DE102021203214B3 - Air mass sensor and motor vehicle - Google Patents

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DE102021203214B3 DE102021203214.1A DE102021203214A DE102021203214B3 DE 102021203214 B3 DE102021203214 B3 DE 102021203214B3 DE 102021203214 A DE102021203214 A DE 102021203214A DE 102021203214 B3 DE102021203214 B3 DE 102021203214B3
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Marion Heiss
Andreas Meyer
Holger Weininger
Martin Lesser
Thomas Millies
Radim Sotkovsky
Petr Kusyn
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow

Abstract

Luftmassensensor zum Bestimmen eines Luftmassenstroms, mit einem Gehäuse (4) und mit einer Sensorelektronik (6), wobei die Sensorelektronik (6) zumindest teilweise in einer Gehäusekammer (8) des Gehäuses (4) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (4) einen Strömungskanal (14) zum Durchleiten eines zu messenden Luftmassenstroms (L) durch das Gehäuse (4) aufweist, der Strömungskanal (14) einen Messkanal (20) und einen Bypasskanal (22) aufweist, wobei der Messkanal (20) einen Teil eines in den Strömungskanal (14) einströmenden Luftmassenstroms (L) zu einer Messstelle (24) der Sensorelektronik (6) leitet und wobei der Bypasskanal (22) einen Teil des in den Strömungskanal (14) einströmenden Luftmassenstroms (L) vor dem Erreichen der Messtelle (24) abzweigt und aus dem Gehäuse (4) abführt, wobei ein erstes Wandungselement (28), das den Bypasskanal (22) und den Messkanal (20) zumindest abschnittsweise voneinander separiert, eine zumindest abschnittsweise reduzierte Wandungshöhe (H1) aufweist, so dass das erste Wandungselement (28) zumindest abschnittsweise überströmbar ist und/oder eine Durchgangsöffnung (34) aufweist, so dass das erste Wandungselement (28) durchströmbar ist, und/oder ein zweites Wandungselement (33), das den Bypasskanal (22) und einen Einlass (16) des Strömungskanals (14) zumindest abschnittsweise voneinander separiert, eine zumindest abschnittsweise reduzierte Wandungshöhe (H3) aufweist, so dass das zweite Wandungselement (33) zumindest abschnittsweise überströmbar ist und/oder eine Durchgangsöffnung aufweist, so dass das zweite Wandungselement (33) durchströmbar ist.Air mass sensor for determining an air mass flow, with a housing (4) and with sensor electronics (6), the sensor electronics (6) being arranged at least partially in a housing chamber (8) of the housing (4), the housing (4) having a flow channel (14) for passing an air mass flow (L) to be measured through the housing (4), the flow channel (14) having a measuring channel (20) and a bypass channel (22), the measuring channel (20) having a part of a flow channel (14) inflowing air mass flow (L) to a measuring point (24) of the sensor electronics (6) and wherein the bypass channel (22) branches off part of the air mass flow (L) flowing into the flow channel (14) before it reaches the measuring point (24). and from the housing (4), wherein a first wall element (28), which separates the bypass channel (22) and the measuring channel (20) from one another at least in sections, has a wall height (H1) that is reduced at least in sections, so d that the first wall element (28) can be overflown at least in sections and/or has a through-opening (34) so that the first wall element (28) can be flown through, and/or a second wall element (33) which has the bypass channel (22) and a The inlet (16) of the flow channel (14) is separated from one another at least in sections, has a wall height (H3) that is reduced at least in sections, so that the second wall element (33) can be overflown at least in sections and/or has a through-opening, so that the second wall element (33 ) can be flowed through.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftmassensensor zum Bestimmen eines Luftmassenstroms, mit einem Gehäuse und mit einer Sensorelektronik, wobei die Sensorelektronik zumindest teilweise in einer Gehäusekammer des Gehäuses angeordnet ist und wobei das Gehäuse einen Strömungskanal zum Durchleiten eines zu messenden Luftmassenstroms durch das Gehäuse aufweist. Weiter betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Luftmassensensor.The present invention relates to an air mass sensor for determining an air mass flow, with a housing and with sensor electronics, the sensor electronics being arranged at least partially in a housing chamber of the housing and the housing having a flow channel for passing an air mass flow to be measured through the housing. The invention further relates to a motor vehicle with such an air mass sensor.

Ein Luftmassensensor der eingangs genannten Art ist z.B. aus den Dokumenten US 8,763,452 B2 und DE 10 2018 219 729 A1 bekannt.An air mass sensor of the type mentioned is, for example, from the documents U.S. 8,763,452 B2 and DE 10 2018 219 729 A1 famous.

Ein solcher Luftmassensensor kann beispielsweise zum Bestimmen eines Luftmassenstroms in einer Ansaugleitung eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Hierbei kann es zu Schwingungsanregungen im Bereich der Eigenfrequenzen des Strömungskanals kommen, die das Messergebnis beeinträchtigen. So kann z.B. ein Abgasturbolader hochfrequente Druckpulsationen von bis zu 20 kHz in dem zu messenden Luftmassenstrom hervorrufen. Für bestimmte Anregungsfrequenzen bzw. Anregungsfrequenzbereiche kann es daher zu starken Abweichungen zwischen dem gemessenen Luftmassenstrom und dem tatsächlichen Luftmassenstrom kommen. Diese Abweichungen können sich nachteilig auf den Motorbetrieb auswirken.Such an air mass sensor can be used, for example, to determine an air mass flow in an intake line of an internal combustion engine of a motor vehicle. This can lead to vibration excitations in the range of the natural frequencies of the flow channel, which affect the measurement result. For example, an exhaust gas turbocharger can cause high-frequency pressure pulsations of up to 20 kHz in the air mass flow to be measured. For certain excitation frequencies or excitation frequency ranges, there can therefore be major deviations between the measured air mass flow and the actual air mass flow. These deviations can adversely affect engine operation.

Die DE 11 2013 002 976 T5 beschreibt einen thermischen Durchflussmesser, der die Durchflussrate von Gas misst.the DE 11 2013 002 976 T5 describes a thermal flow meter that measures the flow rate of gas.

Aus der JP H11 14421 A ist ein Luftmassenmessinstrument bekannt, das auf dem Prinzip des Wärmewiderstands beruht.From the JP H11 14421 A an air mass meter is known which is based on the principle of thermal resistance.

Zudem zeigt die DE 10 2012 200 151 A1 eine Sensorvorrichtung zur Bestimmung wenigstens eines Parameters eines durch einen Kanal strömenden fluiden Mediums, insbesondere einer Ansaugluftmasse einer Brennkraftmaschine.In addition, the DE 10 2012 200 151 A1 a sensor device for determining at least one parameter of a fluid medium flowing through a duct, in particular an intake air mass of an internal combustion engine.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, einen verbesserten Luftmassensensor anzugeben, der insbesondere robuster gegenüber Schwingungsanregungen von Abgasturboladern ist. Weiter soll ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Sensor angegeben werden.Against this background, the invention is based on the technical problem of specifying an improved air mass sensor which, in particular, is more robust with regard to vibrational excitations of exhaust gas turbochargers. A motor vehicle with such a sensor is also to be specified.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Luftmassensensor zum Bestimmen eines Luftmassenstroms, mit einem Gehäuse und mit einer Sensorelektronik, wobei die Sensorelektronik zumindest teilweise in einer Gehäusekammer des Gehäuses angeordnet ist, wobei das Gehäuse einen Strömungskanal zum Durchleiten eines zu messenden Luftmassenstroms durch das Gehäuse aufweist, der Strömungskanal einen Messkanal und einen Bypasskanal aufweist, wobei der Messkanal einen Teil eines in den Strömungskanal einströmenden Luftmassenstroms zu einer Messstelle der Sensorelektronik leitet und wobei der Bypasskanal einen Teil des in den Strömungskanal einströmenden Luftmassenstroms vor dem Erreichen der Messtelle abzweigt und aus dem Gehäuse abführt.According to a first aspect, the invention relates to an air mass sensor for determining an air mass flow, with a housing and with sensor electronics, the sensor electronics being at least partially arranged in a housing chamber of the housing, the housing having a flow channel for passing an air mass flow to be measured through the housing , the flow channel has a measuring channel and a bypass channel, wherein the measuring channel directs part of an air mass flow flowing into the flow channel to a measuring point of the sensor electronics and wherein the bypass channel branches off part of the air mass flow flowing into the flow channel before it reaches the measuring point and discharges it from the housing .

Der Luftmassensensor zeichnet sich dadurch aus, dass ein erstes Wandungselement, das den Bypasskanal und den Messkanal zumindest abschnittsweise voneinander separiert, eine zumindest abschnittsweise reduzierte Wandungshöhe aufweist, so dass das erste Wandungselement zumindest abschnittsweise überströmbar ist und/oder eine Durchgangsöffnung aufweist, so dass das erste Wandungselement durchströmbar ist. Der Luftmassensensor zeichnet sich alternativ oder ergänzend dadurch aus, dass ein zweites Wandungselement, das den Bypasskanal und einen Einlass des Strömungskanals zumindest abschnittsweise voneinander separiert, eine zumindest abschnittsweise reduzierte Wandungshöhe aufweist, so dass das zweite Wandungselement zumindest abschnittsweise überströmbar ist und/oder eine Durchgangsöffnung aufweist, so dass das zweite Wandungselement durchströmbar ist.The air mass sensor is characterized in that a first wall element, which separates the bypass channel and the measuring channel from one another at least in sections, has a wall height that is reduced at least in sections, so that the first wall element can be overflown at least in sections and/or has a through-opening, so that the first Wall element can be flowed through. The air mass sensor is alternatively or additionally characterized in that a second wall element, which separates the bypass channel and an inlet of the flow channel from one another at least in sections, has a wall height that is reduced at least in sections, so that the second wall element can be overflown at least in sections and/or has a through-opening , so that the second wall element can be flowed through.

Die reduzierte Wandungshöhe und/oder die Durchgangsöffnung ermöglichen daher eine zusätzliche Fluidverbindung innerhalb des Strömungskanals, um einen zusätzlichen Druckausgleich für den Messkanal zu schaffen. Auf diese Weise können insbesondere die Amplitude von Schwingungsanregungen infolge hochfrequenter Druckpulsationen von Turboladern reduziert werden, so dass auch für kritische Anregungsfrequenzen eine zuverlässige Messung stattfinden kann. Insbesondere können auf diese Weise Eigenfrequenzen des Strömungskanals eliminiert oder eine jeweilige Schwingungsantwort im Bereich einer oder mehrerer Eigenfrequenzen reduziert oder werden.The reduced wall height and/or the passage opening therefore enable an additional fluid connection within the flow channel in order to create additional pressure equalization for the measuring channel. In this way, in particular, the amplitude of vibration excitations as a result of high-frequency pressure pulsations from turbochargers can be reduced, so that a reliable measurement can also take place for critical excitation frequencies. In particular, natural frequencies of the flow channel can be eliminated in this way, or a respective vibration response in the range of one or more natural frequencies can be reduced or reduced.

Das erste Wandungselement kann zwischen einem Auslassabschnitt des Messkanals, der stromabwärts der Messstelle gebildet ist, und dem Bypasskanal angeordnet sein. Demnach kann die reduzierte Wandungshöhe eine Fluidverbindung zwischen dem Bypasskanal und einem Auslassabschnitt des Messkanals bilden, so dass ein Teil des Luftmassenstroms aus dem Bypasskanal in den Auslassabschnitt des Messkanals strömen kann.The first wall element can be arranged between an outlet section of the measuring channel, which is formed downstream of the measuring point, and the bypass channel. Accordingly, the reduced wall height can form a fluid connection between the bypass duct and an outlet section of the measuring duct, so that part of the air mass flow can flow out of the bypass duct into the outlet section of the measuring duct.

„Stromabwärts“ bedeutet, dass der Luftmassenstrom ein betreffendes Element zeitlich später überströmt oder durchströmt als ein stromaufwärts angeordnetes Element. Eine Einlassöffnung des Messkanals ist daher stromaufwärts der Messstelle angeordnet, während eine Auslassöffnung des Messkanals stromabwärts der Messstelle angeordnet ist.“Downstream” means that the air mass flow flows over or through a relevant element later in time than an element arranged upstream. An inlet opening of the measuring channel is therefore arranged upstream of the measuring point, while an outlet opening of the measuring channel is arranged downstream of the measuring point.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zwischen dem ersten Wandungselement und einem Deckel bzw. einer Abdeckung des Gehäuses zumindest im Bereich der reduzierten Wandungshöhe ein Spalt bzw. eine Durchgangsöffnung gebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen dem Bypasskanal und dem Auslassabschnitt des Messkanals zu schaffen. Es kann vorgesehen sein, dass das erste Wandungselements abschnittsweise oder entlang seiner gesamten Länge überströmbar ist.In particular, it can be provided that a gap or a passage opening is formed between the first wall element and a lid or a cover of the housing at least in the region of the reduced wall height in order to create a fluid connection between the bypass channel and the outlet section of the measuring channel. It can be provided that the first wall element can be overflown in sections or along its entire length.

Es kann vorgesehen sein, dass eine Wandungshöhe des ersten Wandungselements im Bereich eines Auslassabschnitts des Bypasskanals größer ist als die reduzierte Wandungshöhe, im Bereich derer das Wandungselement überströmbar ist. Insbesondere kann die reduzierte Wandungshöhe angrenzend an einen Einlassbereich des Bypasskanals angeordnet sein. Es kann vorsehen sein, dass das erste Wandungselement sowohl im Bereich der reduzierten Wandungshöhe als auch im Bereich des Auslassabschnitts überströmbar ist. It can be provided that a wall height of the first wall element in the area of an outlet section of the bypass channel is greater than the reduced wall height in the area over which the wall element can be overflown. In particular, the reduced wall height can be arranged adjacent to an inlet area of the bypass channel. It can be provided that the first wall element can be overflown both in the area of the reduced wall height and in the area of the outlet section.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zwischen dem zweiten Wandungselement und einem Deckel bzw. einer Abdeckung des Gehäuses im Bereich der reduzierten Wandungshöhe ein Spalt bzw. eine Durchgangsöffnung gebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen dem Einlass des Strömungskanals und dem Bypasskanal zu schaffen. Es kann vorgesehen sein, dass das zweite Wandungselements abschnittsweise oder entlang seiner gesamten Länge überströmbar ist.In particular, it can be provided that a gap or a passage opening is formed between the second wall element and a lid or a cover of the housing in the region of the reduced wall height in order to create a fluid connection between the inlet of the flow channel and the bypass channel. It can be provided that the second wall element can be overflown in sections or along its entire length.

Ein Einlass des Strömungskanals kann trichterförmig verbreitert sein, um Schwingungsanregungen infolge hochfrequenter Druckpulsationen zu reduzieren.An inlet of the flow channel can be widened in a funnel shape in order to reduce vibration excitations as a result of high-frequency pressure pulsations.

Der Luftmassensensor kann neben dem Messen eines Luftmassenstroms ergänzende Funktionen aufweisen. Beispielsweise kann der Luftmassensensor zusätzlich zum Messen eines Luftmassenstroms zum Messen einer oder mehrerer der nachfolgend aufgelisteten Parameter eingerichtet sein: Druck des Luftmassenstroms; Feuchtigkeit des Luftmassenstroms; Temperatur des Luftmassenstroms.In addition to measuring an air mass flow, the air mass sensor can have additional functions. For example, in addition to measuring an air mass flow, the air mass sensor can also be set up to measure one or more of the parameters listed below: pressure of the air mass flow; air mass flow humidity; Air mass flow temperature.

Ein Messelement der Sensorelektronik des Luftmassensensors kann ein thermisches Messelement, insbesondere ein Heißfilm-Luftmassenmesselement sein. Ein solches Heißfilm-Luftmassenmesselement kann beispielsweise zumindest ein Heizelement und zwei Temperatursensoren aufweisen, die von dem Luftmassenstrom überströmt werden, wobei sich der Betrag des Luftmassenstroms aus den voneinander abweichenden gemessenen Temperaturen bzw. den Temperaturprofilen der Temperatursensoren ableiten lässt. Ein solches Heißfilm-Luftmassenmesselement ist beispielsweise in DE 10 2018 219 729 A1 beschrieben.A measuring element of the sensor electronics of the air-mass sensor can be a thermal measuring element, in particular a hot-film air-mass measuring element. Such a hot-film air-mass measuring element can have, for example, at least one heating element and two temperature sensors over which the air-mass flow flows, with the amount of the air-mass flow being able to be derived from the differing measured temperatures or the temperature profiles of the temperature sensors. Such a hot-film air-mass measuring element is, for example, in DE 10 2018 219 729 A1 described.

Es kann vorgesehen sein, dass in der Gehäuse- bzw. Elektronikkammer des Luftmassensensors angeordnete Komponenten der Sensorelektronik zumindest teilweise oder vollständig in einer Vergussmasse vergossen bzw. von einer Vergussmasse umhüllt sind, um die Komponenten der Sensorelektronik vor Umgebungseinflüssen zu schützen.Provision can be made for components of the sensor electronics arranged in the housing or electronics chamber of the air mass sensor to be at least partially or completely encapsulated in a potting compound or encased by a potting compound in order to protect the sensor electronics components from environmental influences.

Es kann vorgesehen sein, dass der Strömungskanal und die Elektronikkammer über eine Öffnung miteinander verbunden sind, wobei die Elektronikkammer ein Druckausgleichsvolumen für den Strömungskanal bildet. Die Öffnung ermöglicht daher eine Fluidverbindung zwischen dem Strömungskanal und der Elektronikkammer, so dass ein Teil des zu messenden Luftmassenstroms aus dem Strömungskanal in die Elektronikkammer strömen kann. Auch auf diese Weise können insbesondere die Amplitude von Schwingungsanregungen infolge hochfrequenter Druckpulsationen von Turboladern reduziert werden, so dass auch für kritische Anregungsfrequenzen eine zuverlässige Messung stattfinden kann. Insbesondere können auch auf diese Weise Eigenfrequenzen des Strömungskanals eliminiert oder eine jeweilige Schwingungsantwort im Bereich einer oder mehrerer Eigenfrequenzen reduziert oder werden.Provision can be made for the flow channel and the electronics chamber to be connected to one another via an opening, with the electronics chamber forming a pressure compensation volume for the flow channel. The opening therefore enables a fluid connection between the flow channel and the electronics chamber, so that part of the air mass flow to be measured can flow out of the flow channel into the electronics chamber. In this way, too, the amplitude of vibration excitations as a result of high-frequency pressure pulsations from turbochargers can be reduced, so that a reliable measurement can also take place for critical excitation frequencies. In particular, natural frequencies of the flow channel can also be eliminated in this way, or a respective vibration response in the range of one or more natural frequencies can be reduced or reduced.

Es kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse zusätzlich zu einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung des Strömungskanals mindestens eine Ausgleichsöffnung aufweist, die den Strömungskanal mit einer Umgebung des Gehäuses verbindet. Die Ausgleichsöffnung ermöglicht daher eine Fluidverbindung zwischen dem Strömungskanal und der Umgebung des Gehäuses, so dass ein Teil des zu messenden Luftmassenstroms aus dem Strömungskanal in die Umgebung des Gehäuses strömen kann, um einen zusätzlichen Druckausgleich zu schaffen. Auch auf diese Weise können insbesondere die Amplitude von Schwingungsanregungen infolge hochfrequenter Druckpulsationen von Turboladern reduziert werden, so dass auch für kritische Anregungsfrequenzen eine zuverlässige Messung stattfinden kann. Insbesondere können auch auf diese Weise Eigenfrequenzen des Strömungskanals eliminiert oder eine jeweilige Schwingungsantwort im Bereich einer oder mehrerer Eigenfrequenzen reduziert oder werden.It can be provided that, in addition to an inlet opening and an outlet opening of the flow channel, the housing has at least one equalizing opening which connects the flow channel to an area surrounding the housing. The equalization opening therefore enables a fluid connection between the flow channel and the area surrounding the housing, so that part of the air mass flow to be measured can flow out of the flow channel into the area surrounding the housing in order to create additional pressure equalization. In this way, too, the amplitude of vibration excitations as a result of high-frequency pressure pulsations from turbochargers can be reduced, so that a reliable measurement can also take place for critical excitation frequencies. In particular, natural frequencies of the flow channel can also be eliminated in this way, or a respective vibration response in the Area of one or more natural frequencies are reduced or.

Es können genau eine Ausgleichsöffnung oder zwei oder mehr Ausgleichsöffnungen vorgesehen sein.Exactly one compensation opening or two or more compensation openings can be provided.

Die Umgebung des Gehäuses kann insbesondere ein Innenraum eines Rohrs, einer Leitung oder dergleichen sein, innerhalb dessen bzw. innerhalb derer der Luftmassensensor zum Bestimmen des Luftmassenstroms angeordnet ist.The area surrounding the housing can in particular be an interior space of a pipe, a line or the like, within which or within which the air mass sensor for determining the air mass flow is arranged.

Die Ausgleichsöffnung kann eine Durchgangsöffnung sein, wie eine Bohrung oder dergleichen, die in eine Wandung des Gehäuses eingebracht ist.The compensation opening can be a through opening, such as a bore or the like, which is made in a wall of the housing.

Alternativ oder ergänzend kann die Ausgleichsöffnung zwischen Gehäuseteilen des Gehäuses gebildet sein. Soweit das Gehäuse beispielsweise ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil hat, die zu dem Gehäuse zusammengesetzt sind, kann die Ausgleichsöffnung eine Aussparung im Bereich einer Naht oder Fügekante sein, im Bereich derer das erste und zweite Gehäuseteil formschlüssig ineinandergreifen und/oder miteinander verbunden sind. Das erste Gehäuseteil kann beispielsweise ein Deckel oder eine Abdeckung sein. Das zweite Gehäuseteil kann ein Grundkörper des Gehäuses sein, an dem der Deckel befestigt ist.Alternatively or additionally, the compensation opening can be formed between housing parts of the housing. If the housing has, for example, a first housing part and a second housing part, which are assembled to form the housing, the compensation opening can be a recess in the area of a seam or joint edge, in the area of which the first and second housing parts engage in one another in a form-fitting manner and/or are connected to one another. The first housing part can be a lid or a cover, for example. The second housing part can be a base body of the housing to which the cover is attached.

Die Gehäuseteile können mittels eines Klebers miteinander verbunden sein, wobei die Ausgleichsöffnung zumindest teilweise an einen die Gehäuseteile verbindenden Kleber angrenzt.The housing parts can be connected to one another by means of an adhesive, with the compensation opening at least partially adjoining an adhesive connecting the housing parts.

Es kann vorgesehen sein, dass die Ausgleichsöffnung Teil einer unterbrochenen Klebenaht oder Teil einer unterbrochenen Kleberaupe ist. Die Ausgleichsöffnung kann daher eine Unterbrechung einer Klebenaht oder Kleberaupe sein, die die Gehäuseteile miteinander verbindet. Insbesondere bildet die Klebenaht oder Kleberaupe eine adhäsive Verbindung der Gehäuseteile und zudem eine Abdichtung des Strömungskanals gegenüber der Umgebung, wobei die Abdichtung lokal unterbrochen ist, um die Ausgleichsöffnung auszubilden.Provision can be made for the compensation opening to be part of an interrupted adhesive seam or part of an interrupted adhesive bead. The compensation opening can therefore be an interruption in a glued seam or bead of glue that connects the housing parts to one another. In particular, the adhesive seam or adhesive bead forms an adhesive connection between the housing parts and also seals the flow channel from the environment, with the seal being locally interrupted in order to form the equalization opening.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Luftmassensensor.According to a second aspect, the invention relates to a motor vehicle with an air mass sensor according to the invention.

Das Kraftfahrzeug kann einen Verbrennungsmotor aufweisen, wobei der Luftmassensensor in einer Ansaugleitung des Verbrennungsmotors angeordnet ist, um einen Luftmassenstrom innerhalb der Ansaugleitung zu messen. Der Verbrennungsmotor kann einen oder mehrere Turbolader aufweisen.The motor vehicle can have an internal combustion engine, with the air mass sensor being arranged in an intake line of the internal combustion engine in order to measure an air mass flow within the intake line. The internal combustion engine may have one or more turbochargers.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:

  • 1 einen erfindungsgemäßen Luftmassensensor in einer perspektivischen Ansicht von oben;
  • 2 den Luftmassensensor aus 1 ohne Abdeckungen bzw. Deckel;
  • 3. eine vergrößerte Darstellung der 2;
  • 4 einen Querschnitt des Luftmassensensors aus 1;
  • 5. eine vergrößerte Darstellung der 4;
  • 6. eine weitere vergrößerte Darstellung der 2;
  • 7 einen Querschnitt eines Luftmassensensors;
  • 8 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
The invention is described in more detail below with reference to a drawing showing exemplary embodiments. They each show schematically:
  • 1 an air mass sensor according to the invention in a perspective view from above;
  • 2 the mass air flow sensor 1 without covers or lids;
  • 3 . an enlarged view of the 2 ;
  • 4 A cross section of the air mass sensor 1 ;
  • 5 . an enlarged view of the 4 ;
  • 6 . another enlarged view of the 2 ;
  • 7 a cross section of an air mass sensor;
  • 8th a motor vehicle according to the invention.

Der Luftmassensensor 2 hat ein Gehäuse 4. Der Luftmassensensor 2 hat eine Sensorelektronik 6, wobei die Sensorelektronik 6 in einer Gehäuse- bzw. Elektronikkammer 8 des Gehäuses 4 angeordnet ist (2). Zur Veranschaulichung der Elektronikkammer 8 und der Sensorelektronik 6 sind in 2 Abdeckungen 10, 12 bzw. Deckel 10, 12 des Gehäuses 4 ausgeblendet.The air mass sensor 2 has a housing 4. The air mass sensor 2 has sensor electronics 6, the sensor electronics 6 being arranged in a housing or electronics chamber 8 of the housing 4 ( 2 ). To illustrate the electronics chamber 8 and the sensor electronics 6, 2 Covers 10, 12 or covers 10, 12 of the housing 4 are hidden.

Das Gehäuse 4 weist einen Strömungskanal 14 zum Durchleiten eines zu messenden Luftmassenstroms L durch das Gehäuse 4 auf.The housing 4 has a flow channel 14 for conducting an air mass flow L to be measured through the housing 4 .

Der Strömungskanal 14 hat eine Einlassöffnung 16 zum Einleiten des Luftmassenstroms L in das Gehäuse 4. Der Strömungskanal 14 hat eine Auslassöffnung 18 zum Abführen des Luftmassenstroms L aus dem Gehäuse 4. Die Einlassöffnung 16 bzw. der Einlass 16 des Strömungskanals 14 ist trichterförmig verbreitert.The flow channel 14 has an inlet opening 16 for introducing the air mass flow L into the housing 4. The flow channel 14 has an outlet opening 18 for discharging the air mass flow L from the housing 4. The inlet opening 16 or the inlet 16 of the flow channel 14 is widened in a funnel shape.

Der Strömungskanal 14 weist einen Messkanal 20 und einen Bypasskanal 22 auf. Der Messkanal 20 leitet einen Teil des in den Strömungskanal 14 einströmenden Luftmassenstroms L zu einer Messstelle 24 der Sensorelektronik 6. Der Bypasskanal 22 zweigt einen Teil des in den Strömungskanal 14 einströmenden Luftmassenstroms L vor dem Erreichen der Messtelle 24 ab und führt diesen aus dem Gehäuse 4 ab.The flow channel 14 has a measuring channel 20 and a bypass channel 22 . Measuring channel 20 directs part of the air mass flow L flowing into flow channel 14 to a measuring point 24 of sensor electronics 6. Bypass channel 22 branches off part of air mass flow L flowing into flow channel 14 before it reaches measuring point 24 and guides it out of housing 4 away.

Im Bereich der Messstelle 24 ist ein Messelement 26 der Sensorelektronik 6 angeordnet. Das Messelement 26 ist ein thermisches Messelement 26 - und zwar vorliegend ein Heißfilm-Luftmassenmesselement 26.A measuring element 26 of the sensor electronics 6 is arranged in the area of the measuring point 24 . The measuring element 26 is a thermal measuring element 26 - in the present case a hot-film air mass measuring element 26.

3 zeigt eine Ausschnittvergrößerung der 2. 3 shows an enlarged detail of the 2 .

Ein erstes Wandungselement 28 des Gehäuses 4, das den Bypasskanal 22 und den Messkanal 20 zumindest abschnittsweise voneinander separiert, weist eine zumindest abschnittsweise reduzierte Wandungshöhe H1 auf, so dass das erste Wandungselement 28 zumindest abschnittsweise überströmbar ist. Das erste Wandungselement 28 ist zwischen einem Auslassabschnitt 30 des Messkanals 20 und dem Bypasskanal 22 angeordnet, wobei der Auslassabschnitt 30 stromabwärts der Messstelle 24 gebildet ist.A first wall element 28 of the housing 4, which separates the bypass channel 22 and the measuring channel 20 from one another at least in sections, has a wall height H1 that is reduced at least in sections, so that the first wall element 28 can be overflown at least in sections. The first wall element 28 is arranged between an outlet section 30 of the measuring channel 20 and the bypass channel 22 , the outlet section 30 being formed downstream of the measuring point 24 .

Wie in 3 dargestellt, überströmt ein Teil des Luftmassenstroms L die Wandung 28 von dem Bypasskanal 22 in den Auslassabschnitt 30 des Messkanals 20. Zwischen dem Deckel 12 und der Wandung 28 besteht daher eine Durchgangsöffnung 32, um eine Fluidverbindung zwischen dem Bypasskanal 22 und dem Auslassabschnitt 30 des Messkanals 20 zu schaffen.As in 3 shown, part of the air mass flow L flows over the wall 28 from the bypass duct 22 into the outlet section 30 of the measuring duct 20. There is therefore a through opening 32 between the cover 12 and the wall 28 in order to establish a fluid connection between the bypass duct 22 and the outlet section 30 of the measuring duct 20 to create.

4 zeigt einen Querschnitt des Luftmassensensors 2 gemäß 2. Wie der vergrößerten Darstellung gemäß 5 zu entnehmen, kann zwischen dem Deckel 12 und dem ersten Wandungselement 28 auch im Bereich der Wandungshöhe H2 eine Lücke 31 bzw. ein Spalt 31 gebildet sein, so dass das erste Wandungselement 28 auch im Bereich der Wandungshöhe H2 überströmbar ist. Gemäß alternativer Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Deckel 12 im Bereich der Wandungshöhe H2 spaltfrei an dem Wandungselement 28 anliegt, so dass das Wandungselement 28 nur im Bereich der Wandungshöhe H1 überströmbar ist. 4 shows a cross section of the air mass sensor 2 according to FIG 2 . As per the enlarged view 5 As can be seen, a gap 31 or a gap 31 can also be formed between the cover 12 and the first wall element 28 in the area of the wall height H2, so that the first wall element 28 can also be overflown in the area of the wall height H2. According to alternative configurations of the invention, it can be provided that the cover 12 rests without a gap on the wall element 28 in the area of the wall height H2, so that the wall element 28 can only be overflown in the area of the wall height H1.

6 zeigt einen Querschnitt des Luftmassensensors 2, wobei veranschaulicht wird, dass auch ein zweites Wandungselement 33 des Gehäuses 4, das den Bypasskanal 22 und den Einlass 16 des Strömungskanals 14 zumindest abschnittsweise voneinander separiert, eine zumindest abschnittsweise reduzierte Wandungshöhe H3 aufweist, so dass das zweite Wandungselement 33 zumindest abschnittsweise überströmbar ist. Wie in 5 gezeigt, ist daher auch zwischen dem Deckel 12 und dem zweiten Wandungselement 33 ein Spalt 35 gebildet, so dass das zweite Wandungselement 33 überströmbar ist. 6 shows a cross section of air mass sensor 2, illustrating that a second wall element 33 of housing 4, which separates bypass channel 22 and inlet 16 of flow channel 14 from one another at least in sections, also has a wall height H3 that is reduced at least in sections, so that the second wall element 33 can be overflown at least in sections. As in 5 shown, a gap 35 is therefore also formed between the cover 12 and the second wall element 33, so that the second wall element 33 can be overflown.

Alternativ oder ergänzend kann in das erste Wandungselement 28 eine Durchgansöffnung 34 eingebracht sein, so dass das erste Wandungselement 28 durchströmbar ist (7). Dies gilt gleichermaßen für das zweite Wandungselement 33.Alternatively or additionally, a through-opening 34 can be made in the first wall element 28, so that the first wall element 28 can be flowed through ( 7 ). This applies equally to the second wall element 33.

8 zeigt ein Kraftfahrzeug 100, mit einem turboaufgeladenen Verbrennungsmotor 110 und mit einem Luftmassensensor 2, wobei der Luftmassensensor 2 in einer Ansaugleitung 120 des Verbrennungsmotors 110 angeordnet ist, um einen Luftmassenstrom innerhalb der Ansaugleitung 120 zu messen. Die Ansaugleitung 120 ist mit einem Ladeluftkühler 130 verbunden. 8th shows a motor vehicle 100 with a turbocharged internal combustion engine 110 and with an air mass sensor 2, the air mass sensor 2 being arranged in an intake line 120 of the internal combustion engine 110 in order to measure an air mass flow within the intake line 120. The intake pipe 120 is connected to an intercooler 130 .

Das Kraftfahrzeug 100 kann gemäßer alternativer Ausgestaltungen der Erfindung ein Hybridfahrzeug sein, das ergänzend zu dem Verbrennungsmotor 110 mindestens einen Elektromotor mit einer zugeordneten Traktionsbatterie hat.According to alternative configurations of the invention, motor vehicle 100 can be a hybrid vehicle which, in addition to internal combustion engine 110, has at least one electric motor with an associated traction battery.

Claims (7)

Luftmassensensor zum Bestimmen eines Luftmassenstroms, - mit einem Gehäuse (4) und - mit einer Sensorelektronik (6), - wobei die Sensorelektronik (6) zumindest teilweise in einer Gehäusekammer (8) des Gehäuses (4) angeordnet ist, - wobei das Gehäuse (4) einen Strömungskanal (14) zum Durchleiten eines zu messenden Luftmassenstroms (L) durch das Gehäuse (4) aufweist, - der Strömungskanal (14) einen Messkanal (20) und einen Bypasskanal (22) aufweist, - wobei der Messkanal (20) einen Teil eines in den Strömungskanal (14) einströmenden Luftmassenstroms (L) zu einer Messstelle (24) der Sensorelektronik (6) leitet und - wobei der Bypasskanal (22) einen Teil des in den Strömungskanal (14) einströmenden Luftmassenstroms (L) vor dem Erreichen der Messtelle (24) abzweigt und aus dem Gehäuse (4) abführt, dadurch gekennzeichnet, dass - ein erstes Wandungselement (28), das den Bypasskanal (22) und den Messkanal (20) zumindest abschnittsweise voneinander separiert, eine zumindest abschnittsweise reduzierte Wandungshöhe (H1) aufweist, so dass das erste Wandungselement (28) zumindest abschnittsweise überströmbar ist und/oder eine Durchgangsöffnung (34) aufweist, so dass das erste Wandungselement (28) durchströmbar ist, und/oder - ein zweites Wandungselement (33), das den Bypasskanal (22) und einen Einlass (16) des Strömungskanals (14) zumindest abschnittsweise voneinander separiert, eine zumindest abschnittsweise reduzierte Wandungshöhe (H3) aufweist, so dass das zweite Wandungselement (33) zumindest abschnittsweise überströmbar ist und/oder eine Durchgangsöffnung aufweist, so dass das zweite Wandungselement (33) durchströmbar ist. Air mass sensor for determining an air mass flow, - with a housing (4) and - with sensor electronics (6), - the sensor electronics (6) being arranged at least partially in a housing chamber (8) of the housing (4), - the housing ( 4) has a flow channel (14) for passing an air mass flow (L) to be measured through the housing (4), - the flow channel (14) has a measuring channel (20) and a bypass channel (22), - the measuring channel (20) part of an air mass flow (L) flowing into the flow channel (14) to a measuring point (24) of the sensor electronics (6) and - the bypass channel (22) routing part of the air mass flow (L) flowing into the flow channel (14) before the reaching the measuring point (24) branches off and leads away from the housing (4), characterized in that - a first wall element (28), which at least partially separates the bypass channel (22) and the measuring channel (20) from one another, has an at least partially red reduced wall height (H1), so that the first wall element (28) can be overflowed at least in sections and/or has a through opening (34) so that the first wall element (28) can be flowed through, and/or - a second wall element (33) that separates the bypass channel (22) and an inlet (16) of the flow channel (14) from one another at least in sections, has a wall height (H3) that is reduced at least in sections, so that the second wall element (33) can be overflown at least in sections and/or has a through-opening has, so that the second wall element (33) can flow through. Luftmassensensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Wandungselement (28) zwischen einem Auslassabschnitt (30) des Messkanals (20), der stromabwärts der Messstelle (24) gebildet ist, und dem Bypasskanal (22) angeordnet ist.air mass sensor claim 1 , characterized in that - the first wall element (28) is arranged between an outlet section (30) of the measuring channel (20), which is formed downstream of the measuring point (24), and the bypass channel (22). Luftmassensensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Wandungshöhe (H2) des ersten Wandungselements (28) im Bereich des Auslassabschnitts (30) des Bypasskanals (22) größer ist als die reduzierte Wandungshöhe (H1), im Bereich derer das Wandungselement (28) überströmbar ist, - wobei das erste Wandungselement (28) insbesondere auch im Bereich der Wandungshöhe (H2) überströmbar ist oder ausschließlich im Bereich der reduzierten Wandungshöhe (H1) überströmbar ist.air mass sensor claim 2 , characterized in that - a wall height (H2) of the first wall element (28) in the area of the outlet section (30) of the bypass channel (22) is greater than the reduced wall height (H1) in the area over which the wall element (28) can be overflown, - It being possible to flow over the first wall element (28) in particular also in the region of the wall height (H2) or exclusively in the region of the reduced wall height (H1). Luftmassensensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Einlass (16) des Strömungskanals (14) trichterförmig verbreitert ist.Air mass sensor according to one of the preceding claims, characterized in that - an inlet (16) of the flow channel (14) is widened in the shape of a funnel. Luftmassensensor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - zwischen einem Deckel (12) des Gehäuses (4) und dem ersten Wandungselement (28) und/oder dem zweiten Wandungselement (33) des Gehäuses (4) ein Spalt (31, 32, 35) gebildet ist, im Bereich dessen das erste Wandungselement (28) und/oder das zweite Wandungselement (33) überströmbar ist.Air mass sensor according to one of the preceding claims, characterized in that - between a cover (12) of the housing (4) and the first wall element (28) and/or the second wall element (33) of the housing (4) there is a gap (31, 32 , 35) is formed, in the region of which the first wall element (28) and/or the second wall element (33) can be overflown. Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch - einen Luftmassensensor (2) nach einem der Ansprüche 1-5.Motor vehicle, characterized by - an air mass sensor (2) according to one of Claims 1 - 5 . Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, - mit einem Verbrennungsmotor (110), dadurch gekennzeichnet, dass - der Luftmassensensor (2) in einer Ansaugleitung (120) des Verbrennungsmotors (110) angeordnet ist, um einen Luftmassenstrom (L) innerhalb der Ansaugleitung (120) zu messen.motor vehicle after claim 6 - With an internal combustion engine (110), characterized in that - the air mass sensor (2) is arranged in an intake line (120) of the internal combustion engine (110) in order to measure an air mass flow (L) within the intake line (120).
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