JPS6091211A - 熱線式空気流量計 - Google Patents
熱線式空気流量計Info
- Publication number
- JPS6091211A JPS6091211A JP58199071A JP19907183A JPS6091211A JP S6091211 A JPS6091211 A JP S6091211A JP 58199071 A JP58199071 A JP 58199071A JP 19907183 A JP19907183 A JP 19907183A JP S6091211 A JPS6091211 A JP S6091211A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- wire
- intake air
- hot wire
- holder
- 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
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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は熱線式空気流量計に係シ、特に、内燃機関の吸
入空気量を計測するのに好適な熱線式空気流量計に関す
る。
入空気量を計測するのに好適な熱線式空気流量計に関す
る。
熱線式空気流量計は吸入空気温度及び流量計が取付けら
れている周囲温度が環境及び条件によって変化したとき
にも正確に吸入空気の流量が計測できることが必要であ
る。そこで、温度に感応して抵抗値が変化する一対の感
温素子を吸入空気路内に挿入すると共に各感温素子の出
力をそれぞれ吸入空気路壁を介して伝送し、かつ各感温
素子の抵抗値の偏差を一定値に抑制する電流を各感温素
子に供給する通電回路を形成し、感温素子の電流値から
、吸入空気路内を通過する空気の流量を計測するように
した熱線式空気流量計が例えば、特開昭５５−４３４４
７号や特開昭５６−７７７１６号に示されるように内燃
機関用熱線空気流蓋計として用いられている。
れている周囲温度が環境及び条件によって変化したとき
にも正確に吸入空気の流量が計測できることが必要であ
る。そこで、温度に感応して抵抗値が変化する一対の感
温素子を吸入空気路内に挿入すると共に各感温素子の出
力をそれぞれ吸入空気路壁を介して伝送し、かつ各感温
素子の抵抗値の偏差を一定値に抑制する電流を各感温素
子に供給する通電回路を形成し、感温素子の電流値から
、吸入空気路内を通過する空気の流量を計測するように
した熱線式空気流量計が例えば、特開昭５５−４３４４
７号や特開昭５６−７７７１６号に示されるように内燃
機関用熱線空気流蓋計として用いられている。
この流量計に用いられる一対の感温素子は一方が吸入空
気量を検出するためのホットワイヤとして用いられ、他
方の感温素子が吸入空気の温度を検出するだめのコール
ドワイヤとして用いられる。
気量を検出するためのホットワイヤとして用いられ、他
方の感温素子が吸入空気の温度を検出するだめのコール
ドワイヤとして用いられる。
この感温素子は、第１図に示されるように、ホットワイ
ヤ１及びコールドワイヤ２は同一の素子で構成され、直
径０．５鰭、長さ２ｎｒｍ程度のアルミナのボビン１０
１に白金線１０２を巻回し、その両端をリード線１０３
に溶接した後、表面に薄くカラスコーティング１０４を
施したものである。
ヤ１及びコールドワイヤ２は同一の素子で構成され、直
径０．５鰭、長さ２ｎｒｍ程度のアルミナのボビン１０
１に白金線１０２を巻回し、その両端をリード線１０３
に溶接した後、表面に薄くカラスコーティング１０４を
施したものである。
ホットワイヤエ及びコールドワイヤ２は、第２図に示さ
れる通電回路中に挿入されると共に、第３図及び第４図
に示されるように、エンジンに供幻される吸入空気の大
部分が通るメイン通路１０５及び一部が分流するバイパ
ス通路１０６を有するボディ１０７のバイパス通路１０
６中に挿入される。
れる通電回路中に挿入されると共に、第３図及び第４図
に示されるように、エンジンに供幻される吸入空気の大
部分が通るメイン通路１０５及び一部が分流するバイパ
ス通路１０６を有するボディ１０７のバイパス通路１０
６中に挿入される。
又、ホットワイヤ１及びコールドワイヤ２を構成してい
る白金線１０２は正の抵抗温度係数的３．９Ｘ１０’″
３／ｒとなっておシ、温度Ｔ′Ｃにおける抵抗は次式で
表わされる。
る白金線１０２は正の抵抗温度係数的３．９Ｘ１０’″
３／ｒとなっておシ、温度Ｔ′Ｃにおける抵抗は次式で
表わされる。
ＲＴ＝ＲＯ（１＋（ｌ Ｔ ） −叫・・（１ンここに
、ｐ、ｏ：ｏｒ：の白金線の抵抗値Ｔ：白金線の温度 Ｒ↑二ＴＣの白金線の抵抗値 α ：白金線の抵抗温度係数 である− 前述した通電回路は、第２図に示されるように、ホット
ワイヤｌ、コールドワイヤ２、オペアンプ３ ＋ ４、
パワートランジスタ５、抵抗６〜１０で構成されておシ
、パワートランジスタ５のコレクタ端子１１にはバッテ
リの十が、抵抗６，１ｏのアース端子１２にはバッテリ
の−が、抵抗６とホットワイヤｌの接続点１３には、通
電回路の出力信号を基にエンジンを制御するマイクロコ
ンピュータの入力端子が接続されている。
、ｐ、ｏ：ｏｒ：の白金線の抵抗値Ｔ：白金線の温度 Ｒ↑二ＴＣの白金線の抵抗値 α ：白金線の抵抗温度係数 である− 前述した通電回路は、第２図に示されるように、ホット
ワイヤｌ、コールドワイヤ２、オペアンプ３ ＋ ４、
パワートランジスタ５、抵抗６〜１０で構成されておシ
、パワートランジスタ５のコレクタ端子１１にはバッテ
リの十が、抵抗６，１ｏのアース端子１２にはバッテリ
の−が、抵抗６とホットワイヤｌの接続点１３には、通
電回路の出力信号を基にエンジンを制御するマイクロコ
ンピュータの入力端子が接続されている。
前記前篭回路は、パワートランジスタ５によってホット
ワイヤＩＫＰＩＭ、流が供給され、ホットワイヤｌを加
熱してホットワイヤｌの温度を吸入空気の温度よシも一
定温度高く保つように構成されている。叉、このときコ
ールドワイヤ２には発熱が無視できる程贋の微少電流が
供給されておシ、コールドワイヤ２は吸入空気の温度と
同じ温度となるため、吸入空気の温度をその抵抗値によ
って検出することができる。
ワイヤＩＫＰＩＭ、流が供給され、ホットワイヤｌを加
熱してホットワイヤｌの温度を吸入空気の温度よシも一
定温度高く保つように構成されている。叉、このときコ
ールドワイヤ２には発熱が無視できる程贋の微少電流が
供給されておシ、コールドワイヤ２は吸入空気の温度と
同じ温度となるため、吸入空気の温度をその抵抗値によ
って検出することができる。
空気流がホットワイヤ１に当たると通電回路の動作によ
って常にホットワイヤ１の温度とコールドワイヤ２の温
度の差が一定になるように制御される。この動作は、ホ
ットワイヤ１の両端の電位差を抵抗７と抵抗８で分割し
た電圧に、ホットワイヤｌを流れる電流によって生ずる
抵抗６の電圧効果を加え九蹴圧と前記抵抗６の電圧降下
をオペアンプ３で増巾した電圧が當に等しくなるように
帰還制御されている。
って常にホットワイヤ１の温度とコールドワイヤ２の温
度の差が一定になるように制御される。この動作は、ホ
ットワイヤ１の両端の電位差を抵抗７と抵抗８で分割し
た電圧に、ホットワイヤｌを流れる電流によって生ずる
抵抗６の電圧効果を加え九蹴圧と前記抵抗６の電圧降下
をオペアンプ３で増巾した電圧が當に等しくなるように
帰還制御されている。
ここで、バイパス通路１０６内を通過する空気流ｉＱと
ホットワイヤ１を流れる電流Ｉの関係は次の（２）式で
表わされる。
ホットワイヤ１を流れる電流Ｉの関係は次の（２）式で
表わされる。
Ｉ”Ｒｉｏ（１＋αＴＪ！ ）＝ （Ｃｚ ＋ Ｃｘ
ｖ’ Ｑ） ・（ＴＲ−Ｔｃ ）・・・・・・・・・（
２） ここに、Ｒｙｅ：ＱＣのホットワイヤ１の抵抗値α ：
ホットワイヤ１の抵抗温度係数 ＴＢ：ホットワイヤ１の温度（発熱状 態） Ｔｃ：コールドワイヤ２の温度 Ｃｓ、Ｃｚ：定数 ここで、（Ｔａ Ｔｃ）が（１＋αＴＩＥ ）に比例す
ればホットワイヤ１を流れる電流は空気流量Ｑのみに依
存する。そこで、ホットワイヤｌの電流工を抵抗６の電
圧降下として測定することにより、空気温度の影響を受
けずに空気流量Ｑを測定することができる。なお、抵抗
９は空気温度によってホットワイヤエと空気の間の熱伝
導係数が異なるのを補正するためのものであシ、使用温
度範囲においてコールドワイヤ２の抵抗値よシ小さい値
に設定されている。
ｖ’ Ｑ） ・（ＴＲ−Ｔｃ ）・・・・・・・・・（
２） ここに、Ｒｙｅ：ＱＣのホットワイヤ１の抵抗値α ：
ホットワイヤ１の抵抗温度係数 ＴＢ：ホットワイヤ１の温度（発熱状 態） Ｔｃ：コールドワイヤ２の温度 Ｃｓ、Ｃｚ：定数 ここで、（Ｔａ Ｔｃ）が（１＋αＴＩＥ ）に比例す
ればホットワイヤ１を流れる電流は空気流量Ｑのみに依
存する。そこで、ホットワイヤｌの電流工を抵抗６の電
圧降下として測定することにより、空気温度の影響を受
けずに空気流量Ｑを測定することができる。なお、抵抗
９は空気温度によってホットワイヤエと空気の間の熱伝
導係数が異なるのを補正するためのものであシ、使用温
度範囲においてコールドワイヤ２の抵抗値よシ小さい値
に設定されている。
ところで、ホットワイヤ１及びコールドワイヤ２をバイ
パス通路１０６内に設置する際、ホットワイヤｌは乱れ
のない空気流の当ることが望ましく、コールドワイヤ２
の上流に設置されている。
パス通路１０６内に設置する際、ホットワイヤｌは乱れ
のない空気流の当ることが望ましく、コールドワイヤ２
の上流に設置されている。
ｕＩＪち、第５図及び第６図に示されるように、ホット
ワイヤｌの下流部Ａは、ホットワイヤ１で加熱された空
気流が通るため、この部分からコールドワイヤ２をずら
して設置することが望ましい。
ワイヤｌの下流部Ａは、ホットワイヤ１で加熱された空
気流が通るため、この部分からコールドワイヤ２をずら
して設置することが望ましい。
又、熱線式空気流量計が空気温度の影響を受けずに正し
く空気流量が計測できるためには、前記第（２）式に示
されているコールドワイヤ２の温度Ｔｃが空気温度に等
しいことが必要である。
く空気流量が計測できるためには、前記第（２）式に示
されているコールドワイヤ２の温度Ｔｃが空気温度に等
しいことが必要である。
しかし、従来の流量計は、第５図及び第６図に示すよう
に、ホットワイヤ１からホルダ１５までの長さＬＨとコ
ールドワイヤ２からホルダ１５までの長さＬＣが異なっ
て設置されていたため、ホットワイヤ１とホルダ１５即
ちホルダ１５が取付けられているボディ１０７との間の
熱伝導係数λ■とコールドワイヤ２とホルダ１５との間
の熱伝導係数λＣが異なり、吸入空気温度とボディ１０
７の温度に差があると測定誤差が生じる。
に、ホットワイヤ１からホルダ１５までの長さＬＨとコ
ールドワイヤ２からホルダ１５までの長さＬＣが異なっ
て設置されていたため、ホットワイヤ１とホルダ１５即
ちホルダ１５が取付けられているボディ１０７との間の
熱伝導係数λ■とコールドワイヤ２とホルダ１５との間
の熱伝導係数λＣが異なり、吸入空気温度とボディ１０
７の温度に差があると測定誤差が生じる。
即ち、吸入空気温度とボディ１０７の温度が異なる場合
、コールドワイヤ２を保持している０ｗビン１４を通し
ての熱伝導より、コールドワイヤ２とボディ１０７の間
で熱の授受が行なわれ、コールドワイヤ２の温度が旧し
く柴気温度を検出することができなかった。１９１Ｊえ
ば、冬期に車庫等で自動車を暖気状態にし、車庫のドア
を開は低温の屋外に発進したときなどのようにボディ１
０７からコールドワイヤ２に熱が伝わシ、コールドワイ
ヤ２が柴気温度より高くなり、測定誤差が生じるという
不具合があった。
、コールドワイヤ２を保持している０ｗビン１４を通し
ての熱伝導より、コールドワイヤ２とボディ１０７の間
で熱の授受が行なわれ、コールドワイヤ２の温度が旧し
く柴気温度を検出することができなかった。１９１Ｊえ
ば、冬期に車庫等で自動車を暖気状態にし、車庫のドア
を開は低温の屋外に発進したときなどのようにボディ１
０７からコールドワイヤ２に熱が伝わシ、コールドワイ
ヤ２が柴気温度より高くなり、測定誤差が生じるという
不具合があった。
本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたものであり
、その目的は、吸入空気路内外に温度差が生じても吸入
突気路内を通過する空気の流１：を精度良＜ ｉｉｌ！
Ｉ定することができるｉ！、８線式空気流量計を提供す
ることにある。
、その目的は、吸入空気路内外に温度差が生じても吸入
突気路内を通過する空気の流１：を精度良＜ ｉｉｌ！
Ｉ定することができるｉ！、８線式空気流量計を提供す
ることにある。
前記目的を達成するために、本発明は、温度に感応して
抵抗値が変化する一対の感温素子を吸入空気路内に挿入
すると共に各感温広子の出力をそれぞれ吸入空気路壁を
介して伝送し、かつ各感温素子の抵抗値の偏差を一定値
に抑制する６流を各感温素子に供給する通電回路を形成
し、感ｇ素子の或流値から、吸入空気１洛内を通過する
空気の流量を計測する熱線式空気流量計において、各感
温素子の出力伝送部のうち、吸入空気と接触する部位の
熱伝導係数が互いにほぼ同じになるように構成したこと
を特徴とする。
抵抗値が変化する一対の感温素子を吸入空気路内に挿入
すると共に各感温広子の出力をそれぞれ吸入空気路壁を
介して伝送し、かつ各感温素子の抵抗値の偏差を一定値
に抑制する６流を各感温素子に供給する通電回路を形成
し、感ｇ素子の或流値から、吸入空気１洛内を通過する
空気の流量を計測する熱線式空気流量計において、各感
温素子の出力伝送部のうち、吸入空気と接触する部位の
熱伝導係数が互いにほぼ同じになるように構成したこと
を特徴とする。
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。
。
第７図乃至第９図には本発明の好適な実施例の構成が示
されている。
されている。
本実施例における流量「１は、第２図に示される通電回
路に挿入されるコールドワイヤ２の出力伝送部を保持す
る０ｗビンのホルダ１５に穴１７を刻設し、ホットワイ
ヤ１で加熱された空気が通らない位置にコールドワイヤ
２を設置し、かつノ（イパス通路１０６の寸法を大きく
することなく、ホットワイヤ１とホルダ１５との間の長
さＬＨとコールドワイヤ２とホルダ１５との長さＬｃを
等しくなるようにされている。
路に挿入されるコールドワイヤ２の出力伝送部を保持す
る０ｗビンのホルダ１５に穴１７を刻設し、ホットワイ
ヤ１で加熱された空気が通らない位置にコールドワイヤ
２を設置し、かつノ（イパス通路１０６の寸法を大きく
することなく、ホットワイヤ１とホルダ１５との間の長
さＬＨとコールドワイヤ２とホルダ１５との長さＬｃを
等しくなるようにされている。
このため、ホットワイヤ１とホルダ１５との間の熱伝導
係数λ■とコールドワイヤ２とホルダ１５との間の熱伝
達係数λＣをほぼ同一にすることができる。従って、吸
入空気の温度とボディ１０７の温度に差があってもバイ
パス通路１０６内を通過する吸入空気の（＆歌を精度良
く測定することができる。
係数λ■とコールドワイヤ２とホルダ１５との間の熱伝
達係数λＣをほぼ同一にすることができる。従って、吸
入空気の温度とボディ１０７の温度に差があってもバイ
パス通路１０６内を通過する吸入空気の（＆歌を精度良
く測定することができる。
又前記実施例において、熱伝導係数λ■、λＣをそれぞ
れ同じになるようにするために、長さＬｙとＬｃとを常
に同一にする必要はなく、ホットワイヤ１、コールドワ
イヤ２の出力を伝送する出力伝送部の材質を代えること
によって熱伝導係数λＨ９λＣをほぼ等しくすることが
できる。又、穴１７の入口には空気が流れやすくするた
めの丸味を設けたほうが望ましい。
れ同じになるようにするために、長さＬｙとＬｃとを常
に同一にする必要はなく、ホットワイヤ１、コールドワ
イヤ２の出力を伝送する出力伝送部の材質を代えること
によって熱伝導係数λＨ９λＣをほぼ等しくすることが
できる。又、穴１７の入口には空気が流れやすくするた
めの丸味を設けたほうが望ましい。
第１０図及び第１１図には本発明の他の実施例の構成が
示されている。
示されている。
本実施例は前記実施例における穴１７に溝１９を配設し
たものであり、他の構成は前記実施例と同様である。本
実施例において（−［、穴１７内の空気の竹板が促進さ
れ、ＣＷピン１４に対するホルダ１５に設けた穴１７の
壁面からの熱輻射の影響を減らすことができる。
たものであり、他の構成は前記実施例と同様である。本
実施例において（−［、穴１７内の空気の竹板が促進さ
れ、ＣＷピン１４に対するホルダ１５に設けた穴１７の
壁面からの熱輻射の影響を減らすことができる。
前記実施列においては、コールドワイヤ２を支持するホ
ルダ１５に穴１７を刻設することについて述べたが、ホ
ルダ１５に穴１７を刻設しなくても、ホットワイヤ１の
出力伝送部であるＨｗビン１６又はコールドワイヤ２の
出力伝送部である０ｗビン１４の材質又は形状を代える
ことによってホットワイヤ１、コールドワイヤ２の出力
伝送部のうち吸入空気と接触する部位の熱伝導係数λＢ
、λＣがそれぞれ等しくすることも可能である。
ルダ１５に穴１７を刻設することについて述べたが、ホ
ルダ１５に穴１７を刻設しなくても、ホットワイヤ１の
出力伝送部であるＨｗビン１６又はコールドワイヤ２の
出力伝送部である０ｗビン１４の材質又は形状を代える
ことによってホットワイヤ１、コールドワイヤ２の出力
伝送部のうち吸入空気と接触する部位の熱伝導係数λＢ
、λＣがそれぞれ等しくすることも可能である。
以上説明したように、本発明によれば、吸入空気路内外
の温度に差があっても、吸入空気路内を通過する望気の
流量を精度良く測定することができるという優れた効果
がある。
の温度に差があっても、吸入空気路内を通過する望気の
流量を精度良く測定することができるという優れた効果
がある。
第１図はホットワイヤ及びコールドワイヤの構成図、第
２図は熱線式空気流量計の通電回路、第３図は第１図に
示すホットワイヤ及びコールドワイヤが設置される吸へ
空気管の平面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う
断面図、第５図はホットワイヤ及びコールドワイヤ取付
部の横断面図、第６図は縦ｆｆｒ面図、第７図乃至第９
図は本発明の一実施例を示すものであって、第７図はホ
ットワイヤ及びコールドワイヤ取付部の横断面図、第８
図は縦断面図、第９図は第８図の要部拡大図、第１０図
は本発明の他の実施例を示す要部構成図、第１１図は第
１０図の要部拡大図である。 １・・・ホットワイヤ、２・・・コールドワイヤ、１４
・・・Ｃｖｒピン、１５・・・ホルダ、１６・・・Ｈｗ
ビン、１７茅ｌ 因 第３０ １υ６ 第４０ 第ｔ。 ｔｔｔ ”’ ； ／ｌｓ ／１７
２図は熱線式空気流量計の通電回路、第３図は第１図に
示すホットワイヤ及びコールドワイヤが設置される吸へ
空気管の平面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う
断面図、第５図はホットワイヤ及びコールドワイヤ取付
部の横断面図、第６図は縦ｆｆｒ面図、第７図乃至第９
図は本発明の一実施例を示すものであって、第７図はホ
ットワイヤ及びコールドワイヤ取付部の横断面図、第８
図は縦断面図、第９図は第８図の要部拡大図、第１０図
は本発明の他の実施例を示す要部構成図、第１１図は第
１０図の要部拡大図である。 １・・・ホットワイヤ、２・・・コールドワイヤ、１４
・・・Ｃｖｒピン、１５・・・ホルダ、１６・・・Ｈｗ
ビン、１７茅ｌ 因 第３０ １υ６ 第４０ 第ｔ。 ｔｔｔ ”’ ； ／ｌｓ ／１７
Claims (1)
- １、温度に感応して抵抗値が変化する一対の感温素子を
吸入空気路内に挿入すると共に各感温素子の出力をそれ
ぞれ吸入空気路壁を介して伝送し、かつ各感温素子の抵
抗値の偏差を一定値に抑制する電流を各感温素子に供給
する通電回路を形成し、感温素子の電流値から、吸入空
気路内を通過する空気の流量を計測する熱線式空気流量
計において、各感温素子の出力伝送部のうち、吸入空気
と接触する部位の熱電導係数が互いにほぼ同じになるよ
うに構成したことを特徴とする熱線式空気流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199071A JPS6091211A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 熱線式空気流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199071A JPS6091211A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 熱線式空気流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091211A true JPS6091211A (ja) | 1985-05-22 |
Family
ID=16401620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58199071A Pending JPS6091211A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 熱線式空気流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091211A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5224378A (en) * | 1990-05-31 | 1993-07-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Thermal flowmeter with detecting element supported by supports having engaging portions |
| US5423213A (en) * | 1993-02-04 | 1995-06-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Thermal flowmeter having improved durability against thermal stress |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP58199071A patent/JPS6091211A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5224378A (en) * | 1990-05-31 | 1993-07-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Thermal flowmeter with detecting element supported by supports having engaging portions |
| US5315871A (en) * | 1990-05-31 | 1994-05-31 | Ngk Insulators, Ltd. | Thermal flowmeter with detecting element supported by supports having engaging portions |
| US5423213A (en) * | 1993-02-04 | 1995-06-13 | Ngk Insulators, Ltd. | Thermal flowmeter having improved durability against thermal stress |
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