JP2009198248A - 熱式空気流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】空気流量センサの汚損劣化を抑えることで、バイパス流路を流れる空気流量の検出精度を確保する。
【解決手段】センサボディ３における空気流量センサ４の空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体よりも空気流方向の上流側の、センサボディ３の内面および外面にダスト吸着体６を装着している。これによって、吸入空気中に含まれるダストとダスト吸着体６との衝突・接触による摩擦帯電作用によって、吸入空気中に含まれるダストおよびダスト吸着体６に静電気が発生して、マイナス電荷を帯び易いダスト吸着体６がマイナス電荷を帯電し、逆にプラス電荷を帯び易いダスト（Ｓｉ、カーボン類）がプラス電荷を帯電する。そして、吸入空気中に含まれるダストの中でプラス電荷を帯電したダスト（Ｓｉ、カーボン類）は、マイナス電荷を帯電したダスト吸着体６に吸着・捕集される。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気流路を流れる空気の流量を検出する熱式空気流量計に関するもので、特に内燃機関の燃焼室に連通する空気流路中に配置された空気流量センサを備えた熱式空気流量計に係わる。

［従来の技術］
従来より、熱式空気流量計として、内燃機関の燃焼室に供給する吸入空気の流量を計測する発熱抵抗体式空気流量計が公知である（例えば、特許文献１及び２参照）。
この空気流量計は、図３に示したように、内燃機関の燃焼室に連通するバイパス流路１００内に、空気流量を検出する空気流量センサ１０１と、空気温度を検出する空気温度センサ１０２とを配置している。

先ず、空気流量センサ１０１は、電気絶縁性を有する円筒ボビン１１１、およびこの円筒ボビン１１１の外周に巻き付けられた発熱抵抗体（空気流量検出素子）を有している。この発熱抵抗体の両端部は、円筒ボビン１１１の両端に取り付けられる一対のセンサリード線１１２に電気的に接続されている。そして、空気流量センサ１０１は、円筒ボビン１１１の外周面および発熱抵抗体の表面上に形成された保護膜を有している。
一方、空気温度センサ１０２は、電気絶縁性を有する円筒ボビン１２１、およびこの円筒ボビン１２１の外周に巻き付けられた感温抵抗体（空気温度検出素子）を有している。この感温抵抗体の両端部は、円筒ボビン１２１の両端に取り付けられる一対のセンサリード線１２２に電気的に接続されている。そして、空気温度センサ１０２は、円筒ボビン１２１の外周面および感温抵抗体の表面上に形成された保護膜を有している。

また、空気流量センサ１０１および空気温度センサ１０２の各センサリード線１１２、１２２は、空気流量センサ１０１および空気温度センサ１０２をそれぞれ支持するサポートピンを兼ねる一対のターミナル部１０３、１０４にそれぞれ電気的に接続されている。 また、バイパス流路１００は、内燃機関の吸気ダクトに固定されるセンサボディ（空気流量計のハウジング）１０５の内部に形成されている。
そして、空気流量計は、発熱抵抗体と感温抵抗体とを所定間隔で設置し、発熱抵抗体の発熱温度と感温抵抗体の検出温度（吸気温度）との温度差を一定に保つように、発熱抵抗体の供給電流を制御し、その供給電流値によってバイパス流路１００を流れる空気の流量（空気流量）を検出するように構成されている。

［従来の技術の不具合］
ところで、内燃機関の吸気通路の最上流部には、エアクリーナが設けられているが、エアクリーナで捕捉できない細かいダスト（Ｓｉ、カーボン類）が、空気と共に空気流量計のバイパス流路１００に流入し、空気流量センサ１０１の空気流量検出素子である発熱抵抗体に付着する可能性がある。
そして、空気流量計においては、特に発熱抵抗体の保護膜表面にダストが付着することにより、空気流量センサ１０１が汚損すると、発熱抵抗体の熱容量が大きくなったり、発熱抵抗体から空気への熱伝達量（放熱量）が変化したりするため、空気流量センサ１０１へのダスト付着量の増加に伴って空気流量計の出力特性が経時的に変化して空気流量の検出誤差が大きくなってしまう。
したがって、空気流量計のバイパス流路１００内に流入したダストが発熱抵抗体の保護膜表面に付着して、空気流量センサ１０１が汚損することにより、空気流量計の出力特性が変化する。すなわち、空気流量センサ１０１が汚損劣化すると、空気流量の検出精度を確保できなくなるという問題が生じている。
特開２００７−１５５５３３号公報 特開２００７−３０９９０９号公報

本発明の目的は、空気流量センサの汚損劣化を抑えることで、空気流路を流れる空気流量の検出精度を確保することのできる熱式空気流量計を提供することにある。

請求項１に記載の発明によれば、空気中に含まれるダストと吸着体との衝突・接触による摩擦帯電作用によって、空気中に含まれるダストおよび吸着体に静電気が発生して帯電する。
そして、空気中に含まれるダストの中でプラス電荷を帯電したダストは、マイナス電荷を帯電した吸着体に吸着・捕集される。あるいは空気中に含まれるダストの中でマイナス電荷を帯電したダストは、プラス電荷を帯電した吸着体に吸着・捕集される。
この吸着体を、空気流量センサよりも空気流方向の上流側に装着することで、空気中に含まれるダストが空気流量センサの周囲近傍に流入するのを抑えることができる。あるいは吸着体を、空気流量センサの周囲近傍に装着することで、空気中に含まれるダストが空気流量センサに付着するのを抑えることができる。
したがって、空気の流量計測に悪影響を与える不具合の発生を抑えることができる。つまり空気流量センサの汚損劣化を抑えることができるので、空気流路を流れる空気流量の検出精度を充分に確保することができる。

請求項２に記載の発明によれば、熱式空気流量計は、内燃機関の燃焼室に連通する空気流路を形成するハウジングと、このハウジングの内部（空気流路中）に配置された空気流量センサと、この空気流量センサよりも空気流方向の上流側、あるいは空気流量センサの周囲近傍に装着された吸着体とを備えたことを特徴としている。
請求項３に記載の発明によれば、ハウジングの内面または外面に吸着体が装着されている。
請求項４に記載の発明によれば、ハウジングにおける空気流量センサよりも空気流方向の上流側の内面または外面に吸着体が固定されている。
請求項５に記載の発明によれば、ハウジングにおける空気流量センサの周囲近傍の内面に吸着体が固定されている。

請求項６に記載の発明によれば、吸着体は、静電気を帯電し易い材質（例えばフッ素樹脂等の合成樹脂）よりなる静電気帯電部材を有している。
請求項７に記載の発明によれば、吸着体は、マイナス電荷を帯び易い材質（例えばフッ素樹脂等の合成樹脂）よりなる静電気帯電部材、およびこの静電気帯電部材に帯電したマイナス電荷を維持する金属部材を有している。
この場合には、空気中に含まれるダストと吸着体との衝突・接触による摩擦帯電作用によって、空気中に含まれるダストおよび吸着体に静電気が発生して、マイナス電荷を帯び易い静電気帯電部材がマイナス電荷を帯電し、逆にプラス電荷を帯び易いダストがプラス電荷を帯電する。
そして、空気中に含まれるダストの中でプラス電荷を帯電したダストは、マイナス電荷を帯電した吸着体に吸着・捕集される。

請求項８に記載の発明によれば、空気流量センサに、空気流路を流れる空気の流量を検出する空気流量検出素子を設けている。この場合には、空気流量センサの空気流量検出素子よりも空気流方向の上流側に吸着体を装着することで、空気中に含まれるダストが空気流量検出素子の周囲近傍に流入するのを抑えることができる。あるいは空気流量検出素子の周囲近傍に吸着体を装着することで、空気中に含まれるダストが空気流量検出素子の表面上に付着するのを抑えることができる。

請求項９に記載の発明によれば、空気流量検出素子の表面上に、空気流量検出素子を保護する保護膜を形成している。この場合には、空気流量センサの空気流量検出素子よりも空気流方向の上流側に吸着体を装着することで、空気中に含まれるダストが空気流量検出素子の保護膜の周囲近傍に流入するのを抑えることができる。あるいは空気流量検出素子の周囲近傍に吸着体を装着することで、空気中に含まれるダストが空気流量検出素子の保護膜の表面上に付着するのを抑えることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、空気流量検出素子とは、電気絶縁性のボビンの外周に巻き付けられた発熱抵抗体のことである。この場合には、空気流量センサの空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体よりも空気流方向の上流側に吸着体を装着することで、空気中に含まれるダストが発熱抵抗体の周囲近傍に流入するのを抑えることができる。あるいは空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体の周囲近傍に吸着体を装着することで、空気中に含まれるダストが発熱抵抗体の表面上に付着するのを抑えることができる。

本発明を実施するための最良の形態は、空気流量センサの汚損劣化を抑えることで、空気流路を流れる空気流量の検出精度を確保するという目的を、空気流量センサよりも空気流方向の上流側、あるいは空気流量センサの周囲近傍に、空気中に含まれるダストを静電気により吸着する吸着体を装着することで実現した。

［実施例１の構成］
図１および図２は本発明の実施例１を示したもので、図１および図２は空気流量計を示した図である。

本実施例の内燃機関の制御装置（エンジン制御システム）は、複数の気筒を有する内燃機関（例えば４気筒エンジン：以下エンジンと言う）の各気筒毎の燃焼室に供給される吸入空気の流量（吸入空気量、吸気量：以下空気流量と言う）に対応した電気信号を出力する熱式空気流量計である発熱抵抗体式空気流量計（以下空気流量計またはＡＦＭと呼ぶ）１と、この空気流量計（ＡＦＭ）１より出力される電気信号（ＡＦＭ出力信号）に基づいて空気流量を演算し、この演算された空気流量に基づいて燃料噴射量を演算し、この演算された燃料噴射量に応じてインジェクタの通電時間（開弁期間）を可変制御する燃料噴射装置と、インジェクタの通電時間を、電子スロットル装置および点火装置等の各システムと関連して制御するエンジン制御ユニット（エンジン制御装置：以下ＥＣＵと呼ぶ）とを備えている。

本実施例のエンジンには、エアクリーナ、電子スロットル装置、燃料噴射装置および点火装置等が搭載されている。また、エンジンは、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載されている。
ここで、エンジンは、エアクリーナで濾過された清浄な吸入空気とインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）より噴射された燃料との混合気を燃焼室内で燃焼させて得られる熱エネルギーによりエンジン出力を得るガソリンエンジンである。また、エンジンは、各気筒毎の燃焼室内に吸入空気を導入するための吸気ダクト（吸気管、吸気導入ダクト）と、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出する排気ガスを外部に排出するための排気ダクト（排気管、排気導出ダクト）とを備えている。

ここで、エアクリーナは、エンジンの吸気ダクトの最上流部に設置されて、インレットダクト（外気導入ダクト）の上流端で開口した外気導入口より空気導入通路（吸気通路）に導入される空気（外気）を濾過するフィルタエレメント（濾過エレメント）を有している。このフィルタエレメントは、外気中に含まれる不純物（塵や埃、砂等のダスト）を捕捉して取り除くことで、硬質のダストがエンジンの燃焼室内に吸い込まれることによるエンジンの摺動部の摩耗を防止するエアフィルタである。そして、フィルタエレメントは、エアクリーナケースの内部に収容保持されている。
このエアクリーナケースの下流部は、エアクリーナのアウトレットパイプ２およびエアクリーナホースを介して、電子スロットル装置のスロットルバルブを開閉自在に収容するスロットルボディに接続している。

本実施例の空気流量計１は、特に空気流量検出素子としての発熱抵抗体の放熱量に基づいて空気流量を検出する熱式エアフロメータ（発熱抵抗体式空気流量測定装置）として使用される。
この空気流量計１は、エアクリーナケースよりも吸気流方向の下流側に接続されるアウトレットパイプ２にプラグイン方式によって着脱自在に取り付けられている。このアウトレットパイプ２の内部には、エアクリーナで濾過された清浄な吸入空気を、スロットルボディ、サージタンク、インテークマニホールド、エンジンの吸気ポート（インテークポート）を経て、エンジンの各気筒毎の燃焼室内に供給するための断面円形状の吸気導入通路（内燃機関の吸気通路）が形成されている。
ここで、本実施例の吸気導入通路は、メイン流路２１およびバイパス流路２２等を有している。

そして、空気流量計１は、アウトレットパイプ２に組み付けられたセンサボディ（ハウジング）３と、このセンサボディ３の内部（特にバイパス流路２２中）に配置されたセンシング部（センサ部）と、センサボディ３の図示上端部に設置された回路モジュール（制御モジュール）５とを備えている。

センサボディ３は、樹脂材料（ポリエチレンテレフタレート：ＰＢＴ等の合成樹脂）によって所定の形状に形成されており、アウトレットパイプ２の外部から、取付孔を貫通してアウトレットパイプ２の内部に挿し込まれている。このセンサボディ３には、締結ネジ２３等によってアウトレットパイプ２に締め付け固定されるフランジ部２４が設けられている。そして、センサボディ３の内部には、アウトレットパイプ２の内部を流れる吸入空気の一部をメイン流路（吸気通路）２１よりバイパスさせるバイパス流路２２が形成されている。
バイパス流路２２は、エンジンの吸気ダクトの内部（吸気導入通路）に連通すると共に、エンジンの各気筒毎の燃焼室に連通する空気流路のことである。このバイパス流路２２は、センサボディ３の上流端で開口する入口部２５とセンサボディ３の下流端で開口する出口部２６との間にＵターン部（バイパス流路２２のＵターン部）２７を有している。このＵターン部２７は、バイパス流の流れが１８０°反転（Ｕターン）するように形成されている。

センシング部は、バイパス流路２２を流れる吸入空気の流量（空気流量）を検出する空気流量センサ（発熱センサ）４と、バイパス流路２２を流れる吸入空気の温度（空気温度）を検出する空気温度センサとを有している。これらの空気流量センサ４および空気温度センサは、センサボディ３の内部に、サポートピン１４、１５を介して保持されている。空気流量センサ４および空気温度センサは、例えばバイパス流路２２のＵターン部２７よりも入口部側、すなわち、バイパス流の流れ方向（空気流方向）の上流側に配置されている。

空気流量センサ４は、電気絶縁性を有する円筒ボビン１１と、この円筒ボビン１１の外周に巻き付けられた発熱抵抗体（空気流量検出素子：図示せず）と、この発熱抵抗体の両端部にそれぞれ電気的に接続される一対のセンサリード線（リード部）１２、１３と、円筒ボビン１１の外周面、発熱抵抗体の表面上および発熱抵抗体の末端部とセンサリード線１２、１３との接続部の表面上に形成される保護膜（図示せず）とを備えている。
空気温度センサは、空気流量センサ４と同様に、電気絶縁性を有する円筒ボビンと、この円筒ボビンの外周に巻き付けられた感温抵抗体（温度補償抵抗体、空気温度検出素子：図示せず）と、この感温抵抗体の両端部にそれぞれ電気的に接続される一対のセンサリード線（リード部：図示せず）と、円筒ボビンの外周面、感温抵抗体の表面上および感温抵抗体の末端部とセンサリード線との接続部の表面上に形成される保護膜（図示せず）とを備えている。
なお、空気流量センサ４および空気温度センサの詳細は後述する。

制御モジュール５は、エンジンの吸気ダクトの一部であるアウトレットパイプ２の取付孔よりも外部側に突出した状態で配置されている。この制御モジュール５は、内蔵された回路基板上に、空気流量センサ４の発熱抵抗体への供給電流量を制御する制御回路、および空気流量に対応した電気信号（ＡＦＭ出力信号）をＥＣＵに出力する出力回路を有している。
制御回路は、制御モジュール５に内蔵された回路基板上に配設され、空気流量センサ４を支持する一対のサポートピン（ターミナルピン、ターミナル部）１４、１５を介して、空気流量センサ４の発熱抵抗体に電気的に接続されており、更に、空気温度センサを支持する一対のサポートピン（ターミナルピン、ターミナル部：図示せず）を介して、空気温度センサの感温抵抗体に電気的に接続されている。そして、制御回路は、発熱抵抗体の加熱温度と感温抵抗体で検出される吸気温度との温度偏差が一定値になるように、発熱抵抗体に供給する供給電流量（電流値、電力量）を制御している。つまり、制御回路は、発熱抵抗体を通電（電流）制御する通電制御回路である。

出力回路は、発熱抵抗体の周りを流れる空気に発熱抵抗体から放熱された放熱量を電気信号（空気流量信号）としてＥＣＵに出力する。例えば発熱抵抗体および感温抵抗体は、ブリッジ回路の中に組み込まれ、発熱抵抗体の周りを流れる空気流により発熱抵抗体の放熱量が変化しても常に一定の電気抵抗値（発熱温度、但し温度補償を伴う）を保つような電流制御を行い、この電流値を電圧変換して空気流量信号としてＥＣＵに出力する。
ここで、発熱抵抗体の加熱温度は、感温抵抗体の電気抵抗値に基づいて決定され、制御回路により周囲温度（感温抵抗体によって検出される吸気温度）に対してほぼ一定の温度差（ΔＴ）となるように通電制御される。具体的には、例えば発熱抵抗体のΔＴが２００℃に制御されている場合、周囲温度（吸気温度）が２０℃のとき、発熱抵抗体の温度が約２２０℃となるように通電制御され、また、周囲温度（吸気温度）が４０℃のとき、発熱抵抗体の温度が約２４０℃となるように通電制御されている。

ここで、電子スロットル装置（スロットルバルブを駆動するモータ）、燃料噴射装置（インジェクタ）、および点火装置（イグニッションコイル、スパークプラグ）は、ＥＣＵによって駆動（通電制御）されるように構成されている。
ＥＣＵは、モータ駆動回路、インジェクタ駆動回路、Ａ／Ｄ変換回路、入出力回路（Ｉ／Ｏポート）およびマイクロコンピュータを備えている。
また、ＥＣＵは、制御モジュール５の出力回路より出力される電気信号（ＡＦＭ出力信号）を含む各種センサからのセンサ信号が、Ａ／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。

マイクロコンピュータは、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムまたは制御ロジックや各種データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、電源回路、タイマー等の機能を含んで構成される周知の構造を備えている。
そして、マイクロコンピュータは、空気流量計１より出力される電気信号（ＡＦＭ出力信号）に基づいて、エンジンの各気筒の燃焼室内に吸入される吸入空気量や流速を計測（算出）する。
ここで、本実施例のＥＣＵは、熱式空気流量計である空気流量計（ＡＦＭ）１より出力される電気信号（ＡＦＭ出力信号）に基づいて空気流量を演算する流量計の信号処理システム（内燃機関の空気流量測定装置）を構成している。

次に、本実施例の空気流量センサ４および空気温度センサの詳細を図２に基づいて説明する。
空気流量センサ４の円筒ボビン１１は、例えばアルミナ等の電気絶縁性材料によって円筒状に形成されている。
空気流量センサ４の空気流量検出素子（発熱センサ素子）を構成する発熱抵抗体は、例えば０．０２ｍｍ程度の白金線よりなる抵抗線を円筒ボビン１１の外周に巻き付けて形成されている。
一対のセンサリード線１２、１３は、例えば白金により棒状に形成されて、一端側（ボビン側）が円筒ボビン１１の内周に挿入されて接着剤（例えば高融点ガラス）によって機械的に固定されている。また、一対のセンサリード線１２、１３の他端側（サポートピン側）は、それぞれサポートピン１４、１５に溶接等により機械的に固定および電気的に接続されている。なお、一対のセンサリード線１２、１３は、発熱抵抗体を介して電気的に接続される必要があることから、一対のセンサリード線１２、１３同士が直接接触して短絡しないように円筒ボビン１１の内周に保持固定される。
保護膜は、発熱抵抗体および一対のセンサリード線１２、１３を保護する膜で、例えば酸化鉛を含有したガラスの塗布膜を８００℃前後の温度で焼結して形成されている。なお、発熱抵抗体の表面上を、例えば窒化シリコン層よりなる保護膜によって被覆しても良い。
ここで、センサボディ３のバイパス流路２２中で空気流量センサ４を支持する一対のサポートピン１４、１５は、導電性の金属（例えば銅、アルミニウム合金）により平板状に形成されて、制御モジュール５に内蔵されている回路基板と空気流量センサ４の各センサリード線１２、１３とを電気的に接続するターミナルピンを兼ねている。

空気温度センサの空気温度検出素子（感温センサ素子）を構成する感温抵抗体は、発熱抵抗体と同様に、円筒ボビンの外周に白金線よりなる抵抗線を巻き付けて形成され、その抵抗線の両端部が円筒ボビンの両端に取り付けられる一対のセンサリード線に接続されて、円筒ボビンの外周面、感温抵抗体およびセンサリード線の表面上が保護膜によって被覆されている。
ここで、センサボディ３のバイパス流路２２中で空気温度センサを支持する一対のサポートピン（図示せず）は、一対のサポートピン１４、１５と同様に、導電性の金属板により形成されて、制御モジュール５に内蔵されている回路基板と空気温度センサの各センサリード線とを電気的に接続するターミナルピンを兼ねている。
上記の空気流量センサ４の発熱抵抗体および空気温度センサの感温抵抗体は、主流の流れ方向に直交するセンサボディ３の厚み方向に所定量離れた位置に配置され、且つ空気流量センサ４より空気温度センサの方が空気流方向の上流側（図示下側）に配置されている。なお、空気流量センサ４と空気温度センサとの位置を逆にしても良い。

ここで、本実施例の空気流量計１は、センシング部の空気流量センサ４および空気温度センサよりも空気流方向の上流側に、吸入空気中に含まれるダスト（プラス電荷を帯び易いダスト：Ｓｉ、カーボン類）を静電気により吸着するダスト吸着体６を備えている。
このダスト吸着体６は、センサボディ３における空気流量センサ４の空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体および空気温度センサの空気温度検出素子を構成する感温抵抗体よりも空気流方向の上流側の、センサボディ３の内面および外面に締め付け固定されている。
ここで、ダスト吸着体６は、センサボディ３の側壁部３１の外壁面（空気流方向に対向する対向面）に装着される平面部６１、バイパス流路２２の入口部２５と出口部２６とを区画する隔壁部における延長部３２の対向面（空気流方向に対向する対向面）に装着されるコの字状部６２、およびバイパス流路２２の入口部２５を形成する筒壁部（側壁部３１と隔壁部とを含む）３３の内壁面に装着される角筒状の筒壁部６３を有している。なお、平面部６１の図示下端部と筒壁部６３の空気流方向の上流側部とは、センサボディ３の側壁部３１の図示下端面に装着される連結部６４によって連結されている。

ここで、本実施例のダスト吸着体６は、静電気、特にプラス電荷を帯電し易いダスト（Ｓｉ、カーボン類）と比べて、マイナス電荷を帯電し易い材質よりなる静電気帯電部材４１、およびこの静電気帯電部材４１に帯電したマイナス電荷を静電気帯電部材４１の表面上に維持する金属板（導電体プレート、アルミニウムプレート、銅プレート）４２等を有する金属複合部材である。
なお、マイナス電荷を帯電し易い材質よりなる静電気帯電部材４１としては、テフロン（登録商標）等のテフロン（登録商標）プレートがある。また、マイナス電荷を帯電し易い材質として、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリル、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂が挙げられる。
また、静電気帯電部材４１の材質として、プラス電荷を帯電し易い材質を用いても良い。プラス電荷を帯電し易い材質として、ガラス、ナイロン、セロハン、絹、アルミニウム、紙、スチール等が挙げられる。

［実施例１の作用］
次に、本実施例の空気流量計（ＡＦＭ）１を備えたエンジン制御システムの作用を図１および図２に基づいて簡単に説明する。

ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、スロットルバルブを駆動するモータを通電制御すると共に、点火装置（イグニッションコイル、スパークプラグ等）および燃料噴射装置（電動フューエルポンプ、インジェクタ等）を駆動する。これにより、エンジンが運転される。
そして、エンジンの特定気筒が排気行程から、吸気バルブが開弁し、ピストンが下降する吸気行程に移行すると、ピストンの下降に従って当該気筒の燃焼室内の負圧（大気圧よりも低い圧力）が大きくなり、開弁している吸気ポートから混合気が吸い込まれる。

このとき、開弁している吸気ポートに連通する吸気導入通路に吸入空気の流れが発生する。そして、吸気導入通路に吸入空気の流れが発生すると、エアクリーナのフィルタエレメントで濾過された清浄な吸入空気の一部が、空気流量計１におけるセンサボディ３のバイパス流路２２に流入する。
そして、センサボディ３の内部（バイパス流路２２）に設置されたセンシング部では、バイパス流路２２を流れる吸入空気の流速が大きくなると、空気流量センサ４の発熱抵抗体の放熱量が増大するので、空気温度センサの感温抵抗体で測定される吸気温度との温度偏差（ΔＴ）を一定値に保つため、制御モジュール５の制御回路から発熱抵抗体に供給する供給電流量が大きくなる。
逆に、バイパス流路２２を流れる吸入空気の流速が小さくなると、発熱抵抗体の放熱量が低減するので、制御モジュール５の制御回路から発熱抵抗体に供給する供給電流量が小さくなる。

この発熱抵抗体への供給電流量を電圧値に変換し、この電圧値に対応した電気信号（ＡＦＭ出力信号）が、制御モジュール５の出力回路から外部のＥＣＵへ出力され、ＥＣＵに内蔵されたマイクロコンピュータによって、エンジンの各気筒の燃焼室内に導入される空気流量が測定（演算）される。そして、マイクロコンピュータは、空気流量計１で計測した空気流量とエンジン回転速度とから基本噴射時間を演算し、これに各種センサからのセンサ信号（例えばスロットル開度信号、エンジン冷却水温信号、エンジン吸気温信号等）の補正を加えて、総噴射時間（燃料噴射量）を演算する。そして、マイクロコンピュータは、燃料噴射量に応じてインジェクタの通電時間および噴射タイミングを制御する。

［実施例１の効果］
以上のように、内燃機関の空気流量測定装置においては、空気流量計１のセンサボディ３がエアクリーナのフィルタエレメントよりも吸気流方向の下流側の吸気導入通路内に配置されているので、フィルタエレメントを通り抜けた新規の吸入空気の一部が、バイパス流路２２の入口部２５からセンサボディ３の内部（バイパス流路２２）に流入する。また、フィルタエレメントで捕捉できなかった細かいダスト（例えば数μｍ〜数百μｍ程度の微小粒径のダスト）の一部も、バイパス流路２２に流入する吸入空気と一緒に空気流量計１のセンサボディ３の内部に流入する。

そして、吸入空気と一緒に空気流量計１のセンサボディ３の内部（バイパス流路２２）に流入したダストは、センシング部において空気流量センサ４の保護膜の表面上、および空気温度センサの保護膜の表面上に付着して堆積する。特に、発熱抵抗体およびセンサリード線１２、１３の保護膜の表面上に、ダストが付着し、その付着量が次第に増大していくと、発熱抵抗体と空気との熱交換が損なわれ、発熱抵抗体からバイパス流路２２を流れる空気への熱伝達量（放熱量）が低下するので、空気流量計１の出力特性が経時的に変化（劣化）し、空気流量の検出誤差が大きくなる不具合が発生する。

そこで、本実施例の空気流量計１においては、センサボディ３における空気流量センサ４の空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体および空気温度センサの空気温度検出素子を構成する感温抵抗体よりも空気流方向の上流側の、センサボディ３の内面および外面に静電気帯電部材４１および金属板４２等よりなるダスト吸着体（金属複合部材）６を装着している。

これによって、エアクリーナより空気流量計１の周囲近傍に流入した吸入空気中に含まれるダストとセンサボディ３の側壁部３１の外壁面に装着されたダスト吸着体６との衝突・接触による摩擦帯電作用、吸入空気中に含まれるダストとセンサボディ３の隔壁部の延長部３２の対向面に装着されたダスト吸着体６との衝突・接触による摩擦帯電作用、吸入空気中に含まれるダストとセンサボディ３の筒壁部３３の内壁面に装着されたダスト吸着体６との衝突・接触による摩擦帯電作用によって、吸入空気中に含まれるダストおよびダスト吸着体６に静電気が発生して、マイナス電荷を帯び易い静電気帯電部材４１の表面がマイナス電荷を帯電し、逆にプラス電荷を帯び易いダスト（Ｓｉ、カーボン類）がプラス電荷を帯電する。

そして、吸入空気中に含まれるダストの中でプラス電荷を帯電したダスト（Ｓｉ、カーボン類）は、図２に示したように、ダストとの衝突・接触によりマイナス電荷を帯電し、マイナス電荷を蓄積したダスト吸着体６に吸着・捕集される。
このようなダスト吸着体６を、図２に示したように、空気流量センサ４の空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体および空気温度センサの空気温度検出素子を構成する感温抵抗体よりも空気流方向の上流側に設置することで、空気中に含まれるダストが発熱抵抗体の周囲近傍に流入するのを抑えることができる。

この結果、空気流量センサ４の発熱抵抗体、一対のセンサリード線１２、１３、および空気温度センサの感温抵抗体、一対のセンサリード線等が汚損し難くなり、発熱抵抗体等からバイパス流路２２を流れる空気への熱伝達量（放熱量）の低下を抑えることができるので、空気流量計１の出力特性が経時的に変化し難く、空気流量の検出誤差（測定誤差）が小さくなる。また、空気流量センサ４の発熱抵抗体等および空気温度センサの感温抵抗体等の汚損による機能低下（性能劣化）を防止することができる。つまり、空気流量センサ４および空気温度センサの耐汚損性能を向上させることができる。
したがって、空気の流量計測に悪影響を与える不具合の発生を抑えることができる。つまり、空気流量センサ４の汚損劣化を抑えることができるので、バイパス流路２２を流れる空気流量の検出精度を充分に確保することができる。

［変形例］
本実施例では、空気流量検出素子としての発熱抵抗体を有する空気流量センサまたは空気温度検出素子としての感温抵抗体を有する空気温度センサとして、円筒ボビン、この円筒ボビンの両端に挿入される一対のセンサリード線、円筒ボビンの外周に巻き付けられてセンサリード線に接続される抵抗線（発熱抵抗体または感温抵抗体）、この抵抗線およびセンサリード線を保護する保護膜等によって構成される空気流量センサ４または空気温度センサを用いたが、空気流量センサまたは空気温度センサとして、シリコン基板（回路基板）の表面に所定のパターンで形成される発熱抵抗体等よりなる空気流量センサまたは感温抵抗体等よりなる空気温度センサを用いても良い。
また、ボビンの形状を円柱状に形成しても良い。

本実施例では、空気流量センサ４の空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体および空気温度センサの空気温度検出素子を構成する感温抵抗体よりも空気流方向の上流側にダスト吸着体６を装着しているが、空気流量センサ４の空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体および空気温度センサの空気温度検出素子を構成する感温抵抗体の周囲近傍に吸着体を装着しても良い。
また、空気流量センサ４の空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体のみよりも空気流方向の上流側、あるいは空気流量センサ４の空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体のみの周囲近傍にダスト吸着体６を装着しても良い。
また、空気流量センサ４の空気流量検出素子を構成する発熱抵抗体のみよりも空気流方向の上流側に位置する、アウトレットパイプ２等のエンジンの吸気ダクトの内面に、ダスト吸着体６を装着しても良い。
また、ダスト吸着体６を装着する部位は、空気流の流れ方向に対向する対向部が望ましい。図２においては、センサボディ３の側壁部３１の外壁面、あるいはセンサボディ３の隔壁部の延長部３２の対向面が上記の対向部となる。

空気流量計を示した正面図である（実施例１）。 （ａ）は図１のＡ−Ａ断面図で、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図である（実施例１）。 空気流量計を示した断面図である（従来の技術）。

符号の説明

１ 空気流量計（熱式空気流量計、発熱抵抗体式空気流量計）
２ アウトレットパイプ（吸気ダクト）
３ センサボディ（ハウジング）
４ 空気流量センサ（または空気温度センサ）
６ ダスト吸着体（金属複合部材）
１１ 空気流量センサの円筒ボビン
１２ 空気流量センサのセンサリード線（リード部）
１３ 空気流量センサのセンサリード線（リード部）
２１ メイン流路
２２ バイパス流路
４１ ダスト吸着体の静電気帯電部材
４２ ダスト吸着体の金属板（金属部材）

Claims (10)

1. 内燃機関の燃焼室に連通する空気流路中に空気流量センサを配置した熱式空気流量計において、
   前記空気流量センサよりも空気流方向の上流側、あるいは前記空気流量センサの周囲近傍に装着されて、空気中に含まれるダストを静電気により吸着する吸着体を備えたことを特徴とする熱式空気流量計。
2. 請求項１に記載の熱式空気流量計において、
   前記空気流路を形成するハウジングを備え、
   前記空気流量センサは、前記ハウジングの内部に配置されていることを特徴とする熱式空気流量計。
3. 請求項２に記載の熱式空気流量計において、
   前記吸着体は、前記ハウジングの内面または外面に装着されていることを特徴とする熱式空気流量計。
4. 請求項２または請求項３に記載の熱式空気流量計において、
   前記吸着体は、前記ハウジングにおける前記空気流量センサよりも空気流方向の上流側の内面または外面に固定されていることを特徴とする熱式空気流量計。
5. 請求項２または請求項３に記載の熱式空気流量計において、
   前記吸着体は、前記ハウジングにおける前記空気流量センサの周囲近傍の内面に固定されていることを特徴とする熱式空気流量計。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の熱式空気流量計において、
   前記吸着体は、静電気を帯電し易い材質よりなる静電気帯電部材を有していることを特徴とする熱式空気流量計。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の熱式空気流量計において、
   前記吸着体は、マイナス電荷を帯び易い材質よりなる静電気帯電部材、およびマイナス電荷を維持する金属部材を有していることを特徴とする熱式空気流量計。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の熱式空気流量計において、
   前記空気流量センサは、前記空気流路を流れる空気の流量を検出する空気流量検出素子を有していることを特徴とする熱式空気流量計。
9. 請求項８に記載の熱式空気流量計において、
   前記空気流量検出素子の表面上には、前記空気流量検出素子を保護する保護膜が形成されていることを特徴とする熱式空気流量計。
10. 請求項８または請求項９に記載の熱式空気流量計において、
    前記空気流量検出素子とは、電気絶縁性のボビンの外周に巻き付けられた発熱抵抗体のことであることを特徴とする熱式空気流量計。

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