JPH03242516A - 流量測定装置 - 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〉 本発明によ、例えるよ゛内燃機関の吸入空気量の測定等
に使用される流量測定装置に関し、特に、計測精度を向
上する技術に関する。

（従来の技術〉 内燃機関の吸入空気量の測定乙こ使用される流量測定装
置として、従来、第４図に示すようなものがある（実開
昭６１５０３２３号公報等参照）。

即ち、図において、吸気通路に介装されてセンサ部を構
成する発熱抵抗体としてのホットフィルム素子１と基準
抵抗２とが直列に接続される。又、ホットフィルム素子
１と同一雰囲気中に配設される温度補償抵抗３と固定抵
抗４．５とが直列に接続される。そして、この２つの直
列回路が並列に接続されて、ブリッジ回路が形成される
。このブリッジ回路のホントフィルム素子ｌ及び基準抵
抗２とが直列に接続されている側の分圧点ａの電位Ｕｓ
（基準抵抗２の端子電圧）と、温度補償抵抗３と固定抵
抗４．５とが直列に接続されている側の分圧点すの電位
Ｕｓ（固定抵抗５の端子電圧）とが差動増幅器６に入力
されるようになっており、この差動増幅器６とトランジ
スタ７．８によりフリンジ回路への供給電流が制御され
る。

従って、ブリッジ回路が平衡している状態において、例
えば吸入空気流量が増大すると、ホ７）フィルム素子１
がより冷却されてその抵抗値が減少し、ブリッジ回路が
非平衡となり、基準抵抗２の端子電圧Ｕｓが増大して、
差動増幅器６の出力が増大する。これにより、トランジ
スタ７．８によって制御されるブリッジ回路への供給電
流が増大し、ホットフィルム素子１が加熱されてその抵
抗値が増大してブリッジ回路の平衡状態が回復される。

ここで、吸入空気温度が低下すると、ホットフィルム素
子１が冷却されてその抵抗値が減少するが、ホットフィ
ルム素子１と同一雰囲気中にある温度補償抵抗３も同時
に冷却され、その抵抗値が減少するから、ブリッジ回路
へ供給される電流値が吸入空気温度の変化により変化す
るのが抑制される。

即ち、吸入空気流量とブリ、ジ回路への供給電流とが吸
入空気温度に無関係０こ対応することになり、例えば、
基準抵抗２の端子電圧Ｕｓを検出することにより吸入空
気流量が計測される。

向、上記ホットフィルム素子１は、例え番よ゛、所定の
面積部を有する絶縁部材としてのセラミンク管の外周面
に白金の薄膜層を被覆検出した円筒型の構造となってい
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上述のような従来の流量測定装置にあっては
、次のような問題点があった。

即ち、吸気通路の中心軸近傍の狭い範囲における吸気流
速をホットフィルム素子１の冷却度により測定して吸気
通路を流れる吸気流量を計測するようにしているため、
例えば、吸気通路内を流れる吸気流にこの上流側に配置
されたエアクリーナや吸気管の曲がり等を原因とする偏
流等が生しると、吸気通路内を流れる吸気の平均流速と
センサ部を配した部位の吸気流速とに差が生しる。

この結果、例えば、第５図（ａ）に示すようにセンサ部
９の上流側が直管である場合と、第５図（ｂ）に示すよ
うに曲がり管である場合とでは、夫々ＡＢで示した吸気
の流速分布が異なり、第６図に示すように、吸入空気流
量ＱとｆＬ量計の出力Ｕｓとの関係にずれを生じ、車種
毎に吸気通路を形成する吸気管のレイアウトが異なる場
合には、車種毎に屏合比を修正する修正係数マツプ等を
変化させて用意する必要があり、エンジンの制御システ
ムが複雑化する要因となっていた。

このような問題点を解決するため、従来では、絞り部や
整流格子、整流板を吸気通路に配設することが知られて
いるか、これらの部材は圧力損失（動圧減衰効果作用）
により、吸気の速度分布の偏りを平均化するものである
から、圧力損失を犠牲にした構成であった。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、圧
力損失を犠牲にすることなく、流体の偏流による影響を
防止するようにした流量測定装置を提供することを目的
とする。

＜課題を解決するための手段〉 このため、本発明の流量測定装置：よ、流体通路二を熱
体からなるセンサ部を備え、該流体通路を涜れる流体流
量を流体流速Ｇこ応ソて温度変化する発熱抵抗体の抵抗
変化に基づいて検出する流量計を備えｆ二流量測定装置
乙こａいて、前記センサ部を流体通路の略中心軸上に配
設し、該流体通路の前記センサ部上流位置の略中心軸上
に、流体通路の略中心軸に沿って延びる貫通穴を有しか
つ外周面が流線形状に形成された略円筒状の整流部材を
配設した構成とする。

〈作用〉 かかる構成において、流体通路を流れる流体は、整流部
材の貫通穴と該整流部材外周面と流体通路内周面との間
とを通ってセンサ部の位置する方向に流れる。

この場合、流体通路の中心軸に沿って流れる流体の軸方
向成分は、整流部材の貫通穴を通ってスムーズに流れ、
センサ部に至る。

一方、流体通路の内周部に沿って流れる通路周方向成分
は、整流部材外周面と流体通路内周面との間を通過する
。

ここで、例え（よ、流体の流速分布に偏りが生しると、
整流部材外周面と流体通路内周面との間の一部を通過す
る流体の流れが増加するが、この流体の流れは通路の中
央部に集中して流れるよう乙こなる。

即ち、上記のように通過する流体の流れが増加する結果
、圧力が高まる一方、他部では逆に通過する流体の流れ
が少なくなるため圧力が低くなる。

この結果、一部を通過する流体の流れが圧力の低い他部
の方に整流部材の流線形状に沿ってスムーズに流れ、他
部を流れる流体があるため、この流体の流れと合流して
、結果的に流体は通路の中央部に集中して流れるように
なり、流体の偏流が解消される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、内燃機関におけるエアクリーナ下流側
の吸気通路を構成する吸気管１０は、上流側が大径に、
下流側が小径に形成され、これら大径なる部分と小径な
る部分とは、略円錐体形状のテーパ部分により滑らかに
連接され、この連接部分にヘンチュリー通路部１１が形
成される。

かかる吸気管１０における小径部分の通路の中心軸上に
は、流量計における発熱抵抗体としてのホットフィルム
素子等からなるセンサ部１２が配設されている。

この流量計は、流体通路を流れる流体流量を流体流速に
応して温度変化するホットフィルム素子等の抵抗変化に
基づいて検出する構成であることは従来と同様である。

そして、前記吸気管１０内通路の前記センサ部１２上流
位置即ち、大径部分の通路の略中心軸上には、該通路の
略中心軸に沿って延びる貫通穴１３を有しかつ外周面が
流線形状に形成された略円筒状の整流部材１４が配設さ
れる。

ここで、第２図は第１図（ａ）のＱ　〜ａ　−ｂ　−ｃ
に対応した通路断面積の変化状態を示す図で、この図の
Ｏ−ａ　−ｂの如く通路断面積が変化するように、上記
整流部材１４外周面の流線形状が設定される。

かかる整流部材１４は、その外周面に夫々一端部が連結
され、かつ他端部が吸気管１０内周面に連結される取付
足１５であって、整流部材１４の中心軸を中心として周
方向に９０度の角度で離間する４本の取付足１５により
吸気管１０内に保持される。

尚、図中、１６は制御回路である。

上述のような整流部材を設けることにより、次のような
作用・効果が奏される。

即ち、吸気管１０を流れる吸気は、整流部材１４の貫通
穴１３と該整流部材１４外周面と吸気管１０内周面との
間とを通ってセンサ部１２の位置する方向に流れる。

この場合、吸気の吸気管１０内通路の中心軸に沿って流
れる成分、つまり吸気の通路軸方向成分は、整流部材１
４の貫通穴１３を通ってスムーズに流れ、センサ部に至
る。

一方、吸気の吸気管１０内通路の内周部に沿って流れる
成分、つまり吸気の通路周方向成分は、整流部材１４外
周面と吸気管１０内周面との間を通過する。

ここで、例えは、第３図に示すように吸気の流速分布Ｃ
に偏りが生５ると、同図と第１図（ｂ）のＤ部分を通過
する吸気流が増加するが、この吸気流は通路の中央部に
集中して流れるようになる。

即ち、上記り部分では通過する吸気流が増加する結果、
圧力が高まる一方、第３図及び第１図（ｂ）のＥ部分で
は逆に通過する吸気流が少なくなるため圧力が低くなる
。この結果、Ｄ部分では通過する吸気流が圧力の低いＥ
部分の方に整流部材１４の流線形状に沿ってスムーズに
流れ、Ｅ部分を流れる吸気があるため、この吸気流と合
流して、結果的に吸気は通路の中央部に集中して流れる
ようになると共に、ベンチュリ一部１１の作用によって
、吸気はより中央に集中してセンサ部１２に流れ、吸気
の偏流が解消される。

以上の結果、例えば、吸気通路内を流れる吸気流にこの
上流側に配置されたエアクリーナや吸気管の曲がり等を
原因とする偏流等が生してち、吸気通路内を流れる吸気
の平均流速とセンサ部１２を設けた部位の吸気流速とに
差が生しない。

この結果、例えば、センサ部１２の上流側が直管である
場合と、曲がり管である場合とで、吸入空気流量と流量
計の出力との関係にずれを生じなくなる。

従って、車種毎に吸気通路を形成する吸気管のレイアウ
トが異なった場合にあっても、車種毎に混合比を修正す
る修正係数マツプ等を変化させて用意する必要がなくな
り、エンジンの制御システムの簡略化が可能となる。

又、かかる構成の整流部材１４は、上記の説明から明ら
かなように圧力損失（動圧減衰効果作用）により、吸気
の速度分布の偏りを平均化するものではなく、圧力損失
を犠牲にすることがないという利点がある。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、流体通路を流れ
る流体流量を流体流速に応して温度変化する発熱抵抗体
の抵抗変化に基づいて検出する流量計を備えた流量測定
装置において、流体通路に、該通路の略中心軸に沿って
延びる貫通穴を有しかつ外周面が流線形状に形成された
略円筒状の整流部材を配設した構成としたから、圧力損
失を犠牲にする二三なく、吸気流の偏流等による、吸気
の平均流速と発熱抵抗を設けた部位の吸気流速とに差が
生じるのを効果的に防止でき、ひいてはエンジンの制御
システムの簡略化が可能となる有用性大なるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流量測定装置の一実施例を示す図
で、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は（ａ）中Ａ−Ａ矢視
断面図、第２図は断面積変化状態を示す図、第３図は同
上実施例の作用を説明する概略図、第４図は従来の流量
計の構成を示す回路図、第５図は従来の問題点を示す概
略図、第６図は従来の問題点を示す特性図である。 １０・・・吸気管　　１２・・・センサ部　　１３・・
・貫通穴　　１４・−・整流部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体通路に発熱体からなるセンサ部を備え、該流体通路
   を流れる流体流量を流体流速に応じて温度変化する発熱
   抵抗体の抵抗変化に基づいて検出する流量計を備えた流
   量測定装置において、前記センサ部を流体通路の略中心
   軸上に配設し、該流体通路の前記センサ部上流位置の略
   中心軸上に、流体通路の略中心軸に沿って延びる貫通穴
   を有しかつ外周面が流線形状に形成された略円筒状の整
   流部材を配設したことを特徴とする流量測定装置。