JPH109921A - 空気流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】出力ノイズ特性の改善を行い、取扱い性の優れ
た発熱抵抗体式空気流量測定装置を提供する。 【解決手段】発熱抵抗体式空気流量測定装置の副空気通
路４の下流に突起を設け、副空気通路４の空気の流れが
安定する構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸入空
気流量を測定する空気流量計に係り、特に自動車用エン
ジンに吸入される空気流量を検出するのに適する発熱抵
抗体式空気流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、自動車エンジン等では、燃費向上
及び排気ガス浄化を図るため、吸入空気流量を測定して
燃料噴射制御手段（マイクロコンピュータ制御）により
空燃比，点火タイミングを制御するシステムが主流であ
る。このような吸入空気流量を測定する空気流量測定装
置には、例えば熱線の抵抗温度特性を利用し、空気流量
を測定するものがある。この種の空気流量測定装置は、
質量流量を直接測定できる、高速応答性に優れかつ、配
置スペースをさほど要しない等の利点を有するため、自
動車エンジンの吸入空気流量測定用として適している。

【０００３】しかし、この種の空気流量測定装置は発熱
抵抗体が空気の流れを素直に検出するため空気が乱れて
いると発熱抵抗体式空気流量測定装置の出力ノイズ特性
は悪化する。従来は特願平7−46795号明細書のように副
空気通路出口付近に型分割面の凸部で生じる空気の乱れ
を防ぐため、壁面に平面部を設け出口付近の空気の流れ
を乱さない構造をとっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術で示した空気
の乱れは壁面構造だけで生じるわけではなく、主空気の
流れに対して横切るように設置してある副空気通路自体
でもその下流の流れを乱してしまう。

【０００５】副空気通路は主空気の流れからみると障害
物となっている。そのため副空気通路の下流では副空気
通路で生じる後流が発生し流れを乱している。後流とは
流れ中にある障害物の下流で生じる複雑な渦をいう。後
流のすぐ上流には副空気通路の出口があり出口付近の空
気が乱れていれば副空気通路を流れる空気も乱れ、発熱
抵抗体式空気流量測定装置の出力ノイズ特性を悪化させ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の結果で生じる副空
気通路を流れる空気の乱れを解消するには、副空気通路
の下流で生じる後流を発生させない構造や、後流が発生
していても副空気通路を流れる空気が後流の影響を及ぼ
さないような構造にすればよい。そのため副空気通路の
下流に後流防止の突起や、後流部と副空気通路出口付近
を壁で分ける構造にすることでこの問題が解決できる。
図１３に副空気通路が障害物となり後流が発生する図
と、突起を設け後流の発生を抑えている図を示す。

【０００７】後流を防止するには空気の流れに対し障害
物の形状変化が緩やかになれば良い。それには副空気通
路の下流に副空気通路と接する様に突起を設け、空気の
流れから見て副空気通路と突起を一つの障害物とし突起
の形状で緩やかに形状変化させることで解決できる。そ
の結果副空気通路を流れる空気が安定し発熱抵抗体式空
気流量測定装置の出力ノイズ特性の改善が図られ、取り
扱い性の優れた発熱抵抗体式空気流量測定装置を提供で
きる。

【０００８】また副空気通路は様々なボディに取付けを
可能にするため小型化が要求されている。副空気通路自
体で後流を防止する形状にした場合、副空気通路が大型
化してしまう。その結果、副空気通路を挿入する穴が大
きくなり小型のボディに取付けが不可能となる。また挿
入穴が大きくなると気密性の信頼度も低下し空気流量計
としてデメリットとなる。本発明の様にボディ側でこの
対策を行えば、必要に応じてボディ側に突起を設けれ
ば、副空気通路は小型化でき様々なボディに取付けが可
能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１から
図１２により説明する。

【００１０】図１は本発明の一実施例を示す発熱抵抗体
式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）から見た正面図である。図３は図１の断面部１
７を下から見た副空気通路構成部材２と後流防止部材１
の正面図である。また、図４は従来の構造を有する発熱
抵抗体式空気流量測定装置の横断面図である。

【００１１】主空気通路５を構成するボディ３は、ほぼ
円筒形であり、その外壁から内壁に貫通する貫通孔１１
があいている。発熱抵抗体式空気流量測定装置モジュー
ル９には発熱抵抗体７及び感温抵抗体８を内部に備える
Ｌ字形の副空気通路４が一体化されて、副空気通路４を
前記貫通孔１１から挿入し、発熱抵抗体式空気流量測定
装置として機能する。

【００１２】発熱抵抗体７及び感温抵抗体８は、導伝性
部材からなる支持部材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、発熱抵抗体７から得
られた信号を空気流量信号として、コネクタ１６を介し
てコントロールユニットへ送る働きを持つ。

【００１３】副空気通路４は主空気通路５の空気流れに
対しほぼ垂直に開口する入口開口面４ａを有する第一通
路と、主空気通路５の空気の流れに対しほぼ平行に開口
している出口開口面４ｂを有する第二通路とが連通しＬ
字形の副空気通路４が構成されている。副空気通路４が
Ｌ字形を持つ理由としては、実車装着時の脈動流下にお
ける計測精度の向上のためである。これは、スロットル
バルブの全開付近で発生する逆流を検出してしまうた
め、発熱抵抗体式空気流量測定装置の出力が増加してし
まう現象である。この現象を回避しなければ発熱抵抗体
式空気流量測定装置はその機能が充分とはいえない。こ
のため、Ｌ字形の副空気通路の中に発熱抵抗体を配置
し、副空気通路により逆流を検出しにくくする構造とし
た。

【００１４】図４に示す従来のボディ構造では副空気通
路構成部材２の下流の後流発生部２０で生じる後流によ
り副空気通路４を流れる空気が不安定となる。その結
果、副空気通路４内に配置された発熱抵抗体７の検出す
る場所の流れも不安定となり発熱抵抗体式空気流量測定
装置の出力ノイズの増大の原因となる。この対策として
図１に示す副空気通路構成部材２の下流にはボディの一
部として後流防止部材１が設けられている。後流防止部
材１は図３の様に副空気通路構成部材２より緩やかにつ
ながれ楕円を半分に切った様な流線形になっていて、後
流を発生させない構造となっておりその結果、副空気通
路４を流れる空気が安定し発熱抵抗体空気流量測定装置
の出力ノイズ特性に勝れる構造となっている。

【００１５】図５は基本的には図１と同じだが主空気通
路構成部材として内燃機関に用いられスロットルボディ
６に後流防止部材１を有する構造である。図６は図５の
断面部１７を下から見た副空気通路構成部材４と後流防
止部材１の正面図である。

【００１６】スロットルボディ６はスロットルシャフト
１４を軸にスロットルバルブ１３が開閉し内燃機関に吸
入される空気量を調整する機能を持つ。副空気通路構成
部材２は様々なボディに取付けを可能とするため、副空
気通路構成部材の大きさが制限される場合がある。この
ため副空気通路構成部材２の下流側を後流防止のため寸
法制限まで曲面形状にした曲面型副空気通路４ｃにして
も後流を十分に防止できる構造までには至らない場合が
ある。そこでボディ３の一部に後流防止部材１を設け出
力ノイズを低減する。

【００１７】図７は後流が発生するものの、後流防止部
材１が後流発生部２０と出口開口面４ｂを仕切る様に後
流防止壁１ａを有する構造であり、図８は図７の断面部
１７を下から見た副空気通路構成部材４と後流防止部材
１の断面図である。後流防止部材１の振動防止のため後
流防止部材リブ１ｂを有する。出口開口面４ｂから出た
空気は後流の影響を受けないので発熱抵抗体式空気流量
測定装置の出力ノイズを低減できる。

【００１８】図９は基本的には図７と構造は同じだが後
流防止壁１ｂが出口開口面４ｂから流出する空気の流れ
に沿うように流線型としている。

【００１９】図１０は基本的には図１と構造が同じであ
るが主空気通路５を構成する部材として内燃機関に用い
られるダクト１５等の吸気管の一部に後流防止部材１を
用いた場合の実施例である。

【００２０】図１１は電子燃料噴射方式の内燃機関に本
発明品を適用した一実施例を示す。エアクリーナ１００
から吸入された吸入空気１０１は、発熱抵抗体式空気流
量測定装置のボディ１０２，吸気ダクト１０３，スロッ
トルボディ１０４及び燃料が供給されるインジェクタ１
０５を備えたマニホールド１０６を経て、エンジンシリ
ンダ１０７に吸入される。一方、エンジンシリンダで発
生したガス１０８は排気マニホールド１０９を経て排出
される。

【００２１】発熱抵抗体式空気流量測定装置の回路モジ
ュール１１０から出力される空気流量信号，スロットル
角度センサ１１１から出力されるスロットルバルブ開度
信号，排気マニホールド１０９に設けられた酸素濃度計
１１２から出力される酸素濃度信号及びエンジン回転速
度計１１３から出力される回転速度信号を入力するコン
トロールユニット１１４はこれらの信号を演算して最適
な燃料噴射量とアイドルエアコントロールバルブ開度を
求め、その値を前記インジェクタ１０５及びアイドルエ
アコントロールバルブ１１５を制御する。

【００２２】最後に筆者測定による図１に示す本発明品
及び、図４に示す従来品の発熱抵抗体式空気流量測定装
置の出力ノイズ特性を図１２に示す。本発明品では従来
品に対して出力ノイズ特性を約３／４に低減することが
可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、副空気通路下流に後流
防止部材を持たせることにより副空気通路を通る空気の
流れがスムーズになり、安定な出力ノイズ特性を持つ取
扱い性に優れた発熱抵抗体式空気流量測定装置を提供す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であり後流防止部材をボディ
に備えた空気流量測定装置の横断面図。

【図２】図１の上流から見た正面図。

【図３】図１を下から見た正面図。

【図４】従来の空気流量測定装置の横断面図。

【図５】本発明の一実施例でスロットルボディに後流防
止部材を備えた空気流量測定装置の横断面図。

【図６】図５を下から見た正面図。

【図７】本発明の一実施例であり後流防止部材をボディ
に備えた空気流量測定装置の横断面図。

【図８】図７の下から見た断面図。

【図９】本発明の一実施例であり後流防止部材をボディ
に備えた空気流量測定装置の横断面図。

【図１０】本発明の一実施例で後流防止部材を吸気ダク
トに備えた空気流量測定装置の横断面図。

【図１１】本発明を用いた内燃機関の制御システムの説
明図。

【図１２】本発明品及び従来品の発熱抵抗体式空気流量
測定装置の出力ノイズ特性を示す特性図。

【図１３】本発明である突起の有り無しでの後流発生を
示した、課題を解決するための手段の説明図。

【符号の説明】

１…後流防止部材、２…副空気通路構成部材、３…ボデ
ィ、４…副空気通路 ５…主空気通路、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…貫通孔、１
２…整流格子、１６…コネクタ、１７…断面部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気を導入する主空気通路を構成するボデ
   ィとは別部材で構成されている前記主空気通路とほぼ平
   行な第一空気通路及び前記第一空気通路と連通し、前記
   主空気通路とほぼ垂直な第二空気通路からなる副空気通
   路内に検出体を有する空気流量測定装置において、前記
   副空気通路の配置部下流に設置され前記副空気通路に接
   する様にボディよりのびる突起を有することを特徴とす
   る空気流量測定装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記副空気通路の配置
   部下流に設けられた前記突起は前記副空気通路となめら
   かにつなぐ形状である発熱抵抗体式空気流量測定装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の前記突起
   を有し、前記突起が楕円を半分にした様な流線型の形状
   を持つ発熱抵抗体式空気流量測定装置。
4. 【請求項４】請求項１または請求項２に記載の前記突起
   を有し、前記主空気通路を構成する部材は内燃機関に用
   いられる吸気管の一部を用い、その吸気管に設けられた
   挿入穴に前記副空気通路を挿入して通路が構成される発
   熱抵抗体式空気流量測定装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の副空気通路出口開口面の
   下流から、少なくとも下流方向に延びる壁を有する発熱
   抵抗体式空気流量測定装置。
6. 【請求項６】請求項５で前記副空気通路出口開口面の下
   流より延びる壁は、壁の上流より緩やかな曲面を有する
   発熱抵抗体式空気流量測定装置。
7. 【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６に記載
   のいずれかの発熱抵抗体式空気流量測定装置を用いて内
   燃機関の制御を行う内燃機関制御システム。