JPH0758211B2 - 自動車エンジンの吸入空気流量計 - Google Patents
自動車エンジンの吸入空気流量計Info
- Publication number
- JPH0758211B2 JPH0758211B2 JP58024659A JP2465983A JPH0758211B2 JP H0758211 B2 JPH0758211 B2 JP H0758211B2 JP 58024659 A JP58024659 A JP 58024659A JP 2465983 A JP2465983 A JP 2465983A JP H0758211 B2 JPH0758211 B2 JP H0758211B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- lead wire
- probe
- air flow
- intake air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱式空気流量計に係り、特に流速が時間的に
変化する変動流を測定するに好適な熱式空気流量計に関
する。
変化する変動流を測定するに好適な熱式空気流量計に関
する。
従来の技術は、例えば特開昭55−48614号に示すよう
に、電気抵抗体を加熱し、この電気抵抗体から周囲の流
体に伝わる熱量が流速により変化することを利用して、
流速を測定するものである。
に、電気抵抗体を加熱し、この電気抵抗体から周囲の流
体に伝わる熱量が流速により変化することを利用して、
流速を測定するものである。
一般に、電気抵抗側は、任意の支持部材に支持される。
支持部の電気抵抗体側は高温に他端は周囲の流体と同じ
温度に維持される。したがって、支持部材を介して高温
側から低温側に熱が移動する現象が生じる。この支持部
材を介して移動する熱量は、流速によって変化する。そ
のため、測定誤差を生じると共にさらに流速変化時の応
答性が極めて悪くなるという問題があった。
支持部の電気抵抗体側は高温に他端は周囲の流体と同じ
温度に維持される。したがって、支持部材を介して高温
側から低温側に熱が移動する現象が生じる。この支持部
材を介して移動する熱量は、流速によって変化する。そ
のため、測定誤差を生じると共にさらに流速変化時の応
答性が極めて悪くなるという問題があった。
本発明の目的は、測定誤差を防止しかつ流速変化時の応
答性の高い熱式空気流量計を提供することにある。
答性の高い熱式空気流量計を提供することにある。
上記目的は、円柱型セラミックの外表面に形成された温
度依存性の加熱抵抗体と、前記加熱抵抗体の上を被覆す
るガラスと、前記円柱型セラミックを被測定空気中にさ
らされるように支持する支持部と、前記加熱抵抗体の温
度と被測定空気の温度との温度差をほぼ一定に保つ加熱
制御手段とを有する自動車エンジンの吸入空気流量計に
おいて、前記支持部は前記円柱型セラミックと接合材に
て接続されるリード線と、前記リード線と橋渡し構造と
なるようにスポット溶接によって前記リード線と接合さ
れ、電気的絶縁性を有する樹脂からなるホルダに埋め込
まれた支持部材とから構成され、前記円柱型セラミック
の長さと直径の比を５以上とし、かつ前記リード線の長
さと直径の比を10以上に設定するとともに、前記加熱制
御手段によって前記温度差を100℃〜250℃に設定するよ
うにしたことにより達成される。
度依存性の加熱抵抗体と、前記加熱抵抗体の上を被覆す
るガラスと、前記円柱型セラミックを被測定空気中にさ
らされるように支持する支持部と、前記加熱抵抗体の温
度と被測定空気の温度との温度差をほぼ一定に保つ加熱
制御手段とを有する自動車エンジンの吸入空気流量計に
おいて、前記支持部は前記円柱型セラミックと接合材に
て接続されるリード線と、前記リード線と橋渡し構造と
なるようにスポット溶接によって前記リード線と接合さ
れ、電気的絶縁性を有する樹脂からなるホルダに埋め込
まれた支持部材とから構成され、前記円柱型セラミック
の長さと直径の比を５以上とし、かつ前記リード線の長
さと直径の比を10以上に設定するとともに、前記加熱制
御手段によって前記温度差を100℃〜250℃に設定するよ
うにしたことにより達成される。
加熱抵抗体の発生熱は、空気流への放熱Q1とリード線を
通じて支持部材へ逃げる熱Q2となるが、その熱量比Q2/Q
1が大きいと空気流量により加熱抵抗体の温度分布が大
きく変化して空気流量変化時の応答が遅くなるが、円柱
型セラミックの長さと直径の比を５以上、リード線の長
さと直径の比を10以上とすることにより支持部材へ逃げ
る熱を小さくすることができるため、空気流量変化時の
応答性が向上する。
通じて支持部材へ逃げる熱Q2となるが、その熱量比Q2/Q
1が大きいと空気流量により加熱抵抗体の温度分布が大
きく変化して空気流量変化時の応答が遅くなるが、円柱
型セラミックの長さと直径の比を５以上、リード線の長
さと直径の比を10以上とすることにより支持部材へ逃げ
る熱を小さくすることができるため、空気流量変化時の
応答性が向上する。
また、加熱抵抗体と被測定空気との温度差を100℃〜250
℃に設定することにより円柱型セラミックの被覆材であ
るガラスを軟化させることなく加熱抵抗体の塵埃付着の
原因となる水を瞬時に蒸発させることができる。
℃に設定することにより円柱型セラミックの被覆材であ
るガラスを軟化させることなく加熱抵抗体の塵埃付着の
原因となる水を瞬時に蒸発させることができる。
第１図〜第４図は、本発明を用いた実施例を示す。被測
定流体が流れる流路に吸気筒１を設置し、該流路に整流
筒３を設け、この中に、流測測定用の熱線プローブ7,温
度補償用プローブ８が設けられる。なお、ベンチュリ部
4,整流筒３は、熱線プローブ７で検知した流速信号を定
数倍すれば吸気路２を流れる流量が正確に測定できるよ
うに、吸気路２内の流れの速度分布が一様になるように
設けられた部材である。なお、自動車エンジンの吸入空
気流量を測定する場合には、通常、給気筒１の上流に
は、エアクリーナ（図示せず）、下流は、エンジンに接
続される。第２図は、第１図の変形例で、吸気路２を分
岐したバイパス通路9,10に熱線プローブ7,温度補償用プ
ローブ８を設けて、バイパス通路の流速を測定して、吸
気路２を通過する流量を推定する方式である。この構成
によれば、エンジン不調時に生ずるバックファイアの火
炎に直接、熱線プローブ7,温度補償用プローブ８が、さ
らされないので、第１図の構成に比べ耐久性に優れると
いう特長がある。第３図は、流速検出部の詳細図であ
る。熱線プローブ7,温度補償用プローブ８とも、白金イ
リジウム，ステンレス線，鋼線等からなるリード線11で
支持され、さらにリード線11は、電気的絶縁性を有する
樹脂等からなるホルダ13に設め込まれた支持部材12にス
ポット溶接により橋渡し構造となるように接続される。
リード線11,支持部材12は、熱線プローブ7,温度補償用
プローブ８を流体中に支持すると共に、電子回路５と7,
8を電気的に接続する電気導線の機能を持つ。第４図
は、熱線プローブ7,温度補償プローブ８の詳細図であ
る。中空セラミック16とリード線11は、接合剤17にて接
合される。セラミック16の上に白金線14を巻き、その上
を、ガラスまたは、耐熱性樹脂から成る被覆材にて被覆
する。なお、白金線14と、リード線11は、スポット溶接
または、ロー付けにて接合される。また、熱線プローブ
7,温度補償プローブ８は第４図に示す以外に、抵抗体を
白金厚膜，白金薄膜で形成し、抵抗値調整は、レーザト
リミングにて行う方法を用いても良い。
定流体が流れる流路に吸気筒１を設置し、該流路に整流
筒３を設け、この中に、流測測定用の熱線プローブ7,温
度補償用プローブ８が設けられる。なお、ベンチュリ部
4,整流筒３は、熱線プローブ７で検知した流速信号を定
数倍すれば吸気路２を流れる流量が正確に測定できるよ
うに、吸気路２内の流れの速度分布が一様になるように
設けられた部材である。なお、自動車エンジンの吸入空
気流量を測定する場合には、通常、給気筒１の上流に
は、エアクリーナ（図示せず）、下流は、エンジンに接
続される。第２図は、第１図の変形例で、吸気路２を分
岐したバイパス通路9,10に熱線プローブ7,温度補償用プ
ローブ８を設けて、バイパス通路の流速を測定して、吸
気路２を通過する流量を推定する方式である。この構成
によれば、エンジン不調時に生ずるバックファイアの火
炎に直接、熱線プローブ7,温度補償用プローブ８が、さ
らされないので、第１図の構成に比べ耐久性に優れると
いう特長がある。第３図は、流速検出部の詳細図であ
る。熱線プローブ7,温度補償用プローブ８とも、白金イ
リジウム，ステンレス線，鋼線等からなるリード線11で
支持され、さらにリード線11は、電気的絶縁性を有する
樹脂等からなるホルダ13に設め込まれた支持部材12にス
ポット溶接により橋渡し構造となるように接続される。
リード線11,支持部材12は、熱線プローブ7,温度補償用
プローブ８を流体中に支持すると共に、電子回路５と7,
8を電気的に接続する電気導線の機能を持つ。第４図
は、熱線プローブ7,温度補償プローブ８の詳細図であ
る。中空セラミック16とリード線11は、接合剤17にて接
合される。セラミック16の上に白金線14を巻き、その上
を、ガラスまたは、耐熱性樹脂から成る被覆材にて被覆
する。なお、白金線14と、リード線11は、スポット溶接
または、ロー付けにて接合される。また、熱線プローブ
7,温度補償プローブ８は第４図に示す以外に、抵抗体を
白金厚膜，白金薄膜で形成し、抵抗値調整は、レーザト
リミングにて行う方法を用いても良い。
第５図は、第４図の構成の熱線プローブにて、空気流速
をステップ的に変化させた時の、熱線流速計の信号の応
答性の実験結果である。ここで、熱線信号は空気流量に
対応した信号である。また、熱式流速計の信号の応答性
とは空気流速をステップ的に変化させた時、空気流速
が、変化し始めてから熱線流速計の信号が最終値に到達
するまでの時間をいう。第４図中に示したプローブの長
さl1と直径d1の比l1/d1で実験結果は、良く整理でき
る。これを、第６図で説明する。第６図は、熱線プロー
ブ７の温度分布の模式図である。プローブの端面Ａ部
は、白金線が巻かれていないこと、また、リード線11で
冷却されるために図のように、プローブ中央部に比べて
温度は低下する。
をステップ的に変化させた時の、熱線流速計の信号の応
答性の実験結果である。ここで、熱線信号は空気流量に
対応した信号である。また、熱式流速計の信号の応答性
とは空気流速をステップ的に変化させた時、空気流速
が、変化し始めてから熱線流速計の信号が最終値に到達
するまでの時間をいう。第４図中に示したプローブの長
さl1と直径d1の比l1/d1で実験結果は、良く整理でき
る。これを、第６図で説明する。第６図は、熱線プロー
ブ７の温度分布の模式図である。プローブの端面Ａ部
は、白金線が巻かれていないこと、また、リード線11で
冷却されるために図のように、プローブ中央部に比べて
温度は低下する。
図のように温度の低下する部分の長さをlcとして、lcを
計算により求めると、 となる。
計算により求めると、 となる。
また、リード線11の影響も と表わせる。第７図は、熱線プローブ１の温度分布の実
験結果である。この図において横軸は熱線プローブ７及
びリード線11の温度の測定位置を、縦軸は温度を示す。
この図からわかるように、lc/l1の値は、空気流速の影
響も受け、空気流速が高い程、lc/l1の値は、大きくな
る。従って、空気流速が変化すると、lc/l1の値が変化
する。即ちプローブ内の温度分布が変化する結果、第５
図のような応答性を示すことになり、しかも、（１）
（２）式に示すように、l1/d1，l2/d2が小である程、lc
/l1は大となり、空気流速の変化に伴うプローブ内の温
度分布は、大となり、第５図に示すように、l1/d1が小
さい程、応答性は、悪くなる。また、第８図はl2/d2が
応答性に及ぼす影響を示したもので、リード線11の長さ
と直径の比（l2/d2）を変えたときの実験結果を示した
ものである。図中には空気流速をステップ的に増加させ
た時と減少させた時の熱線信号の応答を併記してある。
一般に自動車エンジンの電子燃料噴射装置の吸入空気流
量計の応答性は、95％応答で、少なくとも0.1秒以下で
なければならない。この点からプローブの長さと直径の
比l1/d1は５以上、リード線11の長さと直径の比l2/d
2は、10以上である必要がある。
験結果である。この図において横軸は熱線プローブ７及
びリード線11の温度の測定位置を、縦軸は温度を示す。
この図からわかるように、lc/l1の値は、空気流速の影
響も受け、空気流速が高い程、lc/l1の値は、大きくな
る。従って、空気流速が変化すると、lc/l1の値が変化
する。即ちプローブ内の温度分布が変化する結果、第５
図のような応答性を示すことになり、しかも、（１）
（２）式に示すように、l1/d1，l2/d2が小である程、lc
/l1は大となり、空気流速の変化に伴うプローブ内の温
度分布は、大となり、第５図に示すように、l1/d1が小
さい程、応答性は、悪くなる。また、第８図はl2/d2が
応答性に及ぼす影響を示したもので、リード線11の長さ
と直径の比（l2/d2）を変えたときの実験結果を示した
ものである。図中には空気流速をステップ的に増加させ
た時と減少させた時の熱線信号の応答を併記してある。
一般に自動車エンジンの電子燃料噴射装置の吸入空気流
量計の応答性は、95％応答で、少なくとも0.1秒以下で
なければならない。この点からプローブの長さと直径の
比l1/d1は５以上、リード線11の長さと直径の比l2/d
2は、10以上である必要がある。
次に、熱線プローブ７の温度について検討する。第１
図，第２図に用いる熱線流速計の駆動回路は、特願昭53
−117051号（特公昭61−16026号），特公昭49−48893号
で公知の、定温度差型熱線流速計駆動回路、即ち、空気
温度と熱線プローブ11の温度の差を空気温度に依らず、
ほぼ一定に保つ方式を用いる。自動車エンジンの吸入空
気流量計は通常、空気温度−40〜150℃で精度と耐久性
が要求される。第４図に示す熱線プローブ７で耐熱上問
題となるのは、被覆材15である。本発明では、被覆材と
して、ガラスを用いると、ガラスの融点の関係から熱線
プローブ７の温度は、400℃以上とすることは、できな
い。即ち、空気温度と熱線プローブの温度差は、250℃
以下とする必要がある。一方、吸入空気中に含まれる水
滴が、熱線プローブ７に付着すると、熱線流速計の信号
は、誤差を生ずる。また、水滴は、吸入空気中の塵埃と
一緒になって熱線プローブ７の表面に付着すると、塵埃
をプローブ表面に保持する作用をし、熱線流速計の信号
に誤差を生じさせる。従って、吸入空気中の水滴で熱線
プローブ７に付着したものは、瞬時に蒸発させる。即
ち、熱線プローブの温度を水の沸点以上にする必要があ
る。通常、エンジン暖機後の吸入空気温度は０〜150℃
であるので、熱線プローブの温度と空気温度の差は100
℃以上とする必要がある。従って、熱線プローブの温度
と空気温度の差は、100〜250℃に設定する必要がある。
図，第２図に用いる熱線流速計の駆動回路は、特願昭53
−117051号（特公昭61−16026号），特公昭49−48893号
で公知の、定温度差型熱線流速計駆動回路、即ち、空気
温度と熱線プローブ11の温度の差を空気温度に依らず、
ほぼ一定に保つ方式を用いる。自動車エンジンの吸入空
気流量計は通常、空気温度−40〜150℃で精度と耐久性
が要求される。第４図に示す熱線プローブ７で耐熱上問
題となるのは、被覆材15である。本発明では、被覆材と
して、ガラスを用いると、ガラスの融点の関係から熱線
プローブ７の温度は、400℃以上とすることは、できな
い。即ち、空気温度と熱線プローブの温度差は、250℃
以下とする必要がある。一方、吸入空気中に含まれる水
滴が、熱線プローブ７に付着すると、熱線流速計の信号
は、誤差を生ずる。また、水滴は、吸入空気中の塵埃と
一緒になって熱線プローブ７の表面に付着すると、塵埃
をプローブ表面に保持する作用をし、熱線流速計の信号
に誤差を生じさせる。従って、吸入空気中の水滴で熱線
プローブ７に付着したものは、瞬時に蒸発させる。即
ち、熱線プローブの温度を水の沸点以上にする必要があ
る。通常、エンジン暖機後の吸入空気温度は０〜150℃
であるので、熱線プローブの温度と空気温度の差は100
℃以上とする必要がある。従って、熱線プローブの温度
と空気温度の差は、100〜250℃に設定する必要がある。
本発明によれば、空気流速変化時の応答性が高く、しか
も耐久性のある構造で、かつ塵埃等の付着が少なく経時
変化を少なくすることができる。
も耐久性のある構造で、かつ塵埃等の付着が少なく経時
変化を少なくすることができる。
第１図〜第４図は、本発明の一実施例のシステム図、第
５図は、熱線プローブの長さと直径の比l1/d1を変えた
時の応答性の実験結果を示した図、第６図は、熱線プロ
ーブの温度分布の模式図、第７図は、熱線プローブの温
度分布の実験結果を示した図、第８図は、熱線プローブ
のリード線11の長さと直径l2/d2を変えた時の応答性の
実験結果を示した図である。 ７……熱線プローブ、８……温度補償プローブ、11……
リード線。
５図は、熱線プローブの長さと直径の比l1/d1を変えた
時の応答性の実験結果を示した図、第６図は、熱線プロ
ーブの温度分布の模式図、第７図は、熱線プローブの温
度分布の実験結果を示した図、第８図は、熱線プローブ
のリード線11の長さと直径l2/d2を変えた時の応答性の
実験結果を示した図である。 ７……熱線プローブ、８……温度補償プローブ、11……
リード線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−156523（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−106159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−26221（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】円柱型セラミックの外表面に形成された温
度依存性の加熱抵抗体と、前記加熱抵抗体の上を被覆す
るガラスと、前記円柱型セラミックを被測定空気中にさ
らされるように支持する支持部と、前記加熱抵抗体の温
度と被測定空気の温度との温度差をほぼ一定に保つ加熱
制御手段とを有する自動車エンジンの吸入空気流量計に
おいて、前記支持部は前記円柱型セラミックと接合材に
て接続されるリード線と、前記リード線と橋渡し構造と
なるようにスポット溶接によって前記リード線と接合さ
れ、電気的絶縁性を有する樹脂からなるホルダに埋め込
まれた支持部材とから構成され、前記円柱型セラミック
の長さと直径の比を５以上とし、かつ前記リード線の長
さと直径の比を10以上に設定するとともに、前記加熱制
御手段によって前記温度差を100℃〜250℃に設定するよ
うにしたことを特徴とする自動車エンジンの吸入空気流
量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58024659A JPH0758211B2 (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 自動車エンジンの吸入空気流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58024659A JPH0758211B2 (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 自動車エンジンの吸入空気流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59151020A JPS59151020A (ja) | 1984-08-29 |
| JPH0758211B2 true JPH0758211B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=12144270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58024659A Expired - Lifetime JPH0758211B2 (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | 自動車エンジンの吸入空気流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758211B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4009833C2 (de) * | 1989-03-31 | 1996-09-26 | Aisan Ind | Luftmengenmeßeinrichtung für Ansaugluft |
| JP2913887B2 (ja) * | 1990-05-30 | 1999-06-28 | 株式会社デンソー | 熱線式流量計 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57156523A (en) * | 1981-03-23 | 1982-09-27 | Hitachi Ltd | Hot wire type flow rate sensor |
-
1983
- 1983-02-18 JP JP58024659A patent/JPH0758211B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59151020A (ja) | 1984-08-29 |
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