(57)【要約】【解決手段】内燃機関に使用される熱式の流量計１を有する装置で、測定部分１７と支持部分１８と吸気のための主通路５，７とを有しており、前記測定部分１７内に補助空気通路が形成され、この補助空気通路が少なくとも１つの湾曲された区分を有しており、この区分は第１の通路３３と、この第１の通路３３とは異なる流れ方向を有する第２の通路３４とを有しており、前記支持部分１８は電子式の評価回路２２を有し、この評価回路２２が、温度に敏感に測定部材２０と電気的に接続されており、前記測定部分１７と前記支持部分１８とが１つのモジュールを形成し、該モジュールを解除可能に組み付けるための開口６を有している形式のものにおいて、前記モジュールと主通路７との間にシール３が配置されている。【効果】変動流れ又は脈動流れには殆んど依存することなしに、一様に正確な測定結果を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に使用される熱式の流量計（１）を有する装置であって、
測定部分（１７）が設けられており、該測定部分（１７）内に補助空気通路が形成されていて、この補助空気通路が少なくとも１つの湾曲された区分を有しており、この区分は第１の通路（３３）と、この第１の通路（３３）とは異なる流れ方向を有する第２の通路（３４）とを有しており、
支持部分（１８）が設けられており、該支持部分（１８）は電子式の評価回路（２２）を有していて、この評価回路（２２）が、温度に敏感に測定部材（２０）と電気的に接続されており、
前記測定部分（１７）と支持部分（１８）とが１つのモジュールを形成しており、
該モジュールを解除可能に組み付けるための開口（６）を有する、吸気のための主通路（５，７）が設けられている、
形式のものにおいて、
前記モジュールと主通路（７）との間にシール（３）が配置されていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記モジュールが溝を有しており、該溝内にシール（３）が配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
主通路（７）の壁部（５）に設けられた開口（６）が保持部分（１９）によって閉鎖されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記モジュールが主通路（７）に解除可能に組み付けられている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
保持部分（１９）が評価回路（２２）を受容するようになっている、請求項３記載の装置。
【請求項６】
測定部分（１７）の横断面の外側プロフィールが方形である、請求項１記載の装置。
【請求項７】
測定部分（１７）が直方体の形状を有している、請求項１記載の装置。
【請求項８】
第１の通路（３３）の入口開口部（３６）が方形の横断面を有している、請求項１記載の装置。
【請求項９】
第１の通路（３３）が方形の横断面を有し、軸方向でみて先細になっている、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
第２の通路（３４）の出口開口部（４６）が方形の横断面を有している、請求項１記載の装置。
【請求項１１】
第２の通路（３３）の入口開口部（３６）が丸面取りされた縁取り面（４１）を有している、請求項１記載の装置。
【請求項１２】
測定部材（２０）がマイクロマシン的な構造部分の形状で形成されている、請求項１記載の装置。
【請求項１３】
前記装置（１）が差込み可能な構造部分として形成されている、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に使用される熱式の流量計を有する装置であって、測定部分が設けられていて、該測定部分内に補助空気通路が形成されていて、この補助空気通路が少なくとも１つの湾曲された区分を有しており、この区分は第１の通路と、この第１の通路とは異なる流れ方向を有する第２の通路とを有しており、支持部分が設けられていて、該支持部分は電子式の評価回路を有していて、この評価回路が、温度に敏感に測定部材と電気的に接続されており、前記測定部分と支持部分とが１つのモジュールを形成しており、該モジュールを解除可能に組み付けるための開口を有する、吸気のための主通路が設けられている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置は既に公知であり（ヨーロッパ特許公開０５４７５９２号明細書）、該装置は管状のインナーケーシングと管状のアウターケーシングとを有し、かつ流れる媒体の質量、特に内燃機関の吸気質量を規定するため、温度に敏感な測定部材が半径方向でみてインナーケーシング内を延びて一方の側で開放している、インナーケーシングの中央の測定通路内に取り付けられている。この装置は、例えば吸気マニホールドの組込み可能な中間部材として設けられており、該装置を通って、内燃機関は、空気フィルタを介し空気を大気から吸い込むことができるようになっている。更に、多数のリブを介してアウターケーシングに結合された管状のインナーケーシングが、インナーケーシングから外方に延びて測定通路に同心的に配置されているバイパス通路を有しており、該バイパス通路は測定通路を、僅かな軸方向の間隔でリングギャップ状に取り囲んでいる。アウターケーシング内に流れ込む媒体の部分流は、アウターケーシングに同軸的に位置する入口開口部から先づ測定通路内に流入し、かつその下流側端部の領域に配置された、温度に敏感な測定部材の周りを流れ、次いで、流れる媒体は、測定通路からその流れ方向が反転してバイパス通路内へ流入する。バイパス通路内で上流側を流れている媒体は、インナーケーシングの外周部において入口開口部から比較的離れた下流側に取り付けられたストリット状の出口開口部を通って出て行き、かつインナーケーシングとアウターケーシングとの間を流れている媒体と再び混合する。しかしこの装置の構成は、インナーケーシングとアウターケーシングとを備えた組込み可能な中間部材として大きな構造高さが必要であり、従ってこの装置は、特に自動車のエンジン領域内の狭い組み込み箇所のためには、限定的にしか適していない。
【０００３】
内燃機関においては、個々のシリンダの入口弁の開閉によって流れの著しい変動ひいては脈動が発生し、その強さは、個々のピストンの吸込み周期若しくは内燃機関の回転数に基づいている。流れの脈動は、入口弁から吸気マニホールドを介しインナーケーシング内の測定部材にまで伝播し、更にそれを越えて伝播している。このような脈動のために、測定部材は、測定部材の熱的な慣性及び方向の鈍感性による脈動の強さに基づいて、測定通路の中央の流れ速度及び該流れ速度から算出可能な内燃機関の吸気量とは著しく異なる測定結果をもたらすことになる。
【特許文献１】ヨーロッパ特許公開０５４７５９２号明細書
【特許文献２】ドイツ国特許出願第３８４４３５４号明細書
【特許文献３】ドイツ国特許第４３３８８９１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこでは本発明の課題は上記のような従来技術における欠点を取り除くことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題を解決した本発明によれば、モジュールと主通路との間にシールが配置されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の装置は、変動流れ又は脈動流れには殆んど依存することなしに、一様に正確な測定結果を得ることができるという利点を有している。
【０００７】
請求項２以下に述べられている手段により、請求項１で述べた装置の有利な別の構成が可能である。特に有利な点は、この装置がコンパクトな構造型式で小さな構造高さであるという特徴を有しているため、組込み空間が小さくて済むという点である。従って本装置は、例えば自動車のエンジン領域のような狭い組込み領域のために差込可能な構造部分として特に良好に適合している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、流れる媒体の質量、特に内燃機関の吸気質量を測定するために用いられる、符号１で表わされた装置の側面図の、一部破断した図を示している。この装置１は、長手方向軸線１０の方向でみて有利には半径方向に細長く延びた直方体の形状を有していて、吸気マニホールド７の壁部５に設けられた開口部６内に例えば差込み可能に挿入されている。この装置１はシールリング３によって壁部５にシールされていて、例えば図示されていないねじ結合によって壁部５に不動に結合されている。ハッチングされて図示されている壁部５は、例えば円筒形に形成された吸気マニホールド７の部分であり、該吸気マニホールド７を貫いて内燃機関は、空気フィルタを介して空気を大気から吸い込むことができる。吸気マニホールド７の壁部５は、円筒形吸気マニホールド７の場合にはほぼ円形の横断面を有している流れ横断面を制限しており、該横断面の中心部には軸方向でみて壁部５に平行に中心軸線１１が延びていて、長手方向軸線１０に対し垂直に位置している。装置１は、以下で測定部分１７として表わされている部分によって流れる媒体内に突入しており、その際測定部分１７は、例えば吸気マニホールド７のほぼ中心部において中心軸線１１によって対称的に分割されており、ひいては媒体が、測定部分１７内に取り付けられた温度に敏感な測定部材２０によって壁部５の厄介な縁部影響をできる丈受けないで流れうるようになっている。図１及び図２の実施例の場合には媒体は右側から左側に向って流れており、その流れ方向は矢印３０で表わされている。
【０００９】
装置１は、測定部分１７と支持部分１８と保持部分１９とから一体的に構成されていて、例えばプラスチック射出成形技術によってプラスチックより製造されている。測定部材２０は、例えばプレート状のセラミック基板の形に形成されていて、例えばドイツ国特許出願第３８４４３５４号明細書から推測可能な従来技術と同じ様に、抵抗層の形状を成した所謂加熱フィルム抵抗体がプレート状のセラミック基板上に塗着された、温度に依存する１つ又は複数の抵抗を有している。また例えばドイツ国特許第４３３８８９１号明細書に提案されているように、測定部材２０を誘電体の薄膜を有するマイクロマシン的な構造部分として構成することも可能である。測定部材２０の個々の抵抗層は、装置１の内部に延びている接続導線２１によって、図１に破線で図示された電気的な評価回路２２に電気的に接続されており、該評価回路２２は例えばブリッジに類似した抵抗測定回路を有している。評価回路２２は例えば装置１の支持部分１８内又は保持部分１９内に装着されている。評価回路２２によって準備された電気信号は、保持部分１９に設けられた差込接続部２４によって例えば評価のために、とりわけ内燃機関の電気的なアイドリング制御装置又はエンジン出力制御装置を制御している、別の電気的な制御装置へ供給される。温度に依存する測定部材の機能及び構造に関する詳細な説明は省略したけれども、それは、このことが専門家にとって従来技術で充分に推定可能であるからである。
【００１０】
図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である図２に図示されているように、装置１の測定部分１７は直方体の形状と、軸方向で測定部分１７内に延びている測定通路３３と、Ｓ字形に形成された変向通路３４とを有している。測定通路３３は測定部分１７内で軸方向に、例えば方形の横断面を有する入口開口部３６から開口部３５にまで延びていて、中心軸線１１から離れた上面３８と、中心軸線１１に近い下面３７と、２つの側面３９，４０とによって制限されており、図１の実施例では、測定通路３３が中心軸線１１に対し偏心して配置されている。また測定通路３３を、吸込マニホールド７の中心軸線１１の中心に、又はその領域内に配置することも可能である。プレート状の測定部材２０は、測定通路３３内において該測定通路３３の半径方向に大きく延在し、かつ長手方向軸線１０の方向付けされており、かつ長手方向軸線１０によって対称的に分割されている。この測定部材２０はその狭い方の端部が片側で支持体１８の上面３８に保持されており、このため測定部材２０はその両側面２３が、中心軸線１１に対しほぼ平行に媒体によって周囲が環流されうるようになっている。図２に図示されているように、測定通路３３の側面３９，４０は中心軸線１１と長手方向軸線１０とによって形成される平面１４に対し鋭角を成して傾斜状に延びている。このため測定通路３３が流れ方向３０でみて軸方向に先細りになっており、かつその最小の横断面によって変向通路３４内の開口部３５に開口している。測定通路３３の先細り部は、測定部材２０の領域において可能な限り乱れのない均一な平行流れが形成されうるように構成されている。入口開口部３６の領域において流れの剥離を阻止するため、入口開口部３６は面取りされた縁取り面４１を有している。変向通路３４は、測定通路３３の入口開口部３６の横断面積にほぼ一致する方形の横断面積を有しており、そのため流れの横断面積が、測定通路３３と変向通路３４との間の開口部３５において急激に大きくなっている。軸方向に流れる媒体は、測定通路３３からほぼＳ字形状を有する変向通路３４に到達し、かつ半径方向で出口開口部４６から図１に図示された矢印３１の方向に流出し、その後装置１の周りを通って流れている媒体に再び混合しうるようになっている。出口開口部４６は、変向通路３４と同じ様に例えば方形の横断面を有していて、中心軸線１１に対し平行に位置している、測定部分１７の下方外面４５に設けられている。方形の出口開口部４６の右側において、図１で下方外面４５に対し横方向で流れ３０に向い合っている測定部分１７の前面５０が続いており、該前面５０は丸く面取りされた形状を成していて、入口開口部３６の上流側で下方外面４５から測定通路３３の下面３７に向って入口開口部３６にまで延びている。
【００１１】
本発明では測定通路の入口開口部３６と変向通路３４の出口開口部４６とが、半径方向で相互に上下に位置していて、図１及び図２に符号ａで表わされている軸方向の間隔が、極く僅かだけ存在するか又は全く存在しないようになっている。この軸方向の間隔ａは、入口開口部３６によって形成された入口平面５５から、入口平面５５に対し平行に出口開口部４６の面重心Ｓを通る面重心平面５６への距離によって規定されている。面重心Ｓは、例えば出口開口部４６が方形の横断面を有している場合には側方の二等分平面の交差面内に位置している。公知の形式で温度に敏感な測定部材２０は、流れる媒体よりも高い過剰な温度に加熱されていて、熱を、主として対流に基いて流れる媒体に与えている。その場合、媒体に与えられる熱量は測定通路３３内の流れ速度に依存しており、このため例えば過剰な温度を維持するために必要な加熱電圧又は加熱電流が、測定通路３３内の流れ速度のための尺度及びそれから算出される吸込マニホールド７内の吸気質量のための尺度となり得る。測定部材２０は、非線形の物理的な法則に起因する対流に基いて熱放出を行うために非線形の特性曲線を有している。このため脈動化された流れの中で流れる媒体に対し脈動化された熱放出が行われている状態では、測定結果は測定通路３３内の、時間毎に検出された実際の流れ速度に対応しておらず、測定部材２０の熱的な慣性による脈動の強度に基づいて実際の流れ速度とは著しく異なる値になっている。半径方向で入口開口部３６の下方において、軸方向間隔ａが存在していないか又は僅かな軸方向間隔ａだけを保って、出口開口部４６が配置されていることによって、脈動流れの際に発生する圧力変動が変向通路３４におけるその作用によって、入口開口部３６においてもまた出口開口部４６においても相互に相殺されており、その結果、変向通路３４内ではこの圧力変動とは無関係な均一な速度が支配しうるようになっている。変向通路３４内を殆んど一定の速度で流れる空気柱（柱状の空気の流れ）のこの効果によって結果的に、測定部材２０が測定通路３３内で脈動の圧力変動とその強さとは無関係に一定の速度に晒されていて、正確な測定結果を得ることができるようになっている。しかしこの効果は、出口開口部４６が半径方向で入口開口部３６の下方において最小の軸方向間隔ａによって形成されている場合にのみ発生し得る。この間隔ａは他方で、入口開口部３６の横断面積の選択若しくは測定通路３３の横断面積に依存しており、多い場合でも入口開口部３６の最小寸法ｂの５０％以下である。入口開口部３６の最小寸法ｂは、図１の実施例に表わされていて、支持部分１８の上面３８から測定通路３３の下面３７への半径方向の間隔に一致している。例えば測定通路３３が円形横断面を備えた円筒形に形成されている場合には、最小寸法ｂは入口開口部３６における円形測定通路３３の直径に一致している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に基いて形成された装置の側面図を部分的に切断した図である。
【図２】図２は図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  装置、  ３  シールリング、  ５  壁部、  ６  開口部、  ７  吸気マニホールド、  １０  長手方向軸線、  １１  中心軸線、  １７  測定部分、  １８  支持部分、  １９  保持部分、  ２０  測定部材、  ２１  接続導線、  ２２  評価回路、  ２４  差込接続部、  ３３  測定通路、  ３４  変向通路、  ３５  開口部、  ３６  入口開口部、  ３７  下面、  ３８  上面、  ３９，４０  側面、  ４６  出口開口部
【図１】
2005156570.tif 000003
【図２】
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