JP2016523368A - 測定センサを通過する気体の温度を決定するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、測定センサ（１２０）を通過する気体（１３０）の温度（ＴａｎｓＲ）を決定する方法（８００）であって、測定センサ（１２０）は、ハウジング（１５５）内又は当該ハウジング（１５５）上に配置される、上記方法（８００）に関する。本方法は、測定センサ信号（１４５）とハウジング信号（１６５）とを読み込む工程（８１０）であって、測定センサ信号（１４５）は測定センサ（１２０）の温度（Ｔｆｌ）を表し、ハウジング信号（１６５）はハウジング（１５５）の温度（Ｔｇｅｈ、Ｔｇ）を表す、上記読み込む工程（８１０）を含む。本方法（８００）は、測定センサ信号（１４５）と、ハウジング信号（１６５）と、ハウジング（１５５）の材料及び／又は形状に依存する、ハウジング（１５５）の熱抵抗（Ｒｇ、Ｒｇｅｈ）と、を利用して気体（１３０）の温度（ＴａｎｓＲ）を定める工程（８２０）をさらに含む。【選択図】図１

Description

本発明は、測定センサを通過する気体の温度を決定する方法、対応する装置、及び、対応するコンピュータプログラム製品に関する。

空気センサ又は測定センサ（以下では、例えばＴｌｆという略称で示される）には、センサチップの温度を測定し、空気センサ膜の過度温度を制御するという主たるタスクがある。その際、チップ温度は、貫流又は流動する空気の温度に多分に依存する。従って、このような素子が空気温度センサとしても利用されることは自明のことである。但し、このようなセンサは、例えば内燃機関により吸入される空気の温度の測定ために利用可能であるような、吸入空気の温度測定への要請を必ずしも満たさない。その原因は、差込形センサハウジングにセンサが熱的に固く結合されており、ハウジング及びセンサチップの熱時定数が高いことにある。

このような背景から、本発明によって、独立請求項に係る測定センサを通過する気体の温度を決定する方法、独立請求項に係る本方法を利用する装置、及び、独立請求項に係る対応するコンピュータプログラム製品が提示される。好適な構成は、各従属請求項、及び、以下の明細書の記載から明らかとなろう。

本明細書で提示されるアプローチによって、測定センサを通過する気体の温度を決定する方法であって、測定センサは、ハウジング内又は当該ハウジング上に配置され、上記方法は、以下の工程、即ち、
−測定センサ信号とハウジング信号とを読み込む工程であって、測定センサ信号は測定センサの温度を表し、ハウジング信号はハウジングの温度を表す、上記読み込む工程と、
−測定センサ信号と、ハウジング信号と、ハウジングの材料及び／又は形状に依存する、ハウジングの熱抵抗と、を利用して気体の温度を定める工程と、
を含む、上記方法が創出される。

さらに、本明細書で提示されるアプローチによって、測定センサを通過する気体の温度を決定する装置であって、測定センサは、ハウジング内又は当該ハウジング上に配置され、装置は、以下の特徴、即ち、
−測定センサ信号とハウジング信号とを読み込むインタフェースであって、測定センサ信号は測定センサの温度を表し、ハウジング信号はハウジングの温度を表す、上記インタフェースと、
−測定センサ信号と、ハウジング信号と、ハウジングの材料及び／又は形状に依存する、ハウジングの熱抵抗と、を利用して気体の温度を定めるユニットと、
を有する、上記装置が創出される。

従って、本発明は、本明細書で提示される方法の変形例の工程を、対応する素子において実行又は実現するよう構成された装置を創出する。装置という形での本発明の変形例によっても、本発明の根底にある課題は迅速かつ効率良く解決される。

装置とは、ここでは、センサ信号を処理して当該センサ信号に従って制御信号及び／又はデータ信号を出力する電気的装置として理解される。本装置は、ハードウェア及び／又はソフトウェアにより構成可能なインタフェースを有してもよい。ハードウェアによる構成の場合には、インタフェースは、例えば、装置の多様な機能を含む所謂システムＡＳＩＣの一部であってもよい。しかしながら、インタフェースが固有の集積回路であり又は少なくとも部分的に別々の構成要素から成るということも可能である。ソフトウェアによる構成の場合には、インタフェースは、他のソフトウェアモジュールと共にマイクロコントローラ上に存在するソフトウェアモジュールであってもよい。

コンピュータプログラム製品が、コンピュータ又は装置上で実行される場合に、半導体メモリのような機械読み取り可能な担体、ハードディスクメモリ、又は光メモリに格納され、先に記載した実施形態のいずれか１つに記載の方法を実行するために利用されるプログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品も有利である。

測定センサとは、センサとして、特に温度センサ、又は一般的に、測定センサの測定面若しくは表面の温度を表す測定センサ信号を提供するセンサとして、理解される。ハウジング信号とは、ハウジングの温度を測定し、測定センサ内又は当該測定センサ上に配置又は固定された温度センサが提供する信号として理解される。熱抵抗とは、測定センサと、ハウジング信号を提供する温度センサと、の間の（熱的な）抵抗であって、物質中の熱の伝播を妨げ又は制限する上記熱抵抗として理解される。このために、例えば、ハウジングの或る箇所での材料の薄厚化というような、熱の伝播にとって特に不利な特定の形状又は形態により材料を成形してもよい。

ここで提示されるアプローチは、２つの温度センサ及びそれらの信号と、当該２つの温度センサの間の熱抵抗と、の利用によって、上記温度センサのうちの１つでの気体の熱の変化又は気体の温度を非常に厳密に検知することが出来るという認識に基づいている。その際には、１の温度センサ、即ちここでは測定センサで温度が変化した際に、第２の温度センサ、即ちここではハウジング内又はハウジング上に存在する温度センサへの熱流が決定され、第１の温度センサ（ここでは測定センサ）に対する熱の印加が推測されうる。

ここで提示されるアプローチによって、気体の温度が、技術的に非常に簡単で安価な手段によって、比較的正確に決定されうるという利点がもたらされる。ここでは、例えば、既存のセンサが利用され、当該既存のセンサの信号が巧みに更に利用される。これにより、気体の温度が分かることによって、例えば内燃機関の制御を明らかに改善するために、例えば、更なる別のパラメータも明らかにより厳密に決定出来るという利点が提供される。

上記定める工程では、温度は、測定センサを通過する気体の熱抵抗を利用して定められ、その際に、特に気体が流れていく固体での熱の伝達により、熱抵抗が形成されるという本発明の一実施形態は、特に好適である。本発明のこのような実施形態によって、気体の温度を特に正確かつ厳密に決定するという利点がもたらされる。なぜならば、第１の温度センサでの気体と第２の温度センサでの気体との間の熱流中の更なる別のパラメータが分かることによって、測定センサを通過する気体の実際の温度を非常に正確に推測することが可能だからである。

本発明の更なる別の実施形態によれば、上記定める工程では、気体の温度は、測定センサを通過する気体の流動パラメータ、特に測定センサを通過する気体の速度に依存する熱抵抗を利用して定められる。その際に、上記読み込む工程では、測定センサを通過する気体の流動パラメータが読み込まれ、上記定める工程では、気体の温度は、流動パラメータに従って定められてもよい。本発明のこのような実施形態によって、測定センサを通過する気体の熱抵抗が特に正確に決定されるという利点がもたらされ、これにより、測定センサを通過する気体の特に正確な温度測定も可能となる。

上記定める工程では、気体の温度は、測定センサでの経験的に定められる温度オフセットを利用して定められ、特に、温度オフセットは、空気量及び／又は測定センサの温度に依存する。本発明のこのような実施形態によって、測定センサでの温度オフセットを定める際に、測定センサの、空気量に依存する熱慣性（熱時定数）も正確に推定できるという利点がもたらされる。

非常に迅速に整定される測定システムを実現するために、本発明の更なる別の実施形態によれば、上記定める工程では、測定センサ信号が、更なる処理によってフィルタに掛けられ、特にハイパスフィルタに掛けられてもよい。

上記定める工程では、測定センサ信号が微分されて、微分された測定センサ信号が獲得され、気体の温度が、測定センサ信号と微分された測定センサ信号との和から成る和信号に基づいて定められる場合には、このような迅速に整定される測定システムが技術的に特に簡単に実現される。その際に、高域通過（Ｈｏｃｈｐａｓｓ）の時定数は、フィルタに掛けられた温度信号Ｔｌｆの、空気量に依存する時定数よりも小さくないように設定される。従って、温度が変化した際にシステムが非周期的に整定されることが保証される。従って、時定数は、空気量に依存して変更されるべきであろう。

測定センサ信号又は当該測定センサ信号から導出された信号が再帰的に（ｒｅｋｕｒｓｉｖ）利用され又は微分されるという本発明の実施形態は、特に好適である。特に、本発明のこのような実施形態によれば、上記定める工程では、和信号が微分されて、微分された和信号が獲得され、気体の温度は、少なくとも、和信号と微分された和信号と和から成る更なる別の和信号に基づいて定められてもよい。

測定センサを通過する気体の成分の熱的な物質パラメータが利用される場合には、気体の温度を特に正確に決定することが可能である。その限りにおいて、本発明の特に好適な実施形態によれば、上記定める工程では、気体の温度は、気体の組成又気体の少なくとも１つの成分についての情報を利用して定められもよい。

以下では、本発明が、添付の図面を用いて例示的に詳細に解説される。
測定センサを通過する気体の温度を決定する装置の一実施例が利用される車両のブロック図を示す。 測定センサを通過する気体の温度を決定する装置を備えた温度センサの斜視図を示す。 本発明との関連で利用される温度センサの図を示す。 本発明の一実施例に係る熱流の流れを解説するための等価回路図を示す。 本発明の一実施例において利用される温度センサの様々な位置での温度の推移を示す図である。 本明細書で提案されるアプローチを実現するための様々な処理モジュールのブロック図を示す。 本明細書で提示される測定システムの整定挙動を改善するための測定センサ信号のフィルタリングを解説するためのブロック図を示す。 気体の温度を決定するための本明細書で提示される方法の一実施例が適用された際の温度推移を解説するためのグラフを示す。 気体の温度を決定するための本明細書で提示される方法の一実施例が適用された際の温度推移を解説するための更なる別のグラフを示す。 本発明の一実施例に係る方法のフロー図を示す。

本発明の好適な実施例についての以下の記載では、様々な図に示され同じように作用する構成要素については、同じ又は類似した符号が利用されるが、このような構成要素について繰り返して記載はしない。

図１は、測定センサ１２０を通過する気体１３０の（実際の）温度Ｔａｎｓを決定する装置１１０の一実施例が利用される車両１００のブロック図を示す。その際に、測定センサ１２０は、車両１００の内燃機関１４０のための（気体としての）吸入空気の吸気チャネル１３５内に配置されている。測定センサ１２０は、測定センサ信号１４５を測定センサ１２０自体のインタフェース１５０へと伝達し、その際に、この測定センサ信号１４５は、気体１３０がその周りを流れる測定センサ１２０自体の温度を表している。さらに、測定センサ１２０は、ハウジング１５５上に固定されており、その際に、ハウジングセンサ１６０がさらに設けられ、このハウジングセンサ１６０は、ハウジング１５５の温度を検知し、ハウジング１５５の当該温度を表すハウジング信号１６５を出力する。ハウジング１５５は、エンジン、及び、センサシステムの電力損によって加熱され、少なくとも部分的に気体１３０がハウジング１５５の周りを流れ、従ってハウジング１５５も同様に気体１３０によって加熱され又は冷却されうる。ハウジング信号１６５も同様に、温度を決定する装置１１０のインタフェース１５０を介して読み込まれる。測定センサ１２０と、ハウジングセンサ１６０と、対応するハウジング１５５と、は温度センサ１６７として、吸入空気又は気体１３０の１つ以上のパラメータ、例えば、吸気チャネル１３５を貫流する気体１３０の量又は速度を例えば測定する更なる別のセンサの構成要素であってもよい。

インタフェース１５０により読み込まれた信号、即ち測定センサ信号１４５及びハウジング信号１６５は、決定ユニット１７０に供給され、決定ユニット１７０は、測定センサ信号１４５及びハウジング信号１６５を利用して、気体（ここでは吸入空気）１３０の温度を決定し、即ち算出し、対応する信号としてＴａｎｓＲを出力する。気体１３０の温度Ｔａｎｓを表すこの信号は、エンジン制御ユニット１７５に供給され、エンジン制御ユニット１７５は、例えば、内燃機関１４０に供給される混合気の所望の変更、又は、内燃機関１４０の１つ以上の構成要素への燃料の変更された噴射量を定める。内燃機関１４０に供給された混合気の所望の変化、又は、内燃機関１４０の１つ以上の構成要素への燃料の変更された噴射量が、対応する制御信号１８０を介して、エンジン制御ユニット１７５から内燃機関１４０へと伝達されうる。これにより、内燃機関１４０は、開ループ又は閉ループ制御されうる。このようにして、内燃機関１４０による最適な動作形態又は燃料利用が実現される。

測定センサ１２０とハウジング１５５との熱的結合によって、熱的な温度分割器（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｔｅｉｌｅｒ）が得られ、当該温度分割器の分割比は気流速度に依存して変化し、従って、Ｔａｎｓ（Ｔａｎｓ＝吸入空気の温度）測定の結果が、空気量と、ハウジング温度Ｔｇｅｈ（Ｔｇｅｈ＝ハウジング温度）とＴａｎｓとの間の差分と、によって変化する。このことによって特に、空気量が少なく、かつ、ＴａｎｓとＴｇｅｈとの間の温度差が大きい際には、許容可能な偏差とはならず、当該偏差は、ＴｇｅｈがＴａｎｓに適合された場合にようやく再び小さくなる。

図２は、温度センサ１６７の斜視図であり、温度センサ１６７は、吸気チャネル１３５と、測定センサ１２０と、気体１３０の温度を決定する装置１１０と、を備える。ハウジングセンサ１６０は、図２には明示的には示されていない。ハウジングセンサ１６０は、プリント基板の中央のＡＳＩＣ ＴＬＦ１００内に存在する。

図３は、測定センサ１２０を備えた空気量センサ１６７の概略図を示す。ここでは、測定センサ１２０が、ハウジング１５５の外の支持素子３１０上に存在し、吸入空気１３０の流れに向かって突き出てことが分かる。空気量センサ１６７は、加熱される膜３２０を有し、従って、様々な温度状況での空気量の測定が可能となり、発生しうる測定エラーを補正することが可能となる。さらに、測定センサ１２０は、温度に依存する抵抗Ｒｌｆを有し、この抵抗Ｒｌｆは、測定センサを通過する気体１３０の温度が変化した際には、熱流又は測定センサ１２０に対する時間的な加熱の推移を検知する。

測定センサ１２０の対向する側では、ハウジング１５５内で支持素子３１０が面的に貼着され、従って、測定センサ１２０は、ハウジング１５５への熱的な接合部を有する。

図４は、部分図４Ａ及び４Ｂにおいて、気体の温度を決定する手続きを概略的に示している。その際に、図４Ａでは、気体１３０の熱流が測定センサ１２０の傍を通ってハウジング１５５内へと進入する経路が概略的に再現されている。図４Ａの左側には、温度Ｔａｎｓを有する気体１３０が示され、この温度Ｔａｎｓは、熱流で（様々なパラメータＰｍに依存しうる）熱抵抗Ｒａｎｓを介して、温度ＴｌｆＲを有する測定センサ１２０へと案内される。その後に、熱流は測定センサ１２０からハウジングの熱抵抗Ｒｇを介して、温度ＴｇＲを有するハウジングセンサ１６０へと流れる。

温度Ｔａｎｓは、以下の相関を利用して定められ、即ち、

Ｔａｎｓ＝ＴｆｌＲ＋（ＴｆｌＲ−ＴｇＲ）^＊ＦＲ−Ｐｍ^＊Ｒａｎｓ

又は、

Ｔａｎｓ＝ＴｆｌＲ＋（ＴｆｌＲ−ＴｇＲ）^＊ＦＲ−Ｐｍ^＊Ｒｇ^＊ＦＲ

但し、
ＦＲ＝Ｒａｎｓ（ＬＭ、Ｔａｎｓ）／Ｒｇ
Ｐｍ＝ｆ（ＬＭ、Ｔｌｆ）

及び

ｄＴｍ＝Ｐｍ^＊Ｒｇ^＊ＦＲ＝Ｐｍ^＊Ｔａｎｓ（但し、ｄＴｍは温度オフセットを示し、ＦＲは温度分割器の分割比を示す）

が有効である。

ＬＭとは、エンジンによって吸入されセンサＣＭＦによって測定される空気量（単位は［ｋｇ／ｈ］）ことである。このために、膜（シリコン酸化物（Ｓｉ−Ｏｘｉｄ）、厚さ２μｍ）が加熱される。移動する空気による冷却によって、膜の温度分布と、膜上に存在する抵抗ブリッジであって、温度に依存する抵抗から成る上記抵抗ブリッジと、がずれる（ｖｅｒｓｔｉｍｍｅｎ）。ブリッジ電圧は、空気量信号として評価される。

Ｐｍとは、膜からＣＭＦチップ（シリコン（Ｓｉ）、厚さ０．４ｍｍ）へと流れ、空気センサＲｌｆで温度オフセットｄＴｍを生成させる熱出力（出熱）のことであり、この温度オフセットｄＴｍは、温度分割器に重畳される。従って、ＴａｎｓＲの計算の際には、この温度オフセットを引く必要がある。この温度オフセットによる影響が無くなって初めて、熱分配器（Ｔｈｅｒｍｉｓｃｈｅｒ Ｔｅｉｌｅｒ）による逆算が実行される。典型的なｄＴｍは、経験的に測定によって定められ、必要な場合には、電気的な特徴値の測定によって、部分的に個別に補正される。

その際に、気体の定められた温度ＴａｎｓＲは、正に厳密に、気体の実際の温度に対応しているべきであろう。

ここでは、Ｔａｎｓは、（あるがままの）吸入空気の温度を定義し、ＴａｎｓＲは、計算された吸入空気の温度（本発明の評価の結果）を定義し、但しＲは計算を表す。

図４Ｂは、ハウジング温度Ｔｇと（冷却された）吸入空気温度Ｔａｎｓとで温度降下があった際の経時的な温度推移を示している。その際に、ハウジング温度Ｔｇが、正に惰性で吸入空気温度Ｔａｎｓのレベルに近づき、測定センサ１２０とハウジングへとの空間的近接によって、測定センサの温度Ｔｌｆも同様に、正に惰性で吸入空気温度の急激な温度下降に従うということが分かる。

図５は、気体の温度ＴａｎｓＲを決定するための手続きの概略図を示す。最初に、第１の処理モジュール５１０内で、変数Ｂ１及びＭ１を利用して、測定センサ又は当該測定センサの温度値の校正が行われる。Ｍｘは、温度測定の勾配補正であり、Ｂｘは、温度測定のオフセット補正である。これに続いて、測定センサ１２０から伝達された信号（測定センサ信号１４５、Ｔｌｆ）をローパスフィルタに掛けることで、第２の処理モジュール５１５が実現される。これに続いて、ローパスフィルタに掛けられた測定センサ信号ＴｆｌＴＰが、更なる別の処理モジュール５２０でハイパスフィルタに掛けられ（この第１のハイパスフィルタリングは、パラメータＬＭ及びＴｆｌに依存する）、これに続いて、更なる別の処理モジュール５２５内で第２のローパルフィルタリングに掛けられ、その際に、この第２のハイパスフィルタリングも同様に、パラメータＬＭ及びＴｆｌに依存する。これから得られた信号が、ＴｆｌＨＰ２として、決定ユニット１７０に提供される。

第２の処理経路では、最初に、第１の処理モジュール５３０内で、ハウジングセンサ１６０、又は、ハウジング信号１６５若しくはＴｇの校正が行われ、これに基づいて、後続の処理モジュール５３５で、ハウジング信号Ｔｇがローパスフィルタに掛けられて信号ＴｇＴＰが生成し、更なる別の処理モジュール５４０で、変数ＬＭ、Ｕｈ及びＴｆｌに考慮して、ローパスフィルタに掛けられたハウジング信号ＴｇＴＰの補正が行われ、補正されたハウジング信号ＴｇＫが生成する。補正されたハウジング信号ＴｇＫも同様に、例えばユニット１７０で示される相関を利用して、気体の温度ＴａｎｓＲを決定するために利用される。このために、ユニット１７０によって、ＦＲ決定ユニット５４５からの先の記載に係る値ＦＲと、ｄＴｍ決定ユニット１５０からの値ｄＴｍと、が利用される。その際に、変数ｄＴｍは、Ｐｍに起因するＴｌｆの温度オフセットを表す。

本明細書で提案されるアプローチには、ハウジング温度の影響と、Ｔａｎｓの温度変化の際の整定時定数（Ｅｉｎｓｃｈｗｉｎｇｚｅｉｔｋｏｎｓｔａｎｔｅ）と、を補正するという目的がある。このことは、測定センサを含む空気センサ信号の静的及び動的な補正によって実現される。

本明細書で使用される温度センサは、一定の時定数を用いた動的な補正（エッジの急勾配化（Ｆｌａｎｋｅｎｖｅｒｓｔｅｉｌｅｒｕｎｇ））と共に使用される。

本発明の重要な観点は、ハウジング温度の影響と、Ｔａｎｓの温度変化の際の整定時定数と、を補正するということにある。結果的に、その整定時間が１／３〜１／４に短縮された空気温度信号ＴａｎｓＲであって、整定された状態において、温度差ｄＴ＝Ｔｇｅｈ−Ｔａｎｓに依存せずにＴａｎｓの値を示す上記空気温度信号ＴａｎｓＲが生成される。この補正は、空気量及びＴａｎｓを介して適合される。

従って、温度分割器を補正するためには、ハウジング温度を検出するべきであろう。このことは、本明細書で提示される温度センサ１６７内で、ここでは評価ＩＣ１７０に組み込まれた温度検知ユニット又は温度決定ユニットによって実施される。その際に、アナログな温度信号（ここでは、測定センサ１２０のシリコン温度）がデジタル化され、調整処理において校正される。この校正された信号は、ハウジング温度を表し、更なる計算のためにプロセッサ（ＤＳＰ）１７０に供給される。従って、以下のように温度分割器が得られる。

Ｔａｎｓ→Ｒｔａｎｓ→Ｔｌｆ→Ｒｇｅｈ→Ｔｇｅｈ

Ｒｇｅｈは、温度測定箇所Ｔｌｆと温度測定箇所Ｔｇｅｈとの間の得られた熱抵抗である。Ｒｇｅｈの値は、機械的な構造（形状及び材料）によって決定される。Ｒｔａｎｓは、Ｔａｎｓと、同様にデジタル化されて校正された温度測定箇所Ｔｌｆと、の間の熱抵抗である。Ｒｔａｎｓは、気流速度及びＣＭＦ表面での流動動作によって、及び、空気の物性値(Ｔａｎｓに依存)によって決定される。Ｒｔａｎｓ、Ｒｇｅｈ、Ｔｇｅｈ、及びＴｌｆが分かる場合には、温度分割器は、Ｔａｎｓに従って解ける。但し、この分割器は、加熱された空気量測定膜の入熱により干渉を受ける。このことは、ＴａｎｓＲの計算の際に考慮するべきであろう。入熱は、空気量（気流速度）と、Ｔｌｆにより制御される膜温度と、膜の厚さと、に依存する。

温度分割器の補正によって、補正パラメータが完璧に適合された際には、整定された状態での正しいＴａｎｓＲが得られる。しかしながら、空気の温度が変化した際の整定過程の時間は、Ｔｌｆ信号（ＣＭＦチップ）の熱時定数に依存する。より速いＴａｎｓＲが望まれる場合には、このことは、フィルタ回路によって実現される（温度センサ１６７内でのエッジの急勾配化）。このために、（図１のブロック図に対応して）Ｔｌｆが数学的に微分され（高域通過）、結果がＴｌｆに加算される。この過程は、図６では一回の反復で示されるように、複数段で繰り返されても良い。オーバーシュートを防止するために、各高域通過の時定数は以前の段の時定数に合わせるべきであろう。この適合への主な影響は、空気量（気流速度Ｒｔａｎｓ）である。

図７Ａは、測定センサを通過する吸入空気量が１２０ｋｇ／ｈの際の、８０℃から２２℃への空気温度の変化のグラフを示し、その際に、横軸には時間が示され、縦軸には温度及び複数の曲線が示され、測定曲線として、ハウジング温度Ｔｇｅｈの温度推移と、測定センサの温度Ｔｌｆの温度推移と、吸入空気の温度Ｔａｎｓの実際の温度推移と、が提示されている。図７Ａにはさらに、本明細書で提示されるアプローチによって定められた温度ＴａｎｓＲを表す曲線が示されている。図７Ａから、本明細書で提示されるアプローチにより定められた、気体（即ち、吸入空気）の温度が速い整定挙動を有し、従って、定められた気体の温度ＴａｎｓＲが、非常に現実に近い値に迅速に達することが分かる。

図７Ｂには、図７Ａと同じ曲線の推移が同じ座標系に示されており、その際に、曲線は、測定センサを通過する吸気量が２４０ｋｇ／ｈの際の測定値又は決定値を表す。測定センサを通過するより大きな空気量によって、測定値又は決定値が、吸入空気の実際の温度に明らかにより迅速に調整されることが分かる。

図８は、測定センサを通過する気体の温度を決定する方法８００のフロー図を示している。本方法８００は、測定検出信号とハウジング信号とを読み出す工程８１０があり、その際に、測定センサ信号は測定センサの温度を表し、ハウジング信号はハウジングの温度を表す。さらに、本方法８００は、測定センサ信号と、ハウジング信号と、ハウジングの材料及び／又は形状に依存する、気体の既知の熱抵抗と、を利用して気体の温度を定める工程８２０を含む。

記載され、図に示される実施例は、単に例として選択されたものである。様々な実施例は、その形のまま又は個々の特徴に関して、互いに組み合わされてもよい。１の実施例は、他の実施例の特徴によって補完されてもよい。

さらに、本発明に係る処理工程は、記載される順番とは異なる順番で繰り返されて実行されてもよい。

或る実施例が、第１の構成要素と第２の構成要素とをつなぐ「及び／又は」という文言を含む場合には、当該実施例は、１の実施形態によれば第１の構成要素及び第２の構成要素を有し、他の実施形態によれば第１構成要素又は第２の構成要素を有すると理解されるものとする。

図５は、気体の温度ＴａｎｓＲを決定するための手続きの概略図を示す。最初に、第１の処理モジュール５１０内で、変数Ｂ１及びＭ１を利用して、測定センサ又は当該測定センサの温度値の校正が行われる。Ｍｘは、温度測定の勾配補正であり、Ｂｘは、温度測定のオフセット補正である。これに続いて、測定センサ１２０から伝達された信号（測定センサ信号１４５、Ｔｌｆ）をローパスフィルタに掛けることで、第２の処理モジュール５１５が実現される。これに続いて、ローパスフィルタに掛けられた測定センサ信号ＴｌｆＴＰが、更なる別の処理モジュール５２０でハイパスフィルタに掛けられ（この第１のハイパスフィルタリングは、パラメータＬＭ及びＴｌｆに依存する）、これに続いて、更なる別の処理モジュール５２５内で第２のハイパルフィルタリングに掛けられ、その際に、この第２のハイパスフィルタリングも同様に、パラメータＬＭ及びＴｌｆに依存する。これから得られた信号が、ＴｌｆＨＰ２として、決定ユニット１７０に提供される。

第２の処理経路では、最初に、第１の処理モジュール５３０内で、ハウジングセンサ１６０、又は、ハウジング信号１６５若しくはＴｇの校正が行われ、これに基づいて、後続の処理モジュール５３５で、ハウジング信号Ｔｇがローパスフィルタに掛けられて信号ＴｇＴＰが生成し、更なる別の処理モジュール５４０で、変数ＬＭ、Ｕｈ及びＴｌｆに考慮して、ローパスフィルタに掛けられたハウジング信号ＴｇＴＰの補正が行われ、補正されたハウジング信号ＴｇＫが生成する。補正されたハウジング信号ＴｇＫも同様に、例えばユニット１７０で示される相関を利用して、気体の温度ＴａｎｓＲを決定するために利用される。このために、ユニット１７０によって、ＦＲ決定ユニット５４５からの先の記載に係る値ＦＲと、ｄＴｍ決定ユニット１５０からの値ｄＴｍと、が利用される。その際に、変数ｄＴｍは、Ｐｍに起因するＴｌｆの温度オフセットを表す。

Claims (11)

1. 測定センサ（１２０）を通過する気体（１３０）の温度（ＴａｎｓＲ）を決定する方法（８００）であって、前記測定センサ（１２０）は、ハウジング（１５５）内又は当該ハウジング（１５５）上に配置され、前記方法（８００）は、以下の工程、即ち、
   −測定センサ信号（１４５）とハウジング信号（１６５）とを読み込む工程（８１０）であって、前記測定センサ信号（１４５）は前記測定センサ（１２０）の温度（Ｔｆｌ）を表し、前記ハウジング信号（１６５）は前記ハウジング（１５５）の温度（Ｔｇｅｈ、Ｔｇ）を表す、前記読み込む工程（８１０）と、
   −前記測定センサ信号（１４５）と、前記ハウジング信号（１６５）と、前記ハウジング（１５５）の材料及び／又は形状に依存する、前記ハウジング（１５５）の熱抵抗（Ｒｇ、Ｒｇｅｈ）と、を利用して前記気体（１３０）の前記温度（ＴａｎｓＲ）を定める工程（８２０）と、
   を含む、方法（８００）。
2. 前記定める工程（８２０）では、前記温度（ＴａｎｓＲ）は、前記測定センサ（１２０）を通過する気体（１３０）の熱抵抗（Ｒａｎｓ）を利用して定められることを特徴とする、請求項１に記載の方法（８００）。
3. 前記定める工程（８２０）では、前記気体（１３０）の前記温度（ＴａｎｓＲ）は、前記測定センサ（１２０）を通過する前記気体（１３０）の流動パラメータ、特に、前記測定センサ（１２０）を通過する前記気体（１３０）の速度に依存する前記熱抵抗（Ｒａｎｓ）を利用して定められ、特に、前記読み込む工程（８１０）では、前記測定センサ（１２０）を通過する前記気体（１３０）の前記流動パラメータが読み込まれ、前記定める工程（８２０）では、前記気体（１３０）の前記温度（ＴａｎｓＲ）は、前記流動パラメータに従って定められることを特徴とする、請求項２に記載の方法（８００）。
4. 前記定める工程（８２０）では、前記気体（１３０）の前記温度（ＴａｎｓＲ）は、前記測定センサ（Ｔｌｆ、１２０）での経験的に定められる温度オフセット（ｄＴｍ）を利用して定められ、特に、前記温度オフセット（ｄＴｍ）は、空気量及び／又は前記測定センサ（１２０、Ｔｌｆ）の温度に依存することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法（８００）。
5. 前記定める工程（８２０）では、前記測定センサ信号（１４５）が、更なる処理によってフィルタに掛けられ、特にハイパスフィルタに掛けられる（ＨＰ）ことを特徴とする、１〜４のいずれか１項に記載の方法（８００）。
6. 前記定める工程（８２０）では、前記測定センサ信号（１４５）をフィルタに掛けるために、微分関数の、空気量に依存する時定数が利用されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記定める工程（８２０）では、前記測定センサ信号（１４５）が微分されて、微分された測定センサ信号が獲得され、前記気体（１３０）の前記温度（ＴａｎｓＲ）は、前記測定センサ信号（１４５）と前記微分された測定センサ信号との和から成る和信号に基づいて定められることを特徴とする、請求項５又は６に記載の方法（８００）。
8. 前記定める工程（８２０）では、前記和信号が微分されて、微分された和信号が獲得され、前記気体（１３０）の前記温度（ＴａｎｓＲ）は、少なくとも、前記和信号と前記微分された和信号との和から成る更なる別の和信号に基づいて定められることを特徴とする、請求項７に記載の方法（８００）。
9. 前記定める工程（８１０）では、前記気体（１３０）の前記温度（ＴａｎｓＲ）は、前記気体（１３０）の組成又は前記気体（１３０）の少なくとも１つの成分についての情報を利用して定められることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法（８００）。
10. 測定センサ（１２０）を通過する気体（１３０）の温度（ＴａｎｓＲ）を決定する装置（１１０）であって、前記測定センサ（１２０）は、ハウジング（１５５）内又は当該ハウジング（１５５）上に配置され、前記装置（１１０）は、以下の特徴、即ち、
    −測定センサ信号（１４５）とハウジング信号（１６５）とを読み込むインタフェース（１５０）であって、前記測定センサ信号（１４５）は前記測定センサ（１２０）の温度（Ｔｆｌ）を表し、前記ハウジング信号（１６５）は前記ハウジング（１５５）の温度（Ｔｇｅｈ、Ｔｇ）を表す、前記インタフェース（１５０）と、
    −前記測定センサ信号（１４５）と、前記ハウジング信号（１６５）と、前記ハウジング（１５５）の材料及び／又は形状に依存する、前記ハウジング（１５５）の熱抵抗（Ｒｇｅｈ、Ｒｇ）と、を利用して前記気体（１３０）の前記温度（ＴａｎｓＲ）を定めるユニット（１７０）と、を有する装置（１１０）。
11. コンピュータプログラム製品が装置（１１０）上で実行される場合に、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法（８００）を実行するためのプログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品。
    

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