JPH08285659A - 空気流量測定装置 - Google Patents

空気流量測定装置

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JPH08285659A
JPH08285659A JP7093394A JP9339495A JPH08285659A JP H08285659 A JPH08285659 A JP H08285659A JP 7093394 A JP7093394 A JP 7093394A JP 9339495 A JP9339495 A JP 9339495A JP H08285659 A JPH08285659 A JP H08285659A
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JP
Japan
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rectifying
air flow
measuring device
layer
flow rate
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JP7093394A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Abe
博幸 阿部
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】主通路入口部に整流格子であるメッシュを二層
に配置しかつ、片方を45゜に傾けて配置した構造であ
る。 【効果】簡易な方法で空気流量測定装置の測定精度向上
を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の内燃機関に吸
入される空気量を計測する空気流量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、空気流量測定装置用に組み込まれ
る整流格子としては、副通路の断面積より大きい断面積
を有する単数の整流格子を設けたことを特徴とした、特
開昭62-232517号公報に公開された例がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開昭62−232517号公
報に公開された例によると、単数の整流格子をボディの
吸入空気導入部に配置することにより、副通路内を通過
する空気の流速分布の安定化を図っている。しかし、整
流格子、特にメッシュの目については取付け位置によっ
ては正方形の場合と菱形になる場合とがあり、メッシュ
の目方向と整流効果についての関係は規定されていなか
った。
【0004】本発明の目的は、空気流量測定装置の配置
する整流格子による整流作用の向上を図り、測定精度の
優れた空気流量測定装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は主通路内径に合わせた整流格子、特に複数
のメッシュを主通路入口部に間隔を隔てて設ける。この
際、第一層に対し第二層の整流格子のメッシュ目方向は
45゜回転させ配置する。
【0006】
【作用】空気流量測定装置は、空気中への発熱抵抗体の
放熱特性を利用して空気流量を測定する方式が主流であ
る。
【0007】この発熱抵抗体を用いた空気流量測定装置
は、空気通路部断面積に比較して発熱抵抗体が、かなり
小さく空気通路中の極一部の空気流速を測定して通路全
体の空気流量に換算するため、空気流量測定装置に流れ
込む空気の流速分布が偏った偏流が生じた際は空気流量
測定の誤差となる。また層流から乱流に状態変化する遷
移域ではノイズが大きくなる。従って、通常は空気流量
測定装置に吸入される空気量全体を整流格子により整流
する処置を行っている。
【0008】ところで主通路中に副通路を設け、この副
通路中に発熱抵抗体及び感温抵抗体を設置する構造を有
する空気流量測定装置の空気流量測定精度向上に最も効
果を発揮するのは、副通路を通過する空気の流速分布の
安定化である。特に自動車用の空気流量測定装置の場
合、エアクリーナ下流のダクトに取り付けられる構造が
大半を占めるがエアクリーナダクトは複雑に曲がってい
たり途中にエルボ部があったりするため空気流量測定装
置を通過する空気流の流速分布は乱れてしまい最悪のケ
ースとして、ノイズが増大し更には偏流となり出力特性
の測定誤差となる恐れがある。
【0009】本発明は前記した偏流や遷移域での空気流
の整流を行う整流格子を複数にし、それぞれのメッシュ
目方向を規定した取付け方を行うことを特徴としてい
る。空気流量測定装置中を通過する空気は整流格子を通
過する際に通気抵抗を受け圧力損失が発生するが同時に
流速が増加するため、特に低空気流量を測定する際は副
通路内を通過する空気流の流速分布を安定させ、発熱抵
抗体の空気流量測定精度を向上させるが、複数の整流格
子を間隔を隔てて配置することにより整流格子による整
流作用は倍増し、副通路を流れる空気流の安定化及び、
空気流速の平均化に寄与する。
【0010】更に、第一層に対し第二層のメッシュ目方
向を45゜回転させ配置することにより整流作用の効果
が増大する。同一の整流格子をただ単に平行に配置して
も、空気流量測定精度の向上には寄与しない。あるいは
メッシュとハニカムのように大幅に形状の異なる整流部
材の組合せでは上流影に対し、改善効果が小さい。第一
層の整流格子に対し第二層の整流格子のメッシュ目方向
を45゜回転させ配置することにより、メッシュ目方向
が菱形になりメッシュ目方向が正方形の状態より投影面
積が増大し、同一の整流格子でも配置角度によっては整
流効果の異なる整流格子になってしまうことを利用して
空気流量全域に渡る整流効果を得ることができる。
【0011】
【実施例】本発明の実施例を図1ないし図8により説明
する。
【0012】図1は本発明である主通路の入口部に複数
の整流格子を設置した空気流量測定装置。図2ないし図
8は他の実施例を示した空気流量測定装置の断面図であ
る。本発明は空気流量測定装置の空気流量測定精度向上
を目的に考案した。図1を例に説明する。1は空気流量
測定装置のボディの主通路入口部に設置される第一層目
の整流格子であるメッシュで金属、合成樹脂より成る。
2は第一層の整流格子1に間隔を隔てた位置に配置され
た第二層目の整流格子である。第二層の整流格子2は、
第一層の整流格子1と同様に金属、合成樹脂より成形さ
れる。またボディ3中に形成される4は副通路であり、
5は主通路で金属、合成樹脂等によりボディ3と一体に
射出成形される。更に整流格子2の後方の副通路中4に
発熱抵抗体6及び感温抵抗体7が設置される構造であ
る。
【0013】ここで空気流量測定装置の第一層の整流格
子1のメッシュ目方向を基準に、第二層の整流格子2の
メッシュ目方向を45±30゜に傾けて配置する構造を
とることにより整流効果を向上させ低流量から高流量に
至る範囲での空気流量測定精度が向上する。
【0014】図2は図1に示した本発明の第二の実施例
である。主通路5に配置された整流格子1とは別に副通
路4入口部にも整流格子2を設置した構造である。副通
路4入口部に設ける整流格子2は、金属及び合成樹脂よ
り成る。あるいはハニカムである。副通路4に配置され
る整流格子2は成形時に同時に型にセットして金属及び
合成樹脂に埋め込み一体インサート成形してしまう方法
により簡易に製造できる。この際、整流格子2は全周の
端部を凹形や2重折りに成形することにより整流格子2
の抜け強度が向上する。
【0015】図3は図1に示した複数の整流格子1,2
をボディ4の入口部の主通路5に配置するための第三の
実施例である。主通路5部に設けた階段状の段差部8に
それぞれ第一層の整流格子1と第二層の整流格子2を配
置する。位置決めを行った後にボディ4入口部の主通路
5直径に合わせた圧入部材9を圧入し整流格子1,2を
固定する構造である。整流格子1,2をボディ3に固定
する主通路5に圧入される圧入部材9は空気流方向の角
部を面取りすることにより空気の流れを整流する効果を
持つ。
【0016】図4は図3と同様、図1に示した複数の整
流格子1,2をボディ3の入口部の主通路5に配置する
ための第四の実施例である。ボディ3入口部の主通路5
には段差を設け、まず第二層目の整流格子2を配置す
る。この第二層目の整流格子2を固定しかつ、第一層目
の整流格子1を固定するための位置決めとなるスペーサ
10を圧入する。第一層目の整流格子1を固定するのは
スペーサ10の平面部を基準にして第一層目の整流格子
1を配置し、更に圧入部材9により第一層目の整流格子
1を固定する構造である。
【0017】図5は図4に示した複数の整流格子1,2
をボディ3の入口部の主通路5に配置するための第五の
実施例である。特に整流格子がメッシュ単体の場合、メ
ッシュの両端を2重に折り曲げた後、第一層目と第二層
目の整流格子をスペーサ10と圧入部材9によりボディ
3に固定する構造である。
【0018】図6も図4に示した複数の整流格子1、2
をボディ3の入口部の主通路5に配置するための第六の
実施例である。整流格子がメッシュ単体の場合、複数の
整流格子1、2はボディ3の成形時にボディ3成形型に
セットした状態でボディ3成形を行い、金属及び合成樹
脂に複数の整流格子1,2を埋め込み一体インサート成
形してしまう方法である。このボディ3成形の際、メッ
シュ両端をL字形、2重折りなどの成形加工を施した
後、一体インサートすることにより整流格子1,2であ
るメッシュの抜け強度を向上することができる。
【0019】図7は図1に示した本発明の第七の実施例
である。特に空気流量測定装置上流のダクトが複雑に曲
がっていたり、エルボ部があったりすると空気流量測定
装置に吸入される空気流の乱れは大きく空気流量測定誤
差の原因となる。本実施例は前記に示すような空気流の
乱れが顕著な際の空気流の整流効果を向上させる方法と
して考案した。ボディ3の主通路5の設置される複数の
整流格子について、第一層の整流格子1のメッシュサイ
ズと第二層の整流格子2のメッシュサイズを異なるメッ
シュサイズにする構造により、整流効果の向上を図るこ
とができる。特に、第一層の整流格子のメッシュサイズ
より密なメッシュサイズの整流格子を第二層の整流格子
に採用することにより空気流の整流効果は向上する。
【0020】図8は図7に示したメッシュサイズの異な
る整流格子の組合せにより整流効果を向上する本発明の
第八の実施例である。ボディ3の主通路5に第一層の整
流格子1を設置するとともに、副通路4入口部に第一層
とは異なるメッシュサイズの整流格子2を設置する構造
である。
【0021】図1を例にして本発明の発熱抵抗体を用い
た空気流量測定装置の構成を実施例として説明する。6
は副通路中4に設置された発熱抵抗体である。7は発熱
抵抗体6と同じ副通路中4に設置された温度補償用の感
温抵抗体である。11は発熱抵抗体3より検出した信号
を電気的に処理する駆動回路である。5は吸入した大部
分の空気が流れる主通路である。
【0022】発熱抵抗体6,感温抵抗体7は共に抵抗体
であり両者の抵抗温度係数は等しい抵抗体を使用する。
また両者は電気的に駆動回路11と接続している。この
空気流量測定装置の発熱抵抗体6,感温抵抗体7は吸入
空気の一部が通過する副通路4にターミナル12に溶接
され保持される。このターミナル12は電気的に駆動回
路11と接続しており、発熱抵抗体6、感温抵抗体7と
駆動回路11を電気的に接続している。駆動回路11は
ボディ3に固定され一体構造となる。
【0023】次に動作原理を説明する。駆動回路11に
より発熱抵抗体6を一定の温度に加熱するための印加電
流が供給される。この加熱温度は吸入空気の量と関係な
く発熱抵抗体6と感温抵抗体7で検出する吸入空気温度
との温度差が常に一定に保たれるように感温抵抗体7で
補正している。従って、高流量が主通路5を流れた場合
は高い電流を、低流量が流れた際は低い電流を供給して
発熱抵抗体6と感温抵抗体7の温度差を常に一定に保つ
ように駆動回路11でフィードバック制御する原理であ
り、加熱電流を抵抗で検出し、出力信号を得る構造であ
る。発熱抵抗体6に供給する印加電流と吸入空気流量と
の間には単調増加関数の関係があり、この関係により吸
入空気流量を測定する原理である。
【0024】
【発明の効果】図9は単数の整流格子を主通路に設置し
た状態における空気流量測定装置において空気流量を測
定した結果である。図9に示した空気流量測定装置に複
数の整流格子を設置した際に空気流量を測定した結果を
図10に示す。図9に比較してばらつきが明らかに小さ
くなることと、低流量域における空気流量測定精度が向
上することが判る。図11は図10に示した空気流量測
定装置に設置された第二層の整流格子を第一層の整流格
子のメッシュ方向を基準に45゜に傾けて設置した際の
空気流量測定結果である。図10に示す複数の整流格子
を主通路に設置した際の空気流量測定精度が全空気流量
域に渡って空気流量測定精度が向上する。本発明による
と主通路に複数の異なる角度にメッシュ方向を規定した
整流格子を設置することにより空気流量測定装置の空気
流量測定精度を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気流量測定装置の断面図。
【図2】本発明の空気流量測定装置の第二実施例の断面
図。
【図3】本発明の空気流量測定装置の第三実施例の部分
断面図。
【図4】本発明の空気流量測定装置の第四実施例の部分
断面図。
【図5】本発明の空気流量測定装置の第五実施例の部分
断面図。
【図6】本発明の空気流量測定装置の第六実施例の部分
断面図。
【図7】本発明の空気流量測定装置の第七実施例の断面
図。
【図8】本発明の空気流量測定装置の第八実施例の断面
図。
【図9】空気流量測定装置の特性図。
【図10】空気流量測定装置の特性図。
【図11】空気流量測定装置の特性図。
【符号の説明】
1,2…整流格子、3…ボディ、4…副通路、5…主通
路、6…発熱抵抗体、7…感温抵抗体、8…段差部、9
…圧入部材、10…スペーサ、11…駆動回路、12…
ターミナル。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空気流量測定装置において、空気流量測定
    装置中を通過する吸入空気の整流を行うための整流格
    子、特に同一材質で整流効果の異なる整流部材を主通路
    入口部に間隔をあけて、平行に配置したことを特徴とす
    る空気流量測定装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記主通路入口部に配
    置する第一層の整流部材の格子方向に対し、第二層の整
    流部材は第一層の整流格子の格子方向に対し45゜±3
    0゜に配置した空気流量測定装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記主通路に整流格子
    を配置し、副通路入口部にも整流格子を配置した空気流
    量測定装置。
  4. 【請求項4】請求項3において、前記主通路入口部に配
    置される前記整流格子の格子方向に対し、前記副通路入
    口部に配置される前記整流格子の格子方向を45゜±3
    0゜に回転させ配置した空気流量測定装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、複数の整流格子を固定
    する方法としてボディ内部に設けた溝部に第二層の整流
    格子を設置した後、第二層の整流格子を保持しかつ、第
    一層の整流格子を設置する際の位置決めとなるための平
    面部を持つ形状の圧入部材を圧入し、複数の整流格子を
    固定できる構造とする空気流量測定装置。
  6. 【請求項6】請求項5において、第一層目の整流格子を
    保持するためボディに圧入されるスペーサに吸入空気整
    流用の面取りを施した空気流量測定装置。
  7. 【請求項7】請求項5において、ボディに段差を設け第
    一層の整流格子と第二層の整流格子を配置する位置決め
    とした空気流量測定装置。
  8. 【請求項8】請求項5において、整流格子、特にメッシ
    ュの端部を重ね折り、あるいはL字形に折り込んだ後、
    ボディに配置し固定した空気流量測定装置。
  9. 【請求項9】複数の整流格子をボディに簡易に組み込む
    ため、整流格子をボディの射出成形型に組み込み、ボデ
    ィへのインサートとする構造を特徴とする空気流量測定
    装置。
  10. 【請求項10】請求項1において、主通路に配置する複
    数の整流格子について第一層目と第二層目で異なるメッ
    シュサイズの整流格子を配置した空気流量測定装置。
  11. 【請求項11】請求項3において、主通路に配置する第
    一層目の整流格子と副通路に配置する第二層目の整流格
    子について、異なるメッシュサイズの整流格子を配置し
    た空気流量測定装置。
  12. 【請求項12】請求項1において、複数の整流格子を設
    置する際、メッシュとハニカムを組み合わせた空気流量
    測定装置。
  13. 【請求項13】請求項12において、合成樹脂によりボ
    ディと整流格子を一体成形し、更に整流格子を設置する
    構造とした空気流量測定装置。
JP7093394A 1995-04-19 1995-04-19 空気流量測定装置 Pending JPH08285659A (ja)

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