DE3305317A1

DE3305317A1 - Luftstrom-messvorrichtung

Info

Publication number: DE3305317A1
Application number: DE19833305317
Authority: DE
Inventors: Katsunori Aichi Ito; Hideki Kariya Aichi Matsuura; Masakiro Okazaki Aichi Ohba; Hisamitsu Yamazoe
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1983-02-16
Publication date: 1983-09-08
Also published as: JPS58142219A; US4526042A; JPH0210885B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftstrom-Meßvorrichtung zum Messen einer von einem Luftansaugrohr angesaugten Luftströmung durch deren Umsetzen in elektrische Signale zur elektronischen Steuerung einer Brennstoffeinspritzeinheit einer Brennkraftmaschine.

Bisher ist eine Meßplatten-Luftstrom-Meßvorrichtung weit bekannt, bei der eine Ansaugluftströmung in dem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine durch Umsetzen in elektrische Signale wie beispielsweise Spannungsausgangssignale mittels eines Potentiometers gemessen wird, das mit einer Meßplatte gekoppelt ist, welche in Übereinstimmung mit dem Ansaugluftstrom verschwenkt wird.

Eine derartige Luftstrom-Meßvorrichtung ist jedoch eine Vorrichtung, die für eine elektronische Brennstoffein-

A/22

Dresdner Bank (Munchiin) KIo 3939 844

Bayer Voroinsbank (München) KIo 508 94t

Posischeck !München) KIo 670-43-804

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spritzungs-Steuereinrichtung mit analoger Steuerung entwickelt wurde; wenn diese Meßvorrichtung für eine elektronische Brennstoffeinspritzungs-Steuereinheit mit digitaler Steuerung verwendet wird, bei der unter Verwendung eines verbreitet zum Einsatz gelangenden Mikroprozessors eine hochgenaue Steuerung möglich ist, entstehen die folgenden Probleme:

Bei der elektronischen Brennstoffeinspritzungs-Steuereinheit für digitale Steuerung ist im allgemeinen bei einer Äfisaugluf tstrom-Meßvorrichtung ein Luftstrom-Meßbereich Qb zw. ein Verhältnis zwischen dem kleinsten Luftstrom und dem stärksten Luftstrom) von ungefähr 1:40 erforderlich, wobei im Hinblick auf die Leistung der Brennkraftmaschine und die Maßnahmen zur Reinigung der Abgase unabhängig von irgendeinem Luftströmungs-Wertbereich die Fehler bei der Messung des Luftstrom auf weniger als + 2% gehalten werden müssen. Da aus diesen Gründen die Meßgenauigkeit innerhalb von 1/40 χ 2/100 = 1/2000 ^- 1/2048 = 1/2 gehalten werden muß, muß das Spannungsausgangssignal für den auf diese Weise gemessenen Luftstrom in der elektronischen Brennstoffeinspritzungs-Steuereinheit für die digitale Steuerung mittels eines Analog/Digital- bzw. A/D-Wandlers in digitale Signale mit mehr als 11 Bits umgesetzt werden.

Die im Handel erhältlichen Massenherstellungs-Bauelemente wie Mikroprozessoren, A/D-Wandler usw. sind jedoch alle 8-Bit-Systeme. Falls demnach als elektronische Brennstoffeinspritzungs-Steuersysteme ECU diese 8-Bit-Systeme eingesetzt werden können, können nicht nur die Systeme hinsichtlich der Schaltungseinrichtung und der Programmausstattung außerordentlich vereinfacht werden, sondern es kann auch der für den Luftstrom-Meßvorgang in der Zentraleoinheit CPU erforderliche Rechenvorgang für den Mikro-

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prozessor klein gehalten werden, wenn jeweils die gleichen Datenvolumina verarbeitet werden.

Ferner ermöglichen es die Systeme, als ein Untersystem die Zündzeit einer Zündanlage zu steuern, was es wiederum ermöglicht, die Kosten für die elektronische Einspritzsteuereinrichtung stark zu senken.

Da jedoch gemäß den vorangehenden Ausführungen bei der herkömmliche/n Luftstrom-Meßvorrichtung ein A/D-Wandler für mehr als 11 Bits erforderlich ist, bestehen hierbei die Nachteile, daß weder die Vereinfachung der Systeme noch eine starke Kostensenkung erzielbar sind.

Daruberhinaus macht die Gesellschaft eine günstigere Gestaltung des Brennstoffverbrauchs insbesondere von Kraftfahrzeugen erforderlich. Eine wirksame Maßnahme zur Verwirklichung einer derartigen Verbrauchssenkung besteht in einem Leerlaufdrehzahl-Steuerungsverfahren (ISC), bei dem versucht wird, die Maschinendrehzahl niedrig zu halten, so daß die anzusaugende minimale Luftmenge gering wird.

Andererseits besteht Tendenz, die maximal anzusaugende Luftmenge dadurch zu steigern, daß ein doppelter obenliegender Nockenmechanismus (DOHC) verwendet wird oder daß eine Überladung mittels eines Turboladers erfolgt. Infolgedessen wurde hinsichtlich des Meßbereichs einer Leerlauf luftstrom-Meßvorrichtung ein weiter Dynamikbereich

von 1:70 bis 1:80 gefordert, was wiederum bei der Luftstrommessung mit der Luftstrom-Meßvorrichtung nach dem Stand der Technik einen A/D-Wandler mit einer großen Anzahl von Bits erforderlich macht, wodurch die elektronische Einspritzsteuereinheit (ECU) zunehmend teurer wird.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftstrom-Meßvorrichtung zu schaffen, bei der ein preiswerter A/D-Wandler verwendbar ist, der die Verarbeitung erleichtert, und die es ermöglicht, eine für die Steuerung erforderliche ausreichende Meßgenauigkeit zu gewährleisten; dies soll dadurch erreicht werden, daß der Potentiometerwiderstand einer Meßplatten-Luftstrom-Meßvorrichtung in mehr als zwei Bereiche so aufgeteilt wird, daß diese aufeinanderfolgend angeordnet sind, und daß die Bestimmung oder Erkennung desjenigen Teilwiderstandsbereichs ermöglicht wird, der dem Einlaßluftstrom entspricht.

Ferner soll mit der Erfindung eine Luftstrom-Meßvorrichtung geschaffen werden, bei der die von einem Ansaugrohr angesaugte Luftströmung bzw. Luftmenge mittels einer Ausgangsspannung an einer Teilwiderstandsbahn eines Potentiometers gemessen werden kann, welche der Ansaugluftströmung entspricht.

Dabei soll mit der Erfindung eine Luftstrom-Meßvorrichtung geschaffen werden, die den Einsatz eines preiswerten A/D-Wandlers ermöglicht und die eine für die Brennstoffeinspritzsteuerung ausreichende Meßgenauigkeit erreichen läßt.

Bei der erfindungsgemäßen Luftstrom-Meßvorrichtung sollen Widerstände und Widerstandsmaterialien bzw. Widerstandsbahnen des Potentiometers so angeordnet werden, daß die Ausgangsspannung auf mehrere Bereiche oder Gebiete aufge-" teilt wird, wobei Kontakte des Potentiometers elektrische Signale in Binärform entsprechend dem jeweiligen Teilwiderstandsbereich erzeugen, so daß die Einlaßluftströmung genau gemessen wird.

Ferner soll bei der erfindungsgemäßen Luftstrom-Meßvorrichtung der Dynamikbereich der Einlaßluftströmung groß

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gewählt werden können, während die Herstellungskosten stark gesenkt werden können.

Ein Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die Luftstrom-Meßvorrichtung eine an dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angeordnete Meßplatte hat, die entsprechend der Einlaßluftströmung verschwenkbar ist und mit der fest ein Potentiometer gekoppelt ist, so daß die Einlaßluftströmung in elektrische Signale umgesetzt wird, wobei Widerstandsmaterial bzw. eine Widerstandsbahn des Potentiometers in mehr als zwei Bereiche aufgeteilt ist, während mehrere, jeweils den Teilwiderstandsbereichen entsprechende Kontakte für die Abgabe elektrischer Signale in Binärform vorgesehen sind, durch deren elektrische

¹^ Signale die Teilwiderstandsbereiche unterscheidbar sind, die der Einlaßluftströmung entsprechen, welche dadurch gemessen wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei-²^ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht der Luftstrom-Meßvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt die Luftstrom-Meßvorrichtung mit . einem Potentiometerteil als ein Ausführungsbeispiel.

Fig. 3 zeigt in Einzelheiten den elekrischen Schaltungsaufbau des in Fig. 2 gezeigten Potentiometerteils.

Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das eine Ausgangsspannung

und Schaltfunktionen von Schaltern unter ersten

Schaltbedingungen zeigt.

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Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm, das eine Ausgangsspannung und Schaltfunktionen der Schalter unter zweiten Schaltbedingungen zeigt.

Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm, das eine Ausgangsspannung und Schaltfunktionen der Schalter unter dritten Schaltbedingungen zeigt.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch eine Luftstrom-Meßvorrichtung 3 gemäß einem AusfUhrungsbeispiel zusammen mit einem Ottomotor bzw, einer Fremdzündungsmaschine 1, die mit einer bekannten elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzvorrichtung ausgestattet ist, einem Luftfilter 2. und einer Drosselklappe 4. Über die Drosselklappe 4 wird Luft in die Maschine 1 angesaugt, während der Brennstoff über Brennstoffeinspritzvorrichtungen 101 nach Fig. 3 zugeführt wird.

Die Luftstrom-Meßvorrichtung 3 hat ein Gehäuse 5, das aus Gußaluminium geformt ist. Innerhalb des Gehäuses ist eine Meßplatte 6 angebracht, die gleichfalls aus Gußaluminium geformt ist.

Die Meßplatte ist so gestaltet, daß sie um eine Achse 7 schwenkbar ist, an der ein Achsteil der Meßplatte mit kreisförmigem Querschnitt befestigt ist.

In dem Gehäuse 5 sind ein Hauptluftweg 8, in dem die Ansaugluft strömt, und ein Zusatzluftweg 9 ausgebildet, welcher den Hauptluftweg 8 und die Meßplatte 6 umgeht, so daß er einen Grund- bzw. Anfangsluftstrom bestimmt. Ferner sind im Gehäuse 5 ein Einlaßkanal 10 für das Einführen der Ansaugluft und ein Auslaßkanal 11 ausgebildet. Gemäß der Darstellung in der Fig. 2 ist an der Achse 7 eine Spiralfeder 12 derart angebracht, daß durch die Rück-

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steIJ kraft der Feder 12 an der Meßplatte 6 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt wird. Dementsprechend wird das jeweilige Drehausmaß bzw. der jeweilige Drehwinkel der Meßplatte 6 mittels eines Potentiometers 13, das fest mit der Achse 7 verbunden ist, in elektrische Signale umgesetzt, welche über einen Anschluß 14 und einen Verbindungsstecker 15 in eine elektronische Steuereinheit 100 zur Steuerung der Brennstoffeinspritzmenge eingegeben werden.

Ferner ist die Meßplatte 6 mit einer Dämpfungsplatte 16 für das Verringern von Vibrationen der Meßplatte 6 versehen. Eine Zusatzfedervorrichtung 17 ist in das Gehäuse

5 so eingeschraubt, daß ein Stift 19 (siehe Fig.Odie Dämpfungsplatte 16 von deren Rückseite her berührt, und mittels einer Mutter 18 festgelegt.

Die Stelle des Beginns der Berührung zwischen dem Stift 19 der Zusatzfedervorrichtung 17 und der Dämpfungsplatte 16 wird auf eine obere Grenze gewählt, bei der auf Ansaugluftdruckschwankungen beruhende Fehler bei der Luftstrommessung in einem Toleranzbereich liegen.

Wenn bei diesem Aufbau die Maschine 1 läuft, strömt die Verbrennungsluft von dem Einlaßkanal 10 der Luftstrom-Meßvorrichtung 3 zu dem Auslaßkanal 11 derselben, wodurch an der Meßplatte 6 ein Drehmoment ausgeübt wird, das von dem zwischen der stromaufwärts liegenden Seite und der stromabwärts liegenden Seite der Meßplatte 6 auftretenden Druckunterschied abhängig ist, der sich entsprechend dem Ansaugluftstrom ändert. Infolgedessen wird die Meßplatte

6 in eine Lage verschwenkt, bei der das auf diese Weise entstehende Drehmoment und das durch die Rückstell-Feder 12 hervorgerufene Drehmoment einander ausgleichen.

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* Das Schwenk- bzw. Drehausmaß der Meßplatte 6 hängt von dem Ansaugluftstrom ab und wird durch das Potentiometer in elektrische Signale umgesetzt, die als Signale zur Bestimmung der Brennstoffeinspritzmenge herangezogen werden.

Die Fig. 3 zeigt Einzelheiten in dem elektrischen Schaltungsaufbau des Potentiometers 13, in welchem die Umsetzung des Drehausmaßes in elektrische Signale in der Weise erfolgt, daß der Widerstand bzw. die Widerstandsbahn des Potentiometers in beispielsweise vier Bereiche aufgeteilt wird, die in der Fig. mit (I) bis (4j bezeichnet sind.

Ein Schleifkontaktträger 20 besteht aus elektrisch isolierendem Material wie Kunstharz und ist an der Achse 7 befestigt, so daß er sich zusammen mit dieser bzw. mit dieser gekoppelt bewegt. Der Schleifkontaktträger 20 ist mit mehreren Kontakten 21 bis 26 versehen, wobei die jeweils benachbarten Kontakte voneinander elektrisch isoliert sind.

Jeder der Kontakte 21 bis 26 hat die Form einer feinen Schleifbürste und besteht aus einer Edelmetallegierung wie Silber, Palladium oder dergleichen. Die Kontakte 21 und 22, 23 und 24 und 25 und 26 der schleifbürstenförmigen Mehrfachkontakte sind miteinander zu Potentialabnahmekontakten verbunden.

Auf einer isolierenden Grundplatte 27 ist Widerstandsmaterial als Widerstandsbahn 28 angebracht bzw. aufgedruckt, die mehrere Anschlüsse 30 in einer Anzahl hat, die größer als die Anzahl der Potentiometerteilbereiche ist, welche jeweils mittels eines Potentialeinstellwiderstands 29 einstellbar sind, wobei jede Teilwiderstandsbahn 28 einen höheren Widerstandswert als der jeweilige Potential- bzw.

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:;pannunf.»i;e Lruitellwiderstand 29 hat.

Durch das Verschieben des Kontakts 26 des Schleifkontaktträgers 20 auf der Widerstandsbahn 28 wird das Potential bzw. die Spannung zwischen benachbarten Anschlüssen 30 geteilt, wobei die jeweils dem Drehwinkel der Meßplatte 6 entsprechende Ausgangsspannung beispielsweise in der Form einer Exponentialfunktion abgegeben wird.

Die Ausgangsspannung wird von einer Schleifkontaktfläche 31 abgenommen, deren obere Fläche aus Widerstandsmaterial besteht, während ferner auf die rückwärtige Fläche der isolierenden Grundplatte 27 ein leitendes Elektrodenmaterial aufgedruckt ist.

Schleifkontaktbereiche 32 bis 34 bilden Schalter SWl und SW2 zur Abgabe einer Spannung entsprechend den Teilbereichen der Widerstandsbahn 28. Jede Schaltstelle ist in der gleichen Lage bezüglich der Achsöffnung wie der betreffende Anschluß 30 gebildet, an dem die Spannung eingestellt wird. Jeder Schleifkontaktbereich ist wie die
Schleifkontaktfläche 31 so ausgebildet, daß die obere Fläche aus einem Widerstandsmaterial besteht, während die hintere Fläche aus einem leitenden Elektrodenmaterial besteht. Die Anzahl der Schalter ist durch die Anzahl der Teilwiderstandsbahnen 28 bestimmt, so daß wegen der Aufteilung der Ausgangsspannung auf die vier Bereiche mittels der Teilwiderstandsbahnen 28 mindestens zwei

Schalter erforderlich sind.
30

Die Anschlüsse der beiden Schleifkontaktbereiche 32 und 34 der beiden Schalter SWl und SW2 sowie der Kontakt
25 sind jeweils mit einem Eingang eines 8-Bit-Mikroprozessors 100 verbunden, der einen Festspeicher ROM zum Speichern von Steuerprogrammen und Daten, einen Schreib/Lese-

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speicher bzw. Arbeitsspeicher RAM zum Speichern von verschiedenerlei von den Eingängen des Mikroprozessors 100 oder dem Festspeicher der zugeführten Daten und eine Eingabe/Ausgabeeinheit I/O enthält. Die Eingabe/Ausgabeeinheit I/O enthält einen 8-Bit-A/D-Wandler. Der Ausgang des Mikroprozessors 100 ist mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung 101 verbunden.

Der Mikroprozessor 100 steuert die Brennstoffeinspritzvor-¹⁽-* richtung 101 entsprechend den Zuständen der Ausgangssignare aus den Kontakten 31, 33 und 34 sowie entsprechend verschiedenerlei Daten und Programmen, die in dem Arbeitsspeicher RAM und dem Festspeicher ROM gespeichert sind, auf die bekannte Weise, so daß hier eine ausführliche

Erläuterung weggelassen wird, da kein direkter Zusammen-

hang mit der Luftstrom-Meßvorrichtung besteht und die Steuervorgänge nach bekannten Verfahren ablaufen.

Die Funktionsweise der Potentiometerschaltung der Luft-

strom-Meßvorrichtung wird nun zuerst anhand der Fig 4 beschrieben. Bei diesem Beispiel wird Anschlüssen 3OA, 3OC und 3OE ein Potential bzw. eine Spannung Vc zugeführt, während Anschlüssen 3OB und 3OD ein Potential bzw. eine Spannung Δ V zugeführt wird. Der Widerstand bzw. die s-s.

Widerstandsbahn 28 ist in die vier Bereiche (I) ,

(g) , (3) und @ aufgeteilt. In dem Bereich (|) nimmt die Ausgangsspannung Vs allmählich von einem hohen Wert zu einem niedrigen Wert ab, während in dem Bereich (2)

die Ausgangsspannung Vs allmählich von dem kleinen Wert 30

auf den großen Wert zunimmt. Im weiteren nimmt in dem Bereich (3) die Ausgangsspannung Vs allmählich von dem hohen Wert zu dem niedrigen Wert ab, während in dem Bereich (4) die Spannung allmählich von dem niedrigen Weit

zu dem hohen Wert zunimmt. Infolgedessen ändert sich bei-35

spielsweise die Ausgangsspannung gemäß der Darstellung

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in der Fig. 4;(wenn die Widerstandr.bahn 28 gemäß der Darstellung in Fig. 3 aufgebaut ist, verläuft die tatsächliche Spannungsänderung nach einer gekrümmten Linie).

Andererseits wirken die beiden Schalter SWl und SW2 in der Weise, daß bei dem Bereich (l) der Widerstandsbahn der Schalter SWl eingeschaltet ist (nämlich Spannung mit dem niedrigen Pegel "L" abgibt) und auch der Schalter SW2 eingeschaltet ist (und Spannung mit dem niedrigen Pegel "L" abgibt), während bei dem Bereich (g) der Schalter SWl ausgeschaltet ist (und Spannung mit dem hohen Pegel "H" abgibt) und der Schalter SW2 eingeschaltet ist (und Spannung mit dem niedrigen Pegel "L" abgibt). Bei
dem Bereich (3) sind die Schalter SWl und SW2 beide (für den Pegel ¹¹H") ausgeschaltet, während bei dem Bereich (4) der Schalter SWl eingeschaltet ist (Pegel "L") und der Schalter SW2 ausgeschaltet ist (Pegel ¹¹H").

Infolgedessen ermöglicht es die Kombination der digitalen Signale aus den Pegeln "H" und "L" der Schalter SWl und SW2, zu ermitteln, welcher der Teilwiderstandsbereiche (D bis (A) der Widerstandsbahn 28 gerade verwendet wird.

Infolgedessen kann der zu erfassende Luftstrom unter Verwendung eines preiswerten A/D-Wandlers mit einer geringen Anzahl von Ausgabe-Bits durch die Analog/Digitalumsetzung der Ausgangsspannung zwischen den Pegeln Vs und E derselben gemessen werden, welche an den Teilwiderstandsbereichen abgegeben werden. Auf diese Weise kann der Luftstrom unter Aufteilung in vier Blöcke gemessen werden.

Darüberhinaus ist bei der Anordnung der Teilwiderstandsbereiche (l) bis (J) gemäß dem Ausfuhrungsbeispiel der Meßvorrichtung zu bemerken, daß der jeweilige Ausgangsspannungswert Vs der Teilwiderstandsbereiche derart gewählt

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ist, daß die Ausgangsspannung Vs in dem Teilwiderstandsbereich (Jl) allmählich von dem hohen auf den niedrigen Wert abnimmt , die Ausgangsspannung Vs in dem Bereich (g) allmählich von dem niedrigen auf den hohen Wert zunimmt, die Ausgangspannung Vs in dem Bereich. (3) allmählich von dem hohen auf den niedrigen Wert abnimmt und die Ausgangsspannung Vs in dem Bereich @ allmählich von dem niedrigen zu dem hohen Wert zunimmt, nämlich mit der Zunahme des Luftstroms der jeweilige Widerstandswert sich abwechselnd hinsichtlich der Bedingungen verändert.

Selbst wenn sich bei dieser Anordnung der Kontakt 26 als Folge einer mehr oder weniger großen Zunahme oder Abnahme des Luftstroms von einem Teilwiderstandsbereich zu dem benachbarten Teilwiderstandsbereich bewegt, haben die Anschlüsse 3OA, 30C und 3OE das gleiche Potential sowie die Anschlüsse 3OB und 3OD das gleiche Potential, so daß sich der Digitalwert der Ausgangsspannung nach der Analog/ Digitalumsetzung nicht verändert. Auf diese Weise können Meßfehler hinsichtlich des Luftstroms auf einen geringen Wert herabgesetzt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Meßvorrichtung sind im Hinblick auf die von den Schaltern SWl und SW2 abgegebenen Signale zur Erkennung oder Unterscheidung der Teilwiderstandsbereiche die Schaltstellen der jeweiligen Schalter SWl und SW2 für das Umschalten zwischen dem hohen Pegel "H" und dem niedrigen Pegel "L" jeweils so gewählt, daß an jeder Schaltstelle jeweils nur ein Schaltvorgang erfolgt, so daß an den Schaltstellen mögliche Lese-Fehler verhindert werden können.

Darüberhinaus ist es bei dem AusfUhrungsbeispiel anzustreben, die jeweilige Schaltstelle bei dem Pegel Λ V zu wählen, welcher gemäß der Darstellung in der Fig. 4 ge-

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ringfügig höher als der kleinste Spannungswert E ist; dadurch kann der umgesetzte Digitalwert der Ausgangsspannung über dem jeweiligen Teilwiderstandsbereich nicht unter 40 Binärstellen (+ 2,5 %) absinken, wodurch die Auswirkung von Bit-Fehlern verringert wird.

Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Zeitdiagramm für die Aüsgangsspannung und die Schaltfunktionen der beiden Schalter unter zweiten Bedingungen. Unter diesen Bedingungen hat in dem Bereich bzw. in der Zone (p der Ausgangsspan-

nung, nämlich bei der allmählichen Abnahme des Widerstandswerts der Widerstandsbahn 28 von dem hohen auf den niedrigen Wert der Schaltkontakt des Schalters SWl den Pegel "L", während in dem Bereich (^) der Schaltkontakt des Schalters SWl den Pegel "H" hat. Auf gleichartige Weise hat in dem Bereich (3) der Schaltkontakt des Schalters SWl den Pegel ¹¹L" , während in dem Bereich (J) der Ausgangsspannung der Schaltkontakt des Schalters SWl den Pegel "H" hat. D.h., durch den Schalter SWl erfolgt das

Umschalten abwechselnd in der Folge L-H-L-H, während die Schaltbedingungen für den Schalter SW2 die gleichen wie die in Fig. 4 gezeigten sind.

Das Zeitdiagramm in Fig. 6 zeigt dritte Bedingungen hinsichtlich des Zusammenhangs zwischen der Ausgangsspannung und dem Schalten der Schalter SWl und SWZ. In diesem Fall sind die Bedingungen für das Schalten durch die beiden Schalter SWl und SW2 die gleichen wie die in Fig. 5 gezeigten. Bei diesem Ausführungsbeispiel nimmt jedoch die 30

Ausgangsspannung jeweils in den dem jeweiligen Teilwiderstandsbereich (l) bis (4) entsprechenden Zonen (T) bis (4) allmählich von dem hohen Wert zu dem niedrigen Wert ab.

Die Gestaltung ist bei dem in Fig. 6 gezeigten dritten

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Ausführungsbeispiel zwar nahezu die gleiche wie bei dem ersten oder dem zweiten Ausfuhrungsbeispiel, die in den Fig. 4 bzw. 5 gezeigt sind, jedoch ist das in Fig. A gezeigte erste Ausführungsbeispiel im Hinblick auf Ausgabefehler an den Schaltpunkten für die Ausgangsspannung des Potentiometers und für die Schalter SWl und SW2 vorzuziehen. .

Gemäß der vorstehenden Beschreibung beruhen die Merkmale der LuftstrOm-Meßvorrichtung darin» daß das Widerstandsmaterial bzw» die Widerstandsbahn des Potentiometers so ausgebildet ist, daß sie in mindestens zwei Bereiche aufgeteilt ist,, während Kontakte für die Abgabe elektrischer Signale in Binärform entsprechend dem jeweiligen Teilwiders-tands.bereich vorgesehen sind, so daß zum Messen des Ansaugluftstroms durch die Signale aus den Kontakten der dem Ansaugluftstrom entsprechende Teilwiderstandsbereich erkennbar ist; dadurch kann der Meßbereich, nämlich der dynamische Bereich bezüglich des Ansaugluftstroms groß gewählt werden, während als Steuereinheit ein preiswerter, 1 eicht zu handhabender 8-Bit-Mikroprozessor oder 8-Bit-A/D-Wandler eingesetzt werden kann, so daß auf diese Weise die Herstellungskosten stark gesenkt werden.

^ Da das Widerstandsmaterial bzw. die Widerstandsbahn des Potentiometers in einige Bereiche aufgeteilt ist, wird selbst bei der Wahl eines großen dynamischen Bereichs eine hochgenaue Messung möglich und nutzvoll.

Es wird eine Luftstrom-Meßvorrichtung angegeben, die eine innerhalb eines Luftansaugrohrs angebrachte Meßplatte, ein Potentiometer mit einer aufgeteilten Widerstandsbahn, einen Schleifkontaktträger und Schaltkontakte aufweist, wobei die Drehachse der Meßplatte und die Drehachse des Schleifkontaktträgers des Potentiometers miteinander fest

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gekoppelt sind und von dem Potentiometer entsprechende elektrische Signale in Übereinstimmung mit einer Meßplatten-Verschwenkung abgegeben werden, die zu dem Ansaugluftstrom proportional ist. Mit dieser Gestaltung wird unter niedrigen Herstellungskosten der Vorrichtung eine hochgenaue Messung des Ansaugluftstroms erreicht.

Claims

Patentansprüche

^ 1.; Luftstrom-Meßvorrichtung in einem Luftansaugrohr einer Brennkraftmaschine, mit einem Potentiometer zum Umsetzen eines Anr.augluf tstroms in elektrische Signale, das mit einer Meßplatte gekoppelt ist, die entsprechend dem Ansaugluftstrom schwenkt, gekennzeichnet durch mehrere Kontakte (30 bis 34) zum Aufteilen der von einer aufgeteilten Widerstandsbahn (28) des- Potentiometers (13) abgegebenen Spannung auf mehrere Bereiche ( (Γ) bis $ und Erzeugen umgesetzter elektrischer Signale in Binärform entsprechend der jeweiligen Teil-Widerstandsbahn, wodurch die Ausgangsspannung der dem Ansaugluftstrom entsprechenden Teilwiderstandsbahn unterscheidbar und dadurch der Ansaugluftstrom meßbar ist.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Teilwiderstandsbahnen mindestens zwei ist.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der aufgeteilten Widerstands-

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bahn (28) des Potentiometers (13) abgegebene und auf mehrere Bereiche aufgeteilte Spannung vier Bereiche ( (T) bis (a) ) hat.
4. Luftstrom-Meßvorrichtung mit einem Gehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß, die einen Hauptluftweg bilden, gekennzeichnet durch eine Meßplatte (6) mit einem Drehteil, das über eine Achse (7) schwenkbar an einer Wand des Gehäuses (5) angebracht ist, ein Potentiometer

(13) mit einem Schleifkontaktträger (20) mit mehreren Kontakten (21 bis 26), eine aufgeteilte Widerstandsbahn (28), auf der der Schleifkontaktträger gleitet, und mehrere Schaltteile (32 bis 34) zum Schalten besonderer elektrischer Kreise entsprechend der Bewegung des Schleifkontaktträgers, wobei die Achse des Drehteils der Meßplatte mit derjenigen des Potentiometers gemeinsam und fest gekoppelt ist, wodurch von den Anschlüssen des Potentiometers entfsprechend der Schwenkbewegung der Meßplatte umgesetzte elektrische Signale abgegeben werden, die der Ein laß-Luftströmung entsprechen.
5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch ■ Ein- und Ausschaltbedingungen der Schaltteile (32 bis 34) des Potentiometers (13) die Voraussetzungen entweder einer zunehmenden Kurvenfcrm oder einer abnehmenden Kurvenform der Ausgangsspannung der Widerstandsbahn (28) steuerbar sind.
6. Meßvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungskurvenform des von dem Potentiometer (13) abgegebenen elektrischen Signals eine Sägezahnkurvenform ist, die von einem Spitzenwert an einem Verbindungspunkt zwischen Teil-Widerstandsbereichen

( (V) bis (4) ) weg umkehrt, welche an Kontakte (30) des Potentiometers angeschlossen sind.

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7. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Potential an einem jeweiligen Verbindungspunkt zwischen den Teil-Widerstandsbereichen ( (Ϊ) bis (a) ) abwechselnd Jeweils den gleichen hohen Pegel und den gleichen niedrigen Pegel hat.
8. Meßvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich während der Änderung der gemessenen Luftströmungsmenge von einem kleinen auf einen großen Wert das Potential des von dem Potentiometer (13) abgegebenen elektrischen Signals von hohem auf niedrigen Pegel, von niedrigem auf hohen Pegel und danach von niedrigem auf hohen Pegel ändert.

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