JP3866995B2

JP3866995B2 - Thermal air flow meter for internal combustion engines

Info

Publication number: JP3866995B2
Application number: JP2002073471A
Authority: JP
Inventors: 信弥五十嵐; 薫内山
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2022-01-10
Also published as: JP2002332907A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関に使用される内燃機関用の熱式空気流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の熱式空気流量計は、特開昭58−109817号公報に記載のように、回路モジュールとは別体で主空気通路と副空気通路を構成する専用ボディを有するものとなっていた。また、特開昭59−31412 号公報に記載のように、熱線及び感温抵抗体をプラスチックモールドによって固定された導電性の支持体に取付け、専用空気通路中に挿入するものとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術においては吸入空気通路から外側に回路モジュール等がはみ出すような構成になっているため、エンジンルーム内のレイアウトが整理しづらい、破損しやすいといった問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、副空気通路を形成した専用の空気通路を必要とすることなく、かつ、特性がすぐれ、エンジンルーム内のレイアウトがしやすい小型化・省スペース化を図った内燃機関用の熱式空気流量計，製造方法および装着方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、曲がりを有する副空気通路と、前記副空気通路に設けられた熱式センサと、前記熱式センサの信号を処理する回路基板と、複数の部品により構成され、前記回路基板を収容するとともに前記副空気通路を構成するハウジングとを備え、主空気通路を構成するボディに設けられた取付孔を介して前記副空気通路と前記回路基板とが前記主空気通路中に挿入されて、前記副空気通路と前記回路基板とが前記主空気通路中に配置され、前記副空気通路が、前記主空気通路における前記回路基板の下流で、前記回路基板に沿って延在して設けられたことを特徴とする内燃機関用熱式空気流量計により達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の一実施例を詳細に説明する。
【０００８】
図１及び図２は主空気通路を形成するボディに本発明による熱式空気流量計を装着した一実施例である。熱線６及び感温抵抗体７を配した副空気通路３は、回路基板５を保護・維持する空気の流れ方向に沿って長い偏平状のモジュールハウジング１に一体構成され、主空気通路４を構成するボディ１１内に挿入され固定ネジ１０によって固定される。この際、モジュールハウジング１に同じく一体構成されたコネクタ２はボディ１１の外側に位置する。このボディ１１を内燃機関の吸気系中に吸入空気の全流量１２がこのボディ１１の主空気通路４を通るように配置し、副空気通路への分流した空気により全流量を検出するものである。本実施例では、一例として副空気通路の断面形状を円形，副空気通路の出口形状を下流噴出形とした。また、ボディ１１の両端はダクト固定が容易な円筒形としたが、両端にフランジを設けたフランジ取付けとする実施例もある。
【０００９】
ここで、回路基板５は熱線６を加熱したり感温抵抗体７からの信号を処理したりする回路であるが、この他種々の補正機能を備えていても良いものである。
【００１０】
そして、モジュールハウジング１はボディ１に設けられた空気の流れ方向に沿って長い偏平状の取付孔から空気流に対して直角になるように挿入された後ネジ１０でボディに固定されることになる。この場合、ボディ１１の外側に出るのはコネクタ２の部分である。尚、８，９はターミナルである。
【００１１】
したがって、内燃機関に吸入される空気はボディ１１の主空気通路４を通って流れるが、その一部は副空気通路３を通って流れ、その途中に設けた熱線６でその量が測定される。
【００１２】
そして、ここではモジュールハウジング１が吸入空気量で冷却されるので熱的な影響の対策のやり方が簡単となる。
【００１３】
図３及び図４は、主空気通路を形成する専用ボディを用いずに既設の吸気系の一部を主空気通路とし、取付けポートを設けて熱線式空気流量計を装着した場合の一実施例である。
【００１４】
モジュールハウジング１はインテークマニホールドの入口部１３近辺に設けられ、天側に向けて開口した取付けポート１６に挿入され、固定される。コネクタ２はインテークマニホールドの外部に位置する。図３を断面に表わしたものが図４である。インテークマニホールドへ流れ込む吸入空気１２は、インテークマニホールド入口部の管理を主空気通路としてそこに挿入されたモジュールハウジング１で流量検出される。この吸入空気がインテークマニホールドのサージタンク１４を経て、インテークマニホールドランナー１５で各気筒ごとに分配されエンジン燃焼室に吸入される。
【００１５】
図５及び図６はモジュールハウジング１の具体的な構成を説明するために回路基板装着終了時点までの実施例を表わしたものである。金属性のベース１８はＬ字形に曲がっており、回路基板を装着するベースと、主空気通路へ取付け固定されるベースを兼ねる。このベース１８とターミナル８とリードフレーム１９とをプラスチックモールドにて固定しモジュールハウジング１を形成する。この時のプラスチックモールドにより、回路基板装着部周囲の囲いとともに副空気通路３及びコネクタ２が形成される。次に、副空気通路の入口と屈曲部３Ａの間で形成される空間部分に回路基板５をベース１８上に固定し、熱線６及び感温抵抗体７をリードフレーム１９に接続し、ターミナル８とリードフレーム１９と回路基板５を接続し、流量対出力特性を除く回路上の作業終了時点までの外観が図５となる。この後、図６にあるように副空気通路３の反応側の半断面を有するモールド（破線で図示）を装着し、副空気通路を完成し、流量対出力特性を調整し、その調整抵抗のレーザトリミング用に開いていた反対側の半断面を有するモールドに設けていた小窓をカバーし熱線式空気流量計を完成する。本実施例では、副空気通路の断面形状を長方形とし、副空気通路の出口形状をスリット状側面噴出としている。
【００１６】
したがって、このモジュールハウジング１を主空気通路４に設けた時、金属ベース１８から回路基板５の熱が空気流に持ち去られるような構成となっている。
【００１７】
図７は本発明の吸入空気量測定装置を用いた気筒別燃料制御を行うエンジンシステムの一実施例を表わすブロック図である。インテークマニホールドのサージタンク１４より分岐したインテークマニホールドランナー１５のそれぞれに図５，図６に示す熱線式空気流量計２０を装着し、各気筒に吸入される空気流量を気筒別に検出し、その空気量に見合った燃料をインジェクタ２１により気筒別に制御し噴射する。燃焼室２２で燃焼した後の排気ガスのリッチ，リーンを検出するＯ₂ センサ２４により燃料噴射量はフィードバック制御される。この時、Ｏ₂ センサの出力を各気筒の排気タイミングと同期させて読み込むことにより、気筒別のフィードバック制御または、気筒別学習制御をコントロールユニット２５により行う。
【００１８】
図８及び図９は、図７に示したようなインテークマニホールドランナー１５に装着する場合の具体的な実施例を表わしたものである。
【００１９】
スロットルバルブ２６により流量制御された吸入空気はインテークマニホールドのサージタンク１４から各気筒へ続くインテークマニホールドランナー１５に分配されインジェクタ２１で燃料混合した後吸気バルブ２７を通って燃焼室へ導入する。本実施例はこの吸気系の中でインテークマニホールドのサージタンク１４からインテークマニホールドランナー１５の分岐点に天側から挿入される熱線式空気流量計２０を装着したものである。図では便宜上熱線式空気流量計とインテークマニホールドランナーをそれぞれひとつしか表わしていないが実際には気筒数分存在する。
【００２０】
図９は図８の熱線式空気流量計の取付け部の詳細で、熱線式空気流量計の副空気通路３の入口面がインテークマニホールドのサージタンク１４の壁面と平行になり、副空気通路の出口部がインテークマニホールドランナー１５中となるように、モジュールハウジング１を挿入し、ネジ１０で固定したものである。本実施例では、インテークマニホールドランナー１５の縦方向の長さがモジュールハウジングの挿入部の長さより短くても各インテークマニホールドランナー中に装着可能となる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、副空気通路を形成した専用の空気通路を必要とすることなく、かつ、特性がすぐれ、エンジンルーム内のレイアウトがしやすい小型化・省スペース化を図った内燃機関用の熱式空気流量計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の管路上流方向からの外観図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】インテークマニホールドへ装着した時のインテークマニホールドの外観図。
【図４】装着部付近の断面図。
【図５】本発明品の構造の一実施例を説明するために製作途上の正面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図。
【図７】気筒別燃料制御の一実施例を示すブロック図。
【図８】インテークマニホールドランナーへ装着した一実施例のインテークマニホールドの断面図。
【図９】図８の詳細断面図。
【符号の説明】
１…モジュールハウジング、２…コネクタ、３…副空気通路、４…主空気通路、５…回路基板、６…熱線、７…感温抵抗体、８…ターミナル、９…リードフレーム、１４…インテークマニホールドサージタンク、１５…インテークマニホールドランナー、１８…ベース。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal air flow meter for an internal combustion engine used in the internal combustion engine .
[0002]
[Prior art]
A conventional thermal air flow meter has a dedicated body that is separate from a circuit module and constitutes a main air passage and a sub air passage, as described in JP-A-58-109817. Further, as described in JP-A-59-31412, a heat ray and a temperature sensitive resistor are attached to a conductive support fixed by a plastic mold and inserted into a dedicated air passage.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described prior art, since the circuit module or the like protrudes outside from the intake air passage, there is a problem that the layout in the engine room is difficult to organize and is easily damaged.
[0004]
An object of the present invention, without requiring an air passage of only the formation of the auxiliary air passage, and superior characteristics, for an internal combustion engine layout aimed at is likely size reduction and space saving in the engine room It is to provide a thermal air flow meter, a manufacturing method and a mounting method .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above object is constituted by a sub air passage having a bend, a thermal sensor provided in the sub air passage, a circuit board for processing a signal of the thermal sensor, and a plurality of components, and contains the circuit board. And a housing constituting the auxiliary air passage, and the auxiliary air passage and the circuit board are inserted into the main air passage through mounting holes provided in a body constituting the main air passage, The sub air passage and the circuit board are disposed in the main air passage, and the sub air passage extends along the circuit board downstream of the circuit board in the main air passage. This is achieved by a thermal air flow meter for an internal combustion engine .
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0008]
FIGS. 1 and 2 show an embodiment in which a thermal air flow meter according to the present invention is mounted on a body forming a main air passage. The sub air passage 3 in which the heat wire 6 and the temperature sensitive resistor 7 are arranged is integrally formed in the long flat module housing 1 along the air flow direction for protecting and maintaining the circuit board 5, thereby constituting the main air passage 4. It is inserted into the body 11 to be fixed and fixed by the fixing screw 10. At this time, the connector 2 that is also integrally formed with the module housing 1 is located outside the body 11. The body 11 is arranged in the intake system of the internal combustion engine so that the total flow rate 12 of the intake air passes through the main air passage 4 of the body 11, and the total flow rate is detected by the air divided into the sub air passage. . In this embodiment, as an example, the cross-sectional shape of the sub air passage is circular, and the outlet shape of the sub air passage is a downstream jet shape. Moreover, although the both ends of the body 11 were made into the cylindrical shape which is easy to fix a duct, there also exists an Example made into the flange attachment which provided the flange at both ends.
[0009]
Here, the circuit board 5 is a circuit that heats the heat wire 6 and processes a signal from the temperature-sensitive resistor 7, but may have other various correction functions.
[0010]
The module housing 1 is inserted into the body 1 through a long flat mounting hole along the air flow direction so as to be perpendicular to the air flow, and then fixed to the body with a screw 10. Become. In this case, it is the portion of the connector 2 that goes out of the body 11. 8 and 9 are terminals.
[0011]
Therefore, the air sucked into the internal combustion engine flows through the main air passage 4 of the body 11, but part of it flows through the sub air passage 3, and the amount thereof is measured by the hot wire 6 provided in the middle thereof. .
[0012]
In this case, the module housing 1 is cooled by the amount of intake air, so that it is easy to take measures against thermal influences.
[0013]
FIG. 3 and FIG. 4 show an embodiment in which a part of an existing intake system is used as a main air passage without using a dedicated body for forming the main air passage, a mounting port is provided, and a hot-wire air flow meter is attached. It is.
[0014]
The module housing 1 is provided in the vicinity of the inlet 13 of the intake manifold, and is inserted into a mounting port 16 opened toward the top side and fixed. The connector 2 is located outside the intake manifold. FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. The flow rate of the intake air 12 flowing into the intake manifold is detected by the module housing 1 inserted into the intake manifold 12 as a main air passage. This intake air passes through a surge tank 14 of the intake manifold, is distributed to each cylinder by an intake manifold runner 15 and is sucked into the engine combustion chamber.
[0015]
5 and 6 show an embodiment up to the end of the circuit board mounting in order to explain a specific configuration of the module housing 1. The metallic base 18 is bent in an L shape and serves as a base on which the circuit board is mounted and a base that is attached and fixed to the main air passage. The base 18, the terminal 8, and the lead frame 19 are fixed with a plastic mold to form the module housing 1. The auxiliary air passage 3 and the connector 2 are formed together with the enclosure around the circuit board mounting portion by the plastic mold at this time. Next, the circuit board 5 is fixed on the base 18 in a space formed between the inlet of the auxiliary air passage and the bent portion 3A, the hot wire 6 and the temperature sensitive resistor 7 are connected to the lead frame 19, and the terminal 8 FIG. 5 shows the external appearance of the circuit on which the lead frame 19 and the circuit board 5 are connected and the circuit excluding the flow rate vs. output characteristics is completed. Thereafter, as shown in FIG. 6, a mold having a half cross section on the reaction side of the sub air passage 3 (shown by a broken line) is mounted, the sub air passage is completed, the flow rate vs. output characteristics are adjusted, and the adjustment resistance of The small window provided in the mold having the opposite half cross section opened for laser trimming is covered to complete the hot-wire air flow meter. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the auxiliary air passage is rectangular, and the outlet shape of the auxiliary air passage is a slit-like side jet.
[0016]
Therefore, when the module housing 1 is provided in the main air passage 4, the heat of the circuit board 5 is taken away from the metal base 18 by the air flow.
[0017]
FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of an engine system that performs cylinder-by-cylinder fuel control using the intake air amount measurement device of the present invention. A hot-wire air flow meter 20 shown in FIGS. 5 and 6 is attached to each intake manifold runner 15 branched from the surge tank 14 of the intake manifold, and the air flow rate sucked into each cylinder is detected for each cylinder. The fuel commensurate with the above is controlled for each cylinder by the injector 21 and injected. The fuel injection amount is feedback-controlled by an O ₂ sensor 24 that detects rich or lean exhaust gas after combustion in the combustion chamber 22. At this time, the control unit 25 performs feedback control for each cylinder or learning control for each cylinder by reading the output of the O ₂ sensor in synchronization with the exhaust timing of each cylinder.
[0018]
FIG. 8 and FIG. 9 show a specific embodiment in the case of mounting on the intake manifold runner 15 as shown in FIG.
[0019]
The intake air whose flow rate is controlled by the throttle valve 26 is distributed from the surge tank 14 of the intake manifold to the intake manifold runner 15 continuing to each cylinder, mixed with fuel by the injector 21, and then introduced into the combustion chamber through the intake valve 27. In this embodiment, a hot-wire air flow meter 20 inserted from the top side is attached to the branch point of the intake manifold runner 15 from the intake tank surge tank 14 in this intake system. In the figure, only one hot-wire air flow meter and one intake manifold runner are shown for convenience, but there are actually as many as the number of cylinders.
[0020]
FIG. 9 is a detailed view of the mounting portion of the hot-wire air flow meter of FIG. 8, and the inlet surface of the auxiliary air passage 3 of the hot-wire air flow meter is parallel to the wall surface of the surge tank 14 of the intake manifold, and the outlet of the auxiliary air passage The module housing 1 is inserted and fixed with screws 10 so that the portion is in the intake manifold runner 15. In this embodiment, the intake manifold runner 15 can be mounted in each intake manifold runner even if the length in the vertical direction of the intake manifold runner 15 is shorter than the length of the insertion portion of the module housing.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is no need for a dedicated air passage in which a sub air passage is formed, and there is no need for a special air passage. A thermal air flow meter can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view from the upstream side of a pipeline according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is an external view of the intake manifold when mounted on the intake manifold.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of the mounting portion.
FIG. 5 is a front view in the process of manufacturing for explaining one embodiment of the structure of the product of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of fuel control by cylinder.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an intake manifold according to an embodiment attached to an intake manifold runner.
9 is a detailed sectional view of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Module housing, 2 ... Connector, 3 ... Sub air passage, 4 ... Main air passage, 5 ... Circuit board, 6 ... Heat wire, 7 ... Temperature sensitive resistor, 8 ... Terminal, 9 ... Lead frame, 14 ... Intake manifold Surge tank, 15 ... intake manifold runner, 18 ... base.

Claims

A secondary air passage having a bend;
A thermal sensor provided in the auxiliary air passage;
A circuit board for processing signals of the thermal sensor;
A plurality of parts, and a housing that accommodates the circuit board and constitutes the auxiliary air passage;
The auxiliary air passage and the circuit board are inserted into the main air passage through mounting holes provided in a body constituting the main air passage, and the auxiliary air passage and the circuit board are connected to the main air passage. Placed in the
A thermal air flow meter for an internal combustion engine, wherein the sub air passage extends along the circuit board downstream of the circuit board in the main air passage.

In claim 1,
A small window for adjusting the adjustment resistance of the circuit board from the outside provided in the housing ;
A cover member covering the small window;
A thermal air flow meter for an internal combustion engine, comprising:

In claim 1,
A thermal air flow meter for an internal combustion engine, characterized in that the outlet shape of the auxiliary air passage is a downstream jet type.

In claim 1,
2. A thermal air flow meter for an internal combustion engine, wherein the outlet shape of the auxiliary air passage is a slit-shaped side jet type.