DE2929434A1 - Einrichtung zum freibrennen eines widerstandes, insbesondere eines hitzdrahtes in einem luftmassenmesser einer brennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung zum freibrennen eines widerstandes, insbesondere eines hitzdrahtes in einem luftmassenmesser einer brennkraftmaschine

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Description

J 2829434
H.559 2
5.7.1979 Mü/Kö
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1
Einrichtung zum Preibrennen eines Widerstandes, inbesondere eines Hitzdrahtes in einem Luftmassenmesser einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Werden Hitzdrähte oder Heißfilme in Luftmassenmessern bei Brennkraftmaschinen verwendet, dann muß ein sogenanntes Preibrennen oder Freiglühen dieser Widerstandselemente von Zeit zu Zeit erfolgen, um abgelagerte Schmutzpartikel abzubrennen oder abzusprengen. Dies ist im Hinblick auf möglichst fehlerfreie Meßergebnisse im Langzeitbetrieb erforderlich. Bekannt ist die.Anordnung eines Luftmassenmessers bei einer Brennkraftmaschine mit einer Brückenschaltung und einem dem Meßzweck dienenden Hitzdraht, der mittels eines der Brückenschaltung vorangestellten Stromsteuerorgans auf konstanter Temperatur gehalten wird und jeweils nach Ende eines Betriebszykluses ausgehend von einer definierten BruckenverStimmung freigebrannt wird. Im allgemeinen ist dem Hitzdraht im Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine noch ein weiterer Widerstand der Meßbrücke zugeordnet, um eine Kompensation
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R.
des Temperatureinflusses der Luftansaugluft auf das Meßergebnis zu erreichen.
Es hat sich nun als wünschenswert erwiesen, wenn auch dieser Kompensationswiderstand zumindest gelegentlich von Verschmutzungen freigebrannt wird, damit dessen Wirksamkeit erhalten bleibt.
Vorteile der Erfindung
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Preibrennen entsprechend den Merkmalen des Hauptanspruches ist ein äußerst wirksames Freibrennen der im Freibrennstromkreis liegenden Widerstände bzw. des Hitzdrahtes oder der Hitzdrähte möglich. Dies rührt daher, daß die normale Besehaltung des Hitzdrahtes gelöst und ein getrennter Freibrenn-Stromkreis aufgebaut wird. Je nach Ausführung der Freibrennschaltung kann dann das Stromsteuerorgan in Reihe zur Brückenschaltung wesentlich schwächer und damit kostengünstiger dimensioniert werden als bei der bekannten Anordnung.
Besonders vorteilhaft wirkt sich der Vorschlag auch dann aus, wenn die Brückenschaltung eine Mehrzahl von Hitzdrähten umfaßt, wobei z.B. ein einzelner Hitzdraht der Luftmassenmessung dienen kann und eine Reihenschaltung von wenigstens zwei entsprechenden Hitzdrähten der Kompensation der Luftansaugternperatur dient. Neben der Reihenschaltung von Hitzdrähten zu Zwecken der Temperaturkompensation hat sich auch eine Parallelschaltung als günstig erwiesen.
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Zeichnung
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Figur 1 eine erste Realisierungsmöglichkeit der im Hauptanspruch angegebenen Freibrenn-Einrichtung und Figur 2 eine zweite und weitere Möglichkeit.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Beide Figuren 1 und 2 zeigen Luftmassenmeßeinrichtungen bei Brennkraftmaschinen.
Mit 10 ist ein erster Hitzdraht bezeichnet, der einen Brückenteilsweig einer .Meßbrücke mit zwei Widerständen 11 und 12 sowie einer Reihenschaltung zweier weiterer Hitzdrähte 13 und I^ bildet. Die Brückenschaltung ist über einen Transistor 15 als Stromsteuerorgan mit der Plusleitung 16 einer nicht dargestellten Batteriespannungsquelle verknüpft und steht auf der gegenüberliegenden Seite über einen Schalter 17 mit Masse in Verbindung, Das Luftmassensignal läßt sich als Spannungsabfall über dem Brückenwiderstand 11 abnehmen und weiterverarbeiten. Von den Diagonalpunkten der Brücke führt je ein Widerstand l8 und 19 zu zwei Eingängen eines Differenzverstärkers 2O3 der ausgangsseitig über einen Widerstand 21 mit der Basis des Transistors 15 verknüpft ist. Zusätzlich ist diese Basis noch über einen Widerstand 22 mit der Plusleitung 16 gekoppelt.
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Der Schalter 17 ist als Wechselschalter ausgebildet und verbindet in seiner zweiten Position eine Leitung 25, die am Verbindungspunkt des Hitzdrahtes 10 und des Widerstandes 11 angeschlossen ist, mit Masse. Ein weiterer Schalter 26 liegt in Reihe zu einem Widerstand 27 zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände 12 und 14 sowie der Plusleitung 16 und er ist im Normalfall geöffnet. Beide Schalter 17 und 26 sind mittels eines Relais 27 ausgehend von einem Anschluß 28 für ein Freibrennsignal steuerbar.
Bei den gezeichneten Schalterstellungen arbeitet die dargestellte Schaltungsanordnung als Luftmassenmesser. Wird das Relais 27 erregt, damit der Wechselschalter 17 in seine zweite Stellung gebracht und der Schalter 26 geschlossen, dann bildet sich ein getrennter Stromkreis ausgehend von der Plusleitung 16 über den Widerstand 27, den Schalter 26, die beiden der Kompensation des Ansauglufttemperaturfehlers dienenden Hitzdrähte 13 und I1J, dem hauptsächlichen Hitzdraht 10 und den Schalter 17 zur Masse. Bei entsprechend gewählter Dimensionierung des Widerstandes 27 fließt dann ein gewünschter Freibrennstrom durch die einzelnen Hitzdrähte 10, 13 und 14. Je nach Gesamtdimensionierung auch der Widerstände 18 und 19 gibt dann der Differenzverstärker 20 ausgangsseitig ein Signal ab, welches den Transistor 15 sperrt.
Zur Vermeidung einer mechanischen Belastung der einzelnen Hitzdrähte wird mit dem Freibrennvorgang zweckmäßigerweise so lange gewartet, bis der Luftdurchsatz im Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine zum Stillstand gekommen
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R.
ist. Auch im Hinblick auf eine verringerte Leistungszufuhr wirkt sich diese Wartezeit günstig aus.
Je nach Ausführungsart läßt sich auch der Widerstand 27 durch eine Stromquelle ersetzen bzw. zusätzlich in die
Leitung mit einschalten, damit die Freibrennvorgänge
mit einem definierten und einstellbaren Strom erfolgen.
Während beim Gegenstand der Figur 1 die einzelnen Kitzdrähte - während des Freibrennens in einen separaten
Stromkreis geschaltet werden, wird bei der Freibrenneinrichtung nach Figur 2 nur die Brückenschaltung aufgelöst und der erforderliche höhere Strom über das
Stromsteuerorgan 15 bereitgestellt.
Gleiche Bauelemente in gleichen Lagen sind in den Figuren 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der Anordnung nach Figur 2 liegt in Reihe zum Hitzdraht 10 eine Parallelschaltung zweier Kitzdrähte 30 und 31, so daß einer der beiden Brückenzweige gänzlich aus
Hitzdrähten als Widerständen besteht. Im zweiten Brückenzweig befindet sich ein Widerstand 32, dem in Reihe der Widerstand 12 liegt. Der masseseitige Anschluß der Meßbrücke ist zu einem Schalter 33 sowie nachfolgend zu
einem Keßwiderstand J>k geführt. Der Schalter 33 ist als Wechselschalter ausgebildet und sein zweiter ansteuerbarer Kontakt ist mit der Verbindungsstelle der Hitzdrähte 10 sowie 30 und 31 verknüpft. Ein weiterer Schalter ist mit 35 bezeichnet. Im geschlossenen Zustand verbindet er die beiden betriebsspannungsseitigen Anschlüsse
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der Meßbrücke, so daß sämtliche Hitzdrähte parallelgeschaltet sind. Im Meßbetrieb läßt sich das Luftmassenmeßsignal am Meßwiderstand 34 abnehmen. Während des Feibrennens dient dieses Spannungssignal der Steuerung des Stromsteuerorgans 15 über einen getrennten Differenzverstärker 37· Während am Minuseingang dieses Differenzverstärkers 37 über einen Widerstand 38 ein konstantes Potential aus einer Spannungsquelle 39 zur Verfügung steht, liegt der Pluseingang über einen Widerstand 40 sowie einen Wechselschalter 41 wahlweise an der Plusleitung 16 oder an der Verbindungsstelle des Wechselschalters 33 mit dem Meßwiderstand 34. Alle drei Schalter 33, 35 und 4l werden ausgehend von einem Freibrennrelais 27 geschaltet, welches ein entsprechendes Ansteuersignal vom Anschlußpunkt 28 erhält.
Gezeichnet sind die einzelnen Schalterstellungen beim Gegenstand von Figur 2 während des Meßbetriebes, d.h. abhängig von der Brückenverstimmung wird das Stromsteuerorgan 15 über den Differenzverstärker 20 angesteuert und das Luftmassensignal kann am Widerstand 34 abgenommen werden. Die Spannungsquelle 39 vor dem Minuseingang des Differenzverstärkers 37 ist dabei so dimensioniert, daß während des Meßbetriebes das Ausgangssignal des Verstärkers 37 keinen Einfluß auf die Ansteuerung des Transistors 15 ausübt. Sollen die einzelnen Hitzdrähte freigebrannt werden, was am vorteilhaftesten bei ruhender Luft im Luftansaugrohr geschieht, dann werden die einzelnen Schalter ausgehend von einem Ansteuersignal am Anschlußpunkt 28 jeweils in die andere Stellung gesteuert. Als Folge dessen werden die einzelnen Widerstände bzw. Hitzdrähte 12, 32, 10, 30 und 31 parallelgeschaltet und der
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-y-R.
Gesamtstrora durch diese einzelnen Widerstände läßt sich ausgehend vom Spannungsabfall am Meßwiderstand 3^ und des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 37 regeln.
Hauptvorteil des Gegenstandes von Figur 2 ist, daß der Freibrennvorgang mit einem regelbaren Strom und daher mit exakt definierten Größen erfolgt.
Welche der beiden in den Figuren 1 und 2 gezeigten Anordnungen letztlich zum Einsatz kommt, hängt von der zweckmäßigsten Anordnung im Hinblick auf die Ansaugluft-Temperaturkompensation ab. Außerdem ist als Entscheidungskriterium die Auslegung des Transistors 15 als Stromsteuerorgan zu werten, sowie die Tatsache, daß die Anordnung nach Figur 2 mit dem Meßwiderstand 3^ einen zusätzlichen Widerstand aufweist, der darüber hinaus noch leistungsmäßig hoch dimensioniert sein muß.
Die Kompensationswiderstände für die Kompensation der Luftansaugtemperatur sind deshalb als Reihen- oder Parallelschaltung von Hitzdrähten ausgeführt, um im Hinblick auf eine Massenproduktion von Hitzdraht-Luftmassenmessern mit möglichst wenig unterschiedlichen Bauteilen auskommen zu können.
Selbstverständlich können anstelle der gezeichneten mechanischen Schalter auch Halbleiter-Bauelemente treten.
Wesentlich bei den Gegenständen beider Figuren ist es, daß die während des Meßbetriebes bestehenden Stromkreise mit den einzelnen Hitzdrähten aufgelöst werden und speziell zum Zwecke und zu der Zeit des Freibrennens ein eigenständiger Stromkreis mit den betreffenden Hitzdrähten aufgebaut wird.
030086/0294

Claims (1)

  1. 5.7.1979 Mü/Kö "'"OH
    ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1
    Ansprüche
    1. Einrichtung zum Freibrennen wenigstens eines Widerstandes von Ablagerungen, insbesondere zum Freicrennen eines Hitzdrahtes und/oder Heißfilms im Luftmassennesser einer Brennkraftmaschine, wobei der freizubrennende Widerstand Teil einer Brückenschaltung ist, die in Reihe zu einem Stromsteuerorgan liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung vorzugsweise eine Mehrzahl von freizubrennenden Widerständen aufweist und während des Freibrennvorganges diese Widerstände in einen gegenüber dem Meßbetrieb geänderten Stromkreis schaltbar sind.
    2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freizubrennenden Widerstände in normalerweise paralleler Anordnung zum Freibrennen in Reihe schaltbar und bei normalerweiser Reihenschaltung parallelschaltbar sind.
    030066/0294
    3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brückenanordnung mit den freizubrennenden Widerständen in getrennten Brückenzweigen während des Freibrennens die Diagonalpunkte der Brückenanordnung mittelbar und/oder unmittelbar mit Betriebsspannungsleitungen koppelbar sind.
    4. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß durch die freizubrennenden Widerstände während des Freibrennens steuerbar oder regelbar ist.
    5. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß der Freibrennstrom einer getrennten Stromquelle entnehmbar ist.
    6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregelung während des Freibrennens abhängig vom Spannungsabfall über einem in Reihe zur Meßbrücke liegenden Meßwiderstand (31I) erfolgt.
    030068/0294
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