DE19624493A1 - Temperaturermittlungsgerät und dessen Anwendung in einem Strömungsmeßgerät der thermischen Art - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Temperaturermittlungsgerät und ein Strömungsmeßgerät der thermischen Art, genauer auf eine Einbauart eines Temperatursensors in ein Strömungsmeßgerät der thermischen Art.

Ein herkömmliches Strömungsmeßgerät der thermischen Art ist bekannt als ein in ein Fahrzeug eingebautes Strömungsmeßgerät, um die von einem Motor angesaugte Luftmenge zu messen. Unter verschiedenen Arten solcher Strömungsmeßgeräte der thermischen Art wird bei einem Strömungsmeßgerät der thermischen Art mit einem Funktionsabschnitt, in den ein elektronischer Schaltkreisabschnitt und ein Sensorabschnitt in einen Strömungskanal des thermischen Strömungsmeßgeräts einstückig eingebaut sind, der Einfluß aufgrund von Exzentrizität und Turbulenz der Luftströmung an der stromaufwärtigen Seite mittels Verbesserung des Einbauwirkungsgrades in den Motor begleitet durch einen verkleinerten Körper reduziert. Zur Reduzierung des Gewichts ist der Funktionsabschnitt in einem aus Harz ausgebildeten Gehäuseelement angeordnet und weiterhin ist ein Ansauglufttemperatursensor zur Messung der Temperatur der durch den Strömungskanal tretenden Ansaugluft mit dem Gehäuseelement einstückig ausgebildet, wodurch die Montageleistung des Ansauglufttemperatursensors verbessert wird.

Da jedoch bei einem solchen thermischen Strömungsmeßgerät der Ansauglufttemperatursensor zur Ermittlung der Temperatur der durch den Strömungskanal tretenden Ansaugluft an einer Stelle nahe eines im Gehäuseelement untergebrachten Elektronikschaltkreises vorgesehen ist, wird der Ansauglufttemperatursensor durch die von dem Elektronikschaltkreis erzeugte Wärme erwärmt, was zu einem Fehler bei einem angezeigten Wert des Ansauglufttemperatursensors führt. Aus diesem Grund wurde ein Verfahren vorgeschlagen, den Ansauglufttemperatursensor an einer vom Elektronikschaltkreis entfernt liegenden Stelle vorzusehen.

Da jedoch gemäß dem Verfahren, den Ansauglufttemperatursensor entfernt vom Elektronikschaltkreis vorzusehen, das das Funktionsteil aufnehmende Gehäuseelement mit dem das Temperatursensorelement aufnehmenden Ansauglufttemperatursensor einstückig ausgebildet ist, kann es in Abhängigkeit von der Position des Ansauglufttemperatursensors schwierig sein, das Gehäuseelement mit dem Ansäuglufttemperatursensor von der Gesenkeinheit freizugeben, wenn das Gehäuseelement geformt wird. Folglich ist die Gesenkeinheit zur Ausbildung des Gehäuseelements kompliziert, die Anzahl der separaten Gesenkformen erhöht sich und die Kosten zur Herstellung des thermischen Strömungsmeßgeräts erhöhen sich.

Deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Temperaturermittlungsgerät und ein Strömungsmeßgerät der thermischen Art, welches dieses verwendet, zu schaffen, das dazu in der Lage ist, einen Fehler des angezeigten Wertes zu reduzieren und auch die Herstellkosten zu reduzieren, indem der Einbauwirkungsgrad verbessert wird.

Erfindungsgemäß umfaßt ein Temperaturermittlungsgerät ein Stützelement, das aus Harz hergestellt und in einem Luftkanal angeordnet ist, einen in dem Stützelement gehaltenen Temperatursensor und ein Paar leitender Elemente, die aus Metall hergestellt und in dem Stützelement eingebettet sind. Das Stützelement weist eine zur Ansaugluftströmung parallele Fläche auf. Das Paar leitender Elemente ist mit dem Temperatursensor elektrisch verbunden. Ein Gußabschnitt ist an dem Stützelement derart ausgebildet, daß er sich entlang der Ansaugluftströmung erstreckt und den Temperatursensor an dessen stromaufwärtigen Seite sowie das Paar leitender Elemente aufnimmt. Das leitende Element umfaßt einen ersten Verlaufsabschnitt, der sich in dem Gußabschnitt entlang der Luftströmung erstreckt, und einen zweiten Verlaufsabschnitt, der sich von dem ersten Verlaufsabschnitt in das Stützelement hinein erstreckt.

Da gemäß diesem Aufbau der Temperatursensor in dem Gußabschnitt an der stromaufwärtigen Seite angeordnet ist und die Ansaugluft von der Seite des Temperatursensors eingeführt wird, wird die Übertragung der durch das Stützelement geleiteten Wärme zum Temperatursensor unterdrückt, wodurch der Fehler des durch den Temperatursensor angezeigten Wertes reduziert wird, der aufgrund der durch den Stützkörper geleiteten Wärme verursacht wird.

Wenn der Temperatursensor im Luftkanal ausgesetzt und an der stromaufwärtigen Seite der Wärmequelle, etwa ein Elektronikschaltkreis, angeordnet ist, kann die Wärmekapazität des Temperatursensorelements reduziert werden und die von der Wärmequelle zu dem Temperatursensor geleitete Wärme kann auf die Luft übertragen werden, wodurch der Fehler des durch den Temperatursensor angezeigten Wertes reduziert wird, der aufgrund der durch den erwärmenden Körper zum Temperatursensor geleiteten Wärme verursacht wird. Da der einfache Aufbau eingesetzt wird, bei dem das Temperatursensorelement an der stromaufwärtigen Seite der Wärmequelle angeordnet ist, kann zusätzlich der Aufbau der Gesenkeinheiten vereinfacht werden, sogar dann, wenn z. B. der Temperatursensor einstückig mit dem Stützelement ausgeformt wird. Entsprechend können eine Erhöhung der Anzahl der separaten Gesenkformen und Schwierigkeiten beim Freigeben des Stützelements vermieden werden, und die Herstellkosten können auch reduziert werden.

Wenn ein Luftspalt zwischen dem Temperatursensor und der Wärmequelle gebildet ist, wird die von der Wärmequelle abgeleitete Wärme von der Übertragung auf das Temperatursensorelement abgehalten. Das heißt, nachdem die von der Wärmequelle abgeleitete Wärme nicht einfach auf das Temperatursensorelement des Temperatursensors übertragen wird, hat der Luftspalt die Auswirkung, den Fehler des angezeigten Wertes des Temperatursensors durch die von der Wärmequelle auf das Temperaturelement geleitete Wärme zu reduzieren. Weil der Wärmeisolationsaufbau, wodurch der Temperatursensor am Stützelement befestigt ist, einen Luftspalt zwischen dem Temperatursensor und der Wärmequelle umfaßt, kann außerdem ein einfacher Aufbau erhalten werden, selbst wenn z. B. der Wärmeisolationsaufbau mit dem Stützelement einstückig gefertigt ist. Aus diesem Grund können ein Anstieg der Anzahl der separaten Gesenkformen und Schwierigkeiten beim Freigeben des Stützelements mit dem Temperatursensor vermieden werden, und die Herstellkosten können auch reduziert werden.

Wenn der Luftspalt zwischen dem Stützelement und dem Luftsensor ausgebildet ist, wird die Wärmeleitung zwischen dem erwärmenden Körper und dem Temperatursensor verhindert. Dieser Spalt kann den Kontaktbereich zwischen der Wärmequelle und dem Stützelement reduzieren. Auf diese Art wird verhindert, daß die Wärme von der Wärmequelle zu dem an dem Stützelement befestigten Temperatursensor geleitet wird, weil der Spalt die Weiterleitung der durch die Wärmequelle erzeugten Wärme zu dem Stützelement unterbricht. Folglich wird der Fehler des angezeigten Wertes des Temperatursensors durch die vom erwärmenden Körper abgeleitete Wärme reduziert. Weil der Wärmeisolationsaufbau durch den Luftspalt zwischen dem Stützelement zur Stützung der Wärmequelle und dem erwärmenden Körper gebildet wird, kann der Spalt außerdem z. B. einfach durch die Ausbildung einer Vielzahl von Vorsprüngen zwischen dem Stützelement und der Wärmequelle gebildet werden. Da die Gesenkeinheiten im Aufbau vereinfacht werden können, selbst wenn mehrere Vorsprünge mit dem Stützelement einstückig gebildet werden, können dementsprechend eine Erhöhung der Anzahl der separaten Gesenkformen zur Bildung des Spaltes und Schwierigkeiten beim Freigeben des Stützelements verhindert werden, und die Herstellkosten können auch reduziert werden.

Wenn weiterhin das obige Temperaturermittlungsgerät in einem Strömungsmeßgerät der thermischen Art angewendet wird, reduziert der in das Strömungsmeßgerät der thermischen Art befestigte Temperatursensor den Fehler des angezeigten Wertes, der durch die von der Wärmequelle erzeugte Wärme entsteht. Aus diesem Grund kann der Ansauglufttemperatursensor die Temperatur des durch den Hauptkanal strömenden Fluids exakt erfassen, beispielsweise eine elektrische Steuereinheit oder Ahnliches kann die Zündzeitpunktsteuerung eines Motors oder Ähnliches auf der Grundlage der ermittelten Daten exakt regeln, die von der Ausgabe des Ansauglufttemperatursensors erhalten werden.

Die Aufgabe und andere Merkmale der Erfindung werden im Verlauf deren Beschreibung offensichtlich, welche nun folgt.

Diese Aufgabe, andere Merkmale und Eigenschaften der Erfindung werden bei Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, den angefügten Ansprüchen und Zeichnungen erkannt, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden, wobei bei den Zeichnungen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Strömungsmeßgeräts der thermischen Art eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Strömungsmeßgeräts der thermischen Art eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zeigt; und

Fig. 5 eine Schnittansicht ist, die einen Hauptabschnitt eines Strömungsmeßgeräts der thermischen Art eines dritten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zeigt.

Bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen sind nachfolgend verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beschrieben.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel mißt ein Strömungsmeßgerät der thermischen Art die von einem Motor angesaugte Luftmenge und ist in einer Röhre vorgesehen, die einen Ansaugluftkanal hat, der an der stromabwärtigen Seite eines Luftreinigungselements ausgebildet ist. Wie in den Fig. 1 und 2 abgebildet, ist eine Sensoreinheit 10, welche ein Hauptteil des Strömungsmeßgeräts der thermischen Art bildet, an einer Röhre 1 montiert.

Die Röhre 1 umfaßt einen ersten zylindrischen Körper 3, der einen Hauptkanal 2 als Fluidkanal hat, und einen zweiten zylindrischen Körper 5, der eine Öffnung 4 zum Einführen der Sensoreinheit 1 hat. Dieser erste zylindrische Körper 3 und der zweite zylindrische Körper 5 sind einstückig aus Harz geformt.

Die Sensoreinheit 10 ist fest in den zweiten zylindrischen Körper 5 eingebaut. Die Sensoreinheit 10 bildet einen Hauptteil des Strömungsmeßgeräts der thermischen Art und umfaßt ein Zentralelement 11, das in einem eingebauten Zustand in der Mitte des Hauptkanals 2 angeordnet ist, einen Strömungsermittlungsabschnitt 8, um die Luftstromrate zu ermitteln, eine Rippe 12, welche das Zentralelement 11 im Hauptkanal 2 stützt, ein aus Metall hergestelltes Schaltkreisgehäuse 25, das an der Rippe 12 befestigt ist und einen Elektronikschaltkreis 13 aufnimmt (der später beschrieben wird), einen an der Rippe 12 befestigten Elektronikschaltkreis 13, der Signale von dem Strömungsermittlungsabschnitt 8 steuert und verarbeitet, einen Einbauabschnitt 14, um die Sensoreinheit 10 an der Röhre 1 zu befestigen, einen an der Rippe 12 befestigten Ansauglufttemperatursensor 30 zur Ermittlung der Temperatur der durch den Hauptkanal 2 strömenden Ansaugluft und einen mechanischen Steckerabschnitt 15, um den Elektronikschaltkreis 13 mit dem Temperatursensor 30 elektrisch zu verbinden.

Das Zentralelement 11 ist in einer Kapselform gebildet, wobei sein Außendurchmesser in Strömungsrichtung allmählich zunimmt. Das Zentralelement 11 ist im mittleren Teil des ersten zylindrischen Körpers 3 derart angeordnet, daß sich der Querschnitt des Hauptkanals 2 verringert, der um den Umfang des Zentralelements 11 ausgebildet ist. Ein in dem Zentralelement 11 ausgebildeter Umgehungskanal 16 umfaßt einen Kanal 16a mit großem Durchmesser an einer stromaufwärtigen Seite, einen Kanal 16b mit kleinem Durchmesser an einer stromabwärtigen Seite und einen Stufenabschnitt 17 zwischen dem Kanal 16a mit großem Durchmesser und dem Kanal 16b mit kleinem Durchmesser. Ein Bereich des stromabwärtigen Umgehungskanals, der durch den Kanal 16b mit kleinem Durchmesser gebildet wird, ist kleiner als der des strömungseingangsseitigen Umgehungskanals, der durch den Kanal 16a mit großem Durchmesser an der stromaufwärtigen Seite des Stufenabschnittes 17 gebildet wird. Der Umgehungskanal 16 dreht sich an der stromabwärtigen Seite des Strömungsermittlungsbereichs 8 herum, und ein Umgehungskanal 16c, der einen C-förmigen Querschnitt hat, der umgedreht ist und zur stromaufwärtigen Seite zurückführt, bildet um den äußeren Umfang des Zentralelements 11 an der stromaufwärtigen Seite des Strömungsermittlungsabschnittes 8 einen Umgehungsauslaßabschnitt 18. Der Umgehungskanal 16 ist am Umgehungsauslaßabschnitt 18 mit dem Hauptkanal 2 verbunden. Der Umgehungsauslaßabschnitt 18 öffnet sich, wie in Fig. 2 dargestellt, über nahezu den gesamten Umfang des Umgehungskanals 16c, außer an dem Abschnitt, an dem die Rippe 12 ausgebildet ist.

Der Strömungsermittlungsabschnitt 8 umfaßt einen Strömungsmeßwiderstand 21 und einen Temperaturkompensationswiderstand 22 und diese Widerstände 21 und 22 sind in dem kleinen Kanal 16b angeordnet und werden durch Stützelemente 35 und 36, senkrecht bezüglich der Strömungsrichtung des Kanals 16b mit dem kleinen Durchmesser, gestützt.

Die Rippe 12 als stützendes Element stützt das Zentralelement 11 derart, daß das Zentralelement 11 ungefähr in der Mitte des Hauptkanals 2 angeordnet ist. Die Rippe 12 wird in eine Öffnung 4 des zweiten zylindrischen Körpers 5 in dessen Öffnungsrichtung eingeführt.

Der Einbauabschnitt 14 hält das Zentralelement 11, die Rippe 12, das Elektronikschaltkreisgehäuse 25 und den Steckerabschnitt 15 an der Röhre 1 und ist an einem Flansch 26 des zweiten zylindrischen Körpers 5 der Röhre 1 befestigt. Das bedeutet, daß das Zentralelement 11, das am Einbauabschnitt 14 mittels der Rippe 12 gehalten wird, einfach durch Befestigen des Einbauabschnittes 14 der Sensoreinheit 10 am zweiten zylindrischen Körper 5 ungefähr in der Mitte des Hauptkanals 2 angeordnet werden kann. Das heißt, daß der Strömungsermittlungsabschnitt 8 des Strömungsmeßgeräts der thermischen Art durch Einführen und Einbauen der Sensoreinheit 10 in der Öffnung des an der Röhre 1 ausgebildeten zweiten zylindrischen Körpers 5 eingebaut und angeordnet werden kann.

Der Elektronikschaltkreis 13 als erwärmender Körper umfaßt einen (nicht gezeigten) elektronischen Regelkreis, der mit dem Strömungsmeßwiderstand 21 und dem Temperaturkompensationswiderstand 22 elektrisch verbunden ist und im Elektronikschaltkreisgehäuse 25 untergebracht ist. Weiterhin ist das Elektronikschaltkreisgehäuse 25, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, in einem in der Rippe 12 ausgebildeten konkaven Abschnitt 12b mittels Klebstoff oder Ähnlichem befestigt und sein Umfang ist mit einer Abdeckung 27 abgedeckt. Demgemäß befindet sich eine Einbaufläche 25a des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 in engem Kontakt mit dem konkaven Abschnitt 12b.

Der Regelkreis weist eine Vielzahl von aktiven elektronischen Teilen wie (nicht gezeigte) Halbleiter und eine Vielzahl von passiven elektronischen Teilen wie Widerstände und Kondensatoren oder Ähnliches (nicht gezeigt) auf, die von einer Stromquellenspannung angesteuert werden, welche über einen Stecker (der später beschrieben wird) angelegt ist. Deshalb erzeugt der Elektronikschaltkreis 13, wenn der Regelschaltkreis betrieben wird, gemäß dem Aufbau des Regelschaltkreises Wärme durch die Umwandlung von elektrischer Energie, die von jedem seiner elektronischen Teile erzeugt wird, in thermische Energie. Die beträchtliche Wärmemenge wird zur Außenseite vom Elektronikschaltkreisgehäuse 25 abgeleitet. Demgemäß wird die vom Elektronikschaltkreisgehäuse 25 abgeleitete Wärme zur Rippe 12, zur Abdeckung 27 oder Ähnlichem geleitet und auf die durch den Hauptkanal 2 strömende Ansaugluft übertragen.

An der Seitenfläche der Rippe 12 an der Rückseite des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 ist ein mit der Rippe 12 einstückig gebildeter Ansauglufttemperatursensor 30 vorgesehen. Der Ansauglufttemperatursensor 30 ist so angeordnet, daß er, wenn er eingebaut ist, der Luft im Hauptkanal 2 ausgesetzt ist. Der Ansauglufttemperatursensor 30 umfaßt in sich ein Temperatursensorelement 31 und weiterhin sind Verbindungsleitungen 31a und 31b des Temperatursensorelements 31, wie in Fig. 3 gezeigt ist, mit Anschlußbändern 28a und 28b elektrisch verbunden, die durch Einstecken in die Rippe 12 gebildet sind.

Der Steckerabschnitt 15 hält (nicht gezeigte) Anschlüsse, die mit dem Elektronikschaltkreis 13 und den Anschlüssen 28a und 28b verbunden sind, die mit einem Temperatursensorelement 31 verbunden sind. Der Steckerabschnitt 15 ist mit dem Einbauabschnitt 14 einstückig aus Harz geformt.

Als nächstes wird eine Einbauart des Ansauglufttemperatursensors 30 unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 detailliert beschrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Ansauglufttemperatursensor 30 als Temperaturermittlungsabschnitt im Hauptkanal 2 angeordnet, so daß der Ansauglufttemperatursensor 30 der durch den Hauptkanal 2 strömenden Luft ausgesetzt ist. Der Ansauglufttemperatursensor 30 ermittelt die Temperatur der Luftströmung im Hauptkanal 2 exakt und überträgt die vom an der Rückseite des Ansauglufttemperatursensors 30 angeordneten Elektronikschaltkreisgehäuse 25 freigegebene Wärme auf die Ansaugluft. Zu diesem Zweck ist das Temperatursensorelement 31 des Ansauglufttemperatursensors 30, wie in Fig. 3 gezeigt ist, im Hauptkanal 2 so ausgesetzt, daß es zur stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft zeigt, ohne daß sein Umfang von einem mit der Rippe 12 einstückig ausgebildeten Sensorgehäuse 30a bedeckt ist. Demgemäß kann das Temperatursensorelement 31 leicht durch die im Hauptkanal 2 strömende Ansaugluft gekühlt werden, indem es auf diese Art im Hauptkanal 2 ausgesetzt ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird die Luft, die durch die vom Elektronikschaltkreis 13 erzeugte Wärme erwärmt wird, kaum auf das Temperatursensorelement 31 übertragen, weil das Temperatursensorelement 31 an der stromaufwärtigen Seite der Ansaugluft des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 des Elektronikschaltkreises 13 angeordnet ist. Deshalb kann der Temperatursensor durch die Ansaugluft mehr abgekühlt werden, obwohl die vom Elektronikschaltkreis 13 erzeugte Wärme von den Verbindungsleitungen 31a und 31b über das Elektronikschaltkreisgehäuse 25, die Rippe 12 und das Sensorgehäuse 30a zum Temperatursensorelement 31 geleitet wird, weil die Ansaugluft vom Spitzenendabschnitt des Temperatursensorelements eingeführt wird. Das heißt, daß weil die von einer Seite der Verbindungsleitungen 31a und 31b des Temperatursensorelements 31 abgeleitete Wärme an die Ansaugluft übertragen wird, welche zur anderen Seite der Verbindungsleitungen 31a und 31b des Temperatursensorelements 31 strömt, kann die von den Verbindungsleitungen 31a und 31b des Temperatursensorelements 31 geleitete Wärme an die Ansaugluft abgegeben werden. Gemäß einem solchen Wärmestrahlungsaufbau kann durch den Einbau des Ansauglufttemperatursensors 30 in die Rippe 12 ein Anstieg der Temperatur des Temperatursensorelements 31 infolge der durch den Regelkreis erzeugten Wärme unterdrückt werden, der Fehler des angezeigten Wertes des Temperatursensorelements wird reduziert und die Ansauglufttemperatur kann mit hoher Genauigkeit gemessen werden.

Weiterhin ist eine komplizierte Gesenkeinheit zur Herstellung nicht erforderlich, selbst wenn die Rippe 12 und der Ansauglufttemperatursensor 30 einstückig geformt werden, da der Ansauglufttemperatursensor 30 zur Außenseite von der Seitenwand 12a an der Rückseite des konkaven Abschnittes 12b der Rippe 12 in einer konvexen Gestalt ausgebildet ist. Demgemäß ist es bei der Ausbildung der Rippe 12 einfach, diese freizugeben, und die Herstellkosten können auch gesenkt werden, da sich die Anzahl der separaten Gesenke vermindert.

Als nächstes wird nun ein Betrieb eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels beschrieben.

In der Fig. 1 wird die Luft durch einen an der stromaufwärtigen Seite der Röhre 1 angebrachten (nicht gezeigten) Luftreiniger in den Hauptkanal 2 eingeführt und strömt in dem Hauptkanal 2 in Fig. 1 von links nach rechts. In diesem Fall erhöht sich die Strömungsrate der durch den Hauptkanal 2 strömenden Luft, weil der Bereich des Hauptkanals durch das Zentralelement 11 gedrosselt wird, ein Unterdruck wird am Umgehungsauslaßabschnitt 18 erzeugt, und es wird gemäß dem Differenzdruck zwischen dem Unterdruck und dem Druck an dem Umgehungseinlaßabschnitt 32 des Umgehungskanals 16 der Luftstrom im Umgehungskanal 16 erzeugt. Der im Umgehungskanal 16 angeordnete Strömungsmeßwiderstand 21 wird durch den Elektronikschaltkreis 13 auf eine bestimmte Differenztemperatur relativ zur Ansauglufttemperatur erwärmt und mißt den Luftdurchsatz im Umgehungskanal 16. Auf diese Weise kann die Strömungsrate der Ansaugluft ermittelt werden.

Außerdem erreicht die in den Hauptkanal 2 eingeführte Ansaugluft das Temperatursensorelement 31 in der Richtung des Spitzenendabschnittes des Temperatursensorelements 31, bevor die Ansaugluft durch die vom Elektronikschaltkreisgehäuse 25 des Elektronikschaltkreises 13 erzeugte Wärme erwärmt wird. Deshalb wird das Temperatursensorelement 31 gekühlt, das durch die vom Elektronikschaltkreis 13 erzeugte Wärme erwärmt wird, und die Ansauglufttemperatur im Hauptkanal 2 kann mit hoher Genauigkeit erfaßt und gemessen werden.

Da der Umgehungseinlaßabschnitt 32 zur Bildung des Umgehungskanals 16 annähernd in der Mitte des Hauptkanals 2 angeordnet ist, sind die Turbulenzen der durch den Umgehungskanal 16 strömenden Luft kleiner als die Turbulenzen der Luftströmung der stromaufwärtigen Seite. Da der Stufenabschnitt 17 an der stromaufwärtigen Seite des Strömungsermittlungsabschnittes 8 im Umgehungskanal 16 ausgebildet ist, wird die Luftströmung der stromaufwärtigen Seite beruhigt, indem sie am Stufenabschnitt 17 gedrosselt wird. Da sich weiterhin der Umgehungsauslaßabschnitt 18 annähernd in einer C-Form über nahezu den gesamten Umfang des Umgehungskanals 16 mit Ausnahme der Rippe 12 gegen einen exzentrischen Luftstrom der stromaufwärtigen Seite öffnet und sich der äußere Durchmesser des Zentralelements 11 weiterhin zur stromabwärtigen Seite ,allmählich aufweitet, so daß er eine Funktion zur Wiedergewinnung der exzentrischen Luftströmung erfüllt, wird die Strömungsrate im Umgehungskanal 16 abgeflacht und kaum durch den exzentrischen Luftstrom von der stromaufwärtigen Seite beeinflußt.

Ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Teile oder Komponenten in Fig. 4, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels im wesentlichen identisch sind, sind mit dem gleichen Bezugszeichen gezeigt.

Gemäß dem in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt das Temperatursensorelement 31 einen Ansauglufttemperatursensor 40, der mit einem Sensorgehäuse 40a abgedeckt ist, und ein Schlitz 43 ist in einem Sensorgehäusekopf 40b ausgebildet, um den Umfang des Temperatursensorelements 31 und die Rippe 12 abzudecken.

Verglichen mit dem Ansauglufttemperatursensor 30 des ersten Ausführungsbeispiels ist der Ansauglufttemperatursensor 40 an einer stromabwärtigen Seite der Ansaugluft vorgesehen. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist der Ansauglufttemperatursenscr 40 annähernd in der Mitte der Rückseite des Elektronikschaltkreises 13 angeordnet. Da ein Umfang des Temperatursensorelements 31 des Ansauglufttemperatursensors 40 außerdem mit dem Sensorgehäusekopf 40b abgedeckt ist, ist das Temperatursensorelement 31 im Gegensatz zum Temperatursensorelement 31 des ersten Ausführungsbeispiels nicht in dem Hauptkanal 2 ausgesetzt.

Da jedoch der Schlitz 43 zwischen einer Seitenwand 12a der Rippe 12, die einstückig mit dem Sensorgehäuse 40a geformt ist, und dem Sensorgehäusekopf 40b ausgebildet ist; wird die vom Elektronikschaltkreis 13 erzeugte Wärme kaum über die Rippe 12 direkt zum Sensorgehäusekopf 40b geleitet. Auf diese Weise wird die vom Regelkreis des (nicht gezeigten) Elektronikschaltkreises 13 erzeugte Warme über das Elektronikschaltkreisgehäuse 25, die Rippe 12, das Sensorgehäuse 40a, den Sensorgehäusekopf 40b und die Verbindungsleitung 31a zum Temperatursensorelement geleitet. Da weiterhin zwischen der Seitenwand 12a der Rippe 12 und dem Sensorgehäusekopf 40a der Schlitz 43 ausgebildet ist, kann der Oberflächenbereich des Sensorgehäusekopfes 40b zum Abdecken des Umfangs des Temperatursensorelements 31 erhöht werden. Gemäß einem solchen Kopfisolationsaufbau erhöht sich durch Einbauen des Ansauglufttemperatursensors 40 in die Rippe 12 der in den Hauptkanal 2 eingebrachte Oberflächenbereich des Sensorgehäusekopfes 40b und deshalb wird der Temperaturanstieg des Temperatursensorelements durch die Erzeugung von Wärme unterdrückt, wodurch eine Wirkung einer exakten Messung der Temperatur der Ansaugluft, in der gleichen Art wie im ersten Ausführungsbeispiel, erreicht wird.

Weiterhin ist eine komplizierte Gesenkeinheit zur Herstellung nicht erforderlich, selbst wenn die Rippe 12 und der Ansauglufttemperatursensor 40 einstückig geformt werden, da der Ansauglufttemperatursensor 40 zu der nach außen zeigenden Richtung von der Seitenwand 12a an der Rückseite des konkaven Abschnittes 12b der Rippe 12 in einer konvexen Gestalt ausgebildet ist. Demgemäß ist es bei der Ausbildung der Rippe 12 einfach, diese freizugeben, und die Herstellkosten können auch gesenkt werden, da sich die Anzahl der separaten Gesenke vermindert.

Da weiterhin der Umfang des Temperatursensorelements 31 mit dem Sensorgehäusekopf 40a abgedeckt ist, wird das Temperatursensorelement 31 kaum der in den Hauptkanal 2 einströmenden Ansaugluft ausgesetzt. Obwohl einige Fremdkörper oder Ähnliches mit der Ansaugluft gemischt sind, wird das Temperatursensorelements 31 kaum durch solche Fremdkörper zerstört, wodurch das Temperatursensorelements 31 entsprechend vor Fremdkörpern oder Ähnlichem geschützt ist.

Ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Teile oder Komponenten in Fig. 5, die zu denen das ersten Ausführungsbeispiels im wesentlichen identisch sind, sind mit dem gleichen Bezugszeichen gezeigt.

Gemäß dem in Fig. 5 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Rippe 12 und dem Elektronikschaltkreisgehäuse 25 ein Spalt 53 ausgebildet, indem ein Vorsprungabschnitt zwischen der Rippe 12 und dem Elektronikschaltkreisgehäuse 25 des Elektronikschaltkreises 13 vorgesehen wird.

Der konkave Abschnitt 12b ist in der Rippe 12 ausgebildet, um das Elektronikschaltkreisgehäuse 25 des Elektronikschaltkreises 13 aufzunehmen. Im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich die Einbaufläche 25a des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 mittels Klebstoff oder Ähnlichem in engem Kontakt mit dem Bodenabschnitt des konkaven Abschnittes 12b, im dritten Ausführungsbeispiel wird jedoch die Einbaufläche 25a des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 durch das Vorsehen von Vorsprungabschnitten 51 am konkaven Abschnitt 12b davon abgehalten, am Bodenabschnitt des konkaven Abschnittes 12b anzuhaften, so daß der Spalt 53 zwischen dem Elektronikschaltkreisgehäuse 25 und dem Boden der Rippe 12 gebildet wird.

Mehrere Vorsprungabschnitte 51 sind am Boden des konkaven Abschnittes 12b derart ausgebildet, daß jeder Vorsprungabschnitt beispielsweise in einem Abstand angeordnet ist, der geringfügig enger als die Breite der Einbaufläche 25a des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 ist. Indem die mehreren Vorsprungabschnitte 51 im Abstand angeordnet sind, der geringfügig enger als die Breite der Einbaufläche 25a des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 ist, wird die Einbaufläche 25a des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 davon abgehalten, an den Bodenabschnitt des konkaven Abschnittes 12b anzuhaften, und der Kontaktbereich des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 und der Rippe 12 wird verringert, wenn das Elektronikschaltkreisgehäuse 25 über die mehreren Vorsprungabschnitte 51 im umgedrehten konkaven Abschnitt 12b befestigt wird. Weil weiterhin ein Spalt 53 zwischen dem Elektronikschaltkreisgehäuse 25 und der Rippe 12 gebildet ist, wird die vom Regelkreis im Elektronikschaltkreisgehäuse 25 erzeugte Wärme durch den Spalt 53 davon abgehalten, direkt zur Rippe 12 geleitet zu werden. Der Wärme wird es ermöglicht, über die mehreren Vorsprungabschnitte 51 zur Rippe 12 geleitet zu werden. Entsprechend wird die Wärmeübertragung durch die Erzeugung von Wärme im Regelkreis zur Rippe 12 verringert, wodurch die Wärmeleitung zu dem über die Rippe 12 an der Rückseite des Elektronikschaltkreisgehäuses 25 angeordneten Ansauglufttemperatursensor 50 unterdrückt wird.

Bei dem Ansauglufttemperatursensor 50 ist ein Sensorgehäuse 50a einstückig mit der Rippe 12 ausgebildet, um das Temperatursensorelement 31 und die Verbindungsleitungen 31a und 31b abzudecken. Während die Rippe 12 mittels Harzmaterial am Temperatursensorelement 31 anhaftet, wird die Weiterleitung der durch den Regelkreis erzeugten Wärme zum Ansauglufttemperatursensor 50 unterdrückt, weil der Spalt 53 zwischen dem Elektronikschaltkreisgehäuse 25 des erwärmenden Elektronikschaltkreises 13 und der Rippe 12 ausgebildet ist. Durch den Einsatz eines solchen Aufbaus wird der Temperaturanstieg des Temperatursensorelements 31 durch die vom Regelkreis erzeugte Wärme unterdrückt, wodurch die Ansauglufttemperatur exakt gemessen wird.

Weiterhin ist eine komplizierte Gesenkeinheit zur Herstellung nicht erforderlich, selbst wenn die Rippe 12 und der Ansauglufttemperatursensor 30 einstückig geformt werden, da der Ansauglufttemperatursensor 50 in der nach außen zeigenden Richtung von der Seitenwand 12a an einer Rückseite des konkaven Abschnittes 12b der Rippe 12 in einer konvexen Gestalt ausgebildet ist. Die mehreren Vorsprungabschnitte 51 an der Rippe 12 können in einer konvexen Gestalt ohne die Verwendung einer komplizierten Gesenkeinheit ausgebildet werden. Demgemäß ist es in der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel bei der Ausbildung der Rippe 12 einfach, diese freizugeben, und die Herstellkosten können auch gesenkt werden, da sich die Anzahl der separaten Gesenke vermindert.

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem Vorsprungabschnitte 51 an der Rippe 12 vorgesehen sind und ein Spalt 53 ausgebildet ist, kann beispielsweise anstatt der Vorsprungabschnitte 51 ein plattenähnliches Wärmeisolationsmaterial oder Ähnliches zwischen dem Elektronikschaltkreisgehäuse 25 und der Rippe 12 eingeführt werden. Auf diese Weise kann durch das Wärmeisolationsmaterial die gleiche Wirkung wie durch den Spalt 53 erhalten werden.

Es soll beachtet werden, daß das erfindungsgemäße Strömungsmeßgerät der thermischen Art nicht auf die Strömungsmeßgeräte zum Messen der Ansaugluftströmung in einem Motor begrenzt ist, sondern auch bei anderen Fluidmeßeinrichtungen angewandt werden kann.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben wurde, sollte beachtet werden, daß für die Fachleute in dieser Technik verschiedene Änderungen und Modifikationen ersichtlich sind. Es ist zu verstehen, daß solche Änderungen und Modifikationen durch den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung umfaßt sind, der in den angefügten Ansprüchen definiert ist.

Das Temperaturermittlungsgerät 30, 40, 50 umfaßt das Stützelement 12, das aus Harz hergestellt ist und im Luftkanal 3 angeordnet ist, einen Temperatursensor 31, der innerhalb des Stützelements 12 gestützt wird, und das Paar leitender Elemente die aus Metall hergestellt und in dem Stützelement 12 eingebettet sind. Das Stützelement 12 umfaßt eine zur Ansaugluftströmung parallele Fläche. Das Paar leitender Teile ist mit dem Temperatursensor 31 elektrisch verbunden. Ein Gußabschnitt 12 ist an dem Stützelement derart ausgebildet, daß er sich entlang der Ansaugluftströmung erstreckt und den Temperatursensor 31 an seiner stromaufwärtigen Seite und das Paar leitender Elemente aufnimmt. Das leitende Element umfaßt einen ersten Verlaufsabschnitt, der sich in dem Gußabschnitt entlang der Luftströmung erstreckt, und einen zweiten Verlaufsabschnitt, der sich vom ersten Verlaufsabschnitt in das Stützelement 12 hinein erstreckt.

Claims (18)

1. Temperaturerfassungsgerät (30, 40, 50), das in einem Luftkanal (3) angeordnet ist, durch den Ansaugluft zu einer Verbrennungskraftmaschine strömt, mit folgenden Bauteilen:
einem Stützelement (12), das aus Harz hergestellt ist und in dem Luftkanal (3) angeordnet ist, wobei das Stützelement eine zur Ansaugluftströmung parallele Fläche (12a) bildet;
einem Temperatursensor (31), der innerhalb des Stützelements (12) gestützt ist;
einem Paar leitender Elemente (28a, 28b), die aus Metall hergestellt und in dem Stützelement (12) eingebettet sind, wobei das Paar leitender Elemente (28a, 28b) mit dem Temperatursensor (31) elektrisch verbunden ist;
und einem Gußabschnitt, der an dem Stützelement (12) derart ausgebildet ist, daß er sich entlang der Ansaugluftströmung erstreckt, und der den Temperatursensor (31) an seiner stromaufwärtigen Seite und das Paar leitender Elemente (28a, 28b) aufnimmt;
wobei das leitende Element (28a) einen ersten Verlaufsabschnitt aufweist, der sich in dem Gußabschnitt entlang der Luftströmung erstreckt, und einen zweiten Verlaufsabschnitt, der sich vom ersten Verlaufsabschnitt in das Stützelement (12) hinein erstreckt.

2. Temperaturermittlungsgerät (30, 40, 50) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in dem Stützelement (12) untergebrachte Wärmequelle (13) zur Erzeugung von Wärme.

3. Temperaturermittlungsgerät (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (31) an einer stromaufwärtigen Seite eines stromaufwärtigen Endes der Wärmequelle (13) angeordnet ist.

4. Temperaturermittlungsgerät (40, 50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein dünnschichtiger Luftspalt (43, 53) auf dem kürzesten Weg zwischen dem Temperatursensor (31) und der Wärmequelle (13) ausgebildet ist.

5. Temperaturermittlungsgerät (40) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (43) zwischen der Fläche (12a) des Stützelements (12) und dem Temperatursensor (31) ausgebildet ist.

6. Temperaturermittlungsgerät (50) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (53) zwischen der Fläche (12a) des Stützelements (12) und der Wärmequelle (13) ausgebildet ist.

7. Temperaturermittlungsgerät (30, 40, 50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle ein elektronischer Schaltkreis (13) ist, der ein elektrisches Element aufweist, das Wärme erzeugt, wenn ihm elektrischer Strom zugeführt wird.

8. Temperaturermittlungsgerät (30, 40, 50) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stützelement (12) einen Umgehungskanal (16) bildet, um einen Teil der Ansaugluft vom Luftkanal (3) abzutrennen, wobei der Umgehungskanal (16) einen Auslaß hat, der mit dem Luftkanal (3) verbunden ist, und
daß der Temperatursenor (31) an einer stromaufwärtigen Seite des Auslasses des Umgehungskanals (16) angeordnet ist.

9. Temperaturermittlungsgerät (30, 40, 50) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (12) in dem Umgehungskanal (16) derart angeordnet ist, daß es einen Widerstand (21, 22) stützt, der Wärme erzeugt, wenn ihm elektrischer Strom zugeführt wird.

10. Temperaturermittlungsgerät (30, 40, 50) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement folgende Bauteile aufweist:
einen Einbauabschitt (14), der so angepaßt ist, daß er zur Bildung des Luftkanals (3) zu der Verbrennungskraftmaschine in eine Röhre eingebaut ist; und
eine Rippe (12), die sich vom Einbauabschnitt (14) in den Luftkanal (3) hinein erstreckt, wobei die Rippe (12) in einer Platte ausgebildet ist, die sich entlang der Strömungsrichtung der Ansaugluft aufweitet, wobei der Gußabschnitt an der Rippe (12) ausgebildet ist.

11. Temperaturermittlungsgerät (30, 40, 50) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement ein einen Umgehungskanal bildendes Element (11) zur Bildung des Umgehungskanals (16) aufweist, und das den Umgehungskanal bildende Element (11) durch die Rippe (12) gestützt ist.

12. Temperaturermittlungsgerät (30, 40, 50) nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Röhre zur Bildung des Luftkanals (3) zur Verbrennungskraftmaschine.

13. Strömungsmeßgerät der thermischen Art zur Messung einer Fluidmenge mit folgenden Bauteilen:
einer Röhre zur Bildung eines Fluidkanals (3), durch den das Fluid strömt;
einem Stützelement (12), das aus Harz hergestellt und in dem Fluidkanal (3) angeordnet ist, wobei das Stützelement eine zur Strömung des Fluids parallele Fläche (12a) bildet;
einem Temperatursensor (31), der in dem Stützelement (12) an einer stromaufwärtigen Seite des erwärmenden Elements gestützt ist;
einem Paar leitender Elemente (28a, 28b), die aus Metall hergestellt und in dem Stützelement (12) eingebettet sind, wobei das Paar leitender Elemente (28a, 28b) mit dem Temperatursensor (31) elektrisch verbunden ist;
einem elektronischen Schaltkreis (13), der in dem Stützelement (12) gehalten ist und der ein elektrisches Element aufweist, das Wärme erzeugt, wenn ihm elektrischer Strom zugeführt wird;
einem Gußabschnitt, der an dem Stützelement (12) derart ausgebildet ist, daß er sich entlang der Luftströmung erstreckt, und der den Temperatursensor (31) und das Paar leitender Elemente (28a, 28b) aufnimmt;
wobei das leitende Element (28a) einen ersten Verlaufsabschnitt aufweist, der sich in dem Gußabschnitt entlang der Luftströmung erstreckt, und einen zweiten Verlaufsabschnitt, der sich vom ersten Verlaufsabschnitt in das Stützelement (12) hinein erstreckt.

14. Strömungsmeßgerät der thermischen Art nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stützelement (12) einen Umgehungskanal (16) bildet, um einen Teil der Ansaugluft vom Luftkanal (3) abzutrennen, wobei der Umgehungskanal (16) einen Auslaß hat, der mit dem Luftkanal (3) verbunden ist, und
daß der Temperatursenor (31) an einer stromaufwärtigen Seite des Auslasses des Umgehungskanals (16) angeordnet ist.

15. Strömungsmeßgerät der thermischen Art nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Fluidströmungserfassungseinheit (21, 22), die in dem Umgehungskanal durch das Stützelement (12) gestützt wird.

16. Strömungsmeßgerät der thermischen Art nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidströmungserfassungseinheit einen Widerstand (21, 22) aufweist, der Wärme erzeugt, wenn ihm elektrischer Strom zugeführt wird.

17. Strömungsmeßgerät der thermischen Art nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftspalt (43) zwischen der Fläche (12a) des Stützelements (12) und dem Temperatursensor (31) ausgebildet ist.

18. Strömungsmeßgerät der thermischen Art nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftspalt (53) zwischen der Fläche (12a) des Stützelements (12) und dem Elektronikschaltkreis (13) ausgebildet ist.