DE102007017058A1

DE102007017058A1 - Method for air mass measurement and air mass sensor

Info

Publication number: DE102007017058A1
Application number: DE200710017058
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr. Bierl; Thorsten Dr. Knittel; Stefan Pesahl; Frank Dr. Steuber
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-10-16
Also published as: WO2008125442A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftmassenmessung und einen Luftmassensensor. Um ein preiswertes sowie zuverlässig arbeitendes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchflussmessung auch auf Heißfilm-Anemometer-Basis zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass zwei oder mehr Heißfilm-Anemometer als Messelemente (3, 4, 5, 6) in einer Querschnittsebene in dem Ansaugrohr (2) derart angeordnet verwendet werden, dass die Strömung in unterschiedlichen Bereichen des Querschnitts unter quasi punktueller Erfassung der Strömungsverhältnisse messtechnisch erfasst und ausgewertet wird.The present invention relates to a method for air mass measurement and an air mass sensor. In order to provide an inexpensive and reliable method and a corresponding device for flow measurement on a hot-film anemometer basis, it is proposed that two or more hot-film anemometers as measuring elements (3, 4, 5, 6) in a cross-sectional plane in the intake manifold (2) can be used arranged such that the flow in different areas of the cross section is detected by metrology and evaluated under quasi-point detection of flow conditions.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Luftmassenmessung und einen Luftmassensensor.The The present invention relates to a method of air mass measurement and an air mass sensor.

In bekannter Weise wird in Verbrennungskraftmaschinen ein Luft-Treibstoffgemisch unter Verdichtung zur Verbrennung gebracht. Die Leistungsabgabe der Verbrennungskraftmaschine hängt vom Verhältnis von Treibstoffmasse zu Luftmasse ab. Die Messung einer jeweiligen Luftmasse wird mit einem Luftmassensensor durchgeführt, der im Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine sitzt. Aufgrund der hohen wirtschaftlichen Bedeutung des Kraftfahrzeugbereiches wird nachfolgend ohne Beschränkung der Verwendung erfindungsgemäßer und allgemein einsetzbarer Strömungssensoren nur auf die Anwendung zur Bestimmung einer angesaugten oder in sonstiger Weise einer Verbrennungskraftmaschine zugeführten Luftmasse eingegangen.In known manner in internal combustion engines, an air-fuel mixture brought under compression to combustion. The power output the internal combustion engine depends on the ratio from fuel mass to air mass. The measurement of a respective Air mass is carried out with an air mass sensor, which sits in the intake of the internal combustion engine. by virtue of the high economic importance of the automotive sector is hereinafter without limitation of use according to the invention and generally applicable flow sensors only on the Application for the determination of a sucked or in another way received an internal combustion engine supplied air mass.

Zahlreiche moderne Verbrennungskraftmaschinen sind heute mit einem Abgas-Turbolader ausgestattet, welcher eine Vorverdichtung der Luftmasse bewirkt. Wurde bereits zu Beginn der Entwicklung von Verbrennungskraftmaschinen der Versuch einer Vorkompression der einer Verbrennungskraftmaschine zuzuführenden Luft mit dem Ziel einer Erhöhung der Motorleistung durch Erhöhung des Luftmengen- und Kraftstoffdurchsatzes pro Arbeitstakt durchgeführt, so wird heute die Aufladung von Otto-Verbrennungskraftmaschinen nicht mehr primär unter dem Leistungsaspekt gesehen, sondern als Möglichkeit zur Einsparung von Kraftstoff und zur Minderung von Schadstoffen. Dabei wird in bekannter Weise einem jeweiligen Abgasstrom Energie zur Vorverdichtung des Luftmassenstromes durch eine im Abgasstrom laufende Turbine mit daran mechanisch gekoppeltem Frischluft-Verdichter entzogen, so dass beispielsweise ein Dieselmotor nun nicht mehr als Saugmotor, sondern als aufgeladener Motor mit Ladeluftdrücken von bis zu 1,5 bar oder gar 2,5 bar bei deutlicher Leistungssteigerung und reduziertem Schadstoffausstoß arbeitet. Hierzu ist selbstverständlich einer jeweiligen Treibstoffmasse eine Luftmasse in einem vorgegebenen Verhältnis zuzugeben, so dass einem Luftmassensensor eine wesentliche Bedeutung bei der Wirtschaftlichkeit und Schadstoffreduktion einer Verbrennungskraftmaschine zukommt.numerous Modern internal combustion engines are today with an exhaust turbocharger equipped, which causes a pre-compression of the air mass. Was already at the beginning of the development of internal combustion engines the attempt of precompression of an internal combustion engine supplied air with the aim of increasing the Engine performance by increasing air flow and fuel flow per work cycle, so today is the charge of Otto internal combustion engines no longer primarily under seen in terms of performance, but as a way to Saving fuel and reducing pollutants. there is in a known manner a respective exhaust gas energy to Pre-compression of the air mass flow through a running in the exhaust stream Extracted turbine with mechanically coupled fresh air compressor, so that, for example, a diesel engine now no longer as a naturally aspirated engine, but as a supercharged engine with charge air pressures of up to 1.5 bar or even 2.5 bar with significant increase in performance and reduced Pollutant emissions works. This is of course a respective fuel mass an air mass in a given Add Ratio, so that an air mass sensor a essential importance in terms of cost-effectiveness and pollutant reduction an internal combustion engine.

Da es bei dem chemischen Vorgang der Verbrennung in jedem Betriebszustand einer Verbrennungskraftmaschine auf die Massenverhältnisse von Kraftstoff und Luft ankommt, ist der Massendurchfluss der Ansaug-/Ladeluft auch fortlaufend möglichst genau zu messen. Der maximal zu messende Luftmassenstrom liegt je nach Motorleistung der Verbrennungskraftmaschine im Bereich von 400 bis ca. 1000 kg/h. Aufgrund des niedrigen Leerlaufbedarfes moderner Verbrennungskraftmaschinen beträgt das Verhältnis eines minimalen zu einem maximalen Luftdurchsatz zwischen 1:90 bis etwa 1:100.There it in the chemical process of combustion in any operating condition an internal combustion engine on the mass ratios of fuel and air is the mass flow rate of the intake / charge air also to measure continuously as accurately as possible. The maximum to be measured air mass flow is depending on the engine power of the internal combustion engine in the range from 400 to approx. 1000 kg / h. Due to the low idle demand modern Internal combustion engines is the ratio a minimum to a maximum air flow between 1:90 to about 1: 100.

Ein Luftmassensensor kann als Massenstromsensor nach einem thermischen Prinzip arbeiten, wobei eine Abgabe von Wärmeleistung eines durch den Fluss elektrischen Stroms erhitzten Sensormessdrahtes im Vergleich zu einem thermisch isolierten baugleichen Sensordraht über eine Widerstandbrückenschaltung als Maß für eine jeweilige Durchflussmenge ausgewertet wird. Derartige Vorrichtungen sind auch unter der Bezeichnung Heißfilm-Anemometer bekannt.One Air mass sensor can be used as a mass flow sensor after a thermal Working principle, with a release of heat output by a compared to the flow of electric current heated sensor wire to a thermally insulated sensor wire over a resistance bridge circuit as a measure of a respective flow rate is evaluated. Such devices are also known as hot film anemometers.

Um die Luftströmung möglichst wenig zu beeinflussen und auch den Bauraum gegenüber anderen bekannten Anordnungen zu minimieren, werden derartige Vorrichtungen als sehr klein bauende Einheiten ausgebildet und u. a. auch in Schutz- und Messkanalanordnungen eingesetzt, wie sie z. B. aus der WO 03/089884 A1 bekannt sind. In der Regel erfassen derartige Luftmassenmesser prinzipiell nur einen Teilbereich der Querschnittverteilung der Strömung innerhalb des Ansaugtraktes einer Verbrennungskraftmaschine. Durch Applikation oder Erstellung einer für die spezifischen Verhältnisse charakteristischen Kennlinie wird die Grundcharakteristik des Sensors, die Ergebnis einer Kalibrierung ist, an eine jeweilige Einsatz-Umgebung angepasst. Mithin wird in bekannten Vorrichtungen zur Umsetzung entsprechender Messverfahren eine mittlere Luftfilterkennlinie gebildet, d. h. für die spezifischen Strömungsverhältnisse innerhalb eines bestimmten Ansaugtraktes charakteristische Kennlinie des Sensors. Bei einem solchen "2. Abgleich" können allerdings weder Einzelteilstreuungen der verwendeten Komponenten des Ansaugtraktes berücksichtigt werden, noch werden Änderungen der Strömungsverhältnisse erfasst, wie sie z. B. durch ungleiche Verschmutzung einer Luftfiltermatte in der Praxis auftreten. Auch können Alterungseffekte und sämtliche Änderungen der Kennlinie über die Sensor-Lebensdauer sowie Einzelteilstreuung auch der Ansaugtrakte selber in dieser Form nicht berücksichtigt werden.In order to influence the air flow as little as possible and to minimize the space compared to other known arrangements, such devices are designed as very small units and, inter alia, used in protection and measuring channel arrangements, as they are, for. B. from the WO 03/089884 A1 are known. As a rule, such air mass sensors in principle only capture a portion of the cross-sectional distribution of the flow within the intake tract of an internal combustion engine. By applying or creating a characteristic characteristic of the specific conditions, the basic characteristic of the sensor, which is the result of a calibration, is adapted to a respective environment of use. Consequently, a mean air filter characteristic curve is formed in known devices for implementing corresponding measuring methods, ie for the specific flow conditions within a specific intake tract characteristic curve of the sensor. In such a "second adjustment", however, neither individual component scattering of the components used in the intake tract can be taken into account, nor are changes in the flow conditions detected, as described for. B. occur due to unequal contamination of an air filter mat in practice. Also, aging effects and all changes in the characteristic curve over the sensor lifetime as well as component scattering of the intake tract itself can not be taken into account in this form.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein preiswertes sowie zuverlässig arbeitendes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchflussmessung auch auf Heißfilm-Anemometer-Basis zu schaffen.It The object of the present invention is a cheap as well as reliable method and a corresponding Device for flow measurement also on hot-film anemometer basis to accomplish.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.These The object is achieved by the features of the independent claims solved. Advantageous developments are the subject of respective subclaims.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein wesentlicher Nachteil bekannter Lösungen in einer nur quasi punktuellen Erfassung der Strömungsverhältnisse ist und damit eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung über den gesamten Rohrquerschnitt unberücksichtigt bleibt. In einem erfindungsgemäß aufgebauten Luftmassensensor finden mehr als zwei Messelemente Verwendung, die sehr klein bauen. Zwei oder mehr derartige Messelemente sind in einem Ansaugtrakt in einer Querschnittsebene derart angeordnet, dass unterschiedliche Bereiche des Querschnitts erfasst werden. Eine sich verändernde Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten über den Querschnitt bei konstantem Mittelwert führen zu einer wesent lich kleineren Fehlmessung als dieselbe Veränderung bei nur punktueller Messung mit einem Messelement. Eine Anordnung mehrerer Messelemente hat somit eine integrierende Wirkung über die Querschnittsfläche.The present invention is based on the finding that a major disadvantage of known solutions in an only quasi-punctual Erfas tion of the flow conditions and thus a flow velocity distribution over the entire pipe cross section is disregarded. In an air mass sensor constructed according to the invention, more than two measuring elements are used which are very small in construction. Two or more such measuring elements are arranged in an intake tract in a cross-sectional plane such that different regions of the cross section are detected. A changing distribution of the flow velocities over the cross section at a constant mean value lead to a wesent Lich smaller error measurement than the same change in only one-time measurement with a measuring element. An arrangement of a plurality of measuring elements thus has an integrating effect over the cross-sectional area.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden mikromechanisch hergestellte Messelemente verwendet, die als sog. Single Chip-Lösungen sowohl die Messbrücke als auch die Auswerteelektronik beinhalten. Mikromechanische Sensorelemente sind wegen ihrer Kleinheit besonders günstig. Single Chip-Lösungen benötigen keine weitere Auswerteelektronik, die ebenfalls viel Raum im Messrohr einnehmen würde.In an advantageous embodiment of the invention micromechanically produced measuring elements used as so-called. Single chip solutions both the measuring bridge and also include the transmitter. Micromechanical sensor elements are particularly cheap because of their small size. Single chip solutions do not need any further evaluation electronics, too would occupy a lot of space in the measuring tube.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Single Chip-Messelemente derart aufgebaut, dass ein Messelement als Zentraleinheit bzw. ECU in einer Art von Master/Slawe-Konfiguration geschaltet ist und weitere Messelemente als Satteliten. Die Signale, die in jedem einzelnen Messelement generiert werden, werden dann über ein verbindendes Leitungssystem, das insbesondere in Form eines Leadframe ausgebildet ist, an die Zentraleinheit übermittelt.In a preferred embodiment of the invention are the Single-chip measuring elements constructed such that a measuring element as a central unit or ECU in a type of master / slave configuration is switched and other measuring elements as satellites. The signals, which are generated in each individual measuring element are then over a connecting management system, in particular in the form of a Leadframe is formed, transmitted to the central unit.

In einer derartigen Zentraleinheit wird je nach Ausführungsform entweder ein gemittelter, eventuell alternativ oder zusätzlich auch unterschiedlich gewichteter Messwert erzeugt und an die Zentraleinheit ausgegeben und auf einer Datenleitung oder über einen Datenbus die Messsignale aller Messelemente zur weiteren Verrechnung in der ECU ausgegeben, oder aber die Daten werden auf getrennten Leitungen zur weiteren Verrechnung in der ECU ausgegeben. In diesen Ausführungsformen der Erfindung werden jeweils kompakte Sensor-Bauformen mit nahezu identisch kurzen Signalleitungen realisiert.In Such a central unit is depending on the embodiment either an averaged, possibly alternative or additional also generated differently weighted measured value and output to the central unit and on a data line or via a data bus the Measuring signals of all measuring elements for further calculation in the ECU or the data is on separate lines issued for further billing in the ECU. In these embodiments The invention will be compact sensor designs with almost each realized identical short signal lines.

Aufgrund der Geschwindigkeitsverteilung innerhalb des Rohres lassen sich grob zwei Strömungsbereiche unterscheiden: Eine Randströmung, die begrenzt auf dem Bereich der Rohrwand ist, und eine Mittenströmung, die den Bereich eines Rohrquer schnitts füllt. Von der Rohrwand mit der Grenzflächenbedingung v = 0 steigt die Strömungsgeschwindigkeit im Randbereich stark an. Am stärksten und fast überall gleich groß ist die Strömungsgeschwindigkeit in der Mittenströmung. Durch die vorstehend beschriebene Anordnung ist eine Mittelung der Strömungsgeschwindigkeitsverteilung über den gesamten Rohrquerschnitt nicht möglich. Um die Zuverlässigkeit der Messergebnisse zu steigern, wird in einer Ausführungsform der Erfindung eine rechnerische Kompensation über Kennwertfelder und/oder Eichung verwendet.by virtue of the velocity distribution within the tube can be roughly distinguish between two flow areas: an edge flow, the is limited to the area of the pipe wall, and a center flow, which fills the area of a pipe cross section. From the pipe wall with the boundary condition v = 0, the flow velocity increases strong in the edge area. Strongest and almost everywhere the flow velocity is equal in the middle flow. By the arrangement described above is an average of the flow velocity distribution over the entire pipe cross section not possible. To the reliability to increase the measurement results, in one embodiment the invention of a mathematical compensation over characteristic fields and / or calibration.

In jedem Fall sorgt der integrierende Effekt durch Mittelung von punktuellen Einzelergebnissen für eine höhere Genauigkeit, geringere Empfindlichkeit gegen Strömungsänderung und Redundanz beim Ausfall eines einzelnen Messelements. Der gesamte Sensor behält auch dann seine fast volle Funktionalität, es muss daher kein Notlauf aktiviert werden.In In each case, the integrating effect by averaging of punctual Individual results for a higher accuracy, lower sensitivity to flow change and redundancy in the event of failure of a single sensing element. The whole Sensor retains its almost full functionality, Therefore, no emergency operation must be activated.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die Abbildungen der Zeichnung angegeben. In der Zeichnung zeigen in schematisierter Darstellung:Further Features and advantages of the invention will be described below of embodiments with reference to the figures indicated in the drawing. In the drawing show in schematic Presentation:

1a und 1b: Querschnitte durch ein Ansaugrohr mit vier bzw. zwei in einer Ebene angeordneten und über eine mechanische Halterungen miteinander verbundener Messelemente; 1a and 1b : Cross sections through an intake pipe with four or two arranged in a plane and connected to each other via a mechanical mounts measuring elements;

2: eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a alternative Anordnung von vier Messelementen in Form eines Zentralkreuzes; 2 a comparison with the embodiment according to 1a alternative arrangement of four measuring elements in the form of a central cross;

3a und 3b: eine Draufsicht und eine perspektivische Darstellung einer alternativen Bauform eines Messelementes in einem Gehäuse mit einer Bypass-Lösung und 3a and 3b : A plan view and a perspective view of an alternative design of a measuring element in a housing with a bypass solution and

4a und 4b: Signalflussbilder der Ausführungsformen gemäß 1a und 2 in einer Querschnittsebene des Ansaugrohrs. 4a and 4b : Signal flow diagrams of the embodiments according to 1a and 2 in a cross-sectional plane of the intake pipe.

Über die verschiedenen Abbildungen von Ausführungsbeispielen hinweg werden nachfolgend einheitlich gleiche Bezugsziffern und Bezeichnungen für gleiche Funktions- bzw. Baugruppen und Verfahrensschritte verwendet.about the various illustrations of embodiments Beyond consistently the same reference numerals and Designations for the same functional or assembly groups and Process steps used.

Die Abbildung von 1a zeigt einen vereinfachten Querschnitt durch eine Vorrichtung 1 mit einem Ansaugrohr 2, in dem vier Messelemente 3, 4, 5, 6 in Form von Heißfilm-Anemometern in einer ungefähr sternförmigen Anordnung vorgesehen sind. Dazu sind die Messelemente 3, 4, 5, 6 über eine jeweilige Strömungszuführung 7 zu dem eigentlichen Messelement mechanische Halterung 8 miteinander verbunden, durch die auch eine Fixierung innerhalb des Ansaugrohrs 2 bewirkt wird. Ferner übernimmt die Halterung 8 auch die Aufgaben einer elektrischen Versorgung und Ableitung der Sensorausgangssignale, wie nachfolgend noch im Detail ausgeführt wird.The picture of 1a shows a simplified cross section through a device 1 with a suction pipe 2 in which four measuring elements 3 . 4 . 5 . 6 are provided in the form of hot-film anemometers in an approximately star-shaped arrangement. These are the measuring elements 3 . 4 . 5 . 6 via a respective flow supply 7 to the actual measuring element mechanical support 8th connected to each other, through which a fixation within the intake manifold 2 is effected. Furthermore, the holder takes over 8th also the tasks of an electric Supply and dissipation of the sensor output signals, as will be explained in more detail below.

Die Messelemente 3, 4, 5, 6 sind als mikromechanisch hergestellte Messelemente ausgebildet. In der besonderen Bauform als sog. Single Chip-Lösungen beinhalten sie sowohl eine Messbrücke als auch eine erforderliche Auswerteelektronik in einem sehr kompakten Bauteil. Auf eine separate Darstellung von Messbrücke und Auswerteelektronik ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung verzichtet worden. Mikromechanische Sensorelemente sind wegen ihrer Kleinheit besonders günstig, da sie quasi punktuelle Messungen durchführen und die Strömungsbedingungen in vertretbar geringem Maße beeinflussen. Damit werden durch die Messelemente 3, 4, 5, 6 unterschiedliche Bereiche des Querschnitts erfasst werden. Eine sich verändernde Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten über den Querschnitt bei konstantem Mittelwert führen bei der hier dargestellten Mittelung über die Messergebnisse von vier Messelementen 3, 4, 5, 6 zu einer wesentlich kleineren Fehlmessung als dieselbe Veränderung bei nur punktueller Messung mit einem Messelement. Eine Anordnung mehrerer Messelemente hat somit eine integrierende Wirkung über die Querschnittsfläche.The measuring elements 3 . 4 . 5 . 6 are designed as micromechanically produced measuring elements. In the special design as so-called single-chip solutions, they include both a measuring bridge and a required evaluation electronics in a very compact component. On a separate display of bridge and transmitter has been omitted for reasons of clarity in the drawing. Micromechanical sensor elements are particularly favorable because of their small size, since they perform quasi-point measurements and influence the flow conditions in a reasonably small extent. This will be done by the measuring elements 3 . 4 . 5 . 6 different areas of the cross section are detected. A changing distribution of the flow velocities over the cross section at a constant average result in the averaging shown here on the measurement results of four measuring elements 3 . 4 . 5 . 6 to a much smaller measurement error than the same change in only one-time measurement with a measuring element. An arrangement of a plurality of measuring elements thus has an integrating effect over the cross-sectional area.

1b zeigt analog der Darstellung von 1a einen Querschnitt durch ein Ansaugrohr 2 mit nur zwei in einer Ebene angeordneten und über eine angepasste mechanische Halterung 8 miteinander verbundene Messelemente 3, 4. Auch hier wird durch Mittelung eine Verbesserung der Ausgangssignalgenauigkeit erreicht. Zudem wird Redundanz geschaffen, so dass bereits bei diesem einfachen Ausführungsbeispiel schon der Ausfall eines der Messelemente 3, 4 nicht den Ausfall der kompletten Vorrichtung 1 und mithin eine Rückstufung einer angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine in einen Notlauf-Zustand bedeutet. 1b shows analogously to the representation of 1a a cross section through an intake pipe 2 arranged with only two in one plane and an adapted mechanical support 8th interconnected measuring elements 3 . 4 , Here, too, an improvement of the output signal accuracy is achieved by averaging. In addition, redundancy is created, so that already in this simple embodiment, the failure of one of the measuring elements 3 . 4 not the failure of the complete device 1 and thus means a downgrade of a connected internal combustion engine in a limp-home state.

2 zeigt eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a alternative Anordnung von vier Messelementen 3, 4, 5, 6, bei denen die Strömungszuführungen 7 jeweils als eigene Gehäuse 9 mit einer Zuführung einer Teilströmung in Form eines Luftleitkanals 10 ausgebildet sind. Er ergibt sich so in dem Ansaugrohr 2 eine Anordnung von gehausten Messelementen 3, 4, 5, 6 in Form eines Zentralkreuzes 11, die nur noch über eine mechanische Halterung 8 in Form eines kurzes Steges angebunden ist. 2 shows a comparison with the embodiment according to 1a alternative arrangement of four measuring elements 3 . 4 . 5 . 6 in which the flow feeds 7 each as a separate housing 9 with a supply of a partial flow in the form of an air duct 10 are formed. It results in the intake pipe 2 an arrangement of gehausten measuring elements 3 . 4 . 5 . 6 in the form of a central cross 11 that only has a mechanical mount 8th Tied in the form of a short bridge.

In den 3a und 3b ist eine Draufsicht und eine perspektivische Darstellung der alternativen Bauform eines Messelementes 3 in einem Gehäuse 9 mit einer Bypass-Lösung dargestellt, wie sie in dem Ausführungsbeispiel von 2 verwendet worden ist. Demnach ist jedes der vier Messelemente 3, 4, 5, 6 in einem eigenen Gehäuse 9 angeordnet, das einen Einlass 12, einen Führungs- bzw. Luftleitkanal 10 sowie einen Auslass 13 umfasst. Jedes der Messelemente 3, 4, 5, 6 ist dabei geschützt im Bereich des Auslasses 12 angeordnet, wie inIn the 3a and 3b is a plan view and a perspective view of the alternative design of a measuring element 3 in a housing 9 shown with a bypass solution, as in the embodiment of 2 has been used. Thus, each of the four measuring elements 3 . 4 . 5 . 6 in a separate housing 9 arranged, which has an inlet 12 , a guide or air duct 10 as well as an outlet 13 includes. Each of the measuring elements 3 . 4 . 5 . 6 is protected in the area of the outlet 12 arranged as in

3a dargestellt. Ein zugehöriger Strömungsverlauf ist in der perspektivischen Darstellung dieser alternativen Bauform in 3b angedeutet. 3a shown. An associated flow profile is in the perspective view of this alternative design in 3b indicated.

Die 4a und 4b stellen Signalflussbilder der spiegel- oder punktsymmetrisch ausgebildeten Ausführungsformen gemäß 1a und 2 in einer Querschnittsebene des Ansaugrohrs dar. Anhand dieser Abbildungen werden zwei unterschiedliche Formen der Signalaufbereitung und Verarbeitung im Bereich der Vorrichtung 1 verdeutlicht: In dem Ausführungsbeispiel nach 4a werden Ausgangssignale der Satteliten in Messelement 3 als Zentralelement ECU zusammen mit dem Signal des Messelement 3 verrechnet und über eine Datenleitung ausgegeben. Nach dem Ausführungsbeispiel von 4b werden die Signale der Satteliten-Messelemente 4, 5, 6 und Signal des Zentralelements ECU über getrennte Datenleitungen ausgegeben. In beiden Fällen dienst die mechanische Halterung 8 auch als Träger für die elektrischen Leitungen.The 4a and 4b provide signal flow images of the mirror-symmetric or point-symmetrical embodiments according to 1a and 2 in a cross-sectional plane of the intake manifold. Based on these figures, two different forms of signal processing and processing in the area of the device 1 illustrates: In the embodiment according to 4a be output signals of the satellites in measuring element 3 as the central element ECU together with the signal of the measuring element 3 billed and output via a data line. According to the embodiment of 4b become the signals of the satellite measurement elements 4 . 5 . 6 and signal of the central element ECU is output via separate data lines. In both cases, the mechanical support is used 8th also as a carrier for the electrical cables.

11: Vorrichtungcontraption
22: Ansaugrohrintake
33: Messelementmeasuring element
44: Messelementmeasuring element
55: Messelementmeasuring element
66: Messelementmeasuring element
77: Strömungszuführungflow feed
88th: mechanische Halterungmechanical bracket
99: Gehäusecasing
1010: Luftleitkanalair duct
1111: ZentralkreuzCentral cross
1212: Einlassinlet
Auslassoutlet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 03/089884 A1 [0006]

Claims

Method for air mass measurement in an intake pipe on an internal combustion engine, characterized in that at least two or more hot film anemometers are used as measuring elements ( 3 . 4 . 5 . 6 ) in a cross-sectional plane in the intake pipe ( 2 ) are arranged so arranged that the flow in different areas of the cross section under quasi-selective detection of flow conditions is metrologically detected and evaluated.

Method according to the preceding claim, characterized in that as measuring elements ( 3 . 4 . 5 . 6 ) micro-mechanical sensor elements in the design so-called. Single-chip solutions are used, in which both the tasks of a measuring bridge and a sensor signal evaluation are performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring elements ( 3 . 4 . 5 . 6 ) are operated in a type of master / slave configuration, so that output signals of a plurality of sensors are fed as partial results to a measuring element acting as a central unit (ECU).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring elements ( 3 . 4 . 5 . 6 ) via a mechanical support ( 7 ) in the intake pipe ( 2 ) are arranged and supplied electrical.

Air mass sensor with a hot-film anemometer-based measuring element, characterized in that two or more similar measuring elements in an intake tract are arranged in a cross-sectional plane such that the measuring elements in different areas of the cross section for the quasi-selective detection of the flow conditions are provided.

Air mass sensor according to the preceding claim, characterized in that at least one of the measuring elements as so-called single-chip solution is formed and both the Measuring bridge and the evaluation includes.

Air mass sensor according to the preceding claim, characterized in that each of the measuring elements ( 3 . 4 . 5 . 6 ) in a separate housing ( 9 ), which has an inlet ( 11 ), a guide or air duct ( 10 ) and an outlet ( 12 ), wherein a measuring element ( 3 . 4 . 5 . 6 ) protected in the area of the outlet ( 12 ) is arranged.

Air mass sensor according to one of the previous three Claims, characterized in that a measuring element as a central processing unit (ECU) in a type of master / slave configuration is switched and other measuring elements as satellites.

Air mass sensor according to one of the four preceding Claims, characterized in that a connecting Conduit system that is executed in particular in the form of a leadframe is to transmit the output signals of each individual measuring element is trained.

Air mass sensor according to one of the four preceding claims, characterized in that the system ( 6 ) is arranged in a region of the pipe center axis (M) is.