JP2012503172A - 流動媒体のパラメータを特定するためのセンサ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、チャネル（１２４）を通って流れる流動媒体、殊に内燃機関の吸気エアマスの少なくとも１つのパラメータを特定するためのセンサ装置（１１０）に関する。このセンサ装置（１１０）は、流動媒体のパラメータを特定する、チャネル（１２４）内に配置された少なくとも１つのセンサチップ（１３０）を有している。ここでこのセンサチップ（１３０）は、チャネル（１２４）内に突出しているセンサ担体（１２８）内に収容されている。このセンサ担体（１２８）は、流動媒体の流れを横切るように配置された前縁（１５０）を有しており、この前縁（１５０）は少なくとも１つのタービュレーター（１６４）を有している。このタービュレーターは、センサ担体（１２８）の領域において流れている流動媒体内に、渦巻き（１６６）が形成されるように構成されている。

Description

従来技術
本発明は、導管内を流れる流動媒体の少なくとも１つのパラメータを特定するための、既知のセンサ装置を基礎としている。この種の装置は例えば、内燃機関の吸入エアマスを測定するために使用される。殊にこのような装置は、ホットフィルム式エアマスメーターの形で使用される。しかし別のパラメータまたはさらなるパラメータを特定する別の様式の装置も可能である。これは例えば温度センサ、速度測定器または類似の測定装置である。さらに上述のホットフィルム式エアマスメーター原理とは異なる測定原理が可能である。

ホットフィルム式エアマスメーターは例えばＤＥ１０２５３９７０Ａ１号に記載されている。ここでは、主流方向に関して所定の配向で、媒体が流れている導管内に組み込まれた部分を含む装置が開示されている。媒体の部分流は、この部分内に設けられた少なくとも１つの測定チャネルを流れる。この測定チャネル部分内には測定部材が配置されている。入口と測定部材との間に、測定チャネルは湾曲区間を有している。この湾曲区間によって、入口を通って測定チャネル内に入った媒体部分流の向きが変えられる。ここでこの湾曲区間はさらに先の部分で、測定部材が配置されている部分へと移行する。ここで測定チャネル内には、流れを導き、媒体流の流れが測定チャネルのチャネル壁部によって剥離されてしまうことを阻止する手段が設けられている。さらに、主流方向に切り込む開口部領域内の入口領域には傾斜面または湾曲面が設けられている。これらの面は、入口領域に流れ込む媒体が、測定部材へと続く測定チャネルの部分によって、離れる方向に偏向されるように構成されている。これによって、媒体内に含まれている流動粒子または固体粒子が、その質量慣性によって測定部材には到達せず、測定部材を汚すことが無くなる。

ＤＥ１０２５３９７０Ａ１号に記載されている装置等は、実際には、多数の要求および周辺条件を満たさなくてはならない。このような周辺条件は、文献からほぼ知られており、例えばＤＥ１０２５３９７０Ａ１号に記載されている。適切な流体技術構成によって全体的に装置での圧力降下を低減させるという目的の他に、主な要求は、このような装置の信号の質をさらに改善するということである。この信号の質は殊に信号ストロークに関する。ここでこの信号ストロークは例えば、センサ部材へと続く測定チャネルを通る媒体のスループットによって決まる。信号の質はさらに、場合によっては、信号ドリフトの低減およびＳ／Ｎ比の改善に関連する。例えばＤＥ１０２５３９７０Ａ１号に記載された、液体粒子および粉塵粒子を退ける面を用いた入口開口部の構成は、信号ドリフトを低減する上述の目的に役立つ。

上述した形式の通常のセンサ装置では通常、その上にセンサチップが載置されている、または収容されているセンサ担体は、測定チャネル内に突出している。例えばセンサチップはセンサ担体内に接着されている、またはその上に接着されている。センサ担体は例えば、金属から成る底部薄板とともに、１つのユニットを構成している。ここでこの底部薄板上には、電子回路である駆動制御回路および評価回路も導体プレートの形状で接着可能である。例えばセンサ担体は、エレクトロニクスモジュールに射出成形して取り付けられたプラスチック部分として構成される。センサチップおよび駆動制御回路および評価回路は例えば、ボンディング結合によって相互に結合される。このように製造されたエレクトロニクスモジュールは例えば、センサハウジング内に接着され、全体的な差し込み式センサはカバーによって封鎖される。このような装置の例はＤＥ１０３４５５８４Ａ１号またはＥＰ０７２０７２３Ｂ１号に記載されている。

測定チャネル内に突出している、センサ担体の前縁の輪郭が、センサ装置の信号の質にとって重要であることが判明している。従って例えばＤＥ１０３４５５０８４Ａ１号では、センサ担体の前縁を丸くすることが提案されている。これによって、センサ担体およびセンサチップでの流れの質が改善され、パルス状の、不安定な剥離が回避される。同じように、ＥＰ０７２０７２３Ｂ１号では、前縁を丸めるまたは場合によってはくさび形に構成することが提案されている。これよって、センサチップ表面での渦巻き領域または剥離領域が回避される。

しかし部分的に丸められたプロファイルを備えた、センサ担体の前縁のこのような輪郭を実現するためには、技術的に比較的多くの手間がかかる。従って例えばＤＥ１０３４５５８４Ａ１号に記載された装置は、通常、エレクトロニクスモジュールの底面薄板の薄板構成部分に、センサ担体を射出成形して取り付けることを必要とする。これは構造的に比較的、手間を要するものである。従って、エレクトロニクスモジュールの導体プレートおよび底部薄板並びにセンサ担体を１つの部分から製造し、個別の導体プレートによって置き換えることが望ましい。しかしこの場合には、丸められた前縁を有する輪郭の形成は、従来技術に示されているように、技術的に非常に手間を要する。なぜなら、導体プレートの使用は通常は、センサ担体の断面の選択を制限してしまうからである。

発明の開示
従って、チャネルを流れる流動媒体の少なくとも１つのパラメータを特定するための次のようなセンサ装置を提案する。この装置は、成形に手間がかかるセンサ担体の代わりに、センサ担体として導体プレートを使用する場合にも、センサチップでの充分な流れの質を提供する。しかも、パルス化した、不安定な剥離を生じさせることはない。このセンサ装置を同じように例えば、内燃機関の吸入エアマス等のエアマススループットを特定するために使用することができる。しかし択一的または付加的に、流動媒体の別のパラメータも測定可能である。これは例えば流れている流動媒体の圧力、温度等の物理的および／または化学的なパラメータまたは類似のパラメータである。これは例えば、上述した従来技術に記載されている。

センサ装置は少なくとも１つの、流動媒体が流れているチャネル内に配置されたセンサチップを、流動媒体のパラメータを特定するために有している。センサチップは例えば既知の半導体技術で製造され、例えばシリコンセンサチップとして製造され、流動媒体がその上を流れるセンサ表面を有している。このようなセンサ表面は例えば１つまたは複数のセンサ部材を、パラメータ特定のために有している。これらは例えば１つまたは複数の熱抵抗、１つまたは複数の温度センサ等である。

チャネルは例えば、センサ装置の差込式センサ内の測定チャネルである。差込式センサは、流れている流動媒体内に差し込まれる。このチャネルを通って、これに相応して、例えば流動媒体の流れをあらわす、時間単位あたりの流動媒体の量が流れる。これは、ホットフィルム式エアマスメーターを用いたセンサ装置から既知である。

センサチップは、チャネル内に突出しているセンサ担体内に収容されている。センサ担体内に収容するとは、従来技術から公知であるように、例えば、センサ担体の表面上への収容および／またはセンサ担体の凹部内への収容のことである。ここでは例えばこの収容は次のように行われる。すなわち、センサチップのセンサ表面の上を流動媒体が流れるように行われる。センサ担体として基本的に、センサチップを実質的にチャネル内の固定場所に保持するために必要な機械的な安定性を供給する、任意の構造体が可能である。例えばこのセンサ担体は、任意の断面を有する平らな、ディスク状部材として構成される。従ってセンサ担体の平らな面は流れに対抗する方向を指しており、比較的僅かな流れ抵抗を供給する。

センサ担体は、従来技術と同じように、流動媒体の流れを横切るように配置された前縁を有している。「流れを横切るように」とはここで、前縁が、チャネルを流れる流動媒体の局部的な主流方向と、センサ担体の箇所で、０°とは異なる角度を成すような配置である。しかし後で詳しく述べるように、この角度は必ずしも９０°でなくてはならないのではなく、０°〜９０°のセンサの向きで流れる角度、例えば３０°〜８０°のセンサの向きで流れる角度を設定することが可能である。

本発明の基となる考えは、例えばＥＰ０７２０７２３Ｂ１号に記載されているような渦巻き形成および剥離領域を回避する、断面においてセンサ担体の長手方向延在部に対して垂直の、技術的にコストのかかかる前縁輪郭形成の代わりに、縦長の渦巻きを所期のように形成することによってもこのような剥離領域を少なくともほぼ回避することができる、というものである。このような縦に長い渦巻きは、流れを安定させるために用いられる。これに相応して、前縁に少なくとも１つのタービュレーター（乱流翼）を設けることを提案する。このようなタービュレーターは、渦巻き、殊に縦に長い渦巻きを、センサ担体の領域内の流動媒体内に、すなわち前縁後方の流れ方向において形成するように構成されるべきである。

この渦巻き、殊に縦に長い渦巻きは、壁部から離れている、流れの速い流動体と、剥離の恐れがある、壁部に近い、流れの遅い流動体とを、センサ担体の領域内でより良好に混合させる。このような混合によって、剥離の回避が促進される。このような必要な、縦に長い渦巻きは、センサ担体の前縁でのタービュレーターによって形成される。これによって、センサ担体で剥離が回避される。殊に、センサチップのセンサ表面に対向するセンサ担体下面での剥離が回避される。これによって、センサ担体の領域における流れの揺動が低減され、信号ノイズが低減され、信号の再現可能性が改善される。

ＤＥ１０３４５５８４Ａ１号またはＥＰ０７２０７２３Ｂ１号に記載された構成のように、断面においてセンサ担体の長手方向延在部に対して垂直の、比較的技術的コストがかかる前縁のプロファイリングとは異なり、提案された前縁でのタービュレーターは比較的容易に形成され、センサ担体が完全にまたは部分的に、導体プレートによって置き換えられる構造にも適している（下記参照）。殊にタービュレーターを、長手延在方向に沿った前縁の輪郭形成によって置き換えることができる。従って、前縁は自身の長手延在方向において、すなわちこの前縁に沿って、以下の輪郭のうちの１つまたは複数を有することができる。これらの輪郭は繰り返して、または組み合わせても使用可能である：波形プロファイル、ジグザグプロファイル、三角プロファイル、殊に長手延在方向において並べて配列された複数の三角形を備えた三角プロファイル、少なくとも１つの切欠き、殊に丸い切欠きを有するプロファイル、殊に長手延在方向に並べて配列された複数の丸い切欠きを有するプロファイルである。これらの輪郭の例を以下でより詳細に説明する。

このような輪郭は殊に完全に、センサ担体の延在面に対して平行な面において形成される。従ってこの平らな輪郭は、断面においてセンサ担体の長手方向延在面に対して垂直なプロファイリングとは異なり、例えば技術的に簡単なソーイング、切断、レーザ切断、フライス加工、侵食加工、エッチング等によって製造される。しかもこのために、手間のかかる製造プロセスは必要ない。

縦に長い渦巻きはセンサ担体の片面または両面で形成される。これは例えば測定チャネル内の収縮、すなわち幅が狭くなることに依存する。殊に、縦に長い渦巻きをセンサ担体の下方に配置することができる。しかし択一的または付加的に、縦に長いこの渦巻きがセンサ部材上に延在する配置も可能である。

上述した輪郭の他に、混合に必要な渦巻き、殊に縦に長い渦巻きを形成するように構成されているのであれば、前縁の別の形状も可能である。この輪郭自体は例えば、使用される製造方法に依存する。上述したように、フライス盤、レーザ等の工具を使用したソーイング、フライス加工、レーザ切断等が可能である。このような輪郭形成を三次元で行うことも可能である。すなわち、例えば前縁の長手方向延在部分に対して平行な次元、およびセンサ担体の長手方向延在面に対して垂直な次元で輪郭形成を行うことも可能である。このために例えば傾斜したフライス加工方法が用いられる。ここでは例えば、センサ担体の長手方向延在面に対して垂直に対して３０°〜５０°の角度で傾斜フライス加工が行われる。成形フライス盤を用いた半径のフライス加工、所期の可塑的な成形による楔形プロファイルも、打ち抜きプロセス等で使用され、タービュレーターを形成しつつ、相応する輪郭が形成される。

上述のように、本発明の範囲内では、センサ担体が完全にまたは部分的に導体プレートとして構成される、または導体プレートの一部であるのが有利である。例えば、導体プレートは延長部分を有している。この延長部分はセンサ担体を構成し、チャネル、例えば測定チャネル内に突出している。導体プレートの残りの部分は、例えば、センサ装置またはセンサ装置の差込センサのハウジング内の電子回路空間内に収容される。

本発明において導体プレートとは一般的に、ほぼプレート状の部材であると理解されたい。この部材は電子構造体の担体、例えば導体路、接続コンタクト等としても使用され、有利には１つまたは複数のこのような構造を有している。基本的にはここで、プレート形状との少なくとも僅かな相違も可能であり、これを概念的に含む。導体プレートは例えばプラスチック材料および／またはセラミック材料から製造される。これは例えばエポキシ樹脂、殊に繊維強化エポキシ樹脂である。殊に、導体プレートは例えば導体路を有する導体プレート、殊にプリントされた導体路（プリント回路基板（ＰＣＢ））として構成される。

このようにして、上述のように、センサ装置のエレクトロニクスモジュールが顕著に簡単化され、例えば底部薄板および別個のセンサ担体を省くことができる。底部薄板およびセンサ担体を、唯一の導体プレートによって置き換えることができる。この上には例えば、センサ装置の駆動制御回路および評価回路も完全にまたは部分的に配置される。このようなセンサ装置の駆動制御回路および評価回路は、少なくとも１つのセンサチップの駆動制御および／またはこのセンサチップによって形成された信号の評価に用いられる。このようにして、上述の部材をまとめることによって、センサ装置の製造コストを格段に低減させることができ、エレクトロニクスモジュールのために必要な構造空間を顕著に減らすことができる。少なくとも１つのタービュレーターを有する前縁の輪郭形成によって同時に、上述した問題を回避することができる。この問題とは、このようにエレクトロニクスモジュールをまとめた場合に、センサ担体の前縁のプロファイリングが、ＤＥ１０３４５５８４Ａ１号またはＥＰ０７２０７２３Ｂ１号等から既知であるように、困難であるということである。しかし、提案された渦巻き形成によって、パルス状の、不安定な剥離による流れを回避しつつ、良好な信号の質を得ることができる。

センサ装置は殊に少なくとも１つのハウジングを有することができる。この場合にチャネルは、このハウジング内に形成される。例えば、このチャネルはメインチャネルおよびバイパスチャネルまたは測定チャネルを含むことができる。ここでこのセンサ担体およびセンサチップは例えば測定チャネル内に配置される。さらにこのハウジングは、チャネルと別個にされた電子回路空間を有することができる。エレクトロニクスモジュールまたは導体プレートは実質的にこの電子回路空間内に収容される。この場合にセンサ担体は、チャネル内に突出している、導体プレートの延長部として構成される。この配置は、従来技術から既知の手間のかかるエレクトロニクスモジュールとは異なり、技術的には比較的容易に実現される。

殊に、導体プレートがセンサ担体として使用される場合、およびそうでない場合、および／または別の媒体をセンサ担体として使用する場合には、センサ担体を少なくとも部分的に多層センサ担体として構成するのはさらに特に有利である。したがって、センサ担体は、いわゆるマルチレイヤー技術で構成され、相互に結合された、２つまたはそれより多くの担体層を有する。例えばこれらの担体層は同じように、金属、プラスチックまたはセラミック材料または化合物材料から製造され、接着等の結合技術によって相互に結合される。

センサ担体の複数の担体層とともにマルチレイヤー技術が使用される場合には、前縁は、担体層の異なる構成によって、流動媒体の流れ方向に対して少なくとも部分的に階段状に構成される。このようにして、例えば従来技術から既知のプロファイルが少なくとも段階状に、近似されて実現される。例えば、このようにして、階段形状によって近似されて、少なくともほぼ丸くまたは楔形にプロファイリングされたプロファイルが、断面においてセンサ担体の延在面に対して垂直に構成される。

さらにこのマルチレイヤー技術によって、長手延在方向における前縁の輪郭形成も実現される。これは例えば上述した輪郭のうちの１つまたは複数である。このようにして、殊に複数の担体層が前縁に沿って、少なくとも部分的に相互に異なった輪郭にされる。これによって、少なくとも１つのタービュレーターが構成される。例えば、隣接した担体層は異なった輪郭のリーディング面を有することができる。ここでこれらのリーディング面が、共同で前縁を形成する。このようにして、例えば角状部分、三角形、切欠き等を前縁内に形成することができ、これによって上述したタービュレーターが構成される。

上述のように、前縁を次のようにチャネル内に位置付けすることができる。すなわち、９０°とは異なる角度で、流れている媒体がこの前縁に当たって流れるように位置付けすることができる。しかしセンサチップをセンサ担体上ないしはセンサ担体内に次のように配置することができる。すなわち、センサチップが、局部的な主流方向に対して垂直に配向されるように配置することができる。例えば、センサチップは矩形に構成され、ここでこの矩形の１つの面は、局部的な主流方向に対して垂直または実質的に垂直に配置される。ここでは例えば、垂線から１０°以上は異ならない配向が行われる。

センサチップは少なくとも１つの電気的な接続部を介して電気的に接触接続される。例えば、センサ担体、殊にセンサ担体を構成する導体プレートまたはこの導体プレートの延長部は、１つまたは複数の導体路および／またはコンタクトパッドを有している。これらは、相応するコンタクトによって、センサチップ上で、例えばボンディング方法によって結合されている。この場合には、電気的な接続部は少なくとも１つのカバーによって保護され、流動媒体とは別個にされる。このカバーは、殊にいわゆるグローブトップとして構成される。すなわち例えばプラスチック滴および／または接着剤滴として構成される。これは、電気的な接続部、例えばボンディングワイヤーを覆う。このようにして、殊に、電気的な接続部による流れの影響も回避される。なぜならグローブトップは、滑らかな表面を有しているからである。

本発明の実施例を図示し、以下で詳細に説明する。

公知のセンサ装置の斜視図 図１に示されたセンサ装置のセンサ担体の斜視図 図１に対して択一的な、センサ装置の構成 図２に示されたセンサ装置を本発明に相応して変更したもの 図３における切断面Ｂ−Ｂにおける断面図での、タービュレーターの無いセンサ担体の図 図３における切断面Ｂ−Ｂにおける断面図での、タービュレーターを有するセンサ担体の図 切断線Ａ−Ａに沿った、図３に示されたタービュレーターを有するセンサ装置の断面図 図３に対して択一的な、センサ担体の本発明による前縁の構成 図３に対して択一的な、センサ担体の本発明による前縁の構成 マルチレイヤー技術でのセンサ担体の実施例 異なる輪郭を有する複数の担体層によって、図６に示されたセンサ担体を変更したもの

図１Ａおよび１Ｂには、流動媒体のパラメータを特定する、従来技術のセンサ装置１１０が示されている。センサ装置１１０は、この実施例では、ホットフィルム式エアマスメーターとして構成されており、差込部分１１２を有している。この差込部分は例えば、流管、殊に内燃機関の吸気路内に差し込まれる。この差込部分内にはチャネル構造体１１４が収容されている。このチャネル構造体は、図１Ａでは部分的にしか見て取れず、これを通って、入口開口部１１６を介して、流動媒体を表す量が流れる。ここでこの入口開口部は、使用されている状態において、流動媒体の主流方向１１８に対抗している。

チャネル構造体１１４はメインチャネル１２０を有している。このメインチャネルは主流出口１２２に、図１Ａにおける差込部分１１２の下面で合流する。チャネル構造体１１４はさらに、このメインチャネル１２０から分岐した測定チャネル１２４を有している。ここでこの測定チャネルは、同じように差込部分１１２の下面に配置された測定チャネル出口１２６に合流する。

測定チャネル１２４には、翼の形のセンサ担体１２８が突出する。このセンサ担体１２８内にはセンサチップ１３０が、センサ表面１３２の上を流動媒体が流れるように、入れられている。図１Ａから読み取れるように、センサ担体１２８はセンサチップ１３０とともに、エレクトロニクスモジュール１３４の構成部分である。このようなエレクトロニクスモジュールは、曲げられた底面薄板１３６を担体として有しており、さらに、その上に載置、例えば接着された導体プレート１３８を有している。ここでこの導体プレートは駆動制御回路および評価回路１４０を有している。センサ担体１２８は例えば、プラスチックから成る構成部分として、底部薄板１３６に射出成形によって取り付けられている。

図１Ｂには、エレクトロニクスモジュール１３４を上から見たときの、センサ担体１２８の斜視図が示されている。ここで、センサチップ１３０が駆動制御回路および評価回路１４０と電気的接続部１４２を介して電気的に接続されていることが分かる。ここではこの電気的接続部は、ボンディングワイヤーとして構成されている。

このように構成されているエレクトロニクスモジュール１３４は、差込部分１１２のハウジング１４６内の電子回路空間１４４内に入れられ、例えば接着される。ここには、チャネル構造体１１４も構成されている。センサ担体１２８がチャネル構造体１１４内に突出するようにこれが行われる。次に、電子回路空間１４４とチャネル構造体１１４がカバー１４８によって接続される。

殊に図１Ｂからは、例えば射出成形構成部分として底面薄板１３６に射出成形によって取り付けられているセンサ担体１２８に、前縁１５０が設けられていることが読み取れる。ここでこの前縁は丸められている。例えば、この前縁１５０を、担体平面形状と類似して、上昇する輪郭のもとで実現することができる。しかしこれは次のことを意味する。すなわち、センサ担体１２８が通常は個別に製造されなければならず、従って、通常は複数回、有利に処理可能ではない、ということを意味する。

この欠点は殊に、センサ装置１１０の別の実施形態で顕著になる。この実施形態は図２に示されており、今日まだ市場で入手可能ではない。このセンサ装置も同じように、差込部分１１２を有している。これは基本的に、図１Ａに示された差込部分１１２と類似に構成されている。従って、主な部分は上述の説明を参照されたい。同じように、この差込部分１１２内にはチャネル構造体１１４が収容されている。このチャネル構造体には、入口開口部１１６を介して流動媒体、例えば空気の代表的な量が流れ込む。同じように、チャネル構造体１１４は、入口開口部１１６を主流出口１２２と結びつけるメインチャネル１２０有している。このメインチャネルから測定チャネル１２４が分岐する。この測定チャネルは最終的に、測定チャネル出口１２６に合流する。図１Ａの実施形態とは異なり、この測定チャネル出口１２６は差込部分１１２の下面に配置されている。しかし基本的には、例えば図１Ａに示されたのと同じように、図２における差込部分１１２の背面上の配置も可能である。

図２に示された実施形態においてもセンサ装置１１０は、実質的に電子回路空間１４４内に収容されるエレクトロニクスモジュール１３４を有している。しかし、図１Ａに示された実施形態とは異なり、図２に示された実施形態では、底面薄板１３６が省かれるべきであり、完全に導体プレート１３８によって置き換えられる。センサ担体１２８は、この導体プレート１３８の延長部１５２として構成される。これは図１と同様に、チャネル構造体１１４のチャネル壁部を貫通することによって、測定チャネル１２４内に突出している。この突出の位置付けは図２において、図１Ａの位置付けとは僅かに異なる。しかしこれは本発明の枠内では、基本的な相違ではない。導体プレート１３８を例えばハイブリッド導体プレートとして、プリント回路基板として、またはセラミック導体プレートとして構成することができる。これは既知の導体プレート技術に相応している。センサ担体１２８として機能する延長部１５２内には同じように、センサ表面１３２を有するセンサチップ１３０が収容される。ここでこれはこの延長部１５２の表面上へ収容される、または同じようにこの延長部１５２の凹部内に収容される。センサチップ１３０は、駆動制御回路および評価回路１４０と、同じように電気的接続部１４２を介して接続される。この接続部は図示の実施例では例えば、グローブトップ、すなわち接着剤滴またはプラスチック滴の形状のカバー１５４によって保護される。

図２のセンサ装置１１０は次のような利点を提供する。すなわち、殊にエレクトロニクスモジュール１３４が格段に簡易化され、有利に製造されるという利点を提供する。しかし、この場合には上述のように、センサチップ１３０およびセンサ担体１２８での流れの質が、センサ装置１１０の信号の質にとって重要であるという困難が生じる。しかし、導体プレート１３８をセンサ担体１２８としても使用する場合には、前縁１５０のプロファイリングは、例えば図１Ｂと同様の担体面プロファイルにおいて、技術的に実現が非常に困難である。

従ってこの問題を解決するために、図２において破線で囲まれ、図３において参照番号１５６が付けられた部分を、本発明による模範的な変更部分において示す。個別部材の説明に関しては主に、図２の説明を参照されたい。ここでも延長部１５２は、測定チャネル１２４の壁部１６０内の貫通部１５８を通って測定チャネル１２４内に突出している。

図３における詳細図において見て取れるように、局部的な流れ方向１６２を有する流動媒体が当たる前縁１５０は輪郭形成がされている。ここで輪郭形成とは、この前縁１５０の長手方向延在部に沿った輪郭のことである。図１Ｂから読み取れる、断面においてセンサ担体１２８の長手方向延在面に対して垂直である、従来技術から公知のプロファイリングとは異なる。しかしプロファイリングをオプションで、付加的に行うことができる。前縁１５０の直線とは異なる輪郭形成は少なくとも１つのタービュレーター１６４を含む。このタービュレーター１６４は図示の実施例では、波形に形成されており、平面図で波形のプロファイルを有している。これによって縦に長い渦巻きが形成される。この渦巻きは図３では参照番号１６６で示されており、収縮の経過に依存して、すなわち、測定チャネル１２４内の流れ経路および流れの幅が狭くなることに依存して、センサ担体１２８の上方または下方に位置する。

このことは図４Ａおよび４Ｂから明らかである。これらの図面はそれぞれ、図３にＢ−Ｂで示された切断線に沿った、図３におけるセンサ装置１１０の断面図である。図４Ａおよび４Ｂにおける図では、測定チャネル１２４内の収縮も読み取れる。これはカバー１４８内の相応する狭幅化によって生起される。これによって流動媒体の流れがセンサ担体１２８へと偏向され、加速される。

図４Ａは従来の場合を示しており、ここでは、導体プレート１３８の延長部１５２は、前縁１５０でタービュレーターを有していない。すなわちこの前縁は、直線経過を示している。この場合にはセンサ担体１２８の下方で、剥離が形成される。この剥離は図４Ａにおいて参照番号１６８によって示されている。上述のように、剥離１６８がセンサ担体１２８の上方で生じることがある。これは測定チャネル１２４内の収縮に応じる。

これとは異なり図４Ｂには、本発明の場合が示されている。ここでは前縁１５０は、少なくとも１つのタービュレーター１６４を備えた輪郭を有している。ここでこのタービュレーターは例えば、図３に示されているように波形に形成されている。これによって、図示の例では例えば、センサ担体１２８の下方に、縦に長い渦巻き１６６が形成される。この縦に長い渦巻きは、流れの速い、センサ担体１２８の壁部および測定チャネル壁部１６０から離れている流動体を、流れの遅い、センサ担体１２８の表面で剥離する恐れのある流動体を混ぜる。これによって、剥離１２８が効果的に回避され、流れが安定する。図４Ｃには、縦に長いこの渦巻きが再度、図３における切断線Ａ−Ａに沿った断面図で示されている。

センサ担体１２８の前縁１５０にタービュレータープロファイルが加えられている、図３に示された輪郭形成の利点は、図１Ｂに示されたプロファイリングとは異なり、前縁１５０に沿った輪郭形成が技術的に格段に容易に実現される、ということである。なぜなら、比較的簡単な工具によって、導体プレート１３８の面に対して垂直に処理が行われるからである。従って、図３に模範的に示された波形パターンは技術的に容易に実現される。これは例えば打ち抜き、フライス加工、ソーイング、エッチング、レーザ切断等によって実現される。この輪郭形成によって、十分に力強い、縦に長い渦巻き１６６が形成される、ということだけが重要である。

タービュレーター１６４としての図３に示された波形プロファイルの代わりに、図５Ａおよび５Ｂには、タービュレーターの択一的な実施形態が示されている。これは同じように例えば、図２に示されたセンサ装置１１０内で使用される。ここで図５Ａは、タービュレーター１６４が、ジグザグ形状または三角形によって輪郭形成された前縁１５０を有している実施例を示している。これに対して図５Ｂの実施例では、タービュレーター１６４は丸い切欠きを、その他の部分では直線状に延在している前縁１５０において含んでいる。ここで前縁１５０の輪郭形成は基本的に三次元でも行われる。すなわち、図３、５Ａおよび５Ｂにおける図平面における構造を有する構成の他にまたはこれに付加的に、図平面に対して垂直な方向におけるプロファイリングを有している。タービュレーター１６４のこの三次元の輪郭形成は例えば、傾斜フライス加工、例えば図３、５Ａおよび５Ｂにおける図平面に対する垂線に対して３０°または４５°で行われるフライス加工によって行われる。この三次元の輪郭形成はまた、成形フライス盤による半径のフライス加工によって行われ、くさび形のプロファイルとして、打ち抜きプロセスにおける所期の可塑的な形成等によって実現される。

図６および７においては、三次元プロファイリングのこの考えが、さらなる実施例において追究されている。この実施例は、次のような知識に基づいている。すなわちセンサ担体１２８として導体プレート１３８を使用する場合、例えば同じように、図２または図３における延長部１５２の形状において、タービュレーター１６４を形成するための前縁１５０のプロファイリングおよび／または輪郭形成は特に容易に、多層構造１７０によって実現される。この多層構造１７０は多数の担体層１７２を含んでいる。これらの担体層は例えば、従来の導体プレート材料から製造される。これらの担体層１７２は例えば、相互に接着される。

この多層構造１７０によって、前縁１５０を三次元にプロファイリングすることができる。これは平らな処理および扱いを有利に行うことを可能にする。前縁１５０の領域における階段状の輪郭によって、タービュレーター１６４が形成される。これは同じように縦に長い渦巻き１６６（図６および７には図示されていない）を、図３、５Ａおよび５Ｂに示されたタービュレーター１６４と同じように効果的に形成することができる。その点においては、例えば図１Ｂに示されているような、前縁１５０の継続的なプロファイリングは必要ない。センサ担体１２８の前縁１５０は、担体層１７２の個々の面において量子化されて示されている。しかし前縁１５０のプロファイルを階段状にすることによるこのような量子化は、基本的に、本発明の範囲内でも次のような場合に実現される。すなわち、導体プレート１３８として多層構造体１７０ではなく、中実体が使用される場合に実現される。これによっても、縦長の渦巻き１６６を形成するタービュレーター１６４を構成する本発明の効果が得られる。

図６および７に示された多層構造体１７０はさらに、複数回使用の利点に対して付加的に、個々の担体層１７２の輪郭を前縁１５０で種々異なって形成することを可能にする。これは図７に示されている。ここでは、個々の担体層１７２が段階的に構成されるだけでなく、個々の担体層１７２が前縁１５０の方を向いている自身の面でも、種々異なって輪郭形成されることが読み取れる。このようにして、三次元プロファイルを備えた所期のタービュレーターが形成される。

Claims (12)

1. チャネル（１２４）を通って流れる流動媒体の少なくとも１つのパラメータを特定するためのセンサ装置（１１０）であって、
   前記流動媒体は殊に、内燃機関の吸気エアマスであって、
   前記センサ装置（１１０）は、流動媒体のパラメータを特定する、前記チャネル（１２４）内に配置された少なくとも１つのセンサチップ（１３０）を有しており、
   当該センサチップ（１３０）は、前記チャネル（１２４）内に突出しているセンサ担体（１２８）内に収容されており、
   当該センサ担体（１２８）は、流動媒体の流れを横切るように配置された前縁（１５０）を有しており、
   当該前縁（１５０）は少なくとも１つのタービュレーター（１６４）を有しており、当該タービュレーターは、センサ担体（１２８）の領域において、前記流れている流動媒体内に渦巻き（１６６）を形成するように構成されている、
   ことを特徴とするセンサ装置。
2. 前記前縁（１５０）は長手延在方向を有しており、
   当該前縁（１５０）は長手延在方向において、以下の輪郭の１つまたは複数を有している：すなわち、波形プロファイル；ジグザグプロファイル；三角プロファイル、殊に長手延在方向に並べて配列された複数の三角を備えた三角プロファイル；少なくとも１つの切欠き、殊に丸い切欠きを有するプロファイル、殊に長手延在方向に並べて配列された複数の丸い切欠きを有するプロファイルのうちの１つまたは複数を有している、請求項１記載のセンサ装置（１１０）。
3. 前記センサチップ（１３０）に対向している、センサ担体（１２８）の表面上に、縦長の渦巻きが流動媒体の流れの中に形成されるように、前記タービュレーター（１６４）が構成されている、請求項１または２記載のセンサ装置（１１０）。
4. 前記センサ担体（１２８）は、導体プレート（１３８）の一部である、請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサ装置（１１０）。
5. センサ装置（１１０）の少なくとも１つの駆動制御回路および評価回路（１４０）が完全にまたは部分的に、前記導体プレート（１３８）の上に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のセンサ装置（１１０）。
6. 前記センサ装置（１１０）は少なくとも１つのハウジング（１４６）を有しており、前記チャネル（１２４）は当該ハウジング（１４６）内に構成されており、当該ハウジング（１４６）は、前記チャネル（１２４）とは別個にされた電子回路空間（１４４）を有しており、
   前記導体プレート（１３８）は実質的に当該電子回路部分（１４４）内に収容されており、前記センサ担体（１２８）は、前記チャネル（１２４）内に突出する、前記導体プレート（１３８）の延長部（１５２）として構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサ装置（１１０）。
7. 前記延長部（１５２）は前記前縁（１５０）で、導体プレート（１３８）に対して垂直な断面において、少なくとも部分的に階段状に形成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサ装置（１１０）。
8. 前記センサ担体（１２８）は少なくとも部分的に、多層センサ担体（１２８）として構成されており、相互に結合されている少なくとも２つの担体層（１７２）を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサ装置（１１０）。
9. 前記前縁（１５０）は、担体層（１７２）を異なって形成することによって少なくとも部分的に階段状に構成される、請求項１から８までのいずれか１項記載のセンサ装置（１１０）。
10. 前記担体層（１７２）は前記前縁（１５０）に沿って少なくとも部分的に異なって輪郭形成されており、これによってタービュレーター（１６４）を形成する、請求項８または９いずれか１項に記載されたセンサ装置（１１０）。
11. 流れている媒体が、９０°異なった角度で当たるように、前記前縁（１５０）は前記チャネル（１２４）内に位置付けされている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のセンサ装置（１１０）。
12. 前記センサチップ（１３０）は少なくとも１つの電気的接続部（１４２）、殊にボンディングを介して電気的に接触接続されており、
    当該電気的接続部（１４２）は少なくとも１つのカバー（１５４）、殊にグローブトップによって、流動媒体から分けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のセンサ装置（１１０）。

Images