(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気管を構成する吸気管構成部材に設けられたセンサ挿入口に挿入し前記吸気管に固定することにより実装される流量測定装置と、
前記流量測定装置のハウジング部材に搭載され前記吸気管内部の圧力を検出するための圧力検出装置と、
前記ハウジング部材に設けられ、前記圧力検出装置と前記吸気管の内部とを連通する圧力導入孔と、
前記ハウジング部材の側面に設けられた前記圧力導入孔の開口部と、
を有するセンサの構造において、
前記開口部は前記吸気管を流れる空気の流れ方向に縦長の形状であり、かつ前記開口部の断面積が前記圧力導入孔の断面積よりも大きいことを特徴とするセンサの構造。
【請求項２】
請求項１に記載したセンサの構造において、
前記開口部は、前記センサ挿入口を構成する壁面に対向する位置に設けられていることを特徴とするセンサの構造。
【請求項３】
請求項２に記載したセンサの構造において、
前記開口部を分割壁により複数個のブロックに分割し、前記分割壁の上面高さがハウジング部材の外壁面よりも低い位置にあることを特徴とするセンサの構造。
【請求項４】
請求項３に記載したセンサの構造において、
前記分割壁の上面高さは、ハウジング部材の壁面と同じ位置にあり、前記分割壁の上面に設けた連通溝により、隣り合う吸気管側開口部を接続していることを特徴とするセンサの構造。
【請求項５】
請求項４に記載したセンサの構造において、
前記連通溝は、千鳥状に配置されていることを特徴とするセンサの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の吸入空気に係わる物理量計測に好適なセンサの構造と、これを使用した内燃機関制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気管内の圧力を検出する圧力検出装置は、半導体の圧力検知部を有し、圧力導入管を用いる方式が一般的に用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
内燃機関用の流量測定技術としては発熱抵抗体式空気流量測定装置が知られている（特許文献２参照）。これは発熱抵抗体の奪われる熱量が流入流量に対し相関関係があることを利用したものであり、エンジンの燃焼制御で必要となる質量流量を直接測定できるため特に自動車の空燃比制御用の流量計として広く使われている。また、このような発熱抵抗体式空気流量測定装置と圧力検出装置を一体化したものがある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９２３９１号公報
【特許文献２】特許３５２３０２２号公報
【特許文献３】特開２００８−３０４２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子制御燃料噴射システムを用いた自動車が一般化し、近年では更なる高性能化，高機能化が進んでいる。複数のセンサや制御機器を一体化することによる部品点数の低減やエンジンルーム内部の景観向上などが望まれ、例えば空気流量測定装置と圧力検出装置を一体化し、コネクタを共用化する方策などはその一例であり、これにより車両への部品組み付け工数の低減や、ワイヤハーネスの簡略化が可能となる。
【０００６】
単体の圧力検出装置をスロットルバルブの上流側にある、例えば吸気管などに設置してなるエンジン制御システムにおいては、圧力検出装置は空気の流れの中で圧力検出を行わなければならず、センサの構造としては流れによる動圧影響を極力受けないようにしなければならない。
【０００７】
また、流量測定装置へ圧力検出装置を一体化し、流量測定装置の骨格を構成するハウジング部材の一部を用いて圧力導入孔を構成する際、同様に空気流量測定装置が設置される環境はエンジンの吸入空気が流れる位置であり、圧力検出のためのセンサ構造としては、流れによる動圧影響を極力受けないようにしなければならない。
【０００８】
これら流れの動圧影響を避けるために、圧力導入孔を吸気管に設けたセンサの挿入穴の内部且つ途中で開口させる場合、通常吸気管を構成する例えばエアクリーナ部材などは成型寸法精度があまり高くなく、センサの取付け位置とセンサの挿入穴の位置関係にばらつきを生じやすい。この時、ハウジング部材の側面に圧力導入孔を設置している場合は、圧力導入孔の開口部がセンサの挿入穴側壁と接触し、圧力測定の感度に問題が生じる可能性がある。よってエアクリーナ部材に寸法的な問題があり、万が一圧力導入孔とセンサ挿入穴側壁が接触した際にも安定して圧力検出ができる構造の発明が課題となる。
【０００９】
また、自動車の吸入空気はエアクリーナボックスが備えるエアフィルターエレメントによって大気中浮遊物を取り除いた後に取り込まれる構成となっている。しかし、エンジン出力低下や燃料消費率の悪化を招くエアフィルターエレメントが作る大きな圧力損失は望まれないが故に、例えば排気ガス中に含まれる微細なカーボン等を捕えるほどの濾紙が使用されることは無く、微細な大気浮遊物、或いは雨水などは濾紙を通過してエンジンへ吸入される。
【００１０】
よってこれら汚損物質や水滴などが圧力検出装置の圧力検出部に到達しないようなセンサの構造も併せて必要である。
【００１１】
そこで本発明は上記課題に鑑み、流量測定装置に圧力検出装置を一体化した場合に、圧力導入孔とセンサ挿入穴側壁が接触した際にも安定して圧力検出ができ、さらに、汚損物質や水滴などが圧力検出装置の圧力検出部に到達しないようなセンサの構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題に対応するため以下の手段を講じる。
【００１３】
吸気管を構成する吸気管構成部材に設けられたセンサ挿入口に挿入し前記吸気管に固定することにより実装される流量測定装置と、前記流量測定装置のハウジング部材に搭載され前記吸気管内部の圧力を検出するための圧力検出装置と、前記ハウジング部材に設けられ、前記圧力検出装置と前記吸気管の内部とを連通する圧力導入孔と、前記ハウジング部材の側面に設けられた前記圧力導入孔の開口部と、を有するセンサの構造において、
前記開口部は前記吸気管を流れる空気の流れ方向に縦長の形状であり、かつ前記開口部の断面積が前記圧力導入孔の断面積よりも大きいことを特徴とするセンサの構造。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、流量測定装置に圧力検出装置を一体化した場合に、圧力導入孔とセンサ挿入穴側壁が接触した際にも安定して圧力検出ができ、さらに、汚損物質や水滴などが圧力検出装置の圧力検出部に到達しないようなセンサの構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例を示すセンサ構造図及びそのＡ−Ａ断面図。
【図２】本発明の一実施例を示すセンサ構造図及びそのＢ−Ｂ断面図。
【図３】本発明の一実施例を示すセンサ構造図及びそのＣ−Ｃ断面図。
【図４】本発明の一実施例を示すセンサ構造図及びそのＤ−Ｄ断面図。
【図５】本発明の一実施例を示すセンサ構造図及びそのＥ−Ｅ断面図。
【図６】電子燃料噴射方式の内燃機関に本発明品を適用した一実施例。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の具体的な構成例について図１を使い説明する。
【００１７】
主空気通路１を構成する主空気通路構成部材２には、一部に圧力検出装置３に空気流量測定装置１６を一体化した多機能型センサ６４の一部が挿入される挿入口４が設けられ、ガスケット部材５を介して設置されている。空気流量測定装置１６の骨格はハウジング部材６を用いて構成され、その他はベース部材１７，電子回路基板１８，カバー部材１９，空気流量を計測するための発熱抵抗体２０、空気流量計測に使用する温度補償用抵抗体２１、車両側で使用する吸入空気温度センサ２２、これら空気流量や温度検出のための検出素子を内装設置する副通路２３及び副通路２３を形成する副通路構成部材２４等から構成されている。
【００１８】
吸入空気流量や吸入空気温度の検知を行う発熱抵抗体２０，温度補償用抵抗体２１，吸入空気温度センサ２２はボンディング部材２５を介して電子回路基板１８と接続され、更に電子回路基板１８は同様にボンディング部材２５を介してコネクタ端子９と電気的に接続され、入出力コネクタ１０を介して外部との入出力を行う。
【００１９】
一体化される圧力検出装置３は同じハウジング部材６が基本骨格を成す。圧力検出部を備えたチップセンサ７をこのハウジング部材６に実装し、接着剤等によるシール剤８により固定及び密封される。チップセンサ７はコネクタ端子９とボンディングや溶接等の方法で電気的に接続され、空気流量測定装置１６と同一の入出力コネクタ１０を介して外部との入出力を行う。ハウジング部材６にはチップセンサ７と主空気通路１とを連通する圧力導入孔１１を備え、前記圧力導入孔１１を用いて吸気管内部の圧力を検出する。
【００２０】
この圧力導入孔１１は、主空気通路１に近い位置で断面積が拡大されており、空気の流れ方向で縦長に面積を拡大させた拡大開口部１２を形成している。更に、拡大開口部１２はハウジング部材６の側面部に設けられている。
【００２１】
主空気通路１には空気の流れが存在するため、圧力検出装置３は空気流の中で圧力検出を行わなければならない。よって、流れによる動圧影響や、また自動車の吸気管内部には管路の曲がりやエアクリーナが作る偏流影響なども存在するため、それらの影響を受けないように構成する必要がある。これら動圧影響や偏流影響を低減させるために、前述のように拡大開口部１２をハウジング部材６の側面部に設け、更に拡大開口部１２を流れ方向に対して長く構成した。この構成より広範囲から圧力を取り込み、平均化して検出できるようなる。
【００２２】
図２は本発明の他の一実施例を示すセンサ構造図及びそのＢ−Ｂ断面図である。自動車の吸入空気はエアクリーナボックスが備えるエアフィルターエレメントによって大気中浮遊物を取り除いた後に取り込まれる構成となっている。しかし、エンジン出力低下や燃料消費率の悪化を招くエアフィルターエレメントが作る大きな圧力損失は望まれないが故に、例えば排気ガス中に含まれる微細なカーボン等を捕らえるほどの濾紙が使用されることは無く、微細な大気浮遊物、或いは雨水などは濾紙を通過してエンジンへ吸入される。これら汚損物質や水滴などが圧力導入孔１１を介してチップセンサ７に到達することを防ぐため、圧力導入孔の拡大開口部１２を主空気通路構成部材２の内壁面１３より外側に構成した。すなわち、センサ挿入口４を構成する壁面に対向する位置に圧力導入孔の拡大開口部１２を設けた。この構成により、汚損物質や水滴などを取り込む可能性が大幅に低減する。また、拡大開口部１２及び圧力導入孔１１が直接空気の流れに晒されなくなるため、更に空気の流れによる動圧影響や偏流影響を低減することができる。
【００２３】
また、通常主空気通路構成部材２は樹脂で成型された自動車のエアクリーナに相当し、このエアクリーナは成型寸法精度があまり高くない。例えば多機能型センサ６４をエアクリーナにねじを使って装着，固定する場合には、挿入口４の位置とねじ穴の位置関係にばらつきが生じやすく、この結果、ハウジング部材６の側面に圧力導入孔１１を設けると、この圧力導入孔１１と挿入口４の側壁が接触し、圧力測定や感度に対して問題となる場合がある。そこで、図２の構成のように拡大開口部１２を適用しておけば、万が一、挿入口４の側壁と接触しても開口部が拡大されているため拡大開口部１２の全てが閉じられてしまう可能性は無いに等しく、必ず圧力計測機能を維持することができる。
【００２４】
図３は本発明の他の一実施例を示すセンサ構造図及びそのＣ−Ｃ断面図である。図２に示した構成において、万が一、例えば水滴などが拡大開口部１２へ侵入してきた場合、拡大開口部１２そのものが水滴を圧力導入孔１１まで導くためのガイドになってしまうという問題がある。この問題を回避するため、拡大開口部１２に分割壁１４を設け、拡大開口部１２を複数個のブロックに分割した。また、エアクリーナの寸法精度が悪いために挿入口４の側壁とハウジング部材６が接触しても圧力計測が可能となるように、分割壁１４の高さはハウジング部材６の外壁面高さよりも低く構成されている。
【００２５】
図４は本発明の他の一実施例を示すセンサ構造図及びそのＤ−Ｄ断面図である。図３の構成に対し、更に侵入してきた水滴が隣のブロックへ移動し難い構成とするため、分割壁１４の上面高さをハウジング部材６の外壁面高さと等しくし、拡大開口部１２を仕切っている分割壁１４の上面にのみ連通溝１５を設けて圧力検出を可能にした。
【００２６】
図５は本発明の他の一実施例を示すセンサ構造図及びそのＥ−Ｅ断面図である。図４の構成に対し、隣り合う連通溝１５を千鳥状に配置し、更に水滴の移動に対して抵抗を持たせている。
【００２７】
最後に図６を使い電子燃料噴射方式の内燃機関に本発明を適用した一実施例を示す。エアクリーナ５０から吸入された吸入空気５１は、多機能型センサ６４が挿入される主空気通路構成部材２，吸入ダクト５２，スロットルボディ５３及び燃料が供給されるインジェクタ５４を備えたインテークマニホールド５５を経て、エンジンシリンダ５６に吸入される。一方、エンジンシリンダ５６で発生したガス５７は排気マニホールド５８を経て排出される。
【００２８】
多機能型センサ６４から出力される空気流量信号，湿度信号，圧力信号，温度信号、そしてスロットル角度センサ５９から出力されるスロットルバルブ角度信号，排気マニホールド５８に設けられた酸素濃度計６０から出力される酸素濃度信号及び、エンジン回転速度計６１から出力されるエンジン回転速度信号等、これらを入力するコントロールユニット６２はこれらの信号を逐次演算して最適な燃料噴射量や最適な出力トルクを求め、その値を使って前記インジェクタ５４やスロットルバルブ６３を制御する。
【符号の説明】
【００２９】
１  主空気通路
２  主空気通路構成部材
３  圧力検出装置
４  挿入口
５  ガスケット部材
６  ハウジング部材
７  チップセンサ
８  シール剤
９  コネクタ端子
１０  入出力コネクタ
１１  圧力導入孔
１２  拡大開口部
１３  内壁面
１４  分割壁
１５  連通溝
１６  空気流量測定装置
１７  ベース部材
１８  電子回路基板
１９  カバー部材
２０  発熱抵抗体
２１  温度補償用抵抗体
２２  吸入空気温度センサ
２３  副通路
２４  副通路構成部材
２５  ボンディング部材
５０  エアクリーナ
５１  吸入空気
５２  吸入ダクト
５３  スロットルボディ
５４  インジェクタ
５５  インテークマニホールド
５６  エンジンシリンダ
５７  ガス
５８  排気マニホールド
５９  スロットル角度センサ
６０  酸素濃度計
６１  エンジン回転速度計
６２  コントロールユニット
６３  スロットルバルブ
６４  多機能型センサ
【図１】
0005557767.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005557767.tif 000004
【図４】
0005557767.tif 000005
【図５】
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【図６】
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