DE112017004373T5

DE112017004373T5 - Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft

Info

Publication number: DE112017004373T5
Application number: DE112017004373.5T
Authority: DE
Inventors: Takayuki Yogo; Naoki Saito; Hiroaki Hoshika; Takahiro Miki
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2019-05-16
Also published as: WO2018100854A1; US20200049538A1; JP6674044B2; JPWO2018100854A1; CN109791064B; US10900820B2; CN109791064A

Abstract

Es wird eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft bereitgestellt, die dazu in der Lage ist, Störungen des Messgasstroms zu unterdrücken und den charakteristischen Einfluss von Wassertröpfchen, die mit der Ansaugluft einströmen, zu verringern. Ein Rand 800 der stromaufwärtigen Seite, wo Luft in einer Leiterplatte 400, auf der ein Fließgeschwindigkeitserfassungsteil 602 montiert ist, strömt, wird mit einem Segmentierungsbereich 801, der eine halbkreisförmige Kerbenstruktur aufweist, versehen, um den Rand 800 zu segmentieren. Mit dem Messgas 30 strömende Wassertröpfchen können durch den Segmentierungsbereich 801 abgefangen werden, um zu verhindern, dass die Wassertröpfchen am Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 ankommen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
Stand der Technik
Eine Luftdurchsatz-Messvorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft unter Einschluss von Verunreinigungen, wie Ansaugluft eines Verbrennungsmotors, ist bekannt.
PTL 1 beschreibt einen thermischen Luftdurchflussmesser. Bei der in PTL 1 beschriebenen Technik wird zur Verhinderung der Anhaftung von Verunreinigungen an einem Durchflussmengen-Erfassungsteil das Durchflussmengen-Erfassungsteil so bereitgestellt, dass es einer in Strömungsrichtung des zu messenden Gases in einer Nebenpassage angeordneten freiliegenden Oberfläche ausgesetzt ist. In der freiliegenden Oberfläche ist eine Stufe ausgebildet, die den Umfang des Durchflussmengen-Erfassungsteils umgibt. Ein innerer Bereich, der von der Stufe umgeben ist, ist so ausgebildet, dass er weiter als ein äußerer Bereich der Stufe vorsteht.
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
PTL 1: JP 2014-185868A
Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
Technisches Problem
Das in PTL 1 beschriebene Durchflussmengenerfassungsteil ist von einer Stufe umgeben, wodurch Verunreinigungen, wie Ölnebel mit einem Gehalt an Kohlenstoff, im Außenbereich der Stufe blockiert werden, um ein Anhaften der Verunreinigungen zu verhindern.
Jedoch ist bei der in PTL 1 beschriebenen Technik die Stufe auf einer Ebene vorgesehen, auf der das Strömungsmengenerfassungsteil angebracht ist. Aus diesem Grund kann die Strömung des Gases im Strömungsmengenerfassungsteil stark behindert werden und es kann zu einem Rauschen der Strömungsmengenerfassung kommen.
Obgleich die Verunreinigungen blockiert werden können, können Wassertröpfchen, die mit der Ansaugluft einströmen, am Strömungsmengenerfassungsteil ankommen und die Genauigkeit der Strömungsmengenerfassung verringern.
Die vorliegende Erfindung geht vom vorliegenden Sachverhalt aus. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft bereitzustellen, mit der Störungen der Strömung eines zu messenden Gases (Messgases) unterdrückt und ein charakteristischer Einfluss aufgrund von mit der Ansaugluft einströmenden Wassertröpfchen verringert werden kann.
Lösung der Aufgabe
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird erfindungsgemäß Folgendes bereitgestellt.
Eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft umfasst eine Platte, die ein Strömungsmengenerfassungsteil zum Erfassen der Strömungsgeschwindigkeit eines zu messenden Gases aufweist; und ein Gehäuse, das mit einer Passage zur Entnahme eines Teils des zu messenden Gases versehen ist und die Platte so fixiert, dass das Strömungsmengenerfassungsteil in der Passage angeordnet ist. Die Platte weist ein Segmentierungsteil auf, das an einem Rand der stromaufwärtigen Seite eines Stroms des zu messenden Gases in Bezug zum Strömungsmengenerfassungsteil vorgesehen ist und einen Teil des Rands segmentiert.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es möglich, Störungen der Strömung eines zu messenden Gases zu unterdrücken und den charakteristischen Einfluss aufgrund von Wassertröpfchen, die mit der Ansaugluft einströmen, zu verringern. Somit ergibt sich die Möglichkeit, eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft bereitzustellen, die eine hohe Messgenauigkeit gewährleistet und eine einfache Bauweise aufweist.
Weitere Aufgaben, Konfigurationen und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen.
Figurenliste

[1] 1 zeigt in schematischer Weise, wie eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft in einem Verbrennungsmotor-Steuerungsssystem vom Typ einer elektronischen Brennstoffeinspritzung angewandt wird.
[2] 2 ist eine Vorderansicht einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
[3] 3 ist eine Rückansicht einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
[4] 4 ist eine linke Seitenansicht einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
[5] 5 ist eine rechte Seitenansicht einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
[6] 6 ist eine Draufsicht einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
[7] 7 ist eine Unteransicht einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
[8] 8 ist eine Vorderansicht eines Zustands, bei dem eine vordere Abdeckung und eine rückwärtige Abdeckung von einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft abgenommen worden sind.
[9] 9 ist eine rückwärtige Ansicht eines Zustands, bei dem eine vordere Abdeckung und eine rückwärtige Abdeckung von einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft abgenommen worden sind.
[10] 10 ist eine linke Seitenansicht eines Zustands, bei dem eine vordere Abdeckung und eine rückwärtige Abdeckung von einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft abgenommen worden sind.
[11] 11 ist eine rechte Seitenansicht eines Zustands, bei dem eine vordere Abdeckung und eine rückwärtige Abdeckung von einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft abgenommen worden sind.
[12] 12 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A von 8.
[13] 13 zeigt eine weitere Ausführungsform einer zweiten Nebenpassage.
[14] 14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer zweiten Nebenpassage.
[15] 15 zeigt eine vordere Abdeckung.
[16] 16 zeigt eine rückwärtige Abdeckung.
[17] 17 ist eine Vorderansicht einer Leiterplatte.
[18] 18 ist eine rechte Seitenansicht einer Leiterplatte.
[19] 19 ist eine rückwärtige Ansicht einer Leiterplatte.
[20] 20 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
[21] 21 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Schaltungsanordnung einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
[22] 22 ist eine Vorderansicht in der Gestalt eines Gehäuses, bei dem eine vordere Abdeckung einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft abgenommen worden ist.
[23] 23 zeigt eine Modifikation des in 22 dargestellten Beispiels.
[24] 24 zeigt eine Modifikation der Gestalt eines Segmentierungsteils.
[25] 25 zeigt eine Modifikation der Gestalt eines Segmentierungsteils.
[26] 26 zeigt eine Modifikation der Gestalt eines Segmentierungsteils.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lösen verschiedene Probleme, die bei tatsächlichen Produkten auftreten, und bieten insbesondere Lösungsmöglichkeiten bei der Verwendung als Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der physikalischen Menge von Ansaugluft eines Kraftfahrzeugs. Ferner werden verschiedene vorteilhafte Wirkungen erzielt.
Ausführungsformen
Bei den folgenden Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente in den verschiedenen Figuren und ergeben gleiche Funktionsweisen und Wirkungen. Bei bereits beschriebenen Elementen wird nur auf die in den Figuren angebrachten Bezugszeichen verwiesen, während eine Erläuterung dieser Elemente weggelassen wird.
Ausführungsform unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft als Vorrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe in einem Verbrennungsmotor-Steuerungssystem
1 zeigt in schematischer Weise, wie eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft in einem Verbrennungsmotor-Steuerungsssystem vom Typ einer elektronischen Brennstoffeinspritzung angewandt wird.
Gemäß 1 wird auf der Grundlage des Betriebs eines Verbrennungsmotors 110, der einen Motorzylinder 112 und einen Motorkolben 114 umfasst, Ansaugluft als Messgas 30 aus einem Luftfilter 122 angesaugt und einer Verbrennungskammer des Motorzylinders 112 über eine Hauptpassage 124, zum Beispiel einen Ansaugkörper, einen Drosselkörper 126 und einen Ansaugkrümmer 128, zugeführt.
Eine physikalische Größe des Messgases 30, das die der Verbrennungskammer zugeführte Ansaugluft darstellt, wird von der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst, und Brennstoff wird aus einem Brennstoffeinspritzventil 152 auf der Grundlage der erfassten Luftmenge (physikalische Größe) zugeführt und zusammen mit der Ansaugluft 30 in Form eines Luft-BrennstoffGemisches in die Verbrennungskammer geleitet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Brennstoffeinspritzventil 152 in einer Einlassöffnung des Verbrennungsmotors vorgesehen, und der in die Einlassöffnung eingespritzte Brennstoff bildet zusammen mit dem Messgas 30, das die Ansaugluft darstellt, das Luft-Brennstoff-Gemisch, wird der Verbrennungskammer über ein Einlassventil 116 zugeführt und zur Erzeugung von mechanischer Energie verbrannt.
Der Brennstoff und die in die Verbrennungskammer geleitete Luft bilden ein Gemisch aus Brennstoff und Luft, das durch Funkenzündung einer Zündkerze 154 explosiv verbrannt wird, um mechanische Energie zu erzeugen. Das Gas wird nach der Verbrennung aus einem Auslassventil 118 in ein Abgasrohr geleitet und als Abgas 24 aus dem Abgasrohr vom Fahrzeug nach außen geleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit des Messgases 30, das als Ansaugluft der Verbrennungskammer zugeführt wird, wird durch ein Drosselventil 132 gesteuert, bei dem eine Öffnung auf der Grundlage der Betätigung des Gaspedals des Kraftfahrzeugs verändert wird. Die Kraftstoffzufuhrmenge wird auf der Grundlage der Strömungsgeschwindigkeit der in die Verbrennungskammer eingeleiteten Luft gesteuert, und der Fahrer steuert die Öffnung des Drosselventils 132, um die Strömungsgeschwindigkeit der in die Verbrennungskammer eingeleiteten Ansaugluft zu steuern, so dass die vom Verbrennungsmotor erzeugte mechanische Energie gesteuert werden kann.
Übersicht über die Steuerung des Verbrennungsmotor-Steuerungssystems
Physikalische Größen, wie die Strömungsgeschwindigkeit, die Temperatur, die Feuchtigkeit und der Druck des Messgases 30, das die Ansaugluft darstellt, die aus dem Luftfilter 122 entnommen wird und durch die Hauptpassage 124 strömt, werden durch die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft erfasst, und ein elektrisches Signal, das die Strömungsgeschwindigkeit (physikalische Größe) der Ansaugluft darstellt, wird aus der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft in eine Steuerungsvorrichtung 200 eingegeben.
Ferner wird eine Ausgabe eines Drosselklappen-Winkelsensors 144 zur Messung der Öffnung des Drosselventils 132 in die Steuerungsvorrichtung 200 eingegeben, und eine Ausgabe eines Drehwinkelsensors 146 wird in die Steuerungsvorrichtung 200 eingegeben, um die Positionen und Zustände des Motorkolbens 114, des Einlassventils 116 und des Auslassventils 118 des Verbrennungsmotors sowie die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu messen. Eine Ausgabe eines Sauerstoffsensors 148 wird in die Steuerungsvorrichtung 200 eingegeben, um den Zustand des Mischungsverhältnisses der Brennstoffmenge und der Luftmenge aus dem Zustand des Abgases 24 zu messen.
Die Steuerungsvorrichtung 200 berechnet die Brennstoffeinspritzmenge und den Zündzeitpunkt auf der Grundlage der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft, die die Ausgabe der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft darstellt, sowie die Drehzahl des Verbrennungsmotors, die auf der Grundlage der Ausgabe des Drehwinkelsensors 146 gemessen wird. Die Menge des aus dem Brennstoffeinspritzventil 152 zugeführten Brennstoffs und der Zündzeitpunkt der Zündkerze 154 werden auf der Grundlage des Rechenergebnisses gesteuert.
Die Brennstoffzufuhrmenge und der Zündzeitpunkt werden tatsächlich einer Feinsteuerung auf der Grundlage der von der Messvorrichtung 300 zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit erfassten Temperatur, der Veränderung des Drosselwinkels, der Veränderung der Motordrehzahl und des vom Sauerstoffsensor 148 gemessenen Luft-Brennstoff-Verhältnisses unterzogen. Ferner steuert im Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors die Steuerungsvorrichtung 200 die Luftmenge, die das Drosselventil 132 umgeht, durch ein Leerlauf-Luftsteuerungsventil 156 und steuert die Drehzahl des Verbrennungsmotors im Leerlaufbetrieb.
Bedeutung der Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit der Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft und der Montageumgebung der Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft
Sowohl die Brennstoffzufuhrmenge als auch der Zündzeitpunkt, die die Hauptsteuerungsgrößen des Verbrennungsmotors darstellen, werden unter Verwendung der Ausgabe der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft als Hauptparameter ermittelt. Somit sind die Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft, die Unterdrückung einer temporären Veränderung und die Verbesserung der Zuverlässigkeit von Bedeutung für die Verbesserung der Steuerungsgenauigkeit des Kraftfahrzeugs und der Zuverlässigkeit.
Insbesondere wurden in den letzten Jahren bei Kraftfahrzeugen hohe Anforderungen an die Kraftstoffersparnis und die Abgasreinigung gestellt. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es äußerst wichtig, die Erfassungsgenauigkeit der Strömungsgeschwindigkeit der von der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft erfassten Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft 20 zu verbessern. Ferner ist es wichtig, dass die hochgradige Zuverlässigkeit der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft aufrechterhalten wird.
Ein Kraftfahrzeug, in dem die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft montiert ist, wird in einer Umgebung eingesetzt, bei der sehr starke Veränderungen der Temperatur oder der Feuchtigkeit auftreten. Vorzugsweise sind in der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft Maßnahmen vorgesehen, um mit Temperatur- oder Feuchtigkeitsveränderungen in der Einsatzumgebung oder mit Staub und Verunreinigungen zurechtzukommen.
Ferner ist die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft an einem Ansaugrohr angebracht, das der vom Verbrennungsmotor erzeugten Wärme ausgesetzt ist. Die vom Verbrennungsmotor erzeugte Wärme wird nämlich über das Ansaugrohr, das die Hauptpassage 124 darstellt, auf die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft übertragen. Da die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft die Strömungsgeschwindigkeit des Messgases unter Durchführung der Wärmeübertragung mit dem Messgas erfasst, ist es wichtig, den Einfluss der Wärme von außen möglichst weitgehend zu unterdrücken.
Wie vorstehend ausgeführt, löst die in einem Kraftfahrzeug montierte Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft die vorstehend im Abschnitt über die Aufgabenstellung geschilderten Probleme und erreicht die im vorstehenden Abschnitt über die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung beschriebenen Wirkungen. Wie nachstehend ausgeführt wird, berücksichtigt die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft ferner in vollem Umfang die vorstehend beschriebenen Probleme, die bei den Produkten berücksichtigt werden müssen, und erzielt verschiedene Wirkungen.
Spezielle Probleme, die bei der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft zu lösen sind, und spezielle Wirkungen, die durch die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft erzielt werden, werden nachstehend bei der Beschreibung der folgenden Ausführungsformen erläutert.
Aufbau der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft
Äußere Struktur der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft
Die 2 bis 7 zeigen die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft. 2 ist eine Vorderansicht der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft. 3 ist eine Rückansicht der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft. 4 ist eine linke Seitenansicht der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft. 5 ist eine rechte Seitenansicht der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft. 6 ist eine Draufsicht der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft. 7 ist eine Unteransicht der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft.
Gemäß den 2 bis 7 umfasst die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft ein Gehäuse 302, eine vordere Abdeckung 303 und eine rückwärtige Abdeckung 304. Das Gehäuse 302 wird durch Formgebung aus einem Kunstharzmaterial geformt und weist Folgendes auf: einen Flansch 311, der die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft am Einlasskörper, der die Hauptpassage 124 darstellt, fixiert, ein äußeres Verbindungsteil 321 mit einem Anschlussstecker, der vom Flansch 311 vorsteht und den elektrischen Anschluss an ein externes Gerät vornimmt, und ein Messteil 331, das sich vom Flansch 311 bis zur Mitte der Hauptpassage 124 erstreckt.
Das Messteil 331 wird unter Insert-Formgebung mit einer Leiterplatte 400 als integralem Bestandteil versehen (vergleiche die 8 und 9). Die Leiterplatte 400 ist mit mindestens einem Erfassungsteil zum Erfassen der Strömungsgeschwindigkeit des Messgases 30, das durch die Hauptpassage 124 strömt, und einem Schaltungsteil zur Verarbeitung des vom Erfassungsteil erfassten Signals versehen. Der Erfassungsteil ist an einer Position angeordnet, die dem Messgas 30 ausgesetzt ist, und das Schaltungsteil ist in einer Schaltungskammer, die durch die vordere Abdeckung 303 verschlossen ist, angeordnet.
Eine Nebenpassage ist in einer Oberfläche und einer rückwärtigen Oberfläche des Messteils 331 vorgesehen, und eine erste Nebenpassage 305 ist unter Zusammenwirken mit der vorderen Abdeckung 303 und der rückwärtigen Abdeckung 304 ausgebildet. Ein erster Nebenpassageneinlass 305a zur Aufnahme eines Teils des Messgases 30, wie der in die erste Nebenpassage 305 angesaugten Luft, und ein erster Nebenpassagenauslass 305b zur Rückführung des Messgases 30 aus der ersten Nebenpassage 305 in die Hauptpassage 124 sind in einem vorderen Endbereich der Messvorrichtung 331 vorgesehen. Ein Teil der Leiterplatte 400 ragt in der Mitte der Passage der ersten Nebenpassage 305 hervor. Ein Strömungsgeschwindigkeits-Erfassungsteil 602 (vergleiche 8), der das Erfassungsteil darstellt, ist in einem Erhebungsbereich so angeordnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Messgases 30 erfasst wird.
Eine zweite Nebenpassage 306 zur Entnahme eines Teils des Messgases 30, zum Beispiel der in eine Sensorkammer Rs angesaugten Luft, ist in einem mittleren Bereich des Messteils 331, der näher als die erste Nebenpassage 305 am Flansch 311 liegt, vorgesehen. Die zweite Nebenpassage 306 wird durch Zusammenwirken des Messteils 331 und der rückwärtigen Abdeckung 304 gebildet. Die zweite Nebenpassage 306 umfasst einen zweiten Nebenpassageneinlass 306a, der hin zu einer stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 zur Aufnahme des Messgases 30 geöffnet ist, und einen zweiten Nebenpassagenauslass 306b, der zu einer stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 hin geöffnet ist, um das Messgas 30 aus der zweiten Nebenpassage 306 in die Hauptpassage 124 zurückzuführen.
Die zweite Nebenpassage 306 steht in Verbindung mit der an der rückwärtigen Oberflächenseite des Messteils 331 ausgebildeten Sensorkammer Rs. In der Sensorkammer Rs sind Drucksensoren 421A und 421B und ein Feuchtigkeitssensor 422 als Erfassungsteile, die an der rückwärtigen Oberfläche der Leiterplatte 400 vorgesehen sind, angeordnet (vergleiche 19) .
Wirkung auf der Grundlage der Struktur der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft
In der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft ist der zweite Nebenpassageneinlass 306a im mittleren Teil des Messteils 331, das sich in einer zentralen Richtung der Hauptpassage 124 vom Flansch 311 aus erstreckt, vorgesehen, und der erste Nebenpassageneinlass 305a ist im vorderen Endbereich des Messteils 331 vorgesehen. Daher kann Gas in einem Bereich, der nahe an einem zentralen Bereich in Entfernung von einer Innenwandoberfläche der Hauptpassage 124 und nicht in der Nähe der Innenwandoberfläche liegt, in der ersten Nebenpassage 305 und der zweiten Nebenpassage 306 entnommen werden.
Somit kann die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft eine physikalische Größe des Gases in einem Bereich, der von der Innenwandoberfläche der Hauptpassage 124 entfernt ist, messen und somit den Messfehler der Luftströmungsgeschwindigkeit, der durch Wärmeeinwirkung entsteht oder auf einer Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Innenwandoberfläche zurückzuführen ist, verringern.
Das Messteil 331 weist eine Gestalt auf, die sich entlang einer Achse von der Außenwand der Hauptpassage 124 zum Zentrum hin erstreckt, wobei aber die Dicke und die Breite verringert sind, wie in den 4 und 5 dargestellt ist. Dies bedeutet, dass das Messteil 331 der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft eine Gestalt aufweist, bei der die Breite einer Seitenfläche gering ist und die Vorderfläche im Wesentlichen rechteckig ist. Somit kann die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft die erste Nebenpassage 305 von ausreichender Länge umfassen und den Fluidwiderstand für das Messgas auf einen geringen Wert drücken.
Daher kann die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft den Fluidwiderstand auf einen geringen Wert drücken und die Strömungsgeschwindigkeit des Messgases 30 mit hoher Genauigkeit messen.
Struktur und Wirkung des Flansches 311
Der Flansch 311 weist eine Mehrzahl von Ausnehmungen 313 auf, die an einer unteren Oberfläche 312, die der Hauptpassage 124 zugewandt ist, vorgesehen sind, um die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem Flansch 311 und der Hauptpassage 124 zu verringern, wodurch eine Beeinflussung der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft durch Wärme erschwert wird. In der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft wird das Messteil 331 in einen Innenbereich durch eine Montageöffnung, die in der Hauptpassage 124 vorgesehen ist, eingesetzt, und die untere Oberfläche 312 des Flansches 311 ist der Hauptpassage 124 zugewandt.
Bei der Hauptpassage 124 handelt es sich beispielsweise um den Ansaugkörper. Häufig wird die Hauptpassage 124 auf einer hohen Temperatur gehalten. Umgekehrt ist es ersichtlich, dass die Hauptpassage 124 zum Startzeitpunkt in einer kalten Umgebung eine sehr geringe Temperatur aufweist. Wenn derartige hohe oder niedere Temperaturen der Hauptpassage 124 die Messungen der verschiedenen physikalischen Größen beeinflussen, wird die Messgenauigkeit verringert.
Der Flansch 311 weist die Ausnehmungen 313 an der unteren Oberfläche 312 auf und es entsteht ein Raum zwischen der unteren Oberfläche 312, die der Hauptpassage 124 zugewandt ist, und der Hauptpassage 124. Dadurch ist es möglich, die Wärmeübertragung von der Hauptpassage 124 auf die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft zu verringern und eine Verringerung der Messgenauigkeit aufgrund der Wärme zu verhindern.
Schraublöcher 314 des Flansches 311 werden zum Fixieren der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft an der Hauptpassage 124 verwendet, und es entsteht ein Raum zwischen einer der Hauptpassage 124 zugewandten Oberfläche um jedes Schraubloch 314 herum und der Hauptpassage 124, so dass die der Hauptpassage 124 um das Schraubloch 314 herum zugewandte Oberfläche sich im Abstand von der Hauptpassage 124 befindet. Auf diese Weise wird eine Struktur ermöglicht, die die Wärmeübertragung von der Hauptpassage 124 auf die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft verringert, und es wird möglich, eine Verringerung der Messgenauigkeit aufgrund von Wärme zu erreichen.
Struktur des äußeren Anschlussteils 321
Das äußere Anschlussteil 321 weist einen Anschlussstecker 322 auf, der an einer oberen Oberfläche des Flansches 311 vorgesehen ist und vom Flansch 311 zur stromabwärtigen Seite der Fließrichtung des Messgases 30 vorsteht. Der Anschlussstecker 322 ist mit einer Einstecköffnung 322a zum Einstecken eines Verbindungskabels zur Verbindung mit der Steuerungsvorrichtung 200 versehen. In der Einstecköffnung 322a sind vier externe Anschlüsse 323 vorgesehen, wie in 5 dargestellt ist. Die externen Anschlüsse 323 stellen einen Anschluss zur Ausgabe von Informationen über eine physikalische Größe, bei der es sich um ein Messergebnis der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft handelt, und einen Stromzufuhranschluss zur Versorgung mit Gleichstrom für den Betrieb der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft dar.
Der Anschlussstecker 322 ist so ausgebildet, dass er vom Flansch 311 zur stromabwärtigen Seite der Strömungsrichtung des Messgases 30 vorsteht und von der stromabwärtigen Seite der Fließrichtung zur stromaufwärtigen Seite eingesetzt wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend geschilderte Gestalt beschränkt. Beispielsweise kann der Anschlussstecker 322 eine Gestalt aufweisen, bei der er in vertikaler Richtung von der oberen Oberfläche des Flansches 311 vorsteht und entlang einer Erstreckungsrichtung des Messteils 331 eingesetzt wird. Ferner können verschiedene Veränderungen vorgenommen werden.
Gesamtstruktur und Wirkung des Gehäuses 302
Gesamtstruktur
Nachstehend wird die Gesamtstruktur des Gehäuses 302 anhand der 8 bis 12 beschrieben. Die 8 bis 12 zeigen einen Zustand des Gehäuses 302, bei dem die vordere Abdeckung 303 und die rückwärtige Abdeckung 304 von der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft entfernt sind. 8 ist eine Vorderansicht des Gehäuses 302, 9 eine Rückansicht des Gehäuses 302, 10 eine rechte Seitenansicht des Gehäuses 302 und 11 eine linke Seitenansicht des Gehäuses 302. 12 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A von 8.
Das Gehäuse 302 ist so aufgebaut, dass sich das Messteil 331 vom Flansch 311 aus zur Mitte der Hauptpassage 124 hin erstreckt. Die Leiterplatte 400 ist durch Insert-Formgebung an der Basisendseite des Messteils 331 angebracht. Die Leiterplatte 400 ist parallel entlang der Oberfläche des Messteils 331 an einer mittleren Position zwischen der Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche des Messteils 331 ausgebildet und fest in das Gehäuse 302 eingebaut. Die Basisendseite des Messteils 331 ist in Dickenrichtung in eine Seite und eine andere Seite unterteilt.
Eine Schaltungskammer Rc zur Aufnahme eines Schaltungsteils der Leiterplatte 400 ist auf der Oberflächenseite des Messteils 331 ausgebildet, und die Sensorkammer Rs zur Aufnahme des Drucksensors 421 und des Feuchtigkeitssensors 422 ist an der rückwärtigen Oberflächenseite ausgebildet. Die Schaltungskammer Rc wird durch Montage der vorderen Abdeckung 303 am Gehäuse 302 verschlossen und ist zur Außenseite hin vollkommen isoliert. Andererseits ist die rückwärtige Abdeckung 304 am Gehäuse 302 so angebracht, dass die zweite Nebenpassage 306 und die Sensorkammer Rs, die einen Innenraum zur Verbindung mit der Außenseite des Messteils 331 über die zweite Nebenpassage 306 darstellt, gebildet werden.
Ein Teil der Leiterplatte 400 ragt von einer Trennwand 335 hervor, die einen Bereich zwischen der Schaltungskammer Rc des Messteils 331 und der ersten Nebenpassage 305 zu einem inneren Bereich der ersten Nebenpassage 305 unterteilt, und das Strömungsgeschwindigkeits-Erfassungsteil 602 ist an einer Mess-Strömungspassagenoberfläche 430 eines Vorsprungbereichs vorgesehen.
Struktur der Nebenpassagenrille
Eine Nebenpassagenrille zur Bildung der ersten Nebenpassage 305 ist an der vorderen Endseite in Längsrichtung des Messteils 331 vorgesehen. Die Nebenpassagenrille zur Bildung der ersten Nebenpassage 305 weist eine in 8 dargestellte Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 und eine in 9 dargestellte Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 auf. Wie in 8 dargestellt, ist die Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 allmählich zur Seite des Flansches 311 hin gekrümmt, so dass sie die Basisendseite des Messteils 331 bei ihrem Verlauf vom ersten Nebenpassagenauslass 305b, der zur stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 des Messteils 331 offen ist, zur stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 darstellt, und sie steht in Verbindung mit einer Öffnung 333, die das Messteil 331 in Dickenrichtung durchdringt, in einer Position in der Nähe der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336.
Die Öffnung 333 ist entlang der Strömungsrichtung des Messgases 30 in der Hauptpassage 124 so ausgebildet, dass sie sich zwischen der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 und der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 befindet.
Wie in 9 dargestellt, verläuft die Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 von der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 zur stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 und ist in einer mittleren Position zwischen der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 und der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 in zwei Teile unterteilt. Einer der beiden Teile erstreckt sich linear als Entleerungspassage und ist zu einer Entleerungsöffnung 305c der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 geöffnet, und der andere Teil ist allmählich zur Seite des Flansches 311, die die Basisendseite des Messteils 331 darstellt, bei ihrem Verlauf zur stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 gekrümmt und steht in einer Position in der Nähe der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 in Verbindung mit der Öffnung 333.
Die Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 bildet eine Einlassrille, in die das Messgas 30 aus der Hauptpassage 124 strömt, und die Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 bildet eine Auslassrille zur Rückführung des von der Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 entnommenen Messgases 30 in die Hauptpassage 124. Da die Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 und die Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 im vorderen Endbereich des Gehäuses 302 ausgebildet sind, kann das Gas in einem Bereich, der von der Innenwandoberfläche der Hauptpassage 124 weit entfernt ist, mit anderen Worten, das durch den Bereich in der Nähe des Mittelbereichs der Hauptpassage 124 strömende Gas, als Messgas 30 entnommen werden. Das in der Nähe der Innenwandoberfläche der Hauptpassage 124 strömende Gas wird durch die Wandoberflächentemperatur der Hauptpassage 124 beeinflusst und weist häufig eine Temperatur auf, die sich von der Durchschnittstemperatur des durch die Hauptpassage 124 strömenden Gases, wie der Ansaugluft 20, unterscheidet.
Ferner zeigt das in der Nähe der Innenwandoberfläche der Hauptpassage 124 strömende Gas häufig eine Strömungsgeschwindigkeit, die geringer als die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des durch die Hauptpassage 124 strömenden Gases ist. In der Vorrichtung 300 zur Erfassung der physikalischen Größe gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die vorliegende Beeinflussung erschwert, so dass es möglich ist, eine Verringerung der Messgenauigkeit zu unterdrücken.
Wie in 9 dargestellt, wird ein Teil des durch die Hauptpassage 124 strömenden Messgases 30 aus dem ersten Nebenpassageneinlass 305a in die Nebenpassagenrille 334 aufgenommen und strömt in die Rückseiten-Nebenpassagenrille 334. Ferner strömt Fremdmaterial mit hoher Masse, das im Messgas 30 enthalten ist, in die Entleerungspassage, die sich linear von einer Verzweigung aus erstreckt, zusammen mit einem Teil des Messgases und wird aus der Entleerungsöffnung 305c der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 in die Hauptpassage 124 entleert.
Die Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 weist eine solche Gestalt auf, dass sie bei ihrem Verlauf in Vorwärtsrichtung tiefer wird, und das Messgas 30 bewegt sich allmählich zur Vorderseite des Messteils 331, während es entlang der Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 strömt. Speziell ist die Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 mit einem steilen Neigungsbereich 334a versehen, der sich vor der Öffnung 333 rasch vertieft, und ein Teil der Luft mit einer geringen Masse bewegt sich entlang des steilen Neigungsbereichs 334a und strömt zur Seite der Messströmungspassagenoberfläche 430 der Leiterplatte 400 in der Öffnung 333. Andererseits strömt Fremdmaterial mit großer Masse zur Seite der rückwärtigen Oberfläche 431 der Messströmungspassage, da eine rasche Kursänderung erschwert ist.
Wie in 8 dargestellt, strömt das Messgas 30, das sich zur Vorderseite an der Öffnung 333 bewegt hat, entlang der Messströmungspassagenoberfläche 430 der Leiterplatte 400. Die Wärmeübertragung wird mit dem Strömungsgeschwindigkeits-Erfassungsteil 602, das in der Messströmungspassagenoberfläche 430 vorgesehen ist, durchgeführt, und die Strömungsgeschwindigkeit wird gemessen. Die von der Öffnung 333 zur Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 strömende Luft strömt entlang der Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 und wird aus dem ersten Nebenpassagenauslass 305b, die sich zur stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 der Hauptpassage 124 öffnet, entleert.
Da Material mit großer Masse, wie mit dem Messgas 30 vermischter Staub, eine große Trägheitskraft aufweist, ist es schwer, dass es seinen Verlauf in Tiefenrichtung entlang einer Oberfläche des Bereichs des steilen Neigungsbereichs 334a der Rille, wo sich die Rille rasch vertieft, rasch verändert (dargestellt in 9). Aus diesem Grund bewegt sich Fremdmaterial mit großer Masse zur Seite der rückwärtigen Oberfläche 431 der Messströmungspassage, und es wird möglich, Fremdmaterial an einer Passage in der Nähe des Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteils 602 zu hindern. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es aufgrund der Tatsache, dass zahlreiche Fremdmaterialien mit großer Masse, die sich von dem Gas unterscheiden, sich über die rückwärtige Oberfläche 431 der Messströmungspassage, die die rückwärtige Oberfläche der Messströmungs-Passagenoberfläche 430 darstellt, bewegen, möglich, den Einfluss von Verunreinigungen aufgrund von Fremdmaterialien, wie Öl, Kohlenstoff und Staub, zu verringern. Somit ist es möglich, eine Verringerung der Messgenauigkeit zu unterdrücken.
Da die Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass der Verlauf des Messgases 30 entlang einer eine Strömungsachse der Hauptpassage 124 kreuzenden Achse rasch verändert wird, ist es möglich, den Einfluss von Fremdmaterial, das mit dem Messgas 30 vermischt ist, zu verringern.
Strukturen und Wirkungen der zweiten Nebenpassage und der Sensorkammer
Die zweite Nebenpassage 306 ist in linearer Richtung zwischen dem zweiten Nebenpassageneinlass 306a und dem zweiten Nebenpassagenauslass 306b parallel zum Flansch 311 ausgebildet, so dass sie entlang der Strömungsrichtung des Messgases 30 verläuft. Der zweite Nebenpassageneinlass 306a wird gebildet, indem man einen Teil der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 ausschneidet, und der zweite Nebenpassagenauslass 306b wird gebildet, indem man einen Teil der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 ausschneidet.
Speziell werden, wie in den 9 und 10 dargestellt, der zweite Nebenpassageneinlass 306a und der zweite Nebenpassagenauslass 306b durch Ausschneiden eines Teils der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 und eines Teils der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 aus der rückwärtigen Oberflächenseite des Messteils 331 an Positionen, die kontinuierlich entlang einer oberen Oberfläche der Trennwand 335 verlaufen, gebildet. Der zweite Nebenpassageneinlass 306a und der zweite Nebenpassagenauslass 306b werden auf Tiefenpositionen ausgeschnitten, die bündig mit der rückwärtigen Oberfläche der Leiterplatte 400 sind. Da das Messgas 30 durch die zweite Nebenpassage 306 entlang einer rückwärtigen Oberfläche eines Plattenkörpers 401 (dargestellt in 19) der Leiterplatte 400 verläuft, wirkt die zweite Nebenpassage 306 als Kühlkanal zur Kühlung des Plattenkörpers 401. Zahlreiche Leiterplatten 400 erwärmen sich durch LSIs oder Mikrocomputer und übertragen die Wärme auf die rückwärtige Oberfläche des Plattenkörpers 401, wodurch die Wärme durch das Messgas 30, das durch die zweiten Nebenpassage 306 strömt, abgestrahlt wird.
Die Sensorkammer Rs ist näher als die zweite Nebenpassage 306 an der Basisendseite des Messteils 331 vorgesehen. Ein Teil des Messgases 30, das aus dem zweiten Nebenpassageneinlass 306a zur zweiten Nebenpassage 306 strömt, strömt zur Sensorkammer Rs. Der Druck und die relative Feuchtigkeit werden durch den Drucksensor 421 und den Feuchtigkeitssensor 422 in der Sensorkammer Rs erfasst. Da die Sensorkammer Rs näher als die zweite Nebenpassage 306 an der Basisendseite des Messteils 331 angeordnet ist, ist es möglich, den Einfluss eines dynamischen Drucks des durch die zweite Nebenpassage 306 strömenden Messgases 30 zu verringern. Daher lässt sich die Erfassungsgenauigkeit des Drucksensors 421 in der Sensorkammer Rs verbessern.
Die Sensorkammer Rs ist näher als die zweite Nebenpassage 306 an der Basisendseite des Messteils 331 angeordnet. Wenn daher zum Beispiel die vordere Endseite des Messteils 331 an der Einlasspassage so angebracht ist, dass sie nach unten gerichtet ist, können Verunreinigungen und Wassertröpfchen, die in der zweiten Nebenpassage 306 zusammen mit dem Messgas 30 strömen, daran gehindert werden, dass sie am Drucksensor 421 und am Feuchtigkeitssensor 422, die auf der stromabwärtigen Seite davon angeordnet sind, haften.
Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform in der Sensorkammer Rs der Drucksensor 421 mit einer relativ großen Außengestalt stromaufwärts angeordnet, und der Feuchtigkeitssensor 422 mit einer relativ kleinen Außengestalt ist stromabwärts vom Drucksensor 421 angeordnet. Daher haften Verunreinigungen und Wassertröpfchen, die zusammen mit dem Messgas 30 strömen, am Drucksensor 421 und werden daran gehindert, am Feuchtigkeitssensor 422 zu haften. Demzufolge ist es möglich, den Feuchtigkeitssensor 422, der eine geringe Beständigkeit gegen Verunreinigungen und Wassertröpfchen aufweist, zu schützen.
Der Drucksensor 421 (421A und 421B) und der Feuchtigkeitssensor 422 werden kaum durch die Strömung des Messgases 30 beeinflusst, verglichen mit dem Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602. Insbesondere kann der Feuchtigkeitssensor 422 nur einen Diffusionsgrad von Feuchtigkeit im Messgas 30 sicherstellen, so dass der Feuchtigkeitssensor 422 in der Sensorkammer Rs neben der zweiten Nebenpassage 306 mit linearer Gestalt vorgesehen werden kann. Andererseits erfordert das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 eine konstante Strömungsgeschwindigkeit oder mehr, und es ist erforderlich, Staub und Verunreinigungen fernzuhalten und einen Pulsierungseinfluss zu berücksichtigen. Daher kann das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 in der ersten Nebenpassage 305 mit Schleifenform vorgesehen werden.
Die 13 und 14 zeigen eine weitere Ausführungsform der zweiten Nebenpassage.
Bei dieser Ausführungsform werden durch Bereitstellung von Durchgangslöchern 337 in der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 und der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 an Stelle eines Ausschneidens der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 und der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 der zweite Nebenpassageneinlass 306a und der zweite Nebenpassagenauslass 306b gebildet. Wenn der zweite Nebenpassageneinlass 306a und der zweite Nebenpassagenauslass 306b durch Einkerben der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 und der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 gebildet werden, wie die in den 9 bis 12 dargestellte zweite Nebenpassage, werden die Breite der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 und die Breite der stromabwärtigen Seite der Außenwand 338 lokal an den entsprechenden Positionen verringert, so dass das Messteil 331 aufgrund von Wärmeschrumpfung oder dergleichen zum Zeitpunkt der Formgebung in einer im Wesentlichen V-förmigen Gestalt mit der Kerbe als Ausgangspunkt verzerrt werden kann. Da bei dieser Ausführungsform an Stelle der Kerbe ein Durchgangsloch vorgesehen ist, kann verhindert werden, dass das Messteil 331 zu einer im Wesentlichen V-förmigen Gestalt verbogen wird.
Daher ist es möglich, eine Beeinträchtigung der Messgenauigkeit durch eine Veränderung der Position oder der Richtung des Erfassungsteils in Bezug auf das Messgas 30 aufgrund der Verzerrung im Gehäuse 302 zu verhindern, so dass keine individuellen Unterschiede auftreten und immer eine konstante Erfassungsgenauigkeit gewährleistet werden kann.
Gestalt und Wirkung der vorderen Abdeckung 303 und der rückwärtigen Abdeckung 304
15 zeigt das Aussehen der vorderen Abdeckung 303. 15(a) ist eine Vorderansicht und 15(b) ist eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B von 15(a). 16 zeigt das Aussehen der rückwärtigen Abdeckung 304. 16(a) ist eine Vorderansicht und 16(b) ist eine Querschnittansicht entlang der Linie B-B von 16(a).
In den 15 und 16 verschließen die vordere Abdeckung 303 und die rückwärtige Abdeckung 304 die Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 und die Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 des Gehäuses 302 und bilden dabei die erste Nebenpassage 305. Ferner bildet die vordere Abdeckung 303 die verschlossene Schaltungskammer Rc, und die rückwärtige Abdeckung 304 verschließt einen konkaven Bereich der rückwärtigen Oberflächenseite des Messteils 331 unter Bildung der zweiten Nebenpassage 306 und der Sensorkammer Rs, die mit der zweiten Nebenpassage 306 in Verbindung steht.
Wie in 15(b) dargestellt, umfasst die vordere Abdeckung 303 einen vorstehenden Bereich 356 in einer Position, die dem Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 zugewandt ist, zur Verwendung zur Bildung eines Diaphragmas zwischen der vorderen Abdeckung 303 und der Messströmungspassagenoberfläche 430 gemäß Darstellung in 8. Daher ergibt sich eine hohe Formgebungsgenauigkeit. Da die vordere Abdeckung 303 und die rückwärtige Abdeckung 304 durch ein Kunstharz-Formgebungsverfahren unter Einspritzen eines thermoplastischen Harzes in eine Form hergestellt werden, lassen sie sich mit hoher Formgebungsgenauigkeit herstellen.
Die vordere Abdeckung 303 und die rückwärtige Abdeckung 304 sind mit einer Mehrzahl von Fixierungslöchern 351 versehen, in die eine Mehrzahl von Fixierungsstiften 350 (dargestellt in den 8 und 9), die aus dem Messteil 331 vorstehen, in entsprechender Weise eingeführt werden. Die vordere Abdeckung 303 und die rückwärtige Abdeckung 304 werden an der Oberfläche bzw. an der rückwärtigen Oberfläche des Messteils 331 angebracht. Dabei werden die Fixierungsstifte 350 in die Fixierungslöcher 351 eingeführt und eine Positionierung wird durchgeführt.
Ferner wird eine Verbindung durch Laser-Schweißen oder dergleichen entlang der Ränder der Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 und der Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 vorgenommen. Gleichermaßen wird eine Verbindung durch Laser-Schweißen oder dergleichen entlang den Rändern der Schaltungskammer Rc und der Sensorkammer Rs vorgenommen.
Fixierungsstruktur und Wirkung des Gehäuses 302 der Leiterplatte 400
Nachstehend wird die Fixierung der Leiterplatte 400 am Gehäuse 302 durch das Kunstharz-Formgebungsverfahren beschrieben. Die Leiterplatte 400 wird ganzheitlich mit dem Gehäuse 302 der Formgebung unterzogen, so dass das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 der Leiterplatte 400 an einer vorgegebenen Stelle der die Nebenpassage bildenden Nebenpassagenrille angeordnet wird, zum Beispiel in der Öffnung 331, die bei der vorliegenden Ausführungsform einen Verbindungsbereich zwischen der Vorderseite der Nebenpassagenrille 332 und der Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 darstellt.
Im Messteil 331 des Gehäuses 302 sind Bereiche zum Einbetten eines äußeren Umfangsrandbereichs eines Basisbereichs 402 der Leiterplatte 400 im Gehäuse 302 durch Kunstharz-Formgebung und Fixierung als Fixierungsbereiche 372 und 373 vorgesehen (8 und 9). Die Fixierungsbereiche 372 und 373 umschließen sandwichartig den äußeren Umfangsrandbereich des Basisbereichs 402 der Leiterplatte 400 von der vorderen Seite und der rückwärtigen Seite aus und fixieren diese.
Das Gehäuse 302 wird durch ein Kunstharz-Formgebungsverfahren hergestellt. Beim Kunstharz-Formgebungsverfahren wird die Leiterplatte 400 in das Kunstharz des Gehäuses 302 eingebaut und an einem inneren Bereich des Gehäuses 302 durch Kunstharz-Formgebung fixiert. Auf diese Weise können eine Positionsbeziehung oder eine Richtungsbeziehung, die die Beziehung zur Gestalt der Nebenpassage zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit durch Wärmeübertragung mit dem Messgas 30 durch das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 darstellen, zum Beispiel die Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 oder die Rückseiten-Nebenpassagenrille 334, mit äußerst hoher Genauigkeit beibehalten werden, und Fehler oder Variationen, die in den einzelnen Leiterplatten 400 auftreten, können auf einen sehr geringen Wert gedrückt werden. Im Ergebnis lässt sich die Messgenauigkeit der Leiterplatte 400 stark verbessern. Beispielsweise kann die Messgenauigkeit im Vergleich zu einem herkömmlichen Fixierungsverfahren unter Verwendung eines Klebstoffs erheblich verbessert werden.
Die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft wird häufig durch Massenproduktion hergestellt, wobei einer Verbesserung der Messgenauigkeit bei einem Verfahren zur Verbindung mit Klebstoff enge Grenzen gesetzt sind. Dagegen ist es bei der vorliegenden Ausführungsform durch Fixierung der Leiterplatte 400 gleichzeitig mit der Bildung der Nebenpassage durch das Kunstharz-Formgebungsverfahren zur Bildung der Nebenpassage für die Strömung des Messgases 30 möglich, Variationen der Messgenauigkeit stark zu verringern, und die Messgenauigkeit der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft lässt sich erheblich verbessern.
Nachstehend wird das in den 8 bis 12 dargestellte Beispiel näher beschrieben. Die Leiterplatte 400 kann am Gehäuse 302 mit hoher Genauigkeit fixiert werden, so dass die Beziehung zwischen der Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332, der Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 und dem Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 vorschriftsgemäß gegeben ist.
Im Ergebnis können die Messvorrichtungen 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft durch Massenproduktion hergestellt werden, wobei die Positionsbeziehung oder die Formbeziehung zwischen dem Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 der einzelnen Leiterplatten 400 und der ersten Nebenpassage 305 konstant mit sehr hoher Genauigkeit beibehalten werden können.
Beispielsweise können bei der ersten Nebenpassage 305, in der das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 der Leiterplatte 400 fest angeordnet ist, die Vorderseiten-Nebenpassagenrille 332 und die Rückseiten-Nebenpassagenrille 334 mit sehr hoher Präzision geformt werden. Daher handelt es sich beim Schritt zur Bildung der ersten Nebenpassage 305 aus diesen Nebenpassagenrillen 332 und 334 um den Schritt zur Bedeckung der beiden Oberflächen des Gehäuses 302 mit der vorderen Abdeckung 303 und der rückwärtigen Abdeckung 304. Dieser Arbeitsschritt ist sehr einfach und es handelt sich um einen Arbeitsvorgang mit wenigen Faktoren, die die Messgenauigkeit verringern. Ferner werden die vordere Abdeckung 303 und die rückwärtige Abdeckung 304 durch das Kunstharz-Formgebungsverfahren mit hoher Formgebungsgenauigkeit hergestellt. Daher kann die Nebenpassage, die in einer vorgeschriebenen Beziehung zum Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 der Leiterplatte 400 steht, mit hoher Genauigkeit fertiggestellt werden. Durch dieses Verfahren lässt sich neben der Verbesserung der Messgenauigkeit auch eine hohe Produktivität erzielen.
Dagegen wird durch die herkömmliche Technik ein thermisches Durchflussmessgerät erzeugt, indem man eine Nebenpassage herstellt und ein Messteil an die Nebenpassage mit einem Klebstoff anklebt. Beim vorstehend genannten Verfahren unter Verwendung eines Klebstoffs ergeben sich große Variationen der Dicke des Klebstoffs, und die Bindungsposition oder der Bindungswinkel variieren bei den einzelnen Produkten. Daher ergeben sich Beschränkungen bei der Verbesserung der Messgenauigkeit. Wenn ferner der vorstehende Arbeitsschritt in einem Verfahren der Massenproduktion durchgeführt wird, ist es sehr schwierig, die Messgenauigkeit zu verbessern.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Leiterplatte 400 durch das Kunstharz-Formgebungsverfahren fixiert und gleichzeitig wird die Nebenpassagenrille zur Formgebung der ersten Nebenpassage 305 durch das Kunstharz-Formgebungsverfahren gebildet. Auf diese Weise lässt sich das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 an der Gestalt der Nebenpassagenrille mit äußerst hoher Genauigkeit fixieren.
Der Bereich, der mit der Messung der Strömungsgeschwindigkeit verbunden ist, zum Beispiel das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 oder die Messströmungspassagenoberfläche 430 (8), an der das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 befestigt ist, ist auf der Oberfläche der Leiterplatte 400 vorgesehen. Das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 und die Messströmungspassagenoberfläche 430 sind frei vom Harz zur Bildung des Gehäuses 302. Dies bedeutet, dass das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 und die Messströmungspassagenoberfläche 430 nicht mit dem Kunstharz zur Bildung des Gehäuses 302 bedeckt sind. Das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 oder die Messströmungspassagenoberfläche 430 der Leiterplatte 400 werden auch nach Kunstharz-Formgebung des Gehäuses 302 in unveränderter Form eingesetzt und zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit durch die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft herangezogen. Auf diese Weise wird die Messgenauigkeit verbessert.
Da bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform die Leiterplatte 400 am Gehäuse 302 fixiert ist, wobei die erste Nebenpassage 305 durch eine Integralformgebung der Leiterplatte 400 am Gehäuse 302 fixiert wird, lässt sich die Leiterplatte 400 sicher am Gehäuse 302 fixieren. Da insbesondere ein vorstehender Bereich 403 der Leiterplatte 400 die Trennwand 335 durchdringt und zur ersten Nebenpassage 305 vorsteht, ergibt sich eine hochgradige Dichtung zwischen der ersten Nebenpassage 305 und der Schaltungskammer Rc, und es kann verhindert werden, dass das Messgas 30 in die Schaltungskammer Rc aus der ersten Nebenpassage 305 austritt. Ferner kann verhindert werden, dass die Schaltungskomponenten oder Verdrahtungen der Leiterplatte 400 das Messgas 30 kontaktieren und einer Korrosion unterliegen.
Erscheinungsbild der Leiterplatte 400
Formgebung der Messströmungspassagenoberfläche 430 unter Einschluss des Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteils 602
Die 17 bis 19 stellen die Leiterplatte 400 dar. Ein in der Gestaltung der Leiterplatte 400 schraffiert dargestellter Bereich zeigt eine Fixierungsoberfläche 432 und eine Fixierungsoberfläche 434, wo die Leiterplatte 400 bei der Formgebung des Gehäuses 302 beim Kunstharz-Formgebungsverfahren mit dem Harz bedeckt und fixiert wird.
17 ist eine Vorderansicht der Leiterplatte, 18 ist eine rechte Seitenansicht der Leiterplatte und 19 ist eine Rückansicht der Leiterplatte.
Die Leiterplatte 400 umfasst den Plattenkörper 401. Der Schaltungsbereich und das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602, das ein Sensorelement darstellt, sind auf der Oberfläche des Plattenkörpers 401 vorgesehen. Der Drucksensor 421 und der Feuchtigkeitssensor 422, die Sensorelemente darstellen, sind auf der rückwärtigen Oberfläche des Plattenkörpers 401 vorgesehen. Der Plattenkörper 401 wird unter Verwendung eines aus Glas-Epoxyharz bestehenden Materials hergestellt und weist einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der dem des zur Bildung des Gehäuses 302 verwendeten thermoplastischen Harz nahekommt, verglichen mit einer Platte aus einem keramischen Material.
Wenn somit die Insert-Formgebung am Gehäuse 302 durchgeführt wird, lassen sich Spannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten und Verzerrungen der Leiterplatte 400 verringern.
Der Plattenkörper 401 weist die Form einer ebenen Platte mit gleichmäßiger Dicke auf und besitzt in der Draufsicht im Wesentlichen eine T-förmige Gestalt mit einem im Wesentlichen rechteckigen Basisbereich 402 und einem im Wesentlichen rechteckigen vorstehenden Bereich 403, der an einer Seite des Basisbereichs 402 vorsteht und kleiner ist als der Basisbereich 402. Auf der Oberfläche des Basisbereichs 402 ist der Schaltungsbereich vorgesehen. Der Schaltungsbereich wird konfiguriert, indem man elektronische Bauelemente montiert, wie eine LSI 414, einen Mikrocomputer 415, einen Netzteilregler 416 und eine Chipkomponente 417, wie einen Widerstand und einen Kondensator, mit einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Leitungsverdrahtung auf. Der Netzteilregler 416 weist im Vergleich zu den übrigen elektronischen Bauelementen, wie dem Mikrocomputer 415 und der LSI 414, einen höheren kalorischen Wert auf, so dass er relativ stromaufwärtig in der Schaltungskammer Rc angeordnet wird. Die gesamte LSI 414 wird mit einem Kunstharzmaterial 419 versiegelt, so dass Golddrähte eingeschlossen sind, wodurch die Handhabbarkeit der Leiterplatte 400 zum Zeitpunkt der Insert-Formgebung verbessert wird.
Wie in 17 dargestellt, ist ein konkaver Bereich 402a, in den die LSI 414 eingepasst wird, auf der Oberfläche des Plattenkörpers 401 ausgebildet. Der konkave Bereich 402a kann durch Laser-Bearbeitung des Plattenkörpers 401 gebildet werden. Der Plattenkörper 401 aus Glas-Epoxyharz lässt sich leichter bearbeiten als ein keramischer Plattenkörper, und der konkave Bereich 402 lässt sich in einfacher Weise bereitstellen. Der konkave Bereich 402 weist eine solche Tiefe auf, dass die Oberfläche der LSI 414 bündig mit der Oberfläche des Plattenkörpers 401 ist. Durch Anpassung der Höhe der Oberfläche der LSI 414 an die Höhe der Oberfläche des Plattenkörpers 401 auf die vorstehend beschriebene Weise lässt sich die Drahtkontaktierung zur Verbindung der LSI 414 und des Plattenkörpers 401 mit den Golddrähten erleichtern, so dass sich die Leiterplatte 400 in einfacher Weise herstellen lässt. Beispielsweise kann gemäß Darstellung in 17 die LSI 414 direkt auf der Oberfläche des Plattenkörpers 401 vorgesehen werden. Im Fall der vorgenannten Struktur steht das Kunstharzmaterial 419, das die LSI 414 bedeckt, weiter vor. Eine Bearbeitung zur Bildung des konkaven Bereichs 402 in der Leiterplatte 401 wird somit unnötig, und die Herstellung lässt sich erleichtern.
Wenn die Leiterplatte 400 durch Insert-Formgebung im Gehäuse 302 angebracht wird, wird der vorstehende Bereich 403 in der ersten Nebenpassage 305 vorgesehen, und die Messströmungspassagenoberfläche 430, die die Oberfläche des vorspringenden Bereichs 403 darstellt, erstreckt sich entlang der Strömungsrichtung des Messgases 30. Auf der Messströmungspassagenoberfläche 430 des vorstehenden Bereichs 403 ist das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 vorgesehen. Das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 führt eine Wärmeübertragung mit dem Messgas 30 aus, misst den Zustand des Messgases 30, zum Beispiel die Strömungsgeschwindigkeit des Messgases 30, und gibt ein elektrisches Signal, das die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Hauptpassage 124 strömenden Gases wiedergibt, aus. Um den Zustand des Messgases 30 durch das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 mit hoher Genauigkeit zu messen, ist es erstrebenswert, dass der Gasstrom in der Nähe der Messströmungspassagenoberfläche 430 laminar ist und wenig Störungen auftreten. Daher ist es erstrebenswert, dass die Oberfläche des Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteils 602 und die Oberfläche der Messströmungspassagenoberfläche 430 miteinander bündig sind oder der Niveauunterschied einem vorgegebenen Wert entspricht oder unter diesem liegt.
Wie in 17 dargestellt, ist ein konkaver Bereich 403a in der Oberfläche der Messströmungspassagenoberfläche 430 vorgesehen, und das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 ist in diesen Bereich eingepasst. Der konkave Bereich 403a kann ebenfalls durch Laser-Bearbeitung gebildet werden. Der konkave Bereich 403a weist eine solche Tiefe auf, dass die Oberfläche des Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteils 602 bündig mit der Oberfläche der Messströmungspassagenoberfläche 430 verläuft. Das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 und der Verdrahtungsbereich davon werden mit einem Kunstharzmaterial 418 bedeckt, um eine elektrolytische Korrosion durch anhaftendes Salzwasser zu verhindern.
Wie in 19 dargestellt, sind die beiden Drucksensoren 421A und 421B und ein Feuchtigkeitssensor 422 auf der rückwärtigen Oberfläche des Plattenkörpers 401 vorgesehen. Die beiden Drucksensoren 421A und 421B sind auf die stromaufwärtige Seite und die stromabwärtige Seite aufgeteilt und in einer Reihe angeordnet. Ferner ist der Feuchtigkeitssensor 422 auf der stromabwärtigen Seite des Drucksensors 421B angeordnet. Die beiden Drucksensoren 421A und 421B und der eine Feuchtigkeitssensor 422 sind in der Sensorkammer Rs angeordnet.
In der Leiterplatte 400 ist die zweite Nebenpassage 306 auf der rückwärtigen Oberflächenseite des Plattenkörpers 401 angeordnet. Daher ist es möglich, den gesamten Plattenkörper 401 mit dem Messgas 30, das durch die zweite Nebenpassage 306 strömt, zu kühlen.
Struktur des Temperaturerfassungsteils 451
Wie in den 17 und 18 dargestellt, ist ein Temperaturerfassungsteil 451 an einem Rand der stromaufwärtigen Seite des Basisbereichs 402 und in einem Eckbereich der Seite des vorstehenden Bereichs 403 vorgesehen. Das Temperaturerfassungsteil 451 stellt eines der Erfassungsteile zur Erfassung der physikalischen Größe des Messgases 30, das durch die Hauptpassage 124 strömt, dar und ist in der Leiterplatte 400 vorgesehen.
Die Leiterplatte 400 weist einen vorstehenden Bereich 450 auf, der vom zweiten Nebenpassageneinlass 306a der zweiten Nebenpassage 306 in Richtung zur stromaufwärtigen Seite des Messgases 30 vorsteht, und das Temperaturerfassungsteil 451 weist einen als Chip ausgestalteten Temperatursensor 453 auf, der an der rückwärtigen Oberfläche der Leiterplatte 400 am vorspringenden Bereich 450 vorgesehen ist. Der Temperatursensor 453 und dessen Verdrahtungsbereich sind mit einem Kunstharzmaterial bedeckt, um eine elektrolytische Korrosion durch anhaftendes Salzwasser zu verhindern.
Beispielsweise ist gemäß Darstellung in 9 im Mittelbereich des Messbereichs 331, der mit dem zweiten Nebenpassageneinlass 306a versehen ist, die stromaufwärtige Seite der Außenwand 336 im Messbereich 331, der das Gehäuse 302 bildet, mit einer Ausnehmung in Richtung zur stromabwärtigen Seite versehen, und der vorspringende Bereich 450 (dargestellt in 17) der Leiterplatte 400 steht in Stromaufwärtsrichtung von der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 mit der Ausnehmung vor. Das vordere Ende des vorspringenden Bereichs 450 ist an einer Position angeordnet, bei der an der Oberfläche der am weitesten stromaufwärts gelegenen Seite der stromaufwärtigen Seite der Außenwand 336 eine Ausnehmung vorgesehen ist. Das Temperaturerfassungsteil 451 ist im vorspringenden Bereich 450 so angeordnet, dass es der rückwärtigen Oberfläche der Leiterplatte 400, d.h. der Seite der zweiten Nebenpassage 306, zugewandt ist.
Da der zweite Nebenpassageneinlass 306a auf der stromabwärtigen Seite des Temperaturerfassungsteils 451 ausgebildet ist, kontaktiert das Messgas 30, das vom zweiten Nebenpassageneinlass 306a in die zweite Nebenpassage 306 strömt, das Temperaturerfassungsteil 451 und strömt in den zweiten Nebenpassageneinlass 306a. Wenn das Messgas 30 das Temperaturerfassungsteil 451 kontaktiert, wird die Temperatur erfasst. Das Messgas 30, das das Temperaturerfassungsteil 451 kontaktiert, fließt vom zweiten Nebenpassageneinlass 306a in die zweite Nebenpassage 306, durchläuft die zweite Nebenpassage 306 und wird aus dem zweiten Nebenpassagenauslass 306b in die Hauptpassage 123 entleert.
Fixierung der Leiterplatte 400 durch das Kunstharz-Formgebungsverfahren und Auswirkungen davon
Ein schraffierter Bereich in 19 zeigt die Fixierungsoberfläche 432 (17) und die Fixierungsoberfläche 434 zum Bedecken der Leiterplatte 400 mit dem thermoplastischen Harz, das beim Kunstharz-Formgebungsverfahren verwendet wird, um die Leiterplatte 400 am Gehäuse 302 beim Kunstharz-Formgebungsverfahren zu fixieren. Es ist wichtig, die Beziehung zwischen der Messströmungspassagenoberfläche 430 und dem Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 in der Messströmungspassagenoberfläche sowie die Gestalt der Nebenpassage mit hoher Genauigkeit aufrechtzuerhalten, um eine vorgeschriebene Beziehung zu erreichen.
Da beim Kunstharz-Formgebungsverfahren die Leiterplatte 400 an dem das die Nebenpassage bildende Gehäuse 302 gleichzeitig mit der Bildung der Nebenpassage fixiert wird, ist es möglich, eine Beziehung zwischen der Nebenpassage und der Messströmungspassagenoberfläche 430 sowie dem Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 mit äußerst hoher Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Dies bedeutet, dass es aufgrund der Fixierung der Leiterplatte 400 am Gehäuse 302 beim Kunstharz-Formgebungsverfahren möglich ist, die Leiterplatte 400 mit hoher Genauigkeit in einer Form zur Formgebung des Gehäuses 302 unter Einschluss der Nebenpassage zu positionieren und zu fixieren. Durch Einspritzen des thermoplastischen Harzes von hoher Temperatur in die Form wird die Nebenpassage mit hoher Genauigkeit geformt und die Leiterplatte 400 mit hoher Genauigkeit fixiert.
Daher können Fehler und Variationen, die bei den einzelnen Leiterplatten 400 auftreten, auf sehr niedere Werte gedrückt werden. Infolgedessen lässt sich die Messgenauigkeit der Leiterplatte 400 stark verbessern.
Schaltungskonfiguration der Vorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft
Gesamtkonfiguration der Schaltung der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft
20 ist ein Schaltungsdiagramm der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft. Die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft weist eine Schaltung 601 zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit und eine Schaltung 701 zur Erfassung der Temperatur/Feuchtigkeit auf.
Die Schaltung 601 zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit umfasst ein Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 mit einem Heizelement 608 und einem Verarbeitungsteil 604. Das Verarbeitungsteil 604 steuert den Betrag der Wärme, die vom Heizelement 608 des Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteils 602 erzeugt wird, und gibt ein Signal, das die Strömungsgeschwindigkeit wiedergibt, an den Mikrocomputer 415 über einen Anschluss 662 auf der Basis einer Ausgabe des Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteils 602 aus.
Um die vorstehende Verarbeitung durchzuführen, umfasst das Verarbeitungsteil 604 eine Zentraleinheit (nachstehend als CPU bezeichnet) 612, eine Eingabeschaltung 614, eine Ausgabeschaltung 616, einen Speicher 618 zum Speichern von Daten, die die Beziehung zwischen einem Korrekturwert oder einem Messwert und der Strömungsgeschwindigkeit wiedergeben, und eine Netzteilschaltung 622 zur Versorgung der einzelnen notwendigen Schaltungen mit konstanter Spannung. Gleichstrom wird an die Stromversorgungsschaltung 622 von einer externen Stromversorgung, zum Beispiel einer Fahrzeugbatterie, über einen Anschluss 664 und eine in den Zeichnungen nicht dargestellte Masseklemme zugeführt.
Das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 ist mit einem Heizelement 608 zum Erwärmen des Messgases 30 versehen. Eine Spannung V1 wird von der Stromversorgungsschaltung 622 an einen Kollektor eines Transistors 606, der eine Stromversorgungsschaltung des Heizelements 608 darstellt, angelegt, ein Steuersignal wird von der CPU 612 über die Ausgabeschaltung 616 an eine Basis des Transistors 606 ausgegeben, und ein Strom wird vom Transistor 606 dem Heizelement 608 über einen Anschluss 624 auf der Basis des Steuersignals zugeführt. Der dem Heizelement 608 zugeführte Strombetrag wird durch das Steuersignal gesteuert, das von der CPU 612 dem Transistor 606, der die Stromversorgungsschaltung des Heizelements 608 darstellt, über die Ausgabeschaltung 616 zugeführt.
Das Verarbeitungsteil 604 steuert den Betrag der Wärme, die vom Heizelement 608 erzeugt wird, so dass die Temperatur des Messgases 30 um einen vorgegebenen Temperaturbetrag, zum Beispiel 100°C, höher als die Anfangstemperatur ist, indem man einen Erwärmungsvorgang mit dem Heizelement 608 durchführt.
Das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 weist eine Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 zur Steuerung des vom Heizelement 608 erzeugten Wärmebetrags und eine Strömungsgeschwindigkeitserfassungsbrücke 650 zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit auf. Eine konstante Spannung V3 wird von der Stromversorgungsschaltung 622 an ein Ende der Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 über einen Anschluss 626 angelegt, und das andere Ende der Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 wird mit der Masseklemme 630 verbunden. Ferner wird die konstante Spannung V3 von der Stromversorgungsschaltung 622 an ein Ende der Strömungsgeschwindigkeitserfassungsbrücke 650 über einen Anschluss 625 angelegt, und das andere Ende der Strömungsgeschwindigkeitserfassungsbrücke 650 wird mit der Masseklemme 630 verbunden.
Die Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 weist einen Widerstand 642 auf, der einen Widerstandstemperaturdetektor darstellt, dessen Widerstandswert sich auf der Grundlage der Temperatur des erwärmten Messgases 30 verändert, und der Widerstand 642, ein Widerstand 644, ein Widerstand 646 und ein Widerstand 648 stellen eine Brückenschaltung dar. Eine Potentialdifferenz zwischen einem Schnittpunkt A des Widerstands 642 und des Widerstands 646 und einem Schnittpunkt B des Widerstands 644 und des Widerstands 648 stellt die Eingabe in die Eingabeschaltung 614 über einen Anschluss 627 und einen Anschluss 628 dar. Die CPU 612 steuert die vom Heizelement 608 erzeugte Wärmemenge durch Steuerung des vom Transistor 606 zugeführten Stroms, so dass die Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt A und dem Schnittpunkt B einen vorgegebenen Wert erreicht, bei dieser Ausführungsführungsform 0 Volt.
Die in 20 dargestellte Strömungsgeschwindigkeitserfassungsschaltung 601 erwärmt das Messgas 30 mit dem Heizelement 608, so dass die Temperatur zu allen Zeitpunkten um eine konstante Temperatur, zum Beispiel 100°C, höher als die ursprüngliche Temperatur des Messgases 30 ist. Um die Steuerung der Erwärmung mit hoher Genauigkeit durchzuführen, wenn die Temperatur des mit dem Heizelement 608 erwärmten Messgases 30 zu allen Zeitpunkten um eine konstante Temperatur, zum Beispiel 100°C, höher als die ursprüngliche Temperatur ist, wird ein Widerstandswert eines jeden Widerstands, der die Wärmeerzeugungssteuerbrücke 640 darstellt, so eingestellt, dass die Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt A und dem Schnittpunkt B 0 Volt beträgt. Daher steuert in der Strömungsgeschwindigkeitserfassungsschaltung 601 die CPU 612 den Strom, der dem Heizelement 608 zugeführt wird, in der Weise, dass die Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt A und dem Schnittpunkt B 0 Volt beträgt.
Die Strömungsgeschwindigkeitserfassungsbrücke 650 umfasst vier Widerstandstemperaturdetektoren, nämlich den Widerstand 652, den Widerstand 654, den Widerstand 656 und den Widerstand 658. Diese vier Widerstandstemperaturdetektoren sind entlang des Stroms des Messgases 30 angeordnet. Der Widerstand 652 und der Widerstand 654 sind auf der stromaufwärtigen Seite der Strömungspassage des Messgases 30 in Bezug auf das Heizelement 608 angeordnet, und der Widerstand 656 und der Widerstand 658 sind auf der stromabwärtigen Seite der Strömungspassage des Messgases 30 in Bezug auf das Heizelement 608 angeordnet. Um die Messgenauigkeit zu verbessern, sind der Widerstand 652 und der Widerstand 654 so angeordnet, dass die Abstände zum Heizelement 608 im Wesentlichen gleich groß sind, und der Widerstand 656 und der Widerstand 658 sind so angeordnet, dass die Abstände zum Heizelement 608 im Wesentlichen gleich groß sind.
Eine Potentialdifferenz zwischen einem Schnittpunkt C des Widerstands 652 und des Widerstands 656 und einem Schnittpunkt D des Widerstands 654 und des Widerstands 658 wird über einen Anschluss 631 und einen Anschluss 632 in die Eingabeschaltung 614 eingegeben. Um die Messgenauigkeit zu verbessern, wird beispielsweise jeder Widerstand der Strömungsgeschwindigkeitserfassungsbrücke 650 so eingestellt, dass die Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt C und dem Schnittpunkt D beispielsweise 0 beträgt, wenn die Strömung des Messgases 30 den Wert 0 hat. Daher gibt in einem Zustand, bei dem die Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt C und dem Schnittpunkt D beispielsweise 0 Volt beträgt, die CPU 612 aus dem Anschluss 662 ein elektrisches Signal aus, das angibt, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Hauptpassage 124 0 beträgt, und zwar auf der Grundlage des Messergebnisses, das zeigt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Messgases 30 den Wert 0 hat.
Wenn das Messgas 30 in Richtung des Pfeils von 20 strömt, werden der Widerstand 652 und der Widerstand 654, die stromaufwärts angeordnet sind, durch das Messgas 30 abgekühlt, und der Widerstand 656 und der Widerstand 658, die auf der stromabwärtigen Seite des Messgases 30 angeordnet sind, werden durch das vom Heizelement 608 erwärmte Messgas 30 erwärmt, und die Temperaturen des Widerstands 656 und des Widerstands 658 steigen an. Daher ergibt sich die Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt C und dem Schnittpunkt D der Strömungsgeschwindigkeitserfassungsbrücke 650, und die Potentialdifferenz wird über den Anschluss 631 und den Anschluss 632 in die Eingabeschaltung 614 eingegeben. Die CPU 612 sucht nach Daten, die eine Beziehung zwischen der im Speicher 618 gespeicherten Potentialdifferenz und der Strömungsgeschwindigkeit der Hauptpassage 124 wiedergeben, und zwar auf der Basis der Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt C und dem Schnittpunkt D der Strömungsgeschwindigkeitserfassungsbrücke 650, und erhält den Wert für die Strömungsgeschwindigkeit der Hauptpassage 124.
Ein elektrisches Signal, das die auf die vorstehend beschriebene Weise erhaltene Strömungsgeschwindigkeit der Hauptpassage 124 darstellt, wird über den Anschluss 662 ausgegeben. Obgleich in 20 dem Anschluss 664 und dem Anschluss 662 neue Bezugszeichen gegeben worden sind, fallen diese Anschlüsse unter die Verbindungsanschlüsse 412, die in der vorstehend beschriebenen 17 dargestellt sind.
Daten, die die Beziehung zwischen der Potentialdifferenz zwischen dem Schnittpunkt C und dem Schnittpunkt D und der Strömungsgeschwindigkeit der Hauptpassage 124 wiedergeben, werden im Speicher 618 gespeichert. Nach der Herstellung der Leiterplatte 400 werden Korrekturdaten zur Verringerung von Messfehlern, wie Variationen, die auf der Grundlage von tatsächlichen Messwerten des Gases erhalten worden sind, im Speicher gespeichert.
Die Temperatur/Feuchtigkeitserfassungsschaltung 701 umfasst eine Eingabeschaltung, wie einen A/D-Verstärker zur Eingabe von Erfassungssignalen vom Temperatursensor 453 und vom Feuchtigkeitssensor 422, eine Ausgabeschaltung, einen Speicher zum Speichern von Daten, die die Beziehung zwischen dem Korrekturwert oder der Temperatur und der absoluten Feuchtigkeit wiedergeben, und eine Stromversorgungsschaltung 622, die jede erforderliche Schaltung mit einer konstanten Spannung versorgt. Signale, die von der Strömungsgeschwindigkeitserfassungsschaltung 601 und der Temperatur/Feuchtigkeitserfassungsschaltung 701 ausgegeben worden sind, werden in den Mikrocomputer 415 eingegeben. Der Mikrocomputer 415 weist eine Fließgeschwindigkeitsrecheneinheit, eine Temperaturrecheneinheit und eine Recheneinheit für die absolute Feuchtigkeit auf. Er berechnet die Fließgeschwindigkeit, die Temperatur und die absolute Feuchtigkeit, die die physikalischen Größen des Messgases 30 darstellen, auf der Grundlage der Signale und gibt sie an eine ECU 200 aus.
Die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft und die Steuervorrichtung (ECU) 200 sind mit einem Kommunikationskabel verbunden, und die Kommunikation unter Verwendung eines digitalen Signals wird gemäß dem Kommunikationsstandard, wie SENT, LIN und CAN, durchgeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Signal vom Mikrocomputer 415 an einen LIN-Treiber 420 übermittelt und eine LIN-Kommunikation wird vom LIN-Treiber 420 durchgeführt. Informationen, die vom LIN-Treiber 420 der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft an die Steuervorrichtung (ECU) 200 ausgegeben werden, werden überlagert und durch digitale Kommunikation unter Verwendung eines einadrigen oder zweiadrigen Kommunikationskabels ausgegeben.
Die Recheneinheit des Mikrocomputers 415 zur Berechnung der absoluten Feuchtigkeit führt eine Verarbeitung zur Berechnung der absoluten Feuchtigkeit auf der Grundlage der Informationen der vom Sensor 422 für die relative Feuchtigkeit ausgegebenen relativen Feuchtigkeit und der Temperaturinformationen und zur Korrektur der absoluten Feuchtigkeit auf der Grundlage von Fehlern durch. Die von der Recheneinheit zur Berechnung der absoluten Feuchtigkeit berechnete korrigierte absolute Feuchtigkeit wird für verschiedene Motorbetriebssteuerungen durch die Steuerungsvorrichtung 200, die die ECU darstellt, verwendet. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung 200 direkt Informationen über die Gesamtfehler für verschiedene Motorbetriebssteuerungen verwenden.
Bei der vorstehend beschriebenen, in 20 dargestellten Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, bei dem die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft den LIN-Treiber 420 umfasst und die LIN-Kommunikation durchführt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Wie in 21 dargestellt, weist die Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft zwar den Regler 416 auf, die Vorrichtung kann aber auch eine direkte Kommunikation mit dem Mikrocomputer 415 ohne Anwendung der LIN-Kommunikation durchführen.
Struktur der Leiterplatte 400
22 ist eine Vorderansicht zur Darstellung der Gestalt des Gehäuses 302, bei dem die vordere Abdeckung 303 von der Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft entfernt worden ist.
Das aus dem Einlass 305a der Nebenpassage 305 des Gehäuses 302 strömende Messgas 30 kann Wassertröpfchen enthalten, und das Messgas 30 durchläuft dann die Nebenpassage 305 und erreicht das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 zusammen mit den Wassertröpfchen. Das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 umfasst eine Wärmeerzeugungssteuerbrücke zur Steuerung der vom Heizelement erzeugten Wärmemenge und eine Fließgeschwindigkeitserfassungsbrücke zur Messung der Fließgeschwindigkeit. Wenn anhaftende Wassertröpfchen vorliegen, ergibt sich somit eine Schwierigkeit insofern, als das Brückengleichgewicht zusammenbricht und sich die Kenndaten verändern.
Wenn wenige Wassertröpfchen am Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 ankommen, tritt ein Ausgangsrauschen auf. Wenn zahlreiche Wassertröpfchen am Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 ankommen, ergibt sich eine Abweichung zwischen der erfassten Strömungsgeschwindigkeit und der tatsächlichen Strömungsgeschwindigkeit, so dass die Genauigkeit der Strömungsgeschwindigkeitserfassung beeinträchtigt wird.
In einem Bereich des Rands 800 der Leiterplatte 400, an dem das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 angebracht ist, ist an der Seite, an der das Messgas 30 vor dem Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 ankommt, ein Segmentierungsbereich 801 zur Segmentierung des Rands 800 ausgebildet. Das Messgas 30, das die Nebenpassage 305 durchlaufen hat, kann Wassertröpfchen, die mit dem Messgas 30 strömen, in eine Richtung transportieren, die vom Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 entfernt ist, und zwar durch Wirbel, die vom Segmentierungsbereich 801 erzeugt werden. Somit kann die Menge an Wassertröpfchen, die am Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 ankommen, verringert werden.
Wenn die Wassertröpfchen aus dem Einlass 305a der Nebenpassage 305 des Gehäuses 302 strömen, konzentrieren sich die Wassertröpfchen am Rand 800 des äußeren Umfangs der Leiterplatte 400 und der Nebenpassage 305 über die Außenwand der Nebenpassage 305. Wenn der Segmentierungsbereich 801 nicht ausgebildet ist, konzentrieren sich die Wassertröpfchen am Rand 800 unter Bildung von großen Wassertröpfchen und strömen in das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602. Wenn der Segmentierungsbereich 801 am Rand 800 ausgebildet ist, strömen Wassertröpfchen, die an der Leiterplatte 400 angekommen sind, in einer Richtung, die vom Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 entfernt ist, was auf die vom Segmentierungsbereich 801 erzeugten Wirbel zurückzuführen ist. Die Menge an Wassertröpfchen, die am Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 ankommt, kann somit verringert werden.
Bei der Formung des Gehäuses 302 wird die Leiterplatte 400 in das Gehäuse 302 eingesetzt und vom Gehäuse 302 fixiert. Durch Fixierung des Segmentierungsstrukturbereichs 801, der in der Leiterplatte 400 mit der Form ausgebildet wird, können der äußere Umfang der Nebenpassage 305 und der Rand der Segmentierungsstruktur 801 im Wesentlichen aneinander angepasst werden, so dass es möglich ist, dass die zusammen mit dem Messgas 30 strömenden Wassertröpfchen in eine Richtung strömen, die vom Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 entfernt ist.
23 ist eine Vorderansicht der Gestalt des Gehäuses 302, bei dem die vordere Abdeckung 304 von der Vorrichtung 300 zur Erfassung einer physikalischen Größe entfernt worden ist. Es handelt sich um die Darstellung einer Modifikation des in 22 dargestellten Beispiels.
In 23 ist zusätzlich zu dem in 22 dargestellten Segmentierungsbereich 801 ein Segmentierungsbereich 802 zur Segmentierung eines Rands der stromabwärtigen Seite der Leiterplatte 400, auf der das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 angebracht ist, ausgebildet. Je nach dem Verbrennungsmotor, bei dem die Montage vorgesehen ist, kann die Messvorrichtung 300 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft einem starken Rückschlag aus dem Verbrennungsmotor unterliegen, und Wassertröpfchen können im Rückschlag enthalten sein. Aus diesem Grund lassen sich durch Bildung des Segmentierungsbereichs 802 an der stromabwärtigen Seite ein Ausgaberauschen und Ausgabeabweichungen unterdrücken. Die Segmentierungsbereiche 801 und 802 lassen sich als Wassertröpfchen-Abfangbereiche bezeichnen.
Die 24 bis 26 zeigen Modifikationen der Gestalt des Segmentierungsbereichs 801. Der Segmentierungsbereich 801 ist nicht auf die in den 22 und 23 dargestellte halbkreisförmige Gestalt beschränkt; er kann eine polygonale Gestalt, zum Beispiel eine dreieckige, eine rechteckige und eine pentagonale Gestalt, aufweisen. Wenn der Segmentierungsbereich 801 am Rand 800 vorliegt, fließen Wassertröpfchen, die an der Leiterplatte 400 angekommen sind, in einer Richtung, die vom Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 entfernt ist, was auf die vom Segmentierungsbereich 801 erzeugten Wirbel zurückzuführen ist. Die Menge an Wassertröpfchen, die am Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 ankommen, lässt sich somit verringern.
Wie in 23 dargestellt, können diese dreieckigen, rechteckigen und polygonalen Segmentierungsbereiche auf der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite ausgebildet sein.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgrund der Tatsache, dass der Segmentierungsbereich 801, der die halbkreisförmige Kerbenstruktur zur Segmentierung des Rands 800 aufweist, am Rand 800 der stromaufwärtigen Seite ausgebildet ist, durch die die Luft in der Leiterplatte 400 strömt und an der das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 angebracht ist, möglich, die Ankunft von Wassertröpfchen am Fließgeschwindigkeitserfassungsteil 602 zu unterdrücken, indem man die Wassertröpfchen, die mit dem Messgas 30 strömen, durch den Segmentierungsbereich 801 abfängt.
Somit ist es möglich, die Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft so auszugestalten, dass sie Strömungsstörungen des Messgases unterdrückt und den charakteristischen Einfluss durch Wassertröpfchen, die mit der Ansaugluft einströmen, verringern kann.
Wenn beispielsweise die Breite der Platte, auf der das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 angebracht ist, etwa 10,8 mm beträgt, kann es sich beim Segmentierungsbereich 801 um eine halbkreisförmige Kerbe mit einem Radius von etwa 1,5 mm handeln, wodurch Störungen des Stroms des Messgases 30 unterdrückt werden können. Ferner kann im Fall der halbkreisförmigen Kerbe der Radius etwa 0,5 mm bis zu einem longitudinalen Grenzpunkt des vorderen Endbereichs der Leiterplatte 400 betragen.
Vorstehend wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Leiterplatte 400 bei der Formgebung des Gehäuses 302 integriert wird (ein Beispiel für eine integrierende Formgebung). Jedoch können die Leiterplatte 400 und das Gehäuse 302 auch ohne integrierende Formgebung, sondern durch getrennte Herstellung bereitgestellt werden.
Ferner ist der Segmentierungsbereich 801 in der Nähe des Randbereichs zwischen der Wandoberfläche des Gehäuses 302, die die erste Nebenpassage 305 bildet, und dem Rand der Platte 400 ausgebildet. Jedoch kann der Segmentierungsbereich 801 auch in der Nähe der Mitte des Endbereichs 800 der Platte 400 ausgebildet sein oder er kann auch an der vorderen Endseite ausgebildet sein.
Sofern es sich um eine Gestalt handelt, bei der die durch die erste Nebenpassage 305 strömenden Wassertröpfchen in Entfernung vom Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil 602 strömen, kann der Segmentierungsbereich 801 auch eine Gestalt aufweisen, die von der vorstehend beschriebenen Gestalt abweicht, zum Beispiel können eine Rille und eine Mehrzahl von konkaven Bereichen in einer Endfläche der Platte 400 ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

30: Messgas
124: Hauptpassage
300: Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft
302: Gehäuse
305: erste Nebenpassage
400: Leiterplatte
404, 405, 406: Durchgangsloch
407, 408: Kerbenbereich
421A, 421B: Drucksensor
422: Feuchtigkeitssensor
602: Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil
801: Segmentierungsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014185868 A [0004]

Claims

Messvorrichtung zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit von Luft, umfassend: eine Platte, die ein Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit eines Messgases aufweist; und ein Gehäuse, das mit einer einen Teil des Messgases aufnehmenden Passage versehen ist und die Platte so fixiert, dass das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil in der Passage angeordnet ist, wobei die Platte einen Segmentierungsbereich aufweist, der an einem Rand der stromaufwärtigen Seite eines Stroms des Messgases, bezogen auf das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil, vorgesehen ist und einen Teil des Rands segmentiert.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 1, wobei der Segmentierungsbereich in einer Position, an der sich Wasser anreichert, an der stromaufwärtigen Seite des Stroms des Messgases ausgebildet ist.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 2, wobei der Segmentierungsbereich in der Nähe eines Grenzbereichs zwischen einer Wandoberfläche des die Passage bildenden Gehäuses und dem Rand der Platte ausgebildet ist.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 2, wobei es sich beim Segmentierungsbereich um eine Kerbe handelt.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 4, wobei die Kerbe auch an einem Rand der stromabwärtigen Seite der Strömung des Messgases, bezogen auf das Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil, ausgebildet ist.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Kerbe eine halbkreisförmige Gestalt aufweist.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Kerbe eine dreieckige Gestalt aufweist.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Kerbe eine rechteckige Gestalt aufweist.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Kerbe eine polygonale Gestalt mit mindestens fünf Ecken aufweist.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 2, wobei der Segmentierungsbereich eine Gestalt aufweist, bei der durch die Passage strömende Wassertröpfchen vom Strömungsgeschwindigkeitserfassungsteil weit entfernt sind.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 10, wobei der Segmentierungsbereich einen Wassertröpfchen-Abfangbereich aufweist, der die durch die Passage strömenden Wassertröpfchen abfängt.
Messvorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Luft nach Anspruch 1, wobei die Platte am Gehäuse durch integrierte Formgebung fixiert worden ist.