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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftströmungsmessvorrichtung
mit einem Strömungsmengensensor zum Messen einer Luftströmungsmenge.
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Beschreibung des zugehörigen
Stands der Technik
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Eine
in dem
US-Patent Nr. 7 089 788 (das der
Druckschrift
JP
2005-140 753 A entspricht) beschriebene Luftströmungsmessvorrichtung
wird als ein Luftströmungsmesser zum Messen einer Strömungsmenge
an Einlassluft verwendet, die in einen Verbrennungsmotor hinein
strömt. Wie dies in
4 dargestellt
ist, weist die Luftströmungsmessvorrichtung einen Sensorkörper
110 auf,
der in einem Einlassluftkanal
100 des Verbrennungsmotors
angeordnet ist. Der Sensorkörper
110 ist mit einem
ersten Nebenkanal
120, in den ein Teil der in den Einlassluftkanal
100 hinein
strömenden Luft eingeleitet wird, und einem zweiten Nebenkanal
130 versehen,
in den ein Teil der in den ersten Nebenkanal
120 hinein
strömenden Luft eingeleitet wird. Ein Strömungsmengensensor
140 ist
in dem zweiten Nebenkanal
130 angeordnet. Der zweite Nebenkanal
130 ist
ungefähr zu einer U-Form um eine Trennwand
150 herum
ausgebildet, und der Strömungsmengensensor
140 befindet
sich in einem U-Wendeabschnitt (gebogener Abschnitt) des zweiten
Nebenkanals
130, wie dies in
4 dargestellt
ist.
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Wenn
in der Strömungsmengenmessvorrichtung Staub in einen Zustand
gelangt, bei dem er keine Trägheitskraft aufgrund einer
Wirkung einer Pulsation der Einlassluft hat, kann es sein, dass
der Staub an dem Einlass des zweiten Nebenkanals 130 verbleibt.
Wenn in diesem Fall der Staub, der an dem Einlass des zweiten Nebenkanals 130 verbleibt,
in den U-Wendeabschnitt des zweiten Nebenkanals 130 bei
der nächsten Lufteinlasszeitspanne hineinströmt,
kann der Staub mit dem Strömungsmengensensor 140 zusammenprallen.
Da der in den zweiten Nebenkanal 130 hinein strömende
Staub sich durch die in dem zweiten Nebenkanal 130 erzeugte
Luftströmung ausreichend beschleunigen kann, kann der Strömungsmengensensor 140 beschädigt
werden, wenn der beschleunigte Staub mit dem Strömungsmengensensor 140 zusammenstößt.
Insbesondere dann, wenn ein dünnes filmartiges Messelement
in dem Strömungsmengensensor 140 verwendet wird, kann
es leicht sein, dass das Messelement durch die Kollision mit dem
Staub beschädigt wird.
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Darüber
hinaus wird, wie dies in 5 dargestellt ist, die Strömungsrichtung
der von dem ersten Nebenkanal 120 in den zweiten Nebenkanal 130 eingeleiteten
Luft ungefähr senkrecht an dem Einlass des zweiten Nebenkanals 130 gebogen.
Daher wird die Strömung der Luft, die sich an dem Einlass
des zweiten Nebenkanals 130 durch die Biegung zusammenzieht
(kontrahiert), allmählich in dem zweiten Nebenkanal 130 erweitert
(ausgedehnt) und erreicht den Strömungsmengensensor 140.
Als ein Ergebnis wird die Luftströmung in dem zweiten Strömungskanal 130 gestört,
und dadurch kann eine Variation bei dem Abgabesignal des Strömungsmengensensors 140 bewirkt
werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Im
Hinblick auf die vorstehend erläuterten Probleme ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftströmungsmessvorrichtung
zu schaffen, die in effektiver Weise eine Beschädigung
bei einem Strömungsmengensensor aufgrund einer Kollision
mit Staub vermindern kann.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Luftströmungsmessvorrichtung
zu schaffen, die in effektiver Weise eine Beschädigung bei
einem Strömungsmengenssensor aufgrund einer Kollision mit
Staub vermindern kann, während eine Variation bei dem Abgabesignal
des Strömungsmengensensors verringert wird.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Luftströmungsmessvorrichtung
mit folgendem versehen: einem ersten Nebenkanalabschnitt, der so
aufgebaut ist, dass in ihn ein Teil einer Luft eingeleitet wird,
die in einem Innenraum eines Kanals strömt; einem Kanalflächenverringerungsabschnitt,
der in dem ersten Nebenkanalabschnitt so vorgesehen ist, dass eine
Kanalquerschnittsfläche des ersten Nebenkanalabschnitts
zu einem Auslass des ersten Nebenkanalabschnitts hin sich allmählich
verringert; und einem zweiten Nebenkanalabschnitt, der von dem ersten
Nebenkanalabschnitt an einer stromaufwärtigen Seite des
Kanalflächenverringerungsabschnitts in einer Strömungsrichtung
der Luft abzweigt, die in den ersten Nebenkanalabschnitt strömt.
Der zweite Nebenkanalabschnitt ist so aufgebaut, dass in ihn hinein
ein Teil der Luft eingeleitet wird, die in dem ersten Nebenkanalabschnitt
strömt. In der Luftströmungsmessvorrichtung ist
ein Strömungsmengensensor an einem Einlass des zweiten
Nebenkanalabschnitts angeordnet, an dem der zweite Nebenkanalabschnitt
von dem ersten Nebenkanalabschnitt abzweigt, um eine Strömungsmenge
der Luft zu messen, die in dem zweiten Nebenkanalabschnitt strömt.
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Da
der Strömungsmengensensor an dem Einlass des zweiten Nebenkanals
angeordnet ist, kollidiert selbst dann, wenn der an dem Einlass
des zweiten Nebenkanals verbleibende Staub in den zweiten Nebenkanalabschnitt
hineinströmt, der Staub ohne eine ausreichende Beschleunigung
mit dem Strömungsmengensensor. Das heißt die Strömungsgeschwindigkeit
des Staubes, wenn er mit dem Strömungsmengensensor kollidiert,
wird gering, wodurch eine Beschädigung des Strömungsmengensensors
aufgrund der Kollision mit dem Staub vermindert ist. Darüber
hinaus erreicht die Luft, die von dem ersten Nebenkanalabschnitt
zu dem zweiten Nebenkanalabschnitt eingeleitet wird, den Strömungsmengensensor
in einem Zustand, bei dem sich die Luftströmung durch die
Biegung an den Einlass zu dem zweiten Nebenkanalabschnittes zusammenzieht
(kontrahiert wird). Das heißt die Luft, die von dem ersten
Nebenkanalabschnitt zu dem zweiten Nebenkanalabschnitt eingeleitet
wird, erreicht den Strömungsmengensensor, bevor eine Störung der
Luftströmung erzeugt wird. Daher kann die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft, die zu dem Strömungsmengensensor strömt,
stabil gestaltet werden, und eine Variation beim Abgabesignal des
Strömungsmengensensors kann verhindert werden.
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Beispielsweise
hat der Einlass des zweiten Nebenkanalabschnittes, der von dem ersten
Nebenkanalabschnitt abzweigt, einen stromaufwärtigen Endpunkt
(A) und einen stromabwärtigen Endpunkt (B), der stromabwärtig
von dem stromaufwärtigen Endpunkt (A) in der Strömungsrichtung
der Luft positioniert ist, die in dem ersten Nebenkanalabschnitt strömt.
In diesem Fall ist der stromabwärtige Endpunkt (B) von
einer Basislinie, die einer axialen Linie des ersten Nebenkanalabschnitts
entspricht, weiter weg positioniert als der stromaufwärtige
Endpunkt (A), und ein Abschnitt des Strömungsmengensensors
befindet sich zwischen dem stromaufwärtigen Endpunkt (A)
und dem stromabwärtigen Endpunkt (B) so, dass er durch
den stromaufwärtigen Endpunkt (A) und den stromabwärtigen
Endpunkt (B) gehalten wird.
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Als
ein Beispiel kann der Strömungsmengensensor ein Halbleitersubstrat
mit einem darauf befindlichen Filmresistor und ein Filmelement zum Stützen
des Halbleiterstubstrates aufweisen. In diesem Fall kann ein Abschnitt
des Stützelementes zwischen dem stromaufwärtigen
Endpunkt (A) und dem stromabwärtigen Endpunkt (B) angeordnet
sein und kann durch den stromaufwärtigen Endpunkt (A) und den
stromabwärtigen Endpunkt (B) gehalten werden.
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In
dem ersten Nebenkanalabschnitt kann ein Wandabschnitt angeordnet
sein, der zum Definieren des Kanalbereichverringerungsabschnittes
an einer stromabwärtigen Seite des Einlasses des zweiten Nebenkanalabschnittes
in der Strömungsrichtung der Luft dient, die in dem ersten
Nebenkanalabschnitt strömt. In diesem Fall kann der Wandabschnitt
eine geneigte Fläche haben, die so geneigt ist, dass eine Kanalquerschnittsfläche
zu dem Auslass des ersten Nebenkanalabschnittes allmählich
kleiner wird, und dass ein Drosselabschnitt an dem Auslass des ersten Nebenkanalabschnittes
oder an einer Position nahe zu dem Auslass des ersten Nebenkanalabschnitts ausgebildet
wird. Alternativ kann der Wandabschnitt eine geneigte Fläche
haben, die so geneigt ist, dass eine radiale Kanalabmessung zu dem
Auslass des ersten Nebenkanalabschnittes im Querschnitt senkrecht
zu der Strömungsrichtung der Luft allmählich kleiner
wird, die zu dem Einlass des zweiten Nebenkanalabschnittes hin strömt.
In diesem Fall kann eine Druckdifferenz zwischen der Einlassseite
und der Auslassseite des ersten Nebenkanals erhöht werden.
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Der
zweite Nebenkanalabschnitt kann so vorgesehen sein, dass er einen
U-förmigen Luftkanal aufweist. In diesem Fall kann der
Einlass des zweiten Nebenkanalabschnitts von dem ersten Nebenkanalabschnitt
so abzweigen, dass die Strömungsrichtung der Luft, die
in den Einlass des zweiten Nebenkanalabschnittes hineinströmt,
ungefähr senkrecht zu der Strömungsrichtung der
Luft ist, die in dem ersten Nebenkanalabschnitt strömt.
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Die
Strömungsmengenmessvorrichtung kann bspw. für
einen Verbrennungsmotor verwendet werden. In diesem Fall ist der
Kanal so aufgebaut, dass in ihm ein Einlassluftkanal definiert ist,
der mit einer Einlassluftöffnung des Verbrennungsmotors
so in Verbindung steht, dass die in dem Kanal strömende
Luft in den Verbrennungskanal strömt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der nachstehend
dargelegten detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher
verständlich.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Luftströmungsmessvorrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Aufbaus
eines Sensorkörpers gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel.
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3A zeigt
eine Querschnittsansicht einer Luftströmungsmessvorrichtung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung und
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3B zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIIB-IIIB in 3A.
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4 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Luftströmungsmessvorrichtung
gemäß dem Stand der Technik.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Luftströmungsmessvorrichtung
gemäß dem Stand der Technik.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Eine
Luftströmungsmessvorrichtung 1 eines ersten Ausführungsbeispiels
ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Beispielsweise
kann die Luftströmungsmessvorrichtung 1 als ein
Luftströmungsmesser verwendet werden, der eine Strömungsmenge
der Einlassluft in einem Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug
misst. Die Luftströmungsmessvorrichtung 1 weist
einen Sensorkörper 2, einen Strömungsmengensensor 3 und
ein Schaltungsmodul 4 auf.
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Der
Sensorkörper 2 ist in einen Innenraum eines Einlassluftkanals 5 des
Verbrennungsmotors eingesetzt. Luft strömt in eine Einlassluftöffnung
des Verbrennungsmotors durch den Einlassluftkanal 5. Der
Einlassluftkanal 5 hat einen Befestigungslochabschnitt 5a,
in den der Sensorkörper 2 eingesetzt wird, nachdem
der Sensorkörper 2 in den Innenraum des Einlassluftkanals 5 eingefügt
worden ist. Der Sensorkörper 2 ist mit einem ersten
Nebenkanal 6, in den ein Teil der in dem Einlassluftkanal 5 strömenden
Luft eingeleitet wird, und einem zweiten Nebenkanal 7 versehen,
in den ein Teil der in dem ersten Nebenkanal 6 strömenden
Luft eingeleitet wird.
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Bei
dem Beispiel von 1 strömt die Luft durch
den Einlassluftkanal 5 von der linken Seite zu der rechten
Seite. Der ersten Nebenkanal 6 hat einen Einlass 6a,
der zu einer stromaufwärtigen Luftseite hin (d. h. die
linke Seite in 1) des Einlassluftkanals 5 offen
ist, und einen Auslass 6b, der zu einer stromabwärtigen
Luftseite (d. h. die rechte Seite in 1) des Einlassluftkanals
hin offen ist. Der erste Nebenkanal 6 ist so ausgebildet,
dass er sich ungefähr in einer geraden Linie von dem Einlass 6a zu dem
Auslass 6b entlang der Strömungsrichtung der Luft
in dem Einlassluftkanal 5 erstreckt. Des Weiteren ist ein
Wandabschnitt, der eine geneigte Fläche 8 aufweist,
in dem ersten Nebenkanal 6 so vorgesehen, dass er einen
dynamischen Druck der in dem ersten Nebenkanal 6 strömenden
Luft aufnimmt.
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Der
zweite Nebenkanal 7 hat einen Einlass 7a, der
von dem ersten Nebenkanal 6 abzweigt, und einen Auslass 7b,
der zu der stromabwärtigen Luftseite des Einlassluftkanals 5 an
einer Position offen ist, die benachbart zu dem Auslass 6b des
ersten Nebenkanals 6 ist. Eine Trennwand (Teilungswand 10) ist
in dem Sensorkörper 2 so angeordnet, dass der zweite
Nebenkanal 7 so ausgebildet ist, dass er eine Wendung in
der Form eines U von dem Einlass 7a zu dem Auslass 7b ausführt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Strömungsrichtung
der in den Einlass 7a strömenden Luft im Wesentlichen
um 180° in dem zweiten Nebenkanal 7 an einer Endseite
gewendet, die zu dem Einlass 7a und dem Auslass 7b entgegengesetzt
ist. Die Trennwand 10 ist von der Innenwand des zweiten
Körpers 2 beabstandet, um einen Wendeabschnitt
an der einen Endseite auszubilden, die zu dem Einlass 7a und
dem Auslass 7b entgegengesetzt ist. Die Trennwand 10 erstreckt
sich in einer Richtung, die ungefähr senkrecht zu der Strömungsrichtung
der Luft in dem ersten Nebenkanal 6 ist. Die geneigte Fläche 8 ist
so angeordnet, dass sie von der Erstreckungsrichtung der Trennwand 10 schräg
verläuft (geneigt ist). Die geneigte Fläche 8 ist von
dem unteren Ende der Trennwand 10 zu der stromabwärtigen
Seite der Strömungsrichtung der Luft, die durch den ersten
Nebenkanal 6 strömt, derart geneigt, dass sich
die Strömungsrichtung der Luft in dem ersten Nebenkanal
teilweise mit der geneigten Fläche 8 kreuzt. Die
geneigte Fläche 8 erstreckt sich zu einer Basislinie
L, die in 2 gezeigt ist, und der Auslass 6b des
ersten Nebenkanals 6 ist an einer stromabwärtigen
Seite der geneigten Fläche 8 vorgesehen. Hierbei
ist die in 2 gezeigte Basislinie L eine
axiale Linie, die durch die Mitte des ersten Nebenkanals 6 tritt.
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Der
Einlass 7a des zweiten Nebenkanals 7 hat einen
stromaufwärtigen Endpunkt A, der ein Eckpunkt ist, der ungefähr
um einen rechten Winkel von dem ersten Nebenkanal 6 in
den Einlass 7a des zweiten Kanals 7 gebogen ist,
und einen stromabwärtigen Endpunkt B, der stromabwärtig
von dem stromaufwärtigen Endpunkt A in der Strömungsrichtung
der Luft in dem ersten Nebenkanal 6 positioniert ist. Der stromabwärtige
Endpunkt B ist von der Basislinie L um einen Abstand, der größer
als ein Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Endpunkt
A und der Basislinie L ist, in einer Richtung beabstandet, die senkrecht
zu der Basislinie L steht. Daher ist die offene Fläche
des Einlasses 7b des zweiten Nebenkanals 7, die
zwischen dem stromaufwärtigen Endpunkt A und dem stromabwärtigen
Endpunkt B offen ist, so geneigt, dass sie zu dem Auslass 6b des
ersten Nebenkanals 6 hin gewandt ist.
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Die
geneigte Fläche 8 ist geneigt und erstreckt sich
in den ersten Nebenkanal 6 derart, dass die Kanalquerschnittsfläche
des ersten Nebenkanals 6 zu dem Auslass 6b des
ersten Nebenkanals 6 hin allmählich kleiner wird.
Das heißt ein Kanalflächenverringerungsabschnitt
oder Kanalbereichsverringerungsabschnitt ist in dem ersten Nebenkanal 6 an
einer stromabwärtigen Seite des Abzweigungsabschnittes
(d. h. des Einlasses 7a) in der Strömungsrichtung
der Luft in dem ersten Nebenkanal 6 ausgebildet. Wie dies
in die 1 und 2 gezeigt ist, wird die Kanalquerschnittsfläche
in dem ersten Nebenkanal 6 an dem Auslass 6b am
kleinsten, um an dem Auslass 6b gedrosselt zu werden. Daher
ist ein Drosselabschnitt in dem ersten Nebenkanal 6 an
einer stromabwärtigen Seite der geneigten Fläche 8 in der
Strömungsrichtung der Luft ausgebildet, die in dem ersten
Nebenkanal 6 strömt.
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Der
Strömungsmengensensor 3 misst und erfasst eine
Strömungsmenge der Luft, die durch den zweiten Nebenkanal 7 strömt,
und gibt die erfasste Strömungsmenge als ein elektrisches
Signal (bspw. ein elektrisches Spannungssignal) aus. Beispielsweise
weist der Strömungsmengensensor 3 ein Temperaturerfassungselement
oder Temperaturabtastelement und ein Wärmeerzeugungselement,
die an einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats durch
einen dünnen Filmresistor (nicht dargestellt) ausgebildet sind.
Das Wärmeerzeugungselement und das Temperaturabtastelement
sind mit einem (nicht dargestellten) Schaltungssubstrat verbunden,
das im Inneren des Schaltungsmoduls 4 angeordnet ist.
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Der
Strömungsmengensensor 3 ist an dem Einlass 7a des
zweiten Nebenkanals 7 so angeordnet, dass er zumindest
durch den Punkt A und den Punkt B gehalten wird. Wie dies in den 1 und 2 gezeigt
ist, ist der Strömungsmengensensor 3 außerhalb
des Punktes A in Bezug auf die Basislinie L (unter Betrachtung von
L) des ersten Nebenkanals 6 positioniert, und ein Abschnitt
des Strömungsmengensensors 3 (bspw. das Halbleitersubstrat)
ist in dem Einlass 7a des zweiten Nebenkanals 7 zwischen dem
Punkt A und dem Punkt B positioniert. Bei dem in 2 dargestellten
Beispiel ist der Strömungsmengensensor 3 oberhalb
des Punktes A positioniert, und der Punkt B ist an einem Abschnitt
des Strömungsmengensensors 3 zwischen dem oberen Ende
und dem unteren Ende des Strömungsmengensensors 3 positioniert.
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Das
Schaltungsmodul 4 ist einstückig mit dem Sensorkörper 2 ausgebildet
und ist außerhalb des Einlassluftkanals 5 angeordnet.
Das Schaltungsmodul 4 steuert einen elektrischen Stromwert,
der bei dem Wärmeerzeugungselement angewendet wird, und
zwar so, dass eine Differenz zwischen der Temperatur des Wärmeerzeugungselements
und der Lufttemperatur, die durch das Temperaturerfassungselement
erfasst wird, konstant wird.
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Nachstehend
ist der Betrieb der Luftströmungsmessvorrichtung 1 beschrieben.
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Wenn
Luft in den Einlassluftkanal strömt, wird beim Beginn des
Betriebs des Verbrennungsmotors ein in dem Einlassluftkanal 5 befindlicher
Teil der Luft in den ersten Nebenkanal 6 des Sensorkörpers 2 eingeleitet,
und ein Teil der Luft, die in den ersten Nebenkanal 6 strömt,
wird in den zweiten Nebenkanal 7 eingeleitet. Der Strömungsmengensensor 3, der
an dem Einlass 7a des zweiten Nebenkanals 7 angeordnet
ist, ist derart eingestellt, dass die Wärmestrahlungsmenge
des Wärmeerzeugungselements des Strömungsmengensensors 3 größer
wird, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der in dem zweiten Nebenkanal 7 strömenden
Luft größer wird. Daher ist in dem Strömungsmengensensor 3 der
elektrische Stromwert, der bei dem Wärmeerzeugungselement angewendet
wird, größer gestaltet, wenn die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft in dem zweiten Nebenkanal 7 größer
wird, so dass die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des
Wärmeerzeugungselements und der Lufttemperatur, die durch das
Temperaturerfassungselement erfasst wird, konstant wird. Im Gegensatz
dazu wird, wenn die Strömungsmenge der in dem zweiten Nebenkanal 7 strömenden
Luft geringer wird, die Wärmestrahlungsmenge des Wärmeerzeugungselements
verringert, wodurch der elektrische Stromwert, der bei dem Wärmeerzeugungselement
angewendet wird, geringer wird. Ein elektrisches Signal (beispielsweise
ein elektrisches Stromsignal), das dem bei dem Wärmeerzeugungselement
angewendeten elektrischen Stromwert entspricht, wird von dem Schaltungsmodul 4 zu
einer externen ECU (d. h. eine elektronische Steuereinheit) abgegeben,
so dass die Strömungsmenge der Einlassluft durch die ECU
gemessen wird.
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In
der Luftströmungsmessvorrichtung 1 des ersten
Ausführungsbeispiels ist die offene Fläche des Einlasses 7a des
zweiten Nebenkanals 7 von einer Fläche, die parallel
zu der Strömungsrichtung der Luft in dem ersten Nebenkanal 6 läuft,
zu der Richtung des Auslasses 6b geneigt. Das heißt,
wie dies in 2 gezeigt ist, der Punkt B des
Einlasses 7a ist weiter als der Punkt A des Einlasses 7a in
Bezug auf die Basislinie L entfernt positioniert. Daher ist es schwierig,
dass Staub, der zusammen mit der Luft in den ersten Strömungskanal 6 strömt,
in den zweiten Nebenkanal 7 hineinströmt, da der
Staub eine größere Trägheitskraft (d.
h. eine hohe Strömungsgeschwindigkeit) hat.
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Der
Strömungsmengensensor ist an dem Einlass 7a des
zweiten Nebenkanals 7 angeordnet. Somit kollidiert selbst
dann, wenn der an dem Einlass 7a des zweiten Nebenkanals 7 verbleibende
Staub in den zweiten Nebenkanal 7 hineinströmt,
während ein Teil der in den ersten Kanal 7 hineinströmenden
Luft in den zweiten Nebenkanal 7 eingeleitet wird, der Staub,
ohne dass er ausreichend beschleunigt wird, mit dem Strömungsmengensensor 3.
Das heißt die Strömungsgeschwindigkeit des Staubs
bei der Kollision mit dem Strömungsmengensensor 3 wird
gering, wodurch eine Beschädigung des Strömungsmengensensors 3 aufgrund
der Kollision mit dem Staub vermindert wird.
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Darüber
hinaus erreicht die Luft, die von dem ersten Nebenkanal 6 zu
dem zweiten Nebenkanal 7 eingeleitet wird, den Strömungsmengensensor 3 in einem
Zustand, bei dem die Luftströmung an dem Einlass 7a des
zweiten Nebenkanals 7 sich zusammenzieht (kontrahiert).
Das heißt die Luft, die von dem ersten Nebenkanal 6 zu
dem zweiten Nebenkanal 7 eingeleitet wird, erreicht den
Strömungsmengensensor 3 vor der Erzeugung einer
Störung der Luftströmung. Daher kann die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft zu dem Strömungsmengensensor stabil gestaltet
werden, und eine Variation des Abgabesignals des Strömungsmengensensors 3 kann vermindert
werden.
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Darüber
hinaus ist die geneigte Fläche 8 an der stromabwärtigen
Seite des Abzweigungsabschnitts (d. h. der Einlass 7a)
des zweiten Nebenkanals 7 so vorgesehen, dass die Kanalquerschnittsfläche
(Kanalquerschnittsbereich) des ersten Nebenkanals 6 an
einer Position verringert ist, die nahe zu dem Auslass 6b ist.
Das heißt ein Drosselabschnitt mit einer verringerten Kanalquerschnittsfläche
ist an einer stromabwärtigen Seite in dem ersten Nebenkanal 6 unter
Verwendung der geneigten Fläche 8 ausgebildet.
Demgemäß wird der dynamische Druck der Luft, die
in den ersten Nebenkanal 6 strömt, auf die geneigte
Fläche 8 aufgebracht, wodurch die Druckdifferenz
zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des ersten Nebenkanals 6 zunimmt.
Als ein Ergebnis kann eine Luftmenge, die zum Messen bei dem Strömungsmengensensor 3 ausreichend
ist, in den zweiten Nebenkanal 7 strömen, und
die Erfassungsgenauigkeit des Strömungsmengensensors 3 kann
stabil gestaltet werden.
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Gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat
die Luftströmungsmessvorrichtung 1 den ersten
Nebenkanal 6, der so aufgebaut ist, dass in ihm ein Teil
der in dem Innenraum des Einlassluftkanals 5 strömenden
Luft eingeleitet wird, einen Kanalflächenverringerungsabschnitt,
der in dem ersten Nebenkanal 6 so vorgesehen ist, dass eine
Kanalquerschnittsfläche des ersten Nebenkanals 6 zu
dem Auslass 6b des ersten Nebenkanals 6 hin allmählich
abnimmt, einen zweiten Nebenkanal 7, der von dem ersten
Nebenkanal 6 an einer stromaufwärtigen Seite des
Kanalflächenverringerungsabschnitts in der Strömungsrichtung
der Luft, die in dem ersten Nebenkanal 6 strömt,
abzweigt, und den Strömungsmengensensor 3, der
an dem Einlass 7a des zweiten Nebenkanals 7 angeordnet
ist, an dem der zweite Nebenkanal 7 von dem ersten Nebenkanal 6 abzweigt,
um eine Strömungsmenge der Luft zu messen, die in dem zweiten
Nebenkanal 7 strömt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
kann der restliche Aufbau in geeigneter Weise in der Luftströmungsmessvorrichtung 1 geändert
werden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschrieben.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Aufbau des
ersten Nebenkanals 6 zum Ausbilden des Drosselabschnitts
an einer stromabwärtigen Seitenposition in dem ersten Nebenkanal 6 gegenüber
dem Aufbau bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
anders gestaltet.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt eine erste radiale
Richtung des ersten Nebenkanals 6 die nach oben und nach
unten weisende Richtung in 3A an
und eine zweite radiale Richtung des ersten Nebenkanals 6 zeigt
eine radiale Richtung an, die senkrecht zu der nach oben und nach
unten weisenden Richtung steht, die in 3A gezeigt
ist. 3B zeigt eine Querschnittsansicht entlang der
Linie 3B–3B von 3A und
zeigt die radiale Abmessung des ersten Nebenkanals 6 in
der zweiten radialen Richtung.
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Wie
dies in 3B gezeigt ist, sind ein Paar an
Wandabschnitten 9 in dem ersten Nebenkanal 6 so
vorgesehen, dass ein Kanalquerschnittsmaß in der zweiten
radialen Richtung zu dem Auslass 6b hin allmählich
abnimmt. Die Wandabschnitte 9 sind so vorgesehen, dass
sie sich in einer Richtung erstrecken, die parallel zu der ersten
radialen Richtung (d. h. die nach oben und nach unten weisende Richtung von 3A)
ist. Wie dies in 3B gezeigt ist, sind die Wandabschnitte 9 in
Bezug auf die axiale Linie des ersten Nebenkanals 6 derart
geneigt, dass der Zwischenraum zwischen den Wandabschnitten 9 zu der
stromabwärtigen Seite und allmählich verringert wird,
und der Auslass 6b ist an der stromabwärtigen Endseite
des Paars der Wandabschnitte 9 ausgebildet.
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Der
Einlass 7a des zweiten Nebenkanals 7 hat einen
stromaufwärtigen Endpunkt A, der ein Eckpunkt ist, der
ungefähr um einen rechten Winkel von dem ersten Nebenkanal 6 zu
dem Einlass 7a des zweiten Kanals 7 gebogen ist,
und einen stromabwärtigen Endpunkt B, der stromabwärtig
von dem stromaufwärtigen Endpunkt A in der Strömungsrichtung
der Luft, die in dem ersten Nebenkanal 6 strömt, positioniert
ist. Der stromabwärtige Endpunkt B ist von der Basislinie
des ersten Nebenkanals 6 um einen Abstand, der größer
als ein Abstand zwischen dem stromaufwärtigen Endpunkt
A und der Basislinie ist, in einer Richtung (in der nach oben und
nach unten weisenden Richtung von 3A) beabstandet, die
senkrecht zu der Basislinie des ersten Nebenkanals 6 ist.
Daher ist die offene Fläche des Einlasses 7a des
zweiten Nebenkanals 7, die zwischen dem stromaufwärtigen
Endpunkt A und dem stromabwärtigen Endpunkt B offen ist,
so geneigt, dass sie zu dem Auslass 6b des ersten Nebenkanals 6 ähnlich wie
bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
gewandt ist. Jedoch ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
die geneigte Fläche 8 des ersten Ausführungsbeispiels
nicht vorgesehen. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist
eine Wandfläche 8a so vorgesehen, dass sie im
Wesentlichen die gleiche Höhenposition von dem Punkt B
zu dem Auslass 6b des ersten Nebenkanals 6 hat,
wie dies in 3A gezeigt ist.
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Der
Strömungsmengensensor 3 ist an dem Einlass 7a des
zweiten Nebenkanals 7 so angeordnet, dass er in dem Einlass 7a gehalten
wird, der zwischen dem Punkt A und dem Punkt B offen ist.
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Gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel ist die offene Fläche
des Einlasses 7a des zweiten Nebenkanals 7 zu
der Richtung des Auslasses 6b hin geneigt. Das heißt,
wie dies in 3A gezeigt ist, der Punkt B
des Einlasses 7a ist weiter weg als der Punkt A des Einlasses 7a in
Bezug auf die Basislinie L positioniert. Daher wird es erschwert,
dass der Staub, der zusammen mit der Luft in dem ersten Nebenkanal 6 strömt,
in den zweiten Nebenkanal 7 strömt, da der Staub
eine größere Trägheitskraft (d. h. eine hohe
Strömungsgeschwindigkeit) hat.
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Der
Strömungsmengensensor 3 ist an dem Einlass 7a des
zweiten Nebenkanals 7 angeordnet. Selbst wenn Staub, der
an dem Einlass 7a des zweiten Nebenkanals 7 verbleibt,
in den zweiten Nebenkanal 7 hineinströmt, während
ein Teil der Luft, die in dem ersten Nebenkanal 6 strömt,
in den zweiten Nebenkanal 7 eingeleitet wird, kollidiert
somit der Staub ohne eine ausreichende Beschleunigung mit dem Strömungsmengensensor 3.
Demgemäß wird die Strömungsgeschwindigkeit
des Staubs bei der Kollision mit dem Strömungsmengensensor 3 gering, wodurch
die Beschädigung des Strömungsmengensensors 3 aufgrund
der Kollision mit dem Staub verringert wird.
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Darüber
hinaus erreicht die Luft, die von dem ersten Nebenkanal 6 zu
dem zweiten Nebenkanal 7 eingeleitet wird, den Strömungsmengensensor 3 in einem
Zustand, bei dem die Luftströmung an dem Einlass 7a des
zweiten Nebenkanals 7 sich zusammenzieht (kontrahiert).
Das heißt die Luft, die von dem ersten Nebenkanal 6 zu
dem zweiten Nebenkanal 7 eingeleitet wird, erreicht den
Strömungsmengensensor 3 vor der Erzeugung einer
Störung bei der Luftströmung. Daher kann die Strömungsgeschwindigkeit
der Luft zu dem Strömungsmengensensor 3 stabil
gestaltet werden, und eine Variation des Abgabesignals des Strömungsmengensensors 3 kann verringert
werden.
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Darüber
hinaus sind die Wandabschnitte 9 in dem ersten Nebenkanal 6 an
der stromabwärtigen Seite des Abzweigungsabschnitts (d.
h. Einlass 7a) in der Strömungsrichtung der Luft,
die in dem ersten Nebenkanal 6 strömt, so vorgesehen,
dass der Kanalquerschnittsbereich (Kanalquerschnittsfläche) des
ersten Nebenkanals 6 an einer Position verringert wird,
die nahe zu dem Auslass 6b ist. Das heißt ein
Drosselabschnitt mit einer verringerten Kanalquerschnittsfläche
ist an einer stromabwärtigen Seite in dem ersten Nebenkanal 6 ausgebildet,
indem die Wandabschnitte 9 verwendet werden. Demgemäß wird
der dynamische Druck der Luft, die in dem ersten Nebenkanal 6 strömt,
auf die Wandabschnitte 9 aufgebracht, wodurch die Druckdifferenz
zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des ersten Nebenkanals 6 erhöht
wird. Als ein Ergebnis kann eine Luftmenge, die ausreichend zum
Messen bei dem Strömungsmengensensor 3 ist, in
den zweiten Nebenkanal 7 strömen, und die Erfassungsgenauigkeit des
Strömungsmengensensors 3 kann stabil gestaltet
werden.
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Andere Ausführungsbeispiele
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich
beschrieben ist, sollte beachtet werden, dass verschiedene Änderungen
und Abwandlungen für Fachleute offensichtlich sind.
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Beispielsweise
ist bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
der Strömungsmengensensor 3 an dem Einlass 7a des
zweiten Nebenkanals 7 derart angeordnet, dass ein Abschnitt
des Strömungsmengensensors 3 (d. h. ein Abschnitt
des Halbleitersubstrats) durch den Einlass 7a des zweiten
Nebenkanals 7 gehalten wird. Jedoch kann der Strömungsmengensensor 3 an
dem Einlass 7a des zweiten Nebenkanals 7 derart
eingeordnet sein, dass ein Abschnitt eines Stützelements,
das dem Stützen des Halbleitersubstrats des Strömungsmengensensors 3 dient,
durch den Einlass 7a des zweiten Nebenkanals 7 gehalten
wird.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel
ist die geneigte Fläche 8 so vorgesehen, dass
sie einen Kanalflächenverringerungsabschnitt in dem ersten
Nebenkanal 6 ausbildet, bei dem die Kanalquerschnittsfläche
zu dem Auslass 6b des ersten Nebenkanals 6 hin
allmählich verringert wird. Darüber hinaus ist
bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel
das Paar der Wandabschnitte 9 so vorgesehen, dass ein Kanalflächenverringerungsabschnitt
in dem ersten Nebenkanal 6 ausgebildet wird, bei dem die
Kanalquerschnittsfläche zu dem Auslass 6b des
ersten Nebenkanals 6 hin allmählich verringert
wird. Jedoch kann der Kanalflächenverringerungsabschnitt
in dem ersten Nebenkanal 6 mit einem anderen Aufbau als die
geneigte Fläche 8 oder der Wandabschnitt 9 ausgebildet
sein.
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Derartige Änderungen
und Abwandlungen sollen so verstanden werden, dass sie in den Umfang der
vorliegenden Erfindung fallen, der durch die beigefügten
Ansprüche definiert ist.
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Die
Luftströmungsmessvorrichtung weist einen ersten Nebenkanalabschnitt 6,
der so aufgebaut ist, dass in ihn ein Teil der Luft eingeleitet
wird, die in einem Innenraum eines Kanals 5 strömt,
einen Kanalflächenverringerungsabschnitt, der in den ersten
Nebenkanalabschnitt so vorgesehen ist, dass eine Kanalquerschnittsfläche
des ersten Nebenkanalabschnitts zu einem Auslass 6a des
ersten Nebenkanalabschnitts hin allmählich verringert wird, und
einen zweiten Nebenkanalabschnitt 7 auf, der von dem ersten
Nebenkanalabschnitt an einer stromaufwärtigen Seite des
Kanalflächenverringerungsabschnitts in der Strömungsrichtung
der Luft abzweigt, die in dem ersten Nebenkanalabschnitt strömt.
Der zweite Nebenkanalabschnitt ist so aufgebaut, dass in ihn ein
Teil der Luft eingeleitet wird, die in dem ersten Nebenkanalabschnitt
strömt. Darüber hinaus ist ein Strömungsmengensensor 3 an
einem Einlass 7a des zweiten Nebenkanalabschnitts angeordnet,
an dem der zweite Nebenkanalabschnitt von dem ersten Nebenkanalabschnitt
abzweigt, um eine Strömungsmenge der Luft zu messen, die
in dem zweiten Nebenkanalabschnitt strömt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 7089788 [0002]
- - JP 2005-140753 A [0002]