DE69708409T2

DE69708409T2 - Messwertgeber

Info

Publication number: DE69708409T2
Application number: DE69708409T
Authority: DE
Inventors: Shinya Igarashi; Hitoshi Ishikawa; Kaoru Uchiyama
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Car Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1997-07-21
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: DE69739695D1; DE69708409D1; US6725715B2; US6070462A; US20040177684A1; EP1124115B1; US6598472B2; EP0821220B1; JPH1038608A; EP1124115A3; EP0821220A1; EP1376072A3; US20010027683A1; US7281423B2; EP1376072A2; CN1173634A; EP2182332A1; JP3323745B2; KR100449470B1; US20030084718A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung zum Erfassen verschiedener Arten physikalischer Größen und insbesondere eine Meßeinrichtung mit einer Funktion zum Justieren der Ausgangscharakteristiken der Meßeinrichtung oder eines Steuerzustandes eines Meßelements.
Als Stand der Technik der Justierung der Ausgangscharakteristiken einer Meßeinrichtung durch Anlegen eines elektrischen Signals an einen Justieranschluß wird auf einen Beschleunigungssensor, wie er in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-340958 offenbart ist, verwiesen. Der Beschleunigungssensor besitzt eine Beschleunigungserfassungs-Verarbeitungsschaltung, die mit einer Empfindlichkeitsjustiereinheit und mit einer Nullpunkt-Justiereinheit versehen ist, sowie eine Justiereinheit, die eine Grund-Ausgangscharakteristik der Empfindlichkeit verändern kann. Die Justiereinheit ist durch Kombination mehrerer Widerstände und Schalter konstruiert, wobei ein Ein/Aus-Betrieb des Schalters von außen durch On-Chip- Trimmen erfolgt.
In dem obenbeschriebenen Stand der Technik sind die Justieranschlüsse, die die Justierschalter schließen und öffnen können, auf einer elektronischen Leiterplatte vorgesehen, wobei ein Herstellungsprozeß des Produkts einen Prozeß des Einfüllens eines Gels in ein Gehäuse, in dem sich die Leiterplatte befindet, nachdem die Ausgangscharakteristik justiert worden ist, und Erwärmungsprozesse zum Ankleben einer Abdeckung und zum Härten des Gels und des Abdeckungsklebstoffs umfaßt. Durch Veränderungen der Ausgangscharakteristiken durch den Prozeß werden unterschiedliche Ausgangscharakteristiken in den Endprodukten verursacht.
Um ferner die Abmessungen eines Luftdurchflußmengen- Meßinstruments für eine Brennkraftmaschine zu reduzieren, das Gewicht gering und die Kosten niedrig zu halten, wird die Luftdurchflußmengen-Meßeinheit in ein Gehäuse integriert, das eine Leiterplatte enthält, wobei das Gehäuse so eingesetzt und montiert ist, daß die Meßeinrichtung in einem Lufteinlaßkanal der Brennkraftmaschine positioniert ist. Da der Justiervorgang durch tatsächliches Schicken einer Luftströmung durch die Durchflußmengen-Meßeinheit erfolgen muß, wird das Luftdurchflußmengen-Meßinstrument auf einer Einspannvorrichtung angebracht, die dem Lufteinlaßkanal entspricht, nachdem das Gehäuse und die Durchflußmengen-Meßeinheit fast fertiggestellt worden sind, wobei der Justiervorgang von außerhalb des Gestells durch tatsächliches Hindurchschicken einer Luftströmung erfolgt. Es ist ein Mittel, daß einen solchen Justiervorgang ausführen kann, erforderlich.
Insbesondere kann bei einem Luftdurchflußmengen-Meßinstrument des thermischen Typs das Meßelement geringe Abmessungen besitzen, ferner muß das Meßelement mit einer elektronischen Schaltung elektrisch verbunden sein, um das Meßelement zu steuern und um eine Ausgabe zu ermöglichen. Daher ist es möglich, ein kostengünstiges Luftdurchflußmegen- Meßinstrument mit geringen Abmessungen zu schaffen, bei dem eine Durchflußmengen-Meßeinheit in ein eine elektronische Schaltung enthaltenes Gehäuse integriert ist. Da jedoch die elektronische Schaltung ebenfalls in dem Lufteinlaßkanal angeordnet ist, erfolgt der Justiervorgang von außerhalb des Lufteinlaßkanals, wenn der Justiervorgang durch tatsächliches Schicken einer Luftströmung durch die Durchflußmengen- Meßeinheit erfolgt. Es ist ein Mittel, das einen solchen Justiervorgang ausführen kann, erforderlich. Ferner wird in dem Fall, in dem das Meßelement im Hinblick auf unterschiedliche Leistungs- und Zuverlässigkeitstypen in einem Hilfskanal angeordnet ist, wegen der kleinen Abmessungen und der niedrigen Kosten des Instruments die Anzahl der Teile verringert, indem der Hilfskanal im Gehäuse ausgebildet und durch die Abdeckung des Gehäuses gebildet wird. Wenn die Auswirkung von Änderungen der Formen des Hilfskanals auf die Ausgangscharakteristiken berücksichtigt wird, ist es jedoch notwendig, eine Justierung durch tatsächliches Hindurchschicken einer Luftströmung nach der Ausbildung des Hilfskanals vorzunehmen, ferner ist ein Mittel erforderlich, daß eine externe Justierang vornehmen kann.
Das Dokument EP-A-0 589 211 zeigt eine Steuer- und Analyseschaltung für einen Luftmassendurchflußsensor, die einen Speicher enthält, in dem Korrekturfaktoren gespeichert werden können. Ferner ist ein Anschluß vorgesehen, der mit einem externen Kompensationsautomaten verbunden werden kann, der Kompensationsfaktoren berechnen kann. Diese Kompensationsfaktoren werden dann im Speicher gespeichert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hochgenaue Meßeinrichtung für physikalische Größen zu schaffen, bei der die Justierung ihrer Charakteristiken in einem letzten Prozeß ausgeführt werden kann, bei der die Meßelemente, die elektronische Schaltung und die Justierschaltung integriert sind und bei der der Justieranschluß einfach zugänglich ist.
In der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise die Justierung der Ausgangscharakteristiken in dem letzten Prozeß bei der Fertigstellung der Einrichtungen als Produkte ausgeführt werden, wobei das Auftreten von Unterschieden zwischen den Produkten aufgrund einer Veränderung der Ausgangscharakteristiken in Prozessen etwa des Einfüllens des Gels und des Anklebens der Abdeckung unterdrückt wird.
Um das obenerwähnte Problem zu lösen, wird eine Meßeinrichtung nach Anspruch 1 geschaffen. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die eine Ausführungform einer Meßeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Ansicht, die die Meßeinrichtung in der Ebene der Linie 11-11 in Fig. 1 zeigt.
Fig. 3 ist eine Außenansicht, die die Meßeinrichtung bei Betrachtung in Richtung des Pfeils III in Fig. 2 zeigt.
Fig. 4 ist ein Diagramm, daß die Konstruktion einer Ausführungsform einer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Diagramm, daß die Konstruktion einer weiteren Ausführungsform einer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 6 ist ein Diagramm, daß die Konstruktion einer weiteren Ausführungsform einer Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die die Meßeinrichtung nach Fig. 7 zeigt.
Fig. 9 ist eine Außenansicht, die die Meßeinrichtung bei Betrachtung in Richtung des Pfeils XI in Fig. 8 zeigt.
Fig. 10 ist ein Ansicht, die eine Ausführungsform eines Steuersystems zeigt, in dem die vorliegende Erfindung verwendet wird.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nun werden mit Bezug auf die Fig. 1 bis 6 Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der vorliegenden Erfindung sind als typische Ausführungsformen Luftdurchflußmengen-Meßinstrumente des thermischen Typs gezeigt. Da andere Arten von Meßeinrichtungen für physikalische Größen grundsätzlich, d. h. lediglich mit Ausnahme des Meßelements und des Anordnungsverfahrens, die gleichen wie jene des Luftdurchflußmengen-Meßinstruments des thermischen Typs sind, werden die Ausführungsformen der anderen Typen weggelassen.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die eine Ausführungsform eines Luftdurchflußmengen-Meßinstruments des thermischen Typs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Ansicht des Luftdurchflußmengen-Meßinstruments des thermischen Typs in der Ebene der Linie 11-11 in Fig. 1. Fig. 3 ist eine Außenansicht des Luftdurchflußmengen- Meßinstruments des thermischen Typs bei Betrachtung von oben.
An einer metallischen Grundplatte 6 ist eine elektronische Schaltung 4 angeklebt und befestigt und von einem Gehäuse 5 umgeben, daß ebenfalls an der metallischen Grundplatte 6 angeklebt und befestigt ist oder als Einheit mit der metallischen Grundplatte 6 einsatzgegossen ist.
Das Gehäuse 6 ist ein Kunststoffteil, daß mit metallischen Teilen von Verbindungsanschlüssen 2, Justieranschlüssen 1 und Meßelement-Anschlüssen 9 einsatzgegossen ist (die metallische Grundplatte 6 kann wie oben beschrieben ebenfalls einsatzgegossen sein). Zusätzlich zu der Funktion, daß es eine elektronische Schaltung enthält und schützt, ist das Gehäuse 5 einteilig mit einem Hilfskanal 13, einem Verbindergehäuse 3, einem Befestigungsflansch 10 und dergleichen ausgebildet. Daher ist die elektronische Schaltung 4 in einem kastenförmigen Körper enthalten, der aus der als Boden dienenden metallischen Grundplatte 6 und dem die Seitenwände bildenden Gehäuse 5 aufgebaut ist, wobei die Justieranschlüsse 1 und die Verbindungsanschlüsse 2 von der Innenseite des die elektronische Schaltung 4 enthaltenden kastenförmigen Körpers in den Innenabschnitt des Verbindergehäuses 3 eindringen. Durch Verbinden des Anschlusses in der Nähe eines inneren Endes des Gehäuses 5 und der elektronischen Schaltung 4 mit Metalldrähten 8 sind die elektronische Schaltung 4 und die Justieranschlüsse 1 sowie die Verbindungsanschlüsse 2 im Verbindergehäuse 3 elektrisch verbunden. In ähnlicher Weise dringen die Meßanschlüsse 9 von der Innenseite des die elektronische Schaltung 4 enthaltenden kastenförmigen Körpers in den Hilfskanal 13 ein. Durch Verbinden der Anschlüsse in der Nähe des anderen Endes der Innenseite des Gehäuses 5 und der elektronischen Schaltung 4 mit Metalldrähten 8 und durch Anschweißen eines Heizwiderstandes 11 und eines Temperaturkompensationswiderstandes 12 an die Meßanschlüsse 9 in einem seitlichen Endabschnitt des Hilfskanals 13 sind der Heizwiderstand 11 und der Temperaturkompensationswiderstand 12 mit der elektrischen Schaltung 4 elektrisch verbunden. Dann wird der Innenraum des die elektronische Schaltung 4 enthaltenden kastenförmigen Körpers mit einem Silikongel 19 gefüllt, ferner wird die elektronische Schaltung 4 durch Ankleben einer Abdeckung 7 eingekapselt (tatsächlich ist der kastenförmige Körper nur durch ein Belüftungsloch 18 offen, um Luft, die im Gehäuse 5 zurückbleibt, in das Verbindergehäuse 3 entweichen zu lassen, wenn die Luft erwärmt wird und sich ausdehnt). Ferner sind die Anschlüsse mit Ausnahme des Verbinderanschlusses 2, des Justieranschlusses 1 und der Meßelement-Anschlüsse 9 elektrisch isoliert. Weiterhin wird der Hilfskanal 13 durch Ankleben der Abdeckung 7 als Kanal fertiggestellt, der stromaufseitig vom Gehäuse 5 eine als Einlaß 13a dienende Öffnung sowie ein in das Gehäuse 5 und in die Abdeckung 7 gebohrtes und als Auslaß 13b dienendes quadratisches Loch besitzt. Der Grund, weshalb der Hilfskanal 13 als Kanal mit einer solch komplexen Form mit einer Biegung wie in dieser Ausführungsform gezeigt ausgebildet wird, besteht darin, daß die Struktur effektiv verhindern kann, daß die Meßelemente verschmutzen, daß Störungen der Luftströmung unterdrückt werden und daß Meßfehler aufgrund einer pulsierenden Strömung verringert werden, weshalb die Struktur für die Einlaßluftmessung einer Brennkraftmaschine geeignet ist. Dieses Modul wird durch ein Loch in einer Außenwandoberfläche eines Körpers 14 eingesetzt und so befestigt, daß der Einlaß 13a und der Auslaß 13b des Hilfskanals 13 in dem Hauptkanal 15 angeordnet sind, wobei ein Befestigungsflansch 10, der im Gehäuse 5 einteilig ausgebildet ist, am Körper 14 unter Verwendung von Schrauben 16 befestigt wird. Damit ist die Struktur des Luftdurchflußmengen-Meßinstruments des thermischen Typs vollständig.
Durch Verwenden dieser Struktur ist es möglich, die Anzahl der Teile zu verringern und die Kosten stark zu reduzieren. Ferner kann das Gehäuse 5, obwohl der Hilfskanal eine derart komplexe Struktur verwendet und gebogen werden muß, einfach durch Kunststoffguß gebildet werden, außerdem kann es eine sehr geringe Größe, ein sehr geringes Gewicht und eine kleine Anzahl von Teilen sowie geringe Kosten aufweisen. Ferner kann das Luftdurchflußmengen-Meßinstrument des thermischen Typs in eine vorhandene Komponente eines Lufteinlaßsystems wie etwa einen Luftreiniger eingesetzt und angebracht werden, ohne einen solchen Körper wie oben beschrieben einzurichten.
Die gemessene Luftdurchflußmenge ist die gesamte Durchflußmenge der Luft, die im Hauptkanal 15 im Körper 14 in der Hauptströmungsrichtung strömt. Die Gesamtluftdurchflußmenge wird anhand der Wärmemenge erfaßt, die vom Heizwiderstand 11 abgestrahlt wird, der im Hilfskanal 13 angeordnet ist, durch den ein Teil der durch den Hauptkanal strömenden Luft strömt. Da somit die Meßgenauigkeit durch Unterschiede, die zwischen den Produkten vorhanden sind, etwa Unterschiede in den Strukturen des Heizwiderstandes 11, in den Formen des Kanals, in den Elementen der elektronischen Schaltung und dergleichen, beeinflußt werden, müssen die Ausgangscharakteristiken der Produkte einzeln justiert werden.
Wenn die Justieranschlüsse an der elektronischen Schaltung angeordnet sind oder die Charakteristik-Justierung durch Laser-Trimmen eines Widerstandes oder dergleichen wie im Stand der Technik ausgeführt wird, kann die Justierung nicht wie in der vorliegenden Erfindung nach vollständiger Herstellung der Struktur des Luftdurchflußmengen-Meßinstruments erfolgen. Daher muß die Justierung in einem Zustand erfolgen, in dem die elektronische Schaltung 4 zu einem Zeitpunkt vor dem Ankleben der Abdeckung 7 freiliegt. Da somit die Prozesse des Einfüllens des Silikongels 19, des Anklebens der Abdeckung und der Wärmehärtung am kastenförmigen Körper des die elektronische Schaltung 4 enthaltenden Gehäuses 5 nach der Ausführung der Justierung erforderlich sind, stellt die Änderung der Charakteristik aufgrund dieser Prozesse einen Faktor dar, der Unterschiede zwischen den Produkten hervorruft und sie verschlechtert. Da jedoch in der vorliegenden Erfindung die Charakteristik-Justierung durch Anlegen elektrischer Signale an die im Verbindergehäuse vorgesehenen Justieranschlüsse 1 nach vollständiger Herstellung der Struktur ausgeführt wird, kann die Justierarbeit im abschließenden Prozeß erfolgen, weshalb eine Änderung der Charakteristik nach der Justierung vermieden werden kann. Da ferner eine Versandinspektion weggelassen werden kann oder die Versandinspektion in dem Justierprozeß ausgeführt werden kann, kann der Inspektionsprozeß einfach ausgeführt werden.
Weiterhin muß in dem Durchflußmengen-Meßinstrument des thermischen Typs die Charakteristik-Justierung durch tatsächliches Hindurchschicken einer Luftströmung ausgeführt werden. Insbesondere in dieser Ausführungsform wird bevorzugt, die Charakteristik-Justierung an der endgültigen Konstruktion des Produkts vorzunehmen, indem eine Luftströmung durch den Hauptkanal 15 in einem Zustand geschickt wird, in dem er am Körper 14 befestigt ist. Daher ist es in der herkömmlichen Technik sehr schwierig gewesen, die Struktur, die die elektronischen Schaltung 4 im Körper 14 wie in dieser Ausführungform besitzt, durch Hindurchschicken einer Luftströmung durch den Hauptkanal 15 zu justieren. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Justierung jedoch unter Verwendung des Justieranschlusses 1 im Verbindergehäuse 3, das außerhalb des Körpers 14 angeordnet ist, wie oben beschrieben einfach ausgeführt werden. Um ferner in dem Luftdurchflußmengen-Meßinstrument des thermischen Typs die Luftdurchflußmenge auf der Grundlage der vom Heizwiderstand an die Luft abgestrahlten Wärmemenge zu messen, wird der Heizwiderstand 11 durch die elektronische Schaltung 4 wärmegesteuert, um eine konstante Temperaturdifferenz zum Temperaturkompensationswiderstand 12 aufrechtzuerhalten. Da Änderungen der Wärmemengen zwischen den Produkten auftreten, ist auch eine Justierung der elektronischen Schaltung 4 erforderlich. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, auch eine solche Steuergröße des Meßelements wie oben beschrieben einfach zu justieren.
In einem tatsächlichen Justierprozeß müssen der Verbinderanschluß · 2 und eine Leitungsjustiervorrichtung elektrisch verbunden werden, um das Luftdurchflußmengen-Meßinstrument des thermischen Typs anzusteuern, um sein Ausgangssignal zu messen, außerdem müssen der Justieranschluß 1 und die Leitungsjustiervorrichtung elektrisch verbunden werden, um ein elektrisches Signal an den Justieranschluß 1 anzulegen. Da diese Verbindungen nur der vorübergehenden Justierarbeit dienen, wird die Justierarbeit gewöhnlich durch Aufpressen von in der Leitungsjustiervorrichtung vorgesehenen Fühlern auf die einzelnen Anschlüsse ausgeführt. Da in dieser Ausführungsform alle Anschlüsse im Verbindergehäuse 3 angeordnet sind, erfolgt die Verbindung einfach durch Aufpressen sämtlicher Fühler in der gleichen Richtung. Da jedoch andererseits in einem engen Raum viele Anschlüsse vorhanden sind, könnte ein fehlerhafter Kontakt zwischen den Anschlüssen und den Fühlern hervorgerufen werden. Somit ist der Justieranschluß 1 in einem tieferen Abschnitt des Verbindergehäuses 3 angeordnet, so daß der Leistungsquellenfühler den Justieranschluß 1 nicht erreichen kann, zusätzlich ist der Justieranschluß 1 in einem in der Bodenfläche des Verbindergehäuses 3 ausgebildeten Loch angeordnet, so daß nur der Fühler, bei dem der Durchmesser der vorderen Spitze kleiner als jener des Lochs ist, mit dem Justieranschluß 1 verbunden werden kann. Ferner ist es durch Isolieren des äußeren Umfangs des Fühlers für den Justieranschluß möglich, einen elektrischen Kurzschluß, der durch den Kontakt mit dem Verbinderanschluß 2 oder mit anderen Fühlern hervorgerufen wird, zu unterdrücken.
Da im praktischen Gebrauch des Luftdurchflußmengen- Meßinstruments des thermischen Typs der Innenraum des Verbindergehäuses gewöhnlich wassergeschützt ist, indem ein zugeordneter Verbinder mit dem Verbinderanschluß 2 verbunden wird und außerdem ein zugeordneter Verbinder mit dem Verbindergehäuse 3 verbunden wird, ist es möglich, Korrosionsprobleme des Justieranschlusses 1 und einen elektrischen. Kurzschluß mit den anderen Anschlüssen zu verhindern.
Im folgenden wird die Konstruktion der elektronischen Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben.
In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform wird ein Übertragungssystem durch ein an den Justieranschluß 100 angelegtes elektrisches Signal unter Verwendung eines Multiplexers 105 umgeschaltet, um eine Justierung einer Ausgangscharakteristik und einer Meßelement-Steuergröße unter Verwendung einer Ausgangscharakteristik-Justierschaltung 104 und einer Steuergrößen-Justierschaltung 102 auszuführen.
Die elektronische Schaltung 4 kann grob in eine Steuerschaltung 101, eine Ausgangssignal-Verarbeitungsschaltung 103 und den Multiplexer 105 unterteilt werden. Die Steuerschaltung 101 ist mit dem Heizwiderstand 11 und mit dem Temperaturkompensationswiderstand 12, die in dem Hilfskanal 13 angeordnet sind, elektrisch verbunden. Ferner besitzt die Steuerschaltung 101 die Steuergrößen-Justierschaltung 102. Die Ausgangssignal-Verarbeitungsschaltung 103 ist eine Schaltung, die ein von der Steuerschaltung 101 erhaltenes elektrisches Signal in ein vorgegebenes Ausgangssignal umsetzt und die Ausgangscharakteristik-Justierschaltung 104 umfaßt. Der Leistungsquellenanschluß 106, der Ausgangsanschluß 107 und der Masseanschluß 108 sind im Verbindergehäuse 3 angeordnet und mit äußeren Einheiten verbunden.
Im Unterschied zu der Ausführungsform von Fig. 4 besitzt jene von Fig. 5 keinen Multiplexer, sie kann jedoch nur die Ausgangscharakteristik von außerhalb der elektronischen Schaltung 4 justieren.
Die elektronische Schaltung 4 kann grob in eine Steuerschaltung 101 und eine Ausgangssignal-Verarbeitungsschaltung 103 unterteilt werden, wobei die Ausgangssignal-Verarbeitungsschaltung eine Ausgangscharakteristik-Justierschaltung 104 besitzt. Die Ausgangscharakteristik-Justierschaltung 104 ist eine Schaltung, die die Ausgangscharakteristik durch Ein- und Ausschalten justieren kann, wobei das Ein- und Ausschalten durch Anlegen eines elektrischen Signals an den Justieranschluß 101 erfolgen kann. Der Justieranschluß 100 ist in die äußere Umgebung der elektronischen Schaltung 4 verlängert, so daß das elektrische Signal von außerhalb des die elektronische Schaltung 4 enthaltenden und schützenden Gehäuses angelegt werden kann.
In der Ausführungsform von Fig. 6 erfolgt die Ausgangssignalverarbeitung durch einen Mikrocomputer (CPU) 111. Die elektronische Schaltung kann grob in eine Steuerschaltung 101, einen A/D-Umsetzer 110, die CPU 111, einen Speicher 112 und eine Schnittstelle 113 unterteilt werden. Die Steuerschaltung 101 ist wie in den Ausführungsformen der Fig. 4 und 5 mit einem Heizwiderstand 11 und einem Temperaturkompensationswiderstand 12 elektrisch verbunden, wobei die Steuerung nicht nur eine analoge Steuerung sein muß, sondern auch eine digitale Steuerung sein kann. Der A/D-Umsetzer 110 setzt ein elektrisches Signal der Steuerschaltung 101 in ein digitales Signal um. Die CPU 111 führt an dem digitalen Signal eine Rechenverarbeitung auf der Grundlage von in dem Speicher 112 gespeicherten Daten aus, um das digitale Signal in ein geeignetes Signal umzusetzen, wobei das Ausgangssignal als Signal ausgegeben wird, daß an eine äußere Einheit angepaßt ist, welche das Signal unter Verwendung der Schnittstellenschaltung 113 empfängt.
Daher kann in dieser Ausführungsform die Charakteristik- Justierung durch Speichern optimierter Werte im Speicher ausgeführt werden.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 7 bis 9 eine Ausführungsform beschrieben, in der die Meßeinrichtung in einem Abschnitt angeordnet ist, dessen Umgebung verschlossen ist.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht im Querschnitt eines Luftreinigers, die einen Zustand zeigt, in dem ein Luftdurchflußmengen- Meßinstrument des thermischen Typs im Luftreiniger angeordnet ist, während Fig. 8 eine Seitenansicht im Querschnitt ist, die das Luftdurchflußmengen-Meßinstrument des thermischen Typs nach Fig. 7 zeigt. Fig. 9 ist eine Außenansicht, die das Luftdurchflußmengen-Meßinstrument des thermischen Typs nach Fig. 8 bei Betrachtung in Richtung des Pfeils XI zeigt.
Das Luftdurchflußmengen-Meßinstrument 210 des thermischen Typs ist in ein Innenrohr 31 eingesetzt, das zusammen mit einem auf der Auslaßseite des Luftreinigers angeordneten Gehäuse 27 zu einer Einheit integriert ist, so daß ein Einlaß 13a und ein Auslaß 13b eines Hilfskanals 13 im inneren Abschnitt des Innenrohrs 31 positioniert sind. Ein Luftfilter 29 ist zwischen dem Gehäuse 27 auf der Auslaßseite des Luftreinigers und einem Gehäuse 26 auf der Einlaßseite des Luftreinigers befestigt, ferner ist im Gehäuse 26 auf der Einlaßseite des Luftreinigers ein Einlaßrohr 25 befestigt, während stromabseitig vom Innenrohr 31 des Gehäuses 27 auf der Auslaßseite des Luftreinigers ein Verbindungsrohr 30 befestigt ist und eine Brennkraftmaschine stromabseitig vom Verbindungsrohr 30 angeordnet ist. Daher strömt die Einlaßluftströmung, die durch eine Hauptströmungsrichtung 17 angezeigt ist, vom Einlaßrohr 25 in das Gehäuse 26 auf der Einlaßseite des Luftreinigers und vom Gehäuse 27 auf der Auslaßseite des Luftreinigers in das Innenrohr 31, nachdem sie den Luftfilter 29 durchströmt hat. Hierbei entspricht das Innenrohr 31 dem Hauptkanal 15 des Luftdurchflußmengen-Meßinstruments 2I0 des thermischen Typs, wobei ein Teil der durch den Hauptkanal 15 strömenden Luft in den Hilfskanal 13 und dann über das Verbindungsrohr 30 in die Brennkraftmaschine strömt.
In dem Luftdurchflußmengen-Meßinstruments 210 des thermischen Typs ist eine einen Meßelement-Anschluß 9 haltende Halterung 32 mit einer metallischen Grundplatte 6 einteilig zu einer Einheit ausgebildet, weiterhin ist ein Hilfskanal- Strukturelement 33 so angeordnet, daß ein Heizwiderstand 11 und ein Temperaturkompensationswiderstand 12 in dem Hilfskanal 13 angeordnet sind. An der Oberseite der metallischen Grundplatte 6 ist eine elektronische Schaltung 4 befestigt, ferner ist ein Gehäuse 5 ebenfalls an der Oberseite der metallischen Grundplatte 6 befestigt, um die elektronische Schaltung 4 aufzunehmen. Die elektronische Schaltung 4 und der Meßelement-Anschluß 8 sowie ein Leiterrahmen 34 sind mit einem metallischen Draht 8 elektrisch verbunden, wobei sich der Leiterrahmen 34 aus dem Gehäuse 5 erstreckt, um mit einem Kabelbündel 22 verbunden zu werden, weiterhin ist ein Verbinder 24 am gegenüberliegenden Endabschnitt des Kabelbündels 22 angeordnet. Der Verbinder 24 ist aus einem Verbindergehäuse 3 gebildet, daß Verbinderanschlüsse 2 und Justieranschlüsse 1 enthält, wobei die Verbinderanschlüsse 2 und die Justieranschlüsse 1 mit der elektronischen Schaltung 4 über das Kabelbündel 22, den Leiterrahmen 34 und die Metalldrähte 8 elektrisch verbunden sind. Daher kann die Charakteristik- Justierung wie in der obenerwähnten Ausführungsform durch Anlegen eines elektrischen Signals an den Justieranschluß 1 nach der Befestigung der Abdeckung 7 am Gehäuse 5 und nach der vollständigen Abdeckung der elektronischen Schaltung 4 erfolgen.
Obwohl das Luftdurchflußmengen-Meßinstrument 210 des thermischen Typs am Innenrohr 31 angeordnet und im Luftreiniger 200, der außerdem den Luftfilter 29 und das Gehäuse 26 auf der Einlaßseite des Luftreinigers umfaßt, angeordnet ist, ist der Verbinder 24 aus dem Luftreiniger 200 herausgeführt. Andererseits ist ein Verbinderentnahmeloch 35 des Gehäuses 27 auf der Auslaßseite des Luftreinigers durch eine Gummimanschette 23 abgedichtet, in deren Mitte das Kabelbündel 22 vorgesehen ist. Selbst wenn daher die Meßeinrichtung, d. h. das Luftdurchflußmengen-Meßinstrument 210 des thermischen Typs, in einem geschlossenen Raum, d. h. in diesem Fall im Luftreiniger 210, verwendet wird, kann die Charakteristik- Justierung durch Anlegen eines elektrischen Signals an den Justieranschluß 1 des nach außen gezogenen Verbinders 24 erfolgen. Ferner kann die Charakteristik-Justierung im tatsächlichen Gebrauch, d. h. in diesem Fall nach dem Einbau des Luftreinigers 200, erfolgen.
Schließlich wird im folgenden mit Bezug auf Fig. 10 eine Ausführungsform einer Brennkraftmaschine des Typs mit elektronisch gesteuerter Kraftstoffeinspritzung beschrieben, in der ein Luftdurchflußmengen-Meßinstrument des thermischen Typs gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Einlaßluft 201, die von einem Luftreiniger 200 eintritt, wird durch einen Körper 202 eines Luftdurchflußmengen- Meßinstruments des thermischen Typs, ein Rohr 203 und einen Einlaßkrümmer 206, der einen Drosselkörper 204 und eine Einspritzeinrichtung 205 für die Kraftstoffversorgung besitzt, in einen Motorzylinder 207 angesaugt. Andererseits wird Abgas 208, das im Motorzylinder 207 erzeugt wird, durch einen Abgaskrümmer 209 ausgestoßen.
Ein Luftdurchflußmengensignal-Ausgang von einer elektronischen Schaltung des Luftdurchflußmengen-Meßinstruments 210 des thermischen Typs, ein von einem Drosselklappenwinkelsensor 211 ausgegebenes Drosselklappen-Öffnungssignal, ein von einem Abgaskrümmer 209 vorgesehenen Sauerstoffsensor 212 ausgegebenes Sauerstoffkonzentrationssignal und ein von einem Motordrehzahlsensor 213 ausgegebenes Drehzahlsignal werden in eine Steuereinheit 214 eingegeben, wobei die Steuereinheit 214 Signale wie etwa eine Leerlaufsteuerklappenöffnung und dergleichen bei optimaler Kraftstoffeinspritzrate, die durch eine Rechenverarbeitung erhalten wird, ausgibt, um die Einspritzeinrichtung 205 und die Leerlaufluftsteuerklappe 215 zu steuern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine hochgenaue Meßeinrichtung geschaffen werden, da die Charakteristik- Justierung der Meßeinrichtung im letzten Prozeß ausgeführt werden kann, weshalb es möglich ist, eine Änderung der Charakteristiken, die in den Prozessen nach der Justierung wie etwa dem Einfüllen von Gel, dem Ankleben der Abdeckung und der Wärmehärtungsprozesse in der herkömmlichen Meßeinrichtung erzeugt werden, zu vermeiden. Ferner kann eine kostengünstige Meßeinrichtung geschaffen werden, da die Meßelemente und die elektronische Schaltung integriert sind, um die Anzahl der Teile und die Größe und das Gewicht zu verringern, weiterhin ist es möglich, die Charakteristik-Justierung der Meßeinrichtung einfach auszuführen. Ferner kann eine Meßeinrichtung, die für eine Umgebung der tatsächlichen Verwendung geeignet ist, geschaffen werden, da die Charakteristik- Justierung in einem Zustand ausgeführt werden kann, in dem die Meßeinrichtung in der Umgebung der tatsächlichen Verwendung angeordnet ist.

Claims

1. Messeinrichtung für eine physikalische Größe mit

einem Messelement (11, 12) zum Erfassen einer physikalischen Größe und einer mit dem Messelement (11, 12) elektrisch verbundenen elektronischen Schaltung (4) zum Verarbeiten der erfassten physikalischen Größe und Ausgeben eines der physikalischen Größe entsprechenden Ausgangssignals,

einem Justieranschluss (1, 100) und einem Anschlussstecker (2, 106, 107, 108), wobei über den Justieranschluss (1, 100) die Ausgangscharakteristiken der Messeinrichtung für die physikalische Größe justiert werden und der Anschlussstecker (2, 106, 107, 108) ausgebildet ist, um das Ausgangssignal an eine externe Einrichtung zu übertragen, und

einer Justierschaltung (102, 104) zum Ausführen der Justierung der Ausgangscharakteristiken der Messeinrichtung für eine physikalische Größe, die in der elektronischen Schaltung (4) vorgesehen ist, wobei die Justierschaltung (102, 104) elektrisch mit dem Justieranschluss (1, 100) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

der Anschlussstecker (2, 106, 107, 108) und der Justieranschluss (1, 100) innerhalb eines Steckgehäuses (3) vorgesehen sind, das ausserhalb des Gehäuses (5) angeordnet ist, in dem die elektronische Schaltung (4) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierschaltung eine Ausgangscharakteristikjustierschaltung (104) oder die Ausgangscharakteristikjustierschaltung (104) und eine Steuergrössenjustierschaltung (102) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlussstecker (2) einen Stromversorgungsanschluss (106), einen Ausgangsanschluss (107) und einen Masseanschluss (108) aufweist.

4. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schalteinheit (4) umgebende Gehäuse (5) zusammen mit einer Hilfspassage (13), dem Steckergehäuse (3) und einem Halteflansch (10) in einer Einheit integriert sind.

5. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Justieranschluss (1, 100) in einem größeren Abstand zu dem offenen Ende des Steckergehäuses (3) als der Anschlussstecker (2, 106, 107, 108) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Justieranschluss (1, 100) in einer Öffnung angeordnet ist, die an der Unterseite des Steckergehäuses (3) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1-6, wobei die physikalische Größe ein Luftstrom und die Einrichtung ein thermisches Luftströmungsmessgerät ist.