JPH02232524A - 熱線式空気流量計及び該流量計を備えた内燃機関 - 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Ｌｋを検出し，燃
料噴射量を制御するのに適する熱線式空気流量計に関す
る５ 〔従来の技術〕 従来の熱線式空気流量計においては、特開昭５０−５０
５２０号、５０−１４６３６９号，及び５５−６９０２
１号のそれぞれの公報のごとく，主流路の中央部に，直
管状の副流路（分岐管）を配コし、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
公報のような楕成では，内燃機関の点火時期のくるい等
によるバッ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
号公報及び特開昭５５−６９０２１号公報などのバック
ファイアに対する熱線素子の偽護構造が提案されている
．しかし，熱線素子は一般に，その熱伝達率と出力とが
比例しない非線形性に起因して，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，その熱線素子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号公報及び特開昭６０−１８５
１１８号公報のごとく，熱線素子を配する副流路を、主
流路中に設置して，前述のバックファイア対策あるいは
脈動流の正確な流Ｉ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ともに、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
逆流の動圧を減小させ、かつ熱ｇＡ素子に至る流れを減
衰させて、耐バックファイア性を上げている。副流路の
出口が土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、副流絡内
の流れが微妙に変動する．これは熱線素子出力のノイズ
となって表わされる．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九て
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，構造的にも，軸方向寸法
が長い、副流路等構成部材の取付け性が悪いことによる
生産性（コスト、重ｍ）．信頼性（部品点数大）などの
欠点がある．一方、特開昭４７−１３５５７号，５８−
１０９８１６号、５６−７６０１２号及び６１−２８０
１７号公報などのそれぞれの公報に．熱線素子を配する
副流路を，前述のバックファイア対策，吸気脈動に対す
る熱線素子の出力安定化のため，主流路の外部に形成し
たものがある．これらの実施例では．特開昭５６−７６
０１２号公報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
昇等の熱的条件により、流量の検出誤差が増大するとい
う欠点がある。すなわち．熱線素子が配置された副流路
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、主流路の空気温度との差が大き
くなる．これは吸入空気量の測定誤差の増大をきたして
いた． また．特開昭６０−２５０２６０号公報のように，副流
路入口上流の気流が、大きく偏向している場合にも測定
誤差を小さくする構成として、副流路の入口を，大きな
σｎ口比を有するベルマウス形状とする構成が開示され
ている。しかし、この構成では、副流路入口上流の気流
が、大きな速度分布や圧力分布を持っている場合は．測
定精度の向上（主流路と副流路との流量分配の安定化）
には十分な効果を持たない。これは、副流路を主流路の
中心から偏心して設ける場合に顕著である。

さらにこの構成の欠点は、大流量時に副流路内の流速が
大きくなり，熱線素子への塵埃付着が大きく、経年的な
特性変化が大きくなることである。

〔発明が解決しようとする課ヱ〕

前記従来技術は，あるものは，機関のバックファイアや
強い吹き戻しに酊える構成でないとともに脈動流の正確
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、さらには，エアクリーナやダクト等の流量計の上
流に配置される吸気管路の構成要素の形状及びこれら形
状のばらつきによる流れの状態のばらつきに対して正確
な流量計測が出来ないとともに、熱線，＋３′Ｆの出力
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，燃費低減，′Ｎ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，生産コストの
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
関の燃費低減・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しかつ種々の条件下で正確な吸
入空気量を検出できる熱線式空気流量計を提供すること
にある． そして、本発明の他の目的は、前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〕

前記の目的を達成するため，本発明に係る熱線式空気流
量計は，吸入空気を流通する主流路゛と、吸入空気の一
部を流通しかつ内部に熱線素子を備えて吸入空気量を計
測する副流路と、副流路内の吸入空気の流れを安定させ
る安定手段とをボディに収納した熱線式空気流量δ−［
において、土流路とほぼ平行に設けられた副流路の人口
開口の全周に，上流側に突出する縁を設けて凹部からな
る安定手段を形成し．凹部の底部に入口開口を位置させ
るように構成されている． そして．入口開口の全周を長円形状に囲む縁を設けて長
円形凹部からなる安定手段を形成し、長円形凹部の底部
に入口開口を位置させた構成でも良い。

また，吸入空気を流通する主流路と、吸入空気の一部を
流通しかつ内部に熱線素子を備えて吸入空気量を計測す
る副流路と，副流路内の吸入空気の流れを安定させる安
定手段とをボディに収納した熱線式空気流量計において
、主流路とほぼ平行な軸方向流路と軸方向流路に交叉す
るとともに土流路に合流する半径方向流路とにより副流
路を形成し、副流路の入口開口の全周に縁を設けて長円
形凹部からなる安定手段を形成し，長円形凹部の底部に
入口開口を位置させた構成でも良い。

さらに、副流路の軸方向流路はボディの中心を介して主
流路に対向し偏心して設けられ、入口開口は長円形凹部
の一方側に設けられるとともに長円形凹部の他方側は中
心の近傍まで延設されているものとし、副流路は，ボデ
ィの中心を通って半径方向に架設されるとともにボディ
と一体型のブリッジの内部に形成され、主流路は、ブリ
ッジにより２分されているものとする． そして、凹部の底面を，副流路の入口開口から主流路の
内壁に向けて上流側に傾斜して形成した硝成でも良く，
入口開口の縁の上端面を、縁に接続する主流路の内壁の
上面より少くとも林の所定の高さより高くした構成とす
る。

また．吸入空気を流通する主流路と、吸入空気の一部を
流通しかつ内部に熱線素子を備えて吸入空気量を計測す
る副流路と，副流路内の吸入空気の流れを安定させる安
定手段とをボディに収納した熱線式空気流量計において
、軸方向流路及び環状流路からなる副流路の入口開口の
周囲に，流れにほぼ直交する平面を設けるとともに、そ
の平面の周辺に上流側に突出する縁を設けて安定手段を
形成した構成でも良く、副流路の流出部の上流側に，逆
流の流入を防止する防止部材を設けるものとする。

さらに、内燃機関としては、熱線式空気流景計と、内燃
機関の回転速度を検出する速度センサと、燃料を噴射す
る燃料噴射装置と、熱線式空気流量計及び速度センサの
出力信号を受信して吸収空父量に対応する燃料噴射量を
演算し燃料噴射量を制御する制御装置とを備えた構成と
する．〔作用〕 本発明によれば，熱線式空気流量計の副流路を主流路と
並行に設けて熱線素子を備えろか、又はさらに半径方向
流路を加えて形成することにより、副流路壁の主流に対
する熱交換面積が大きくなって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る．そして出口開口（流
出部）が主流路と並行の副流路に形成されたため，逆流
の動圧が出口開口に直接かかるのが防止されるとともに
、流路内の流速の減衰が得られてバックファイアや吹き
戻しによる逆流の副流路内八の侵入力が軽減される． また副流路の入口開口の周辺の緑は、流れの流速分布や
圧力分布のばらつきを平均化し、全体の流量に対する副
流路の流入流量の割合が安定化する． さらに副流路の流出部の上流側に防止部材を設けること
によって，副流路と主流路とのそれぞれの出口流れの混
合による静圧変動が流出部近傍において低減され，副流
路の人口開口の緑とともに副流路の入口と出口との圧力
差の安定が計られ，副流路内の流路が安定して流れの微
小変動がなくなる． （実施例〕 本発明の実施例を第１図〜第２５図を参照しながら説明
するが、まず基本的な構成は第１図及び第２図に示され
るように、吸入空気５０２を流通する主流ｌ６２１と，
吸入空気５０２の一部を流通しかつ内部に熱線素子２ａ
，２ｂｔＩ−備えて吸入空気量を計測する副流路３１と
．副流路３１内の吸入空気５０２の流れを安定させる例
えば凹部３４からなる安定手段とをボディ２ｏに収納し
た熱線式空気流量計において、主流路３１とほぼ平行に
設けられた副流路２１の入口開口３１ａの全周に，上流
側に突出する縁３０ａを設けて四部３４からなる安定手
段を形成し，凹部３４の底部に入口開口３１ａを位置さ
せた構成とする． そして、入口開口３１ａの全周を長円形状に囲む縁３０
ａを設けて長円形凹部３４からなる安定手段を形成し，
長円形凹部の底部に人口開口３ｌａを位置させた構成で
も良い． また、吸入空気５０２を流通する土流路２１と，吸入空
気５０２の一部を流通しかつ内部に熱線素子２ａ，２ｂ
を備えて吸入空気量を計測する副流路３１と，副流路３
１内の吸入空気５０２の流れを安定させる安定手段とを
ボディ２０に収納した熱線式空気流量計において、主流
路２１とほぼ平行な軸方向流路３ｌｂと軸方膚流路３ｌ
ｂに交叉するとともに主流路２１に合流する半径方向流
路３１ｃとにより副流路３１を形成し，副流路３１の入
口開口３１ａの全周に縁３０ａを設けて長円形凹部３４
からなる安定手段を形成し，長円形凹部３４の底部に前
記入口開口３１ａを位置させた構成でも良い。

さらに．副流路３１の軸方向流路３ｌｂはボディ２０の
中心を介して主流路２１に対向し偏心して設けられ，入
口開口３１ａは長円形凹部３４の一方側に設けられると
ともに長円形凹部３４の他方側は中心の近傍まで延設さ
れているものとし、副流路３１は．ボディ２０の中心を
通って半径方向に架設されるとともにボディ２０と一体
型のブリッジ３０の内部に形成され、主流路２ｌは、ブ
リッジ３０により２分されているものとする．そして他
の実施例として，第１４図に示されるように、凹部１３
４の底面１３４ａ，１３４ｂを、副流路１３１の入口開
口１３１ａから主流路１２１の内壁１２０ａ，１２０ｂ
に向けて上流側に傾斜して形成した構成でも良く， 第２図に示されるように，入口開口３１ａの縁３０ａの
上端面を、縁３０ａに接続する主流路２１の内壁の上面
より少くともＲ　３　０　ａの所定の高さより高くした
構成とする。

また，第２４図に示されるように、吸入空気を流通する
主流路２２１と、吸入空気の一部を流通しかつ内部に熱
線素子２ａ，２ｂを備えて吸入空気量を計測する副流路
２３１と、副流路２３１内の吸入空気の流れを安定させ
る安定手段とをボディ２２０に収納した熱線式空気流呈
計において、軸方向流路及び環状流路２３ｌｂ，２３１
ｃからなる副流路２３１の入口開口２３１ａの周囲に、
流れにほぼ直交する平面２３０ａを設けるとともに，そ
の平面２３０ａの周辺に」一流側に突出する縁２３２を
設けて安定手段を形成した閘成でも良く， 例えば第２図に示されるように、副流路３１の流出部の
上流側に、逆流の流入を防止する防止部材３０ｂを設け
るものとする。

さらに、第１図に示されるように，内燃機関（シリンダ
）５００としては，熱線式空気流量計１と，内燃機関５
００の回転速度を検出する速度センサ５０９と、燃料を
噴射する燃料噴射装置（インジエクタ）５ｏ７と、熱線
式空気流量計１及び回転速度センサ５０９の出力信号を
受信して吸入空気量に対応する燃料噴射量を算出する演
算部（図示しない）と，演算部の出力信号により燃料噴
射量を制御する制御装置（コントロールユニット）５１
０とを備えた構成とする． 以下，それぞれの実施例について図面を参照しながら説
明する． 第１図は，本発明の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への吸入空気５０２は、エ
アフィルター５０３により吸入され、吸気ダクト５ｏ４
，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，主流路２１に突出した副流路３１が形
成されており、副流路３１内には回路ユニット２と一体
に形成された熱線素子２ａ及び温度補正素子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、車のアクセルペ
ダルと連動する吸入空気量制御用のスロットルバルブ３
が設けられている。さらに，流量計１に，スロットルバ
ルブ３の全開（アイドリング）時の流量を制御するアイ
ドルスピードコントロール（ＩＳＯ）バルブ８が設けら
れている。

一方、燃料は、燃料タンク５０５からボンブ５０６によ
り、インジェクタ５０７より吸気マニホールド５０１内
に噴射され，内燃ｆｉ［５００に空気とともに供給され
る。

コントロールユニット（制御装置）５１０では、熱線素
子２ａの回路ユニット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
た酸素濃度センサー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、かつ燃料噴射
量．ｒｓｃ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．ＩＳＣバルブ８等を制御する。

第６図及び第７図は第１図に示されるシステム実施例に
おける流量計１直前の流れの軸方向流速分布の例，また
第８図及び第９図は静圧力分布の例を示す。特に、第１
図のシステム実施例のようにいくつかの曲り部が吸気ダ
クト５０４にあり、かつ曲りの直後に流量計１が配置さ
れた場合、流量計１直前の流れは、それぞれ第６図〜第
９図に示さわるような流速が曲り部の外側（それぞれの
図に向って左側）で大きく、内側（それぞれの図に向っ
て右側）で小さく，かつ静圧は外側で高く、内側で低い
という偏流になっている．また，例１と例２とは，フィ
ルター５０３や吸気ダクト５０４の形状及び取り付け状
態のばらつき等の組合せで起り得る流れの相違を示して
おり、それぞれ空気流盆は約２０ｇ／ｓの場合が示され
る．このような偏流は，曲り管（ベンド）直後の流れと
して流体工学（例えば、板谷松樹著「水力学」；日本機
械学会出版の機械工学講座や古屋善正他２名著の「流体
工学」　；朝倉書店出版）でよく知られているものであ
る．また、第６図〜第９図では示されていないが，ベン
ド直後の流れに，管中心部を曲りの内側から外側に向う
２つの渦流が２次流れとして発生することも知られてい
る．第２図〜第５図に本発明の熱線式空気流量計の第１
の実施例が示される。

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、整流用の格子体（ハニカム）４０が設け
られている。格子体４ｏの下流に，内部に副流路３１を
形成するブローブホルダブロック３０が、主流路２１を
横切ってボディ２０ａと一体にダイキャスト成形されて
いる。センサ回路ユニット２は，熱線素子２ａ及び温度
補正素子２ｂが図示のように，主流路２１に並行な副流
路３　１．　ｂに位置するよう、副流路（軸方向流路）
３１ｂとばば同径の穴を持ち、副流路３ｌｂの一部を形
成するモールド部２ｃを，ボディ２０ａの外部から挿入
する形で，ネジ部材４１ａ．，４ｌｂ等によりボディ２
０ａに螺着されている． ボディ２０ｂの部分に、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がボディを貫
通する形で設けられている．ボディ２０ｂの外部に、シ
ャフト４を即動するレバー機楕５及びスプリング６、シ
ャフトの回転角度を検出するスロットルポジションセン
サ７が，シャフト４に結合した形で設けられている．Ｉ
ＳＣバルブボディ２０ｃの部分に，スロットルバルブ３
の全開時，すなわち、内燃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ＩＳＣバルブ８への空
気通路２３．２４及び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
外部より穿設されているため，流路とならない不用の穴
部分をふさぐものである． 副流路３１は、主流路に比較して細径で円形断面の軸方
向の副流路（軸方向流路）３１ｂと，これにほぼ直角な
矩形断面の半径方向の副流路（半怪方向流路）３１ｃと
からなる．副流路３１ｃは，ブローブホルダブロック３
０の下流端に形成された溝と５ネジ部材３３でブロック
３ｏに固定されたカバー３２とによって形成されている
。カバー３２は，その下端部３２ａを，副流路３１ｅの
溝巾よりも小さい巾としているが，副流路の出口ＯＨ口
（流出部）３１ｄにかかるような形状になっている．副
流路３１は二次元のＬ字形をした直角ベンドに相当する
流体抵抗と通路の摩擦抵抗とにより、その流路抵抗、す
なわち圧力損失は主流路２１側より大きい．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（ブリ
ッジ）３０の外壁の大部分が吸入空気の主流に接してい
るため，副流路３ｌｂの流路壁は吸入空気温度とほぼ等
しい温度に保たれ、外部からの熱侵入は吸入空気で冷却
されて小さい誤差で流量が計測できる．また、内燃機関
のバックファイア等の逆流の副流路３１内八の侵入力を
、出口開口３１ｄをカバーするカバー下端部３２ａによ
り弱め、熱線素子２８等を保護している．また、流路抵
抗が脈動の減衰作用を持つため，脈動による熱線素子２
ａの出力異常を防止できる。

一方、副流路の入口開口３１ａの周囲に，入口開口３１
ａよりやや上流側に突き出るとともに、主流路壁２０ａ
からも十分離れた位置に配置されたブリッジ上流端を縁
３０ａとする小判形（長円形）の凹部３４が形成されて
いる．この実施例の場合は、入口開Ｄ　３　Ｌ　ａは，
凹部３４の底部で，かつ第２図の上側、すなわちセンサ
ユニット２側の片寄った位置に設けられている．凹部３
４の入口開口３１ａと反対側部分は，主流路２１のほぼ
中央に至っており、かつその軸方向の深さは、軸方向の
副流路３　１．　ｂの径の約１７２にされている．この
四部３４を設けることにより．上流のエアクリーナや屈
曲のある吸気ダクトの形状や取り付けのばらつきによる
第６図〜第９図に示されるような上流の流れの相違に対
して鈍感に、すなわち、副流路３１への流量分配を安定
化することができる．この実施例は，直角に近い曲り部
のある吸気ダクトの直後で、かつ曲り部の内側に入口開
口３１ａを配置卸せざるを得ない場合、特に有効である
． 一方，ブリッジ３０の上流端のｌｉ３０ａは、主流路２
１の傾斜壁面２８に対して、凹部３４の深さの２倍程度
に上流側へ突出して形成されている。

また、前述したように、入｛」開口３１ａをセンサユニ
ット２側に偏心させたため、半径方向の副流路３１ｃの
有効長を主流路２１の半径以上にできている．すなわち
．下流のスロットルバルブ軸４よりやや下方となるよう
位置させた出口開０３１ｄは、ブリッジ３０の下端部３
０ｂ及びこれに延長して形成された副流路３１ｃの軸方
向の深さの約１／２の高さを持つ側１！３０ｄが有効な
防風壁となっており，出口開口（流出部）３１ｄの流れ
を主流が乱すの防止している。また、リブ３０ｅは、本
来，ダイキャスト時の湯流れ改善のため設けてあるが、
主流の旋回を防正する効果も有し、これらにより、流れ
を安定化させて熱線素子２ａの出力の低ノイズ化が達成
されている．副流路３１ｃの出口開口３１ｄからやや離
れた下流に設けられた主流路壁の絞り部２２は、スロッ
トルパルブ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との流量分配を安定化さ
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． 本実施例によれば，流量計上流にかなり複雑な吸気通路
があり、かつこれらの形状や取付けがかなりの範囲でば
らついた場合においても、内燃機関の吸入空気量を精度
良く計測できる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，軽量に実現され，排ガス神化や
燃費低減等を達成できるエンジンシステムが実呪する．
第１０図及び第１１図に本発明の熱線式空気流量計の第
２の実施例が示される．副流路９１の入口開口９１ａは
，基本的に第１の実施例の凹部３４と同等な凹部９４の
底部に設けられている．第１の実施例の整流部材ハニカ
ム４０の代りに，主流路８１の入口部に絞り部８１ａを
設けている．この絞り部８１ａを設けることにより、主
流路８１の径が縮小するため．圧力損失や，副流路９１
への流量分配へ影響する主流路８１の最大流速を減じる
ため，ブリッジ９０の下端部９０ｃを、リブ形状のみの
部材として、主流路の最小断面積が第１の実施例に対し
て大巾に小さくなるのを防止している． 半径方向の副流路９１ｅを形成するカバー９２は，ボデ
ィ８０と一体のブリッジ９０の下流端にネジ部材３３で
固定されている９カバー９２のト端部９２ａの部分の巾
は、第１の実施例と同様，副流路９１ｃの溝巾より若干
小さくされており，副流路の出口開口９１ｄを下端部か
らもカバーするよう途中から軸方向の上流側に曲げて形
成するとともに，カバー９２の下端部９２ａの端部は、
巾の小さなリブ９０ｃの上側の部分でブリッジ９ｏの下
流端にほぼ接するように形成されている．これにより，
カバー９２の下端部９２ａによる主流のかく乱を防止す
るとともに、副流路９１への逆流の侵入力を第１の実施
例の場合よりも小さくできる。

流及討入口の絞り部８１ａは，強い旋回流に対しては、
ハニカム等の整流体に劣るが，縮流効果により、上流ベ
ンド部で発生した境界層の縮小及び境界層内で生じた乱
れを押え込む作用があり，第１の実施例より低コスト化
を望む場合に実施される．圧力損失も、ハニカムのない
分、または前述のように，通路断面積を確保すれば、同
等か、又は小さくすることができる． 第１２図及び第１３図に本発明の熱線式空気流量計の第
３の実施例が示される．ボデイ１００と一体のブリッジ
１１０の上流端に凹部１１４が設けられ，副流路の入口
開口１１１ａは凹部１１４の底部に設けられている。第
１の実施例と異なるのは、入口開口１１１ａの上方にも
凹部が延長されていること，及び入口開口１１１ａの下
方の凹部が長く形成されていることである．これにより
より広い範囲で圧力が平均化される．しかし、この場合
は，四部１１４の深さを第１及び第２の実施例に対し大
きく設定しないと有効に機能しない．第１４図及び第１
５図に本発明の熱線式空気流量計の第４の実施例が示さ
れる．ボディ１２０と一体のブリッジ１３０の上流端に
二本の並行な縁１３０ａにより凹部１３４を形成すると
ともに、流量計入口の内壁１２０ａ及び１２０ｂと凹部
１３４の底面１３４ａ及び１３４ｂとをそれぞれなめら
かに連続した壁面で形成している．また，凹部１３４の
底面１３４ａ及び１３４ｂはそれぞれ阿流路１３１の入
口開口１３１ａに向って流れる方向にゆるやかな傾きを
持っている．入口内Ｕ　１　２　０　ａ及び１２０ｂは
，それぞれの図の上下方向のみに設けてあるが、流れを
縮流し壁面にそう流れを安定させる。凹部１３４の底面
１３４ａ及び１３４ｂの傾斜は、凹部１３４で淀んだ空
気を入口開口１３１ａの方向に流れ易くしている．この
ような構成により，第６図〜第９図に示されるような流
れの下流において．ハニカｌ１もなしで安定な流量分配
及び熱線素子の出力の低ノイズが得られる． 第１６図及び第１７図に本発明の熱線式空気流量計の第
５の実施例が示される．ボディ１４０と一体のブリッジ
１５０の上流端の９１　５　０　ａと、ボディ１４０の
内部の一部により凹部１５４が形成されている．第１の
実施例との相異は、凹部１５４は、副流路１５１の入口
開口１５１ａが扉のかなめの位置になるようにそれぞれ
の図の上方へ扇状に設けられている点である．本実施例
は，第６図〜第９図に示されるような流れの場において
、副流路の入口開口１５１ａが，ベンドの曲り部の内側
と外側を結ぶ線に対して、直角な方向に位置するような
場合特に有効である。すなわち、第６図及び第７図の速
度分布に示されるように、壁近傍で速度変化が大きいた
め，この部分を平均化することが有効な対策になる。

第１８図〜第２０図に本発明の熱線式空気流量計の第６
の実施例が示される．ボディ１６０と一体のブリッジ１
７０の上流端に楕円形の縁１７０ａに囲まれた凹部１７
４が形成され、副流路１７１の入口開口１７１ａはその
底部に設けられている．第１から第５の実施例との相違
は、軸方向の副流路１７１ｂの中心が主流路１６１の中
心に一致して形成され、半径方向の副流路１７１ｃが上
下方向に２流路設けられている点である．したがって，
半径方向の副流路１７１ｃを形成するためのカバ−１７
２は，その両端部分１７２ａが両方とも巾の小さくなっ
た板状となっている，当然ながら，副流路の出口開口１
７１ｄは第１８図の上方と下方との２箇所に形成されて
いる。センサユニット１６２のモールド部１６２ｃは、
センサ１６２ａ及び１６２ｂが軸方向の副流路１７１ｂ
内に位置できるように長く作られている。

流量計ボディ１６０の入口壁１６０ａは，第２の実施例
のように絞り部形状を採用している。

本実施例によれば，本来は中央部の方が流れが安定して
いるため，後に示される実験例よりもより安定した特性
が得られるが，センサユニット１６２のモールド部１６
２ｃが長くなることによるコストアップ等の問題がある
。

第２１図に本発明の第７の実施例が示される。

ボディ１８０とは別体のブローブホルダのブロック１９
０にセンサ回路ユニット１８２が固定されている．ブロ
ック１９０の上流端に凹部１９４を有する副流路１９１
の八口ピース１９５がネジ部材１９６によりブロック１
９０に図示のように固定されている．したがって，副流
路１９１の入口開口１９１ａは，ビース部材１９５の凹
部１９４底部に形成されている．ブロック１９０下流端
に固定されたカバ一部材１９２の下端部１９２ａは，第
１０図に示される第２の実施例のように、上流側に曲げ
て形成されている．これは、これまでの第１から第６の
実施例が，プローブホルダブロック（ブリッジ）がボデ
イと一体であったのに対し，本実施例が別体で，ブロッ
ク１９０の下端部にも主流路１８１を有する構成である
ためである，この構成は、部品数が増大するツデメリッ
トはあるが，部品の寸法精度向上，メンテナンス等には
メリットがある．また四部１９４を形成するビース部材
１９５は，ネジ部材１９６の固定位置を変更することに
より，入口開口１９１ａを中心として若干回転した位置
にも設けられるため、より広範囲な上流吸気管路の要素
形状及び流量計の取付位置等の変更に対応できる． 第２２図に本発明の第８の実施例が示される．ボディ２
００と一体のブリッジ２０３の内部に．主流路２０１の
中心軸と一致して軸方向だけの流路からなる副流ｌ６２
０２が形成されている．ブリッジ２０３の上流端が，副
流路２０２の入口開口２０２ａの周囲に形成された平面
２０４　ａを囲む縁２０３ａを形成し，四部２０４が形
成されている．副流路２０２の流出部に薄板鋼板製の逆
止弁（安定手段）２０５と逆止弁２０５のストッパーと
なるリテーナ２０６がネジ部材２０７により螺着されて
いる．逆止弁２０５は正常に流れる時は図のように下流
側に変形しており，逆流時は、副流路２０２の出口をふ
さぐ作用をする。

第２３図に本発明の第９の実施例が示さオｔる。

ボディ２１０と一体のブリッジ２１３の内部に、主流路
２１１の中心軸と偏心した軸方向だけの副流路２１２が
形成されている。ブリッジ２１３の上流端をｌｉ２　１
　３　ａとする凹部２１４が形成され，その底部に副流
路２１２の入口開口２１２ａが設けられている．副流路
２１２の流出部は薄板鋼板製の逆止弁（安定手段）２１
５がリテーナ２１６とともにネジ部材２１７により螺着
されている。

第２４図及び第２５図に本発明の第１０の実施例が示さ
れる．ボディ２２０の肉厚部２３０の内部に，主流路２
２１と並行な軸方向の副流路２３１ｂ及び主流ｍ２２１
の外周を迂回する環状流路２３１Ｃからなる副流路２３
１が形成され，副流路２３１の出口開口２３１ｄは，主
流路２２１の内壁に開口されている．下流側の管路体２
２５とボディ２２０はパッキン２２４を介して結合され
ている．ボディ２２０の肉厚部２３０の上流端面は，流
れに垂直な平面２３０ａを形成しており，この面に副流
路２３１の入口開口２３１ａが設けられている．入口開
口２３１ａの主流路２２１側の部分に、上流側へ突出し
た円弧状の縁２３２が設けられている。縁２３２は，平
而２３０８の部分で淀んだ流れの主流路２２１への流出
を防止するもので、この縁２３２を設けることにより，
入口開口２３１ａの周辺の静圧が安定する．その結果，
上流側の偏流の変化に対して副流路２３１と主流路２２
１の流量分配が安定する． 第２６図及び第２７図に、本発明の効果を示すだめの比
較の対象とした従来品の構造が示される．ボディ２４０
と一体のブリッジ２５０の上流端の縁２５０ａは単に筒
状にブリッジ２５０より突き出して形成されている．従
ってブリッジ上流端の縁２５０ａの最上流部が副流路２
５１の入口開口２５１ａを形成している．また、図から
明らかのように，主流路と並行な副流路２５ｌｂは５主
流路２４１の中心に対して，センサ回路ユニット２４２
側に偏心して設けられている。

第２８図は，第１図に示されるようなシステム実施例に
おける上流側の流れの条件、すなわち第６図〜第９図に
示されるような流れの下流側に流量計が置かれた場合の
性能を示す実験結果である．実験は，上述の＠２６図及
び第２７図に示される従来品と、第２図〜第５図に示さ
れる本発明の第１の実施例に対して行った．第２８図の
横軸は流量計を流れる空気の質量流量（ｇ／ｓ）であっ
て．広い範囲に及ぶため、対数目盛となっている。縦軸
は出力変化率（％）である。出力はエアフィルタ，吸気
ダクトの形状及びその取付誤差によるばらつくが，その
ばらつきの一方の最も出力が小さく出る組合せを基準（
出力変化率ゼロ）として．他方の出力がどれだけ変化し
てしまうかを表わしたのが出力変化率（％）である．実
験結果から明らかなように破線で示される従来品は，８
％以上の流量変化率になるのに対し，実線で示される本
発明による構成は±２％以内に入っている．このように
、本発明によれば、上流側の吸気管路要素のばらつきに
よる」二流側の流れの変化を相殺し，かつ．バックファ
イアや吹き戻しによる副流路内への逆流の防止、副流路
の出口部における混合による流れの乱れが防止できるた
め，種々の条件下で正確な流量測定ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、熱線式空気流量計の副流路に半径方向
流路を加えるとともに、流れの安定手段を備えることに
よって．熱線素子による吸入空気量の測定精度が向上し
、かつ，バックファイアや吹き戻しによる副流路内への
逆流の防止と、副流路の出口部における混合による流れ
の乱れが防止されるため、種々の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シ
ステムの構成図、第２図は本発明の第１の実施例を示す
断面図、第３図は第２図のｍ−ｍ断面図、第４図は第２
図のｒＶ−ＩＶ断面図，第５図は第２図の■−■断面図
、第６図及び第７図は第１図のシステム楕成で流産計の
上流側の流速分布の例を示す図、第８図及び第９図は第
６図及び第７図の圧力分布の例を示す図、第１０図は本
発明の第２の実施例を示す断面図、第１１図は第１．　
０図のＸＩ−ＸＩ矢視図、第１２図は本発明の第３の実
施例を示す断面図、第１３図は第１２図のｘｒｎ−Ｘ１
■断面図、第１４図は本発明の第４の実施例を示す断面
図，第１５図は男１４図のＸＶ−ＸＶ断面図，第１６図
は本発明の第５の実施例を示す断面図、第１７図は第１
６図のＸ■−ＸＶＩ［断面図、第１８図は本発明の第６
の実施例を示す断面図、第１９図は第１８図のＸＩＸ−
Ｘ］Ｘ断面図，第２０図は第１８図のｘｘ−ｘｘ断而図
，第２１図は本発明の第７の実施例を示す断面図，第２
２図は本発明の第８の実施例を示す新面図，第２３図は
本発明の第９の実施例を示す断面図，第２４図は本発明
の第１０の実施例を示す断面図，第２５図は第２４図の
ｘｘｖ７ｘｘｖ＠面図．′：５２Ｇ図は従来の技術を示
す断面図、第２７図は第２６図のＸＸ■−ＸＸ■断面図
、第２８図は実験結果を示すグラフである。 １・・・空気流量計、　　２・・・熱線素子、２１・・
主流路、　　　　３１・・・副流路，５０２・・・吸入
空気． 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸入空気を流通する主流路と、前記吸入空気の一部
   を流通しかつ内部に熱線素子を備えて吸入空気量を計測
   する副流路と、該副流路内の前記吸入空気の流れを安定
   させる安定手段とをボディに収納した熱線式空気流量計
   において、前記主流路とほぼ平行に設けられた前記副流
   路の入口開口の全周に、上流側に突出する縁を設けて凹
   部からなる前記安定手段を形成し、該凹部の底部に前記
   入口開口を位置させたことを特徴とする熱線式空気流量
   計。 ２、入口開口の全周を長円形状に囲む縁を設けて長円形
   凹部からなる安定手段を形成し、該長円形凹部の底部に
   前記入口開口を位置させたことを特徴とする請求項１記
   載の熱線式空気流量計。 ３、吸入空気を流通する主流路と、前記吸入空気の一部
   を流通しかつ内部に熱線素子を備えて吸入空気量を計測
   する副流路と、該副流路内の前記吸入空気の流れを安定
   させる安定手段とをボディに収納した熱線式空気流量計
   において、前記主流路とほぼ平行な軸方向流路と該軸方
   向流路に交叉するとともに前記主流路に合流する半径方
   向流路とにより前記副流路を形成し、該副流路の入口開
   口の全周に、上流側に突出する縁を設けて長円形凹部か
   らなる前記安定手段を形成し、該長円形凹部の底部に前
   記入口開口を位置させたことを特徴とする熱線式空気流
   量計。 ４、副流路の軸方向流路はボディの中心を介して主流路
   に対向し偏心して設けられ、入口開口は長円形凹部の一
   方側に設けられるとともに該長円形凹部の他方側は前記
   中心の近傍まで延設されていることを特徴とする請求項
   ２又は３記載の熱線式空気流量計。 ５、副流路は、ボディの中心を通って半径方向に架設さ
   れかつ該ボディと一体のブリッジの内部に形成され、主
   流路は、該ブリッジにより２分されていることを特徴と
   する請求項１、２、３又は４記載の熱線式空気流量計。 ６、凹部の底面を、副流路の入口開口から主流路の内壁
   に向けて上流側に傾斜して形成したことを特徴とする請
   求項１記載の熱線式空気流量計。 ７、入口開口の縁の上端面を、該縁に接続する主流路の
   内壁の上面より少くとも該縁の所定の高さより高くした
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の熱線
   式空気流量計。 ８、吸入空気を流通する主流路と、前記吸入空気の一部
   を流通しかつ内部に熱線素子を備えて吸入空気量を計測
   する副流路と、該副流路内の前記吸入空気の流れを安定
   させる安定手段とをボディに収納した熱線式空気流量計
   において、軸方向流路及び環状流路からなる前記副流路
   の入口開口の周囲に、前記流れにほぼ直交する平面を設
   けるとともに、その平面の周辺に上流側に突出する縁を
   設けて前記安定手段を形成したことを特徴とする熱線式
   空気流量計。 ９、副流路の流出部の上流側に、逆流の流入を防止する
   防止部材を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいず
   れか１項に記載の熱線式空気流量計。 １０、請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱線式空気
   流量計と、内燃機関の回転速度を検出する速度センサと
   、燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記熱線式空気流量
   計及び前記速度センサの出力信号を受信して吸収空気量
   に対応する燃料噴射量を演算し該燃料噴射量を制御する
   制御装置とを備えたことを特徴とする内燃機関。