JPH03291528A - 熱線式空気流量計 - 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、バイパス方式の熱線式空気流量計にお係り、
特に自動車用エンジンの吸気流量計測に好適な熱線式空
気流量計に関する。

〔従来の技術〕

自動車用エンジンの吸気流量計としては、従来からバイ
パス方式の熱線式空気流量計が知られており、その例を
特開昭５８−１９５１０号、特開昭５８−１３５９１７
号、特開昭５９−６５２］７号、特開昭５８−１２８４
１２号、それに特開昭６０−１８５１１８号の各公報、
及び実公昭６３−３８３７８号公報等に見ることが出来
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このようなバイパス方式の熱線式空気流量計
のうち、バイパス通路の出口を、この通路の最下部（ダ
ウンドラフト方式の場合）に、流量計部材とスロットル
ボディ部材、またはこれらの部材間に挾み込まれるガス
ケット等を加えて、少なくとも２部材の組み合わせで形
成されたものがあるが、このような従来技術では、組立
時での精度保持の点で問題があり、流量検出精度にバラ
ツキを生じ易い。

他方、上記したバイパス通路を、その出口も含めて流量
計部材だけで構成するようにした従来技術では、精度保
持の点では特に問題は無いものの、この出口をバイパス
通路の最下部に形成出来ないため、バイパス通路内に水
が溜り易く、これによる検出精度低下の問題があった。

また、近年、構成の簡略化のため、流量計部材とスロッ
トルボディ部材の一体化や、小型化のため、長さ方向や
径方向寸法の縮小化に対する要求が強いが、このような
場合、従来技術では、スロットルバルブによる乱流の影
響による検出精度の低下や、吸気抵抗増大の点に配慮が
されておらず、特性の良い吸気流量計の提供が困難であ
るという問題があった。

本発明の目的は、組立精度や水溜りによる検出精度の低
下の虞れがなく、且つ、充分な小型化が得られるように
した熱線式空気流量計の提供にある。

〔課題を達成するための手段〕

上記目的を達成するため、バイパス通路の出口を、主空
気通路内での空気流通方向の上流側と下流側に位置する
少なくとも２個にしたものである。

また、上記目的を達成するため、バイパス通路に折返し
通路部を設け、バイパス通路の上記主空気通路内での空
気流入口と空気流出口間の寸法が、該バイパス通路の上
記主空気通路内での空気流通方向に沿った最大長寸法よ
りも小さくなるようにしたものである。

さらに、上記目的を達成するため、バイパス通路の空気
流入口を、上記バイパス通路の上流端から上記主空気通
路内に突出した管状部材にしたものである。

〔作用〕

バイパス通路の出口を、主空気通路内での空気流通方向
の上流側と下流側に位置する少なくとも２個にしたこと
により、上流側の出口によりスロットルバルブの影響を
受けることなく流量検出できるようにすると共に、下流
側の出口が水の排出口として働くようにできるので、精
度良く流量を検出することができる。

また、バイパス通路に折返し通路部を設けることにより
、長さ方向の寸法を縮小しても、バイパス通路の出口を
スロットルバルブから充分に離れた位置に設置できるの
で、乱流による検出精度の低下を充分に抑えることがで
きる。

さらに、バイパス通路の空気流入口を、上記バイパス通
路の上流端から主空気通路内に突出した管状部材にした
ことにより、主空気通路内での空気流に対する抵抗をあ
まり増加させないで、主空気通路の径を減少させること
ができ、且つ、オフセットがなくなるので、容易に小型
化できる。

〔実施例〕

以下、本発明による熱線式空気流量計について、図示の
実施例により詳細に説明る。

第１図は、本発明を５ＰＩ（シングルポイントインジェ
クション）方式のシステムに適用した場合の一実施例で
、１は燃料噴射弁、２は流量計測ユニット、２ａは熱線
と冷線の対からなる流量検出素子、３は上部部材（主空
気通路を形成する部材）、４はバイパス通路、４ａは主
出口、４ｂは補助出口、４Ｃは入口、５は主空気通路、
６は絞り弁（スロットルバルブ）、７はＩ　ＳＯ（アイ
ドルスピードコントロール）制御弁、７ａはＩＳＯ空気
入口、８は絞り弁本体（スロットルボディ）、９はガス
ケットである。

図示してない空気フィルタを介して主空気通路５から取
り込まれた空気は、絞り弁６により流量制御されてエン
ジンに供給されるが、このとき、この主空気通路５内を
通過する空気流の一部は、所定の割合で入口４Ｃからバ
イパス通路４内に流入し、主出口４ａを通って主空気通
路５に合流する。

バイパス通路４には流量検出素子２ａがあるので、これ
により流量が検出され、流量計測ユニット２から吸気流
量信号が出力されることになり、この信号が図示してな
い制御装置に入力され、エンジンの燃料供給量が計算さ
れる。そして、この計算結果により燃料噴射弁ｌが制御
され、燃料供給量制御が行われることになる。

そして、この実施例では、ＩＳＯ制御弁７を通ってエン
ジンに供給される空気の入ロアａは、燃料噴射弁１の噴
射口よりも上流側に開口しており、これにより、ＩＳＣ
制御弁７を通ってエンジンに供給される空気に燃料が流
入しないようにしである。また、このとき、この人ロア
ａは、バイパス通路４の主出口４ａの開口位置よりも下
流側に位置し、これにより、ＩＳＯ制御弁７を通ってエ
ンジンに供給される空気の流量も計測できるようになっ
ている。

ところで、この実施例では、第１図から明らかなように
、バイパス通路４には、主出口４ａだけではなくて、そ
のほかに補助出口４ｂも設けである。

第２図は、バイパス通路４の展開図で、まず、主出口４
ａは、上部部材３に形成した開口部で作られ、他方、補
助出口４ｂは、絞り弁本体８の、上部部材３との結合面
に設けた切欠き部により形成されるようになっている。

勿論、これに対応して、ガスケット９にも切欠き部が設
けである。

従って、この実施例によれば、主出口４ａの位置や形状
の精度が上部部材３の加工精度にだけ依存するので、容
易に高精度を得ることができる上、補助出口４ｂがバイ
パス通路４の最下流部に設けられているため、たとえバ
イパス通路４内に水が流入したとしても、この水は補助
出口４ｂから直ちに排出されてしまうので、水溜り発生
の虞れはなく、常に安定した空気流量計測を容易に得る
ことができる。

ところで、この場合、上記した効果を充分に得るために
は、バイパス通路４を通る空気流量のほとんどが、主出
口４ａを通る空気流量に充分に依存するようにする必要
がある。そうしないと、補助出口４ｂの位置精度による
影響を受けてしまうからである。

ここで、第３図はバイパス通路４の入口位置から下流に
向かう位置と、出口部との圧力差を示したもので、この
図から明らかなように、途中にある主出口４ａでの圧力
Ｐ、に比して、バイパス通路４の最下流端にある補助出
口４ｂでの圧力Ｐ。

の方がかなり小さい。つまり　Ｐ、＞Ｐ、になっている
。

従って、この実施例では、補助出口４ｂを通ってバイパ
ス通路４から主空気通路５に戻る空気流量は、主出口４
ａから流出する空気流量に比して充分に少なく抑えられ
ることになり、上記した効果を確実に得ることができる
のである。

なお、この補助出口４ｂは、上記したように、バイパス
通路４内に流入した水が排出するのに充分な開口面積を
有すれば良いので、かなり小さな面積のもので済み、主
出口４ａの開口面積よりも充分に小さくすることができ
るか、この点でも、この補助出口４ｂを設けたことによ
る悪影響は、充分に少なく抑えることができる。

第４図はバイパス通路４内に水が溜ったときの、水の量
と計測変化を示したもので、この図から明らかなように
、水の量が多くなると誤差が増し、甚だしいときには計
測不能になることが判る。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第５図乃至第８図はそれぞれ第２図のＡ−Ａｌｌによる
断面図で、まず、第５図の実施例は、補助出口４ｂを、
上部部材３の絞り弁本体８との結合面に設けた切欠き部
により形成するようにしたものであり、従って、この実
施例によれば、バイパス通路全体が上部部材３だけで形
成でき、構成が簡単でローコストにできる。

第６図は第１図及び第２図の実施例の場合で、この実施
例によれば、補助出口４ｂがバイパス通路４の最下端に
位置するので、水抜き効果が大であるという特徴がある
。

第７図はガスケット９の厚さがかなり有る場合に適した
実施例で、ガスケット９の一部を切り欠いただけで補助
出口４ｂが形成されるようにしたものであり、従って、
この実施例も構成が簡単でローコストにできる。

第８図の実施例は、補助出口４ｂの形状を、バイパス通
路４内に溜ろうとした水が流出し易いようにしたもので
、このため主空気通路５内に向かって傾斜を付けたもの
であり、従って、この実施例によれば、簡単な形状加工
だけで排水特性を大幅に改善することができる。

次に、本発明のさらに別の、小型化に適した実施例につ
いて説明する。

まず、第９図は、上部部材３と絞り弁本体８の双方の主
空気流通方向（以下、軸方向という）の寸法が充分に小
さくでき、これによりスロットルボディ一体型の熱線式
空気流量計の小型化が充分に得られるようにしたもので
、図において、４ｄはバイパス通路の折返し通路部、そ
して１０は絞り弁の回動軸、さらに１１はエアフローチ
ャンバであり、その他の部材は第１図の実施例と同じで
ある。すなわち、２は流量計測ユニット、２ａは熱線と
冷線の対からなる流量検出素子、４はバイパス通路、４
ａは主出口、４Ｃは入口、５は主空気通路、６は絞り弁
、９はガスケットである。

この第９図から明らかなように、この実施例では、バイ
パス通路４が、入口４Ｃに続く直線部分から直ちに主出
口４ａを通って主空気通路５に戻るように構成されてい
るのではなくて、軸方向と反対に向かう折返し通路部４
ｄを介し、て、−旦、反対方向に進んでから主出口４ａ
に到り、流量検出素子２ａの位置からさらに寸法りのオ
フセットをもって主空気通路５に戻るように構成されて
いる点である。

この結果、この実施例によれば、上部部材３と絞り弁本
体８の軸方向の寸法を縮小しても、絞り弁６の回動軸１
０と主出口４ａとの間の寸法Ｑとして充分な値を持たせ
ることができる。

第１０図は、寸法Ｑと空気流量計測誤差ΔＱａとの関係
を示す特性図で、この第１０図から明らかなように、従
来技術では、上部部材３と絞り弁本体８の軸方向の寸法
を縮小しようとすると、この寸法０が不足し、充分な計
測精度を与えることができず、このため、従来技術では
、小型化が困難であったが、この第９図の実施例によれ
ば、折返し通路部４ｄが設けられているため、上部部材
３と絞り弁本体８の軸方向の寸法をかなり小さくしても
、必要な寸法Ωが充分に確保でき、従って、小型で高精
度の熱線式空気流量計が容易に得られるのである。

第１１図と第１２図は、バイパス通路の円周方向展開図
で、まず、第１１図の実施例は、主出口４ａを１個設け
た、いわば簡易型とでもいうべきものであるが、通路形
成が容易な上、バイパス通路長が短くて済み、この結果
、エアフローチャンバ１１からバイパス空気への伝熱量
が少なく抑えられるので、吸気温度とエアフローチャン
バ１１との温度差が大きくなった場合でも、計測精度の
低下が少なく、高精度が得られるという利点がある。

次に、第１２図の実施例は、主出口４ａ複数個、例えば
２個設けたもので、主空気通路５内の空気流に乱れがあ
っても、その影響をあまり受けないので、エンジンの吸
気脈動が多い場合でも充分な精度保持が可能であるとい
う利点がある。

ところで、バイパス通路全体のレイアウトとしては、第
９図の実施例のように、検出素子２ａが設けられている
直管部分の反対側に折返し通路部４ｄと主出口４ａを設
けるようにしたものの外にも、絞り弁口動軸１０などの
障害物の存在を意識した実施例も可能であり、以下、こ
のようにした実施例について説明する。

第１３図、第１４図、それに第１５図は、主空気通路５
の横断面図で、これらの実施例は、いずれもバイパス通
路全体を絞り弁の回動軸１０の一方の側に設けたもので
、単純な構成としては、第１３図の実施例のようになる
６ しかして、いずれの場合でも、エンジンの吸気脈動の影
響をなるべく受けないような位置に、主出口４ａを設け
るように配慮しなければならないが、このためには、バ
イパス通路全体の容積の増加が有効なので、第１３図の
実施例では、このような容積増大要求が満たせない場合
には、第１４図、第１５図の実施例のようにしてバイパ
ス通路を長くするようにしてやればよい。ここで、第１
４図の実施例は、主出口４ａが２個の場合で、第１５図
は１個の場合であるが、この第１５図の実施例では、流
量計測ユニット２が主空気通路５の中心に近接して設け
られているので、外形寸法がちいさくなり、さらに小型
化が可能になるという利点がある。

次に、本発明のさらに別の実施例について、第１６図に
より説明する。

この実施例は、第１６図から明らかなように、バイパス
通路４の入口をパイプ４Ａで構成したもので、その他、
流量計測ユニット２、上部部材３、主空気通路５などは
、既に説明した実施例の場合と同じである。

この実施例によれば、主空気通路５内に突出する部材が
パイプ４Ａだけになるので、バイパス通路４を設置した
ことによる主空気通路５の有効断面積の減少の度合いが
少なくて済み、結果として上８ＩＸｓ材３の外径寸法が
抑えられ、小型化が得られることになる。

また、このパイプ４Ａの先端形状も、第１６図のような
直角切断形状に限らず、第１７図、第１８図の実施例の
ように、斜め切断形状にし、且つ、その斜め切断方向を
上流方向にしたパイプ４Ｂとしたり、横方向にしたパイ
プ４Ｃにしたりすることができ、さらには、これらのパ
イプの先端位置Ｑ＋　　を選んだりすることができ、こ
れにより、第１９図、第２０図に示すように、バイパス
通路入口での圧力差Δｐや、主空気流速とバイパス空気
流速との比率を調整する二とができ、流量測定範囲の変
更などに柔軟に対応することができる。

なお、これらのパイプ４Ａなどについては、これらを別
体として上部部材３のバイパス通路４に挿入して取付け
るようにしてもよく、あるいはダイカストなどにより一
体構成にしてもよい。ここで、一体構成にすれば、組立
誤差を無くすことができるので精度の向上が図れる上、
原価低減も図れることになる。

また、これらパイプ４Ａ、４Ｂ、４Ｃを用いた実施例と
第１図乃至第１５図で説明した実施例とを組み合わせて
実施してもよい。

次に、第２１図、第２２図は、スロットルボディ一体型
として構成した本発明のさらに別の一実施例で、例えば
第９図の実施例では、上部部材３と絞り弁本体８との組
み合わせ構成となっているのを、本体ボディ１２として
一体構成にしたものであり、さらに、この実施例では、
絞り弁口動軸１０に絞り弁開度センサ１３が設けである
ものである。

なお、流量計測ユニット２、バイパス通路４、主出口４
ａ、主空気通路５、パイプ５Ｂ、絞り弁６、ＩＳＯ制御
弁７、ＩＳＣ空気人ロアａなどは第１図乃至第１８図で
説明した実施例と同じであり、７ｂはＩＳＣ空気用のバ
イパス通路である。

ＩＳＣ制御弁７はアイドル回転速度など、絞り弁６によ
らないエンジン回転速度を制御するもので、絞り弁６を
迂回して設けられているＩＳＣ空気用のバイパス通路７
ｂの開度を制御するようになっている。

そして、この実施例では、このＩＳＣ空気用のバイパス
通路７ｂを介してエンジンに供給される吸気流量をも計
測しなければならないため、ＩＳＣ空気人ロアａは、図
示したように、絞り弁６の上流側で、且つ、バイパス通
路４の主出口４ａよりは下流側に設置する必要があるが
、このとき、さらに、ＩＳＯ空気流量を精度良く計測す
るためには、ＩＳＯ空気人ロアａと主出口４ａとの間に
適当な間隔を必要とする。

しかして、この実施例によれば、バイパス通路４に、図
には表われていないが、折返し通路部が設けてあり、且
つ、その入口にはパイプ４Ｂが設けであるので、高い流
量計測精度を保持しながら、充分に本体ボディ１２の軸
方向の長さを抑えることが出来、小型化を充分に図るこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、製品間でのバイパス通路寸法のバラツ
キが抑えられ、且つ、バイパス通路内への水溜りが避け
られるから、空気流量計測精度の良い高性能の熱線式空
気流量計を容易に提供することができる。

また、本発明によれば、空気流量検出素子の設置位置に
左右されることなく、バイパス通路の出口位置を任意に
選定できるので、絞り弁による計測精度の低下をもたら
すことなく充分に小型化が可能になり、この結果、エン
ジンのレイアウト設計に大きな自由度が得られるという
効果がある。

さらに、本発明によれば、主空気通路の入口や出口の中
心にオフセットを与える必要が無くなり、且つ、バイパ
ス通路による主空気通路の有効断面積の減少を最小限に
抑えることができるから、結果的に外観形状が小さくで
き、小型化を充分に図ることができる。

加えて、本発明によれば、同一ボディのままで任意にバ
イパス比率の変更が可能になり、この結果、計測範囲の
変更にもかかわらず、同一ボディの共用化が可能で、コ
スト低減を充分に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱線式空気流量計の一実施例を示
す断面図、第２図はバイパス通路の展開図、第３図及び
第４図は動作説明用の特性図、第５図、第６図、第７図
それに第８図は夫々補助出口の種々の実施例を示す断面
図、第９図は本発明の他の一実施例を示す断面図、第１
０図は動作説明用の特性図、第１１図と第１２図はバイ
パス通路の展開図、第１３図、第１４図それに第１５図
はバイパス通路の種々の実施例を示す断面図、第１６図
は本発明のさらに別の一実施例を示す断面図、第１７図
と第１８図はバイパス通路入口の夫々別の一実施例を示
す説明図、第１９図及び第２０図は動作説明用の特性図
、第２１図は本発明をスロットルボディ一体型として具
体化した一実施例を示す上面図、第２２図は同じく断面
図である。 ｌ・・・・・燃料噴射弁、２・・・・・流量計測ユニッ
ト、２ａ・・・・・・熱線と冷祿の対からなる流量検出
素子、３・・・・上部部材（主空気通路を形成する部材
）、４・・・・・・バイパス通路、４ａ・・・・・・主
出口、４ｂ・・・・・・補助出口、４Ｃ・・・・・・人
口、５・・・・・・主空気通路、６・・・・・・絞り弁
（スロットルバルブ）、７・・・・・・ｌ５Ｃ（アイド
ルスピードコントロール）制御弁、７ａ・・・・・・Ｉ
ＳＣ空気入口、８・・・・・・絞り弁本体（スロットル
ボディ）、９・・・・・・ガスケット。 第 図 ｊＩ２図 １：退粁Ｉ枡 ２：ｍｆま↑勾ｔ１上ニット 第３図 第４ 図 へ仏０スク１ル内の７ｖｒ−李ジ１Ｌ 第９図 声［亡し／くシへ°ヌ士ｐの距省良 彫ｌＪ図 第１６図 第１７図 珀１８図 第１９図 ）（４）−ｊ−坪メ友五 ＄２０ＦＡ メイン直ｆ百濡裳Ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絞り弁より上流側の主空気通路にバイパス通路を設
   け、このバイパス通路の直管部分に流量計測用のセンサ
   部を有するバイパス方式の熱線式空気流量計において、
   上記バイパス通路の空気流出口が、上記主空気通路内で
   の空気流通方向の上流側と下流側に位置する少なくとも
   ２個の空気流出口で構成されていることを特徴とする熱
   線式空気流量計。 ２、請求項１の発明において、上記バイパス通路の空気
   流出口のうち上記下流側に位置する空気流出口の位置が
   、上記バイパス通路の直管部分の最下流端と同じ位置に
   なるように構成されていることを特徴とする熱線式空気
   流量計。 ３、請求項２の発明において、上記主空気通路を形成す
   る部材がスロットルボディを形成している部材と別体に
   構成され、上記下流側に位置する空気流出口の少なくと
   も一部が、上記主空気通路を形成する部材と上記スロッ
   トルボディを形成している部材との組み合わせにより形
   成されていることを特徴とする熱線式空気流量計。 ４、請求項２の発明において、上記下流側に位置する空
   気流出口が、上記主空気通路内での空気流通方向の下流
   側に向かう傾斜部を備えていることを特徴とする熱線式
   空気流量計。 ５、絞り弁より上流側の主空気通路にバイパス通路を設
   け、このバイパス通路の直管部分に流量計測用のセンサ
   部を有するバイパス方式の熱線式空気流量計において、
   上記バイパス通路に折返し通路部を設け、バイパス通路
   の上記主空気通路内での空気流入口と空気流出口間の寸
   法が、該バイパス通路の上記主空気通路内での空気流通
   方向に沿った最大長寸法よりも小さくなるように構成し
   たことを特徴とする熱線式空気流量計。 ６、請求項５の発明において、上記バイパス通路の空気
   流入口が、上記バイパス通路の上流端から上記主空気通
   路内に突出した管状部材で構成されていることを特徴と
   する熱線式空気流量計。 ７、請求項５の発明において、上記バイパス通路の少な
   くとも空気流入口が、上記主空気通路内壁面から膨出し
   て空気流の上流方向に開口した管状に形成されているこ
   とを特徴とする熱線式空気流量計。 ８、請求項５の発明において、上記バイパス通路が、上
   記主空気通路の側壁に沿って該主空気通路内の空気流通
   方向とほぼ直角に延びる通路部を有し、この通路部内に
   上記流量計測用のセンサ部が位置するように構成したこ
   とを特徴とする熱線式空気流量計。 ９、絞り弁より上流側の主空気通路にバイパス通路を設
   け、このバイパス通路の直管部分に流量計測用のセンサ
   部を有するバイパス方式の熱線式空気流量計において、
   上記バイパス通路の空気流入口が、上記バイパス通路の
   上流端から上記主空気通路内に突出した管状部材で構成
   されていることを特徴とする熱線式空気流量計。 １０、請求項６及び９のいずれかの発明において、上記
   管状部材の端面が、直角切断状態と斜め切断状態の少な
   くとも一方であることを特徴とする熱線式空気流量計。 １１、請求項５及び９のいずれかの発明において、上記
   主空気通路を形成する部材がスロットルボディを形成し
   ている部材と一体に構成されていることを特徴とする熱
   線式空気流量計。