DE3128006A1

DE3128006A1 - Saugluftdurchsatz-messeinrichtung

Info

Publication number: DE3128006A1
Application number: DE19813128006
Authority: DE
Inventors: Tadashi Kirisawa; Hiroshi Kuroiwa; Yasunori Katsuta Ibaraki Mouri; Yutaka Nishimura; Minoru Hitachi Ibaraki Osuga; Yoshishige Katsuta Ibaraki Oyama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-07-15
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1982-04-01
Also published as: JPS5722563A; US4400974A; JPS6236522B2; GB2080545A; DE3128006C2; GB2080545B

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Saugluftdurchsatζ-Meßeinrichtung

•Die Erfindung bezieht sich auf eine Saugluftdur'chsatz-Meßeinrichtung für Brennkraftmaschirien unter Verwendung eines elektrisch aufgeheizten temperaturabhängigen Widerstands .

Nach der US-PS 3 747 577 ist ein temperaturabhängiger Widerstand in einem Saugluftkanal der Brennkraftmaschine angeordnet und in eine Seite einer Brückenschaltung eingeschaltet." Ein Diago'nalpunkt der Brückenschaltung ist an den Eingang eines Verstärkers angeschlossen, und der elektrische Strom zum Aufheizen des Widerstands wird vom Ausgangswert des Verstärkers bestimmt. D. h., der Widerstand dient auch als Meßfühler zur Erfassung seiner Eigentemperatur. Die Temperaturänderung des Widerstands aufgrund einer Änderung der Luftströmungsgeschwindigkeit wird in Form einer A'nde-· rung des Abgleiche der Brückenschaltung erfaßt. Daher wird der Heizstrom geregelt, und die Temperatur des Widerstands wird so eingestellt, daß sie gleich bleibt. Bei dieser Einrichtung wird das Ausgangssignal des Verstärkers als ein Signal genutzt, das den Saugluftdurchsätz wiedergibt und die Kraftstoffeinspritzung zum Motor steuert. "

Bei der Saugluftdurchsatz-Meßeinrichtung der vorgenannten Art ändern sich die Ansprechcharakteristiken für die Erzeugung des Heßsignals, das den Saugluftdurchsatz darstellt, in Abhängigkeit von der Wärmekapazität einer Meßfühlereinheit, die aus dem temperaturabhängigen Widerstand besteht. Wenn jedoch die mechanische Festigkeit und Beständigkeit des Meßfühlers berücksichtigt werden, so gibt es eine Grenze hinsichtlich der Verminderung der Wärmekapazität des Meßfühlers. Insbesondere, wenn der Meßfühler so aufgebaut ist, daß der Widerstand auch im Fall von Fehlzündungen nicht beschädigt wird, wird die Wärmekapazität des Meßfühlers so groß, daß sich ein Problem hinsichtlich der Ansprechcharakteristiken einstellt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Saugluftdurchsatz-Meßeinrichtung, bei der die Verzögerung des Werts des Saugluftdurchsatzes, wiedergegeben durch einen Strom zur Konstanthaltung der Meßfühler temperatur, nicht zu einem Fehler bei der Erfassung der Saugluftmenge führt. Somit verhindert die Saugluftdurchsatz-Meßeinrichtung das Auftreten von Fehlern, die die Steuerung des Motors beeinträchtigen wurden, und arbeitet mit' sehr hoher Meßgenauigkeit.

Wenn im Luftstrom ein elektrisch aufgeheizter Widerstand angeordnet ist und die Temperatur des Widerstands gleichbleibend gehalten wird, gilt die folgende Gleichung zwischen dem Luftdurchsatz q und dem Heizstrom I im stationä-

ren Zustand:

I² = a + b^fq^ (1)

mit a = Konstante und
b - Konstante.

- 6 - .'■""■ ■■■-,■■

Im instationären Zustand, in dem sich der Luftdurchsatz ändert, gilt dagegen die folgende Gleichung zwischen dem

Luftdurchsatz q und dem Heizstrom I, wobei die Wärmea

kapazität des Widerstands mit C angegeben ist:

κ, C ^l = . a> b.-/5£ (2)

Die Gleichung (2) kann modifiziert werden, so daß die folgende Gleichung erhalten wird:

(I² - a)² + 2KC(I² -.a).|§"+ KC²(§i)² = b²q_a (3)

In der Gleichung (3) bezeichnen der zweite und der dritte Term auf der linken Seite die Ansprechverzögerung des Heizstroms I in bezug auf die Änderung des Luftdurchsatzes q

Dabei wird der Heizstrom bei steigendem Luftdurchsatz stärker als bei sinkendem Luftdurchsatz verzögert. Dies ist dadurch erklärbar, daß der zweite und der dritte Term auf der linken Seite der Gleichung (3) bei steigendem Luftdurchsatz dasselbe Vorzeichen annehmen und bei sinkendem Luftdurchsatz unterschiedliche Vorzeichen annehmen.

Bei der Einrichtung zur Erfassung des Saugluftdurchsatzes durch Erfassung des Heizstroms ergibt sich das Problem, daß bei einer Pulsation des Luftstroms infolge der Ansprechverzögerung das Erfassungssignal einen Wert bezeichnet, der kleiner als der des tatsächlichen Luftdurchsatzes ist. Dieser Fehler wird nicht ständig erzeugt, sondern nur dann, wenn der Luftstrom eine Pulsation erfährt. Infolgedessen stellt der Fehler ein ernsthaftes Problem dar, wenn das Meßsignal für die Steuerung der einzuspritzenden Kraftstoff menge genutzt werden soll.

Nach der Erfindung wird das Auftreten dieses Fehlers dadurch vermieden, daß Einstellmittel vorgesehen sind, die bewirken, daß die Ansprechcharakteristiken des Heizstroms für den temperaturabhängigen Widerstand bei steigendem oder sinkendem Luftdurchsatz gleich werden.

Dabei können die Ansprechcharakteristiken des Heizstroms entweder durch eine Einrichtung, die das den Heizstrom repräsentierende Ausgangssignal über eine Übertragungseinheit entnimmt, die die Ansprechcharakteristiken einstellt, oder durch eine Einrichtung eingestellt werden, die in der den Heizstrom steuernden Schaltung eine Einstelleinheit aufweist, so daß die Ansprechcharakteristiken des Heizstroms einstellbar sind.

Die Saugluftdurchsatz-Meßeinrichtung nach der Erfindung für Brennkraftmaschinen ist gekennzeichnet durch wenigstens einen in einem Saugluftkanal der Brennkraftmaschine angeordneten temperaturabhängigen Widerstand, durch eine Stromversorgung zur Zufuhr eines Heizstroms zu dem temperaturabhängigen Widerstand, durch eine Rückkopplungseinheit, die den Heizstrom aufgrund der Änderung des Widerstandswerts des temperaturabhängigen Widerstands einstellt, um die Temperatur dieses Widerstands gleichbleibend zu halten, durch eine Signalübertragungseinheit, die ein den Heizstrom bezeichnendes Signal empfängt und dieses Signal mit einer Ansprechcharakteristik überträgt, die bei unterbrochenem Signal stärker verzögert ist als bei ansteigendem Signal, und durch eine Umsetzereinheit, die das Ausgangssignal der Signalübertragungseinheit einführt und dessen Wert in einen Saugluftdurchsatz umsetzt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: ""■_-■

Fig. 1 den Gesamtaufbau eines Ausführungsbeispiels

der Erfindung;

Fig. 2 das Schaltbild eines Blocks A-O des Ausführungsbeispiels nach Fig.-1; Fig. 3 Zeitdiagramme zum Vergleich der Kennlinien

der Schaltung nach Fig. 2 mit denjenigen einer

herkömmlichen Schaltung;

Fig. A- die Kennlinien der Schaltung nach Fig. 2; Fig. 5 das Schaltbild einer Stufe 60 nach Fig. 2

gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiei; Fig. 6 das Schaltbild der Stufe 60 nach Fig. 2

gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel; Fig. 7 die Schaltung nach Fig. 2 gemäß einem

weiteren Ausführungsbeispiel; und Fig. 8 die Schaltung nach Fig. 2 gemäß einem

anderen Ausführungsbeispiel·.

Fig. 1 zeigt den Zustand, in dem ein Saugluftmeßfühler eingebaut ist. Einem. Hauptventurieinsatz 12 ist eine Mischkammer 14 nachgeschaltet, in der eine erste Drosselklappe und eine zweite Drossel^appe 18 angeordnet sind. Eine Einspritzdüse 20 für die Kraftstoffeinspritzung ist an der Mischkammer IA- nach der ersten Drosselklappe angeordnet. Die Luft wird durch ein vor dem Hauptventurieinsatz 12 angeordnetes Luftfilter (nicht gezeigt) eingeleitet, durchströmt den Hauptventurieinsatz 12, wird dem aus der Einspritzdüse austretenden Kraftstoff beigemischt und strömt in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine durch die Drosselklappe* Ein Teil der Saugluft strömt in einen Bypaß 2A- (vgl.

(Pfeil), und zwar aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem stromaufwärts befindlichen Abschnitt des Hauptventurieinsatzes 12 und einem Schlitz 22. Der Bypaß Zk ist in einem Teil eines Venturigehäuses 26, das den Hauptventurieinsatz 12 bildet/ angeordnet. Die Luft, die den Bypaß 24- durchströmt hat, vermischt sich mit der im Hauptventurieinsatz 12 vorhandenen Luft durch den Schlitz 22, der im Umfang der innenwandung des Hauptventurieinsatzes 12 gebildet ist .

Der Saugluftstrom wird durch eine Luftleitplatte 28 vergleichmäßigt, die aus Metall oder einem Isolierstoff besteht und vor dem Meßfühler 10 angeordnet ist. Erwünschterweise hat die Leitplatte 28 ein kreisrundes Loch. Der Bypaß Zk sollte somit Kreisquerschnitt aufweisen. Eine Düse 30 sorgt für ein konstantes Verhältnis (Strömungsverhältnis) des Luftdurchsatzes durch den Hauptventurieinsatz 12 zum Luftdurchsatz durch den Bypaß Zk, Ein Staubschutz 32 überdeckt einen Bereich, der größer als der Querschnitt des Lochs der Leitplatte 28 ist, so daß in der Saugluft vorhandener Schmutz und Staub nicht unmittelbar in den Bypaß Zk gelangen.

Der Meßfühler 10 umfaßt einen Widerstand IQ^ zum Erfassen der Strömungsgeschwindigkeit sowie einen Widerstand 10_T für den Temperaturausgleich. Diese Widerstände sind durch Wickeln von Platindraht auf einen Keramikträger gebildet. Eine Meßfühler-Steuerschaltung A-O steuert den elektrischen Strom, der die Widerstände aufheizt. Die Meßfühler-Steuerschaltung k0 erzeugt an ihrem Ausgang ein Meßfühler-Ausgangssignal Vq₁J-J., das temperaturkompensiert empfindlichkeitseingestellt ist. Das Ausgangssignal wird einer Motor-Steuerung 90 zugeführt. Diese errechnet die Saugluftmenge

mittels eines Rechenverfahrens in der 4. Potenz oder eines Mittelwert-Rechenverfahrens. Die Motorsteuerung umfaßt einen Mikroprozessor und hat zusätzlich zur Berechnung der Saugluftmenge eine Reihe weiterer Funktionen. Z. B. errechnet die Motorsteuerung 90 den Zeitpunkt für die Kraftstoffeinspritzung aus der Einspritzdüse 20 auf der Grundlage der so errechneten Saugluftmenge.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Meßfühler-Steuerschaltung 40. Diese stellt den Heizstrom so ein, daß die Temperatur des Widerstands 10.» zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit eine vorbestimmte Differenz relativ zur Lufttemperatur bildet* Die Meßfühler-Steuerschaltung umfaßt ferner Mittel zum Einstellen der Ansprechkurve des Heizstroms .

Ein Widerstand 4-1 ist mit dem Widerstand 10_u, für die Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit reihengeschaltet, und ihr Verbindungspunkt ist an einen nichtinvertiereriden Eingang eines Rechenverstärkers 42 angeschlossen. Das andere Ende des Widerstands ist geerdet, und ein Widerstand 43 ist zwischen den Erdungspunkt und einen invertierenden Eingang des Rechenverstärkers 42 geschaltet. Eine Reihenschaltung aus dem Widerstand 10j für den Temperaturausgleich und einem Widerstand 44 ist zwischen den Ausgang des Rechenverstärkers und seinen invertierenden Eingang geschaltet. Ferner ist eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 45 und einem Widerstand 46 mit dem Widerstand 10_w für die Messung der Strömungsgeschwindigkeit parallelgeschaltet. Die Widerstandswerte der beiden Widerstände sind ausreichend höher als derjenige des Widerstands 10«,. Ein Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 45 und 46 ist an einen invertierenden Eingang eines Rechenverstärkers 48 über einen Widerstand 47 angeschlossen. Der Ausgang des Rechenverstärkers 42

ist an einen nichtinvertierenden Eingang des Rechenverstärkers 48 über einen Widerstand 49 angeschlossen. Ferner ist ein Widerstand 50 zwischen Erde und den nichtinvertierenden Eingang des Rechenverstärkers 48 geschaltet,
ein Kondensator 51 ist zwischen den nichtinvertierenden Eingang und den invertierenden Eingang des Rechenverstärkers geschaltet, und ein Widerstand 52 ist zwischen den invertierenden Eingang und den Widerstand 45 geschaltet. Das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 48 wird über einen Widerstand 53 der Basis eines Transistors 54 zugeführt, der durch einen Widerstand 55 vorgespannt ist. Der Kollektor des Transistors 54 ist an die Energieversorgung V„_c und sein Emitter an ein Ende des Widerstands 10,_v angeschlossen.

Die Betriebsweise des vorstehend erläuterten Schaltungsteils wird nachstehend erläutert. In der Schaltung nach Fig. 2 wird der Heizstrom I für den Widerstand 10^ so eingestellt, daß das Potential an einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 45 und dem Widerstand 46 gleich dem Ausgangspotential des Rechenverstärkers 42 wird. Daher gilt die folgende Gleichgewichtsbedingung:

^R41*^(B44 ^{+ 1}V ⁼ ' *« ' ^RW

mit R_w = Widerstandswert des Widerstands 10_w für die

Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit,
R-J. = Widerstandswert des Widerstands 10_T für den Temperaturausgleich, und

^R41' ^R43' ^R44'

R. ₅ und R.₆ = Widerstandswerte der Widerstände

41, 43, 44, 45 und 46.

In diesem Pall fließt nur ein sehr kleiner Strom in den Widerstand 1O₁-. [Xaher ist die Temperatur im wesentlichen gleich der Temperatur der Saugluft. Wenn somit ·

T = Temperatur der Saugluft und
a .

T = Temperatur des Widerstands 10_w,

W W-

so ergeben sich die Widerstandswerte R_w und R_T durch die folgenden Beziehungen:

R = R (I₊ Ot-T ) ■ (5)

T T₀ a

(1 + 0<T_w) (6)

mit R₁- und R_w = Widerstandswerte der Widerstände 1O₁-

und 10_w bei einer Temperatur von 0 C und o( = Temperaturkoeffizient des Widerstandswerts dieser Widerstände.

Aus den obigen Gleichungen (4)., (5) und (6) ergibt sich die nachstehende"Gleichungr

ι \

^TW - ^Ta =i^(I - ^

^{1 R}45 ⁺ %6

Aus dem Temperaturgieichgewicht des Widerstands 10_w ergibt sich andererseits die folgende Gleichung:

. I²R_W = (a + b-fa^)(T_w - T₃)S (8)

3123006

mit q = Luftdurchsatz durch don Bypaß, a und b = Konstanten und
S = Oberfläche des Widerstands 10_w·

Aus den Gleichungen (6), (7) und (8) erhält man die fol gende Gleichung:

, K₁- ^—^—Vr~T^{)(a +} Ή ^* ⁽⁹⁾

Somit gilt

I² ' = ■ K₂ (a + b-fq^) (10.)

mit K~ = eine Konstante.

Unter Verwendung der Schaltung nach Fig, 2 ist es also möglich, den Luftdurchsatz q aus einem in den Widerstand lO^

a VV

fließenden Strom I zu bestimmen= Der Strom I ist dem durch den Widerstand 41 fließenden Strom nahezu gleich. Daher bezeichnet die Spannung V_p am Verbindungspunkt P den Strom I

In der Schaltung nach Fig. 2 ist eine Empfindliehkeits-Einstellstufe 60 an den Verbindungspunkt P angeschlossen, und eine an dem Ausgang Q der Stufe 60 erzeugte Ausgangsspannung Vqijy wird als Meßfühler-Ausgangssignal genutzt. Ein Rech'enverstärker 61, der das Potential des Verbindungspunkts P empfängt, bildet zusammen mit Widerständen 62 und 63 ein nichtinvertierendes Verstärkerglied, und sein Ausgangssignal wird einem Trennverstärker 65 über eine Diode 64- zugeführt. Ferner bildet ein Rechenverstärker 66, der das Potential des Verbindungspunkts P empfängt, ebenfalls zusammen mit Widerständen 67 und 68 ein nichtinvertierendes

Verstärkerglied, und sein Ausgangssignal wird über einen Widerstand 69 einem Trennverstärker 65 zugeführt. Ein Kondensator 70 ist zwischen Erde und einen Verbindungspunkt zwischen der Diode 64· und dem Widerstand 69 geschaltet. Wenn der Luftdurchsatz q sich erhöht, wird der Kondensator 70 von dem Ausgang des Rechenverstärkers 61 elektrisch aufgeladen. Daher erscheint die Spannung am Verbindungspunkt P ohne Verzögerung am Ausgang Q. Wenn andererseits der Luftdurchsatz sich verringert, bildet sich zwischen der Ladespanrvung des Kondensators 70 und der Spannung am Ausgang des Rechenverstärkers 61 oder 63 eine Differenz aus. Die Entladung infolge der vorgenannten Spannungsdifferenz erfolgt durch den Widerstand 67. Daher verringert sich die Spannung nach Maßgabe einer von dem Widerstand 67 und dem Kondensator 70 bestimmten Zeitkonstanten. Infolgedessen erfährt die am Ausgang Q auftretende Spannung V₀.,j eine Verzögerung erster Ordnung nach der Änderung des Heizstroms I.

Der Ausgang der Meßfühler-Steuerschaltung ist an eine Motorsteuerung 90 angeschlossen j die die Ausgangsspannung ^OUT ^c'^er Meßfühler-Steuer schaltung zu einem mit der Betriebsdrehzahl des Motors in Beziehung stehendem Zeitpunkt ausliest und den momentanen Saugluftdurchsatz q gemäß der

folgenden Gleichung errechnet:

Ferner errechnet die Motorsteuerung einen Saugluftdurchsatz durch Ermittlung eines Mittelwerts q eines Motorzylinders während einer Saughubperiode. Die so aufgebaute Motorsteuerung ist in der US-Patentanmeldung Nr. 218 671 angegeben.

Die Diagramme der Fig. 3a-d zeigen Versuchsergebnisse, durch die die Auswirkungen der Schaltung nach Fig. 2 mit bestätigt werden. Dabei ist das Venturigehäuse 26 von Fig. 1 auf der Saugöffnung des Luftkanals angeordnet, der einen vorbestimmten Unterdruck aufweist, und der den Venturieinsatz durchströmende Luftstrom kann entweder frei strömen oder wird durch ein Elektromagnetventil in dem Kanal unterbrochen. Fig. 3a zeigt das Ansprechverhalten des Heizstroms I, wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit bei tQ erhöht und bei t, unterbrochen wird. Fig. 3b zeigt das Ansprechverhalten eines Signals, wenn der Heizstrom direkt in die Luftströmungsgeschwindigkeit umgesetzt wird aufgrund des Diagramms von Fig. 3a. Dieses Signal wird erhalten durch den Aufbau eines Analogglieds, das die Rechenoperation gemäß der Gleichung (11) durchführt, und durch Anlegen einer Spannung Vp am Punkt P von Fig. 2 an das Analogglied. Fig. 3d zeigt das Ansprechverhalten eines Signals, wenn das Ausgangssignal V₍₎.._T der Empfindlichkeits-Einstellstufe 60 von Fig. 2 in die Luftströmungsgeschwindigkeit umgesetzt wird durch das Analogglied aufgrund des Heizstroms I, der in Fig. 3c angegeben ist. Gemäß Fig. 3b ist die Abschaltempfindlichkeit größer als die Anstiegsempfindlichkeit. Andererseits ist nach Fig. 3d die Abschaltempfindlichkeit nahezu gleich der Anstiegsempfindlichkeit.

Fig. 4 zeigt Meßergebnisse von Spannungen Vp und Vq^j der Schaltung nach Fig. 2 relativ zu dem Ansaugunterdruck des Motors mit der Fahrdrehzahl N des Motors als einem Parameter. Wenn die Fahrdrehzahl gleich bleibt, erhöht sich der Saugluftdurchsatz, während sich der Ansaugunterdruck Null nähert, d. h., während die Drosselklappe geöffnet wird, und somit erhöhen sich die Werte von V_p und V₀₍.y entsprechend. Nach Fig. A- jedoch verringert sich V_p, während sich

- 16 - ·

der Ansaugunterdruck Null nähert, in dem Bereich, in dem

der Ansaugunterdruck nahe Null liegt, wobei der Motor

mit einer Drehzahl von 5000 oder 4-000 U/min läuft. Dies

ist darauf zurückzuführen, daß der vom. Motor angesaugte Luftstrom in diesem Bereich stark pulsiert Und durch-

das unterschiedliche Ansprechverhalten des Heizstroms

des Meßfühlers in Zunahmerichtung oder in Abnahmerichtung

ein Fehler entsteht.

Nach der Einstellung der Ansprechkurven tritt mit der Ausgangsspannung V_0Uj kein solches Phänomen auf. Es wird daher angenommen, daß der Fehler ausgeglichen ist und daß der Saugluftdurchsatz durch die Ausgangsspannung ν₀ιιτ richtig angegeben wird.

Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Empfindlichkeits-Einstellstufe, die anstelle der Einstellstufe von Fig. ?. verwendbar ist. Die Stufe nach Fig. 5 unterscheidet sich von der Stufe 60 nach Fig. 60 dahingehend, daß sie kein nichtinvertierendes Verstärkerglied aufweist und daß ein Ende des Widerstands 69 geerdet ist. Wenn die Eingangsspannung V_p ansteigt, arbeitet die Stufe ebenso wie die Stufe 60; die Änderung der Eingangsspannung erscheint am Ausgang Q ohne Verzögerung. Wenn jedoch die Eingangsspannung V_p abnimmt, wird die Ladung des Kondensators 70 über einen Widerstand 69 nach Erde entladen. Daher fällt die an dem Ausgang Q des Trennverstärkers auftretende Ausgangsspannung V₀.,,- mit einem vor bestimmte η Verlauf entsprechend einer von dem Kondensator 70 und dem Widerstand 69 bestimmten Zeitkonstanten ab.

Die Empfindlichkeits-Einstellstufe nach Fig. 6 besteht aus einem sog. Miller-Integrator. Ein Kondensator ist zwischen den Ausgang und den invertierenden Eingang eines Rechenverstärkers 71 geschaltet, und eine Reihenschaltung

aus einer in Durchlaßrichtung angeschlossenen Diode 73 und einem Widerstand 74 sowie eine Reihenschaltung aus einer in Sperrichtung angeschlossenen Diode 75 und einem Widerstand 76 sind dem Eingang des Rechenverstärkers 71 parallelgeschaltet. Wenn die Eingangsspannung V_p steigt, wird der Kondensator 72 gemäß einer durch den Widerstand 74 und den Kondensator 72 bestimmten Zeitkonstanten elektrisch geladen. Wenn die Eingangsspannung sinkt, wird der Kondensator 72 gemäß einer durch den Widerstand 76 und den Kondensator 72 bestimmten Zeitkonstanten entladen. Daher zeigt die am Ausgang Q auftretende Spannung V_n..γ ein unterschiedliches Ansprechverhalten in Abhängigkeit davon, ob die Eingangsspannung Vp steigt oder fällt.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Meßfühler-Steuerschaltung. Eine Reihenschaltung aus einer in Durchlaßrichtung geschalteten Diode 79 und einem Widerstand 80 sowie eine Reihenschaltung aus einer in Sperrichtung geschalteten Diode 81 und einem Widerstand 82 sind an den Eingang eines Rechenverstarkers 48 angeschlossen. Ein Kondensator 78 ist zwischen den Ausgang und den Eingang des Rechenverstarkers 48 geschaltet. Im übrigen entspricht die Schaltung derjenigen nach Fig. 2. Wenn der Luftdurchsatz sich erhöht, steigt die Ausgangsspannung des Rechenverstarkers 48 gemäß einer durch den. Widerstand 82 und den Kondensator 78 bestimmten Zeitkonstanten, und der Heizstrom I erhöht sich. Wenn andererseits der Luftdurchsatz abnimmt, sinkt die Ausgangsspannung des Rechenverstärkers 48 nach Maßgabe einer durch den Widerstand 80 und den Kondensator 78 bestimmten Zeitkonstanten, und der Heizstrom I verringert sich. Daher ist es durch Einstellen der Widerstandswerte der Widerstände 80 und 82 möglich, das Ansprechverhalten des Heizstroms I einzustellen. Infolgedessen kann die Spannung am Punkt P als Meßfühler-Ausgangssignal V~._JT genutzt werden.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausfuhrurigsbeispiel der Meßfühler-Steuerschaltung. Diese unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 7 dadurch, daß ein Rückkopplungsglied des Rechenverstärkers 4-8 durch einen Widerstand 84· anstatt durch den Kondensator gebildet ist. Dabei ändert sich der Verstärkungsfaktor eines durch den Rechenverstärker 4-8 gebildeten Differenzverstärkers in Abhängigkeit davon, ob der Luftdurchsatz zu- oder abnimmt. Somit kann das Ansprechverhalten des Heizstroms I ebenso wie mit der Schaltung nach Fig. 7 eingestellt werden.

Sämtliche angegebenen Ausführungsbeispiele verwenden eine Meßfühler-Steuerschaltung, die den Heizstrom dadurch einstellt, daß eine Ausgangsspannung eines nichtinvertierenden Verstärker kreises, der in einem Rückkopplungsglied einen temperaturausgleichenden Widerstand aufweist, mit einer Spannung verglichen wird, die durch Division des Potentials eines Strömungsgeschwindigkeits-Meßwlderstands mittels eines Widerstands erhalten wird. Es kann jedoch jede Heßfühler-Steuerschaltung eingesetzt werden, die die Widerst.andswertänderung eines Widerstands zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit erfaßt zwecks Einsteilung des zu diesem Widerstand fließenden Heizstroms, um so die Temperatur des Widerstands gleichbleibend zu halten. Üblicherweise wird eine Wheatstone-Brückenschaltung verwendet, die auf einer Seite einen Widerstand zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit enthält.

Leerseite

Claims

Ansprüche

1. )Saugluftdurchsatz-Meßeinrichtuhg für Brennkraftmaschinen,
gekennzeichnet durch

a) wenigstens einen in einem Saugluftkanal der Brennkraftmaschine angeordneten temperaturabhängigen Widerstand (10_w);

b) eine Stromversorgung (V_cr) zur Zufuhr eines Heizstroms (I) zu dem temperaturabhängiges Widerstand (10^);

c) eine Rückkopplungseinheit, die den Heizstrom (I) aufgrund der Änderung des Widerstandswerts des temperaturabhängigen Widerstands (10..,) einstellt, um die Temperatur des temperaturabhängigen Widerstands (IQ^.) gleichbleibend zu halten;

d) eine Signalübertragungseinheit (60), die ein den Heizstrom bezeichnendes Signal (Vq_UT) empfängt und dieses Signal mit einer Ansprechcharakteristik überträgt, die bei unterbrochenem Signal stärker verzögert ist als bei ansteigendem Signal; und

e) eine Umsetzereinheit (90), die das Ausgangssignal der Signalübertragungseinheit (60) einführt und dessen Wert in einen Saugluftdurchsatz umsetzt.

680-(16805-H 8031)-Schö

2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Signalübertragungseinheit (60) ein Verzögerungselement aufweist, das nur bei abnehmendem Heizstrom (I) wirksam ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Signalübertragungseinheit einen Miller-Integrator aufweist, der in Abhängigkeit davon, ob das Eingangssignal ansteigt oder abnimmt, unterschiedliche Integrations-Zeitkonstanten hat.

4·. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, .

daß die Rückkopplungseinheit ein Temperaturausgleichselement (10-j.) aufweist, das den Heizstrom (I) in Abhängigkeit von der Temperatur der Saugluft ausgleicht.

5. Saugluftdurchsatz-Meßeinrichtung für Brennkraftmaschinen,
gekennzeichnet durch

b) eine Stromversorgung (Vp--), ".die dem temperaturabhängigen Widerstand (10_w) einen Heizstrom (I) zuführt;

c) eine Rückkopplungseinheit, die den Heizstrom (I) aufgrund der Änderung des Widerstandswerts des temperaturabhängigen Widerstands (ICV) einstellt, um die Temperatur dieses Widerstands gleichbleibend zu halten;

d) eine Ansprechverhalten-Einstelleinheit (60), die die Ansprechcharakteristik bei abnehmendem Heizstrom stärker verzögert als bei zunehmendem Heizstrom; und

e) eine Umsetzereinheit (90), die ein Signal einführt, das den Heizstrom (I) bezeichnet, und die dessen Wert in einen Saugluftdurchsatz umsetzt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Ansprechverhalten-Einstelleinheit in der Rückkopplungseinheit vorgesehen ist und ein Übertragungsglied umfaßt, das die Ansprechcharakteristik eines Signals in Abhängigkeit davon, ob das Eingangssignal ansteigt oder unterbrochen wird, einstellt.

7. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Ansprechverhalten-Einstelleinheit ein Schaltkreis ist, der den Verstärkungsfaktor der Rückkopplungseinheit in Abhängigkeit davon, ob der Heizstrom (I) steigt oder fällt, ändert.