流，逆流のいずれの空気流も斜め方向からあたる通路
形状にしてあることを特徴とする。

【００１５】その具体的態様例としては、前記副通路
は、入口，出口が前記吸気通路の軸方向に向いて開口し
ており、且つ入口から途中に至るまでの通路部とその途
中から出口に至るまでの通路部とが互いに向きが変わる
曲折した通路形状を成し、前記通路部のいずれも前記吸
気通路の軸線に対して垂直あるいは斜めになる角度で形
成され、前記副通路の曲折箇所の外曲り側に前記空気流
量測定素子が配置されているものを提案する。ここで、
副通路の入口，出口は順流の場合と逆流の場合とでは位
置関係が逆転するものである。本例をさらに具体的に例
示するとメインの吸気通路は、縦形の通路で、前記副通
路が横Ｕの字形又は横Ｖの字形の通路構造をなしている
ものが代表的なものである。

【００１６】（２）もう一つは、上記同様の双方向検知
型の空気流量測定素子を用いる空気流量計において、前
記副通路の内壁には、前記空気流量測定素子に順流，逆
流のいずれの空気流も斜め方向からあたるように案内す
る空気流案内壁面が形成されていることを特徴とする。

【００１７】具体的態様を例示すれば、前記副通路は直
管形状で、該副通路の入口，出口が前記吸気通路の軸方
向に向いて開口しており、前記空気流案内壁面は、前記
副通路の内壁のうち前記空気流量測定素子よりも上流側
及び下流側に形成した斜面よりなるものを提案する。

【００１８】上記（１），（２）のように構成すれば、
整流格子のような特別な部材を副通路に装着することな
く、また、空気流量測定素子を構成する板形エレメント
を斜めに配置しなくとも、副通路自身の形状や副通路内
壁に形成した案内壁面を用いて順流，逆流のいずれの吸
入空気流も双方向検知型の空気流量測定素子の平面に斜
め方向からあてることが可能になる。したがって、順
流，逆流共にエレメント上の乱流や境界剥離を抑えて空
気流量の測定精度を高める。

【００１９】（３）もう一つは、前記副通路は、その入
口，出口の開口面積に差を設けたり、あるいは前記副通
路における前記空気流量測定素子の上流側の通路部と下
流側の通路部との形状，構造の少なくとも一つに差異を
与えることで順流検知感度と逆流検知感度の調整を図っ
ているものを提案する。

【００２０】内燃機関の脈動する吸入空気流を検出する
場合、その検出信号の波形は、順流成分と逆流成分の比
率は一定ではなく順流成分が大部分を占めるのが普通で
ある。一方、発熱抵抗体の応答遅れ、電子回路の応答遅
れ及び電子回路出力信号の読み取り方法によっては、空
気脈動波形を忠実に再現することができないこともあ
り、結果として逆流の検出感度が低下した出力波形とな
る場合がある。このように逆流の検出感度が低下した場
合には、上記したように逆流成分の比率が小さいと、思
うように逆流成分を検出することができず、空気流量の
測定精度が低下する場合がある（この詳細は実施の形態
の項で説明する）。本発明では、順流検知感度と逆流検
知感度の調整を図ることで、精度良く逆流成分を含む脈
動流を検出することが可能となり、このような問題に対
処することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を用いて説
明する。なお、各図における符号で同一或いは共通する
要素には、同一の符号を使用している。

【００２２】まず、第１実施例について図１〜図６によ
り説明する。図１（ａ）は本発明の一実施例に係る内燃
機関の空気流量計の縦断面図〔図１（ｂ）のＢ−Ｂ線で
断面した図）、図１（ｂ）は上記（ａ）のＡ−Ａ線で断
面した斜視図、図２は図１（ａ）のＣ部を拡大して空気
流量測定素子の一部を表した部分拡大平面図、図３は本
実施例に用いる空気流量測定素子の一例を示す平面図、
図４は本実施例における吸入空気の流れ状態を示す模式
図、図５は空気流量計の副通路部と回路ケースとを一体
化したユニットの外観斜視図、図６は空気流量計の電気
回路図である。

【００２３】１は吸気流量計のボディであり、吸気通路
系に組み込まれて吸気通路（主通路）を構成し、吸気通
路（以下、主通路と称する）１内部に空気流量測定用の
副通路２と電子回路３を内装するモジュールケース（回
路ケース）４とを一体に結合したセンサユニットが、主
通路１の壁面に設けた取付穴１ａを介して主通路１の径
方向から挿入，配置されている。モジュールケース４の
背面には、外部のエンジン制御ユニットと電気的に接続
するためのコネクタ８が一体に形成されている。

【００２４】上記センサユニットはフランジ４ａを吸気
通路側壁の取付穴１ａの周縁に接着することで固定され
ている。

【００２５】空気流量測定素子５とその信号を処理する
電子回路（信号処理回路）３とは、保持部材６上に接着
により固定され、両者はリード線７を介してワイヤボン
ディングされることにより電気的に接続されている。保
持部材６はその一部６ａがモジュールケース４から副通
路２内に突出し、その突出した部分に空気流量測定素子
５が配置されている。

【００２６】空気流量測定素子５は、例えば半導体基板
を微細加工処理して形成される板形（板状チップ）のエ
レメントであり、一例をあげれば、単結晶シリコン基板
上に電気絶縁層を形成し、その平面上に図２及び図３に
示すように、順流を基準にして上流側から順に空気測温
用の感温抵抗体５０と第１，第２の発熱抵抗体５１，５
２とを形成してなる。このエレメントを板状の保持部材
６の先端面６ａに配置することで板形エレメントを構成
しているが、半導体型エレメントに代わり、図１５に示
すように保持部材６表面に直接、パターン印刷により空
気測温抵抗体５０及び発熱抵抗体５１，５２を形成して
板形のエレメントを構成してもよい。

【００２７】発熱抵抗体５１，５２も空気測温用の感温
抵抗体５０と共通の温度−抵抗特性を有する感温抵抗体
であるが、発熱抵抗体５１，５２には発熱を生じさせる
程度の電流が流れるよう設定されている。

【００２８】第１，第２の発熱抵抗体５１，５２は直列
に接続され、発熱抵抗体５１の一端は、引出線５３によ
り端子電極６３に接続され、発熱抵抗体５２の一端は引
出線５４により端子電極６４に接続されている。発熱抵
抗体５１，５２の中間点は引出線５５により端子電極６
５に接続されている。感温抵抗体５０は、一端が引出線
５６により端子電極６１に接続され、他端が引出線５７
により端子電極６２に接続されている。これらの端子電
極６１〜６４は、電子回路３側の端子電極８１〜８５に
各リード線７を介して接続され、このような接続によ
り、発熱抵抗体５１，５２と感温抵抗体５０は、図６に
示すように電子回路３側に設けた固定抵抗Ｒ１，Ｒ２と
共にブリッジ回路を構成している。電子回路３側には、
固定抵抗Ｒ１，Ｒ２の他に，トランジスタＴｒ，オペア
ンプＯｐ１，Ｏｐ２，固定抵抗Ｒ３，Ｒ４が形成されて
いる。

【００２９】第１，第２の発熱抵抗体５１，５２の熱量
は空気流量に応じて奪われるが、オペアンプＯｐ１及び
トランジスタＴｒにより、感温抵抗体５０により検出さ
れる吸入空気の温度に対して所定温度ΔＴｈだけ高くな
る方向に発熱抵抗体５１，５２に流れる電流が制御され
る。吸入空気量は発熱抵抗体５１，５２から奪われる熱
量に比例するため、発熱抵抗体５１，５２に流れる電流
の値が空気量に対応した値となり、この電流を抵抗Ｒ１
で電圧に変換して出力する。

【００３０】副通路２を流れる吸入空気が順流の場合
は、発熱抵抗体５１の方が発熱抵抗体５２よりも吸入空
気流による冷却効果が大きく、このとき発熱抵抗体５
１，５２に流れる電流値は同じ（換言すれば発熱量は同
じ）であるので、上流側である発熱抵抗体５１の温度の
方が発熱抵抗体５２よりも低い値となる。また、吸入空
気が逆流である場合には、上記とは反対に、発熱抵抗体
５２の温度の方が発熱抵抗体５１より逆流による冷却効
果が大きく、発熱抵抗体５２の方が発熱抵抗体５１より
も温度が低くなる。したがって、発熱抵抗体５１と発熱
抵抗体５２の両端電圧を比較して、両抵抗体の温度（抵
抗値）をオペアンプＯｐ２で比較することにより、空気
流の方向を検出することができる。

【００３１】自動車等の内燃機関では、運転中には、通
常は順流（エアクリーナ側からエンジン）の吸入空気が
流れるが、運転状態によっては既述したように、逆流が
流れることもあり、したがって、空気流量値を正確に算
出する場合には、発熱抵抗体５１，５２を介して検出し
た出力の積分値から逆流分を引き算する必要があり、そ
のために上記の逆流検出が活用される。

【００３２】副通路２は、入口，出口となる開口部２
ａ，２ｂが吸気通路１の軸方向に向いている（図１参
照）。開口部２ａ，２ｂは順流，逆流でその入口，出口
が逆転する。ここでは、順流の場合の入口２ａ，出口２
ｂを基準にして、副通路２の形状及び構造を説明する。

【００３３】副通路２は、図１（ｂ）に示すように入口
２ａから途中に至るまでの第１の通路部２１とその途中
から出口２ｂに至るまでの第２の通路部２２とが互いに
向きが変わる曲折した通路形状を成し、いずれの通路部
２１，２２も主通路１の軸線に対して垂直あるいは斜め
になる角度を有する。ここでは、主通路１は縦形の通
路、副通路２が横Ｕの字形の通路形状を成している。

【００３４】副通路２の曲折箇所（通路部２１と２２の
間）の外曲り側の内壁面２ｃは、副通路２を主通路１に
セットした時に主通路１の軸線に向いた平面となるよう
に形成されており、この内壁面２ｃに沿って空気流量測
定素子となる板形エレメント５が副通路２の外曲り側に
配置されている。空気流量測定素子５は、保持部材６の
一部６ａを副通路２内に導いて片持ち状態で保持され、
この片持ち状態で、図４に示すように保持部材６の一部
６ａを内壁面２ｃ上に微小空隙ｇを確保するように浮か
して、空気流量測定素子５の熱が副通路壁面を介して逃
げるのを防止し、また、空気流量測定素子５は内壁面２
ｃと平行（ほゞ平行を含む）になるように配置されてい
る。

【００３５】本実施例の副通路２内を流れる空気流は図
４の矢印に示すようになり（図４は順流の場合の吸入空
気の流れを示しているが、逆流の場合はその流れ方向が
順流と逆になる）、順流，逆流いずれの場合にも空気流
が空気流量測定素子５に斜め方向（斜め角度）からあた
ることになる。

【００３６】したがって、双方向検知型の板形エレメン
ト（空気流量測定素子）５を主通路１の軸線方向に平行
或いはほゞ平行に取り付けることにより、特に構造的に
は複雑な取付構造を採用することなく、また特別な整流
素子を用いることなく、順流，逆流のいずれに対して
も、板形の発熱抵抗体式空気流量検出素子の最大の課題
である空気流乱れや境界剥離による出力ノイズを低減
し、空気流量測定精度を高めることができる。

【００３７】このような副通路２を形成する場合には、
型抜きの都合から、例えば図５に示すように副通路２の
ボディ（箱形）を符号２３，２４の２部品に分割し、そ
のうちの通路部品２４が副通路２の一側壁面を構成し、
残りの副通路要素を通路部品２３で構成する。或いは図
８の断面斜視図に示すように（図８も図１のＡ−Ａ線を
断面して示す斜視図である）、副通路２のボディを符号
２４，２５の２部品に分割し、曲折した副通路の内曲り
側を構成する部品２５を外曲り側を構成する箱形部品２
４に組み込むような態様がある。

【００３８】図７は本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。本実施例において、副通路２の第１，第２の通路
部２１，２２及び双方向検知型の板状の空気流量検出素
子５等の基本的な配置は図１の実施例と同等であるが、
副通路２は、その入口，出口の開口面積に差を設けた
り、あるいは副通路における上流側の通路部と下流側の
通路部との形状，構造の少なくとも一つに差異を与える
ことで順流検知感度と逆流検知感度の調整を図ってい
る。ここでは、一例として、副通路２は、第２の通路部
２２に対して第１の副通路部２１が短くなっている点
と、第１の通路部２１側の開口部（順流の場合の空気流
入口）２ａを第２の通路部２１側の開口部（逆流の場合
の空気流入口）２ｂよりも開口面積を広くしている点が
第１実施例と異なる（第１実施例では、通路部２１，２
２の通路長及び開口２ａ２ｂの開口面積を等しくしてい
る）。以上の二つの構成の組み合わせにより第１通路部
２１の開口部２ａと第２通路部２２の開口部２ｂに発生
する動圧と負圧のバランスを変化させることが可能とな
り（順流の場合には副通路２の開口部２ａに動圧がかか
り、開口部２ｂに負圧が生じ、逆流の場合には開口部２
ｂに動圧がかかり、開口部２ａに負圧が生じる）、副通
路内部での空気流量測定素子５の順流と逆流の検出感度
を変化させることが可能となる。なお、副通路２の通路
部２１と２２の長さの比、及び通路開口２ａ，２ｂの順
流，逆流の検出感度要求に応じて面積の比は任意に変化
させまた逆転させることも可能である。

【００３９】順流と逆流の検出感度を変える場合は、次
のような場合である。これを、図１４を参照して説明す
る。

【００４０】図１４（ａ）には、脈動空気流が吸気系の
共振周波数に一致して脈動が増幅されて順流，逆流が生
じた場合の波形を模式的に示したものであり、破線Ａは
真の脈動空気流に相当する信号波形であり、その信号の
波形は、順流成分と逆流成分の比率は一定ではなく順流
成分が大部分を占めるのが普通である。この真の出力を
取り出せれば問題はないが、実際のセンサ出力波形は、
発熱抵抗体の応答遅れ、電子回路の応答遅れ及び電子回
路出力信号の読み取り方法によっては、空気脈動波形を
忠実に再現することができないこともあり、この場合に
は、一点鎖線Ｂに示すように真の振幅Ａより小さくなっ
た信号が出力される場合がある。このように振幅が小さ
くなると、出力信号全体がゼロレベルよりも正側に位置
し結果として逆流の検出感度が低下することになる。こ
のように逆流の検出感度が低下した場合には、図１４
（ａ）（ｂ）に示すように平均流量の真の流量値ａと実
際に出力された信号の流量値ｂとに誤差が生じ、空気流
量の測定精度が低下する場合がある。本実施例では、順
流検知感度と逆流検知感度の調整を図ることで、精度良
く逆流成分を含む脈動流を検出することが可能となり、
このような問題に対処することができる。

【００４１】図９は本発明の他の実施例に係る空気流量
計の副通路部を示す断面斜視図（図１のＡ−Ａ線に相当
する断面斜視図）である。

【００４２】本実施例において、図９に示されていない
主通路１は図１と同様に縦形の通路で、副通路２が横Ｖ
の字形の通路形状をなすことにより、副通路２の入口，
出口となる開口２ａ，２ｂが主通路１の軸方向に向いて
おり、その開口２ａから途中に至るまでの第１の通路部
２１とその途中からもう一つの開口２ｂに至るまでの第
２の通路部２２とが互いに向きが変わる曲折した通路形
状を成し、且ついずれの通路部２１，２２も主通路１の
軸線に対して斜めになる角度を有している。また、副通
路２の曲折箇所の外曲り側の壁面２ｃに双方向検知型の
空気流量測定素子（板形エレメント）５が配置されてい
る。本例では、平面状の壁面２ｃを窪ませて、この窪み
に空気流量測定素子５が主通路１の軸線に平行に配置さ
れている。

【００４３】本実施例によれば順流の場合には開口部２
ａ及び通路部２１を通して吸入空気流が空気流量測定素
子５の表面に斜め上方から当たり、逆流の場合には開口
部２ｂ及び通路部２２を通して逆流の吸入空気流が空気
流量測定素子５の表面に斜め下方から当たる。また、空
気流量測定素子を保持する保持部材の先端６ａは窪みの
ある壁面に位置するので、順流，逆流の空気流共に空気
流量素子５にスムーズに斜めから当たる。本実施例にお
いても、内燃機関の吸入空気流量を順流，逆流共に、副
通路の構造を複雑化することなく整流格子のような特別
な部材を設けることなく精度良く測定することができ
る。

【００４４】図１０は図９の応用例であり、副通路２の
形状及び双方向検知板型空気流量検出素子５等の基本的
な配置は図９と同等であるが、副通路２における第２の
通路部２２に対して第１の通路部２１の方を短くし、ま
た、通路部２１の主通路１（図１参照）の軸線方向に対
する角度θ１は通路部２２の主通路１軸線方向に対する
角度θ２に対して小さくなっている。以上の二つの構成
の組み合わせにより副通路の第１の通路部２１の開口２
ａ，第２の通路部２２の開口２ｂに発生する動圧と負圧
のバランスを図７同様に変化させ、また双方向検知型の
空気流量測定素子５に当たる空気流の角度を順流と逆流
で変化させることができ、副通路内部での順流と逆流の
検出感度を変化させることが可能となる。なお、副通路
２における第１の通路部２１と第２の通路部２２の長さ
の比、及び第１の通路部２１と第２の通路部２２の角度
の比は任意に変化させまた逆転させることもできる。

【００４５】図１１は本発明の他の実施例である副通路
部分を示す断面斜視図（図１のＡ−Ａ線に相当する箇所
の断面斜視図）である。

【００４６】本実施例も副通路２は回路ケース４と一体
化されてセンサユニットを構成し、且つ図１に示すよう
な主通路１の通路壁に設けた取付孔１ａを介して主通路
１の径方向から装着するものであり、双方向検知型の空
気流量測定素子（板形エレメント）５が保持部材の先端
６ａの片持ち保持されて、副通路３の片側の壁面近傍に
主通路１の軸線方向と平行に配置されている。

【００４７】副通路２は、直管形状で、副通路２の入
口，出口となる開口２ａ，２ｂ（開口２ａ，２ｂは順
流，逆流で入口，出口が逆転する）が主通路１の軸方向
に向いており、双方向検知型の空気流量測定素子５が配
置された側の壁面と反対の壁面には、順流，逆流のいず
れの空気流も空気流量測定素子５の表面に斜め方向から
当たるように案内する空気流案内壁面２６，２７が形成
されている。空気流案内壁面２６，２７は、副通路２の
内壁のうち空気流量測定素子５よりも上流側及び下流側
に形成した突起に斜面を設けてなる。

【００４８】本実施例においても、副通路２内を通過す
る空気流は、順流の場合には案内壁面２６により流れの
向きを変えて双方向検知型の空気流量測定素子５表面に
斜め上方からあたり、逆流の場合には、案内壁面２７に
より流れの向きを変えて空気流量測定素子５表面に斜め
下方から当たることになる。

【００４９】図１２は図１１の実施例の応用例であり、
図１１では案内壁面２６，２７の斜面角度及び斜面高さ
を同等としたが、図１２では、案内壁面２６，２７の斜
面角度及び斜面高さを異ならせており、一例として案内
壁面２７の斜面角度及び斜面高さを案内壁面２６に比べ
て大きくしている。本実施例においても、双方向検知型
の空気流量測定素子５に当たる空気流の角度を順流と逆
流で変化させることができ、副通路内部での順流と逆流
の検出感度を変化させることが可能となる。なお、案内
壁面（斜面）２６，２７の突き出し高さ及び角度の比
は、要求検出感度に応じて任意に変化させまた逆転させ
ることもできる。

【００５０】図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）は副通路２
内に形成する案内壁面２６，２７の別の態様で、いずれ
も一つの突起３０を利用して第１，第２の案内壁面２
６，２７を形成しており、（ａ）は案内壁面２６，２７
の斜面角度及び斜面長さを同等とし、（ｂ）は案内壁面
２６，２７の斜面角度及び斜面長さを異ならせたもので
あり、（ｃ）は空気流量測定素子５及びその保持部材６
ａを副通路２の壁面２ｃに埋め込んで例である。

【００５１】図１６は、空気流量測定素子５を保持する
板状の保持部材６が副通路２の壁の一面を形成するよう
にしたものであり、部品の簡略化を図っている。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、双方向検知型の空気流
量検出素子を用いた空気流量計において、内燃機関の吸
気通路内に配置される副通路自身の形状，構造のみを変
更することにより、コストの増加を招くこと無く乱流の
影響を受けづらい通路を構成して、順流，逆流の脈動流
を高精度に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例に係る空気流量計の
縦断面図、（ｂ）は上記（ａ）のＡ−Ａ線を断面して示
す斜視図。

【図２】図１（ａ）のＣ部を拡大して空気流量測定素子
の一部を表した部分拡大平面図。

【図３】空気流量測定素子の拡大平面図。

【図４】本実施例における吸入空気の順流の流れ状態を
示す模式図。

【図５】空気流量計の副通路部と回路ケースを一体化し
たユニットの外観斜視図。

【図６】上記実施例に用いる空気流量測定の電気回路を
示す図。

【図７】本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図８】本発明の他の実施例を示す断面斜視図。

【図９】本発明の他の実施例を示す断面斜視図。

【図１０】本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図１１】本発明の他の実施例を示す断面斜視図。

【図１２】本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図１３】本発明の他の実施例を示す縦断面図。

【図１４】空気流量測定素子の脈動空気流量と出力特性
図。

【図１５】本発明の他の実施例を示す断面斜視図。

【図１６】本発明の他の実施例を示す断面斜視図。

【符号の説明】

１…吸気通路（主通路）、２…副通路、３…電子回路
（信号処理回路）、４…回路ケース、５…双方向検知型
の空気流量測定素子、６…保持部材、７…リード線、２
１，２２…副通路の第１，第２通路部、２６，２７…空
気流案内壁面、５０…空気測温用の感温抵抗体、５１，
５２…発熱抵抗体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者五十嵐信弥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 (72)発明者中田圭一茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内Ｆターム(参考） 2F030 CB07 CC14 CE02 CF09 2F034 AA02 AB05 DB09 DB15 2F035 AA02 EA03 EA04 EA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の吸気通路に配置した副通路に
発熱抵抗体式の空気流量測定素子を設けた空気流量計に
おいて、前記空気流量測定素子は、順流，逆流の空気流量を検知
するよう発熱抵抗体を平面上に配置した双方向検知型の
空気流量測定素子であり、前記副通路は、前記空気流量測定素子に順流，逆流のい
ずれの空気流も斜め方向からあたる通路形状にしてある
ことを特徴とする空気流量計。
【請求項２】前記副通路は、入口，出口が前記吸気通
路の軸方向に向いて開口しており、且つ入口から途中に
至るまでの通路部とその途中から出口に至るまでの通路
部とが互いに向きが変わる曲折した通路形状を成し、前
記通路部のいずれも前記吸気通路の軸線に対して垂直あ
るいは斜めになる角度で形成され、前記副通路の曲折箇所の外曲り側に前記空気流量測定素
子が配置されている請求項１記載の特徴とする空気流量
計。
【請求項３】前記吸気通路は縦形の通路で、前記副通
路が横Ｕの字形又は横Ｖの字形の通路形状をなしている
請求項２記載の空気流量計。
【請求項４】内燃機関の吸気通路に配置した副通路に
発熱抵抗体式の空気流量測定素子を設けた空気流量計に
おいて、前記空気流量測定素子は、順流，逆流の空気流量を検知
するよう発熱抵抗体を平面上に配置した双方向検知型の
空気流量測定素子であり、前記副通路の内壁には、前記空気流量測定素子に順流，
逆流のいずれの空気流も斜め方向からあたるように案内
する空気流案内壁面が形成されていることを特徴とする
空気流量計。
【請求項５】前記副通路は直管形状で、該副通路の入
口，出口が前記吸気通路の軸方向に向いて開口してお
り、前記空気流案内壁面は、前記副通路の内壁のうち前
記空気流量測定素子よりも上流側及び下流側に形成した
斜面よりなる請求項４記載の空気流量計。
【請求項６】前記空気流量測定素子は板状の保持部材
により支持され、この保持部材が前記副通路の壁の一面
を形成する請求項１ないし５のいずれか１項記載の空気
流量計。
【請求項７】前記副通路は、その入口，出口の開口面
積に差を設けたり、あるいは前記副通路における前記空
気流量測定素子の上流側の通路部と下流側の通路部との
形状，構造の少なくとも一つに差異を与えることで順流
検知感度と逆流検知感度の調整を図っている請求項１な
いし６のいずれか１項記載の空気流量計。