JPS58120121A - Air flow meter for internal combustion engines - Google Patents
Air flow meter for internal combustion enginesInfo
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- JPS58120121A JPS58120121A JP57002736A JP273682A JPS58120121A JP S58120121 A JPS58120121 A JP S58120121A JP 57002736 A JP57002736 A JP 57002736A JP 273682 A JP273682 A JP 273682A JP S58120121 A JPS58120121 A JP S58120121A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自動車の内燃機関用空気流量計に係り、特に、
熱線式の空気流量計に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an air flow meter for an internal combustion engine of an automobile, and in particular,
This relates to a hot wire type air flow meter.
自動車用内燃機関における吸気計量方法としては従来か
ら多くの提案がなされており、公知例となっている技術
も多い。現在実用化されている方法としては、吸入した
空気流の動圧を可動ベーンで受け、このベーンの傾斜角
に見合った電気信号を得て空気流量を検出する可動ベー
ン方式、カルマン渦の周波数で空気流量を検出するカル
マン渦方式、空気流量に比例して回転するスワラ−で吸
気量を検出するスワール式、熱線の抵抗値変化を利用し
た熱線式等がある。Many proposals have been made for intake metering methods for automobile internal combustion engines, and many techniques are well known. Methods currently in practical use include the movable vane method, which detects the air flow rate by receiving the dynamic pressure of the inhaled airflow with a movable vane and obtaining an electric signal commensurate with the vane's inclination angle, and the method using the Karman vortex frequency. There are the Karman vortex method, which detects the air flow rate, the swirl method, which uses a swirler that rotates in proportion to the air flow rate to detect the amount of intake air, and the hot wire method, which uses changes in the resistance of a hot wire.
これらの方式は、内燃機関の定常運転時で巡行走行して
いる時は空気流量を正確に検出することができるが、気
筒数が4気筒以下で内燃機関が低速回転しているときは
、吸気が脈動流となるので真の空気流量検出法としては
多くの問題点をもっている。These methods can accurately detect the air flow rate when the internal combustion engine is in steady operation and cruising, but when the number of cylinders is 4 or less and the internal combustion engine is rotating at low speed, the intake air flow rate can be accurately detected. Since this is a pulsating flow, there are many problems as a true air flow rate detection method.
第1図は4気筒エンジンの吸気流量の変化を示す線図で
、横軸はクランク角を示している。空気流量零の線の下
側の斜線を施した部分は空気の逆流を示すもので、4気
筒エンジンの低回転出力域においてはこのように脈動を
伴っている。また、エンジンの吸排気弁をオーバーラツ
プさせている場合と吸気弁だけが開いている場合とでは
吸気流の動きが異なってくる。FIG. 1 is a diagram showing changes in the intake flow rate of a four-cylinder engine, and the horizontal axis shows the crank angle. The shaded area below the zero air flow line indicates a backflow of air, which pulsates in the low rotational output range of a four-cylinder engine. Furthermore, the behavior of the intake air flow differs between when the intake and exhaust valves of the engine overlap and when only the intake valves are open.
即ち、吸排気弁がオーバーラツプして作動している時は
ピストン上昇に伴う排気弁側からの正圧で空気が吸気弁
側に逆流させられ、いわゆる空気の吹返し現象を生じる
。また、吸気弁だけが開いている場合は、上記吹返され
た空気を含んだ空気を再び吸引することになる。このよ
うな現象はエンジンの燃焼室の形状や吸排気管の形状お
よびエアクリーナの形状等によって異なる形態を示すが
、特にエンジンの低回転(600〜3000rpm)お
よび吸入負圧100聰Hg以下の状態 即ち、低回転出
力域において多く現われる。なお、第1図の脈動波形の
うちで斜線を施した部分は吸排気弁がオーバーラツプし
ている時に生じた逆流であり、零線以上の波形部分は吸
気弁だけが開いている時の正流を示している。That is, when the intake and exhaust valves are operating in an overlapping manner, the positive pressure from the exhaust valve side as the piston rises causes air to flow back toward the intake valve side, resulting in a so-called air blowback phenomenon. Furthermore, if only the intake valve is open, the air containing the blown back air is sucked in again. This phenomenon takes different forms depending on the shape of the engine's combustion chamber, the shape of the intake and exhaust pipes, the shape of the air cleaner, etc., but is especially true when the engine is running at low speeds (600 to 3000 rpm) and when the suction negative pressure is 100 feet Hg or less. It often appears in the low rotation output range. Note that the shaded part of the pulsating waveform in Figure 1 is the backflow that occurs when the intake and exhaust valves overlap, and the waveform part above the zero line is the forward flow when only the intake valve is open. It shows.
このような逆流現象を生じている時は、上記各種の方式
の空気量検出装置のいずれを用いても真の吸気量を検出
することはできない。特に、低コストで高応答性を主眼
として開発された従来の熱線式空気流量計において(ハ
、脈動気流中の逆流を区別して検出する手段がなく、第
2図のような信号が得られることになる。When such a backflow phenomenon occurs, the true amount of intake air cannot be detected using any of the various types of air amount detection devices described above. In particular, in conventional hot wire air flowmeters that were developed with the focus on low cost and high response (c) there is no means to distinguish and detect backflow in pulsating airflow, and the signal shown in Figure 2 is obtained. become.
第2図は熱線式空気流量計の出力信号を示す線図で、右
下りの斜線を施した部分Q1は逆流信号であり、左下り
の斜線を施した部分Q2は正流信号であるが、両者は同
様に検出されて一方向の出力しか取り出すことができな
い。したがって、逆流方向の流量θ、と順方向の流量θ
2との和が吸気量として検出されることになるので、逆
流方向の流量Q、の2倍に相当する流量の検出誤差を生
じることになる。Fig. 2 is a diagram showing the output signal of a hot-wire air flow meter, where the diagonally shaded part Q1 going down to the right is a reverse flow signal, and the part Q2 being diagonally shaded to the left is a forward flow signal. Both are detected in the same way and only one direction of output can be taken out. Therefore, the flow rate θ in the reverse direction and the flow rate θ in the forward direction
2 will be detected as the intake air amount, resulting in a flow rate detection error equivalent to twice the flow rate Q in the reverse flow direction.
熱線式空気流量計は応答性が優れていること、空気の質
量流量が測定できるので気圧補正を必要としない等の利
点をもっているが、機械的強度に問題があり、直径70
〜100μmの白金線を気化器の吸気路内に張り渡した
場合は、熱線が振動して耐久性に不安全生じ易い。特に
、エンジンが不調である時に発生するバツクファイアに
よって機械的な損傷を受は易く、甚だしい場合は白金線
を断線させることもある。捷た、空気中に含まれる塵埃
が白金線に付着し、熱線式空気流量計の出力信号を変化
させる等の問題点をもっている。なお、この形式の吸入
空気量測定装置については、例えば次の公知例に記載さ
れている。Hot wire air flowmeters have advantages such as excellent responsiveness and the ability to measure the mass flow rate of air, so they do not require pressure correction, but they have problems with mechanical strength and have a diameter of 70 mm.
If a platinum wire of ~100 μm is stretched within the intake path of a vaporizer, the hot wire will vibrate and the durability will likely be compromised. In particular, they are susceptible to mechanical damage due to backfires that occur when the engine is malfunctioning, and in extreme cases, the platinum wire may break. There are problems such as the dust contained in the air adhering to the platinum wire and changing the output signal of the hot wire air flow meter. Note that this type of intake air amount measuring device is described, for example, in the following known example.
特公昭49−48893号
特公昭47−19227号
5AEI)aperA800468
usp43824966
上記の問題点を解決するために中空セラミック支持体に
白金線を巻き付け、更にその上全被覆材でカバーして機
械的な強度を向上させた熱線プローブを作り、これを吸
気路のベンチュリ部を迂回するバイパス通路に配置する
形式のものが用いられるようになった。Japanese Patent Publication No. 49-48893 No. 47-19227 5AEI) aperA800468 USP43824966 In order to solve the above problems, a platinum wire is wound around a hollow ceramic support, and the entire surface is covered with a covering material to increase mechanical strength. Improved hot wire probes have been made and placed in bypass passages that bypass the venturi section of the intake passage.
第3図は従来の熱線プローブを設置したバイパス通路を
もつスロットルボディの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a throttle body having a bypass passage in which a conventional hot wire probe is installed.
スロットルボディ1の吸気路2にはベンチュリ部3が形
成され、その下流には絞り弁4が設置されている。また
、ベンチュリ部3を迂回してスロットルボディ1内にバ
イパス通路5が設けられ、その入口6をスロットルボデ
ィ1の上部拡大内径部に上向きに形成し、その出口8は
ベンチュリ部3に環状の隙間として形成している。この
ような形状のバイパス通路5内には一対の熱線プローブ
7a、7bが段違いに設置されている。A venturi portion 3 is formed in the intake passage 2 of the throttle body 1, and a throttle valve 4 is installed downstream of the venturi portion 3. Further, a bypass passage 5 is provided in the throttle body 1 to bypass the venturi part 3, and its inlet 6 is formed upward in the upper enlarged inner diameter part of the throttle body 1, and its outlet 8 is formed in the annular gap in the venturi part 3. It is formed as In the bypass passage 5 having such a shape, a pair of hot wire probes 7a and 7b are installed at different levels.
第4図は第3図の熱線プローブに接続する回路図である
。空気流速測定用抵抗体7a、温度補償用抵抗体7bお
よび抵抗器9a、9bによってホイートストンブリッジ
10を構成し、その中点の電位差をオペアンプ11を用
いた差動増幅回路で検出している。この信号をトランジ
スタ12のベースに入力し、中点の電位が常に等しくな
るように閉ループ制御している。FIG. 4 is a circuit diagram connected to the hot wire probe of FIG. 3. A Wheatstone bridge 10 is constituted by the air flow rate measuring resistor 7a, the temperature compensating resistor 7b, and the resistors 9a and 9b, and the potential difference at the midpoint thereof is detected by a differential amplifier circuit using an operational amplifier 11. This signal is input to the base of the transistor 12, and closed loop control is performed so that the potentials at the midpoint are always equal.
第4図において、空気流速測定用抵抗体7aの抵抗kR
,,温度補償用抵抗体7bの抵抗をRt。In FIG. 4, the resistance kR of the air flow velocity measuring resistor 7a
, , the resistance of the temperature compensation resistor 7b is Rt.
抵抗器9aの抵抗+R,1、抵抗器9bの抵抗器R1と
すると、次式が成立する。Assuming that the resistance of the resistor 9a is +R,1, and the resistor R1 of the resistor 9b, the following equation holds true.
実際はR−> Rtとなっており、流速測定用抵抗体7
aは加熱された状態となっているが、温度補償用抵抗体
7bは大気@度から僅かに加熱された状態となっている
。したがって、空気温度が上昇したときはRtも昇温し
て抵抗が増加し、空気温度の上昇による影響を補償して
いる。また、空気温度が一定であればR1は一定となり
、R,は空気流量の如何にかかわらず一足値となるよう
にオペアンプ11が作動してホイートストンブリッジ1
0に流す電流を制御する。即ち、バイパス通路5を流れ
る空気流速信号は、このホイートストンブリッジ10の
中点の電流、又は、トランジスタ12のエミッタの電位
によって知ることができる。Actually, R->Rt, and the flow rate measuring resistor 7
A is in a heated state, but the temperature compensating resistor 7b is in a slightly heated state from atmospheric temperature. Therefore, when the air temperature rises, Rt also rises and the resistance increases, thereby compensating for the influence of the rise in air temperature. In addition, if the air temperature is constant, R1 is constant, and the operational amplifier 11 operates so that R, is a constant value regardless of the air flow rate, and the Wheatstone bridge 1
Controls the current flowing to 0. That is, the air flow velocity signal flowing through the bypass passage 5 can be determined by the current at the midpoint of this Wheatstone bridge 10 or the potential at the emitter of the transistor 12.
したがって、バイパス通路5を流れる空気量が求められ
る。Therefore, the amount of air flowing through the bypass passage 5 is determined.
このように構成された従来の空気流量計は、上記のごと
く空気流の方向に関係なく流速に応じた信号を出力して
いる。したがって、エンジンの低速・高負荷運転時に吸
排気弁のオーバーラツプ期間に気筒から吸気マニホルド
に吸気が逆流する吹(7)
き返し現象を生じた場合は、吹き返し空気も吸入空気量
として出力されていた。また、吸気の脈動が大きい運転
域になると、下記の理由で、真の空気流量よりも小石な
指示値となる傾向全もっている。The conventional air flow meter configured in this manner outputs a signal according to the flow velocity regardless of the direction of the air flow, as described above. Therefore, when the engine is operated at low speeds and under high load, when the intake air flows backward from the cylinder to the intake manifold during the overlap period of the intake and exhaust valves (7), if the blowback phenomenon occurs, the blowback air is also output as the amount of intake air. . Furthermore, in the operating range where the intake air pulsation is large, there is a tendency for the indicated value to be smaller than the true air flow rate for the following reasons.
即ち、空気流速Uに対する熱線プローブ7の出力Eは一
般に次式で示される。That is, the output E of the hot wire probe 7 with respect to the air flow velocity U is generally expressed by the following equation.
E2=A+B圧・・・・・・・・・・・・・・・(2〕
但し、A、Bは定数である。E2=A+B pressure・・・・・・・・・・・・(2)
However, A and B are constants.
第5図は(2)式の関係を示す線図で、その特性は非線
形となっている。即ち、吸気脈動によって熱線プローブ
7の空気流速がutf中心にしてU。FIG. 5 is a diagram showing the relationship of equation (2), and its characteristics are nonlinear. That is, due to the intake pulsation, the air flow velocity of the hot wire probe 7 is U with respect to UTF.
〜U8間で正弦波として時間的な変化を行った場合を実
線Aとすると、この場合は、熱線プローブ7の熱容量に
起因した応答遅れによって、熱線出力(はE1〜E3と
(はならないで、E1′〜E 37間全変化する実線波
形Bとなる。このBの振幅はAに比べて小さい。If the solid line A represents the case where a temporal change is made as a sine wave between ~U8, in this case, the hot wire output (does not differ from E1 to E3) due to the response delay caused by the heat capacity of the hot wire probe 7. A solid line waveform B changes completely between E1' and E37.The amplitude of this B is smaller than that of A.
逆に、この波形Bから求められる空気流速波形はA′の
ように縮小して流速rrs u 1 ’〜u 、 I
とな(8)
す、その平均値はu、I となる。したがって、u、−
u、’分だけ低い値を熱線式空気流量計に示すことにな
り、この傾向は流速の変化が大きい程、脈動振幅が大き
い程大きくなる。On the contrary, the air flow velocity waveform obtained from this waveform B is reduced as shown in A' and becomes the flow velocity rrsu1'~u,I
(8) The average value is u, I. Therefore, u, −
The hot wire air flowmeter will show a lower value by u,', and this tendency becomes larger as the change in flow velocity becomes larger and the pulsation amplitude becomes larger.
第6図は熱線式空気流量計の吸入負圧と空気流量との関
係を示す線図で、絞り弁開度が大となり吸入負圧が小さ
くなると、吸気脈動が発生するようになり、矢印で示す
Aゾーンは吸気脈動が顕著に生じる領域である。また、
矢印で示すBゾーンは吸気脈動域の中でも特に吹き返し
が顕著となる領域である。実線で示す直線が真の空気流
量線であるとすると、熱線プローブ7の出力から求めら
れる空気流量は丸印を連ねた特性となり、Aゾーンにな
ると空気流量を示す熱線プローブ7の出力信号は低下し
て誤差が大となる。また、Bゾーンに入ると吹き返しの
影響を受けて真の値よりも大となり、正の誤差を生じる
ようになる。Figure 6 is a diagram showing the relationship between suction negative pressure and air flow rate of a hot wire air flow meter.As the throttle valve opening increases and the suction negative pressure decreases, suction pulsation begins to occur, as indicated by the arrow. Zone A shown is a region where intake pulsation occurs significantly. Also,
The B zone indicated by the arrow is a region where blowback is particularly noticeable in the intake pulsation region. Assuming that the straight line shown by the solid line is the true air flow rate line, the air flow rate determined from the output of the hot wire probe 7 has the characteristic of a series of circles, and in the A zone, the output signal of the hot wire probe 7 indicating the air flow rate decreases. This results in a large error. Furthermore, when entering the B zone, the value becomes larger than the true value due to the influence of blowback, resulting in a positive error.
上記のごと〈従来用いられていた熱線式空気流量計は、
吸気脈動域および吹き返しの領域に入ると空気計量誤差
が大となり、熱線を張り渡す方式(9)
全やめて機械的な強度を増加させた熱線プローブとして
もその欠点は改善されていないという欠点をもっていた
。As mentioned above, the conventionally used hot wire air flow meter
When entering the intake pulsation region and blowback region, the air measurement error becomes large, and even though the hot wire probe was completely removed from the hot wire stretching method (9) and the mechanical strength was increased, this drawback remained unresolved. .
本発明は吸気脈動や吹き返し時の計量誤差を解消し、エ
ンジンに吸入される空気流量をすべての運転域で正確に
計量・検出することができる内燃機関用空気流量計全提
供することを目的と踵その特徴とするところは、バイパ
ス通路の入口と出口との間隔に対してバイパス通路の長
さを少くとも3倍以上に拡大させると共に、バイパス通
路の出口を主吸気路の下流に向けて開口させるように構
成したことにある。An object of the present invention is to provide an air flow meter for an internal combustion engine that can eliminate measurement errors caused by intake pulsation and blowback, and can accurately measure and detect the air flow rate taken into the engine in all operating ranges. The characteristics of this feature are that the length of the bypass passage is expanded at least three times the distance between the inlet and outlet of the bypass passage, and the outlet of the bypass passage is opened toward the downstream of the main intake passage. The problem lies in the fact that it is configured to allow
第7図は本発明の熱線式空気流量計の説明図で、理論的
な計算を容易にするために模式化して示しである。主吸
気路2のベンチュリ部3の上流側に入口6を設け、ベン
チュリ部3に出口8を設けてスロットボディ1内に形成
したバイパス通路5内には熱線13を設置している。い
ま、一点鎖線aで示す入口6を通る断面における圧力ヲ
p、とし、一点鎖線すで示す出口8を通る断面における
圧力(10)
をp、とすると、吸気脈動時に生じる圧力差p1−p2
は次式で表わされる。FIG. 7 is an explanatory diagram of the hot wire air flowmeter of the present invention, and is shown schematically to facilitate theoretical calculations. An inlet 6 is provided on the upstream side of the venturi portion 3 of the main intake path 2, an outlet 8 is provided in the venturi portion 3, and a hot wire 13 is installed in a bypass passage 5 formed in the slot body 1. Now, if the pressure in the cross section passing through the inlet 6 shown by the dashed-dotted line a is p, and the pressure (10) in the cross-section passing through the outlet 8 shown by the dashed-dotted line is p, then the pressure difference generated during intake pulsation is p1-p2.
is expressed by the following equation.
A! +(1−(−))ρ・u22・曲間(2]l 但し、Lは主吸気路2のa、b間の距離ρは空気密度 ξは摩擦損失係数 A1は主吸気路のベンチュリ部3における断面積 A2はバイパス通路5の断面積 u、は断面すにおける主吸気路の空気流速である。A! +(1-(-))ρ・u22・song interval (2]l However, L is the distance between a and b of the main intake path 2, and ρ is the air density. ξ is the friction loss coefficient A1 is the cross-sectional area of the main intake passage at the venturi part 3 A2 is the cross-sectional area of the bypass passage 5 u is the air flow velocity in the main intake passage in the cross section.
また、圧力差pt pgによって生じるバイパス通
路の空気流速Wは次式で表わされる。Furthermore, the air flow velocity W in the bypass passage caused by the pressure difference pt pg is expressed by the following equation.
但しtはバイパス通路の長さである。なお、上記(21
,(3)式の右辺第1項は空気流の慣性を示してい(1
1)
る。However, t is the length of the bypass passage. In addition, the above (21)
, the first term on the right side of equation (3) indicates the inertia of the airflow (1
1) Ru.
第8図はバイパス通路の出口における主吸気流速U、を
正弦波で変化させた場合のバイパス通路内の空気流速W
の計算結果を示す線図である。即ち、破線で示すU、の
振幅に比べて実線で示すWの振幅が減少しているのは、
慣性遅れ効果によるものである。また、第7図の断面a
、b間におけるベンチュリ効果、即ち” 1 1)2
oell、2の関係から、その平均値Wはu2よりも
大きくなる傾向を示す。このことはt/L(r)値に関
連11次。Figure 8 shows the air flow velocity W in the bypass passage when the main intake flow velocity U at the outlet of the bypass passage is varied in a sinusoidal manner.
FIG. 2 is a diagram showing calculation results. In other words, the reason why the amplitude of W shown by the solid line is decreased compared to the amplitude of U shown by the broken line is because
This is due to the inertial lag effect. Also, cross section a in Fig. 7
, the Venturi effect between b, i.e. “1 1) 2
oell, 2, the average value W tends to be larger than u2. This is related to the t/L(r) value to the 11th order.
ような特性を示すことになる。It shows such characteristics.
第9図は第7図のバイパス通路による特性を示す線図で
、横軸は!、、/IJ示し、縦軸にはw / u。Figure 9 is a diagram showing the characteristics due to the bypass passage in Figure 7, where the horizontal axis is ! , , /IJ are shown, and the vertical axis is w / u.
の値を示している。即ち、L/Lf適切に選択すること
によって第6図のAゾーンの吸気脈動の顕著な領域にお
ける熱線出力の低下金、慣性遅れ効果に伴うバイパス通
路の平均流速の増加でキャンセルすることが可能となる
。ただしこの場合はBゾーンの吹き返し域ではその効果
が小さいのでN第6図に一点鎖線で示したような特性と
なること(12)
が予想される。shows the value of That is, by appropriately selecting L/Lf, it is possible to cancel the decrease in the hot wire output in the zone A in FIG. 6, where intake pulsation is significant, by increasing the average flow velocity in the bypass passage due to the inertial lag effect. Become. However, in this case, the effect is small in the blowback area of zone B, so it is expected that the characteristics will be as shown by the dashed line in Figure 6 (12).
第10図は吹き返し時のバイパス通路内の空気流速を示
す線図で、実線で示すU、は第7図のb断面における吸
気流速であり、破線Wはバイパス通路5内の空気流速で
ある。吹き返し時に逆流が生じる領域Xにおいて、主空
気流速U、は逆流の場合でも!、/Lを大きくしたバイ
パス通路5の空気流速wit正流となっている。したが
って、破線で示しているWの波形をXの領域だけ主空気
の逆流の動圧をバイパス通路5の出口8に作用させて正
流全抑制するようにすればバイパス通路5の空気流速が
零に近づいて一点鎖線で示すような特性となる。このよ
うにすると第6図のBゾーンにおける一点鎖線は更に実
線で示す理想的な値に近づいて空気計量誤差を低減させ
ることが可能となる筈である。FIG. 10 is a diagram showing the air flow velocity in the bypass passage during blowback, where the solid line U is the intake air flow velocity at cross section b in FIG. 7, and the broken line W is the air flow velocity in the bypass passage 5. In region X where backflow occurs during blowback, the main air flow velocity U, even in the case of backflow! , /L is increased, and the air flow velocity wit the bypass passage 5 is a normal flow. Therefore, if the dynamic pressure of the reverse flow of the main air is applied to the outlet 8 of the bypass passage 5 in the region X of the waveform W shown by the broken line and the forward flow is completely suppressed, the air flow velocity in the bypass passage 5 becomes zero. As the value approaches , the characteristics become as shown by the dashed line. If this is done, the dashed-dotted line in zone B in FIG. 6 will further approach the ideal value shown by the solid line, making it possible to reduce the air metering error.
第11図は本発明の一実施例である空気流量計を備えた
スロットルボディの断面図で、第3図と同じ部分には同
一符号を付しである。この場合は絞り弁4を設けていな
いが、空気流1計としての(13)
作用に変化はない。14は第4図に示した熱線プローブ
7に接続した熱線駆動回路で、15はバイパス通路5の
出口8に嵌合させた出口管である。FIG. 11 is a sectional view of a throttle body equipped with an air flow meter according to an embodiment of the present invention, in which the same parts as in FIG. 3 are given the same reference numerals. Although the throttle valve 4 is not provided in this case, there is no change in the function (13) as an airflow meter. 14 is a hot wire drive circuit connected to the hot wire probe 7 shown in FIG. 4, and 15 is an outlet pipe fitted to the outlet 8 of the bypass passage 5.
この出口管15は主吸気路2の中心部まで突出してその
下面に出口8を設はバイパス通路の長さtを伸ばしてい
る。その結果バイパス通路5の入口6と出口8との距離
ttaバイパス通路5の両端部間の主吸気路2中の間隔
りの3〜4倍にも達する。This outlet pipe 15 protrudes to the center of the main intake passage 2, has an outlet 8 on its lower surface, and extends the length t of the bypass passage. As a result, the distance tta between the inlet 6 and outlet 8 of the bypass passage 5 reaches three to four times the distance in the main intake passage 2 between both ends of the bypass passage 5.
したがって、バイパス空気流に上記した慣性遅れ効果を
与えると共に、バイパス通路5の出口8を逆流の動圧が
作用する方向に開口させであるので、吹き返し時のバイ
パス空気流の正流を抑制して計量誤差の低減を図ること
ができる。Therefore, in addition to imparting the above-mentioned inertial delay effect to the bypass airflow, the outlet 8 of the bypass passage 5 is opened in the direction in which the dynamic pressure of the reverse flow acts, thereby suppressing the forward flow of the bypass airflow during blowback. It is possible to reduce measurement errors.
第12図、第13図および第14図は第11図の変形例
である空気流量計を備えたスロットルボディの断面図で
ある。第12図はバイパス通路5の入口側にもL字形の
入口管16を取り付けたもの、第13図はバイパス通路
5の出口管16をベンチュリ部3内を半周させた環状通
路17の先端に取り付けたもの、第14図は環状通路1
7を出(14)
口側に形成したバイパス通路5の入口側に入口管16を
取り付けたものである。第12図は、バイパス通路5の
長さ全史に拡張させ4〜6倍として慣性遅れ効果を助長
させると共に、第6図のAゾーンでの熱線出力から求め
られる空気流量指示値の低下を防止して計量誤差を低減
させている。また、吹き返しに関しては第11図の場合
と同様である。12, 13, and 14 are cross-sectional views of a throttle body equipped with an air flow meter that is a modification of FIG. 11. FIG. FIG. 12 shows an L-shaped inlet pipe 16 attached to the inlet side of the bypass passage 5, and FIG. 13 shows an outlet pipe 16 of the bypass passage 5 attached to the tip of an annular passage 17 extending halfway around the inside of the venturi section 3. Figure 14 shows the annular passage 1.
An inlet pipe 16 is attached to the inlet side of the bypass passage 5 formed on the outlet side (14). Figure 12 shows that the entire length of the bypass passage 5 is expanded by 4 to 6 times to promote the inertial lag effect, and to prevent a decrease in the air flow rate indication value determined from the hot wire output in zone A in Figure 6. This reduces weighing errors. Further, the blowback is the same as in the case of FIG. 11.
第13図の場合は出口8が下流側に開口して逆流の動圧
を取り入れている点は第11図、第12図の場合と同様
である。また、第14図はtf大きくするために入口管
17を設けた点は第12図と同じであるが、逆流の動圧
を出口8に作用させるために、環状通路17に沿って環
状スリット状の出口8を下向きに開口して同様な効果を
得ようとしたものである。In the case of FIG. 13, the outlet 8 opens downstream to take in the dynamic pressure of the reverse flow, which is the same as in the cases of FIGS. 11 and 12. 14 is the same as FIG. 12 in that an inlet pipe 17 is provided to increase tf, but in order to apply the dynamic pressure of the reverse flow to the outlet 8, an annular slit is formed along the annular passage 17. An attempt was made to obtain a similar effect by opening the outlet 8 downward.
このようなスロットルボディ1のバイパス通路5を形成
することによって、従来第6図のAゾーンで生じていた
空気流量指示値の低下と、Bゾーンで生じていた指示値
が大きくなるという2種の(15)
計量誤差を大幅に低減させることができる。By forming such a bypass passage 5 of the throttle body 1, there are two problems: a decrease in the air flow rate indication value that conventionally occurred in zone A in FIG. 6, and an increase in the indication value that occurred in zone B. (15) Weighing errors can be significantly reduced.
第15図は第12図の熱線式空気流量計の吸入負圧と空
気流量との関係を示す線図で、従来の第6図に対応する
ものである。実線で示す理初的な空気流量線に対し、丸
印のごとく本実施例の特性f′iA、Bゾーンにおいて
も殆んど空気計量誤差を生じていない。この場合はL=
30M、 7= 120簡でt/L=4となっている
。また、他の実施例についてもほぼ同等の結果が得られ
た。なお、エンジン回転数は11000rl)の場合に
ついての実験結果を示しであるが、1000〜6000
rl)mの範囲でも効果を得ることができるし、気筒数
が4以下であっても顕著な効果が得られる。FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the suction negative pressure and the air flow rate of the hot-wire air flowmeter of FIG. 12, and corresponds to the conventional diagram of FIG. 6. With respect to the theoretical air flow rate line shown by the solid line, almost no air measurement error occurs even in the characteristic f'iA and B zones of this embodiment as shown by the circles. In this case L=
30M, 7=120 pieces and t/L=4. Furthermore, almost similar results were obtained for other examples. The experimental results are shown for the case where the engine rotation speed is 11000 rl), but the engine speed is 1000 to 6000 rl).
The effect can be obtained even in the range of rl)m, and a remarkable effect can be obtained even when the number of cylinders is 4 or less.
本実施例の熱線式空気流量計は、バイパス通路の長さを
増加させると共に、吹き返し時の逆風圧力をバイパス通
路に取り込むような下向きの開口をバイパス通路の出口
に設けることによって、エンジン吸入負圧が小さく吸気
流量が多い脈動が多い運転状態においても、また、吹き
返し逆流の多い状態においても空気量の計量誤差を大幅
に減少(16)
させることができるという効果が得られる。The hot wire air flowmeter of this embodiment increases the engine intake negative pressure by increasing the length of the bypass passage and providing a downward opening at the outlet of the bypass passage to take in the headwind pressure at the time of blowback into the bypass passage. Even in operating conditions where the intake air flow rate is small and the intake air flow rate is high and there is a lot of pulsation, and even in conditions where there is a lot of blowback and backflow, it is possible to significantly reduce the error in measuring the amount of air (16).
本発明の内燃機関用空気流量計は、吸気脈動や吹き返し
による#量誤差をバイパス通路の僅かな改良によって解
消させることが可能となり、すべての運転域で正確に計
量して好適な運転全行うことができるという効果が得ら
れる。The air flow meter for internal combustion engines of the present invention makes it possible to eliminate # quantity errors due to intake pulsation and blowback by slight improvement of the bypass passage, and enables accurate measurement in all operating ranges for proper operation. This has the effect of being able to.
第1図は4気筒エンジンの吸気流量の変化を示す線図、
第2図は熱線式空気流量計の出力信号を示す線図、第3
図は従来の熱線プローブを設置したバイパス通路をもつ
スロットルボディの断面図、第4図は第3図の熱線プロ
ーブに接続する回路図、第5図は空気流速と熱線出力と
の関係を示す線図、第6図は熱線式空気流量計の吸入負
圧と空気流量との関係を示す線図、第7図は本発明の熱
線式空気流量計の説明図、第8図はバイパス通路の出口
における主吸気流速uzffi正弦波で変化させた場合
のバイパス通路内の空気流速Wの計算結果を示す線図、
第9図は第7図のバイパス通路による特性を示す線図、
第10図は吹き返し時のバイパス(17)
通路内の空気流速を示す線図、第11図は本発明の一実
施例である空気流量計を備えたスロットルボディの断面
図、第12図〜第14図は第11図の変形例である空気
流量計を備えたスロットルボディの断面図、第15図は
第12図の熱線式空気流量計の吸入負圧と空気流量との
関係を示す線図である。
1・・・スロットルボディ、2・・・主吸気路、3・・
・ヘンチュリ部、5・・・バイパス通路、6・・・入口
、7・・・熱線プローブ、8・・・出口、9・・・抵抗
器、10・・・ホイートストンブリッジ、11・・・オ
ペアンプ、12・・・トランジスタ、13・・・熱線、
14・・・熱線駆動回路、(18)
第 1 図
寥3 図
第4図
106
第 乙 図
第 7 図
第 δ 図
第 /θ 図
第 /2 図
茹/4 図
第 75 図Figure 1 is a diagram showing changes in intake flow rate of a 4-cylinder engine.
Figure 2 is a diagram showing the output signal of the hot wire air flow meter, Figure 3
The figure is a cross-sectional view of a throttle body with a bypass passage in which a conventional hot wire probe is installed, Figure 4 is a circuit diagram connected to the hot wire probe in Figure 3, and Figure 5 is a line showing the relationship between air flow velocity and hot wire output. Figure 6 is a diagram showing the relationship between suction negative pressure and air flow rate of a hot wire air flow meter, Figure 7 is an explanatory diagram of the hot wire air flow meter of the present invention, and Figure 8 is an outlet of the bypass passage. A diagram showing the calculation results of the air flow velocity W in the bypass passage when the main intake flow velocity uzffi is changed by a sine wave,
FIG. 9 is a diagram showing the characteristics of the bypass passage in FIG. 7;
Fig. 10 is a diagram showing the air flow velocity in the bypass (17) passage during blowback, Fig. 11 is a sectional view of a throttle body equipped with an air flow meter which is an embodiment of the present invention, and Figs. Fig. 14 is a sectional view of a throttle body equipped with an air flow meter that is a modification of Fig. 11, and Fig. 15 is a diagram showing the relationship between suction negative pressure and air flow rate of the hot wire air flow meter of Fig. 12. It is. 1... Throttle body, 2... Main intake path, 3...
・Henturi part, 5... Bypass passage, 6... Inlet, 7... Hot wire probe, 8... Outlet, 9... Resistor, 10... Wheatstone bridge, 11... Operational amplifier, 12...Transistor, 13...Hot wire,
14...Hot wire drive circuit, (18) Fig. 1 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 106 Fig. O Fig. 7 Fig. δ Fig. /θ Fig. 2 Fig. Boiling / 4 Fig. 75
Claims (1)
るためにスロットルボディ内に設けたバイパス通路と、
このバイパス通路内に設置した熱線プローブとを有し、
上記バイパス通路内の空気流速を測定して内燃機関への
吸入空気量を求める内燃機関用空気流量計において、上
記バイパス通路の入口と出口との間隔に対して上記バイ
パス通路の長さを少くとも3倍以上に拡大させると共に
、上記バイパス通路の上記出口を上記主吸気路の下流に
向けて開口させ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。1. A bypass passage provided in the throttle body to communicate the venturi part of the main intake passage with its upstream part;
It has a hot wire probe installed in this bypass passage,
In the air flow meter for an internal combustion engine that measures the air flow velocity in the bypass passage to determine the amount of air intake into the internal combustion engine, the length of the bypass passage is determined by at least the length of the bypass passage relative to the distance between the inlet and the outlet of the bypass passage. An air flow meter for an internal combustion engine, characterized in that the bypass passage is expanded three times or more, and the outlet of the bypass passage is opened downstream of the main intake passage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57002736A JPS58120121A (en) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | Air flow meter for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57002736A JPS58120121A (en) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | Air flow meter for internal combustion engines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120121A true JPS58120121A (en) | 1983-07-16 |
Family
ID=11537611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57002736A Pending JPS58120121A (en) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | Air flow meter for internal combustion engines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120121A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988010411A1 (en) * | 1987-06-17 | 1988-12-29 | Hitachi, Ltd. | Hot wire type air flow meter |
| EP0313089B1 (en) * | 1987-10-23 | 1996-09-18 | Hitachi, Ltd. | Hot wire type of air flow meter and internal combustion engine using the same |
| JP2635143B2 (en) * | 1987-06-17 | 1997-07-30 | 株式会社日立製作所 | Air flow meter |
| US6474177B2 (en) | 2000-03-13 | 2002-11-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Flow measurement device for measuring flow rate and flow velocity |
-
1982
- 1982-01-13 JP JP57002736A patent/JPS58120121A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO1988010411A1 (en) * | 1987-06-17 | 1988-12-29 | Hitachi, Ltd. | Hot wire type air flow meter |
| US4986115A (en) * | 1987-06-17 | 1991-01-22 | Hitachi, Ltd. | Hot-wire air flow meter |
| JP2635143B2 (en) * | 1987-06-17 | 1997-07-30 | 株式会社日立製作所 | Air flow meter |
| EP1221592A3 (en) * | 1987-06-17 | 2006-03-29 | Hitachi, Ltd. | Hot-wire type air-flow meter for internal combustion engines |
| EP1376071A3 (en) * | 1987-06-17 | 2006-03-29 | Hitachi, Ltd. | Air-flow meter for internal combustion engines |
| EP0313089B1 (en) * | 1987-10-23 | 1996-09-18 | Hitachi, Ltd. | Hot wire type of air flow meter and internal combustion engine using the same |
| US6474177B2 (en) | 2000-03-13 | 2002-11-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Flow measurement device for measuring flow rate and flow velocity |
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