JPH0741425U - 内燃機関用吸入空気量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気脈動に起因する吸入空気量の誤検出を排
除し、吸気脈動に拘らず正確な吸入空気量検出を行う内
燃機関用吸入空気量センサを提供すること。 【構成】 主吸気流路５４を流れる空気流量を検出する
流量検出素子４０を有する内燃機関用吸入空気量センサ
において、主吸気流路５４における吸気正流方向で見て
流量検出素子４０による空気流量検出位置より下流側の
主吸気流路５４から空気流量検出位置より上流側の主吸
気流路５４に連通し、主吸気流路５４における吸気逆流
を空気流量検出位置に対して吸気正流方向に与える副吸
気流路５１、１５、１６を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の吸気系に設けられる吸入空気量センサに関し、特に熱式 流量計や負圧式流量計などによる内燃機関用吸入空気量センサに関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関用吸入空気量センサとして、ホットワイヤ式あるいはホットフィルム 式などの熱式流量計の原理を利用したものが従来より知られている（例えば、特 開平３−２９８２１号公報参照）。この内燃機関用吸入空気量センサは、吸気流 路内に当該流路を横切って設けられた白金などの熱抵抗体による流量検出素子を 有し、この流量検出素子の温度を一定に保つべく流量検出素子をブリッチ回路に より駆動し、吸入空気量をブリッチ回路の端子間電圧として定量的に取り出す。

【０００３】 負圧式流量計による内燃機関用吸入空気量センサは、吸気流路の壁面に開口し た負圧取出しポートに現れる負圧に応動するダイヤフラム式などの負圧センサを 有し、負圧センサの電気出力より吸入空気量を定量的に検出する。

【０００４】

【考案が解決しようする課題】

上述の何れの形式の吸入空気量センサにおいても、吸入空気量の検出は流量検 出素子配置部あるいは負圧取出しポート開口部における吸入空気の質量流量に依 存するから、内燃機関が燃焼室に実際に吸入する吸入空気量を検出するためには 、流量検出素子配置部あるいは負圧取出しポート開口部における吸入空気の質量 流量は、実吸入空気流によるものだけでなければならない。

【０００５】 しかし、実際の内燃機関においては、吸気脈動と云われる振動波が吸気系に存 在し、これは流量検出素子配置部あるいは負圧取出しポート開口部を逆方向に流 れる吸気逆流成分を含んでいるから、この吸気逆流成分による質量流量により吸 入空気量が誤検出される。

【０００６】 本考案は、吸気脈動に起因する吸入空気量の誤検出を排除し、吸気脈動に拘ら ず正確な吸入空気量検出を行う内燃機関用吸入空気量センサを提供することを目 的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

一実施例を示す図１および図２に対応づけて説明すると、本考案による内燃機 関用吸入空気量センサは、主吸気流路５４を流れる吸入空気の流量を検出する流 量検出素子４０を有する内燃機関用吸入空気量センサにおいて、主吸気流路５４ における吸気正流方向で流量検出素子４０による空気流量検出位置より下流側の 主吸気流路５４から空気流量検出位置より上流側の主吸気流路５４に連通し、主 吸気流路５４における吸気逆流を空気流量検出位置に対して吸気正流方向に与え る副吸気流路５１，５２，５３を有していることを特徴としている。

【０００８】

【作用】

主吸気流路５４における吸気逆流の一部は、副吸気流路５１，５２，５３に流 入し、副吸気流路５１，５２，５３を流れて空気流量検出位置より上流側へ至り 、空気流量検出位置に対して吸気正流方向に流れる。したがって、空気流量検出 位置においては、主吸気流路を流れる吸気逆流と副吸気流路よりの吸気逆流とが 互いに衝突し、吸気逆流成分による質量流量が相殺される。このことにより流量 検出素子４０は、吸気逆流成分による質量流量には感応せず、あるいはわずかし か感応せず、吸気脈動に拘らず正確な吸入空気量検出を行う。

【０００９】 なお、本考案の構成を説明する上記課題を解決するための手段と作用の項では 、本考案を分かり易くするために実施例の図を用いたが、これにより本考案が実 施例に限定されるものではない。

【００１０】

【実施例】 図１〜図３は本考案による内燃機関用吸入空気量センサの一実施例を示してい る。内燃機関用吸入空気量センサ１は、内燃機関の吸気通路２を構成する上流側 吸気ダクト３と下流側吸気ダクト４との間に設けられており、両端にて上流側吸 気ダクト３と下流側吸気ダクト４に各々フランジ接続される円筒状のダクトハウ ジング５を有している。

【００１１】 ダクトハウジング５内には、図３によく示されているように、大径筒体１０と 中径筒体２０と小径筒体３０が軸線方向に嵌め込み装着されている。大径筒体１ ０は、外周面に部分的に設けられた係合突起１０ａとダクトハウジング５の内周 面に部分的に設けられた係合突起５ａとの係合により、ダクトハウジング５より 同心支持されてダクトハウジング５との間に副吸気流路５１を画定する。中径筒 体２０は、外周面に部分的に設けられた係合突起２０ａと大径筒体１０の内周面 に部分的に設けられた係合突起１０ｂとの係合により大径筒体１０より同心支持 されて大径筒体１０との間に副吸気流路５２を画定する。小径筒体３０は、外周 面に部分的に設けられた係合突起３０ａと中径筒体２０の内周面に部分的に設け られた係合突起２０ｂとの係合により中径筒体２０より同心支持されて中径筒体 ２０との間に副吸気流路５３を画定し、かつ内側に主吸気流路５４を画定する。

【００１２】 この内燃機関用吸入空気量センサ１の組立構造は一例であり、内燃機関用吸入 空気量センサ１の構成は他の組立構造、鋳造構造、成型構造であってもよい。

【００１３】 小径筒体３０には、テーパ状の入口側縮径部３１と一定通路断面積のスロート 部３２と逆テーパ状の出口側拡径部３３とによるベンチュリ絞り部３４が形成さ れ、ベンチュリ絞り部３４が主吸気流路５４を与えている。主吸気流路５４には 吸気正流（機関燃焼室へ向かう吸気流れ）が図１および図２にて矢印Ａで示され ている方向へ流れる。

【００１４】 入口側縮径部３１とスロート部３２との接続部には熱式の流量検出素子４０が 固定配置されている。流量検出素子４０は、三個の同心配置の円環部４１と三個 の円環部４１を径方向に相互接続して支持するステー４２とにより通気構造をな し、その全体をセラミックス製基体の表面に白金薄膜抵抗層と保護皮膜層とを積 層した積層構造体により構成されている。

【００１５】 流量検出素子４０には不図示の電極が設けられており、流量検出素子４０はこ の電極によって従来と同様のブリッチ回路に接続されている。ブリッチ回路は流 量検出素子４０の温度が一定に保たれるよう、流量検出素子４０に対する通電を 制御し、その際にブリッチ回路の端子間に流量検出素子４０を通過する吸気の質 量流量に応じた電圧を生じる。

【００１６】 このような異径の筒体１０，２０，３０を同心円上に配置することにより、ベ ンチュリ絞り部３４には主吸気流路５４の外側に各々円環状通路断面による三個 の副吸気流路５１，５２，５３が主吸気流路５４と同心に設けられる。これら副 吸気流路５１，５２，５３は各々、一端にて出口側拡径部３３に開口し、他端に て入口側縮径部３１に開口し、主吸気流路５４における吸気正流方向で見て空気 流量検出位置、この場合、流量検出素子４０の配置位置より下流側の主吸気流路 ５４から空気流量検出位置より上流側の主吸気流路５４に連通している。

【００１７】 副吸気流路５１，５２，５３の出口側拡径部３３に対する開口部５１ａ，５２ ａ，５３ａは各々吸気下流側へ向けてまっすぐに開口しているのに対し、入口側 縮径部３１に対する開口部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂは各々、副吸気流路５１，５ ２，５３がこの開口部側にて入口側縮径部３１のテーパ状壁面の傾斜に倣ってフ ック状にＵターン湾曲していることにより、入口側縮径部３１の最小径部、即ち 流量検出素子４０の配置位置へ向けて開口している。このような開口部５１ｂ， ５２ｂ，５３ｂは、ダクトハウジング５の上流端部にすり鉢状凹部５ｂを設ける とともに、各筒体１０，２０の上流端部にも同様なすり鉢状凹部１０ｃ，２０ｃ を設け、さらに小径筒体３０の上流端部に上述したすり鉢状縮径部３１を設ける ことにより形成できる。

【００１８】 上述の構成によれば、吸気正流は、上流側吸気ダクト３の吸気通路２、内燃機 関用吸入空気量センサ１の主吸気流路５４、下流側吸気ダクト４の吸気通路２を 順に流れ、不図示の機関燃焼室に吸入される。この際に吸気正流は、流量検出素 子４０を通過して流れることにより、その質量流量を計測される。

【００１９】 この吸気正流は、開口部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂの開口方向からして、副吸気 流路５１，５２，５３を通って流れることはなく、また副吸気流路５１，５２， ５３を通って流れる吸気正流があったとしても、副吸気流路５１，５２，５３を 通って流れる吸気正流と主吸気流路５４を通って流れる吸気正流との流量比率は 概ね一定であるから、この分を見込んで吸入空気量が計測されればよい。

【００２０】 吸気脈動により主吸気流路５４に吸気逆流が間欠的に生じると、この吸気逆流 の一部は、開口部５１ａ，５２ａ，５３ａより副吸気流路５１，５２，５３に流 入し、副吸気流路５１，５２，５３を流れて流量検出素子４０の配置位置をバイ パスしてこれの上流側へ至り、開口部５１ｂ，５２ｂ，５３ｂより流量検出素子 ４０の配置位置に対して吸気正流方向に流出する。

【００２１】 これにより空気流量検出位置である流量検出素子４０の配置位置においては、 主吸気流路５４を流れる吸気逆流と副吸気流路５１，５２，５３内よりの吸気逆 流とが互いに衝突し、吸気逆流成分による質量流量が相殺、好ましくは消滅する 。このことにより流量検出素子４０は、吸気逆流成分による質量流量には感応せ ず、吸気脈動に拘らず正確な吸入空気量検出を行う。

【００２２】 したがって、図４に示されているような吸気脈動が主吸気流路５４に存在して も、検出吸入空気量は、図５に示されているように、吸気逆流成分を含まない正 確なものになる。なお、図５において、仮想線は吸気逆流成分を含んだ場合の検 出吸入空気量を示している。

【００２３】 上述のように吸気逆流成分による質量流量を相殺するためには、主吸気流路５ ４を流れる吸気逆流の流量と副吸気流路５１，５２，５３を流れる吸気逆流の流 量とが等しいことを要求される。この要求は、主吸気流路５４と副吸気流路５１ ，５２，５３の各々の通路抵抗による圧損などを考慮して主吸気流路５４と副吸 気流路５１，５２，５３の通路断面積比が適宜に設定されることにより満たされ る。なお、副吸気流路の個数は、この要件を満たす個数であればよく、副吸気流 路の個数は一個の場合もある。また副吸気流路の通路断面形状は、円環状に限ら れることもない。

【００２４】 図６は内燃機関用吸入空気量センサを負圧式の内燃機関用吸入空気量センサに 適用した一実施例を示している。なお、図６において、図１に対応する部分は図 １に付した符号と同一の符号により示されている。 この実施例においては、主吸気流路５４の壁面に直角に開口した負圧取出しポ ート６１が形成されており、負圧取出しポート６１は細管６２によって負圧セン サ６３に流体圧的に接続されている。負圧取出しポート６１には主吸気流路５４ を流れる空気流速に応じた負圧が現れ、この負圧が負圧センサ６３に及ぼされる ことにより、負圧センサ６３で検出される負圧から吸入空気量が算出される。

【００２５】 この実施例においても、吸気逆流発生時には、空気流量検出位置である負圧取 出しポート６１の配置位置においては、主吸気流路５４を流れる吸気逆流と副吸 気流路５１，５２，５３からの吸気逆流とが互いに衝突し、吸気逆流成分による 質量流量が相殺するので、負圧取出しポート６１には吸気逆流による負圧は現れ ず、負圧センサ６３は吸気逆流成分を含むことなく正確な吸入空気量検出を行う 。

【００２６】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案による内燃機関用吸入空気量センサによれ ば、副吸気流路の設置により、主吸気流路を流れる吸気逆流と副吸気流路よりの 吸気逆流とが互いに衝突し、吸気逆流成分による質量流量が相殺されるから、流 量検出素子は吸気逆流成分による質量流量には感応せず、あるいはわずかしか感 応せず、吸気脈動に拘らず正確な吸入空気量検出が行われるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による内燃機関用吸入空気量センサの一
実施例を示す断面図。

【図２】図１に示す内燃機関用吸入空気量センサの斜視
図。

【図３】図１に示す内燃機関用吸入空気量センサの分解
斜視図。

【図４】本考案による内燃機関用吸入空気量センサによ
る検出吸入空気量特性を示すグラフ。

【図５】内燃機関の吸気脈動による吸気の流れ変動を示
すグラフ。

【図６】本考案による内燃機関用吸入空気量センサの他
の実施例を示す断面図。

【符号の説明】

１ 内燃機関用吸入空気量センサ ５ ダクトハウジング １０ 大径筒体 ２０ 中径筒体 ３０ 小径筒体 ３４ ベンチュリ絞り部 ４０ 流量検出素子 ５１，５２，５３ 副吸気流路 ５４ 主吸気流路 ６１ 負圧取出しポート ６３ 負圧センサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主吸気流路を流れる吸入空気の流量を検
   出する流量検出素子を有する内燃機関用吸入空気量セン
   サにおいて、 前記主吸気流路における吸気正流方向で前記流量検出素
   子による空気流量検出位置より下流側の主吸気流路から
   前記空気流量検出位置より上流側の主吸気流路に連通
   し、前記主吸気流路における吸気逆流を前記空気流量検
   出位置に対して吸気正流方向に与える副吸気流路を有し
   ていることを特徴とする内燃機関用吸入空気量センサ。