JP2017058226A

JP2017058226A - 測定装置

Info

Publication number: JP2017058226A
Application number: JP2015182528A
Authority: JP
Inventors: 輝明海部; Teruaki Umibe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-09-16
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-03-23

Abstract

【課題】吸気路に配置される測定装置において、湿度センサを保持するアセンブリによる圧力損失の抑制を提供する。【解決手段】測定装置１は、流量センサ３を保持して吸気路の内周に突き出る第１突出部１０と、湿度センサ５を保持し、吸気路２の内周に棒状に突き出る第２突出部１１とを備える。湿度センサ５は、吸気路２に露出するように、第２突出部１１の表面に埋め込まれて保持されている。第２突出部１１は、自身の長手方向が吸入空気の流れの方向に直交するように吸気路２の内周に突き出している。そして、第２突出部１１の断面の内、長手方向に垂直な断面を垂直断面と呼ぶときに、垂直断面の周縁は、吸入空気の流れに対し流線形を呈する。このため、吸気路２に配置される測定装置１において、湿度センサ５を保持する第２突出部１１による圧力損失を抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に吸入される吸入空気の流量および湿度を測定する測定装置に関する。

従来から、吸入空気の流れる吸気路に配置される流量センサと湿度センサとを備え、吸入空気の流量および湿度を測定する測定装置が公知である。
このような測定装置においては、流量センサを保持して吸気路の内周に突き出る筐体と、筐体の側壁に設けられる湿度センサを有する構成が公知となっている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、このような測定装置においては、筐体を通じて内燃機関の熱が伝導し、湿度センサの温度が上昇してしまう。これにより、湿度センサの温度が吸入空気の温度と異なってしまい吸入空気の湿度の検出値に悪影響を与えてしまう。このため、筐体から湿度センサへの熱の伝導を防ぐ必要がある。

そこで、湿度センサを保持するアセンブリを筐体とは別に設け、筐体から離して吸気路の内周に突出させる構成が公知となっている（例えば、特許文献２参照。）
このような測定装置においては、筐体とアセンブリとが離れているため、筐体から湿度センサへの熱伝導を防いで湿度センサの温度の上昇を抑制することができる。
しかし、特許文献２のアセンブリは、長手方向に垂直な断面が矩形となっているので、吸入空気の流れに対し、大きな圧力損失を生じる可能性がある。

なお、特許文献３において、カバーで湿度センサを覆う構成が開示されている。
特許文献３の測定装置によると、カバーには、吸入空気流れに沿って２つの開口が設けられている。そして、下流側の開口からカバー内に吸入空気を流入させて、センサを通過させ、上流側の開口から吸気路に還流させる。
このため、特許文献３の測定装置によれば、カバー内への異物の浸入を防止して湿度センサを保護する効果は見込めるものの、圧力損失を抑制する効果は見込めないものと思われる。

特開２０１５−８７１９６号公報特許第５４４５５３５号公報国際公開第２０１４／０６０１６１号

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気路に配置される測定装置において、湿度センサを保持するアセンブリによる圧力損失を抑制することにある。

本発明の測定装置は、内燃機関に吸入される吸入空気の流れる吸気路に配置される流量センサと湿度センサとを備え、吸気路を流れる吸入空気の流量および湿度を測定する。
そして、流量センサを保持して吸気路の内周に突き出る筐体と、湿度センサを保持し、筐体から離れて吸気路の内周に棒状に突き出るアセンブリとを備える。
以下、筐体を第１突出部、アセンブリを第２突出部と呼ぶ。

ここで、湿度センサは、吸気路に露出するように、第２突出部の表面に埋め込まれて保持されている。
そして、第２突出部は、自身の長手方向が吸入空気の流れの方向に直交するように吸気路の内周に突き出している。
また、第２突出部の断面の内、長手方向に垂直な断面を垂直断面と呼ぶときに、垂直断面の周縁は、吸入空気の流れに対し流線形を呈する。

これにより、第２突出部を吸気路に配置したときに、第２突出部の表面に発生する吸入空気の渦等を抑制することができる。
このため、吸気路に配置される測定装置において、湿度センサを保持する第２突出部による圧力損失を抑制することができる。

（ａ）吸入空気流れ上流側から見た測定装置の全体図、（ｂ）吸入空気の流れ方向に沿う測定装置の断面図である（実施例）。（ａ）第２突出部の斜視図、（ｂ）長手方向および吸入空気の流れ方向に垂直な方向から見た第２突出部の側面図、（ｃ）第２突出部の平行断面図である（実施例）。図２（ａ）におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う第２突出部の垂直断面図である（実施例）。第２突出部の斜視図である（変形例）。

以下において、発明を実施するための形態を、実施例を用いて説明する。なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。

〔実施例の構成〕
図１、図２を参照して実施例の測定装置１を説明する。
測定装置１は、車両走行用の内燃機関に吸入される吸入空気の流れる吸気路２に搭載されるものであり、吸気路２に配置される流量センサ３と湿度センサ５とを備え、吸気路２を流れる吸入空気の流量および湿度を測定する。
以下、吸気路２における吸入空気の流れる方向を、方向Ｆと呼ぶことがある。

吸気路２において、測定装置１が搭載される箇所には、吸気路２の内外を貫通する装着孔が形成されている。そして、測定装置１には装着孔に嵌まる蓋部６が設けられている。
また、測定装置１では、以下に説明する第１突出部１０、および、第２突出部１１が蓋部６から突出している。
ここで、第１突出部１０、第２突出部１１は、それぞれ蓋部６と一体に設けられており、それぞれ同一方向に蓋部６から突出している。

第１突出部１０は、流量センサ３を保持して吸気路２の内周に突き出している。
そして、第１突出部１０は、樹脂材料によって設けられ、内部に通路が形成されている。
ここで、第１突出部１０の内部に形成される通路の構造は、例えば、バイパス通路１２とサブバイパス通路１３とが設けられている。

バイパス通路１２は、吸気路２を流れる吸入空気の一部が流れる通路であり、吸気路２における吸入空気の流れ方向に沿うように通路が形成されている。そして、バイパス通路１２の上流側に取入口１２ａが設けられ、バイパス通路１２の下流側に排出口１２ｂが設けられる。
なお、バイパス通路１２の下流側には、バイパス通路１２を通過する吸入空気の流れを絞る排出口絞り１２ｃが形成されている。

サブバイパス通路１３は、排出口絞り１２ｃで絞られたバイパス通路１２を流れる吸入空気の一部が流入する入口１３ａと、サブバイパス通路１３を通過した吸入空気を吸気路２へ戻す出口１３ｂとを備える。そして、入口１３ａから流入した吸入空気を第１突出部１０の内部で回転させ出口１３ｂへと導く。

チップ型の流量センサ３は、例えば、サブバイパス通路１３の内部を通過する吸入空気の伝熱により流量を測定する伝熱式となっており、発熱抵抗体と測温抵抗体を表面に有する周知の構成となっている。そして、吸入空気の流量に応じた信号をコネクタ１５内の接続端子を介してＥＣＵ（図示しない。）等に出力している。
なお、コネクタ１５は、蓋部６と一体に設けられている。

第２突出部１１は、チップ型の湿度センサ５を保持し、第１突出部１０から離れて吸気路２の内周に棒状に突き出している。また、突き出す方向は、自身の長手方向が方向Ｆに直交する方向となっている。
そして、湿度センサ５は、吸気路２に露出するように、第２突出部１１の表面に埋め込まれて保持されている。
より具体的には、湿度センサ５は、第２突出部１１の吸気路２の路壁に面する側面に設けられている。そして、湿度センサ５は、自身の表面が長手方向に平行かつ方向Ｆに平行になるように第２突出部１１に埋め込まれている。

湿度センサ５は、例えば、湿度に応じて静電容量が変化する静電容量式となっており、湿度により静電容量の変化する高分子膜を表面に有する周知の構成となっている。そして、吸入空気の湿度に応じた信号をコネクタ１５内の接続端子を介してＥＣＵ等に出力している。

なお、第２突出部１１は、支持基板１７に支持される湿度センサ５、湿度センサ５と電気的に接続するリード端子（図示しない。）等を樹脂材料に埋め込むことで形成されている。なお、リード端子は端部がコネクタ１５内に露出することで、接続端子となっている。
ここで、支持基板１７は、シリコン基板等にから成り、強度的に弱い湿度センサ５を自身に固定することで、湿度センサ５の取り扱いを容易にしている。

〔実施例の特徴〕
次に、実施例の特徴的な構成について図２、図３を用いて説明する。
先ず、垂直断面、平行断面について説明する。
垂直断面とは、第２突出部１１の様々な断面の内、長手方向に垂直な断面のことである。
そして、第２突出部１１の様々な断面の内、平行断面とは長手方向に平行かつ方向Ｆに平行な断面のことである。

第２突出部１１は、棒状であり、長手方向の先端部の表面に湿度センサ５が埋め込まれている。そして、長手方向の垂直断面の形状が略同一となっている（図２（ａ）、（ｂ）参照。）。
そして、第２突出部１１は、垂直断面の周縁が、吸入空気の流れに対し流線形を呈している（図３参照。）。
より具体的には、垂直断面の周縁の内、方向Ｆに垂直な方向Ｐの幅が上流側から下流側にかけて、徐々に増加した後に徐々に減少している。

また、湿度センサ５は、垂直断面の周縁の内、方向Ｐの幅が最も大きい位置に存在している（図３参照。）。
さらに、第２突出部１１は、平行断面の周縁の内、突出端１１ａを成す部分は、吸入空気の流れに対し流線形を呈する（図２（ｃ）参照。）。ここで、突出端１１ａとは第２突出部１１の長手方向の先端のことである。

〔実施例の効果〕
実施例の測定装置１によれば、第２突出部１１の垂直断面の周縁は、吸入空気の流れに対し流線形を呈している。
これにより、第２突出部１１を吸気路２に配置したときに、第２突出部１１の表面に発生する吸入空気の渦等を抑制することができる。
このため、吸気路２に配置される測定装置１において、第２突出部１１による圧力損失を抑制することができる。

実施例の測定装置１によれば、湿度センサ５は、垂直断面の周縁の内、方向Ｐの幅が最も大きい位置に存在している。
これにより、湿度センサ５の表面を通過する吸入空気の流速を増加させることができる。
このため湿度センサ５の温度が上昇したとしても、速やかに冷却され、吸入空気の温度に近づけることができ、湿度センサ５の温度が吸入空気の温度と異なることによる湿度の検出値への悪影響を抑制することができる。

実施例の測定装置１によれば、第２突出部１１の平行断面の周縁の内、突出端１１ａを成す部分は、吸入空気の流れに対し流線形を呈している。
これにより、突出端１１ａの表面に発生する吸入空気の渦等を抑制することができ、突出端１１ａの表面を流れる吸入空気に対する圧力損失を低減することができる。このため、第２突出部１１による圧力損失を、より抑制することができる。

［変形例］
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
例えば、実施例によれば、第２突出部１１は、垂直断面の形状が長手方向のいかなる位置でも略同一であったが、図４に示すように、蓋６の側を太く形成してもよい。これにより、第２突出部１１の強度を増加させることができる。

１測定装置２吸気路３流量センサ５湿度センサ１０第１突出部
１１第２突出部

Claims

内燃機関に吸入される吸入空気の流れる吸気路（２）に配置される流量センサ（３）と湿度センサ（５）とを備え、前記吸気路を流れる吸入空気の流量および湿度を測定する測定装置（１）において、
前記流量センサを保持して前記吸気路の内周に突き出る第１突出部（１０）と、
前記湿度センサを保持し、前記第１突出部から離れて前記吸気路の内周に棒状に突き出る第２突出部（１１）とを備え、
前記湿度センサは、前記吸気路に露出するように、前記第２突出部の表面に埋め込まれて保持され、
前記第２突出部は、自身の長手方向が吸入空気の流れの方向に直交するように前記吸気路の内周に突き出し、
前記第２突出部の断面の内、前記長手方向に垂直な断面を垂直断面と呼ぶときに、この垂直断面の周縁は、吸入空気の流れに対し流線形を呈することを特徴とする測定装置。
請求項１に記載の測定装置において、
前記湿度センサは、前記垂直断面の周縁の内、吸入空気の流れ方向に垂直な方向の幅が最も大きい位置に存在することを特徴とする測定装置。
請求項１または請求項２に記載の測定装置において、
前記第２突出部の断面の内、前記長手方向に平行かつ吸入空気の流れ方向に平行な断面を平行断面と呼び、前記第２突出部の先端を突出端（１１ａ）と呼ぶとき、前記平行断面の周縁の内、前記突出端を成す部分は、吸入空気の流れに対し流線形を呈することを特徴とする測定装置。
内燃機関に吸入される吸入空気の流れる吸気路に配置される流量センサと湿度センサとを備え、前記吸気路を流れる吸入空気の流量および湿度を測定する測定装置において、
前記流量センサを保持して前記吸気路の内周に突き出る第１突出部と、
前記湿度センサを保持し、前記第１突出部から離れて前記吸気路の内周に棒状に突き出る第２突出部とを備え、
前記湿度センサは、前記吸気路に露出するように、前記第２突出部の表面に埋め込まれて保持され、
前記第２突出部は、自身の長手方向が吸入空気の流れの方向に直交するように前記吸気路の内周に突き出し、
前記第２突出部の断面の内、前記長手方向に平行かつ吸入空気の流れ方向に平行な断面を平行断面と呼び、前記第２突出部の先端を突出端と呼ぶとき、前記平行断面の周縁の内、前記突出端を成す部分は、吸入空気の流れに対し流線形を呈することを特徴とする測定装置。