JPS5855715A - 空気流量計 - Google Patents
空気流量計Info
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- JPS5855715A JPS5855715A JP56153659A JP15365981A JPS5855715A JP S5855715 A JPS5855715 A JP S5855715A JP 56153659 A JP56153659 A JP 56153659A JP 15365981 A JP15365981 A JP 15365981A JP S5855715 A JPS5855715 A JP S5855715A
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 235000006732 Torreya nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 244000111306 Torreya nucifera Species 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車内燃機関の吸入空気流量計に係り、特に
、熱線式の空気流量計に関するものである。
、熱線式の空気流量計に関するものである。
内燃機関の吸入空気量を測定するには種々の方式が用い
られているが、その中で熱線式空気流量計は一般に応答
性が良好で空気の質量流量が測定できるので気圧補正を
必要としない等の理由で広く使用されている。この熱線
式空気流量計については特公昭４９−４８８９３号、特
開昭４７−１９２２７号等に記載されているが、空気流
量と信号との関係は非線型で、かつ、複雑な関数関係と
なっている。これらの信号から空気流量を求めるにはマ
イクロコンピュータを用いて複雑な演算を行う必要カア
リ、マイクロコンピュータの計算占有時間が、長くなる
という欠点をもっていた。。
られているが、その中で熱線式空気流量計は一般に応答
性が良好で空気の質量流量が測定できるので気圧補正を
必要としない等の理由で広く使用されている。この熱線
式空気流量計については特公昭４９−４８８９３号、特
開昭４７−１９２２７号等に記載されているが、空気流
量と信号との関係は非線型で、かつ、複雑な関数関係と
なっている。これらの信号から空気流量を求めるにはマ
イクロコンピュータを用いて複雑な演算を行う必要カア
リ、マイクロコンピュータの計算占有時間が、長くなる
という欠点をもっていた。。
本発明は内燃機関の運転状態・）・′・０何にかかわら
ず安定高精度な測定を自動的に可１１ヒにする空気流量
計を捉供することを目的とし、−ソの特徴とするところ
は、熱線式空気流量計と開閉弁とをバイパス空気路に設
置し、こめバイパス空気路の空気流速を熱線式空気流量
計で検出してその信号が常に一定値になるごとく開閉弁
でバイパス空気路の面積を制御するときに開閉弁に与え
られる信号を空気流量信号とすることにある。
ず安定高精度な測定を自動的に可１１ヒにする空気流量
計を捉供することを目的とし、−ソの特徴とするところ
は、熱線式空気流量計と開閉弁とをバイパス空気路に設
置し、こめバイパス空気路の空気流速を熱線式空気流量
計で検出してその信号が常に一定値になるごとく開閉弁
でバイパス空気路の面積を制御するときに開閉弁に与え
られる信号を空気流量信号とすることにある。
第１図は本発明の一実施例である空気流量計を備え泥給
気筒の平面図で、第２図は第１図のＡ−Ｂｆｆｒ面図で
ある。給気筒１はベンチュリ部４を形成した吸気路２を
有し、その下端を絞り弁室に接続している。第２図の矢
印方向に吸入された空気はベンチュリ部４を通るが、そ
の一部はバイパス空気路３を通過する。即ち、ベンチュ
リ部４の上流側に開口する空気分岐部５から吸入された
空気はベンチュリ部４に開口した空気流合流部６で生じ
た負圧によって吸引され、空気流合流部６から吸気路２
に流出する。
気筒の平面図で、第２図は第１図のＡ−Ｂｆｆｒ面図で
ある。給気筒１はベンチュリ部４を形成した吸気路２を
有し、その下端を絞り弁室に接続している。第２図の矢
印方向に吸入された空気はベンチュリ部４を通るが、そ
の一部はバイパス空気路３を通過する。即ち、ベンチュ
リ部４の上流側に開口する空気分岐部５から吸入された
空気はベンチュリ部４に開口した空気流合流部６で生じ
た負圧によって吸引され、空気流合流部６から吸気路２
に流出する。
バイパス空気路３内には流速測定用抵抗体７と温度補償
用抵抗体８を設置し、バイパス空気路３内の空気流速を
測定している。更にこのバイパス空気路３内にはオリフ
ィス１０と開弁時間比を変化させることができる開閉電
磁弁１２とバッキング１１が設けられ、バイパス空気路
３を流れる空気流速を増減するようになっている。即ち
、開閉電磁弁１２が作動して弁をバッキング１１から引
離した第２図の場合はバイパス空気路３には空気が流通
し、開閉電磁弁１２への電流を遮断した時はばねの力で
弁が上昇してバッキング１１に接触し、バイパス空気路
３を聞出する。なお、バイパス空気路３の側壁には制御
ユニット９が設置され。
用抵抗体８を設置し、バイパス空気路３内の空気流速を
測定している。更にこのバイパス空気路３内にはオリフ
ィス１０と開弁時間比を変化させることができる開閉電
磁弁１２とバッキング１１が設けられ、バイパス空気路
３を流れる空気流速を増減するようになっている。即ち
、開閉電磁弁１２が作動して弁をバッキング１１から引
離した第２図の場合はバイパス空気路３には空気が流通
し、開閉電磁弁１２への電流を遮断した時はばねの力で
弁が上昇してバッキング１１に接触し、バイパス空気路
３を聞出する。なお、バイパス空気路３の側壁には制御
ユニット９が設置され。
流速測定用抵抗体７と温度補償用抵抗体８へ加熱電流を
供給したり、これらより余生する信号を処理゛して流量
を求めることを行っている。
供給したり、これらより余生する信号を処理゛して流量
を求めることを行っている。
第３図は第２図の制御ユニットの回路図で、一点鎖線で
囲んだ部分が熱線式空気流量計の回路部であり、破線で
囲んだ部分が比例積分器２６である。即ち、熱線式空気
流量計の電圧信号と設定電圧との差の比例積分信号を得
、更にコンパレータ２・４でこの比例積分信号と三角波
発生回路２３よりの三角波を比較し、その比較信号でト
ランジスタ２５を動作させて開閉電磁弁１２を駆動する
ように構成されている。なお、１３はトランジスタ。
囲んだ部分が熱線式空気流量計の回路部であり、破線で
囲んだ部分が比例積分器２６である。即ち、熱線式空気
流量計の電圧信号と設定電圧との差の比例積分信号を得
、更にコンパレータ２・４でこの比例積分信号と三角波
発生回路２３よりの三角波を比較し、その比較信号でト
ランジスタ２５を動作させて開閉電磁弁１２を駆動する
ように構成されている。なお、１３はトランジスタ。
１４〜１８は固定抵抗、１９，２１．２２はオペアンプ
、２０はコンデンサ、２７はクロックパルス発生回路２
８からのパルスとコンパレータ２４よりの信号と°を比
較するコンパレータ、２９はパルスカウンタ、３０はエ
ンジン制御回路である。
、２０はコンデンサ、２７はクロックパルス発生回路２
８からのパルスとコンパレータ２４よりの信号と°を比
較するコンパレータ、２９はパルスカウンタ、３０はエ
ンジン制御回路である。
第４図は第３図の回路の動作波形を示す線図で、ゆるや
かな曲線３５は比例積分器２６の出力信号でロシ、鋸歯
状の信号３６は三角波発生回路２３の信号である。した
がって、コンパレータ２４の出力信号はオン時間比が異
なる矩形波３７となる。
かな曲線３５は比例積分器２６の出力信号でロシ、鋸歯
状の信号３６は三角波発生回路２３の信号である。した
がって、コンパレータ２４の出力信号はオン時間比が異
なる矩形波３７となる。
即ち、曲線３５が三角波を切る時間によって、コンパレ
ータ２４よりの信号幅は異ってくる。この信号は更にコ
ンパレータ２７においてクロックパルスと比較される。
ータ２４よりの信号幅は異ってくる。この信号は更にコ
ンパレータ２７においてクロックパルスと比較される。
このように開閉電磁弁１２が通電している時間比を熱線
式空気流量計の信号で制御することにより、バイパス空
気路３の空気流速を常に一定にすることができる。この
場合の吸気路２、バイノ（ス空気路３の空気流量は、夫
々次式で表わされる。
式空気流量計の信号で制御することにより、バイパス空
気路３の空気流速を常に一定にすることができる。この
場合の吸気路２、バイノ（ス空気路３の空気流量は、夫
々次式で表わされる。
Ｇ ａ ＝ Ａ Ｆｌｌ−−−−−・−（１）Ｂ ａ
＝ ａ Ｆ１］＝−・・（２）ここで、Ｇａは吸気路２
を通路する空気流量Ｂａはバイパス空気路３を通過する
空気流量 Ａは吸気路２の断面績 ａはバイパス空気路３の断面積 Δｐは空気流分岐部５と空気流合流部６間の圧力差 である。
＝ ａ Ｆ１］＝−・・（２）ここで、Ｇａは吸気路２
を通路する空気流量Ｂａはバイパス空気路３を通過する
空気流量 Ａは吸気路２の断面績 ａはバイパス空気路３の断面積 Δｐは空気流分岐部５と空気流合流部６間の圧力差 である。
（１）、（２）式より
Ｇａ＝−Ｂａ
ここで％ ＡＳ Ｂ ａが一定であり、開閉電磁弁１２
が開弁している時間をＴとすると。
が開弁している時間をＴとすると。
Ｔ
晶ち、開閉電磁弁１２が開弁している時間Ｔをクロック
パルス発生回路２ｓ、コンノ（レータ２７、パルスカウ
ンタ２９によって測定すれば、吸気路２を通過する空気
流量Ｑａを求めることができることを示している。
パルス発生回路２ｓ、コンノ（レータ２７、パルスカウ
ンタ２９によって測定すれば、吸気路２を通過する空気
流量Ｑａを求めることができることを示している。
第５図は第３図の制御ユニットの変形例を示す回路図で
るる。この場合は比例積分器２６の出力をＶ−ｆ変換器
３２と単安定マルチバイブレータ３３で一定オン時間の
パルスに変換し、トランジスタ２５によって開閉電磁弁
１２を駆動して）（イバス空気路３の空気流速を一定に
する。このようにして、単安定マルチバイブレータ３３
の出力、＜ルスをパルスカウンタ２９で測定し、吸気路
、２を通過する空気流量Ｇａを求める。この時の空気流
量Ｇａと周波数ｆとの関係は（４）式で表わされる。
るる。この場合は比例積分器２６の出力をＶ−ｆ変換器
３２と単安定マルチバイブレータ３３で一定オン時間の
パルスに変換し、トランジスタ２５によって開閉電磁弁
１２を駆動して）（イバス空気路３の空気流速を一定に
する。このようにして、単安定マルチバイブレータ３３
の出力、＜ルスをパルスカウンタ２９で測定し、吸気路
、２を通過する空気流量Ｇａを求める。この時の空気流
量Ｇａと周波数ｆとの関係は（４）式で表わされる。
Ｑ ａｅ＝ｔ、−・・・・・・・・・（４）本実施例の
空気流量計は、バイパス空気路の空気流速を熱線式空気
流量計で検出すると共に、その信号が常に一定値になる
ごとく開閉電磁弁でバイパス空気路の面積を制御する。
空気流量計は、バイパス空気路の空気流速を熱線式空気
流量計で検出すると共に、その信号が常に一定値になる
ごとく開閉電磁弁でバイパス空気路の面積を制御する。
このとき開閉電磁弁に与えられる信号を空気流量信号と
することによって、高精度に空気流量を測定できるとい
う効果が得られる。
することによって、高精度に空気流量を測定できるとい
う効果が得られる。
第１図、第２図のシステムではバイパス空気路３の容量
が小さいので、開閉電磁弁１２の駆動周期が長いと第３
図、第５図の閉ループ駆動回路がハンチング現象を起し
易い。これを避けるためには比例積分器２６の積分時定
数を大きくする必要がある。しかし、このようにすると
ハンチングは回避されるが流量変化時の応答性が悪化す
る。したがって、開閉電磁弁１２の駆動周期は可能な限
り小さくする必要がある。
が小さいので、開閉電磁弁１２の駆動周期が長いと第３
図、第５図の閉ループ駆動回路がハンチング現象を起し
易い。これを避けるためには比例積分器２６の積分時定
数を大きくする必要がある。しかし、このようにすると
ハンチングは回避されるが流量変化時の応答性が悪化す
る。したがって、開閉電磁弁１２の駆動周期は可能な限
り小さくする必要がある。
この駆動周期を小さくする方法としては開閉電磁弁とし
て電歪素子を使用する方法があるが、通常の電歪素子で
は変位が十分でないので、圧電素子を積み重ねた積層型
圧電素子を用いるのが適当である。これを次に示す。
て電歪素子を使用する方法があるが、通常の電歪素子で
は変位が十分でないので、圧電素子を積み重ねた積層型
圧電素子を用いるのが適当である。これを次に示す。
第６図は本発明の他の実施例１′ある空気流量計を備え
た給気筒の平面図で、第７図は第６図のＣ−Ｄ断面図で
ある。この場４（、Ｊバイパス空気路３のバッキング１
１に対向して積層型圧電体弁３４を用いている。このよ
うにすれば駆動周期を減少させることができると共に弁
の変位を大きくすることができ、バイパス空気路３を通
る空気流量を一定にすることが更に容易となる。
た給気筒の平面図で、第７図は第６図のＣ−Ｄ断面図で
ある。この場４（、Ｊバイパス空気路３のバッキング１
１に対向して積層型圧電体弁３４を用いている。このよ
うにすれば駆動周期を減少させることができると共に弁
の変位を大きくすることができ、バイパス空気路３を通
る空気流量を一定にすることが更に容易となる。
第８図は第７図の変形例であるバイパス空気路の流量調
節装置を示す断面図である。この場合はパイでくス空気
路３の出、口にバッキング１１を設け：１ ないで、積層型圧電体弁３４の先端部をバイパス空気路
３内に密に挿入できるスルース弁型に構成しである。
節装置を示す断面図である。この場合はパイでくス空気
路３の出、口にバッキング１１を設け：１ ないで、積層型圧電体弁３４の先端部をバイパス空気路
３内に密に挿入できるスルース弁型に構成しである。
本実施例の空気流量計は、バッキングを除いて積層型圧
電体弁の頭部をバイパス空気路３に嵌合できるようにす
ることによって、更に構造が簡単となるという効果が得
られる。
電体弁の頭部をバイパス空気路３に嵌合できるようにす
ることによって、更に構造が簡単となるという効果が得
られる。
本発明の空気流量計は、給気筒の吸気量を自動的に高精
度に測定し、それに適合した燃料供給を行って安定した
運転を行わせることができるという効果をもっている。
度に測定し、それに適合した燃料供給を行って安定した
運転を行わせることができるという効果をもっている。
第１図は本発明の一実施例である空気流量計を備えた給
気時の平面図、第２図は第１図のＡ−Ｂ断面図、第３図
は第２図の制御ユニットの回路図、第４図は第３図の回
路の動作波形を示す線Ｍ、第５図は第３図の制御ユニッ
トの変形例を示す回路図、第６図は本発明の他の実施例
である空気流量計を備えた給気筒の平面図、第７図は第
６図のＣ−Ｄ断面図、第８図は第７図の変形例であるバ
イパス空気路の流量調節装置を示す断面図である。 １・・・給気筒、２・・・吸気路、３・・・バイパス空
気路。 ４・・・ベンチュリ部、５・・・空気流分岐部、６・・
・空気流合流部、７・・・流速測定用抵抗体、８・・・
温度補償用抵抗体、９・・・制御ユニット、１０・・・
オリフィス、１１・・・バッキング、１２・・・開閉電
磁弁、１３．２５・・・トランジスタ、１４〜１８・・
・抵抗、１９，２１゜２２・・・オペアンプ、２０・・
・コンデンサ、２３・・・三角波発生回路、２４，２７
・・・コンパレータ、２６・・・比例積分器、２８・・
・クロックパルス発生回路、２９・・・パルスカウンタ
、３０・・・エンジン制御回路、３１・・・熱線式空気
流量計、３２・・・Ｖ−ｆ変換器、３３・・・単安定マ
ルチバイブレータ、３４・・・ＭＮｍ圧電体弁。 ″パケハし 算 １ 固 Ｓ 第２１２］ 茅３図 輩４図 茅Ｓ腑 第６０ 穿′７閾 茅δ 口 Ｊ４ 第１頁の続き ０発 明 者 大山宜茂 日立市幸町３丁目１番１号株式 ％式％
気時の平面図、第２図は第１図のＡ−Ｂ断面図、第３図
は第２図の制御ユニットの回路図、第４図は第３図の回
路の動作波形を示す線Ｍ、第５図は第３図の制御ユニッ
トの変形例を示す回路図、第６図は本発明の他の実施例
である空気流量計を備えた給気筒の平面図、第７図は第
６図のＣ−Ｄ断面図、第８図は第７図の変形例であるバ
イパス空気路の流量調節装置を示す断面図である。 １・・・給気筒、２・・・吸気路、３・・・バイパス空
気路。 ４・・・ベンチュリ部、５・・・空気流分岐部、６・・
・空気流合流部、７・・・流速測定用抵抗体、８・・・
温度補償用抵抗体、９・・・制御ユニット、１０・・・
オリフィス、１１・・・バッキング、１２・・・開閉電
磁弁、１３．２５・・・トランジスタ、１４〜１８・・
・抵抗、１９，２１゜２２・・・オペアンプ、２０・・
・コンデンサ、２３・・・三角波発生回路、２４，２７
・・・コンパレータ、２６・・・比例積分器、２８・・
・クロックパルス発生回路、２９・・・パルスカウンタ
、３０・・・エンジン制御回路、３１・・・熱線式空気
流量計、３２・・・Ｖ−ｆ変換器、３３・・・単安定マ
ルチバイブレータ、３４・・・ＭＮｍ圧電体弁。 ″パケハし 算 １ 固 Ｓ 第２１２］ 茅３図 輩４図 茅Ｓ腑 第６０ 穿′７閾 茅δ 口 Ｊ４ 第１頁の続き ０発 明 者 大山宜茂 日立市幸町３丁目１番１号株式 ％式％
Claims (1)
- １、熱線式空気流量計と開閉弁とをバイパス空気路に設
置し、このバイパス空気路の空気流速を上記熱線式空気
流量計で検出してその信号が常に一定値になるごとく上
記開閉弁で上記バイパス空気路の面積を制御するときに
上記開＠弁に与えられる信号を空気流量信号とすること
を特′徴とする空気流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56153659A JPS5855715A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 空気流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56153659A JPS5855715A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 空気流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855715A true JPS5855715A (ja) | 1983-04-02 |
Family
ID=15567366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56153659A Pending JPS5855715A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 空気流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5855715A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190372U (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-12 | ||
| JPH03252529A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-11 | Hitachi Ltd | 熱式空気流量計及び該流量計を備えた内燃機関 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP56153659A patent/JPS5855715A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6190372U (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-12 | ||
| JPH03252529A (ja) * | 1990-03-02 | 1991-11-11 | Hitachi Ltd | 熱式空気流量計及び該流量計を備えた内燃機関 |
| US5231871A (en) * | 1990-03-02 | 1993-08-03 | Hitachi, Ltd. | Hot-electrical-resistance type gas flow meter and internal combustion engine with hot-electrical-resistance type gas flow meter |
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