(57)【要約】【課題】  共通のエアクリーナケースに異なるエアクリーナエレメントを装着した場合でも、共通のエアフローセンサ取付け位置と共通のコントロールユニットでエンジンの吸入空気流量のばらつきを少なく測定できるようにすること。    【解決手段】  エアクリーナケースから外側に延びるエアクリーナ出口ダクトを同じ内径のまま前記エアクリーナケース内に延長し、好ましくは該延長部の長さをエレメントの軸方向長さの１０〜２５％の長さとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンへの空気を清浄化するエアクリーナにおいて、エアクリーナケースから外側に延びるエアクリーナ出口ダクトを同じ内径のまま前記エアクリーナケース内に延長し、エアクリーナ後流に配置されたエアフローセンサ部における空気流の乱れを緩和するように構成されたことを特徴とするエアクリーナ。
【請求項２】
前記エアクリーナ出口ダクトの前記エアクリーナケース内に延長される部分は、該エアクリーナケースに装着されるエレメントの軸方向長さに対応するケース内壁間距離の１０〜２５％まで延長されていることを特徴とする請求項１記載のエアクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエアクリーナに関し、特に自動車用エンジンにおいてエアクリーナの後流で吸入空気流量が測定される場合のエアクリーナケースの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンでは、次期排ガス規制に対応するために吸入空気流量に応じてＥＧＲ（排気ガス再循環）量を制御することが必要になった。そのため、エアクリーナの後流にエアフローセンサを配置して吸入空気流量を測定している。エアクリーナやダクトの形状が異なると空気流の乱れや偏流の状況が変わり、エアフローセンサの出力にはノイズが生じて正確な計測ができなくなる。
【０００３】
同じエンジンで同じような吸入管系でも、エンジンの用途に応じて異なるエアクリーナのエレメントを使用する場合がある。即ち、カーゴトラックやバスにはシングルエレメントを使用し、埃が多い環境を運行することが多いダンプトラックにはダブルエレメントが使用される。この場合、コスト節減のためエアクリーナのケース及び空気流量測定装置は共通とされることが多い。このような場合に、シングルエレメントが装着された状態を図４に示し、ダブルエレメントが装着された場合を図５に示す。
【０００４】
図４、５において、１はエアクリーナケース、２’は該エアクリーナケースから外側に延びる出口ダクトであり該ダクト２’は図示しないエンジンの吸気管に連結される。３はシングルエレメント、４（４ａ，４ｂ）はダブルエレメント、５はエアクリーナケース１に取り付けられるケースカバーである。前記エレメント３、或は４は中空円筒形に形成されており、ケースカバー５を介してエアクリーナケース１に固定される。
前記ダクト２’には前記エアクリーナケース１よりも後流側、即ち前記吸気管側にエアフローセンサ６が配置されている。そして外気は入口ダクト７からエアクリーナケース１内に吸込まれてエレメント前室８に入り、エレメント３或は４を通ってエレメント後室９に入り、出口ダクト２’を通って吸気管の方へ流れる。  
【０００５】
前記エアクリーナケース１を共通にした場合、前記シングルエレメント３が装着された図４ではダクト２’の内径とエレメント３の内径間には半径でＧ１の段差が生じ、ダブルエレメント４が装着された図５では段差Ｇ２が生じる。このように、空気通路であるエレメント内径とダクト内径との間に段差があると、段差部で流れに乱れが生じる。
この乱れは後流に伝わり、乱れが消滅するのはかなり後流に至ってからである。しかしながら、自動車用エンジンの場合、搭載スペースの関係上、前記出口ダクト２’の入口からエアフローセンサ６の中心６ａまでの距離Ａを長くすることは不可能であり、エアフローセンサ６は乱れの影響範囲に配置せざるを得ない。
【０００６】
尚、エアフローセンサの出力ノイズを低減する流量測定装置として主空気通路のほかに前記乱れや偏流の影響を受け難い副空気通路を設け、該副空気通路にエアフローセンサを配置するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。  
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２６９２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されたように副空気通路を設ける構成では流れの抵抗が増大することは避けられない。
【０００９】
また、シングルエレメント使用時とダブルエレメント使用時のエアフローセンサによる測定値と実際の流量との関係を予め実験で求めておき、エアフローセンサによる測定値を校正すればよいのであるが、そうすると校正式を予め入力したコントロールユニットをシングルエレメント用とダブルエレメント用の２種類用意しなければならず、コストアップ及び部品管理上の問題が生じる。
従って本発明は、共通のエアクリーナケースに異なるエアクリーナエレメントを用いる場合でも、共通のコントロールユニットを用いることができるように構成されたエアクリーナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、エアクリーナケースから外側に延びるエアクリーナ出口ダクトを同じ内径のまま前記エアクリーナケース内に延長することにより達成される。そして、前記エアクリーナケース内に延長される部分のエアクリーナ出口ダクトは該エアクリーナケースに装着されるエレメントの軸方向長さに対応するケース内壁間距離の１０〜２５％まで延長するのがよい。
【００１１】
このように、エアクリーナ出口ダクトをエアクリーナケース内まで延長することにより、出口ダクトの入口からエアフローセンサまでの距離を増大することができるので、エアフローセンサ部における流れの乱れを相当に緩和することができ、シングルエレメント装着時とダブルエレメント装着時との流量測定値の違いを減少することができる。出口ダクトのエアクリーナ内への延長をあまり長くすると空気がエアクリーナエレメント後室へ入る通過面積が減じるのでエレメント通過抵抗が増大し、吸入抵抗が増大してエンジン性能の低下を齎すので、その長さについては限度があり、実験結果ではエアクリーナケースに装着されるエレメントの軸方向長さに対応するケース内壁間距離の１０〜２５％まで延長するのが適当であった。
そして実験結果によれば、図３或は図４に示す従来の場合の流量測定値のばらつきが±６．８％であったのに対し、出口ダクトをエアクリーナケース内まで延長した場合の測定値のばらつきは３．８％に減少した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、自動車用エンジンにおいて、そのエンジンが搭載される車両の種類・用途によりエアクリーナエレメントが異なる場合においても共通のエアクリーナケースと共通のエアフロー測定装置（エアフローセンサと校正プログラムが入力されたコントロールユニットを含む）を使用してばらつきの少ない空気流量測定結果を得る事ができ、コスト低減と部品管理が容易になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１はシングルエレメントを本発明によるエアクリーナケースに装着した場合の概略図であり、図２はダブルエレメントを本発明のエアクリーナケースに装着した場合の概略図である。図３は本発明によるエアクリーナが取り付けられたエンジンの吸排気系統制御システムを示す図である。
【実施例】
【００１４】
図１において、１はエアクリーナケース、２は出口ダクト、３はシングルエレメント、５はケースカバー、６はエアフローセンサ、６ａはエアフローセンサの中心、７はエアクリーナケース入口ダクト、８はエレメント前室、９はエレメント後室である。
この図１は、前記出口ダクト２が従来の出口ダクト２’より縮径になってエアクリーナケース１内部まで延びている他は、図４の従来エアクリーナケースと同じである。前記入口ダクト７から吸入された外気はエレメント前室８に入り、エレメント３を通過してエレメント後室９に入る。そこから吸入空気は該エレメント後室９にまで延びている前記出口ダクト２の入口２ａからダクト２に入り、前記エアフローセンサ６部を通過して図示しないエンジンの吸気管の方へ流れる。
出口ダクト２はエアクリーナケース１内にＬＤの長さだけ進入しているので、該ダクト２の入口２ａからエアフローセンサ６の中心６ａまでの距離は（Ａ＋ＬＤ）となり、従来の場合のＡに対してＬＤだけ増大するので、前記入口２ａで生じる流れの乱れは（Ａ＋ＬＤ）の距離を進む間に緩和される。ＬＤをあまり長くするとエレメント前室８から後室９に入って出口ダクト２の入口に至る空気の流れが阻害されるので、この長さＬＤは制限されなければならない。
【００１５】
図２はダブルエレメントが装着された場合を示し、ダブルエレメント４の他は図１と同じであり、同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。エレメント４ａと４ｂから成るダブルエレメント４の内側エレメント４ｂの内径は前記出口ダクト２の外径と略同じである。特にこの場合は、前記内側エレメント４ｂの内周が前記出口ダクト２の外周でさえぎられた部分ではエレメント４を横切ってエレメント後室９に入る空気の流れは完全に遮られる。
従って、その分だけエレメントを通過する空気の有効通過面積が減少するので、前記出口ダクト２のケース１内への延長部長さＬＤは制限されなければならない。そして種々実験の結果、エレメント４の軸方向長さＬに対するＬＤの比率は、０．１〜０．２５とするのが適当であることが分かった。
【００１６】
図３は本発明によるエアクリーナが取り付けられたエンジンの吸排気系統制御システムを示す図である。同図において、３１はシリンダ、３２はピストン、３３は排気ターボチャージャ、３４は吸気インタークーラ、３５はＥＧＲクーラ、３６はＥＧＲ弁、３７はＥＧＲ弁駆動装置、３８は給気マニホールド、３９は排気マニホールド、４０はエアクリーナ、４１は吸気管、４２は排気管、４３は給気温度センサ、４４は給気圧力センサである。
前記エアクリーナ４０は図１、２におけるエアクリーナケース１にエレメントが装着されたエアクリーナであり、６はエアフローセンサである。５０はコントロールユニットであり、前記エアフローセンサ６の出力が入力されて吸入空気流量を計算する。該コントロールユニット５０には給気温度センサ４３の出力、給気圧力センサ４４の出力、並びに図示しないがエンジン回転数、クランク角等が入力され、前記吸入空気流量と合わせて適切なＥＧＲ流量を演算し、演算結果の信号を前記ＥＧＲ駆動装置３７に送り前記ＥＧＲ弁３６の開度を制御する。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明によれば、自動車用エンジンにおいて、そのエンジンが搭載される車両の種類・用途によりエアクリーナエレメントが異なる場合においても共通のエアクリーナケースと共通のエアフロー測定装置（エアフローセンサと校正プログラムが入力されたコントロールユニットを含む）を使用してばらつきの少ない空気流量測定結果を得ることができるので、排ガスの減少を図りながらコスト低減と部品管理の容易化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】シングルエレメントを本発明によるエアクリーナケースに装着した場合の概略図である。
【図２】ダブルエレメントを本発明のエアクリーナケースに装着した場合の概略図である。
【図３】本発明によるエアクリーナケースが取り付けられたエンジンの吸排気系統制御システムを示す図である。
【図４】従来のエアクリーナケースにシングルエレメントが装着された場合の概略図である。
【図５】従来のエアクリーナケースにダブルエレメントが装着された場合の概略図である。
【符号の説明】
【００１９】
１    エアクリーナケース
２    出口ダクト
３    シングルエレメント
４    ダブルエレメント
５    エアクリーナケースカバー
６    エアフローセンサ
７    入口ダクト
８    エレメント前室
９    エレメント後室
３１  シリンダ
３２  ピストン
３３  排気ターボチャージャ
３４  給気インタークーラ
３５  ＥＧＲクーラ
３６  ＥＧＲ弁
３７  ＥＧＲ弁駆動装置
３８  給気マニホールド
３９  排気マニホールド
４０  エアクリーナ
４１  吸気管
４２  排気管
４３  給気温度センサ
４４  給気圧力センサ
５０  コントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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