JPH03252529A - 熱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、吸入空気流量の計測に係り、特に自動車エン
ジンの吸気系に設けられてその吸入空気量を検出し、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。

〔従来の技術〕

自動車用エンジンの容量は非常に広い範囲に及ぶが、普
通乗用車について、現在その吸入空気質量流量は、排気
量４０００ｃｃクラスの普通乗用車でアイドリング時の
最小流量Ｑｉ＝１０〜１５ｋｇ／ｈ、最高回転速度時の
最大流量Ｑｍ＝５００〜６００ｋｇ／ｈ、また２０００
ｃｃクラスの普通乗用車でＱｉ＝５〜１０ｋｇ／ｈ、Ｑ
ｍ＝３００〜４００ｋｇ／ｈである。従って、最大流量
と最小流量の比（ダイナミックレンジ）Ｑｍ／Ｑｉは大
きい方で６０〜８０である。しかし、今後の自動車用エ
ンジンは、高速、高出力化に向い、最小流量Ｑｉは大き
く変らないが、最大流量Ｑｍは同一排気量の自動車用エ
ンジンで増大し、ダイナミックレンジは１００以上、将
来は１５０に達することが予想される。

吸気管内の吸入空気の流速、すなわち、熱線式空気流量
計を通過する流速は、ボディに形成した主流路の断面積
（吸気管系の太さ）等に依存するが、種々の制約から現
状は全流量範囲で、およそ０．５ｍ／ｓ〜５０ｍ／ｓの
程度にされている。

特に最大流速が制約されるのは、エアクリーナで取り切
れない非常に細かい吸入空気中のダストの熱線素子への
付着による経年劣化（特性変化）が、流速が大きいほど
大きいことによる。これに関するデータは、エヌ・ニー
・イー・ペーパー８４０１３７　（１９８４年）　；　
　（ＳＡＥ　　Ｐａｐｅｒ８４０１３７．１９８４）：
文献１の頁２６、図１５などに示されている。従って、
ダイナミックレンジの増大、すなわち、最大流量の増大
は、もし同一サイズの吸入管路径（熱線式空気流量計の
流路断面積）であれば、最大流速の増大となり、熱線素
子へのダスト付着が一層増大することになる。

従来の熱線式空気流量計においては、特開昭５４−７６
１８２号公報のように、−時的に熱線素子を通常の温度
より高めて、付着したダストを焼き切って清浄性を保つ
としているものがある。

しかし、実際にはダスト中にカルシウム等の成分が多く
含まれており、かえって熱線素子に溶着し特性変化がよ
り大きくなる等の欠点がある。また。

特開昭５９−１９０６２４号公報のように、熱線素子の
上流側に障害物を設置し、これにダストを付着させて、
熱線素子へのダスト付着を防止するものがある。しかし
実際には、このような障害物を設けると、熱線素子に当
る流速が低下し、吸入空気の低流量時に熱線素子の感度
が不足する。あるいは、障害物から発生する渦による気
流の乱れが、ノイズを増大させるなどの欠点がある。

一方、吸入空気の最大流量が増大しても、最高流速を従
来と同等に出来れば良いことになり、特開昭５５−６６
７１６号公報等のように主流路内に直管状の筒部材を設
け、ここに熱線素子を配したものがある。このような構
成では、筒内（熱線素子周辺）を流れる流速は、湾外の
主流路の流速とほぼ同一である。従って、最大流量が増
大した時、最高流速を従来と同等にするには、流路断面
積すなわち流路径を増大させる必要がある。これはダク
ト系の設置スペースの増大をもたらすという欠点がある
。また、吸入空気の低流量時の流量はほぼ同一のため、
従来より低流速となるから、熱線素子の感度向上、ノイ
ズ対策などが問題となる。

さらに、特開昭５６−１８７２１号公報のように主流路
に独立したバイパス流路を形成し、このバイパス流路に
熱線素子を配したものがある。この場合、バイパス流路
内の吸入空気の流速のレベルは、バイパス流路の流体抵
抗を選ぶ（増大させる）ことにより、主流路の流速レベ
ルからずらすことができる。従って、最大流量の増大時
に、圧力損失の増加の問題は別として、希望するならば
ボディの大きさを変えずにバイパス流路内の最高流速を
従来と同様にすることは可能である。しかし、この場合
でも、バイパス流路内の流速は、主流路の流速にほぼ比
例して変り、低流量時のバイパス流路内の流速は従来よ
り大巾に低下する。結局、従来の熱線素子の感度では不
足となり、ノイズ（流れの中の小さな乱れ）が相対的に
大きくなることはまぬがれない。

次に、実開昭５５−１４５３２１号公報のように、バイ
パス流路内にバルブ手段を設け、吸入空気量が変化する
範囲で、バイパス流路の流体抵抗を制御するものがある
。確かに、このようなバルブ手段及びアクチュエータ等
を備えて、吸入空気流量に応じてバイパス流路の抵抗を
変えてやれば。

流量範囲が広がってバイパス流路内の最低流速及び最高
流速をほぼ従来と同等に制御することが可能である。と
ころが、実開昭５５−１４５３２１号公報は、流量の増
大と共にバイパス流路の断面積を拡大して流通抵抗係数
を減少させ、センサー部（熱線素子）の流速を増大させ
ようとするもので、本発明とは逆の目的を持つものであ
る。すなわち１回路の電圧出力が、センサ一部流速の平
方根に比例するため、高流量はど電圧出力の変化率が低
下することに対し、これを改善しようとするものである
。しかし、現在の回路技術では、このような問題は解決
されている。また、流量の増大と共に流通抵抗係数を減
少させるには、流れの物理量の増大に逆らった制御を必
要とし、当然、バルブ等の手段は、アクチュエータによ
り強制的に動作させる必要がある。従って、これらによ
るコストアップはさけられない。

【発明が解決しようとする課題〕

従来の熱線式空気流量計にあっては、計測すべき吸入空
気量の最大流量が増大した場合、熱線素子の劣化を抑制
し、かつ最小流量で熱線素子の感度を低下させない流速
条件を作り出すことができない６あるいは大巾なコスト
アップや機構が複雑化するなどの問題があった。

本発明の目的は最大流量及び最小流量で熱線素子の劣化
や感度を低下させずダイナミックレンジ（計測流量範囲
）が広いとともに、機構が簡単でコストアップしない熱
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、本発明の熱線式空気流量
計を用いて、高速、高出力エンジンの最適な空燃比制御
が可能な燃料噴射装置及び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、吸入空気の主流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た副流路とを
ボディに形成し、熱線素子により吸入空気量を計測する
熱線式空気流量計において、副流路に、吸入空気量に応
じて副流路の流路面積を変化させる自己可変手段を設け
た構成とする。

そして自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行する
軸方向流路と軸方向流路に下流側で交差する交差方向流
路とよりなる第１の副流路で形成し、交差方向流路に連
通ずる少くとも一つの第２の副流路である構成とする。

また自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行する軸
方向流路と軸方向流路に下流側で交差しかつボディのほ
ぼ中心を通る半径方向流路とよりなる第１の副流路で形
成し、半径方向流路に連通ずる少くとも一つの第２の副
流路である構成とする。

さらに自己可変手段は、副流路と主流路にほぼ平行する
軸方向流路と軸方向流路に下流側で交差しかつボディの
内周に沿う環状流路とよりなる第１の副流路で形成し、
環状流路に連通ずる少なくとも一つの第２の副流路であ
る構成でも良い。

そして自己可変手段は、交差方向流路に連通ずるそれぞ
れの第２の副流路の出口開口に設けられ、一端を固定し
てそれぞれの第２の副流路の動圧力に応じて交差方向流
路の断面積を変化させる少くとも１個の可撓坂を具備し
ている構成でも良い。

また自己可変手段は、第２の副流路に挿入されるそれぞ
れの第２の副流路の動圧力に応じて変位し、一端を交差
方向流路に突出入して交差方向流路の断面積を変化させ
る少くとも１個の変位部材と、それぞ、れの変位部材に
当接してその変位を制御する少くとも１個の弾性部材と
を具備している構成でも良い。

さらに、自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行し
て設けた軸方向流路の出口端の周囲に少くとも１個の出
口開口を穿設して形成し、出口端面に挿通されかつ副流
路の動圧力を受けて変位しそれぞれの出口開口の流路面
積を変化させる受圧部と、該受圧部に当接しその変位を
制御する弾性部材とよりなる構成でも良い。

そして吸入空気の主流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た副流路とをボ
ディに形成し、熱線素子により吸入空気量を計測する熱
線式空気流量計において、主流路に、吸入空気量に応じ
て副流路の入口開口の面積を変化させる入口自己可変手
段を設けた構成とする。

また入口自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行す
る軸方向流路と軸方向流路に下流側で交差する交差方向
流路とにより形成し、軸方向流路の上方に設けられ主流
路の動圧力に応じて変位し入口開口の面積を変化する入
口受圧部と、入口受圧部に当接してその変位を制御する
人口弾性部材とよりなる構成である。

さらに自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行する
軸方向流路と軸方向流路に下流側で交差する交差方向流
路とにより形成し、交差方向流路及び軸方向流路の内壁
の少くとも一部に設けられ一定電力で加熱された少くと
も１個の熱変形部材である構成とする。

そして自己可変手段は、軸方向流路の内面に設けられた
少くとも１個の熱変形板である構成、または自己可変手
段は、軸方向流路の内面に熱線素子より下流側で嵌着さ
れた少くとも１個の熱変形リングである構成、さらに自
己可変手段は、バイメタル又は形状記憶合金が形成され
た少くとも１個の熱変形部材である構成でも良い。

そして内燃機関にあっては、請求項１〜１３のいずれか
１項記載の熱線式流量計を備えた構成とする。

また内燃機関の燃料噴射装置にあっては、請求項１〜１
３のいずれか１項記載の熱線式空気流量計を備えた構成
である。

〔作用〕

本発明によれば、熱線式空気流量計に自己可変手段を設
けたため、熱線素子の配された第１の副流路の吸入空気
流量（流速）は、全流量の増大に伴なっである比例関係
で増大するが、流量の増大と共に増大する第１の副流路
の流通抵抗係数は、自己可変手段によって変化し第１の
副流路の流速変化範囲を主流路の流速変化範囲より小さ
くするよう作用する。それにより、最大流量が従来より
大きなエンジンに用いられる場合でも、従来と同様な計
測流量範囲が得られ、熱線素子の汚損の増大や感度不足
等が生じない。

自己可変手段は、第１の副流路の流れ自体が持つ物理量
の変化を利用して動作し、流通抵抗係数を変化させる。

熱線素子を配する第１の副流路に加え、第２の副流路を
設けて、その出口を第１の副流路の下流部分に開口する
ことは、全流量の増大と共に増大する合流損失をこの部
分に発生させる。

これは、第１の副流路の流通抵抗係数が、全流量の増大
と共に増大することを意味し、かつ流れ自体の持つ物理
量変化のみを利用することになる。

さらに、第２の副流路の出口開口をふさぐように設けた
柔軟な板バネ部材（可撓坂）は、第２の副流路からの流
れの動圧力を受けて変形し、第１の副流路の断面積を減
少させるように動作する。

すなわち、流路断面積の減少と、合流損失の増大と２つ
の作用を合わせた形で、第１の副流路の流通抵抗係数の
変化が与えられる。

一般に、流路の断面積を変化させることにより流路の流
通抵抗係数は変化する。流れの動圧力を受けて変位し、
動圧力の増大と共に副流路の軸方向流路又は交差方向流
路のいずれかの断面積を縮小するピストン部材（変位部
材、受圧部材等）は、流量の増大と共に副流路の流通抵
抗係数を増大する。

また、副流路中に発熱体を設けることにより、その発熱
体（熱変形部材）からの放熱量は流量の増大と共に増大
し、発熱量（加熱電力）が一定であれば、その発熱体の
温度は降下する。従って。

温度の降下と共に変形するバイメ゛タルもしくは、形状
記憶合金は、副流路の断面積を制御するバルブの作用を
与え、流量の増大と共に副流路の流通抵抗係数が増大す
る。

〔実施例〕

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）５０への吸入空気５２は。

エアーフィルター５３より吸入され、吸気ダクト５４、
流量計（熱線式空気流量計）１及び吸気マニホールド５
１を通って供給される。流量計１に、主流路２１に突出
した第１の副流路３１及び第２の副流路３５が形成され
ており、第１の副流路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
対する出力信号を得る。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（ＩＳＣ）バルブ８が設
けられている。

一方、燃料Ｆは、燃料タンク５５からポンプ５６により
、インジェクタ５７より吸気マニホールド５１内に噴射
され、内燃機関５０に空気とともに供給され、排気ガス
Ｅは矢印方向に排出される。　コントロールユニット（
制御装置）６０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
５７に設置された酸声濃度センサー５８の出力信号、及
び機関の回転速度センサー５９の出力信号等が入力され
、かつ燃料噴射量及び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５７、ＩＳＣバルブ８等
を制御する。

第２図〜第５図に本発明の熱線式空気流量計の第１〜第
３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４０の下流に、内部に第１の副流路
３１及び第２の副流路３５を形成するブロック（ブリッ
ジ）３ｏ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
、第１の副流路３１の主流路２１にほぼ平行する軸方向
流路３１Ｂに位置するよう、軸方向流路３１Ｂはぼ同径
の穴を持ち、軸方向流路３１Ｂの一部を形成するモール
ド部２Ｃを、流量計ボディ２０Ａの外部から挿入する形
で、ネジ部材４１Ａ、４１Ｂ等により流量計ボディ２０
Ａに螺着されている。

スロットルバルブボディ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。スロット
ルバルブボディ２０Ｂの外部に、シャフト４を駆動する
レバー機構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。ＩＳＣバルブボディ２
０Ｃ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ＩＳ
Ｃ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ＩＳＣ
バルブボディ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大部分をふさぐものである。

副流路を形成する第１の副流路３１は、主流路に比較し
て小径で円形断面の軸方向流路３１Ｂと、これに下流側
でほぼ直角な（交差する）矩形断面の半径方向流路（交
差方向流路）３１Ｃとからなる。半径方向流路３１Ｃは
、ブロック３０の下流端に形成された溝と、ネジ部材３
３でブロック３０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、半
径方向流路３１Ｇの溝巾よりも小さい巾としているが、
副流路の流出部３１Ｄにかかるような形状になっている
。副流路は二次元のＬ字形をした直角ベントに相当する
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、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、軸方向流路３１Ｂ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、内燃機関のバツクファイア等の逆
流の半径方向流路３１Ｃ内への侵入力を、流出部３１Ｄ
をカバーするカバーの下端部３２Ａにより弱め、熱線素
子２Ａ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２Ａの出力異常を
防止できる。

一方、第１の副流路３１の入口開口３１Ａの周囲に、入
口開口３１Ａよりやや上流側に突き出るとともに、主流
路２１内からも十分前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、第１の副流路３１
の入口開口３１Ａ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３４の入口関口３１Ａと反対側部分は、主
流路２１のほぼ中央に至っている。

この凹部３４を設けることにより、上流のエアークリー
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
による上流の流れの相違に対して鈍感に、すなわち、第
１の副流路３１への流量分配を安定化することができる
。

一方、凹部３４の主流路２１の中心寄りの底部に入口開
口３５Ａを有する少くとも１個の小径の第２の副流路３
５が、第１の副流路３１の軸方向流路３１Ｂとほぼ平行
に、かつその出口開口３５Ｂが、第１の副流路３１の半
径方向通路３１Ｇにくるよう穿設されている。これによ
り、第１の副流路３１及び第２の副流路３５を流れる流
量は。

全流量の増大と共に増加するが、それぞれの第２の副流
路３５からの流れが、第１の副流路３１の半径方向流路
３１Ｃの部分で合流し、第１の副流路３１の断面積を変
化して流れに合流損失を与えるため、第１の副流路３１
の流通抵抗係数は、流量の増大と共に増大することにな
る。すなわち、第２の副流路３５がない場合に比べ、全
流量の増大に伴なう、第１の副流路３１内の流速増加が
ゆるやかになる。

従って、本実施例によれば従来よりも吸入空気量範囲の
大な内燃機関においても、熱線素子２Ａ及び温度補償素
子２Ｂ等の汚損や感度低下等がなく、吸入空気量を精度
良く計測でき、かつ信頼性の高い熱線式空気流量計が実
現される。

第６図及び第７図に本発明の第４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２２１と
ほぼ平行な軸方向流路２３１Ｂ及び主流路２２１の外周
を迂回する環状流路（交差方向流路）２３１Ｇからなる
第１の副流路２３１が形成され、第１の副流路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２２５とボディ２２０はパツキン
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、流れに直角な平面２３０Ａを形成
しており、この面に第１の副流路２３１の入口開口２３
１Ａが設けられている。入口開口２３１Ａの主流路２２
１側の部分に、上流側へ突出した円弧状の＃２３２が設
けられている。縁２３２は、平面２３０Ａ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
して第１の副流路２３１と主流路２２１の流量分配が安
定する。

一方、第１の副流路２３１の軸方向流路２３１Ｂにほぼ
平行に少くとも一つの第２の副流路２３３が設けられて
いる。第２の副流路２３３の入口開口２３３Ａは、平面
２３０Ａ上で主流路２２１のほぼ中心寄りに対抗して設
けられ、出口開口２３３Ｂは、第１の副流路２３１の環
状流路（主通路軸に対して交差方向の流路）２３１Ｇの
内部に形成されている。従って、それぞれの第２の副流
路２３３は、第１及び第２の実施例の第２の副流路３５
と同等の作用を持ち、全流量の増大に伴なう第１の副流
路２３１内の流速増加をゆるやかにする。

第８図及び第９図に本発明の熱線式空気流量計の第５の
実施例を示す。全体的構成は第１〜第３の実施例と同様
である。第１の副流路３１の軸方向流路３１Ｂとほぼ平
行に少くとも−っの第２の副流路８０が、それぞれの入
口開口８０Ａを凹部３４の内部に、それぞれの出口開口
８０Ｂを第１の副流路３１の半径方向流路（交差方向流
路）３１Ｃ内に持つよう形成されている。さらに、出口
開口８０Ｂを低流量時にはふさいでしまう柔軟な少くと
も１個の板バネ８１などの可撓坂を設けている。それぞ
れの板バネ８１は、ネジ部材８２で一端が固定され、第
２の副流路８０からの流れの動圧力が大きくなると、第
９図に示すように。

半径方向流路３１Ｃ内で変形する。これにより、第１の
副流路３１の半径方向流路３１Ｃの断面積が減少し、第
１の副流路３１の流通抵抗を増大させると共に、出口開
口８０Ｂ以降で合流損失をも生じさせ、全流量の増大に
伴なう第１の副流路３１の流速変化を、これらが設けら
れない場合よりゆるやかなものとする。この効果は、第
１〜第３の実施例よりさらに顕著だが、板バネ８１及び
ネジ部材８２等の部品が増加する。

第１０図及び第１１図に、本発明の第６の実施例を示す
、全体的構成は、第１及び第２の実施例とほぼ同等であ
る。軸方向流路３１Ｂとほぼ平１」に設けた少くとも一
つの段付の穴（第２の副流路）９３の中に、少くとも１
個の段付のピストン部材９０などの変位部材及び変位部
材に当接しこの動きを制御する少くとも１個のバネ部材
９１などの弾性部材を設けている。それぞれの段付の穴
９３の上流端は、入口の凹部３４に開口しており、入口
開口９０Ａにはピストン部材９０の飛び出し防止ための
ストップリング９２が設けられている。

それぞれの段付の穴９３の下流端は、半径方向流路３１
Ｃの内部に開口しており、変位によりピストン部材９０
の一端が突出するように構成されている。ピストン部材
９０は、主流の動圧力Ｐを受け、バネ部材９１に抗して
変位し、高流量時は、第１１図のように一端を半径方向
流路３１Ｇに突き出し、この部分の断面積を縮小させる
。ピストン部材９ｏの半径方向流路３１Ｃ内への突き出
し量は、流量の増大と共に大きくなり、従って、流量の
増大と共に副流量３１の流通抵抗係数を大きくできる。

第１２図に、本発明の第７の実施例を示す。吸入管路の
一部を形成するボディ１０１と、センサユニット１０２
と、主流路１０４のほぼ中心部に設けられた副流路１０
５を形成する筒体１０３とにより構成される。熱線素子
１０２Ａ、温度補償素子１０２Ｂは副流路１０５内に設
置されている。

副流路１０５の出口開口１０６Ａ及び１０６Ｂ等は複数
個放射状に設けられ、その入口面１０３Ａは円錐形状に
形成されている。この部分に、やはり円錐形状面１０７
Ａを持つピストン体１０７などの受圧部が、バネ部材１
０８，１０９などの弾性部材により動きを制御された形
で設けられている。ピストン体１０７の下流端１１０は
ストッパーの役目をする。副流路１０５内のピストン体
１０７は、流量の増大と共に副流路１０５の流れの動圧
力Ｐを受けて下流側に変位し、両回錐状面間のすきまＨ
を縮小し、副流路の流通抵抗係数を増大させる。そして
低流量時は、バネ作用によりピストン体１０７が元の位
置に戻る。

第１３図に、本発明の第８及び第９の実施例を示す、ボ
ディ１１１内の主流路１１２を横断するブリッジ１１８
内に軸方向流路１１３Ｂと半径方向流路１１３Ｃとより
なる副流路１１３が形成されている。ボディ１１１に一
体のリブ体１１４に支えられた構成でピストン体１１５
が、副流路１１３の入口部の上方に設けられている。リ
ブ体１１４とストッパー１１７などの入口受圧部との間
にバネ部材１１６などの入口弾性部材が設けられている
。副流路１１３の入口開口１１３Ａは比較的広いテーバ
面に形成され、ピストン体１１５の変位で入口部のすき
まＨが制御される。主流路の動圧力は、ストッパー１１
７の面に作用し、全流量の増大と共に副流路１１３の入
口開口の面積を縮小し、結果として、副流路１１３の流
通抵抗係数を増大させる。

第１４図及び第１５図に本発明の第１０及び第１１の実
施例を示す、全体的構成は、第１〜第３の実施例とほぼ
同等である。但し、第２の実施例の第２の副流路はない
。半径方向流路３１Ｃ内のブリッジ３０側の面にバイメ
タル又は形状記憶合金製の温度により形状の変る少くと
も１個の板体１２０などの熱変形板が設けられている。

この板体１２０には常に等しい一定電力が供給され加熱
されている。放熱が小さい時は、第１４図のように、板
体は平面状となっており、流量増大に伴ない冷却量が増
大し、温度が下降して第１５図のように変形する。この
結果、流量増大と共に、副流路３１の流通抵抗係数が増
大する。

第１６図及び第１７図に本発明の第１２の実施例を示す
、全体的構成は、第１〜第３の実施例とほぼ同等である
。但し、第２の実施例の第２の副流路はない、軸方向流
路３１Ｂの熱線素子２Ａ、温度補償素子２Ｂの下流に、
形状記憶合金製等の温度により形状が変化する少くとも
１個のリング体１３０などの熱変形リングが嵌着されて
いる。

このリング体１３０には、常に等しい電力が供給され加
熱されている。放熱が小さい時は、第１６図のように、
リング体１３０の内径は、軸方向流路３１Ｂの径と等し
くなっており、流量増大に伴ない冷却量が増大し、温度
が下降して第１７図のように変形する。すなわち、リン
グ体１３０の径が縮小し、副流路および３１の流通抵抗
係数を増大させる。

内燃機関又は内燃機関の燃料噴射装置は、それぞれの実
施例のいずれか一実施例を適用した熱線式空気流量計を
備えることにより構成される。

本発明によれば、第１８図に示すように、従来の副流路
内流速（センサ一部流速）の範囲で、計測可能な最大流
量を約２倍程度まで拡大することができる。しかも、従
来技術のように、バルブ機構を外部からアクチュエータ
で操作するような機構の複雑化やコストアップなしにこ
れが実現する。

さらには、種々の条件下で正確な流量計測ができる。　
なお、第８図に示すグラフの縦軸は副流路内流速Ｖ（対
数目盛）であり、横軸は計測流量Ｑ（対数目盛）である
。そして点線は従来のダイナミンクレンジ６０〜８０で
あり、実線は本発明のダイナミックレンジ１２０〜１５
０である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、熱線式空気流量計に副流路の面積を変
化させる自己可変手段を設けることによって、吸入空気
の最大流量が増加しても熱線素子を流通する流速が許容
範囲に納まり、簡単な機構でコストアップをすることな
く精度の良い空気流量の計測ができる。

そして本発明による熱線式空気流量計を備えることによ
って、吸入空気量に対応して精度よく燃料噴射量を制御
する内燃機関又は内燃機関の燃料噴射装置を提供できる
。

【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〜第３の実施例
を示す断面図、第３図は第２図の■−■断面図、第４図
は第２図のｍＶ−ＩＶ断面図、第５図は第２図のＶ−■
断面図、第６図は本発明の第４の実施例を示す断面図、
第７図は第６図の■−■断面図、第８図は本発明の第５
の実施例で低流量時を示す断面図、第９図は第８図の高
流量時を示す断面図、第１０図は本発明の第６の実施例
で低流量時を示す断面図、第１１図は第１０図の高流量
時を示す断面図、第１２図は本発明の第７の実施例を示
す断面図、第１３図は本発明の第８及び第９の実施例を
示す断面図、第１４図及び第１５図は本発明の第１０及
び第１１の実施例を示す断面図、第１６図及び第１７図
は、本発明の第１２の実施例を示す断面図、第１８図は
本発明と従来の熱線式空気流量計の計測流量とセンサ一
部流速との関係を示すグラフである。 １・・・空気流量計、２・・・回路ユニット、２Ａ・・
・熱線素子、２１・・・主流路、３１・・・副流路（第
１の副流路）、３５・・・第２の副流路（自己可変手段
）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸入空気の主流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た副流路とを
   ボディに形成し、前記熱線素子により吸入空気量を計測
   する熱線式空気流量計において、前記副流路に、前記吸
   入空気量に応じて前記副流路の流路面積を変化させる自
   己可変手段を設けたことを特徴とする熱線式空気流量計
   。 ２、自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行する軸
   方向流路と該軸方向流路に下流側で交差する交差方向流
   路とよりなる第１の副流路で形成し、該交差方向流路に
   連通する少くとも一つの第２の副流路であることを特徴
   とする請求項１記載の熱線式空気流量計。 ３、自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行する軸
   方向流路と該軸方向流路に下流側で交差しかつボディの
   ほぼ中心を通る半径方向流路とよりなる第１の副流路で
   形成し、該半径方向流路に連通する少くとも一つの第２
   の副流路であることを特徴とする請求項１又は２記載の
   熱線式空気流量計。 ４、自己可変手段は、副流路と主流路にほぼ平行する軸
   方向流路と該軸方向流路に下流側で交差しかつボディの
   内周に沿う環状流路とよりなる第１の副流路で形成し、
   該環状流路に連通する少くとも一つの第２の副流路であ
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の熱線式空気流
   量計。 ５、自己可変手段は、交差方向流路に連通するそれぞれ
   の第２の副流路の出口開口に設けられ、一端を固定して
   それぞれの第２の副流路の動圧力に応じて前記交差方向
   流路の断面積を変化させる少くとも１個の可撓坂を具備
   し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、自己可変手段は、第２の副流路に挿入されそれぞれ
   の第２の副流路の動圧力に応じて変位し、一端を前記交
   差方向流路に突出入して該交差方向流路の断面積を変化
   させる少くとも１個の変位部材と、それぞれの変位部材
   に当接してその変位を制御する少くとも１個の弾性部材
   とを具備し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。 ７、自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行して設
   けた軸方向流路の出口端の周囲に少くとも１個の出口開
   口を穿設して形成し、出口端面に挿通されかつ前記副流
   路の動圧力を受けて変位しそれぞれの出口開口の流路面
   積を変化させる受圧部と、該受圧部に当接しその変位を
   制御する弾性部材とよりなることを特徴とする請求項１
   記載の熱線式空気流量計。 ８、吸入空気の主流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た副流路とを
   ボディに形成し、前記熱線素子により吸入空気量を計測
   する熱線式空気流量計において、前記主流路に、前記吸
   入空気量に応じて前記副流路の入口開口の面積を変化さ
   せる入口自己可変手段を設けたことを特徴とする熱線式
   空気流量計。 ９、入口自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行す
   る軸方向流路と該軸方向流路に下流側で交差する交差方
   向流路とにより形成し、前記軸方向流路の上方に設けら
   れ前記主流路の動圧力に応じて変位し入口開口の面積を
   変化する入口受圧部と、該入口受圧部に当接してその変
   位を制御する人口弾性部材とよりなることを特徴とする
   請求項８記載の熱線式空気流量計。 １０、自己可変手段は、副流路を主流路にほぼ平行する
   軸方向流路と該軸方向流路に下流側で交差する交差方向
   流路とにより形成し、該交差方向流路及び前記軸方向流
   路の内壁の少くとも一部に設けられ一定電力で加熱され
   た少くとも１個の熱変形部材であることを特徴とする請
   求項１記載の熱線式空気流量計。 １１、自己可変手段は、軸方向流路の内面に設けられた
   少くとも１個の熱変形板であることを特徴とする請求項
   １又は１０記載の熱線式空気流量計。 １２、自己可変手段は、軸方向流路の内面に熱線素子よ
   り下流側で嵌着された少くとも１個の熱変形リングであ
   ること特徴とする請求項１又は１０記載の熱線式空気流
   量計。 １３、自己可変手段は、バイメタル又は形状記憶合金が
   形成された少くとも１個の熱変形部材であることを特徴
   とする請求項１、１０、１１又は１２は又記載の熱線式
   空気流量計。 １４、請求項１〜１３のいずれか１項記載の熱線式流量
   計を備えたことを特徴とする内燃機関。 １５、請求項１〜１３のいずれか１項記載の熱線式空気
   流量計を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射装
   置。