(57)【要約】本発明は、差込みエレメント、測定通路エレメント及び評価装置を収蔵するためのケーシングエレメントによって３部分から構成された空気質量センサに関する。短い構造丈の場合にフレキシブルな差込みエレメントを設け得るようにするために、本発明による測定通路エレメントとケーシングエレメントとは、測定通路エレメントの、主流動方向に対して直立する側に沿って相互に結合されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口ポート（１４）を介して、主流動方向（Ａ）に流動する空気質量部分を流入させ、少なくとも１つの測定センサ（１８，２０）の周面を流過させ、かつ出口ポートを介して再び導管内へ流出させる測定通路エレメント（１６）と、導管（１２）の開口内に差込まれて該導管内へ侵入する差込みエレメント（２４）と、少なくとも１つの測定センサによって発生された信号用の評価装置（４８）を収蔵するためのケーシングエレメント（２２）とを備えた形式の、導管内を流動する空気質量を測定する装置において、結合された状態で差込みエレメント（２４）が、ケーシングエレメント（２２）と測定通路エレメント（１６）とを導管内に保持しており、しかも前記ケーシングエレメントが、導管内に侵入した測定通路エレメントの、空気質量の主流動方向に対して垂直に位置する側に配置されていることを特徴とする、導管内を流動する空気質量を測定する装置。
【請求項２】
入口ポート（１４）を介して、主流動方向（Ａ）に流動する空気質量部分を流入させ、少なくとも１つの測定センサ（１８，２０）の周面を流過させ、かつ出口ポートを介して再び導管内へ流出させる測定通路エレメント（１６）と、導管（１２）の開口内に差込まれて該導管内へ侵入する差込みエレメント（２４）と、少なくとも１つの測定センサによって発生された信号用の評価装置（４８）を収蔵するためのケーシングエレメント（２２）とを備えた形式の、導管内を流動する空気質量を測定する装置において、結合された状態で差込みエレメント（２４）が、ケーシングエレメント（２２）と測定通路エレメント（１６）とを導管内に保持しており、しかも前記評価装置が実質的にフラットな電子回路基板（４８）を有し、該電子回路基板の法線方向が前記導管内の主流動方向に対して実質的に平行に延びるように、前記電子回路基板が前記ケーシングエレメントと共に導管内に配置されていることを特徴とする、導管内を流動する空気質量を測定する装置。
【請求項３】
ケーシングエレメント（２４）及び／又は測定通路エレメント（１６）が、差込みエレメント（２４）に電子的に結合する手段（３８）と、前記差込みエレメントに機械的に結合する手段（４６）とを有している、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記結合手段が、結合された状態で差込みエレメント（２４）内の接点エレメント（３２）と導電接続する接点ピン（３８）を有している、請求項３記載の装置。
【請求項５】
ケーシングエレメントが、ベースエレメント（４４）と蓋エレメント（５０）とを有し、前記のベースエレメントと蓋エレメントとの間に評価装置（４８）が保持されている、請求項４記載の装置。
【請求項６】
評価装置（４８）が少なくとも１つの測定センサ（１８，２０）を保持している、請求項５記載の装置。
【請求項７】
蓋エレメント（５０）が、組立てられた状態で測定通路エレメントと結合されたウェブを有している、請求項５又は６記載の装置。
【請求項８】
ケーシングエレメントが、その下流寄りの側で測定通路エレメントと結合されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
ケーシングエレメントが、その上流寄り側を凸面状に成形されている、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの測定センサが、ケーシングエレメントの、測定通路エレメント寄りの側に設けられており、しかもベースエレメントが、少なくとも１つの測定センサを評価装置と接続するための導体エレメント（６０，６２）を貫通させる切欠き部（５８）を有している、請求項５から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
評価装置が、実質的にフラットな素子を有し、該素子が、両面に接着剤を有する接着成形部材（５６）を介してベースエレメント（４４）と接合されており、かつ切欠き部（５８）を閉鎖している、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
差込みエレメントが付加的にピン状の温度検出器（３６）を有し、該温度検出器が、差込みエレメントの導管寄り側に配置されており、かつ差込みエレメントの装着状態において開口を通って導管内に突入している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１３】
ケーシング蓋が、差込み方向に対して直角に延びるドレン・レセス（６４）を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野：
本発明は、導管内を流動する空気質量を測定する装置に関する。かかる装置は、略して空気質量測定装置又は空気質量センサとも呼ばれる。
【０００２】
背景技術：
前記装置は、空気質量用の吸込み通路内に差込まれ、これによって総空気流量の特定配量分が該装置を通流する。公知の差込み通路式空気質量測定装置は、実質的に、センサを内部に配置した測定通路、ケーシング内に配置されたセンサ用の電子回路、並びに前記測定通路を導管内に侵入させる差込みエレメントから成っている。
【０００３】
内燃機関の吸気路内に設けた空気質量センサは、以前から公知になっており、内燃機関のシリンダのために吸込まれる空気質量を検出し、こうして空気−燃料混合気並びにその他の運転パラメータを正しく調整できるようにエンジンを制御させるために使用される。空気質量センサの機能態様の詳細な説明はここでは省略する。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許第４４ ０７ ２０９号明細書に基づいて、導管内を流動する媒体の質量を測定する装置は公知であり、この場合センサのための電子回路用ケーシングは吸気管内へ突入している。差込み方向で見て電子回路用ケーシングには、センサ支持体を有するバイパス通路が続いている。この構成では、差込みエレメント、センサ信号を評価するための電子回路及び測定通路が差込み方向で相前後して位置している。空気質量センサのための前記構造形態における欠点は、該空気質量センサが大きな構造長を必要とすることであり、この長い構造長によって、特に管径が小さい場合、或いは機関室内のスペースが小さい場合には、組付け問題が惹起されることになる。
【０００５】
米国特許第５，９３９，６２８号明細書に基づいて公知になっている空気質量測定装置では、測定センサを評価するための電子回路は差込みエレメント内に組込まれており、かつその場合、吸気管の外部に位置している。この空気質量測定装置は、より短く構成されてはいるが、しかしながら差込みエレメント内への電子回路の組込みに基づく、差込みエレメントの構造上の微々たる変化によっても、製作費は比較的コスト高になる。特に差込みエレメントの構造上の変化に伴って、測定装置をエンジン制御装置に接続するための電気的な差込みコネクタを別様に補整する必要又は別の差込みコネクタのために設計する必要がある場合には、評価電子回路用の保持装置及びおそらくは電子回路それ自体の、コスト高な適合作業も必要になる。
【０００６】
発明の開示：
本発明の課題は、全構造長を短くすると共に、多種多様な組込み状況にフレキシブルに適合させることを可能にする、導管内を流動する空気質量を測定する装置を提供することである。
【０００７】
前記課題は本発明によれば、請求項１又は請求項２の特徴部に記載した構成手段を備えた、導管内を流動する空気質量を測定する装置によって解決される。その他の有利な構成手段は、従属請求項に列挙した通りである。
【０００８】
本発明の装置は、空気流としての測定すべき空気質量の特定部分を、入口ポートを介して流入させる測定通路エレメントを有しており、しかも前記空気流は少なくとも１つの測定エレメントに沿って流過し、かつ出口ポートを介して導管内へ流出するようになっている。前記測定通路エレメントはその組付け位置において前記導管内に侵入している。本発明の空気質量測定装置は、前記導管の開口内に設置されて測定通路エレメントを前記導管内へ侵入させる差込みエレメントを有している。本発明の装置は更にまた、センサ素子の信号用の評価装置を収蔵するケーシングエレメントを備えている。前記ケーシングエレメント及び／又は前記測定通路エレメントは前記差込みエレメントと結合可能であり、かつ結合した状態で前記差込みエレメントによって保持される。本発明の空気質量測定装置では前記のケーシングエレメント及び／又は測定通路エレメントは、前記ケーシングエレメントを導管内で該測定通路エレメントの、主流動方向に対して垂直に位置する側に確保する結合手段を備えている。前記の主流動方向とは、導管内において撹乱されずに流れる空気質量の流動方向である。要するに、結合された状態ではケーシングエレメントと測定通路エレメントとは側面で相互結合されている訳である。本発明の解決手段では、エレメントの側面配置によって、過長な構造長が避けられる。同時にまた、評価装置をケーシングエレメント内に収蔵し、かつ該ケーシングエレメントを導管内に収蔵することによって、差込みエレメントに対して課される具体的な要件を、評価装置には関わり無く変換することが確実に可能になる。更なる利点として判明した点は、測定通路内のセンサと評価電子回路との間の距離が僅かであることによって、優れた電磁的適合性が得られることである。
【０００９】
本発明の課題は、請求項２の特徴部に記載した構成手段を備えた空気質量測定装置によっても同じく解決され、その場合ケーシングエレメントは、評価装置として実質的にフラットな電子回路基板を有し、しかも該電子回路基板の法線方向は、導管内の主流動方向に対して平行に配置されている。
【００１０】
有利な実施形態ではケーシングエレメントは、差込みエレメントと電気的及び機械的に結合する手段を備えている。本発明の空気質量測定装置ではケーシングエレメントは差込みエレメントと結合され、また測定通路エレメントはケーシングエレメントと結合される。ケーシングエレメントと差込みエレメントとの結合は、電気的手段を介しても行われるので、評価装置の信号は差込みエレメントを介して制御装置に移送することができる。
【００１１】
ケーシングエレメントは、ベースエレメントと蓋エレメントとによって構成されており、前記のベースエレメントと蓋エレメントとの間に電子回路基板が配置されているのが有利である。前記蓋エレメントは、組立てられた状態で測定通路エレメントと結合されたウェブを有している。
【００１２】
ケーシングエレメントは測定通路エレメントの上流寄り側に配置されており、かつ凸面状に成形された蓋エレメントを有しているのが有利である。
【００１３】
有利な実施形態では評価装置は、実質的にフラットな素子を有し、該素子は、両面に接着剤を有する接着成形部材を介してベースエレメントと接合されており、かつ切欠き部を閉鎖している。接着成形部材の使用はそれ自体公知である。この構成の場合、実質的にフラットな素子、殊に電子回路基板は、評価装置の切欠き部を閉鎖するように評価装置に固定される。
【００１４】
可能な実施形態では、差込みエレメントは付加的にピン状の温度検出器を有しており、該温度検出器は、差込みエレメントから、かつ開口を通って導管内に突入している。
【００１５】
同じく可能な実施形態ではケーシングエレメントは、差込み方向に対して直角に延びるドレン・レセスを有している。該ドレン・レセスは、ケーシングエレメントに沈降した飛沫水が入口ポート内へ侵入するのを防止する。
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１６】
図１は本発明による空気質量センサ１０の側面図である。該空気質量センサ１０は吸気導管１２内に差込まれている。空気の主流動方向は矢印Ａによって表されている。入口ポート１４（図３）を介して空気質量流の一部分がバイパス通路１６内へ流入する。該バイパス通路１６内で空気は２つのセンサ１８，２０に沿って案内される。両センサは、その周面に沿って擦過流動する空気の質量を測定するために、例えば抵抗層を有する温度従変性抵抗、いわゆる加熱膜抵抗として構成されている。バイパス通路内を擦過流動する空気質量を決定する測定原理は公知であるので、ここでの詳説は省く。
【００１７】
バイパス通路１６は上流の方に向いた側に電子回路ケーシング２２を有している。該電子回路ケーシング２２は、図３に図示したように、通路エレメント１６と接続されており、これについては追って詳説する。
【００１８】
電子回路ケーシング２２自体はプラグエレメント２４と結合されている。該プラグエレメント２４は吸気導管１２の開口内へ差込まれ、かつ電子回路ケーシング並びに通路エレメントを保持する。プラグエレメント２４は差込みエレメントとして使用される。
【００１９】
図２はプラグエレメント２４の詳細な斜視図である。該プラグエレメント２４は、主流動方向を表示する方位矢印を有する蓋２６を備えている。プラグエレメント基体２８は、電気的接点３２を備えた受容スリット３０を有している。プラグエレメント基体２８から、測定信号をエンジン制御部（図示せず）へ移送するためのプラグ接続部３４が付設されている。
【００２０】
プラグエレメント基体２８は付加的に温度検出器３６を備えている。該温度検出器は、いわゆるＮＴＣ温度検出器（ＮＴＣ＝負温度係数）として構成されている。温度検出器３６は、測定装置を組立てた状態で、バイパス通路１６に並ぶ側方で、電子回路ケーシング２２の下流側に位置している。
【００２１】
図３に示したように、電子回路ケーシング２２は複数本の接点ピン３８を備えており、該接点ピンは、差込み状態において評価電子回路とプラグエレメント２４との電気的接続を形成する。
【００２２】
図４には、バイパス通路用の入口ポート１４を有する通路エレメント１６が図示されている。バイパス通路は、流入空気用の第１区分と、変向区分を介して前記第１区分に連通された第２区分とを有している。変向区分の領域において第１区分と第２区分は壁４０によって互いに仕切られている。バイパス通路内には、センサ１８，２０を支持するセンサ支持体が配置されている。通路エレメント１６はほぼＵ字形のフランジ４２を有し、該フランジにケーシングのベースエレメント４４が装着される。ケーシングの該ベースエレメント４４が前述の接点ピン３８を備えている。該接点ピン３８は、台座４６から突出している。ベースエレメント４４内には扁平な電子回路基板４８が配置されており、該電子回路基板はセンサ１８，２０の測定信号を評価し、かつその評価結果を接点ピン３８を介して移送する。ベースエレメント４４上にはケーシング蓋５０が装着されており、該ケーシング蓋は複数のサイドウェブ５２を備えている。各サイドウェブは、ケーシング蓋の縦辺に沿って角隅近傍に配置されている。
【００２３】
ケーシングエレメントを通路エレメントと結合するために、電子回路基板４８が、図５との関連において以下に詳説するように、ケーシングのベースエレメント４４内に装嵌される。ケーシング蓋５０が被せ嵌められ、かつサイドウェブ５２が切欠き部５４を通ってベースエレメント４４の側面に沿って案内される。通路エレメント１６のフランジ４２上で前記サイドウェブ５２は、例えば接着又は溶接によって前記通路エレメントと接合される。このようにして形成されたユニットはプラグエレメント２４内に装嵌され、かつ台座４６が受容スリット３０内に接着又は溶接される。次いで接点ピン３８と接点３２との間の導電接続が、例えば鑞接によって行われる。
【００２４】
図５では、ベースエレメント４４内における電子回路基板４８の固定方式が図示されている。ベースエレメント４４は、ダイカスト注型された金属インサート部分（図示せず）を有している。ベースエレメント４４内には、両面接着性の接着成形部材５６が装嵌されている。該接着成形部材は開口５８を有している。該開口５８の領域内には各センサ素子のための夫々２つの鑞接片６０，６２が設けられている。図１では２対の鑞接片のうち各対の一方しか認められない。前記開口５８は、空気質量センサを該開口を通して鑞接片６０，６２に鑞接できるように配置されている。接着成形部材５６に装着された電子回路基板４８はベースエレメント内の開口を閉鎖し、ひいては測定通路エレメントも閉鎖する。
【００２５】
図１に付加的に図示したように、流動方向に対して直角な横方向に延びるドレン・レセス６４が設けられており、該ドレン・レセスは、吹き付ける噴射水を集合させて側方へ導出して、入口ポートへの侵入を防止するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による空気質量センサの側面図である。
【００２７】
【図２】温度センサを備えたコネクタエレメントの分解斜視図である。
【００２８】
【図３】電子回路ケーシングを備えた測定通路装置の斜視図である。
【００２９】
【図４】相互に分離した状態で示した測定通路と電子回路ケーシングの斜視図である。
【００３０】
【図５】電子回路ケーシングの分解斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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