DE19613176A1 - Vorrichtung zur Bestimmung des Luftmassenstromes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Luftmassenstromes in einem Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Ansaugkanalabschnitts­ gehäuse, in dem auf einem Träger in Strömungsrichtung hintereinander ein Temperatur­ meßelement und ein thermischer Durchflußsensor angeordnet sind.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-C2-31 35 793 bekannt, in der das Problem behandelt wird: Bei der Messung der von einer Brennkraftmaschine angesaugten Luftmasse weist das Meßsignal einen Fehler auf, der darauf beruht, daß die Vorrichtung auch die Masse der infolge der Pulsation im Ansaugrohr der Brenn­ kraftmaschine zurückströmenden Luft ermittelt.

In dieser Schrift sind Mittel angegeben, mit denen das die strömende Mediummasse darstellende Meßsignal in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung mittels eines Strö­ mungsrichtungsgebers derart beeinflußbar ist, daß das Meßsignal während einer entgegen der gewünschten Strömungsrichtung des Mediums verlaufenden Strömung unterdrückt wird. Hierbei weist der Strömungsrichtungsgeber einen ersten temperatur­ abhängigen Indikationswiderstand auf, der an einem Träger angeordnet ist und dessen Widerstandswert durch eine Widerstandsmeßschaltung erfaßt und mit einem durch eine weitere Widerstandsmeßschaltung erfaßten Widerstandswert eines in Strömungs­ richtung mit Abstand zum ersten Indikationswiderstand angeordneten zweiten tempera­ turabhängigen Indikationswiderstand verglichen wird, wobei die Differenz der Wider­ standswerte zur Beeinflussung des Meßsignals dient. Hierfür ist ein erheblicher Schal­ tungs- und Bauteileaufwand zu betreiben.

In der DE-A1 39 35 778 hingegen ist eine Vorrichtung angegeben, bei der ein zwei Heißfilme aufweisendes Meßelement als Heißfilmluftmassenmesser so angeordnet ist, daß der eine von den einander gegenüberliegenden Heißfilmen vollständig anströmbar ist und der andere im Strömungsablösungsbereich liegt. Der im Windschatten liegende Heißfilm zeigt den geringsten Luftmassenstrom an. Durch eine Auswerteelektronik wird aus den unterschiedlichen Meßsignalen bei stark pulsierender Strömung mit Strömungs­ umkehr diese erkannt und entsprechend ausgewertet. Zur Erzeugung eines Anström- und Abströmbereichs weist diese Vorrichtung ein plattenförmiges Meßelement auf, daß im Luftmassenstrom nicht parallel, sondern schräg angeordnet ist. Somit werden auf beiden Plattenseiten angeordnete Meßelemente unterschiedlich angeströmt.

Aus der DE-A1 41 22 295 ist ein Luftmassenstrommesser bekannt, der für eine Großserienfertigung mit geringsten Exemplarstreuungen geeignet ist. Hierfür ist der Luftmassenstrommesser einstückig mit dem Rohrgehäuse ausgeführt und über Rippen zentrisch im Kanalabschnitt des Rohrgehäuses gehalten ist. Eine dieser Rippen ist hohl ausgeführt und die so gebildete Ausnehmung verbindet den Venturirohrkanal mit einer von einem Rohrgehäusedeckel verschlossenen Kammer. In die Rippenausnehmung ist ein Kunststoff-Chipträger eingesetzt, auf dem die zwei als Halbleiterchips ausgeführten Widerstände angeordnet sind und in den Venturirohrkanal hineinragen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung derart zu gestalten, daß bei verringertem Bauteileaufwand diese in Großse­ rie herstellbar ist und eine Kompensation des durch Pulsation verursachten Meßsignal­ fehlers erreichbar wird.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst worden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen angegeben.

Mit der Erfindung liegt ein sehr einfach auszuführender Vorschlag vor, der gegenüber dem Stand der Technik mit weniger Bauteilen realisiert werden kann und auch bezüglich des Schaltungsaufbaus sehr einfach ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfol­ gend beschrieben.

Diese zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung 1 zur Bestimmung des Luftmas­ senstroms einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Luft­ ansaugkanalabschnitt 2, in den ein Träger 3 hineinragt, auf dem sich in der Reihenfolge in Strömungsrichtung hintereinander ein Temperatursensor 4 und ein Durchflußsensor 5 in bekannter Anordnung und Funktion befinden. Der Träger 3 kann von einem Tubus 6 umgeben sein, der den Luftstrom richtet. Die Vorrichtung 1 kann am Anfang und Ende des Kanalabschnitts 2 Strömungsgleichrichter (nicht dargestellt) aufweisen. Tempera­ tursensor 4 und Durchflußsensor 5 sind mit einer nicht dargestellten Meß- und Regel­ schaltung verbunden, deren Ausgangssignal für den Luftmassenstrom signifikant ist.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß in Strömungsrichtung parallel zum Durch­ flußsensor 5 ein zweiter Durchflußsensor 7 angeordnet ist, wobei beide Sensoren 5, 7 einen gemeinsamen Pol 8 aufweisen, der mit einer mit dem Träger 3 verbundenen Leiterbahn 9 kontaktiert ist. Der zweite Durchflußsensor 7 ragt durch eine Öffnung 10 einer mittig im Ansaugkanal 11 schräg stehenden Trennwand 12 hindurch, so daß beiderseits der Trennwand 12 ein Durchflußsensor 5, 7 besteht.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß bei beliebiger Strömungsrichtung ein Durch­ flußsensor 5, 7 immer angeströmt wird, wohingegen der andere, da er im Windschatten der schrägstehenden Trennwand 12 liegt, nur gering angeströmt wird.

Es bleibt somit nur, daß eine Auswerteelektronik bekannter Art die von-den beiden Durchflußsensoren 5, 7 gelieferten Signale auswertet bezüglich des Betrags der Luftströmung und der Strömungsrichtung.

Wie der Zeichnung entnehmbar ist, ist vorgesehen, daß in Strömungsrichtung vor und hinter den Durchflußsensoren 5, 7 Führungsstege 13, 14 des Trägers durch Öffnungen 15, 16 der Trennwand 12 hindurchragen. Diese Maßnahme erleichtert die Montage des Trägers 3, da die unempfindlichen Führungsstege 13, 14 bereits in die Öffnungen 15, 16 eingeführt sind, bevor der empfindliche Durchflußsensor 7 in die Öffnung 10 der Trennwand 12 eintritt. Hierdurch läßt sich eine automatische Fertigung durchführen. Darüber hinaus verhindern die Führungsstege 13, 14 das Durchschlagen von Schmutz­ partikeln auf die Sensoren 5, 7 und damit deren Verschmutzung.

Wie dargestellt, ist die Trennwand 12 innerhalb eines Tubus 6 angeordnet ist, der innerhalb des Luftansaugkanals 11 besteht. Hierdurch lassen sich unter Umständen reproduzierbarere Strömungsbedingungen erreichen.

Dadurch, daß ein Führungssteg 13 mit der mit dem Pol 8 der Durchflußsensoren 5, 7 verbundenen Leiterbahn 9 verbunden ist, ist eine festere Abstützung der Leiterbahn 9 und der hier auf einem Chip angeordneten Durchflußsensoren 5, 7 erreicht, wobei vorgesehen sein kann, daß der Chip dadurch gehalten ist, daß die anderen beiden Pole 17, 18 der Durchflußsensoren 5, 7 mit weiteren Leiterbahnen 19, 20 des Trägers 3 kontaktiert sind.

Um ggf. eine Korrektur der Durchflußsensorsignale zueinander durchführen zu können, kann es vorteilhaft sein, daß die Trennwand 12 in bezug auf ihre Schrägstellung im Tubus 6 bzw. Luftansaugkanal 11 einstellbar ist.

Es versteht sich von selbst, daß die Vorrichtung mit Tubus 6 nur eine mögliche Aus­ führungsform darstellt. Zum Beispiel kann der Tubus 6 entfallen, so daß die Trennwand 12 und die Sensoren 5, 7 dem im Ansaugkanal 11 herrschenden Luftstrom ausgesetzt sind.

Insgesamt ermöglicht der einfache Aufbau der Vorrichtung 1 eine Großserienfertigung.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Bestimmung des Luftmassenstromes in einem Ansaugkanal einer Brenn­ kraftmaschine, bestehend aus einem Ansaugkanalabschnittsgehäuse, in dem auf einem Träger in Strömungsrichtung hintereinander ein Temperaturmeßelement und ein thermi­ scher Durchflußsensor angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrich­ tung parallel zum Durchflußsensor (5) ein zweiter Durchflußsensor (7) angeordnet ist, daß beide Sensoren (5, 7) einen gemeinsamen Pol (8) aufweisen, der mit einer mit dem Träger (3) verbundenen Leiterbahn (9) kontaktiert ist, daß der zweite Durchflußsensor (7) durch eine Öffnung (10) einer mittig im Ansaugkanal (11) schräg stehenden Trennwand (12) hindurchragt, so daß beiderseits der Trennwand (12) ein Durchflußsensor (5, 7) besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor und hinter den Durchflußsensoren (5, 7) Führungsstege (13, 14) des Trägers durch Öffnungen (15, 16) der Trennwand (12) hindurchragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (12) innerhalb eines Tubus (6) angeordnet ist, der innerhalb des Luftansaugkanals (11) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungssteg (13) mit der mit dem Pol (8) der Durchflußsensoren (5, 7) verbundenen Leiterbahn (9) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen beiden Pole (17, 18) der Durchflußsensoren (5, 7) mit weiteren Leiterbahnen (19, 20) des Trägers (3) kontaktiert sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (12) in bezug auf ihre Schrägstellung im Tubus (6) bzw. Luftansaugkanal (11) einstellbar ist.