JP7065207B2 - Physical quantity measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、物理量測定装置に関する。 The present invention relates to a physical quantity measuring device.
自動車では、電子制御燃料噴射システムが採用され、エンジンルーム内には様々な物理量を計測する物理量計測装置が配置されている。エンジンルーム内に配置される物理量計測装置には、湿度センサや圧力センサなどのセンサが備えられている。これらのセンサは燃料制御のために利用されている。 In automobiles, an electronically controlled fuel injection system is adopted, and a physical quantity measuring device that measures various physical quantities is arranged in the engine room. The physical quantity measuring device arranged in the engine room is equipped with sensors such as a humidity sensor and a pressure sensor. These sensors are used for fuel control.
自動車用等の内燃機関においては、低燃費化を図るために、吸入空気の流量、温度、及び圧力に加え、湿度の環境状態を高精度に計測することが求められており、自動車用内燃機関で湿度を測定する場合、高い検出精度および高い応答性が要求される。 In internal combustion engines for automobiles, etc., in order to reduce fuel consumption, it is required to measure the environmental state of humidity in addition to the flow rate, temperature, and pressure of intake air with high accuracy. When measuring humidity with an internal combustion engine, high detection accuracy and high responsiveness are required.
特許文献1では、吸入空気の流れる吸気路に湿度センサが配置され、この吸気路を流れる吸入空気の湿度に応じた信号を発生する。吸気路は流路断面積を減少させる絞りを有し、湿度センサはこの絞りに配置されている。特許文献1の湿度センサは、絞りに湿度センサを配置することで、吸入空気の流速を増加させ、湿度センサの近傍において吸入空気が滞留するのを抑制し、湿度センサの応答性を高めている。 In Patent Document 1, a humidity sensor is arranged in an intake passage through which intake air flows, and a signal corresponding to the humidity of the intake air flowing through the intake passage is generated. The intake passage has a throttle that reduces the cross-sectional area of the flow path, and the humidity sensor is arranged in this throttle. The humidity sensor of Patent Document 1 increases the flow velocity of the intake air by arranging the humidity sensor in the throttle, suppresses the retention of the intake air in the vicinity of the humidity sensor, and enhances the responsiveness of the humidity sensor. ..
特許文献1では、吸入空気に液滴が含まれていた場合に、液滴の影響により高精度な測定ができない課題があった。 Patent Document 1 has a problem that when droplets are contained in the intake air, high-precision measurement cannot be performed due to the influence of the droplets.
本発明による物理量計測装置は、計測室に設けられるセンサと、前記計測室に被計測媒体を導入する導入部と、前記導入部の入口開口部から突出するように設けられているガイド部と、を備える物理量計測装置において、前記ガイド部は、厚さ方向に貫通する貫通部を備えており、前記ガイド部は、前記貫通部の下端部が前記導入部の開口面積が大きい部分に位置するように、前記導入部に配置される。 The physical quantity measuring device according to the present invention includes a sensor provided in the measurement chamber, an introduction portion for introducing the measured medium into the measurement chamber, and a guide portion provided so as to protrude from the inlet opening of the introduction portion. In the physical quantity measuring device provided with the guide portion, the guide portion includes a penetrating portion penetrating in the thickness direction, and the guide portion is such that the lower end portion of the penetrating portion is located at a portion where the opening area of the introduction portion is large. Is arranged in the introduction section.
本発明によれば、吸入空気に液滴が含まれていた場合でも、液滴の影響を抑制してより高精度な測定が可能になる。 According to the present invention, even when the intake air contains droplets, the influence of the droplets can be suppressed and more accurate measurement becomes possible.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る物理量計測装置1を内燃機関の吸気システムに適用した例について説明するが、内燃機関の吸気システムに限らずその他のシステムに適用することができる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an example in which the physical quantity measuring device 1 according to the present invention is applied to an intake system of an internal combustion engine will be described, but the present invention can be applied not only to the intake system of an internal combustion engine but also to other systems.
図1は、物理量計測装置1の上面図である。この図1は、内部の構成を分かり易くする為に、基板面を示す。図2は、図1のA-A断面を示す断面図である。以下の説明において、上下方向は図2における図面上の上下方向を基準にしており、物理量計測装置1が実装された状態における上下方向とは必ずしも一致しない。 FIG. 1 is a top view of the physical quantity measuring device 1. FIG. 1 shows a substrate surface in order to make the internal configuration easy to understand. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line AA of FIG. In the following description, the vertical direction is based on the vertical direction on the drawing in FIG. 2, and does not necessarily match the vertical direction in the state where the physical quantity measuring device 1 is mounted.
物理量計測装置1は、図1に示すように、ハウジング1A内に基板10を備え、基板10上には電子部品10aや接続部10bを備えている。
As shown in FIG. 1, the physical quantity measuring device 1 includes a
図2に示すように、ハウジング1Aは、計測部収容空間13を有する樹脂製の部材である。計測部収容空間13には、湿度センサ4および圧力センサ5を搭載した基板10が収容されている。湿度センサ4と圧力センサ5は基板10の同一面上に実装されており、圧力センサ5はハウジング1Aの第1計測室5Aに、湿度センサ4はハウジング1Aの第2計測室4Aに設けられる。計測部収容空間13は、第1計測室5Aと第2計測室4Aとが連通する構成である。
As shown in FIG. 2, the
基板10の上面は、電子部品10aなどが配置される回路室15であり、回路室15は図示省略したセンサカバーで覆われる。ハウジング1Aには、ハウジング1Aの本体を形成する樹脂により、コネクタ部9が一体に形成されている。コネクタ部9の内側空間には、回路室15から複数の接続端子9aが突き出している。すなわち、接続端子9aはハウジング1Aの回路室15から外側に突出するように設けられている。接続端子9aは基板10を介して湿度センサ4や圧力センサ5に電気的に接続され、湿度センサ4や圧力センサ5への電源供給や、湿度センサ4や圧力センサ5からの検出信号の取り出しを可能にする。
The upper surface of the
物理量計測装置1は、吸気管11の管壁にOリング16を介して固定されるが、吸気管11の管壁に固定される側を基端側又は固定側と呼び、基端側から吸気管11の内側に形成される吸気管内12の空気通路(空気流路)に挿入される側を先端側と呼ぶ。物理量計測装置1の第1計測室5A、圧力センサ5、第2計測室4A、湿度センサ4は基端側に配置され、後述の温度センサ14、ガイド部2は先端側に配置される。
The physical quantity measuring device 1 is fixed to the pipe wall of the intake pipe 11 via the O-
ハウジング1Aにより形成される計測部収容空間13には、先端側に向かって延設された導入部3が形成されている。導入部3の基端側の端部は基板10であり、基板10が導入部3の内側に形成される通路を塞ぐ構成になっている。すなわち、導入部3は基板10平面(基板10の実装面)に対して垂直方向に設けられている。導入部3の先端側の内部中央には、基板10平面に対して垂直方向にガイド部2が設けられている。さらに、ガイド部2の先端部2cには温度センサ14が設けられている。ガイド部2および温度センサ14はハウジング1Aに固定されている。
In the measuring
図3は、ガイド部2を示す図であり、図2のB-B断面におけるガイド部2を示す。図3に示すように、ガイド部2は、ガイド部2の中央部でガイド部2の厚さ方向に貫通する貫通部2aを備えている。
FIG. 3 is a diagram showing the
図2に示すように、導入部3は、Oリングが設けられる部分の開口面積よりも大きい開口面積を有する入口開口部3aを備える。ガイド部2は、貫通部2aの下端部2bが入口開口部3aに位置するように配置される。
As shown in FIG. 2, the introduction portion 3 includes an
次に、図2を参照して、吸気管11を流れる空気などの被計測媒体を物理量計測装置1の計測部収容空間13に導入する仕組みについて説明する。
Next, with reference to FIG. 2, a mechanism for introducing a measured medium such as air flowing through the intake pipe 11 into the measurement
ガイド部2は、導入部3の先端側に配置され、吸気管11を流れる空気はガイド部2に当たり、導入部3内を先端側から基端側へ向け第1計測室5Aまで空気を積極的に入れ換える。すなわち、導入部3内の周方向における全周(360°)において、ガイド部2に当たった空気が、導入部3から第1計測室5Aへ導入される。そのため、吸気管11を流れる空気の流れの方向に依らずに、空気を導入することが可能である。
The
導入部3内の空気は、先端側から基端側に向かう導入の流れと、基端側から先端側に向かう排出の流れがある。このため、導入部3の部分はガス交換として機能する。ガス交換では空気の入れ替えがスムーズに行われ、基板10の近傍の空気はスムーズに入れ替わる。
The air in the introduction portion 3 has an introduction flow from the distal end side to the proximal end side and an exhaust flow from the proximal end side to the distal end side. Therefore, the portion of the introduction unit 3 functions as a gas exchange. In the gas exchange, the air is replaced smoothly, and the air in the vicinity of the
また、導入部3と第1計測室5Aが連通し、第1計測室5Aと第2計測室4Aとが連通している。さらに、図2に示すように、導入部3の中心と第2計測室4Aの中心とは所定の距離だけ離れた位置に配置される。すなわち、第2計測室4Aは、導入部3の開口からオフセットして配置される。このため、第1計測室5Aには、導入部3から空気が積極的に流入し、第1計測室5A内の上下方向に縦渦が発生する。また、第1計測室5A内の水平方向には横渦が発生する。一方、第2計測室4Aは、ガスの濃度差(本実施形態では空気の湿度差)によりガスが空間内に拡がる現象を利用して、空気を第2計測室4A内に導入する。
Further, the introduction unit 3 and the first measurement room 5A communicate with each other, and the first measurement room 5A and the
また、前述したように、導入部3は、Oリングが設けられる部分の開口面積よりも大きい開口面積を有する入口開口部3aを備え、ガイド部2は、貫通部2aの下端部2bが入口開口部3aに位置するように配置される。この構成により、空気中に液滴が混在していた場合であっても、液滴は貫通部2aから吸気管内12の空気通路(空気流路)方向へ導かれる。そして、ガイド部2とハウジング1A間、すなわち、導入部3内の基端側に向かう方向に液滴が張り付くのを抑制することができる。これにより、第1計測室5Aの圧力センサ5や、第2計測室4Aの湿度センサ4の計測が妨げられることはなく、センサの応答性を確保することができる。
Further, as described above, the introduction portion 3 includes an
図4は、物理量計測装置の部分拡大断面図であり、図2のB-B断面における部分拡大断面図である。
図4に示すように、導入部3は、入口開口部3aに向かって徐々に広がる同一形状の傾斜部3bを備える。ガイド部2の先端部2cと入口開口部3aの始端3cからの距離をt1、傾斜部3bの高さをTとすると、T<t1の関係が成り立つ。さらに、入口開口部3aの始端3cからガイド部2の貫通部2aの下端部2bとの距離をt2、傾斜部3bの高さをTとすると、T>t2の関係が成り立つ。このような構成にしたので、空気中に液滴が混在していた場合であっても、液滴は、導入部3の入口開口部3aからガイド部2の貫通部2aを経て、吸気管内12の空気通路(空気流路)方向へ導かれる。これにより、ガイド部2とハウジング1A間、すなわち、導入部3内の基端側に向かう方向に液滴が張り付くのを抑制することができる。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the physical quantity measuring device, and is a partially enlarged cross-sectional view of the BB cross section of FIG.
As shown in FIG. 4, the introduction portion 3 includes an
図5は、物理量計測装置の部分拡大断面図であり、図1のA-A断面における部分拡大断面図(図2の部分拡大図)である。
図5に示すように、導入部3の入口開口部3a付近において、ガイド部2の貫通部2aの下端部2bは、液滴が貫通部2aから排出し易いように、断面両端2dがR形状に形成されている。なお、貫通部2aの下端部2bの少なくとも一端がR形状であればよい。FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of the physical quantity measuring device, and is a partially enlarged cross-sectional view (partially enlarged view of FIG. 2) in the AA cross section of FIG.
As shown in FIG. 5, in the vicinity of the inlet opening 3a of the introduction portion 3, the
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)物理量計測装置1は、計測室4A、5Aに設けられるセンサ4、5と、計測室4A、5Aに被計測媒体を導入する導入部3と、導入部3の入口開口部3aから突出するように設けられているガイド部2と、を備え、ガイド部2は、厚さ方向に貫通する貫通部2aを備えており、ガイド部2は、貫通部2aの下端部2bが導入部3の開口面積が大きい部分に位置するように、導入部3に配置される。これにより、吸入空気に液滴が含まれていた場合でも、液滴の影響を抑制してより高精度な測定が可能になる。According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The physical quantity measuring device 1 protrudes from the
(変形例)
本発明は、以上説明した実施形態を次のように変形して実施することができる。
(1)実施形態では導入部3に、1枚のガイド部2を設置した例を説明したが、導入部3に、複数枚のガイド部2を設置してもよい。この場合、ガイド部2は導入部3の中心を基準に所定角度ずらして配置する。これにより、吸気管内12を流れる被計測媒体の方向に左右されず被計測媒体の計測が可能になる。(Modification example)
The present invention can be implemented by modifying the embodiment described above as follows.
(1) In the embodiment, an example in which one
(2)実施形態ではガイド部2の厚さ方向に貫通する貫通部2aを設け、貫通部2aの下端部2bの反対側は上端部を設けずに貫通部2aと一体構成とした例を説明した。しかし、貫通部2aの下端部2bの反対側に上端部を形成してもよい。すなわち、貫通部2aの周囲はガイド部2の部材により構成されるので、ガイド部2の強度が増す。
(2) In the embodiment, an example is described in which a penetrating
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and other embodiments considered within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention as long as the features of the present invention are not impaired. .. Further, the configuration may be a combination of the above-described embodiment and a plurality of modified examples.
1…物理量計測装置、1A…ハウジング、2…ガイド部、2a…貫通部、2b…下端部、3…導入部、3a…入口開口部、3b…傾斜部、4…湿度センサ、4A…第2計測室、5…圧力センサ、5A…第1計測室、9…コネクタ部、9a…接続端子、10…基板、11…吸気管、12…吸気管内、13…計測部収容空間、15…回路室。 1 ... Physical quantity measuring device, 1A ... Housing, 2 ... Guide part, 2a ... Penetration part, 2b ... Lower end part, 3 ... Introduction part, 3a ... Entrance opening, 3b ... Inclined part, 4 ... Humidity sensor, 4A ... Second Measurement room, 5 ... Pressure sensor, 5A ... First measurement room, 9 ... Connector part, 9a ... Connection terminal, 10 ... Board, 11 ... Intake pipe, 12 ... Intake pipe, 13 ... Measurement unit accommodation space, 15 ... Circuit room ..
Claims (7)
前記ガイド部は、厚さ方向に貫通する貫通部を備えており、前記ガイド部は、前記貫通部の下端部が前記導入部の前記開口面積が大きい部分に位置するように、前記導入部に配置される物理量計測装置。In a physical quantity measuring device including a sensor provided in a measurement chamber, an introduction portion for introducing a measurement medium into the measurement chamber, and a guide portion provided so as to protrude from the inlet opening of the introduction portion.
The guide portion includes a penetration portion that penetrates in the thickness direction, and the guide portion is provided in the introduction portion so that the lower end portion of the penetration portion is located at a portion having a large opening area of the introduction portion. Physical quantity measuring device to be placed.
前記導入部の開口面積が大きい部分は、前記Oリングが設けられる位置の開口面積より開口面積が大きい請求項1に記載の物理量計測装置。The physical quantity measuring device is fixed to a pipe through which the measured medium flows via an O-ring.
The physical quantity measuring device according to claim 1, wherein the portion having a large opening area of the introduction portion has an opening area larger than the opening area at the position where the O-ring is provided.
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