WO2014206633A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer temperatur eines an einem messfühler vorbeiströmenden gases - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung einer temperatur eines an einem messfühler vorbeiströmenden gases Download PDF

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WO2014206633A1
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housing
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PCT/EP2014/059955
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Rolf Reischl
Andreas Kuehn
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01K2205/02—Application of thermometers in motors, e.g. of a vehicle for measuring inlet gas temperature

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining a temperature of a gas flowing past a sensor, to a corresponding device and to a corresponding device
  • An air or sensor (as it is referred to by the abbreviation Tlf below) has the primary task to measure the temperature of a sensor chip and thus to control the excess temperature of the air sensor membrane.
  • the chip temperature is highly dependent on the temperature of the through- or overflowing air. Therefore, use of such an element is also close as an air temperature sensor.
  • such a sensor does not necessarily meet the requirements for a
  • Intake air temperature measurement as used for example for the measurement of a temperature of a sucked by an internal combustion engine air.
  • the causes for this are the close thermal coupling of the sensor to the plug-in sensor housing and the high thermal
  • the present invention provides a method for determining a temperature of a gas flowing past a sensor, furthermore a device which uses this method and finally a corresponding computer program product according to FIGS Main claims presented.
  • Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
  • the approach presented here provides a method for determining a temperature of a gas flowing past a sensor, wherein the
  • Sensor is arranged in or on a housing, the method comprising the following steps:
  • Reading a probe signal and a case signal wherein the probe signal represents a temperature of the probe and the case signal represents a temperature of the case;
  • Sensor signal the housing signal and one of a material and / or a shape of the housing dependent (for example) prior art thermal resistance of the housing.
  • the approach presented here provides a device for determining a temperature of a gas flowing past a sensor, the sensor being arranged in or on a housing, the device having the following features:
  • the present invention thus provides a device which is designed to correspond to the steps of a variant of a method presented here
  • a device in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and, in dependence thereon, controls and / or outputs data signals.
  • the device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • system ASIC for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces have their own, integrated circuitry
  • Circuits are or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • An advantage is also a computer program product with program code, which on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a
  • Hard disk space or an optical memory can be stored and used to carry out the method according to one of the embodiments described above, when the program product on a
  • a sensor can be understood as meaning a sensor, in particular a temperature sensor or in general a sensor which provides a sensor signal which determines a temperature at a measuring surface or surface of the sensor
  • a housing signal may be understood as a signal provided by a temperature sensor measuring a temperature of the housing in or on which the sensor is located or mounted.
  • a thermal resistance can be understood to mean a (thermal) resistance between the sensor and the temperature sensor providing the housing signal, which prevents or prevents a propagation of heat in a material.
  • the material may be formed in a specific shape or shape, which causes a particularly unfavorable transmission of heat, such as a dilution of the material at a certain point in the housing.
  • Temperature sensors can be detected. This can be exploited that upon a change in temperature at a temperature sensor, such as in the present case the sensor, a heat flow to the second temperature sensor, here the temperature sensor located in the housing or housing determined and from this a conclusion on the application of the first
  • Temperature sensor (here the probe) can be pulled with heat.
  • an embodiment of the present invention wherein in the step of determining the temperature is determined using a thermal resistance of the gas flowing past the sensor, wherein in particular the thermal resistance is formed by a heat transfer from a gas overflowed solid.
  • a thermal resistance of the gas flowing past the sensor wherein in particular the thermal resistance is formed by a heat transfer from a gas overflowed solid.
  • passing gas can be pulled.
  • the step of determining the temperature of the gas is determined using the thermal resistance, which is determined by a flow parameter of the am
  • Sensor of gas flowing past in particular the speed of the gas flowing past the sensor is dependent.
  • the flow parameter of the gas flowing past the sensor can be read in in the step of reading in and, in the step of determining, the temperature of the gas can be determined as a function of the flow parameter.
  • Embodiment of the present invention offers the advantage of a particularly Precise determination of the thermal resistance of the gas flowing past the sensor, which also ensures a particularly precise
  • an embodiment of the present invention in which the temperature of the gas is determined using an empirically determined temperature offset at the sensor), in particular wherein the temperature offset is dependent on an air mass and / or a temperature of the sensor.
  • Such an embodiment of the present invention offers the advantage that, when determining the temperature offset at the measuring sensor, it is also possible to draw an accurate conclusion as to the air inertia-dependent thermal inertia (time constant) of the measuring sensor.
  • the sensor signal can be filtered by further processing, in particular high-pass filtering, in the step of determining, in accordance with a further embodiment of the present invention.
  • Such a fast-transient measuring system can be implemented in a particularly technically simple manner when, in the step of determining the
  • Sensor signal is differentiated to obtain a differentiated sensor signal, wherein the temperature of the gas based on a sum signal from a sum of the sensor signal and the differentiated
  • the time constant of the high-pass filter is dimensioned so that it is not smaller than the time dependent on the air mass time constant of the filtered temperature signal Tlf. This ensures that the system settles aperiodically during temperature changes. Therefore, the time constant should be changed depending on the air mass.
  • Embodiment of the present invention in the step of Bekainsin the sum signal are differentiated to obtain a differentiated sum signal, and wherein the temperature of the gas based at least on the basis of a further sum signal from a sum of the sum signal and the differentiated sum signal is determined.
  • the temperature of the gas can be determined particularly accurately when looking at thermal material parameters of components of the sensor
  • the step of determining the temperature of the gas can be determined using information about a composition or at least a component of the gas.
  • FIG. 1 is a block diagram of a vehicle in which an embodiment of a device for determining a temperature of a gas flowing past a sensor is used;
  • FIG. 2 shows a perspective view of a thermal sensor with a device for determining a temperature of a gas flowing past a sensor
  • Fig. 3 is an illustration of a thermal sensor for use in
  • 4A is an equivalent circuit diagram for explaining the flow of a heat flow according to an embodiment of the present invention.
  • 7B is a further diagram for explaining the temperature profiles when using an embodiment of the presented here
  • Fig. 1 shows a block diagram of a vehicle 100, in which a
  • Embodiment of an apparatus 1 10 for determining an (actual) temperature Tans of a flowing past a sensor 120 gas 130 is used.
  • the sensor 120 is arranged in an air intake duct 135 of an intake air (as gas) for an internal combustion engine 140 of the vehicle 100.
  • the sensor 120 supplies a sensor signal 145 to a
  • this sensor signal 145 represents a temperature of the sensor 120 itself, which is flowed around by the gas 130. Furthermore, the sensor 120 is fixed to a housing 155, wherein a housing sensor 160 is further provided, which has a
  • the housing 155 Detects temperature of the housing 155 and outputs a temperature of the housing 155 representing the housing signal 165.
  • the housing 155 is heated by the motor and electrical power loss of the sensor electronics and can at least partially flows around the gas 130 and thus also through the
  • Gas 130 is heated or cooled.
  • the housing signal 165 also becomes read via the interface 150 of the device 1 10 for determining the temperature.
  • the sensor 120 and the housing sensor 160 and the associated housing 155 may be part of a further sensor as a thermal sensor 167, for example, one or more parameters of the intake air or the gas 130 measures, such as the amount or
  • the signals read in by interface 150 i. H. the
  • the sensor signal 145 and the housing signal 165 are applied to a detection unit 170 which determines the temperature of the gas 130 (here the intake air) using the sensor signal 145 and the housing signal 165, i. H. calculated and output TansR as a corresponding signal.
  • This signal which represents this temperature Tan of the gas 130, is then fed to an engine control unit 175, which determines, for example, a desired change in the fuel mixture to be supplied to the internal combustion engine 140 or a changed injection quantity of fuel into one or more components of the internal combustion engine 140. This change of the engine 140 to be supplied
  • Fuel mixture or changed injection amount of fuel into one or more components of the engine 140 may now be transmitted via a corresponding control signal 180 from the engine control unit 175 to the engine 140. This allows the
  • Engine 140 are controlled or regulated. In this way, an optimal mode of action or fuel utilization by the
  • Internal combustion engine 140 can be achieved.
  • FIG. 2 shows a perspective view of a thermal sensor 167 with the intake air duct 135, the measuring sensor 120 and the device 110 for determining the temperature of the gas 130.
  • the housing sensor 160 is not explicitly illustrated in FIG. 2. It is located in the ASIC TLF100 in the middle of the PCB.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the air mass sensor 167 with the measuring sensor 120. It can be seen that the measuring sensor 120 is located outside the housing 155 on a carrier element 310 and projects into the flow of the intake air 130.
  • the air mass sensor 167 has a heated membrane 320 to air mass measurements in different
  • the measuring sensor 120 has a temperature-dependent resistor Rlf, which is a heat flow or a heating curve of the temperature of the sensor 120 at a
  • the carrier element 310 is glued flat in the housing 155, so that the measuring sensor 120 has a thermal connection to the housing 155.
  • Fig. 4 shows in the partial figures 4A and 4B a schematic representation of the procedure for determining the temperature of the gas.
  • a path of a heat flow from the gas 130 past the measuring probe 120 into the housing 155 is shown schematically in FIG. 4A.
  • the gas 130 is shown with the temperature Tans, which in a
  • the sensor 120 which has the temperature TlfR. From the sensor 120 then flows a heat flow through the thermal resistance Rg of the housing to the housing sensor 160, which measures a temperature TgR.
  • Tans TfIR + (TfIR - TgR) * FR - Pm * Rans, or
  • Tans TfIR + (TfIR - TgR) * FR - Pm * Rg * FR,
  • LM is the mass of air in [kg / h] sucked in by the engine and measured by the CMF sensor.
  • a membrane Si-oxide 2 ⁇ thick
  • the cooling by the moving air detunes the temperature profile of the membrane and thus a resistor bridge located on the membrane of temperature-dependent resistors.
  • the bridge voltage is called
  • Pm is the heat output (heat output), which flows from the membrane to the CMF chip (Si: 0.4 mm thick) and generates a temperature offset dTm at the air sensor RIf, which overlaps the temperature divider. That's why this one has to
  • the typical dTm is determined empirically by measurement and, if necessary, corrected by partial measurement by measuring electrical characteristics.
  • the determined temperature of the gas TansR should correspond quite accurately to the actual temperature of the gas.
  • the tans defines the intake air temperature (as it really is) and TansR the calculated intake air temperature (the result of our evaluation), where R is taken into account.
  • 4B shows a temperature profile over time at a temperature drop between the housing temperature Tg and the (cooled)
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a procedure for
  • Processing module 515 executed in which a low-pass filtering of the sensor 120 supplied by the signal (sensor signal 145, Tlf) is performed. Following this, the low-pass filtered sensor signal TfITP is subjected to a first high-pass filtering in a further processing module 520 (this first high-pass filtering being dependent on the parameters LM and Tfl) and subsequently a second low-pass filtering in another
  • this second high-pass filtering is also dependent on the parameters LM and Tfl.
  • the resulting signal is provided as TflHP2 to the unit 170 for determining.
  • a second processing branch is first in a first
  • Processing module 530 is carried out a calibration of the housing sensor 160 or the housing signal 165 or Tg, whereupon in a subsequent processing module 535 a low-pass filtering of the housing signal Tg to a signal TgTP and in another processing module 540 a correction of
  • Low-pass filtered housing signal TgTP to a corrected housing signal TgK taking into account the variables LM, Uh and Tfl done.
  • the corrected case signal TgK is now also used to determine the temperature TansR of the gas, for example, using the relationship indicated in the unit 170.
  • the unit 170 receives a value FR as described above from an FR determination unit 545 and a value dTm from a dTm determination unit 150 is used.
  • the variable dTm designates here. dTm is the one caused by Pm
  • the approach proposed here has the objective of determining the influence of
  • the temperature sensor used here is used together with a dynamic compensation (slope steepening) with a constant time constant.
  • Temperature difference dT tsh-tans indicates the value of tans.
  • Compensation is adjusted via air mass and tans.
  • Housing temperature can be detected. This is in the here presented
  • Thermal sensor 167 through here an integrated in the evaluation IC 170
  • an analog temperature signal in this case the silicon temperature of the sensor 120
  • the calibrated signal represents the case temperature and is provided to a processor (DSP) 170 for further billing. This results in a temperature divider
  • Rgeh is the resulting thermal resistance between the
  • Temperature measuring point Tlf and the temperature measuring point Tgeh are determined by the mechanical structure (shape and material).
  • Rtans is the thermal resistance between Tans and the digitized and calibrated temperature measuring point Tlf. Rtans gets through the
  • TansR TansR
  • a filter circuit slope steepening in the thermosensor 167.
  • Tlf is mathematically differentiated (high pass) and the result is added to Tlf. This process can be repeated in several stages, as shown in FIG. 6 with a single repetition. To avoid overshoot, the time constant should be every
  • 7A shows a diagram of an air temperature change from 80 ° C. to 22 ° C. with an intake air quantity of 120 kg / h flowing past the sensor, the time being shown on the abscissa and the temperature and curves on the ordinate, and a temperature curve as the measurement curves of the
  • FIG. 7A represents the temperature TansR determined with the approach presented here. It can be seen from Fig. 7A that the temperature of the gas determined with the approach presented here (ie, here the intake air) has a rapid transient response, so that the determined temperature
  • TansR of gas quickly reaches a very realistic value.
  • FIG. 7B the same curve progressions as in FIG. 7A are plotted in a same coordinate system, with the curves now depicting measurement or determination values for an intake air quantity of 240 kg / h flowing past the sensor. It can be seen that now by the larger at
  • FIG. 8 shows a flowchart of a method 800 for determining a temperature of a gas flowing past a sensor. The procedure
  • the 800 includes a step 810 of reading in a probe signal and a case signal, wherein the probe signal is a temperature of the probe
  • the method 800 includes a step 820 of determining the temperature of the gas using the
  • an exemplary embodiment includes a "and / or" link between a first feature and a second feature, this is to be read such that the
  • Embodiment according to an embodiment both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first feature or only the second feature.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (800) zur Bestimmung einer Temperatur (TansR) eines an einem Messfühler (120) vorbeiströmenden Gases (130), wobei der Messfühler (120) in oder an einem Gehäuse (155) angeordnet ist. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Einlesens (810) eines Messfühlersignals (145) und eines Gehäusesignals (165), wobei das Messfühlersignal (145) eine Temperatur (Tfl) des Messfühlers (120) repräsentiert und das Gehäusesignal (165) eine Temperatur (Tgeh, Tg) des Gehäuses (155) repräsentiert. Ferner umfasst das Verfahren (800) einen Schritt des Ermittelns (820) der Temperatur (TansR) des Gases (130) unter Verwendung des Messfühlersignals (145), des Gehäusesignals (165) und eines von einem Material und/oder einer Form des Gehäuses (155) abhängigen thermischen Widerstand (Rg, Rgeh) des Gehäuses (155).

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Temperatur eines an einem Messfühler vorbeiströmenden Gases
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung eines Temperatur eines an einem Messfühler vorbeiströmenden Gases, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes
Computerprogrammprodukt.
Ein Luft- oder Messfühler (wie er beispielsweise mit der Abkürzung Tlf im Weiteren bezeichnet wird) hat die primäre Aufgabe, die Temperatur eines Sensorchips zu messen und damit die Übertemperatur der Luftfühlermembran zu steuern. Die Chiptemperatur ist dabei in hohem Maß von der Temperatur der durch- oder überströmenden Luft abhängig. Deshalb liegt eine Verwendung eines solchen Elementes auch als Lufttemperaturfühler nahe. Allerdings erfüllt ein solcher Sensor nicht unbedingt die Anforderungen an eine
Ansauglufttemperaturmessung, wie sie beispielsweise für die Messung einer Temperatur einer von einem Verbrennungsmotor angesaugten Luft verwendbar ist. Die Ursachen dafür liegen an der engen thermischen Ankopplung des Sensors an das Steckfühlergehäuse und an der hohen thermischen
Zeitkonstante des Gehäuses und des Sensorchips.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung eines Temperatur eines an einem Messfühler vorbeiströmenden Gases, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ein Verfahren zur Bestimmung einer Temperatur eines an einem Messfühler vorbeiströmenden Gases, wobei der
Messfühler in oder an einem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritten aufweist:
Einlesen eines Messfühlersignals und eines Gehäusesignals, wobei das Messfühlersignal eine Temperatur des Messfühlers repräsentiert und das Gehäusesignal eine Temperatur des Gehäuses repräsentiert; und
Ermitteln der Temperatur des Gases unter Verwendung des
Messfühlersignals, des Gehäusesignals und eines von einem Material und/oder einer Form des Gehäuses abhängigen (beispielsweise) vorbekannten thermischen Widerstand des Gehäuses.
Ferner schafft der hier vorgestellte Ansatz eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Temperatur eines an einem Messfühler vorbeiströmenden Gases, wobei der Messfühler in oder an einem Gehäuse angeordnet ist, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:
- eine Schnittstelle zum Einlesen eines Messfühlersignals und eines
Gehäusesignals, wobei das Messfühlersignal eine Temperatur des
Messfühlers repräsentiert und das Gehäusesignal eine Temperatur des Gehäuses repräsentiert; und
eine Einheit zum Ermitteln der Temperatur des Gases unter Verwendung des Messfühlersignals, des Gehäusesignals und eines von einem Material und/oder einer Form des Gehäuses abhängigen (beispielsweise) vorbekannten thermischen Widerstand des Gehäuses.
Die vorliegende Erfindung schafft somit eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden
Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese
Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte
Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem
Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem
Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Unter einem Messfühler kann ein Sensor, insbesondere ein Temperatursensor oder allgemein ein Sensor verstanden werden, der ein Messfühlersignal bereitstellt, welches eine Temperatur an einer Messfläche oder Oberfläche des
Messfühlers repräsentiert. Unter einem Gehäusesignal kann ein Signal verstanden werden, welches von einem Temperatursensor bereitgestellt wird, der eine Temperatur des Gehäuses misst, in oder an welchem der Messfühler angeordnet oder befestigt ist. Unter einem thermischen Widerstand kann ein (thermischer) Widerstand zwischen dem Messfühler und dem das Gehäusesignal bereitstellenden Temperatursensor verstanden werden, der eine Ausbreitung von Wärme in einem Material be- oder verhindert. Hierzu kann das Material in einer bestimmten Form oder Gestalt ausgebildet sein, die eine besonders ungünstige Weiterleitung von Wärme bewirkt, wie beispielsweise eine Verdünnung des Materials an einer gewissen Stelle im Gehäuse.
Der hier vorgestellte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass durch die
Verwendung von zwei Temperatursensoren bzw. deren Signal sowie dem zwischen den beiden Temperatursensoren befindlichen thermischen Widerstand recht genau ein Wärmeverlauf oder eine Temperatur eines Gases, an einem der
Temperatursensoren erfasst werden kann. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass bei einer Änderung der Temperatur an einem Temperatursensor, wie vorliegend dem Messfühler, ein Wärmestrom zum zweiten Temperatursensor, hier dem im Gehäuse oder an Gehäuse befindlichen Temperatursensor bestimmt und hieraus ein Rückschluss auf die Beaufschlagung des ersten
Temperatursensors (hier des Messfühlers) mit Wärme gezogen werden kann.
Der hier vorgestellte Ansatz bietet den Vorteil, dass nun eine Temperatur eines Gases mit technisch sehr einfachen und kostengünstigen Mitteln relativ präzise bestimmt werden kann. Hier können beispielsweise bereits vorhandene
Sensoren verwendet und deren Signal geschickt weiterverwendet werden.
Hierdurch bietet sich der Vorteil, dass durch Kenntnis der Temperatur des Gases beispielsweise auch weiteren Parameter deutlich genauer bestimmt werden können, um beispielsweise eine Steuerung eines Verbrennungsmotors deutlich zu verbessern.
Besonders günstig ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Ermitteins die Temperatur unter Verwendung eines thermischen Widerstandes des am Messfühler vorbeiströmenden Gases ermittelt wird, wobei insbesondere der thermische Widerstand durch einen Wärmeübergang von einem Gas überströmten Festkörper gebildet wird. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer besonders präzisen und genauen Bestimmung der Temperatur des Gases, da nun durch Kenntnis eines weiteren Parameters im Wärmestrom zwischen dem Gas über den ersten Temperatursensor bzw. dem zweiten Temperatursensor ein sehr präziser Rückschluss auf die tatsächliche Temperatur des am Messfühler
vorbeiströmenden Gases gezogen werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Schritt des Ermitteins die Temperatur des Gases unter Verwendung des thermischen Widerstandes ermittelt, der von einem Strömungsparameter des am
Messfühler vorbeiströmenden Gases, insbesondere der Geschwindigkeit des am Messfühler vorbeiströmenden Gases abhängig ist. Dabei kann im Schritt des Einlesens der Strömungsparameter des am Messfühler vorbeiströmenden Gases eingelesen werden und im Schritt des Ermitteins die Temperatur des Gases in Abhängigkeit von dem Strömungsparameter ermittelt werden. Eine solche
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer besonders präzisen Bestimmung des thermischen Widerstands des am Messfühler vorbeiströmenden Gases, wodurch auch eine besonders präzise
Temperaturmessung des am Messfühler vorbeiströmenden Gases möglich wird.
Günstig ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der im Schritt des Ermitteins die Temperatur des Gases unter Verwendung eines empirisch ermittelten Temperaturoffsets am Messfühler) ermittelt wird, insbesondere wobei der Temperaturoffset abhängig von einer Luftmasse und/oder einer Temperatur des Messfühlers ist. Eine solche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass bei der Ermittlung des Temperaturoffsets am Messfühler auch ein genauer Rückschluss auf die von der Luftmasse abhängige thermische Trägheit (Zeitkonstante) des Messfühlers gezogen werden kann.
Um ein sehr schnell einschwingendes Messsystem zu realisieren, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des Ermitteins das Messfühlersignal von einer Weiterverarbeitung gefiltert werden, insbesondere Hochpass-gefiltert werden.
Technisch besonders einfach umgesetzt werden kann ein solches schnell einschwingendes Messsystem dann, wenn im Schritt des Ermitteins das
Messfühlersignal differenziert wird, um ein differenziertes Messfühlersignal zu erhalten, wobei die Temperatur des Gases auf der Basis eines Summensignals aus einer Summe des Messfühlersignals und des differenzierten
Messfühlersignals ermittelt wird. Dabei wird die Zeitkonstante des Hochpasses so dimensioniert, dass sie nicht kleiner ist, als die von der Luftmasse abhängigen Zeitkonstante des gefilterten Temperatursignals Tlf. Damit wird sichergestellt, dass das System bei Temperaturwechseln aperiodisch einschwingt. Deshalb sollte die Zeitkonstante abhängig von der Luftmasse verändert werden.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei das Messfühlersignal oder ein hiervon abgeleitetes Signal rekursiv verwendet bzw. differenziert werden. Insbesondere kann gemäß einer solchen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des Ermitteins das Summensignal differenziert werden, um ein differenziertes Summensignal zu erhalten, und wobei die Temperatur des Gases zumindest auf der Basis eines weiteren Summensignals aus einer Summe des Summensignals und des differenzierten Summensignals ermittelt wird.
Besonders präzise kann die Temperatur des Gases bestimmt werden, wenn auf thermische Materialparameter von Bestandteilen des am Messfühler
vorbeiströmenden Gases zurückgegriffen werden kann. Insofern kann gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Schritt des Ermitteins die Temperatur des Gases unter Verwendung einer Information über eine Zusammensetzung oder zumindest einen Bestandteil des Gases ermittelt werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs, in dem ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Temperatur eines an einem Messfühler vorbeiströmenden Gases verwendet wird;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Thermosensors mit einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Temperatur eines an einem Messfühler vorbeiströmenden Gases;
Fig. 3 eine Darstellung eines Thermosensors zur Verwendung im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4A ein Ersatzschaltbild zur Erläuterung des Verlaufes eines Wärmestroms gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
. 4B ein Diagramm zur Darstellung der Temperaturverläufe an
unterschiedlichen Positionen eines Thermosensors zur Verwendung einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ein Blockschaltbild von unterschiedlichen Verarbeitungsmodulen zur Implementierung des hier vorgeschlagenen Ansatzes; Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Filterung des Messfühlersignals zur Verbesserung des Einschwingverhaltens eines hier vorgestellten Messsystems; Fig. 7A ein Diagramm zur Erläuterung der Temperaturverläufe bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten Verfahrens zur Bestimmung der Temperatur eines Gases;
Fig. 7B ein weiteres Diagramm zur Erläuterung der Temperaturverläufe bei Anwendung eines Ausführungsbeispiels des hier vorgestellten
Verfahrens zur Bestimmung der Temperatur eines Gases; und
Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs 100, in dem ein
Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 10 zur Bestimmung einer (tatsächlichen) Temperatur Tans eines an einem Messfühler 120 vorbeiströmenden Gases 130 verwendet wird. Der Messfühler 120 ist dabei in einem Luftansaugkanal 135 einer Ansaugluft (als Gas) für einen Verbrennungsmotor 140 des Fahrzeugs 100 angeordnet. Der Messfühler 120 liefert ein Messfühlersignal 145 an eine
Schnittstelle 150 der Vorrichtung 1 10, wobei dieses Messfühlersignal 145 eine Temperatur des Messfühlers 120 selbst repräsentiert, der von dem Gas 130 umströmt wird. Weiterhin ist der Messfühler 120 an einem Gehäuse 155 befestigt, wobei ferner ein Gehäusesensor 160 vorgesehen ist, der eine
Temperatur des Gehäuses 155 erfasst und ein diese Temperatur des Gehäuses 155 repräsentierendes Gehäusesignal 165 ausgibt. Das Gehäuse 155 wird von Motor und elektrischer Verlustleistung der Sensorelektronik erwärmt und kann zumindest teilweise von dem Gas 130 umströmt und somit ebenfalls durch das
Gas 130 erwärmt oder gekühlt werden. Das Gehäusesignal 165 wird ebenfalls über die Schnittstelle 150 der Vorrichtung 1 10 zum Bestimmen der Temperatur eingelesen. Der Messfühler 120 und der Gehäusesensor 160 sowie das zugehörige Gehäuse 155 können als Thermosensor 167 Bestandteil von einem weiteren Sensor sein, der beispielsweise einen oder mehrere Parameter der Ansaugluft bzw. des Gases 130 misst, wie zum Beispiel die Menge oder die
Geschwindigkeit des Gases 130, welches durch den Ansaugkanal 135 strömt.
Die von der Schnittstelle 150 eingelesen werden Signale, d. h. das
Messfühlersignal 145 und das Gehäusesignal 165 werden einer Einheit zum Ermitteln 170 zugeführt, die unter Verwendung des Messfühlersignals 145 und des Gehäusesignals 165 die Temperatur des Gases 130 (hier der Ansaugluft) bestimmt, d. h. errechnet und als entsprechendes Signal TansR ausgegeben. Dieses Signal, welches diese Temperatur Tans des Gases 130 repräsentiert, wird nun einer Motorsteuereinheit 175 zugeführt, welche beispielsweise eine gewünschte Veränderung des den Verbrennungsmotor 140 zuzuführenden Kraftstoffgemischs oder eine veränderte Einspritzmenge von Kraftstoff in einen oder mehrere Komponenten des Verbrennungsmotors 140 ermittelt. Diese Veränderung des dem Verbrennungsmotor 140 zuzuführenden
Kraftstoffgemischs oder veränderten Einspritzungsmenge von Kraftstoff in einen oder mehrere Komponenten des Verbrennungsmotors 140 kann nun über ein entsprechendes Steuersignal 180 von der Motorsteuereinheit 175 an den Verbrennungsmotor 140 übertragen werden. Hierdurch kann der
Verbrennungsmotor 140 gesteuert oder geregelt werden. Auf diese Weise kann eine optimale Wirkungsweise bzw. Kraftstoffausnutzung durch den
Verbrennungsmotor 140 erreicht werden.
Die thermische Kopplung des Messfühlers 120 mit dem Gehäuse 155 führt zu einem thermischen Temperaturteiler, dessen Teilerverhältnis sich abhängig von der Luftgeschwindigkeit ändert, sodass das Ergebnis der Tans-Messung (Tans = Ansauglufttemperatur) sich mit der Luftmasse und mit der Differenz zwischen
Gehäusetemperatur Tgeh (Tgeh = Gehäusetemperatur) und Tans ändert. Das führt insbesondere bei kleinen Luftmassen und großen Temperaturunterschieden zwischen Tans und Tgeh zu nicht tolerierbaren Abweichungen, die erst wieder abklingen, wenn Tgeh sich Tans angepasst hat. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Thermosensors 167 mit dem Ansaugluftkanal 135, dem Messfühler 120 sowie der Vorrichtung 1 10 zum Bestimmen der Temperatur des Gases 130. Der Gehäusesensor 160 ist in der Fig. 2 nicht explizit dargestellt. Er befindet sich im ASIC TLF100 in der Mitte der Leiterplatte.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Luftmassensensors 167 mit dem Messfühler 120. Dabei ist erkennbar, dass der Messfühler 120 sich außerhalb des Gehäuses 155 auf einem Trägerelement 310 befindet und in den Strom der Ansaugluft 130 hineinragt. Der Luftmassensensor 167 weist eine beheizte Membran 320 auf, um Luftmassen-Messungen in unterschiedlichen
Temperaturszenarien zu ermöglichen und somit möglicherweise entstandene Messfehler kompensieren zu können. Weiterhin weist der Messfühler 120 einen temperaturabhängigen Widerstand Rlf auf, der einen Wärmestrom oder einen zeitlichen Erwärmungsverlauf des Messfühlers 120 bei einer
Temperaturänderung des am Messfühler vorbeiströmenden Gases 130 erfasst.
Auf einer dem Messfühler 120 gegenüberliegenden Seite ist das Trägerelement 310 im Gehäuse 155 flächig verklebt, sodass der Messfühler 120 eine thermische Anbindung an das Gehäuse 155 aufweist.
Fig. 4 zeigt in den Teilfiguren 4A und 4B eine schematische Darstellung der Vorgehensweise zur Bestimmung der Temperatur des Gases. Dabei ist in der Fig. 4A ein Weg eines Wärmestroms vom Gas 130 am Messfühler 120 vorbei in das Gehäuse 155 schematisch wiedergegeben. Auf der linken Seite der Fig. 4A ist das Gas 130 mit der Temperatur Tans dargestellt, welche in einem
Wärmestrom über einen thermischen Widerstand Rans (der von
unterschiedlichen Parametern Pm abhängig sein kann) zum Messfühler 120 geführt wird, der die Temperatur TlfR aufweist. Vom Messfühler 120 fließt dann ein Wärmestrom über den thermischen Wiederstand Rg des Gehäuses zum Gehäusesensor 160, der eine Temperatur TgR misst.
Die Temperatur Tans lässt sich dann unter Ausnutzung des folgenden
Zusammenhangs ermittelt:
Tans = TfIR + (TfIR - TgR) * FR - Pm*Rans, oder
Tans = TfIR + (TfIR - TgR) * FR - Pm*Rg*FR,
wobei
FR = Rans(LM, Tans) /Rg
Pm= f(LM, Tlf) und dTm = Pm*Rg*FR = Pm* Tans (wobei dTm der Temperaturoffset und FR das Teilerverhältnis des Temperaturteilers darstellt) gilt.
LM ist die Luftmasse in [kg/h], die vom Motor angesaugt wird und die durch den Sensor CMF gemessen wird. Dazu wird eine Membran (Si-Oxid 2μηι dick) geheizt. Die Abkühlung durch die bewegte Luft verstimmt das Temperaturprofil der Membran und damit eine auf der Membran befindliche Widerstandsbrücke aus temperaturabhängigen Widerständen. Die Brückspannung wird als
Luftmassensignal ausgewertet.
Pm ist die Heizleistung (Wärmeleistung), welche von der Membran auf den CMF- Chip (Si: 0,4 mm dick) fließt und beim Luftsensor RIf einen Temperaturoffset dTm erzeugt, welcher sich dem Temperaturteiler überlagert. Deshalb muss dieser
Offest bei der Rechnung von TansR abgezogen werden. Erst ohne diesen Einfluss lässt sich die Rückrechnung mit dem thermischen Teiler ausführen. Der typische dTm wird empirisch durch Messung ermittelt und bei Bedarf durch Messung elektrischer Kennwerte teilespezifisch korrigiert.
Dabei sollte die ermittelte Temperatur des Gases TansR recht genau der tatsächlichen Temperatur des Gases entsprechen.
Dabei definiert die Tans die Ansauglufttemperatur (so wie sie wirklich ist) und TansR die berechnete Ansauglufttemperatur (das Ergebnis unserer Auswertung), R steht hierbei für Rechnung. Fig. 4B zeigt einen Temperaturverlauf über die Zeit bei einem Temperaturabfall zwischen der Gehäusetemperatur Tg und der (sich abgekühlten)
Ansauglufttemperatur Tans. Dabei ist ersichtlich, dass Gehäusetemperatur Tg recht träge sich einem Niveau der Ansauglufttemperatur Tans annähert und durch die räumliche Nähe des Messfühlers 120 zum Gehäuse die Temperatur des Messfühlers Tlf ebenfalls recht träge dem Temperatursturz der Ansaugluft folgt. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorgehensweise zur
Bestimmung der Temperatur TansR des Gases. Zunächst wird in einem ersten Verarbeitungsmodul 510 eine Kalibrierung des Messfühlers des bzw.
Temperaturwertes des Messfühlers unter Verwendung der Variablen B1 und M1 vorgenommen. Mx ist die Steigungskorrektur und Bx die Offsetkorrektur der Temperaturmessungen. Hieran anschließend wird ein zweites
Verarbeitungsmodul 515 ausgeführt, in dem eine Tiefpassfilterung des vom Messfühler 120 gelieferte Signal (Messfühlersignal 145, Tlf) durchgeführt wird. Hieran anschließend wird das Tiefpass-gefilterte Messfühlersignal TfITP in einem weiteren Verarbeitungsmodul 520 einer ersten Hochpassfilterung unterzogen (wobei diese erste Hochpassfilterung von den Parametern LM und Tfl abhängig ist) und hierauf folgend einer zweiten Tiefpassfilterung in einem weiteren
Verarbeitungsmodul 525 unterzogen, wobei diese zweiten Hochpassfilterung ebenfalls von den Parametern LM und Tfl abhängig ist. Das hieraus resultierende Signal wird als TflHP2 der Einheit zum, Ermitteln 170 zur Verfügung gestellt.
In einen zweiten Verarbeitungszweig wird zunächst in einem ersten
Verarbeitungsmodul 530 eine Kalibrierung des Gehäusesensors 160 bzw. des Gehäusesignals 165 oder Tg vorgenommen, worauf in einem anschließenden Verarbeitungsmodul 535 eine Tiefpassfilterung des Gehäusesignals Tg zu einem Signal TgTP und in einem weiteren Verarbeitungsmodul 540 eine Korrektur des
Tiefpass-gefilterten Gehäusesignals TgTP zu einem korrigierten Gehäusesignal TgK unter Berücksichtigung der Variablen LM, Uh und Tfl erfolgt. Das korrigierten Gehäusesignal TgK wird nun ebenfalls zur Bestimmugn der Temperatur TansR des Gases verwendet, beispielsweise unter Einsatz des in der Einheit 170 angegebenen Zusammenhangs. Hierzu werden von der Einheit 170 ein Wert FR gemäß der vorstehenden Beschreibung aus einer FR-Bestimmungseinheit 545 und ein Wert dTm aus einer dTm-Bestimmungseinheit 150 verwendet. Die Variable dTm bezeichnet hierbei. dTm ist der von Pm verursachte
Temperaturoffset von TLf.
Der hier vorgeschlagene Ansatz hat das Ziel, den Einfluss der
Gehäusetemperatur und die Einschwingzeitkonstante bei Temperaturwechseln von Tans zu kompensieren. Dies soll durch eine statische und dynamische Kompensation eines den Messfühler umfassenden Luftfühlersignals erreicht werden.
Der hier eingesetzte Temperatursensor wird zusammen mit einer dynamischen Kompensation (Flankenversteilerung) mit einer konstanten Zeitkonstanten eingesetzt.
Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, den Gehäusetemperatureinfluss und die Einschwingzeitkonstante bei
Temperaturwechseln von Tans zu kompensieren. Als Ergebnis steht ein Lufttemperatursignal TansR, dessen Einschwingzeit auf 1/3 bis 1/4 reduziert ist, und das im eingeschwungenen Zustand unabhängig von der
Temperaturdifferenz dT=Tgeh-Tans den Wert von Tans anzeigt. Die
Kompensation wird über Luftmasse und Tans angepasst.
Um einen Temperaturteiler zu kompensieren, sollte daher die
Gehäusetemperatur erfasst werden. Das wird im hier vorgestellten
Thermosensor 167 durch hier eine im Auswerte-IC 170 integrierte
Temperaturerfassungseinheit bzw. Temperaturbestimmungseinheit umgesetzt. Dabei wird ein analoges Temperatursignal (hier die Siliziumtemperatur des Messfühlers 120) digitalisiert, und im Abgleichprozess kalibriert. Das kalibrierte Signal repräsentiert die Gehäusetemperatur und wird einem Prozessor (DSP) 170 zur weiteren Verrechnung zugeführt. Somit ergibt sich ein Temperaturteiler aus
Tans— > Rtans— > Tlf— > Rgeh— > Tgeh
Rgeh ist der resultierende thermische Widerstand zwischen der
Temperaturmessstelle Tlf und der Temperaturmessstelle Tgeh. Der Wert von Rgeh wird durch den mechanischen Aufbau (Form und Material) bestimmt. Rtans ist der thermische Widerstand zwischen Tans und der ebenfalls digitalisierten und kalibrierten Temperaturmessstelle Tlf. Rtans wird durch die
Luftgeschwindigkeit und dem Strömungsverhalten an der CMF-Oberfläche und durch die Stoffwerte (Tans-abhängig) der Luft bestimmt. Sind Rtans, Rgeh, Tgeh und Tlf bekannt, lässt sich der Temperaturteiler nach Tans auflösen. Allerdings wird der Teiler durch den Wärmeeintrag der beheizten Luftmassenmessmembran gestört. Das sollte bei der Berechnung von TansR berücksichtigt werden. Der Wärmeeintrag ist abhängig von der Luftmasse (Luftgeschwindigkeit), von der Tlf- gesteuerten Membrantemperatur und von der Dicke der Membran.
Die Kompensation des Temperaturteilers führt bei perfekter Anpassung der Korrekturparameter zu einem korrekten TansR im eingeschwungenen Zustand. Die Dauer des Einschwingvorgangs bei einem Temperaturwechsel der Luft, hängt jedoch von der thermischen Zeitkonstante des Tlf-Signals (CMF-Chip) ab.
Möchte man ein schnelleres TansR, kann dies durch eine Filterschaltung erreicht werden (Flankenversteilerung im Thermosensor 167). Dazu wird (entsprechend der Darstellung aus dem Blockschaltbild der Fig. 1 ) rechnerisch Tlf differenziert (Hochpass) und das Ergebnis zu Tlf addiert. Dieser Vorgang kann mehrstufig wiederholt werden, wie es in der Fig. 6 bei einmaliger Wiederholung dargestellt ist. Um ein Überschwingen zu vermeiden, sollte die Zeitkonstante jedes
Hochpasses an die Zeitkonstante der vorherigen Stufe angepasst werden. Der Haupteinfluss dieser Anpassung ist die Luftmasse (Luftgeschwindigkeit Rtans). Fig. 7A zeigt ein Diagramm eines Lufttemperaturwechsels von 80 °C auf 22 °C bei einer am Messfühler vorbeiströmenden Ansaugluftmenge von 120 kg/h, wobei auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Temperatur sowie Kurven dargestellt sind, und als Messkurven ein Temperaturverlauf der
Gehäusetemperatur Tgeh, ein Temperaturverlauf der Temperatur Tlf des Messfühlers und ein tatsächlicher Temperaturverlauf der Temperatur Tans der
Ansaugluft dargestellt ist. Dabei ist weiterhin in der Fig. 7A eine Kurve eingezeichnet, die die mit dem hier vorgestellten Ansatz ermittelten Temperatur TansR repräsentiert. Aus der Fig. 7A ist dabei ersichtlich, dass die mit dem hier vorgestellten Ansatz ermittelte Temperatur des Gases (d. h. hier der Ansaugluft) ein schnelles Einschwingverhalten aufweist, sodass die ermittelte Temperatur
TansR des Gases schnell einen sehr realitätsnahen Wert erreicht. In der Fig. 7B sind die gleichen Kurveverläufe wie in der Fig. 7A in einem gleichen Koordinatensystem aufgetragen, wobei nun die Kurven Mess- bzw. Ermittlungswerte bei einer am Messfühler vorbeiströmenden Ansaugluftmenge von 240 kg/h abbilden. Es ist ersichtlich, dass nun durch die größere am
Messfühler vorbeiströmende Luftmenge eine deutlich schnellere Angleichung der Mess- bzw. Ermittlungswerte an die reale Temperatur der Ansaugluft erfolgt.
Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 zur Bestimmung einer Temperatur eines an einem Messfühler vorbeiströmenden Gases. Das Verfahren
800 weist einen Schritt 810 des Einlesens eines Messfühlersignals und eines Gehäusesignals auf, wobei das Messfühlersignal eine Temperatur des
Messfühlers repräsentiert und das Gehäusesignal eine Temperatur des
Gehäuses repräsentiert. Weiterhin umfasst das Verfahren 800 einen Schritt 820 des Ermitteins der Temperatur des Gases unter Verwendung des
Messfühlersignals, des Gehäusesignals und eines von einem Material und/oder einer Form des Gehäuses abhängigen vorbekannten thermischen Widerstand des Gehäuses. Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das
Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren (800) zur Bestimmung einer Temperatur (TansR) eines an einem Messfühler (120) vorbeiströmenden Gases (130), wobei der Messfühler (120) in oder an einem Gehäuse (155) angeordnet ist, wobei das Verfahren (800) die folgenden Schritten aufweist:
Einlesen (810) eines Messfühlersignals (145) und eines Gehäusesignals (165), wobei das Messfühlersignal (145) eine Temperatur (Tfl) des Messfühlers (120) repräsentiert und das Gehäusesignal (165) eine Temperatur (Tgeh, Tg) des Gehäuses (155) repräsentiert; und
Ermitteln (820) der Temperatur (TansR) des Gases (130) unter
Verwendung des Messfühlersignals (145), des Gehäusesignals (165) und eines von einem Material und/oder einer Form des Gehäuses (155) abhängigen thermischen Widerstand (Rg, Rgeh) des Gehäuses (155)
2. Verfahren (800) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermitteins (820) die Temperatur (TansR) unter Verwendung eines thermischen Widerstandes (Rans) des am Messfühler (120) vorbeiströmenden Gases (130) ermittelt wird.
3. Verfahren (800) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermitteins (820) die Temperatur (TansR) des Gases (130) unter Verwendung des thermischen Widerstandes (Rans) ermittelt wird, der von einem Strömungsparameter des am Messfühler (120) vorbeiströmenden Gases (130), insbesondere der Geschwindigkeit des am Messfühler (120) vorbeiströmenden Gases (130) abhängig ist, insbesondere wobei im Schritt des Einlesens (810) der Strömungsparameter des am Messfühler (120) vorbeiströmenden Gases (130) eingelesen wird und im Schritt des Ermitteins (820) die Temperatur (TansR) des Gases (130) in Abhängigkeit von dem Strömungsparameter ermittelt wird. Verfahren (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermitteins (820) die Temperatur (TansR) des Gases (130) unter Verwendung eines empirisch ermittelten Temperaturoffsets (dTm) am Messfühler (Tlf, 120) ermittelt wird,
insbesondere wobei der Temperaturoffset (dTm) abhängig von einer Luftmasse und/oder einer Temperatur des Messfühlers (120, Tlf) ist.
Verfahren (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermitteins (820) das Messfühlersignal (145) von einer Weiterverarbeitung gefiltert wird, insbesondere Hochpass- gefiltert (HP) wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermitteins (820) eine von einer Luftmasse abhängige Zeitkonstante einer Differenzierfunktion verwendet wird, um das Messfühlersignal (145) zu filtern.
Verfahren (800) gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermitteins (820) das Messfühlersignal (145) differenziert wird, um ein differenziertes Messfühlersignal zu erhalten, und wobei die
Temperatur (TansR) des Gases (130) auf der Basis eines Summensignals aus einer Summe des Messfühlersignals (145) und des differenzierten Messfühlersignals ermittelt wird.
Verfahren (800) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermitteins (820) das Summensignal differenziert wird, um ein differenziertes Summensignal zu erhalten, und wobei die Temperatur (TansR) des Gases (130) zumindest auf der Basis eines weiteren
Summensignals aus einer Summe des Summensignals und des
differenzierten Summensignals ermittelt wird.
Verfahren (800) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ermitteins (810) die Temperatur (TansR) des Gases (130) unter Verwendung einer Information über eine Zusammensetzung oder zumindest einen Bestandteil des Gases (130) ermittelt wird.
10. Vorrichtung (1 10) zur Bestimmung einer Temperatur (TansR) eines an
einem Messfühler (120) vorbeiströmenden Gases (130), wobei der
Messfühler (120) in oder an einem Gehäuse (155) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (1 10) die folgenden Merkmale aufweist:
eine Schnittstelle (150) zum Einlesen eines Messfühlersignals (145) und eines Gehäusesignals (165), wobei das Messfühlersignal (145) eine Temperatur (Tfl) des Messfühlers (120) repräsentiert und das
Gehäusesignal (165) eine Temperatur (Tgeh, Tg) des Gehäuses (155) repräsentiert; und
eine Einheit (170) zum Ermitteln der Temperatur (TansR) des Gases (130) unter Verwendung des Messfühlersignals (145), des
Gehäusesignals (165) und eines von einem Material und/oder einer Form des Gehäuses (155) abhängigen thermischen Widerstand (Rgeh, Rg) des Gehäuses (155).
1 1 . Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (800) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das
Programmprodukt auf einer Vorrichtung (1 10) ausgeführt wird.
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