JP4707412B2 - Gas flow measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、気体の流量を計測する発熱抵抗体式気体流量測定装置に関する。   The present invention relates to a heating resistor type gas flow measuring device for measuring a gas flow rate.

熱式抵抗体を加熱制御し、発熱抵抗体の放熱量によって流量を計測するものや、発熱抵抗体を加熱制御し、発熱抵抗体の近傍に配置した感温抵抗体の温度変化によって流量を計測するものなどの発熱抵抗式気体流量測定装置が知られている。   Heat flow is controlled by the thermal resistor and the flow rate is measured by the temperature change of the temperature sensitive resistor placed near the heating resistor. Heating resistance type gas flow rate measuring devices such as those that do are known.

この発熱抵抗式気体流量測定装置において、発熱抵抗体を含む流量計測素子と流量測定装置を駆動する電子回路部品は、セラミックなどの熱伝導率の大きな電気絶縁材料で構成される支持基盤に実装されている。   In this heating resistance type gas flow measuring device, the flow measuring element including the heating resistor and the electronic circuit components that drive the flow measuring device are mounted on a support base made of an electrically insulating material having a high thermal conductivity such as ceramic. ing.

近年、気体流量測定装置のコスト低減、部品数低減等の目的で気体流量測定装置の小型化が進み、気体流量計測素子と電子回路部品と互いに近接した位置に実装されるようになってきている。   In recent years, the gas flow measuring device has been downsized for the purpose of reducing the cost of the gas flow measuring device and reducing the number of components, and the gas flow measuring device and the electronic circuit component have been mounted at positions close to each other. .

そのため、電子回路部品の自己発熱により気体流量計測素子に熱が伝わり易くなり、この熱が要因となって測定誤差が大きくなっている。   For this reason, heat is easily transmitted to the gas flow rate measuring element due to self-heating of the electronic circuit parts, and this heat causes a measurement error.

また、発熱抵抗体式気体流量測定装置が、自動車用エンジンの吸気系等の高熱を発生する機器に取付けて使用される場合、吸気系のレイアウトにより様々な方向に取付けられる可能性があり、取付け方向によって、エンジン等からの熱伝達が異なり、計測誤差に相違が生じることが考えられる。   In addition, when the heating resistor type gas flow measuring device is used by being mounted on a device that generates high heat such as an intake system of an automobile engine, it may be mounted in various directions depending on the layout of the intake system. Depending on the heat transfer from the engine or the like, the measurement error may be different.

この計測誤差に相違を解決するために、温度計測素子等の電子回路部品が実装された回路基板に金属板を貼り付け、その金属板を放熱板として流体通路にさらして熱を外に逃がす技術が特許文献1に記載されている。   In order to solve this difference in measurement error, a technology is adopted in which a metal plate is attached to a circuit board on which electronic circuit components such as temperature measuring elements are mounted, and the metal plate is exposed to a fluid passage as a heat sink to release heat to the outside. Is described in Patent Document 1.

特開平11−14423号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-14423

ところで、自動車用エンジンの吸入空気量を測定する場合、例えばらせん状の副通路中の気体入口付近ではなく、気体出口付近に、発熱抵抗体、感温抵抗体、温度計測素子が配置されている。   By the way, when measuring the amount of intake air of an automobile engine, for example, a heating resistor, a temperature sensing resistor, and a temperature measuring element are arranged not near the gas inlet in the spiral sub-passage but near the gas outlet. .

このため、温度計測素子は、構造物に囲われた構造となっており、電子回路部品であるパワートランジスタからの発熱を金属板により放熱することはできるが、この金属板に伝達された熱が、温度計測素子に伝わり計測誤差を生じてしまっていた。   For this reason, the temperature measuring element has a structure surrounded by a structure, and the heat generated from the power transistor, which is an electronic circuit component, can be radiated by the metal plate, but the heat transmitted to the metal plate is , It was transmitted to the temperature measuring element, causing a measurement error.

本発明の目的は、回路素子等から温度測定素子への熱の伝達を抑制し、計測誤差を低減可能な気体流量測定装置を実現することである。   An object of the present invention is to realize a gas flow rate measuring device capable of suppressing heat transfer from a circuit element or the like to a temperature measuring element and reducing measurement errors.

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成される。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

(1)気体通路に流れる気体の一部を取り込む副通路と、この副通路内に配置され、気体の流量を計測する流量計測素子と、上記副通路内に配置され、気体の温度を計測する温度計測素子と、上記流量計測素子及び温度計測素子を駆動する電子回路と、この電子回路を保護するハウジング部材とを有する気体流量測定装置において、
上記電子回路の熱を放熱する金属ベース部材を備え、上記ハウジング部材の熱伝導率は上記金属ベース部材の熱伝導率より低く、上記副通路は、上記ハウジング部材と上記金属ベース部材とにより形成され、上記ハウジング部材の副通路形成部の両側壁に通気孔が形成され、これら通気孔の間に上記温度計測素子が配置される。
(1) A sub-passage that takes in part of the gas flowing in the gas passage, a flow rate measuring element that is arranged in the sub-passage and measures the flow rate of the gas, and a gas passage that measures the temperature of the gas. In a gas flow rate measuring device having a temperature measuring element, an electronic circuit that drives the flow rate measuring element and the temperature measuring element, and a housing member that protects the electronic circuit,
A metal base member that dissipates heat of the electronic circuit; the housing member has a thermal conductivity lower than that of the metal base member; and the sub-passage is formed by the housing member and the metal base member. A vent hole is formed in both side walls of the sub passage forming portion of the housing member, and the temperature measuring element is disposed between the vent holes.

(2)好ましくは、上記(1)において、上記通気孔の大きさは、上記温度計測素子よりも大きい。   (2) Preferably, in (1) above, the size of the vent is larger than that of the temperature measuring element.

(3)気体通路に流れる気体の一部を取り込む副通路と、この副通路内に配置され、気体の流量を計測する流量計測素子と、上記副通路内に配置され、気体の温度を計測する温度計測素子と、上記流量計測素子及び温度計測素子を駆動する電子回路と、この電子回路を保護するハウジング部材とを有する気体流量測定装置において、上記電子回路の熱を放熱する金属ベース部材を備え、上記副通路は、上記ハウジング部材と上記金属ベース部材とにより形成され、上記通気孔の一方は上記ハウジング部材に形成され、上記通気孔の他方は上記金属ベース部材に形成され、これら通気孔の間に上記温度計測素子が配置される
(4)好ましくは、上記(3)において、上記通気孔の大きさは、上記温度計測素子よりも大きい。
(3) A sub-passage that takes in part of the gas flowing in the gas passage, a flow rate measuring element that is disposed in the sub-passage and measures the flow rate of the gas, and is disposed in the sub-passage to measure the temperature of the gas. A gas flow rate measuring device having a temperature measuring element, an electronic circuit that drives the flow measuring element and the temperature measuring element, and a housing member that protects the electronic circuit, and includes a metal base member that dissipates heat from the electronic circuit. The sub-passage is formed by the housing member and the metal base member, one of the vent holes is formed in the housing member, and the other vent hole is formed in the metal base member . The temperature measuring element is disposed between them .
(4) Preferably, in (3) above, the size of the vent is larger than that of the temperature measuring element.

(5)また、好ましくは、上記()において、上記ハウジング部材は樹脂製である。 (5) Preferably, in the above ( 3 ), the housing member is made of resin.

(6)また、好ましくは、上記()、()、(5)において、上記温度計測素子と、上記副通路を構成する金属ベース部材との間隔は約6mmである。 (6) Preferably, in the above ( 1 ), ( 3 ), and (5), the distance between the temperature measuring element and the metal base member constituting the sub-passage is about 6 mm.

(7)また、好ましくは、上記()又は(5)において、上記金属ベース部材の上記通気孔の近辺に、溝もしくは貫通孔による断熱層を形成する。 (7) Preferably, in ( 3 ) or (5), a heat insulating layer is formed by a groove or a through hole in the vicinity of the air hole of the metal base member.

(8)また、好ましくは、上記()において、上記ハウジング部材の副通路形成部の、上記通気孔の近辺に溝もしくは貫通孔による断熱層を形成する。
(8) Preferably, in ( 1 ) above, a heat insulating layer is formed by a groove or a through hole in the vicinity of the vent hole in the sub-passage forming portion of the housing member.

(9)内燃機関の動作制御システムにおいて、上記(1)〜(8)の気体流量測定装置を用いて、燃料制御を行なう。   (9) In the operation control system of the internal combustion engine, fuel control is performed using the gas flow rate measuring devices according to the above (1) to (8).

本発明によれば、回路素子等から温度測定素子への熱の伝達を抑制し、計測誤差を低減可能な気体流量測定装置を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a gas flow rate measuring device that can suppress the transfer of heat from a circuit element or the like to a temperature measuring element and reduce measurement errors.

また、温度計測素子の熱影響低減のために開けた通気孔と金属ベースとの間に、溝もしくは貫通孔を設けることで熱伝導を抑制することができ、さらに計測誤差の低減が可能になる。   Moreover, by providing a groove or a through hole between the vent hole opened to reduce the thermal effect of the temperature measuring element and the metal base, heat conduction can be suppressed, and further measurement errors can be reduced. .

また、温度計測素子を副通路内に収めることができ、空気流量測定装置の小型化が可能となる。   Further, the temperature measuring element can be accommodated in the sub passage, and the air flow measuring device can be downsized.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、以下の例では、本発明を熱式流量測定装置に適用した場合の例である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following examples, the present invention is applied to a thermal flow rate measuring device.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態である気体流量測定装置の外観斜視図、図2は、第1の実施形態である気体流量測定装置を空気通路に配置した場合の断面図、図3は第1の実施形態である気体流量測定装置の一方側の側面図、図4は第1の実施形態である気体流量測定装置の他方側の側面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external perspective view of a gas flow rate measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view when the gas flow rate measuring apparatus according to the first embodiment is arranged in an air passage. 3 is a side view of one side of the gas flow rate measuring apparatus according to the first embodiment, and FIG. 4 is a side view of the other side of the gas flow rate measuring apparatus according to the first embodiment.

図1〜図4において、熱式流量測定装置1は、樹脂形成によるハウジング部材10およびカバー部材11と、金属ベース部材8との組立体であり、図2に示すような主管3に形成された挿入穴4に挿入され、下側部分(温度計測素子9、発熱抵抗体17、感温抵抗体18が配置されている部分)が、主管3により形成される主通路2に位置するように取りつけられる。   1 to 4, the thermal flow rate measuring device 1 is an assembly of a housing member 10 and a cover member 11 formed by resin formation and a metal base member 8, and is formed in the main pipe 3 as shown in FIG. 2. Inserted into the insertion hole 4 and attached so that the lower part (the part where the temperature measuring element 9, the heating resistor 17 and the temperature sensitive resistor 18 are arranged) is located in the main passage 2 formed by the main pipe 3. It is done.

熱式流量測定装置1が主通路2内に位置する下側部分には副空気通路5が形成され、この副空気通路5内に温度計測素子9、発熱抵抗体17、感温抵抗体18が配置されている。   A sub air passage 5 is formed in a lower portion where the thermal flow measuring device 1 is located in the main passage 2, and a temperature measuring element 9, a heating resistor 17 and a temperature sensitive resistor 18 are formed in the sub air passage 5. Has been placed.

空気流量を計測する発熱抵抗体17と、吸入空気16の温度を検出し温度保証を行うための感温抵抗体18と、さらに感温抵抗体18と別個に吸気空気16の温度を計測する温度計測素子9とがハウジング部材10に金属製支柱12を介して接続されている。   A heating resistor 17 that measures the air flow rate, a temperature sensing resistor 18 that detects the temperature of the intake air 16 and guarantees the temperature, and a temperature that measures the temperature of the intake air 16 separately from the temperature sensing resistor 18 A measuring element 9 is connected to the housing member 10 via a metal column 12.

そして、電子回路基板7が金属ベース部材8に積み重ねられ、金属ベース部材8の一部が、バイパス通路を形成する副空気通路5となっている。   Then, the electronic circuit board 7 is stacked on the metal base member 8, and a part of the metal base member 8 is a sub air passage 5 that forms a bypass passage.

ハウジング部材10は、プラスチック製であり、温度計測素子9と発熱抵抗体17と感温抵抗体18とを溶接等により保持するための金属製支柱12と、電子回路基板7と、電源や信号出力用の金属製端子13とがインサート形成されている。   The housing member 10 is made of plastic, and includes a metal support 12 for holding the temperature measuring element 9, the heating resistor 17, and the temperature sensitive resistor 18 by welding or the like, the electronic circuit board 7, a power source and a signal output. The metal terminal 13 for use is insert-formed.

電子回路基板7は、自動車のエンジンルーム内に設置されることを考慮して高温にも耐えうるアルミナセラミックスを板状に成形したものが用いられる。そして、アルミナセラミックスの表面に厚膜半導体や厚膜抵抗体ペーストが印刷され、その後、焼成により導体及び抵抗体パターンが形成される。この導体パターン上にパワートランジスタ15がはんだ等により実装される。   The electronic circuit board 7 is made of a plate-shaped alumina ceramic that can withstand high temperatures in consideration of being installed in an engine room of an automobile. Then, a thick film semiconductor or thick film resistor paste is printed on the surface of the alumina ceramic, and then a conductor and a resistor pattern are formed by firing. The power transistor 15 is mounted on the conductor pattern with solder or the like.

また、電子回路基板7は、金属ベース部材8に接着固定され、ハウジング部材10により保護されるように、電子回路基板7の側面のほぼ全周に亘ってハウジング部材10で囲われている。また、金属ベース部材8は、ハウジング部材10に接着固定もしくはインサート成形により、ハウジング部材10と一体化されている。   Further, the electronic circuit board 7 is surrounded by the housing member 10 over almost the entire circumference of the side surface of the electronic circuit board 7 so as to be bonded and fixed to the metal base member 8 and protected by the housing member 10. Further, the metal base member 8 is integrated with the housing member 10 by adhesive fixing or insert molding to the housing member 10.

電子回路基板7は必要に応じ特性調整を行い、板状のカバー部材11をハウジング部材10に接着等により固定し、電子回路基板7が密閉保護される。ハウジング部材10に内蔵された電子回路基板7、副空気通路5、吸入空気16の温度を検出するための発熱抵抗体17、感温抵抗体18及び温度計測素子9は、内燃機関に導入される主空気2が流れる吸気管内部に配置される。   The electronic circuit board 7 is adjusted in characteristics as necessary, and the plate-like cover member 11 is fixed to the housing member 10 by adhesion or the like, so that the electronic circuit board 7 is hermetically protected. The electronic circuit board 7, the auxiliary air passage 5, the heating resistor 17 for detecting the temperature of the intake air 16, the temperature sensitive resistor 18 and the temperature measuring element 9 incorporated in the housing member 10 are introduced into the internal combustion engine. Arranged inside the intake pipe through which the main air 2 flows.

熱式流量測定装置1を構成する上で、温度計測素子9、発熱抵抗体17と感温抵抗体18以外の全ての電子回路部品は、同一の回路基板上に実装するのが望ましい。これは、部品点数の削除と、実装作業の工程数削減によるコストダウンと、製品の小型化とを図ることができるからである。   In configuring the thermal flow measuring device 1, it is desirable that all electronic circuit components other than the temperature measuring element 9, the heating resistor 17 and the temperature sensitive resistor 18 are mounted on the same circuit board. This is because the number of parts can be deleted, the cost can be reduced by reducing the number of mounting processes, and the product can be downsized.

ここで、電子回路基板7に配置されるパワートランジスタ15は、電流増幅時に自己発熱を生ずる。このため、同一基板上にパワートランジスタ15と他の電子回路素子等を実装すると、パワートランジスタ15の周辺の電子回路素子等に熱影響を及ぼすことがある。   Here, the power transistor 15 disposed on the electronic circuit board 7 generates self-heating during current amplification. For this reason, when the power transistor 15 and other electronic circuit elements are mounted on the same substrate, the electronic circuit elements around the power transistor 15 may be affected by heat.

パワートランジスタ15を電子回路基板7に実装した場合、パワートランジスタ15の自己発熱により温度上昇を生じた電子回路基板7の熱は、電子回路基板7に接着等により固定された金属ベース部材8に伝導する。金属ベース部材8は、熱伝導率が高いため、全体的に温度上昇が生じてしまう。   When the power transistor 15 is mounted on the electronic circuit board 7, the heat of the electronic circuit board 7 caused by the self-heating of the power transistor 15 is conducted to the metal base member 8 fixed to the electronic circuit board 7 by adhesion or the like. To do. Since the metal base member 8 has high thermal conductivity, the temperature rises as a whole.

ここで、温度計測素子9は、副空気通路5の内部に配置されており、その周辺において、一方の側壁(副空気通路5の側壁)は、金属ベース部材8で構成され、他方の側壁はハウジング部材10で構成されている。   Here, the temperature measuring element 9 is disposed in the sub air passage 5, and in the periphery thereof, one side wall (side wall of the sub air passage 5) is configured by the metal base member 8, and the other side wall is The housing member 10 is used.

したがって、パワートランジスタ15の熱が金属ベース部材8へ熱伝導すると、金属ベース部材8の熱は副空気通路5の内部空気に熱伝達する。   Therefore, when the heat of the power transistor 15 is conducted to the metal base member 8, the heat of the metal base member 8 is transferred to the internal air of the sub air passage 5.

このため、本発明の構成となっていない場合は、吸入空気16の温度を検出している温度計測素子9は、パワートランジスタ15の自己発熱に起因した熱影響を受けて検出温度に誤差を生じてしまう可能性がある。   For this reason, in the case where the configuration of the present invention is not employed, the temperature measuring element 9 that detects the temperature of the intake air 16 is affected by the heat caused by the self-heating of the power transistor 15 and generates an error in the detected temperature. There is a possibility that.

無風及び吸入空気16の流速が0.5m/s程度の極低流速下においては、金属ベース部材8は、ほぼ自然対流時の放熱となり、温度計測素子9や発熱抵抗体17、感温抵抗体18に熱影響を及ぼす。逆に、吸入空気16が高流速下においては、金属ベース部材8の温度上昇による熱がほとんど空気に奪われ冷却されることで副空気通路5内は吸入空気16の温度と等しくなる。   Under an extremely low flow rate of no wind and intake air 16 of about 0.5 m / s, the metal base member 8 radiates heat during natural convection, and the temperature measuring element 9, the heating resistor 17, and the temperature sensitive resistor. 18 is affected by heat. On the contrary, when the intake air 16 is at a high flow rate, the heat due to the temperature rise of the metal base member 8 is almost taken away by the air and cooled, so that the temperature of the sub air passage 5 becomes equal to the temperature of the intake air 16.

つまり、金属ベース部材8の温度は、吸入空気16の流速に依存するが、この流速に温度検出誤差も依存してしまう。   That is, the temperature of the metal base member 8 depends on the flow velocity of the intake air 16, but the temperature detection error also depends on this flow velocity.

そこで、本発明の第1の実施形態においては、温度計測素子9が取り付けられている位置は、金属ベース部材8がカットされ、ハウジング部材10と一体となった樹脂部材19と、ハウジング部材10の一部で構成された副空気通路部材21で副空気通路5が構成された部分となっている。   Therefore, in the first embodiment of the present invention, the position where the temperature measuring element 9 is attached is the resin member 19 in which the metal base member 8 is cut and integrated with the housing member 10, and the housing member 10. The sub-air passage member 21 is a part of which the sub-air passage 5 is formed.

さらに、樹脂部材19及び副空気通路部材21(副通路を形成する両側壁(19、21))には温度計測素子9より大きな通気孔14が形成され、これら通気孔14の間に温度計測素子9が取り付けられている。また、金属ベース部材8は、温度計測素子9の下流側に配置されており、順流の場合、空気流は、温度計測素子9を通過した後に金属ベース部材8を通過する。   Further, a vent hole 14 larger than the temperature measuring element 9 is formed in the resin member 19 and the sub air passage member 21 (both side walls (19, 21) forming the sub path), and the temperature measuring element is interposed between the vent holes 14. 9 is attached. The metal base member 8 is disposed on the downstream side of the temperature measuring element 9, and in the case of forward flow, the air flow passes through the metal base member 8 after passing through the temperature measuring element 9.

このため、電子回路基板7に配置されたパワートランジスタ15からの熱は電子回路基板7から金属ベース部材8に伝わるものの、この金属ベース部材8から樹脂部材19への熱伝達率は低いため、温度計測素子9には伝達されにくい。   For this reason, although heat from the power transistor 15 disposed on the electronic circuit board 7 is transferred from the electronic circuit board 7 to the metal base member 8, the heat transfer rate from the metal base member 8 to the resin member 19 is low. It is difficult to transmit to the measuring element 9.

さらに、温度計測素子9が配置された位置は、2つの大きな通気孔14が互いに対向して形成されているため、冷却効果もある。   Further, the position where the temperature measuring element 9 is disposed has a cooling effect because the two large vent holes 14 are formed to face each other.

これにより、金属ベース部材8の熱による温度計測素子9の温度上昇は抑制される。   Thereby, the temperature rise of the temperature measuring element 9 due to the heat of the metal base member 8 is suppressed.

図5、図6は、本発明の第1の実施形態の効果を確認するために実施したCAE計算結果の温度分布の一例を示す図である。図5、図6中のスケールは温度を示す。   5 and 6 are diagrams illustrating an example of a temperature distribution of a CAE calculation result performed in order to confirm the effect of the first embodiment of the present invention. The scales in FIGS. 5 and 6 indicate temperature.

図5は、本発明の第1の実施形態に対する比較例を示す図であり、副通気通路5の一側面のほぼ全面が金属ベース部材8で構成され、温度計測素子9は、副空気通路5の下流側部分に配置され、かつ、通気孔14を有しない場合の温度計測素子9の温度分布である。   FIG. 5 is a view showing a comparative example with respect to the first embodiment of the present invention, in which almost the entire one side surface of the auxiliary ventilation passage 5 is constituted by the metal base member 8, and the temperature measuring element 9 is the auxiliary air passage 5. This is a temperature distribution of the temperature measuring element 9 when it is arranged in the downstream portion of the temperature sensor and does not have the vent hole 14.

これに対し、図6は、本発明の第1の実施形態であり、金属ベース部材8と温度計測素子9との距離L=6mm以上とした場合の温度分布図である。   On the other hand, FIG. 6 is a first embodiment of the present invention, and is a temperature distribution diagram when the distance L between the metal base member 8 and the temperature measuring element 9 is 6 mm or more.

図5に示す例の場合と、図6に示す本発明の第1の実施形態の場合とを比較すれば分かるように、本発明の第1の実施形態は、金属ベース8を介して伝わる温度計測素子9への熱影響を少なくすることができる。   As can be seen by comparing the case of the example shown in FIG. 5 with the case of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the first embodiment of the present invention is the temperature transmitted through the metal base 8. The thermal influence on the measuring element 9 can be reduced.

つまり、温度計測素子9の温度は、吸気温度20度に対し、本発明では28.25度であり、比較例より大幅に改善されている。   That is, the temperature of the temperature measuring element 9 is 28.25 degrees in the present invention with respect to the intake air temperature of 20 degrees, which is a significant improvement over the comparative example.

図7は、本発明の第1の実施形態の変形例を示す図である。この図7に示す例は、樹脂部材19の、金属ベース部材8と接触する側に溝20を形成し、この溝20の部分に対応する空気層(断熱層)による断熱効果で、金属ベース部材8から温度計測素子9に伝わる熱をさらに遮断した例である。   FIG. 7 is a diagram showing a modification of the first embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 7, the groove 20 is formed on the resin member 19 on the side in contact with the metal base member 8, and the heat insulating effect by the air layer (heat insulating layer) corresponding to the groove 20 portion is obtained. This is an example in which the heat transmitted from 8 to the temperature measuring element 9 is further blocked.

図8は、図7に示した例の温度上昇抑制効果を確認するために実施したCAE計算結果の温度分布の一例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a temperature distribution of a CAE calculation result performed in order to confirm the temperature rise suppression effect of the example illustrated in FIG.

図8に示した例と図6に示した例とを比較すれば分かるように、図7に示した例は、温度上昇抑制効果が改善されていることが理解できる。   As can be seen from a comparison between the example shown in FIG. 8 and the example shown in FIG. 6, it can be understood that the example shown in FIG.

この図7は、溝20を形成する例であるが、溝20に代えて、貫通孔であってもよい。   Although FIG. 7 shows an example in which the groove 20 is formed, a through hole may be used instead of the groove 20.

なお、図5の例に比較して、図6の例は、温度計測素子9の温度上昇が56%低減された。また、図5の例に比較して、図8の例は、温度計測素子9の温度上昇が65%低減された。   In addition, compared with the example of FIG. 5, the temperature rise of the temperature measuring element 9 was reduced by 56% in the example of FIG. Further, in the example of FIG. 8, the temperature rise of the temperature measuring element 9 is reduced by 65% compared to the example of FIG. 5.

(第2の実施形態)
図9は本発明の第2の実施形態である気体流量測定装置を空気通路に配置した場合の概略断面図、図10は第2の実施形態である気体流量測定装置の一方側の側面図、図11は第2の実施形態である気体流量測定装置の他方側の側面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view when the gas flow measuring device according to the second embodiment of the present invention is arranged in the air passage, FIG. 10 is a side view of one side of the gas flow measuring device according to the second embodiment, FIG. 11 is a side view of the other side of the gas flow rate measuring apparatus according to the second embodiment.

この第2の実施形態と第1の実施形態との相違点は、副空気通路5の形状が、第2の実施形態においては、螺旋状となっている点と、図1に示した樹脂部材19は設けられておらず、金属ベース部材8に形成された通気孔14に、温度計測素子9が配置されている点である。その他の構成は、第2の実施形態と第1の実施形態とは同様となっており、通気孔14は、副空気通路5の吸入空気入口近辺に形成されている。   The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the auxiliary air passage 5 has a spiral shape in the second embodiment, and the resin member shown in FIG. 19 is not provided, and the temperature measuring element 9 is disposed in the vent hole 14 formed in the metal base member 8. Other configurations are the same as those of the second embodiment and the first embodiment, and the vent hole 14 is formed in the vicinity of the intake air inlet of the sub air passage 5.

この第2の実施形態においては、金属ベース部材8と通気孔14との間には樹脂部材19は介在しないが、金属ベース部材8の熱は、直接的には温度検出素子9に伝達されることはなく、かつ、通気孔14は、副空気通路5の吸入空気入口近辺に形成されているので、金属ベース部材8の熱による温度検出素子9の温度上昇を抑制することができる。   In the second embodiment, the resin member 19 is not interposed between the metal base member 8 and the vent hole 14, but the heat of the metal base member 8 is directly transmitted to the temperature detection element 9. In addition, since the vent hole 14 is formed in the vicinity of the intake air inlet of the sub air passage 5, the temperature rise of the temperature detecting element 9 due to the heat of the metal base member 8 can be suppressed.

ここで、金属ベース部材8に形成される通気孔14は、温度検出素子9と、通気孔14を形成する金属ベース部材8の枠部との距離は、6mm以上であることが望ましい。   Here, in the vent hole 14 formed in the metal base member 8, the distance between the temperature detecting element 9 and the frame portion of the metal base member 8 forming the vent hole 14 is preferably 6 mm or more.

なお、この第2の実施形態において、図7に示した例のように、溝20又は貫通孔を形成することも可能である。   In the second embodiment, it is also possible to form the groove 20 or the through hole as in the example shown in FIG.

図12は、本発明の気体流量計測装置を用いた電子燃料噴射方式の内燃機関の動作制御システムの具体的構成例を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing a specific configuration example of an operation control system of an internal combustion engine of an electronic fuel injection method using the gas flow rate measuring device of the present invention.

図12において、エアクリーナ100から吸入された吸入空気16は、気体流量計測装置1が配置された主管3、吸気ダクト103、スロットルボディ104及び燃料が供給されるインジェクタ(燃料噴射弁)105を備えたインテークマニホールド106を経て、エンジンシリンダ107に吸入される。   In FIG. 12, the intake air 16 sucked from the air cleaner 100 includes a main pipe 3 in which the gas flow rate measuring device 1 is disposed, an intake duct 103, a throttle body 104, and an injector (fuel injection valve) 105 to which fuel is supplied. The air is sucked into the engine cylinder 107 through the intake manifold 106.

そして、エンジンシリンダ107で発生したガス108は排気マニホールド109を経て外部に排出される。   The gas 108 generated in the engine cylinder 107 is discharged to the outside through the exhaust manifold 109.

気体流量計測装置1から出力される空気流量信号、吸入空気温度信号、スロットル角度センサ111から出力されるスロットルバルブ角度信号、排気マニホールド109に設けられた酸素濃度計112から出力される酸素濃度信号、及びエンジン回転速度計113から出力されるエンジン回転速度信号等は、コントロールユニット114に供給される。   An air flow rate signal output from the gas flow rate measuring device 1, an intake air temperature signal, a throttle valve angle signal output from the throttle angle sensor 111, an oxygen concentration signal output from the oxygen concentration meter 112 provided in the exhaust manifold 109, The engine rotational speed signal output from the engine rotational speed meter 113 is supplied to the control unit 114.

コントロールユニット114は、供給された信号を逐次演算して、最適な燃料噴射量とアイドルエアコントロールバルブ開度とを求め、その値を使ってインジェクタ105及びアイドルエアコントロールバルブ115を制御する。   The control unit 114 sequentially calculates the supplied signal to obtain an optimal fuel injection amount and an idle air control valve opening, and controls the injector 105 and the idle air control valve 115 using these values.

本発明による気体流量計測装置1を電子燃料噴射方式の内燃機関に使用すれば、正確な空気流量を測定することができ、内燃機関の正確な動作制御を行なうことができる。   If the gas flow rate measuring device 1 according to the present invention is used in an electronic fuel injection type internal combustion engine, an accurate air flow rate can be measured, and an accurate operation control of the internal combustion engine can be performed.

本発明は、熱を伝える部材に通気孔を形成するという簡単な手法により熱遮蔽ができ、温度計測素子を備えた温度計測精度が不可欠な計測装置にも適用することができる。   The present invention can be heat shielded by a simple method of forming a ventilation hole in a member that conducts heat, and can also be applied to a measuring device that includes a temperature measuring element and that requires temperature measurement accuracy.

本発明の第1の実施形態である気体流量測定装置の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a gas flow rate measuring device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態である気体流量測定装置を空気通路に配置した場合の断面図である。It is sectional drawing at the time of arrange | positioning the gas flow measuring device which is the 1st Embodiment of this invention in an air path. 本発明の第1の実施形態である気体流量測定装置の一方側の側面図である。It is a side view of one side of the gas flow measuring device which is the 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態である気体流量測定装置の他方側の側面図である。It is a side view of the other side of the gas flow measuring apparatus which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明に対する比較例におけるCAE計算結果の温度分布を示す図である。It is a figure which shows the temperature distribution of the CAE calculation result in the comparative example with respect to this invention. 本発明の第1の実施形態におけるCAE計算結果の温度分布を示す図である。It is a figure which shows the temperature distribution of the CAE calculation result in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における変形例の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the modification in the 1st Embodiment of this invention. 図7に示したれにおけるCAE計算結果の温度分布を示す図である。It is a figure which shows the temperature distribution of the CAE calculation result in FIG. 本発明の第2の実施形態である気体流量測定装置を吸気管に取り付けた状態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the state which attached the gas flow measuring device which is the 2nd Embodiment of this invention to the intake pipe. 本発明の第2の実施形態である気体流量測定装置の一方側の側面図である。It is a side view of the one side of the gas flow measuring device which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態である気体流量測定装置の他方側の側面図である。It is a side view of the other side of the gas flow measuring device which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の気体流量計測装置を用いた電子燃料噴射方式の内燃機関の具体的構成例を示す図である。It is a figure which shows the specific structural example of the internal combustion engine of an electronic fuel injection system using the gas flow measuring device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 熱式流量測定装置
2 主通路
3 主管
4 挿入穴
5 副空気通路
6 流量計測センサ素子
7 電子回路基板
8 金属ベース部材
9 温度計測素子
10 ハウジング部材
11 カバー部材
12 金属製支柱
13 金属製端子
14 通気孔
15 パワートランジスタ
16 吸入空気
17 発熱抵抗体
18 感温抵抗体
19 樹脂部材
20 溝
21 副空気通路部材
100 エアクリーナ
103 吸気ダクト
104 スロットルボディ
105 インジェクタ
106 マニホールド
107 エンジンシリンダ
109 排気マニホールド
111 スロットル角度センサ
112 酸素濃度計
113 エンジン回転速度計
114 コントロールユニット
115 アイドルエアコントロールバルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal flow measuring device 2 Main passage 3 Main pipe 4 Insertion hole 5 Sub air passage 6 Flow measurement sensor element 7 Electronic circuit board 8 Metal base member 9 Temperature measurement element 10 Housing member 11 Cover member 12 Metal support 13 Metal terminal 14 Ventilation hole 15 Power transistor 16 Intake air 17 Heating resistor 18 Temperature sensitive resistor 19 Resin member 20 Groove 21 Sub air passage member 100 Air cleaner 103 Intake duct 104 Throttle body 105 Injector 106 Manifold 107 Engine cylinder 109 Exhaust manifold 111 Throttle angle sensor 112 Oxygen concentration meter 113 Engine speed meter 114 Control unit 115 Idle air control valve

Claims (9)

気体通路に流れる気体の一部を取り込む副通路と、この副通路内に配置され、気体の流量を計測する流量計測素子と、上記副通路内に配置され、気体の温度を計測する温度計測素子と、上記流量計測素子及び温度計測素子を駆動する電子回路と、この電子回路を保護するハウジング部材とを有する気体流量測定装置において、
上記電子回路の熱を放熱する金属ベース部材を備え、上記ハウジング部材の熱伝導率は上記金属ベース部材の熱伝導率より低く、上記副通路は、上記ハウジング部材と上記金属ベース部材とにより形成され、上記ハウジング部材の副通路形成部の両側壁に通気孔が形成され、これら通気孔の間に上記温度計測素子が配置されることを特徴とする気体流量測定装置。
A sub-passage that takes in part of the gas flowing in the gas passage, a flow rate measuring element that is arranged in the sub-passage and measures the flow rate of the gas, and a temperature measurement element that is arranged in the sub-passage and measures the temperature of the gas And a gas flow rate measuring device having an electronic circuit that drives the flow rate measuring element and the temperature measuring element, and a housing member that protects the electronic circuit.
A metal base member that dissipates heat of the electronic circuit; the housing member has a thermal conductivity lower than that of the metal base member; and the sub-passage is formed by the housing member and the metal base member. A gas flow rate measuring device, wherein vent holes are formed in both side walls of the sub-passage forming portion of the housing member, and the temperature measuring element is disposed between the vent holes.
請求項1記載の気体流量測定装置において、
上記通気孔の大きさは、上記温度計測素子よりも大きいことを特徴とする気体流量測定装置。
In the gas flow measuring device according to claim 1,
The gas flow rate measuring device according to claim 1, wherein a size of the vent hole is larger than that of the temperature measuring element.
気体通路に流れる気体の一部を取り込む副通路と、この副通路内に配置され、気体の流量を計測する流量計測素子と、上記副通路内に配置され、気体の温度を計測する温度計測素子と、上記流量計測素子及び温度計測素子を駆動する電子回路と、この電子回路を保護するハウジング部材とを有する気体流量測定装置において、
上記電子回路の熱を放熱する金属ベース部材を備え、上記副通路は、上記ハウジング部材と上記金属ベース部材とにより形成され、上記通気孔の一方は上記ハウジング部材に形成され、上記通気孔の他方は上記金属ベース部材に形成され、これら通気孔の間に上記温度計測素子が配置されることを特徴とする気体流量測定装置。
A sub-passage that takes in part of the gas flowing in the gas passage, a flow rate measuring element that is arranged in the sub-passage and measures the flow rate of the gas, and a temperature measurement element that is arranged in the sub-passage and measures the temperature of the gas And a gas flow rate measuring device having an electronic circuit that drives the flow rate measuring element and the temperature measuring element, and a housing member that protects the electronic circuit .
A metal base member that dissipates heat of the electronic circuit, wherein the sub-passage is formed by the housing member and the metal base member, one of the vent holes is formed in the housing member, and the other of the vent holes Is formed on the metal base member, and the temperature measuring element is disposed between the vent holes.
請求項3記載の気体流量測定装置において、In the gas flow measuring device according to claim 3,
上記通気孔の大きさは、上記温度計測素子よりも大きいことを特徴とする気体流量測定装置。The gas flow rate measuring device according to claim 1, wherein a size of the vent hole is larger than that of the temperature measuring element.
請求項記載の気体流量測定装置において、
上記ハウジング部材は樹脂製であることを特徴とする発熱抵抗式流量測定装置。
In the gas flow measuring device according to claim 3 ,
The heating resistance type flow rate measuring device, wherein the housing member is made of resin.
請求項1、3、5のうちのいずれか一項記載の気体流量測定装置において、
上記温度計測素子と、上記副通路を構成する金属ベース部材との間隔は約6mmであることを特徴とする気体流量測定装置。
In the gas flow measuring device according to any one of claims 1, 3, and 5,
A gas flow rate measuring apparatus, wherein a distance between the temperature measuring element and the metal base member constituting the sub-passage is about 6 mm.
請求項又は5記載の気体流量測定装置において、
上記金属ベース部材の上記通気孔の近辺に、溝もしくは貫通孔による断熱層を形成することを特徴とする気体流量測定装置。
In the gas flow measuring device according to claim 3 or 5,
A gas flow rate measuring apparatus, wherein a heat insulating layer is formed by a groove or a through hole in the vicinity of the vent hole of the metal base member.
請求項記載の気体流量測定装置において、
上記ハウジング部材の副通路形成部の、上記通気孔の近辺に溝もしくは貫通孔による断熱層を形成することを特徴とする気体流量測定装置。
In the gas flow measuring device according to claim 1 ,
A gas flow rate measuring device, wherein a heat insulating layer is formed by a groove or a through hole in the vicinity of the vent hole in the sub passage forming portion of the housing member.
内燃機関の動作制御システムにおいて、
請求項1〜8のうちのいずれか一項記載の気体流量測定装置を用いて、燃料制御を行なうことを特徴とする内燃機関の動作制御システム。
In an internal combustion engine operation control system,
9. An operation control system for an internal combustion engine, wherein fuel control is performed using the gas flow rate measuring device according to any one of claims 1 to 8.
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