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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Messvorrichtung, die eine Strömung und eine Feuchtigkeit von einer Ansaugluft misst, die in eine Verbrennungsmaschine eingesogen wird.
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Hintergrund
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Es ist normalerweise hinreichend bekannt, dass eine Messvorrichtung einen Strömungsmengensensor und einen Feuchtigkeitssensor beinhaltet, die in einem Einlasskanal angeordnet sind, durch den eine Ansaugluft strömt, so dass eine Strömungsmenge und eine Feuchtigkeit der Ansaugluft gemessen werden.
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Gemäß der Patentschrift
JP2015-87196A beinhaltet die Messvorrichtung ein Gehäuse, das den Strömungsmengensensor trägt und in Richtung auf einen inneren Umfang des Einlasskanals vorsteht, und der Feuchtigkeitssensor ist auf einer Seitenoberfläche des Gehäuses angeordnet.
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In der vorstehenden Messvorrichtung wird jedoch die Wärme einer Verbrennungsmaschine auf den Feuchtigkeitssensor durch das Gehäuse übertragen, und eine Temperatur des Feuchtigkeitssensors wird erhöht. Daher unterscheidet sich die Temperatur des Feuchtigkeitssensors von einer Temperatur der Ansaugluft, und es entsteht ein nachteiliger Effekt auf einen Erfassungswert der Feuchtigkeit der Ansaugluft. Somit besteht die Notwendigkeit, eine Wärmeübertragung von dem Gehäuse auf den Feuchtigkeitssensor zu verhindern.
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Gemäß der
japanischen Patentanmeldung Nr. 5445535 ist es hinreichend bekannt, dass eine Anordnung, die den Feuchtigkeitssensor trägt, separat von dem Gehäuse bereitgestellt ist, und dass die Anordnung von dem Gehäuse abgetrennt ist und in Richtung auf den inneren Umfang des Einlasskanals vorsteht.
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Da in der vorstehenden Messvorrichtung das Gehäuse von der Anordnung abgetrennt ist, kann die Wärmeübertragung von dem Gehäuse auf den Feuchtigkeitssensor sowie ein Anstieg der Temperatur des Feuchtigkeitssensors verhindert werden.
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Da gemäß der
japanischen Patentanmeldung Nr. 5445535 die Anordnung einen Querschnitt aufweist, der senkrecht zu einer Längsrichtung der Anordnung ist und eine rechteckige Form aufweist, kann ein Druckverlust relativ zu einer Strömung der Ansaugluft entstehen.
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Gemäß der
japanischen Patentanmeldung Nr. 5445535 ist ein Feuchtigkeitserfassungselement an der Messvorrichtung montiert, und die Messvorrichtung misst die Strömungsmenge die Feuchtigkeit der Ansaugluft.
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Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Messvorrichtung und der Einlasskanal, der mit der Messvorrichtung versehen ist, eine Wärme von einem Maschinenraum aufnehmen und dann eine Temperatur der Messvorrichtung und eine Temperatur des Einlasskanals ansteigen.
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Dann wird eine Wärme der Messvorrichtung und des Einlasskanals auf das Feuchtigkeitserfassungselement durch ein Element, das das Feuchtigkeitserfassungselement trägt, oder einen Verbindungsabschnitt, der elektrisch ist, übertragen. In diesem Fall kann das Element ein Umgehungsgehäuse bzw. Bypass-Gehäuse sein, und der Verbindungsabschnitt kann ein Leitungsstift sein.
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Folglich ist die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements höher als die Temperatur der Ansaugluft, die durch ein Inneres des Einlasskanals gelangt. Wenn die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements sich von der Temperatur der Ansaugluft unterscheidet, die ein Messobjekt darstellt, kann die Feuchtigkeit der Ansaugluft durch das Feuchtigkeitserfassungselement nicht genau gemessen werden.
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Gemäß der
WO2014/060161 bedeckt eine Abdeckung den Feuchtigkeitssensor.
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In der Messvorrichtung gemäß der
WO2014/060161 beinhaltet die Abdeckung zwei Öffnungen, die entlang einer Strömungsrichtung der Ansaugluft angeordnet sind. Die Ansaugluft strömt in die Abdeckung durch die Öffnung, die an einer Seite stromauf von der anderen Öffnung angeordnet ist, gelangt durch die Messvorrichtung und kehrt zu dem Einlasskanal durch die Öffnung zurück, der an einer stromabwärtigen Seite angeordnet ist.
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Gemäß der
WO2014/060161 verhindert die Messvorrichtung, dass Fremdstoffe in die Abdeckung eindringen, so dass dadurch der Feuchtigkeitssensor geschützt wird. Die Messvorrichtung kann den Druckverlust jedoch nicht effizient verhindern.
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Kurzfassung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Messvorrichtung zu schaffen, die eine Erfassungsgenauigkeit einer Feuchtigkeit einer Ansaugluft durch erzwungenes Annähern einer Temperatur eines Feuchtigkeitserfassungselements an eine Temperatur der Ansaugluft verbessern kann, und die einen Druckverlust verhindert, der durch eine Anordnung erzeugt wird, die einen Feuchtigkeitssensor trägt, wenn die Messvorrichtung in einer Saugleitung angeordnet ist.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Messvorrichtung ein Umleitgehäuse bzw. ein Bypass-Gehäuse, das an einer Position in dem Einlasskanal angeordnet ist, der eine Ansaugluft in eine Verbrennungsmaschine einführt und einen Durchlass definiert, durch den ein Teil der Ansaugluft gelangt, die durch ein Inneres des Einlasskanals strömt, einen Strömungsmengensensor, der eine Strömungsmenge der Ansaugluft misst, die durch das Innere des Umleitgehäuses bzw. Bypass-Gehäuses gelangt, ein Feuchtigkeitserfassungselement, dass eine Feuchtigkeit der Ansaugluft misst, die durch eine Position in der Nähe des Umleitgehäuses bzw. Bypass-Gehäuses gelangt, und einen Wärmeableitabschnitt, der in direktem Kontakt mit der Ansaugluft ist und mit dem Feuchtigkeitserfassungselement thermisch verbunden ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Messvorrichtung einen Strömungsmengensensor, der eine Strömungsmenge einer Ansaugluft misst, die durch einen Einlasskanal strömt, einen Feuchtigkeitssensor, der eine Feuchtigkeit der Ansaugluft misst, einen ersten Vorsprungsabschnitt, der den Strömungsmengensensor trägt und in Richtung auf einen inneren Umfang des Einlasskanals vorsteht, und einen zweiten Vorsprungsabschnitt, der den Feuchtigkeitssensor trägt und die Form eines Stabs aufweist und in Richtung auf dem inneren Umfang des Einlasskanals vorsteht, so dass er von dem ersten Vorsprungsabschnitt getrennt ist. Der Feuchtigkeitssensor ist auf einer Oberfläche des zweiten Vorsprungs abgelegt und wird durch den zweiten Vorsprung getragen, so dass er zu dem Einlasskanal freiliegt. Der zweite Vorsprung steht in Richtung auf den inneren Umfang des Einlasskanals so vor, dass eine Längsrichtung des zweiten Vorsprungs senkrecht zu einer Strömungsrichtung der Ansaugluft ist. Wenn ein Querschnitt des zweiten Vorsprungs, der senkrecht zu der Längsrichtung ist, als ein vertikaler Querschnitt bezeichnet wird, ist ein Umfang des vertikalen Querschnitts relativ zu einer Strömung der Ansaugluft stromlinienförmig.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die vorstehenden und weiteren Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachstehenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1A ein Diagramm, das einen Umriss einer Messvorrichtung, die von einer Stelle stromauf in einer Strömungsrichtung einer Ansaugluft betrachtet wird, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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1B einen Querschnitt der Messvorrichtung, der in der Strömungsrichtung der Ansaugluft erstellt worden ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
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2A ein Diagramm, das einen Umriss selbst Feuchtigkeitssensors, gemäß der ersten Ausführungsform, zeigt;
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2B einen Querschnitt des Feuchtigkeitssensors, der in einer Längsrichtung des Feuchtigkeitssensors erstellt worden ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
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2C einen Querschnitt des Feuchtigkeitssensors, der in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung erstellt worden ist, gemäß der ersten Ausführungsform;
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3 ein Diagramm, das eine Rückseite des Feuchtigkeitssensors gemäß einer zweiten Ausführungsform und einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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4 einen Querschnitt des Feuchtigkeitssensors, der in der Längsrichtung erstellt worden ist, gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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5 ein Diagramm, das eine Vorderseite des Feuchtigkeitssensors gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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6 einen Querschnitt des Feuchtigkeitssensors, der in der Längsrichtung erstellt worden ist, gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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7 einen Querschnitt des Feuchtigkeitssensors, der in der Längsrichtung erstellt worden ist, gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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8 ein Diagramm, das die Vorderseite des Feuchtigkeitssensors gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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9A einen Querschnitt des Feuchtigkeitssensors, der in der Längsrichtung erstellt worden ist, gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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9B einen Querschnitt des Feuchtigkeitssensors, der in der Längsrichtung erstellt worden ist, gemäß der neunten Ausführungsform;
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10 einen Querschnitt des Feuchtigkeitssensors, der in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung erstellt worden ist, gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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11A Querschnitte des Feuchtigkeitssensors, die in einer Richtung senkrecht zu der
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und 11B Längsrichtung erstellt worden sind, gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden;
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12A ein Diagramm, das einen Umriss der Messvorrichtung, die von einer Stelle stromauf in der Strömungsrichtung der Ansaugluft betrachtet wird, gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
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12B einen Querschnitt der Messvorrichtung, der in der Strömungsrichtung der Ansaugluft erstellt worden ist, gemäß einer zwölften Ausführungsform;
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13A eine perspektivische Ansicht, die einen zweiten Vorsprung gemäß der zwölften Ausführungsform zeigt;
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13B eine Seitenansicht, die den zweiten Vorsprung, der in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung und der Strömungsrichtung der Ansaugluft betrachtet wird, gemäß der zwölften Ausführungsform zeigt;
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13C einen Querschnitt des zweiten Vorsprungs, der in einer Richtung parallel zu der Längsrichtung und der Strömungsrichtung der Ansaugluft erstellt worden ist, gemäß der zwölften Ausführungsform;
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14 einen Querschnitt des zweiten Vorsprungs, der entlang einer Linie XIV-XIV in 13A erstellt worden ist, gemäß der zwölften Ausführungsform; und
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15 eine perspektivische Ansicht, die den zweiten Vorsprung zeigt, gemäß einem Modifikationsbeispiel der zwölften Ausführungsform.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In den Ausführungsformen kann einem Teil, das einem Sachverhalt entspricht, der in einer vorhergehenden Ausführungsform beschrieben worden, das gleiche Bezugszeichen zugewiesen sein, und auf eine wiederholte Erläuterung des Teils kann somit verzichtet werden. Wenn nur ein Teil von einer Konfiguration in einer Ausführungsform beschrieben wird, kann eine andere vorhergehende Ausführungsform für die anderen Teile der Konfiguration gelten. Die Teile können kombinierbar sein, selbst wenn nicht ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass die Teile kombinierbar sind. Die Ausführungsformen können teilweise kombiniert werden, selbst wenn nicht ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass die Ausführungsformen kombiniert werden können, unter der Voraussetzung, dass die Kombination ungefährlich ist.
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Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Ausführungsformen angewendet werden, die ebenfalls im Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung liegen.
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[Erste Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 1A bis 2C wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Eine Messvorrichtung ist an einem Einlasskanal 1 montiert, der eine Ansaugluft in eine Verbrennungsmaschine einführt, die in einem sich fort bewegenden Fahrzeug verwendet wird, und misst zumindest eine Strömungsmenge der Ansaugluft, die in die Verbrennungsmaschine eingesogen wird. In diesem Fall kann die Ansaugluft eine Luft sein, die für eine Verbrennung verwendet wird, und die Messvorrichtung misst eine Strömungsmenge der Luft. Der Einlasskanal 1 kann ein Auslass eines Luftfilters oder einer Saugleitung sein.
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Ein Anbringungsloch, das eine Wand des Einlasskanals 1 durchdringt, so dass es mit einem Inneren und einem Äußeren des Einlasskanals 1 kommuniziert, ist an einer Position des Einlasskanals 1 angeordnet, die Messvorrichtung installiert ist. Die Messvorrichtung beinhaltet einen Abdeckungsabschnitt 2, der das Anbringungsloch blockiert.
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Die Messvorrichtung beinhaltet ein Bypass-Gehäuse 3, das nahtlos mit dem Abdeckungsbereich 2 verbunden ist, und einen Strömungsmengensensor 4, der in dem Bypass-Gehäuse 3 angeordnet ist.
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Da das Anbringungsloch in dem Einlasskanal 1 angeordnet ist, wird das Anbringungsloch durch den Abdeckungsabschnitt blockiert, nachdem das Bypass-Gehäuse 3 in den Einlasskanal 1 von einer Außenseite des Anbringungslochs eingefügt worden ist. Die Messvorrichtung wird an dem Einlasskanal 1 montiert, indem der Abdeckungsabschnitt 2 an dem Einlasskanal 1 durch Verwendung eines Befestigungskörpers, wie z. B. einer Schneidschraube, befestigt wird.
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Das Bypass-Gehäuse 3, das aus einem Harzmaterial besteht, ist ein einen Durchlass bildendes Element, das einen Durchlass ausbildet. Gemäß der vorliegenden Offenbarung unterliegt eine Konfiguration des Durchlasses, der in dem Bypass-Gehäuse 3 ausgebildet ist, keinen Einschränkungen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet das Bypass-Gehäuse 3 z. B. ein Hauptluftleitung, die sich in dem Einlasskanal 1 befindet, und eine erste Teil-Luftleitung, die eine Umgehungs- bzw Bypassleitung 5 ist, und eine zweite Teil-Luftleitung, die eine Teil-Bypass-Leitung 6 ist, durch die ein Teil der Ansaugluft strömt, die durch die Hauptluftleitung strömt.
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Die Bypass-Leitung 5 ist eine Luftleitung, durch die ein Teil der Ansaugluft gelangt, die durch ein Inneres des Einlasskanals 1 strömt, und ist ein Durchlass entlang einer Strömungsrichtung der Ansaugluft in dem Einlasskanal 1. Die Bypass-Leitung 5 beinhaltet einen Lufteinlass 5a, der an einem stromaufwärtigen Ende der Bypass-Leitung 5 angeordnet ist, und einen Luftauslass 5b, der an einem stromabwärtigen Ende der Bypass-Leitung 5 angeordnet ist. Der Luftauslass 5b beinhaltet ein Auslassdrosselventil, das eine Strömung der Ansaugluft, die durch die Bypass-Leitung 5 gelangt, drosselt.
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Die Teil-Bypass-Leitung 6 beinhaltet einen Einlass 6a, in den ein Teil der Strömung der Ansaugluft strömt, die durch das Auslassdrosselventil gedrosselt wird, und einen Auslass 6b, der die Strömung der Ansaugluft, die durch die Teil-Bypass-Leitung 6 gelangt, zum Einlasskanal 1 zurückführt. Die Teil-Bypass-Leitung 6 ist eine Bypass-Leitung, die die Ansaugluft, die von dem Einlass 6a in das Bypass-Gehäuse 3 strömt, dreht und die Ansaugluft zum Einlasskanal 1 zurückführt.
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Wie in 1A und 1B gezeigt ist, ist der Auslass 6b der Teil-Bypass-Leitung 6 an einer Position außerhalb der Bypass-Leitung 5 angeordnet. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist er jedoch nicht auf die 1A und 1B beschränkt. Der Auslass 6b der Teil-Bypass-Leitung 6 kann z. B. zu einem Inneren der Bypass-Leitung 5 offen sein, so dass die Ansaugluft, die durch die Teil-Bypass-Leitung 6 gelangt, zu der Bypass-Leitung 5 zurückgeführt werden kann.
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Ein Verbinder 7, der mit einer Maschinensteuerungseinheit (ECU) verbunden ist, ist auf dem Abdeckungsabschnitt 2 angeordnet. Der Abdeckungsabschnitt 2 und das Bypass-Gehäuse 3 bestehen aus einem gewöhnlichen Harzmaterial.
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Der Strömungsmengensensor 4 ist ein thermischer Sensor, der hinreichend bekannt ist, und misst eine Strömungsmenge der Ansaugluft, die durch die Teil-Bypass-Leitung 6 gelangt, basierend auf einem thermischen Erfassungswert. Gemäß der vorliegenden Offenbarung unterliegt der Strömungsmengensensor 4 keinen Einschränkungen. Der Strömungsmengensensor 4 kann z. B. ein Chipelement, wie z. B. ein Dünnfilmsubstrat, oder ein Spulen-Widerstand, wie z. B. ein Einzelwiderstand, sein.
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Wie in 1B gezeigt ist, ist der Strömungsmengensensor 4 ein Chipelement, das in dem Bypass-Gehäuse 3 montiert und angeordnet ist. Der Strömungsmengensensor 4 beinhaltet ein Sensorsubstrat 8, in dem ein Strömungsmengen-Erfassungsabschnitt 8a, der die Strömungsmenge der Ansaugluft misst, bereitgestellt ist, eine Strömungsmengensensor-Schaltung 9, die mit dem Verbinder 7 elektrisch verbunden ist, und ein Schaltungsgehäuse 10, das die Strömungsmengensensor-Schaltung 9 aufnimmt.
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Die Strömungsmengensensor-Schaltung 9 korrigiert die Strömungsmenge, die durch den Strömungsmengen-Erfassungsabschnitt 8a erfasst wird, basierend auf einer Einlasstemperatur, die eine Temperatur der Ansaugluft ist, die durch eine Heizeinrichtung nicht erwärmt wird, wandelt ein Strömungsmengensignal um, nachdem es in ein digitales Signal korrigiert worden ist, und gibt das digitale Signal aus. In diesem Fall kann das digitale Signal durch eine Frequenzmodulation erhalten werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Messvorrichtung einen Einlasstemperatursensor 11, der die Temperatur der Ansaugluft misst, die durch das Innere des Einlasskanals 1 gelangt. In diesem Fall ist die Temperatur der Ansaugluft, die durch das Innere des Einlasskanals 1 gelangt, die Temperatur der Ansaugluft, die in die Verbrennungsmaschine eingesogen wird.
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Wie in 1A gezeigt ist, ist der Einlasstemperatursensor 11 an einer Position außerhalb des Bypass-Gehäuses 3 angeordnet und misst die Temperatur der Ansaugluft, die durch ein Äußeres des Bypass-Gehäuses 3 gelangt. Insbesondere ist der Einlasstemperatursensor 11 an einer Position angeordnet, die von dem Bypass-Gehäuse 3 um einen vorbestimmten Abstand getrennt ist, so dass er durch eine Wärmeübertragung des Bypass-Gehäuses 3 nicht beeinträchtigt wird.
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Wie in 1A gezeigt ist, ist ein Einlasstemperatursensor 11 ein Thermistorelement und beinhaltet einen Thermistorkörper mit einem Widerstandswert, der abhängig von einer Temperatur variiert, und zwei Leitungsdrähte, die sich von dem Thermistorkörper erstrecken. Die Leitungsdrähte werden durch den Abdeckungsabschnitt 2 oder das Bypass-Gehäuse 3 getragen, und dementsprechend wird der Thermistorkörper an einer Position gehalten, die von dem Bypass-Gehäuse 3 um einen vorbestimmten Abstand beabstandet ist. In diesem Fall ist der Einlasstemperatursensor 11 an einer Position angeordnet, die im Wesentlichen nicht mit anderen Komponenten, ausgenommen der Leitungsdrähte, in Kontakt ist.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein Einlasstemperatursignal, das ein Signal ist, das der Einlasstemperatur entspricht, die durch den Einlasstemperatursensor 11 gemessen wird, eine Spannung sein, die von einer Abweichung bzw. Variation des Widerstandswerts erhalten wird. Alternativ kann ähnlich zur Strömungsmenge der Ansaugluft das Einlasstemperatursignal ausgegeben werden, nachdem es in ein digitales Signal umgewandelt worden ist. In diesem Fall kann das digitale Signal durch eine Frequenzmodulation erhalten werden.
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Unter Bezugnahme auf 1A, 1B, 2A, 2B und 2C wird der Feuchtigkeitssensor 12 beschrieben.
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Wie in 1A gezeigt ist, zeigt eine x1-Achsrichtung eine Richtung des Einlasskanals 1 an, und eine y1-Achrichtung zeigt eine Richtung senkrecht zu der x1-Achsrichtung an. Wie in 1B gezeigt ist, zeigt eine z1-Achsrichtung die Strömungsrichtung der Ansaugluft an, die durch das Äußere der Umgebung des Bypass-Gehäuses 3 strömt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Feuchtigkeitssensor 12 plattenförmig und weist einen Querschnitt auf, der im Wesentlichen eine rechtwinklige Form aufweist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung unterliegt eine Form des Feuchtigkeitssensors 12 keinen Einschränkungen. Wie in 2B gezeigt ist, zeigt eine x2-Achsrichtung nachstehend eine Richtung parallel zu einer längsten Kante des Feuchtigkeitssensors 12 an, und eine y2-Achsrichtung zeigt eine Richtung parallel zu einer kürzesten Kante des Feuchtigkeitssensors 12 an. Wie in 2C gezeigt ist, zeigt eine z2-Achsrichtung eine Richtung parallel zu einer Kante des Feuchtigkeitssensors 12 an, die kürzer ist als die längste Kante und länger ist als die kürzeste Kante.
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Die Messvorrichtung beinhaltet den Feuchtigkeitssensor 12, der eine Feuchtigkeit der Ansaugluft misst, die durch das Innere des Einlasskanals 1 gelangt. In diesem Fall ist die Feuchtigkeit der Ansaugluft, die durch das Innere des Einlasskanals 1 gelangt, eine Feuchtigkeit der Ansaugluft, die in die Verbrennungsmaschine eingesogen wird.
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Wie in 1A gezeigt ist, ist der Feuchtigkeitssensor 12 an einer Position außerhalb des Bypass-Gehäuses 3 angeordnet, d. h. der Feuchtigkeitssensor 12 ist an einer Position in der Nähe des Bypass-Gehäuses 3 angeordnet. Der Feuchtigkeitssensor 12 misst die Feuchtigkeit der Ansaugluft, die durch das Äußere des Bypass-Gehäuses 3 gelangt, d. h. der Feuchtigkeitssensor 12 misst die Feuchtigkeit der Ansaugluft, die durch eine Position in der Nähe des Bypass-Gehäuses 3 gelangt.
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Insbesondere ist der Feuchtigkeitssensor 12 an einer Position angeordnet, die von dem Bypass-Gehäuse 3 um einen vorbestimmten Abstand getrennt ist, so dass sie durch die Wärmeübertragung des Bypass-Gehäuses 3 nicht beeinträchtigt wird. In diesem Fall ist die Wärmeübertragung des Bypass-Gehäuses 3 eine Wärme, die über den Abdeckungsabschnitt 2 auf das Bypass-Gehäuse 3 übertragen wird.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Feuchtigkeitssensor 12 an einer Position angeordnet, wo die x2-Achsrichtung parallel zu der x1-Achsrichtung ist, die y2-Achsrichtung parallel zu der y1-Achsrichtung ist, und die z2-Achsrichtung parallel zu der z1-Achsrichtung ist.
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In anderen Worten ist eine Oberfläche des Feuchtigkeitssensors 12, die eine vordere Oberfläche oder eine hintere Oberfläche ist, wo eine Fläche groß ist, an einer Position angeordnet, so dass sie parallel zu der Strömungsrichtung der Ansaugluft ist.
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Der Feuchtigkeitssensor 12 beinhaltet ein Feuchtigkeitserfassungselement 13, das die Feuchtigkeit der Ansaugluft misst, die durch das Äußere des Bypass-Gehäuses 3 gelangt, eine Feuchtigkeitssensorschaltung 14, die ein Feuchtigkeitssignal des Feuchtigkeitserfassungselements 13 nach außen ausgibt, ein Schaltungssubstrat 15, das dünn ausgeführt ist und mit dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 und der Feuchtigkeitssensorschaltung 14 versehen ist, eine Wärmeableitplatte 16, die aus einem Metall gefertigt ist und ein Wärmeableitabschnitt ist und direkt in Kontakt ist mit der Ansaugluft, die durch das Äußere des Bypass-Gehäuses 3 strömt, und die mit dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 und der Feuchtigkeitssensorschaltung 14 durch das Schaltungssubstrat 15 thermisch verbunden ist, mehrere Leitungsstifte 17, die an Positionen angeordnet sind, so dass ein Teil eines jeden der Leitungsstifte 17 zu dem Verbinder 7 freiliegt, und ein Formharz 18, dass Teile des Feuchtigkeitssensors 12, wie z. B. das Feuchtigkeitserfassungselement 13 und die Wärmeableitplatte 16, ausformt.
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Alternativ können die Leitungstifte 17 an Positionen in dem Abdeckungsabschnitt 2 angeordnet sein, wo die Leitungstifte 17 mit der Strömungsmengensensor-Schaltung 9 durch einen Anschluss verbunden sind. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die Leitungstifte 17 einem elektrischen Verbindungsabschnitt, der aus einem Metall besteht und an einer Position in der Nähe von einer Wandoberfläche des Einlasskanals 1 angeordnet ist.
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Weiterhin sind das Feuchtigkeitserfassungselement 13 und die Wärmeableitplatte 16 nahezu direkt thermisch miteinander verbunden. In anderen Worten beeinträchtigt das dünn ausgeführte Schaltungssubstrat 15 die Wärmeübertragung nicht.
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Das Feuchtigkeitserfassungselement 13 ist ein Element eines elektrostatischen Kapazitätstyps, der hinreichend bekannt ist, und unterliegt keinen Einschränkungen. Eine integrierte Feuchtigkeitserfassungsschaltung, die auf dem Markt verkauft wird, kann als das Feuchtigkeitserfassungselement 13 verwendet werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die integrierte Feuchtigkeitserfassungsschaltung einen Feuchtigkeitserfassungsabschnitt, der eine elektrostatische Kapazität aufweist, die abhängig von einer relativen Feuchtigkeit einer Luft, mit der er in Kontakt ist, variiert, einen Verstärkungsabschnitt, der eine Variation der elektrostatischen Kapazität in das Feuchtigkeitssignal umwandelt, das ein Spannungssignal ist, und eine Korrekturschaltung beinhalten, die das Feuchtigkeitssignal basierend auf der Umgebungstemperatur korrigiert und das Feuchtigkeitssignal dann ausgibt.
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Ähnlich zu dem Strömungsmengensignal und dem Einlasstemperatursignal wandelt die Feuchtigkeitssensorschaltung 14 das Feuchtigkeitssignal, das durch das Feuchtigkeitserfassungselement 13 ausgegeben wird, durch eine Frequenzmodulation um und gibt dann das Feuchtigkeitssignal an die ECU aus. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Feuchtigkeitssensorschaltung 14 mehrere elektrische Komponenten, wie z. B. einen Kondensator und einen Widerstand. Gemäß der vorliegenden Offenbarung unterliegt die Feuchtigkeitssensorschaltung 14 keinen Einschränkungen.
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Das Schaltungssubstrat 15 ist ein Isolatorfilm, der aus Harz besteht und dünn ausgeführt ist und flexibel ist. Das Schaltungssubstrat 15 beinhaltet eine Anbringungsoberfläche, an der das Feuchtigkeitserfassungselement 13 und die Feuchtigkeitssensorschaltung 14 montiert sind, und eine gedruckte Verdrahtung, die leitfähig ist, ist lediglich auf die Anbringungsoberfläche aufgedruckt. In diesem Fall kann die gedruckte Verdrahtung einen Druckmuster sein. Die gedruckte Verdrahtung ist mit den elektrischen Komponenten, die das Feuchtigkeitserfassungselement 13 und die Feuchtigkeitssensorschaltung 14 bilden, elektrisch verbunden.
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Das Schaltungssubstrat 15 weist eine rechtwinklige Form auf und erstreckt sich in der x2-Achsrichtung. Das Feuchtigkeitserfassungselement 13 ist an einem distalen Abschnitt des Schaltungssubstrats 15 montiert, das von dem Abdeckungsabschnitt 2 beabstandet ist, der den Feuchtigkeitssensor 12 trägt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der distale Abschnitt des Schaltungssubstrats 15 an einer Position nahe einer Mittelachse des Einlasskanals 1 angeordnet. Die Feuchtigkeitssensorschaltung 14 ist an einer Position des Schaltungssubstrats 15 zwischen dem Abdeckungsabschnitt 2 und dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 montiert.
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Die Wärmeableitplatte 16 besteht aus einem Metall, das eine hervorragende Wärmeübertragung aufweist, wie z. B. Aluminium oder Kupfer, ist ein Plattenelement, das eine Wärmeableitfähigkeit aufweist, die höher ist als die von einem Harz, und ist mit einer hinteren Oberfläche des Feuchtigkeitserfassungselements 13 durch das Schaltungssubstrat 15 thermisch verbunden. Das Feuchtigkeitserfassungselement 13 beinhaltet die hintere Oberfläche und eine vordere Oberfläche, und die Vorderseite ist in direktem Kontakt mit der Ansaugluft und entgegengesetzt zu der hinteren Oberfläche.
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Die Wärmeableitplatte 16 weist die Form einer Platte auf, die rechtwinklig ist, und ihre Abmessungen verlaufen in der x2-Achsrichtung und in der z2-Achsrichtung, die im Wesentlichen mit jenen des Schaltungssubstrats 15 identisch sind. Die Abmessung der Wärmeableitplatte 16 in der x2-Achsrichtung ist länger als die Abmessung der Wärmeableitplatte 16 in der z2-Achsrichtung. Die Wärmeableitplatte 16 weist eine Dickenabmessung auf, die eine Abmessung in der y2-Achsrichtung ist, die auf einen Wert eingestellt ist, der größer oder gleich 0,5 mm ist, so dass eine Wärmebeständigkeit der Wärmeableitplatte 16 verringert wird. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es zu bevorzugen, dass die Dickenabmessung auf einen Wert eingestellt wird, der größer als oder gleich 0,8 mm ist, und noch besser ist es, wenn die Dickenabmessung auf einen Wert eingestellt ist, der größer oder gleich 1 mm ist.
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Die Wärmeableitplatte 16 beinhaltet eine vordere Oberfläche, an die das Schaltungssubstrat 15 montiert ist, und eine hinter Oberfläche, die der vorderen Oberfläche gegenüberliegt. Fast die gesamte hintere Oberfläche der Wärmeableitplatte 16 liegt zur Außenseite des Formharzes 18 frei und ist in direktem Kontakt mit der Ansaugluft, die durch die Außenseite der Bypass-Gehäuses 3 gelangt.
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Die Wärmeableitplatte 16 fungiert zudem als eine Trägerplatte, die das Schaltungssubstrat 15 trägt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Wärmeableitplatte 16 und das Schaltungssubstrat 15 durch ein Bindemittel miteinander verbunden, und werden dann durch das Formharz 18 ausgeformt. Gemäß der vorliegenden Offenbarung unterliegen die Wärmeableitplatte 16 und das Schaltungssubstrat 15 nicht der Einschränkung, dass sie durch ein Bindemittel miteinander verbunden werden müssen.
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Jeder der Leitungstifte 17 ist eine längliche Metallplatte, die von einer Metallplatte erhalten wird, die leitfähig ist, indem eine Pressbearbeitung angewendet wird. Gemäß der vorliegenden Offenbarung unterliegt der Leitungsstift 17 keinen Einschränkungen, und kann durch andere Verfahren oder Arbeitsschritte erhalten werden. Jeder der Leitungstifte 17 ist mit der gedruckten Verdrahtung des Schaltungssubstrats 15° durch ein Drahtbonding 19 verbunden.
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Nachdem der Leitungsstift 17 mit der gedruckten Verdrahtung des Schaltungssubstrats 15 elektrisch verbunden worden ist, wird der Leitungsstift 17 durch das Formharz 18 dann eingeformt, wenn ein Teil des Leitungsstiftes 17 zu einer Außenseite des Formharzes 18 freilegt.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Teil des Leitungstiftes 17, der zu der Außenseite des Formharzes 8 freilegt, an einer Position in den Verbinder 7 angeordnet, der mit dem Abdeckungsabschnitt 2 integral verbunden ist. Alternativ ist der Teil des Leitungsstiftes 17 mit der Strömungsmengensensor-Schaltung 9 in dem Abdeckungsabschnitt 2 verbunden.
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Das Formharz 18 ist ein Harz mit einer Isolierung und formt Komponenten aus, die den Feuchtigkeitssensor 12 bilden. Das Formharz 18 schützt die Komponenten, die den Feuchtigkeitssensor 12 bilden, und stellt eine Steifigkeit des Feuchtigkeitssensors 12 sicher.
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Das Formharz 18 beinhaltet einen Fensterabschnitt 18a, der die Ansaugluft direkt in einen Teil des Feuchtigkeitserfassungselements 13 einführt. Der Teil des Feuchtigkeitserfassungselements 13 ist der Feuchtigkeitserfassungsabschnitt.
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Das Formharz 18 beinhaltet eine Wärmeableitöffnung 18b, durch die nahezu die gesamte hintere Oberfläche der Wärmeableitplatte 16 zu der Ansaugluft freilegt.
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Ein Ende des Formharzes 18 in einer Längsrichtung des Formharzes 18 ist durch ein Harzmaterial, das den Abdeckungsabschnitt 2 ausbildet, ausgeformt. Da das Formharz 18 an dem Abdeckungsabschnitt 2 ausgeformt ist, wird die Messvorrichtung durch den Feuchtigkeitssensor 12 getragen.
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Wie in 1A gezeigt ist, ist die vordere Oberfläche des Feuchtigkeitserfassungselements 13 an einer Position angeordnet, die zu dem Bypass-Gehäuse 3 gerichtet ist, und die hintere Oberfläche der Wärmeableitplatte 16 ist an einer Position angeordnet, die in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung zu dem Bypass-Gehäuse 3 gerichtet ist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung unterliegt eine Positionsanordnung des Feuchtigkeitserfassungselements 13 und der Wärmeableitplatte 16 keiner Einschränkung. Die hintere Oberfläche der Wärmeableitplatte 16 kann z. B. an einer Position angeordnet sein, die dem Bypass-Gehäuse 3 gegenüberliegt, und die vordere Oberfläche des Feuchtigkeitserfassungselements 13 kann an einer Position angeordnet sein, die in eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung zu dem Bypass-Gehäuse 3 gerichtet ist.
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Wie in 2C gezeigt ist, weist das Formharz 18 einen Querschnitt auf, der eine im Wesentlichen rechtwinklige Form aufweist. Gemäß der vorliegenden Offenbarung unterliegt eine Form des Formharzes 18 jedoch keiner Einschränkung. Das Formharz 18 kann ein stromauf befindliches Ende und ein stromabwärtiges Ende beinhalten, die stromlinienförmig sind, oder kann das stromaufwärtige Ende und des stromabwärtige Ende beinhalten, die spitze Formen aufweisen.
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Der Feuchtigkeitssensor 12, der an die Messvorrichtung montiert ist, führt unter Zwang einen Wärmetausch zwischen dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 und der Ansaugluft aus, die durch das Äußere des Bypass-Gehäuses 3 über die Wärmeableitplatte 16 strömt.
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Wenn somit der Einlasskanal 1 und der Abdeckungsabschnitt 2 die Wärme von einem Maschinenraum aufnimmt, kann sich eine Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 im Wesentlichen gleich der Temperatur der Ansaugluft annähern, die durch das Äußere des Bypass-Gehäuses 3 strömt. In diesem Fall ist die Temperatur der Ansaugluft, die durch das Äußere des Bypass-Gehäuses 3 strömt, die die Temperatur der Ansaugluft ist, die von dem Einlasskanal 1 getrennt ist, die Temperatur der Ansaugluft, die durch eine Wärme des Maschinenraums nicht beeinträchtigt wird. Wenn sich somit der Maschinenraum in einer Hochtemperaturumgebung befindet, kann eine Verschlechterung einer Erfassungsgenauigkeit einer Einlassfeuchtigkeit verhindert werden, und die Einlassfeuchtigkeit, die eine Feuchtigkeit der Ansaugluft ist, kann durch den Feuchtigkeitssensor 12 genau gemessen werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich der Feuchtigkeitssensor 12 in der x2-Achsrichtung. Zudem erstreckt sich die Wärmeableitplatte 16 in der x2-Achsrichtung so, dass sie in direktem Kontakt mit der Ansaugluft ist.
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Somit wird die von dem Abdeckungsabschnitt 2 auf den Feuchtigkeitssensor 12 übertragene Wärme zuverlässig an einen Raum zwischen dem Abdeckungsabschnitt 2 und dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 abgeleitet, bevor sie auf das Feuchtigkeitserfassungselement 13 übertragen wird.
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Daher kann die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 sich im Wesentlichen gleich der Temperatur der Ansaugluft annähern, die durch das Äußere des Bypass-Gehäuses 3 strömt, und die Erfassungsgenauigkeit der Feuchtigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 kann weiter verbessert werden.
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Da der Wärmeableitabschnitt bereitgestellt ist, kann zudem eine Flexibilität einer Konfiguration der Messvorrichtung, die das Feuchtigkeitserfassungselement beinhaltet, verbessert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Feuchtigkeitssensor 12 die Wärme durch die Wärmeableitplatte 16 abführen, wenn eine Wärme aufgrund eines Betriebs der Feuchtigkeitssensorschaltung 14 erzeugt wird. Daher kann ein Defekt, bei dem die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 aufgrund der durch die Feuchtigkeitssensorschaltung 14 erzeugten Wärme ansteigt, verhindert werden, und die Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit des Feuchtigkeitssensors 12, die aufgrund der durch die Feuchtigkeitssensorschaltung 14 erzeugten Wärme entstanden ist, kann verhindert werden.
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[Zweite Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 3 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. In den nachstehenden Ausführungsformen können im Wesentlichen identischen Teile und Komponenten wie jene in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform beinhaltet die Wärmeableitplatte 16 einen Vorsprungsabschnitt 16d, der sich zu der Außenseite des Formharzes 18 erstreckt, so dass eine Oberfläche vergrößert wird, wo die Wärmeableitplatte 16 in Kontakt mit der Ansaugluft ist.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung unterliegt eine Form des Vorsprungsabschnitts 16d keinen Einschränkungen. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist z. B. eine Abmessung des Vorsprungsabschnitts 16d in der x2-Achsrichtung langer als eine Abmessung des Formharzes 18 in der x2-Achsrichtung, und eine Distale der Wärmeableitplatte 16 erstreckt sich zur Mittelachse des Einlasskanals 1.
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Da der Vorsprungsabschnitt 16d bereitgestellt ist, kann eine Wärmeableitfähigkeit der Wärmeableitplatte 16 verbessert werden.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform kann eine Wärme eines Teils der Ansaugluft, die durch den Maschinenraum am stärksten betroffen ist, auf das Feuchtigkeitserfassungselement 13 übertragen werden, da der Vorsprungsabschnitt 16d an einer Position nahe der Mittelachse des Einlasskanals 1 angeordnet ist.
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Da somit die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 sich der Temperatur der Ansaugluft annähern kann, die durch den Maschinenraum am stärksten betroffen ist, kann die Erfassungsgenauigkeit der Feuchtigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 weiter verbessert werden.
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[Dritte Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 3 wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Gemäß der dritten Ausführungsform beinhaltet die Wärmeableitplatte 16 einen Hohlabschnitt 16c, der eine Wärmeübertragung in der Wärmeableitplatte 16 in die x2-Achsrichtung an einer Position der Wärmeableitplatte 16 zwischen dem Abdeckungsabschnitt 2 und einer Position verhindert, wo die Wärmeableitplatte 16 mit dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 thermisch verbunden ist. In diesem Fall ist die Position der Wärmeableitplatte 16, wo der Hohlabschnitt 16c angeordnet ist, zwischen einer Position in der Nähe der Wandoberfläche des Einlasskanals 1 und einer Position angeordnet, wo die Wärmeableitplatte 16 mit dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 thermisch verbunden ist. Der Hohlabschnitt 16c kann ein Kerbabschnitt oder ein Öffnungsabschnitt sein.
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Wenn somit der Abdeckungsabschnitt eine Wärme von dem Maschinenraum aufnimmt und die Wärme des Abdeckungsabschnitts 2 auf ein unteres Ende der Wärmeableitplatte 16 übertragen wird, wird verhindert, dass die Wärme des Abdeckungsabschnitts 2 auf das Feuchtigkeitserfassungselement 13 durch die Wärmeableitplatte 16 übertragen wird, da die Wärmeübertragung durch den Holabschnitt 16c blockiert wird. Das untere Ende der Wärmeableitplatte 16 ist ein Teil der Wärmeableitplatte 16, wo das Schaltungssubstrat 15 gehalten wird, auf dem das Drahtbonding 19 angeordnet ist. Somit kann die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 sich zuverlässig der Temperatur der Ansaugluft annähern, und die Erfassungsgenauigkeit der Feuchtigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 kann weiter verbessert werden.
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[Vierte Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 4 wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Gemäß der vierten Ausführungsform beinhaltet der Feuchtigkeitssensor 12 einen Kontraktionsabschnitt α, der an einer Position des Formharzes S18 näher an der Wandoberfläche des Einlasskanals 1 als das Feuchtigkeitserfassungselement 13 angeordnet ist. Eine Dickenabmessung des Kontraktionsabschnitts α, die eine Abmessung in der y2-Achsrichtung ist, ist dünner als eine Dickenabmessung von anderen Teilen des Formharzes 18.
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Gemäß der vierten Ausführungsform beinhaltet der Feuchtigkeitssensor 12 den Kontraktionsabschnitt α, der eine Temperaturbeständigkeit aufweist, die höher ist als andere Teile des Formharzes 18.
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Wenn der Abdeckungsabschnitt 2 die Wärme von dem Maschinenraum aufnimmt, könnte Kontraktionsabschnitt α die Wärmeübertragung von dem Abdeckungsabschnitt 2 auf das Feuchtigkeitserfassungselement 13 verhindern. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Kontraktionsabschnitt α eine Position, wo die Temperaturbeständigkeit groß ist. Somit kann sich die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 zuverlässig der Temperatur der Ansaugluft annähern, und die Erfassungsgenauigkeit der Feuchtigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 kann weiter verbessert werden.
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[Fünfte Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 5 wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Gemäß der fünften Ausführungsform beinhaltet der Feuchtigkeitssensor 12 einen Kontraktionsabschnitt α, der an einer Position näher zu der Wandoberfläche des Einlasskanals 1 angeordnet ist als das Feuchtigkeitserfassungselement 13. Eine Breitenabmessung des Kontraktionsabschnitts α, die eine Abmessung in der z2-Achsrichtung ist, ist kleiner als eine Breitenabmessung von anderen Teilen des Formharzes 18.
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Gemäß der fünften Ausführungsform beinhaltet der Feuchtigkeitssensor 12 ähnlich der vierten Ausführungsform den Kontraktionsabschnitt α, der eine Temperaturbeständigkeit aufweist, die höher ist als andere Teile des Formharzes 18.
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Somit können die gleichen Effekte wie in der vierten Ausführungsform erhalten werden.
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[Sechste Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 6 wird eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Gemäß der sechsten Ausführungsform beinhaltet der Feuchtigkeitssensor 12 einen Heizwiderstand 22, die an einer Position zwischen dem Schaltungssubstrat 15, der Wärmeableitplatte 16 und den Leitungstiften 17 angeordnet ist. Der Heizwiderstand 22 blockiert die Wärmeübertragung.
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Der Heizwiderstand 22 ist ein Isolatorelement mit einer Wärmeübertragungsrate, die geringer ist als die eines Metalls, aus dem die Leitungstifte 17 oder die Wärmeableitplatte 16 ausgebildet sind, wie z. B. ein Keramikmaterial.
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Eine Signalleitung, die leitfähig ist, wird auf einer Oberfläche des Heizwiderstands 22 mithilfe einer Drucktechnik angeordnet. Die Leitungstifte 17 und die gedruckte Verdrahtung des Schaltungssubstrats 15 sind durch die Signalleitung, die auf der Oberfläche des Heizwiderstands 22 angeordnet ist, elektrisch miteinander verbunden.
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Insbesondere sind die Leitungstifte 17 mit der Signalleitung des Heizwiderstands 22 durch das Drahtbonding 19 elektrisch verbunden, und die Signalleitung auf dem Heizwiderstand 22 ist mit der gedruckten Verdrahtung des Schaltungssubstrats 15 durch das Drahtbonding 19 elektrisch verbunden.
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Wenn der Abdeckungsabschnitt 2 Wärme aus dem Maschinenraum aufnimmt, kann ein Defekt, bei dem die Wärme von den Leitungstiften 17, die durch den Abdeckungsabschnitt 2 getragen werden, auf die Wärmeableitplatte 16 übertragen wird, durch den Heizwiderstand 22 verhindert werden. Da somit die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 sich zuverlässig der Temperatur der Ansaugluft annähern kann, kann die Genauigkeit der Erfassung der Feuchtigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 weiter verbessert werden.
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[Siebte Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 7 wird eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Gemäß der siebten Ausführungsform ist eine Metallplatte 21, die eine hervorragende Wärmeübertragung aufweist, so angeordnet, dass sie zumindest einen Teil eines Umfangs des Fensterabschnitts 18a in dem Formharz 18 bedeckt. Die Metallplatte 21 kann aus Aluminium oder Kupfer bestehen.
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Die Metallplatte 21 kann die Form einer Ringplatte aufweisen, die einen gesamten Umfang des Fensterabschnitts 18a bedeckt. Alternativ kann die Metallplatte 21 zumindest einteilig sein. In anderen Worten können mehrere Metallplatten 21 so angeordnet sein, dass zumindest ein Teil des Umfangs des Fensterabschnitts 18a bedeckt ist.
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Besteht keine Beschränkung dahingehend, dass die Metallplatte 21 durch lediglich einen Verarbeitungsvorgang mit dem Formharz 18 verbunden wird. Zum Beispiel kann ein Teil der Metallplatte 21 durch das Formharz 18 ausgeformt sein. Alternativ kann die Metallplatte 21 auf einer Oberfläche des Formharzes 18 durch ein Bindemittel befestigt sein.
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Da die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 sich der Temperatur der Ansaugluft in einem Fall annähern kann, wo die Wärmeableitplatte 16 und die Metallplatte 21 jeweils auf der hinteren Oberfläche und auf der vorderen Oberfläche des Feuchtigkeitserfassungselementes 13 angeordnet sind, kann die Feuchtigkeitserfassungsgenauigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 weiter verbessert werden.
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[Achte Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 8 wird eine achte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Gemäß der achten Ausführungsform beinhaltet die Wärmeableitplatte 16 einen Breitenverlängerungsabschnitt 16a, der eine Breite aufweist, die größer ist als eine Breite von anderen Teilen der Wärmeableitplatte 16. Der Breitenverlängerungsabschnitt 16a ist an einer Position angeordnet, wo die Wärmeableitplatte 16 mit dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 thermisch verbunden ist. Die Breite des Breitenverlängerungsabschnitts 16a ist eine Breite entlang der Strömungsrichtung der Ansaugluft, d. h. die Breite des Breitenverlängerungsabschnitts 16a ist eine Abmessung in der z2-Achsenrichtung.
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Da die Wärmeableitfähigkeit der Wärmeableitplatte 16 durch den Breitenverlängerungsabschnitt 16a an einer Position verbessert werden kann, wo die Wärmeableitplatte 16 mit dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 thermisch verbunden ist, kann sich die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 zuverlässig der Temperatur der Ansaugluft annähern. Somit kann die Feuchtigkeitserfassungsgenauigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 weiter verbessert werden.
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[Neunte Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 9A und 9B wird eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Gemäß der neunten Ausführungsform beinhaltet die Wärmeableitplatte 16 eine Wärmeableitlamelle 16b, die so an einer Position angeordnet ist, dass sie mit der Ansaugluft in direktem Kontakt ist, so dass eine Oberfläche vergrößert wird, wo die Wärmeableitplatte 16 mit der Ansaugluft in Kontakt ist.
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Insbesondere sind mehrere Wärmeableitlamellen 16b, die rippenförmig sind, auf der hinteren Oberfläche der Wärmeableitplatte 16 angeordnet, und die Wärmeableitfähigkeit der Wärmeableitplatte 16 wird durch die Wärmeableitlamellen 16b verbessert.
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Wie in 9A gezeigt ist, sind die Wärmeableitlamellen 16b so angeordnet, dass sie parallel zu der z2-Achsrichtung sind, die zu der Strömungsrichtung der Ansaugluft ebenfalls parallel ist.
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Wie in 9B gezeigt ist, sind die Wärmeableitlamellen 16b so angeordnet, dass sie parallel zu der x2-Achsenrichtung sind, die senkrecht zu der Strömungsrichtung der Ansaugluft ist.
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Da die Wärmeableitfähigkeit der Wärmeableitplatte 16 durch die Wärmeableitlamellen 16b verbessert wird, kann sich die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 zuverlässig der Temperatur der Ansaugluft annähern. Dementsprechend kann die Feuchtigkeitserfassungsgenauigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 weiter verbessert werden.
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[Zehnte Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 10 wird eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Gemäß der zehnten Ausführungsform beinhaltet das Schaltungssubstrat 15 mehrere Durchkontaktierungen 15a, die an einer Position des Schaltungssubstrats 15 angeordnet sind, an das das Feuchtigkeitserfassungselement 13 montiert ist. Die Durchkontaktierungen 15a durchdringen eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche des Schaltungssubstrats 15. Die Durchkontaktierungen 15a sind mit einem Metall 20 ausgefüllt, dass eine hervorragende Wärmeübertragung aufweist. Das Metall 20 kann Aluminium oder Kupfer sein.
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Somit kann ein Heizwiderstand zwischen dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 und der Wärmeableitplatte 16 verringert werden. In anderen Worten kann ein Heißverkleben bzw. eine Wärmeverbindung des Feuchtigkeitserfassungselements 13 und der Wärmeableitplatte 16 verbessert werden. Somit kann die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 sich zuverlässig der Temperatur der Ansaugluft annähern, und die Feuchtigkeitserfassungsgenauigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 kann weiter verbessert werden.
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[Elfte Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 11A und 11B wird eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Gemäß der elften Ausführungsform ist die z2-Achsrichtung des Feuchtigkeitssensors 12 relativ zu der Strömungsrichtung der Ansaugluft in dem Einlasskanal 1 geneigt.
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In anderen Worten ist die Wärmeableitplatte 16 relativ zu der Strömungsrichtung der Ansaugluft, die sich durch das Innere des Einlasskanals 1 bewegt, geneigt.
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Wie in 11A gezeigt ist, ist ein stromabwärtiges Ende der vorderen Oberfläche des Feuchtigkeitssensors 12 so angeordnet, dass es näher an dem Bypass-Gehäuse 3 ist.
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Wie in 11B gezeigt ist, ist ein stromaufwärtiges Ende der vorderen Oberfläche des Feuchtigkeitssensors 12 so angeordnet, dass es näher an dem Bypass-Gehäuse 3 ist.
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Da die Wärmeableitplatte 16 relativ zu der Strömungsrichtung der Ansaugluft geneigt ist, trifft die Ansaugluft stärker auf die Wärmeableitplatte 16, und die Wärmeableitfähigkeit der Wärmeableitplatte 16 kann verbessert werden. Da somit die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 sich der Temperatur der Ansaugluft zuverlässig annähern kann, kann die Feuchtigkeitserfassungsgenauigkeit in dem Feuchtigkeitssensor 12 weiter verbessert werden.
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[Zwölfte Ausführungsform]
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Unter Bezugnahme auf 12A, 12B, 13A, 13B und 13C wird eine Messvorrichtung 101 gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Die Messvorrichtung 101 ist an einen Einlasskanal 102 montiert, durch den die Ansaugluft in die Verbrennungsmaschine in dem sich fortbewegen Fahrzeug eingesogen wird. Die Messvorrichtung 101 beinhaltet einen Strömungsmengensensor 103 und einen Feuchtigkeitssensor 105, die in dem Einlasskanal 102 angeordnet sind. Die Messvorrichtung 101 misst eine Strömungsmenge und eine Feuchtigkeit der Ansaugluft, die durch den Einlasskanal 102 strömt.
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Nachstehend ist die Strömungsrichtung der Ansaugluft in den Einlasskanal 102 eine F-Richtung.
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Ein Anbringungsloch, das eine Wand des Einlasskanals 102 durchdringt, so dass es mit einem Inneren und einem Äußeren des Einlasskanals 102 kommunizieren kann, ist an einer Position des Einlasskanals 102 angeordnet, wo die Messvorrichtung 101 installiert ist. Die Messvorrichtung 101 beinhaltet einen Abdeckungsabschnitt 106, der das Anbringungsloch blockiert.
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Die Messvorrichtung 101 beinhaltet einen ersten Vorsprung 110 und einen zweiten Vorsprung 111, die von dem Abdeckungsabschnitt 106 vorstehen.
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In diesem Fall sind der erste Vorsprung 110 und der zweite Vorsprung 111 nahtlos mit dem Abdeckungsabschnitt 106 verbunden und stehen von dem Abdeckungsabschnitt 106 in die gleiche Richtung vor.
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Der erste Vorsprung 110 trägt den Strömungsmengensensor 103 und steht in Richtung auf einen inneren Umfang des Einlasskanals 102 vor.
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Der erste Vorsprung 110 besteht aus einem Harzmaterial und bildet einen Durchlass.
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Eine Konfiguration des Durchlasses, der in dem ersten Vorsprung 110 ausgebildet ist, ist so beschaffen, dass der Durchlass eine Haupt-Bypass-Leitung 112 und eine Teil-Bypass-Leitung 113 beinhaltet.
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Die Haupt-Bypass-Leitung 112 ist ein Durchlass, durch den ein Teil der Ansaugluft strömt, die durch den Einlasskanal 102 strömt, und die Haupt-Bypass-Leitung 112 ist ein Durchlass parallel zu der Strömungsrichtung der Ansaugluft in dem Einlasskanal 102. Die Haupt-Bypass-Leitung 112 beinhaltet einen Lufteinlass 112a, der in einem stromaufwärtigen Ende der Haupt-Bypass-Leitung 112 angeordnet ist, und einen Luftauslass 112b, der an einem stromabwärtigen Ende der Haupt-Bypass-Leitung 112 angeordnet ist.
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Der Luftauslass 112b beinhaltet eine Auslassdrosselklappe 112c, die die Strömung der Ansaugluft drosselt, die sich durch die Haupt-Bypass-Leitung 112 bewegt.
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Die Teil-Bypass-Leitung 113 beinhaltet einen Einlass 113a, in den ein Teil der Ansaugluft, die durch die Auslassdrosselklappe 112 gedrosselt wird, strömt, und einen Auslass 113b, der die Ansaugluft, die durch die Teil-Bypass-Leitung 113 gelangt, zu dem Einlasskanal 102 zurückführt. Die Teil-Bypass-Leitung 113 rotiert die Ansaugluft, die von dem Einlass 113a in den ersten Vorsprung 110 strömt, und führt die Ansaugluft in den Auslass 113b ein.
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Der Strömungsmengensensor 103, der ein Chipelement ist, misst die Strömungsmenge durch die Wärmeübertragung der Ansaugluft, die durch ein Inneres des Teil-Bypass-Gehäuses 113 gelangt. Der Strömungsmengensensor 103 weist eine hinreichend bekannte Konfiguration auf, bei der ein Heizwiderstand und ein Temperaturmesswiderstand auf einer Oberfläche des Strömungsmengensensors 103 angeordnet sind. Der Strömungsmengensensor 103 gibt ein Signal, das der Strömungsmenge der Ansaugluft entspricht, an die ECU (nicht gezeigt) durch einen Verbindungsstift in einem Verbinder 115 aus.
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Der Verbinder 115 ist mit dem Abdeckungsabschnitt 106 integral verbunden.
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Der zweite Vorsprung 111, der stabförmig ist und in Richtung auf den inneren Umfang des Einlasskanals 102 vorsteht, so dass er von dem ersten Vorsprung 110 getrennt ist, hält den Feuchtigkeitssensor 105. Eine Vorsprungsrichtung des zweiten Vorsprungs 111, die eine Längsrichtung des zweiten Vorsprungs 111 ist, ist senkrecht zu der F-Richtung.
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Der Feuchtigkeitssensor 105 liegt auf einer Oberfläche des zweiten Vorsprungs 111 auf und wird durch den zweiten Vorsprung 111 so getragen, dass er zu dem Einlasskanal 102 freiliegt.
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Insbesondere ist der Feuchtigkeitssensor 105 auf einer Seitenoberfläche des zweiten Vorsprungs 111 angeordnet, der zu einer Wandoberfläche des Einlasskanals 102 gerichtet ist. Ferner ist der Feuchtigkeitssensor 105 auf dem zweiten Vorsprung 111 so abgelegt, dass eine Oberfläche des Feuchtigkeitssensors 105 parallel zu der Längsrichtung und der F-Richtung ist.
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Der Feuchtigkeitssensor 105, der ein elektrostatischer Kapazitäts-Feuchtigkeitssensor ist, weist eine elektrostatische Kapazität auf, die abhängig von der Feuchtigkeit variiert. Der Feuchtigkeitssensor 105 weist eine hinreichend bekannte Konfiguration auf, bei der eine Polymermembran mit einer elektrostatischen Kapazität, die abhängig von der Feuchtigkeit variiert, auf der Oberfläche des Feuchtigkeitssensors 105 angeordnet ist. Der Feuchtigkeitssensor 105 gibt ein Signal entsprechend der Feuchtigkeit der Ansaugluft an die ECU durch den Verbindungsstift des Verbinders 115 aus.
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Der zweite Vorsprung 111 beinhaltet den Feuchtigkeitssensor 105, der durch ein Trägersubstrat 117 getragen wird, und einen Leitungsstift, der mit dem Feuchtigkeitssensor 105 elektrisch verbunden ist. In diesem Fall sind der Feuchtigkeitssensor 105 und der Leitungstift in einem Harzmaterial abgelegt. Ein Ende des Leitungsstifts, der der Verbindungsstift ist, liegt zu einem Inneren des Verbinders 115 frei.
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Das Trägersubstrat 117 ist ein Siliziumsubstrat. Da der Feuchtigkeitssensor 105, der eine Festigkeit aufweist, die geringer ist als die des Trägersubstrats 117, an dem Trägersubstrat 117 befestigt ist, ist eine Behandlung des Feuchtigkeitssensors 105 einfacher.
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Ein vertikaler Querschnitt ist ein Querschnitt des zweiten Vorsprungs 111, der senkrecht zu der Längsrichtung ist.
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Ein paralleler Querschnitt ist ein Querschnitt des zweiten Vorsprungs 111, der parallel zu der Längsrichtung und der F-Richtung ist
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Der zweite Vorsprung 111 ist stabförmig. Der Feuchtigkeitssensor 105 ist in der Oberfläche des zweiten Vorsprungs 111 an einem distalen Abschnitt in der Längsrichtung abgelegt. Wie in 13A und 13B gezeigt ist, ist eine Form des vertikalen Querschnitts des zweiten Vorsprungs 111 in der Längsrichtung im Wesentlichen identisch.
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Wie in 14 gezeigt ist, ist ein Umfang des vertikalen Querschnitts des zweiten Vorsprungs 111 relativ zur Strömung der Ansaugluft stromlinienförmig.
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Insbesondere nimmt eine Breite des vertikalen Querschnitts in einer P-Richtung, die senkrecht zu der F-Richtung ist, graduell zu und verringert sich dann graduell von einem stromaufwärtigen Ende zu einem stromabwärtigen Ende in dem vertikalen Querschnitt.
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Wie in 14 gezeigt ist, ist der Feuchtigkeitssensor 105 an einer Position in dem vertikalen Querschnitt angeordnet, wo die Breite des vertikalen Querschnitts in der P-Richtung maximal ist.
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Wie in 13C gezeigt ist, beinhaltet der zweite Vorsprung 111 ein Vorsprungsende 111a, und der parallele Querschnitt des Vorsprungendes 111a ist relativ zu der Strömung der Ansaugluft stromlinienförmig. Das Vorsprungsende 111a ist der distale Abschnitt des zweiten Vorsprungs 111 in der Längsrichtung.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in der Messvorrichtung 101 der Umfang des vertikalen Querschnitts des zweiten Vorsprungs 111 relativ zu der Strömung der Ansaugluft stromlinienförmig.
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Wenn daher der zweite Vorsprung 111 an dem Einlasskanal 102 angebracht ist, kann eine Wirbelströmung der Ansaugluft, die auf der Oberfläche des zweiten Vorsprungs 111 entsteht, verhindert werden.
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Somit kann in der Messvorrichtung 101, die in dem Einlasskanal 102 angeordnet ist, ein Druckverlust, der aufgrund des zweiten Vorsprungs 111 entsteht, verhindert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in der Messvorrichtung 101 der Feuchtigkeitssensor 105 an einer Position in dem vertikalen Querschnitt angeordnet, wo die Breite des vertikalen Querschnitts in der P-Richtung maximal ist.
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Daher kann eine Strömungsrate der Ansaugluft, die über die Oberfläche des Feuchtigkeitssensors 105 gelangt, erhöht werden.
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Wenn somit eine Temperatur des Feuchtigkeitssensors 105 erhöht wird, kann die Temperatur des Feuchtigkeitssensors 105 rasch verringert werden, die Temperatur des Feuchtigkeitssensors 105 kann sich der Temperatur der Ansaugluft annähern. Somit kann ein negativer Effekt auf einen Feuchtigkeitserfassungswert, der in einem Fall entsteht, wo die Temperatur des Feuchtigkeitssensors 105 sich von der Temperatur der Ansaugluft unterscheidet, verhindert werden.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in der Messvorrichtung 101 der parallele Querschnitt des Vorsprungsendes 111a des zweiten Vorsprungs 111 relativ zur Strömung der Ansaugluft stromlinienförmig.
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Somit kann die Wirbelströmung der Ansaugluft, die auf der Oberfläche des Vorsprungsendes 111a entsteht, verhindert werden, und der Druckverlust relativ zu der Ansaugluft, die über die Oberfläche des Vorsprungsendes 111a strömt, kann verringert werden. Somit kann der Druckverlust, der aufgrund des zweiten Vorsprungs 111 entsteht, weiter verhindert werden.
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Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung angewendet werden.
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Gemäß der zwölften Ausführungsform ist z. B. die Form des vertikalen Querschnitts an allen Positionen in der Längsrichtung im Wesentlichen identisch. Wie in 15 gezeigt ist, kann jedoch ein Bereich eines Teils des vertikalen Querschnitts nahe dem Abdeckungsabschnitt 106 größer sein als der von anderen Teilen des vertikalen Querschnitts. Somit kann eine Festigkeit des zweiten Vorsprungs 111 erhöht werden.
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Gemäß den vorstehenden Ausführungsformen ist die Wärmeableitplatte 16 der Wärmeableitabschnitt, der plattenförmig ist. Eine Form oder eine Dicke des Wärmeableitabschnitts unterliegt jedoch keinen Einschränkungen, und es können verschiedene Formen verwendet werden.
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Der Wärmeableitabschnitt kann z. B. eine L-Form, eine J-Form, eine U-Form oder eine Form, die einer Hälfte des Buchstaben E gleicht, aufweisen, so dass ein Teil des Wärmeableitabschnitts von dem Formharz 18 so vorsteht, dass eine Oberfläche vergrößert wird, wo der Wärmeableitabschnitt mit der Ansaugluft in Kontakt ist, und die Wärmeableitfähigkeit des Wärmeableitabschnitts verbessert wird.
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Gemäß den vorstehenden Ausführungsformen ist das Feuchtigkeitserfassungselement 13 an einer Position außerhalb des Bypass-Gehäuses 3 angeordnet. Das Feuchtigkeitserfassungselement 13 kann jedoch an einer Position in dem Bypass-Gehäuse 3 so angeordnet sein, dass die Feuchtigkeit der Ansaugluft, die durch das Innere des Bypass-Gehäuses 3 gelangt, erfasst werden kann.
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In diesem Fall ist es zu bevorzugen, dass ein Teil des Wärmeableitabschnitts zu einer Position außerhalb des Bypass-Gehäuses 3 so vorsteht, dass die Wärmeableitfähigkeit des Wärmeableitabschnitts verbessert wird. Wenn ein Wärmewiderstand zwischen einem Bereich des Wärmeableitabschnitts, der mit der Ansaugluft an einer Position außerhalb des Bypass-Gehäuses 3 direkt in Kontakt ist, und einem Bereich des Wärmeableitabschnitts, wo der Wärmeableitabschnitt mit dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 thermisch verbunden ist, auf einen geringen Wert eingestellt ist, kann sich die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 der Temperatur der Ansaugluft außerhalb des Bypass-Gehäuses 3 annähern. Insbesondere wenn eine Dicke eines Bereichs des Wärmeableitabschnitts, wo der Wärmeableitabschnitt mit dem Feuchtigkeitserfassungselement 13 thermisch verbunden ist, erhöht wird, kann sich die Temperatur des Feuchtigkeitserfassungselements 13 der Temperatur der Ansaugluft außerhalb des Bypass-Gehäuses 3 annähern.
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Gemäß den vorstehenden Ausführungsformen sind das Feuchtigkeitserfassungselement 13 und der Wärmeableitabschnitt durch das Schaltungssubstrat 15 thermisch miteinander verbunden. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar. Insbesondere können das Feuchtigkeitserfassungselement 13 und der Wärmeableitabschnitt über eine dünn ausgeführte Glimmerplatte thermisch miteinander verbunden sein. Alternativ können das Feuchtigkeitserfassungselement 13 und der Wärmeableitabschnitt thermisch direkt miteinander verbunden sein. Alternativ können das Feuchtigkeitserfassungselement 13 und der Wärmeableitabschnitt unter Verwendung eines Silikonfetts thermisch miteinander verbunden sein, so dass ein Bindungswert verbessert wird.
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Obgleich die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikation- und Äquivalenzanordnungen umfassen. Obgleich verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen bevorzugt sind, sind darüber hinaus auch andere Kombinationen und Konfigurationen, die mehr, weniger oder nur ein einziges Element beinhalten, ebenfalls im Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung enthalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015-87196 A [0003]
- JP 5445535 [0005, 0007, 0008]
- WO 2014/060161 [0012, 0013, 0014]
