DE4410855A1 - Verfahren zum Kalibrieren des Zeitansprechvermögens eines Luft-Massenstrom-Sensors ohne Luftstrom - Google Patents
Verfahren zum Kalibrieren des Zeitansprechvermögens eines Luft-Massenstrom-Sensors ohne LuftstromInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Luft-Massen
strom-Sensoren und insbesondere auf ein Verfahren zum Kali
brieren der Ansprechzeit eines Luft-Massenstrom-Sensors.
Das Kalibrieren des Zeitansprechvermögens eines Luft-Massen
strom-Sensors war in der Vergangenheit ein zeitaufwendiger
Vorgang, der sich für die Massenproduktion nicht recht eig
net. Bei dem heute in der Produktion verwendeten Verfahren
zum Kalibrieren des Zeitansprechvermögens wird der Luft-Mas
senstrom-Sensor an einer Testhalterung befestigt, die die Fä
higkeit aufweist, den vom Luft-Massenstrom-Sensor gemessenen
Luftstrom schnell zwischen zwei verschiedenen, genau gesteu
erten Luftstromgrößen abzuändern, und die Ansprechzeit wird
gemessen. Die Ansprechzeit steuernden Widerstandselemente wer
den mit Laser abgeglichen, um die Ansprechzeit des Luft-Mas
senstrom-Sensors innerhalb spezifizierter Grenzen einzustel
len. Um sicherzustellen, daß die Ansprechzeit des Luft-Mas
senstrom-Sensors innerhalb spezifizierter Grenzen liegt,
wird der Vorgang dann mindestens einmal wiederholt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kali
brieren der Ansprechzeit eines Luft-Massenstrom-Sensors, bei
dem es nicht erforderlich ist, den Luft-Massenstrom-Sensor
einem Luftstrom auszusetzen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren der An
sprechzeit eines Luft-Massenstrom-Sensors der Bauart mit ei
nem aufgeheizten Widerstandssensorelement, einem kalten Wi
derstand und einer abgeglichenen Brückensteuerschaltung. Die
abgeglichene Brückensteuerschaltung weist einen Rechenver
stärker mit einem positiven Eingang, einem negativen Eingang
und einem Ausgang auf, der den aufgeheizten und kalten Wider
ständen elektrische Energie zuführt. Die Steuerschaltung
weist weiter einen ersten Vorspannungswiderstand auf, der
den positiven Eingang des Rechenverstärkers an eine Bezugs
spannung anschließt, und einen zweiten Vorspannungswider
stand, der den negativen Eingang des Rechenverstärkers an
die Bezugsspannung anschließt. Der erste und der zweite Vor
spannungswiderstand steuern eine Brücken-Ungleichgewichts
spannung, die von dem durch die aufgeheizten und kalten Wi
derstände fließenden Strom erzeugt wird.
Das Verfahren beinhaltet das Anlegen elektrischer Energie an
den Luft-Massenstrom-Sensor und das Messen der Brücken-Un
gleichgewichtsspannung. Unter Verwendung eines programmier
ten Mikroprozessors wird dann ein Anfangswert einer Konstante
CI des Widerstandswertes des aufgeheizten Widerstandes er
rechnet, wobei der Widerstandswert des aufgeheizten Wider
standes RH in der Steuerbrücke durch die folgende Gleichung
gegeben wird:
wobei
C eine Konstante annähernd gleich dem aufgeheizten Widerstandswert des aufgeheizten Widerstandes ist,
CI eine kleine Konstante, die die Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-Sensors steuert, ist und
IH der durch den aufgeheizten Widerstandswert durch tretende Strom ist.
C eine Konstante annähernd gleich dem aufgeheizten Widerstandswert des aufgeheizten Widerstandes ist,
CI eine kleine Konstante, die die Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-Sensors steuert, ist und
IH der durch den aufgeheizten Widerstandswert durch tretende Strom ist.
Das Verfahren errechnet dann einen Sollwert für die Brücken-
Ungleichgewichtsspannung unter Verwendung eines Sollwertes
für die Konstante CI, was ein Zeitansprechvermögen innerhalb
spezifizierter Grenzen ergibt. Der Sollwert für die Brücken-
Ungleichgewichtsspannung wird dann mit dem Betrag der anfäng
lichen Brücken-Ungleichgewichtsspannung verglichen, und der
erste Vorspannungswiderstand wird mit Laser zum Herabsetzen
des Betrages der Brücken-Ungleichgewichtsspannung auf die
Sollspannung nach Maßgabe des Anfangswertes, der größer als
der Sollwert ist, abgeglichen, oder der zweite Vorspannungs
widerstand wird mit Laser zum Erhöhen des Betrages des Brücken-
Ungleichgewichtsbetrages auf den Sollwert abgeglichen,
wenn der Anfangswert unter dem Sollwert liegt.
Der Vorteil der offenbarten Ansprechzeitkalibrierung des
Luft-Massenstrom-Sensors liegt darin, daß ein Luftstrom oder
eine stufenweise Änderung in einem Luftstrom nicht erforder
lich sind.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das Verfahren das Kali
brieren eines Luftstrom-Sensors in nur einem Bruchteil der
beim Stand der Technik erforderlichen Zeit gestattet.
Diese und weitere Vorteile des offenbarten Verfahrens zum Ka
librieren der Ansprechzeit eines Luft-Massenstrom-Sensors er
geben sich bei einem Lesen der Beschreibung in Verbindung
mit den Zeichnungen.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Luft-Massenstrom-Sen
sors,
Fig. 2 ist ein Schaltbild der abgeglichenen Brückenschal
tung,
Fig. 3 ist ein Schaubild mit der Darstellung des Widerstands
wertes des aufgeheizten Widerstandes in der abgegli
chenen Brückenschaltung, betrachtet von einem thermo
dynamischen Gesichtspunkt als eine Funktion des Heiz
stromes,
Fig. 4 ist ein Schaubild mit der Darstellung des Betrages
der Konstanten CI als eine Funktion der Brücken-Un
gleichgewichtsspannung, und
Fig. 5 ist ein Fließbild des Kalibrierverfahrens.
Ein erhitzter Luft-Massenstrom-Drahtsensor 10 wird in Fig. 1
gezeigt. Der Luft-Massenstrom-Sensor hat eine auf einem Sen
sorhalteglied 100 eines Luftansaugsystems eines Verbrennungs
motors montierbare Basis 12, ein Elektronikgehäuse 14, einen
Sensorkopf 16 und einen elektrischen Verbinder 18. Der Sen
sorkopf 16 erstreckt sich in einen Sensorluftkanal 102 des
Sensorgehaltegliedes 100 und mißt den durch diesen durchtre
tenden Luftmassenstrom.
Der Primärluftstrom zum Motor erfolgt durch einen viel größe
ren Luftstromkanal 104. Der Sensorkopf 16 weist einen aufge
heizten Widerstand RH und einen kalten Widerstand RC auf,
die dem Luftstrom in dem Luftansaugsystem ausgesetzt sind.
Das Elektronikgehäuse 14 nimmt die elektronische Schaltung
20 auf, die in dem in Fig. 2 in gestrichelten Linien darge
stellten Kasten enthalten ist. Der elektrische Verbinder 18
erhält elektrische Energie von einer äußeren Quelle und über
trägt das von dem Luft-Massenstrom-Sensor 10 erzeugte Aus
gangssignal auf das elektronische Brennstoffsteuersystem des
Motors, das die dem Motor zuzuführende Brennstoffmenge als
eine Funktion der gemessenen Luft-Massenstrommenge errech
net.
Die elektronische Schaltung 20 ist eine abgeglichene Brücken
schaltung mit einem erhitzten Widerstand RH in einem Zweig
der abgeglichenen Brücke und dem kalten Widerstand RC in dem
anderen Zweig. Der aufgeheizte Widerstand RH und der kalte
Widerstand RC erhalten elektrische Energie vom Ausgang eines
Rechenverstärkers 22. Der aufgeheizte Widerstand RH ist über
einen Widerstand R1 mit Masse verbunden, während der kalte
Widerstand RC über die Widerstände R2 und R3 mit Masse ver
bunden ist.
In der bevorzugten Ausführungsform hat der aufgeheizte Wider
stand RH einen Kaltwiderstandswert von annähernd 20 Ohm, und
der kalte Widerstand RC hat einen Kaltwiderstandswert von
450 Ohm. Die Widerstandswerte der Widerstände R1, R2 und R3
sind 10 Ohm, 200 Ohm bzw. 230 Ohm. Der Verbindungspunkt 24
zwischen dem aufgeheizten Widerstand RH und dem Widerstand
R1 ist über einen Widerstand R4 mit dem positiven Eingang
des Rechenverstärkers 22 verbunden, während der Verbindungs
punkt 26 zwischen den Widerständen R3 und R2 über einen Wi
derstand R5 mit dem negativen Eingang des Rechenverstärkers
22 verbunden ist. Der positive Eingang des Rechenverstärkers
22 ist auch über einen Widerstand R7 an eine Bezugsspannung
VREF angeschlossen, die an einer mit VREF bezeichneten Ein
gangsklemme anliegt. Diese Bezugsspannung VREF wird auch
über einen Widerstand R6 dem negativen Eingang des Rechenver
stärkers 22 zugeführt. Der Eingang des Rechenverstärkers ist
auch mit einem Verstärker 28 verbunden, der am Anschluß 30
ein Luft-Massenstromsignal ausbildet.
Beim Betrieb der Schaltung werden die Widerstände RC, R2 und
R3 zum Aufbau eines Überhitzungsverhältnisses für die Wider
stände RH und R1 benutzt. Der durch die Widerstände RC, R2
und R3 fließende Strom erzeugt eine Spannung am Verbindungs
punkt 26, die dem negativen Eingang des Rechenverstärkers 22
zugeführt wird. Ohne Zufuhr von Energie zur Schaltung liegt
das Verhältnis der Werte der Widerstände RC + R3 zu R2 bei
annähernd 3,4 : 1, während das Verhältnis der Werte des Wi
derstandes RH zu R1 2 : 1 beträgt. Beim anfänglichen Lei
stungsaufbau beträgt die Spannung am Verbindungspunkt 26 ef
fektiv annähernd 23% der Ausgangsspannung VO des Rechenver
stärkers 22, und die Spannung am Verbindungspunkt 24 beträgt
annähernd 30% der Ausgangsspannung VO. Dieser Spannungsun
terschied zwischen dem positiven und dem negativen Eingang
des Rechenverstärkers 22 führt zu einem Anstieg in dessen
Ausgangsspannung VO. Bei Ansteigen dieser Spannung erhöht
sich die über die Widerstände RH und RC abgeführte elektri
sche Energie und bewirkt einen Anstieg ihrer Temperaturen.
Da beide Widerstände RH und RC positive Widerstands-Tempera
turkoeffizienten aufweisen, erhöhen sich ihre Widerstandswer
te bei einem Anstieg der Temperatur. Wegen des niedrigeren
Widerstandswertes von RH erhöht sich dessen Temperatur
schneller als die Temperatur von RC, bis die an den positi
ven Eingang des Rechenverstärkers 22 angelegte Spannung vom
Verbindungspunkt 24 sich um einen vorgegebenen Betrag von
der Spannung am Verbindungspunkt 26 unterscheidet. Dieser Be
trag wird durch die Einwirkung der über die Widerstände R6
und R7 empfangenen geregelten Spannung VREF modifiziert. Die
Widerstände R6 und R7 sind auch an die entsprechenden Eingän
ge des Rechenverstärkers 22 angeschlossen.
Bei Fehlen eines Luftstroms, und wenn die Werte der Wider
stände RH, RC, R1, R2 und R3 wie vorstehend angegeben sind,
ist die Temperatur des Widerstandes RH annähernd gleich der
Umgebungstemperatur plus 200°C, während die Temperatur des
Widerstandes RC annähernd gleich der Umgebungstemperatur
plus 6°C ist.
Ein Luftstrom im Luftansaugsystem eines Motors wird Wider
stand RH wegen seiner höheren Temperatur mehr als Widerstand
RC kühlen. Die Ungleichgewichtsspannung VOS zwischen dem po
sitiven und dem negativen Eingang des Rechenverstärkers 22
und dessen Ausgangsspannung VO erhöhen sich damit bis zum er
neuten Abgleich der Brückenschaltung.
Die Widerstände R4, R5, R6 und R7 werden zum Einstellen der
Ansprechzeit der Luft-Massenstrom-Sensoren verwendet.
Die Erfindung leitet sich aus einer empirischen Prüfung dar
über ab, wie die Schaltung den Wert des aufgeheizten Wider
standes RH einschließlich der an den positiven und den nega
tiven Eingang des Rechenverstärkers 22 angelegten Ungleichge
wichtsspannung VOS steuert. Die folgende Gleichung kann zum
Bestimmen des Widerstandswertes des aufgeheizten Widerstan
des RH in der abgeglichenen Brückenschaltung 20 verwendet
werden:
wobei
C der durch die Schaltung gesteuerte angenäherte aufgeheizte Widerstandswert des Widerstandes RH,
CI eine kleine Konstante, die die Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-Sensors auf der Grundlage der Schaltungsbauteile und der Ungleichgewichtsspan nung VOS steuert, und
IH der durch den aufgeheizten Widerstand RH durchtretende Strom ist.
C der durch die Schaltung gesteuerte angenäherte aufgeheizte Widerstandswert des Widerstandes RH,
CI eine kleine Konstante, die die Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-Sensors auf der Grundlage der Schaltungsbauteile und der Ungleichgewichtsspan nung VOS steuert, und
IH der durch den aufgeheizten Widerstand RH durchtretende Strom ist.
Die Konstante C kann aus der folgenden Formel bestimmt wer
den:
wobei
Die Konstante CI kann aus der Gleichung bestimmt werden:
Fig. 3 ist ein Schaubild mit der Darstellung der Schwankung
der Widerstandswerte des aufgeheizten Widerstandes RH als ei
ne Funktion des Stromes IH nach Maßgabe der Gleichung (1).
Die Kurve 32 stellt den Wert des Widerstandswertes des aufge
heizten Widerstandes RH als eine Funktion des Stromes IH
dar, wenn CI einen beträchtlichen Wert aufweist, zum Bei
spiel CI ≈ 0,10. Die Kurve 34 stellt den Widerstandswert des
aufgeheizten Widerstandes RH als eine Funktion des Stromes
IH dar, wenn CI einen Wert von annähernd 0 aufweist, und die
Kurve 36 stellt den Widerstandswert des Heizwiderstandes RH
dar, wenn CI einen negativen Wert aufweist.
Die in Fig. 3 gezeigte Kurve 38 stellt den Widerstandswert
RHTH des aufgeheizten Widerstandes RH von einem thermodynami
schen Gesichtspunkt aus betrachtet dar für eine erste Luft-
Massenstromgeschwindigkeit. Der Widerstandswert RHTH kann
aus der folgenden Gleichung abgeleitet werden:
wobei
αA der Temperaturkoeffizient des Widerstandswertes des Widerstandes RH,
IH der durch den Widerstand RH durchtretende Strom,
H ein Gesamtwärmeübertragungskoeffizient und
RA der Widerstandswert des Widerstandes RH bei einer Umgebungstemperatur ist.
αA der Temperaturkoeffizient des Widerstandswertes des Widerstandes RH,
IH der durch den Widerstand RH durchtretende Strom,
H ein Gesamtwärmeübertragungskoeffizient und
RA der Widerstandswert des Widerstandes RH bei einer Umgebungstemperatur ist.
Die Kurve 40 stellt den Widerstandswert RHTH des aufgeheiz
ten Widerstandes RH für eine Luft-Massenstromgeschwindig
keit, die größer als die Luft-Massenstromgeschwindigkeit der
Kurve 38 ist, dar. Der Schnittpunkt der Kurven 38 oder 40
mit den Kurven 32 oder 34 gibt den Wert von RH und den Strom
IH an, bei dem der Luft-Massenstrom-Sensor 10 bei einer gege
benen Luft-Massenstromgeschwindigkeit arbeitet. An diesem
Punkt sind die aus den Gleichungen (1) und (5) abgeleiteten
Widerstandswerte gleich.
Die Beziehung zwischen der Ansprechzeit und der Konstanten
CI wird mit der in Fig. 4 gezeigten Kurve 42 dargestellt. Je
größer der Wert von CI ist, desto länger ist die Ansprech
zeit. Je kleiner der Wert von CI ist, desto kürzer ist die
Ansprechzeit, und ein negativer Wert von CI wird zu einem
Schwingen der abgeglichenen Brückenschaltung führen. Zum Ka
librieren der Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-Sensors 10,
damit diese in einem spezifizierten Bereich liegt, muß CI
auf einen vorgewählten niedrigen positiven Wert eingestellt
werden.
Der Wert von CI kann durch Abgleichen des Widerstandes R6
oder R7 mit Laser eingestellt werden. Zum Kalibrieren der An
sprechzeit, damit diese ohne einen Luftstrom innerhalb der
spezifizierten Grenzen liegt, muß der Augenblickswert von CI
ermittelt werden. Der Augenblickswert von CI läßt sich über
seine Beziehung zu der Brücken-Ungleichgewichtsspannung Vbr
bestimmen, die gleich der Spannungsdifferenz zwischen der
Spannung V1 am Verbindungspunkt 24 und der Spannung V2 am
Verbindungspunkt 26 ist. Sämtliche Widerstandswerte, die den
Wert von CI beeinflussen, sind zu Beginn der Kalibrierung be
kannt, und der Betrag der Ungleichgewichtsspannung VOS zwi
schen den Eingängen des Rechenverstärkers 22 kann über den
Anfangswert der Spannungen V1 und V2 bestimmt werden, wobei:
Wegen der in der Gleichung (4) gegebenen Beziehung zwischen
CI und VOS und der in der Gleichung (6) gegebenen linearen
Beziehung von Vbr zu VOS kann der Anfangswert von CI be
stimmt und die Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-Sensors so
kalibriert werden, daß sie im Sollbereich liegt, durch Über
wachen des Anfangswertes der Brücken-Ungleichgewichtsspan
nung Vbr und Abgleichen von entweder R6 oder R7 durch Laser
zum Einstellen des Wertes der Brücken-Ungleichgewichtsspan
nung Vbr auf einen vorgegebenen ausgewählten Wert zum Erzie
len des Sollwertes von CI. Im einzelnen gilt, daß ein Abglei
chen von R6 mit Laser dessen Widerstandswert und die Brücken-
Ungleichgewichtsspannung Vbr erhöht, während ein Abglei
chen von R7 mit Laser dessen Widerstandswert erhöht und die
Brücken-Ungleichgewichtsspannung Vbr absenkt. Deshalb kann
entweder R6 oder R7 durch Laser auf den vorgegebenen Wert ab
geglichen werden, während die Brücken-Ungleichgewichtsspan
nung Vbr überwacht wird. Dies führt zu dem ausgewählten nie
drigen positiven Wert von CI. Wie bereits erwähnt wurde,
liegt die Ansprechzeit im spezifizierten Bereich, falls CI
den vorgewählten positiven Wert aufweist.
Das Verfahren zum Kalibrieren der Ansprechzeit des Luft-Mas
senstrom-Sensors wird nun in bezug auf das in Fig. 4 gezeig
te Fließbild erläutert. Das Verfahren beginnt mit der Monta
ge des Luft-Massenstrom-Sensors 10 auf einem Prüfstand und
dem Anlegen von elektrischer Energie, wie dies durch den
Block 44 angezeigt wird.
Der Wert der anfänglichen Brückenspannung Vbr wird gemessen,
wie dies im Block 46 angezeigt wird. Die Anfangsbrückenspan
nung ist die Differenz zwischen der am Verbindungspunkt 26
gemessenen Spannung V2 und der am Verbindungspunkt 24 gemes
senen Spannung V1. Zum Erleichtern dieser Messungen sind auf
der Luft-Massenstrom-Sensor-Schaltung 20 Prüfpunkte V1 und
V2 vorgesehen. Nach dem Bestimmen des tatsächlichen Wertes
von Vbr wird die Ungleichgewichtsspannung VOS unter Verwen
dung der Gleichung (6) errechnet. Dann wird der Anfangswert
von CI unter Verwendung der Gleichung (4), wie es durch den
Block 48 angezeigt wird, errechnet.
Nach der Bestimmung des Anfangswertes von CI werden die Rech
nungen zum Bestimmen einer Brücken-Ungleichgewichtsspannung
Vbr, die zum Erzeugen eines Sollwertes von CI benötigt wird,
umgedreht, wobei dieser Sollwert dem Luft-Massenstrom-Sensor
eine Ansprechzeit innerhalb des spezifierten Bereiches ver
leiht, wie dies durch den Block 50 angezeigt wird. Das Ver
fahren schreitet dann fort und fragt den Entscheidungsblock
52, ob die gemessene Brücken-Ungleichgewichtsspannung Vbr
größer als die erforderlichen Brücken-Ungleichgewichtsspan
nung ist. Falls die gemessene Brücken-Ungleichgewichtsspan
nung Vbr größer als die erforderliche Vbr ist, wird der Wi
derstand R7 zum Erhöhen seines Widerstandswertes mit Laser
abgeglichen. Dies senkt den Wert der Brücke Vbr ab, wie dies
durch den Block 54 angezeigt wird. Die Brücken-Ungleichge
wichtsspannung wird kontinuierlich überwacht und mit der er
forderlichen Brücken-Ungleichgewichtsspannung verglichen,
Entscheidungsblock 56, bis das Abgleichen von R7 mit Laser
die gemessene Brücken-Ungleichgewichtsspannung Vbr bis zur
Gleichheit mit der erforderlichen Vbr absenkt.
Zurückkommend zum Entscheidungsblock 52, wenn die gemessene
Brücken-Ungleichgewichtsspannung Vbr unter der erforderli
chen Brücken-Ungleichgewichtsspannung liegt, wird der Wider
stand R6 mit Laser abgeglichen, wie dies durch den Block 58
angezeigt wird, bis die gemessene Brücken-Ungleichgewichts
spannung Vbr gleich der erforderlichen Brücken-Ungleichge
wichtsspannung Vbr ist, wie dies durch den Entscheidungs
block 60 angezeigt wird. Wenn die gemessene Brücken-Ungleich
gewichtsspannung Vbr gleich der erforderlichen Brücken-Un
gleichgewichtsspannung ist, Entscheidungsblock 56 oder 60,
ist die Kalibrierung der Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-
Sensors abgeschlossen.
Die Berechnung der Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-Sensors
läßt sich mit einem Mikroprozessor zum Durchführen der erfor
derlichen Rechen- und Entscheidungsvorgänge, wie dies im
Fließbild dargestellt ist, vollständig automatisieren, wie
auch das Steuern des Abgleichens des Widerstandes R6 oder R7
mit Laser.
Claims (12)
1. Verfahren zum Kalibrieren des Zeitansprechvermögens ei
nes Luft-Massenstrom-Sensors mit einem aufgeheizten Wi
derstand, einem kalten Widerstand und einer abgegliche
nen Brückenschaltung mit einer Brücken-Ungleichgewichts
spannung, einer Bezugsspannung und einem an die Bezugs
spannung angeschlossenen und den Wert der Brücken-Un
gleichgewichtsspannung steuernden ersten und zweiten Vor
spannungswiderstand, gekennzeichnet durch die folgenden
Stufen:
Messen eines Anfangswertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung Vbr,
Errechnen eines Anfangswertes einer Konstanten CI des aufgeheizten Widerstandes bezogen auf die Ansprech zeit der abgeglichenen Brückenschaltung aus dem Anfangs wert der Brücken-Ungleichgewichtsspannung,
Berechnen eines Wertes der Brücken-Ungleichgewichts spannung Vbr, der zum Erzeugen eines Sollwertes der Kon stanten CI erforderlich ist, die für den Luft-Massen strom-Sensor eine Ansprechzeit innerhalb spezifizierter Grenzen bewirken würde,
Abgleichen des ersten Vorspannungswiderstandes mit Laser zum Herabsetzen der gemessenen Brücken-Ungleichge wichtsspannung auf die erforderliche Brücken-Ungleichge wichtsspannung nach Maßgabe davon, daß die gemessene Brücken-Ungleichgewichtsspannung größer als die erforder liche Brücken-Ungleichgewichtsspannung ist, und
Abgleichen des zweiten Vorspannungswiderstandes mit Laser zum Erhöhen der gemessenen Brücken-Ungleichge wichtsspannung auf die erforderliche Brücken-Ungleichge wichtsspannung nach Maßgabe davon, daß die gemessene Brücken-Ungleichgewichtsspannung geringer als die erfor derliche Brücken-Ungleichgewichtsspannung ist.
Messen eines Anfangswertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung Vbr,
Errechnen eines Anfangswertes einer Konstanten CI des aufgeheizten Widerstandes bezogen auf die Ansprech zeit der abgeglichenen Brückenschaltung aus dem Anfangs wert der Brücken-Ungleichgewichtsspannung,
Berechnen eines Wertes der Brücken-Ungleichgewichts spannung Vbr, der zum Erzeugen eines Sollwertes der Kon stanten CI erforderlich ist, die für den Luft-Massen strom-Sensor eine Ansprechzeit innerhalb spezifizierter Grenzen bewirken würde,
Abgleichen des ersten Vorspannungswiderstandes mit Laser zum Herabsetzen der gemessenen Brücken-Ungleichge wichtsspannung auf die erforderliche Brücken-Ungleichge wichtsspannung nach Maßgabe davon, daß die gemessene Brücken-Ungleichgewichtsspannung größer als die erforder liche Brücken-Ungleichgewichtsspannung ist, und
Abgleichen des zweiten Vorspannungswiderstandes mit Laser zum Erhöhen der gemessenen Brücken-Ungleichge wichtsspannung auf die erforderliche Brücken-Ungleichge wichtsspannung nach Maßgabe davon, daß die gemessene Brücken-Ungleichgewichtsspannung geringer als die erfor derliche Brücken-Ungleichgewichtsspannung ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Brückenschaltung eine den Strom durch den aufgeheiz
ten Widerstand anzeigende erste Spannung V1 und eine den
Strom durch den kalten Widerstand anzeigende zweite Span
nung V2 erzeugt und die Stufe des Messens eines Anfangs
wertes der Brücken-Ungleichgewichtsspannung die folgen
den Stufen umfaßt:
Messen des Wertes der ersten Spannung V1,
Messen des Wertes der zweiten Spannung V2 und
Errechnen des Anfangswertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung als Differenz in den Werten von V1 und V2.
Messen des Wertes der ersten Spannung V1,
Messen des Wertes der zweiten Spannung V2 und
Errechnen des Anfangswertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung als Differenz in den Werten von V1 und V2.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die abgeglichene Brückenschaltung Schaltungsbauteile und
einen Rechenverstärker enthält zum Steuern des Stromes
durch den aufgeheizten Widerstand und den kalten Wider
stand nach Maßgabe einer an einen positiven und einen ne
gativen Eingang des Rechenverstärkers angelegten Brücken-
Ungleichgewichtsspannung VOS, wobei die Stufe des Be
rechnens eines Anfangswertes der Konstanten CI die fol
genden Stufen umfaßt:
Errechnen eines Anfangswertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung VOS aus dem Wert der Brücken-Ungleichge wichtsspannung Vbr und
Errechnen des Anfangswertes der Konstanten CI aus den Werten der Schaltungsbauteile und des Anfangswertes der Brücken-Ungleichgewichtsspannung VOS.
Errechnen eines Anfangswertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung VOS aus dem Wert der Brücken-Ungleichge wichtsspannung Vbr und
Errechnen des Anfangswertes der Konstanten CI aus den Werten der Schaltungsbauteile und des Anfangswertes der Brücken-Ungleichgewichtsspannung VOS.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltungsbauteile einen ersten Widerstand R1, der
zwischen dem aufgeheizten Widerstand und einem Massepo
tential liegt, einen zweiten Widerstand R2, der in Reihe
mit einem dritten Widerstand R3 zwischen dem kalten Wi
derstand und dem Massepotential liegt, einen vierten Wi
derstand R4, der zwischen einem Verbindungspunkt zwi
schen dem aufgeheizten Widerstand und dem ersten Wider
stand R1 und dem positiven Eingang des Rechenverstärkers
liegt, und einen fünften Widerstand R5, der einen Verbin
dungspunkt zwischen den Widerständen R2 und R3 mit dem
negativen Eingang des Rechenverstärkers verbindet, um
faßt und die Stufe des Errechnens des Anfangswertes der
Konstanten CI das Lösen einer ersten Gleichung ein
schließt:
wobei
R6 der Wert des ersten Brückenvorspannungswiderstan des ist,
R7 der Wert des zweiten Brückenvorspannungswider standes ist,
RC3 der Widerstandswert des kalten Widerstandes und des Widerstandes R3 ist, die miteinander in Rei he geschaltet sind,
R6 der Wert des ersten Brückenvorspannungswiderstan des ist,
R7 der Wert des zweiten Brückenvorspannungswider standes ist,
RC3 der Widerstandswert des kalten Widerstandes und des Widerstandes R3 ist, die miteinander in Rei he geschaltet sind,
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe des Errechnens eines Anfangswertes der Un
gleichgewichtsspannung VOS das Lösen einer zweiten Glei
chung einschließt:
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe des Errechnens einer Brücken-Ungleichgewichts
spannung, die für das Erzeugen eines Sollwertes für die
Konstante CI erforderlich ist, die folgenden Stufen um
faßt:
Lösen einer ersten Gleichung mit der Konstanten CI mit dem Sollwert zum Erzeugen eines für die Ungleichge wichtsspannung VOS erforderlichen Wertes und
Lösen der zweiten Gleichung für den Sollwert der Brücken-Ungleichgewichtsspannung Vbr mit dem Sollwert für die Ungleichgewichtsspannung VOS.
Lösen einer ersten Gleichung mit der Konstanten CI mit dem Sollwert zum Erzeugen eines für die Ungleichge wichtsspannung VOS erforderlichen Wertes und
Lösen der zweiten Gleichung für den Sollwert der Brücken-Ungleichgewichtsspannung Vbr mit dem Sollwert für die Ungleichgewichtsspannung VOS.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe des Abgleichens des ersten Vorspannungswider
standes mit Laser die folgenden Stufen umfaßt:
Vergleichen der anfänglichen Brücken-Ungleichge wichtsspannung mit der erforderlichen Brücken-Ungleichge wichtsspannung zum Bestimmen, welche den höheren Wert aufweist,
Abgleichen des ersten Vorspannungswiderstandes mit Laser, wenn die anfängliche Brücken-Ungleichgewichtsspan nung größer als die erforderliche Brücken-Ungleichge wichtsspannung ist, zum Herabsetzen der anfänglichen Brücken-Ungleichgewichtsspannung, und
Abschließen des Abgleichens des ersten Vorspannungs widerstandes mit Laser nach Maßgabe davon, daß die an fängliche Brücken-Ungleichgewichtsspannung bis zur Gleichheit mit der erforderlichen Ungleichgewichtsspan nung herabgesetzt wird.
Vergleichen der anfänglichen Brücken-Ungleichge wichtsspannung mit der erforderlichen Brücken-Ungleichge wichtsspannung zum Bestimmen, welche den höheren Wert aufweist,
Abgleichen des ersten Vorspannungswiderstandes mit Laser, wenn die anfängliche Brücken-Ungleichgewichtsspan nung größer als die erforderliche Brücken-Ungleichge wichtsspannung ist, zum Herabsetzen der anfänglichen Brücken-Ungleichgewichtsspannung, und
Abschließen des Abgleichens des ersten Vorspannungs widerstandes mit Laser nach Maßgabe davon, daß die an fängliche Brücken-Ungleichgewichtsspannung bis zur Gleichheit mit der erforderlichen Ungleichgewichtsspan nung herabgesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe des Abgleichens des zweiten Brückenvorspan
nungswiderstandes mit Laser die folgenden Stufen umfaßt:
Abgleichen des zweiten Vorspannungswiderstandes mit Laser, wenn der Anfangswert der Brücken-Ungleichgewichts spannung Vbr unter dem Wert der erforderlichen Brücken- Ungleichgewichtsspannung liegt, zum Erhöhen des Wertes der anfänglichen Brücken-Ungleichgewichtsspannung und
Abschließen des Abgleichens des zweiten Vorspannungs widerstandes mit Laser nach Maßgabe davon, daß der Wert der anfänglichen Brücken-Ungleichgewichtsspannung bis zur Gleichheit mit dem Wert der erforderlichen Brücken- Ungleichgewichtsspannung erhöht wird.
Abgleichen des zweiten Vorspannungswiderstandes mit Laser, wenn der Anfangswert der Brücken-Ungleichgewichts spannung Vbr unter dem Wert der erforderlichen Brücken- Ungleichgewichtsspannung liegt, zum Erhöhen des Wertes der anfänglichen Brücken-Ungleichgewichtsspannung und
Abschließen des Abgleichens des zweiten Vorspannungs widerstandes mit Laser nach Maßgabe davon, daß der Wert der anfänglichen Brücken-Ungleichgewichtsspannung bis zur Gleichheit mit dem Wert der erforderlichen Brücken- Ungleichgewichtsspannung erhöht wird.
9. Verfahren zum Kalibrieren der Ansprechzeit eines Luft-
Massenstrom-Sensors mit einem aufgeheizten Widerstand,
einem kalten Widerstand und einer abgeglichenen Brücken
schaltung, wobei die abgeglichene Brückenschaltung einen
Rechenverstärker mit einem positiven Eingang, einem nega
tiven Eingang und einem an den heißen Widerstand und den
kalten Widerstand angeschlossenen Ausgang umfaßt, wobei
die Schaltung weiter einen ersten Vorspannungswider
stand, der den positiven Eingang des Rechenverstärkers
mit einer Bezugsspannung verbindet, und einen zweiten
Vorspannungswiderstand, der den negativen Eingang des Re
chenverstärkers mit Masse verbindet, enthält, und die Wi
derstandswerte des ersten und des zweiten Vorspannungswi
derstandes eine Brücken-Ungleichgewichtsspannung steu
ern, die durch den Stromfluß durch den aufgeheizten Wi
derstand und den kalten Widerstand erzeugt wird, gekenn
zeichnet durch die folgenden Stufen:
Anlegen von elektrischer Energie an den Luft-Massen strom-Sensor,
Messen eines Anfangswertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung,
Errechnen eines Anfangswertes einer Konstanten CI des Widerstandswertes des aufgeheizten Widerstandes aus dem Anfangswert der Brücken-Ungleichgewichtsspannung, wenn der aufgeheizte Widerstand einen Wert RH=C+(1/IH)CI aufweist, wobei
C eine Konstante gleich dem angenäherten aufgeheiz ten Widerstandswert des heißen Widerstandes, ge steuert durch die abgeglichene Brückenschaltung,
CI eine die Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-Sen sors steuernde kleine Konstante und
IH der Strom durch den aufgeheizten Widerstand ist, Errechnen eines Sollwertes für die Brücken-Ungleich gewichtsspannung Vbr, die zum Erzeugen eines Sollwertes der Konstanten CI erforderlich ist, wobei der Wert der Konstanten CI so ausgewählt wird, daß dem Luft-Massen strom-Sensor eine gewünschte Ansprechzeit vermittelt wird,
Vergleichen des Sollwertes für die Brücken-Ungleich gewichtsspannung Vbr mit dem Anfangswert um zu bestim men, welcher größer ist,
Abgleichen des ersten Vorspannungswiderstandes mit Laser zum Herabsetzen des Anfangswertes der Brücken-Un gleichgewichtsspannung Vbr bis auf einen Wert gleich dem Sollwert nach Maßgabe davon, daß der Anfangswert größer als der Sollwert ist, und
Abgleichen des zweiten Vorspannungswiderstandes mit Laser zum Erhöhen des Anfangswertes der Brücken-Ungleich gewichtsspannung Vbr bis zur Gleichheit mit dem Sollwert nach Maßgabe davon, daß der Anfangswert kleiner als der Sollwert ist.
Anlegen von elektrischer Energie an den Luft-Massen strom-Sensor,
Messen eines Anfangswertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung,
Errechnen eines Anfangswertes einer Konstanten CI des Widerstandswertes des aufgeheizten Widerstandes aus dem Anfangswert der Brücken-Ungleichgewichtsspannung, wenn der aufgeheizte Widerstand einen Wert RH=C+(1/IH)CI aufweist, wobei
C eine Konstante gleich dem angenäherten aufgeheiz ten Widerstandswert des heißen Widerstandes, ge steuert durch die abgeglichene Brückenschaltung,
CI eine die Ansprechzeit des Luft-Massenstrom-Sen sors steuernde kleine Konstante und
IH der Strom durch den aufgeheizten Widerstand ist, Errechnen eines Sollwertes für die Brücken-Ungleich gewichtsspannung Vbr, die zum Erzeugen eines Sollwertes der Konstanten CI erforderlich ist, wobei der Wert der Konstanten CI so ausgewählt wird, daß dem Luft-Massen strom-Sensor eine gewünschte Ansprechzeit vermittelt wird,
Vergleichen des Sollwertes für die Brücken-Ungleich gewichtsspannung Vbr mit dem Anfangswert um zu bestim men, welcher größer ist,
Abgleichen des ersten Vorspannungswiderstandes mit Laser zum Herabsetzen des Anfangswertes der Brücken-Un gleichgewichtsspannung Vbr bis auf einen Wert gleich dem Sollwert nach Maßgabe davon, daß der Anfangswert größer als der Sollwert ist, und
Abgleichen des zweiten Vorspannungswiderstandes mit Laser zum Erhöhen des Anfangswertes der Brücken-Ungleich gewichtsspannung Vbr bis zur Gleichheit mit dem Sollwert nach Maßgabe davon, daß der Anfangswert kleiner als der Sollwert ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe des Messen seines Anfangswertes der Brücken-Un
gleichgewichtsspannung die folgenden Stufen umfaßt:
Messen einer den Strom durch den aufgeheizten Wider stand anzeigenden ersten Spannung V1,
Messen einer den Strom durch den kalten Widerstand anzeigenden zweiten Spannung V2,
Errechnen der Brücken-Ungleichgewichtsspannung Vbr mit einem Wert Vbr = V2-V1.
Messen einer den Strom durch den aufgeheizten Wider stand anzeigenden ersten Spannung V1,
Messen einer den Strom durch den kalten Widerstand anzeigenden zweiten Spannung V2,
Errechnen der Brücken-Ungleichgewichtsspannung Vbr mit einem Wert Vbr = V2-V1.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe des Errechnens eines Anfangswertes der Konstan
ten CI die folgenden Stufen umfaßt:
Errechnen eines Wertes einer Ungleichgewichtsspan nung VOS zwischen dem positiven und dem negativen Ein gang des Rechenverstärkers aus der Brücken-Ungleichge wichtsspannung und
Lösen einer Gleichung, in der der Wert der Konstan ten CI eine Funktion des Wertes der Ungleichgewichtsspan nung VOS ist zum Bestimmen eines Anfangswertes für diese Konstante CI.
Errechnen eines Wertes einer Ungleichgewichtsspan nung VOS zwischen dem positiven und dem negativen Ein gang des Rechenverstärkers aus der Brücken-Ungleichge wichtsspannung und
Lösen einer Gleichung, in der der Wert der Konstan ten CI eine Funktion des Wertes der Ungleichgewichtsspan nung VOS ist zum Bestimmen eines Anfangswertes für diese Konstante CI.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stufe des Berechnens eines Sollwertes der Brücken-Un
gleichgewichtsspannung die folgenden Stufen umfaßt:
Lösen der Gleichung, wobei die Konstante CI zum Er zeugen eines Sollwertes für die Brücken-Ungleichgewichts spannung VOS einen Sollwert aufweist, und
Errechnen des Sollwertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung aus der Soll-Ungleichgewichtsspannung.
Lösen der Gleichung, wobei die Konstante CI zum Er zeugen eines Sollwertes für die Brücken-Ungleichgewichts spannung VOS einen Sollwert aufweist, und
Errechnen des Sollwertes der Brücken-Ungleichge wichtsspannung aus der Soll-Ungleichgewichtsspannung.
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