空气质量流量计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种空气质量流量计，其具有以微机电结构形式构成的感应元件。
【背景技术】
[0002]空气质量流量计例如在机动车中用于确定由内燃机抽吸的空气质量流量。以关于抽吸的空气质量流量的尽可能可靠的信息为基础，可以通过内燃机的电子控制器这样优化燃烧，使得正好与空气质量流量相协调的燃料量输送到各燃烧室。由此以减少的有害物排放得到改善的能量利用效果。
[0003]由DE 44 07 209 Al已知一种空气质量流量计，它为了确定空气质量流量而插入到进气通道中，其中总流量的一定分量流经该空气质量流量传感器。为此这个空气质量流量计由插入通道式空气质量流量计构成。该空气质量流量计包括设置在测量通道中的感应元件、设置在外壳中的、用于评价和/或检测感应元件测量值的电子件、以及在感应元件另一侧的出口通道。为了节省空间地布置，上述通道或空气导引路径U形、S形或C形地构成，由此形成总体上紧凑的、由插入元件构成的装置。
[0004]按照WO 03/089884 Al的理论构成的空气质量流量计在原理上已经证实是可靠的，它由热膜风速计构成。
[0005]在对基于感应元件工作的由微机电系统(MEMS)构成的现代空气质量流量计进行研发时，已经证实，感应元件的测量结果尤其受脏污的不利影响。由于例如由空气质量流中的油滴引起的脏污，通过一段时间在感应元件中产生信号漂移，它可能导致空气质量流的测量值有误。但是由微机电系统构成的感应元件具有不能放弃的许多优点，因此本发明的目的是，消除由于感应元件脏污引起的测量结果失真或至少将其限制在低限度内。
【发明内容】
[0006]这个目的通过独立权利要求的特征实现。有利的实施例是从属权利要求的内容。
[0007]按照本发明这个目的由此实现，第一感温元件的第一宽度大于第二感温元件的第二宽度。其优点是，脏污几乎不能淀积在宽度较小的第二感温元件的边缘区域中。
[0008]在本发明的改进方案中，所述第二感温元件的第二长度大于第一感温元件的第一长度。这个改进方案能够使感温元件的表面积相互匹配，由此可以显著地提高空气质量流量计的信号质量。
[0009]为此有利的是，所述第一感温元件的第一宽度比第二感温元件的第二宽度至少大10%,并且所述第二感温元件的第二长度比第一感温元件的第一长度至少大10%。
[0010]在本发明的扩展结构范围内，所述第一感温元件的第一宽度比第二感温元件的第二宽度至少大30%，并且所述第二感温元件的第二长度比第一感温元件的第一长度至少大30%。
[0011]在另一扩展结构中，所述第一感温元件的第一宽度比第二感温元件的第二宽度至少大50%，并且所述第二感温元件的第二长度比第一感温元件的第一长度至少大50%。
[0012]在一改进方案中，所述第一感温元件的第一宽度与第一长度的乘积等于第二感温元件的第二宽度与第二长度的乘积。由此可以实现第一感温元件和第二感温元件尽可能一致的信号强度。
【附图说明】
[0013]下面借助于参照附图的实施例描述给出本发明的其它特征和优点。在不同的附图中，相同的术语和附图标记用于相同的零部件。在此示出:
[0014]图1空气质量流量计，
[0015]图2由微机电系统(MEMS)构成的感应元件，
[0016]图3由微机电系统(MEMS)构成的感应元件，它设置在空气质量流量计的辅助管中，
[0017]图4空气质量流通过入口流入到空气质量流量计的辅助管中的情况，
[0018]图5在空气质量流量计中的由微机电系统(MEMS)构成的感应元件，该空气质量流量计作为插入销集成到进气管中，
[0019]图6具有第一感温元件和第二感温元件的感应元件，
[0020]图7具有热电堆的空气质量流量计的感应元件，
[0021]图8由上述附图已知的感应元件，
[0022]图9第一感温元件和第二感温元件的非对称结构。
【具体实施方式】
[0023]图1示出在这里由空气质量流量计2构成的质量流量传感器。空气质量流量计2在这个实施例中以插入销示出，它插入到进气管I中并且与进气管I固定连接。进气管I向内燃机气缸导引质量流，它在这里是空气质量流10。为了使燃料在内燃发动机的气缸中有效燃烧，必需获得关于供使用的空气质量流量的准确信息。利用供使用的空气质量流量可以推断出可供使用的氧气一一它对于喷入到气缸中的燃料的燃烧是必需的。此外在图1中空气质量流量计2示出第一感温元件7和第二感温元件8。第一感温元件7和第二感温元件8设置在不同的位置。感温元件7、8通常由电阻或热电堆构成，它们根据在各自的感温元件上存在的温度而具有不同的电阻值。在第一感温元件7与第二感温元件8之间构成加热元件12。通过入口 4进入到空气质量流量计2的外壳3中的一部分的空气质量流10首先流过第一感温元件7，然后流过加热元件12，然后空气质量流10到达第二感温元件8并且沿着辅助管5被引导至空气质量流量计2的出口 6。空气质量流10以一确定温度达到第一感温元件7。这个温度被第一感温元件7检测作为绝对温度。然后空气质量流10流过加热元件12，其中空气质量流10根据流过的质量流量或多或少地被加热。当加热的空气质量流10达到第二感温元件8时，空气质量流10这时具有的温度被第二感温元件8确定为绝对温度。由第一感温元件7测得的绝对温度与由第二感温元件8测得的绝对温度的差值可以确定流过的空气质量流量。为此空气质量流量计2本身可以含有评价电子件13，它评价第一感温元件7和第二感温元件8的测量信号。由此获得的关于空气质量流10的信息继续被传递给在这里未示出的发动机控制器。
[0024]要指出，本发明示例地利用空气质量流量计进行描述，但是这不意味着本发明局限于空气质量流量的测量。利用按照本发明的装置也可以有利地检测和测量其它质量流量。例如可以设想，利用按照本发明的装置检测在烃类罐的扫气管路中的烃类化合物的质量流量。
[0025]图2示出用于空气质量流量计2的感应元件15。感应元件15由微机电系统(MEMS)在唯一的娃芯片上构成。感应元件15按照温差原理工作，由此确定流过的空气流10的质量流量。为此在薄膜17上构成第一感温元件7和第二感温元件8。第一和第二感温元件
7、8位于薄膜17的表面16上的不同位置。在第一感温元件7与第二感温元件8之间设置加热元件12。在由微机电系统构成的感应元件15上还集成评价电子件，该评价电子件能够立刻评价感温元件7、8的测量信号并且将其转换成与空气质量流10的流量成比例的信号。但是评价电子件13同样可以良好地集成到下游连接的电子仪器中。关于空气质量流10的信息通过连接垫19和连接导线18传递给在这里未示出的下游的电子发动机控制器。
[0026]在图3中示出由微机电系统(MEMS)构成的用于空气质量流量计2的感应元件15，它在唯一的衬底上构成，其中衬底设置在空气质量流量计2的辅助管5中。在图3中没有空气质量流10通过入口 4，这例如在内燃机熄火时是这种情况。这个状态也称为零质量流量。如果给在感应元件15上的加热元件12供电，那么加热元件12周围会产生在这里示出的对称的温度分布20。由此第一感温元件7和第二感温元件8测量相同的绝对温度并且在形成感温元件7、8的测温信号差后，评价电子件13识别出在空气质量流量计2的辅助管5中没有空气质量流10。但是温度测量信号的这种在零质量流量时的理想等同可能会例如由于感应元件15上的脏污而受到干扰。
[0027]图4示出空气质量流10穿过入口 4流入到空气质量流量计2的辅助管5中的情况。这时可明显看出，加热元件12周围的温度分布20在第二感温元件8的方向上偏移。由此第二感温元件8测量出比第一感温元件7更高的温度。现在通过在评价电子件13中确定两个感温元件7、8的温差，能够确定空气质量流10的流量。但是感应元件上脏污的影响仍然可能起作用并且它可能掩盖测量结果。温度总和也对质量流10作出反应。但是温度总和还对空气质量流的热特性、例如流过的空气质量流10的热容量和/或导热性作出反应。如果例如对于相同的空气质量流10，空气质量流的导热性提高，则系统冷却并且温度总和明显变小。但是第一感温元件7和第二感温元件8的温度差大致上(一阶近似)却保持不变。因此通过第一感温元件7和第二感温元件8的总和信号，可以测量空气质量流的热特性、例如热容量或者导热性的变化。如果这时计算