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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermischen Durchflussmesser.
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Stand der Technik
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In Automobilmotoren ist es notwendig, die Durchflussmenge der Ansaugluft zu messen, um die Kraftstoffeinspritzmenge zu steuern. Eine Art von Einrichtungen, die die Ansaugluft-Durchflussmenge misst, ist ein thermischer Durchflussmesser, der einen Heizwiderstand verwendet. Der thermische Durchflussmesser ist so konfiguriert, dass er die Durchflussmenge der Ansaugluft misst, indem er einen Wärmeübergang zwischen einer in einem Durchflusserfassungselement gebildeten Durchflusserfassungseinheit und der zu messenden Durchflussmenge der Ansaugluft durchführt.
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Dieser thermische Durchflussmesser wird an ein Ansaugrohr angeschlossen, das so konfiguriert ist, dass es Luft in einen Motor einleitet. Das Innere des Ansaugrohrs ist als eine Umgebung ausgebildet, in der andere Stoffe als Luft, wie beispielsweise Motoröl, ein nicht verbranntes Gas und ein AGR-Gas, in den Luftstrom eindringen oder dort aufgrund einer Störung eine Pulsation auftritt.
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In einer solchen Umgebung ist der thermische Durchflussmesser mit einem Umgehungskanal ausgestattet, um die Durchflussmenge der Ansaugluft mit hoher Genauigkeit zu messen, und ist die Durchflusserfassungseinheit im Umgehungskanal angeordnet.
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In der Patentliteratur 1 wird ein Verfahren zum Aufteilen der Strömung auf eine Seite des Durchflusserfassungselements und ihre gegenüberliegende Seite im Inneren eines Umgehungskanals offenbart, um den Zugang von Verunreinigungen, wie beispielsweise Staub, zu einer Durchflusserfassungseinheit zu reduzieren.
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In der Patentliteratur 2 wird ein Verfahren zum Einstellen des Verlusts eines Sub-Luftkanals auf einer Seite offenbart, auf der ein Durchflusserfassungselement nicht größer als ein Verlust in einem Sub-Luftkanal auf einer Seite des Durchflusserfassungselements vorgesehen ist, um den Einfluss einer Luftpulsation zu verringern.
Patentliteratur 3 zeigt einen Durchflusssensor mit einer Sensoranordnung, in der ein Sensorchip mit einer Membran in einer Aussparung einer Montagefläche angeordnet ist; eine Abdeckung mit einem Diaphragma zur Gleichrichtung auf einer Fläche; und Klebstoff zur Befestigung der Abdeckung an der Montagefläche der Sensoranordnung. Mit dem Klebstoff wird die Abdeckung so an der Montagefläche der Sensoranordnung befestigt, dass die Membran dem Diaphragma zugewandt ist
Patentliteratur 4 zeigt einen thermischen Durchflussmesser, welcher einen Nebendurchgang, durch welchen ein von einem Hauptdurchgang kommendes Messobjekt-Gas strömt, einen Luftmengenmessteil, welcher eine Wärmemenge misst, indem er über eine Wärmeübertragungsfläche eine Wärmeübertragung mit dem durch den Nebendurchgang strömenden Messobjekt-Gas durchführt, und einen Stützkörper, welcher unter Verwendung eines ersten Harzwerkstoffs mit dem Luftmengenmessteil integriert so gebildet ist, dass mindestens die Wärmeübertragungsfläche freiliegt, enthält.
Patentliteratur 5 zeigt einen thermischen Durchflussmesser, in dem ein
Vorsprung, der eine Verengungsfläche und eine Wiederherstellungsfläche besitzt, auf einer Wandfläche eines Umgehungsdurchlasses vorgesehen ist, eine Schnittlinie zwischen der Verengungsfläche und der Wandfläche auf einer Einlassseite von einem einlassseitigen Ende einer Schaltungsbaugruppe angeordnet ist, eine Schnittlinie zwischen der Wiederherstellungsfläche und der Wandfläche auf einer Auslassseite von einem auslassseitigen Ende der Schaltungsbaugruppe angeordnet ist und eine Spitze des Vorsprungs auf einer Auslassseite von einer Wärmeübertragungsfläche eines Luftströmungs-Erfassungsabschnitts und auf einer Einlassseite von dem auslassseitigen Ende der Schaltungsbaugruppe angeordnet ist.
Patentliteratur 6 zeigt eine Durchflussmessvorrichtung, die ein Gehäuse, einen Träger und ein Durchflussmesselement umfasst. Das Gehäuse definiert darin einen Durchgang und enthält einen Durchgangsverengungsteil, der eine Querschnittsfläche des Durchgangs in einem vorbestimmten Teil des Durchgangs reduziert. Der Träger hat eine plattenförmige Gestalt und ist entlang der Strömungsrichtung der im Durchgang fließenden Flüssigkeit angeordnet. Das Durchflussmesselement befindet sich innerhalb des den Durchlass verengenden Teils und ist auf einer Oberfläche des Trägers angeordnet. Das Durchflussmesselement detektiert die Durchflussmenge des im Durchgang fließenden Fluids. Der den Durchgang verengende Teil hat eine Innenwandfläche, die die Breite des Durchgangs von einer Mittelseite zu beiden Endseiten des Durchgangs in einer Höhenrichtung des Durchgangs, die senkrecht zu einer Richtung der Breite des Durchgangs ist, allmählich verringert.
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Literaturstellenliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In den letzten Jahren wurde ein niedriger Leerlauf bei gleichzeitiger Verkleinerung des Hubraums erreicht, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Im niedrigen Leerlauf wird die Durchflussmenge der Ansaugluft geringer, so dass es notwendig ist, die Erfassungsgenauigkeit der niedrigen Durchflussmenge zu verbessern. Um eine Ölverschlechterung im Inneren eines Kurbelgehäuses zu vermeiden, wurden außerdem Untersuchungen zu einem Aufbau durchgeführt, bei dem das Innere eines Ansaugrohrs und das Innere des Kurbelgehäuses zwischen einer Ansaugluft-Durchflusserfassungseinrichtung und einer Drosselklappe über eine Durchblase-Gasleitung verbunden sind.
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Durch die Kolbenbewegung des Motors entstehen im Innen des Kurbelgehäuses Druckschwankungen, und solche Druckschwankungen gelangen nach dem Durchlaufen des Inneren der Durchblase-Gasleitung in eine thermische Durchflussmesseinrichtung. Insbesondere sinkt die Durchflussmenge der frischen Ansaugluft im Fall eines niedrigen Leerlaufs (einer niedrigen Durchtlussmenge), so dass der Einfluss des Drucks aus der Durchblase-Gasleitung relativ groß wird. Dies hat zur Folge, dass die Luftpulsation manchmal sogar im Fall einer niedrigen Durchflussmenge auftritt, wo eine Pulsation ursprünglich kaum auftritt. Daher ist es notwendig, die Durchflussmenge der Ansaugluft sogar bei der Luftpulsation im Fall einer niedrigen Durchflussmenge mit hoher Genauigkeit zu erfassen.
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Bei dem Aufbau, bei dem der Umgehungskanal zwischen der Seite der Durchflusserfassungseinheit und der Rückseite, auf der die Durchflussmesseinheit nicht vorgesehen ist, aufgeteilt ist, tritt bei einer Differenz in jedem Fließwegwiderstand eine Differenz hinsichtlich der Durchflussgeschwindigkeit aufgrund der Differenz im Fließwegwiderstand auf. Insbesondere hat die Seite der Durchflusserfassungseinheit eine Drosselform, um die Strömung zu korrigieren, und somit entsteht die Differenz im Fließwegwiderstand zwischen der Seite der Durchflusserfassungseinheit und der Rückseite.
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Bei einer Pulsation entsteht eine Druckdifferenz durch den Einfluss einer Durchflussgeschwindigkeitsdifferenz und wird bei hoher Durchflussgeschwindigkeit zu einer Druckdifferenz eines Unterdrucks oder bei einer niedrigen Durchflussgeschwindigkeit zu einer Druckdifferenz nahe dem Atmosphärendruck. Ist beispielsweise der Durchflussmengenwiderstand auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit deutlich größer als der Durchflussmengenwiderstand auf der Rückseite, wird aufgrund der Druckdifferenz Luft auf der Rückseite zur Seite des Durchflusserfassungselements gezogen, so dass es zu einer Umwälzung des Luftstroms kommt, wobei Luft von der Rückseite zur Seite des Durchflusserfassungselements strömt. Es wurde ein neues Problem festgestellt, dass eine solche Umwälzung dazu führt, dass der thermische Durchflussmesser einen Rückfluss erfasst, obwohl der Rückfluss des Ansaugluftstroms in einem Ansaugkanal nicht auftritt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen thermischen Durchflussmesser bereitzustellen, der die Umwälzung des Luftstroms von einer Seite der Durchflusserfassungseinheit zu einer Rückseite oder von der Rückseite zur Seite der Durchflusserfassungseinheit unterdrückt und einen Gasvolumenstrom mit hoher Genauigkeit misst, ohne den Rückfluss fehlerhaft zu erfassen.
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Lösung des Problems
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Um das oben beschriebene Problem zu lösen, weist die vorliegende Erfindung den Aufbau gemäß Anspruch 1 auf.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Umwälzung des Luftstroms zwischen der Seite der Durchflusserfassungseinheit und der Rückseite zu unterdrücken, eine fehlerhafte Erfassung des Rückstroms zu verhindern und eine Ansaugluft-Durchflussmenge mit hoher Genauigkeit im Fall einer geringen Strömungspulsation zu messen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die die Strömung eines Durchblase-Gases während eines normalen Betriebs veranschaulicht.
- 2 ist eine Ansicht, die die Strömung eines Durchblase-Gases während eines Betriebs im niedrigen Leerlauf veranschaulicht.
- 3 ist eine Einbauansicht eines thermischen Durchflussmessers auf einem Ansaugkörper.
- 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' der 3.
- 5 ist eine Darstellung, die die Durchflussmengenmerkmale in einem Ansaugkanal während eines Betriebs im niedrigen Leerlauf veranschaulicht.
- 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' der 4, die den Luftstrom in einem Umgehungskanal während des normalen Betriebs veranschaulicht.
- 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' der 4, die den Luftstrom im Umgehungskanal während eines Betriebs im niedrigen Leerlauf veranschaulicht.
- 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' der 4, die einen Aufbau des verwandten Standes der Technik veranschaulicht.
- 9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' der 4, die einen Aufbau einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C der 4, die den Aufbau der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 11 ist eine Ansicht des Aufbaus des verwandten Standes der Technik von der Richtung D der 8 aus gesehen.
- 12 ist eine Ansicht des Aufbaus der ersten Ausführungsform von der Richtung D der 10 aus gesehen.
- 13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' der 4, die ein weiteres konkretes Beispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 14 ist eine Ansicht des Aufbaus eines weiteren konkreten Beispiels der ersten Ausführungsform von der Richtung D der 10 aus gesehen.
- 15 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' der 4, die den Aufbau eines weiteren konkreten Beispiels der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 16 ist eine Ansicht des Aufbaus eines weiteren konkreten Beispiels der ersten Ausführungsform von der Richtung D der 10 aus gesehen.
- 17 ist eine Ansicht des Aufbaus eines weiteren konkreten Beispiels der ersten Ausführungsform von der Richtung D der 10 aus gesehen.
- 18 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' der 4, die den Aufbau eines weiteren konkreten Beispiels der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 19 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' der 4, die den Aufbau eines weiteren konkreten Beispiels der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
- 20 ist eine Beziehungsdarstellung, die durch Auftragen eines minimalen Durchflussmengenwerts bei Pulsation in Übereinstimmung mit einem Verhältnis einer Querschnittsfläche erhalten wird.
- 21 ist eine Ansicht, die einen Aufbau einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
- 22 ist eine Beziehungsdarstellung, die durch das Auftragen eines minimalen Durchflussmengenwerts bei Pulsation in Übereinstimmung mit einem Verhältnis einer Querschnittsfläche erhalten wird.
- 23 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines weiteren konkreten Beispiels der zweiten Ausführungsform.
- 24 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines weiteren konkreten Beispiels der zweiten Ausführungsform.
- 25 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' der 4 zum Beschreiben eines weiteren konkreten Beispiels der zweiten Ausführungsform.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend werden Ausführungen eines thermischen Durchflussmessers der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Eine erste Ausführungsform wird mit Bezug auf die 1 bis 10 beschrieben.
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Die 1 und 2 sind Ansichten, die die Konfiguration eines Motorsystems eines Automobils veranschaulichen. 1 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Durchflusses eines Durchblase-Gases während eines normalen Betriebs, und 2 ist eine Ansicht zum Beschreiben des Durchflusses eines Durchblase-Gases während eines Betriebs im niedrigen Leerlauf. Im Übrigen wird in der folgenden Beschreibung ein Motorbetriebszustand, bei dem ein Motor im Leerlauf mit einer niedrigeren Motordrehzahl als in dem verwandten Stand der Technik betrieben wird, als Betrieb im niedrigen Leerlauf und ein anderer Motorbetriebszustand als der Betrieb im niedrigen Leerlauf als normaler Betrieb bezeichnet.
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Das Motorsystem weist einen Motorkörper, einen Ansaugkanal und einen Auslasskanal auf, die mit dem Motorkörper verbunden sind. Von der Anströmseite her sind ein Luftfilter 4, eine Drosselklappe 9 und ein Ansaugkrümmer 3 im Ansaugkanal und ein Auslasskrümmer 11 im Auslasskanal vorgesehen. Der thermische Durchflussmesser 1 befindet sich zwischen dem Luftfilter 4 und der Drosselklappe 9 und erfasst die Durchflussmenge von frischer Ansaugluft 7, die in den Motorkörper anzusaugen ist.
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3 ist eine Einbauansicht des thermischen Durchflussmessers an einem Ansaugkörper, und 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' der 3. Der thermische Durchflussmesser 1 ist an einem Ansaugkörper 17 befestigt, der zwischen dem Luftfilter 4 und der Drosselklappe 9 angeordnet ist. Der thermischeDurchflussmesser 1 wird von einer Öffnung des Ansaugkörpers 17 so eingesetzt, dass ein proximales Ende am Ansaugkörper 17 befestigt ist und ein distales Ende an einer aus der Mitte des Ansaugkörpers 17 herausragenden Stelle angeordnet ist. Der thermische Durchflussmesser 1 hat eine flache Plattenform mit vorgegebener Dicke und ist so angeordnet und befestigt, dass ein ebener Flächenabschnitt parallel zur Mittelachslinie des Ansaugkörpers 17 verläuft.
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In dem Motorsystem mit der oben beschriebenen Konfiguration wird die frische Ansaugluft.7 über den Luftfilter 4 in den Ansaugkanal eingeleitet, durchläuft die Drosselklappe 9, durchläuft den Ansaugkrümmer 3 und wird von einem Ansaugventil 14, wie in 1 veranschaulicht, in eine Brennkammer eingeleitet. Das Motorsystem ist mit Durchblase-Gasleitungen 6A und 6B ausgestattet, die so konfiguriert sind, dass sie frische Ansaugluft im Inneren eines Kurbelgehäuses 5 umwälzen, um eine Verschlechterung des Schmieröls im Inneren des Kurbelgehäuses 5 zu verhindern.
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Bei der Durchblase-Gasleitung 6A ist ein Ende so verbunden, dass es mit dem Ansaugkanal zwischen dem thermischen Durchflussmesser 1 und der Drosselklappe 9 in Verbindung steht, und das andere Ende ist so verbunden, dass es mit dem Inneren des Kurbelgehäuses 5 des Motorkörpers in Verbindung steht. Weiterhin ist bei der Durchblase-Gasleitung 6B ein Ende so verbunden, dass es mit dem Ansaugkrümmer 3 zwischen einem Einspritzventil 12 und der Drosselklappe 9 in Verbindung steht, und das andere Ende ist so verbunden, dass es mit dem Inneren des Kurbelgehäuses 5 des Motorkörpers über die PCV 2 (positive Kurbelgehäuseentlüftung) in Verbindung steht.
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Während des normalen Betriebs wird ein Teil der frischen Ansaugluft 7 im Inneren des Ansaugkanals durch die Durchblase-Gasleitung 6A in das Kurbelgehäuse 5 eingeleitet, und das Durchblase-Gas im Inneren des Kurbelgehäuses 5 wird durch die Durchblase-Gasleitung 6B in den Ansaugkrümmer 3 zurückgeführt. Dies hat zur Folge, dass die Luft im Inneren des Kurbelgehäuses 5 durch die frische Ansaugluft umgewälzt wird.
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Andererseits nimmt während des Betriebs im niedrigen Leerlauf die Durchflussmenge der frischen Ansaugluft 7 ab, da die Motordrehzahl niedrig ist, wie in 2 veranschaulicht. Allerdings treten die durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 10 verursachten Druckschwankungen im Inneren des Kurbelgehäuses 5 weiterhin auf, ohne gegenüber dem Fall des normalen Betriebs verändert zu werden.
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Daher strömt das Durchblase-Gas 8 im Inneren des Kurbelgehäuses 5 während des Betriebs im niedrigen Leerlauf durch die Durchblase-Gasleitung 6A und kehrt vom dem Abschnitt zwischen dem thermischen Durchflussmesser 1 und der Drosselklappe 9 in den Ansaugkanal zurück. Darüber hinaus erreicht das Durchblase-Gas 8 den thermischen Durchflussmesser 1, da die Drosselklappe 9 im Betrieb im niedrigen Leerlauf geschlossen ist. Unter dieser Bedingung tritt die Pulsation der Luft selbst bei geringem Volumenstrom auf.
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5 ist eine Darstellung, die die Durchflussmengenmerkmale im Inneren des Ansaugkanals während des Betriebs im niedrigen Leerlauf veranschaulicht, und ist die Darstellung, in der eine durchgezogene Linie 32 eine von einem herkömmlichen thermischen Durchflussmesser erfassten Durchflussmenge der Ansaugluft angibt und eine gestrichelte Linie 31 eine tatsächliche Durchflussmenge der Ansaugluft anzeigt. Wie in 5 veranschaulicht, tritt tatsächlich kein Rückstrom auf, sondern ist eine minimale Ansaugluft-Durchflussmenge Qmin negativ, so dass der Rückstrom im konventionellen thermischen Durchflussmesser fehlerhaft erfasst wird.
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6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B' der 4, die den Luftstrom im Umgehungskanal während des normalen Betriebs veranschaulicht, und 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B' der 4, die den Luftstrom im Umgehungskanal während des Betriebs im niedrigen Leerlauf darstellt.
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Der thermische Durchflussmesser 1 weist einen Umgehungskanal 19 auf, der einen Teil der Ansaugluft aufnimmt, die im Inneren des Ansaugkörpers 17 strömt. Der Umgehungskanal 19 weist eine Schleifenform auf, in der sich ein Umgehungskanaleinlass 40A zur Seite des Luftfilters 4 des Ansaugkörpers 17 hin öffnet und ein Umgehungskanalauslass 40Bsich zur Motorgehäuseseite des Einlasskörpers 17 öffnet, so dass die vom Umgehungskanaleinlass 40A in den Umgehungskanal 19 geflossene Ansaugluft einmal zirkuliert und dann aus dem Umgehungskanalauslass 40B ausgeleitet wird.
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Weiterhin ist ein Chip-Gehöuse 21 im Umgehungskanal 19 angeordnet, wie in 6 veranschaulicht. Das Chip-Gehäuse 21 hat eine flache Plattenform, und eine Durchflusserfassungseinheit 22, die so konfiguriert ist, dass sie die Durchflussmenge der Ansaugluft erfasst, ist auf einer Erfassungsfläche, bei der es sich um eine Gehäusevorderfläche des Chip-Gehäuses 21 handelt, derart vorgesehen, dass sie freiliegt. Das Chip-Gehäuse 21 ist entlang des Stroms der Ansaugluft, die im Umgehungskanal 19 strömt, angeordnet und teilt den Umgehungskanal 19 in einen ersten Kanalabschnitt auf einer Gehäusevorderseite und einen zweiten Kanalabschnitt auf einer Gehäuserückseite (Trennabschnitt).
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Da der Umgehungskanal 19 durch das Chip-Gehäuse 21 auf diese Weise in den ersten Kanalabschnitt auf der Gehäusevorderseite und den zweiten Kanalabschnitt auf der Gehäuserückseite unterteilt ist, wird bewirkt, dass Luft, die Fremdstoffe, wie Wasser und Verunreinigungen, enthält, auf der Gehäuserückseite fließt, so dass verhindert wird, dass diese Fremdstoffe an der Durchflusserfassungseinheit 22 anhaften.
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Im Umgehungskanal 19 ist im ersten Kanalabschnitt auf der Gehäusevorderseite ein Vorsprung 23 vorgesehen, der den Luftstrom zusammenzieht. Der Vorsprung 23 ragt in Richtung der Durchflusserfassungseinheit 22 heraus. Die Folge ist, dass auf der Gehäusevorderseite des Umgehungskanals 19 eine Drossel 24, die den Luftstrom drosselt, gebildet ist und es möglich ist, die Bildung einer Grenzschicht der Ansaugluft in Bezug auf die Durchflusserfassungseinheit 22 zu verhindern.
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Da der Vorsprung 23 vorgesehen ist, wird demgegenüber der Luftstrom 25 auf der Gehäusevorderseite langsamer als der Luftstrom 26 auf der Gehäuserückseite, so dass eine Differenz in Bezug auf die Luftströmungsgeschwindigkeit entsteht.
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8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C' der 4, die einen Aufbau des verwandten Standes der Technik veranschaulicht, und 11 ist eine Ansicht des Aufbaus des verwandten Standes der Technik von einer Richtung D der 8 aus gesehen. Der in 8 veranschaulichte Querschnitt C-C' ist ein Querschnitt eines schmalsten Abschnitts, bei dem eine Querschnittsfläche des Umgehungskanals 19 am schmalsten ist, und er ist der an einer Stelle der Durchflusserfassungseinheit 22 geschnittene Querschnitt. Während des normalen Betriebs strömen der Luftstrom 25 auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 und der Luftstrom 26 auf der Gehäuserückseite von der Vorderseite der Papieroberfläche der 8 nach hinten, wie in 8 veranschaulicht. Wenn die Strömung im Inneren des Ansaugkörpers 17 pulsiert und ein Zustand ohne Wind aus einer Vorwärtsrichtung (Richtung vom Luftfilter 4 zur Drosselklappe 9) entsteht, neigen die durch das Gehäuse 21 geteilten Luftströme 25 und 26 in gleicher Weise dazu, in den windstillen Zustand überzugehen.
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Da jedoch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Luftstrom 25 auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 und dem Luftstrom 26 auf der Gehäuserückseite besteht, erreicht der Luftstrom 25 auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 mit der relativ niedrigen Geschwindigkeit den windstillen Zustand vor dem Luftstrom 26 auf der Gehäuserückseite. Somit erfolgt die Umwälzung 33 des von der Gehäuserückseite zur Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 strömenden Luftstroms, wie in 7 veranschaulicht, und dieser Strom wird von der Durchflusserfassungseinheit 22 erfasst, so dass der thermische Durchflussmesser 1 den Rückstrom ausgibt, obwohl der Rückstrom nicht im Inneren des Ansaugkörpers 17 auftritt.
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Dies liegt daran, dass die Druckdifferenz aufgrund der Differenz in der Durchflussmenge auftritt, die zwischen dem Luftstrom 25 auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 und dem Luftstrom 26 auf der Gehäuserückseite auftritt, und die Luft von der Gehäusevorderseite zur Gehäuserückseite strömt, indem sie von der Druckdifferenz gezogen wird, wenn eine Trägheitskraft des Luftstroms 25 auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 kleiner als eine durch die Druckdifferenz erzeugte Kraft wird, so dass die Umwälzung 33 des Luftstroms um das Chip-Gehäuse 21 herum auftritt und den Rückstrom bewirkt.
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Die 9 und 10 sind Querschnittsansichten entlang der Linie C-C', die einen Aufbau der ersten Ausführungsform veranschaulichen, und 12 ist eine Ansicht des Aufbaus der ersten Ausführungsform von einer Richtung D der 10 aus gesehen. Die in den 9 und 10 veranschaulichten Querschnitte sind Querschnitte des schmalsten Abschnitts, bei denen eine Querschnittsfläche des Umgehungskanals 19 der vorliegenden Ausführungsform am schmalsten ist und die Querschnitte an einer Stelle der Durchflusserfassungseinheit 22 geschnitten sind.
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Im ersten Kanalabschnitt auf der Vorderseite des Gehäuses weist der Umgehungskanal 19 auf: eine Gehäusevorderfläche (Erfassungsfläche) des Chip-Gehäuses 21, wo die Durchflusserfassungseinheit 22 freiliegt; eine gegenüberliegende Fläche 23a, die der Durchflusserfassungseinheit 22 auf der Gehäusevorderfläche gegenüberliegt; und nicht gegenüberliegende Flächen 27a und 28a, die an Stellen angeordnet sind, die von der gegenüberliegenden Fläche 23a in Richtung einer Umgehungskanalbreite 34 so abweichen, dass sie sich der Gehäusevorderfläche entgegenstellen, aber nicht der Durchflusserfassungseinheit 22 entgegenstellen. Die nicht gegenüberliegenden Flächen 27a und 28a sind von der Gehäusevorderfläche des Chip-Gehäuses 21 weiter entfernt als die gegenüberliegende Fläche 23a. Die gegenüberliegende Fläche 23a und jede der nicht gegenüberliegenden Flächen 27a und 28a weisen Konfigurationen auf, die parallel zueinander mit einer Stufe dazwischen angeordnet werden können.
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Im ersten Kanalabschnitt auf der Gehäusevorderseite weist der Umgehungskanal 19 den Vorsprung 23 auf, der in Richtung der Durchflusserfassungseinheit 22 ragt und eine schmalere Breite als die Umgehungskanalbreite 34 hat. Die gegenüberliegende Fläche 23a ist an einem distalen Ende des Vorsprungs 23 ausgebildet, und die nicht gegenüberliegenden Flächen 27a und 28a sind an Stellen ausgebildet, die in Richtung der Umgehungskanalbreite 34 in Bezug auf den Vorsprung 23 abweichen. Daher sind die Räume 27 und 28, durch die Luft strömt, auf beiden Seiten des Vorsprungs 23 in Richtung der Umgehungskanalbreite 34 zusätzlich zur Drossel 24 vorgesehen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erfolgt die Bestimmung, ob die Umwälzung 33 des Luftstroms um das Chip-Gehäuse 21 herum während des Betriebs im niedrigen Leerlauf erfolgt, abhängig von einem Querschnittsflächenverhältnis (S1 /(S1 + S2)), das ein Verhältnis zwischen einer Querschnittsfläche S1 des ersten Kanalabschnitts, durch den die Luft auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 strömt, vom Querschnitt C-C' aus gesehen, und einer Querschnittsfläche S2 des zweiten Kanalabschnitts ist, durch den die Luft auf der Gehäuserückseite strömt.
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Beim herkömmlichen Aufbau weist der Vorsprung 23 eine Breite auf, die der Umgehungskanalbreite 34 entspricht, wie in den 8 und 11 veranschaulicht. Das bedeutet, dass der Vorsprung 23 über die gesamte Breite der Umgehungskanalbreite 34 des ersten Kanalabschnitts des Umgehungskanals 19 im verwandten Stand der Technik ist. Daher besteht die Gefahr, dass eine Differenz zwischen der Querschnittsfläche der Gehäusevorderseite und der Querschnittsfläche der Gehäuserückseite groß ist, dass eine Druckdifferenz zwischen der auf der Gehäusevorderseite strömenden Luft und der auf der Gehäuserückseite strömenden Luft groß ist, so dass die Umwälzung 33 der Luft um das Chip-Gehäuse 21 herum stattfindet.
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Demgegenüber ist in der vorliegenden Ausführungsform der Vorsprung 23 schmaler als die Umgehungskanalbreite 34 des ersten Kanalabschnitts des Umgehungskanals 19 vorgesehen, wie in den 9, 10 und 12 veranschaulicht. Der erste Kanalabschnitt ist mit den Räumen 27 und 28 ausgestattet, durch die Luft auf beiden Seiten des Vorsprungs 23 in Richtung der Umgehungskanalbreite 34 strömt, und die Querschnittsfläche des ersten Kanalabschnitts ist im Vergleich zu der des verwandten Standes der Technik vergrößert. Daher ist es möglich, eine Differenz zwischen der Querschnittsfläche S1 auf der Vorderseite des Gehäuses und der Querschnittsfläche S2 auf der Rückseite des Gehäuses zu verringern und eine Druckdifferenz zwischen der auf der Gehäusevorderseite strömenden Luft und der auf der Gehäuserückseite strömenden Luft zu verringern. Daher ist es möglich, die Druckdifferenz zu reduzieren, indem ein Verlust des Luftstroms reduziert wird, um zu bewirken, dass mehr Luft zur Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 strömt, und es ist möglich, die Umwälzung 33 der Strömung um das Chip-Gehäuse 21 herum zu unterdrücken.
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Die 13 bis 16 sind Ansichten, die weitere konkrete Beispiele der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen. In dieser Ausführungsform ist es nicht notwendig, sowohl den Raum 27 als auch den Raum 28 bereitzustellen, aber mindestens ein Raum kann vorgesehen werden. Es ist möglich, auf der Gehäusevorderseite eine größere Querschnittsfläche in dem Fall zu sichern, in dem die beiden Räume 27 und 28 vorgesehen werden, wie oben beschrieben, was auch in Bezug auf die Druckdifferenz bevorzugt ist. Allerdings ist es möglich, die Druckdifferenz gegenüber der Gehäuserückseite allein dadurch zu verringern, dass mindestens einer der Räume 27 und 28 vorgesehen wird.
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In dem in den 13 und 14 veranschaulichten Beispiel ist nur der Raum 28 vorgesehen. Der Raum 28 ist auf einer inneren Umfangsflächenseite des Umgehungskanals 19, der eine Schleifenform - aufweist, angeordnet. Beim Durchlaufen des schlaufenförmigen Umgehungskanals 19 bewegen sich in der Luft enthaltene Fremdstoffe, wie Wasser und Verunreinigungen, durch eine Zentrifugalkraft zu einer äußeren Umfangsflächenseite und wandern entlang der äußeren Umfangsfläche. Da die innere Umfangsflächenseite des Umgehungskanals 19 auf der Gehäusevorderseite durch den Raum 28 weitgehend geöffnet wird, besteht keine Gefahr eines Blockierens durch die Fremdstoffe, und es ist möglich, einen stabilen Luftstrom zu gewährleisten.
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In dem in den 15 und 16 veranschaulichten Beispiel ist nur der Raum 27 vorgesehen. Der Raum 27 ist auf einer äußeren Umfangsflächenseite des Umgehungskanals 19, der eine Schleifenform aufweist, angeordnet. Wie vorstehend beschrieben, bewegen sich in der Luft enthaltene Fremdstoffe durch eine Zentrifugalkraft zur Seite der äußeren Umfangsfläche und wandern entlang der äußeren Umfangsfläche, wenn sie den schlaufenförmigen Umgehungskanal 19 durchlaufen. Da die äußere Umfangsflächenseite des Umgehungskanals 19 auf der Gehäusevorderseite durch den Raum 27 weitgehend geöffnet wird, ist es für die Fremdstoffe leicht, durch diesen hindurchzuströmen, und es ist möglich, einen stabilen Luftstrom zu gewährleisten.
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17 ist eine Ansicht, die noch ein weiteres konkretes Beispiel für die Ausführungsform veranschaulicht. In dieser Ausführungsform ist es nicht erforderlich, die Konfiguration vorzusehen, in der die Räume 27 und 28 parallel zum Luftstrom 20 im Umgehungskanal 19 vorgesehen sind, wie in 12 veranschaulicht, und es ist nicht notwendig, die Konfiguration vorzusehen, in der die Räume 27 und 28 konstante Querschnitte aufweisen. So kann beispielsweise der Raum eine komplexe Form aufweisen, wie eine Form, deren Querschnitt allmählich in Richtung einer Auslassseite des Umgehungskanals 19 verengt wird, und eine Form, deren Querschnitt vergrößert wird, nachdem er verengt wurde, wie in 17 veranschaulicht.
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18 ist eine Ansicht, die noch ein weiteres konkretes Beispiel für die Ausführungsform veranschaulicht. In dem oben beschriebenen konkreten Beispiel sind die gegenüberliegende Fläche 23a und die nicht gegenüberliegenden Flächen 27a und 28a des Vorsprungs 23 so angeordnet, dass sie parallel zueinander mit der Stufe dazwischen verlaufen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Wie beispielsweise in 18 veranschaulicht, können geneigte Flächen 23b und 23c an Stellen auf beiden Seiten der gegenüberliegenden Fläche 23a in Richtung der Umgehungskanalbreite 34 vorgesehen werden. Die geneigten Flächen 23b und 23c werden allmählich in eine Richtung geneigt, in der sie sich von der Gehäusevorderseite lösen, wenn sie sich von der gegenüberliegenden Fläche 23a zu einer Außenseite in Richtung der Umgehungskanalbreite 34 verlagern. Auch bei dieser Konfiguration ist es möglich, die Räume 27 und 28 zu bilden, durch die Luft auch auf beiden Seiten des Vorsprungs 23 in Richtung der Umgehungskanalbreite 34 zusätzlich zur Drossel 24 strömt, und es ist möglich, die Querschnittsfläche des Umgehungskanals 19 auf der Gehäusevorderseite im Vergleich zu der des verwandten Standes der Technik zu vergrößern, um eine größere Querschnittsfläche zu sichern.
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Daher ist es möglich, eine Differenz zwischen der Querschnittsfläche S1 des ersten Kanalabschnitts auf der Gehäusevorderseite und der Querschnittsfläche S2 des zweiten Kanalabschnitts auf der Gehäuserückseite zu verringern und eine Druckdifferenz zwischen der auf der Gehäusevorderseite strömenden Luft und der auf der Gehäuserückseite strömenden Luft zu verringern. Es ist deshalb möglich, die Druckdifferenz zu verringern, indem der Verlust des Luftstroms reduziert wird, um zu bewirken, dass mehr Luft zur Gehäusevorderseite strömt, und es ist möglich, die Umwälzung 33 des Stroms um das Chip-Gehäuse 21 herum zu unterdrücken. Im Übrigen ist es nicht notwendig, sowohl den Raum 27 als auch den Raum 28 vorzusehen, aber mindestens einer von ihnen kann vorgesehen werden.
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19 ist eine Ansicht, die noch ein weiteres konkretes Beispiel für die Ausführungsform veranschaulicht. Obwohl das Beispiel, in dem sowohl die gegenüberliegende Fläche 23a als auch die nicht gegenüberliegenden Flächen 27a und 28a an den Stellen gegenüber dem Chip-Gehäuse 21 angeordnet sind, in jedem der oben beschriebenen konkreten Beispiele beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt und kann eine beliebige Konfiguration aufweisen, solange es möglich ist, die Querschnittsfläche des ersten Kanalabschnitts auf der Gehäusevorderseite im Vergleich zu dem des verwandten Standes der Technik zu erweitern.
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Daher ist es möglich, die gleichen Effekte zu erzielen, indem die Kanalabschnitte 29 und 30 auf beiden Seiten der gegenüberliegenden Fläche 23a gegenüber der gesamten Fläche des Chip-Gehäuses 21 in Richtung der Umgehungskanalbreite 34 vorgesehen werden und die Räume 27 und 28 unter Beibehaltung einer Drosselbreite vorgesehen werden, die der Umgehungskanalbreite 34 entspricht, wie beispielsweise in 19 veranschaulicht. In dem in 10 dargestellten Aufbau ist es möglich, den Umgehungskanal 19 zu verkleinern. Andererseits ist es in dem in 19 veranschaulichten Aufbau möglich, die Umwälzung 33 der Strömung auf die gleiche Weise zu unterdrücken, auch wenn es schwierig ist, die Größe des Vorsprungs 23 aufgrund der Beziehung einer Anschnittposition zu reduzieren, wie zum Beispiel in einem Fall, in dem der Vorsprung 23 durch Spritzgießen eines Kunststoffs gebildet wird.
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20 ist eine Beziehungsdarstellung, die erhalten wird, indem ein minimaler Durchflussmengenwert unter Pulsation in Übereinstimmung mit einer Bedingung des Verhältnisses der Querschnittsfläche der Seite der Durchflusserfassungseinheit und der Querschnittsfläche der Gehäuserückseite aufgetragen wird.
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Wie in 20 veranschaulicht, wird bei Annahme der Querschnittsfläche S1 des schmalsten Abschnitts auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 und der Querschnittsfläche S2 des schmalsten Abschnitts auf der Gehäuserückseite ein Querschnittsflächenverhältnis so eingestellt, dass S1 /(S1 + S2) 0,25 oder mehr beträgt. Unter dieser Bedingung ist die Trägheitskraft der durch die Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 strömenden Luft größer als die durch die Druckdifferenz erzeugte Kraft, so dass es möglich ist, die Umwälzung 33 des Luftstroms um das Chip-Gehäuse 21 herum, der von der Gehäuserückseite zur Gehäusevorderseite strömt, zu unterdrücken, und Qmin kann auf null oder größer eingestellt werden. Es ist daher möglich, das Auftreten eines Rückflusses unter dem Pulsationszustand während des Betriebs im niedrigen Leerlauf zu unterdrücken, und damit ist es möglich, das Pulsationsverhalten weiter zu verbessern.
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Das Querschnittsflächenverhältnis zwischen der Querschnittsfläche S1 auf der Gehäusevorderseite und der Querschnittsfläche S2 auf der Gehäuserückseite ist so eingestellt, dass S1 /(S1 + S2) 0,5 oder weniger (0,25 ≤ S1 /(S1 + S2) ≤ 0,5) im Sinne der Verhinderung der Luftumwälzung 33 ist, bei der Luft vom zweiten Kanalabschnitt auf der Gehäuserückseite zum ersten Kanalabschnitt auf der Gehäusevorderseite strömt. Insbesondere wird das Querschnittsflächenverhältnis auf 0,35, bei dem es sich um ein Querschnittsflächenverhältnis handelt, das bewirkt, dass Qmin sich einem konstanten Wert annähert, oder weniger eingestellt, wie in 20 veranschaulicht (0,25 ≤ S1 /(S1 + S2) ≤ 0,35).
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Darüber hinaus wurde in jedem der oben beschriebenen konkreten Beispiele der Fall beschrieben, in dem die Querschnittsfläche S1 des schmalsten Abschnitts auf der Gehäusevorderseite aufgrund des Vorsprungs 23 kleiner als die Querschnittsfläche S2 des schmalsten Abschnitts auf der Gehäuserückseite ist und die Luftumwälzung 33, bei der Luft von der Gehäuserückseite zur Gehäusevorderseite strömt, während des Betriebs im niedrigen Leerlauf verhindert wird. Es besteht jedoch auch ein Risiko dahingehend, dass eine Umwälzung auftritt, bei der Luft vom ersten Kanalabschnitt auf der Gehäusevorderseite zum zweiten Kanalabschnitt auf der Gehäuserückseite, strömt, so dass die Durchflusserfassungseinheit 22 die Durchflussmenge der Luft in Abhängigkeit vom Querschnittsflächenverhältnis der schmalsten Abschnitte auf der Gehäusevorderseite und auf der Gehäuserückseite fehlerhaft erfasst.
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Daher wird ein Teilungsverhältnis so eingestellt, dass ein Flächenverhältnis S1 /(S1 + S2) zwischen der Querschnittsfläche S1 des schmalsten Abschnitts auf der Gehäusevorderseite und der Querschnittsfläche S2 des schmalsten Abschnitts auf der Gehäuserückseite 0,75 oder weniger beträgt. Mit einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Umwälzung, in der Luft von der Gehäusevorderseite der Verpackung zur Gehäuserückseite strömt, zu unterdrücken, um die fehlerhafte Erfassung durch die Durchflusserfassungseinheit 22 zu verhindern und um die Ansaugluft-Durchflussmenge im Fall einer niedrigen Strömungspulsation mit hoher Genauigkeit zu messen.
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Gemäß dem thermischen Durchflussmesser der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird nicht nur verhindert, dass Fremdstoffe die Gehäusevorderseite erreichen, sondern auch dass die Grenzschicht der Durchflusserfassungseinheit 22 durch das Vorsehen des Vorsprungs 23 auf der Gehäusevorderseite reduziert wird, so dass es möglich ist, die Erfassungsgenauigkeit der niedrigen Durchflussmenge zu verbessern und die Umwälzung des Luftstroms um die Durchflusserfassungseinheit 22 zwischen der Gehäusevorderseite und der Umgehungsrückseite zu unterdrücken. Somit ist es möglich, die fehlerhafte Erfassung des Rückflusses durch die Durchflusserfassungseinheit 22 zu verhindern und die Ansaugluft-Durchflussmenge im Fall der niedrigen Durchflusspulsation mit hoher Genauigkeit zu messen.
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Zweite Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 21 bis 25 beschrieben. Im Übrigen entfällt eine Beschreibung der gleichen Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform.
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21 ist eine Ansicht, die schematisch eine Konfiguration des thermischen Durchflussmessers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Ein Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, dass der Umgehungskanal 19 einen Aufbau aufweist, der in einen ersten Umgehungskanal und einen zweiten Umgehungskanal 36 in der Mitte davon verzweigt. Bezüglich der in den Umgehungskanal 19 aus dem Umgehungskanaleinlass 40A eingeleiteten Luft strömt ein Teil der Luft durch den ersten Umgehungskanal (der andere Abzweigweg) und wird aus einer Auslassöffnung 35 abgegeben, und die verbleibende Luft strömt in den zweiten Umgehungskanal (ein Abzweigweg) 36, durchläuft einen Abschnitt, in dem das Chip-Gehäuse 21 vorgesehen ist, und wird aus dem Umgehungskanalauslass 40B abgegeben.
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Das bedeutet, dass im thermischen Durchflussmesser 1 der zweiten Ausführungsform der Aufbau der Aufteilung von Luft in den zweiten Umgehungskanal.36 und die Auslassöffnung 35 berücksichtigt wird, bevor die Luft das Chip-Gehäuse 21 erreicht, das die Durchflusserfassungseinheit 22 unterstützt. Eine solcher Abzweigaufbau des Umgehungskanals 19 bewirkt eine Verbesserung des Verschmutzungswiderstands der Durchflusserfassungseinheit 22, da die meisten Verunreinigungen durch eine Trägheitskraft zur Auslassöffnung 35 geleitet werden können.
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Faktoren, die die Umwälzung 33 der Strömung um das Chip-Gehäuse 21 herum bei Pulsation während des Betriebs im niedrigen Leerlauf verursachen, beruhen auf einer durch eine Druckdifferenz erzeugten Kraft, der Trägheitskraft des Luftstroms auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22, und einer Durchflussmenge unmittelbar vor dem Chip-Gehäuse 21. In dem Aufbau, in dem die Luft im Inneren des Umgehungskanals 19 auf den zweiten Umgehungskanal 36 und die Auslassöffnung 35 aufgeteilt wird, ist es notwendig, die Durchflussmenge der Luft nach der Aufteilung durch eine solche Aufteilung weiter zu berücksichtigen.
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21 ergibt sich durch das Auftragen eines minimalen Durchflussmengenwerts unter Pulsation, wenn eine Bedingung eines Querschnittsflächenverhältnisses A1/(A1 + A2)*S1/(S1 + S2) geändert wird, wobei davon ausgegangen wird, dass eine Querschnittsfläche eines Zweigabschnitts 39 zum zweiten Umgehungskanal 36, in dem Luft zur Seite des zweiten Umgehungskanals 38 strömt, A1 ist und eine Querschnittsfläche eines Abschnitts, in dem Luft zur Auslassöffnung 35 strömt, A2 ist.
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Wie aus 22 ersichtlich ist, kann Qmin durch Einstellen des Teilungsverhältnisses auf null oder mehr eingestellt werden, so dass das Querschnittsflächenverhältnis A1/(A1 + A2)*S1/(S1 + S2) 0,25 oder mehr beträgt. Dies liegt daran, dass die Trägheitskraft auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 größer als die durch die Druckdifferenz erzeugte Kraft ist, so dass die Umwälzung 33 des Luftstroms um das Chip-Gehäuse 21 herum unterdrückt werden kann.
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Das Querschnittsflächenverhältnis A1 /(A1 + A2)*S1 /(S1 + S2) ist auf 0,5 oder weniger im Sinne der Verhinderung der Luftumwälzung 33 eingestellt, in der die Luft von der Gehäuserückseite zur Gehäusevorderseite strömt (0.25 ≤A1/(A1 + A2)*S1 /(S1 + S2) ≤ 0,5). Vorzugsweise wird das Querschnittsflächenverhältnis auf 0,35, wobei es sich um ein Querschnittsflächenverhältnis handelt, das dazu führt, dass Qmin sich einem konstanten Wert annähert, oder weniger eingestellt, wie in 21 veranschaulicht (0,25 ≤ A1/(A1 + A2)*S1/(S1 + S2) ≤ 0,35).
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Darüber hinaus kann das Querschnittsflächenverhältnis A1/(A1 + A2)*S1/(S1 + S2) auf 0,75 oder weniger eingestellt werden. Mit einer solchen Einstellung ist es möglich, die Umwälzung, bei der die vom ersten Kanalabschnitt auf der Gehäusevorderseite zum zweiten Kanalabschnitt auf der Gehäuserückseite strömt, zu unterdrücken, um die fehlerhafte Erfassung durch die Durchflusserfassungseinheit 22 zu verhindern, und die Ansaugluft-Durchflussmenge mit hoher Genauigkeit unter dem Zustand der Pulsation mit niedrigem Durchfluss zu messen.
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Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Umwälzung 33 des Luftstroms um das Chip-Gehäuse 21 herum auch in dem Aufbau zu unterdrücken, in dem die in den Umgehungskanal eingeleitete Luft in den ersten Umgehungskanal und den zweiten Umgehungskanal 36 aufgeteilt ist, und ist es möglich, die Pulsationsmerkmale weiter zu verbessern.
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Die 23, 24 und 25 sind Ansichten, die weitere konkrete Beispiele für die vorliegende Ausführungsform veranschaulichen. Obwohl der Fall, dass es zwei Abzweigstellen für die Verzweigung der Ansaugluft im Umgehungskanal 19 gibt, im oben beschriebenen konkreten Beispiel beschrieben wurde, ist es möglich, einen Fall mit drei oder mehr Abzweigstellen für die Verzweigung in ähnlicher Weise zu berücksichtigen. In diesem Fall können die gleichen Effekte erzielt werden, indem man S11 /(S1 1 + S21 )*S1 2/(S1 2 + S22) *...* S1 k/(S1 k + S2k) auf 0,25 oder mehr setzt. Hier stellt k die Anzahl der Abzweigstellen für die Verzweigung dar, S11 bis S1k stellen Kanalquerschnittsflächen auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 an den jeweiligen Abzweigstellen dar, und S21 bis S2k stellen Querschnittsflächen auf der der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 gegenüberliegenden Seite an den jeweiligen Abzweigstellen dar.
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Als Fall, in dem es drei oder mehr Abzweigungen gibt, gibt es einen Fall, in dem ein Wasserablaufloch 41 vorgesehen ist, um zu verhindern, dass Wasser, das in den Umgehungskanal 19 gelangt, die Durchflusserfassungseinheit 22 erreicht, sowie ein dritter Umgehungskanal 43, der den zweiten Umgehungskanal 36 und das Wasserablaufloch 41 verbindet, der beispielsweise wie in 23 dargestellt vorgesehen ist.
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Darüber hinaus gibt es einen Fall, in dem der dritte Umgehungskanal 43, in dem ein Feuchtesensor 44 vorgesehen ist, wie in 24 veranschaulicht, vorgesehen ist, um den Einfluss, auf die Durchflusserfassungseinheit 22 zu unterdrücken, wenn der thermische Durchflussmesser 1 einstückig mit dem Feuchtesensor vorgesehen ist. Darüber hinaus gibt es einen Fall, in dem ein vierter Umgehungskanal vorgesehen ist, wenn zusätzlich ein Drucksensor vorgesehen ist, obwohl nicht dargestellt. Selbst in dem Fall, in dem auf diese Weise drei oder mehr Abzweigungen im Umgehungskanal 19 vorgesehen sind, ist es möglich, die Umwälzung 33 des Luftstroms um das Chip-Gehäuse 21 herum unter Pulsation während des Betriebs im niedrigen Leerlauf zu unterdrücken und die Pulsationsmerkmale zu verbessern.
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Darüber hinaus kann als ein in drei Teile verzweigter Aufbau eine Trennwand 45 im Umgehungskanal 19 vorgesehen werden, wie beispielsweise in 25 veranschaulicht. Dieser Fall kann ähnlich wie die vorherigen Ausführungsformen betrachtet werden. Das heißt, wenn davon ausgegangen wird, dass eine Querschnittsfläche des schmalsten Abschnitts (Drossel 24) auf der Seite der Durchflusserfassungseinheit 22 S1 ist, eine Querschnittsfläche des schmalsten Abschnitts auf einer Seite, der durch die Trennwand 45 auf der Gehäuserückseite unterteilt ist, S2 ist und eine Querschnittsfläche des schmalsten Abschnitts auf der anderen Seite S3 ist, ist es möglich, die gleichen Effekte zu erzielen, selbst wenn S1/(S1 + S2 + S3) eine Beziehung von 0,25 oder mehr erfüllt.
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Obwohl der Aufbau des Chip-Gehäuses, in dem ein Teil des Durchflusserfassungselements mit Harz versiegelt ist, als Trägerabschnitt zum Tragen der Durchflusserfassungseinheit 22 in den oben beschriebenen jeweiligen Ausführungsformen veranschaulicht wurde, können andere Aufbauten, wie beispielsweise ein Keramiksubstrat, eine Leiterplatte und ein Kunststoffformkörper, der Luft aufteilt und das Durchflusserfassungselement trägt, verwendet werden.
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Wie vorstehend beschrieben, sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden, wobei aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Konstruktionsänderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesentlichen der in den Ansprüchen dargelegten vorliegenden Erfindung abzuweichen. So wurden beispielsweise die oben beschriebenen Ausführungsformen ausführlich beschrieben, um die vorliegende Erfindung leicht verständlich zu beschreiben, und sind nicht unbedingt auf eine solche beschränkt, die die gesamte oben beschriebene Konfiguration umfasst. Darüber hinaus können einige Konfigurationen einer bestimmten Ausführungsform durch Konfigurationen einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, und ferner kann eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform zu einer Konfiguration einer bestimmten Ausführungsform hinzugefügt werden. Darüber hinaus kann das Hinzufügen, Entfernen oder Ersetzen anderer Konfigurationen in Bezug auf einige Konfigurationen jeder Ausführungsform erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- thermischer Durchflussmesser
- 2
- PCV (positive Kurbelgehäuseentlüftung)
- 3
- Ansaugkrümmer
- 4
- Luftfilter
- 5
- Kurbelgehäuse
- 6
- Durchblase-Gasleitung
- 7
- frische Ansaugluft
- 8
- Durchblase-Gas
- 9
- Drosselklappe
- 10
- Kolben
- 11
- Auslasskrümmer
- 12
- Einspritzventil
- 13
- Verbindungsstange
- 14
- Ansaugventil
- 15
- Auslassventil
- 16
- Ansauglufttemperatursensor
- 17
- Ansaugkörper
- 18
- Hauptkanal
- 19
- Umgehungskanal
- 20
- Luftstrom
- 21
- Chip-Gehäuse (Trennabschnitt)
- 22
- Durchflusserfassungseinheit
- 23
- Vorsprung
- 24
- Drossel
- 25
- Luftstrom auf der Gehäusevorderseite
- 26
- Luftstrom auf der Gehäuserückseite
- 27
- Raum
- 28'
- Intervall
- 31
- Durchflussmenge im Körper 17
- 32
- erfasste Durchflussmenge eines konventionellen thermischen Durchflussmessers
- 33
- Luftumwälzung
- 34
- Umgehungskanalbreite
- 35
- Auslassöffnung
- 36
- zweiter Umgehungskanal
- 37
- Strom zur Auslassöffnung
- 38
- Strom zum zweiten Umgehungskanal
- 39
- Abzweigabschnitt zum zweiten Umgehungskanal
- 40
- Umgehungskanaleinlass
- 41
- Wasserablaufloch
- 42
- Abzweigabschnitt zum dritten Umgehungskanal
- 43
- dritter Umgehungskanal
- 44
- Feuchtesensor
- 45
- Trennwand
- 46
- erster Strom auf der Gehäuserückseite
- 47
- zweiter Strom auf der Gehäuserückseite
