JPS6165053A - 空気流量計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は自動車用内燃機関の吸入空気量測定のための空
気流量計に係り、特に熱線式空気流量計に関する。

〔発明の背景〕

空気通路にベンチュリを設け、このベンチュリの上流と
絞り部の差圧を利用して空気の流れの一部をバイパスし
、このバイパスを流れるバイパス流量から全体の流量を
求めるように構成したバイパス通路を備えた熱線式空気
流量計は、特開昭５７−１６２５９号などによって公知
である。このバイパス型熱線式空気流量計により脈動空
気流量を測定する場合には、熱線の応答遅れによって測
定値が真の平均空気流量より小さくなるという問題があ
つ　　゛たが、この誤差を補正するためにバイパス通路
の長さを主流通路におけるバイパス通路の分岐部と合流
部間の長さより長くすることが同一出願人による特願昭
５７−４７５１１号により提案されている。第２０図及
び第２１図にこの特願昭５７−１７５１１号によって提
案された熱線式空気流量計を示す、空気流量計１に流入
した空気は、バイパス通路分岐部２でバイパス通路３．
主流通ｉ！３４に分岐し１合流部５で合流して第２１図
上の下部に流量する。バイパス通路３における空気の流
速は、熱線プローブ６、温度プローブ７で測定され、こ
のバイパス通路３の空気流速信号と主流通路４を流れる
全体の空気流量との関係をあらかじめ検定しておいて、
バイパス通路３′の空気流速４１号より全体の空気流量
を求めるようになっている。従って測定精度を確保する
ためには空気流量が変化してもバイパス通路３と主流通
路４の空気流量の比は一定である必要がある６しかしな
がら、空気流量計１の壁が加熱されるとバイパス通路３
の空気流量は主流通路４の空気流量に比べて小さいため
、主流通路４の空気温度よりバイパス通路３の空気温度
が高くなり、バイパス通路３の空気は膨張して流動抵抗
が大となり、バイパス通路３の空気流量は主流通路４の
空気流量に比べて相対的に減少する。従って上述の構造
の熱線式空気流量計では空気流量計の壁が加熱あるいは
冷却されると空気流量計の測定蕃度が低下するという欠
点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、流量計に流入する空気の温度が変化して
も高い測定精度を維持できるバイパス型熱、標式空気流
量計を提供することにある６〔発明の概要〕 本発明は、空気流量計の主流通路をほぼ直角に横切る方
向に流量測定管を設け、この流量測定管に空気取入口と
空気出口を設けてバイパス通路を形成し、このバイパス
通路内に熱線式流速計を設けたものである。

上記の構成によると、流量計に流入する空気の温度が変
化しても高い測定精度が維持できる。

〔発明の実施例〕

以下本発明に係る空気流量計の一実施例を図面　　７を
参照して説明する。

第１図〜第７図に本発明の一実施例を示す。該図におい
て第２０図及び第２１図に示す従来例と同一または同等
部分は同一符号にて示す。第１図及び第２図に示す如く
空気流量計１の吸気路８の内径側に形成されたベンチュ
リ９の最狭部には、主流通路４の空気の流れ方向とほぼ
直角に流量測定管１０が挿入されており、この流量測定
管１０の前記吸気路９内の一端は前記ベンチュリ９の内
面の一部に形成された取付穴１１に嵌合されておす、他
端は鍔部１２を介してネジ１３により空気流量計１の外
壁に固設されている。前記流量測定管１０には空気取入
口となるバイパス通路分岐部２が主流通路４のほぼ管軸
部に設けられており、このバイパス通路分岐部２より２
回はぼ直角に屈曲して流量測定管１０内に形成されたバ
イパス通路３を通って空気出口となる合流部Ｓに連通し
ている。バイパス通路３内には熱線プローブ６及び温度
プローブ７が設けられている。第３図及び第４図はそれ
ぞれ第２図のＡ−Ａ及びＢ−Ｂ断面図でバイパス通路分
岐部２．バイパス通路３及び合流部５の位置関係を示し
ている。

上記の通り構成された本発明の一実旅における動作を以
下に説明する。

空気流量計１に流入した空気流の一部は、矢印で示すよ
うに分岐部２よりバイパス通路３に流入し、熱線プロー
ブ６及び温度プローブ７を通過して合流部５より流出し
、主流通路４の空気流と合流する。バイパス通路３を流
れる空気の流速は熱線プローブ６によって計測される。

このときバイパス通路と主流通路の空気流量の比はほぼ
一定であるので、あらかじめ主流通路４を流れる空気流
量とバイパス通路３に設けられた熱線プローブ６の信号
の関係を求めておいて、熱線プローブ６の信号より主流
通路４の空気流量を求めることができる。第１図及び第
２図に示す如くバイパス通路３を内部に形成した流ｉ測
定管１０は、主流通路４の空気流中におかれているので
、吸気管８が外部から加熱または冷却されても、流量測
定管１０の壁温は主流通路４の空気温度にほぼ等しい温
度となる。従ってバイパス通路３と主流通路４を流る空
気流量の比は、吸気管８の加熱の有無によらずほぼ一定
となり加熱により測定誤差を生ずることはない、空気温
度が２０℃、吸気管８の壁温が７０℃の場合の空気流量
の変化による測定、誤差の変化を実験により求めた結果
を第２図に示す。従来の空気流量計では吸気管８の壁が
加熱されると、特に低空気流量域ではバイパス通路３の
空気流の温度が上昇して膨張し、通気抵抗が増加してバ
イパス通路３の空気流量が相対的に減少する。その結果
バイパス通路３に設けた熟線プローブ６の信号は真の空
気流丹より５〜１０％低い値となる。

−六本実施例による空気流量計は、上述のようにバイパ
ス通路３の空気流の温度が上昇しないので誤差は殆んど
ない。第６図は従来例及び本実施例による空気流量計の
ｎ　１％プローブ６の信号のＳ／Ｎ比、すなわちシグナ
ルとノイズの比を実験によって求めた結果を示すグラフ
である０本実施例による空気流量計では、バイパス通路
３に流入する空気は主流通路４の中央部の乱れの比較的
少ない空気流が流入する。一方従来例による空気流量計
では、バイパス通路分岐部２が主流通路４の端部に設け
られているので、バイパス通路３に流入する空気は第１
９図に示す如く主流通路４の空気流のうち壁に近い乱れ
が比較的大きい空気流である。

その結果本実施例による空気流量計の信号の乱れは従来
例の約１７３となっている。即ち本実施例による空気流
量計は信号の乱れも少い特徴を有する。

さらに、本実施例による空気流量計の量産時の公差の低
減策として、吸気路８の一部を絞りベンチュリ形状とし
て、このベンチュリの最狭部の直径を高精度の機械加工
をし、さらに流量測定管１０をこのベンチュリ最狭部に
固設するようにした。その結果、バイパス通路３の分岐
部２と合流部５の間に、主流通路４の空気流によって付
加される圧力差のばらつきは低減する。さらに、この付
加圧力差によって生ずるバイパス通路３内空気流速のば
らつき低減には、バイパス通路３の一部の通路を狭めて
バイパス通路３の通気抵抗を集中させ、この集中部分を
高精度機械加工すれば良い。

さらに、熱線流速計の低速側は、自由対流の影響で０．
５ｍ／ｓ以下は測定精度が悪くなる。一方、空気流量計
１の主流通路４の通気抵抗はエンジンの全開性能の点か
ら小さい事が要求され、主流通路４の通路断面積は大き
くする必要がある。その結果、バイパス通路３の入口部
であるバイパス分岐部２の空気流速は低下し、熱線プロ
ーブ６の部分の空気流速は低下しがちである。従って、
バイパス通路３の空気流速のばらつき低減と、熱線プロ
ーブ部６の空気流速を高めるには、バイパス通路３のう
ち、プローブ装着通路１４の通路断面積をバイパス通路
の他の部分の通路１５，１６゜１７の通路断面積の８割
以下にすれば、機械による高精度加工の容δなプローブ
通路１４の通気抵抗によりバイパス空気流量を決定する
ことができ。

しかもｎ線プローブ６が装着される通路は、他のバイパ
ス通路中最狭になっているので、バイパス通路のうちの
最大空気流速とならしめることができる。

第７図は本発明の他の実施例を示す縦断面図で、第８図
、第９図はそれぞれ第７図のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ断面図であ
る。この実施例は円筒状の吸気路８流量測定管１０を挿
入して例を示したものである。

吸気路８に流量測定管１ｏを挿入することにより吸気路
８の空気通路断面精を減少し、空気流は加速される結果
、バイパス通路３出口の分流部５に負圧を発生する６か
つ、バイパス通路３人口の分岐部２には空気流量計１に
流入する空気流の動圧が作用する結果、バイパス通路３
内の空気流速は第１図、第２図に示す実施例の場合とほ
ぼ同程度になる。

第１０図は本発明の更に他の実施例を示す平面図、第１
１図は第１０図の縦断面図であり、第１２図、第１３図
はそれぞれ第１１図のＡ−Ａ。

Ｂ−Ｂ断面図である。該図において、バイパス通路分岐
部２からバイパス通路３に流入した空気流は気流の向き
を９０″′変えて、熱線プローブ６゜さらに温度プロー
ブ７を通り、合流部５より主流通路４へ流出する。この
構成では、熱線プローブ６の上流で空気流の向きが変え
られるので、空気流中に浮遊する塵埃は慣性効果により
分離され、バイパス通路３の底部１８に堆積し、直接熱
線プローブ６に衝突しないので熱線プローブ６へ塵埃が
付着し難く熱線プローブ６の表面への塵埃堆積による熱
線流速計の信号ドリフトを低減できる効果がある。

第１４図は第１図及び第２図に示す実施例による空気流
量計と燃料噴射弁を組み合わせた単点燃料噴射用のチャ
ンバ１９の構成を示す平面図であリ、第１５図は第１４
図の縦断面図である。流量測定管１０の下流に燃料噴射
弁２０．絞り弁２１を設けたもので、燃料噴射弁２０か
らの燃料の霧化促進のために、同−出ｍ人による＃願昭
５８−３５９７０などで提案されているように、圧Ｗ２
Ｎ子２２、ホーン２３及びリング２４を備えたものであ
るつ単点燃料噴射用チャンバ１９は第１５図に示す高さ
Ｈが装若上制限されるので、噴射弁は横向きとし、しか
も横向きでは噴射弁から噴出した燃料はチャンバ１９の
対向壁に衝突付着しやすいので、圧電紫子２２による振
動微粒化装置を付加しである。さらに付着した燃料を振
動微粒化させるリング２４と流量測定管１０の間の、第
１５図及び第１６図に示す寸法Ｔが大きい場合には、噴
射弁２０から噴射した燃料粒子の軌路は第１６図に砿縁
で示すように、空気流の作用により下方に押し流され、
微粒化用のリング２４に衝突せずにそのまま下方に流れ
る。−力筒１Ｓ図に示す寸法Ｔが小さい場合には、空気
流は流量測定管１０によりさえぎられるので、噴射弁８
から噴射された燃料は、リング２４に衝突し振！Ｉ！Ｉ
Ｉ微粒化される。

従って流量測定管１０とリング２４の間の寸法Ｔは小さ
く、すなわち流＃、測定管１０と微細化用リング２４は
近接して設ける必要がある。

〔発明の効果〕

上述のとおり、本発明によれば、熱線式空気流量計のバ
イパス通路を結成する管路を、主流通路の空気流中に設
けたものであるから、空気流量計壁が加熱または冷却さ
れたときも、バイパス通路と主流通路との空気温度をほ
ぼ等しくすることができ、それぞれの通路の空気流量の
比を一定に維持でき、熱線式空気流量計の測定精度を高
情度に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気流量計の一実施例を示す平面
図、第２図は第１図の縦断面図、第３図。 第４図はそれぞれ第２図のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ断面図、第５
図は本実施例と従来例による空気流量計壁を加熱したと
きの、空気流量と測定誤差の関係を示すグラフ、第６図
は本実施例と従来例による空気流量計の空気流量とＳ／
Ｎ比の関係を示すグラフ、第７図は本発明の他の実施例
を示す縦断面図、第８図、第９図はそれぞれ第７図のＡ
−Ａ、Ｂ−Ｂ断面図、第１０図は本発明の更に他の実施
例を示す平面図、第１１図は第１０図の縦断面図、第１
２図、第１３図はそれぞれ第１１図のＡ−Ａ。 Ｂ−Ｂ断面図、第１４図は第１図、第２図に示す本発明
の一実施例と燃料噴射弁を組み合せた状態を示す平面図
、第１５図は第１４図の縦断面図。 第１６図は第１５図に示すリング２４と流量測定管１０
の間の距離による噴射弁２０からの燃料のリング２４へ
の衝突状態を示す概略図、第１７図は従来の熱線式空気
流量計を示す平面図、第１８図は第１７図の縦断面図、
第１９図は第１８図のＡ−Ａ断面における空気流速分布
を示すグラフである。 １・・・空気流量計、２・・・バイパス通路分岐部、３
・・・バイパス通路、４・・・主流通路、５・・・合流
部、６・・・熱線プローブ、７・・・温度プローブ、８
・・・吸気路、９・・・ベンチュリ、１０・・・流量測
定管、１４・・・プロ来１図 宿２図 躬３図　　　　　怖４−図 も５図 ）気＊！ 千６図 空気流！（に＄／ｎ） 島１０図 も１１図 お１４図 亭１５図 ／Ｌ 翳１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主流通路と、内部に熱線式流速計を設けたバイパス
   通路とを有する空気流量計において、前記主流通路をほ
   ぼ直角に横切る方向に流量測定管を設け、該流量測定管
   に空気取入口および空気出口を設けてバイパス通路を形
   成し、該バイパス通路内に前記内線式流速計を設けたこ
   とを特徴とする空気流量計。 ２、前記空気取入口は前記主流通路のほぼ中心に設けら
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の空気
   流量計。