DE102005057575B4 - Air mass meter with electrical oil separation and method for measuring an air mass flow of an internal combustion engine using such an air mass meter - Google Patents
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Abstract
Heißfilmluftmassenmesser (110) zur Messung eines Luftmassenstroms, insbesondere im Ansaugtrakt (112) einer Verbrennungskraftmaschine, wobei der Heißfilmluftmassenmesser (110) eine vom Luftmassenstrom überströmbare Sensoroberfläche (130) aufweist, wobei der Heißfilmluftmassenmesser (110) eine Felderzeugungsvorrichtung (118) aufweist, welche ausgestaltet ist, um ein zumindest teilweise homogenes elektrisches Feld (150) durch den Luftmassenstrom zu erzeugen, und die Felderzeugungsvorrichtung (118) einen Kondensator aufweist, insbesondere einen Plattenkondensator (116), dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (144, 146) des Kondensators zumindest näherungsweise flächengleich sind und derart ausgestaltet sind, dass der Luftmassenstrom bereits eine Driftstecke (152) durch das elektrische Feld (150) zurückgelegt hat, bevor er die Sensoroberfläche (130) erreicht, und dass das elektrische Feld (150) um eine Nachdriftstrecke (154) hinter der Sensoroberfläche (130) verlängert ist.Hot-film air-mass meter (110) for measuring an air-mass flow, in particular in the intake tract (112) of an internal combustion engine, the hot-film air-mass meter (110) having a sensor surface (130) over which the air-mass flow can flow, the hot-film air-mass meter (110) having a field-generating device (118), which is configured , in order to generate an at least partially homogeneous electric field (150) through the air mass flow, and the field generating device (118) has a capacitor, in particular a plate capacitor (116), characterized in that the electrodes (144, 146) of the capacitor have at least approximately the same area and are designed in such a way that the air mass flow has already covered a drift distance (152) through the electric field (150) before it reaches the sensor surface (130), and that the electric field (150) has a post-drift distance (154) behind the Sensor surface (130) is extended.
Description
Die Erfindung betrifft einen Heißfilmluftmassenmesser zur Messung eines mit einer Hauptströmungsrichtung strömenden Luftmassenstroms. Derartige Heißfilmluftmassenmesser werden insbesondere im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung eines Luftmassenstroms.The invention relates to a hot-film air-mass meter for measuring an air-mass flow flowing in a main flow direction. Such hot-film air mass meters are used in particular in the intake tract of an internal combustion engine. Furthermore, the invention relates to a method for measuring an air mass flow.
Stand der TechnikState of the art
Bei vielen Prozessen, beispielsweise auf dem Gebiet der Verfahrenstechnik, der Chemie oder des Maschinenbaus, muss definiert eine Gasmasse, insbesondere eine Luftmasse, zugeführt werden. Hierzu zählen insbesondere Verbrennungsprozesse, welche unter geregelten Bedingungen ablaufen. Ein wichtiges Beispiel ist dabei die Verbrennung von Kraftstoff in Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, insbesondere mit anschließender katalytischer Abgasreinigung. Zur Messung des Luftmassendurchsatzes werden dabei verschiedene Typen von Sensoren eingesetzt.In many processes, for example in the field of process engineering, chemistry or mechanical engineering, a gas mass, in particular an air mass, must be supplied in a defined manner. These include, in particular, combustion processes that take place under controlled conditions. An important example is the combustion of fuel in internal combustion engines of motor vehicles, in particular with subsequent catalytic exhaust gas cleaning. Various types of sensors are used to measure the air mass flow rate.
Ein aus dem Stand der Technik bekannter Sensortyp ist der so genannte Heißfilmluftmassenmesser (HFM), welcher beispielsweise in
Eine beispielsweise aus
Die Ölkontamination kann weiterhin auch beim oder kurz nach dem Abschalten der Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise eines Dieselmotors, auftreten. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich nach Abschalten der Verbrennungskraftmaschine ein in einem Kurbelgehäuse vorhandener Überdruck über eine Kurbelgehäuseentlüftung in den Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine (und damit zum Beispiel auch in den Bypasskanal des Heißfilmluftmassenmessers) abbaut. Dabei wird häufig Öldampf beziehungsweise Ölnebel mitgeführt. Dieser Ölnebel schlägt sich zumindest teilweise auf dem Sensorchip als Kontaminationsfilm nieder und verursacht somit insbesondere beim erneuten Anschalten der Verbrennungskraftmaschine eine erhebliche Messsignalbeeinflussung.The oil contamination can also occur when the internal combustion engine, for example a diesel engine, is switched off or shortly after it is switched off. This is particularly the case when, after the internal combustion engine has been switched off, excess pressure in a crankcase is released via crankcase ventilation into the intake tract of the internal combustion engine (and thus, for example, also into the bypass channel of the hot-film air mass meter). Oil vapor or oil mist is often carried along. This oil mist is deposited at least partially on the sensor chip as a film of contamination and thus causes a considerable influence on the measurement signal, particularly when the internal combustion engine is switched on again.
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Die Druckschrift
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Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Es wird daher ein Heißfilmluftmassenmesser zur Messung eines Luftmassenstroms, insbesondere im Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine, vorgeschlagen, welcher die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen vermeidet. Der Heißfilmluftmassenmesser ist universell einsetzbar, ist jedoch insbesondere optimiert zur Messung eines Luftmassenstroms mit einer Strömungsgeschwindigkeit zwischen 0 und 60 m/s. Weiterhin wird ein Verfahren zum Betrieb eines Heißfilmluftmassenmessers gemäß der Erfindung vorgeschlagen.A hot-film air mass meter for measuring an air mass flow, in particular in the intake tract of an internal combustion engine, is therefore proposed, which avoids the disadvantages of the devices known from the prior art. The hot-film air mass meter can be used universally, but is particularly optimized for measuring an air mass flow with a flow rate between 0 and 60 m/s. Furthermore, a method for operating a hot-film air-mass meter according to the invention is proposed.
Der Heißfilmluftmassenmesser kann prinzipiell alle dem Fachmann bekannten Techniken und Varianten von Heißfilmluftmassenmessern einschließen. Beispielsweise kann der Heißfilmluftmassenmesser einen Sensorchip, beispielsweise einen Sensorchip mit einer Sensormembran, umfassen, wie er in
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, Ölablagerungen und sonstige Kontaminationen auf der Sensoroberfläche zu vermeiden, indem elektrische Effekte eingesetzt werden. Zu diesem Zweck weist der Heißfilmluftmassenmesser eine Felderzeugungsvorrichtung auf, welche ausgestaltet ist, um ein homogenes elektrisches Feld durch den Luftmassenstrom zu erzeugen, welches vorzugsweise zumindest teilweise homogen ist.A basic idea of the present invention is to avoid oil deposits and other contaminations on the sensor surface by using electrical effects. For this purpose, the hot-film air-mass meter has a field-generating device that is designed to generate a homogeneous electric field through the air-mass flow, which is preferably at least partially homogeneous.
Dieses elektrische Feld kann auf unterschiedliche Weise Einfluss auf die Ölkontamination der Sensoroberfläche nehmen. Dabei ist zu beachten, dass der Luftmassenstrom üblicherweise einen Ölnebel (Aerosol) mit kleinsten Öltröpfchen enthält, welche mit dem Luftmassenstrom mitgetragen werden. Dieser Effekt kann sowohl im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine als auch, wie oben beschrieben, nach Abschalten der Verbrennungskraftmaschine auftreten. Diese Öltröpfchen sind in vielen Fällen elektrisch aufgeladen. Diese elektrische Aufladung erfolgt beispielsweise durch molekulare Reibung, Wandstöße mit beispielsweise der Wand eines Strömungskanals, durch Umgebungsstrahlung oder auch durch Wechselwirkung mit anderen Öltröpfchen. Zusätzlich kann die Aufladung der Öltröpfchen durch ein elektrisches Feld noch verstärkt werden, da in diesem Fall bereits aufgeladene Öltröpfchen beschleunigt werden, mit anderen Tröpfchen zusammenstoßen und so in einer Art „Lawineneffekt“ neue Ladungen erzeugen.This electric field can influence the oil contamination of the sensor surface in different ways. It should be noted that the air mass flow usually contains an oil mist (aerosol) with tiny oil droplets, which are carried along with the air mass flow. This effect can occur both during operation of the internal combustion engine and, as described above, after the internal combustion engine has been switched off. In many cases, these oil droplets are electrically charged. This electrical charging occurs, for example, through molecular friction, wall impacts with the wall of a flow channel, for example, through ambient radiation or through interaction with other oil droplets. In addition, the charging of the oil droplets can be intensified by an electric field, since in this case already charged oil droplets are accelerated, collide with other droplets and thus generate new charges in a kind of "avalanche effect".
Die derart geladenen Ölpartikel werden im elektrischen Feld entsprechend ihrer Polarität abgelenkt. Auf diese Weise können die Öltröpfchen durch elektrische Ablenkung von der Sensoroberfläche ferngehalten werden.The oil particles charged in this way are deflected in the electric field according to their polarity. In this way, the oil droplets can be kept away from the sensor surface by electrical deflection.
Ein weiterer Effekt kann dann bestehen, dass Öltröpfchen im elektrischen Feld polarisiert werden, ohne dass eine Nettoaufladung erfolgt. Auf diese Weise wird aus den Öltröpfchen jeweils ein elektrischer Dipol. Da sich jeweils der positiv geladene Teil eines ersten Öltröpfchens und der negative Teil eines zweiten Öltröpfchens gegenseitig anziehen, können zwei derartig polarisierte Öltröpfchen leicht miteinander verschmelzen (koagulieren). Auf diese Weise bilden sich aus den kleinsten Öltröpfchen, welche vom Luftmassenstrom mitgeführt werden, große, schwere Tropfen, welche dann aufgrund der auf sie wirkenden Schwerkraft ausfallen. Auch auf diese Weise kann der Ölnebel von der Sensoroberfläche ferngehalten werden, insbesondere wenn die Sensoroberfläche im Betrieb des Heißfilmluftmassenmessers vertikal angeordnet ist.A further effect can then be that oil droplets are polarized in the electric field without a net charging taking place. In this way, each oil droplet becomes an electric dipole. Since the positively charged part of a first oil droplet and the negative part of a second oil droplet attract each other, two such polarized oil droplets can easily fuse (coagulate) with each other. In this way, the smallest oil droplets, which are carried along by the air mass flow, form large, heavy droplets, which then fall out due to the force of gravity acting on them. In this way, too, the oil mist can be kept away from the sensor surface, in particular if the sensor surface is arranged vertically when the hot-film air-mass meter is in operation.
Die Felderzeugungsvorrichtung weist einen oder mehrere Kondensatoren auf, insbesondere einen Plattenkondensator, wobei jedoch die Platten des Plattenkondensators nicht notwendigerweise parallel sein müssen. Dabei sind die Elektroden des mindestens einen Kondensators zumindest näherungsweise flächengleich. Dabei können Abweichungen von 50 %, vorzugsweise nicht mehr als 10 % und besonders bevorzugt von nicht mehr als 5 % toleriert werden, um ein vorzugsweise zumindest teilweise homogenes elektrisches Feld zu generieren. Die Elektroden sind derart ausgestaltet, dass der Luftmassenstrom bereits eine Driftstecke durch das elektrische Feld zurückgelegt hat, bevor er die Sensoroberfläche erreicht, und dass das elektrische Feld um eine Nachdriftstrecke hinter der Sensoroberfläche verlängert ist. Weist der Heißfilmluftmassenmesser einen Strömungskanal, insbesondere einen Bypasskanal, auf, so können die Elektroden des Kondensators in den Strömungskanal eingebracht werden. Dabei kann es sich um separate Elektroden handeln, beispielsweise in Form von in den Strömungskanal eingebrachten Metallschichten. Alternativ können auch die Wände des Strömungskanals selbst mit einer Metallisierung versehen werden, oder der Strömungskanal selbst kann einen metallischen Bestandteil, insbesondere einen zumindest teilweise metallischen Deckel- und/oder Bodenteil, aufweisen. Auch können mehrere Kondensatoren in Reihe angeordnet werden, beispielsweise ein Kondensator vor dem Sensorchip, ein Kondensator nach dem Sensorchip.The field generating device has one or more capacitors, in particular a plate capacitor, although the plates of the plate capacitor do not necessarily have to be parallel. The electrodes of the at least one capacitor have at least approximately the same area. In this case, deviations of 50%, preferably not more than 10% and particularly preferably not more than 5% can be tolerated in order to generate a preferably at least partially homogeneous electric field. The electrodes are designed in such a way that the air mass flow has already covered a drift distance through the electric field before it reaches the sensor surface, and that the electric field is extended by a post-drift distance behind the sensor surface. If the hot-film air-mass meter has a flow channel, in particular a bypass channel, the electrodes of the capacitor can be introduced into the flow channel. These can be separate electrodes, for example in the form of metal layers introduced into the flow channel. Alternatively, the walls of the flow channel itself can also be provided with a metallization, or the flow channel itself can have a metallic component, in particular an at least partially metallic cover and/or base part. A plurality of capacitors can also be arranged in series, for example a capacitor in front of the sensor chip and a capacitor after the sensor chip.
In vielen Fällen wird der Luftmassenstrom mit einer Hauptströmungsrichtung strömen. Wird dabei ein Strömungskanal eingesetzt, beispielsweise ein Bypasskanal, so ist der Begriff „Hauptströmungsrichtung“ jeweils lokal zu verstehen, wobei unter dem Begriff „Hauptströmungsrichtung“ jeweils die Haupttransportrichtung des Luftmassenstroms am jeweiligen Ort im Strömungskanal zu verstehen sei. Lokale Verwirbelungen sollen dabei vernachlässigt werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn das elektrische Feld den Luftmassenstrom im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung durchdringt. Auf diese Weise wird der oben beschriebene Ablenkungseffekt besonders gut ausgenutzt. Vorzugsweise verläuft das elektrische Feld im eingebauten Zustand des Heißfilmluftmassenmessers, beispielsweise im Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine bei horizontal stehender Verbrennungskraftmaschine, selbst horizontal. Auf diese Weise kann das Ausfällen koagulierter Tröpfchen verstärkt werden.In many cases, the air mass flow will flow with a main flow direction. If a flow duct is used, for example a bypass duct, the term "main flow direction" is to be understood locally in each case, with the term "main flow direction" being understood to mean the main transport direction of the air mass flow at the respective location in the flow duct. Local turbulence should be neglected. It is particularly preferred if the electric field penetrates the air mass flow essentially perpendicular to the main flow direction. In this way, the deflection effect described above is used particularly well. The electric field preferably runs horizontally when the hot-film air-mass meter is installed, for example in the intake tract of the internal combustion engine when the internal combustion engine is horizontal. In this way, precipitation of coagulated droplets can be increased.
Um die oben beschriebenen Effekte der Ablenkung und Ausfällung (neben denen noch weitere elektrische Effekte wirken können) zu unterstützen, ist es bevorzugt, wenn der Luftmassenstrom vor Erreichen der Sensoroberfläche eine Driftstrecke von mindestens 1 mm, insbesondere mindestens 3 mm und besonders bevorzugt mindestens 5 mm im elektrischen Feld zurücklegt. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Dimensionierung des beschriebenen Kondensators erfolgen. Insbesondere kann beispielsweise, wenn ein Strömungskanal (beispielsweise ein Bypasskanal) eingesetzt wird, die gesamte Strecke des Bypasskanals mit einem Kondensator versehen werden, beispielsweise indem jeweils Deckel und Boden des Bypasskanals metallisiert werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn das vorzugsweise zumindest teilweise homogene elektrische Feld zumindest in einem Teilbereich eine Feldstärke in einem Bereich von 1 kV/m bis 5 MV/m, insbesondere 10 kV/m bis 2,5 MV/m und besonders bevorzugt bei näherungsweise 0,4 MV/m aufweist. Diese Feldstärken haben sich in Praxistests als besonders wirksam und dennoch technisch gut realisierbar und handhabbar erwiesen.In order to support the effects of deflection and precipitation described above (in addition to which other electrical effects can also have an effect), it is preferred if the air mass flow has a drift distance of at least 1 mm, in particular at least 3 mm and particularly preferably at least 5 mm, before reaching the sensor surface travels in the electric field. This can be done, for example, by appropriately dimensioning the capacitor described. In particular, for example, if a flow channel (for example a bypass channel) is used, the entire section of the bypass channel can be provided with a capacitor, for example by metalizing the cover and base of the bypass channel. It is particularly preferred if the preferably at least partially homogeneous electric field has a field strength in a range from 1 kV/m to 5 MV/m, in particular 10 kV/m to 2.5 MV/m and particularly preferably at approximately 0.4 MV/m. In practical tests, these field strengths have proven to be particularly effective and yet technically easy to implement and manage.
Wie oben beschrieben, tritt der Kontaminationseffekt insbesondere nach Abschalten der Verbrennungskraftmaschine auf, wenn sich mit Ölnebel versetzte Luft im Kurbelgehäuse entspannt und durch eine Kurbelgehäuseentlüftungsöffnung in den Ansaugtrakt diffundiert. Dementsprechend kann auch der erfindungsgemäße Heißfilmluftmassenmesser unterschiedlich betrieben werden. Zum einen kann die Felderzeugungsvorrichtung während des gesamten Betriebs oder auch nur während Teilphasen des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine ein elektrisches Feld erzeugen und auf diese Weise unter Ausnutzung der beschriebenen Effekte eine Kontamination der Sensoroberfläche kontinuierlich verhindern. Weiterhin ist es jedoch alternativ oder zusätzlich auch bevorzugt, die Felderzeugungsvorrichtung nach Abschalten der Verbrennungskraftmaschine einzusetzen. Dementsprechend wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem die Felderzeugungsvorrichtung nach Abschalten der Verbrennungskraftmaschine für eine vorgegebene Nachlaufdauer ein elektrisches Feld erzeugt. Grundsätzlich kann dabei eine beliebige Nachlaufdauer eingesetzt werden. Insbesondere haben sich Nachlaufdauern zwischen 3 sec und 10 min, vorzugsweise zwischen 5 sec und 5 min und besonders bevorzugt zwischen 10 sec und 3 min bewährt. Auf diese Weise kann eine durch Diffusion von Ölnebel hervorgerufene Kontamination der Sensoroberfläche beim Stillstand der Verbrennungskraftmaschine vermieden oder stark verringert werden. Es sei noch darauf hingewiesen, dass der oben verwendete Begriff einer „Hauptströmungsrichtung“ im Falle des Stillstands der Verbrennungskraftmaschine weit zu fassen ist, da in diesem Fall Szenarien auftreten können, in denen Ölnebel „aus beiden Richtungen“ zur Sensoroberfläche strömen. Daher kann die oben beschriebene Driftstrecke beispielsweise „vor“ und/oder „nach“ der Sensoroberfläche angeordnet sein, also unter Bezugnahme auf die Hauptströmungsrichtung im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine stromaufwärts bzw. auch stromabwärts von der Sensoroberfläche. Es können auch unterschiedliche elektrische Felder vorgesehen sein, beispielsweise ein elektrisches Feld „stromabwärts“ der Sensoroberfläche, welches erst nach Abschalten der Verbrennungskraftmaschine zugeschaltet wird, um eine Rückdiffusion von Ölnebel entgegen der Hauptströmungsrichtung im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine nach Abschalten der Verbrennungskraftmaschine zu verhindern bzw. die Effekte der Kontamination durch diese Rückdiffusion zu vermindern.As described above, the contamination effect occurs in particular after the internal combustion engine has been switched off, when air mixed with oil mist expands in the crankcase and diffuses through a crankcase ventilation opening into the intake tract. Accordingly, the hot-film air-mass meter according to the invention can also be operated in different ways. On the one hand, the field generating device can generate an electric field during the entire operation or only during partial phases of the operation of the internal combustion engine and in this way continuously prevent contamination of the sensor surface by utilizing the described effects. However, alternatively or additionally, it is also preferred to use the field-generating device after the internal combustion engine has been switched off. Accordingly, a method is proposed in which the field generating device generates an electric field after the internal combustion engine has been switched off for a predetermined run-on period. Basically any run-on time can be used. In particular, overrun times of between 3 seconds and 10 minutes, preferably between 5 seconds and 5 minutes and particularly preferably between 10 seconds and 3 minutes have proven useful. In this way, contamination of the sensor surface caused by diffusion of oil mist when the internal combustion engine is at a standstill can be avoided or greatly reduced. It should also be pointed out that the term “main flow direction” used above should be interpreted broadly when the internal combustion engine is at a standstill, since in this case scenarios can occur in which oil mist flows “from both directions” to the sensor surface. Therefore, the drift path described above can be arranged, for example, “before” and/or “after” the sensor surface, ie, with reference to the main flow direction during operation of the internal combustion engine, upstream or also downstream of the sensor surface. Different electric fields can also be provided, for example an electric field “downstream” of the sensor surface, which is only switched on after the internal combustion engine has been switched off, in order to prevent oil mist from diffusing back against the main flow direction during operation of the internal combustion engine after the internal combustion engine has been switched off, or to prevent the effects to reduce the contamination by this back-diffusion.
Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Verringerung bzw. Vermeidung von Ölkontaminationen auf der Sensoroberfläche zeichnet sich der erfindungsgemäße Heißfilmluftmassenmesser und das beschriebene Verfahren zur Betrieb desselben durch zahlreiche Vorteile aus. Ein Vorteil besteht beispielsweise darin, dass Ölablagerungen insgesamt auf der Sensoroberfläche vermieden werden, indem Öl vor Erreichen der Sensoroberfläche ausgefällt und/oder von der Sensoroberfläche ferngehalten wird. Es treten somit auch keine Ansammlungen von Öl in der Nähe der Sensoroberfläche auf, welche anschließend durch Luftverwirbelungen auf die Sensoroberfläche getragen werden könnten. Das System zeichnet sich somit durch eine erhöhte Robustheit und Störungsunanfälligkeit aus.In contrast to the devices known from the prior art for reducing or avoiding oil contamination on the sensor surface, the hot-film air mass meter according to the invention and the method described for operating the same are distinguished by numerous advantages. One advantage is, for example, that oil deposits are avoided overall on the sensor surface by precipitating oil before it reaches the sensor surface and/or by keeping it away from the sensor surface. There is therefore also no accumulation of oil in the vicinity of the sensor surface, which could then be carried onto the sensor surface by air turbulence. The system is thus characterized by increased robustness and susceptibility to faults.
Weiterhin ist der beschriebene Heißfilmluftmassenmesser vergleichsweise einfach aufgebaut. Es sind keine zusätzlichen Regelungsmechanismen erforderlich, um beispielsweise bestimmte Temperaturbereiche auf der Sensoroberfläche aufrechtzuerhalten, wie dies beispielsweise bei der
Die Felderzeugungsvorrichtung lässt sich durch einfaches Einbringen von Elektroden in einen Strömungskanal realisieren. Wie oben beschrieben, können dabei beispielsweise Metallfolien eingesetzt werden, oder es können auch Wände eines Strömungskanals metallisiert werden. Dazu lassen sich dem Fachmann bekannte, kostengünstige und zuverlässige Großserienverfahren einsetzen, beispielsweise Spritzgussverfahren zur Herstellung eines Strömungskanals, gefolgt von Standard-Metallisierungsverfahren. Beispielsweise existieren zahlreiche Techniken, um spritzgegossene Bauteile nachträglich zu metallisieren, insbesondere unter Zuhilfenahme von metallisierbaren Kunststoffen und/oder einer nachträglichen Metallisierbarmachung der Kunststoffe durch Auftragen beispielsweise von Metallkeimen und anschließende Metallisierung beispielsweise in einem chemischen Metallisierungsbad. Derartige Techniken sind dem Fachmann bekannt. Auch lassen sich strukturierte Metallisierungen auf Kunststoffe aufbringen, wobei beispielsweise die aus der Technik der spritzgegossenen Leiterplatten (molded interconnect devices, MID) bekannten Verfahren (z.B. Heißprägen, Laserstrukturieren etc.) eingesetzt werden können. Auf diese Weise lässt sich der beschriebene Heißfilmluftmassenmesser unter geringer Modifikation bereits bekannter Heißfilmluftmassenmessertypen durch ein kostengünstiges und zuverlässiges Herstellungsverfahren herstellen.The field generating device can be implemented by simply introducing electrodes into a flow channel. As described above, metal foils can be used, for example, or walls of a flow channel can also be metallized. For this purpose, cost-effective and reliable large-scale production processes known to those skilled in the art can be used, for example injection molding processes for producing a flow channel, followed by standard metallization processes. For example, there are numerous techniques for subsequently metallizing injection-molded components, in particular with the aid of metallizable plastics and/or subsequently making the plastics metallizable by applying, for example, metal seeds and subsequent metallization, for example in a chemical metallization bath. Such techniques are known to those skilled in the art. Structured metallization can also be applied to plastics, for example using the methods known from the technology of injection-molded printed circuit boards (molded interconnect devices, MID) (e.g. hot embossing, laser structuring, etc.). In this way, the hot-film air-mass meter described can be manufactured with minor modifications to already known types of hot-film air-mass meter using a cost-effective and reliable manufacturing method.
Figurenlistecharacter list
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend näher erläutert. Es zeigt:
-
1 einen in einem Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzten Heißfilmluftmassenmesser; -
2 einen Schnitt durch einen Bypasskanal eines Heißfilmluftmassenmessers mit einem in den Bypasskanal hineinragenden Chipträger; -
3 einen Schnitt durch den Bypasskanal eines Ausführungsbeispiels eines Heißfilmluftmassenmessers mit Schnittebene senkrecht zur Schnittebene gemäß2 ; und -
4 ein Deckelteil eines Heißfilmluftmassenmessers zum Aufsetzen auf den Bypasskanal gemäß2 .
-
1 a hot film air mass meter used in an intake tract of an internal combustion engine; -
2 a section through a bypass channel of a hot-film air mass meter with a chip carrier protruding into the bypass channel; -
3 according to a section through the bypass channel of an embodiment of a hot-film air mass meter with a section plane perpendicular to the section plane2 ; and -
4 according to FIG2 .
Ausführungsbeispieleexemplary embodiments
In
In den
Mit Bezugsziffer 132 sind in
Das Messgehäuse 114 ist in der perspektivischen Darstellung gemäß
In
Die beiden Elektroden 144, 146 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch einfaches Aufbringen von Leitlack auf die Kanalwände des Bypasskanals 120 erzeugt. Dies ist durch Zusammenschau der
Wie aus
Weiterhin ist in
Das in den
Besonders bevorzugt ist es, wie oben beschrieben, wenn der erfindungsgemäße Heißfilmluftmassenmesser 110 nach Abschalten der Verbrennungskraftmaschine noch für eine bestimmte Nachlaufdauer weiter betrieben wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass über die Diffusionswege 132 zum Sensorchip 128 gelangende Ölnebel diesen im Stillstand der Verbrennungskraftmaschine kontaminieren können. Dadurch wird insbesondere gewährleistet, dass auch nach erneutem Anschalten der Verbrennungskraftmaschine der Heißfilmluftmassenmesser 110 nahezu unmittelbar wieder für entsprechende Messungen und somit zur Motorsteuerung zur Verfügung steht.As described above, it is particularly preferred if the hot-film air-
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2445004A1 (en) | 1974-09-20 | 1976-04-01 | Bosch Gmbh Robert | Measurement of dust content in moving gases - involves monitoring current discharge through corona discharge electrodes |
| DE3801262A1 (en) | 1988-01-19 | 1989-07-27 | Pierburg Gmbh | Method and device for protecting measuring elements arranged in gas streams against soiling |
| DE4022207A1 (en) | 1990-07-12 | 1992-01-16 | Bosch Gmbh Robert | Burning-off circuit removing deposits from measuring resistor - has adjusting transistor directly connected to positive pole of operating voltage allowing full battery voltage to be used |
| DE19536705A1 (en) | 1995-09-30 | 1997-04-03 | Guenther Prof Dr Ing Hauser | Method for measuring particles in gas flow e.g. vehicle exhaust |
| DE19601791A1 (en) | 1996-01-19 | 1997-07-24 | Bosch Gmbh Robert | Membrane-type sensor especially mass flow sensor |
| DE10111840C2 (en) | 2001-03-13 | 2003-06-05 | Bosch Gmbh Robert | Process for avoiding contamination on a sensor chip and use of an additional heater on a sensor chip |
| DE10253691A1 (en) | 2001-11-19 | 2003-06-26 | Denso Corp | Device for measuring the flow rate |
-
2005
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2445004A1 (en) | 1974-09-20 | 1976-04-01 | Bosch Gmbh Robert | Measurement of dust content in moving gases - involves monitoring current discharge through corona discharge electrodes |
| DE3801262A1 (en) | 1988-01-19 | 1989-07-27 | Pierburg Gmbh | Method and device for protecting measuring elements arranged in gas streams against soiling |
| DE4022207A1 (en) | 1990-07-12 | 1992-01-16 | Bosch Gmbh Robert | Burning-off circuit removing deposits from measuring resistor - has adjusting transistor directly connected to positive pole of operating voltage allowing full battery voltage to be used |
| DE19536705A1 (en) | 1995-09-30 | 1997-04-03 | Guenther Prof Dr Ing Hauser | Method for measuring particles in gas flow e.g. vehicle exhaust |
| DE19601791A1 (en) | 1996-01-19 | 1997-07-24 | Bosch Gmbh Robert | Membrane-type sensor especially mass flow sensor |
| DE10111840C2 (en) | 2001-03-13 | 2003-06-05 | Bosch Gmbh Robert | Process for avoiding contamination on a sensor chip and use of an additional heater on a sensor chip |
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