JPS6014181Y2 - 内燃機関の空気流量検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の空気流量検出器に係り、特に熱線式
に好適なバイパス式の空気流量検出器に関する。

吸入空気流中に温度依存性の抵抗、すなわち感熱抵抗を
置き、空気流量を検出する方法は、特公昭４９−４８８
９３号公報などで公知であるが、内燃機関の吸気脈動の
瞬時値に対応する電気信号を、２乗、あるいは４乗して
積分して吸入空気量を算出する必要があり、電気信号処
理回路の誤差が集積し、精度が低下する欠点を有する。

そして、このような吸気脈動による問題を解決する方法
として吸気路自体にサージタンクを設けることが考えら
れるが、充分な減衰効果を得るためには大きな容量のサ
ージタンクが必要であるという問題がある。

また、一定の容積のサージタンクでは運転状態によって
充分な減衰効果が得られないという問題がある。

本考案の目的は、容積が小さくかつ運転状態の変化があ
っても充分な減衰効果を得ることができる空気流量検出
器を提供することにある。

本考案の特徴は、吸気通路をバイパスするバイパス通路
に感熱抵抗を設け、このバイパス通路にサージタンクを
形成すると共にこのサージタンクの容量を絞弁開度に応
じて変化させるようにしたところにある。

以下本考案の一実施例を図面によって詳細に説明する。

第１図において、エンジン１とエアクリーナ３を接続す
る吸気通路２の一部にバイパス通路４を設ける。

バイパス通路４の入口は、絞り５（オリフィス、ノズル
、ベンチュリなと）の上流に、通路４の出口は、絞り５
の最狭部あるいは最狭部より下流側に開口する。

感熱抵抗８は、通路４に設けられる。

通路４の入口、出口には、それぞれ絞り６，７が設けら
れている。

また絞り６゜７の途中にサージタンク９が設けられる。

いま、サージタンク９の容量をＶとすると、絞り５の前
後の圧力、Ｐｌ、Ｐ２に対し、サージタンク９の圧力Ｐ
は、絞り７，６を通る空気量を、Ｇ工、Ｇ２とすると、 Ｇ、＝Ｃ１ａＩ Ｐｉ Ｐ）γ１ −（１）
Ｇ２＝Ｃ２ａ２ｊ（Ｐ Ｐ２）’）’
”・（２）ここに、Ｃ□：絞り７の流量係数 ａ□：絞り７の断面積 Ｃ２：絞り６の流量係数 ａ２：絞り６の断面積 γ１．γ：密度の密度 に：定数 の関係が成立する。

上式を線形化すると、 ＝ＫＩＰ１−に１Ｐ−に２Ｐ十に２Ｐ２ いまに１＝に２とすると、 ・・・（４） が成立する。

いま、吸気脈動によって、ｐ、 −ｐ２：β５ｉｎａ）
ｔ の変化が生じるものとすると、 ・・・（６） となる。

（７）式を解くとのごとくなる。

ここで、（８）式かられかるように、ω、αが大きくな
るほど、Ｐの振幅は小さくなる。

ここで、αは、上式かられかるように、サージタンク９
の容量■が大きいほど、絞り６，７の断面積が小さいほ
ど、バイパス通路４内の空気の脈動が減衰される。

周知ごとく、熱線式空気流量検出器は、 ＲＦ＝ （Ａ十Ｂｊｕ）（Ｔｗ−Ｔａ） −（
９）ここに、Ｒ：感熱抵抗の抵抗 Ｉ：感熱抵抗の電流 Ｕ：空気流速 ＴＷ：感熱抵抗の温度 Ｔａ：空気の温度 Ａ、 Ｂ、定数 の関係を用い、（Ｔｗ−Ｔａ）／Ｒ＝ＣとしてＦ＝Ｃ（
Ａ＋Ｂｊｕ） ”・（１Ｇあるいは
、（Ｔｗ−Ｔａ） ／ＲＩ＝Ｃ２として、Ｉ ＝ Ｃ２
（Ａ十Ｂ ｊｕ ） ・・・（１１
）で、Ｉの値からＵを求める。

この場合、■の時間的平均とＵの時間的平均は、Ｕが時
間的に変動している場合は一般に合致しない。

しかし、上記のサージタンク９を設けて、Ｕの変動を極
力抑えることによって、吸気脈動幅が大きい場合の空気
量を精度よく検出することが可能となり、上記のＩに対
応する信号を、Ａ−Ｄコンバータ１０を介シ、直接マイ
クロコンピュータ１１に入力することができる。

回路１２．１３は、上述のＣ１あるいは、Ｃ２を一定に
するための回路で、公知の回路を用いることができる。

■の信号が時間的に多少変動する場合は、Ａ−Ｄコンバ
ータ１０の前に、時間的平均化回路を設けてもよい。

そして、本考案ではサージタンク９は可変容量形として
構成されている。

すなわち、サージタンク９内にはピストン１４などの可
変容量手段（ダイヤプラム、ベローなどでもよい）が設
けられており、広い運動範囲にわたって、適正な減衰特
性を得ることができる。

ピストン１４は、リンク１５によって、絞り弁１６と機
械的に連動されており、絞り弁１６が全開時の吸気脈動
が大きい運転域でサージタンク９の容量を増し、減衰特
性を確保することができる。

またピストン１４の動きによって、絞り５から流入する
空気量が変化し、絞り弁５を開くとき、大きな空気流速
が加熱抵抗８の周囲に生じるので、加速時の熱料増加が
可能となる。

また、ピストン１４の動きを利用することによって、感
熱抵抗８の周囲に既知の流速を作り出し感熱抵抗８の経
時変化を校正することができる。

これは、ピストン１４の動きをポテンショメータなどで
検出し、その信号をマイクロコンピュータ１１に入力し
、加熱抵抗８の出力と対比すればよい。

上記の感熱抵抗８は、トーマスメータ方式のものでもよ
い。

以上述べたように本考案によれば、バイパス通路にサー
ジタンクを設けているので吸気通路自体にサージタンク
を設ける場合に比べ、小さなサージタンクで十分な脈動
減衰効果が得られる他、さらに、サージタンクの容量を
、絞り弁の開度、すなわち、運転条件により可変してい
るため、吸気脈動が大きい領域でも減衰特性を確保でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を実施した空気流量検出器の構成図、第
２図は信号処理の回路図である。 １・・・・・・エンジン、２・・・・・・吸気通路、３
・・・・・・エアクリーナ、４・・・・・・バイパス通
路、８・・・・・・感熱抵抗、９・・・・・・サージタ
ンク、１４・曲ゼストン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンとエアクリーナを接続する吸気通路の一部にバ
   イパス通路を設け、バイパス通路に感熱抵抗を設けた内
   燃機関の空気流量検出器において、バイパス通路の一部
   にサージタンクを設けるとともに、吸気通路に設けられ
   た絞り弁の開度に応じて上記サージタンクの容量を可変
   する手段を設けたことを特徴とする内燃機関の空気流量
   検出器。