JPH07260535A - 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料を計測する空気
流量測定装置の空気流の大きな乱れによる計測誤差及び
出力ノイズを低減し、高精度の空気流量測定装置を提供
すること。 【構成】副空気通路の出口を、その出口流出方向が主空
気通路の主流方向に対して直角あるいは斜め方向となる
ように形成し、出口部に流れの方向を制限する主流方向
と平行な壁を設けた。また、出口の上流の前記壁の間に
主流方向と直角のひさし状の突起を設けた。 【効果】旋回流を生じやすい吸気系に装着したときの空
気流量測定装置の計測誤差及び出力ノイズを大幅に低減
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に吸入される
空気の流量を計測する空気流量測定装置に係り、特に、
全流量の一部を流入しその流量で代表的に全流量を得る
副空気通路式の空気流量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に最も近い公知例として、特開平
2−1518号公報がある。特開平2−1518号公報では、内燃
機関に吸入される空気のほぼ全量が流れる主空気通路
と、空気の一部が流入し内部に流量検出部のある副空気
通路を有している。さらに、副空気通路の出口上流は出
口下流より突出しており、主空気通路の流れが副空気通
路の出口流に及ぼす影響を小さくする構造となってい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、副
空気通路の出口合流部において、主空気通路に生じる大
きな旋回流等により、副空気通路の出口流が変化し、副
空気通路内の流れが不安定になることによる計測誤差や
出力ノイズに対する対策が十分とは言えなかった。さら
に、空気流量測定装置の上流管路形状等によって空気流
量測定装置に流入する空気の流速分布は変化する。この
ため、副空気通路の出口合流部の主空気通路の空気流速
が変化し、副空気通路に流入する空気の比率が変わるた
めに生じる計測誤差に対して十分考慮されていなかっ
た。

【０００４】本発明は、主空気通路に生じる旋回流等の
ため副空気通路の出口流が変化することによる計測誤差
や出力ノイズを低減し、さらに、空気流量測定装置に流
入する空気の流速分布が変化するために生じる計測誤差
を低減することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】空気流量測定装置は、曲
がりや面積変化を伴う複雑な管路中に設けられる場合が
多く、空気流量測定装置を流れる空気は、大きな旋回流
となる、あるいは、流速差の激しい分布を持つことが多
い。

【０００６】副空気通路を有する空気流量測定装置は、
流量検出部の流れの乱れを抑えることが可能であるが、
例えば、主空気通路に大きな旋回流が生じていると、副
空気通路の出口流と合流する主空気通路の空気流は、そ
の合流角度も流速も変化することになるため、副空気通
路の出口流に影響し、流量検出部の流れを不安定にす
る。

【０００７】本発明は、副空気通路出口部の主空気通路
内に主流方向と略平行な壁を設けることにより、副空気
通路の出口流と主空気通路の出口部の流れを制限し、両
者の合流角度が一定となるようにしたものである。

【０００８】また、主空気通路の流速分布の変化に対し
ては、副空気通路の出口上流の流速が、副空気通路の入
口上流の流速による副空気通路に流入する空気の比率の
変化を相殺するように作用させるために、出口上流にひ
さし状の突起を設け、その突起の上流から出口部まで上
記流れを制限する壁を設けたものである。

【０００９】

【作用】主空気通路に旋回流が生じると、副空気通路の
出口部における主空気通路の空気流はその流速も流れ方
向も逐次変化し、それに応じて副空気通路からの出口流
の流速も流れ方向も変化する。これに対して、副空気通
路の出口部に主空気通路に略平行な壁を設けると、主空
気通路の旋回流による斜め方向の流れは壁で抑えられ、
流れの慣性力よりも壁の上下流の圧力差による依存度の
大きな流れとなり、流れ方向も壁と略平行に強制され
る。一方、副空気通路の出口流も壁により流れ方向が制
限され、流れ範囲もせばまるため慣性力は大きくなる。
従って、副空気通路からの出口流の主空気通路の出口部
の流れによる影響は壁の無い場合よりも小さくなり、合
流角度が一定となる。

【００１０】また、副空気通路の出口部に壁を設け、こ
の壁の上流端より下流で副空気通路の出口上流にひさし
状の突起を設けると、その上流からの流れは壁に案内さ
れ一方向に制限された流れとなって突起に当りその下流
に剥離による負圧部を生じる。この負圧部は壁の間に制
限され、すなわち副空気通路の出口面が負圧部となり、
出口上流の流速が速い程負圧部は大きくなる。一方、副
空気通路からの出口流の方向も壁に制限されるため負圧
部へ流出するので、負圧部が大きい程流出しやすく副空
気通路の流量比率を大きくするように作用する。従っ
て、副空気通路の入口と出口を主空気通路内の離れた位
置、すなわち、入口上流の流速が速い時出口上流の流速
が遅く、入口上流が遅い時出口上流が速くなる位置に設
けることにより、空気流量測定装置に流入する空気の流
速分布の変化による計測誤差を低減することが可能とな
る。

【００１１】

【実施例】以下本発明の実施例を図１〜図８により説明
する。

【００１２】図１は、本発明の一実施例を示す空気流量
測定装置の横断面図であり、図２は、その上流側（左
側）から見た外観図、図３は、そのIII−III断面図であ
る。

【００１３】内燃機関の吸気系の一部となるボディ３
は、空気流量測定装置の主空気通路４と回路モジュール
５の取付け固定部６を形成している。回路モジュール５
には、副空気通路１を形成する副通路構成体２が固定さ
れ、副空気通路１の内部に位置するように、発熱抵抗体
７と感温抵抗体８が支持部材９に固定され、発熱抵抗体
７と感温抵抗体８が支持部材９を介して回路モジュール
５内の制御回路と電気的に接続されている。副空気通路
１は、その入口部１ａから発熱抵抗体７及び感温抵抗体
８が配置されている計測部１ｂの下流まで主空気通路４
と平行な管路と、その下流で略直角方向に曲がり主空気
通路４内に開口した出口合流部１ｄまで主空気通路４と
垂直な管路１ｃから成る。また、副空気通路１の出口合
流部１ｄの両側には、副通路構成体２の垂直管路１ｃの
両側壁を延長した流れ制限壁１０が設けられ、出口合流
部１ｄの上流には、ひさし状の突起１１が設けられてい
る。従って、副空気通路の出口合流部１ｄでは、副空気
通路から流出する流れ13ｂは流れ制限壁１０によって限
られた範囲に流出するので、流れ制限壁１０が無い場合
に起こり得る流れ方向の変動が小さく、その流れの慣性
力も制限壁１０が無いときより大きいため安定した流れ
となる。一方、主空気通路の流れ１３ａに旋回流等の大
きな乱れが生じても流れ制限壁１０によって出口合流部
では方向性を制限された安定した流れとなる。このよう
に、流れ制限壁１０は、副空気通路１から流出する流れ
１３ｂとその合流部の主空気通路の流れ１３ａの両者を
安定させるので、その合流部の変化が小さく、流量計測
部１ｂの流れの変化も小さくなるので空気流量測定装置
の計測誤差や出力ノイズを低減できる。

【００１４】また、出口合流部１ｄの上流にひさし状の
突起１１を設けているため、出口合流部の主空気通路の
流れ１３ａにより副空気通路の出口合流部１ｄ上に剥離
による負圧部が形成される。主空気通路の流れ１３ａの
流速が大きい程負圧部も大きくなるため、副空気通路か
ら流出する流れ１３ｂも増加する。ここで、空気流量測
定装置に流入する空気が流速差の大きな流速分布を持つ
と、一般的には、副空気通路の入口１ａの上流流速が速
いと副空気通路１へ流入する空気の比率が増えるため空
気流量測定装置の流量計測値も大きくなり、均一流流入
時の計測値に対してプラス誤差を持つことになる。しか
し、本実施例では、副空気通路の入口１ａと出口１ｄが
離れているので、入口１ａ上流の流速が速いと出口１ｄ
上流の流速が遅くなり、出口合流部１ｄの負圧部が小さ
くなって副空気通路から流出する流れ１３ｂが減少する
ので、出口部は逆に計測値にマイナス誤差を持たせるよ
うに作用する。従って、入口上流流速と出口上流流速が
互いに計測誤差を相殺するように作用するので、流速差
の大きな流速分布を持つ流れによる空気流量測定装置の
出力誤差を低減できる。

【００１５】図４は、本発明の他の実施例を示す空気量
測定装置の横断面図であり、図５は、その上流側から見
た外観図で、図６はそのVI−VI断面図である。

【００１６】本実施例では、図１〜図３で示した実施例
に対して、ボディ３が副空気通路１を形成し、副空気通
路１の入口部１ａは主空気通路４の中心方向に伸びた溝
状になっており、主空気通路と垂直な管路１ｃは主空気
通路４の壁面に突き当たり、出口合流部１ｄは垂直管路
１ｃと直角な２方向に開口している。また、副空気通路
の出口合流部１ｄ近傍の垂直管路１ｃの両側壁面に、主
流方向と平行な板状突起として流れ制限壁１０が形成さ
れ、出口合流部１ｄの上流に主流方向と垂直なひさし状
の突起１１が設けられている。

【００１７】本構造においても、図１〜図３で示した実
施例と同様に出口合流部１ｄは流れ制限壁１０と主空気
通路の内壁１４で囲まれているため、主空気通路の流れ
13ａに旋回流等の大きな乱れが生じても出口合流部１ｄ
では方向性を制限された流れとなるため、副空気通路か
ら流出する流れ１３ｂへの影響が小さくなり空気流量測
定装置の計測誤差や出力ノイズを低減できる。

【００１８】また、空気流量測定装置に流入する空気が
流速差の大きな流速分布を持つ場合の計測誤差に対して
は、副空気通路の入口部１ａを主空気通路４の中心方向
に伸びた溝状に形成して、主空気通路４の中心付近を含
む広範囲の空気を副空気通路の計測部１ｂへ導くように
しているとともに、溝状入口１ａから離れたところに位
置する出口合流部１ｄにも、ひさし状の突起１１と流れ
制限壁１０により生じる負圧部による計測誤差の相殺作
用を用いている。

【００１９】図７は、本発明のもうひとつの実施例を示
す空気流量測定装置の横断面図であり、図８はその上流
側から見た外観図である。

【００２０】本実施例では、副空気通路１は主流方向に
平行な円管路であり、その出口合流部１ｄは主流方向に
対して斜め下流方向（あるいは直角方向）に開口してい
る。図８には、出口合流部１ｄを２ヶ所とした例を示す
が、１ヶ所あるいは多数設ける場合も有る。また、出口
合流部１ｄの流れ制限壁１０は、副空気通路構成体２の
出口合流部１ｄの上下流を溝状にして形成した例を示す
が、他の実施例同様板状突起としても良い。また、本実
施例では、出口合流部１ｄの上流に他の実施例にあるひ
さし状の突起１１を設けていない。これは、本実施例で
は副空気通路入口１ａと出口合流部１ｄが両方とも主空
気通路４の中心付近に位置しているため出口合流部１ｄ
にひさし状突起１１による負圧部の発生を無くした方が
流速分布の変化による計測誤差を低減できるためであ
る。もちろん、通路形状によってはひさし状突起１１を
設けた方が良い場合もある。

【００２１】本実施例においても出口合流部１ｄから流
れ制限壁１０により制限された範囲に流出し、主空気通
路４に旋回流等の大きな乱れが生じても出口合流部１ｄ
では下流方向に制限された流れとなるため、空気流量測
定装置の計測誤差や出力ノイズが低減できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、主空気通路に旋回流等
の大きな乱れや、流速差の大きな流速分布を生じる場合
においても、計測誤差及び出力ノイズの小さな空気流量
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
断面図である。

【図２】図１を上流側からみた外観図である。

【図３】図２のIII−III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
断面図である。

【図５】図４を上流側からみた外観図である。

【図６】図５のVI−VI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
断面図である。

【図８】図７を上流側から見た外観図である。

【符号の説明】

１…副空気通路、２…副空気通路構成体、３…ボディ、
４…主空気通路、５…回路モジュール、６…取付固定
部、７…発熱抵抗体、８…感温抵抗体、９…支持部材、
１０…流れ制限壁、１１…ひさし状突起、１２…主流の
流れ方向、１３…空気の流れ、１４…主空気通路の内
壁。

───────────────────────────────────────────────────── 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 斉藤 孝行 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関に吸入される空気のほぼ全量が流
   れる主空気通路と、その一部が流入し、内部に流量検出
   部を備え、流量検出部の下流で主空気通路と直角あるい
   は斜めに合流する出口部のある副空気通路を有する空気
   流量測定装置において、前記副空気通路の出口部の主空
   気通路内に、副空気通路からの出口流の流れ方向を制限
   する主空気通路の主流方向と略平行な壁を設けたことを
   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
   流の流れ方向を制限する壁と、その上流端より下流で副
   空気通路出口の上流にひさし状の突起を設けたことを特
   徴とする空気流量測定装置。