JPH05164585A - 空気流量計 - Google Patents
空気流量計Info
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- JPH05164585A JPH05164585A JP3336636A JP33663691A JPH05164585A JP H05164585 A JPH05164585 A JP H05164585A JP 3336636 A JP3336636 A JP 3336636A JP 33663691 A JP33663691 A JP 33663691A JP H05164585 A JPH05164585 A JP H05164585A
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
く、また空気流の変動が大きな場合にも、正確な流量測
定を行える空気流量計を提供する。 【構成】 ハウジング1の主通路2は、上流側流路絞り
部Bと、これよりも流路面積が広い下流側流路絞り部C
とを有する。ハウジング1の中央に配置される中央部材
4は、空気を取り入れる入口部8と、軸方向に均等な通
路径をもつ上流側バイパス通路7aと、上流側バイパス
通路径d1 よりも小径の通路径d2 をもつ下流側バイパ
ス通路7bと、下流側バイパス通路7bからの空気を主
通路2に放出する出口部17をもつ。主通路2を空気が
流れるとき、出口部17に生じる圧力(負圧)と入口部
8に生じる圧力との圧力差に応じてバイパス通路7を通
る空気の流れが発生する。この入口部8の上流側で発生
する空気の流れの流速変動は、上流側バイパス通路7a
で低減され、さらに下流側バイパス通路7bで大幅に低
減される。
Description
パス通路を有する空気流量計に関し、特に内燃機関の吸
入空気量を検出するのに好適であり、また流量測定セン
サとして電気的発熱抵抗体を用いる熱式空気流量計に好
適なものである。
ば特開昭54−134223号公報に示されるように、
内燃機関の吸入空気量に応じて放熱量が変化する特性を
利用した流量計が知られている。このものは、吸入空気
を流す空気通路に発熱抵抗体を設け、空気流速と発熱体
の伝熱量の関係から決まる空気流速に応じた電気信号よ
り吸入空気量を検知する。
は、実開昭54−143904号公報に示されるよう
に、内燃機関の吸気通路に設けられるバイパス通路に絞
り部を形成し、この絞り部に流量測定用の発熱抵抗体を
設けたものが開示されている。この絞り部がどのような
形状であるか、あるいはこの絞り部によってどのような
作用効果があるかについての詳細な記載はない。
来の熱式空気流量計によると、小型の発熱抵抗体の伝熱
量の変化により通路断面の一部の流速を測定して全体の
流量を測定するため、エアクリーナからの流れの影響を
受けやすいという問題がある。具体的には、エアクリー
ナのエレメントに汚れが付着し、空気流量計の上流の流
速分布が変化するようになると、空気流量計に測定誤差
が生じたり、エレメントの汚れにより通気抵抗増加量が
通路部位によって異なると、流速変動が増加して空気流
量計の出力変動が増加しやすい。
流量計が取付けられる場合、空気流量計のすぐ上流で吸
気流の方向が曲げられることがあり、空気流の乱れある
いは偏りがあると、空気流量計の測定流量も誤差を生じ
る。さらには、内燃機関の運転状況例えば低負荷域から
高負荷域までの幅広い運転域全域において適正に空気流
量を計測するには、流速変動がどのような状況にあろう
と、その時の空気流量に正確に対応するセンサ出力信号
を発生する必要がある。
変動が大きな場合にも正確な流量測定を行なえる空気流
量計を提供することにある。
の本発明による空気流量計は、空気が通過する主通路を
形成するハウジングと、前記主通路から空気を取り入れ
る入口部と連通し、軸方向に均等な通路径をもつ上流側
バイパス通路と、前記上流側バイパス通路の下流側に形
成され、前記上流側バイパス通路径よりも小径の通路径
をもち、前記主通路に空気を放出する出口部に連通する
下流側バイパス通路と、前記下流側バイパス通路に設け
られる流量測定センサとを備えることを特徴とする。
た空気の一部は入口部から上流側バイパス通路に流入
し、さらに下流側バイパス通路を経て出口部から再び主
通路に戻される。そして、流量測定センサが下流側バイ
パス通路に設けられ、その流量を計測する。このとき、
本発明によると、上流側バイパス通路より、下流側バイ
パス通路の通路径が小径であるため、この下流側バイパ
ス通路内における流速変動が大幅に低減される。このた
め、この下流側バイパス通路内に設けられた流量測定セ
ンサにより、主通路の流速変動の影響を受けにくい正確
な流量測定が可能になる。
する。図1は、内燃機関の吸入空気通路に設けられる熱
式流量計に本発明を適用した第1実施例を示す。図1に
示す矢印Aの方向に空気が導入される。また熱式流量計
100の下流側は図示しないスロットルバルブを介して
内燃機関の燃焼室に接続されている。
円筒形状をなすハウジング1と、このハウジング1の主
通路2の中央に配置される中央部材4とから構成されて
いる。ハウジング1は、例えば樹脂材料にて射出成形等
により形成されるもので、その入口部3に上流側絞り部
Bが形成される。主通路2の下流側は通路径が拡大する
よう形成されている。中央部材4は、例えば樹脂材料に
て射出成形等によって形成されるもので、リブ18によ
ってハウジング1の中央位置にて保持される。
6が中空状に形成されるとともに、内周面によって主通
路2をバイパスする円筒状のバイパス通路7を有する。
このバイパス通路7は、上流側バイパス通路7aと下流
側バイパス通路7bとからなり、これらの上流側バイパ
ス通路7aと下流側バイパス通路7bは、軸方向に通路
径がほぼ均等に形成される。上流側バイパス通路径d1
は、下流側バイパス通路径d2 よりも大径に形成され
る。従って、上流側バイパス通路7aと下流側バイパス
通路7bの間に形成される段差部19の下流側のバイパ
ス通路面積は、段差部19の上流側のバイパス通路面積
より小となっている。そして、ハウジング1の主通路2
と中央部材4の上流側の部位5の後端部9とのなす通路
は下流側流路絞り部Cを形成している。下流側流路絞り
部Cの流路面積は上流側流路絞り部Bの流路面積より大
きい。
の部位5と同様にその内部11が中空に形成されるとと
もに、外周径が下流側に次第に小さくなるよう形成され
ている。この下流側の部位10は、下流側バイパス通路
7b中に配置される流速測定用抵抗体12と、温度補償
抵抗体13とを保持するとともに、この抵抗体12、1
3を電気的に制御する制御回路14と接続されている。
流速測定用抵抗体12は、制御回路14によって吸気温
度に対して一定温度差に加熱され、下流側バイパス通路
7b内を流れる空気流量を検出する。
との対向する間には、バイパス通路7と垂直な関係をな
す径方向通路15が全周方向にわたって形成されてい
る。さらに、上流側の部位5の後端部9の内周面と下流
側の部位10の外周面との間には、径方向通路15と垂
直な関係をなす円環状の出口通路16が形成されてい
る。この出口通路16の出口部17は、主通路2に対し
て平行となるようにスリット状にリブ18の部分を除い
てほぼ全周にわたって開口している。
る。図1において、大気から導入された空気は、図示し
ないエアクリーナを通して矢印Aで示すように熱式流量
計100内の主通路2に導入される。この際、下流側流
路絞り部Cによって流路面積が絞られているので、この
部位の主通路2を流れる空気の流速が増加し、これによ
って出口部17に負圧が発生する。したがって、バイパ
ス通路7の入口部8と出口部17との差圧によって、バ
イパス通路7内に空気の流れが発生する。
動(乱れ)が発生する場合、この乱れが入口部8へ導入
されると、この乱れた空気の流れの一部は上流側バイパ
ス通路7aにて整流される。さらに、段差部19にて縮
流により空気の流速変動(乱れ)が低減される。したが
って、熱式流量計100の上流からの空気流の乱れある
いは偏りがあっても、これらの影響を受けることのない
精確な流量測定を行なえる。吸入空気量の変動が大きな
場合にも、吸入空気量に対応した正確な電気出力信号を
発生する構成であるから、その電気信号を補正するなど
の後処理が不要となるという利点がある。
を流れる空気の流速変動が各部位でどのようになるかに
ついて比較例と対比した実験結果を図2に示す。ここに
比較例の熱式流量計は、図7に示すように、バイパス通
路37の始端37aから終端37bまで真直ぐに均等な
通路径d3 を有し、前記実施例に示す段差部19をもた
ないものである。実験において、空気の流速変動(乱
れ)は、高応答熱線流速計によりバイパス通路7内の空
気の流速変動(乱れ)の低減度を測定したものである。
で示すように、段差部19の下流側において流速変動が
大幅に低下することが解る。これに対し、比較例による
と、図2に点線で示すように、流速変動の大幅な低減効
果はない。次に、前記実施例における段差部19の上流
側バイパス通路径d1 と下流側バイパス通路径d2 との
比d1 /d2 をパラメータとし、この熱式流量計をエア
クリーナの下流部に装着した場合のセンサ出力変動を測
定した実験結果を図3に示す。
d1 と下流側バイパス通路径d2 との比d1 /d2 の値
が1.2を超えるとセンサ出力変動が大幅に低減される
ことが判明した。またこの比d1 /d2 を十分に大きく
してもさほどセンサ出力変動は低減されるものでないこ
とも判明した。さらに、熱式流量計100内を流れる吸
入空気の流速が変動する場合にセンサ出力変動がどのよ
うに変化するかについて実験した結果を図4に示す。
場合にもセンサ出力変動が十分に低減されることが理解
される。これにより前記実施例によると低流量域から高
流量域の全域においてセンサ出力変動が相対的に小さく
なるため、空気流量測定を精度よく行えるという効果が
あることが判明した。これに対し、比較例では、流量が
相対的に低流量である場合にセンサ出力変動が比較的大
きいことが理解される。特に、自動車に搭載される内燃
機関のように運転状況が著しく変動する状況において
も、空気流速が低速から高速までの広い流速範囲におい
て精度のよい空気流量測定が行えるという効果がある。
量計を示す。この第2実施例は、前記第1実施例による
段差部19に代えて、上流側バイパス通路7aと下流側
バイパス通路7bとの間に円錐斜面状の傾斜面20を形
成した例である。この例は、バイパス通路径が均等な図
7に示す比較例に比べて、傾斜面20の下流側の下流側
バイパス通路7bでの空気の流速変動を大幅に低減する
ものである。したがって、下流側バイパス通路7bに設
けられる流速測定用抵抗体12と温度補償抵抗体13と
によって吸入空気の温度変化あるいは流速変動があって
も主通路2を通過する空気流の測定が精度よく電気信号
に置き換えられるという効果がある。
量計を示す。この第3実施例は、前記第1実施例による
段差部19に代えて、上流側バイパス通路7aと下流側
バイパス通路7bとの間になだらかなベルマウス状の曲
面30を形成した例である。この例は、バイパス通路径
が均等な図7に示す比較例に比べて、曲面30の下流側
の下流側バイパス通路での空気の流速変動を大幅に低減
する。したがって、下流側バイパス通路7bに設けられ
る流速測定用抵抗体12と温度補償抵抗体13とによっ
て吸入空気の温度変化あるいは流速変動があっても主通
路2を通過する空気流の測定が精度よく電気信号に置き
換えることができる。
計によれば、主通路を迂回するバイパス通路に設ける流
量測定センサにより上流側で空気の流速変動があっても
精度よい空気流量測定を行える効果がある。
位における流速変動を示す特性図である。
イパス通路径と下流側バイパス通路径とを変化させた場
合のセンサ出力変動を示す特性図である。
空気流量とセンサ出力変動との関係を示す特性図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 空気が通過する主通路を形成するハウジ
ングと、 前記主通路から空気を取り入れる入口部と連通し、軸方
向に均等な通路径をもつ上流側バイパス通路と、 前記上流側バイパス通路の下流側に形成され、前記上流
側バイパス通路径よりも小径の通路径をもち、前記主通
路に空気を放出する出口部に連通する下流側バイパス通
路と、 前記下流側バイパス通路に設けられる流量測定センサと
を備えることを特徴とする空気流量計。 - 【請求項2】 前記上流側バイパス通路と前記下流側バ
イパス通路との間に段差部が形成されることを特徴とす
る請求項1記載の空気流量計。 - 【請求項3】 前記上流側バイパス通路の上流側バイパ
ス通路径d1 と前記下流側バイパス通路の下流側バイパ
ス通路径d2 との比d1 /d2 が1.2以上であること
を特徴とする請求項1記載の空気流量計。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3336636A JP3053483B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 空気流量計 |
| DE69231960T DE69231960T2 (de) | 1991-12-19 | 1992-12-17 | Durchflussmesser |
| EP92121479A EP0547595B1 (en) | 1991-12-19 | 1992-12-17 | Flow meter |
| US08/319,030 US5581026A (en) | 1991-12-19 | 1994-10-06 | Flow meter |
| US08/429,471 US5571964A (en) | 1991-12-19 | 1995-04-27 | Flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3336636A JP3053483B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 空気流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05164585A true JPH05164585A (ja) | 1993-06-29 |
| JP3053483B2 JP3053483B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=18301215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3336636A Expired - Lifetime JP3053483B2 (ja) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | 空気流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3053483B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5672822A (en) * | 1994-06-23 | 1997-09-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Thermal flow meter with less turbulence in fluid flow |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP3336636A patent/JP3053483B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5672822A (en) * | 1994-06-23 | 1997-09-30 | Nippondenso Co., Ltd. | Thermal flow meter with less turbulence in fluid flow |
| US5894088A (en) * | 1994-06-23 | 1999-04-13 | Nippondenso Co., Ltd. | Thermal flow meter with less turbulence in fluid flow |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3053483B2 (ja) | 2000-06-19 |
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Legal Events
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