DE4425643A1 - Vorrichtung zur Bestimmung des Luftmassenstromes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Luftmassenstromes in einem Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Ansaugkanalabschnittgehäuse, in dem auf einem Träger in Strömungsrichtung hintereinander ein Temperaturmeßelement und ein thermischer Massenstromsensor angeordnet sind.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE-C2-31 35 793 bekannt, in der das Problem behandelt wird: Bei der Messung der von einer Brennkraftmaschine angesaugten Luftmasse weist das Meßsignal einen Fehler auf, der darauf beruht, daß die Vorrichtung auch die Masse der infolge der Pulsation im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine zurückströmenden Luft ermittelt.

In dieser Schrift sind Mittel angegeben, mit denen das die strömende Mediummasse darstellende Meßsignal in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung mittels eines Strömungs­ richtungsgebers derart beeinflußbar ist, daß das Meßsignal während einer entgegen der gewünschten Strömungsrichtung des Mediums verlaufenden Strömung unterdrückt wird. Hierbei weist der Strömungsrichtungsgeber einen ersten temperaturabhängigen Indikations­ widerstand auf, der an einem Träger angeordnet ist und dessen Widerstandswert durch eine Widerstandsmeßschaltung erfaßt und mit einem durch eine weitere Widerstandsmeßschaltung erfaßten Widerstandswert eines in Strömungsrichtung mit Abstand zum ersten Indikations­ widerstand angeordneten zweiten temperaturabhängigen Indikationswiderstand verglichen wird, wobei die Differenz der Widerstandswerte zur Beeinflussung des Meßsignals dient. Hierfür ist ein erheblicher Schaltungs- und Bauteileaufwand zu betreiben.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung derart zu gestalten, daß bei verringertem Bauteileaufwand eine Kompensation des durch Pulsation verursachten Meßsignalfehlers erreichbar wird.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst worden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind mit den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß an einem angeströmten Körper bei laminarer Umströmung an dem der Strömung entgegengerichteten Ende des umströmten Körpers ein größerer Wärmeübergang in das strömende Medium stattfindet als an dem der Strömung abgewandten Ende des Körpers. Hiervon macht die Erfindung Gebrauch.

Mit der Erfindung liegt ein sehr einfach auszuführender Vorschlag vor, der gegenüber dem Stand der Technik mit weniger Bauteilen realisiert werden kann und auch bezüglich des Schal­ tungsaufbaus sehr einfach ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Diese zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfinderischen Vorrichtung zur Bestimmung des Luftmassenstromes;

Fig. 2 eine Prinzipschaltung der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm mit Kennlinie des Luftmassenstromes über dem Ausgangssignal mit und ohne die erfinderischen Merkmale.

Fig. 1 zeigt einen Ansaugkanalabschnitt 1 einer Brennkraftmaschine mit einem ersten Träger 2, der einen mäanderförmigen Heizwiderstand 3 aufweist, der neben Anfang- und Endan­ schlüssen 4, 5 einen Mittelanschluß 6 aufweist, wobei die Anschlüsse 4, 5, 6 in der angegebe­ nen Reihenfolge in Strömungsrichtung hintereinander liegen. Die Anschlüsse 4, 5, 6 sind mit elektrischen, nicht dargestellten Leitungen/Anschlüssen mit einer Auswerteschaltung 7 ver­ bunden, wobei die Widerstandswerte zwischen dem Mittelanschluß 6 und dem Anfang­ anschluß 4 bzw. Endanschluß 5 erfaßt und die Differenz der Widerstandswerte und das Vorziehen der Differenz - positiv oder negativ - ausgewertet werden, um das Massen­ stromsensorsignal bei einer Rückströmung bzw. einer negativen Differenz zu unterdrücken oder abzuändern.

Der mäanderförmige Heizwiderstand 3 ist vorteilhafterweise symmetrisch ausgeführt, womit sich bei Hin- und Rückströmung vergleichbare Widerstandsänderungen ergeben, da sich jeweils am Anfang des angeströmten Trägers 2 eine größere Abkühlung ergibt als am Ende, bedingt durch die Ablösung der Luftgrenzschicht vom Träger zum Ende hin.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß ein bekanntes Temperaturmeßelement 8 auf einem weiteren Träger 9 angeordnet ist, der mit Abstand 10 vor dem ersten Träger 2 angeordnet ist. Diese Maßnahme stellt die direkte Anströmung des ersten Trägers 2 - wie bei einer Rückströmung - auch bei Hinströmung sicher.

Fig. 2 zeigt die elektrische Prinzipschaltung des erfindungsgemäßen Luftmassenstromsensors, mit dem in Reihenschaltung geschalteten, aus den Widerstandsbahnen zwischen den Anschlüssen 4, 5, 6 bestehenden Heizwiderstand 3 und dem Temperaturmeßelement 8 sowie einem Komparator 11, wobei die Schaltung mit einem elektronischen Bauteil 12 verbunden ist.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm, aus dem Kennlinien des Luftmassenstromes über dem Aus­ gangssignal des Massenstromsensors erkennbar sind, wobei die Vollinie für einen erfindungsgemäßen Massenstromsensor gilt und die Strichpunktlinie für einen des Standes der Technik, d. h. ohne Kompensation der Rückströmung. Aus letzterer läßt sich unschwer erkennen, daß im Vergleich zu der Vollinie Betriebebereiche mit Rückströmung vorliegen, und zwar durch Ausschläge der Strichpunktlinie.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Bestimmung des Luftmassenstromes in einem Ansaugkanal einer Brenn­ kraftmaschine, bestehend aus einem Ansaugkanalabschnittgehäuse, in dem auf einem Träger ein thermischer Massenstromsensor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenstromsensor von einem mäanderförmigen Heizwiderstand (3) gebildet ist, der neben Anfang- und Endanschlüssen (4, 5) einen Mittelanschluß (6) aufweist, wobei die An­ schlüsse (4, 5, 6) in der angegebenen Reihenfolge in Strömungsrichtung hintereinander liegen, daß die Widerstandswerte zwischen dem Mittelanschluß (6) und dem Anfang­ anschluß (4) bzw. Endanschluß (5) erfaßt und die Differenz der Widerstandswerte und das Vorzeichen der Differenz - positiv oder negativ - ausgewertet werden, um das Masse­ nstromsensorsignal bei einer Rückströmung bzw. einer negativen Differenz zu unterdrücken oder abzuändern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) und der mäanderförmige Heizwiderstand (3) symmetrisch aufgebaut sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor dem Träger (2) mit dem Heizwiderstand (3) ein weiterer Träger (9) mit einem Tempera­ turmeßelement (8) angeordnet ist.