DE3829738C2

DE3829738C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Ansaugluftmenge auf der Grundlage der durch Wärmeabführung verursachten Temperaturänderung

Info

Publication number: DE3829738C2
Application number: DE3829738A
Authority: DE
Inventors: Minoru Ohsuga; Yoshishige Ohyama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1988-09-01
Publication date: 1996-10-17
Anticipated expiration: 2008-09-02
Also published as: GB2209402A; GB8820510D0; KR890005493A; KR960015062B1; US4850219A; GB2209402B; DE3829738A1; JPS6461611A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Ansaugluftmenge einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

Ein herkömmlicher impulsweise erwärmter Luftdurchsatz-Meß apparat ist gemäß JP 61-185639 A (eingereicht am 12. Februar 1985; offengelegt am 19. August 1986) so aufgebaut, daß der Luftdurchsatz durch die intermittierende Erwärmung eines Wär mewiderstandes und durch die Messung der Zeit, bis zu der der Widerstand durch Wärmeabführung auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt ist, gemessen wird.

Der Betrieb eines solchen Luftdurchsatz-Meßapparates beruht auf der Feststellung der Temperatur eines eine vorbestimmte Temperatur erreichenden Widerstandes. Als Sensor für die Mes sung der Ansaugluftmenge benötigt er daher einen Widerstand zur Kompensation der Ansauglufttemperatur, der im Ansaugluft weg neben dem Wärmewiderstand angebracht ist.

Die EP 130 382 A1 zeigt ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung der Ansaugluft menge einer Brennkraftmaschine. Gemäß dieser Druckschrift werden Signale eines Hitzdrahtelements zur Ermittlung einer Ansaugluftmenge während dem Betrieb des Motors erfaßt und für die Bestimmung einer Kraftstoffeinspritzmenge verwendet. Da dieses System jedoch Absoluttemperaturen ermittelt, müssen die erhaltenen Sensorsignale zumindest noch einem Temperatur ausgleich unterworfen werden, was erhöhte Kosten zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Bestimmung der Ansaugluftmenge einer Brennkraftma schine zu schaffen, die ein von Umwelteinflüssen unabhängiges Ergebnis liefern und nur ein Erfassungselement für die An saugluftmenge benötigen.

Die Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Anspru che gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Aus führungsbeispiele und Weiterentwicklungen der Erfindung an.

Erfindungsgemäß ist im Ansaugluftweg des Motors ein Wärme widerstand angebracht. Weiterhin ist eine Einrichtung zur Erwärmung des Wärmewiderstands während eines bestimmten Zeit intervalles oder in einem bestimmten Kurbelwinkelbereich und eine Meßeinrichtung vorgesehen, die die Temperaturinformation im wesentlichen am Ende der Erwärmung des Wärmewiderstandes mit der Temperaturinformation im wesentlichen am Beginn der Erwärmung vergleicht und ein auf diesem Vergleichsergebnis beruhendes Luftmengensignal erzeugt.

Der Wärmewiderstand wird durch Wärmeabführung von einer Tem peratur am Ende der Erwärmung auf eine Temperatur am Beginn der nächsten Erwärmung abgekühlt, wobei die Temperaturände rung zwischen den beiden Zeitpunkten als ein die Luftmenge darstellender Wert festgestellt wird.

Die Erfindung erlaubt die Berechnung der Ansaugluftmenge ohne Beeinflussung durch die Lufttemperatur, weshalb ein herkömm licher, die Ansauglufttemperatur kompensierender Widerstand und die damit verbundenen Schaltungen entfallen können, wo durch der Schaltungsaufbau vereinfacht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 Darstellungen zur Erläuterung des Be triebes der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine Darstellung, die den Gesamtaufbau der Erfindung erläutert;

Fig. 4 einen Querschnitt der Sensorkammer;

Fig. 5 einen Querschnitt des Sensorelementes;

Fig. 6 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungs form der Erfindung erläutert;

Fig. 7 einen Graphen, der die Temperatur/Wider standskennlinie des Wärmewiderstandselements darstellt;

Fig. 8 eine Darstellung, die den Betrieb der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform erläutert;

Fig. 9 ein Flußdiagramm des in Fig. 8 gezeigten Betriebes;

Fig. 10 ein Impulsdiagramm, das den Erwärmungszyklus und den Wärmeabführungszyklus erläutert;

Fig. 11 einen auf Messungen beruhenden Kennlinien- Graphen, der die Beziehung zwischen dem die Temperaturänderung des Wärmewiderstandsele mentes darstellenden Wert und der Ansaug luftmenge erläutert;

Fig. 12 ein Flußdiagramm, anhand dessen mit der Ausführungsform von Fig. 6 auf der Grundlage von Fig. 11 die Ansaugluftmenge berechnet wird;

Fig. 13 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausfüh rungsform der Erfindung;

Fig. 14 einen Graphen, der für die Ausführungsform von Fig. 13 die Kennlinie der Temperatur des Wärmewiderstandes gegen die Klemmenspannung darstellt;

Fig. 15 ein Blockschaltbild, das eine weitere Aus führungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 16 eine Darstellung, die den Betrieb der Aus führungsform von Fig. 15 erläutert;

Fig. 17 ein Flußdiagramm des in Fig. 16 erläuterten Betriebes;

Fig. 18 einen Graphen, der die Kennlinien der An saugluftmenge gegen die Wärmewiderstands- Klemmenspannung darstellt; und

Fig. 19 einen auf Messungen beruhenden Kennlinien- Graphen, der die Beziehung zwischen dem Wärmewiderstands-Klemmenspannungsverhältnis und der Ansaugluftmenge darstellt.

Zunächst wird der Gesamtaufbau der Erfindung erläutert, an schließend deren Prinzip.

Fig. 3 zeigt ein elektronisch gesteuertes Motorsystem, das einen Luftdurchsatz-Sensor 102, eine Einspritzdüse 103, eine Zündkerze 105, einen Kühlflüssigkeitstemperatur-Sensor 106 und einen Kurbelwellenwinkel-Sensor 108 enthält. Zur Steuerung des Mischungsverhältnisses der in die Verbren nungskammern 113 eingebrachten Mischung wird ein Mikrocom puter 110 verwendet. Der erfindungsgemäße Luftdurchsatz sensor 102 mißt die Menge der Ansaugluft und ist im Ansaug luftweg in einer Sensorkammer 101 untergebracht. Mit dem Bezugszeichen 114 ist ein Auspuffrohr bezeichnet.

Fig. 4 ist ein Querschnitt der Sensorkammer 101, in der der Sensor 102 im Ansaugluftstrom angeordnet ist. Ein Wärme widerstandselement 120 ist so angeordnet, daß es der An saugluft ausgesetzt ist. Das Wärmewiderstandselement 120 wird durch ein Signal der Steuerschaltung 121 betätigt; diese Steuerschaltung 121 arbeitet in Abhängigkeit des Steuersignales, das auf der Grundlage des Kurbelwellenwin kelsignales 130 vom Mikrocomputer 110 erzeugt wird, und empfängt außerdem den Widerstandswert des Wärmewiderstands elementes 120.

Fig. 5 zeigt beispielhaft die Struktur des als Hitzdrahtelement ausgebildeten Wärmewiderstandselemen tes 120, das aus einem um einen keramischen Spulen körper 122 gewickelten Platindraht 123 besteht und mit einer Glasummantelung 124 versehen ist. Die Ein gabe/Ausgabesignale des Wärmewiderstandselementes 120 werden über einen Bleidraht 125 an den Platindraht 123 übertragen. Das Wärmewiderstandselement 120 kann, wie später beschrieben werden wird, von der Art sein, daß ein Platindraht inner halb des Luftansaugrohres verläuft.

Fig. 1 zeigt in einem Impulsdiagramm die Ansaughübe (a) bis (d) der Zylinder eines Vier-Zylinder-Viertaktmotors und der an das Wärmewiderstandselement 120 angelegten Spannung Vc (e). Die Spannung Vc wird bei Beginn des Ansaughubes eines jeden Zylinders angelegt und nach Ablauf der Zeit Δt1 weggenommen. Danach wird die Spannung synchron mit dem Beginn des Ansaughubes des nächsten Zylinders wieder ange legt. Der Winkel oder die Zeitdauer, wenn keine Spannung angelegt ist, wird mit Δt2 bezeichnet. Der Spannungsimpuls wird synchron mit dem Ansaughub angelegt. Fig. 2 zeigt die Beziehung der angelegten Spannung und der Temperatur T des Wärmewiderstandselementes 120 über der Zeitachse. Durch die an das Widerstandselement 120 angelegte konstante Spannung Vc steigt die Temperatur von T1 bis T2. Wenn die Spannung weggenommen worden ist, kühlt das Widerstandsele ment 120 wegen der Wärmeabführung auf eine Temperatur T3 ab. Die Temperaturen T2 und T3 werden als Widerstandsände rungen des Widerstandselementes 120 festgestellt, ihr Un terschied wird berechnet und die in den Ansaughub einge brachte Luftmenge wird festgestellt.

Die Temperaturen T2 uns T3 werden durch die Wärmeleitungs formeln wie folgt dargestellt:

wobei
Ta die (über einen Hub konstante) Temperatur der Ansaug luft,
C eine (mit der Wärmekapazität in Zusammenhang stehende) Konstante,
α der Wärmeleitungsfaktor von Luft,
R der Widerstand des Wärmewiderstandelementes,
I der in dem Wärmewiderstandselement fließende Strom,
Δt1 die Zeitdauer, in der der Heizstrom fließt,
Δt2 die Zeitdauer, wenn der Heizstrom nicht fließt, ist und wobei
exp ( ) die Änderung der Wärmebewegung ausdrückt.

Die obigen Näherungsformeln (1) und (2) haben die folgende Bedeutung:

T2 = <Ansauglufttemperatur< + <Wärmeabführung während der Heizperiode aufgrund des Unterschiedes zwischen der Temperatur des Wärmewiderstandes und der Ansaugluft temperatur< + <eingebrachte Wärme< (3)

T3 = <Ansauglufttemperatur< + <Wärmeabführung während der Abführungsperiode aufgrund des Unterschiedes zwischen der Temperatur des Wärmewiderstandes und der Ansaug lufttemperatur< (4)

Unter der Annahme, daß die impulsartige Heizperiode Δt1 hinreichend kurz ist, ist die eingebrachte Wärme während der Heizperiode Δt1 unvergleichlich größer als die abge führte Wärme in derselben Periode, so daß der zweite Ausdruck auf der rechten Seite der Formel (3), d. h. der zweite Ausdruck auf der rechten Seite der Formel (1), vernachlässigt werden kann. Dadurch wird die Formel (1) folgendermaßen vereinfacht:

oder

Die Formel (2) wird genauso umgeformt:

Wird die Gleichung (6) in die Gleichung (7) eingesetzt, so ergibt sich:

Subtraktion der Gleichung (8) von der Gleichung (6) ergibt:

Da die Werte Δt1 und Δt2 im Verhältnis zur Umdrehungszahl N des Motors beliebig gewählt werden können, ist die einzige in der Gleichung (9) enthaltene Variable der Wärmeleitungs faktor α der Luft, so daß die Gleichung (9) folgendermaßen eine Funktion von α wird:

T2-T3 = f(α) (10)

Die Gleichung wird nach α wie folgt aufgelöst:

α = F (T2-T3) (11)

Damit wird α eine Funktion von T2-T3.

α wird durch die Wärmeleitungsformel in folgende Beziehung gesetzt:

wobei A und B Konstanten und U die Strömungsgeschwindigkeit sind. Die Auflösung der Gleichung (12) nach der Strömungs geschwindigkeit U ergibt:

Wenn der Querschnitt des Ansaugluftweges mit S bezeichnet wird, so ergibt sich die Menge der Ansaugluft Qa folgender maßen:

Qa = S · U (14)

Folglich kann aus der Kenntnis von T2-T3 anhand der Gleichung (11) α berechnet werden. Wird der Wert von α in Gleichung (13) eingesetzt, so kann U berechnet werden, wird der Wert von U in Gleichung (14) eingesetzt, so kann Qa berechnet werden. Das α von Gleichung (11) ist eine von der Ansauglufttemperatur Ta unabhängige Funktion, weshalb die Ansaugluftmenge unbeeinflußt von der Ansauglufttemperatur Ta berechnet werden kann.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des tatsächlichen Tempe raturfeststellungssystems. Die konstante Spannung Vc wird durch den Transistor Tr, der durch das Signal des Computers 110 gesteuert wird, ein- und ausgeschaltet, so daß die Spannungsimpulse in der in Fig. 1 gezeigten Form an das Wärmewiderstandselement 120 (mit dem Widerstand Rpt) und an den Festwiderstand Rc angelegt werden. Die Periode und das Tastverhältnis der Spannungsimpulse werden durch das Kur belwellenwinkelsignal 130 festgelegt. Die angelegte Spannung Vc bewirkt, daß ein Strom I durch das Wärmewider standselement 120 und den Festwiderstand Rc fließt. Für die Kenntnis der Temperatur des Wärmewiderstandselementes 120 muß der Widerstandswert Rpt festgestellt werden. Der Strom I und die Klemmenspannung Vs an Rc hängen von Vc folgender maßen ab:

Aus Gleichung (16) ergibt sich Rpt wie folgt:

Wenn das Wärmewiderstandselement 120 aus Platin besteht, so stehen die Temperatur T und der Widerstandswert Rpt in einer linearen Beziehung, wie in Fig. 7 gezeigt ist; daher kann T direkt aus dem Wert Rpt, der mit Hilfe der Gleichung (17) aus Vs erhalten wird, gewonnen werden.

Die Fig. 8 ist aus der Fig. 2 abgeleitet, wobei die Än derung von T durch die Änderung von Rpt ersetzt worden ist. Aus Rpt2 und Rpt3 ergeben sich mit Fig. 7 die entsprechen den Werte T2 und T3, während die Ansaugluftmenge Qa mit Hilfe der Gleichungen (11), (12), (13) und (14) berechnet wird. Diese Operationen sind im Flußdiagramm von Fig. 9 zusammengefaßt. Die in Fig. 9 gezeigten Rechenprozesse werden von der CPU des Computers 110 gemäß dem im ROM des Computers 110 gespeicherten Programm gesteuert.

Nachdem im Schritt 10 TDC (oberer Totpunkt) oder BDC (unte rer Totpunkt) festgestellt worden ist, wird im Schritt 12 der Transistor Tr für eine Zeitdauer von Δt1 eingeschaltet. Nachdem im nächsten Schritt 14 der Ablauf von Δt1 festge stellt worden ist, wird im Schritt 16 Vs gemessen (als Vs2), im Schritt 8 wird der Transistor Tr abgeschaltet.

Im folgenden Schritt 20 wird mit Hilfe der Gleichung (17) Rpt2 berechnet, das Ergebnis wird in ein überschreibbares RAM des Computers 110 gespeichert. In den nächsten Schrit ten 22 und 24 wird der Transistor Tr im oberen Totpunkt TDC oder im unteren Totpunkt BDC wieder eingeschaltet, unmit telbar danach wird im Schritt 26 Vs3 gemessen, schließlich wird mit Hilfe der Gleichung (17) im Schritt 28 Rpt3 be rechnet. Im ROM des Computers 110 ist die in Fig. 7 gezeig te Beziehung zwischen der Wärmewiderstandstemperatur und dem Widerstandswert gespeichert, so daß im Schritt 30 an hand der T/Rpt-Tabelle die den Werten Rpt2 und Rpt3 ent sprechenden Temperaturen T2 und T3 ausgelesen werden. In den Schritten 32, 34 und 36 werden die Gleichungen (11), (13) bzw. (14) berechnet, um Qa zu erhalten. Nachdem im Schritt 38 der Ablauf von Δt1 festgestellt worden ist, wird wieder Vs2 gemessen und Tr abgeschaltet. Diese Operationen werden periodisch wiederholt.

Die Heizperiode Δt1 wird kürzer angesetzt als die Wär meabführungsperiode Δt2, um zu verhindern, daß die ein gebrachte Wärme während der Wärmeabführungsperiode nicht hinreichend abgeführt und durch die zyklischen Operationen in zunehmendem Maß gespeichert wird. In dieser Ausführungs form ist Δt1 kürzer angesetzt als (1/2) · (Δt1 + Δt2). Die Dauer des Ansaughubes ändert sich in Abhängigkeit von der Änderung der Motorumdrehungszahl N, weshalb sich die mit dem Ansaughub synchronisierte Zeitdauer Δt1 + Δt2 ebenfalls ändert. Ein Verfahren besteht darin, den Quotienten Δt1/Δt2 bei sich änderndem N konstant zu halten. Ein weiteres verfahren besteht darin, Δt1 ungeachtet der Motorumdre hungszahl N konstant zu halten, vorausgesetzt, daß die eingebrachte Wärme nicht akkumuliert wird.

Fig. 11 zeigt die Beziehung von der Ansaugluftmenge Qa und der Widerstandsänderung des Wärmewiderstandselementes, die der Temperaturänderung entspricht, wobei die Motordrehzahl N als Parameter auftritt. Dieser auf Messungen beruhende Kennliniengraph entspricht den Rechenergebnissen für die Gleichungen (11), (13) und (14).

Die im Flußdiagramm von Fig. 12 gezeigten Rechenprozesse werden von der CPU des Computers 110 gemäß dem im ROM des Computers 110 gespeicherten Programm gesteuert. Die Glei chungen (11), (12) und (14) werden aber nicht wie im Fluß diagramm von Fig. 9 tatsächlich berechnet, statt dessen wird die Ansaugluftmenge Qa aus dem gemessenen Kennlinien graphen von Fig. 11 erhalten. Das ROM des Computers 110 speichert für jeden Wert von N die Beziehung zwischen Qaus und Qa von Fig. 11. Bis zum Schritt 28 ist die Operation mit der des Flußdiagramms von Fig. 9 identisch. Es folgt im Schritt 40 die Berechnung von Qaus = Rpt2-Rpt3, im Schritt 42 wird die Motordrehzahl N gelesen, im Schritt 44 wird auf die mit Fig. 11 identische Qaus/Qa-Tabelle im ROM zurückgegriffen, schließlich wird im Schritt 46 die dem berechneten Qaus entsprechende Ansaugluftmenge Qa erhalten.

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Messung der Temperatur T des Wärmewiderstandselementes 120. In der Schaltung von Fig. 13 fließt ein Strom Ic von einer Kon stantstromquelle nur dann durch das Wärmewiderstandselement 120, wenn der Transistor Tr eingeschaltet ist. Zu diesem Zeitpunkt kann die Klemmenspannung Vs des Widerstandsele ments 120 wie folgt ausgedrückt werden:

Vs = Ic · Rpt (18).

In Fig. 14 ist gezeigt, daß die Spannung eine lineare Abhängigkeit von der Temperatur T des Widerstandselementes 120 aufweist. Das ROM des Computers 110 speichert eine der Fig. 14 äquivalente Vs/T-Tabelle, zur direkten Überwachung der Klemmenspannung Vs wird ein A/D-Wandler verwendet. Aus dem so ausgelesenen Wert und der Vs/T-Tabelle wird der Wert von Qaus = Vs2-Vs3 erhalten. In der Ausführungsform von Fig. 13 braucht der Widerstandswert des Widerstandselemen tes 120 nicht berechnet zu werden, so daß die Berechnung von Rpt2 und Rpt3 in den Schritten 20 und 28 der Flußdia gramme der Fig. 9 und 12 unnötig wird. Der Computer 110 ist den Rechenoperationen entledigt, so daß das Programm ver einfacht wird.

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Messung der Temperaturen T2 und T3, wobei hier Rc1 und Rc2 Festwider stände sind. Im Zustand, wenn der Tr ausgeschaltet ist, wenn also der Strom durch die Widerstände Rc1, Rpt und Rc2 fließt, ergibt sich die Klemmenspannung Va folgendermaßen:

Wenn der Transistor Tr eingeschaltet ist und wenn der Transistor einen sehr niedrigen Durchlaßzustandswiderstand besitzt, dann ergibt sich die Klemmenspannung Va zu:

Va ≃ Vc (20)

Diese Ausführungsform ist so konstruiert, daß ständig eine konstante Spannung angelegt ist und daß nur während der Heizperiode zusätzlich eine höhere Spannung angelegt wird, wie in Fig. 16 gezeigt ist. Im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsformen, in denen die Temperaturmessung nach Ablauf der Wärmeabführungsperiode Δt2 gleichzeitig mit der Heizperiode durchgeführt wird, ist es hier möglich, das die Wärmewiderstandstemperatur anzeigende Signal während der Wärmeabführungsperiode ununterbrochen zu überwachen. Da die Feststellung des Temperaturanzeigesignals im Vergleich zu der sehr kurzen Zeit Δt1 eine längere Zeit beansprucht, ist damit beabsichtigt, die Entstehung eines großen Fehlers aufgrund dieser Verzögerung zu vermeiden. Im folgenden wird der Betrieb beschrieben. Dieses Verfahren kann auch mit anderen Schaltungsanordnungen als mit der in Fig. 15 ge zeigten durchgeführt werden, ebenso ist es auf die Ausfüh rungsformen der Fig. 6 und 13 anwendbar.

Der Betrieb der Ausführungsform von Fig. 15 wird in Verbin dung mit Fig. 16 und im Flußdiagramm von Fig. 17 be schrieben. Dar Betrieb wird durch die CPU des Computers 110 gesteuert. Mit Vs3(n-1) und Vs3(n) werden die Klemmen spannungen Va des Widerstandselementes 120 während der Wärmeabführungsperiode bezeichnet, wobei n das gegenüber n-1 spätere Auftreten auf der Zeitachse bezeichnet.

Im Schritt 48 wird der Momentanwert von Va für Vs3(n) gele sen, im Schritt 50 wird dieser Wert mit dem vorausgegangenen Wert Vs3(n-1) verglichen, um festzustellen, ob sich ihr Größenverhältnis umgekehrt hat. Wenn keine Umkehrung aufge treten ist, d. h. wenn Vs3(n-1) < Vs3(n) während der Wärme abführungsperiode ist, so wird im Schritt 52 der Momentan wert Vs3(n) gleich dem Wert Vs3(n-1) gesetzt und ein neuer Wert gelesen. Wenn eine Umkehrung aufgetreten ist, d. h. wenn Vs3(n-1) < Vs3(n) anzeigt, daß die Erwärmung begonnen hat, so wird im Schritt 54 der dann verglichene Wert Vs3(n-1) als Wert Vs3 festgesetzt.

Im nächsten Schritt 56 wird nach dem Beginn der Erwärmung Va gelesen, im Schritt 58 wird dieser Wert mit dem vorheri gen Wert Vs2(n-1) verglichen. Solange sich das Größenver hältnis nicht umgekehrt hat, d. h. solange Vs2(n-1) < Vs2(n) während der Heizperiode ist, wird im Schritt 60 der Momen tanwert Vs2(n) gleich dem Wert Vs2(n-1) gesetzt und ein neuer Wert gelesen. Wenn eine Umkehrung eintritt, d. h. wenn Vs2(n-1) < Vs2(n) das Ende der Heizperiode und den Beginn der Wärmeabführung anzeigt, wird im Schritt 62 der dann verglichene Wert Vs2(n-1) als Wert Vs2 festgesetzt. Auf der Grundlage der in Fig. 17 festgesetzten Werte Vs2 und Vs3 werden auf die gleiche Weise wie die im Flußdiagramm von Fig. 12 gezeigte die Werte Rpt2 und Rpt3 berechnet, woraus Qaus gewonnen werden kann.

Die Fig. 18 und 19 zeigen ein Verfahren zur Datenverar beitung, bei dem der Wert Qaus ohne Berechnung der Werte Rpt2 und Rpt3 erhalten werden kann. Wie in Fig. 18 gezeigt, bewirkt die Zunahme der Ansaugluftmenge Qa eine fallende Klemmenspannung Va des Widerstandselementes 120 nach Ablauf der Wärmeabführungsperiode. Aus diesem Grunde liefert die Messung der Beziehung zwischen dem Verhältnis der Wider standselemente-Klemmenspannungen Vs3/Vs2 und der Ansaug luftmenge Qa die in Fig. 19 gezeigten Vs3/Vs2-gegen-Qa- Kennlinien, wobei die Motordrehzahl ein Parameter ist; diese Beziehung wird im ROM des Computers 110 gespeichert.

Wird für den Wert Vs2 bzw. Vs3 die Klemmenspannung des Wider standselements 120 beobachtet, so können die Schritte 20 und 28 im Flußdiagramm von Figur weggelassen werden. Im Schritt 40 wird der Quotient Vs3/Vs2 gleich Qaus gesetzt, im Schritt 44 wird auf die Tabelle, die der von Fig. 19 äqui valent ist, Bezug genommen, um im Schritt 46 Qa zu erhal ten.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Ansaugluftmenge einer Brennkraftmaschine, bei dem ein Wärmewiderstandselement (120) zur Erfassung der Ansaugluftmenge verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Wärmewiderstandselement (120) mit einer vorbestimmten elektrischen Spannung Vc oder einem vorbestimmten elektrischen Strom Ic synchron mit dem Beginn eines Ansaughubs des Motors für eine Zeitdauer Δt₁ beaufschlagt wird,
- nach Ablauf der Zeitdauer Δt₁ eine Tempera tur T₂ des Wärmewiderstandselements (120) bestimmt wird und die elektrische Spannung V_c oder der elektrische Strom I_c verringert oder beendet werden,
- die elektrische Spannung V_C oder der elektrische Strom I_C zum Beginn des nächsten Ansaughubs angelegt werden und eine Temperatur T₃ des Wärmewiderstandselements (120) un mittelbar bei Beginn dieser Heizperiode bestimmt wird, wobei zwischen dem Ablauf der Zeitdauer Δt₁ und dem Bestimmen der Temperatur T₃ eine Zeitdauer Δt₂ verstrichen ist und Δt₁ kleiner ist als 1/2 (Δt₁ + Δt₂), und
- die Ansaugluftmenge Q_a aus der Temperaturdifferenz (T₂-T₃) ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der ersten Zeitperiode Δt₁ und am Ende der zweiten Zeitperiode Δt2 eine Differenz von Widerstands werten (Rpt2-Rpt3) des Wärmewiderstandselements (120) durch Messung eines Spannungsabfalls (Vs2-Vs3) am Wärmewiderstandselement (120) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- basierend auf der Temperaturdifferenz (T₂-T₃) ein Wärmeleitungsfaktor u der Ansaugluft ermittelt wird,
- basierend auf dem berechneten Wärmeleitungsfaktor α eine Strömungsgeschwindigkeit U der Ansaugluft er mittelt wird und
- basierend auf der berechneten Strömungsgeschwindigkeit U und einer Querschnittsfläche S des Ansaugluftweges die Ansaugluftmenge Q_a ermittelt wird.

4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugluftmenge Q_a mittels einer vorher berechneten Tabelle ermittelt wird, in der die Ansaugluftmenge Qa als Funktion der Temperaturdifferenz (T₂-T₃) mit der Motordrehzahl N als Parameter angegeben ist.

5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung V_c nach Ablauf der Zeitdauer Δt₁ auf eine Spannung V_a vermindert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Wärmewiderstandselements (120) konti nuierlich während der Wärmeabführungsperiode überwacht wird.

7. Vorrichtung zur Bestimmung der Ansaugluftmenge einer Brennkraftmaschine mit

- einem Wärmewiderstandselement (120), das in einem Ansaugkanal des Motors vorgesehen ist,
- einer Steuereinheit (110), die die Signale des Wärme widerstandselements (120) aufnimmt und zur Bestimmung einer Ansaugluftmenge Q_a auswertet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (110)
- das Wärmewiderstandselement (120) mit einer vorbestimmten elektrischen Spannung V_C oder einem vorbestimmten elektrischen Strom I_C synchron mit dem Beginn eines Ansaughubs des Motors für eine Zeitdauer Δt₁ beaufschlagt,
- nach Ablauf der Zeitdauer Δt₁ eine Temperatur T₂ des Wärmewiderstandselements (120) bestimmt und die elektrische Spannung V_C oder den elektrischen Strom I_C verringert oder beendet,
- die elektrische Spannung V_C oder den elektrischen Strom I_C zum Beginn des nächsten Ansaughubs anlegt und eine Tem peratur T₃ des Wärmewiderstandselements (120) unmit telbar bei Beginn dieser Heizperiode bestimmt, wobei zwischen dem Ablauf der Zeitdauer Δt₁ und dem Bestimmen der Temperatur T₃ eine Zeitdauer Δt₂ ver strichen ist und Δt1 kleiner ist als 1/2 (Δt₁ + Δt₂), und
- die Ansaugluftmenge Qa aus der Temperaturdifferenz (T₂-T₃) ermittelt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (110) am Ende der ersten Zeitperiode Δt1 und am Ende der zweiten Zeitperiode Δt2 eine Dif ferenz von Widerstandswerten (Rpt2-Rpt3) des Wärme widerstandselements (120) durch Messung eines Spannungs abfalls (Vs2-Vs3) am Wärmewiderstandselement (120) ermittelt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (110)

- basierend auf der Temperaturdifferenz (T₂-T₃) einen Wärmeleitungsfaktor α der Ansaugluft ermittelt,
- basierend auf dem berechneten Wärmeleitungsfaktor α eine Strömungsgeschwindigkeit U der Ansaugluft ermit telt und
- basierend auf der berechneten Strömungsgeschwindigkeit U und einer Querschnittsfläche S des Ansaugluftweges die Ansaugluftmenge Q_a ermittelt.

10. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (110) die Ansaugluftmenge Q_a mittels einer vorher berechneten Tabelle ermittelt, in der die Ansaugluftmenge Q_a als Funktion der Temperaturdifferenz (T₂-T₃) mit der Motordrehzahl N als Parameter angege ben ist.

11. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (110) die Spannung V_c nach Ablauf der Zeitdauer Δt1 auf eine Spannung V_a vermindert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (110) das Signal des Wärmewiderstands elements (120) kontinuierlich während der Wärmeabfüh rungsperiode überwacht.