具有感应元件的空气质量流量计的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种具有感应元件的空气质量流量计，其中要测量的空气质量流运动经过感应元件，并且该感应元件由具有薄膜的微机电系统构成，在薄膜上设计有加热元件，其中在空气质量流方向上在加热元件的上游和下游分别设置一个电测量电阻和至少两个电比较电阻，其中由各自一个测量电阻与至少两个比较电阻的电连接形成第一感温元件和第二感温元件。
【背景技术】
[0002]这种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。为了节省空间的布置，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]US 2008/0282791 Al公开了一种具有感应元件的空气质量流量计，其中在薄膜上构成的加热元件的上游和下游分别设置感温元件。这样设置感温元件，使得抑制由于污物沉积引起的特征曲线改变。
[0005]US 2003/0010110 Al公开了一种双向工作的质量流传感器，具有与电压电位连接的桥式电路，其中桥式电路含有与温度有关的第一和第二传感器，它们串联并且设置在隔热的衬底上。
[0006]DE 42 08 135 Al公开了一种用于测量气体或液体流量的装置。在这里两个温敏电阻装置形成第一传感器，另两个温敏电阻装置形成第二传感器。两个传感器这样设置，使它们不相互热影响。
[0007]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。
[0008]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】
[0009]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。
[0010]按照本发明，所述第一感温元件由相对于空气质量流设置在加热元件上游的测量电阻和相对于空气质量流设置在加热元件下游的两个比较电阻构成为感应元件上的电阻的串联电路，并且所述第二感应元件由相对于空气质量流设置在加热元件下游的测量电阻和相对于空气质量流设置在加热元件上游的两个比较电阻构成为感应元件上的电阻的串联电路。通过设置在感应元件上的电阻的这种连接，补偿了由于单面淀积的污物颗粒、例如油滴引起的信号失真，并且空气质量流量计的信号不会由于感应元件的脏污而失真。由此使空气质量流量计的测量结果长时间地保持稳定，并且可以取消对空气质量流量计的定期重新校准。有利的是，具有薄膜的感应元件由微机电系统构成。这种感应元件提供非常好的测量结果，因为薄膜几乎不导热并因此只由流过的空气质量流的导热性决定测量结果。
[0011]在一种实施方案中，各个测量电阻的阻值明显大于各个比较电阻的阻值。尤其有利的是，所述各个测量电阻的阻值至少以系数10大于各个比较电阻的阻值。阻值的这种选择导致对于空气质量流非常好的且尤其可重复的测量结果。
[0012]在本发明的改进方案中，所述比较电阻设置在薄膜的边缘区域中。由此在薄膜边缘区域中的特别厚的污物淀积几乎不影响空气质量流量计的测量结果。
[0013]在本发明的下一改进方案中，所述测量电阻设置在薄膜的内部区域中。由此使测量电阻不受主要在薄膜边缘区域出现的测量部件脏污的影响，这同样有助于测量结果的稳定性。
【附图说明】
[0014]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。在各不同的附图中，相同的术语和附图标记用于相同的零部件。在此示出:
[0015]图1空气质量流量计，
[0016]图2由微机电系统(MEMS)构成的感应元件，
[0017]图3由微机电系统(MEMS)构成的感应元件，该感应元件设置在空气质量流量计的辅助管中，
[0018]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，
[0019]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，
[0020]图6具有第一感温元件和第二感温元件的感应元件，
[0021]图7电阻的可能的电连接，
[0022]图8由图7已知的感应元件与电阻的另一电连接。
【具体实施方式】
[0023]图1示出空气质量流量计2。空气质量流量计2在这个实施例中由插入销构成，它插入到进气管I中并且与进气管I固定连接。进气管I向着内燃机气缸导引空气质量流
10。为了使燃料在内燃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通常由电阻构成，这些电阻对应于在各感温元件上存在的温度具有不同的电阻值。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导引到空气质量流量计2的出口 6。空气质量流10达到具有确定温度的第一感温元件7。这个温度被第一感温元件7检测。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，通过第二感温元件8确定空气质量流10这时具有的温度。由第一感温元件7测得的温度与由第二感温元件8测得的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的信息继续传导到在这里未示出的发动机控制器。
[0024]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。在构造为微机电系统的感应元件15上还集成评价电子件13，该评价电子件能够立刻评价感温元件7、8的测量信号并将其转换成与空气质量流10成比例的信号。但是评价电子件13还可以集成到下游连接的电子仪器中。关于空气质量流10的信息然后通过连接垫19和连接导线18传导到在这里未示出的下游的电子发动机控制器。
[0025]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。如果给在感应元件15上的加热元件12供电，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测量相同的温度并且在形成感温元件7、8的测温信号差以后，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。
[0026]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。现在可明显看到，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