ES2207658T3 - Dispositivo para determinar la corriente masica de aire. - Google Patents

Abstract

2.1 EN UN DISPOSITIVO DE ESTE TIPO APARECE EL FALLO, QUE SE BASA EN QUE EL DISPOSITIVO DETERMINA TAMBIEN LA MASA COMO CONSECUENCIA DE LA PULSACION DE AIRE QUE RETORNA. 2.2 A PARTIR DE AQUI EL NUEVO DISPOSITIVO MUESTRA LAS SIGUIENTES CARACTERISTICAS, SOBRE EL SOPORTE (2) EN LA DIRECCION DE LA CORRIENTE DE AIRE ANTES O DETRAS DEL PRIMER SENSOR SE DISPONE UN SEGUNDO SENSOR (3,4) DE CORRIENTE DE MEDIDA, CUYA CONEXION (6) DE RECEPCION SE ALIMENTA INCLUSO CON LA CORRIENTE DE SALIDA DEL AMPLIFICADOR (12) DE REGULACION, AMBAS CONEXIONES (5) EXTREMAS DE LOS SENSORES (3,4) DE CORRIENTE DE MEDICION SE GUIAN CONJUNTAMENTE A TRAVES DE RESISTENCIAS (13,14) DE DESACOPLAMIENTO Y SE ALIMENTAN CON EL AMPLIFICADOR (12) DE REGULACION, AMBAS CONEXIONES (5) EXTREMAS DE LOS SENSORES (3,4) DE CORRIENTE DE MEDIDA SE UNEN DIRECTAMENTE CON UN CIRCUITO (16) ELECTRONICO, QUE CONFORMA AMBAS SEÑALES DE TENSION-CONEXION EXTREMA U{SUB,M1}, M{U{SUB,M2} SEGUN LA SIGUIENTE FORMULA: U{SUB,A} = LA MASA DE AIRE/CONJUNTO DE PASODE AIRE Y K ES UN FACTOR QUE PUEDE ELEGIRSE DE FORMA CUALQUIERA. 2.3 CON ELLO SE CONSIGUE CON COSTE DE COMPONENTES CONSTRUCTIVOS REDUCIDOS UNA COMPENSACION DE LOS FALLOS DE MEDICION ORIGINADO MEDIANTE PULSACION. CON ELLO EL DISPOSITIVO ES APROPIADO PARA UTILIZACION EN MOTORES DE COMBUSTION INTERNA.

Description

Dispositivo para determinar la corriente másica de aire.

La invención se refiere a un dispositivo para determinar la corriente másica de aire en un canal de aspiración de un motor de combustión, compuesto de una carcasa de segmento de canal de aspiración, en el que se han dispuesto sobre un soporte, consecutivamente en el sentido de corriente, un elemento de medición de temperatura y un sensor térmico de corriente másica.

Se conoce un dispositivo de este tipo por ejemplo del documento DE-C2-31 35 793, en el que se trata el problema: en la medición de la masa de aire aspirada por un motor de combustión la señal de medición muestra un error, que se basa en que el dispositivo determina también la masa del aire que circula inversamente como consecuencia de la pulsación en el tubo de aspiración del motor de combustión.

En este documento se indican unos medios con los que puede influirse en la señal de medición que representa la masa circulante del medio, en dependencia del sentido de circulación, de tal forma por medio de un transmisor del sentido de corriente que la señal de medición es suprimida durante una corriente que discurra en contra del sentido de circulación deseado del medio. Aquí el transmisor de sentido de circulación muestra una primera resistencia de indicación dependiente de la temperatura, que está dispuesta en un soporte y cuyo valor resistivo es detectado por un circuito medidor de resistencia y comparado con un valor resistivo detectado por otro circuito medidor de resistencia de una segunda resistencia de indicación dependiente de la temperatura, dispuesta en el sentido de corriente a cierta distancia de la primera resistencia de indicación, en donde la diferencia de los valores resistivos sirve para influir en la señal de medición. Para esto es necesario realizar un elevado gasto en circuitos y piezas constructivas.

Partiendo de aquí la invención se ha impuesto la misión de configurar de tal modo el dispositivo del género expuesto que, con un menor gasto en piezas constructivas, pueda obtenerse una compensación del error de la señal de medición causado por la pulsación.

Esta misión se ha resuelto mediante las particularidades indicadas en la reivindicación 1. Con las reivindicaciones subordinadas se han indicado unos perfeccionamientos ventajosos.

La invención se basa en el reconocimiento de que en un cuerpo afluido, con circulación laminar en el extremo del cuerpo con circulación dirigido en sentido contrario a la corriente, se produce una mayor transmisión de calor en el medio circulante que en el extremo del cuerpo alejado de la corriente. De esto hace uso la invención.

Con la invención se presenta una propuesta de ejecución muy sencilla que, frente al estado de la técnica, puede realizarse con pocas piezas constructivas y es muy sencilla también con relación a la estructura del circuito.

En el dibujo se ha representado un ejemplo de ejecución de la invención y se describe a continuación.

Éste muestra:

la fig. 1 una representación esquemática de un dispositivo según la invención para determinar la corriente másica de aire;

la fig. 2 un circuito de principio del dispositivo según la fig. 1;

la fig. 3 un diagrama con línea característica de la corriente másica de aire a través de la señal de salida con y sin las particularidades según la invención;

la fig. 4 una explicación alternativa del dispositivo según la fig. 1.

La fig. 1 muestra un segmento de canal de aspiración 1 de un motor de combustión con un primer soporte 2, que muestra dos sensores de corriente másica 3, 4 en forma de meandro que, además de unas conexiones finales 5, muestran una conexión inicial 6 y están situados consecutivamente en la secuencia indicada en el sentido de la corriente de aire. Las conexiones 5, 6 están unidas con líneas/conexiones eléctricas no representadas a un circuito de valoración 7.

Los sensores de corriente másica 3, 4 están ejecutados ventajosamente de forma simétrica, con lo que se obtienen unas variaciones de resistencia comparables durante la corriente de ida y la inversa, ya que al principio del soporte 2 afluido se produce en cada caso un mayor enfriamiento que en el extremo, obligado por el desprendimiento de la capa límite de aire desde el soporte hasta el extremo.

Para motores con una corriente inversa extrema puede ser sin embargo también ventajoso disponer los sensores de corriente másica 3, 4 sobre el soporte, de tal manera que el sensor de corriente másica 4 impulsado por la corriente inversa ocupa una mayor proporción de superficie que el impulsado por la corriente de ida (fig. 4), con lo que puede compensarse una menor velocidad de corriente inversa.

Para este caso aplicativo puede preverse adicionalmente que los sensores de corriente másica 3, 4 muestren resistencias de diferente tamaño. Aquí ha demostrado ser ventajoso distribuir las proporciones de superficie y los valores resistivos como de 2 a 1.

Se ha previsto además que se disponga un elemento de medición de temperatura 8 conocido sobre otro soporte 9, que está dispuesto a una distancia 10 delante del primer soporte 2. Esta medida garantiza la afluencia directa del primer soporte 2, tanto durante una corriente inversa como durante una corriente de ida.

La fig. 2 muestra el circuito eléctrico de principio del sensor de masa de aire conforme a la invención con unos sensores de corriente másica 3, 4 dispuestos sobre el soporte 2 representado a trazos y puntos, que están unidos con sus conexiones iniciales 6 a una línea de salida 11 de un amplificador regulador 12 y están conectados posteriormente a sus conexiones extremas 5, reunidas a través de unas resistencias de desacoplamiento 13, 14 y a una entrada 15 del amplificador regulador 12. Las conexiones extremas 5 están unidas además directamente a un circuito electrónico 16 y a masa a través de las resistencias de desacoplamiento 17, 18.

El elemento de medición de temperatura 8 está dispuesto sobre el soporte 9 representado a trazos y puntos y conectado a un segundo ramal de puente, en donde la potencia perdida a través del elemento de medición de temperatura 8 es muy reducida, de tal manera que la temperatura del elemento de medición 8 prácticamente no varía a través de la tensión de puente variable, sino que se corresponde con la temperatura de la masa de aire que circula de paso.

Las señales de tensión U_{M1}, U_{M2} de las conexiones extremas desconectadas a través de las conexiones extremas 5 del circuito electrónico 16 se convierten mediante el circuito 16 según la siguiente fórmula,

U_{A} = (U_{M1}+ U_{M2})/2 + K(U_{M1} - U_{M2}),

en donde

U_{A} = se corresponde con el valor de la masa de aire circulante, que se alimenta como valor en bruto, p.ej., al aparato de control de una inyección para su ulterior tratamiento.

K = representa solamente un factor adaptado al dispositivo completo.

Puede ser ventajoso que el valor K(U_{M1} - U_{M2}) de la fórmula anterior se limite a unos valores máximos establecidos en dependencia de U_{M1}, U_{M2}, para evitar una sobre-compensación de la corriente inversa.

La fig. 3 muestra un diagrama, en que pueden verse las líneas características de la corriente de masa de aire a través de la señal de salida del sensor de corriente másica, en donde la línea maciza representa un sensor de corriente másica conforme a la invención y la línea de trazos y puntos uno según el estado de la técnica, es decir, sin compensación de la corriente inversa. En esta última puede verse sin dificultad que, en comparación con la línea maciza, se presentan unas regiones de funcionamiento con corriente inversa, y precisamente mediante desviaciones de la línea de trazos y puntos.

Como ya se ha mencionado puede ser ventajoso, como se ha representado en la fig. 4, disponer de tal manera los sensores de corriente másica 3, 4 que el sensor de corriente másica impulsado por la corriente inversa cubra una mayor proporción inversa del soporte 2 que el otro. Por medio de esto puede compensarse, en determinadas circunstancias, una menor velocidad de corriente inversa o formaciones de remolinos, afluencia transversal del soporte, etc.

Con el dispositivo conforme a la invención pueden establecerse para valores de masa de aire con una mayor corriente previa, p.ej., el siguiente valor para U_{A}:

U_{A} = (U_{M1}+ U_{M2})/2 + K(U_{M1} - U_{M2})

U_{A} = (5 + 3)/2 + 1 (5 - 3)

U_{A} = 6 y para valores con mayor corriente inversa

U_{A} = (3 + 5)/2 + 1 (3 - 5)

U_{A} = 2

Claims (5)

1. Dispositivo para determinar la corriente másica de aire en un canal de aspiración (1) de un motor de combustión, compuesto de una carcasa de segmento de canal de aspiración,

- en el que sobre un soporte (2) se han dispuesto un primer sensor térmico de corriente másica (3), que es calentado por la corriente de salida de un amplificador regulador (12), y un segundo sensor de corriente másica (4) delante o detrás del primero en el sentido de la corriente de aire,

- cuyas conexiones iniciales (6) están unidas a una línea de salida (11) del amplificador regulador (12) y

- cuyas conexiones extremas (5) están reunidas a través de unas resistencias de desacoplamiento (13, 14) y conectadas posteriormente a una entrada (15) del amplificador regulador (12),

- las conexiones extremas (5) de los sensores de corriente másica (3, 4) están unidas además a masa a través de otras resistencias de desacoplamiento (17, 18), y

- las dos conexiones extremas (5) de los sensores de corriente másica (3, 4) están unidas directamente a un circuito electrónico (16), que convierte las dos señales de tensión (U_{M1}, U_{M2}) de las conexiones extremas según la siguiente fórmula

U_{A} = (U_{M1}+ U_{M2})/2 + K(U_{M1} - U_{M2})

en donde

U_{A} se corresponde con el caudal de aire / la masa de aire y K es un factor cualquiera seleccionable y

- se ha conectado un elemento de medición de temperatura (8) sobre un soporte (9) en un segundo ramal de puente del dispositivo, en donde

- la conexión inicial del elemento de medición de temperatura (8) está unida a la línea de salida (11) del amplificador regulador (12),

- la conexión extrema del elemento de medición de temperatura (8) está conectada posteriormente, a través de una resistencia de desacoplamiento, a la segunda entrada del amplificador regulador (12), y

- la segunda entrada del amplificador regulador (12) está unida a masa a través de otra resistencia de desacoplamiento.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el valor K(U_{M1} - U_{M2}) se limita a unos valores máximos establecidos en dependencia de U_{M1}, U_{M2}, para evitar una sobre-compensación.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el sensor de masa de aire (4), que es impulsado predominantemente por la corriente inversa, cubre una mayor proporción de superficie del soporte (2) que el otro.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sensor de masa de aire (4), que es impulsado predominantemente por la corriente inversa, muestra un menor valor resistivo que el otro.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores 3 ó 4, caracterizado porque las proporciones de superficie y los valores resistivos de los sensores de corriente másica (3, 4) se han distribuido como de 2 a 1.