JPH0434686B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は熱線式エアフローメータに係り、特に
脈動流を測定するにの好適なバイパス通路を備え
た熱線式エアフローメータに関する。

〔発明の背景〕

通路にベンチユリ等を設け、このベンチユリの
上流と絞り部の差圧を利用して流れの一部をバス
パスし、バスパス流量から全体の流量を求めるバ
イパス通路を備えた熱線式エアフローメータは知
られている（特開昭54−145166）。また熱線で脈
動流を測定することも知られている。しかしなが
ら脈動周波数が高くなると、熱線の応答遅れによ
つて熱線は真の空気流速より少な目の流速を検出
する欠点がある。これは熱線の放熱量が空気流速
の平方根に比例する非線型特性に起因する。この
測定誤差に対して、バイパス流量を熱線で測定す
るバイパス通路を備えた熱線式エアフローメータ
では、バイパス通路の長さを、バイパス通路の入
口、出口に対応するメイン通路の長さの３〜５倍
にすることで、上記誤差を小さくできることも知
られている。（特開昭58−19510，特開昭58−
135916）しかしながら、特開昭58−135916の第２
図及び特開昭58−19510の第１図で公知のものは、
それぞれ第１図、第２図に示すように、(a)バイパ
ス通路２は、エアフローメータ１の壁内に設けら
れ、かつ、(b)バイパス通路入口２Ａは、エアフロ
ーメータ１の主流通路の管軸から、大きくずれた
エアフローメータ壁に近い部分及びエアフローメ
ータ壁に設れられている。そのため次のような不
具合点がある。

(1) 上記(a)に示す構成のため、エアフローメータ
壁が加熱又は、冷却されてエアフローメータ壁
の温度と空気の温度が異なる場合、バイパス通
路の空気流は、メイン通路の空気流に比べ、加
熱または冷却され易く、その結果、メイン通路
の空気温度とバイパス通路の空気温度に差を生
じ、メイン通路を流れる空気流量とバイパス通
路を流れる空気流量の比がずれ、測定精度が悪
化する。

(2) 上(b)に示す構成のため、バイパス通路とメイ
ン通路の分岐部２Ａにおける流速分布により、
メイン通路を流れる空気流量とバイパス通路を
流れる空気流量の比が、異なり易く、測定精度
が悪化し易い。また、バイパス通路２内には、
エアフローメータ壁に近い部分の空気が流入す
る。一般に壁に近い部分の空気流は、管路の中
心部の空気流に比べ流れの乱れが大きい性質が
ある。そのため、バイパス通路で検知される熱
線流速計の信号は、Ｓ／Ｎ（シグナルとノイズ
の比）の悪い信号となつている。

これらの不具合点を解消するひとつの方法とし
て、第３図に示すように、エアフローメータ１の
メイン通路の中心部に内筒２２を設け、該内筒内
に流速検出プローブ３、温度プローブ４を設けめ
方法がある。この構成によれば、エアフローメー
タ壁が加熱冷却されてエアフローメータ壁温度と
空気温度が異なる場合も、内筒２２は、空気流中
におかれているので、内筒壁温は、常に、ほぼ空
気温度であり、内筒内を流れる空気流は、内筒壁
によつて加熱冷却されることはなく、上記不具合
点(1)は生じない。また、エアフローメータ管路の
中心部の空気流が、内筒７内に流入するので、空
気流の乱れは少なく不具合点(2)も生じない。しか
し、この構成は、従来技術の最初の節で説明した
ように、バイパス通路に相当する内筒の長さと、
対応するメイン通路の長さが等しいため、脈動流
を測定する際、熱線の応答遅れによつて真の空気
流量より小さい信号となる。従つて、第３図に近
い構成で、バイパス通路長さを対応するメイン通
路長さの３〜５倍にする実用的な構成が望まれて
いる。

〔発明の目的〕

従来技術の欠点を解消し、実用的な構造で、脈
動流測定時の精度、空気温度とエアフローメータ
壁の温度が異なる場合の精度、Ｓ／Ｎの改善を図
つた熱式空気流量計を提供することにある。

〔発明の概要〕

空気が流れる管路の一部にベンチユリを設け、
かつ管軸部に空気流と平行に流路を設け、該平行
流路に熱式流量計を設け、かつ該平行流路の出口
は、該平行流路下端を迂回して、上記ベンチユリ
最狭部に開口させて、脈動流測定時の精度、温度
の影響、Ｓ／Ｎの改善を図ることにある。

〔発明の実施例〕

第４図は、本発明の第１実施例を示す図であ
り、空気が流れるメイン通路１の中央部に、これ
と平行な平行バイパス通路２が設けられ、該平行
バイパス通路内に流速検知プローブ３が放置され
ている。この流速検知プローブは、いわゆる熱線
流速計の原理により流速を検知するもので感温抵
抗体より成る。流速検知プローブ３に近接した位
置には温度プローブ４が設置され、３と同様に感
温抵抗体より成る。流速検知プローブ３、温度プ
ローブ４は共に、側方外部に固定された駆動回路
５に、ホルダ１０を介して接続され、該駆動回路
から流量検知信号が取り出されるようになつてい
る。なお、ホルダ１０は、プローブ３，４と駆動
回路を電気的に接続する導線（図示せず）を埋め
込んだプラスチツクより成り、該導線とエアフロ
ーメータ壁との電気的絶縁を図るものである。

前記平行バイパス通路２の下流端側には、迂回
流路７が接続されている。従つて、エアフローメ
ータ１の上方より流入した空気は、バイパス通路
入口２Ａで、メイン通路を流れる空気流とバイパ
ス通路を流れる空気流とに分岐する。バイパス通
路を流れる空気流は、前記流速検出プローブ３、
温度プローブ４を通過した後、迂回路７を通つ
て、メイン通路のベンチユリ最狭部８に開口する
バイパス出口１１から、メイン通路へ流出し、合
流する。この構成により、バイパス通路の長さ
と、メイン通路におけるバイパス通路分岐合流間
の長さ（第４図でＬで示す長さ）の比は、迂回路
７の長さの設定により、任意の値をとることがで
きる。従つて、従来技術の項で述べたように、上
述の比を３〜５倍にすることが可能になり、脈動
流測定時の熱線の応答遅れによる誤差を非常に小
さくすることができる。さらに、バイパス通路壁
１２は、空気流中にステイ１３により懸架されて
いるので、エアフローメータ壁１が加熱冷却され
ても、バイパス通路壁１２の温度は、空気流の温
度にほぼ等しい。従つて、バイパス通路を流れる
空気の温度とメイン通路の空気の平行は常に等し
く、エアフローメータ壁の加熱冷却による測定誤
差は、生じない。さらに、バイパス通路２には、
エアフローメータ管路の中心部の空気流が流入す
るので、流れの乱れが少なく、Ｓ／Ｎの良い信号
が得られる。実験によれば、Noiseは、第１図の
構成の1/4程度に低減する。

第５図は、第４図の迂回路７の変形例である。
Ｂ−Ｂ断面図に示すように、バイパス通路２を通
つた空気は、迂回路入口７Ａより、バイパス通路
２を環状に、ほぼ一周する形の迂回路７に入り、
メイン通路のベンチユリ最狭部に開口するバイパ
ス出口より流出する。迂回路７を環状に形成する
ことにより、バイパス通路壁１２の長さ（第５図
でｌで示す）を第４図の構成より小さくできる特
長がある。第５図中のその他の構成は、第４図の
場合と実質上すべて同じであり、対応する部分
は、それぞれ同一符号で示されている。

第６図は、第４図の変形例で、熱線式エアフロ
ーメータの欠点のひとつである、流速検出プロー
ブ３上への塵埃の付着による精度低下を防ぐため
に、バイパス通路入口部２Ａに塵埃防止ステイ１
４を設けた例である。塵埃防止ステイ１４によ
り、バイパス通路２への空気の流入は、メイン通
路の空気流に対して、ほぼ直角の方向から、なさ
れるので、エアフローメータ１に流入する空気中
の塵埃の大部分は、慣性により、メイン通路中を
流れ、バイパス通路には、入りにくい。従つて、
バイパス通路中に置かれる流速検知プローブには
塵埃が付着し難しい特長を持つ。

第７図は、マイクロコンピユータを用いた単点
燃料噴射システムの燃料供給装置と本発明を組み
合わせた実施例である。燃料噴射弁１６は、ステ
イ２０によつて支持され、噴射弁１６の上部は、
バイパス通路壁２によつて下方に押さえられ固定
する。バイパス通路壁を支持するステイ１３と噴
射弁１６のステイは同一方向に伸びて、スロツト
ルチヤンバ壁２１に固定される。このようにし
て、バイパス通路壁１２、燃料噴射弁１６を通過
する空気の通気抵抗を小さくでき、かつ、スロツ
トルチヤンバ２１の高さを小さくできる。なお、
図中、１７は絞り弁、１８は燃料噴射弁１６より
噴射される燃料の気化用の温水加熱通路、断熱材
１９は、温水により、燃料噴射弁１６、エアフロ
ーメータ壁１が加熱される事を防止する目的のも
のである。

第８図は、第７図の変形例で、スロツトるチヤ
ンバ２１の高さを低くする目的で、燃料噴射弁１
６の外周に、バイパス通路の迂回路７を設けた例
である。このようにすれば、スロツトルチヤンバ
の高さを低くできる特長の他に、バイパス通路壁
１２の直径D₁より迂回路７の外周D₂が大となり、
第７図に示す。メイン通路に設けられるベンチユ
リ部は、不要となる。

さらに、バイパス通路壁１２は、上述のよう
に、エアフローメータ壁１が加熱されても、ほ
ぼ、空気温度に等しいので、成形性に優れるプラ
スチツクで成形されると効果がある。その場合、
耐電気ノイズの点から、バイパス通路壁１のプロ
ーブ３，４周辺は、導電性被覆部を設けると効果
がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、応答性の比較的低い熱線流速
計で脈動空気流の平均流量を高精度に測定でき、
かつ、エアフローメータ壁の温度と空気温度が異
なる状態でも高精度を維持できる。また、Ｓ／Ｎ
（シグナルノイズ比）の高い空気流量計が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は特願昭57−017511に記載のエアフロー
メータの公知例、第２図は特願昭56−117705に記
載のエアフローメータの公知例、第３図は内筒に
流速プローブを設けた例の説明図、第４図は本発
明の実施例、第５図は本発明の変形例、第６図は
第４図に塵埃防止ステイを設けた例である。第７
図は燃料噴射弁と組み合わせた実施例、第８図は
第７図の他の実施例である。 ２……バイパス通路、３，４……プローブ、７
……迂回路、１１……出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 空気が流れる管路の管軸部に該空気流と平行
   に流路を設け、該平行流路に熱式流量計を設け、
   かつ、該平行流路の出口は、該平行流路下端を迂
   回して、上記管路に開口させる事を特徴とする空
   気流量計。