JPH02108920A - 内燃機関用空気流量計 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、副流路方式の熱線式空気流量計に係り、特に
、自動車用ガソリンエンジンの吸気流量センサとして好
適なエンジン制御装置に関する。

［従来の技術］ 各種の内燃機関のうち、特に自動車用のガソリンエンジ
ンにおいては、その回転速度及び出力の制御範囲が極め
て広く、その上、厳しい排ガス規制のもとにあり、従っ
て、どのような運転状態にあっても常に正確な空燃比制
御が要求される。

そこで、このため、近年、マイコン（マイクロコンピュ
ータ）を用い、エンジンの吸入空気流量などの各種の運
転状態を総合的に判断して空燃比や点火時期の制御をお
こなうようにしたマイコン制御方式のエンジン制御装置
が広く採用されるようになってきている。

ところで、近年、このようなエンジン制御のための吸気
流量センサとしては、いわゆる熱線式空気流量計が広く
用いられるようになっており、その例を特開昭５８−１
０９８１５号、特開昭５８−１０９８１６号の各公報に
みることができるが。

これらの従来例では、内燃機関の吸気通路が、主流路と
、この主流路内に突出して、それの空気流通方向とほぼ
平行した部分を有するように配置した所定の長さの副流
路とで形成し、この副流路中した、いわゆる副流路方式
となっているが、このとき、副流路の出口は主流路の拡
大部近傍、或いは、その直管部に開口されるようになっ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、センサ素子が配置されている副流路の
出口部分での空気流の安定性についての配慮がされてお
らず、エンジンの回転による空気流脈動と無関係な空気
流速の乱れが著しく、空気流量計測に影響が呪われ易い
という問題があった。

そこで、このような問題に対処するための１手段として
、吸気流通路にメツシュ部材やハニカム部材などからな
る整流部材を設け、空気流の安定化を図るという提案も
なされているが、この場合には、かなりのコストアップ
を見込まざるを得ない。

本発明の目的は、整流部材部などのコストアップの要因
となり易い部材を用いずに、充分な空気流の安定化が得
られ、常に正確な空気流量計測が可能な内燃機関用空気
流量計を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、副流路の出口近傍で、主流路中での空気流
が絞り込まれるように、主流路の形状を設定することに
より達成される。

［作用］ 副流路から流れ出た空気は、この副流路出口近傍で主流
路に合流するが、このとき、この副流路の近傍で主流路
が絞り込まれていると、ここで空気流が縮流となってい
るため、整流作用が現われ、この結果、副流路内でのセ
ンサ素子まわりでの空気流も安定化され、乱れのない検
出結果を得ることができる。

［実施例コ 以下、本発明による内燃機関用空気流量計について、図
示の実施例により詳細に説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例で、エンジンの
吸入負圧により、エアクリーナ（図示してない）から吸
入された空気は、スロットルボディ１の入口２ａにおい
てベルマウス状に縮流され。

その後、主流路２と副流路３に分流される。

副流路３の入口は筒状になっており、主流路２の中心軸
と副流路３の中心軸とは平行で、かつ偏心し配置されて
いる。

副流路３に流入した空気は、１ｏｎｏ以上の長さをもっ
た円筒部４を通過してホットワイヤエレメント部５に至
る。このホットワイヤエレメント部５では、通過する空
気の流速に応じてそこから熱量がうばわれるので、その
熱量を補充するために、ホットワイヤモジュール６から
電流が供給される。

この電流に比例した出力をホットワイヤモジュール６か
ら発生させることにより流速に応じた出力を得ることが
できる。そして、この出力に応じて所定値の燃料をエン
ジンに供給することにより、エンジンに最適な空燃比を
得ることができる。

主流路２は、スロットルボディ１の入口側で、副流路３
が配置されている上流部２ｂと、その出口側でスロット
ルバルブ７が配設されている下流側２ｃとで構成され、
その間をテーパ一部８で連結することにより、上流側２
ｂの内径よりも下流部２ｃでの内径の方が小さくなるよ
うに形成されている。そして、このときの断面積の変化
量は、上流側２ｂでの断面積が下流側２ｃでのそれの１
．１倍以上になるようにしである。

さて、上記したように、副流路３に流入し、ホットワイ
ヤジュール部５を通過した空気は、ベント部９で直角に
曲げられ、副流路出口部１０から主流路２内に吐出され
、主流路２内の空気と合流する。

一方、主流路２に流入した空気は上流部２ｂからテーパ
一部８を通り、下流部２ｃへと進むが、このときテーパ
一部８で縮流されることになり。

この結果、空気流に対する整流作用が呪われ、このテー
パ一部８では空気流の乱れが抑えられ、充分に安定した
空気流状態となる。

そこで、副流路３の出口部１０を、図示のように、主流
路２のテーパ一部８の近傍に位置するように構成してお
く。具体的にいえば、このとき。

第２図のＬで示す寸法を、少くとも主流路２の半径より
も小さくなるようにしておくのである。例えば、成る実
施例では１寸法りをスロットルバルブ７の半径の１．１
倍よりも小さくなるようにしである。

この結果、副流路３内の空気は、このテーパー部８の近
傍での、充分に安定化されている主流路２内の空気流中
に吐出されてゆくため、ホットワイヤモジュール部５の
近傍での空気流の乱れも充分に抑えられ安定化されてい
るので、空気流量の計測結果も充分に安定化され、高精
度での計測を容易に得ることができる。

なお、この実施例では、図から明らかなように、前記ベ
ンド部９から副流路出口１０に向う流れ方向と、スロッ
トルシャフト軸方向は垂直になっている。

次に、第３図ないし第１０図は、本発明の他の一実施例
を、より詳細に示したもので、主要な構成は第１図及び
第２図の実施例と同じであるが、さらに以下に説明する
ような特徴を有する。

スロットルボディ主流路２は、主として、第３図に示す
ように。

■入口部２ａにおいて流れがスムーズに縮流するように
、Ｒ又はベルマウス形状となっている。

■入口部２ａに段差２ｅが設けられ、ここに整流用のメ
ツシュ１２が固定されており、メツシュは動くことのな
いようにスナップリング１３で上から押えられている。

またメツシュ周囲はメツシュがバラバラになることのな
いよう、金属をかしめることにより固定されている。

（■副流路出口１０近傍で、テーパ一部８により急激に
径が絞られ、このテーパ一部８の途中にブローバイガス
の還流孔が開口している。

■入口部２ａからテーパ一部８までの主流路２径は変化
がない。

■絞られた後の主流路２内径は、スロットルバルブ７の
計量部下流まで径の変化はない。

■副流路出口１０近傍のテーパ一部８の下流でスロット
ルバルブ７の上流に、ＩＡＣｉ路入口路間口している。

■スロットルバルブ７の下流にＩＡＣ通路出口が開口し
ている。

次に、ブローバイガス還流通路は、 ■インマニ（インテークマニホールド）に開口している
ブローバイガス通路２０は、インマニとスロットルボデ
ィの接面を通過し、スロットルボディ主流路２と平行に
形成され、スロットルバルブ７上流部で直角に曲がり、
スロットルバルブ７上流部で主流路２と合流する（第５
図、第６図）。

■前記主流路２と平行なブローバイガス通路２０は、ダ
イカスト鋳物で形成され、加工していない。そのため通
路はテーパ状になっている。

■上記のブローバイガス通路２０と直角な通路２１はス
ロットルボディ外部から主流路に向かい加工されており
、外部との間はプラグ２２によりふさがれている（第７
図）。

■主流路壁面のブローバイ通路出口は、主流路上流から
見て他部材の影にならない部分に開口している。

■インマニとスロットルボディの接面は、ガスケットに
よりシールされ、ブローバイ通路と外気との通気を遮断
している。

ＩＡＣ通路は、 ■ＩＡＣ通路イ通路インマロ側開口部側は、スロットル
ボディ下面の溝３０に、下流側はインマニ上面で形成さ
れており、外部との間のシールは、スロットルボディと
テンマニの接面をシールするガスケットにより行われる
。

■ステッパモータタイプのＩＡＣバルブは主流路に対し
てほぼ垂直に、バルブが作動するようにスロットルボデ
ィに装着されている。

■ＩＡＣ通路のスロットルバルブ上流側入口孔と下流側
出口孔の間で、少くとも３ケ所の直角的り部がある。

■直角曲り部のうち少なくとも１カ所は加工上外部との
連通が不可避であり、この連通をプラグにより止めてい
る。

■ＩＡＣバルブはインマニこの負圧により開方向に力が
かかるように、ＩＡＣ通路が構成されている。

■ＩＡＣ通路の上流側入口断面は円形であり、下流側出
口断面は長方形である。

温水通路は。

■スロットルボディのボア部及びスロットル軸受部近傍
には、温水を導くための温水通路が形成されている。

■温水通路は、上流側がスロットルボディ下面にダイカ
ストにより形成された溝で、下流側はインマニ上面によ
り形づくられており、外部及び主流路へのフランジ接面
での洩れはＯリング付ガスケットによりシールしている
。

■前記温水通路溝は加工せずダイカスト鋳造のみにより
形成するために、ダイカスト抜きテーパがある。

■インマニ上面には温水出口と温水入口が開口しており
、温水出口から出た温水は前記温水通路溝を通過し温水
入口よりインマニに戻る。

スロットルバルブは、 ■スロットルバルブ７はＡＱ板材のプレス品であり、外
周の切削加工は行わない。

■スロットルシャフトのスラストガタは、スロットルシ
ャフトに設けた溝にスラストプレートを挿入し、スラス
トプレートを本体にネジ化めすることにより、前記溝と
スラストプレート板厚の差により決定される構造である
。

■スロットルバルブ７は全閉時に一定の洩れが生じるよ
うに孔７ａを有する（第８図）。

インマニとスロットルボディの固定は、■インマニには
３本のスタッドボルトが固定されており、ボディ側フラ
ンジの３個の孔にスタッドボルトを挿入し、ナツトで締
付けられる。

■インマニとスロットルボルトの間はＯリング付のプラ
スティックガスケットを介し締付けられている。

■ボディ側フランジの３つの孔位置は上からφ２０のボ
ックスレンチスペースが確保できる位置であり、なおか
つ面圧を均一にできるように配しである。

副流路構成は。

■主流路入口に設けられた前記メツシュ１２により１３
ｎｎ下流に副流路の入口が主流路と同軸に配され、主流
路の中心と副流路は２０　ｎｙｎ偏心している。

■副流路入口部はダイカストでＲ形状が形成されており
、このＲにつづいてφ１０の加工孔が主流路に平行に形
成されている。

■前記φ１０孔を有する円筒Ａに直交する円筒Ｂが主流
路をよぎりブリッジ状に設けられ。

２つの円筒は一体であり、両円筒の角部には主流路に平
行なリブ３ａが設けられ、ダイカスト湯滴れ及び強度を
改善しである。

■円筒Ｂの内容はφ１１であり９円筒Ａの内径と直交し
ている。

■円筒Ａはホットワイヤモジュール５の位置でふくらみ
を持ち、ホットワイヤ先端部をモールドで一体的にカバ
ーした。破損防止型ホットワイヤモジュールが収納でき
るようになっている。

■円筒部の途中に切り火きが設けられ、円筒Ｂの内径通
路と、主流路を連通させている切り欠き部所面は半月状
であり、角部にはＲがついている。

■円筒部の内径において１円筒Ａ側と反対側端には円筒
Ｂと同軸にストローク調整可能な調整ネジが設けられ、
該半円状出口部の流路抵抗を調整している。

■外部から調整ネジを挿入する孔には調整後プラグが圧
力され、市場における再調整を困難にしている。

スロットルボディ外形は、 ■スロットルボディ外周部に主流路に平行な平面がスロ
ットルボディと１体的に形成されホットワイヤモジュー
ルがネジにより装着されている（第９図、第１０図）。

これら第３図ないし第１０図で説明した実施例によれば
、主流路２の入口部にメツシュ１２が設けてあり、テー
パ一部８と、この近傍に副流路３の出口部１０を位置さ
せたことによる空気流の安定化に加え、メツシュ１２に
よる安定化をも期待できるから、主流路２の前に付加さ
れるエアクリーナなどの違いにより乱流が生じ易い場合
でも。

充分な空気流の安定化が可能で、高精度の空気流量計測
を得ることができる。

［発明の効果コ 本発明によりば、主流と副流の合流部の乱れを縮流によ
り減少することができ、ホットワイヤ式エアフロセンサ
などに適用して、計測出力の乱れを少なくすることがで
きる。このため、空気量を正確に安定して計測すること
ができ、エンジンの空燃比を正確に制御することができ
る。これにより、自動車のエンジン回転数の変動を低減
する効果を、安価な構造で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関用空気流量計の一実施例
を示す平面図、第２図は同じくその側断面図、第３図は
本発明の他の一実施例を示す側断面図、第４図は平面図
、第５図は内部通路の状態を示す分解図、第６図、第７
図は異なった方向からみた側面図、第８図はスロットル
バルブの説明図、第９図および第１０図は同じくホット
ワイヤモジュールの取付状態を示す側面図である６１・
・・・・・スロットルボディ、２・・・・・・主流路、
２゜・・・・・・入口、２．・・・・・・上流部、２゜
・・・・・・下流部、３・・・・・・副流路、４・・・
・・・円筒部、５・・・・・・ホットワイヤエレメント
部、６・・・・・・ホットワイヤモジュール、７・・・
・・・スロットルバルブ、８・・・・・・テーパ一部、
９・・・・・・ベント部、１ｏ・・・・・・出口部。 第３図 １２：メヅンユ Ｉ３：スナツアリンク゛ 第４図 Ｉ２；メ・・ｌンユ Ｉ３；スナ・ノアミルク１ 第５図 第６図 第８図 第７図 箪９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の吸気通路を、主流路と、この主流路内に
   突出して、それの空気流通方向とほぼ平行した部分を有
   するように配置した所定の長さの副流路とで形成し、こ
   の副流路中に吸気流量計測用のセンサ素子を配置する方
   式の内燃機関空気流量計において、上記主流路に流路断
   面積が減少方向に変化する部分を設け、この変化部分近
   傍に上記副流路の出口が位置するように構成したことを
   特徴とする内燃機関用空気流量計。 ２、請求項１の発明において、上記副流路の出口の配置
   位置が、上記主流路の断面積変化部分の減少側から、上
   記主流路半径以内になるように構成されていることを特
   徴とする内燃機関用空気流量計。 ３、請求項２の発明において、上記副流路の出口の配置
   位置が、上記主流路の断面積変化部分の減少側から上流
   方向であることを特徴とする内燃機関用空気流量計。 ４、請求項１の発明において、上記主流路の断面積変化
   部分の形状が円錐状をなし、かつ、その円錐の角度が１
   ０度以上であることを特徴とする内燃機関用空気流量計
   。 ５、請求項１の発明において、上記主流路の断面積変化
   部分の形状が、異なる内径を有する円筒のステップ状接
   合形状に構成されていることを特徴とする内燃機関用空
   気流量計。 ６、請求項４または請求項５の発明において、上記主流
   路の断面積変化部分の上流と下流での流路径差が１．１
   倍以上になるように構成されていることを特徴とする内
   燃機関用空気流量計。