检测流动介质流量的方法和装置 【技术领域】
本发明涉及一种检测流动介质流量的方法和装置，特别是检测内燃机进气管中形成的空气流量并由此确定吸入的空气量。
背景技术
为了检测内燃机吸入的空气量通常使用热膜—空气量测量计。它具有一可加热的元件，其承受要测量的空气流并通过空气流冷却。热膜—空气量测量计的设置具有不同的可能，即同样可用于加热调节和分析方法。为了通过热膜—空气量测量计检测空气流量，两种类型的空气量测量计或现有的方法与测量的由流过的空气流散发的热量相关。对此，通过一种类型的空气量测量计测量将热膜调节到一恒定温度所需的电能。第二方法或所属地第二传感装置同样涉及将热膜调节到一恒定温度。然而，不采用对此所需的加热功率作为测量信号，而是采用由隔膜构成的热膜边缘上的温度分布作为测量信号。由此，借助在加热区域上游和下游设置的温度传感器确定上述两位置之间的温差。由感温电阻构成的两温度传感器是电桥电路中的元件。通过调节电桥电压获得测量信号，该测量信号表示在加热区域上游和下游设置的感温电阻的之间温差。
干扰作用如空气湿度或污染可能会对两种类型传感器或分析方法产生不利影响。这会导致这样的传感器的误差指示或导致信号分析的误差。
【发明内容】
本发明的目的在于将响应的误差源和由此产生的误差指示减小到最低限度。该目的是由具有权利要求1特征的检测流动介质流量的按本发明的方法和/或按本发明的装置实现的。
检测流动介质的流量特别是内燃机吸入的空气量的按本发明的方法和/或按本发明的装置的优点在于，补偿了测量时的干扰作用。有益的方式是进行冗余测量，该测量是按照两个不同的方法工作的，即该方法在唯一的传感器中进行或存在于用于测量空气量的两个不同种类的传感器，其中重要的是上述两个选择的方法或两传感器干扰作用的反应不同。通过将两测量结果组合补偿了在一种方法或所属传感器中出现的强于在另一方法或另一传感器中出现的干扰作用。这些优点通过具有权利要求1特征的方法和/或装置体现。
本发明的其它优点可通过从属权利要求中给出的措施达到。
【附图说明】
本发明的实施例在唯一的附图中示出且在下面的说明中作进一步解释。
【具体实施方式】
在检测流动介质流量时存在的危险是，会由于干扰作用而影响其精度。特别是检测内燃机进气管中流动的空气量时会由此产生不同问题，即例如不能准确得知流动空气的湿度或在连续使用时传感器元件被污染，由此可能产生分析误差。这样的事实会产生测量内燃机进气管中流动的空气的其它问题，即流动的空气不总是在一个方向上，而可能会出现所谓的回流或脉动。为了补偿其误差，特别是补偿由于这些进气管脉动导致的干扰作用，公知的是，根据两种不同的方法检测流动的空气量并将获得的测量结果彼此组合，由此减小其测量误差。
例如DE-OS3925377中提出了一种测量误差修正的方法，补偿由于回流产生的热膜—空气量测量计的测量误差。对此，通过热膜—空气量测量计检测空气量得到第一值，而根据独立工作的方法计算的空气量作为第二值，在该方法中分析了节气门角度及内燃机的转速。所采用的实际确定空气量的这些值与内燃机所处的工作区域有关。由于内燃机不同工作区域中的这两个值的可靠性不同，将这两个测量值比较后可以获得考虑到提高其测量可靠性的修正信号。
然而，通过公知的方法只补偿了由于回流产生的测量误差，而没有考虑其它测量误差。在公知的方法中通常只采用空气测量传感器，用于计算空气量所需的第二信息不是直接测量的而是求出的，这没有考虑本发明修正或补偿的所有不同种类的测量误差。
附图所示的本发明的方法及其所属装置中，可以补偿不同的测量误差并由此可靠准确地检测流动介质的流量如由内燃机吸入的空气量。对此，在图1中以方框图所示的实施例中，根据两个不同的方法确定其要检测的空气流量LS，这两个不同的方法借助同一具有加热热膜的传感器13工作。传感器13这样构成，即它适合于两种测量方法并承受使其冷却的流动的空气流LS。
方框10的分析方法为第一类分析方法且它以测量在传感器旁边流过的空气流散出的热量为基础。通过测量将热膜调节到一恒定温度所需要的电能，求得上述在其旁边流过的空气流散出的热量。由此，最后测得其热功率并确定其空气流量。
方框12给出了检测空气流量的第二种类型即第二分析方法，它通过分析其温度分布进行。对此，同样将传感器3的热膜调节到一恒定温度。然而，并不采用所需的热功率作为测量信号，而是测定热膜空气量测量计的隔膜边缘的温度分布。由此，除了热膜和加热电阻之外，空气量测量计还具有感温电阻。在这样的热膜空气量测量计中，分析例如位于加热区域上游和下游的感温电阻之间的温差，其中感温电阻作为温度传感器。
由方框10和11中发出的输出信号S1和S2输入到同一分析装置12中。在分析装置12中对根据不同方法获得的信号S1和S2进行分析并补偿其干扰作用。分析装置12的输出信号作为进一步处理的修正测量信号KM输送。进一步的处理例如可以在内燃机的控制器中进行，控制器将表示内燃机进气管中实际流动的空气流的测量信号换算为内燃机调节所需的控制信号。
附图所示的布置形式出了一种热膜—空气量测量计，该测量计中具有用于两种不同方法的传感器，或该测量计根据两种不同的方法确定空气量。这样布置可以通过测量加热功率和分析其温度分布可靠检测其空气流量。由于两种测量方法干扰作用的反应不同，故可以通过这两个传感信号的比较而得到相关干扰作用的类型和数量级，在进一步的信号分析时考虑由此获得的干扰作用并对其进行补偿。
唯一的传感器也可以用两个公知的HFM2或HFM5的不同的传感器替代，其中第一传感器是一热膜空气量测量计(HFM2)，用于通过测量加热功率而检测空气流量，而第二传感器是一热膜空气量测量计(HFM5)，用于通过在传感器膜片上分析温度分布而检测空气流量。而后，进一步实施第一类型的分析方法和第二类型的分析方法，并将两传感器或传感器元件的测量结果进行组合。
本发明对于流动空气量的确定作了描述，但本发明原理上适用于流动介质影响加热测量元件的一切领域。