JP3525917B2 - 熱式空気流量計 - Google Patents
熱式空気流量計Info
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Description
られて、逆流を伴った吸入空気の流れを測定する発熱抵
抗体素子および熱式空気流量計に関するものである。
され、空気の流れを測定する空気流量計として、最近小
形,高応答性の利点より熱式空気流量計が主流になりつ
つある。
特開昭63−265118号公報,特開平1−1854
16号公報およびUSP No.5,086,650号公
報がある。
発熱抵抗体の両方が基板の同一面に設けられている発熱
抵抗体素子を、空気の流れ方向に対して水平に設置され
ていた場合、それぞれの発熱抵抗体における熱伝達の差
は顕著なものではなかった。また、傾斜して設置されて
いた場合、渦やじょう乱の影響が少なくなり前記熱伝達
の差は安定するが、当該差は反って顕著でなくなり、こ
れらの発熱抵抗体からの放散熱量の差を大きく取れない
ものであった。従って、逆流が発生した時の熱応答が遅
く、空気の流れ方向を精度よく検出することが困難であ
るという問題があった。
の発熱抵抗体からの放散熱量の差を大きく取り出し逆流
を伴う空気の流れ方向を精度よく検出し流量を測定する
ことのできる熱式空気流量計を得ることを目的とする。
吸気通路内に設けられた基板と、吸入空気の流れに対
し、上流側および下流側に分けて前記基板上に設けられ
た第1の発熱抵抗体および第2の発熱抵抗体と、前記第
1と第2の発熱抵抗体に接続された電極端子と、前記第
1と第2の発熱抵抗体からの放散熱量の差を、前記電極
端子から電気的に取り出し判別する吸入空気の流れ方向
検出電気回路と、を有する熱式空気流量計において、前
記基板は、前記第1の発熱抵抗体が形成され、その表面
を流れる空気を、前記吸気通路の上流の位置から下流の
位置へ流れる正流の流れに対しては拘束せずに、前記正
流の流れとは反対方向の下流の位置から上流の位置へ流
れる逆流の流れに対して拘束するように設けられている
第1の基板と、前記第2の発熱抵抗体が形成され、その
表面を流れる空気を前記逆流の流れに対しては拘束せず
に、前記正流の流れに対して拘束するように設けられて
いる第2の基板とで構成されたことによって達成され
る。
拘束条件を変えることにより、発熱抵抗体の表面を覆っ
ている温度境界層の厚さの差に結び付け、第1と第2の
発熱抵抗体の熱伝達の差が顕著となるので、第1と第2
の発熱抵抗体からの放散熱量の差を大きく取り出すこと
ができる。従って、逆流が発生した時の熱応答が早くな
り逆流を伴う空気の流れ方向を精度よく検出し流量を測
定することができる。
式空気流量計の一実施例を、図面に従って説明する。
ものである。アルミナなどのような電気絶縁材からなる
基板5の上に、たとえば白金あるいはニッケルのフイル
ムで、第1と第2と第3の電極端子14,15および1
6と、第1と第2の電極端子14および15の間に接続
される第1の発熱抵抗体6aと、第2と第3の電極端子
15および16の間に接続される第2の発熱抵抗体6b
とを、一体にして形成する。この時、第1と第2の発熱
抵抗体6aおよび6bの中間位置から電気信号を取り出
す中間配線17を設けて第2の電極端子15に接続し、
第1と第2と第3の電極端子14,15および16を同
一面の一端周辺に集める。
(a)は平面図、図2(b)は側面図である。第1の発
熱抵抗体6aを基板5の一つの主表面に設け、第2の発
熱抵抗体6bを前記主表面の背面に設けたものである。
前記主表面上に、第1の電極端子14および第2の電極
端子15aを設け、当該両者の間に第1の発熱抵抗体6
aを接続する。また、前記主表面の背面に、第2の電極
端子15bおよび第3の電極端子16bを設け、当該両
者の間に、第2の発熱抵抗体6bを接続する。そして、
第2の電極端子15aおよび第2の電極端子15bの間
と、第3の電極端子16bと新たに前記主表面に設けた
第3の電極端子16aの間とを、電気的に接続する手段
として、たとえばメッキ法にて基板5を貫通する通路部
18を設けた構造とする。
で、図3(a)は平面図、図3(b)は図3(a)の線
P−P′で切り取られた断面図である。半導体素子20
の構成部材の表面に、たとえばフイルム抵抗体から成る
第1と第2の発熱抵抗体6aおよび6bと、第1と第2
と第3の電極端子14,15および16とを設けて発熱
抵抗体素子8とするものである。
子を実装した熱式空気流量計の一実施例を示すものであ
る。図4は実装構造の平面図であり、図5は当該断面図
である。
けられ、取付部材3を介し、吸気通路4が外郭吸気通路
1に固定されている。吸気通路4内に、基板5と基板5
の上に設けられた第1と第2の発熱抵抗体6aおよび6
bと第1と第2と第3の電極端子14,15および16
とからなる発熱抵抗体素子8と、温度補償抵抗体7とが
設けられている。発熱抵抗体素子8は、取付部材3を貫
通して、直接電気回路2と接続されている構造となって
いる。
構成する検出回路である。誤差増幅器11と、トランジ
スタ9と、第1と第2の発熱抵抗体6aおよび6b,温
度補償抵抗体7,固定抵抗12および13とから成るブ
リッジ回路と、第1と第2の発熱抵抗体6aおよび6b
に接続されている第1と第2と第3の電極端子14,1
5および16から、第1と第2発熱抵抗体6aおよび6
bからの放散熱量の差を、比較器10a,10bおよび
10cを介して電気的に取り出す回路との組み合わせよ
り、空気の流れ方向を判別する前記検出回路は形成され
ている。前記検出回路を利用して、逆流を伴う空気の流
れの流量を測定する動作は、従来例と変わらないので説
明を割愛する。
2と第3の電極端子14,15および16が3個であ
り、且つ、一端周辺に集中しているので、発熱抵抗体素
子8からの電気信号を電気回路2へ伝播する接続におい
て、 (i)電極端子が3個となり基板が小形となる。
が3本となる。
る。
離となる。
ることができる。
流量計の吸気通路4内に実装した発熱抵抗体素子8の部
分拡大図を示したものである。
例に示した発熱抵抗体素子8を用いて基板5を上流から
下流へ流れる正流の流れに対して傾斜して設置する。こ
のようにすれば基板5によって第1の発熱抵抗体6aの
表面を流れる空気を、正流の流れに対し拘束せずに、逆
流の流れに対して拘束し、第2の発熱抵抗体6bの表面
を流れる空気を、逆流の流れに対して拘束せずに、正流
の流れに対して拘束することができる。云い換えると正
流の流れにおいては、第1の発熱抵抗体6aの表面では
空気は淀みなく流れるに対し、第2の発熱抵抗体6bの
表面では空気が拘束されることにより、淀みのある流れ
になる。
流れである。層流の一様流れに置かれた平板の熱伝達は
平板表面の温度境界層の厚さと深く関係することが知ら
れている。従って、前述の点と考え合わせれば、前記流
れの淀みの違いによって第1の発熱抵抗体6a表面の温
度境界層19aの厚さが、第2の発熱抵抗体6bの温度
境界層19bの厚さよりも薄くなり、第1と第2の発熱
抵抗体6aおよび6bの熱伝達に差が生ずる。
計算から求めたものである。横軸に平板の流れ方向に沿
った表面の長さを取って、縦軸に前記表面の任意の点に
於ける熱伝達率を記入してある。実線は、平板を流れに
対して30°傾斜した場合の傾斜前面と傾斜背面の熱伝
達率の曲線であり、点線は、平板を水平にした場合の水
平面のものである。水平面では、前面と背面の区別が無
く一つの曲線となっているが、傾斜させると前面と背面
の2つに分れ、それらの熱伝達率に大きな差が生ずるこ
とが判る。
に設置されている第1と第2の発熱抵抗体からの放散熱
量の差を大きく取り出せるので、逆流が発生した時の熱
応答が良く、逆流信号をより早く取り出せる。また、正
逆の流れの区別が大きく少し位の渦やじょう乱があって
も逆流信号を誤って発することも無くなるので、逆流を
伴う空気の流れ方向を精度よく検出し流量を測定するこ
とができる。
抵抗体6aおよび6bを全く背中合わせの位置に配設し
たもので、このような配置にしても、前面と背面の熱伝
達率の差は顕著であるので、目的は達せられ、図7に示
したの実施例より、基板の幅寸法を約1/2と小さくす
ることもできる。
体からの放散熱量の差を大きく取り出せるため、高精度
な逆流検出機能を持った熱式空気流量計を提供すること
ができる。
図。
実施例を示す平面図、(b)は本発明による発熱抵抗体
素子の第二の実施例を示す側面図。
実施例を示す平面図、(b)は本発明による発熱抵抗体
素子の第三の実施例を示す断面図。
図。
を示す図。
示す平面図。
吸気通路、5…基板、6a…第一の発熱抵抗体、6b…
第二の発熱抵抗体、7…温度補償抵抗体、8…発熱抵抗
体素子、9…トランジスタ、10a,10b,10c…
比較器、11…誤差増幅器、12,13…固定抵抗、1
4…第一の電極端子、15…第二の電極端子、16…第
三の電極端子、17…中間配線、18…通路部、19
a,19b…温度境界層、20…半導体素子。
Claims (2)
- 【請求項1】内燃機関の吸気通路内に設けられた基板
と、 吸入空気の流れに対し、上流側および下流側に分けて前
記基板上に設けられた第1の発熱抵抗体および第2の発
熱抵抗体と、 前記第1と第2の発熱抵抗体に接続された電極端子と、 前記第1と第2の発熱抵抗体からの放散熱量の差を、前
記電極端子から電気的に取り出し判別する吸入空気の流
れ方向検出電気回路と、を有する熱式空気流量計におい
て、前記基板は、 前記第1の発熱抵抗体が形成され、その表
面を流れる空気を、前記吸気通路の上流の位置から下流
の位置へ流れる正流の流れに対しては拘束せずに、前記
正流の流れとは反対方向の下流の位置から上流の位置へ
流れる逆流の流れに対して拘束するように設けられてい
る第1の基板と、前記第2の発熱抵抗体が形成され、そ
の表面を流れる空気を前記逆流の流れに対しては拘束せ
ずに、前記正流の流れに対して拘束するように設けられ
ている第2の基板とで構成されたことを特徴とする熱式
空気流量計。 - 【請求項2】請求項1に記載の熱式空気流量計におい
て、 前記第1の基板と前記第2の基板とが、同一体の基板で
構成されていることを特徴とする熱式空気流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001220814A JP3525917B2 (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 熱式空気流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001220814A JP3525917B2 (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 熱式空気流量計 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP05675193A Division JP3240733B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 熱式空気流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002071414A JP2002071414A (ja) | 2002-03-08 |
JP3525917B2 true JP3525917B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=19054580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001220814A Expired - Lifetime JP3525917B2 (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 熱式空気流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3525917B2 (ja) |
-
2001
- 2001-07-23 JP JP2001220814A patent/JP3525917B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2002071414A (ja) | 2002-03-08 |
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