DE3932304A1 - Verfahren und vorrichtung zur temperatursteuerung eines messwiderstands - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur temperatursteuerung eines messwiderstandsInfo
- Publication number
- DE3932304A1 DE3932304A1 DE19893932304 DE3932304A DE3932304A1 DE 3932304 A1 DE3932304 A1 DE 3932304A1 DE 19893932304 DE19893932304 DE 19893932304 DE 3932304 A DE3932304 A DE 3932304A DE 3932304 A1 DE3932304 A1 DE 3932304A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- measuring
- free
- temperature
- bridge
- burning
- 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.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- 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
- G01F1/68—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 thermal effects
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/698—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters
- G01F1/6983—Feedback or rebalancing circuits, e.g. self heated constant temperature flowmeters adapted for burning-off deposits
-
- 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
- F02D41/187—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow using a hot wire flow sensor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Tempera
tursteuerung eines eine strömende Fluidmasse erfas
senden Meßwiderstands, insbesondere eines Hitz
drahts oder Heißfilms eines Luftmassenmessers einer
Brennkraftmaschine, der während des Meßbetriebs
durch Stromfluß eine Betriebstemperatur aufweist.
In der Fahrzeugelektronik dienen z. B. sogenannte
Hitzdraht-Luftmassenmesser zur Erfassung der von
einer Brennkraftmaschine angesaugten Luftmasse. Da
bei wird der Ansaugluftstrom an einem einen Meßwi
derstand darstellenden, beheizten Draht vorbeige
leitet. Der Meßwiderstand ist Teil einer elektri
schen Brückenschaltung und wird durch den ihn
durchfließenden Strom auf eine konstante Betrieb
stemperatur (Meßtemperatur) gehalten. Durch dieses
Prinzip ist der benötigte Heizstrom ein Maß für die
vom Motor angesaugte Luftmasse. Dem Luftmassen
durchsatz entsprechende Daten werden einem Steuer
gerät zur Einstellung optimaler Betriebspunkte der
Brennkraftmaschine des Fahrzeugs zugeleitet.
Es ist bekannt, den Hitzdraht eines Hitzdraht-Luft
massenmessers nach jedem Abschaltvorgang der Brenn
kraftmaschine von Schmutzpartikeln und dergleichen
freizubrennen. Hierzu wird der Hitzdraht mit einem
entsprechend großem Strom beaufschlagt, so daß er
Temperaturen von etwa 1000°C annimmt. Das Wieder
holungsintervall zum Freibrennen ist abhängig von
der Geschwindigkeit des Schmutzaufbaues am Hitz
draht. Es hat sich gezeigt, daß das beschriebene
Freibrennen nicht immer ausreicht, um die Oberflä
che des als Hitzdraht ausgebildeten Meßwiderstands
zu reinigen. Verschmutzungen führen jedoch zu Fehl
messungen; das heißt, der erfaßte Luftmassendurch
satz ist fehlerbehaftet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Temperatursteue
rung eines eine strömende Fluidmasse erfassenden
Meßwiderstands hat demgegenüber den Vorteil, daß
unabhängig von den Abstellintervallen eine Reini
gung des Meßwiderstands erfolgen kann. Diese Reini
gung erfolgt während der Betriebsphase, in der die
zu messende Fluidmasse nicht strömt, also kein
Fluidmassendurchsatz vorliegt. Die Erhitzung des
Widerstandes wird dabei auf eine Übertemperatur ge
genüber der im Meßbetrieb vorliegenden Betriebstem
peratur vorgenommen, so daß aufgebaute Verunreini
gungen entfernt werden. Da während einer strömungs
freien bzw. im wesentlichen strömungsfreien Be
triebsphase eine Meßwiderstandserhitzung vorgenom
men wird, läßt sich schon mit relativ geringen
Strömen die notwendige Temperatur erzeugen, denn
aufgrund der fehlenden Fluidbewegung wird dem Wi
derstand nur wenig Energie entzogen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Erhitzung nur
bis auf eine Übertemperatur erfolgt, die noch zu
keinem Festigkeitsabfall des Meßwiderstands führt.
Insbesondere im Falle eines als Hitzdraht ausgebil
deten Meßwiderstands ist eine extreme Erhitzung mit
einer mechanischen Schwächung verbunden. Um eine
hohe Lebensdauer des Widerstands sicherzustellen,
wird eine Übertemperatur von etwa 300 bis 400°C
gewählt. Die Übertemperatur liegt daher wesentlich
unter der sonst üblichen Freibrenntemperatur von
ca. 1000°C. In dem Bereich der Übertemperatur be
steht noch die volle mechanische Festigkeit des
Meßwiderstands, da - bei einem Hitzdraht - erst ober
halb etwa 500°C ein Festigkeitsabfall beginnt. Die
selbstverständlich reduzierte Wirkung des Reini
gungsvorganges im Bereich zwischen 300 und 400°C
wird jedoch durch die Häufigkeit des Vorganges kom
pensiert, da - wie bereits ausgeführt - stets während
des Meßbetriebs immer dann eine Erhitzung erfolgen
kann, wenn eine strömungsfreie Betriebsphase vor
liegt. Durch die häufige Annahme der Übertemperatur
wird bei einem Hitzdraht-Luftmassenmesser eines
Kraftfahrzeugs zumindest der Ölnebel und andere or
ganische Substanzen abgebrannt, so daß diese Verun
reinigungen nicht als Haftvermittler für Staub und
dergleichen wirken können.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Erhitzung auf
die Übertemperatur bei einem Brennkraftmaschinen-
Luftmassenmesser während der Schubphasen des Fahr
betriebs erfolgt, in denen die Drosselklappe der
Brennkraftmaschine geschlossen bzw. nahezu ge
schlossen ist. In diesen Schubphasen, das heißt,
wenn der Fahrer des Fahrzeugs kein "Gas" gibt,
nimmt die Drosselklappe der Brennkraftmaschine ihre
Schließstellung ein, so daß eine strömungsfreie Be
triebsphase vorliegt (der für den Leerlaufbetrieb
benötigte und auch während der Schubphasen vorlie
gende Luftmassendurchsatz erfolgt über einen By
pass, der die Drosselklappe umgeht).
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt
nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine in einem
Freibrenn-Betrieb eine Meßwiderstandserhitzung auf
eine Freibrenntemperatur, die größer als die Über
temperatur ist. Es sind also verschiedene Be
triebszustände zu unterscheiden: 1. der Meßbetrieb,
in dem der Meßwiderstand auf einer konstanten Be
triebstemperatur gehalten wird; 2. der Übertempera
tur-Betrieb, der während einer strömungsfreien bzw.
im wesentlichen strömungsfreien Betriebsphase
eingenommen wird und zu einer Erhitzung des Meßwi
derstands auf eine Übertemperatur (vorzugsweise 300
bis 400°C) führt, die größer als die Betriebstem
peratur ist und 3. der Freibrenn-Betrieb, bei dem
eine sehr starke Erhitzung des Meßwiderstands vor
genommen wird, das heißt, die Freibrenntemperatur
(ca. 1000°C) ist wesentlich größer als die Über
temperatur. Wesentliches Unterscheidungsmerkmal des
Übertemperatur-Betriebs zum Freibrenn-Betrieb ist
einerseits die Temperatur des Meßwiderstands und
andererseits der Betriebszustand in dem sich die
Brennkraftmaschine befindet, da ein Freibrennen nur
nach dem Ausschalten der Brennkraftmaschine er
folgt, der Übertemperatur-Betrieb jedoch während
einer speziellen Betriebsphase (Schubbetrieb) der
Brennkraftmaschine vorgenommen wird.
Die Temperatureinstellung des Meßwiderstands er
folgt vorzugsweise durch Einstellung des ihn durch
setzenden Stroms.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, daß die Übertemperatur durch einen
getakteten Freibrenn-Betrieb erzeugt wird. Dem
Freibrenn-Betrieb liegt ein ganz bestimmter Meßwi
derstandsstrom zugrunde, der eine Erhitzung auf
etwa 1000°C bewirkt. Sofern dieser Stromfluß ge
taktet, also zeitlich in einem bestimmten Rhythmus
unterbrochen wird, stellt sich eine niedrigere Tem
peratur, die Freibrenntemperatur, ein. Bei entspre
chendem Taktverhältnis läßt sich daher eine Über
temperatur von etwa 300 bis 400°C auf einfache
Weise erzeugen. Um die während des Übertemperatur-
Betriebs vorliegende Meßwiderstandstemperatur er
fassen zu können, wird eine während dieses Betriebs
an einem in Reihe zum Meßwiderstand liegenden Wi
derstand abfallende Spannung als Maß für die Tempe
raturerfassung herangezogen. Dieses ist insbeson
dere deshalb möglich, weil erfindungsgemäß der
Übertemperatur-Betrieb in einer strömungsfreien Be
triebsphase erfolgt, mithin liegt keine Kühlung des
Meßwiderstands durch das strömende Fluid vor.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur
Temperatursteuerung eines eine strömende Fluidmasse
erfassenden Meßwiderstands, insbesondere eines
Hitzdrahts oder Heißfilms eines Luftmassenmessers
einer Brennkraftmaschine, der während des Meßbe
triebs durch Stromfluß eine Betriebstemperatur auf
weist, wobei eine Brückenschaltung mit mehreren
Brückenzweigen vorgesehen ist und in einem der
Brückenzweige der stromdurchflossene Meßwiderstand
liegt sowie je nach durch die gewünschte Betriebs
art vorgegebenes Auswerten der Daten bestimmter
Brückenzweige ein Meßbetrieb oder ein der Reinigung
der Meßwiderstandsoberfläche dienender Freibrenn-
Betrieb erfolgt und wobei einer der Brückenzweige
gegenüber dem den Meßwiderstand aufweisenden Brüc
kenzweig derart abgestimmt ist, daß der Meßwider
stand während einer von einer Steuereinrichtung er
faßten strömungsfreien oder nahezu strömungsfreien
Betriebsphase eine Übertemperatur annimmt, die zwi
schen der Betriebstemperatur und der Freibrenntem
peratur liegt. Die Anordnung ist insbesondere als
Regelkreis aufgebaut. Dieses bedeutet, daß die
Größe einer die Brückenschaltung versorgenden Be
triebsspannung in Abhängigkeit vom Verstimmungsgrad
der Brückenschaltung eingestellt wird. Sämtliche
Brückenzweige sind jeweils als Spannungsteiler auf
gebaut. Während des Meßbetriebs wird die Größe der
Betriebsspannung durch Signale in einem Brücken
querzweig bestimmt, der zwischen dem den Meßwider
stand aufweisenden Brückenzweig und einem Referenz
brückenzweig ausgebildet ist. Im Freibrenn-Betrieb
hingegen wird die Betriebsspannung von den Verhält
nissen eines Brückenquerzweigs bestimmt, der zwi
schen dem den Meßwiderstand aufweisenden Zweig und
einem Freibrenn-Brückenzweig liegt. Erfindungsgemäß
ist ein weiterer Brückenzweig vorgesehen, dessen
Spannungsteilerverhältnis während strömungsfreier
Betriebsphasen die Übertemperatur am Meßwiderstand
einstellt. Die Brückenabstimmung in dem Brücken
querzweig, der zwischen dem den Meßwiderstand auf
weisenden Brückenzweig und einem Übertemperatur
brückenzweig vorliegt, bestimmt somit den Betriebs
punkt des Meßwiderstands.
Bevorzugt erfolgt die aufgrund der gewünschten Be
triebsart bestimmte Anwahl der Brückenzweige durch
schwellenabhängige Ansteuerung der Steuer
einrichtung. Beispielsweise sind drei verschieden
große Ansteuerspannungen oder Ansteuerspannungsbe
reiche vorgesehen, die jeweils einer Betriebsart
zugeordnet sind. Erfolgt die Ansteuerung mit einer
Spannung, die innerhalb eines der Ansteuerspan
nungsbereiche liegt, so stellt sich die zugehörige
Betriebsart ein.
Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, daß
die Steuereinrichtung mehrere Eingänge aufweist,
deren Ansteuerkombination die Auswahl der auszu
wertenden Brückenzweige bestimmt. Die Einstellung
der Betriebsart ist dann davon abhängig, ob und
welche der Eingänge mit einem Ansteuersignal beauf
schlagt sind.
Vorzugsweise sind jeder Betriebsart zwei, jeweils
als Spannungsteiler aufgebaute Brückenzweige zuge
ordnet, an deren Querzweig die Eingänge eines Ope
rationsverstärkers anschließbar sind. Der Ausgang
des Operationsverstärkers steuert - insbesondere un
ter Zwischenschaltung eines Treibers - einen Lei
stungshalbleiter an, der die Größe der Betriebs
spannung (Brückenspannung) einstellt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Vorrichtung zur Tempe
ratursteuerung eines Meßwiderstands,
Fig. 2 ein Flußdiagramm einer Vorrichtung zur Tem
peratursteuerung eines Meßwiderstands, der in einer
drei Brückenzweige aufweisenden Bückenschaltung an
geordnet ist,
Fig. 3 ein Schaltbild gemäß dem Flußdiagramm der
Fig. 2 und
Fig. 4a bis c verschiedene Zeitdiagramme der
Schaltungen gemäß der Fig. 2 und 3.
Die Fig. 1 zeigt den Aufbau einer Schaltung zur
Temperatursteuerung eines eine strömende Fluidmasse
erfassenden Meßwiderstands RH. Bei dem Meßwider
stand RH handelt es sich um einen Hitzdraht eines
Hitzdraht-Luftmassenmessers. Dieser wird zur Be
stimmung des Luftmassendurchsatzes bei Brenn
kraftmaschinen von Fahrzeugen eingesetzt. Der Hitz
draht (Meßwiderstand RH) befindet sich im Ansaugka
nal der Brennkraftmaschine, insbesondere im Bereich
der Drosselklappe. Der Meßwiderstand RH bildet
einen Teil einer Brückenschaltung 1, die einen
Meßbrückenzweig 2, einen Referenzbrückenzweig 3,
einen Freibrennbrückenzweig 4 und einen Übertempe
raturbrückenzweig 5 aufweist.
Der Meßbrückenzweig 2 weist eine Reihenschaltung
aus dem Meßwiderstand RH und einem Widerstand RM
auf. Im Referenzbrückenzweig 3 liegt die Reihen
schaltung eines Temperaturkompensationswiderstands
RK, eines Widerstands R1 und eines Widerstands R2.
Eine aus einem verstellbaren Widerstand R3 und ei
nem Widerstand R4 gebildete Reihenschaltung befin
det sich im Freibrennbrückenzweig 4. Der
Übertemperaturbrückenzweig 5 wird von einer Reihen
schaltung eines einstellbaren Widerstandes R5 mit
einem Widerstand R6 gebildet. Jeweils ein Anschluß
der Widerstände RM, R2, R4 und R6 liegt an Masse 6,
an der auch eine Klemme 7 angeschlossen ist. Je
weils ein Anschluß der Widerstände RH, RK, R3 und
R5 ist an einen Summenpunkt 8 der Brückenschaltung
1 angeschlossen, der zum Emitter eines Transistors
T1 führt. Der Kollektor des Transistors T1 ist an
die Batteriespannung UBAT des Fahrzeugs angeschlos
sen. Die anderen, nicht zur Masse 6 führenden An
schlüsse der Widerstände RM, R2, R4 und R6 stehen
mit Verbindungspunkten 9, 10, 11 und 12 in Kontakt.
An die Verbindungspunkte sind insgesamt drei
Brückenquerzweige 13, 14 und 15 angeschlossen. Der
Verbindungspunkt 9 steht mit einer Klemme 16 in
Verbindung, die gegenüber der Klemme 7 eine Meß
spannung UM führt. Die Klemmen 16 und 7 liegen par
allel zum Widerstand RM. Die Verbindungspunkte 9
und 10 (Brückenquerzweig 13) führen zu den beiden
Eingängen eines Meß-Operationsverstärkers 17. Die
Verbindungspunkte 9 und 11 (Brückenquerzweig 14)
sind an die beiden Eingänge eines Freibrenn-Opera
tionsverstärkers 18 angeschlossen. Bezüglich des
Brückenquerzweigs 15 sind die beiden Verbindungs
punkte 9 und 12 an einen Schubfreibrenn-Operations
verstärker 19 angeschlossen. Dieser bildet zusammen
mit den Widerständen R5 und R6 eine erfindungsge
mäße Schubfreibrenneinheit 20, die in der Fig. 1
mit gestrichelter Linie umrahmt dargestellt ist.
Über einen steuerbaren Schalter S1 lassen sich die
Ausgänge 21, 22 und 23 der Operationsverstärker 18,
19 und 20 auf den Eingang 24 eines Treibers 25
schalten, dessen Ausgang 26 zur Basis des Transi
stors T1 führt.
Über eine lediglich gestrichelt angedeutete Wirk
verbindung 27 läßt sich der steuerbare Schalter S1
von einem Operationsverstärker 28 betätigen. Der
Operationsverstärker 28 weist einen Eingang 29 auf.
Es ergibt sich folgende Funktionsweise:
Im normalen Meßbetrieb ist der Ausgang 21 des Meß- Operationsverstärkers 17 mit dem Treiber 25 verbun den. Je nach den vorliegenden Verhältnissen im Brückenquerzweig 13 wird der Meß-Operationsverstär ker 17 ausgesteuert, der über den Schalter S1 und den Treiber 25 den Transistor T1 aussteuert, wo durch die zwischen dem Summenpunkt 8 und Masse 6 anstehende Brückenspannung eingestellt wird. Die Anordnung ist derart abgestimmt, daß der durch den Meßwiderstand RH fließende Strom stets so eingere gelt wird, daß die Temperatur am Meßwiderstand RH konstant ist. Dieses ist auch während des Meßbe triebs der Fall. Verändert sich diese Temperatur durch die am Meßwiderstand RH vorbeiströmende An saugluft der Brennkraftmaschine, so erfolgt eine entsprechende Nachregelung, das heißt, der durch den Meßbrückenzweig 2 fließende Strom wird entspre chend nachgestellt. Dieses führt zu einer Änderung des Spannungsabfalls am Widerstand RM, an dem eine Meßspannung UM abgreifbar ist. Die Meßspannung UM stellt somit ein Maß für die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmasse (Luftmassendurchsatz ) dar.
Im normalen Meßbetrieb ist der Ausgang 21 des Meß- Operationsverstärkers 17 mit dem Treiber 25 verbun den. Je nach den vorliegenden Verhältnissen im Brückenquerzweig 13 wird der Meß-Operationsverstär ker 17 ausgesteuert, der über den Schalter S1 und den Treiber 25 den Transistor T1 aussteuert, wo durch die zwischen dem Summenpunkt 8 und Masse 6 anstehende Brückenspannung eingestellt wird. Die Anordnung ist derart abgestimmt, daß der durch den Meßwiderstand RH fließende Strom stets so eingere gelt wird, daß die Temperatur am Meßwiderstand RH konstant ist. Dieses ist auch während des Meßbe triebs der Fall. Verändert sich diese Temperatur durch die am Meßwiderstand RH vorbeiströmende An saugluft der Brennkraftmaschine, so erfolgt eine entsprechende Nachregelung, das heißt, der durch den Meßbrückenzweig 2 fließende Strom wird entspre chend nachgestellt. Dieses führt zu einer Änderung des Spannungsabfalls am Widerstand RM, an dem eine Meßspannung UM abgreifbar ist. Die Meßspannung UM stellt somit ein Maß für die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmasse (Luftmassendurchsatz ) dar.
Im Zuge des Meßbetriebs wird die Oberfläche des
Meßwiderstandes RH verschmutzt, was zu Fehlmessun
gen führen kann. Aus diesem Grunde ist vorgesehen,
daß nach Abschalten der Brennkraftmaschine der Aus
gang 22 des Freibrenn-Operationsverstärkers 18 über
den steuerbaren Schalter S1 mit dem Treiber 25 ver
bunden wird. Aufgrund der vorliegenden Widerstands
verhältnisse stellt sich im Brückenquerzweig 14 ein
Zustand ein, der zum Durchsteuern des Transistors
T1 führt, so daß sich die Brückenversorgungsspan
nung zwischen dem Summenpunkt 8 und Masse 6 erheb
lich vergrößert. Hierdurch vergrößert sich auch der
durch den Meßwiderstand RH fließende Strom, so daß
ein Freibrennen des Meßwiderstands RH (Hitzdraht)
erfolgt. Dieser nimmt dabei Temperaturen um 1000°C
an, wodurch alle Verunreinigungen entfernt werden.
Um auch während des laufenden Betriebes (ohne die
Brennkraftmaschine abschalten zu müssen) eine Rei
nigung der Oberfläche des Meßwiderstandes RH vor
nehmen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß in strömungsfreien bzw. in im wesentlichen
strömungsfreien Betriebsphasen eine Erhitzung des
Meßwiderstandes RH auf eine Übertemperatur Tü er
folgt, die etwa zwischen 300 bis 400°C liegt.
Hierzu wird der Schalter S1 in eine Position
gesteuert, in der er den Schubfreibrenn-Operati
onverstärker 19 mit dem Treiber 25 verbindet, wo
durch - aufgrund der Widerstandsverhältnisse in dem
Meßbrückenzweig 2 und dem Übertemperaturbrücken
zweig 5 - eine entsprechende Ansteuerung des Transi
stors T1 erfolgt. Dieses führt zu einer Versor
gungsspannung der Brückenschaltung 1, die durch den
Meßwiderstand RH einen Strom treibt, der die ge
nannte Erhitzung (Übertemperatur Tü) mit sich
bringt. Die Übertemperatur Tü (300 bis 400°) ist
größer als die Betriebstemperatur Tb des Meßwider
stands RH während des Meßbetriebs.
Aus dem vorstehenden wird deutlich, daß für die
verschiedenen Betriebsarten (Meßbetrieb, Übertempe
ratur-Betrieb und Freibrenn-Betrieb) lediglich eine
entsprechende Ansteuerung des Schalters S1 durch
den Operationsverstärker 28 erfolgen muß. Insbeson
dere ist eine schwellenabhängige Beaufschlagung des
Eingangs 29 des Operationsverstärkers 28 für die
Ansteuerung möglich. Wird an den Eingang 29 bei
spielsweise eine Eingangsspannung zwischen 0 bis 2
Volt gelegt, so erfolgt ein Meßbetrieb. Bei Ein
gangsspannungen zwischen 3 und 4 Volt wird der
Übertemperatur-Betrieb eingenommen. Eingangsspan
nung großer als 4,5 Volt führen zum Freibrenn-Be
trieb.
Alternativ kann der Operationsverstärker 28 jedoch
auch einen weiteren Eingang 30 (in der Fig. 1 ge
strichelt eingezeichnet) aufweisen, so daß die Be
triebsarten durch entsprechende Ansteuerkombinatio
nen der Eingänge 29 und 30 anwählbar sind. Die An
steuerung kann digitalisiert erfolgen, das heißt
die Stellung des steuerbaren Schalters S1 ist davon
abhängig, ob an den Eingängen 29 und 30 Signale
liegen oder nicht.
Da die Schaltungsanordnung der Fig. 1 einen erfin
dungsgemäßen, vierten Brückenzweig (Übertempe
raturbrückenzweig 5) aufweist, läßt sich während
strömungsfreier Betriebsphasen, das heißt, bei ge
schlossener Drosselklappe der Brennkraftmaschine,
eine Übertemperatur Tü zur Reinigung des Meßwider
stands RH erzeugen. Um jedoch auch Brückenschaltun
gen erfindungsgemäß einsetzen zu können, die keinen
Übertemperaturbrückenzweig 5, sondern lediglich
einen Meßbrückenzweig 2, einen Referenzbrückenzweig
3 und einen Freibrennbrückenzweig 4 aufweisen, soll
auf das in den Fig. 2 bis 4 erläuterte, weitere
Ausführungsbeispiel der Erfindung zurückgegriffen
werden.
Die Fig. 2 zeigt einen Hitzdraht-Luftmassenmesser
31, dessen Meßspannung UM einem Steuergerät 32 zu
geführt wird. Das Steuergerät 32 kann andererseits
dem Hitzdraht-Luftmassenmesser 31 einen Freibrenn
befehl F zuleiten, das heißt der Hitzdraht-Luftmas
senmesser 31 nimmt beim Zuführen dieses Befehls den
Freibrenn-Betrieb auf. Ferner sind Hitzdraht-Luft
massenmesser 31 und Steuergerät 32 an die Batterie
spannung UBAT des (nicht dargestellten) Fahrzeugs
angeschlossen.
Die Fig. 3 zeigt einen detailierteren Aufbau der
Anordnung gemäß Fig. 2. Die Brückenschaltung 1
weist - entsprechend der Darstellung in Fig. 1 - den
Meßbrückenzweig 2, den Referenzbrückenzweig 3 und
den Freibrennbrückenzweig 4 auf. Ein Übertempera
turbrückenzweig ist nicht vorgesehen. Der Aufbau
der einzelnen Brückenzweige entspricht dem der Fi
gur 1, wobei im Referenzbrückenzweig 3 neben dem
Widerstand RK auch noch ein Widerstand R1 vorgese
hen sein kann (nicht dargestellt). Der Summenpunkt
8 ist wiederum an einen Transistor T1 angeschlos
sen, dessen Kollektor zur Batteriespannung UBAT
führt. Zwischen dem Emitter und dem Kollektor des
Transistors T1 liegt die Sättigungsspannung Usat,
die sich - je nach Durchschaltgrad des Transistors
T1 - als Spannungsabfall einstellt.
Ferner ist ein Operationsverstärker 33 vorgesehen,
dessen einer Eingang zum Verbindungspunkt 9 und
dessen anderer Eingang zu einem steuerbaren Schal
ter S2 führt, der - je nach Schalterstellung - mit
dem Verbindungspunkt 10 oder 11 (Referenzbrücken
zweig 3 oder Freibrennbrückenzweig 4) verbunden
werden kann. Der Schalter S2 wird über eine nur ge
strichelt dargestellte Wirkverbindung 34 von dem
vom Steuergerät 32 kommenden Freibrennbefehl F
(Fig. 2) angesteuert.
Der Ausgang des Operationsverstärkers 33 ist mit
der Basis des Transistors T1 verbunden.
Für den Meßbetrieb verbindet der Schalter S2 den
Operationverstärker 33 mit dem Referenzbrückenzweig
3. Sofern nach Abstellen der Brennkraftmaschine ein
Freibrennbetrieb erfolgen soll, wird der Schalter
S2 umgeschaltet, das heißt der Freibrennbrücken
zweig 4 wird mit dem Operationsverstärker 33 ver
bunden. Durch die entsprechende Widerstandsabstim
mung der Brückenschaltung 1 stellt sich dann im
Meßwiderstand RH ein derartiger Strom ein, daß ein
Erhitzen auf etwa 1000°C erfolgt.
Um jedoch erfindungsgemäß auch während strömungs
freier Betriebsphasen eine Reinigung der Oberfläche
des Meßwiderstands RH vornehmen zu können, was vor
zugsweise bei einer Übertemperatur Tü von etwa 300
bis 400°C erfolgen soll, wird ein getakteter Be
trieb des Schalters S2 vorgenommen. Dieser Betrieb
wird in der Fig. 4a bis c verdeutlicht. Das Um
schalten des Schalters S2 erfolgt mittels des be
reits erwähnten Freibrennbefehls F in Abhängigkeit
von der Meßspannung UM, die im strömungsfreien Be
trieb ein Maß für die am Meßwiderstand RH vorlie
gende Übertemperatur Tü ist.
Gemäß Fig. 4a wird zum Zeitpunkt t1 der Schalter
S2 in die Freibrenn-Betriebsstellung verbracht, so
daß die Temperatur des Meßwiderstands RH ansteigt.
Der Anstieg erfolgt beispielsweise von 180°C bis
auf 400°C. Ist zum Zeitpunkt t2 die Übertemperatur
Tü von 400°C erreicht, so schaltet der Schalter S2
auf den Meßbetrieb zurück (ohne daß jedoch eine
Auswertung des Meßergebnis′ erfolgt), wodurch sich
- entsprechend der thermischen Trägheit - eine Abküh
lung des Meßwiderstands RH einstellt. Unterschrei
tet die Temperatur am Meßwiderstand RH einen be
stimmten Wert, so wird der Schalter S2 wiederum in
den Freibrenn-Betrieb umgeschaltet (Zeitpunkt t3)
usw. Hierdurch kann die Temperatur am Meßwider
stand RH etwa auf einen Wert um 400°C gehalten
werden. Diese Übertemperatur Tü liegt zwischen der
Betriebstemperatur Tb (Meßbetrieb) und der Tempera
tur beim "echten" Freibrennen (1000°C). Stets
dann, wenn die Übertemperatur Tü erreicht ist, wird
- wie bereits ausgeführt - auf den Meßbetrieb zurück
geschaltet, wobei diese Umschaltung für eine
konstante Zeit erfolgt. Danach wird er
neut der Freibrennbetrieb aufgenommen, bis die
Übertemperatur Tü wieder erreicht ist. Dieser Vor
gang wiederholt sich - wie bereits beschrieben so
lange, wie der Schubbetrieb, das heißt, eine ge
schlossene Drosselklappe an der Brennkraftmaschine,
vorliegt.
Die Fig. 4b zeigt entsprechend zur Fig. 4a den
Verlauf der Meßspannung UM. Die Fig. 4c zeigt den
dazugehörigen Freibrennbefehl F. Hieraus geht auch
hervor, daß die Rückschaltung auf den Meßbetrieb
stets für 4 ms erfolgt.
Zum Zeitpunkt t4 ist der Schubbetrieb beendet. Es
muß zum Meßbetrieb zurückgegangen werden. Die Tem
peratur sinkt auf die Betriebstemperatur Tb von
180°C zurück; die den Luftmassendurchsatz
darstellende Meßspannung UM nimmt ihren "normalen"
Wertebereich ein.
Zusammenfassend soll nochmals auf den Übertempera
tur-Betrieb eingegangen werden, in dem das Schub
freibrennen erfolgt. Stellt das Steuergerät 32
fest, daß ein Übertemperatur-Betrieb erfolgen kann,
da sich die Brennkraftmaschine in einer Schubphase
befindet, so wird auf diese Betriebsart umgeschal
tet, wodurch der Transistor T1 einen bestimmten
Sättigungsgrad annimmt. Es gilt dann folgende Be
ziehung:
Es sei davon ausgegangen, daß die Übertemperatur Tü
von 400°C erreicht wird, wenn der Meßwiderstand RH
einen Wert von 2,143 Ω aufweist.
Hieraus ergibt sich:
Mit Hilfe der vorstehenden Formel läßt sich bei be
kannter Batteriespannung ermitteln, welche Größe
die Meßspannung UM während der strömungsfreien Be
triebsphasen aufweist, wenn bei einer Schal
tungsausführung gemäß Fig. 1 eine Übertemperatur
Tü von 400°C an dem Meßwiderstand RH vorliegt. Die
Meßspannung UM stellt somit ein Maß für die Tempe
ratur des Meßwiderstands RH dar.
Claims (12)
1. Verfahren zur Temperatursteuerung eines eine
strömende Fluidmasse erfassenden Meßwiderstands,
insbesondere eines Hitzdrahts oder Heißfilms eines
Luftmassenmessers einer Brennkraftmaschine, der
während des Meßbetriebs durch Stromfluß eine Be
triebstemperatur aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß für eine Reinigung der Meßwiderstandsoberfläche
während strömungsfreier bzw. im wesentlichen strö
mungsfreier Betriebsphasen eine Erhitzung des
Meßwiderstands (RH) auf eine Übertemperatur (Tü)
gegenüber der Betriebstemperatur (Tb) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Erhitzung nur bis auf eine Übertempe
ratur (Tü) erfolgt, die noch zu keinem Festig
keitsabfall des Meßwiderstands (RH) führt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertemperatur
(Tü) im Bereich von ca. 300 bis 400°C liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung auf
die Übertemperatur (Tü) bei einem Brennkraftmaschi
nen-Luftmassenmesser während der Schubphasen des
Fahrbetriebs erfolgt, in denen die Drosselklappe
der Brennkraftmaschine geschlossen bzw. nahezu ge
schlossen ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abschal
ten der Brennkraftmaschine in einem Freibrenn-Be
trieb eine Meßwiderstandserhitzung auf eine
Freibrenntemperatur (Tf) erfolgt, die größer als
die Übertemperatur (Tü) ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Freibrenntemperatur (Tf) etwa bei
1000°C liegt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung auf
Übertemperatur (Tü) bzw. Freibrenntemperatur (Tf)
durch Vergrößerung des Stromflusses durch den
Meßwiderstand (RH) erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertemperatur
(Tü) durch einen getakteten Freibrenn-Betrieb er
zeugt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß während des Über
temperatur-Betriebs die an einem in Reihe zum
Meßwiderstand (RH) liegenden Widerstand (RM) ab
fallende Spannung (UM) als Maß für eine Tempera
turerfassung herangezogen wird.
10. Vorrichtung zur Temperatursteuerung eines eine
strömende Fluidmasse erfassenden Meßwiderstands,
insbesondere eines Hitzdrahts oder Heißfilms eines
Luftmassenmessers einer Brennkraftmaschine, der
während des Meßbetriebs durch Stromfluß eine Be
triebstemperatur aufweist, mit einer Brücken
schaltung mit mehreren Brückenzweigen, wobei in ei
nem der Brückenzweige der stromdurchflossene Meßwi
derstand liegt sowie je nach durch die gewünschte
Betriebsart vorgegebenes Auswerten der Daten be
stimmter Brückenzweige ein Meßbetrieb oder ein der
Reinigung der Meßwiderstandsoberfläche dienender
Freibrenn-Betrieb erfolgt, vorzugsweise zur Durch
führung des Verfahrens nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß einer der Brückenzweige (Übertemperaturbrücken
zweig 5) gegenüber dem den Meßwiderstand (RH) auf
weisenden Brückenzweig (Meßbrückenzweig 2) derart
abgestimmt ist, daß der Meßwiderstand (RH) während
einer von einer Steuereinrichtung (Operationsver
stärker 28, Steuergerät 32) erfaßten strömungs
freien oder nahezu strömungsfreien Betriebsphase
eine Übertemperatur (Tü) annimmt, die zwischen der
Betriebstemperatur (Meßtemperatur) und der Frei
brenntemperatur (Tf) liegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Auswertung bestimmter Brücken
zweige (Referenzbrückenzweig 3, Freibrennbrücken
zweig 4, Übertemperaturbrückenzweig 5) durch ent
sprechende schwellenabhängige Ansteuerung der
Steuereinrichtung (Operationsverstärker 28, Steuer
gerät 32) erfolgt.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerein
richtung (Operationsverstärker 28) mehrere Eingänge
aufweist, deren Ansteuerkombination die Auswahl der
auszuwertenden Brückenzweige (Referenzbrückenzweig
3, Freibrennbrückenzweig 4, Übertemperaturbrücken
zweig 5) bestimmt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893932304 DE3932304A1 (de) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Verfahren und vorrichtung zur temperatursteuerung eines messwiderstands |
JP2241342A JPH03120423A (ja) | 1989-09-28 | 1990-09-13 | 測定抵抗の温度制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893932304 DE3932304A1 (de) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Verfahren und vorrichtung zur temperatursteuerung eines messwiderstands |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3932304A1 true DE3932304A1 (de) | 1991-04-11 |
Family
ID=6390331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893932304 Ceased DE3932304A1 (de) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Verfahren und vorrichtung zur temperatursteuerung eines messwiderstands |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03120423A (de) |
DE (1) | DE3932304A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995008753A1 (de) * | 1993-09-23 | 1995-03-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und schaltungsanordnung zum schutz eines beheizten temperaturabhängigen sensorwiderstands vor überhitzung |
EP1099939A2 (de) * | 1999-11-09 | 2001-05-16 | Pierburg Aktiengesellschaft | Anordnung zur Abgasregelung mit einem Massensensor |
WO2005093240A1 (de) * | 2004-03-27 | 2005-10-06 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur verringerung der verschmutzung eines sensors |
WO2006037312A1 (de) * | 2004-10-06 | 2006-04-13 | Richard Heuschmidt | Verfahren zum konstanthalten der temperatur eines elektrisch beheizten sensors bei lastwechseln |
WO2007074122A1 (de) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Pierburg Gmbh | Verfahren zum betreiben eines abgasmassenstromsensors |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2927378A1 (de) * | 1979-07-06 | 1981-01-29 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum freibrennen eines zu messzwecken dienenden widerstandes |
DE2929434A1 (de) * | 1979-07-20 | 1981-02-05 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum freibrennen eines widerstandes, insbesondere eines hitzdrahtes in einem luftmassenmesser einer brennkraftmaschine |
DE3246523A1 (de) * | 1982-12-16 | 1984-06-20 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahreen und vorrichtung zum gesteuerten freibrennen eines messzwecken dienenden wiederstands |
DE2900690C2 (de) * | 1979-01-10 | 1988-04-14 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
DE3804797A1 (de) * | 1988-02-16 | 1989-08-24 | Bosch Gmbh Robert | Luftmassenmessvorrichtung |
-
1989
- 1989-09-28 DE DE19893932304 patent/DE3932304A1/de not_active Ceased
-
1990
- 1990-09-13 JP JP2241342A patent/JPH03120423A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2900690C2 (de) * | 1979-01-10 | 1988-04-14 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
DE2927378A1 (de) * | 1979-07-06 | 1981-01-29 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum freibrennen eines zu messzwecken dienenden widerstandes |
DE2929434A1 (de) * | 1979-07-20 | 1981-02-05 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zum freibrennen eines widerstandes, insbesondere eines hitzdrahtes in einem luftmassenmesser einer brennkraftmaschine |
DE3246523A1 (de) * | 1982-12-16 | 1984-06-20 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahreen und vorrichtung zum gesteuerten freibrennen eines messzwecken dienenden wiederstands |
DE3804797A1 (de) * | 1988-02-16 | 1989-08-24 | Bosch Gmbh Robert | Luftmassenmessvorrichtung |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995008753A1 (de) * | 1993-09-23 | 1995-03-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und schaltungsanordnung zum schutz eines beheizten temperaturabhängigen sensorwiderstands vor überhitzung |
US5616843A (en) * | 1993-09-23 | 1997-04-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and circuit configuration for protecting a heated temperature-dependent sensor resistor against overheating |
EP1099939A2 (de) * | 1999-11-09 | 2001-05-16 | Pierburg Aktiengesellschaft | Anordnung zur Abgasregelung mit einem Massensensor |
EP1099939A3 (de) * | 1999-11-09 | 2002-09-18 | Pierburg GmbH | Anordnung zur Abgasregelung mit einem Massensensor |
WO2005093240A1 (de) * | 2004-03-27 | 2005-10-06 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur verringerung der verschmutzung eines sensors |
US7487034B2 (en) | 2004-03-27 | 2009-02-03 | Robert Bosch Gmbh | Device and method for reducing the contamination of a sensor |
WO2006037312A1 (de) * | 2004-10-06 | 2006-04-13 | Richard Heuschmidt | Verfahren zum konstanthalten der temperatur eines elektrisch beheizten sensors bei lastwechseln |
WO2007074122A1 (de) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Pierburg Gmbh | Verfahren zum betreiben eines abgasmassenstromsensors |
US8050847B2 (en) | 2005-12-22 | 2011-11-01 | Pierburg Gmbh | Method for operating an exhaust gas mass flow sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03120423A (ja) | 1991-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2612915C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung einer unter der Führung einer λ-Sonde arbeitenden Regelung | |
DE19936858C1 (de) | Aktoranordnung, insbesondere zur Ansteuerung eines Einspritzventils einer Brennkraftmaschine | |
DE3539012A1 (de) | Anordnung mit einem elektronischen regler fuer brennkraftmaschinen | |
DE2529797A1 (de) | Detektorsystem mit einem abgasfuehler, insbesondere fuer brennkraftmaschinen | |
DE2900690C2 (de) | ||
DE2604689A1 (de) | Elektronische steuereinrichtung zur zufuehrung eines optimalen kraftstoff-luftgemisches | |
EP0418329B1 (de) | Schaltung zum messen des innenwiderstandes einer lambdasonde | |
DE3810240A1 (de) | Kraftstoff-regeleinrichtung | |
DE60219831T2 (de) | System zur steuerung der einlasslufttemperatur in dieselverbrennungsmotoren | |
DE3932304A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur temperatursteuerung eines messwiderstands | |
DE3022685C2 (de) | ||
DE10101755C1 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung des Innenwiderstandes einer Linearen Sauerstoffsonde | |
DE2929434A1 (de) | Einrichtung zum freibrennen eines widerstandes, insbesondere eines hitzdrahtes in einem luftmassenmesser einer brennkraftmaschine | |
DE10319530A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung eines elektromechanischen Aktors | |
DE19958406A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Stellers mit einem kapazitiven Element | |
DE2444511A1 (de) | Anordnung zur messung der stroemungsgeschwindigkeit eines gasfoermigen mediums, insbesondere des luftdurchsatzes im saugrohr einer brennkraftmaschine | |
DE2704777C2 (de) | Verbrennungsmotor mit Vorrichtungen zum Regeln der mit dem Motorbetrieb zusammenhängenden physikalischen Größen | |
DE3014633A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur rueckkopplungssteuerung einer brennkraftmaschine | |
WO2005040582A2 (de) | Diagnoseverfahren für einen elektromechanischen aktor | |
DE4444409C1 (de) | Einrichtung zur Messung der Induktivität einer Spule | |
DE3433368C2 (de) | ||
DE10156037A1 (de) | Verfahren zur Funktionsüberwachung eines elektrischen Heizelements einer Kfz-Zusatzheizung | |
DE3803609C2 (de) | ||
WO1987005695A1 (en) | Circuit with a current probe used in a bridge connection | |
DE4039356C1 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |