JP3425759B2 - Gas flow measurement device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス流量測定装
置に係り、例えば内燃機関の吸気通路内を流れる吸入空
気の流量を測定するガス流量測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas flow rate measuring device, for example, a gas flow rate measuring device for measuring the flow rate of intake air flowing in an intake passage of an internal combustion engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】内燃機関の燃料噴射制御においては、吸
気通路内を流れる空気の流量、即ち吸入空気量を測定す
るとともに、その吸入空気量に基づいて同機関への燃料
供給量を決定するようにしている。この吸入空気量を測
定するための測定装置としては、例えば、ヒートレジス
タ式やカルマン渦式といった方式を採用したものが従来
より知られている。こうした測定装置では、吸気通路の
内部に測定部を配置し、この測定部の近傍を通過する吸
入空気の流速に基づいて吸入空気量を測定するようにし
ている。2. Description of the Related Art In fuel injection control of an internal combustion engine, a flow rate of air flowing in an intake passage, that is, an intake air amount is measured, and a fuel supply amount to the engine is determined based on the intake air amount. I have to. As a measuring device for measuring the intake air amount, for example, a device adopting a method such as a heat register type or a Karman vortex type is conventionally known. In such a measuring device, a measuring section is arranged inside the intake passage, and the intake air amount is measured based on the flow velocity of the intake air passing near the measuring section.

【０００３】ところで、吸気通路内における吸入空気の
流速は、吸入空気量を一定とした状況下であっても、同
通路内に発生する渦によって部分的に或いは時間的に変
動することがあり、特に、こうした変動は吸入空気量が
少ない場合により顕著になる傾向がある。このように吸
入空気量の変化とは無関係に吸入空気の流速が変動して
しまうと、吸入空気量の測定誤差の増大を招くこととな
り、ひいては機関運転状態、特にアイドリング運転状態
の不安定化を招くおそれがある。By the way, the flow velocity of intake air in the intake passage may fluctuate partially or temporally due to a vortex generated in the intake passage even under a constant intake air amount. In particular, such fluctuation tends to be more remarkable when the intake air amount is small. If the flow velocity of the intake air fluctuates irrespective of the change in the intake air amount as described above, the measurement error of the intake air amount increases, which in turn makes the engine operating state, especially the idling operating state unstable. May invite.

【０００４】そこで、従来では、特開平８−２８５６５
９号公報等に記載されるように、上記測定部の上流側に
整流格子を配置し、吸気通路内を流れる吸入空気を一
旦、この整流格子に通過させて渦を消滅させることによ
り、測定部の近傍における吸入空気の流速を安定化させ
て良好な測定精度を得るようにしている。Therefore, in the prior art, Japanese Patent Laid-Open No. 8-28565 is used.
As described in Japanese Patent No. 9 or the like, a rectifying grid is arranged on the upstream side of the measuring section, and intake air flowing in the intake passage is once passed through the rectifying grid to eliminate vortices, thereby making the measuring section. The flow velocity of intake air in the vicinity of is stabilized to obtain good measurement accuracy.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように整流格子を
用いて吸入空気の流速を安定化させるようにした場合、
同整流格子によって渦を確実に消滅させるためには、そ
の格子間隔を十分に小さく設定して整流格子の格子数を
増加させる必要がある。この格子間隔が吸気通路内に発
生する渦よりも大きい場合には、渦が格子枠に接触する
ことなく通過するようになるため、その渦を消滅させる
ことができなくなるからである。When the flow velocity of the intake air is stabilized by using the rectifying grid as described above,
In order to surely eliminate the vortices by the rectifying lattice, it is necessary to set the lattice spacing to be sufficiently small and increase the number of rectifying lattices. This is because when the lattice spacing is larger than the vortex generated in the intake passage, the vortex passes without coming into contact with the lattice frame, so that the vortex cannot be extinguished.

【０００６】ところが、格子間隔を小さく設定し、格子
数を増加させるようにすると、吸入空気が整流格子を通
過する際に同整流格子に接触する部分、即ち各格子枠に
おける内壁部分の総面積が増大するため、通気抵抗（摩
擦抵抗）が著しく増大することとなる。However, when the lattice spacing is set to be small and the number of lattices is increased, the total area of the portions of the intake frame that come into contact with the rectifying lattice when passing through the rectifying lattice, that is, the inner wall portion of each lattice frame, is reduced. As a result, the ventilation resistance (friction resistance) is significantly increased.

【０００７】従って、整流格子を用いて吸入空気量の測
定精度を確保するようにした従来の測定装置にあって
は、その原理上、整流格子における過大な圧力損失の発
生が避け得ないものとなっていた。Therefore, in the conventional measuring device in which the measurement accuracy of the intake air amount is ensured by using the rectifying grid, the generation of excessive pressure loss in the rectifying grid is unavoidable in principle. Was becoming.

【０００８】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、良好な測定精度を確保しつ
つ、圧力損失の低減を図ることのできるガス流量測定装
置を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a gas flow rate measuring device capable of reducing pressure loss while ensuring good measurement accuracy. .

【０００９】[0009]

【００１０】[0010]

【００１１】[0011]

【００１２】[0012]

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、被測定ガスが流れる通路
に設けられ前記被測定ガスの流速に基づいて前記通路内
における前記被測定ガスの流量を測定する測定部を備え
たガス流量測定装置において、前記通路の通路断面積を
縮小する開口と、その開口とは格別に設けられた前記被
測定ガスが通過可能な通過部とを有するオリフィスが同
通路内において前記測定部の上流側に配設されるととも
に、前記測定部は前記被測定ガスが前記オリフィスの開
口を通過することにより生じる縮流中に位置するように
前記通路に配置されることをその要旨とする。こうした
構成とすれば、オリフィスの下流側に生じる被測定ガス
の縮流が測定部の近傍を通過するようになる。この縮流
中においては、被測定ガスの流速が上昇することにより
渦の大部分が消滅するため、測定部の近傍を通過する被
測定ガスの流速変動が減少するようになる。また、この
ようにオリフィスによって生じる縮流により渦を消滅さ
せるようにしているため、整流格子を用いた従来の構成
と比較して、通気抵抗の増大も僅かなものとなる。加え
て、通路内にオリフィスを設けたことによる通気抵抗の
増大が更に抑えられるようになる。更に請求項２に記載
した発明は、被測定ガスが流れる通路に設けられ前記被
測定ガスの流速に基づいて前記通路内における前記被測
定ガスの流量を測定する測定部を備えたガス流量測定装
置において、前記通路の通路断面積に対する面積比が
０．４５〜０．６５の範囲に設定されて該通路の通路断
面積を縮小する開口と、その開口とは格別に設けられた
前記被測定ガスが通過可能な通過部とを有するオリフィ
スが同通路内において前記測定部の上流側に配設される
とともに、前記測定部は前記被測定ガスが前記オリフィ
スの開口を通過することにより生じる縮流中に位置する
ように前記通路に配置されることをその要旨とする。上
記のように縮流中の流速上昇を利用して渦を効果的に消
滅させるうえでは、通路の通路断面積に対するオリフィ
スの開口の面積比が適切に設定されていることが望まし
い。即ち、この比が過大である場合には、縮流中におけ
る流速の上昇率が小さくなるため、渦を十分に消滅させ
ることができなくなり、逆に過小であ る場合には、被測
定ガスの流れがオリフィスによって急激に絞られるよう
になるため、通気抵抗の増大を招くこととなるからであ
る。その点、上記のように前記通路の通路断面積に対す
る開口の面積比を０．４５〜０．６５の範囲に設定すれ
ば、上記流速変動及び通気抵抗が更に減少するようにな
る。加えて、通路内にオリフィスを設けたことによる通
気抵抗の増大が更に抑えられるようになる。 [Means for Solving the Problems] To achieve the above object
In the invention according to claim 1 , the gas flow rate measurement device is provided in a passage through which the gas to be measured flows, and includes a measuring unit for measuring a flow rate of the gas to be measured in the passage based on a flow velocity of the gas to be measured. In the device, an orifice having an opening for reducing the passage cross-sectional area of the passage and a passage portion, which is provided separately from the opening and through which the gas to be measured can pass, is provided on the upstream side of the measurement portion in the passage. The gist of the invention is that the measuring part is arranged in the passage so that the measuring part is located in the contracted flow generated by the gas to be measured passing through the opening of the orifice. With such a configuration, the contracted flow of the gas to be measured generated on the downstream side of the orifice passes near the measurement portion. During this contraction, most of the vortex disappears as the flow velocity of the gas to be measured rises, so that the flow velocity fluctuation of the gas to be measured passing near the measurement portion decreases. Further, since the vortex is made to disappear by the contraction flow generated by the orifice in this way, the ventilation resistance is slightly increased as compared with the conventional configuration using the rectifying grid. In addition, the increase in ventilation resistance due to the provision of the orifice in the passage can be further suppressed. Further, the invention described in claim 2 is a gas flow rate measuring device provided with a passage through which a gas to be measured flows and provided with a measuring unit for measuring a flow rate of the gas to be measured in the passage based on a flow velocity of the gas to be measured. In the above, the opening to reduce the passage cross-sectional area of the passage by setting the area ratio of the passage to the passage cross-sectional area in the range of 0.45 to 0.65, and the measured gas provided separately from the opening. An orifice having a passage portion through which the gas can be passed is disposed upstream of the measurement portion in the same passage, and the measurement portion is in a contracted flow caused by the gas to be measured passing through the opening of the orifice. The gist is that it is arranged in the passage so as to be located at. Up
As described above, the vortex is effectively extinguished by utilizing the increase in flow velocity during contraction.
In order to eliminate the
It is desirable that the area ratio of the
Yes. That is, if this ratio is too large, the
Since the rate of increase in the flow velocity is
Rukoto will not be able to, in the case Ru under-der Conversely, measuring the
The flow of constant gas is sharply restricted by the orifice
This leads to an increase in ventilation resistance.
It In that respect, as described above,
Set the area ratio of the opening to 0.45 to 0.65.
As a result, the flow velocity fluctuation and ventilation resistance will be further reduced.
It In addition, the passage due to the provision of an orifice in the passage
The increase in air resistance can be further suppressed.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］以下、本発明
をエンジンの吸気通路に設けられる空気流量測定装置に
適用した第１の実施形態について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [First Embodiment] A first embodiment in which the present invention is applied to an air flow rate measuring device provided in an intake passage of an engine will be described below.

【００１５】図１は空気流量測定装置１０を示す部分断
面図である。また、図２は図１の２−２線に沿った断面
図（後述するエアクリーナ４０は省略）であり、図３は
図２の３−３線に沿った断面図である。FIG. 1 is a partial sectional view showing an air flow measuring device 10. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1 (the air cleaner 40 described later is omitted), and FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG.

【００１６】空気流量測定装置１０は、クリーナパイプ
１１に取り付けられたエアフロメータ２０と、同クリー
ナパイプ１１内に設けられたオリフィス３０とを備えて
いる。The air flow measuring device 10 comprises an air flow meter 20 attached to the cleaner pipe 11 and an orifice 30 provided in the cleaner pipe 11.

【００１７】クリーナパイプ１１は、樹脂材料等によっ
て円管状に形成されており、その内部空間は吸気通路の
一部を構成している。このクリーナパイプ１１の下流側
（図１の左側）部分は、スロットルボディ及びサージタ
ンク（いずれも図示略）を介してエンジンのインテーク
マニホルド（図示略）に接続されている。The cleaner pipe 11 is made of a resin material or the like in a tubular shape, and its internal space constitutes a part of the intake passage. A downstream side (left side in FIG. 1) of the cleaner pipe 11 is connected to an engine intake manifold (not shown) via a throttle body and a surge tank (both not shown).

【００１８】クリーナパイプ１１の上流側（図１の右
側）部分には、エアクリーナ４０が取り付けられてい
る。このエアクリーナ４０は、ケース４１と、同ケース
４１に形成された導入孔４１ａ及び接続孔４１ｂと、同
ケース４１の内部に配設されたフィルタ（図示略）とを
備えている。クリーナパイプ１１の上流側部分は、接続
孔４１ｂに挿入された状態でケース４１に固定されてい
る。An air cleaner 40 is attached to the upstream side (right side in FIG. 1) of the cleaner pipe 11. The air cleaner 40 includes a case 41, an introduction hole 41 a and a connection hole 41 b formed in the case 41, and a filter (not shown) arranged inside the case 41. The upstream portion of the cleaner pipe 11 is fixed to the case 41 while being inserted into the connection hole 41b.

【００１９】導入孔４１ａからケース４１内に導入され
た吸入空気は、前記フィルタによって塵埃等が捕捉され
た後、クリーナパイプ１１に導入される。このようにク
リーナパイプ１１に導入された吸入空気は、更に同パイ
プ１１の内部を通過し、前記インテークマニホルド等を
介してエンジンの燃焼室に供給される。The intake air introduced into the case 41 through the introduction hole 41a is introduced into the cleaner pipe 11 after dust and the like are captured by the filter. The intake air thus introduced into the cleaner pipe 11 further passes through the inside of the pipe 11 and is supplied to the combustion chamber of the engine via the intake manifold or the like.

【００２０】エアフロメータ２０は、ヒートレジスタ式
のセンサであり、クリーナパイプ１１の外周壁に取り付
けられたハウジング２１と、同ハウジング２１からクリ
ーナパイプ１１の内部に突出する測定部２２とを備えて
いる。また、この測定部２２は、クリーナパイプ１１内
を流れる吸入空気に接触し、同吸入空気の流速に応じて
その抵抗値が変化する測定用抵抗体２２ａと、同測定用
抵抗体２２ａを加熱する加熱用抵抗体２２ｂとによって
構成されている。The air flow meter 20 is a heat register type sensor, and includes a housing 21 attached to the outer peripheral wall of the cleaner pipe 11, and a measuring portion 22 projecting from the housing 21 into the cleaner pipe 11. . Further, the measuring unit 22 contacts the intake air flowing through the cleaner pipe 11 and heats the measuring resistor 22a whose resistance value changes according to the flow velocity of the intake air and the measuring resistor 22a. It is composed of a heating resistor 22b.

【００２１】エアフロメータ２０は、エンジン制御用の
制御装置（図示略）に対してクリーナパイプ１１を通過
する吸入空気の質量流量（吸入空気量）に応じた検出信
号を出力する。制御装置は、このエアフロメータ２０か
らの検出信号に基づいて吸入空気量に応じた燃料噴射量
を決定する。The air flow meter 20 outputs a detection signal corresponding to a mass flow rate (intake air amount) of intake air passing through the cleaner pipe 11 to a control device (not shown) for controlling an engine. The control device determines the fuel injection amount according to the intake air amount based on the detection signal from the air flow meter 20.

【００２２】オリフィス３０は、クリーナパイプ１１内
において前記測定部２２より所定距離Ｌだけ上流側の位
置に配設されている。このオリフィス３０は、樹脂材料
等によって略円板状に形成されており、クリーナパイプ
１１の軸線方向、即ち、吸入空気の流れ方向に対して略
垂直になるように、その外周部分がクリーナパイプ１１
の内周壁に固定されている。図２に示すように、オリフ
ィス３０には略矩形状をなす切欠き３１が形成されてい
る。この切欠き３１の周縁部とクリーナパイプ１１の内
周壁によって、クリーナパイプ１１内の通路断面積を部
分的に縮小する開口３２が形成されている。The orifice 30 is arranged in the cleaner pipe 11 at a position upstream of the measuring portion 22 by a predetermined distance L. The orifice 30 is formed of a resin material or the like into a substantially disc shape, and the outer peripheral portion of the orifice 30 is substantially perpendicular to the axial direction of the cleaner pipe 11, that is, the flow direction of the intake air.
It is fixed to the inner wall of the. As shown in FIG. 2, a substantially rectangular notch 31 is formed in the orifice 30. An opening 32 for partially reducing the cross-sectional area of the passage in the cleaner pipe 11 is formed by the peripheral portion of the notch 31 and the inner peripheral wall of the cleaner pipe 11.

【００２３】図３に示すように、クリーナパイプ１１を
流れる吸入空気が上記開口３２を通過すると、その下流
側には同吸入空気による縮流が形成されるようになる。
この縮流中では、圧力低下に伴って流速が一時的に上昇
するため、オリフィス３０の上流側部分で渦が発生して
いても、その渦の大部分はこの縮流中において消滅する
ようになる。従って、この縮流は流速の変動、換言すれ
ば圧力変動の少ない安定した流れとなる。As shown in FIG. 3, when the intake air flowing through the cleaner pipe 11 passes through the opening 32, a contraction flow due to the intake air is formed on the downstream side thereof.
During this contraction, the flow velocity temporarily increases as the pressure decreases, so even if a vortex is generated in the upstream side portion of the orifice 30, most of the vortex will disappear in this contraction. Become. Therefore, this contracted flow becomes a stable flow with little fluctuation in flow velocity, in other words, fluctuation in pressure.

【００２４】そこで、本実施形態では、このオリフィス
３０により形成される縮流中に前記測定部２２を配置す
るようにしている。このように縮流中に測定部２２が位
置するための条件としては、［１］開口３２をクリーナ
パイプ１１の軸線方向（吸入空気の流れ方向）に投影し
た投影領域Ｓ内に測定部２２が存在していること（図２
及び図３参照）、［２］測定部２２及びオリフィス３０
間における前記所定距離Ｌがクリーナパイプ１１の径Ｄ
の２倍、好ましくは径Ｄより短いこと、が挙げられる。Therefore, in this embodiment, the measuring section 22 is arranged in the contracted flow formed by the orifice 30. As described above, the condition for the measurement unit 22 to be positioned in the contracted flow is that the measurement unit 22 is located in the projection area S where [1] the opening 32 is projected in the axial direction of the cleaner pipe 11 (intake air flow direction). Existence (Fig. 2
And FIG. 3), [2] measuring unit 22 and orifice 30.
The predetermined distance L between them is the diameter D of the cleaner pipe 11.
2 times, preferably shorter than the diameter D.

【００２５】このように条件を設定したのは、図３に示
すように、オリフィス３０による縮流は常に、開口３２
の投影領域Ｓ内に形成されるからである。また、オリフ
ィス３０による縮流は、同オリフィス３０から離間する
ほど、徐々に元の状態（オリフィス３０の上流側での状
態）にまで回復するため、前述したような渦を消滅させ
る効果を得るためには、この所定距離Ｌを十分に小さく
設定する必要があるからである。より具体的に説明する
と、この所定距離Ｌは、クリーナパイプ１１の径Ｄの２
倍よりも短く設定する必要があり、好ましくは径Ｄより
も短く設定することが望ましい。本実施形態では、この
所定距離ＬをＬ＝０．７Ｄに設定するようにしている。The condition is set in this way, as shown in FIG.
This is because it is formed in the projection area S of. Further, the contracted flow by the orifice 30 gradually recovers to the original state (the state on the upstream side of the orifice 30) as it is separated from the orifice 30, so that the above-mentioned effect of eliminating the vortex is obtained. This is because it is necessary to set the predetermined distance L sufficiently small. More specifically, this predetermined distance L is equal to 2 of the diameter D of the cleaner pipe 11.
It is necessary to set it shorter than twice, and it is preferable to set it shorter than the diameter D. In this embodiment, the predetermined distance L is set to L = 0.7D.

【００２６】本実施形態では、上記のように測定部２２
をオリフィス３０による縮流中に配置するようにしてい
るため、同測定部２２の近傍を通過する吸入空気の流速
変動が減少し、その流速変動に起因してエアフロメータ
２０の検出信号が吸入空気量の変化とは無関係に変動し
てしまうことを抑制することができる。In this embodiment, as described above, the measuring unit 22
Are arranged in a contracted flow due to the orifice 30, fluctuations in the flow velocity of the intake air passing near the measuring unit 22 are reduced, and the detection signal of the air flow meter 20 causes the intake air to flow due to the fluctuations in the flow velocity. It is possible to suppress fluctuations regardless of changes in quantity.

【００２７】また、吸入空気がオリフィス３０を通過す
る際に同オリフィス３０に接触する部分は、開口３２の
周縁部分に限られるため、その通気抵抗（摩擦抵抗）は
整流格子と比較して極めて小さい。従って、本実施形態
によれば整流格子を用いた場合と比較して圧力損失の低
減を図ることができる。Further, when the intake air passes through the orifice 30, the portion that comes into contact with the orifice 30 is limited to the peripheral portion of the opening 32, so that its ventilation resistance (friction resistance) is extremely smaller than that of the rectifying grid. . Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the pressure loss as compared with the case where the rectifying grid is used.

【００２８】また、本実施形態では、以下に説明するよ
うに、オリフィス３０の位置におけるクリーナパイプ１
１の通路断面積Ｓｐと、前記開口３２の面積Ｓｏとの比
（以下、「面積比」と略記する）ｍ（＝Ｓｏ／Ｓｐ）
を、上記検出信号の変動を抑えつつ圧力損失の低減を図
るうえで好適な値に設定するようにしている。以下、こ
の面積比ｍと上記検出信号の変動及び圧力損失との関係
について図４及び図５に示す実験結果を参照して説明す
る。Further, in the present embodiment, as described below, the cleaner pipe 1 at the position of the orifice 30.
Ratio (hereinafter, abbreviated as "area ratio") of the passage cross-sectional area Sp of 1 to the area So of the opening 32 m (= So / Sp)
Is set to a value suitable for reducing the pressure loss while suppressing the fluctuation of the detection signal. Hereinafter, the relationship between the area ratio m and the fluctuation of the detection signal and the pressure loss will be described with reference to the experimental results shown in FIGS. 4 and 5.

【００２９】図４は、面積比ｍと圧力損失△Ｐの関係を
示すグラフであり、図５は、面積比ｍと検出信号の変動
量△Ｖとの関係を示すグラフである。また、これら各図
において、整流格子を用いた場合における上記圧力損失
△Ｐ及び変動量△Ｖの大きさを比較例として破線にて示
している。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the area ratio m and the pressure loss ΔP, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the area ratio m and the fluctuation amount ΔV of the detection signal. Further, in each of these figures, the magnitudes of the pressure loss ΔP and the fluctuation amount ΔV when a rectifying grid is used are indicated by broken lines as comparative examples.

【００３０】図４に示すように、圧力損失△Ｐは、面積
比ｍが小さくなるほど増大することがわかる。これは、
面積比ｍが小さくなるほど、即ち、開口３２の面積Ｓｏ
が小さくなるほど、吸入空気の流れがオリフィス３０に
より急激に絞られるようになり、吸入空気流の方向変化
が大きくなるためである。As shown in FIG. 4, the pressure loss ΔP increases as the area ratio m decreases. this is,
The smaller the area ratio m is, that is, the area So of the opening 32.
This is because the smaller the value of, the more rapidly the intake air flow is throttled by the orifice 30 and the greater the change in direction of the intake air flow.

【００３１】また、図５に示すように、検出信号の変動
量△Ｖは、面積比ｍが０．５２〜０．６４の範囲内では
略一定値となることがわかる。更に、検出信号の変動量
△Ｖは、面積比ｍが０．５２以下の範囲においては、同
面積比ｍが小さくなるほど増大することがわかる。これ
は以下の理由によるものと考えられる。即ち、オリフィ
ス３０を通過する際に吸入空気は開口３２の内壁面から
剥離するため、図３に示すように、オリフィス３０の下
流側であり、且つ、開口３２の周縁近傍には、吸入空気
の渦が発生するようになる。そして、こうした渦の発生
は、吸入空気がオリフィス３０によって急激に絞られる
ほど顕著になる。従って、上記のように面積比ｍが小さ
くなると、この渦の影響によって検出信号の変動量△Ｖ
が増大するものと考えられる。また、検出信号の変動量
△Ｖは、面積比ｍが約０．４５以下になると比較例にお
ける変動量を上回るようになる。Further, as shown in FIG. 5, it can be seen that the fluctuation amount ΔV of the detection signal has a substantially constant value when the area ratio m is in the range of 0.52 to 0.64. Further, it can be seen that the fluctuation amount ΔV of the detection signal increases as the area ratio m decreases in the range where the area ratio m is 0.52 or less. This is considered to be due to the following reasons. That is, since the intake air is separated from the inner wall surface of the opening 32 when passing through the orifice 30, the intake air is on the downstream side of the orifice 30 and near the periphery of the opening 32 as shown in FIG. Vortices will be generated. The generation of such a vortex becomes more remarkable as the intake air is rapidly throttled by the orifice 30. Therefore, when the area ratio m becomes small as described above, the fluctuation amount ΔV of the detection signal due to the influence of this vortex.
Is expected to increase. Further, the variation amount ΔV of the detection signal exceeds the variation amount in the comparative example when the area ratio m becomes about 0.45 or less.

【００３２】一方、検出信号の変動量△Ｖは、面積比ｍ
が０．６４以上の範囲においては同面積比ｍが大きくな
るほど増大することがわかる。これは、面積比ｍが大き
くなるほど縮流中における流速の上昇率が減少し、同縮
流中における渦の強度が増大するため、この渦に起因し
た流速の変動が大きくなるからである。また、検出信号
の変動量△Ｖは、面積比ｍが約０．６５以上になると、
比較例における変動量を上回るようになる。On the other hand, the fluctuation amount ΔV of the detection signal is determined by the area ratio m
It can be seen that in the range of 0.64 or more, the area ratio m increases as the area ratio m increases. This is because as the area ratio m increases, the increase rate of the flow velocity in the contracted flow decreases, and the strength of the vortex in the contracted flow increases, so that the fluctuation of the flow velocity due to the vortex increases. Further, the fluctuation amount ΔV of the detection signal is such that when the area ratio m becomes about 0.65 or more,
It exceeds the amount of fluctuation in the comparative example.

【００３３】従って、検出信号の変動量△Ｖを整流格子
を用いた比較例の場合と略同じ大きさに抑えるために
は、面積比ｍが０．４５〜０．６５の範囲内に設定され
ていることが望ましい。Therefore, the area ratio m is set within the range of 0.45 to 0.65 in order to keep the fluctuation amount ΔV of the detection signal to be substantially the same as in the case of the comparative example using the rectifying grid. Is desirable.

【００３４】以上の考察に基づくと、検出信号の変動量
△Ｖを抑えて整流格子を用いた場合と略同等の測定精度
を維持しつつ、圧力損失△Ｐの低減を図るうえでの好適
な面積比ｍの値は、０．４５〜０．６５の範囲にあると
いえる。また、図４に示す圧力損失△Ｐの特性を考慮す
ると、この面積比ｍが０．５０〜０．６５の範囲に設定
されていれば、圧力損失△Ｐをより大きく低減させるこ
とができるようになる。更に、面積比ｍを０．５５〜
０．６０の範囲に設定するようにすれば、圧力損失△Ｐ
及び検出信号の変動量△Ｖを更に低減することができる
ようになる。本実施形態では、面積比ｍをこの最適な範
囲（０．５５〜０．６０）内の値（０．５７）に設定し
ている。Based on the above consideration, it is suitable for reducing the pressure loss ΔP while maintaining the measurement accuracy substantially the same as in the case of using the rectifying grid by suppressing the fluctuation amount ΔV of the detection signal. It can be said that the value of the area ratio m is in the range of 0.45 to 0.65. Further, considering the characteristics of the pressure loss ΔP shown in FIG. 4, if the area ratio m is set in the range of 0.50 to 0.65, the pressure loss ΔP can be further reduced. become. Furthermore, the area ratio m is 0.55
If it is set within the range of 0.60, pressure loss ΔP
Also, it becomes possible to further reduce the variation amount ΔV of the detection signal. In this embodiment, the area ratio m is set to a value (0.57) within this optimum range (0.55 to 0.60).

【００３５】以下、本実施形態における効果について説
明する。 ・本実施形態によれば、吸入空気量の測定に際して、良
好な測定精度を確保しつつ、その測定に伴う圧力損失の
低減を図ることができる。その結果、吸気効率の低下を
招くことなく、安定した機関運転、特にアイドリング運
転を実現することができるようになる。The effects of this embodiment will be described below. -According to the present embodiment, when measuring the intake air amount, it is possible to reduce pressure loss accompanying the measurement while ensuring good measurement accuracy. As a result, stable engine operation, particularly idling operation, can be realized without causing a reduction in intake efficiency.

【００３６】・特に、面積比ｍを前述した最適範囲
（０．５５〜０．６０）内にある値（０．５７）に設定
するようにしているため、測定精度を向上させることが
できるとともに、圧力損失の大幅な低減を図ることがで
きる。Especially, since the area ratio m is set to a value (0.57) within the above-mentioned optimum range (0.55 to 0.60), the measurement accuracy can be improved. Therefore, the pressure loss can be significantly reduced.

【００３７】［第２の実施形態］次に、本発明に係る第
２の実施形態について上記第１の実施形態との相違点を
中心に説明する。尚、上記第１の実施形態と同等の構成
については同一の符号を付して説明を省略する。[Second Embodiment] Next, a second embodiment according to the present invention will be described focusing on the difference from the first embodiment. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【００３８】図６に示すように、本実施形態におけるオ
リフィス３０には、前記切欠き３１の両側にそれぞれ別
の切欠き３３ａ，３３ｂが形成されている。これら各切
欠き３３ａ，３３ｂの周縁部とクリーナパイプ１１の内
周壁によって、前記開口３２の両側には通過孔３５ａ，
３５ｂがそれぞれ形成されている。従って、オリフィス
３０を通過する吸入空気の一部は各通過孔３５ａ，３５
ｂを通過するようになる。As shown in FIG. 6, in the orifice 30 of the present embodiment, different cutouts 33a and 33b are formed on both sides of the cutout 31, respectively. Due to the peripheral portions of the notches 33a and 33b and the inner peripheral wall of the cleaner pipe 11, passage holes 35a,
35b are formed respectively. Therefore, a part of the intake air passing through the orifice 30 is partially passed through the passage holes 35a, 35a.
It comes to pass b.

【００３９】ここで、本実施形態とは異なり、通過孔３
５ａ，３５ｂを有していない構成にあっては、吸入空気
量が多くなった場合に、開口３２の周囲部分に衝突する
吸入空気の量が増加し、オリフィス３０における圧力損
失が吸入空気量が少ない場合と比較して増大する傾向が
ある。Here, unlike the present embodiment, the passage hole 3
In the configuration without 5a and 35b, when the intake air amount increases, the amount of intake air that collides with the peripheral portion of the opening 32 increases, and the pressure loss at the orifice 30 reduces the intake air amount. There is a tendency to increase compared with the case where it is small.

【００４０】この点、本実施形態によれば、吸入空気が
通過孔３５ａ，３５ｂを通過することにより、オリフィ
ス３０に衝突する吸入空気の量が減少するため、圧力損
失の増大を極力抑えることができる。In this respect, according to the present embodiment, the amount of the intake air colliding with the orifice 30 is reduced by the passage of the intake air through the passage holes 35a and 35b, so that the increase of the pressure loss can be suppressed as much as possible. it can.

【００４１】尚、このように吸入空気の一部が通過孔３
５ａ，３５ｂを流れるようになると、測定部２２を通過
する縮流中の流速が低下して前記変動量△Ｖが増大し、
ひいては測定精度に悪影響を及ぼしてしまうことが懸念
される。As described above, a part of the intake air passes through the passage hole 3
5a, 35b, the flow velocity in the contracted flow passing through the measurement unit 22 decreases, and the fluctuation amount ΔV increases,
As a result, there is concern that the measurement accuracy may be adversely affected.

【００４２】しかしながら、吸入空気量が多い場合に
は、渦の成長が抑制され、吸入空気の流速が安定するこ
とから、上記変動量△Ｖはそもそも低いレベルにある。
一方、吸入空気量が少ない場合には、図３に示すよう
に、比較的滑らかな流線に沿って吸入空気が流れるよう
になるため、オリフィス３０に衝突する吸入空気の量は
少なく、通過孔３５ａ，３５ｂを通過する吸入空気の割
合は極めて小さい。従って、上記いずれの場合において
も、検出信号の変動量が大幅に増大してしまうことはな
く、通過孔３５ａ，３５ｂを設けたことに起因する測定
精度の低下は殆ど無視できる範囲にある。However, when the intake air amount is large, the growth of vortices is suppressed and the flow velocity of the intake air is stabilized, so that the fluctuation amount ΔV is at a low level in the first place.
On the other hand, when the intake air amount is small, as shown in FIG. 3, since the intake air flows along a relatively smooth streamline, the amount of intake air colliding with the orifice 30 is small and the passage hole is small. The proportion of intake air passing through 35a and 35b is extremely small. Therefore, in any of the above cases, the fluctuation amount of the detection signal does not increase significantly, and the decrease in measurement accuracy due to the provision of the passage holes 35a and 35b is in a negligible range.

【００４３】以上説明した本実施形態によれば、第１の
実施形態の効果に加えて更に、 ・オリフィス３０における圧力損失を更に低減すること
ができ、ひいては吸気効率の低下を更に抑制することが
できる、といった効果を奏することができる。According to the present embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, the pressure loss in the orifice 30 can be further reduced, and further the reduction of the intake efficiency can be further suppressed. It is possible to achieve such an effect.

【００４４】以上、本発明を具体化した第１及び第２の
実施形態について説明したが、これら各実施形態は以下
のように構成を変更して実施することもできる。 ・上記各実施形態では、前記開口３２の形状を矩形状に
形成するようにしたが、例えば、図７に示すように、円
形状に形成するようにしてもよい。或いは、図８に示す
ように、開口３２の長手方向を測定部２２の突出方向と
垂直に設定するようにしてもよい。Although the first and second embodiments embodying the present invention have been described above, each of these embodiments can be implemented by changing the configuration as follows. In each of the above embodiments, the opening 32 is formed in a rectangular shape, but it may be formed in a circular shape as shown in FIG. 7, for example. Alternatively, as shown in FIG. 8, the longitudinal direction of the opening 32 may be set to be perpendicular to the projecting direction of the measurement unit 22.

【００４５】・上記第１の実施形態では、オリフィス３
０をクリーナパイプ１１内において吸入空気の流れ方向
に対して略垂直になるように配設するようにしたが、例
えば、図９に示すように、開口３２の周囲部分を吸入空
気の流れ方向に垂直な面に対して下流側に傾斜させるよ
うにしてもよい。このように構成すれば、オリフィス３
０における圧力損失を更に低減することができる。In the first embodiment, the orifice 3
0 is arranged in the cleaner pipe 11 so as to be substantially perpendicular to the flow direction of the intake air. For example, as shown in FIG. You may make it incline downstream with respect to a perpendicular surface. With this configuration, the orifice 3
The pressure loss at 0 can be further reduced.

【００４６】・上記各実施形態では、エアフロメータ２
０としてヒートレジスタ方式のものを採用するようにし
たが、カルマン渦式のものを採用するようにしてもよ
い。 ・上記各実施形態では本発明を吸入空気量を測定する空
気流量測定装置として具体化するようにしたが、測定対
象となる測定ガスは空気に限らず、その他の気体であっ
てもよい。In the above embodiments, the air flow meter 2
Although the heat register type is adopted as 0, the Karman vortex type may be adopted. In each of the above-described embodiments, the present invention is embodied as an air flow rate measuring device that measures the amount of intake air, but the measurement gas to be measured is not limited to air and may be another gas.

【００４７】上記各実施形態から把握できる技術的思想
について以下に効果とともに記載する。 （１）請求項１記載のガス流量測定装置において、前記
通路の通路断面積に対する前記オリフィスの開口の面積
比が０．５５〜０．６０の範囲に設定されることを特徴
とする。The technical ideas that can be understood from the above-described embodiments will be described below together with the effects. (1) In the gas flow rate measuring device according to the first aspect, the area ratio of the opening of the orifice to the passage cross-sectional area of the passage is set in the range of 0.55 to 0.60.

【００４８】このように構成すれば、請求項１に記載し
た発明の効果に加えて、測定精度を向上させることがで
きるとともに、圧力損失を更に低減することができる。 （２）請求項１記載のガス流量測定装置において、前記
オリフィスにおおける前記開口の周囲部分を被測定ガス
の流れ方向に垂直な面に対して下流側に傾斜させたこと
を特徴とする。According to this structure, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the measurement accuracy can be improved and the pressure loss can be further reduced. (2) In the gas flow rate measuring device according to the first aspect, a peripheral portion of the opening in the orifice is inclined downstream with respect to a plane perpendicular to the flow direction of the gas to be measured.

【００４９】このように構成すれば、請求項１に記載し
た発明の効果に加えて、圧力損失の更なる低減を図るこ
とができる。According to this structure, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the pressure loss can be further reduced.

【００５０】[0050]

【発明の効果】請求項１に記載した発明では、通路内に
おいて測定部の上流側にオリフィスを配設し、このオリ
フィスによって生じる被測定ガスの縮流中に測定部を配
置するようにしている。従って、縮流における流速の上
昇によって渦が消滅することにより、測定部の近傍を通
過する被測定ガスの流速変動が減少するようになる。ま
た、このようにオリフィスによって生じる縮流により渦
を消滅させるようにしているため、整流格子を用いた従
来の構成と比較して、通気抵抗の増大も僅かなものとな
る。加えて、通路内にオリフィスを設けたことによる通
気抵抗の増大が更に抑えられるようになる。その結果、
本発明によれば、良好な測定精度を確保しつつ、圧力損
失の低減を図ることができる。According to the first aspect of the present invention, the orifice is arranged upstream of the measuring section in the passage, and the measuring section is arranged in the contracted flow of the gas to be measured caused by the orifice. . Therefore, as the vortex disappears due to the increase in the flow velocity in the contracted flow, the fluctuation in the flow velocity of the gas to be measured passing near the measurement unit is reduced. Further, since the vortex is made to disappear by the contraction flow generated by the orifice in this way, the ventilation resistance is slightly increased as compared with the conventional configuration using the rectifying grid. In addition, the passage due to the provision of an orifice in the passage
The increase in air resistance can be further suppressed. as a result,
According to the present invention, it is possible to reduce pressure loss while ensuring good measurement accuracy.

【００５１】[0051]

【００５２】また、被測定ガスが通過可能な通過部を有
するオリフィスを用いるようにしているため、通気抵抗
の増大が更に抑えられ、圧力損失をより大きく低減させ
ることができる。更に、請求項２に記載した発明によれ
ば、前記通路の通路断面積に対するオリフィスの開口の
面積比を０．４５〜０．６５の範囲に設定するようにし
ているため、上記流速変動及び通気抵抗が更に減少する
ようになる。その結果、測定精度を向上させることがで
きるとともに、更なる圧力損失の低減を図ることができ
る。 [0052] In addition, since the to use a orifice having a passing portion capable of passing is the measurement gas, the increase in passing air resistance is further suppressed, it is possible to further greatly reduce the pressure loss. Further, according to the invention described in claim 2,
Of the orifice opening with respect to the passage cross-sectional area of the passage.
Set the area ratio in the range of 0.45-0.65
Therefore, the flow velocity fluctuation and ventilation resistance are further reduced.
Like As a result, the measurement accuracy can be improved.
In addition to being able to reduce the pressure loss
It

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】空気流量測定装置の部分断面図。FIG. 1 is a partial sectional view of an air flow measuring device.

【図２】図１の２−２線に沿った断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.

【図３】図２の３−３線に沿った断面図。3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG.

【図４】面積比と圧力損失との関係を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the area ratio and the pressure loss.

【図５】面積比と圧力損失との関係を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the area ratio and the pressure loss.

【図６】第２の実施形態におけるオリフィスの形状を示
す断面図。FIG. 6 is a sectional view showing the shape of an orifice according to the second embodiment.

【図７】その他の実施形態におけるオリフィスの形状を
示す断面図。FIG. 7 is a sectional view showing the shape of an orifice according to another embodiment.

【図８】その他の実施形態におけるオリフィスの形状を
示す断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the shape of an orifice according to another embodiment.

【図９】その他の実施形態におけるオリフィスの形状を
示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the shape of an orifice according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…空気流量測定装置、１１…クリーナパイプ、２０
…エアフロメータ、２１…ハウジング、２２…測定部、
２２ａ…測定用抵抗体、２２ｂ…加熱用抵抗体、３０…
オリフィス、３１，３３ａ，３３ｂ…切欠き、３５ａ…
通過孔、３５ｂ…通過孔、３２…開口、４０…エアクリ
ーナ、４１…ケース、４１ａ…導入孔、４１ｂ…接続
孔。10 ... Air flow rate measuring device, 11 ... Cleaner pipe, 20
... Air flow meter, 21 ... Housing, 22 ... Measuring part,
22a ... Measuring resistor, 22b ... Heating resistor, 30 ...
Orifices, 31, 33a, 33b ... Notches, 35a ...
Passing hole, 35b ... Passing hole, 32 ... Opening, 40 ... Air cleaner, 41 ... Case, 41a ... Introducing hole, 41b ... Connection hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 哲也 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (72)発明者 神谷 信一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社 デンソー 内 (56)参考文献 特開 昭60−218033（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−33306（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/00 - 9/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuya Nakayama 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Shinichi Kamiya 1-1-chome, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi DENSO CORPORATION (56) References JP-A-60-218033 (JP, A) JP-A-9-33306 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) G01F 1 / 00-9 / 02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 被測定ガスが流れる通路に設けられ前記
被測定ガスの流速に基づいて前記通路内における前記被
測定ガスの流量を測定する測定部を備えたガス流量測定
装置において、 前記通路の通路断面積を縮小する開口と、その開口とは
格別に設けられた前記被測定ガスが通過可能な通過部と
を有するオリフィスが同通路内において前記測定部の上
流側に配設されるとともに、 前記測定部は前記被測定ガスが前記オリフィスの開口を
通過することにより生じる縮流中に位置するように前記
通路に配置されることを特徴とするガス流量測定装置。1. A gas flow rate measuring device, comprising: a measuring portion provided in a passage through which a gas to be measured flows, for measuring a flow rate of the gas to be measured in the passage based on a flow velocity of the gas to be measured. What is the opening that reduces the passage cross-sectional area and what is that opening?
And a passage section that is specially provided and through which the measured gas can pass
An orifice having a is disposed upstream of the measuring section in the same passage, and the measuring section is arranged so as to be located in a contracted flow generated by the gas to be measured passing through the opening of the orifice. A gas flow measuring device, characterized in that 【請求項２】 被測定ガスが流れる通路に設けられ前記
被測定ガスの流速に基づいて前記通路内における前記被
測定ガスの流量を測定する測定部を備えたガス流量測定
装置において、 前記通路の通路断面積に対する面積比が０．４５〜０．
６５の範囲に設定されて該通路の通路断面積を縮小する
開口と、その開口とは格別に設けられた前記被測定ガス
が通過可能な通過部とを有するオリフィスが同通路内に
おいて前記測定部の上流側に配設されるとともに、 前記測定部は前記被測定ガスが前記オリフィスの開口を
通過することにより生じる縮流中に位置するように前記
通路に配置されることを特徴とするガス流量測定装置。2. A gas flow rate measuring device, comprising: a measuring portion provided in a passage through which a gas to be measured flows, for measuring a flow rate of the gas to be measured in the passage based on a flow velocity of the gas to be measured. The area ratio to the passage cross-sectional area is 0.45 to 0.
An orifice having an opening set in the range of 65 to reduce the passage cross-sectional area of the passage and a passage portion, which is provided separately from the opening and through which the gas to be measured can pass, is provided with an orifice in the passage. The gas flow rate is characterized in that it is arranged on the upstream side of the gas flow path and the measurement part is arranged in the passage so as to be positioned in a contracted flow generated when the gas to be measured passes through the opening of the orifice. measuring device.