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JPH0654251B2 - 内燃機関用空気流量計 - Google Patents

内燃機関用空気流量計

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JPH0654251B2
JPH0654251B2 JP63260469A JP26046988A JPH0654251B2 JP H0654251 B2 JPH0654251 B2 JP H0654251B2 JP 63260469 A JP63260469 A JP 63260469A JP 26046988 A JP26046988 A JP 26046988A JP H0654251 B2 JPH0654251 B2 JP H0654251B2
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Japan
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passage
internal combustion
combustion engine
sub
main flow
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00Measuring a proportion of the volume flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6842Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、副流路方式の熱線式空気流量計に係り、特
に、自動車用ガソリンエンジンの吸気流量センサとして
好適なエンジン制御装置に関する。
[従来の技術] 各種の内燃機関のうち、特に自動車用のガゾリンエンジ
ンにおいては、その回転速度及び出力の制御範囲が極め
て広く、その上、厳しい排ガス規制のもとにあり、従つ
て、どのような運転状態にあつても常に正確な空燃比制
御が要求される。
そこで、このため、近年、マイコン(マイクロコンピュ
ータ)を用い、エンジンの吸入空気流量などの各種の運
転状態を総合的に判断して空燃比や点火時期の制御をお
こなうようにしたマイコン制御方式のエンジン制御装置
が広く採用されるようになつてきている。
ところで、近年、このようなエンジン制御のための吸気
流量センサとしては、いわゆる熱線式空気流量計が広く
用いられるようになつており、その例を特開昭58−1
09815号、特開昭58−109816号の角公報に
みることができるが、これらの従来例では、内燃機関の
吸気通路が、主流路と、この主流路内に突出して、それ
の空気流通方向とほぼ平行した部分を有するように配置
した所定の長さの副流路とで形成し、この副流路中に吸
気流量計測用のセンサ素子を配置するようにした、いわ
ゆる副流路方式となつているが、このとき、副流路の出
口は主流路の拡大部近傍、或いは、その直管部に開口さ
れるようになつている。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、センサ素子が配置されている副流路の
出口部分での空気流の安定性についての配慮がされてお
らず、エンジの回転による空気流脈動と無関係な空気流
速の乱れが著しく、空気流量計測に影響が現われ易いと
いう問題があつた。
そこで、このような問題に対処するための1手段とし
て、吸気流通路にメツシユ部材やハニカム部材などから
なる整流部材を設け、空気流の安定化を図るという提案
もなされているが、この場合には、かなりのコストアツ
プを見込まざるを得ない。
本発明の目的は、整流部材部などのコストアツプの要因
となり易い部材を用いずに、余分な空気流の安定化が得
られ、常に正確な空気流量計測が可能な内燃機関用空気
流量計を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的は、副流路の出口近傍で、主流路中での空気流
が絞り込まれるように、主流路の形状を設定することに
より達成される。
[作用] 副流路から流れ出た空気は、この副流路出口近傍で主流
路に合流するが、このとき、この副流路の近傍で主流路
が絞り込まれていると、ここで空気流が縮流となつてい
るため、整流作用が現われ、この結果、副流路内でのセ
ンサ素子まわりでの空気流も安定化され、乱れのない検
出結果を得ることができる。
[実施例] 以下、本発明による内燃機関用空気流量計について、図
示の実施例により詳細に説明する。
第1図および第2図は本発明の一実施例で、エンジンの
吸入負圧により、エアクリーナ(図示してない)から吸
入された空気は、スロツトルボデイ1の入口2aにおい
てベルマウス状に縮流され、その後、主流路2と副流路
3に分流される。
副流路3の入口は筒状になつており、主流路2の中心軸
と副流路3の中心軸とは平行で、かつ偏心し配置されて
いる。
副流路3に流入した空気は、10mm以上の流さをもつた
円筒部4を通過してホツトワイヤエレメント部5に至
る。このホツトワイヤエレメント部5では、通過する空
気の流速に応じてそこから熱量がうばわれるので、その
熱量を補充するために、ホツワイヤモジユール6から電
流が供給される。
この電流に比例した出力をホツトワイヤモジユール6か
ら発生させることにより流速に応じた出力を得ることが
できる。そして、この出力に応じて所定値の燃料をエン
ジンに供給することにより、エンジンに最適な空燃比を
得ることができる。
主流路2は、スロツトルボデイ1の入口側で、副流路3
が配置されている上流部2bと、その出口側でスロツト
ルバルブ7が配設されている下流側2cとで構成され、
その間をテーパー部8で連結することにより、上流側2
bの内径よりも下流部2cでの内径の方が小さくなるよ
うに形成されている。そして、このときの断面積の変化
量は、上流側2bでの断面積が下流側2cでのそれの
1.1倍以上になるようにしてある。
さて、上記したように、副流路3に流入し、ホツトワイ
ヤジユール部5を通過した空気は、ベント部9で直角に
曲げられ、副流路出口部10から主流路2内に吐出さ
れ、主流路2内の空気と合流する。
一方、主流路2に流入した空気は上流部2bからテーパ
ー部8を通り、下流部2cへと進むが、このときテーパ
ー部8で縮流されることになり、この結果、空気流に対
する整流作用が現われ、このテーパー部8では空気流の
乱れが抑えられ、充分に安定した空気流状態となる。
そこで、副流路3の出口部10を、図示のように、主流
路2のテーパー部8の近傍に位置するように構成してお
く。具体的にいえば、このとき、第2図のLで示す寸法
を、少くとも主流路2の半径よりも小さくなるようにし
ておくのである。例えば、或る実施例では、寸法Lをス
ロツトルバルブ7の半径の1.1倍よりも小さくなるよ
うにしてある。
この結果、副流路3内の空気は、このテーパー部8の近
傍での、充分に安定化されている主流路2内の空気流中
に吐出されてゆくため、ホツトワイヤモジユール部5の
近傍での空気流の乱れも充分に抑えられ安定化されてい
るので、空気流量の計測結果も充分に安定化され、高精
度での計測を容易に得ることができる。
なお、この実施例では、図から明らかなように、前記ベ
ント部9から副流路出口10に向う流れ方向と、スロツ
トルシヤフト軸方向は垂直になつている。
次に、第3図ないし第10図は、本発明の他の一実施例
を、より詳細に示したもので、主要な構成は第1図及び
第2図の実施例と同じであるが、さらに以下に説明した
ような特徴を有する。
スロツトルボデイ主流路2は、主として、第3図に示す
ように、 入口部2aにおいて流れがスムーズに縮流するよう
に、R又はベルマウス形状となつている。
入口部2aに段差2eが設けられ、ここに整流用のメ
ツシユ12が固定されており、メツシユは動くことのな
いようにスナツプリング13で上から押えられている。
またメツシユ周囲はメツシユがバラバラになることのな
いよう、金属をかしめることにより固定されている。
副流路出口10近傍で、テーパー部8により急激に柱
が絞られ、このテーパー部8の途中にブローバイガスの
還流孔が開口している。
入口部2aからテーパー部8までの主流路2径は変化
がない。
絞られた後の主流路2内径は、スロツトルバルブ7の
計量部下流まで径の変化はない。
副流路出口10近傍のテーパー部8の下流でスロツト
ルバルブ7の上流に、IAC通路入口が開口している。
スロツトルバルブ7の下流にIAC通路出口が開口し
ている。
次に、ブローバイガス還流通路は、 インマニ(インテークマニホールド)に開口している
ブローバイガス通路20は、インマニとスロツトルボデ
イの接面を通過し、スロツトルボデイ主流路2と平行に
形成され、スロツトルバルブ7上流部で直角に曲がり、
スロツトルバルブ7上流部で主流路2と合流する(第5
図、第6図)。
前記主流路2と平行なブローバイガス通路20は、ダイ
カスト鋳物で形成され、加工していない。そのため通路
はテーパ状になつている。
上記のブローバイガス通路20と直角な通路21はス
ロツトルボデイ外部から主流路に向かい加工されてお
り、外部との間はプラグ22によりふさがれている(第7
図)。
主流路壁面のブローバイ通路出口は、主流路上流から
見て他部材の影にならない部分に開口している。
インマニとスロツトルボデイの接面は、ガスケツトに
よりシールされ、ブローバイ通路と外気との通気を遮断
している。
IAC通路は、 IAC通路インマニ側開口部の上流側は、スロツトル
ボデイ下面の溝30に、下流側はインマニ上面で形成さ
れており、外部との間のシールは、スロツトルボデイと
テンマニの接面をシールするガスケツトにより行われ
る。
ステツパモータタイプのIACバルブは主流路に対し
てほぼ垂直に、バルブが作動するようにスロツトルボデ
イに装着されている。
IAC通路のスロツトルバルブ上流側入口孔と下流側
出口孔の間で、少くとも3ケ所の直角曲り部がある。
直角曲り部のうち少なくとも1カ所は加工上外部との
連通が不可避であり、この連通をプラグにより止めてい
る。
IACバルブはインマニこの負圧により開方向に力が
かかるように、IAC通路が構成されている。
IAC通路の上流側入口断面は円形であり、下流側出
口断面は長方形である。
温水通路は、 スロツトルボデイのボア部及びスロツトル軸受部近傍
には、温水を導くための温水通路が形成されている。
温水通路は、上流側がスロツトルボデイ下面にダイカ
ストにより形成された溝で、下流側はインマニ上面によ
り形づくられており、外部及び主流路へのフランジ接面
での洩れはOリング付ガスケツトによりシールしてい
る。
前記温水通路溝は加工せずダイカスト鋳造のみにより
形成するために、ダイカスト抜きテーパがある。
インマニ上面には温水出口と温水入口が開口してお
り、温水出口から出た温水は前記温水通路溝を通過し温
水入口よりインマニに戻る。
スロツトルバルブは、 スロツトルバルブ7はAl板材のプレス品であり、外
周の切削加工は行わない。
スロツトルシヤフトのスラストガタは、スロツトルシ
ヤフトに設けた溝にスラストプレートを挿入し、スラス
トプレートを本体にネジ止めすることにより、前記溝と
スラストプレート板厚の差により決定される構造であ
る。
スロツトルバルブ7は全閉時に一定の洩れが生じるよ
うに孔7aを有する(第8図)。
インマニとスロツトルボデイの固定は、 インマニには3本のスタツドボルトが固定されてお
り、ボデイ側フランジの3個の孔にスたツドボルトを挿
入し、ナツトで締付けられる。
インマニとスロツトルボルトの間はOリング付のプラ
ステイツクガスケツトを介し締付けられている。
ボデイ側フランジの3つの孔位置は上からφ20のボ
ツクスレンチスペースが確保できる位置であり、なおか
つ面圧を均一にできるように配してある。
副流路構成は、 主流路入口に設けられた前記メツシユ12により13
mm下流に副流路の入口が主流路と同軸に配され、主流路
の中心と副流路は20mm偏心している。
副流路入口部はダイカストでR形状が形成されてお
り、このRにつづいてφ10の加工孔が主流路に平行に
形成されている。
前記φ10孔を有する円筒Aに直交する円筒Bが主流
路をよぎりブリツジ状に設けられ、2つの円筒は一体で
あり、両円筒の角部には主流路に平行なリブ3aが設け
られ、ダイカスト湯流れ及び強度を改善してある。
円筒Bの内容はφ11であり、円筒Aの内径と直交し
ている。
円筒Aはホツトワイヤモジユール5の位置でふくらみ
を持ち、ホツトワイヤ先端部をモールドで一体的にカバ
ーした、破損防止型ボツトワイヤモジユールが収納でき
るようになつている。
円筒Bの途中に切り欠きが設けられ、円筒Bの内径通
路と、主流路を連通させている切り欠き部断面は半月状
であり、角部にはRがついている。
円筒Bの内径において、円筒A側と反対側端には円筒
Bと同軸にストローク調整可能な調整ネジが設けられ、
該半円状出口部の流路抵抗を調整している。
外部から調整ネジを挿入する孔には調整後プラグが圧
力され、市場における市調整を困難にしている。
スロツトルボデイ外形は、 スロツトルボデイ外周部に主流路に平行に平面がスロ
ツトルボデイと1体的に形成されホツトワイヤモジユー
ルがネジにより装着されている(第9図、第10図)。
これら第3図ないし第10図で説明した実施例によれ
ば、主流路2の入口部にメツシユ12が設けてあり、テ
ーパー部8と、この近傍に副流路3の出口部10を位置
させたことによる空気流の安定化に加え、メツシユ12
による安定化をも期待できるから、主流路2の前に付加
されるエアクリーナなどの違いにより乱流が生じ易い場
合でも、充分な空気流の安定化が可能で、高精度の空気
流量計測を得ることができる。
[発明の効果] 本発明によりば、主流と副流の合流部の乱れを縮流によ
り減少することができ、ホツトワイヤ式エアフロセンサ
などに適用して、計測出力の乱れを少なくすることがで
きる。このため、空気量を正確に安定して計測すること
ができ、エンジンの空燃比を正確に制御することができ
る。これにより、自動車のエンジン回転数の変動を低減
する効果を、安価な構造で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による内燃機関用空気流量計の一実施例
を示す平面図、第2図は同じくその側断面図、第3図は
本発明の他の一実施例を示す側断面図、第4図は平面
図、第5図は内部通路の状態を示す分解図、第6図、第
7図は異なつた方向からみた側面図、第8図はスロツト
ルバルブの説明図、第9図および第10図は同じくホツ
トワイヤモジユールの取付状態を示す側面図である。 1……スロツトルボデイ、2……主流路、2……入
口、2……上流部、2……下流部、3……副流路、
4……円筒部、5……ホツトワイヤエレメント部、6…
…ホツトワイヤモジユール、7……スロツトルバルブ、
8……テーパー部、9……ベント部、10……出口部。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内燃機関の吸気通路を、主流路と、この主
    流路内に突出して、それの空気流通方向とほぼ平行した
    部分を有するように配置した所定の長さの副流路とで形
    成し、この副流路中に吸気流量計測用のセンサ素子を配
    置する方式の内燃機関空気流量計において、上記主流路
    に流路断面積が減少方向に変化する部分を設け、この変
    化部分近傍に上記副流路の出口が位置するように構成し
    たことを特徴とする内燃機関用空気流量計。
  2. 【請求項2】請求項1の発明において、上記副流路の出
    口の配置位置が、上記主流路の断面積変化部分の減少側
    から、上記主流路半径以内になるように構成されている
    ことを特徴とする内燃機関用空気流量計。
  3. 【請求項3】請求項2の発明において、上記副流路の出
    口の配置位置が、上記主流路の断面積変化部分の減少側
    から上流方向であることを特徴とする内燃機関用空気流
    量計。
  4. 【請求項4】請求項1の発明において、上記主流路の断
    面積変化部分の形状が円錐状をなし、かつ、その円錐の
    角度が10度以上であることを特徴とする内燃機関用空
    気流量計。
  5. 【請求項5】請求項1の発明において、上記主流路の断
    面積変化部分の形状が、異なる内径を有する円筒のステ
    ツプ状接合形状に構成されていることを特徴とする内燃
    機関用空気流量計。
  6. 【請求項6】請求項4または請求項5の発明において、
    上記主流路の断面積変化部分の上流と下流での流路径差
    が1.1倍以上になるように構成されていることを特徴
    とする内燃機関用空気流量計。
JP63260469A 1988-10-18 1988-10-18 内燃機関用空気流量計 Expired - Fee Related JPH0654251B2 (ja)

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