DE3106508A1 - Luftmassenmesseinrichtung bei einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

π- 681 7

13.2.. 1981 Mü/Kn

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART J

Luftmassenmeßeinrichtung bei einer Brennkraftmaschine Stand der Technik.

Die Erfindung geht aus von einer Luftmassenmeßeinrichtung bei einer Brennkraftmaschine nach dem Prinzip eines Konstanttemperatur-Anemometers nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bekannt ist eine derartige Meßeinrichtung mit einem temperaturabhängigen Widerstand im Luftansaugrohr, wobei dieser Widerstand Teil einer Widerstandsbrücke ist und abhängig von der Bruckendiagonalspannung der Gesamtstromfluß zur Brücke geregelt wird.

Diese Einrichtung liefert als Ausgangsgröße eine vom Luftmassendurchfluß im Ansaugrohr abhängige Spannung, die sich bei einer Durchflußänderung von 1 zu ^O nur um etwa 1 zu 3 ändert« Bei dieser geringen Dynamik des Systems ist es erforderlich, daß die Meßeinrichtung mit äußerster Genauigkeit auf eine Soll-Kennlinie eingestellt wird. Erreicht wird dies bei der bekannten Meßeinrichtung durch Abgleich eines Brückenwiderstandes in einem Punkt auf den Sollwert.

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Die Toleranzen der elektronischen und mechanischen Bauteile nahen jedoch zur Folge, daß die Ist-Kennlinie außerhalb des Abgleichpunktes von der Soll-Kennlinie abweicht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Luftmassenmeßeinrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Ist-Kennlinie in ihrem ganzen Verlauf sehr nahe an die Soll-Kennlinie zu liegen kommt. Dies sichert der Meßeinrichtung eine sehr hohe Genauigkeit und damit ein äußerst exaktes Meßergebnis.

Außerdem trägt die erfindungsgemäße Einrichtung dazu bei, die Stabilität des Regelkreises zu sichern. Ein bisher notwendiges RC-Glied, das die Dynamik des Systems beeinträchtigte, kann damit entfallen.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die Kennlinie einer Luftmassenmeßeinrichtung nach dem Konstanttemperatur-Anemometer-Prinzip, Fig. 2 ein erstes und Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Luftmassenmeßeinrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Ausführungsbeispiele betreffen Luftmassenmeßeinrichtungen bei Brennkraftmaschinen, wobei der Brennkraftmaschinentyp - Diesel- oder Otto-Motor - unbeachtlich ist.

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Pig, 1 zeigt das Ausgangssignal einer Luftmassenmeßeinrichtung nach dem Prinzip des Konstanttemperatur-Anemometers nach dem Stand der Technik, aufgetragen über dem Luftmassendurchfluß. Dargestellt sind eine Soll- und eine Ist-Kennlinie 10 und 11. Beide Kennlinien kreuzen sich in einem Abgleic'hpunkt 12, woraus ersichtlich wird, daß die höchste Genauigkeit der Meßeinrichtung eben nur in einem einzigen Punkt der Kennlinie erreichbar ist.

Der Kreuzungspunkt der beiden Kennlinien deutet auch auf die Möglichkeit hin, beide mittels einer Drehung

'""" nahezu zur Deckung zu bringen. Erreichbar ist dies durch die im folgenden näher erläuterten beiden Ausführungsbeispiele *

Fig. 2 zeigt eine prinzipiell bekannte Luftmassenmeß- . einrichtung nach dem Konstanttemperatur-Anemometer-Prinzip, die erfindungsgemäß erweitert ist. Die eigentliche Meßbrücke besteht aus vier Widerständen 15 bis 18. In Reihe zur Meßbrücke liegt ein Leistungstransistor 19 sowie ein Widerstand 20 zwischen zwei Betriebsspannungsleitungen und 22. Die Brückendiagonalpunkte 2X und 25 sind zu den Eingängen eines Verstärkers 26 geführt, dessen Ausgang wiederum über einen aus zwei Widerständen 27 und 28 bestehenden Spannungsteiler mit der Basis des Transistors 19 gekoppelt ist.

In der Verbindungsleitung des Bruckendiagonalpunktes 2\ zum Minus-Eingang des Verstärkers 26 liegt ein verstellbarer Widerstand 30. Eine Stromquelle 31 ist zwischen der Plus-Leitung 21 und der Verbindungstelle von Widerstand 30 und Verstärker 26 eingebaut.

Gestrichelt gezeichnet ist eine Ergänzung oder Alternativmöglichkeit zu Widerstand 30 und Stromquelle 31· Sie umfaßt in spiegelbildlicher Anordnung zu Widerstand 30 und

<e> ο ι υ υ ουο

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Stromquelle 31 einen Widerstand 33 und eine Stromquelle 3^ in und von der Verbindungsleitung des Diagonalpunkts 25 zum Verstärker 26 und der Masseleitung 22.

Der aus der Konstantstromquelle 31 fließende Strom Iv erzeugt am Widerstand 30 einen Spannungsabfall, als Folge dessen an der Brückendiagonale zwischen den .Punkten 2k und 25 eine Spannung Δ UB auftritt. Über den Wert des Widerstandes 30 kann diese Spannung auf den gewünschten Wert gebracht werden.

Entsprechendes ergibt sich beim Wirksamwerden der Stromquelle 3^ in Verbindung mit dem Widerstand 33. '

Mit dem Gegenstand von Fig. 2 lassen sich Brückendiagonalspannungen Δ UB von nur einem bestimmten Vorzeichen erzeugen. Für das andere Vorzeichen müßte die Stromquelle 31 anstelle mit der Plus-Leitung 21 mit dem Masseanschluß 22 verbunden werden.

Beim Ausführungsbeispiel hat es sich erwiesen, daß die Regelstabilität erhöht wird, wenn Δ UB immer das in Fig. eingetragene Vorzeichen hat, d.h., daß das Potential am Diagonalpunkt 25 positiver ist als das am Diagonalpunkt 2k. Demgegenüber wirkt eine Einrichtung, die ein ^Δ UB mit dem anderen Vorzeichen erzeugt, destabilisierend, was die Einführung zusätzlicher Kompensationsglieder erfordert.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 geht von dem Fall aus, daß ein Verstärker kO verwendet wird, dessen Offset-Spannung zum Zweck der Stabilisierung der Regeleinrichtung einen definierten Wert ^U ungleich 0 hat. Bei einem bekannten Baustein ist diese Offset-Spannung z.B. auf 5mV eingestellt.

Im einzelnen ergibt sich folgender gegenüber der aus Fig. bekannten Grundanordnung abweichender Aufbau. Beide Brückendiagonalpunkte 2k und 25 sind über eine Reihenschaltung

zweier Widerstände kl und \2. verbunden, wobei parallel zum Widerstand \2. die Eingangsanschlüsse des Verstärkers kO liegen. In diesem Fall läßt sich die Brüekendiagonalspannung U dadurch stellen, daß die Werte wenigstens eines der beiden Widerstände U1 und \2. verstellbar sind.

Die oben beschriebenen Luftmassenmeßeinrichtungen ermöglichen eine exakte Ermittlung des Luftmassenflußes durch das Luftansaugrohr einer Brennkraftmaschine und damit eine genaue Einstellung der zuzumeßenden Kraftstoffmenge oder z.B. einer gewünschten Abgasmenge.

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Claims (6)

. 6 8 17 13,2*198] Mü/Kn ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART J Ansprüche

1. Luftmassenmeßeinrichtung bei einer Brennkraftmaschine nach dem Prinzip eines Konstanttemperatur-Anemometers, wobei abhängig von der Bruckendiagonalspannung einer Widerstandsmeßbrücke der Brückenstromfluß Steuer- bzw. regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung zwischen BruckendiagonalspannungΛ UB und Eingangspannung eines nachfolgenden Verstärkers 26, UO änderbar ist.

2, Luftmassenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungsleitungen der Brückendiagonalpunkte 2k und 25 und den Verstärkeranschlüssen wenigstens ein Widerstand 30, 33, h"\ angeordnet, ist und in wenigstens eine der beiden Leitungen ein Strom eingespeist wird.

3. Luftmassenmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Stromflußes und/oder die Widerstandswerte (der Widerstände 30, 33, k\) änderbar sind.

k. Luftmassenmeßeinrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß in der Brückendiagonale ein Spannungsteiler kl, k2 angeordnet ist und die Eingangsklemmen des nachfolgenden Verstärkers kO parallel eines der Spannungsteilerwiderstände k2 liegen.

5. Luftmassenmeßeinrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der "beiden Spannungsteilerwiderstände k1 und k2 änderbar ist.

6. Lufmassenmeßeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ei'ne Abgriffspunkt der Brückendiagonalspannung A U-,, der mit

ti

dem nicht-invertierenden Verstärkereingang verbunden ist, ein höheres Potential hat als der andere Abgriffspunkt der Diagonalspannung ΛΌ .