據(jù)空氣質量流量計的使用者的要求利用特征曲線族來調整從非線性的信號特征曲線9向線性的信號特征曲線10a的轉變。所述特征曲線族例如可以存儲在用于轉換的元件2內的電子存儲器中。在利用所述濾波器元件3對非線性的信號S進行線性化之后現(xiàn)在對信號函數(shù)S (t)進行電子積分丨S (t)dt時，所述平均值沒有偏離于在實際的空氣質量空間中存在的用于所述空氣質量流量Q的平均值。由所述傳感器元件1的非線性的傳感器特征曲線9形成的積分誤差通過利用用于轉換的元件2使所述信號線性化來剔除。然而，如此求得的用于平均的空氣質量流量Q的測量值必須以時間信號的形式轉發(fā)給所述發(fā)動機控制裝置8。因為在時間信號中的電子噪聲特別是在空氣質量流量Q的小的信號值時能明確地被察覺，所以需要在通過所述濾波器元件3執(zhí)行積分之后由用于生成非線性的信號特征曲線10的元件4來轉換根據(jù)圖5c的線性的信號特征曲線。這種現(xiàn)在再次為非線性的信號特征曲線特別好地適用于:將與在所述吸氣管14中的空氣質量流量Q成比例的基于時間的信號轉發(fā)給所述發(fā)動機控制裝置8，而不會在時間信號AS中產生較大的誤差ΔΤ。
[0020]然而根據(jù)現(xiàn)有技術的信號處理方法不考慮傳感器元件1的構件的不同的響應性能。就例如具有第一和第二溫度傳感器的傳感器元件1中而言，在所述第一和第二溫度傳感器之間布置了加熱元件，所述第一溫度傳感器元件、所述第二溫度傳感器元件和所述加熱元件具有通常不同的響應性能。所述第一溫度傳感器元件例如僅由空氣質量流量來冷卻并且不由所述加熱元件來加熱。相反，所述第二溫度傳感器元件首先由所述加熱元件來加熱并且然后總是繼續(xù)利用逐漸增加的空氣質量流量進行冷卻。所述加熱元件僅由空氣質量流量來冷卻。此外，所有這些構件都具有制造公差。所述誤差源又使得在將時間信號AS傳輸給所述發(fā)動機控制裝置8期間在時間差測量時的解法變差。
[0021]因此本發(fā)明的主要構思在于，不僅僅簡單地使非線性的傳感器特征曲線9線性化，而是所述傳感器特征曲線設置有關于所述傳感器元件1的專門的特性的信息并且因此實現(xiàn)了校正的、至少部分非線性的信號特征曲線10，該信號特征曲線考慮了所述溫度傳感器元件和所述加熱元件的構件公差和不同的響應時間。
[0022]圖6a示出了錯誤信號的實例，所述錯誤信號可能由溫度傳感器元件18、19和所述加熱元件20的構件公差和不同的響應時間形成。Q在這里示出的圖表中表示空氣質量流量。相應于構件公差和不同的響應時間形成的誤差以百分比給出。首先在較小的空氣質量流量Q時形成正誤差，因為僅所述第一溫度傳感器元件18被冷卻，所述第二溫度傳感器元件19由于較小的空氣質量流量Q僅少量地被冷卻并且由此以比例過大的程度由所述加熱元件20來加熱。在空氣質量流量Q逐漸增加時，總是繼續(xù)校正誤差，其中例如在一百個相關單位的空氣質量流量Q的情況下完全補償了剛才所描述的誤差。然而現(xiàn)在更多的空氣質量流量Q開始在第二溫度傳感器元件19上起主導作用并且以比例過大的程度來冷卻所述第二溫度傳感器元件，緊接著出現(xiàn)負誤差，所述負誤差在直至大約四百個相關單位的空氣質量流量Q的情況下形成。然后，在空氣質量流量計中由構件公差和不同的響應時間引起的誤差疊加，由此接近了用于空氣質量流量的最佳的無誤差范圍。
[0023]在圖6b中示出了所述傳感器元件1的與實際空氣質量流量Q相關的被轉換的信號。虛線10a示出了在其簡單的線性化之后的非線性的傳感器特征曲線9。然而，具有附圖標記10的曲線示出了校正的、至少部分非線性的信號特征曲線10，該信號特征曲線10由非線性的傳感器特征曲線9在考慮構件公差和不同的響應時間的情況下生成。在第一范圍內，圖6a中的正誤差相應地記錄到校正的、至少部分非線性的信號特征曲線10中，其中在大約一百個相關單位的質量流量的范圍內實現(xiàn)了所述傳感器元件1的無誤差的范圍，其中校正的、至少部分非線性的信號特征曲線10盡可能相應于線性的信號特征曲線，緊接著就加入了負誤差的一部分，其又導致了校正的、至少部分非線性的信號特征曲線10過大地偏離于線性的信號特征曲線10a。
[0024]圖7示出了空氣質量流量計6的傳感器元件1。所述傳感器元件1具有基底17，在所述基底上布置了第一溫度傳感器元件18和第二溫度傳感器元件19。在所述第一溫度傳感器元件18和所述第二溫度傳感器元件19之間在所述基底17上布置了加熱器20?？諝赓|量流量Q的方向利用箭頭標出。
【主權項】
1.空氣質量流量計(6)，其具有:用于檢測空氣質量流量(Q)且用于生成信號(S)的傳感器元件(I);和用于處理所述傳感器元件(I)的信號(S )的電子電路(7 )，其中所述傳感器元件(I)生成非線性的信號特征曲線(9)，其特征在于，所述電子電路(7): 首先具有用于將所述傳感器元件(I)的非線性的信號特征曲線(9)轉換成校正的、至少部分非線性的信號特征曲線(10)的元件(2); 接下來具有濾波器元件(3); 接下來具有轉換元件(4)，其用于將所述校正的、至少部分非線性的信號特征曲線(10)轉換成非線性的信號特征曲線(9);并且 接下來具有轉發(fā)元件(5)，其用于轉發(fā)由所述傳感器元件(I)檢測的且通過線性化元件(2 )、濾波器元件(3 )和轉換元件(4 )來處理的信號(S )。2.根據(jù)權利要求1所述的空氣質量流量計(6)，其特征在于，所述傳感器元件(I)和所述電子電路(7 )在唯一一個半導體元件上構成。3.根據(jù)權利要求1或2所述的空氣質量流量計(6)，其特征在于，所述傳感器元件(I)和所述電子電路(7)以微系統(tǒng)-技術來制造。4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的空氣質量流量計(6)，其特征在于，所述傳感器元件(I)具有第一溫度傳感器元件和第二溫度傳感器元件。5.根據(jù)權利要求4所述的空氣質量流量計(6)，其特征在于，所述傳感器元件(I)具有加熱元件(20)，所述加熱元件布置在所述第一溫度傳感器元件和所述第二溫度傳感器元件(18、19)之間。6.用于處理空氣質量流量計(6)的信號(S)的方法，其中所述空氣質量流量計(6)具有用于檢測空氣質量流量(Q)且用于生成信號(S)的傳感器元件(I)并且具有用于處理所述傳感器元件(I)的信號(S)的電子電路(7)，其中所述傳感器元件(I)生成非線性的信號特征曲線(9)，其特征在于， 首先將所述傳感器元件(I)的非線性的信號特征曲線(9)轉換成校正的非線性的信號特征曲線(10)， 然后對所述校正的非線性的信號特征曲線(10)進行濾波， 然后將被濾波的校正的非線性的信號特征曲線(10)轉換成非線性的信號特征曲線(9)，并且 然后轉發(fā)由所述傳感器元件(I)檢測的且通過線性化元件(2 )、濾波器元件(3 )和轉換元件(4)處理的信號(S)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種空氣質量流量計，其具有：用于檢測空氣質量流量且用于生成信號的傳感器元件；和用于處理所述傳感器元件的信號的電子電路，其中所述傳感器元件生成非線性的信號特征曲線。為了給出一種在處理信號時具有盡可能小的誤差的快速式空氣質量流量計，所述電子電路（7）首先具有用于將所述傳感器元件（1）的非線性的信號特征曲線（9）轉換成校正的、至少部分非線性的信號特征曲線（10）的元件（2），隨后所述電路具有：濾波器元件（3）；用于將所述校正的、至少部分非線性的信號特征曲線（10）轉換成非線性的信號特征曲線（9）的轉換元件（4）；和轉發(fā)元件（5），其用于轉發(fā)由所述傳感器元件（1）檢測的且通過線性化元件（2）、濾波器元件（3）和轉換元件（4）處理的信號（S）。
【IPC分類】G01F1/696, G01F25/00, G01F1/684
【公開號】CN105431716
【申請?zhí)枴緾N201480045345
【發(fā)明人】S.許雷爾, T.克尼特爾, S.塞特斯卡克
【申請人】大陸汽車有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2014年7月23日
【公告號】DE102013215921A1, EP3033600A1, US20160202099, WO2015022156A1