JPH09236465A - 発熱抵抗式空気流量測定装置 - Google Patents

発熱抵抗式空気流量測定装置

Info

Publication number
JPH09236465A
JPH09236465A JP8044454A JP4445496A JPH09236465A JP H09236465 A JPH09236465 A JP H09236465A JP 8044454 A JP8044454 A JP 8044454A JP 4445496 A JP4445496 A JP 4445496A JP H09236465 A JPH09236465 A JP H09236465A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
sensitive resistor
flow rate
flow
resistor
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.)
Pending
Application number
JP8044454A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Igarashi
信弥 五十嵐
Chihiro Kobayashi
千尋 小林
Takashi Kadohiro
崇 角▲廣▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Car Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8044454A priority Critical patent/JPH09236465A/ja
Publication of JPH09236465A publication Critical patent/JPH09236465A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】流量検出用の感温抵抗体配置部の流れを常に乱
流とすることにより、高精度な発熱抵抗式空気流量測定
装置を提供すること。 【解決手段】平坦面1上に膜状の感温抵抗体2を配置
し、感温抵抗体2の上流にトリッピングワイヤ3あるい
は感温抵抗体2の上面より高い突起を設置して、平坦面
1上の流れの境界層が乱流に遷移した後に感温抵抗体2
の配置部が位置するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の吸入空気
通路を流れる空気の流量を測定する空気流量測定装置に
係り、特に、自動車エンジンに吸入される空気流量を測
定するのに適する発熱抵抗式空気流量測定装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】本発明に関連する公知例は、特開平1−1
85416 号公報に記載のように、板状基板に膜状の感温抵
抗体を形成したものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、板状基板に
膜状感温抵抗体を形成した場合のように、平坦面からの
放熱量を基に空気流量を計測する発熱抵抗式空気流量測
定装置に対して、下流の課題を解決するものである。
【0004】(1)低流量域でも平坦面の近くの流れを
乱流化し、放熱量を増加することにより計測精度を向上
する。
【0005】(2)平坦面の前縁部から発達する流れの
境界層の状態が前縁部からの距離によって異なるため、
感温抵抗体の配置位置のずれにより感温抵抗体の放熱量
が変わり、計測精度を悪化するのを防止する。
【0006】(3)平坦面の前縁角部の形状の違いや、
平坦部のあらさの差により流れの境界層の状態が異なる
ため、感温抵抗体の放熱量が変わり、計測精度を悪化す
るのを防止する。
【0007】さらに、上流側と下流側に複数の感温抵抗
体を配置し、その感温抵抗体の放熱量の差から逆流が生
じる場合でもその流量を正確に検出することを目的とし
た発熱抵抗式空気流量測定装置に対しては、(1)〜
(3)の課題に加えて、下記の課題を解決するものであ
る。
【0008】(4)上流側の感温抵抗体の近くと、下流
側の感温抵抗体の近くの流れが、その前縁部から生じる
流れの境界層の状態が異なるために、両者の感温抵抗体
の流量対放熱量の特性が異なり、計測精度を悪化するの
を防止する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は感温抵抗体が配置された平坦面の上流にト
リッピングワイヤを設置あるいはトリッピングワイヤと
同じ機能を有するように感温抵抗体の上面より高い突起
を設置して、その下流の感温抵抗体配置部の流れを乱流
に遷移する。
【0010】平坦面に沿った流れは、その平坦面の前縁
部から境界層が発達していく。その境界層の流れの状態
は、前縁部に近い部分は層流であっても、前縁部から離
れたところで乱流へと遷移する。従って、その平坦面が
等温板であっても、前縁付近の層流区間と遷移点より下
流の乱流区間では、その放熱量が大きく異なる。また、
前縁部の形状の若干の違いや平坦面の面あらさによっ
て、境界層の流れや遷移点の位置が変化する。
【0011】これに対して、トリッピングワイヤあるい
は突起を前縁部の近くに設置すると、トリッピングワイ
ヤあるいは突起の下流ですぐに乱流に遷移する。また、
乱流に遷移した後の境界層内の流れの状態は、前縁部の
若干の形状の違いや平坦部の面あらさによる影響を受け
にくく、流れの変化を低減できる。
【0012】従って、感温抵抗体の設置される板状基板
等を十分小形化し、放熱量を過大にすることや、応答性
の悪化等を招くことなしに下記の効果が得られる。
【0013】(1)低流量域でも、感温抵抗体配置部の
境界層内の流れを乱流として、放熱量を増加すること、
また、極低流量から乱流となるため、流量を増加してい
った時に途中で層流から乱流に遷移することが避けられ
るため、不連続な特性を示さなくなることにより、発熱
抵抗式空気流量測定装置の計測精度の向上が図れる。
【0014】(2)感温抵抗体を常に乱流域に配置でき
やすくなるため、感温抵抗体の若干の配置位置ずれによ
り、層流部や乱流部に位置することがなく、発熱抵抗式
空気流量装置のばらつきを低減できる。
【0015】(3)前縁角部の若干の形状の違いや、平
坦面の面あらさの差により、感温抵抗体の配置部の流れ
の状態の変化が減少し、遷移点が感温抵抗体の上流に位
置するようにできるため遷移点が移動することによる影
響がなくなるため発熱抵抗式空気流量測定装置のばらつ
きを低減できる。
【0016】(4)上流側と下流側に複数の感温抵抗体
を配置した時、下流側だけが乱流域となり放熱量が増加
することにより、流れの方向及び流量の計測誤差を生じ
るのを常に上流側及び下流側を乱流域とすることで正確
に計測可能とする。
【0017】(5)流量に応じて遷移点が移動すること
等により、上流側の感温抵抗体の流量対放熱量の特性と
下流側の感温抵抗体の特性との違いを低減できるため、
その上,下流の特性差を基に流量検出する発熱抵抗式空
気流量測定装置の計測誤差を低減できる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1から
図6により説明する。
【0019】まず、図1は本発明の一実施例を示す発熱
抵抗体式空気流量測定装置に用いられる薄板状のセンシ
ングエレメント形状を示した面である。図示左側が正面
図、右側が側面図である。エレメントの本体となるエレ
メント板1はセラミック等の熱伝導率の大きい電気絶縁
材料で作られており、その表面に白金薄膜等による感温
抵抗体パターン2及び、駆動回路との接続のために用い
られる電極パターン4が形成されている。また、エレメ
ント板1には空気の流れ方向5に対してほぼ垂直な方向
の端面には横渡し状にトリッピングワイヤ3が、感温抵
抗体パターン2とほぼ同じ長さで接着等により配置され
ている。本トリッピングワイヤ3は感温抵抗体パターン
2の厚みに対して厚い(線径の太い)部材により作ら
れ、その下流の非常に短い助走区間で境界層内の流れを
乱流とする構造としたものである。図2は図1の応用例
として内燃機関の吸気管内の逆流(流れの方向)を検知
し、吸気管内の吸入空気流量を高精度に計測することを
目的に考案した発熱抵抗体式空気流量測定装置に用いら
れるエレメントの説明図である。基本的には図1と同じ
で、エレメント板1に感温抵抗体パターン2a,2b及
びそれらの電極3a,3bを二対形成したものである。
また、トリッピングワイヤ3はエレメント板の両端と発
熱抵抗パターン2aと2bの間に合計3箇所配置されて
いる。3箇所にトリッピングワイヤ3を配置したのは順
方向の空気の流れ5に対しても、逆方向の空気の流れ6
に対しても同じように抵抗体パターン2a,2b上に乱
流を発生させるためである。つまり、順方向の空気の流
れ5の時には順流用感温抵抗体パターン2a上には最も
上流に位置するトリッピングワイヤ3aにより乱流が生
じ、逆流用感温抵抗体パターン2b上には中央に位置す
るトリッピングワイヤ3bにより剥離渦が生じる。
【0020】また、逆方向の空気流れ6の時には逆流用
感温抵抗体パターン2b上には最も下流に位置するトリ
ッピングワイヤ3cにより乱流が生じ、順流用感温抵抗
体パターン2a上には中央に位置するトリッピングワイ
ヤ3bにより乱流が生じる。つまり、図2のようなトリ
ッピングワイヤ3と感温抵抗体パターン2の位置関係と
することにより、二つの感温抵抗体上の空気の流れの状
態をほぼ同じにすることができる。
【0021】次に、図3と図4を使い本発明品を使った
場合の具体的な発熱抵抗体式空気流量測定装置の構成及
び逆流検知方法の一例について示す。まず、図3は発熱
抵抗体式空気流量測定装置の一例の横断面である。エン
ジンの吸入空気通路の主空気通路一部を構成する発熱抵
抗体式空気流量測定装置のボディ1には内側と外側を連
通する挿入孔12が開口している。感温抵抗体パターン
2を有するエレメント板1は温度補償用の温度補償用抵
抗体16と共にプラスチック等の非導電性部材からなる
副空気通路8内に配置されている。また、副空気通路8
は導電性部材からなるターミナルを介して非導電性部材
からなる支持材15と駆動回路基板17が内蔵されたハ
ウジング11及びコントロールユニット等とのインター
フェースのためのコネクタ18と一体化したモジュール
となっている。また、挿入孔12と支持部材15の間に
はシール材14を設け、吸気管の空気漏れを防いでい
る。本発熱抵抗体式空気流量測定装置は前記したとおり
二つの感温抵抗体からなり図4に示すように各々独立な
駆動回路により構成され、熱的に高速な応答性を確保し
ている。各々の駆動回路は温度補償用抵抗体16と感温
抵抗体2の間に常に一定の温度差を保つように加熱電流
(Ih)をフィードバックして制御され、感温抵抗体の
奪われる熱量を流速に応じて空気流量として出力する。
この時、図示したように二つの感温抵抗体を空気の流れ
に対してほぼ上下流となる位置に配置することにより、
例えば、順方向の空気5が流れたときには順流用感温抵
抗体2aで熱せられた空気がその下流にある逆流用感温
抵抗体2bを加熱するため、逆流用感温抵抗体を流れる
加熱電流Ihbは順流用感温抵抗体2aを流れる加熱電
流Ihaより少なくてすむ。また、逆流が流れたときに
はその逆で、順流用感温抵抗体を流れる加熱電流Ihb
は逆流用感温抵抗体2aを流れる加熱電流Ihaより少
なくなる。つまり、この加熱電流に応じた出力値を比較
器20で比較し、出力の大きな方を出力値とすることに
より逆流検知が可能となる。
【0022】図5は図2に示した発熱抵抗体式空気流量
測定装置用エレメント板の応用の一例としてトリッピン
グワイヤの代わりにエレメント板上に薄板状の突起21
を印刷等で設けたものである。この場合でも図1と同様
に突起21の厚さ(高さ)は感温抵抗体パターン2の厚
みに対して厚くして、その下流で流れの乱流を作り易い
構造とした。図1で説明したワイヤ状のトリッピングワ
イヤ3をエレメント板1の上に設けるのは構造的に困難
であるため、本図に示すような突起21を印刷等で設け
ることでエレメントの構造の簡略化を図り、作り易くエ
レメント自身の低コスト化が可能となる。
【0023】図6は図5のエレメント構造に対して感温
抵抗体パターンの腐食等を防止するためのコート材とし
てガラスコート材22等を塗布する場合の一例を示した
図である。コート材の厚さは感温抵抗体パターン2の厚
さより厚く、突起の高さよりも低くすることが必要とな
る。また、コート材を塗布することにより突起21の周
囲がなだらかになってしまうため、エレメント板1の上
下流の両端にコート材を塗布しないようにすることによ
り、流れの方向が変わった場合のそれぞれの感温抵抗体
の検出感度を確保することが可能となる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、平坦面上に膜状に形成
された感温抵抗体の放熱量を安定化でき、発熱抵抗式空
気流量測定装置の計測精度の向上が図れ、安価で高精度
な発熱抵抗式空気流量測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す感温抵抗体エレメント
の説明図。
【図2】本発明の第二の実施例として内燃機関の逆流を
検出するために用いる感温抵抗体エレメントの説明図。
【図3】本発明の第二の実施例として内燃機関の逆流を
検出することが可能な発熱抵抗体式空気流量測定装置の
断面図。
【図4】図3の回路図。
【図5】本発明の第三の実施例を示す感温抵抗体エレメ
ントの構造を示す説明図。
【図6】本発明の第四の実施例として感温抵抗体エレメ
ントのコート材を塗布する場合の一例を示す説明図。
【符号の説明】
1…エレメント板、2…感温抵抗体パターン、2a…順
流用感温抵抗体パターン、2b…逆流用感温抵抗体パタ
ーン、3…トリッピングワイヤ、4…電極、5…順方向
空気流れ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角▲廣▼ 崇 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平坦面に膜状に形成された感温抵抗体と、
    前記感温抵抗体の加熱温度を制御する電子回路とを有
    し、前記感温抵抗体から空気への放熱量を基に、空気の
    流量に応じた電気信号を出力する発熱抵抗式空気流量測
    定装置において、 前記感温抵抗体の上流側の平坦面上に、乱流への遷移を
    促進させるトリッピングワイヤを設けたことを特徴とす
    る発熱抵抗式空気流量測定装置。
  2. 【請求項2】平坦面に膜状に形成された感温抵抗体と、
    前記感温抵抗体の加熱温度を制御する電子回路とを有
    し、前記感温抵抗体から空気への放熱量を基に、空気の
    流量に応じた電気信号を出力する発熱抵抗式空気流量測
    定装置において、 前記感温抵抗体の上流に前記感温抵抗体の上面よりも高
    い突起を形成したことを特徴とする発熱抵抗式空気流量
    測定装置。
  3. 【請求項3】平坦面の上流側と下流側に膜状に形成され
    た複数の感温抵抗体と、前記感温抵抗体の加熱温度を制
    御する電子回路とを有し、前記上流側と下流側の感温抵
    抗体の放熱量の差から、逆方向の流れが生じた場合に
    も、それに応じた空気流量の検出を可能とした発熱抵抗
    式空気流量測定装置において、 前記上流側に配した感温抵抗体の上流側と、前記下流側
    に配した感温抵抗体の下流側に、前記感温抵抗体の上面
    より高い突起を形成したことを特徴とする発熱抵抗式空
    気流量測定装置。
  4. 【請求項4】請求項3において、前記上流側の感温抵抗
    体の上流と、前記下流側の感温抵抗体の下流に加えて、
    前記上流側と下流側の感温抵抗体の間に前記感温抵抗体
    の上面より高い突起を形成した発熱抵抗式空気流量測定
    装置。
JP8044454A 1996-03-01 1996-03-01 発熱抵抗式空気流量測定装置 Pending JPH09236465A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8044454A JPH09236465A (ja) 1996-03-01 1996-03-01 発熱抵抗式空気流量測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8044454A JPH09236465A (ja) 1996-03-01 1996-03-01 発熱抵抗式空気流量測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09236465A true JPH09236465A (ja) 1997-09-09

Family

ID=12691944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8044454A Pending JPH09236465A (ja) 1996-03-01 1996-03-01 発熱抵抗式空気流量測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09236465A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009505087A (ja) * 2005-08-16 2009-02-05 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 流れ剥離部材を備えたホットフィルムエアマスセンサ
JP2012503172A (ja) * 2008-09-17 2012-02-02 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 流動媒体のパラメータを特定するためのセンサ装置
WO2013108289A1 (ja) * 2012-01-18 2013-07-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式流量計

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009505087A (ja) * 2005-08-16 2009-02-05 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 流れ剥離部材を備えたホットフィルムエアマスセンサ
US8448503B2 (en) 2005-08-16 2013-05-28 Robert Bosch Gmbh Hot-film air-mass meter having a flow separating element
JP2012503172A (ja) * 2008-09-17 2012-02-02 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 流動媒体のパラメータを特定するためのセンサ装置
US8607624B2 (en) 2008-09-17 2013-12-17 Robert Bosch Gmbh Sensor system for determining a parameter of a fluid medium
WO2013108289A1 (ja) * 2012-01-18 2013-07-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式流量計
CN104053972A (zh) * 2012-01-18 2014-09-17 日立汽车系统株式会社 热式流量计
JPWO2013108289A1 (ja) * 2012-01-18 2015-05-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式流量計
US9772208B2 (en) 2012-01-18 2017-09-26 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Thermal type flowmeter with particle guide member

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4870860A (en) Direct-heated flow measuring apparatus having improved response characteristics
KR100226617B1 (ko) 공기유량 검출기
JP2005009965A (ja) 熱式空気流量計
JPH0620974Y2 (ja) 感熱式流量センサ
JP3240733B2 (ja) 熱式空気流量計
KR100323315B1 (ko) 감열식 유량센서
JP3331814B2 (ja) 感熱式流量検出装置
JP2005024400A (ja) 感熱式流量検出素子およびその製造方法
JP3361708B2 (ja) 空気流量計測装置用測定素子及びそれを備えた空気流量計測装置
JP3671393B2 (ja) 感熱式流量センサ
JPH09236465A (ja) 発熱抵抗式空気流量測定装置
US6571623B1 (en) Measuring instrument with rectangular flow channel and sensors for measuring the mass of a flowing medium
JPH11118566A (ja) 流量センサー
JP2002139360A (ja) 感熱式流量センサ
US6250150B1 (en) Sensor employing heating element with low density at the center and high density at the end thereof
JPH0674805A (ja) 感熱式流量センサ
JPH06100485B2 (ja) ガス流量検出装置
JP3016424B2 (ja) 流量センサー
JP2004117157A (ja) 熱式流量計
JPH04291115A (ja) 熱式空気流量計
JP2842485B2 (ja) 熱式流量センサ
JP3172426B2 (ja) 空気流量計測装置及びそれに用いられる測定素子
JP2690066B2 (ja) 感熱式流量センサ
JP2948136B2 (ja) 空気流量検出器
JP2000227352A (ja) 熱式流量センサ