DE2906847A1

DE2906847A1 - Einrichtung zum messen des luftdurchsatzes im luftansaugrohr einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2906847A1
Application number: DE19792906847
Authority: DE
Inventors: Guenther Plapp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-02-22
Filing date: 1979-02-22
Publication date: 1980-09-04
Also published as: US4343183A; JPS55114911A

Description

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Einrichtung zum Messen des Luftdurchsatzes im Luftansaugrohr einer Brennkraftmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Messen des Luftdurchsatzes im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bekannt ist, zwei der vier Brückenwiderstände als temperaturempfindliche Widerstände auszubilden, wovon einer der eigentlichen Luftmassenmessung dient und der andere ein Korrektursignal entsprechend der Ansauglufttemperatur abgeben soll. Es hat sich nun gezeigt, daß die damit erreichbare Ansauglufttemperaturkorrektur nicht ganz befriedigt, da sie vor allem bei schnellen TemperaturSchwankungen kein ausreichendes Korrektursignal abzugeben vermag.

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Vorteile der Erfindung .

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Messung des.Luftdurchsatzes im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil einer sowohl genauen, als auch schnellen Korrektur des Luftmassensignals bezüglich der Temperatur. Insbesondere bei Verwendung eines Differenziergliedes lassen sich Temperaturschwankungen äußerst genau erfassen und im Meßergebnis berücksichtigen.

Durch die in den Unteransprüchen .aufgeführten Maßnahmen. sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. So hat es sich auch als zweckmäßig erwiesen, wenn dieser zweite Temperaturfühler von einem Konstantstrom durchflossen wird und dieselbe Bauart aufweist sowie aus dem gleichen Material besteht wie der temperaturabhängige Widerstand zur Messung der Luftmasse.

Zeichnung

Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Einrichtung, bei dem der die ^Luftjansaug,-temperatur erfassende Widerstand parallel zur Brücke angeordnet ist, die Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils entsprechende Einrichtungen jedoch mit einer Konstantstromspeisung des die Temperatur erfassenden Widerstandes, wobei jedoch die nachfolgende Aufbereitung des Temperatursignals unterschiedlich ist.

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Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die vier in der Zeichnung dargestellten Gegenstände betreffen Einrichtungen zum Messen des Luftdurchsatzes im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine. In Figur 1 ist mit 10 ein Hitzdraht oder Heißfilm bekannter Bauart bezeichnet, zu dem in Reihe ein Meßwiderstand 11 liegt. Parallel dazu liegen zur Vervollständigung der Brückenschaltung zwei weitere Widerstände 12 und 13. Die Brückenschaltung wird gespeist mit einem Strom aus einem Regler ±k ebenfalls bekannter Bauart. Parallel zur Brückenschaltung mit den Widerständen 10 bis 13 liegt eine Reihenschaltung dreier Widerstände 15, 16 und 17, von denen der mittlere Widerstand 16 ebenfalls als Heißfilm oder vorzugsweise als Hitzdraht ausgebildet ist und die beiden benachbarten Widerstände 15 und 17 sehr hohe Widerstandswerte aufweisen, damit eine Eigenerwärmung des Widerstandes 16 nach Möglichkeit unterbleibt. Der Spannungsabfall über diesem Widerstand 16 wird mittels eines Verstärkers 18 mit den beiden Ausgangsklemmen 19 und 20 verstärkt. Wesentlich ist nun, daß die Ausgangsspannung des Verstärkers 18 zur Diagonalspannung der Brücke mit den Widerständen 12 bis 13 hinzuaddiert wird und das Gesamtsignal dem Regler Ik als Eingangsgröße dient. Dazu ist die Ausgangsklemme 20. des Verstärkers 18 mit der Verbindungsstelle der beiden Widerstände 12 und 13 gekoppelt, die Verbindungsstelle der beiden Widerstände 10 und 11 liegt am ersten Eingang des Reglers I¹I, während dessen zweite Eingangsklemme über eine Leitung 21 mit der ersten Ausgangsklemme 19 des Verstärkers 18 verbunden ist. Das Luftmassenmeßsignal wird parallel zum Meßwiderstand 11 abgenommen und steht an der Ausgangsklemme 22 der Einrichtung zur Verfügung. Beim Gegenstand von

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Figur 1 liegen die beiden Widerstände 10 und 16 innerhalb des Luftansaugrohrs, während die übrigen Bauteile und Baugruppen Teile des Steuergerätes sind. Bei der angegebenen Beschaltung setzt sich die Eingangsspannung des Reglers 14 aus der Brückendiagonalspannung infolge einer Verstimmung der jeweiligen Widerstandswerte und aus der Ausgangsspannung des den Spannungsabfall über dem Widerstand 16 erfassenden Verstärkers 18 zusammen. Aus diesem Grunde wird das Luftmassenmeßsignal wesentlich vom Äusgangssignal des Verstärkers 18 beeinflußt, was letztlich einer Temperaturkorrektur des Luftmassenmeßsignals entspricht. .

In den Figuren 2, 3 und k ist der Widerstand 16 zur Erfassung der Luftansaugtemperatur an einer Konstantstromquelle 25 angeschlossen. Der aufgrund des Stromes (Vorzugsweise 1 bis 3 mA) durch den Widerstand 16 entstehende Spannungsabfall wird beim Gegenstand von Figur 2 einem Proportionalglied 26, beim Gegenstand von Figur 3 einem Proportional-Differenzier-Glied 27 (PD-Glied) und schließlich beim Gegenstand von Figur 4 einem Differenzierglied 28 allein zugeführt. Ausgangsseitig stehen diese Glieder 26 bis 28 mit einem Regler 29 mit drei Eingängen in Verbindung, von denen zwei Eingänge mit den Verbindungsstellen der Widerstände 12 und 13 sowie 10 und 11 gekoppelt sind und der dritte Eingang vom jeweiligen P-, PD- oder D-Glied (26 bis 28) ein Signal erhält. Prinzipiell kann dabei der Regler 29 gleich wie der Regler 14 von Figur 1 aufgebaut sein, es muß nur dafür Sorge getragen werden, daß das Ausgangssignal des dem temperaturabhängigen Widerstand 16 zugeordneten Gliedes 26 bis 28 das Ausgangssignal des Reglers 29 beein-

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flußt und somit den Brückenstrom steuert. Das bedeutet, daß bei allen in den Figuren 1 bis 4 abgebildeten Gegenständen das Luftmassenmeßorgan in Form des Widerstandes 10 nicht mit konstanter Temperatur betrieben wird, sondern diese Temperatur abhängig von der jeweiligen Luftansaugtemperatur ist.

Zu beachten ist noch, daß bei Verwendung des D-Gliedes der Brückenwiderstand 12 ebenfalls temperaturabhängig ausgebildet und im Luftansaugstrom liegen muß, um noch einen proportionalen Faktor mit in das Luftmassenmeßsignal einzubeziehen.

Zweckmäßigerweise wird sowohl für den Widerstand 10 als Luftmassenmeßorgan, als auch für den Widerstand 16 zur Messung der Luftansaugtemperatur ein Hitzdraht oder, eingeschränkt aufgrund der großen Masse, ein Heißfilm verwendet, denn beim Hitzdraht ergeben sich Zeitkonstanten z.B. bei TemperaturSprüngen von etwa 10 bis 15 Millisekunden.

Als Material für die Widerstände 10 und 16 eignet sich besonders Platin.

Das beim Gegenstand von Figur 3 verwendete PD-Glied 27 besitzt das übertragungsverhalten:

ua = Kl . üe + k2 . ue

wobei ue das zeitliche Eingangssignal und ua das zeitliche Ausgangssignal bezeichnet. Hier muß der Faktor k2 so gewählt werden, daß sich keine nennenswerte Abweichung vom einzustellenden Endwert ergibt. Diese Aufgabe

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kann allerdings nur in einem bestimmten Punkt der Kennlinie exakt erfüllt werden, die Übergangszeit des Temperaturfühlers eine Punktion der Luftgeschwindigkeit ist.

Selbstverständlich lassen sich die verschiedenen"Glieder 26 bis 28 nicht nur in bekannter analoger Schaltungstechnik realisieren, sondern z.B. in einem Rechner mittels entsprechender Programmierung. Es muß nur sichergestellt sein, daß dann positive oder negative Differenzen normiert und zu eins addiert werden und das Luftmas senmeßsignal mit dieser Größe, insbesondere multiplikativ korrigiert wird.

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Zusammenfassung

Es wird eine Einrichtung zum Messen des Luftdurchsatzes im Luftansaugrohr einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, die eine Brückenschaltung aus wenigstens vier Widerständen aufweist, von denen wenigstens einer im Luftstrom im Luftansaugrohr angeordnet ist, sowie mit einer Regeleinrichtung für den die Brückenschaltung durchfließenden Strom. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß ein temperaturabhängiges Signal bezüglich der Luftansaugluft unmittelbar oder mittelbar in den Brückendiagonalzweig eingespeist und/oder der Regeleinrichtung zuführbar ist. Zweck der Einrichtung ist es, abrupte Temperaturänderungen möglichst rasch zu erfassen und das Luftmassensignal entsprechend zu korrigieren. Dazu dient ein getrennter temperaturabhängiger Widerstand vorzugsweise in Form eines Platindrahtes oder -filmes im Luftansaugrohr, der entweder von einem Konstantstrom durchflossen wird oder jedoch parallel der übrigen Brückenschaltung gegebenenfalls in Verbindung mit einem Spannungsteiler angeordnet ist. Das abgreifbare Temperatursignal durchläuft zweckmäßigerweise ein P- und/oder D-Glied, bevor es dem Brückendiagonalzweig oder der Regeleinrichtung für den Brückenstrom als Steuergröße dient.

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Claims

κ. 53 14 31.1.1979 Mü/Kö ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Ansprüche

1. Einrichtung zum Messen des Luftdurchsatzes im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine mit einer Brückenschaltung aus wenigstens vier Widerständen, von denen wenigstens einer im Luftstrom im Luftansaugrohr angeordnet ist, sowie mit einem Regler für den die Brückenschaltung durchfließenden Strom, dadurch gekennzeichnet^ daß ein Temperatursignal bezüglich der Ansaugluft mittelbar oder unmittelbar in den Brückendiagonalzweig und/oder'in den Regler (14, 29) eingespeist wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatursignal über ein P- und/oder D-Glied aufbereitet wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das. Temperatursignal über einen mit Konstantstrom gespeisten Widerstand im Luftansaugrohr ermittelbar ist.

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4» Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Konstantstrom eine Größenordnung von etwa 1 bis 3 Milliampere aufweist.

5· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatursignal von einem Widerstand (16) abgegebenen wird, der insbesondere in einer Spannungsteilerschaltung (mit den Widerständen 15 bis 17) parallel zur Brückenschaltung (mit den Widerständen 10 bis 13) liegt.

6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (16) zur Temperaturerfassung der Luftansaugluft entsprechend dem Luftmassenmeßorgna (10) ausgebildet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansauglufttemperaturfühler (16) als Draht oder Film ausgebildet ist'.

8. Einrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eigentliche Luftmassenmeßorgan (10) sowie der. Ansauglufttemperaturfühler (l6) in einer räumlichen Einheit angeordnet sind.

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9. Einrichtung nach wenistens einem der.vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftmassenmeßorgan (10) und/oder der Ansauglufttemperaturfühler'(16) . aus Platin-Material bestehen.

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