JPS628358Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は内燃機関に装着される電子的燃料制御装
置に用いられる空気流量測定装置に係り、特に熱
線を用い、その発熱の度合の変化によつて空気流
量を測定する熱線式空気流量測定装置に関するも
のである。

電子的燃料制御装置は気化器のエアブリードや
ジエツトを通る空気、燃料の量を電気的に駆動さ
れる電磁弁によつて変えて空燃比（空気量／燃料
量）を制御する気化器方式、正圧に維持された燃
料を電磁弁に導びき電磁弁の開口面積もしくは開
口時間を変えて空燃比を制御する燃料噴射方式、
吸気路とは別の補助空気路（バイパスエア通路）
を設けこの補助空気路を通る空気量を電気的装置
例えばパルスモータで変えて空燃比を制御するバ
イパスエア方式等で代表されるように、内燃機関
の運転状態を表わすパラメータによつて内燃機関
へ供給される空気もしくは燃料あるいは空気と燃
料の供給量を電子的に制御して空燃比を最適状態
に維持しようとするものである。

そしてこの電子的燃料制御装置を構成するコン
トロールユニツトに入力されるパラメータの代表
として空気流量があげられるが、この空気流量の
測定装置として現在吸気路の一部に可動ベーンを
設け、このベーンの変位角によつて空気流量を測
定するベーン型や吸気路の圧力をダイヤフラムと
差動トランスを用いて検出し、これによつて空気
流量を測定するダイヤフラム−差動トランス型等
が実用化されている。しかしながらこれらの測定
装置は可動部分を有するためヒステリシスが存在
する、主たる構成が機械的構成をとつているため
装置自体が大型化するなどの問題があつた。

そこで最近前述した測定装置とは異なり可動部
分を有せず、また機械的構成部分が無い熱線式の
空気流量計が堤案されている。この熱線式空気流
量計の原理は基本的には吸気路の途中に温度依存
抵坑を設け、この抵抗に流れる電流もしくは電圧
が空気流量の増減に伴つて変化するのを検出して
空気流量を測定するものであり、その一例として
米国特許第3747577号明細書に開示されている通
りである。

そしてこの熱線式空気流量計の取付位置はスロ
ツトルバルブが設けられたスロツトルチヤンバで
あり、更にはスロツトルチヤンバに形成された吸
気路を迂回し、スロツトルチヤンバ直上のエアク
リーナとスロツトルバルブ上流を継ぐバイパス通
路の途中であつた。このような構成を採用した理
由は内燃機関がバツクフアイア（BACK FIRE）
を生じた時熱線が直接バツクフアイヤによる高温
の空気に触れないようにして、熱線の焼損を防止
するためである。

しかしながらこのように熱線をバイパス通路に
配置した場合、内燃機関を連続的に運転すると熱
線出力が減少してくるという現象を本考案者等は
確認した。このため内燃機関を連続運転した場合
熱線式空気流量計が時間の経過と共に真の空気量
を検出する度合が低下し排気ガス特性上、運転性
能上好ましかざる結果を招くようになる。そして
この熱線出力の低下は次に述べるような原因によ
つて生じるものと推察される。

すなわち内燃機関がバツクフアイヤを生じた場
合、炎あるいは高温の空気はスロツトルチヤンバ
と機関燃焼室をつなぐ吸気マニホルド、スロツト
ルチヤンバを経てスロツトルチヤンバ直上のエア
クリーナに至るが、炎あるいは高温の空気はエア
クリーナに設けられたフイルターの通気抵抗のた
め圧力降下せず再び機関燃焼室に向い、この時そ
の一部が熱線が配置されたバイパス通路を通るよ
うになる。従つてバツクフアイアによつて運ばれ
てきたカーボン粒やエンジンオイルが熱線に付着
し、この操り返しによつて熱線がカーボン粒やエ
ンジンオイルで覆われ、その結果熱線が空気流に
よつて奪われる熱量が減少し熱線出力が低下する
ものである。

本案の目的はバツクフアイアによる熱線の経時
的熱線出力の低下を防止し、長期に渡つて熱線が
真の値に近い空気流量を検出することができる内
燃機関用熱線式空気流量測定装置を堤供するもの
である。

本案の特徴は、スロツトルチヤンバの絞り弁と
エアクリーナの途中に別のエアクリーナから、合
流する通路を設け、この通路内に熱線を設けるこ
とにより、バツクフアイヤはその方向性により主
エアクリーナ方向に逆流し、熱線のとりつけられ
た通路には行きづらくし、熱線へカーボン粒やエ
ンジンオイルが流れるのを防止するようにしたも
のである。

以下図面に従い本案を詳細に説明する。

第１図は本案の一実施例になる熱線式空気流量
測定装置を用いた電子的燃料制御装置を示してお
り、１０はスロツトルチヤンバで内部に吸気通路
１１が形成されている。吸気通路１１は途中で２
分割され一次側１２と二次側１３とを形成し、そ
れぞれに一次側スロツトルバルブ１４、二次側ス
ロツトルバルブ１５が配置されている。この一次
側１２の通気面積は二次側１３の通気面積より小
さく設計されており、またそれぞれのスロツトル
バルブ１４，１５は一般の複式気化器と同様に一
次側スロツトルバルブ１４が所定開度開いた時二
次側スロツトルバルブ１５が開くよう構成されて
いる。スロツトルチヤンバの上流側にはエアクリ
ーナ１６があり、エアクリーナ内のフイルタ１８
を通つて空気が吸入ダクト１７を経てスロツトル
チヤンバ１０の吸気路に流れるものである。ま
た、吸入ダクト１７の途中にはダクト１７より単
位長さ当りの体積が大きい緩衝室１９が形成され
ている。

又、スロツトルチヤンバにはベンチユリ５０が
形成され、ベンチユリ部には、前記エアクリーナ
に至る吸気路とは別の通路５１が設けられこの上
流には副エアクリーナ５２が設置されている。
又、この通路５１の途中には熱線２１，２２が配
置されており、一方の熱線２１は空気流量検知用
であり、他方の熱線２２は空気温度検知用であ
る。空気温度検知用の熱線２２は空気温度を検知
し、空気の温度変化に対して出力を補償するもの
で、空気密度の影響を考慮したものである。熱線
２１、２２の出力はリード線２３を介してコント
ロールユニツト２４に入力され、このコントロー
ルユニツト２４で演算処理あるいはプログラム処
理される。更にコントロールユニツト２４には熱
線２１，２２の出力の他排気系に設けた酸素濃度
センサーからの出力O₂sigや温度センサーからの
出力Tesigやクランク角センサーの出力θsigなど
が入力され、これら入力が総合的に演算、プログ
ラム処理されるようになつている。コントロール
ユニツト２４ではアナログあるいはデイジタル的
な処理が行なわれ、この出力は燃料噴射用の電磁
弁２５に送られて電磁弁２５の開口面積あるいは
開口時間を変え燃料流量が制御されるものであ
る。またコントロールユニツト２４の出力は点火
装置（図示せず）への入力信号IGsigや排気ガス
還流装置の排ガス流量制御弁（図示せず）への信
号EGRsigに利用される。

以上のような構成の内燃機関用熱線式空気流量
測定装置を用いた装置において、今機関にバツク
フアイアが生じた場合、カーボン粒やエンジンオ
イルを含んだ炎あるいは高温の空気のほとんどは
マニホルド、スロツトルチヤンバ１０の吸気通路
１１を経てエアクリーナに至る。

通路５１はそのバツクフアイアの流れとは直角
の方向に向いているために、バツクフアイアが発
生した場合にもこの通路５１の方向には入りづら
い。そのために、高温の空気の侵入が少なく、熱
線２１，２２にカーボン粒やエンジンオイルが付
着するのを防止することが可能となるものであ
る。特に連続的にバツクフアイアを生じた時には
カーボン粒、エンジンオイルの付着度合が大きく
なるが、このような場合においても熱線へのカー
ボン粒、エンジンオイルの付着量は大幅に減少す
ることが確認できた。

第２図に従来の熱線式空気流量計と本考案の熱
線式空気流量計の空気流量−熱線出力の関係を示
しているが、実線は本案の流量計、破線は従来の
流量計を表している。この第２図から理解される
ように空気流量が増加するに伴い従来のものはカ
ーボン粒、エンジンオイルで被覆された分だけ熱
が奪われる量が少なくなり、空気が多く流れてい
るにもかかわらず、熱線出力が△Ｖだけ低い。す
なわち供給空気量が少ないという信号がコントロ
ールユニツト２４に送られるようになる。従つて
機関へ供給される混合気は希薄気味となつて高速
時の運転性能が低下したり、失火による炭化水素
の多量発生という問題が生じる。これに対し本案
の流量計においてはバツクフアイアが生じてもカ
ーボン粒やエンジンオイルの熱線への付着度合が
少ないため熱線出力は真の空気流量にきわめて近
い値を長期に渡つて出力することができ高速時の
運転性能向上や炭化水素濃度低下という効果を達
成できるものである。

一方本実施例においては空気流量検知用の熱線
２１の他に空気温度検知用の熱線２２を設けたも
のを示しているが、熱線２１，２２の配置を本実
施例のように構成した場合次のような効果も達成
することができる。

従来の装置のようにスロツトルチヤンバ直上の
エアクリーナとスロツトルバルブ上流を継ぐ通路
に２個の熱線を設けた場合、バツクフアイア時の
高温空気によつて、空気温度検知用の熱線がその
影響下に入り、異常な熱線出力を示すようにな
る。この状能を第３図に示しており、破線がその
時の熱線出力である。これから解るようにバツク
フアイアが生じると熱線出力は急激に立ち上が
り、定常状態に複帰するのに３〜４秒必要として
いる。従つてこの間に熱線出力は多くの空気が流
れているという信号をコントロールユニツトに与
え、この信号に基づいて燃料噴射弁が多くの燃料
を機関に供給するようになる。このため実際には
空気流量が少ないにもかかわらず余分の燃料が機
関に供給されるため混合気が極端に濃くなり一酸
化炭素濃度が異常に高くなるという問題があつ
た。

ところが、本実施例のように、スロツトルチヤ
ンバの絞り弁上流側とエアクリーナの間に合流す
る通路を主空気通路とは別に、全く独立に設けそ
の途中に熱線を組込むようにするとバツクフアイ
アが生じてもこの時の高温空気はは通路５１に設
けた空気温度検用の熱線２２にほとんど影響を与
えないことが確認された。第３図の実線にその時
の熱線出力を示しているが、バツクフアイアが少
しでも熱線出力は定常状態に比べそれほど大きく
なく、また定常状態に復帰する時間も１秒以下で
ある。従つて燃料噴射弁２５から供給される燃料
は燃料噴射弁２５の慣性やコントロールユニツト
２４の処理時間との関係で実質的にバツクフアイ
アの影響を無視した量となりほぼ一定の空燃比を
維持できるものである。

以上説明したように本案はスロツトルチヤンバ
の絞り弁とエアクリーナとの間に合流する通路を
主空気通路とは別に、全く独立に設け、その途中
に熱線を組込むことにより、バツクフアイアが生
じた時に、高温の炎又は空気は、主エアクリーナ
方向に至り熱線が設けられている通路にはほとん
ど至らず、実質的に停止され、よつて熱線にカー
ボン粒やエンジンオイルが付着するのが防止され
るので長期に渡つて熱線が真の空気量にきわめて
近い熱線出力を出力できる実用上きわめて有効な
熱線式空気流量測定装置を得ることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案の一実施例になる熱線式空気流量
測定装置を用いた電子的燃料制御装置の概略構成
図、第２図は本案および従来の熱線式空気流量測
定装置の空気流量−熱線出力の関係を示す図、第
３図は本案および従来の熱線式空気流量測定装置
のバツクフアイア時の時間−熱線出の関係を示す
図である。 １０……スロツトルチヤンバ、１１……吸気通
路、１２……一次側、１３……二次側、１４……
一次側スロツトルバルブ、１５……二次側スロツ
トルバルブ、１６……エアクリーナ、１８……フ
イルタ、２１，２２……熱線、２３……リード
線、２４……コントロールユニツト、２５……電
磁弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. スロツトルチヤンバ内の吸気通路を介して機関
   に供給される空気量の一部を空気流量検出用の熱
   線により測定する内燃機関用熱線式空気流量測定
   装置において、主空気の流れる主エアクリーナ１
   ６とは別に、第２のエアクリーナ５２および、こ
   の第２のエアクリーナ５２からスロツトルチヤン
   バの絞り弁の上流のベンチユリ５０に合流する上
   記主空気が流れる主空気通路とは独立な通路５１
   を設け、その通路５１内に前記熱線２１を配置し
   たことを特徴とする内燃機関用熱線式空気流量測
   定装置。