JPH1054746A - 空気流量計とそれを用いた内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機関システムの組立性を向上することを達成
し、正確な流量検出可能な空気流量計を提供することに
ある。 【解決手段】内燃機関の吸入空気流路を構成する主流路
２４１と、吸入空気を計測する熱線素子２ａと、内部に
熱線素子２を有し、主流路２４１内に設けられた副流路
２４２とを備え、副流路２４２が内部に形成されたプロ
−ブホルダブロック２３０と主流路２４１のボディとを
別体で構成すると共に、プロ−ブホルダブロック２３０
及びセンサ回路ユニット２を主流路２４１のボディに着
脱可能に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
空気量を検出、さらには制御するのに適する内燃機関用
空気流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関用空気流量計の通路構成
には、実開昭56−135127号公報，特開昭60−185118号公
報のごとく、吸入管路中に、副流路を形成し、この副流
路に熱線素子を配すると共に、機関の吹き戻しやバック
ファイアに対する熱線素子の保護，機関の脈動に起因す
る熱線素子の出力異常の防止のため、熱線素子の下流に
障害物を設けたり、軸方向に長い複雑な屈曲流路を設け
たものがある。これらの装置では、熱線素子を含む副流
路部分が主流にさらされて形成されているため、流量計
ボディの温度上昇による出力誤差も小さい。しかし、こ
れらは、その構成上、長い軸方向寸法が必要であり、か
つまた、部品点数も多く、取り付け性も悪いため、小形
コンパクト化，低コスト化の点で欠点がある。

【０００３】また、特開昭57−23818号公報，57−11392
6号公報などに、熱線式空気流量計とスロットルバルブ
装置を近接し、一体のボディに構成したものがある。特
開昭57−23818号公報では、熱線素子を配する副流路を
直管とし、主流路の中央に配置する点は前述の２つの従
来技術と同じであるが、機関の吹き戻し、バックファイ
アに対する熱線素子の保護が考えられていない。下流の
スロットルバルブは、全閉に近い状態では、その保護部
材の機能を有すると考えられるが、全開及び全開に近い
状態では、ほとんどその保護機能を有さないという問題
があった。また、副流路内の流れがスロットルバルブの
動きに影響され、安定しないという欠点がある。特開昭
57−113926号公報では、熱線素子を配する副流路を、熱
容量大で、相対的に広い伝熱面積を持たないボディ壁の
内部に、主流に並行な流路とこれに直角な流路でＬ字形
に形成している。この構成によれば、機関の吹き戻しや
バックファイアに対する熱線素子の保護が可能である。
しかし、副流路の構成上、主流の空気が副流路壁の周囲
を流れ得ないため、機関からの伝熱、熱線素子自身の発
熱による副流路壁の温度上昇が大きく、副流路内空気が
加熱され、主流路空気温度との差が大きくなり吸入空気
量の正確な測定が出来ないという問題があつた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、空気
流量計とスロットルバルブ装置との間の管路長の短縮の
点について配慮がされておらず、吸気管路での圧損の増
大、機器の重量及びコストの増大の問題があった。さら
に個々にみれば、熱線素子の発熱や、外部からの熱侵入
による素子周辺の副流路壁の温度上昇、すなわち熱線素
子及び温度補償素子に当る副流路を流れる空気の温度
と、実際の吸入空気温度との相違による誤差の対策、ま
た、等しい流量であっても流入空気の旋回や変動あるい
は流量計下流の流れの変動に起因して主流路，副流路の
流量分配が変化することに対する対策，副流路内の流れ
の乱れの低減、すなわち出力ノイズの低減、機関の吹き
戻しやバックファイアによる逆流及び脈動に対する素子
の保護や出力異常対策などが不十分であるという問題が
あった。

【０００５】本発明の目的は小型で測定精度の高い空気
流量計を提供することにある。

【０００６】他の目的は、上記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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の空気流量計は、内燃機関の吸入空気流路を
構成する主流路と、吸入空気を計測するための発熱素子
と、内部に前記発熱素子を有し、前記主流路内に設けら
れた副流路とを備えた空気流量計において、前記副流路
は、上流側に入口開口を有して前記主流路の軸方向に形
成された軸方向流路と、この軸方向流路の下流側に屈曲
部とを備えて、プローブホルダブロック内部に構成さ
れ、前記プローブホルダブロックは、前記主流路に設け
た開口から前記主流路内に挿入され、前記主流路に対し
て着脱可能に片持ち支持される。また、上記目的を達成
するために、本発明の空気流量計は、内燃機関の吸入空
気流路を構成する主流路内に設けられる空気流量計であ
って、吸入空気を計測するための発熱素子と、この発熱
素子を内部に有する副流路とを備えた空気流量計におい
て、前記副流路は、前記主流路の軸方向に沿い入口開口
を有する軸方向流路と、この軸方向流路の下流側に前記
発熱素子と、さらに下流側に屈曲部とを備えてプローブ
ホルダブロック内に形成され、前記プローブホルダブロ
ックは、前記主流路に設けた開口から前記主流路内に挿
入され、前記主流路に対して着脱可能に片持ち支持され
るように構成される。また、上記目的を達成するため
に、本発明の空気流量計は、内燃機関の吸入空気流路を
構成する主流路内に設けられる空気流量計であって、吸
入空気を計測するための発熱素子と、この発熱素子を内
部に有する副流路とを備えた空気流量計において、前記
副流路は、入口開口を有する軸方向流路と、この軸方向
流路の下流側に前記発熱素子と、さらに下流側に屈曲部
とを備えてプローブホルダブロック内に形成され、前記
プローブホルダブロックは、前記主流路ボディの外部か
ら前記主流路内へ、前記主流路を横切る方向から挿入さ
れ、前記主流路に対して着脱可能に片持ち支持されるよ
うに構成される。また、上記目的を達成するために、本
発明の空気流量計は、内燃機関の吸入空気流路を構成す
る主流路内に設けられる空気流量計であって、吸入空気
を計測するための発熱素子と、この発熱素子を内部に有
する副流路とを備えた空気流量計において、前記副流路
は、入口開口を有する軸方向流路と、この軸方向流路の
下流側に前記発熱素子と、さらに下流側に屈曲部とを備
えてプローブホルダブロック内に形成され、前記プロー
ブホルダブロックは、前記発熱素子の回路ユニットとを
備えた状態で、前記主流路内へ挿入されるように構成さ
れる。また、上記目的を達成するために、本発明の内燃
機関は、機関の回転速度を検出する速度センサと、吸入
空気に燃料を噴射する燃料噴射装置と、空気流量計と、
この空気流量計によって検出された吸入空気量と前記速
度センサによって検出された回転速度に基づいて対応す
る燃料噴射量を求め、その求められた燃料噴射量を噴射
する指令を前記燃料噴射装置に出力する制御装置とを備
えた内燃機関において、前記空気流量計は、内燃機関の
吸入空気流路を構成する主流路と、吸入空気を計測する
発熱素子と、内部に前記発熱素子を有し、前記主流路内
に設けられた副流路とを備え、前記副流路は、上流側に
入口開口を有して前記主流路の軸方向に形成された軸方
向流路と、この軸方向流路の下流側に屈曲して上流側に
折り返した屈曲流路とを備えて、プローブホルダブロッ
ク内部に構成され、前記プローブホルダブロックは、前
記発熱素子の回路ユニットを備えて、前記主流路に設け
た開口から前記主流路内に挿入され、前記主流路に対し
て着脱可能に片持ち支持される。

【０００８】このような構成にすることにより、主流路
ボディを内燃機関の吸気系に組み込んだ状態で、発熱素
子を有するセンサを副流路ごとボディの外部より挿入し
て組み立てる構造にすることができる。また、主流路を
分解することなく、センサを副流路ごと主流路から取り
外すことが可能になる。従って、空気流量計の組立性が
向上し、センサの交換やメンテナンスが容易になる。

【０００９】また、屈曲流路を含む副流路全体をセンサ
とともに主流路から着脱できるので、センサのキャリブ
レ−ションにおいて、副流路の構成が実装時と変化しな
い。従って、センサを主流路に実装したときに吸入空気
量の計測結果に生じる誤差を小さくすることが出来る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１及
び図２，図３により説明する。ボディ１は内燃機関の吸
気管路を構成する。吸入空気は図１の左側から流入す
る。流れの下流に内燃機関が接続される。

【００１１】ボディ１は、基本的には円筒形の主流路３
を形成する。このボディ１と一体に形成された突出部２
が主流路３中に設けられている。この突出部２の先端に
は、主流路３と並行であり、主流路３の中央部に入口開
口を有する副流路４が設けられている。また、この突出
部２には、ボディ１の外部から貫通する穴が設けられて
おり、ここに、回路ユニット１４に結合された熱線素子
１０の支持部材１１のモールド部分１３が収納され、そ
の結果熱線素子１０及び温度補償素子１２が副流路４に
配置される。また、前記副流路４の後流には、突出部２
の壁２ａ，２ｂ，２ｃ及びカバー６により軸方向の短い
屈曲副流路５が形成されている。屈曲流路の後流には、
全空気流量を制御するスロットルバルブ２０が配置され
ている。スロットルバルブ２０はバルブ駆動シャフト２
１の回転でも開閉する。図示しないが、ボディの外に、
シャフトにつながるリンクがある。リンクは車のアクセ
ルペダルにつながるケーブルにより通常作動する。尚、
カバー６はボルト７及び８により、突出部２の後端に、
スロットルバルブ２０及びバルブ駆動シャフト２１の取
り付け前に、ネジ止めされる。

【００１２】副流路４の開口部４ａは、ボディ１の内壁
１ａ及び突出部２のボディ１との連結部の壁２ｄから、
副流路４の内径の２倍以上の距離、離して設けられ、か
つ、ベルマウス形状になっている。

【００１３】ボディ１の内壁１ａや突出部２の副流路４
を形成する部分の外壁２ｅ等は、上流側に流路が拡大す
る形状に形成されている。一方、ボディ１のスロットル
バルブ２０が配置される付近の内壁１ｂは機械加工によ
って同径に仕上げられているが、機械加工される以前
は、図１の左側に流路が狭まる円錐形状に形成される。
これらにより、突出部壁２ａの付近の面を割り位置とす
る左右に抜き取り可能な中型を用いて、鋳物成形され
る。

【００１４】白抜きの矢印は、空気の流れを示す。図１
の左端から流入した空気は、大部分は主流路３を流れる
が、一部は副流路４に流入する。副流路入口４ａは、壁
１ａ，２ｄから十分離れているので、比較的乱れの少な
い流れが副流路４に流入する。また、副流路入口４ａの
ベルマウスは、空気をより多く取り込んで、副流路４の
内壁２ｆ付近の流速を増大させるが、熱線素子までの副
流路４の内壁２ｆの摩擦作用により、副流路内の流れは
十分整流され、熱線素子１０の直前では、流速分布の均
一な流れになる。

【００１５】ベルマウスの入口径と副流路４の径の比は
１.６〜１.２、それに応じて入口から熱線素子１０まで
の長さと副流路の径の比は４〜２程度にとる。但し、副
流路４の径の実際の寸法によっても異なり、一対一の対
応とはならない。

【００１６】熱線素子１０の後流では、流れはまず上方
に曲げられ、屈曲副流路５を流れ、次に、ボディ１の内
壁にぶつかって、屈曲副流路の出口５ａ，５ｂより左右
に曲って流れ出て、主流と合流する。このような流路構
成は機関からの逆流の減衰、脈動の熱線素子１０の近傍
への伝播の防止の作用を持つ。

【００１７】本実施例によれば、流れの乱れに起因する
ノイズ、脈動の影響による出力の不安定性、機関の吹き
戻しによる熱線素子の損傷などの問題がない内燃機関用
熱線式空気流量計が、短い軸方向寸法で構成される。す
なわち、小形，軽量，低コストにできるという効果があ
る。さらには、従来別体でしか製作できなかった流量計
ボディとスロットルバルブ装置ボディが一体のボディと
して構成でき、機関の吸入管路の短縮による、不要の圧
損の低減，軽量化，低コスト化が可能という効果があ
る。

【００１８】図４〜図６に本発明の第二の実施例を示
す。図１〜図３に示した第一の実施例との相違で説明す
る。突出部４２は、ボディ４１の上下壁（全体の構成に
よってはボディ４１の左右の壁、すなわちスロットルバ
ルブ駆動シャフト２１の軸線方向の壁）につながってい
る。このため、副流路４４の後流の屈曲副流路４５を上
下両方向に形成することが出来る。また、副流路４４の
出口面、すなわち突出部４２の後端面４２ａを平面とし
ている。これは、この面の面粗さを小さくするための機
械加工を容易としている。また、副流路カバー４６は、
第一の実施例のように単なる板体でなく凹形状としてい
る点が異なる。カバー４６は、やはりボルト７，８で突
出部４２の後端に取り付けられる。副流路カバー４６
は、ボディとは別体なので、内面の仕上げ、接合面の仕
上げが可能なので、突出部４２の後端面４２の仕上げが
容易であることから、屈曲副流路４５の内面の面粗さが
全体に小さくでき、また、接合部のシールも良好とな
る。これは、屈曲副流路での流れの不安定、主流路との
圧力シールの不良が、熱線素子１０の特性の不安定の原
因となる場合があるので、その防止に効果がある。

【００１９】第一の実施例においても、本実施例のごと
く、突出部２の後端面を平面とし、板状カバー６を凹形
状のものとすることにより、同様な効果を付加できる。

【００２０】屈曲副流路４５を上下両方向に設けられる
本実施例の効果は、脈動が伝わった場合に副流路４４の
手前で干渉作用があり、より脈動に対して良好であるこ
とである。但し、通路抵抗が小さくなるので、屈曲副流
路４５の出口４５ａ〜４５ｄの面積を小さくするなど、
機関に応じての変更が望ましい。

【００２１】構成としての効果は、第一の実施例と同様
である。

【００２２】図７〜図８に、本発明の第三の実施例を示
す。主流７３に並行な副流路７４はボディ７１からの突
出部７２の先端ではなく、ボディ７１の内壁に近い部分
に構成されている。副流路７４の後流の屈曲副流路７５
は突出部７２の後端壁７２ａとボルト７でこの壁７２ａ
に取り付けられた副流路カバー７６により構成されてい
る。突出部７２の後端部は、主流路７３の中央付近まで
形成されており、従って、屈曲副流路７５内の流れは、
まず、ボディ７１の内周壁側から、壁７２ａにそって、
主流路７３の中央部へ向って流れ、次に屈曲流路出口７
５ａより左右ないし下流側に流れる。屈曲流路７５の後
流には、スロットルバルブ２０、及び駆動シャフト２１
が、第一及び第二の実施例と同様一体のボディ内に配置
されている。

【００２３】第三の実施例の特徴は、回路ユニット８４
と一体のモールド部８３の長さが短くでき、コスト的に
有利である。また、突出部７２が比較的小さくできるた
め、主流路７３の流通抵抗が小さくでき、また、オーバ
ーハング質量も小さいので、泰一の実施例に比べると、
耐振的に有利である。但し、副流路７４への流入する流
れの乱れは若干大きくなり、その分、ベルマウス径を大
きくするのに加え、副流路７４の熱線素子１０までの距
離を長くすることが望ましい。

【００２４】本実施例の基本的効果は第一の実施例と同
等である。

【００２５】図９〜図１０に本発明の第四の実施例を示
す。

【００２６】ボディ９１は、これまでの第一から第三の
実施例と異なり、熱線式流量計単体で構成されている。
突出部９２は、第一の実施例とほぼ同様に形成され、先
端部に副流路９４が、後端部に屈曲副流路９５の一部が
突出部９２の後端面９２ａを壁面として形成されてい
る。屈曲副流路９５の残りの部分は、主流路９３の外に
はみ出す形で、図１０の上側から左右両方に約９０度の
範囲に、ボディ９１にくい込んで形成されている。従っ
て、屈曲副流路９５の出口には図１０の両横の位置とな
る。屈曲副流路９５の後流側の流路面は、ガスケツト９
６で形成されている。すなわち、ガスケットをはさん
で、流量計ボディ９１とは独立したスロットルバルブ装
置のボディがボルト穴９８ａ〜９８ｄを介して結合され
ている。

【００２７】本実施例では、屈曲副流路９５の長さが長
くとれるので、脈動の大なる機関でも適用できるという
利点がある。

【００２８】図１１，図１２に本発明の第五の実施例を
示す。本実施例は、第一の実施例の構造に、補強リブ８
を付加したものである。すなわち、第一の実施例の突出
部２の先端の副流路４を構成する部分と、ボディ１の反
対側の内壁につながるリブ８を設けている。これによ
り、耐振強度が上げられると共に、鋳造時の突出部２の
変形も低減できる。その他の効果は、第一の実施例と同
等である。

【００２９】図１３，図１４，図１５に本発明の第六の
実施例を示す。ボディ１３１からの突出部１３２は、回
路ユニット１４につながるモールド部１３に対し、直角
な方向に形成された、リブ１３７と１３８及び、副流路
１３４を形成する円筒状の部分１３２からなる。従っ
て、回路ユニット１４のモールド部１３は、ボディ１３
１の壁の穴を通り、一度、主流路１３３を横切り、次に
突出部１３２の穴を貫通する形で、熱線素子１０を副流
路１３４内に配置するモールド部１３の突出部１３２の
穴に入る部分には、Ｏリング１３９が設けられている。
このＯリング１３９は、主流路１３３と副流路１３４と
のシール作用を与える。屈曲副流路１３５は、突出部１
３２の後端面と、カバー１３６により形成される。カバ
ー１３６には、上下２方向に、出口１３５ａ，ｂが設け
られている。出口１３５ａ，ｂは、この中の流れが、む
しろ上流側に戻るように形成されている。この理由は、
屈曲副流路の長さが短いので、それを補うためである。

【００３０】本実施例の利点は、もともと主流路１３３
の障害物となっているスロットルバルブ駆動シャフト２
１の方向に突出部１３７，１３８，１３２があるため、
主流路１３３内の実質的な流通抵抗が低減できることで
ある。また、本実施例では、主流路１３３の入口部１３
３ａをベルマウス形状にしており、この部分での整流効
果を与えている。

【００３１】その他の効果は、第一の実施例と同等であ
る。

【００３２】以上、実施例を数例説明してきたが、いず
れの実施例についても、屈曲副流路のカバー部材は、ボ
ルト止めとは限らず、接着による接合などの構成や、該
カバーと、突出部後端面の接面部をシート部材でシール
する構成も考えられる。

【００３３】図１６〜図１７に本発明の第七の実施例を
示す。基本的構成は、第六の実施例と同等であるが、主
流に対して直角な流路１４０ａ，１４０ｂ等をカバー１
３９に形成してなることが異なる。本実施例によれば、
流路１４０ａ，１４０ｂ等は、１箇の流路断面積を小さ
くとれるため、軸方向寸法が一層短縮できる。

【００３４】図１８〜図１９に本発明の第八の実施例を
示す。基本的構成は、この場合も第六の実施例と同等で
ある。本実施例では、主流に対して直角な流路１４２を
円板状、すなわち、バイパイ流路１３４を含めてその形
状を表現すれば、きのこ形に形成していることが異な
る。本実施例によれば、第七の実施例に対してもさらに
軸方向寸法が短縮できる。

【００３５】図２０〜図２１に本発明の第九の実施例を
示す。

【００３６】本実施例では、副流路２１２を設ける主流
路２１１に突出したボディ２１０と一体の突出部２１０
ｄを、ボディ内壁に添って約９０°の範囲に設けてい
る。従って、主流路２１１と並行な副流路２１２ｂと直
角な副流路２１２ｃは、半径方向を向くと共に周方向に
も向いて、円弧状に形成されている。この副流路２１２
ｃの流体抵抗は、実質的に直角ベンドと約９０°の曲率
の小さい角断面エルボの管路形状抵抗と摩擦抵抗からな
る。副流路２１２ｃの通路断面積の選び方により、この
部分の流体抵抗は、これまでの実施例に対し同等にも大
きくも出来る。副流路２１２ｃの主流に対して下流側の
壁は、板状カバー２１３で形成され、カバー２１３はボ
ルト２１４ａ，２１４ｂにより突出壁２１０ｄに固定さ
れている。本実施例では、何らかの都合で、例えば、シ
ングルポイントインジェクションシステムのように、ス
ロットバルブ３の手前にインジェクタを配するような場
合、この様に形成することが必要となる。この様な場
合、例えば、スロットルバルブ軸を、熱線素子を保持す
るモールド部分２ｃの向く方向に対して、４５°方向に
設置することも考えられる。これは、高流量での全体の
圧力損失低減に有効と考えられる。本実施例のその他の
効果は、第一ないし第三の実施例とほぼ同等である。
図２２〜図２３に本発明の第十の実施例を示す。

【００３７】本実施例は、比較的大きな流体抵抗を持つ
副流路を、比較的体積の小さい突出部に形成することを
ねらった実施例である。すなわち、主流に並行で熱線素
子を配する副流路２２２ｂと直角な流路２２２ｃをドー
ナツ状に形成している。これにより、主流路２２１に突
出するボディ２２０の突出部２２０ｄ、副流路２２２ｃ
の通路の割には小さくなる。副流路２２２ｃの主流に対
して下流側の壁は、ボルト２２４などにより突出部２２
０ｄに固定させる板状カバー２２３により形成される。
副流路２２２ｃの流体抵抗は、実質的な直角ベントと、
約２７０°の比較的曲率の大きい角断面エルボの管路形
状抵抗、及びやや長い通路長の摩擦抵抗とからなり、副
流路２２２ｃの断面積を極端に大きくしない限り、これ
までの実施例の副流路より流体抵抗、すなわち、管路の
等価長さを大きく出来る。従って、吹き戻りの大きい、
あるいはバックファイアの起りやすい、あるいは、吸気
脈動の大きい内燃機関に対して有利である。その他の効
果は、基本的には、第一ないし第三の実施例等とほぼ同
等である。

【００３８】図２４に本発明の第十一の実施例を示す。

【００３９】本実施例は、比較的大きな流体抵抗を持つ
副流路を、軸方向寸法が長くならないような構成で実現
したものである。ボディ２４０とは別体で、回路ユニッ
ト２と結合されたプローブホルダブロック２３０の中
に、主流路２４１と並行な副流路２４２ｂ、これと直角
で半径方向を向く角断面の副流路２４２ｃ、さらに該副
流路２４２ｃと直角で、主流に対して上流へ向う副流路
２４２ｄ、さらに該副流路２４２ｄに直角で半径方向に
向う副流路２４２ｆで全副流路２４２が形成されてい
る。副流路２４２ｃの主流に対して下流側の壁は、板状
カバー２４３で形成され、該カバー２４３は、ボルト２
４４で、ホルダブロック２３０に固定されている。本実
施例では、熱線素子２ａの上流の副流路２４２ｂの長さ
が、その構成上短いので、ノイズ低減のため、ボディ２
４０の入口開口部に全網体２４５を設けている。また、
ホルダブロック２３０の主流に対して上流側の壁を、副
流路２４２ｅの出口に対してさらに主流中に延長した部
分２３０ａを設け、該副流路２４２ｅの出口に主流が直
接当らないよう形成し、この部分の静圧を安定させ、副
流路内の流れを安定させてノイズ低減を計っている。

【００４０】本実施例では、副流路２４２の流体抵抗
は、３ケ所の直角ベンドからなる管路形状抵抗要素及
び、長い通路長に比例する摩擦抵抗とからなり、第十の
実施例以上の流路の等価長さが増大している。すなわ
ち、本実施例の効果は、第十の実施例と同様、吹き戻し
やバックファイヤ、吸入脈動に対して強い。また、副流
路の流体抵抗、特に形状抵抗を大きくとると、高流量
（高流速域）での主流路に対する副流路の流量分配比を
小さくできる。これは、熱線素子付近の流速を下げられ
るということで、長期的にみた埃塵付着による汚損に対
して有利である。

【００４１】本実施例では、副流路２４２の加工形成
上、ボディ２４０と別体に形成し、着脱自在としたが、
副流路２４２ｃ，２４２ｅの形成をボディ外部からの穴
加工とすればホルダブロック２３０の部分をボディと一
体に形成することができる。

【００４２】図２５に本発明の第十二の実施例を示す。

【００４３】本実施例は、ボディ２５０の突出部２５０
ｄに、主流路２５１と並行な副流路２５２ｂ及び該副流
路に直角な副流路２５２ｃを設け、さらに副流路の出口
開口２５２ｄを主流の下流方向に向けて形成し、かつ逆
止弁２５４を設けたものである。出口開口２５２ｄが流
線に対し直角であるため、そのままだと吹き戻しやバッ
クファイヤによる逆流があると、これまでの実施例、す
なわち副流路の出口面が流線と並行な方向に形成されて
いる場合に比べ、副流路内の逆流が強くなる。これを防
止するのが逆止弁２５４である。薄板体の逆止弁２５４
は、ボルト２５６で固定され、逆止弁２５４より短く形
成されたリテーナ２５５でバックアップされており、副
流路出口２５２ｄからの流れを大きく阻害しないため、
通常時に図示のようにリテーナ２５５側すなわちノーマ
ルオープンとなるようになつている。逆流があると、逆
止弁２５５に動圧がかかり、副流路出口２５２ｄをふさ
いで、副流路２５２内への逆流の進入を防止する。

【００４４】本実施例の副流路２５２の流体抵抗は、２
ケ所の直角ベンドの管路形状抵抗と、管摩擦抵抗とから
なり、第十一の実施例の流体抵抗よりやや小さい。しか
し、逆止弁の機能の分、より吹き戻しやバックファイア
には強い構成である。また、第十一の実施例で述べたよ
うに長期的な汚損に対し有利である。尚、本実施例の副
流路２５２ｃは、ボディ２５０の外部から円形断面に形
成されており、メクラプラグ２５３，２５７が、各々の
流路形成のため付加されている。

【００４５】図２６に本発明の第十三の実施例を示す。

【００４６】本実施例は、第十〜第十一の実施例などで
達成している副流路の流体抵抗の増大、すなわち、吹き
戻しが強いあるいはバックファイヤの起りやすい、ある
いは吸気脈動の大きい内燃機関に適した構造、さらに
は、長期的な埃塵付着に対し有利な構造を、より単純な
構造で達成するものである。すなわち、ボディ２６０の
突出部２６０ｄに形成する副流路２６２の主流に並行な
副流路２６２ｂの熱線素子２ａの下流部分に、絞り２６
２ｅを設け、主流に直角な副流路２６２ｃの断面積
（径）を主流に並行な副流路２６２ｂに対して小さくし
ている。また、副流路２６２ｃの出口２６２ｄの手前に
拡大部２６２ｆを設け、出口２６２ｄの面積を副流路２
６２ｂの入口２６２ａの面積と同等にしている。

【００４７】絞り２６２ｅを設けたこと、流路２６２ｃ
の径を小さくしたことで、縮小，拡大の管路形状抵抗の
付加により熱線素子２ａより下流の副流路の流体抵抗、
特に逆流に対しての流体抵抗が増加できる。従って当初
述べたような効果が達成される。また、出口２６２ｄの
面積を大きくし、かつ相対的に流路２６０ｄの断面積を
大きく設定したことで、入口〜出口の動圧変化分による
静圧損失、低減及び、流路２６０ｄの部分の管摩擦抵抗
が低減が得られるので、低流量域での流量分配比が相対
的に高められる効果もある。

【００４８】図２７〜図２８及び図２９に、本発明の目
的をほぼ達成できるもう一つの発明の実施例を示す。

【００４９】ボディ２７０の突出部２７０ｄの主流路２
７１の中心に開口した副流路２７２は、主流と並行な副
流路２７２ｂだけで構成されている。突出部２７０ｄの
主流に対して下流側の面は平面に形成されており、ここ
に、逆流の動圧が作した場合に副流路出口２７２ｄをふ
さぐ逆止弁２７３が設けられている。逆止弁２７３は、
該逆止弁より短い長さのリテーナ２７４によりバックア
ップされ、リテーナ２７４は、ボルト２７５，２７６に
より突出部２７０ｄに固定されている。回路ユニット２
８２は長いモールド部２８２ｃを有し、熱線素子２８２
ａ、温度補償素子２８２を副流路２７２ｂに配置してい
る。

【００５０】すでに述べた逆止弁の作用により、本構成
で、温度特性が良好で、機関の吹き戻し、バックファイ
アに強い内燃機関用熱線式流量計が短い軸方向寸法で実
現される。但し、この構成では、副流路２７２は通路長
が短いため、脈動の低減作用が小さいこと、高流量域で
の流速低減作用がないことなどが問題である。

【００５１】図２９は、図２７に示す実施例の部分変更
図で、副流路２９２ｂには、熱線素子２８２ａの下流の
部分に、絞り２９２ｅが設けられている。これにより若
干の脈動減衰効果及び高流量域での副流路２９２ｂ内の
流速の低減が可能となる。

【００５２】次に図３０を用いて本発明の内燃機関につ
いて説明する。図３０は、本発明の内燃機関用熱線式空
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。

【００５３】シリンダ５００ヘの空気は、エアフィルタ
ー５０３より吸入され、接続管５０４，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
は、主流路２１に突出した副流路２２が形成されてお
り、該副流路２２内には回路ユニット２と一体に形成さ
れた熱量素子２ａ及び温度補償素子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の通路には、車のアクセルペダルと
連動する吸入空気量制御用スロットルバルブ３が設けら
れている。さらに、流量計１には、スロットルバルブ全
閉（アイドリング）時の流量を制御するアイドルフピー
ドコントロール（ＩＳＣ）バルブ８が設けられている。

【００５４】一方、燃料は、燃料タンク５０５からポン
プ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、エンジン５００に空気と共に供給
される。

【００５５】コントロールユニット５１０では、熱線素
子回路ユニット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、燃料噴射量、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５０７，ＩＳＣバルブ８等を制御する。また、コント
ロールユニット５１０には吸入空気量及び回転速度に対
応する燃料噴射量のテーブルを記憶されていて、説線素
子からの吸入空気量と速度センサからの回転速度から直
ちに燃料噴射量を求められ、燃料噴射装置から噴射され
る燃料噴射量を制御している。

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、吸入流量を精度よく測
定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を表す断面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】図１のII−II線断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を表す断面図である。

【図５】図４のIII−III線断面図である。

【図６】図４のIV−IV線断面図である。

【図７】本発明の他の実施例を表す断面図である。

【図８】図７のV−V線矢視図である。

【図９】本発明の他の実施例を表す断面図である。

【図１０】図９のVI−VI線断面図である。

【図１１】本発明の他の実施例を表す断面図である。

【図１２】図１１のVII−VII線矢視図である。

【図１３】本発明の他の実施例を表す断面図である。

【図１４】図１３のVIII−VIII線断面図である。

【図１５】図１４のIX−IX線断面図である。

【図１６】本発明の実施例で副流路の一部を表す断面図
である。

【図１７】図１６のX−X線断面図である。

【図１８】本発明の実施例で副流路の一部を表す断面図
である。

【図１９】図１８のXI−XI線断面図の矢視図である。

【図２０】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図２１】図２０のI−I断面矢視図である。

【図２２】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図２３】図２４のI−I断面矢視図である。

【図２４】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図２５】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図２６】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図２７】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図２８】図２７のI−I断面矢視図である。

【図２９】図２７の部分変更した実施例を示す図であ
る。

【図３０】本発明の電子制御式燃料噴射装置のシステム
を表す図である。

【符号の説明】

１…ボディ、３…主流路、４…副流路、１０…熱線素
子。

フロントページの続き (72)発明者 臼井 俊文 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (72)発明者 徳田 博厚 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内 (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 日立製作所佐和工場内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の吸入空気流路を構成する主流路
   と、吸入空気を計測するための発熱素子と、内部に前記
   発熱素子を有し、前記主流路内に設けられた副流路とを
   備えた空気流量計において、 前記副流路は、上流側に入口開口を有して前記主流路の
   軸方向に形成された軸方向流路と、この軸方向流路の下
   流側に屈曲部とを備えて、プローブホルダブロック内部
   に構成され、 前記プローブホルダブロックは、前記主流路に設けた開
   口から前記主流路内に挿入され、前記主流路に対して着
   脱可能に片持ち支持されることを特徴とする空気流量
   計。
2. 【請求項２】請求項１において、前記副流路の入口開口
   を有する軸方向流路は、前記主流路の中心軸線に対して
   偏心して設けられ、前記副流路の下流側に設けられたス
   ロットルバルブがその回動軸回りに回転して開口したと
   きに、前記スロットルバルブの前記回動軸よりも上流側
   に変位する側に前記副流路の入口開口を設け、前記スロ
   ットルバルブの前記回動軸よりも下流側に変位する側に
   前記副流路の出口開口を設けたことを特徴とする空気流
   量計。
3. 【請求項３】請求項１において、前記副流路は前記主流
   路のほぼ軸方向に沿うように出口開口面を有し、前記プ
   ローブホルダブロックは、前記出口開口面の上流側に、
   前記主流路の流れが前記副流路の流れと前記出口開口の
   直後で合流するのを防止する部材を有することを特徴と
   する空気流量計。
4. 【請求項４】内燃機関の吸入空気流路を構成する主流路
   内に設けられる空気流量計であって、吸入空気を計測す
   るための発熱素子と、この発熱素子を内部に有する副流
   路とを備えた空気流量計において、 前記副流路は、前記主流路の軸方向に沿い入口開口を有
   する軸方向流路と、この軸方向流路の下流側に前記発熱
   素子と、さらに下流側に屈曲部とを備えてプローブホル
   ダブロック内に形成され、 前記プローブホルダブロックは、前記主流路に設けた開
   口から前記主流路内に挿入され、前記主流路に対して着
   脱可能に片持ち支持されるように構成されたことを特徴
   とする空気流量計。
5. 【請求項５】内燃機関の吸入空気流路を構成する主流路
   内に設けられる空気流量計であって、吸入空気を計測す
   るための発熱素子と、この発熱素子を内部に有する副流
   路とを備えた空気流量計において、 前記副流路は、入口開口を有する軸方向流路と、この軸
   方向流路の下流側に前記発熱素子と、さらに下流側に屈
   曲部とを備えてプローブホルダブロック内に形成され、 前記プローブホルダブロックは、前記主流路ボディの外
   部から前記主流路内へ、前記主流路を横切る方向から挿
   入され、前記主流路に対して着脱可能に片持ち支持され
   るように構成されたことを特徴とする空気流量計。
6. 【請求項６】内燃機関の吸入空気流路を構成する主流路
   内に設けられる空気流量計であって、吸入空気を計測す
   るための発熱素子と、この発熱素子を内部に有する副流
   路とを備えた空気流量計において、 前記副流路は、入口開口を有する軸方向流路と、この軸
   方向流路の下流側に前記発熱素子と、さらに下流側に屈
   曲部とを備えてプローブホルダブロック内に形成され、 前記プローブホルダブロックは、前記発熱素子の回路ユ
   ニットとを備えた状態で、前記主流路内へ挿入されるよ
   うに構成されたことを特徴とする空気流量計。
7. 【請求項７】請求項１、４、５又は６のいずれかにおい
   て、発熱素子を有する前記軸方向流路の前記発熱素子の
   下流側に絞りを備えたことを特徴とする空気流量計。
8. 【請求項８】機関の回転速度を検出する速度センサと、
   吸入空気に燃料を噴射する燃料噴射装置と、空気流量計
   と、この空気流量計によって検出された吸入空気量と前
   記速度センサによって検出された回転速度に基づいて対
   応する燃料噴射量を求め、その求められた燃料噴射量を
   噴射する指令を前記燃料噴射装置に出力する制御装置と
   を備えた内燃機関において、 前記空気流量計は、内燃機関の吸入空気流路を構成する
   主流路と、吸入空気を計測する発熱素子と、内部に前記
   発熱素子を有し、前記主流路内に設けられた副流路とを
   備え、 前記副流路は、上流側に入口開口を有して前記主流路の
   軸方向に形成された軸方向流路と、この軸方向流路の下
   流側に屈曲して上流側に折り返した屈曲流路とを備え
   て、プローブホルダブロック内部に構成され、 前記プローブホルダブロックは、前記発熱素子の回路ユ
   ニットを備えて、前記主流路に設けた開口から前記主流
   路内に挿入され、前記主流路に対して着脱可能に片持ち
   支持されることを特徴とする内燃機関。