DE3128882A1 - Vorrichtung zur messung der stroemungsgeschwindigkeit von gasen und fluessigkeiten - Google Patents

Description

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NACHGEREICHT j

Degussa Akti engesei.3 schif t Wei.ßfrauenstr. 9> 6000 Frankfurt am Main

Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen und Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen tind Flüssigkeiten, insbesondere der Ansaugluft von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen, mit einem oder mehreren temperaturabhängigen elektrischen Widerständen, die in Wärmekontakt mit dem strömenden Medium stehen, von denen einer oder mehrere mit Hilfe einer Regelschaltung, bestehend aus einem Regelverstärker und einer Brückenschaltung, derart beheizt werden, daß der Heizstrom ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit ist, wobei die Regelschaltung in räumlicher Nähe zum beheizten Widerstand angeordnet ist.

Hitzdraht- bzw. Heißfilmanemometer verschiedener Bauart sind bereits für die Messung der von Verbrennungsmotoren angesaugte Luftmenge vorgeschlagen worden. Es sind auch Regelschaltungen bekannt, die den Strom durch einen beheizten Draht- oder Filmwiderstand derart regeln, daß dieser Strom ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit ist. Für die Messung der von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen angesaugten Luftmenge ist es notwendig, daß der beheizte Widerstand und die Regelschaltung räumlich in unmittelbarer Nähe angeordnet sind. Daher befindet sich die Regelschaltung normalerveise im Motorraum und zwar am Ansaugrohr. Das Ausgangssignal dieser Regelschaltung, das ein MnR für die angesaugte Luft-

^ menge ist, muß jedoch einer zentralen Elektronikeinheit zugeführt werden, die aufgrund dieses und anderer Sensorsignale Steuprfunictionen ausübt. Diese zentrale

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Elpktro7iilceinheit wird jedoch normalerweise aufgrund der Umgebungsbedingungen (Temperaturen, Beschleunigungen) möglichst im Bereich des Arm-.turenbrettes angeordnet. 5

Da der Regelschaltung auch eine Versorgungsspannung zugeführt werden muß, "sind in den bisher vorgeschlagenen Systemen drei Kabelverbindungen zur Regelschaltung nötig, Lind zwar für Masse, Versorgungsspannung und Ausgangssignal. Sofern die Masseverbindung über Karosserie und Rahmen hergestellt wird,sind zwei Kabelverbindungen <·~\ nötig.

Xn den bisher bekannten Vorrichtungen zur Messung der .Strömungsgeschwindigkeit von Gasen und Flüssigkeiten wird das Ausgangesϊgnal in Form einer Spannung in der Hegelschaltung abgegriffen und der zentralen Elektronik zugeführt. Die Übertragung eines analogen Spannungssignals mit hoher Genauigkeit ist im Kraftfahrzei.ig aber sehr schwierig.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen und Flüssigkeiten, insbesondere dor Ansaugluft '""" 25 von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen zu finden, mit einem oder mehreren temperaturabhängigen elektrischen Widerständen, die in Wärmekontakt mit dem strömenden Medium stehen, von denen einer oder mehrere mit Hilfe einer Regelschaltung, bestehend aus einem Regelverstärker und einer Brückenschaltung, derart beheizt werden, daß der Heizstrom ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit ist, wobei die Rege Ischalttang in räumlicher Nähe zum beheizten Widerstand angeordnet ist, bei der das Ausgangssignal störnnempfindlich mit hoher Ge- *" nauigkeit zu einer zentralen Elektronikeinheit übertragen worden kann, Tind zwar mit einer möglichst geringen Anzahl von Kabelverbindungen.

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Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Regelverstärker aus elektronischen Bauteilen aufgebaut ist, deren Stromaufnähme vernachlässigbar klein ist im Verhältnis zum Heizstrom, und die Widerstände der Brückenschaltung so dimensioniert sind, daß obt nicht über den beheizten temperaturabhängigen Widerstand fließende Teil des Brückenstroras ebenfalls vernachlässigbar klein ist im Verhältnis zum Heizstrom.

Dadurch entspricht der gesamte der Vorrichtung zugeführte Strom mit ausreichender Genauigkeit dem Heizstrom und der in dem Verbindungskabel zwischen Regelschaltung und Auswerteelektronik fließende Strom dient als Maß für die Strömungsgeschwindigkeit. Das Ausgangssignal der Regelschaltung ist also ein Strom, wodurch es möglich ist, das Signal und die Stromversorgung der Regelschaltung über dasselbe Kabel zu führen. Die Übertragung eines Stromsignals erweist sich als wesentlich störunempfind— licher im Vergleich zur Übertragung eines Spannungssignals.

Anhand der Abbildungen I und II wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in beispielhafter Ausführungsform näher erläutert.

Die Abbildung I zeijt den prinzipiellen Aufbau der Regelschaltung (1O) eines Hitzdraht- oder Hei ßf ilmanemonieters Ein temperaturobhängiger Widerstand (i). der im Luftstrom angeordnet is+, und weitere Widerstände (2,3 "ⁿd k) sind in an sich bekannter Weise Bestandteil einer Brückenschaltung. Durch einen Verstärker (5) und einen Transistor (6) wird der Heizstrom durch den beheizten Widerstand (1) so goregelt, daß dessen Temperatur

"" kostnnt bleibt.

NACHGEiRElCHT j

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Ztir Kompensntion von Änderungen Her Tempern tür der angcsnngten Lnftmen^p vervendot mnn für den Vidnrstand (3) einen tompernturpbbang''gen Widerstand mit geoi gnetnm Temper,-turicooffizi oriten und setr^f diesen ebenfalls dem luftstrom aus. Wählt man die Summe der Widerstände (3 und 4) sehr groß ti.B. 3 k ^/«^ gegenüber der Summe der Widerstände (1 und z), beispielsweise I5 _y\_ % so kann der im hochohmigen Zweig fließende Strom J2 gegenüber dem Heizstrom J1 vernachlässigt werden. Ferner sind integrierte Verstärker (5) erhältlich, deren Stromverbrauch J3 vernachlässigbar klein gegenüber dem Heizstrom ist, beispielsweise mit Versorgnngsströmen <1mA und Eingangsströmen <5OpA. Daher ist es möglich, den gesamten Stromverbrauch der Regelschaltung als Atisgongssignal zu verwenden.

Die Abbildung II zeigt schematised, die Anordnung von Regelschaltung (ίο) und zentraler Elektronikeinheit (?). Vird die Masseverbindung (7) durch Karosserie und Rahmen hergestellt, so genügt eine einzige Kabelverbindxmg (8) zwischen Regelschaltung (io) und zentraler Elektronikeinheit (9),

16.07.

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Claims (2)

1. NACHGEREICHT

   81 181 ET

   Degussa Aktiengesellschaft Weißfrnuenstr. 9, 6000 Frankfurt am Main

   Vorrichtung zur Messung der Strörrrangsgeschvi ndigkei t von Gasen und Flüssigkeiten

   PATENTANSPRÜCHE

   .J Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit

   von Gasen und Flüssigkeiten, insbesondere der Ansaug- '·* luft von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen-, mit einem oder mehreren temperaturabhängigen elektrischen Widerständen, die in Wärnmkontakt mit dem strömenden Medium stehen, von denen einer oder mehrere mit Hilfe einer Regelscha]tung, bestehend aus einem Regelver-

   stärker und einer Brückenschaltung, derart beheizt werden, daß der Heizstrom ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit ist, wobei die Regelschaltung in räumlicher Nähe zum beheizten Widerstand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverstärker

   aus elektronischen Bauteilen ($,6) atTfgebaut ist, deren Stromaufnahme vernachlässigbar klein ist im Verhältnis zum Heizstrom und die Widerstände (1,2,3»Λ) der Brückenschaltung so dimensioniert sind, daß der

   nicht über den beheizten Widerstand (i) fließende 30

   Teil des Brückenstroms· ebenfalls vernachlässigbar klein ist im Verhältnis zum Heizstrom.
2. 2. Vorrichtung· nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß bei der Anwendung im Kraftfahrzeug nur ein Ver— bindungsknbel (8) zwischen Regflschnltung (1O) und Versorgung=;- bzw. Auswerteelektronik (o) vorhanden i st.

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