JP3621490B2 - 質量空気流量センサハウジング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気流量の測定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機関制御装置を使用して内燃機関を制御することは知られている。そのような電子機関制御装置は質量空気流量センサのごとき各種センサからの入力および出力を有する。内燃機関の空気流入口に質量空気流量（空気の質量流量）センサを配置することは知られている。
【０００３】
しかし、空気流入口における空気流の方向は常に必ずしも同じ方向ではない。例えば、空気は通常は機関（エンジン）内へ流れるが、機関から遠ざかる方向へ空気の逆流が生じるいくつかの機関作動状態がある。そのような逆流は空気流量の望ましからざる表示および誤った空気流量の読みを生じるおそれがある。したがってそのような誤った空気流量の読みを減らすことがおそらく望ましい。
【０００４】
空気流量を測定するため空気を、主通路から離れたバイパス通路を通り、空気流量センサを横切って通過させるように複雑な一体通路を備えた質量空気流吸込ハウジングを設けることもまた知られている。例えば、空気流量測定装置という発明の名称を付された米国特許第４，３９３，６９７号明細書は、内燃機関の主空気流案内室の近くに形成された吸気バイパス通路内に空気流量センサおよび温度センサを有する空気流量測定装置を開示している。空気はバイパス通路内に取り入れられて直角の方向をもって主通路内に戻される。空気はバイパス通路の出口から主通路内に直角の方向に導かれるから、バイパス通路内への逆流に対していくらかの阻止が為される。複雑な質量空気流ハウジングの鋳造を必要とすることに代えて、主空気流路内に挿入され得る着脱自在の測定用空気流路を用意することがおそらく望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
半径によって規定された入口面と次いで真っすぐな円筒形孔とを含む輪郭をバイパス通路の入口に有することも知られている。そのような入口は空気流量測定の精度に影響するおそれのある空気流の乱れを生じさせる。このバイパス通路の入口の流れ特性を改善することがおそらく望ましい。これらは本発明が解決する諸問題の一部である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施例は、１）空気流量測定通路に漸次細まるないし先細の楕円形の入口を設けること、２）空気流量測定通路の入口と出口とを主空気流の方向に互いに比較的近接して配置すること、３）出口に隣接して低圧区域を設けるため空気流量測定通路の出口の近くに楔形の空気デフレクタを配置すること、および４）空気流量測定通路に２つの平行流路室を備えたＵ形空気流路を設けることによって、内燃機関のための空気流量測定において測定効率を増すとともに空気流量の測定時における逆流の効果を減じる。そのような構成はまた空気流が質量空気流量測定センサを横切るとき有利に低いＳＮ比および高速度を生じさせる。
【０００７】
バイパス通路の入口においてバイパス通路の主軸線に平行する断面において見たとき入口は楕円形にされている。この楕円形の輪郭は２つの半径を有し、既知の単一半径直線入口とは区別される。そのような楕円形入口は乱れのより少ないよりきれいな空気流を生じさせかつ熱線素子に対する流線接近のために空気流の状態調節を行う。これは測定感度、安定度および精度を改善する。かくして、楕円形の入口はＳＮ比を改善する。
【０００８】
本発明によれば、質量空気流量計は空気流を改善するためプッシュプル構成を使用する。すなわち空気測定通路の入口には高圧が生じるから押し作用が働く。これに加えて、バイパス通路（即ちＵ形空気流路）からの出口の上流には楔形のデフレクタが位置されていてバイパス通路から空気を引張る低圧区域を生じさせるから引き作用が働く。
前記デフレクタは、全体として楔形であって、前進空気流の流れ方向にみたときに、前進空気流を偏向させる上流面と前記出口に面している下流面とを有し、前記デフレクタを前進空気流の流れに沿いかつ前記入口及び出口を含む面で切断した断面（即ち後記する図５（Ａ），（Ｂ）の断面）でみたときに、前記上流面及び下流面が直線状に延びるとともに、該上流面が前進空気流に対して角度をなしている。
【０００９】
さらに詳しく述べると、出口の近くに楔形のデフレクタを有することは、主空気流通路の横断面積を減らす必要なしに、出口に隣接して加速空気流を生じさせる。該加速空気流はＵ形流路を通じて空気流を引張るのに役立つ低圧区域を生じさせる。また、出口内への空気の逆流は出口の上流にデフレクタを位置させることによって減じられる。
【００１０】
入口と出口とを相対的に至近に位置させることは、さらに、Ｕ形流路の入口と出口とにおいて同様の圧力を生じさせることによって逆流を減じる。パイパス通路のＵ形輪郭は直線バイパスすなわち空気流量測定通路において可能とされるそれよりも互いにいっそう近接して入口と出口とを配置することを可能にする。入口と出口とを互いにより近接して有することによって、バイパス通路は、空気圧力が出口と同じように入口に対して作用ししたがって差引効果を生じないから、逆流にそれほど反作用しない。すなわち、これはバイパスの入口と出口との間の圧力差を減らし、それは逆流が主孔内において発生するときバイパス内への流れを最小限にする。
【００１１】
さらに、前記Ｕ形流路は、何らかの圧力差または剪断力によって流れがバイパスを通じて引張られても、流れキャパシタ（ｆｌｏｗ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）として働く増加された体積に因る時間遅れを生じさせる。これら諸効果の総合は質量空気流量計のバイパスを通じる逆流を生じさせない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、質量空気流量センサ１０はハウジング１２と結合された電子モジュール１１を有する。ハウジング１２は主空気流路に配置されており、前進する空気流を受入れるための楕円形の入口１３を有する。空気流はハウジング１２内でＵ形通路１５に従って出口１６に達する。空気流量感知素子１４がＵ形通路１５内において空気流路に配置されている。楔形にされたデフレクタ１７であってその上流面を気流に対して傾斜されたものが出口１６から上流に離されて位置されている。
【００１３】
漸次細まる楕円形の入口１３は感知素子１４を横切る空気流の速度を増しかつ感知素子１４から電子モジュール１１への出力信号のＳＮ比を改善する。入口１３と出口１６は該入口１３と該出口１６の両方において同様の空気圧力を生じさせることによって逆流を減らすように主空気流と平行の軸線に沿って相対的に至に位置する。出口１６の近くの楔形にされたデフレクタ１７は、主空気流路の横断面積を減らすことなしに出口１６によって加速された流れを生じさせる。
【００１４】
主空気流の方向に対するデフレクタ１７の上流面の角度は、Ｕ形通路１５を通る空気流を増進するため出口１６に隣接して有利低圧区域を生じさせるように選ばれている。もしデフレクタ１７の上流面が主空気流に対して過度に平行しているならば、不十分な低圧が生じさせられる。もしデフレクタ１７の上流面が主空気流に対して過度に垂直であるならば、有利低圧区域を生じさせることなしに過大な空気乱流が発生する。
【００１５】
質量空気流量計を通る空気流は入口１３に進入し、漸次細まる入口部分を通ることによって加速して、感知要素１４を通過する。同時に、Ｕ形通路に入らなかった流れは楔形のデフレクタ１７の表面に沿って通過する。この流れは楔形のデフレクタ１７の端部に沿って加速してＵ形通路の出口１６において低圧を生じさせる。この低圧はＵ形通路を通過する流れを加速しそれとともに前記流れは２回の１８０度の反転を行ったあと、再び主孔流れに入る（図５の（Ａ）参照）。
【００１６】
質量空気流量センサ１０は騒音、流速および逆流の制御に役立つ。騒音に対しては、漸次細まる楕円形の入口１３は乱流を減らすために流れをそれが諸要素に沿って通過する前にその状態調節を行う。高速のためには、漸次細まる入口１３は素子の近くに比較的小さい直径の空気流路を備え、それによって空気流量感知素子１４を横切る流速を増大させる。また前記流れは質量空気流量センサ１０の出口１６において低圧を生じさせるため入口１３の下に楔形ジオメトリを有するデフレクタ１７を使用して加速される。この低圧はＵ形通路を通る流れを加速して主孔よりも速い速度を生じさせる。逆流の防止は空気流を１８０度強制的に反転させて、Ｕ形通路が逆流の効果を減衰除去するための流れキャパシタ（ｆｌｏｗ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）として働くことを可能にすることによって達成される。すなわち、Ｕ形通路１５の体積は前記該路１５が空気流キャパシタンスないし容量（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）として働くのに十分な大きさにされている。逆流においては、Ｕ形通路の入口１３と出口１６との間に圧力差がほとんど無く、したがって逆流が主孔を通過するとき流れはＵ形通路を通り抜けるようにさせられない。
【００１７】
疑いもなく、各種の修正および変更が本発明が関係する技術の分野における当業者の心に浮かぶであろう。本発明の開示が前記技術をそれによって進歩させた教えに基本的に依存するそのような変更は、本発明の範囲内に当然包含されると見なされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による質量空気流量センサの側面図。
【図２】本発明の一実施例による質量空気流量センサの上面図。
【図３】本発明の一実施例による質量空気流量センサの前面図。
【図４】本発明の一実施例による質量空気流量センサの下面図。
【図５】本発明の一実施例による質量空気流量センサの（図３の線５−５で示す断面に沿っている）縦断面図で、（Ａ）は前進空気流の場合、（Ｂ）は後進空気流の場合を示す。
【符号の説明】
１０ 質量空気流量センサ
１１ 電気モジュール
１２ ハウジング
１３ 入口
１４ 空気流量検知素子
１５ Ｕ形通路
１６ 出口
１７ デフレクタ

Claims (1)

1. 逆流を減らすための質量空気流量センサハウジングであって、
   空気流量を測定するため内部に全体としてＵ形空気流路が形成されているハウジング本体、
   前進空気流を受入れるための前記Ｕ形空気流路の入口であって漸次細まる楕円形の輪郭を有するもの、
   前記Ｕ形空気流路の出口、および
   前進空気流を前記出口から遠ざかるように偏向させかつ前記出口を前進空気流から遮蔽するように前記出口に隣接して位置するデフレクタを有し、
   前記デフレクタが、全体として楔形であって、前進空気流の流れ方向にみたときに、前進空気流を偏向させる上流面と前記出口に面している下流面とを有し、前記デフレクタを前進空気流の流れに沿いかつ前記入口及び出口を含む面で切断した断面でみたときに、前記上流面及び下流面が直線状に延びるとともに、該上流面が前進空気流に対して角度をなしている質量空気流量センサハウジング。

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