JP2008292361A

JP2008292361A - 流量測定装置

Info

Publication number: JP2008292361A
Application number: JP2007139232A
Authority: JP
Inventors: Junzo Yamaguchi; 順三山口; Yasushi Kono; 泰河野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2008-12-04
Also published as: US20080289413A1; US7703320B2; DE102008001926A1

Abstract

【課題】各々複数の抵抗体からなる上、下流側検出抵抗５、６の検出差分に基づいて、空気の流量を測定する流量測定装置１において、流量検出感度を向上させる。
【解決手段】流量測定装置１によれば、流れ方向座標軸の軸上で、抵抗体１２が形成する数値範囲２４と、抵抗体１３が形成する数値範囲２５とが、１つの連続する数値範囲３０を形成する。これにより、抵抗体１２と抵抗体１３との間が、流れ方向に熱的に絶縁されなくなるので、検出感度を高めることができる。また、長手方向座標軸の軸上で、抵抗体１２が形成する数値範囲２６と、抵抗体１３が形成する数値範囲２７とが、１つの連続する数値範囲３１を形成し、数値範囲３１に発熱抵抗４の長手方向の長さＬの１／２の位置３２が含まれる。これにより、最も温度分布が明確になる位置３２での検出差分を得ることができるので、さらに検出感度を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気の流量を測定する流量測定装置に関するものであり、特に内燃機関に吸入される空気の流量を測定するのに好適な流量測定装置に関する。

従来より、流量測定装置１００には、図５に示すように、空気流路に空気の流れと略平行な平面状に設けられる絶縁膜１０１と、絶縁膜１０１の表面１０２に設けられて通電により発熱する発熱抵抗１０３と、発熱抵抗１０３の上、下流側に設けられ、各々、複数の抵抗体からなる検出抵抗１０４、１０５とを備え、上、下流側の検出抵抗１０４、１０５による検出差分に基づいて空気流路を流れる空気の流量を測定するものが公知である。

ところで、従来の流量測定装置１００には、検出抵抗１０４、１０５において、各々の複数の抵抗体が流れ方向に直列に配されているものがある（図５（ａ）参照）。しかし、検出抵抗１０４、１０５の各々で抵抗体を直列に配置した場合、発熱抵抗１０３から遠い方にある抵抗体は、近い方にある抵抗体よりも発熱抵抗１０３から熱が伝わりにくく、検出感度の低下の一因となっている。

これに対し、検出抵抗１０４、１０５の各々の複数の抵抗体を、発熱抵抗１０３の長手方向中心（つまり、発熱抵抗１０３の長手方向の１／２の位置）を通る中心線を対称に、流れ方向に並列に配して、検出抵抗１０４、１０５の各々に属する複数の抵抗体を均等に加熱できるようにしたものがある（例えば、特許文献１、２参照；図５（ｂ）参照）。しかし、このように検出抵抗１０４、１０５の各々で抵抗体を並列に配置すると、最も温度分布が明確になる長手方向中心で検出差分を得ることができず、検出感度が低下するおそれもある。
特開２００１−４１７９０号公報特開２００６−９８０５７号公報

本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の抵抗体からなる上、下流側の検出抵抗の検出差分に基づいて、空気の流量を測定する流量測定装置において、流量検出感度を向上させることにある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の流量測定装置は、空気流路に空気の流れと略平行な平面状に設けられる絶縁膜と、絶縁膜の表面に設けられて通電により発熱する発熱抵抗と、絶縁膜の表面で発熱抵抗の上、下流側に設けられ、温度に応じて電気抵抗が変化する複数の抵抗体からなる上、下流側検出抵抗とを備える。そして、流量測定装置は、上、下流側検出抵抗の検出差分に基づいて、空気流路を流れる空気の流量を測定する。

また、絶縁膜の表面に平行で、かつ空気の流れ方向と直交する方向を長手方向と定義し、絶縁膜の表面上で、流れ方向に平行な座標軸を流れ方向座標軸、長手方向に平行な座標軸を長手方向座標軸と定義すると、上、下流側検出抵抗の各々の複数の抵抗体は、流れ方向座標軸および長手方向座標軸の各々の軸上で連続する数値範囲を形成する。また、複数の抵抗体が長手方向座標軸の軸上に形成する数値範囲に、発熱抵抗の長手方向の長さの１／２の位置が含まれる。

直列配置（図５（ａ）参照）で検出感度が低いのは、発熱抵抗に近い方の抵抗体と遠い方の抵抗体とが、流れ方向において熱的に絶縁されていることによるものと考えられる。そこで、複数の抵抗体を流れ方向座標軸の軸上で連続する数値範囲を形成するように配すると、複数の抵抗体の各々が熱的に絶縁されなくなる。このため、発熱抵抗との遠近に関わらず、発熱抵抗の熱が全ての抵抗体に伝わりやすくなるので、検出感度を高めることができる。

また、複数の抵抗体が長手方向座標軸の軸上で連続する数値範囲を形成し、この数値範囲に、発熱抵抗の長手方向の長さの１／２の位置が含まれる。このため、最も温度分布が明確になる位置での検出差分を得ることができるので、検出感度を高めることができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の流量測定装置によれば、上、下流側検出抵抗の各々の複数の抵抗体は、少なくとも１つの抵抗体の一部が、他の抵抗体の一部と入れ子状配置を形成している。
入れ子状配置により、上、下流側検出抵抗の各々の複数の抵抗体は、流れ方向座標軸および長手方向座標軸の各々の軸上に連続する数値範囲を確実に形成できる。

最良の形態１の流量測定装置は、空気流路に空気の流れと略平行な平面状に設けられる絶縁膜と、絶縁膜の表面に設けられて通電により発熱する発熱抵抗と、絶縁膜の表面で発熱抵抗の上、下流側に設けられ、温度に応じて電気抵抗が変化する複数の抵抗体からなる上、下流側検出抵抗とを備える。そして、流量測定装置は、上、下流側検出抵抗の検出差分に基づいて、空気流路を流れる空気の流量を測定する。

また、上、下流側検出抵抗の各々の複数の抵抗体は、少なくとも１つの抵抗体の一部が、他の抵抗体の一部と入れ子状配置を形成している。

〔実施例１の構成〕
実施例１の流量測定装置１の構成を、図１を用いて説明する。流量測定装置１は、例えば、内燃機関に吸入される空気の流量を測定するために用いられる。

流量測定装置１は、空気流路に空気の流れと略平行な平面状に設けられる絶縁膜２と、絶縁膜２の表面３に設けられて通電により発熱する発熱抵抗４と、表面３で発熱抵抗４の上、下流側に設けられる上、下流側検出抵抗５、６とを備え、上、下流側検出抵抗５、６による検出差分に基づいて、空気流路を流れる空気の流量を測定するものである。
なお、以下の説明では、絶縁膜２の表面３に平行で、かつ空気の流れ方向と直交する方向を長手方向と定義して説明する。

絶縁膜２は、空気流路内に空気の流れと平行に配された基板９の表面上に形成されている。そして、絶縁膜２の表面３に、発熱抵抗４と上、下流側検出抵抗５、６とが設けられ、発熱抵抗４および上、下流側検出抵抗５、６は保護膜１０により覆われている。なお、絶縁膜２の裏側には、基板９と発熱抵抗４および上、下流側検出抵抗５、６とを熱的に絶縁するための空洞１１が形成されている。

発熱抵抗４は、１つの抵抗体から形成されており、長手方向の一端側に１つの折り返しを有するＵ字形状を呈している。
上、下流側検出抵抗５、６は、各々が２つの抵抗体からなる（以下、上流側検出抵抗５を構成する２つの抵抗体を抵抗体１２、１３とし、下流側検出抵抗６を構成する２つの抵抗体を抵抗体１４、１５とする）。

抵抗体１２は、長手方向の一端側および他端側に各々１つの折り返し１８、１９を有している。また、抵抗体１３は、長手方向の一端側および他端側に各々１つの折り返し２０、２１を有している。そして、抵抗体１２、１３は、折り返し１９が折り返し２１の外側を囲い、かつ、折り返し２０が折り返し１８の外側を囲うように設けられて、入れ子状配置を形成している。

ここで、流れ方向に平行な座標軸および長手方向に平行な座標軸を想定し、各々、流れ方向座標軸、長手方向座標軸と定義すると、抵抗体１２は、流れ方向座標軸の軸上に連続する数値範囲２４を形成し、抵抗体１３は、連続する数値範囲２５を形成する。また、抵抗体１２は、長手方向座標軸の軸上に連続する数値範囲２６を形成し、抵抗体１３は、連続する数値範囲２７を形成する。

なお、数値範囲２４、２５は抵抗体１２、１３を流れ方向座標軸に垂直に投影して形成されるものであり、数値範囲２６、２７は抵抗体１２、１３を長手方向座標軸に垂直に投影して形成されるものである。

そして、抵抗体１２と抵抗体１３とが入れ子状配置を形成することにより、数値範囲２４と数値範囲２５とは流れ方向座標軸の軸上で一部が重なり合って、１つの連続する数値範囲３０を形成する。また、数値範囲２６と数値範囲２７とは長手方向座標軸の軸上で全部が重なり合って、１つの連続する数値範囲３１を形成する。

さらに、実施例１の流量測定装置１によれば、長手方向座標軸の軸上に形成される数値範囲３１に、発熱抵抗４の長手方向の長さＬの１／２の位置３２が含まれる。
なお、上流側検出抵抗５と下流側検出抵抗６とは、発熱抵抗４を挟んで図示左右対称に設けられ、抵抗体１４、１５は、抵抗体１２、１３により形成される数値範囲３０、３１と同様の数値範囲３３、３４を形成する。

〔実施例１の効果〕
実施例１の流量測定装置１では、流れ方向座標軸の軸上に、抵抗体１２、１３が連続する１つの数値範囲３０を形成し、抵抗体１４、１５が連続する１つの数値範囲３３を形成している。これにより、抵抗体１２と抵抗体１３との間、および抵抗体１４と抵抗体１５との間が、流れ方向に熱的に絶縁されなくなる。このため、発熱抵抗４との遠近に関わらず、発熱抵抗４の熱が上、下流側検出抵抗５、６を構成する全ての抵抗体１２〜１５に伝わりやすくなるので、検出感度を高めることができる。

また、長手方向座標軸の軸上に、抵抗体１２、１３が連続する１つの数値範囲３１を形成し、抵抗体１４、１５が連続する１つの数値範囲３４を形成している。そして、長手方向座標軸の軸上に形成される数値範囲３１、３４に、発熱抵抗４の長手方向の長さＬの１／２の位置３２が含まれる。このため、最も温度分布が明確になる位置３２が数値範囲３１、３４に含まれるように構成することにより、この位置３２で検出差分を得ることができるので、検出感度を高めることができる。

また、流量測定装置１によれば、少なくとも抵抗体１２の一部が、抵抗体１３の一部と入れ子状配置を形成している。これにより、流れ方向座標軸の軸上に連続する数値範囲３０、長手方向座標軸の軸上に連続する数値範囲３１を確実に形成できる。

実施例２の流量測定装置１の構成を、図２を用いて説明する。
実施例２の流量測定装置１によれば、抵抗体１２は、長手方向の一端側に２つの折り返し３７、３８を有し、他端側に１つの折り返し３９を有するＭ字形状を呈している。また、抵抗体１３は、長手方向の一端側に２つの折り返し４１、４２を有し、他端側に１つの折り返し４３を有するＭ字形状を呈している。そして、抵抗体１２、１３は、折り返し３７、３８が各々折り返し４１、４２の外側を囲い、かつ、折り返し４３が折り返し３９の外側を囲うように設けられて、入れ子状配置を形成している。

さらに、実施例１と同様に、抵抗体１２は、流れ方向座標軸の軸上に連続する数値範囲２４を形成し、長手方向座標軸の軸上に連続する数値範囲２６を形成する。また、抵抗体１３も、流れ方向座標軸の軸上に連続する数値範囲２５を形成し、長手方向座標軸の軸上に連続する数値範囲２７を形成する。

そして、抵抗体１２と抵抗体１３とが入れ子状配置を形成することにより、流れ方向座標軸の軸上で数値範囲２４の中に数値範囲２５が含まれて、１つの連続する数値範囲３０を形成する。また、長手方向座標軸の軸上で数値範囲２６の中に数値範囲２７が含まれて、１つの連続する数値範囲３１を形成する。

また、数値範囲３１には、発熱抵抗４の長手方向の長さＬの１／２の位置３２が含まれる。なお、抵抗体１４、１５は、抵抗体１２、１３により形成される数値範囲３０、３１と同様の数値範囲３３、３４を形成する。
以上より、実施例２の流量測定装置１は、実施例１の流量測定装置１と同様の効果を得ることができる。

実施例３の流量測定装置１の構成を、図３を用いて説明する。
実施例３の流量測定装置１によれば、抵抗体１２は、長手方向の一端側の両端子４５、４６から平行に引き出された２本の配線が、長手方向の他端側で、一方の配線を内側、他方の配線を外側にして折り返された二重の折り返し４７を形成して、他端側から一端側に向かう。そして、一端側で一方の配線と他方の配線とが連結し一重の折り返し４８をなしている。また、抵抗体１３は、長手方向の他端側の両端子５０、５１から平行に引き出された２本の配線が、長手方向の一端側で、一方の配線を内側、他方の配線を外側にして折り返された二重の折り返し５２を形成して、一端側から他端側に向かう。そして、他端側で一方の配線と他方の配線とが連結し一重の折り返し５３をなしている。

そして、抵抗体１２、１３は、二重の折り返し４７が一重の折り返し５３の外側を囲い、二重の折り返し５２が一重の折り返し４８の外側を囲うように設けられて、入れ子状配置を形成している。

また、数値範囲３１には、発熱抵抗４の長手方向の長さＬの１／２の位置３２が含まれる。なお、抵抗体１４、１５は、抵抗体１２、１３により形成される数値範囲３０、３１と同様の数値範囲３３、３４を形成する。
以上より、実施例３の流量測定装置１は、実施例１の流量測定装置１と同様の効果を得ることができる。

実施例４の流量測定装置１の構成を、図４を用いて説明する。
実施例４の流量測定装置１によれば、抵抗体１２は、クランク状に屈曲して、段部５６を形成している。また、抵抗体１３は、長手方向の他端側に１つの折り返し５７を有するＵ字形状を呈している。そして、抵抗体１２、１３は、段部５６と折り返し５７とが長手方向に対向するように設けられている。

そして、流れ方向座標軸の軸上で数値範囲２４の中に数値範囲２５が含まれて、１つの連続する数値範囲３０を形成する。また、長手方向座標軸の軸上で数値範囲２６の中に数値範囲２７が含まれて、１つの連続する数値範囲３１を形成する。そして、数値範囲３１に、発熱抵抗４の長手方向の長さＬの１／２の位置３２が含まれる。なお、抵抗体１４、１５は、抵抗体１２、１３により形成される数値範囲３０、３１と同様の数値範囲３３、３４を形成する。
以上より、実施例４の流量測定装置１は、実施例１の流量測定装置１と同様の効果を得ることができる。

（ａ）は流量測定装置の構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。流量測定装置の構成図である（実施例２）。流量測定装置の構成図である（実施例３）。流量測定装置の構成図である（実施例４）。（ａ）は抵抗体を直列に配した流量測定装置の説明図であり、（ｂ）は抵抗体を並列に配した流量測定装置の説明図である（従来例）。

符号の説明

１流量測定装置
２絶縁膜
３表面
４発熱抵抗
５上流側検出抵抗
６下流側検出抵抗
１２抵抗体
１３抵抗体
３０数値範囲
３１数値範囲
３２発熱抵抗の長手方向の長さの１／２の位置
３３数値範囲
３４数値範囲

Claims

空気流路に空気の流れと略平行な平面状に設けられる絶縁膜と、
前記絶縁膜の表面に設けられて通電により発熱する発熱抵抗と、
前記絶縁膜の表面で前記発熱抵抗の上流側に設けられ、温度に応じて電気抵抗が変化する複数の抵抗体からなる上流側検出抵抗と、
前記絶縁膜の表面で前記発熱抵抗の下流側に設けられ、温度に応じて電気抵抗が変化する複数の抵抗体からなる下流側検出抵抗とを備え、
前記上流側検出抵抗と前記下流側検出抵抗との検出差分に基づいて、前記空気流路を流れる空気の流量を測定する流量測定装置において、
前記絶縁膜の表面に平行で、かつ空気の流れ方向と直交する方向を長手方向と定義し、
前記絶縁膜の表面上で、前記流れ方向に平行な座標軸を流れ方向座標軸、前記長手方向に平行な座標軸を長手方向座標軸と定義すると、
前記上流側検出抵抗および前記下流側検出抵抗の各々の前記複数の抵抗体は、
前記流れ方向座標軸および前記長手方向座標軸の各々の軸上で連続する数値範囲を形成し、
前記複数の抵抗体が前記長手方向座標軸の軸上に形成する数値範囲に、前記発熱抵抗の長手方向の長さの１／２の位置が含まれることを特徴とする流量測定装置。
請求項１に記載の流量測定装置において、
前記上流側検出抵抗および前記下流側検出抵抗の各々の前記複数の抵抗体は、
少なくとも１つの抵抗体の一部が、他の抵抗体の一部と入れ子状配置を形成していることを特徴とする流量測定装置。