JPH021518A - 熱線式空気流量計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱線式空気流量計に係り、特に自動車エンジ
ンの吸気系を構成して、その吸入空気量を検出、さらに
は制御するのに適する内燃機関用熱線式流量計に関する
。

（従来の技術） 従来の内燃機関用熱線式空気流量計は、特開昭５０−５
０５２０号、５０−１４６３６９号、５５−６９０２１
号のごとく、主流路の中央部に、直管状の副流路（分岐
管）を配置し、その中に熱線素子を配したものがある。

しかし、特開昭５０−５０５２０号の様な構成では、機
関の点火時期のくるい等によるバツクファイアによる吹
き戻しに対して熱線素子は無防備であり、その結果、特
開昭５０−１４６３６９号や５５−６９０２１号などの
バツクファイアに対する熱線素子の保護構造が提案され
ている。しかし、熱線素子は一般に、その熱伝達率の非
線形性番こ起因して、脈動の大きな流れの中に置かれた
場合、平均流速が増大しているにもかかわらず、その出
力が低下するという特性を有しており、前述の公知例の
いずれの構成においても、脈動流の流量を正確に検出し
ないという欠点がある。

また、実開昭５６−１３５１２７号、特開昭６０−１８
５１１８号のごとく、熱線素子を配する副流路を、主流
路中に設置して、前述のバツクファイア対策あるいは脈
動流の正確な流量検出を行うため、熱線素子の下流の副
流路の流体抵抗を大きくすると共に、副流路の出口開口
を主流と並行、ないしほぼ並行に形成している。すなわ
ち、逆流に対して、副流路の出口開口に作用する動圧を
減小させ、かつ熱線素子に至る流れを減衰させて、耐バ
ツクファイア性を上げている。副流路の出口が主流にほ
ぼ並行に直接開口しているため、この部分での流れの混
合に起因する静圧変動により、副流路内の流れが微妙に
変動する。これは熱線素子出力のノイズとなって表われ
る。高周波のノイズは回路のフィルターである程度カッ
トできるが。

機関が低速で運転されている場合など、前述の変動によ
るノイズはシステムの制御上問題となっている。また、
ハード的にも、軸方向寸法が長い、副流路等構成部材の
取付は性が悪いことによる生産性（コスト、重量）、信
頼性（部品点数人）などの欠点がある。

一方、特開昭４７−１３５５７号、５８−１０９８１６
号、５６−７６０１２号、６１−２８０１７号などに、
熱線素子を配する副流路を、前述のバツクファイア対策
、吸気脈動に対する出力安定化のため、主流路の外部に
形成したものがある。

これら実施例では、特開昭５６−７６０１２号が指摘し
ているように、機関からの熱伝導あるいは、熱線素子自
身の発熱、あるいは、自動車の場合、機関の発熱及び日
射によるエンジンルーム内の温度上昇等、熱的条件によ
り、流量検出誤差が増大するという欠点がある。すなわ
ち、熱線素子が配された副流路部分は、熱容量大で、か
つ吸入空気流に対し広い伝熱面積を持たないボディ壁の
内部に、比較的細い通路で、その中を流れる空気流に対
しては、熱伝達特性の良い条件で形成されているため、
副流路中の空気流の温度はその通路壁の温度の影響を受
け、主流路空気温度との差が大きくなる。これは吸入空
気流量の測定誤差の増大をきたしていた。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来技術は、あるものは、機関のバツクファイアや
強い吹き戻しに耐える構成でないと共に脈動流の正確な
平均流量を検出できないという実用に酎えない構成であ
り、またあるものは、流量計のさらされる各種の熱的条
件に対して正確な流量計測が出来ないと共に、出力のノ
イズ大のため。

結果として機関が最適な空燃比で運転されるための制御
が不完全となり、機関の排気ガスの清浄化、燃費向上、
運転性向上の障害となっていた。また、あるものは、流
量計ボディの軸方向寸法、すなわち吸気管路長の短縮、
機器の重量の低減、生産コス１〜の低減の点で配慮がな
されておらず、吸気管路での圧損の増大、機関を含むシ
ステム重量の増大等をもたらし、機関の燃費向上・エン
ジンルームの省スペース化などの障害になるという問題
があった。

本発明の目的は機関システムの低燃費、エンジンルーム
の省スペース化を達成するべき種々の条件下で正確な流
量検出可能な熱線式流量計を提供することにある。

本発明の他の目的は、上記熱線式空気流量計を用いて最
適な空燃比の制御ができる内燃機関を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の熱線式流量計は、内
燃機関の吸入空気流路を構成する主流路と、吸入空気を
計測する熱線素子と、内部に前記熱線素子を有し、前記
主流路内に設けられた副流路とを備えた熱線式空気流量
計において、前記副流路は前記主流路の軸方向に形成さ
れた流路と。

前記主流路の半径方向に形成され、流出部が下流側より
も上流側が突出した構造を有する流路とから考１が成さ
れている。

また、本発明の内燃機関は上記熱線式空気流量計と、機
関の回転速度を検出する速度センサと。

吸入空気に燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記熱線式
空気流量計によって検出された吸入空気量と前記速度セ
ンサによって検出された回転速度に基づいて対応する燃
料噴射量を求め、その求められた燃料噴射量を噴射、す
る指令を前記燃料噴射装置に出力する制御装置とを備え
たている。

（作用） このような構成にすることにより、副流路壁と主流との
熱交換面積を大きくすることができるので、副流路壁の
温度が常に吸入空気温度に近い温度に保たれ温度特性を
良好になる。

また、熱線素子の下流の主流と直角で、出口開口面が主
流と並行な副流路を形成したことで、逆流の動圧が出口
開口に直接かかるのを防止すると共に、流路内での流速
の減衰が得られる。すなわち、バツクファイアや吹き戻
しによる逆流の副流路内への侵入力を軽減し、かつ流路
内で侵入流れを減衰し、熱線素子の損傷防止が達成され
る。

流量計入口の絞り、メツシュ等の整流要素、副流路入口
の絞り・（ベルマウス形状）は、流量計上流からの乱れ
を低減する。

（実施例） 以下１本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は、本発明の内燃機関用熱線式空気流量計が適用
される電子制御式燃料噴射装置を備えた内燃機関のシス
テム実施例である。

内燃機関（シリンダ）５００への空気は、エアフィルタ
ー５０３により吸入され、接続管５０４゜流量計１、吸
気マニホールド５０１を通って供給される。・流量計１
には、主流路１１に突出した副流路２２が形成されてお
り、該副流路１２内には回路ユニット２と一体に形成さ
れた熱線素子２ａ及び温度補償素子２ｂが設けられ、こ
の部分の空気流速を検知して、全吸入空気量に対する出
力を得る。流量計１の通路には、車のアクセルペダルと
連動する吸入空気量制御用スロットルバルブ３が設けら
れている。さらに、流量計１には、スロットルバルブ全
閉（アイドリング）時の流量を制御するアイドルフピー
ドコントロール（ＩＳＣ）バルブ８が設けられている。

一方、燃料は、燃料タンク５０５からポンプ５０６によ
り、インジェクタ５０７より吸気マニホールド５０１内
に噴射、エンジン５００に空気と共に供給される。

コントロールユニット５１０では、熱線素子回路ユニッ
ト２の出力信号、スロットルバルブ３の回転角度信号、
排気マニホールド５０７に設置されだ酸素濃度センサー
５０８の出力信号、機関の回転速度センサー５０９の出
力信号等が入力され、燃料噴射量、ＩＳＣバルブ開度等
が演算される。

この結果に応じインジェクタ５０７．ＩＳＯバルブ８等
を制御する。

第２図〜第５図に本発明の熱線式流量計の第一の実施例
を示す。

ボディ２０は、流量計ボディ２０ａ、スロットルバルブ
ボディ２０ｂ、ＩＳＣバルブボディ２０Ｃの部分が一体
にダイキャスト成形されたものである。流量計ボディ２
０ａの入口には、整流用の金網体４０を設けると共に、
流路の入口部２１ａはベルマウス状に形成されている。

該ベルマウスの下流に、副流路３１がその内部に形成さ
れたプローブホルダブロック３０が、ボディ２０ａの外
部よりそう人され、該プローブホルダブロック３０には
、センサ回路ユニット２が、熱線素子２ａ及び温度補償
素子２ｂを図示のごとく、主流に並行な副流路３１ｂに
くるよう、ネジ部材４０ａ。

４０ｂ等により結合されている。この様な構成により、
プローブホルダブロック３ｏは、ボディ２０の外部より
着脱自在である。スロットルボディ２０ｂの部分には、
流路２１ｃ内に空気量を制御するスロットルバルブ３、
これを駆動するバルブシャフト４がボディ２０ｂを貫通
する形で設けられている。ボディ２０ｂの外部には、シ
ャフト４を旺動するレバー機構５及びスプリング６、シ
ャフト４の回転回度を検出するスロットルポジションセ
ンサクがシャツ１〜４に結合した形で設けられている。

ＩＳＣバルブボディ２０ｃの部分には、スロットルバル
ブ３の全閉時、すなわち機関のアイドリング時の空気流
量を制御するＩＳＣバルブ８と、核バルブ８への空気通
路２３．２４．２５が設けられている。尚、プラグ２６
．２７は、各々通路２３．２５がボディ２０ｃの外部よ
り形成されているので、流路とならない不用の大部分を
ふさぐものである。また、パイプ９は、スロットルバル
ブ３下流の負圧を取り出すものである。

プローブホルダブロック３０の上部３０ａには、主流路
２１と並行で、流量計ボディ２０ａの上流部にベルマウ
状の開口３１ａを持つ主流路に比較して細径で円形断面
の軸方向の副流路３１ｂ及びこれに直角で、長さを主流
路の半径以上の流路と主流に並行な出口開口面３１ｄを
そなえた副流路３１ｃが形成されている。これにより、
流量計には、主流路２１と副流路３１による分岐・混合
流路系が構成されている。副流路３１は二次元のＬ字形
をした直角ベンドに担当する流体抵抗要素及び通路の摩
擦抵抗要素により、その通路抵抗、すなわち流れの圧損
は、主流路より大きく形成されている。熱線素子２ａ、
温度補償素子２ｂは回路ユニット２と一体のホルダ部２
Ｃをプローブホルダブロック３０に設けられた穴を貫通
させた構成で、副流路３１ｂに配置されている。このよ
うに構成したことで、まず、プローブホルダブロック３
０の外壁の大部分が主流に接して流れるため、副流路３
１ｂの流路壁は吸入空気温度とほぼ等しい温度に常に保
たれ、外部からの熱侵入に対して小さい誤差で流量の計
測がされる。また１機関のバツクファイア等の逆流の、
副流路３１内への侵入力を弱めることができ、熱線素子
２８等の保護が可能となると共に、副流路３１の通路抵
抗が、脈動の減衰作用を持つので、吸気脈動が大きい場
合の出力異常を防止できる。

軸方向の副流路３１ｂは、前述したように、入口部３１
ａに絞りを有すると共に、入口から熱線素子２ａまでの
長さを内径の約２倍としている。

これらの構成は、流量計入口２１ａの全網体４０及び絞
りと共に、流量計上流からくる流れの乱光を低減し、基
本的な低ノイズを確保している。

一方、副流路３１ｃは、その通路長が主流路の半径以上
となるよう、すなわち主流路２１のほぼ最狭面積となる
部分２１ｂに、下流のスロットルバルブ軸４よりやや下
方となるよ、う位置させ、かつ主流と並行に形成されて
いる。また、この出口開口３１ｄは、プローブホルダブ
ロックの壁３０ｂを延長したひさし部材であって、主流
に対して下流側の壁面が流れに垂直な防風壁３０ｄによ
２０す、主流が直接直るのを防止されている。比較的ス
ロットルバルブ３の運動に影響を受けないスムースな主
流中に出口開口を位置させると共に、このひさし部材に
より、副流路出３１ｄ直後での流れの混合が防止され、
その結果副流路内の変動を極小化し、−層の低ノイズ化
を実現している。尚、副流路３１ｃの断面形状を円形と
していること、プローブホルダブロックの壁３０ｂ及び
３０ｄの主流［二対して上流側の形状、また下流側の壁
３０Ｃの形状も円形に形成していることも低ノイズ化に
寄与している。

副流路出口開口３１ｄからやや掘れた下流のスロットル
ボディ２０ｂの境界に設けられた絞り２２は、スロット
ルバルブ３の動きに対する副流路３１内の流れ、すなわ
ち主流路２１と副流路３１の流量分配を安定させ、その
結果スロットルバルブ３を流量計に近接して設けること
を可能としている。

従って、本実施によれば、機関の吸入空気量を精度良く
計測でき、信頼性も高い熱線式空気流量計が、短い軸方
向寸法で低コストレこ実現される。

また、スロットルバルブを近接して一体にできることで
軽量化もされ、全体として機関の排ガス浄化、燃費向上
、エンジンルームの省スペース等が達成される。

第６図及び第７図に本発明の熱線式空気流量計の第二の
実施例を示す。第２図〜第５図に示した第一の実施例と
の相異点について主に説明する。

吸入空気管路を構成するボディ６０と、ボディ６０内に
配置されるプローブホルダブロック６３は、第一の実施
例と異なり、一体ダイキャスト成形されている。プロー
ブホルダブロック６３には、基本的には第一の実施例と
同様な、軸方向に向いた円形断面の副流路部分６２ｂと
半径方向を向いたやはり円形断面の副流路部分６２ｃか
らなる副流路６２が形成されている。半径方向の副流路
６２Ｃは、回路ユニット２と反対側のボディ６０の壁の
外部より機械加工され、また、副流路の出口開口面６２
ｄも同じ方向からエンドミル等により座ぐり加工されて
いる。従って、出口開口面６２ｄに対する防風壁６４は
、第７図のように、出口開口面６２ｄの両サイドに及ぶ
壁部分６５ａ、６５ｂを有する。両サイドの壁６５ａ、
６５ｂは、混合による乱れ低減には一層有効である。穴
加工、座ぐり加工のためあいたボディ６０の穴は、プラ
グ７２によって埋められている。リブ体６６は、ダイキ
ャスト成形時の湯流れを良好とするために設けられてい
る。

流量計入口部６１ａは、最初ゆるやかな曲率で。

次に大きな曲率となる曲線による絞り形状とされ、その
絞りの前半分部に全網体７０が、スナップリング７１に
より固定されている。軸方向の副流路６２ｂの入口から
熱線素子２ａに至る長さは、第一の実施例に趨較して長
く形成されている。本実施例によれば、より低ノイズの
熱線式流量計がより低コストで実現される。

第８図及び第９図に本発明の熱線式流量計の第３の実施
例を示す。本実施例においても、第二の実施例と同様、
副流路８２を形成するプローブホルダブロック部分（主
流への突出部）８３は、ボディ８０と一体にダイキャス
ト成形されている。

第二の実施例との相異は、１つは、主流への突出部８３
に連なる湯流れ改善用リブ体８６を、その上流側先端を
副流路の入口開口面８２ａより流れの上流側まで延長し
て設けたことである。これにより、流量計上流よりの旋
回流れを抑止し、第一第二の実施例にあった金網体を不
要としている。

もう１つは、主流路８１及び副流流路８２ｂに直角な半
径方向の副流路８２ｃの形成を、センサ回路ユニット２
の方向から、ボディ８０の外部より行っていることであ
る。このため、防風壁８４の下流側の壁は、半径方向の
副流路８２ｃの内壁と而−に加工されている。一方、出
ロ開ロ面８２ｄは、スロットルバルブ３の方向からエン
ドミル等により加工されており、防風壁８４は第二の実
施例と類似して、側壁８５ａ、８５ｂを備えるよう形成
されている。プラグ８６は加工のためあけられた穴を埋
めるためのものである。

第１０図に本発明の熱線式流量計の第四の実施例を示す
。ボディ９０と一体のプローブホルダブロック９３に設
けられる下流側副流路９２ｃを上流側の軸方向の副流ｇ
９２ｂに対して鋭角に形成している。機械加工の方向は
、第三の実施例と同様、回路ユニット２の方向からであ
る。流路とならない部分はプラグ９５で埋められている
。この様にすることで、回路ユニツ１へのパツキン部２
ｄが穴加工にかからないようにできるだけでなく、ベン
ド部の管路形状抵抗が増大できるため、バツクファイア
等に対し一層強い構成が実現できる。

下流側副流路９２ｃの出口端９２ｄは、スロットルバル
ブ３の側から加工され、突出部９３の一部がひさし部材
９４として残されると共に、主流と並行に形成されてい
る。

一方、図示はしないが、別の実施例として、上流側副流
路９２ｂと下流側副流路９２ｃのなす角を直角より大き
く、すなりちどん角に形成することも考えられる。この
場合、副流路９２ｃの形成は、回路ユニットの反対側の
ボディ壁外部から行われることになろう。副流路９２ｂ
と９２ｃのなす角をどん角にすれば、この部分の管路形
状抵抗が減小するので、副流路９２ｂ内の平均流速を増
大させられる。副流路９２ｂ内の流速は、副流路９２全
体の圧力損失と主流Ｍ１９１の流速及び圧力損失の相関
で決まるから、このベンド部の角度の選択で副流路９２
ｂ内の流速が調整できる。

第１１図及び第１２図に本発明の熱線式流量計の第五の
実施例を示す。本実施例では、副流路１１２を形成する
主流路１１１への突出部１１３を、ボディ１１０の内壁
に添わせた形態で形成している。従って、上流側副流路
１１２ｂに直角な下流側副流路１１２ｃは、実質的に半
径方向を向くものであるが、形態としては周方向を向く
約９０゜の円弧状に形成している。この形成は、スロッ
トルバルブ３の側からエンドミル等によって行われ、従
って、下流側副流路１１２ｃのスロットルバルブ３側の
壁は、板状カバー１″１５を付加して形成する。板状カ
バー１１５は、ボルト１１６ａ、１１６ｂにより突出壁
１１３に固定される。下流側副流路の出口１１２ｄはや
はり主流と並行なように形成されるが、板状部材１１５
を一部切り欠いた様な形態で形成され、突出部１１３の
一部が主流に対する十分な高さを持つ防風壁１１４とな
るよう形成されている。

この様に形成した副流路１１２の管路流通抵抗は、実質
的に直角ベントと約９０°の曲率の小さい角断面エルボ
の形状抵抗と各流路の摩擦抵抗からなり、断面積の選び
方にもよるが、例えば第一の実施例に比べれば、大きく
しやすい。従って。

耐バツクファイア、脈動減衰性が良いという特徴がある
。また、シングルポイントインジェクションシステムの
ように、スロットルバルブ３の手前にインジェクタを配
するような場合、この様な構成が有利と考えられる。

第１３図及び第１４図に本発明の熱線式流量計の第六の
実施例を示す。本実施例は、比較的大きな流体抵抗を持
つ副流路を、比較的体積の小さな主流路１３１への突出
部に形成したものである。

すなわち、熱線素子を配する副流路１３２ｂの下流側副
流路１３２ｃをドーナツ状に形成したものである。この
副流路１３２ｃの加工は、やはりスロットルバルブ３の
側からエンドミル等によって形成され、板状カバー１３
５がボルト１３６によって付加されている。また、第五
の実施例と同様に、突出部の一部が防風壁となるよう形
成されている。

この様に形成された副流路１３２の流体抵抗は、実質的
な直角ベンドと、約２７０°の比較的曲率の大きい角断
面エルボの管路形状抵抗及びやや長い通路長の摩擦抵抗
とからなり、第五の実例に比べてもやや大きくなる。従
って、バツクファイアの起りやすい、あるいは、吸気脈
動の大きい機関に適用する場合有効である。

第１５図に本発明の熱線式流量計の第７の実施例を示す
。本実施例は、第六の実施例に比べてもさらに大きな流
体抵抗も持つ副流路を、軸方向寸法が長くならないよう
な構成で実現したものである。ボディ１５０は別体で、
回路ユニット２と結合されたプローブホルダブロック１
５３の中に、主流路１５１と並行な副流路１５２ｂ、直
角な副流路１５２ｃ、さらに該副流路１５２ｃと直角で
。

主流に対して上流へ向う副流路１５２ｄ、さらにこれに
直角で半径方向を向く副流路１５２ｅから副流路１５２
が形成されている。各副流路は断面が円形に形成され、
流路とならない部分はプラグ１５５で埋められている。

また、ブロック１５３の、主流に対して上流側の壁を副
流路１５２ｅの出口に対してさらに主流中に延長した部
分１５４を設け、防風壁としている。

このように形成された副流路１５２の流体抵抗は、３個
所の直角ベンドからなる管路形状抵抗要素及び長い通路
長に比例する摩擦抵抗からなり、第六の実施例以上に抵
抗が増大している。従って、これもバツクファイアの起
りやすい、吸気脈動の大きな機関に対して有効である。

また、特に、高流量域で主流路に対する副流路の流量分
配を小さく、すなわち熱線素子２ａに当る流速の最大値
を小さく抑えられるので、長期的にみた埃塵付着による
汚損に対しても有利である。

第１６図に本発明の熱線式流量計の第への実施例を示す
。プローブホルダブロック１６３はボディ１６０と別体
で、回路ユニット２と結合され。

ボディに対しては着脱自在である。

主流に直角な副流路１６２ｃの出口開口面１６２ｄは、
図示のごとく、主流に対し傾いて形成されている。この
ため、このままでは、逆流が副流路内へ侵入しやすいた
め薄板鋼板材等の逆止弁１６５が取り付けられている。

逆止弁１６５は、リテーナ１６６によりバックアップさ
れた形で、ボルト１６７によりプローブホルダブロック
１６３に固定されている。逆止弁１６５は、通常時、図
示のごとく、副流路出口１６２ｄの流れを極度に障害し
ないよう、かつ流れを下向きになるよう開いた状態に設
定され、逆流時に動圧が作用して、出口穴１６２ｄをふ
さぐよう形成され、逆流の副流路内への侵入を防止する
。動圧が除去されれば、図示の状態に戻る。副流路出口
面が傾めなので防風壁の役割りは、副流路１６２ｃを形
成する壁のうち、主流に対しで上流側の壁が果たすこと
になる。

第１７図に本発明の熱線式流量計の第九の実施例を示す
。プローブホルダブロック１７３は、ボディ１７０と一
体に形成されている。これまでの例とは異なり、副流路
入口開口１７２ａは、主流路１７１の中心に開口してお
り、従って、主流に並行な軸方向副流路１７２ｂに直角
な半径方向副流路１７２ｃは、主流の中心から流路の内
壁へ向って形成されている。尚、該半径方向副流路１７
２ｃは、プローブホルダブロック１７３の主流に対して
下流側の壁と成形カバー１７４により形成され、成形カ
バー１７４はボルト１７５により固定される。この様に
構成したことで、副流路出口１７２ｄは、プローブホル
ダブロック１７３自体が防風壁となり、副流路の出口流
は主流に乱されない。本構成では、これまでの回路ユニ
ット２とは異なり長いホルダ一部１７７を持つ回路ユニ
ット１７６が採用される。本実施例で有利なのは。

副流路の入口開口１７２ａが主流路１７１の中心にある
ため、比較的安定した流量分配特性、ノイズ特性を持つ
ことである。一方、副流路１７２Ｃの長さが短くしかと
れない点、脈動安定性等は若干劣る。

第１８図及び第１９図に本発明の熱線式流量計子の実施
例を示す。本実施例では、副流路１８２全体は主流路１
８１の外部であるが、流量計ボディ１８０の中部に形成
されている。すなわち、副流路１８２ｂの入口は、主流
路１８１の入口と面一で熱線素子１８５の下流の副流路
１８２ｃは。

主流路１８１の外周を回る円環状に形成され、出口開口
１８２ｄは、直前で段付き状に拡大された主流路の外周
壁に開口している。すなわち、副流路の出口開口１８２
ｄが設けられた主流路の半径は、直前の主流路の半径よ
り、およそ出口開口１８２ｄの巾はど大きくされている
。従って、出口開口１８２ｄの直前の主流路壁１８３が
防風壁の作用効果を持つため、不用の圧損を生じること
もなく、低ノイズ化が達成される。

第２０図及び第２１図に本発明の熱線式流量計の第十−
の実施例を示す。プローブホルダーブロック２０３は、
ボディ２００と別体で、その内部に主流に並行な副流路
２０２ｂと、例えば、第一の実施例に比較してやや長い
半径方向副流路２０２ｃが、ブロック２０３の主流に対
して下流側の形成された角断面の溝とカバー２０５によ
り形成されている。副流路の出口２０２ｄは、プローブ
ホルダ・ブロック２０３の延長壁である防風壁２０４を
主流に対して上流側に有し、かつ下流側にも。

カバー２０５の延長部分としての防風壁２０６を有して
いる。本実施例では防風壁２０６の巾は、副流路２０２
ｃの巾より小さく形成されている。

これは、副流路出口流が、カバー２０６により大きく乱
されるのを防止するためでもあり、上流の防風壁の効果
を殺さないために必要な条件である。出口開口２０２ｄ
の主流に対して上流側の防風壁２０４は、これまで述べ
てきたように、通常時、すなわち順流時のノイズ低減に
効果がある。

一方下流側の壁２０６は、バツクファイアや、吹き戻し
の逆流副流路内へ侵入力を大巾に減小させる。すなわち
、この防風壁２０６により流れが２分され、次に副流路
出口２０２ｄの手前で２つの流れが干渉することで侵入
力が弱まるのである。

このような構成は、吹き戻しの多い機関に対して。

吸気脈動減衰性もよい。

第２２図は、本発明の熱線式流量計の第十−の実施例の
マイナーチェンジの例である。カバー２２５は、半径方
向副流路２２２ｃを形成する側壁２２３ａ及び２２３ｂ
の切れた副流路２２２ｃの出口開口２２２ｄ、２２２ｅ
の部分まで、同じ巾の形にされている。従って、第２０
図での防風壁２０４に相当する部分の巾を大きく形成し
、副流路出口２２２ｄ、２２２ｅに対する防風壁として
２２４ａ、２２４ｂが形成されるよう構成されている。

第２３図及び第２４図に本発明の熱線式流量計の第十二
の実施例を示す。本実施例は、第十−の実施例と類似の
構成を、ボディ２３０と一体に成形されたプローブホル
ダブロック２３３に形成したものである。半径方向の副
流路２３２ｃは、ボディ２３０の外部より穴加工され、
また、その出口開口部２３２ｄの形成も同方向からエン
ドミル加工等により行っている。この際、主流に対して
上流側の防風壁２３４及び下流側の防風壁２３６が形成
されるよう、プローブホルダブロック２３３が成形され
ている訳である。プラグ２３５は、加工後不要な穴を埋
めたものである。本実施例の効果は、基本的に第十−の
実施例と同等であるが。

組立性等が良好となりより低いコストに形成できる。

次に第２５図、第２６図、第２７図により本発明の熱線
式流量計の第七三の実施例を説明する。

ボディ１は内燃機関の吸入路を構成する。空気は、第２
５図の左側から流入する。流れの下流側（第１図の右側
）に内燃機関がくる。

ボディ１は、基本的には円筒形の主流路３０３を構成す
る。主流路３０３の入［」開口部３０３ｒ１はベルマウ
ス形状となっている。ボディ１の内壁から主流路３０３
内に突出部２が設けられ、該突出部３０２の先端には、
主流路３０３と並行な副流路が、ベルマウス形状の入口
開口３０４ａを主流路３０３の中央にして設けられてい
る。人に開口部３０４ａは、突出部の壁３０２ａより上
ｄεへ突き出して形成され、開口部３０４ａから熱線素
子３１０までの距離が、副流路内径の２倍以上となるよ
う構成されている。支柱３１１に固定された熱線素子３
１０は温度補償素子３１２と共に、副流路４内に図の様
に配置される。このため１回路ユニットに結合した支柱
３１１のモールド部３１３がボディ１の外側からそ、う
入可能な穴が、突出部３０２に設けられている。熱線素
子３１０の下流には、箔状のアルミ板等でハニカム状に
成形された格子体３０７が、突出部３０２の後端側から
そう人、接合されて配置されている。格子体３０７の下
流に、突出部３０２の後端壁３０２ｂと、カバー３０６
によって屈曲副流路３０５が形成されている。カバー３
０６は、この場合ボルト３０８及び３０９によって突出
部３０２に固定されている。カバー３０６の下流の主流
路３０３中に、ボディＩＶこ果合したシャフト４に駆動
されるスロットルバルブ３が配置されている。

主流路３０３の内壁３０３ｂは、上流側に流路が拡大す
る形状に形成されている。一方、主流路３０３のスロッ
トルバルブ３が設けられる付近の内壁３０３ｃは、機械
仕上げにより同径に成形されているが、ボディ１の素材
の時点では、突出部３０２の後端面３０２ｂ付近は小径
に型成形されている。すなわち、ボディ１は、突出部３
０２の後端壁３０２ｂ付近の面を割り位置とする左右に
抜き取り可能な中型を用いた型（鋳造）成形品の素材を
用いて、加工成形されている。

白抜きの矢印は空気の流れを示す。主流路人口３０３ａ
のベルマウスの絞り作用と、副流路入口部３０４．　ａ
が突出部３０２ａから上流へ突出している構成により、
副流路３０４へ比較的乱れの少ない流れが流入する。さ
らに副流路人口３０４　ａのベルマウスによる絞り作用
と、副流路３０４の内壁の摩擦作用により、副流路３０
４内の流れは整流され、乱れが少なく速度分布の均一な
流れが熱線素子３１０の直前で得られるとｔ）う効果が
ある。格子体３０７のすぐ下流では、流れは９０度曲げ
られ、突出部後端壁３０２ｂにそって屈曲副流路３０５
内を上方へ流れる。９０度曲る時点で。

流れの乱れが発生し、かつ乱れは、機関の脈動の影響を
も受けて非定常となるが、格子体３０７のその流れ、圧
力の変動を減衰し、上流へ伝えない効果を持つ。屈曲副
流路３０５内の流れは、第３図に示すようしこ主流路の
内壁に当った後、屈曲副流路出口３０５ａ、３０５ｂに
より流出し、主流に合流する。屈曲副流路３０５を構成
するカバー３０６は、機関のパックファイヤによる逆流
の副流路３０５．３０４への直接の流入を防止すると共
に、屈曲副流路３０５そのものも、逆流、脈動を減衰さ
せる効果がある。

第２８図〜第２９図に本発明の熱線流量計の第十四の実
施例を示す。主流路３４３の入口開口部３４３ａは、内
壁が下流側に比較的急激に縮小するテーパ形状となって
いる。ボディ１の内壁から形成された突出部３４２には
、主流路３４３と並行で熱線素子までまっすぐな副流路
３４４ｂと屈曲副流路３４４ｃを形成する副流路パイプ
３４４がそう人、接合されている。副流路パイプ３４４
の入口開口部３４４ａは、主流路壁３４３ｂや突出部壁
３４２ａから離して、主流路人口３４３ａのテーパ形状
の終端部付近に配置されている。また、副流路パイプ３
４４の入口開口部３４４ａそのものも下流に径が縮小す
るテーパ形状とされている。入口開口３４４ａから熱線
素子までの距離は、この場合も副流路径の２倍以上とし
ている。

回路３５４と一体のモールド部３５３は、ボディ１と、
副流路パイプ３４４の上壁を貫通して、熱線素子３５０
を副流路３４４ｂ中に位置せしめている。屈曲副流路３
４４ｃの下流の副流路パイプ３４４の出口部に、格子体
３４７が設けられている。

主流路入口部３４３ａのテーパ形状は、流入する空気を
絞り込んで、副流路（パイプ）３４４へ流入する空気量
を増大させ、かつ副流路開口部３４４ａより流入する流
れの乱れを低減する効果がある。副流路開口部３４４ａ
のテーパ形状、熱線素子３５０までの副流路３４４ｂの
長さは、熱線素子に当る流れの整流及び速度分布の均一
化に効果があり、ノイズを低減させる。

屈曲副流路３４４ｃ及び格子体３４７は機関からの逆流
、脈動の減衰効果があり、逆流に対する熱線素子の保護
、出力の安定化が達成される。また副流路パイプ３４４
の出口の格子体３４７は、副流路出口３４４ｄからの流
出空気による主流の乱れの上流への伝播を防止する。本
実施例の場合には、屈曲副流路３４４ｃがパイプで滑ら
かに形成できるため、パイプの出口に格子体を設けた方
が有効である。

第３０図は、格子体３０７あるいは３４７のハニカム（
六角形断面）形状のものを、断面四角形に構成したもの
である。

尚１例えば、第２５図から第２７図に示す第一の実施例
で、ボディと一体の突出部３０２や副流路力／＜−３０
６及び、ボディ１の回路ユニット２が取り付けられてい
る部分の壁等を一体に形成し、これをボディにそう人、
結合する様な構成も考えられる。

第３１図及び第３２図は、防風壁寸法のノイズに対する
効果を実験したモデルの構造図である。

従ってこれも本発明の一実施例化とも言える。また第２
７図はその実験結果の一例である。

構造図等で実験方法等の説明を行う。回路ユニット２と
結合したプローブホルダブロック２５３は、ボディ２５
０とは別体である。ブロック２ｓ３の内部に主流路２５
１と並行な軸方向副流路２５２ｂ、半径方向副流路２５
２ｃからなる副流路２５２が形成されている。半径方向
副流路２５２Ｃは組み込まれる以前であるが、スロット
ルバルブ３の方向からエンドミルにより加工された巾ｄ
、奥行Ｗの角断面の流路となっており、ボルト２５７に
よって固定されたカバー２５６が付加されている。一方
、軸方向流路は、内径φｄの円形断面流路であり、上流
の乱れを低減するため、パイプ２５５を付加して長い軸
方向距離をとっている。

第２３図に示す実験結果例は、ボディ２５０の上流に、
標準ラウンドエアフィルター（ドーナツ形）のものを用
い、比較的偏流の少ない条件で、流量計の入口には金網
体を設けずに行ったものである。流量は１０　ｇ／ｓｅ
ｅ、４０　ｇ／ｓｅｃ、１４０ｇ／ｓｅｃの３種の場合
を示しているが、この流量変化はソニックテストスタン
ドにより変化させている防風壁２５４の高さｈと、副流
路開口軸方向巾Ｗとの相関をみるため、数程の高さｈの
異なる防風壁２５４を用意し、これを変更して実験を行
なったものである。本実験結果例は防風壁の巾すと、副
流路出口（半径方向）巾ｄとの比ｂ／ｄは１．５の場合
である。第３３図の横軸はｈ／ｗである。

第３３図の実験結果例が示すように、流量すなわち、流
速の大きさで若干異なるが、防風壁を設けない場合に対
し、少−なくともｈ／ｗがおよそ０．５以上の防風壁を
設けることによりノイズが低減されることが分った。ま
た、ｈ／ｗ４０．５から１゜０の範囲で、防風壁の高さ
ｈの増大と共に、ノイズは急速に低減し、それ以上の増
大でのノイズの低減は小さいことが分る。従って、有効
なノイズ低減効果は、ｈ　／　ｗ　）　Ｑ　、５程度で
、また十分なノイズ低減効果はｈ　／　ｗ　＞　１　、
０　ｗで得られるといえる。

一方、副流路パイプｄと防風壁の巾すの比ｂ／ｄもノイ
ズ低減効果に影響し、１．３＜ｂ／ｄ＜２゜０種度が定
性的にも有効である。すなわち、ｂ／ｄが小さいと側面
での主流のまわり込みがあるためｈ／ｗが良好でもその
効果が減じられる。またあまり大きいと主流路の抵抗と
なるので、全体の圧損等の観点から好ましくない。

（発明の効果） 本発明によれば、パックファイヤや吹き戻しによる副流
路内への逆流を防止し、流量計上流からの乱れを低減で
きるため種々なる条件下で正確な流量測定ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱線式空気流量計を用いた内燃機関を
示す概略図、第２図は本発明の熱線式空気流量計の第一
の実施例を示す断面図、第３図は第２図のＴ−１断面図
、第４図は第２図のｎ−ｎの矢視図、第５図は第２図の
断面矢視図、第６図は本発明の第２の実施例を示す縦断
面図、第７図は第６図の１−１断面矢視図、第８図は本
発明の第３の実施例を示す縦断面図、第９図は第８図の
１−１断面矢視図、第１０図は本発明の第４の実施例を
示す図、第１１図は本発明の第５の実施例を示す縦断面
図、第１２図は第１１図の！−１断面矢視図、第１３図
は本発明の第６の実施例を示す縦断面図、第１４図は第
１３図の１−１断面矢視図、第１５図は本発明の第７の
実施例を示す縦断面図、第１６図は本発明の第８の実施
例を示す縦断面図、第１７図は本発明の第９の実施例を
示す縦断面図、第１８図は本発明の第１０の実施例を示
す縦断面図、第１９図は第１８図のＩ−１断面矢視図、
第２０図、第２１図、第２２図は本発明の第１１の実施
例を示す図、第２３図は本発明の第１２の実施例を示す
縦断面図、第２４図は第２３図のＩ−Ｉ断面矢視図、第
２５図は本発明の第１３の実施例を示す縦断面図、第２
６図は第２５図のＩ−１断面図、第２７図は第２５図の
■−■断面図、第２８図は本発明の第１４の実施例を示
す断面図、第２９図は第２８図のｉｎ　＝ｎｒ線矢視図
、第３０図は第２９図の実施に、格子体の別の実施例を
設けた場合のｍ−ｍ線矢視図、第３１図、第３２図は防
風壁のノイズに対する効果を実験したモデルの構造図、
第３３図は実験結果を示す図である。 〔符号の説明〕 １・・・空気流量計、１１・・・主流路、１２・・・副
流路■−一 第 図 第 図 第 図 第１０ 図 ９７！（ｊ 第１３ 図 第１４ 図 第１１図 第１２図 第１５ 図 第１６図 第１７図 Ｉ− 第２３図 ン３２ｄ 第２０図 第２１ 図 第２２図 １２ｅ ＊　ｚｓ　７ 第２３０ 不３１図 葛 凹 ｈ／■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の吸入空気流路を構成する主流路と、吸入
   空気を計測する熱線素子と、内部に前記熱線素子を有し
   、前記主流路内に設けられた副流路とを備えた熱線式空
   気流量計において、前記副流路は前記主流路の軸方向に
   形成された流路と、前記主流路の半径方向に形成され、
   流出部が下流側よりも上流側が突出した構造を有する流
   路とからなることを特徴とする熱線式空気流量計。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記熱線素子は前
   副流路のうち前記主流路の軸方向に形成された流路内に
   設けられていることを特徴とする熱線式空気流量計。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記主流路の軸方
   向に形成された副流路は前記主流路に偏心して設けられ
   ていることを特徴とする熱線式空気流量計。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記副流路の入口
   部に流れを縮流する絞りを設けたことを特徴とする熱線
   式空気流量計。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記主流路を形成
   する部材と前記副流路を成形する部材とを一体にしたこ
   とを特徴とする熱線式空気流量計。 ６、特許請求の範囲第１項において、前記副流路は前記
   主流路の軸中心に対して前記副流路の下流側に設けられ
   たスロットルバルブが開口したときに前記スロットバル
   ブが上流側に位置する領域に入口部に設け、下流側に位
   置する領域に出口部を設けたことを特徴とする熱線式空
   気流量計。 ７、特許請求の範囲第１項において、前記副流路の出口
   部に逆止弁を設けたことを特徴とする熱線式空気流量計
   。 ８、内燃機関の吸入空気通路を構成する主流路と、吸入
   空気を計測する熱線素子と、内部に前記熱線素子を有し
   前記主流路内に設けられた副流路とを備えた熱線式空気
   流量計において、前記副流路は前記主流路を流れる空気
   の流線と同じ方向の流線となる流路と、前記流線と直交
   する方向の流線となり、流出部が下流側よりも上流側が
   突出した構造を有する流路とからなることを特徴とする
   熱線式空気流量計。 ９、特許請求の範囲第８項において、前記熱線素子は前
   記主流路を流れる空気の流線と同じ方向の流線となる流
   路に設けたことを特徴とする熱線式空気流量計。 １０、特許請求の範囲第８項において、前記主流路を流
   れる空気の流線と同じ方向の流線となる流路は前記主流
   路に偏心して設けられていることを特徴とする熱線式空
   気流量計。１１、内燃機関の吸入空気通路を構成する主
   流路と、吸入空気を計測する熱線素子と、内部に前記熱
   線素子を有し前記主流路内に設けられた副流路とを備え
   た熱線式空気流量計において、前記副流路は前記主流路
   の軸方向に形成された流路と、前記主流路の半径方向に
   形成され、流出部の上流側に主流の流れが直接当るのを
   防止する部材を有する流路からなることを特徴とする熱
   線式空気流量計。 １２、内燃機関の吸入空気通路を構成する主流路と、吸
   入空気を計測する熱線素子と、内部に前記熱線素子を有
   し前記主流路内に設けられた副流路とを備えた内燃機関
   の熱線式空気流量計において、前記主流路を円筒構造と
   し、前記副流路は前記主流路の軸方向に形成された流路
   と、前記主流路の周方向に形成され、流出部の上流側に
   主流の流れが直接当るのを防止する部材を有する流路と
   からなることを特徴とする熱線式空気流量計。 １３、内燃機関の吸入空気通路を構成する主流路と、吸
   入空気を計測する熱線素子と、内部に前記熱線素子を有
   し前記主流路内に設けられた副流路とを備えた内燃機関
   の熱線式空気流量計において、前記副流路内の前記熱線
   素子の下流に空気の流れを整流する格子体を設けたこと
   を特徴とする熱線式空気流量計。 １４、特許請求の範囲第１項ないし請求の範囲第１３項
   のいずれか記載の熱線式空気流量計と、機関の回転速度
   を検出する速度センサと、吸入空気に燃料を噴射する燃
   料噴射装置と、前記熱線式空気流量計によって検出され
   た吸入空気量と前記速度センサによって検出された回転
   速度に基づいて対応する燃料噴射量を求め、その求めら
   れた燃料噴射量を噴射する指令を前記燃料噴射装置に出
   力する制御装置とを備えたことを特徴とする内燃機関。