DE3100462C2 - Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer BrennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE3100462C2 DE3100462C2 DE3100462A DE3100462A DE3100462C2 DE 3100462 C2 DE3100462 C2 DE 3100462C2 DE 3100462 A DE3100462 A DE 3100462A DE 3100462 A DE3100462 A DE 3100462A DE 3100462 C2 DE3100462 C2 DE 3100462C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- internal combustion
- combustion engine
- intake air
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
- F02D41/185—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a vortex flow sensor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3273—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid speed oscillations by thermal sensors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Vorrichtung zum Messen der Strömungsgröße der Ansaug luft einer Brennkraftmaschine zum Erfassen der Änderung der Amplitude des Ausgangssignals eines Wirbelfühlers. Wenn die Änderung einen bestimmten Wert im Bereich einer hohen Belastung der Brennkraftmaschine übersteigt, wird der dem Ausgangssignal des Wirbelfühlers erteilte Glättungskoeffizient auf einen weiteren Wert umgeschaltet, oder alternativ wird die Strömungsgröße der Ansaugluft aufgrund der Drehzahl der Brennkraftmaschine bestimmt, wodurch ein Wert für die Strömungsgröße der Ansaugluft erzeugt wird, der eine ausgezeichnete Genauigkeit über den gesammten Bereich der Belastung der Brennkraftmaschine hat.
Description
a) eine Eisrichtung (32) zum Erfassen der Differenz zwischen den maximalen und minimalen
Amplituden einer Periode des ersten Signals, um ein Steuersignal zu erzeugen, wenn die erfaßte
Differenz größer als ein bestimmter Wert ist, und ein Null-Signal zu erzeugen, wenn die
erfaßte Differenz kleiner als der bestimmte Wert ist, und
b) eine Einrichtung (Cj, S) zum Ändern des Glättungskoeffizienten,
die auf das Steuersignal anspricht, '.1IP den Glättungsgrad des Spannungssignals
der Umformerschaltung zu ändern, und auf das Null-Sign&l anspracht, um das mit dem
bestimmten Gtättui.gskoeffizienten geglättete Signal abzugeben.
35
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (Cj, S) zum Ändern des Glättungskoeffizienten einen Kondensator (Cj) und
einen Schalter (S) aufweist, der auf das Steuersignal anspricht, um den Kondensator in die Mittelwertschaltung
(36) einzuschalten, so daß der Glättungsgrad für das Spannungssignal von der Umformerschaltung
(34) ansteigt.
3. Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine
mit einem Karman-Wirbelfühler, der ein erstes Signal erzeugt, dessen Periodendauer umgekehrt
proportional der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft ist, einem Signalformer zum Formen
dieses ersten Signals in eine Impulsform, einer Schaltung zum Umformen der Periodendauer des impulsgeformten
ersten Signals in ein entsprechendes Spannungssignal und einer Mittelwertschaltung zum
Glätten des Spannungssignals mit einem bestimmten Giättungskoeffizienien, um ein geglättetes Ausgangssignal
als ein die Strömungsgeschwindigkeit angebendes Signal zu erzeugen, gekennzeichnet
durch:
a) eine Einrichtung (32) zum Erfassen der Differenz zwischen den maximalen und minimalen
Amplituden einer Periode des ersten Signals, um ein Steuersignal zu erzeugen, wenn die erfaßte
Differenz größer als ein bestimmter Wert ist, und ein Null-Signal zu erzeugen, wenn die 6i
erfaßte Differenz kleiner als der bestimmte Wert ist, und
b) eine Einrichtung (40), die auf das Steuersignal
anspricht, um ein der Drehzahl der Brennkraftmaschine
entsprechendes Signal als ein die Strömungsgeschwindigkeit angebendes Signal anstelle des geglätteten Signals zu erzeugen,
und auf das Null-Signal anspricht, um das mit dem bestimmten Giättungskoeffizienien geglättete
Signal abzugeben.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (32)
zum Erfassen der Differenz eine Halteeinrichtung (Du Ais, Ci) zum Halten eines maximalen Amplitudenwertes
des ersten Signals und eine Halteeinrichtung (D2, R16, C5) zum Halten eines minimalen Amplitudenwertes
des ersten Signals sowie eine Einrichtung (OP4) zum Verstärken der Differenz zwischen
den maximalen und minimalen Amplitudenwerten aufweist
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der in den Oberbegriffe!»der Ansprüche 1 und 3 genannten
Art.
Bei einer solchen, aus der DE-OS 26 12 427 bekannten Vorrichtung wird das vom Wirbelfühler erzeugte
erste Signal einer Impulszählung während eines bestimmten und möglichst kurzen Zeitintervalls unterworfen,
um das die Strömungsgeschwindigkeit angebende Signal zu erzeugen. Diese Impulszählung während eines
bestimmten Zeitintervalls entspricht damit auch einer gewissen Mittelwertbildung, wobei der Glättungskoeffizient
um so größer ist, je länger das bestimmte Zeitintervall ist, während dem die Impulszählung ausgeführt
wird. Je langer allerdings dieses bestimmte Zeitintervall ist, um so geringer wird die Ansprechempfindlichkeit
der Vorrichtung. Auch bei dieser Vorrichtung wurde beobachtet, daß die Frequenz des vom Wirbelfühler erzeugten
ersten Signals bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten, die einem Hochlastbelrieb der Brennkraftmaschine
entsprechen, infolge des Aussaugpulsicrens instabil wird, was insbesondere dann zu erheblichen
Meßfehlern führt, wenn die Impulszählung nur während eines sehr kurzen Zeitintervalls ausgeführt
wird. Um diese Instabilitäten der Frequenz auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten möglichst gering
zu halten, sieht die bekannte Vorrichtung eine besondere Ausbildung des Durchlsßquerschnittes im Bereich
des Karman-Wirbelfühlers vor, was mit Hilfe eines Venturi-Abschnittes
erreicht wird. Der Vcnturi-Abschnitt weist stromab vom Einlaß für die Ansaugluft einen konvergierenden
Teil, einen eingeschnürten Teil und einen divergierenden Ausiaßteil auf. Der Karman-Wirbelfühler
ist in dem eingeschnürten Teil angeordnet. Der Venturi-Abschnitt hat dabei über seine gesamte Länge die
gleiche Breite, jedoch eine sich ändernde Höhe. Eine solche besondere Formgebung im Ansaugrohr der
Brennkraftmaschine kann jedoch ihr Ansaugverhallen infolge der unterschiedlichen Strömungswiderstände
beeinflussen.
Aus der US-PS 41 42 407 ist eine Vorrichtung /um Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft
bei einer Brennkraftmaschine bekannt, die zwei Karman-Wirbclfühler
benutzt. Ein erster Kunnan-Wirbclfühler
ist in einem ersten Veniuri-Abschnitt rchiliv ge-
31 OO
ringen Slröniungsquerschnittes angeordnet der seinerseits
konzentrisch in einem zweiten Venturi-Abschnitt relativ großen Strömungsquerschnittes abgeordnet ist
Eine Eingangs-Schalterschaltung verbindet jeweils einen der Karman-Wirbelfühler mit einem Signalformer,
um jeweils nur eines der von den beiden Karman-WirbelFühler abgegebenen Ausgangssignale zur Ermittlung
der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeiten zu benutzen. Bei einer relativ geringen Strömungsgeschwindigkeit,
also bei niedriger und mittlerer Belastung der Brennkraftmaschine wird dabei das Ausgangssignal des
in dem Venturi-Abschnitt kleinen Strömungsquerschnittes angeordneten Wirbelfühlers benutzt, während
bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit, d. h. bei einer
hohen Belastung der Brennkraftmaschine, das Ausgangssignal des in dem Venturi-Abschnitt großen* Strömungsquerschnittes
angeordneten Wirbelfühlers benutzt wird. Dadurch soll erreicht werden, daß auch bei
einer hohen Strömungsgeschwindigkeit diese noch mit ausreichender Genauigkeit ermittel: werden kann, da
die Ansaugluft dann durch den Venturi-Abschnitt großen Strömungsquerschnittes immer noch annähernd
stabil strömt
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubi'dcn,
daß allein mit elektronischen bzw. elektrischen Mitteln die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft
über den gesamten Belastungsbereich der Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit angegeben werden
kann.
Bei einer Vorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die in den kennzeichnenden Teilen der
Ansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmale gelöst
Bei einer mit der DE-PS 30 06 766 angegebenen Vorrichtung wurde diese Aufgabe bereits ebenfalls gelöst,
indem das von dem Karman-Wirbelfühler erzeugte erste Signal mit einem Bezugssignal änderbarer Größe
verglichen wird. Dieses Bezugssignal änderbarer Größe wird dadurch erzeugt, daß jeweils die maximalen und
minimalen Amplituden des ersten Signals in getrennten Abtast- und Halteschaltungen gespeichert werden und
ein /.wischen diesen liegendes Ausgangssignal erzeugt
wird, das dann in einem Vergleicher als änderbares Bezugssigna! zum Vergleich mit dem von dem Karman-Wirbclfühicr
abgegebenen ersten Signal benutzt wird. Die Halteschaltungen weisen dabei jeweils eine Verzögerungsschaltting
auf, die eine wechselseitig unterschiedliche Lade- und Entlade-Zeitkonstante haben, die
in Abhängigkeit von de.· Änderung eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine, wie z. B. der Drehzahl,
der Drossdöffnuing oder des Ansaugdruckes, geändert wird. Bei dieser Vorrichtung dient also das änderbare
Bczugssignal als ein Abschneidepegelsignal für das von dem Karman-Wirbelfühler abgegebene erste Signal, um
ein Ausgangsimpiulssignal am Ausgang des Vergleichers
zu erzeugen, das der Wirbelablöse-Frequenz und damit der Strömungsgeschwindigkeit entspricht.
Bei der erfinduingsgemäßen Vorrichtung wird das von dem Wirbelfühler erzeugte erste Signal daraufhin überwacht,
ob die Differenz zwischen den maximalen und minimalen Amplituden dieses ersten Signals einen bestimmten
maximalen Wert überschreitet. Ist dieses der Fall, so deutet es auf eine instabile Erzeugung des ersten
Signals infoige eines Ansaugpulsierens hin, was insbesondere
bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Ansaugluft, d. h. dem Vj'lastbereich der Brennkraftmaschine,
auftritt.
Gemäß der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen ersten Lösung wird dann der Glättungskoef
fizient für das von der Umformerschaltung abgegebene Spannungssignal vergrößert so daß dieses Spannungssignal
stärker geglättet wird. Eine solche stärkere Glättung des Spannungssignals kompensiert die im ersten
Signal auftretenden Instabilitäten. Die andererseits durch eine solche stärkere Glättung bedingte geringere
Ansprechempfindlichkeit bzw. Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung ist im Vollästbetrieb der Brennkraftmaschine
nicht kritisch. Im Teillastbereich der Brennkraftmaschine, wo ein genaues, empfindliches und
schnelles Ansprechen der Vorrichtung erwünscht und wichtig ist andererseits aber auch noch kein Ansaugpulsieren
auftritt wird mit einer geringeren Glättung des von der Umformerschaltung kommenden Spannungssignals
gearbeitet wodurch wiederum die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft genau und schnell in diesem
Belastungsbereich der Brennkraftmaschine angegeben wei den kann.
Gemäß der im kennzeichnenden : eil des Anspruchs 3
angegebenen zweiten Lösung wird beiwi Feststellen einer
zu großen Differenz zwischen den minimalen und maximalen Amplituden des ersten Signals nicht mehr
das von der Umformerschaltung abgegebene und geglättete Spannungssignal als das die Strömungsgeschwindigkeit
abgebende Signal benutzt sondern darin vielmehr die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft
nach Maßgabe des die Drehzahl der Brennkraftmaschine angebenden Signals bestimmt. Im Vollastbereich der
Brennkraftmaschine kann aus der festgestellten Drehzahl der Brennkraftmaschine nämlich die zugehörige
Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft recht genau bestimmt werden.
Bei der erfindungsgemäöen Vorrichtung erfolgt also die Kompensation der durch Instabilitäten des ersten
Signals auftretenden Fehler rein elektronisch bzw. elektrisch, so daß keine besonderen strömungstechnischen
Maßnahmen im Ansaugkanal im unmittelbaren Bereich des Wirbelfühlers getroffen werden müssen, um ein Ansa'Jgpulsieren
im Bereich des Wirbelfühlers so gering wie möglich zu machen.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemälten Vorrichtung
werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt:
Fig. 1 eine Schaltung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Messen der Strömung der Ansaugluft
F i g. 2 ein Signaldiagramm der verschiedenen Bauteile der Anordnung der F i g. 1,
F i g. 3 eine graphische Darstellung der tatsächlichen Strömungsgröße der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine,
des Ausgangssignals des Wirbelfühlers, der Ausgangssignaländerung,
des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses und der Kraftstoffeinspritzimpulsbreite, die über der
Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgetragen sind,
Fig.4 e;n Blockschaltbild einer Abwandlung der Erfindung
und
F i g. 5 ein Flußdiagramm für die Berechnung einer Kraftstoffeinspritzimpulsbreite aufgrund der gemessenen
Strömung der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine.
In F i g. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Vorrichtung für die Strömungsmessung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, unter Zuordnung einer Ansaugluftleitung
12 für eine hier nicht gezeigte Brennkraftma-
31 OO 462
schine gezeigt. Die Meßvorrichtung umfaßt einen Wirbelgenerator 22 in Form einer Säule, der stromauf eines
Drosselventils 14 angeordnet ist. Der Generator 22 weist eine Durchgangsbohrung 24 mit einem Hitzdrahtfühler 26 auf, der die Bohrung kreuzt, und ist in der
Ansaugluft derart angeordnet, daß die Achse der Durchgangsbohrung 24 senkrecht zur normalen Strömungsrichtung der Ansaugluft verläuft. Eine Anordnung von Karman-Wirbeln tritt an jedem offenen Ende
der Durchgangsbohrung 24 auf und strömt ab. Dieses bewirkt Druckschwankungen in der Bohrung und damit
einen Wechselstrom von Ansaugluft durch diese hindurch in einander entgegengesetzte Richtungen, wodurch der Hitzdrahtfühler 26 gekühlt wird.
Ein Hitzdraht-Wirbelfühler 28 umfaßt eine Brückenschaltung aus Widerständen R{. R2, Rj und des Hitzdrahtfühlers 26, eine einen Operationsverstärker OP|
UIlU »» IUV
schaltung zum Verstärken der Spannungsdifferenz zwischen den Punkten P\ und Pi und einen NPN-Transistor
Tr, dessen Basispotential über einen Widerstand R$ von
einer Speisequelle + Vzugeführt wird.
Der Transistor Tr steuert die Größe der über die Brücke von der Spannungsquelle + V zugeführten
Spannung.
Ein Signalformer 30 formt das Ausgangssignal des Hitzdraht-Wirbelfühlers 28 in eine Rechteck-Impulsform durch Abscheiden der höheren und niedrigeren
Teile, die jeweils Ober bestimmten hohen und niedrigen Pegeln liegen. Der Signalformer 30 umfaßt eine Verstärkerschaltung, die Kondensatoren Q und C2 sowie Widerstände R9 und /?io umfaßt, einen Operationsverstärker OP2, einen Bezugspegel-Einstellwiderstand Au und
einen Vergleicher, der aus einem Kondensator Cj, Widerständen R\2. R\i. Rn und einem Operationsverstärker OPi gebildet ist.
Eine Anderungserfassungsschaltung32 erfaßt die Differenz zwischen der maximalen Amplitude und der minimalen Amplitude des Ausgangssignals des Wirbelfühlers 28. Die Änderungserfassungsschaltung 32 umfaßt
einen Halteschaltungsteil für einen Maximalwert, der eine Diode Di, einen Widerstand Λ15 und einen Kondensator Ca aufweist, und eine Halteschaltung für einen
Minimalwert die eine Diode D1, einen Widerstand K16
und einen Kondensator C5 umfaßt, dem eine bestimmte Bezugsspannung V, zugeführt wird, sowie eine Verstärkerschaltung, die aus Widerständen Rn, Rlt. R19, R20
und einem Operationsverstärker OP4 gebildet ist. Wenn das Ausgangssignal des Wirbelfühlers 28 relativ hoch ist,
lädt sich der Korv^snsator Q über die Diode D\ über die
Diode D\ auf, während, wenn das Ausgangssignal des Fühlers 28 verglichen mit der Ladespannung am Kondensator Ca niedrig ist dieser Kondensatorsich langsam
über den Widerstand Rm zum Fühler 28 hin entlädt so
daß die von der Diode D1, dem Widerstand R^ und dem
Kondensator Cm gebildete Schaltung als eine Halteschaltung für einen Maximalwert dient Wenn das Ausgangssignal der Fühlerschaltung 28 relativ niedrig ist
lädt sich der Kondensator Cs über die Diode Di auf,
während, wenn das Ausgangssignal des Fühlers 28 verglichen mit der Ladespannung des Kondensators Cs
hoch ist, dieser Kondensator C5 sich langsam über den Widerstand /?ιβ zur Schaltung 28 hin entlädt so daß die
von der Diode D2, dem Widerstand R>t und dem Kondensator C5 gebildete Schaltung als eine Halteschaltung
für einen Minimalwert wirkt Die den Operationsverstärker OP4 aufweisende Differenzverstärkerschaltung
verstärkt die Differenz zwischen den Spannungen der
Ein Perioden-Spannungs-Umformer 34 /ormt die Impulsperiodendauer des Signalformers 30 in ein analoges
Spannungssignal um, das der Frequenz des Impulsausgangssignals entspricht. Der Umformer kann z. B. einen
Taktimpulsgenerator aufweisen, der Taktimpulse erzeugt, die eine Periodendauer von z. B. I μβ haben, die
verglichen mit der Periodendauer der erzeugten Wirbel sehr kurz ist, einen Spannungsakkumulator, dessen Aus
gangssignal wiederholt um ein bestimmtes Spannungs-
inkrement von Null aus jedesmal dann ansteigt, wenn
ein Taktimpuls ihm während des Vorliegens eines Impulses von dem Signalformer 30 zugeführt wird, um die
akkumulierte Spannung zu Beginn des nächsten Impul
ses zu erzeugen, der von dem Signalformer dem Akku
mulator zugeführt wird, sowie eine Halteschaltung, die das Ausgangssignal des Akkumulators während des
i d
cii !(Ti^ülses festhält Auf diese ^Veise sr?ci!**t d**r
Umformer 34 eine analoge Spannung, die der Perioden
dauer der erfaßten Wirbel proportional ist.
Das Ausgangssignal des Umformers 34 wird mit Hilfe einer Mittelwertschaltung 36 geglättet, die eine Glättungsschaltung aufweist, die aus einem Widerstand Ri1,
Kondensatoren Ce. Cj, einem Vergleicher OP5, der ein
erstes Bezugseingangssignal über einen Widerstand R22
von einer Speisequelle Vi und ein zweites Eingangssignal vet der Änderungserfassungsschaltung 32 erhält,
um ein Ausgangssignal hohen Pegels abzugeben, wenn das Ausgangssignal der Änderungserfassungsschaltung
32 oberhalb eines bestimmten Wertes liegt, einem Analogschalter S, der den Kondenstor Ci dem Kondensator Q der Glättungsschaltung parallelschaltet wenn das
Ausgangssignal der Änderungserfassungsschaltung 32 höher als das erste Bezugseingangssignal ist wodurch
damit das Ausgangssignal des Vergleichers OP$ hohen
der das Ausgangssignal der Glättungsschaltung erhält
und abgibt.
Wirbelgenerators 32 durch durch die Leitung 24 strömende Ansaugluft infolge des Auftretens von Wirbeln
gekühlt wird, bei abgeglichener Brückenschaltung der Widerstandswert des Fühlers 26 ab, wodurch der Spannungspegel am Punkt Pj der Brückenschaltung des Wir-
belfühlers 28 verglichen mit dem Spannungspegel am Punkt P2 niedriger wird, wodurch die Brückenschaltung
nicht mehr abgeglichen ist Dadurch nimmt der Spannungspegel am invertierenden Eingangsanschluß des
Operationsverstärkers OPi ab. wodurch das Ausgangs-
signal des Operationsverstärkers OPi und die dei Brükkenschaitung über den Transistor Tr zugeführte Spannung größer wird. Dadurch vergrößert die dem Fühler
26 zugeführte Spannung die Wärme an diesem. Dieses vergröBert den Widerstandswert des Fühlers und damit
den Spannungspegel am Punkt Pi und vermindert andererseits das Ausgangssignal des Operationsverstärkers
OPi, wodurch der Widerstandswert des Fühlers 26 über den Transistor Tr auf einem im wesentlichen konstanten
Wert gehalten wird.
Die Wirbelerfassungsschaltung 28 erzeugt ein Ausgangssignal, das eine sich im wesentlichen regelmäßig
ändernde Amplitude mit einer relativ kleinen Änderung X\ hat wie dieses bei (a) in F i g. 2 gezeigt ist. wenn die
Brennkraftmaschine unter Teillast arbeitet da die PuI-
sationen in der Strömung der Ansaugluft die infolge der
Ansaugwirkungen der Brennkraftmaschinenzylinder auftreten, relativ klein sind. Das geformte Ausgangssignal von dem Signalformer 30 hat eine relativ regclmä-
31 OO 462
ßigc Impulsfrequenz, wie dieses bei (c) in F i g. 2 gezeigt
ist, und das Ausgangssignal des Perioden-Spannungs-Umformers 34 is' im wesentlichen flach, wie dieses unter
(e) in F i g. 2 gezeigt ist. Das Ausgangssignal der Mittelwcrtschaltung 36 während des Teillastbetriebes der
Brennkraftmaschine gibt daher die tatsächliche Strömune^röße der Ansaugluft an, wie dieses durch (g) in
F i g. 2 i.i Abhängigkeit von der Zeit und auch unter Fin Fig.3 in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl gezeigt ist. Die Änderung des Ai'sgangssignals
der Änderungserfassungsschaltung 32 mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine während der Teillast ist unter
X in F i g. 3 gezeigt.
Wenn andererseits die Brennkraftmaschine unter Vollast arbeitet, verschmelzen sich die Druckänderungen in der Durchgangsbohrung 24 infolge von Ansaugpiilsationen, und außerdem fehlen einige Karmanwirbel.
Die Frequenz, mit der der Fühler 26 gekühlt wird, ist
daher nicht proportional der Strömungsgröße der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine, und das Maß der
Kühlung des Fühlers 26 schwankt, dieses vergrößert die Änderung Xi in der Amplitude des erfaßten Signals von
der Schaltung 28, wie dieses (b) in F i g. 2 zeigt, verglichen mit der, wenn die Brennkraftmaschine unter Teillast arbeitet. Das geformte Ausgangssignal von dem Signalformer 30 hat eine große Ungleichmäßigkeit in der
Impulsfrequenz, wie dieses unter (d) in Fig.2 gezeigt
ist. Die entsprechende analoge Ausgangsspannung von dem Perioden-Spanniings-Umformer 34 schwankt daher · tark und unregelmäßig, wie dieses unter (f) in
F i g. 2 gezeigt ist.
Wenn die Änderung größer als die Differenz Xi wird,
d. h.. das Ausgangssignal von der Änderungserfassungsschaltung 32 den bestimmten Bezugspegel an dem nicht
invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers OPs übersteigt, nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers
OP5 hohen Pegel an, so daß der Analogschalter 5 geschlossen wird, wodurch der Kondensator Q dem Kondensator Cf, parallel geschaltet wird, d. h, der Glättungskoeffizient oder die Integrationskonstante der Mittelwertschaltung 36 vergrößert wird. Dadurch erzeugt,
wenn die Brennkraftmaschine unter Vollast arbeitet, die Mittclwertschaltung 36 ein Ausgangssignal mit einer
niedrigen Amplitudenänderung, wie dieses unter (h) in F i g. 2 gezeigt ist, ähnlich dem Betriebszustand, wenn
die Brennkraftmaschine unter Teillast arbeitet, und das im wesentlichen gleich der tatsächlichen Strömungsgröße ist. Das heißt, obwohl Unregelmäßigkeiten in dem
Periodenausgangssignaal des Perioden-Spannungsumformers 34 infolge des Fehlens einiger Wirbel auftreten,
wenn die Brennkraftmaschine unter Vollast arbeitet, wobei die Drosselklappe im wesentlichen vollständig
geöffnet ist, wird der Glättungskoeffizient der Mittelwertschaltung 36 durch Verwendung einer größeren Integrationskonstante größer gemacht so daß die Unregelmäßigkeiten in der Periodendauer absorbiert werden, und damit die Mittelwertschaltung 36 ein Ausgangssignal erzeugt das der tatsächlichen Strömungsgröße entspricht Wenn das Ausgangssignal der Mittelwertschaltung ohne Hinzufügen des Kondensators Cj
parallel zum Kondensator Q, benutzt wird, würde es
abnehmen, wie dieses in F i g. 3 durch die gestrichelte Linie dargestellt wird, wodurch ein unrichtiger Wert für
die Strömungsgröße erzeugt würde.
Das Ausgangssignal von der Mittelwertschaltung 36 wird an eine hier nicht gezeigte Berechnungsschaltung
für eine Kraftstoffeinspritzimpulsdauer gegeben, wo die Impulsdauer, während der Kraftstoff in den zugeordneten Brennkraftmaschinenzylinder eingespritzt wird,
durch
berechnet wird, wobei Ci eine Konstante, Q die gemessene Strömungsgröße der Ansaugluft und N die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu diesem Zeitpunk sind.
Die berechnete Impulsdauer wird aufgrund der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine, der
Temperatur der Ansaugluft und dem Einspritzspannungspegel eingestellt. Dann wird von einem hier nicht
gezeigten Impulsgenerator ein Treiberimpuls für ein
In F i g. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist gleich
dem zuvor erläuternden ersten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, daß das zweite Ausführungsbeispiel
einen Drehzahl-Strömungsgröße-Umformer 38 hat, der, wenn die Brennkraftmaschine sich unter im wesentlichen Vollast befindet, die Drehzahl der Brennkraftmaschine in eine Spannung umformt, die die zugehörige
Strömung angibt, sowie eine Schalterschaltung 40, die
auf das Ausgangssignal von der Änderungsdetektorschaltung 32 anspricht, um entweder das Ausgangssignal des Drehzahl-Strömungsgrößen-Umformers 38
oder das Ausgangssignal der Mittelwertschaltung 36 auszuwählen. Das heißt, wenn die Brennkraftmaschine
unter Teillast arbeitet, wird das Ausgangssignal der Mittelwertschaltung 36, das die Strömungsgröße aufgrund
der Messung der Karman-Wirbel angibt, von der Schalterschaltung 32 ausgewählt, während, wenn die Brennkraftmaschine unter im wesentlichen Vollast arbeitet,
das Ausgangssignal von dem Drehzahl-Strömungsgrößen-Umformer 38 ausgewählt wird, das aus der Messung der Drehzahl der Brennkraftmaschine erhalten
wird. Dieses beruht auf der Tatsache, daß die Strömungsgröße der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine,
wenn das Drosselventil 14 im wesentlichen vollständig geöffnet ist, und damit wenn die Brennkraftmaschine
sich unter im wesentlichen Vollast befindet, genau proportional der Drehzahl der Brennkraftmaschine ist
Die Berechnungsschaltung 42 für die Impulsdauer be
rechnet aufgrund des Ausgangssignals von der Schalter
schaltung 40 eine Zeitdauer, während der Kraftstoff in jeden der Zylinder der Brennkraftmaschine bei jeder
Kurbelwellenumdrehung eingespritzt wird. Diese Berechnungen können unter Verwendung eines herkömm-
liehen üblichen digitalen Mikrocomputers in der folgenden Weise ausgeführt werden. Das Ausgangssignal der
Schalterschaltung 40 wird in einen entsprechend digitalen Datenausdruck umgeformt. Wenn die Änderung X
von der Schaltung 32 nicht größer als der bestimmte
Wert Ci ist wird die Kraftstoffeinspritzimpulsdauer 77
aus der zuvor erwähnten Gleichung
berechnet
Wenn ^größer als C\ ist, wird die Impulsdauer 77aus
einer gespeicherten Nachschlagtabelle ausgelesen, in der verschiedene Drehzahldaten und die diesen zugehörigen Daten für 77 an entsprechenden Adi essen gespei
chert sind. Dann wird die berechnete Impulsdauer 77
nach Maßgabe der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine, der Temperatur der Ansaugluft
OO
und des Einspntzspannungspegels eingestellt. Dieser
Vorgang ist in F i g. 5 gezeigt. Die sich ergebende Impulsdauer und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach Maßgabe der Drehzahl der Brennkraftmaschine sind auch in
F i g. 3 gezeigt. 5
20
25
30
40
45
50
55
60
Claims (1)
1. Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit
der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine mit einem Karman-Wirbelfühler, der ein
erstes Signal erzeugt, dessen Periodendauer umgekehrt proportional der Strömungsgeschwindigkeit
der Ansaugluft ist, einem Signalformer zum Formen dieses ersten Signals in eine Impulsform, einer Schaltung
zum Umformen der Periodendauer des impulsgeformten ersten Signals in ein entsprechendes
Spannungssignal und einer Mittelwertschaltung zum Glätten des Spannungssignals mit einem bestimmten
Glättungskoeffizienten, um ein geglättetes Ausgangssignal als ein die Strömungsgeschwindigkeit
angebendes Signal zu erzeugen, gekennzeichnet durch
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP164480A JPS5698614A (en) | 1980-01-10 | 1980-01-10 | Flow senser of karman vortex street |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3100462A1 DE3100462A1 (de) | 1982-01-14 |
| DE3100462C2 true DE3100462C2 (de) | 1985-04-18 |
Family
ID=11507222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3100462A Expired DE3100462C2 (de) | 1980-01-10 | 1981-01-09 | Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4386520A (de) |
| JP (1) | JPS5698614A (de) |
| DE (1) | DE3100462C2 (de) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58158518A (ja) * | 1982-03-15 | 1983-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | 流量または流速測定装置 |
| AU556958B2 (en) * | 1982-03-15 | 1986-11-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Measurement of flow velocity |
| JPS59103930A (ja) * | 1982-12-07 | 1984-06-15 | Nippon Denso Co Ltd | 内燃機関の制御方法 |
| JPS60182324A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-17 | Mitsubishi Electric Corp | 機関用空燃比制御装置 |
| JPS60209641A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-22 | Fujitsu Ten Ltd | 内燃機関の燃料噴射装置 |
| US4565098A (en) * | 1984-09-10 | 1986-01-21 | Fischer & Porter Company | Hybrid sensing system for vortex flowmeter |
| US4644474A (en) * | 1985-01-14 | 1987-02-17 | Ford Motor Company | Hybrid airflow measurement |
| DE3623262A1 (de) * | 1985-07-16 | 1987-01-29 | Toyota Motor Co Ltd | Durchflussmesssystem mit einem karman-wirbeldurchflussmesser |
| KR920002456B1 (ko) * | 1988-01-26 | 1992-03-24 | 미쓰비시전기 주식회사 | 엔진의 연료제어장치 |
| US5293553A (en) * | 1991-02-12 | 1994-03-08 | General Motors Corporation | Software air-flow meter for an internal combustion engine |
| US5070846A (en) * | 1990-11-26 | 1991-12-10 | General Motors Corporation | Method for estimating and correcting bias errors in a software air meter |
| US5270935A (en) * | 1990-11-26 | 1993-12-14 | General Motors Corporation | Engine with prediction/estimation air flow determination |
| US5094213A (en) * | 1991-02-12 | 1992-03-10 | General Motors Corporation | Method for predicting R-step ahead engine state measurements |
| WO1995030196A1 (en) * | 1994-04-29 | 1995-11-09 | Electronic Warfare Associates, Inc. | Liquid registration and control system having networked functional modules |
| FR2942849B1 (fr) * | 2009-03-03 | 2011-04-01 | Renault Sas | Procede de traitement d'un signal issu d'un debitmetre de mesure d'un debit de gaz dans un moteur a combustion interne |
| DE102017012066A1 (de) * | 2017-12-29 | 2019-07-04 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Durchflussmessgerät nach dem Wirbelzählerprinzip, Messrohr dafür und Verfahren zum Messen des Durchflusses oder der Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums |
| JP7268533B2 (ja) * | 2019-08-23 | 2023-05-08 | トヨタ自動車株式会社 | エンジン制御装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS526414B2 (de) * | 1972-10-06 | 1977-02-22 | ||
| US3965730A (en) * | 1975-04-28 | 1976-06-29 | Ford Motor Company | Vortex shedding device for use in measuring air flow rate into an internal combustion engine |
| JPS52143858A (en) * | 1976-05-26 | 1977-11-30 | Hitachi Ltd | Air flow meter of internal combustion engine |
| GB2008752B (en) * | 1977-11-14 | 1982-03-31 | Yokogawa Electric Works Ltd | Vortex flow meter |
| JPS5597425U (de) * | 1978-12-22 | 1980-07-07 | ||
| JPS55113911A (en) * | 1979-02-26 | 1980-09-02 | Nissan Motor Co Ltd | Karman vortex flow meter |
| JPS55149810A (en) * | 1979-05-11 | 1980-11-21 | Nissan Motor Co Ltd | Flow measuring apparatus |
-
1980
- 1980-01-10 JP JP164480A patent/JPS5698614A/ja active Pending
-
1981
- 1981-01-07 US US06/223,146 patent/US4386520A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-01-09 DE DE3100462A patent/DE3100462C2/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3100462A1 (de) | 1982-01-14 |
| US4386520A (en) | 1983-06-07 |
| JPS5698614A (en) | 1981-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3100462C2 (de) | Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine | |
| DE3135793C2 (de) | ||
| DE2333743C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen | |
| DE3128006C2 (de) | Einrichtung zum Messen des Luftdurchsatzes im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine | |
| DE2921787C2 (de) | Thermischer Luft-Durchflußmesser für Brennkraftmaschinen | |
| DE3007747C2 (de) | ||
| DE3905824C2 (de) | ||
| DE2938322A1 (de) | Hitzdraht-durchsatz-messgeraet | |
| DE3708210C2 (de) | ||
| DE19543236C2 (de) | Einlaßluftmengen-Meßvorrichtung für Verbrennungsmotoren | |
| DE2714144C3 (de) | Ansaugluftmengen-Meßsystem für eine Brennkraftmaschine | |
| DE2448304C2 (de) | Elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen | |
| DE3344276C2 (de) | Verfahren zur Korrektur einer gesteuerten bzw. geregelten Variablen für die Steuerung bzw. Regelung des Luft-Brennstoffverhältnisses oder des Zündzeitpunktes eines Verbrennungsmotors | |
| DE3144230C2 (de) | Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit, mit der die Luft in den Ansaugkanal einer Brennkraftmschine strömt | |
| DE19506605C2 (de) | Luftflußmengenerfassungsanordnung vom Heißfilmtyp verwendbar bei einem Fahrzeugmotor mit innerer Verbrennung | |
| DE3006766C2 (de) | Karman-Wirbelströmungsmeßgerät | |
| DE3408749A1 (de) | Anordnung zum regeln der zuendpunkteinstellung eines verbrennungsmotors | |
| DE4004552C2 (de) | Signalverarbeitungsverfahren für einen thermischen Durchflußsensor | |
| DE3506615C2 (de) | Vorrichtung zur Steuerung der Brennstoffversorgung bei einer Brennkraftmaschine | |
| DE2757180C2 (de) | ||
| DE3312740C2 (de) | ||
| DE3623262C2 (de) | ||
| DE102017219851A1 (de) | Thermischer Luftstrommesser | |
| EP0720726B1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zum schutz eines beheizten temperaturabhängigen sensorwiderstands vor überhitzung | |
| DE2732715A1 (de) | Schaltungsanordnung zur linearisierung des ausgangssignals von insbesondere hitzdrahtsonden bei der luftmengenmessung im ansaugrohr von brennkraftmaschinen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: G01F 1/32 |
|
| 8126 | Change of the secondary classification |
Ipc: F02D 33/02 |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |