JPH06194199A - 空気流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】自動車の内燃機関の吸入空気量を計測する空気
流量測定装置の上流の空気通路となるエアクリーナやダ
クトの形状変化による計測誤差を低減し、高精度の空気
流量測定装置を提供すること。 【構成】副空気通路の入口開口面を主空気通路の中心を
含む範囲に設け、副空気通路の出口合流部を主空気通路
の壁面近傍に設けるとともに、その出口合流部の主流が
部分的に圧力降下するように、その出口合流部の上流に
主流の障害となる突起あるいは平面部を設けた。さら
に、副空気通路の入口開口面の部分部分での空気流量検
出部への空気の取り込みの優先度が調整可能となるよう
に、副空気通路の入口開口面に段差を設けた。 【効果】比較的均一流を生じるエアクリーナを取り付け
たときの空気流量測定装置の出力特性を基準とし、異な
る流速分布を持つエアクリーナを取り付けた時の出力変
化を、従来品に対して半減することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発熱抵抗体式空気流量
測定装置に係り、特に自動車エンジンの吸入空気量を検
出し、燃料噴射量を制御するのに適する内燃機関用の発
熱抵抗体式空気流量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発熱抵抗体式空気流量測定装置と
しては、例えば、特開平2−232524 号に記載されている
ように、副空気通路の入口部を凹み形とし、流量検出部
の下流で副空気通路が直角に曲がり主空気通路の壁面近
傍に出口合流部を形成し、空気流量測定装置の上流に生
じる偏流による空気流量測定装置の出力変化を低減した
ものがある。

【０００３】しかし、上記構成では、副空気通路の流量
検出部上流の流速が遅い偏流による空気流量測定装置の
出力のマイナス誤差を低減することは可能であるが十分
とは言えず、また、副空気通路の流量検出部上流から主
空気通路の中心付近の流速が速くなるような偏流を生じ
るエアクリーナ等に対する配慮がなされておらず、この
ような場合に生じる空気流量測定装置の出力のプラス誤
差の低減が図られていない構造であった。

【０００４】そのため、空気流量測定装置の上流管路及
びエアクリーナの形状が種々変化しても計測精度を十分
に維持可能なものとはなっていなく、ある特定のエアク
リーナ形状に対処したものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、特定
の上流管路形状に対してのみ計測精度を維持可能とした
ものであり、さらに多機種におよぶ自動車のエアクリー
ナやダクトの形状について、特に中心付近の流速が速く
なるような（例えば直管ダクト等）上流管路形状につい
ての考慮が十分と言えるものではなかった。

【０００６】本発明の目的は、多種の上流形状の変化
（特に中心付近の流速が速くなるような上流形状）に対
しても、計測精度を十分維持することができる空気流量
目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、吸入空気が
通過する主空気通路と、前記主空気通路を通過する吸入
空気の一部を流入し、内部に流量検出部を配した副空気
通路とを有する空気流量測定装置において、前記副空気
通路の出口部の圧力を低減させる手段を前記主空気通路
の前記出口部上流に設けることによって達成される。

【０００８】また、上記目的は吸入空気が通過する主空
気通路と、前記主空気通路を通過する吸入空気の一部を
流入し、内部に流量検出部を配した副空気通路とを有す
る空気流量測定装置において、前記主空気通路の中心軸
上に主空気通路を分割するブリッジ体を設け、前記副空
気通路の入口開口面は前記ブリッジ体の上面の一部に形
成し、前記副空気通路の出口部は前記ブリッジ体の底面
あるいは側面に形成し、前記出口部の上流の前記ブリッ
ジ体側面に突起を設けることによって達成される。

【０００９】さらに、上記目的は吸入空気が通過する主
空気通路と、前記主空気通路を通過する吸入空気の一部
を流入し、内部に流量検出部を配した副空気通路とを有
する空気流量測定装置において、前記副空気通路の入口
開口面を前記主空気通路の空気の流れ方向に対して段差
を有する形状としたことによって達成される。

【００１０】さらに、上記目的は吸入空気が通過する主
空気通路と、前記主空気通路を通過する吸入空気の一部
を流入し、内部に流量検出部を配した副空気通路とを有
する空気流量測定装置において、前記副空気通路は前記
流量検出部の上流に前記主空気通路の軸方向に分割する
分割壁を有することによって達成される。

【００１１】

【作用】空気流量測定装置の上流に取り付けられるエア
クリーナやダクトは多種にわたり、各々異なった偏流を
生じるが、大別すると、全面にわたって流速がほぼ等し
いもの，曲がりダクト等によって生じる曲がりの内部の
流速が遅く外側が速くなる縞状の流速分布となるもの、
また、長い直管ダクト等によって生じる中心の流速が速
く壁面近傍が遅い山状の流速分布となるものといった３
つのパターンに大別できる。

【００１２】全面の流速が等しい場合は、空気流量測定
装置はその流速分布中のどこを計測しても誤差を生じな
いが、縞状や山状の流速分布ではその計測位置によって
誤差を生じる。

【００１３】本発明は、副空気通路の入口開口面をその
上流の流速低下が大きくならない位置、例えば上記縞状
の流速分布に対しては、縞状流速分布は壁面近傍では均
一流に対して流速が大きく変動するが、その中心付近の
流速は均一流の場合とほぼ等しくなる点に着目し、副空
気通路の入口開口面を主空気通路の中心を含む範囲に設
けることにより、主空気通路の中心付近の流れを流量検
出部へ流入する構造とし、空気流量測定装置の出力の大
幅なマイナス変化を防止している。

【００１４】しかし、この構造では副空気通路の入口開
口面の上流の流速が速い場合、例えば上記山状の流速分
布のような場合流速の速い中心付近の流れを検出するこ
とになるため、空気流量測定装置はプラス誤差を生じる
ことになる。そこで本発明は、副空気通路の出口合流部
を入口開口面から離れた上流流速の遅い位置、例えば上
記山状流速分布は壁面付近の流速が遅くなる点に着目
し、副空気通路の出口合流部を主空気通路の壁面付近に
設け、その上流のブリッジ側面に突起を設けることなど
により、副空気通路の出口合流部がその上流の主流の流
速が遅いときに圧力降下が小さくなるような構造とする
ことによって、山状流速分布でのプラス誤差の低減を可
能としたものである。

【００１５】さらに、多種多様なエアクリーナやダクト
の形状により生じる異なる偏流パターンに対応するため
には、各部流速の流量検出部の流量変動の影響度を部分
部分で調整可能とする必要がある。これに対して、出口
合流部の上流流速の影響度は例えば上記突起の大きさに
より調整可能である。また、入口開口面に段差を設ける
ことにより広範囲の空気を入口開口面各部で優先度を調
整し流量検出部へ取り込むことが可能となる。

【００１６】上記のように副空気通路の入口開口面と出
口合流部の位置・大きさ及び出口合流部の上流の突起形
状を最適化することにより、空気流量測定装置の上流の
エアクリーナやダクトの形状が変化しても出力変化の小
さい空気流量測定装置を供給することが可能となる。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を図１〜図３２により説
明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施例を示す空気流量
測定装置の横断面であり、図２は、その上流側（左側）
から見た外観図である。また、図３は、図１のＡ−Ａ断
面図である。

【００１９】空気流量計のボディ３には、主空気通路
５，主空気通路を橋渡し状に横切るブリッジ体２とその
内部に空気流量を検出する発熱抵抗体７及び吸入空気温
度を検出する感温抵抗体８を備える副空気通路４が一体
形成されており、発熱抵抗体及び感温抵抗体は、支持部
材１０を介し、駆動回路を内蔵するモジュール９と電気
的に接続されている。副空気通路４は、副空気通路入口
４ａを有する主空気通路５と平行な縦通路と発熱抵抗体
の配置された流量検出部の下流で直角に曲がり出口合流
部４ｂまで伸びる横通路により構成されている。

【００２０】副空気通路４の縦通路は主空気通路５の中
心より偏心した位置にあり、主空気通路５の中心付近ま
で副空気通路入口４ａを伸ばし、その底面を傾斜面とし
て入口４ａの開口面全域から流量検出部へ空気を取り込
む構造としている。

【００２１】従って、空気流量測定装置に流入する空気
が副空気通路の縦通路の上流の流速が遅い偏流、例えば
縞状の流速分布を持つ偏流であっても、均一流とほぼ流
速の等しい主空気通路５の中心付近の流れを流量検出部
に取り込み計測出来るため、縞状の偏流による空気流量
測定装置の均一流の場合に対する出力変化を低減するこ
とが可能な構造としている。

【００２２】また、副空気通路の出口合流部４ｂの上流
側のブリッジ体２の両側には、図３に示すように、突起
１が形成されている。この突起により主空気通路５の空
気の流れと副空気通路の空気の流れの合流部４ｂにおい
ては、ブリッジ２の側面近傍の主空気通路５の空気の流
れがこの突起１に衝突するため副空気通路出口４ｂ付近
では、主流の流速増加に従って大きくなる流れの剥離が
おこり、この付近で部分的に主流が圧力降下し、副空気
通路出口４ｂから主空気通路への吹き出し流が主空気通
路の流れに阻害されず、副空気通路の空気流量が増加す
る。すなわち、突起１により副空気通路の出口４ｂの上
流の流速が速くなるに従い副空気通路の出口部では副空
気通路の空気流量を増加させるように作用する。

【００２３】従って、空気流量測定装置に流入する空気
が山状の流速分布を持つ偏流に対して、均一流の場合と
比べて山状流速分布では、主空気通路５の壁面付近の流
速が遅いため、前記剥離が小さく副空気通路出口４ｂで
の圧力降下が均一流よりも小さいために副空気通路の空
気の流れが減少する方向に作用するため、副空気通路入
口４ａが主空気通路５の中心を含む流れを取り込む形状
となっているために生じる空気流量測定装置の出力増加
を低減することが可能な構造としている。

【００２４】本構造によれば、副空気通路４を形成する
ブリッジ２，主空気通路５及び回路モジュールの取付固
定部等をボディ３としてプラスチックモールドあるいは
鋳造により一体成形が可能である。ただし、前記副空気
通路の横通路は、モールドあるいは鋳造では溝状に形成
され、その下端面にカバー６を固定することにより、空
気通路を完成し、また、出口合流部４ｂでは溝の側壁を
設けず、カバー６により下面をふさぎブリッジ２の側面
方向へ開口した構造となる。

【００２５】さらに、平板状突起１の端部上流側の角が
副空気通路出口合流部４ｂに生じる剥離渦の大きさに及
ぼす影響が大きく、その角をＲ無しにできればその突起
１の高さが小さくとも効果が大きくなることに着目し、
このＲ無しの角を型寿命を悪化すること無く設けるため
に、平板状突起の上流側の平面部で型分割している。ま
た、副空気通路の入口開口面の下部には、上下からの型
抜きではとれない厚肉部ができるが、本構造ではボディ
３の外壁方向へ肉盗み１１ができるため、モールドある
いは鋳造で厚肉部に生じるひけによる変形を防止でき
る。

【００２６】また、副空気通路の出口合流部の上流に平
面部を設けて剥離渦を発生させる構造の一実施例を図４
〜図６に示す。

【００２７】図４はその空気流量測定装置の一実施例の
横断面であり、図５はその上流側（左側）から見た外観
図、図６は図４のＡ−Ａ断面図である。

【００２８】図１〜図３に示した実施例と同様に、空気
流量測定装置のボディ３には主空気通路５と副空気通路
４が形成され、副空気通路の内部に発熱抵抗体７と感温
抵抗体８が配置された流量検出部がある。本実施例は、
副空気通路の入口部４ａを主空気通路５の中心付近に設
け、副空気通路は流量検出部の下流で分岐し複数の出口
合流部４ｂを有する構造を例に説明する。副空気通路の
入口４ａを主空気通路５の中心付近に設けることによ
り、前記縞状の流速分布を有する空気の流れが空気流量
測定装置の上流に生じたときの空気流量測定装置の出力
のマイナス側への変化は小さくなるが、前記山状流速分
布による空気流量測定装置の出力のプラス変化が大きく
なる。このプラス変化を低減するために、副空気通路４
は流量検出部の下流で略直角に曲がり、副空気通路の出
口合流部４ｂを主空気通路５の壁面近傍に配置し、その
上流に主空気通路の主流に垂直な平面部２ａを設けてい
る。この平面部２ａの上流の空気の流れは平面に当り平
面部の両端に分離して流れると共に、その流速が速いほ
ど大きな剥離渦をその平面に垂直な平面下流の両側の側
壁部に作る。従って、その側壁部に設けられた副空気通
路の出口合流部４ｂからの吹き出し流れは、その上流の
流速が速いほど大きな剥離渦が生じるため、相対的に副
空気通路からの吹き出し流れの主流による阻害度が減り
副空気通路を流れる空気流量を増加するように作用す
る。すなわち、前記山状流速分布においては、副空気通
路の入口上流が速く出口上流が遅くなるため、副空気通
路の出口側では副空気通路を流れる空気流量を低減する
ように作用し空気流量測定装置のプラス誤差を低減す
る。

【００２９】図７は、ブリッジ体を回路モジュール９と
一体化し、主空気通路５の内部へ挿入する構成としたと
きの一実施例の横断面図で、図８はその上流側から見た
外観図、図９は図７のＡ−Ａ断面図である。

【００３０】本実施例では、副空気通路の入口開口面４
ａを二カ所に設けそのうちひとつが主空気通路５の中心
を含む位置に開口しており、発熱抵抗体７の上流で合流
し、下流で直角方向に曲がる副空気通路４の構造を示
す。また、ボディ３は単純な筒形に回路モジュールの取
付固定部を設けたものとなる。

【００３１】本実施例においては、突起１を三角形の断
面を有する形状とし出口合流部４ｂの上流側ブリッジ側
面に設けることにより、図１〜図３に示した実施例より
も安定した剥離渦領域が得られるようにしており、その
上流の偏流に対する効果としては、図３の突起、あるい
は、図６の平面部を設けた構造と同様の効果が得られ
る。

【００３２】この場合にも図３の実施例と同様に、型分
割面を三角形の下流側底面とすることで、型寿命悪化無
しにひさし状突起１の端部を鋭角にでき、突起１の高さ
を最小化可能となる。

【００３３】図１０〜図１２は本発明の剥離渦発生部の
形状の実施例として、図３，図６及び図９に示した形状
以外の代表的な３例を図１のＡ−Ａ断面にて示したもの
である。

【００３４】図１０は、代表的な従来品のブリッジ形状
を変えずに、副空気通路の出口合流部４ｂの上流に主流
の流れを阻害し剥離渦を発生させるための、棒状の障害
物２ｂを設けたものである。本実施例ではブリッジ体２
自体は従来品と同じ形状であり、ブリッジ壁面形状では
剥離渦は生じず流れはスムーズになるが、副空気通路の
出口合流部４ｂの上流のブリッジ近傍に主流の障害物と
なる棒体２ｂを配置することにより、その下流に剥離渦
が生じ副空気通路出口開口部上流が剥離渦発生域となる
ため、前記の実施例と同じ効果が得られる。本実施例で
は円形断面の障害物を示すが、より大きな剥離渦を発生
する板状あるいは三角形断面などの障害物もありえる。

【００３５】図１１は、図９に示した実施例の三角形の
突起の斜面を上流側と下流側の両方向に設けており、さ
らに本実施例では上流側の三角突起の斜面はブリッジ体
２の上面から長く取ったものを示す。上流下流の両方向
に斜面があるため、前記の各実施例と比べ発生する剥離
渦は小さくなるが、剥離渦が発生し始める上流流速が斜
面の形状により調整可能となる。

【００３６】図１２は、ブリッジ体２が副空気通路の出
口４ｂの上流部分では副空気通路の入口４ａの開口面よ
り低くなっているときの一実施例である。本実施例では
ブリッジ体２の側壁に設けた突起と言うよりはむしろブ
リッジ体の上面が斜めになっていることにより流線方向
を変えてブリッジ側面の流れを阻害し剥離渦を発生して
いるもので、突起を付けた例とブリッジ体の上面を平面
化した例の中間的な実施例である。

【００３７】さらに、副空気通路の入口及び出口の上流
流速の影響度を部分部分で調節可能とした空気流量測定
装置の実施例を図１３から図２１に示す。

【００３８】図１３は本発明の一実施例の横断面図であ
り、図１４はその上流側から見た外観図で、図１５は、
図１３のＡ−Ａ断面図である。流量計のボディ１は、主
空気通路５と副空気通路４を構成するとともに流量計の
回路モジュ−ル９もこのボディ３へ固定される。流量検
出素子７は、副空気通路４の内部へ位置するように固定
され、回路モジュ−ル９の回路と電気的に接続してい
る。また、本例では、空気温度検出素子８も流量検出素
子７と同様副空気通路４の内部に固定されており、副空
気通路４は上記素子７，８の下流で直角に曲がり主空気
通路５の主流方向と垂直な面の直径方向へ伸びる角溝部
をカバ−６で覆うことによって完成する構造を引用す
る。

【００３９】副空気通路の入口部４ａは、副空気通路の
下流部と同様に主空気通路５の直径方向に伸びる溝状で
あり、その底面を傾斜面としている。副空気通路の入口
開口面は流量検出部より離れた部分が上段に、流量検出
部の真上部分が下段になるように段差を設けその２段の
間を傾斜面で結んだ形状としている。

【００４０】副空気通路の入口部４ａをこのような開口
面に段差のある溝状としたことにより、整流格子１２に
近い面に開口面がある流量検出部より離れた部分に整流
格子１２により整流され主流方向への慣性力の大きい空
気が流入する。一方、整流格子から離れた開口面に達す
る空気の流れは主流方向への慣性力が減少しているため
通気抵抗の大きな副空気通路４へ流入せずに主空気通路
５へそれる流れが生じる。従って、副空気通路の開口面
を段差をつけずに同一平面上とした時には副空気通路の
流量検出部へ流入しにくかった流量検出部から離れた部
分の空気の流れが、入口開口面が上段にあるため副空気
通路内へ取り込み易くなり、結果的に主空気通路５の直
径方向の軸上の空気をより平均的に副空気通路の流量検
出部へ取り込み、流量検出することになるので、流量計
の上流に生じる偏流等による流量計の計測誤差の低減が
可能となる。さらに、前記のように副空気通路の出口合
流部４ｂの上流のブリッジ壁面に突起１を設け、出口上
流流速によっても副空気通路４へ流入する空気の流量を
調整可能としている。本実施例ではこの突起１の高さを
２段に変え出口も半分半分で上流流速による影響度を調
整可能としている。副空気通路の入口開口面の段差形状
によって流量検出部へ取り込む空気の優先度が可変とな
る例として図１６に副空気通路の入口形状のみ異なる一
実施例の横断面図を示す。

【００４１】この実施例では、流量検出部より最も離れ
た部分の副空気通路の入口開口面を最も上流に、その開
口面より下流に流量検出部の真上部分の開口面を設け、
その両端の開口面の中間部分をさらに下流にした副空気
通路の入口形状としている。従って、中間部分の空気の
流れは、最も流量検出部へ流入しにくく、入口両端の流
れを優先的に流量検出部へ取り込める形状としている。
これは、偏流による流速変化率の比較的大きな主空気通
路の中心付近の流れを流量検出部へ流入しにくくし、両
端の２点の流れを平均的に取り込むことにより偏流によ
る出力誤差の低減を図ったものである。

【００４２】これらの例の副空気通路の入口形状は、鋳
造あるいはプラスチックモールドによりボディ４へ一体
に形成できるため従来品よりコストアップとなることは
なく、従来品同様副空気通路３を曲がり通路とし副空気
通路の出口部を側面に設けることができるため、動脈流
下における出力誤差や、バックファイヤや汚損による経
時変化に優れた形状を維持可能である。

【００４３】さらに、図１７には、主空気通路５は吸気
系の一部とし、副空気通路３を回路モジュール４と一体
とし、吸気系へ挿入することによって流量計として機能
する構造の横断面図を示す。

【００４４】主空気通路５となる吸気系の一部分には整
流格子１２が配置され、その下流に副空気通路４を吸気
系へ挿入するための穴と、回路モジュール９の固定面が
設けられている。この穴へ副空気通路４と回路モジュー
ル９を一体化した流量計を固定する。このような構造の
流量計においても、副空気通路の入口開口面４ａを段差
形状とし、流量検出部の下流の副空気通路を直角曲がり
管路とすることが可能である。

【００４５】前記実施例よりさらに広範囲の空気を流量
検出部へ流入する形状とした実施例の横断面図を図１８
に、その上流側から見た外観図を図１９に示す。

【００４６】本例においても、前記の例と同じく主空気
通路５と副空気通路４はボディ３に一体に形成され、流
量検出素子７は副空気通路中に固定され回路モジュール
９の回路と電気的に接続しているが、副空気通路の流量
検出部は主空気通路５の中心軸上に配置されている。

【００４７】副空気通路の入口部４は、流量検出部から
４方向に伸びる傾斜溝状に形成され、副空気通路の入口
開口面が各方向の端部で上流、主空気通路中心付近で下
流となるよう段差が設けられている。従って、本来、主
空気通路中心付近の流れが流量検出部へ最も流入し易い
が、流量検出部より離れた４点の流れも、主空気通路中
心付近より開口面の段差という観点からは、優先的に流
量検出部へ流入することになるため、副空気通路の入口
部４の全面から、より平均的に流量検出部へ空気を取り
込めるようにしている。

【００４８】また、本例においては整流格子を設けてい
ないが、メッシュあるいはハニカムといった整流格子を
用いるとさらに偏流による出力誤差の低減が図れる。

【００４９】前記整流格子をさらに有効的に活用した一
実施例の横断面図を図２０に、その上流側から見た外観
図を図２１に示す。

【００５０】副空気通路の入口部４ａは、これまでの実
施例と同様に主空気通路２の直径方向に軸上に形成され
た溝形状となっており、その入口開口面は主空気通路５
の中心付近が上流側へ持ち上げられ整流格子１２に近接
した段差形状となっている。一方、整流格子１２は、主
空気通路５の中心付近で副空気通路４の入口開口面の上
段に当たる部分が空気が通過しないようにマスクされて
いる。従って、上流側から見た副空気通路４の入口開口
面は、溝状の入口部４の端部２点となるため、流量検出
部へ流入する流れはこの２点からの流れとなる。すなわ
ち、本実施例によれば、副空気通路の入口形状と整流格
子のマスク部の形状により、任意に多点の流れを選択的
に流量検出部へ流入することが可能となるため、偏流に
対して最適な取り込み位置での計測が可能となる。例え
ば、図１８及び図１９に示した実施例に、主空気通路５
の中心付近をマスクした整流格子を設ければ４点取込形
の副空気通路となる。

【００５１】本実施例では、副空気通路の入口形状と整
流格子のマスク以外は従来品と同様の構造とすることが
できるため、前記の各性能を維持可能であり、さらに、
偏流による出力誤差の低減が図れる。また、副空気通路
の入口形状は鋳造あるいはプラスチックモールドにより
ボディと一体に形成できるためコストアップとはならな
い。さらに、整流格子はプラスチックモールドあるいは
プレスによる打抜きにて製作することにより、追加部品
無しにマスク部を設けることができるため、従来のハニ
カムやメッシュよりも低価格とすることも可能である。

【００５２】副空気通路の入口開口面に段差を設けた他
の実施例について、図２２〜図２４により説明する。図
２２は一実施例の横断面であり、図２３はその上流側か
ら見た外観図である。また、図２４も一実施例の横断面
図であり、その上流側から見た外観図は図２３とほぼ同
一である。

【００５３】これらの実施例では、流量検出素子７とし
て長い棒状、あるいは板状のものを引用し、空気温度検
出素子，流量検出部下流の副空気通路形状、及び整流格
子については説明より省略する。また、副空気通路の断
面形状をだ円形とし、縮流管路として図示しているが、
断面形状は円形，角形多種考えられ、縮流管路も条件と
なるものではない。

【００５４】図２２の実施例では、副空気通路４の入口
開口面に段差を設け、段差の境界にて副空気通路を分割
する壁面１３が設けられている。この分割壁１３は流量
検出素子７の上流で無くなり一通路となる。流量検出素
子７は、分割壁１３に対してほぼ垂直な方向に長く、分
割された各副空気通路の入口から流入する空気を計測可
能な位置に配置される。

【００５５】本実施例は、広い面積の空気の流速分布を
できるだけ平坦な状態で長い流量検出素子にて計測する
ことにより、流量検出素子の部分のばらつきによる性能
劣化の低減を図っている。すなわち、流量検出素子の計
測面積を広くすることにより、上流の偏流による流量計
の出力誤差の低減が図れるが、反面、流量検出素子の部
分部分のばらつきによる各種性能劣化が心配となる。例
えば、流量検出素子自体は均一であっても、その支持部
近辺と支持部から離れた部分では流量検出量に差が出
る。この流量検出素子の全面に当たる空気の流速が均一
であれば、部分部分の差は問題とはならないが、上流の
偏流により広い計測面の流速は部分部分で異なることに
なるため、単純に計測面積を広げただけでは十分とは言
えない。これは、検出制度のみでなく、流量変化時の応
答性や流量検出素子への異物の付着による経時変化等へ
も影響する。

【００５６】これらを対策するために、副空気通路の開
口面積を広くし、開口面に段差を設けることにより、流
量検出素子に当る空気の流速分布をできるだけ平坦にす
ることができる。例えば、図２２の実施例は、流量計の
上流の偏流が、図２２の主空気通路５の回路モジュール
９に近い方（上方）で速く、反対側（下方）で遅い場合
に有効な副空気通路４の形状を示したものである。この
場合、副空気通路４が無い場合、あるいは副空気通路の
入口開口面に段差が無く分割されていない場合は、偏流
により流量検出素子７の上方に速い流速が当り、下側に
遅い流速が当るため、前記の性能劣化が心配となる。し
かし、本実施例のように、副空気通路４の入口開口面に
段差を設け分割したことにより、流速の遅い下側の流れ
が優先的に副空気通路内に流入するため、流量検出素子
の上側と下側に当る空気の流速の差が低減できるため前
記の性能劣化の低減が可能となる。

【００５７】また、図２４に示す実施例は、最も一般的
な主空気通路５の中心付近の流速が速く、外周方向程遅
くなる偏流に対応したもので、中心付近の副空気通路４
の入口開口面を下流側へ下げたものである。これによっ
て、中心付近はその両端よりも副空気通路４へ流入しに
くくなるため、結果的には流量検出素子７へ当る空気の
流速分布は平坦に近付く。

【００５８】これらの実施例は整流格子を設けた方がさ
らに効果が上がる。また、副空気通路の分割壁１３の無
いものも考えられる。

【００５９】図２５は副空気通路４の入口開口面に段差
が無い実施例である。流量計の上流管路が曲がっている
と主流の方向は矢印１４のようになり、長い流量検出素
子７を副空気通路無しで配置した場合や、副空気通路４
を設けてもその入口部に分割壁１３が無い場合は、流量
検出素子７の先端側の流速が速く回路モジュール側が遅
くなる。

【００６０】これに対し、図２５の実施例のように副空
気通路４の入口部に分割壁１３を設けると、矢印１５に
示すように副空気通路３の内部の流れが大きく変わり、
流量検出素子７に当る流速の先端側と根本側の差を小さ
くできるため、流量検出素子７の全面で均一に近づいた
計測ができ、長い検出素子を用いることによる性能劣化
の低減が可能となる。

【００６１】最後に、本発明のポイントを、代表的なエ
アクリーナにより生じる偏流を示す図２６〜図３１を用
いて説明する。

【００６２】図２６は、エアフィルタを内部に配したエ
アクリーナハウジング１６と曲がり管路となっているダ
クト１７により構成された上流吸気系と、ダクト１７の
下流に取り付けられた空気流量測定装置の一例を示して
いる。

【００６３】図２７は、図２６に示した吸気系により空
気流量測定装置の上流に生じる偏流を説明する模式図で
ある。

【００６４】また、図２８は、図２６の吸気系の下流、
すなわち空気流量測定装置の上流に生じた偏流の流速分
布の実測データで、数値が大きいほど流速の速い領域と
して示したものである。

【００６５】同様に、図２９に直管ダクト１７を有する
吸気系と、図３０にその吸気系により生じる偏流の模式
図、また、図３１にその流速分布の実測データを示す。

【００６６】発熱抵抗体式空気流量測定装置は、小さな
流量検出素子で全空気流量を代表的に計測しているた
め、図２７及び図３０に示すように、流量検出素子７の
配置位置により異なる流速を代表値として計測すること
になり、これが偏流による出力変化の原因となる。この
対策として、流量検出素子を多数配置するあるいは非常
に大きな流量検出素子を用いることが考えられるが、コ
ストの増加や生産性の悪化、さらに、他性能へ悪影響を
及ぼすという問題を持っている。

【００６７】本発明は、上記の問題を持たずに空気通路
構造により、偏流による出力変化を低減したもので、副
空気通路の入口と出口の上流の流速差により流量検出部
の空気流量を調整する方法（出口上流の突起）、また、
広範囲の空気を部分部分で優先度を調整して流量検出部
へ取り込む方法（入口開口面の段差）を見出したもので
ある。単純に主空気通路の広範囲の空気を縮流路により
流量検出部へ導く、あるいは、多点の空気を合流する通
路構成では、圧力損失が非常に大きくなるため実用化で
きない。そこで、本発明は、従来より設けられている前
記ブリッジ体の部分だけで、最も偏流による影響度を低
減する空気通路構造を開発したものである。

【００６８】図２８及び図３１から判るように、主空気
通路の主流に垂直な断面の中心線上の空気を最適に平均
化できれば、偏流の影響は大幅に低減できることに着目
し、ブリッジ体の上面に傾斜底面を有する溝状の副空気
通路入口を設けることが第一の対策であった。しかし、
この方法では、傾斜底面の角度を大きくしなければ入口
全面からの空気取り込みは達成できず、空気流量測定装
置の全長を長く取らなくてはならず、装着性やコスト面
のみならず他性能への悪影響を与える。

【００６９】従って、入口開口面は上記の影響を持たな
い範囲に留め、その開口面に段差を設け開口面の各部か
らの空気取り込み量を調整可能とした。また、入口と出
口の位置を上流流速の大きく異なる点に位置（中心線に
対して対称な２点や中心と壁面付近）すれば、入口上流
流速が速ければ出口上流流速が遅くなり、入口側が遅け
れば出口側が速くなることを利用し、出口の上流に突起
などの主流を阻害する形状を設け、流量検出部の空気流
量を出入口で相殺するように作用する構成とした。

【００７０】図３２は、本発明のエンジン制御システム
図である。空気流量測定装置１０１で吸入空気量を検出
し、その検出された吸入空気量に対応した信号がコント
ロールユニット１０２に入力される。コントロールユニ
ット１０２は検出された吸入空気量に基づいて燃料噴射
量と燃料噴射時期を演算し、インジェクタ１０５に出力
する。１０３は吸入空気量をコントロールするスロット
ルボディである。

【００７１】空気流量測定装置１０１でシステムの構造
自体に影響されない吸入空気量が検出されるため、シス
テム全体としても精度が向上する。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、主空気通路の主流に垂
直な断面の各部から優先度を調整して副空気通路の流量
検出部へ空気を取り込むことが出きるため、流量検出部
上流の形状に出力が影響されない空気流量測定装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である空気流量測定装置の横
断面図。

【図２】図１の実施例の上流側から見た外観図。

【図３】図１の実施例のＡ−Ａ断面図である。

【図４】本発明の一実施例である空気流量測定装置の横
断面図。

【図５】図４の実施例の上流側から見た外観図。

【図６】図４の実施例のＡ−Ａ断面図である。

【図７】本発明の一実施例である空気流量測定装置の横
断面図。

【図８】図７の実施例の上流側から見た外観図。

【図９】図７の実施例のＡ−Ａ断面図である。

【図１０】図１〜図９以外の実施例を図１のＡ−Ａ断面
図で示したもの。

【図１１】図１〜図１０以外の実施例を図１のＡ−Ａ断
面図で示したもの。

【図１２】図１〜図１１以外の実施例を図１のＡ−Ａ断
面図で示したもの。

【図１３】本発明の一実施例である空気流量測定装置の
横断面図。

【図１４】図１３の実施例の上流側から見た外観図。

【図１５】図１３の実施例のＡ−Ａ断面図。

【図１６】本発明の一実施例である空気流量測定装置の
横断面図。

【図１７】本発明の一実施例である空気流量測定装置の
横断面図。

【図１８】本発明の一実施例である空気流量測定装置の
横断面図。

【図１９】図１８の実施例の上流側から見た外観図。

【図２０】本発明の一実施例である空気流量測定装置の
横断面図。

【図２１】図２０の実施例の上流側から見た外観図。

【図２２】本発明の一実施例である空気流量測定装置の
横断面図。

【図２３】図２２の実施例の上流側から見た外観図。

【図２４】本発明の一実施例である空気流量測定装置の
横断面図である。

【図２５】本発明の一実施例である空気流量測定装置の
横断面図である。

【図２６】吸気系の一例を示す図。

【図２７】図２６の吸気系により生じる偏流を示す模式
図。

【図２８】図２６の吸気系により生じる偏流の流速分布
実測データ。

【図２９】吸気系の一例を示す図。

【図３０】図２９の吸気系により生じる偏流を示す模式
図。

【図３１】図２９の吸気系により生じる偏流の流速分布
実測データ。

【図３２】本発明の一実施例であるエンジン制御システ
ム図。

【符号の説明】

１…突起、２…ブリッジ体、３…ボディ、４…副空気通
路、５…主空気通路、６…カバー、７…発熱抵抗体、８
…感温抵抗体、９…回路モジュール、１０…支持部材、
１１…肉盗み部、１２…整流格子、１３…分割壁、１
４，１５…空気の流れの方向、１６…エアクリーナハウ
ジング、１７…ダクト、１８…空気流量測定装置。

フロントページの続き (72)発明者 平山 宏 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 ３ 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 小林 千尋 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 筒井 光圀 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 加藤 幸夫 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入空気が通過する主空気通路と、前記主
   空気通路を通過する吸入空気の一部を流入し、内部に流
   量検出部を配した副空気通路とを有する空気流量測定装
   置において、前記副空気通路の出口部の圧力を低減させ
   る手段を前記主空気通路の前記出口部上流に設けたこと
   を特徴とする空気流量測定装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記副空気通路の出口
   部の圧力を低減させる手段は前記副空気通路の出口部上
   流からの空気の流れを阻害する突起であることを特徴と
   する空気流量測定装置。
3. 【請求項３】請求項２において、前記突起は前記主空気
   通路の主流方向に対して垂直な平面部を有することを特
   徴とする空気流量測定装置。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれかにおいて、前記
   副空気通路の出口部は前記主空気通路の空気の主流方向
   に対して略直角方向に開口していることを特徴とする空
   気流量測定装置。
5. 【請求項５】請求項１から４のいずれかにおいて、前記
   副空気通路の入口開口面と出口開口面は前記主空気通路
   の主流に垂直な断面の位置に対して相対的に離れた位置
   に設けられていることを特徴とする空気流量測定装置。
6. 【請求項６】請求項１から４のいずれかにおいて、前記
   副空気通路の入口は前記主空気通路の中心を含む開口面
   を有し、前記副空気通路の出口は前記主空気通路の壁面
   近傍に設けられていることを特徴とする空気流量測定装
   置。
7. 【請求項７】吸入空気が通過する主空気通路と、前記主
   空気通路を通過する吸入空気の一部を流入し、内部に流
   量検出部を配した副空気通路とを有する空気流量測定装
   置において、前記主空気通路の中心軸上に主空気通路を
   分割するブリッジ体を設け、前記副空気通路の入口開口
   面は前記ブリッジ体の上面の一部に形成し、前記副空気
   通路の出口部は前記ブリッジ体の底面あるいは側面に形
   成し、前記出口部の上流の前記ブリッジ体側面に突起を
   設けたことを特徴とする空気流量測定装置。
8. 【請求項８】請求項７において、前記突起は前記副空気
   通路の出口部の圧力を低減させる手段であることを特徴
   とする空気流量測定装置。
9. 【請求項９】請求項７において、前記副空気通路は前記
   流量検出部の下流で略直角方向へ曲がっていることを特
   徴とする空気流量測定装置。
10. 【請求項１０】請求項７において、前記突起は前記ブリ
    ッジ体の両側面に対称に前記副空気通路の出口部を覆う
    ようなひさし状に形成されていることを特徴とする空気
    流量測定装置。
11. 【請求項１１】吸入空気が通過する主空気通路と、前記
    主空気通路を通過する吸入空気の一部を流入し、内部に
    流量検出部を配した副空気通路とを有する空気流量測定
    装置において、前記副空気通路の入口開口面が前記主空
    気通路の空気の流れ方向に対して段差を有する形状をし
    ていることを特徴とする空気流量測定装置。
12. 【請求項１２】請求項１１において、前記段差は前記流
    量検出部のある部分が下流側に位置する段差であること
    を特徴とする空気流量測定装置。
13. 【請求項１３】請求項１１又は１２において、前記副空
    気通路の圧力を低減させる手段を前記主空気通路の前記
    副空気通路出口部上流に設けたことを特徴とする空気流
    量測定装置。
14. 【請求項１４】請求項１１において、前記前記副空気通
    路の入口開口面は前記主空気通路の径方向に広がる溝形
    状であることを特徴とする空気流量測定装置。
15. 【請求項１５】請求項１１において、前記副空気通路の
    入口開口面は前記主空気通路の中心付近から外周方向に
    伸びる溝形状であることを特徴とする空気流量測定装
    置。
16. 【請求項１６】請求項１４または１５において、前記副
    空気通路の入口開口面の段差間は斜面でつながってお
    り、また、開口部の底面も傾斜面で、開口面各部から入
    る空気はその傾斜底面に案内されて前記流量検出部に導
    かれる形状としていることを特徴とした空気流量測定装
    置。
17. 【請求項１７】吸入空気が通過する主空気通路と、前記
    主空気通路を通過する吸入空気の一部を流入し、内部に
    流量検出部を配した副空気通路とを有する空気流量測定
    装置において、前記副空気通路は前記流量検出部の上流
    に前記主空気通路の軸方向に分割する分割壁を有するこ
    とを特徴とする空気流量測定装置。
18. 【請求項１８】請求項１１から１７のいずれかにおい
    て、前記副空気通路の入口開口面の上流に整流格子を設
    けたことを特徴とする空気流量測定装置。
19. 【請求項１９】請求項１８において、前記整流格子は一
    部をふさいだ構造であることを特徴とした空気流量測定
    装置。
20. 【請求項２０】請求項１から１９のいずれか記載の空気
    流量測定装置と、燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記
    空気流量測定装置からの空気流量信号が入力され、その
    入力された信号に基づいて燃料噴射量及び噴射時期を演
    算し、その演算結果を前記燃料噴射装置に出力するコン
    トロールウニットとを備えたことを特徴とする内燃機関
    の燃料制御システム。