DE69104511T2

DE69104511T2 - Luftströmungsmengenmesser für Brennkraftmaschine.

Info

Publication number: DE69104511T2
Application number: DE69104511T
Authority: DE
Inventors: Shinya Igarashi; Kaoru Uchiyama
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1991-01-30
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: EP0441523B1; EP0441523A1; KR910015780A; US5186044A; DE69104511T3; EP0441523B2; DE69104511D1; KR0166087B1

Description

Hintergrund der Beschreibung

a) Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Luftströmungsmengenmesser für eine Brennkraftmaschine und insbesondere, doch nicht ausschließlich, einen thermischen Luftströmungsmengenmesser.

b) Beschreibung des Stands der Technik

In der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift mit der Nummer 58-109817 (1983) wird ein bekannter thermischer Luftströmungsmengenmesser, namlich ein sogenannter Hitzdraht- Luftströmungsmengensensor offenbart. Der darin offenbarte Sensor umfaßt ein metallisches Gußgehäuse, welches einen Hauptansaugluftdurchgang mit kreisförmigem Querschnitt definiert sowie einen Umleitungs-Hilfsluftströmungsdurchgang, in dem sich ein Hitzdraht und ein temperaturempfindlicher, ausgleichender Widerstand befinden. Der Hitzdraht und der temperaturempfindliche Widerstand sind beide mit einem Schaltmodul verbunden, das diese Komponenten antreiben und Signale dieser verarbeiten kann, wobei sich das Schaltmodul außerhalb des Gehäuses befindet. Gemäß der Offenbarung in der japanischen Patentanmeldungs- Offenlegungsschrift mit der Nummer 59-31412 (1984) ist es ferner bekannt, den Hitzdraht und den temperaturempfindlichen Widerstand in einem isolierenden geformten Gehäuse für das Schaltmodul zu positionieren.
Da der Aufbau gemäß dem Stand der Technik derart ist, daß das Schaltmodul außerhalb des Ansaugluftdurchgangs vorsteht, gibt es bestimmte Probleme, wie etwa die Schwierigkeit der Schaffung eines passenden Entwurfs für das Innere des Motorraums, und ferner besteht eine Anfälligkeit für einen Bruch des Schaltmoduls. Ähnliche Vorrichtungen sind zum Beispiel aus EP-A1- O 295 647 und aus EA-A2-0 313 089 bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung

Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Luftströmungsmengenmesser für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, das zur Einführung durch eine Wandeinrichtung geeignet ist, welche einen Ansaugluft-Hauptdurchgang des Motors bildet, wobei das Gehäuse für einen Teil der Ansaugluft einen Hilfsluftdurchgang aufweist, und wobei das Gehäuse einen Wärmesensor zur Erfassung der Luftströmungsmenge in dem Hilfsdurchgang trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Wandeinrichtung zur Positionierung in dem Hauptdurchgang aufweist, welche durch Ansaugluft gekühlt wird, und mit einem Schaltmodul, welches an der Wandeinrichtung zum Betreiben des Wärmesensors und zur Verarbeitung der von diesem ausgegebenen Signale angebracht ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Hilfsluftdurchgang mindestens ein gebogenes Teilstück, das sich zwischen einem Einlaß und einem unterstromigen Auslaß erstreckt, wodurch der Auslaß so angeordnet ist, daß er in bezug auf den Hauptdurchgang von dem Einlaß radial versetzt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel zeigen der Einlaß und der Auslaß in die axiale Richtung des Ansaugluftdurchgangs.
Es ist vorteilhaft, daß der Einlaß in die axiale Richtung des Ansaugluftdurchgangs zeigt, während der Auslaß quer über den Ansaugluftdurchgang zeigt.
Es wird bevorzugt, daß der Einlaß zu dem Hilfsluftdurchgang schalenförmig ist und sich über die Achse des Ansaugluftdurchgangs erstreckt, wobei ein unterstromiger Ausgang des Einlasses zu einem Auslaß des Hilfsluftdurchgangs führt, wobei der Ausgang radial von der Hauptdurchgangsachse versetzt ist bzw. sich auf der Hauptdurchgangsachse befindet.
Es ist vorteilhaft, daß die Luft-Gleichrichtungseinrichtungen über dem Einlaß des Hilftluftdurchganges positioniert sind.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Wandeinrichtung um eine metallische Wandeinrichtung, wobei das Gehäuse die metallische Wandeinrichtung und ein Isoliergehäuse umfaßt, die aneinander integral geformt sind, wobei der Hilfsluftdurchgang in dem Gehäuse ausgebildet ist, wodurch die metallische Wandeinrichtung so adaptiert ist, daß sie dem Luftstrom in dem Hauptdurchgang ausgesetzt ist.
Vorzugsweise befindet sich der Wärmesensor in dem Gehäuse über dem Hilfsluftdurchgang, und das Schaltmodul ist an der metallischen Wandeinrichtung befestigt.
Es ist vorteilhaft, daß das Gehäuse integral mit einer Flanscheinrichtung verbunden ist, um das Gehäuse in dem Hauptluftdurchgang zu stützen.
Vorzugsweise kann die Flanscheinrichtung außerhalb des Hauptdurchgangs positioniert werden, und es kann sich bei dem Hauptluftdurchgang um einen Lufteinlaß oberhalb eines verzweigten Verteilers bzw. einen Lufteinlaß in einer entsprechenden Verzweigung eines verzweigten Verteilers handeln.
Bei einer bevorzugten Konstruktionsweise ist das Gehäuse mit zwei Hälften ausgebildet, wobei sich eine Hälfte neben der metallischen Wandeinrichtung befindet und eine teilweise Umhüllung um das Schaltmodul und eine Hälfte des Hilfsluftdurchgangs bildet, und wobei die zweite Hälfte die verbleibende Umhüllung um das Schaltmodul und die zweite Hälfte des Hilfsluftdurchganges bildet.
Es ist vorteilhaft, daß die zweite Hälfte eine Öffnung aufweist, durch welche das Schaltmodul eingestellt werden kann, und wobei für die genannte Öffnung eine Abdeckungseinrichtung vorgesehen ist.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Einlaß des Hilfsluftdurchganges für eine serielle Anordnung eines Hitzdrahtsensors und eines Temperatursensors über den Durchgang hinweg verlängert.
Bei dem genannten weiteren Ausführungsbeispiel ist der Hilfsluftdurchgang unterhalb des Hitzdrahtsensors und des Temperatursensors in zwei Strömungswege unterteilt, die an einem Auslaß des Hilfsluftdurchgangs aus dem Gehäuse zusammenlaufen.
Vorzugsweise sind außerhalb des Gehäuses zur elektrischen Verbindung mit der Schaltungseinrichtung Verbindungseinrichtungen vorgesehen.
Vorzugsweise ist die metallische Wandeinrichtung zur Verbindung mit der Flanscheinrichtung L- oder T-förmig.
Die Anordnung für das Innere des Motorraums ist bei der Verwendung einer solchen Konstruktion deshalb einfacher zu gestalten, da das Gehäuse für das Schaltmodul den Hilfsdurchgang in dem Ansaugluftdurchgang bildet, und das Risiko eines Bruchs des Schaltmoduls wird beträchtlich verringert. Da die Wand des Gehäuses aus Metall ist und an einer Hauptluftströmungsdurchgangseinrichtung befestigt werden kann, wird für eine bessere Wärmebeständigkeit gewährleistet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun beispielhaft in bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht aus oberstromiger Richtung der Leitung eines Ausführungsbeispiels eines Luftströmungsmengenmessers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine Querschnittsansicht entlang der doppelten Pfeillinie II-II aus Figur 1;
Figur 3 eine teilweise Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Luftströmungsmengenmessers gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn dieser an einem Ansaugluftleitung angebracht wird;
Figur 4 eine Längsquerschnittsansicht des in der Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiels;
Figur 5 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bauzustand;
Figur 6 eine Querschnittsansicht entlang den doppelten Pfeillinien VI-VI aus Figur 5;
Figur 7 schematisch die Kraftstoffregelung für die entsprechenden Motorzylinder, und zwar unter Anwendung der vorliegenden Erfindung;
Figur 8 eine Querschnittsansicht der in der Figur 7 dargestellten Ansaugleitung, wobei eine erfindungsgemäße Vorrichtung installiert ist;
Figur 9 eine genaue Querschnittsansicht der Figur 8;
Figur 10 eine Längsquerschnittsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, und zwar in einem Ansaugluftdurchgang eines Motors installiert;
Figur 11 eine Querschnittsansicht entlang den doppelten Pfeillinien XI-XI aus Figur 10;
Figur 12 den Befestigungsteil eines Hitzdrahts und eines temperaturempfindlichen Widerstands, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
Figur 13 eine Seitenansicht der Figur 12 im Querschnitt;
Figur 14 eine Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, mit einem einwärts gekrümmten Einlaß für den Hilfsluftdurchgang;
Figur 15 eine Querschnittsansicht entlang den doppelten Pfeillinien XV-XV aus Figur 14;
Figur 16 eine Seitenansicht eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei die Miniaturisierung besonders berücksichtigt wird; und
die Figuren 17 und 18 Querschnittsansichten entlang den doppelten Pfeillinien XVII-XVII bzw. XVIII-XVIII aus Figur 16.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern zugehörige Teile.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte thermische Luftströmungsmengenmesser wird durch eine Öffnung in einer Wand eines Körpers 11 mit kreisförmigem Querschnitt installiert, wodurch ein Hauptluftdurchgang 4 gebildet wird, und die Meßvorrichtung umfaßt ein Modulgehäuse 1, das sich diametral über den Durchgang 4 erstreckt und in einer sich axial erstreckenden Rille in der unteren (in der Darstellung von Figur 1) Innenoberfläche des Hauptdurchgangs 1 ruht. Das Gehäuse 1 weist einen Flanschteil 1A auf, durch den das Gehäuse durch eine Schraube 10 an dem Körper 11 befestigt ist. In dem Gehäuse 1 befindet sich ein Hilfsluftdurchgang 3 auf einer Leiterplatte 5. In dem Hilfsluftdurchgang 3 sind ein Hitzdraht 6 und ein temperaturempfindlicher Widerstand 7 quer angeordnet. Auf der Leiterplatte 5 befindet sich auch eine Schaltung, welche den Hitzdraht 6 erwärmt und Signale von dem temperaturempfindlichen Widerstand 7 verarbeitet, wobei die Schaltung auf der Platte 5 jedoch auch zahlreiche andere Funktionen aufweisen kann. Die Anschlüsse 8, 9 sind für externe Verbindungen mit der Leiterplatte 5 vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Hilfsluftdurchgang zum Beispiel einen kreisförmigen Querschnitt auf, und der Durchgang ist L-förmig, wobei ein Einlaß radial zu der Achse des Hauptdurchgangs versetzt ist und sich der Auslaß des Hilfsluftdurchgangs unterhalb und radial zu dem Einlaß des Hilfsluftdurchgangs und der Hauptdurchgangsachse versetzt befindet. Ein Verbinder 2 ist integral mit dem Modulgehäuse 1 ausgebildet und an der Außenseite des Körpers 11 positioniert.
Der Körper 11 ist so angeordnet, daß der gesamte Strom der Motoransaugluft (die gemäß der Darstellung durch die doppelten Pfeillinien 12 strömt) durch den Hauptluftdurchgang 4 des Körpers 11 strömt, wobei der Körper in der Ansaugluftleitung der Brennkraftmaschine positioniert werden kann, wobei der Hitzdraht 6 die gesamte Ansaugluftströmungsmenge des Motors aus der Luft erfaßt, die zu dem Hilfsluftdurchgang 3 umgeleitet wird. Beide Enden des Körpers 11 sind zylinderförmig, so daß die Befestigung an einem Lufteinlaß des Motors erleichtert wird, wobei jedoch auch jede andere geeignete Form verwendet werden kann.
Somit strömt die Luft, die durch einen herkömmlichen Luftfilter (nicht abgebildet), der in der Brennkraftmaschine vorhanden ist, geflossen ist, durch den Hauptluftdurchgang 4 des Körpers 11, wobei jedoch ein Teil der Luft durch den Hilfsluftdurchgang 3 fließt, und wobei dieser Teil der Luftströmungsmenge durch den Hitzdraht 6 gemessen wird.
Da das Modulgehäuse 1 durch die Ansaugluft gekühlt wird, vereinfachen sich die Gegenmaßnahmen für den Wärmeeinfluß.
Die Figuren 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel, wobei ein Teil der bereits installierten Ansaugluftleitung als Hauptluftdurchgang verwendet wird, wodurch kein separater Körper 11 verwendet werden muß.
Das Modulgehäuse 1 wird durch eine Öffnung in der Ansaugluftleitungswand eingeführt, die neben dem Einlaß 13 der Ansaugluftleitung vorgesehen ist, wobei das Gehäuse daran durch den Verbinder 2 befestigt wird, der an einen geflanschten, sich nach oben erstreckenden Befestigungsanschluß 16 stößt. Die Ansaugluft 12, die in die Ansaugleitung strömt, wird an dem Modulgehäuse 1 in dem Hauptluftdurchgang erfaßt. Die Ansaugluft wird durch die Zweige 15 von dem Verbindungsstück 14 an jeden Zylinder verteilt und dann in die Motorverbrennungskammer gesaugt.
Das Modulgehäuse 1 wird nun in bezug auf die Figuren 5 und 6 beschrieben. Eine Metallbasis 18 ist L-förmig ausgebildet und dient als Basis, welche die Leiterplatte 5 unterbringt, wobei die Basis durch den Flansch 1A an dem Hauptluftdurchgang angebracht werden kann. Die Basis 18, der Anschluß 8 und ein Führungsrahmen 19, sind integral in einem Kunststoff- oder Kunstharz-Formteil befestigt, um das Modulgehäuse 1 zu bilden. In dem Formteil sind der Hilfsluftdurchgang 3 und der Verbinder 2 sowie die Umhüllung zum Einbau der Leiterplatte ausgebildet. Der Raum zwischen dem Eingang des Hilfsluftdurchgangs und des gebogenen Teils 3A des L- förmigen Durchgangs lokalisiert die Leiterplatte 5. Der Hitzdraht 6 und der temperaturempfindliche Widerstand 7 sind mit einem Führungsrahmen 19 verbunden, und die so gebildete Einrichtung ist mit dem Anschluß 8 und der Leiterplatte 5 verbunden. Eine Form 31 (in Figur 6 durch eine gestrichelte Linie dargestellt), welche eine Hälfte des Hilfsluftdurchgangs 3 bildet, ist etwa durch thermisches Schweißen an dem Gehäuse 1 ausgebildet und mit diesem verbunden, wodurch der Hilfsluftdurchgang vervollständigt wird, und die Strömungsmenge wird im Verhältnis zu den Ausgabeeigenschaften des Messers angepaßt. In der Form 31 ist ein kleines Fenster mit abnehmbarer Abdeckung (beides nicht abgebildet) vorgesehen, wobei die Abdeckung zum Lasertrimmen eines einstellenden Widerstands auf der Leiterplatte 5 abnehmbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsform des Hilfsluftdurchgangs rechteckig und bei dem Auslaß des Hilfsluftdurchgangs handelt es sich um einen sich quer durch das Gehäuse erstreckenden Schlitz, wobei der Einlaß und der Auslaß des Hilfsluftdurchgangs an entgegengesetzten Seiten der Hauptdurchgangsachse zueinander versetzt sind.
Wenn dieses Modulgehäuse 1 somit in dem Hauptluftdurchgang 4 vorgesehen ist, so ist der Aufbau derart, daß die Wärme der Leiterplatte 5 durch den Luftstrom von der Metallbasis 18 weggenommen wird, wodurch die Wärmebeständigkeit der Vorrichtung verbessert wird.
Die Figur 7 zeigt ein Motorsystem, das eine Kraftstoffregelung für jeden Zylinder unter Verwendung der erfindungsgemäßen Ansaugluftmengenmeßvorrichtung ausführt. An jedem Ansaugleitungszweig 15, der sich von einem Verbindungsstück 14 der Ansaugleitung abzweigt, ist ein Hitzdraht- Strömungsmengenmesser 20, dargestellt in Figur 5 und Figur 6, angebracht, und die von jedem Zylinder angesaugte Luftströmungsmenge wird erfaßt und der durch die Düsen 21 entsprechend der Luftmenge eingespritzte Kraftstoff wird gemäß den bestimmten Zylinderanforderungen geregelt. Die Menge des eingespritzten Kraftstoffs wird abhängig davon, ob das von einem O&sub2;-Sensor 24 nach der Verbrennung in der Verbrennungskammer 22 erfaßte Abgas fett oder mager ist, nachgeregelt. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Ablesen der Ausgabe des O&sub2;-Sensors synchron zu der Abgaseinstellung jedes Zylinders die Regelung für die entsprechenden Zylinder bzw. die lernende Regelung für die entsprechenden Zylinder durch eine Steuereinheit 25 ausgeführt.
Die Figuren 8 und 9 zeigen die in jedem Ansaugleitungszweig 15 installierte Vorrichtung, wie dies in Figur 7 dargestellt ist.
Die Ansaugluft, die durch ein Drosselventil 26 geregelt wird, wird an den Ansaugleitungszweig 15 verteilt, der sich von dem Verbindungsstück 14 der Ansaugleitung zu jedem Zylinder erstreckt, und die Ansaugluft wird nach der Mischung mit dem Kraftstoff an dem Injektor 21 durch ein Ansaugluftventil 27 in die Verbrennungskammer eingeführt. Der Hitzdraht- Strömungsmengenmesser 20 wird von der Oberseite des Verzweigungspunkts zwischen dem Verbindungsstück 14 der Ansaugleitung und dem Ansaugleitungszweig 15 installiert. Die Zeichnungen zeigen zur Vereinfachung zwar nur einen Hitzdraht- Strömungsmengenmesser und einen Ansaugleitungskanal, doch existiert tatsächlich je ein Luftströmungsmengenmesser je Zylinder.
Wie dies in Figur 9 dargestellt ist, ist der Einlaß des Hilfsluftdurchgangs 3 des Hitzdraht-Luftströmungsmengenmessers parallel zu der Wandoberfläche des Verbindungsstücks 14 der Ansaugleitung, und das Modulgehäuse 1 ist so eingeführt, daß sich der Auslaßteil des Hilfsluftdurchgangs in dem Ansaugleitungszweig 15 befindet. Das Modul befindet sich in einer Rille in der Innenoberfläche des Ansaugluftdurchgangs und ist mit Schrauben 10 befestigt. Der Einbau des Moduls in jeden Zweig der Ansaugleitung ist bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, obwohl der Durchmesser des Ansaugleitungszweigs 15 geringer ist als die Länge des eingeführten Teils des Modulgehäuses.
Die Figuren 10 und 11 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und zwar an einem Motor- Ansaugluftdurchgang 140 angebracht, der größer ist als die oben beschriebenen Ansaugluftdurchgänge. Somit befindet sich das Gehäuse 1 nicht in einer Rille in der Innenoberfläche des Ansaugdurchgangs, und die Basis 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem T-förmigen Flansch 1A zur Anbringung an der Wand des Ansaugluftdurchgangs ausgebildet.
Wie dies auch oben der Fall war, sind die Metallbasis 18, das Kunststoff-Modulgehäuse 1 und der Kunststoff-Verbinder 2 integral aneinander befestigt. Bei der Gestaltung des integralen Formteils sind der Verbindungsanschluß 8 und ein Führungsrahmen 80 (dargestellt in Figur 12) auch in der Kunststoff-Form verankert. Die Verbinderteile sind somit vollständig, doch das Gehäuse befindet sich in einem Zustand, in dem nur die Wand, die den Perimeter der keramischen, elektronischen Leiterplatte 5 umgibt und die Hälfte des Hilfsluftdurchgangs 3 ausgebildet sind. Als nächstes wird die elektronische Leiterplatte 5 durch Verbindung mit der Metallbasis 1 befestigt, und eine Schweißanschlußfläche 110 an der Schaltungsseite des Verbindungsanschlusses 8 wird durch eine leitfähige Leitung 120 mit der elektronischen Schaltung 5 verbunden. In bezug auf die Figuren 12 und 13 wird nach der Befestigung des Hitzdrahtes 6 und des temperaturempfindlichen Widerstandes 7 an dem Führungsrahmen 80 durch Punktschweißen, so daß diese Komponenten in dem Hilfsluftdurchgang 3 angeordnet sind, die Schweißanschlußfläche 110 (dargestellt in Figur 12) an dem Schaltungsseitenanschluß des Führungsrahmens 80 gestaltet und die elektronische Schaltung 5 wird damit durch die leitfähige Leitung 120 verbunden. Nachdem die Montage und der Anschluß erfolgt sind, wird ein zweiter Teil des Hilfsluftdurchgangs 3, der durch die Kunststoff-Form 31 gestaltet ist, mit dem Modulgehäuse 1 verbunden, und somit ist der Hilfsluftdurchgang 3 mit kreisförmigem Querschnitt gemäß den Figuren 10 und 11 fertiggestellt. In diesem Zustand wird die elektronische Schaltung 5 so eingestellt, daß die Eigenschaft der Luftströmungsmenge gegenüber der Leistung dadurch modifiziert wird, daß Luft in den Hilfsluftdurchgang strömt, und nachdem dann Abläufe, wie etwa eine Gelinjektion über die Schaltung, zum Schutz und um Feuchtigkeit abzuweisen, erfolgt sind, wird eine Abdeckung 100 mit dem Gehäuse 1 verbunden.
Da der Ansaugluftdurchgang 3 bei der vorliegenden Erfindung aus zwei Hälften gebildet wird, sind komplizierte Formen für den Hilfsluftdurchgang möglich, wie etwa L-förmige Durchgänge sowie Durchgänge mit rechteckigem Querschnitt.
Die Figuren 12 und 13 zeigen die Einrichtung des Hitzdrahtes 6 und des temperaturempfindlichen Widerstandes 7 in näheren Einzelheiten. Die Figur 12 zeigt den Befestigungsteil des Hitzdrahtes 6 bzw. des temperaturempfindlichen Widerstandes 7 an der Hälfte des Hilfsluftdurchgangs 3, die während der Gestaltung des Modulgehäuses 1 gebildet wird, und die Figur 13 zeigt einen Querschnitt im rechten Winkel zu Figur 12. In den Figuren 12 und 13 ist die Querschnittsform des Hilfsluftdurchgangs als Rechteck dargestellt. Wie dies oben beschrieben worden ist, ist der Führungsrahmen 80 mit dem Kunststoff-Formteil verbunden und verankert, welches das Modulgehäuse 1 bildet, sowie alle Teile in dem Kunststoff-Formteil, mit Ausnahme des Befestigungsteils des Hitzdrahts und des temperaturempfindlichen Widerstands sowie der leitfähigen Schweißanschlußfläche. Der Rahmen 80 zur Befestigung des Hitzdrahts und/oder des temperaturempfindlichen Widerstands ist an entgegengesetzten Seitenwänden des Hilfsluftdurchgangs 3 positioniert, und der Hitzdraht 6 und der temperaturempfindliche Widerstand 7 sind über den Hilfsluftdurchgang 3 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung des Hitzdrahts 6 und des temperaturempfindlichen Widerstands 7 mit dem Führungsrahmen 80 durch Punktschweißen.
Die Form des Führungsrahmens und die Anordnung der elektronischen Schaltung 5, die Befestigungsposition des Hitzdrahts 6 und des temperaturempfindlichen Widerstands 7 können sich von oben beschriebenen Zuständen unterscheiden, wobei es zum Beispiel möglich ist, den Hitzdraht 6 nahe dem Einlaß des Hilfsluftdurchgangs und den temperaturempfindlichen Widerstand 7 nahe dem Auslaß des Hilfsluftdurchgangs zu positionieren.
In dem in den Figuren 14 und 15 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Einlaßform des Hilfsluftdurchgangs 3 um eine einwärts gekrümmte Ellipse, die sich über die axiale Mitte der Einrichtung 14 bzw. 140 erstreckt, die den Hauptdurchgang bildet. Ein solche Anordnung ist dann vorteilhaft, wenn der Messer nahe einer oberstromigen Biegung in einer Luftansaugleitung positioniert werden soll, da das Luftvolumen nahe den Durchgangsseitenwänden verwunden werden kann, wobei die Verwindung an der Durchgangslängsachse normalerweise geringer ist. Wenn der Hilfseinlaß somit so angeordnet ist, daß er sich über die Mittellinie des Hauptdurchgangs erstreckt, so wird eine genauere Erfassung der Luftströmungsmenge erzielt.
Ferner ist in dem Ausführungsbeispiel der Figuren 14 und 15 an dem Einlaß des Hilfsluftdurchgangs ein Gleichrichtungsgitter 170, wie etwa eine Bienenwaben- oder eine Maschenanordnung zur Reduzierung der Luftturbulenzen angebracht. Da die in den Hilfsluftdurchgang strömende Luftmenge eine Luftturbulenz aufweist, die durch das Gitter 170 im wesentlichen beseitigt wird, wird das Ausgangsrauschen des Hitzdraht- Luftströmungsmengenmessers reduziert.
Ferner ist der Hilfsluftdurchgang 3 in dem Ausführungsbeispiel der Figuren 14, 15 in umgekehrter U-Form gebogen, so daß die Gesamtlänge des Hilfsluftdurchgangs lang ist. Durch einen solchen Behelf kann ein durch den Motor erzeugtes Pulsieren der Luftströmung reduziert werden, so daß der Luftpulsiereffekt auf den Hitzdraht-Luftströmungsmengenmesser reduziert wird, was die Genauigkeit der Meßvorrichtung erhöht.
In Figur 15 befindet sich der Auslaß des Hilfsluftdurchgangs in einer Ebene, die senkrecht zu dem Hauptluftdurchgang ist, d.h. quer zu dem Hauptdurchgang. Durch diesen Behelf ist ein Eindringen eines Rückstoßes des Motors, wie etwa einer Rückzündung, in den Hilfsluftdurchgang nur schwer möglich, wodurch die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Hitzdraht- Luftströmungsmengenmessers verbessert wird.
In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 14, 15 ist die Metallbasis 18 ferner so geformt, daß sie die Oberfläche des Kunststoff- Formteils, die senkrecht zur Richtung des Luftstroms auf der unterstromigen Seite ist, abdeckt. Diese Oberfläche ist vorzugsweise aus Metall, da sie die Hochtemperatur-Stoßströmung direkt empfängt, die durch die Verbrennung/Fehlzündung verursacht wird, wodurch sich die Zuverlässigkeit des Hitzdraht- Luftströmungsmengenmessers erhöht.
Die Figuren 16 - 18 zeigen ein Ausführungsbeispiel, das eine Miniaturisierung und Höhenverringerung des Gehäuses 1 ermöglicht, um den Messer in einem Luftdurchgang mit begrenztem Durchgangsbereich zu installieren, wie etwa in einem Ansaugleitungszweig. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 16 - 18 wird das Modulgehäuse 1 aus einem Kunststoff-Formteil gebildet, welches eine Hälfte des oberstromigen Teils des Hilfsluftdurchgangs von dem Einlaß des Hilfsluftdurchgangs 3 zu dem Befestigungsteil des Hitzdrahts 6 und des temperaturempfindlichen Widerstands 7 an der Metallbasis 18 und dem Hinterwandauslaßteil 11a bildet, und Platz für die Installierung und den Anschluß der elektronischen Schaltung 5 vorsieht. Nach der Installierung und dem Anschluß der elektronischen Schaltung 5 und der Installierung des Hitzdrahts 6 und des temperaturempfindlichen Widerstands 7, wird eine Umleitungsform 31 geformt, welche die andere Hälfte des oberstromigen Teils und den Großteil des unterstromigen Hilfsluftdurchgangs bildet. Der Hilfsluftdurchgang 3 in der Umleitungsform 31 wird durch die Innenwand des Modulgehäuses 1 und eine Vertiefung in der Umleitungsform 31 gebildet, wobei der mittlere Teil 310 der Umleitungsform 31 hohl ist. Die Form 31 umfaßt ein Fenster (dargestellt in Figur 18), das von einer Metall- bzw. Kunststoffabdeckung 100 abgedeckt ist, so daß die elektronische Schaltung zur Einstellung der Eigenschaften der Luftströmungsmenge im Verhältnis zu der Ausgabe durch Modifizierung der Komponenten auf der Leiterplatte gesehen werden kann. Da der Einlaß des Hilfsluftdurchgangs 3 in ovaler Querschnittsform vergrößert ist, können der Hitzdraht 6 und der temperaturempfindliche Widerstand 7 beide in dem Einlaß nebeneinander seriell angeordnet werden, und ferner kann die axiale Gesamtlänge des Messergehäuses verkürzt werden. Nachdem die Einstellung der elektronischen Schaltung beendet ist, wird die Gelinjektion durchgeführt, und die Abdeckung 100 wird zur Vervollständigung der Montage verbunden. In den Figuren 16 - 18 ist die Metallbasis 18 so ausgebildet, daß sie etwa die Hälfte der oberstromigen Seite der Messeroberfläche im rechten Winkel zu der Luftströmung in dem Hauptluftdurchgang bedeckt, so daß die Wärmeübertragung zwischen der Metallbasis und der Luftströmung verbessert und dadurch die Zuverlässigkeit des Hitzdraht- Luftströmungsmengenmessers erhöht wird.
Da das Schaltmodul und der Hilfsluftdurchgang bei der vorliegenden Erfindung in einem Gehäuse ausgebildet sind, das in den Ansaugluftdurchgang eingeführt und in diesem installiert werden kann, muß kein zusätzlicher Platz in dem Motorraum für einen speziell vorgesehen Metallkörper gefunden werden, der den Haupt- und den Hilfsdurchgang bildet, wobei das Schaltmodul von dem Körper vorsteht, so daß die Anordnung in dem Motorraum besser organisiert werden kann. Ferner kann eine verbesserte Temperaturzuverlässigkeit der Vorrichtung dadurch erzielt werden, daß das Schaltmodul vorzugsweise mit einer Basis mit Metallwand versehen ist, die in dem Hauptdurchgangsluftstrom angebracht werden kann.
Die Erfindung wurde zwar in bezug auf einen Hitzdraht- Luftströmungsmengenmesser beschrieben, doch wird hiermit festgestellt, daß die Erfindung auch bei einem Karmanwirbel- Strömungssensor angewandt werden kann, wobei eine Wirbelerzeugungseinrichtung in dem Hilfsluftströmungsdurchgang zur Erzeugung einer Luftturbulenz vorgesehen ist, welche die Luftströmungsmenge anzeigt, und wobei ferner eine Einrichtung zur Bestimmung der Luftturbulenz vorgesehen ist, wobei es sich bei der Bestimmungseinrichtung um eine Ultraschallvorrichtung handeln kann, welche eine Ausgangsfrequenz erzeugt, welche die Turbulenz anzeigt.

Claims

1. Luftströmungsmengenmesser für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse (1), das zur Einführung durch eine Wandeinrichtung (11) geeignet ist, welche einen Ansaugluft-Hauptdurchgang (4) des Motors bildet, wobei das Gehäuse für einen Teil der Ansaugluft einen Hilfsluftdurchgang (3) aufweist, und wobei das Gehäuse einen Wärmesensor (6) zur Erfassung der Luftströmungsmenge in dem Hilfsdurchgang (3) trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) eine Wandeinrichtung (18) zur Positionierung in dem Hauptdurchgang aufweist, welche durch Ansaugluft gekühlt wird, und mit einem Schaltmodul (5), welches an der Wandeinrichtung zum Betreiben des Wärmesensors und zur Verarbeitung der von diesem ausgegebenen Signale angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Hilfsluftdurchgang (3) mindestens ein gebogenes Teilstück aufweist, das sich zwischen einem Einlaß und einem unterstromigen Auslaß erstreckt, wodurch der Auslaß so angeordnet ist, daß er in bezug auf den Hauptdurchgang (4) von dem Einlaß radial versetzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Einlaß und der Auslaß in die axiale Richtung des Ansaugluftdurchgangs (4) zeigen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Einlaß in die axiale Richtung des Ansaugluftdurchgangs zeigt, während der Auslaß quer über den Ansaugluftdurchgang (Figur 5) zeigt.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Einlaß zu dem Hilfsluftdurchgang schalenförmig ist und sich über die Achse des Ansaugluftdurchgangs erstreckt, wobei ein unterstromiger Ausgang des Einlasses zu einem Auslaß des Hilfsluftdurchgangs führt, wobei der Ausgang radial von der Hauptdurchgangsachse versetzt ist bzw. sich auf der Hauptdurchgangsachse (Figur 15) befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei Luft- Gleichrichtungseinrichtungen (170) über dem Einlaß des Hilftluftdurchganges positioniert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei es sich bei der Wandeinrichtung (18) um eine metallische Wandeinrichtung handelt, und wobei das Gehäuse die metallische Wandeinrichtung und ein Isoliergehäuse (1) umfaßt, die aneinander integral geformt sind, wobei der Hilfsluftdurchgang in dem Gehäuse ausgebildet ist, wodurch die metallische Wandeinrichtung so adaptiert ist, daß sie dem Luftstrom in dem Hauptdurchgang ausgesetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei sich der Wärmesensor (6) in dem Gehäuse über dem Hilfsluftdurchgang (3) befindet, und wobei das Schaltmodul (5) an der metallischen Wandeinrichtung befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Gehäuse (1) integral mit einer Flanscheinrichtung (1A) verbunden ist, um das Gehäuse in dem Hauptluftdurchgang zu stützen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Flanscheinrichtung außerhalb des Hauptdurchgangs positioniert werden kann, und wobei es sich bei dem Hauptluftdurchgang um einen Lufteinlaß oberhalb eines verzweigten Verteilers (15, Figur 3) bzw. einen Lufteinlaß in einer entsprechenden Verzweigung (15) eines verzweigten Verteilers (Figur 7) handeln kann.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Gehäuse mit zwei Hälften (1, 31) ausgebildet ist, wobei sich eine Hälfte (1) neben der metallischen Wandeinrichtung befindet und eine teilweise Umhüllung um das Schaltmodul (5) und eine Hälfte des Hilfsluftdurchgangs bildet, und wobei die zweite Hälfte (31) die verbleibende Umhüllung um das Schaltmodul und die zweite Hälfte des Hilfsluftdurchganges bildet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die zweite Hälfte (31) eine Öffnung aufweist, durch welche das Schaltmodul eingestellt werden kann, und wobei für die genannte Öffnung eine Abdeckungseinrichtung (100) vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Einlaß des Hilfsluftdurchganges für eine serielle Anordnung eines Hitzdrahtsensors (6) und eines Temperatursensors (7) über den Durchgang hinweg verlängert ist (Figuren 16, 17).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Hilfsluftdurchgang unterhalb des Hitzdrahtsensors und des Temperatursensors in zwei Strömungswege unterteilt ist, die an einem Auslaß des Hilfsluftdurchgangs aus dem Gehäuse (Figur 17) zusammenlaufen.

15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Verbindungseinrichtungen (2) außerhalb des Gehäuses zur elektrischen Verbindung mit der Schaltungseinrichtung vorgesehen sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die metallische Wandeinrichtung (18) zur Verbindung mit der Flanscheinrichtung (1A) L- oder T-förmig ist.