[发明专利]用于检测流体流的质量流和温度的传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测流体流的质量流和温度的传感器，其中传感器具有带质量流传感元件的质量流传感器和带温度传感元件的温度传感器以及用于供电的接口，其中传感器将由质量流传感元件和温度传感元件模拟检测的测量值转换成数字输出信号。

背景技术

对流体流的质量流和温度的检测特别是在汽车工业中具有较高的重要性，这是因为为了优化对机动车辆的内燃机的控制而需要这些参量。目前把由检测流体流的质量流和温度的传感器测定的数值以模拟的形式提供给汽车中的发动机控制器。然而模拟信号具有的缺点是，这些模拟信号易受干扰，并且例如由于电磁干扰场可以使它们明显地失真。因此有利的是，将由传感元件测定的模拟测量值在传感器自身中数字化。这利用可以布置在传感器自身中的模数转换器来实现。因为用于检测流体流的质量流和温度的传感器检测了多个物理参量，所以需要多个模数转换器。此外，需要多个在用于检测流体流的质量流和温度的传感器上和/或其中的接口和电源，以便运行和读取各个传感元件。由此，对在流体流内的质量流和温度的测量值的检测是相对复杂的和昂贵的。

发明内容

为此，本发明的目的在于，给出一种尽可能简单和成本低廉的、用于检测流体流的质量流和温度的传感器。

根据本发明该目的通过独立权利要求的特征来实现。因为在传感器中布置有至少一个模数转换器，该模数转换器将质量流传感元件的模拟测量值和/或温度传感元件的模拟测量值转换成数字输出信号，并且把数字输出信号提供给唯一的数字接口，由此，取消了至少一个将传感器与后续的发动机控制器连接的导线。也就是说只需要一个唯一的导线，用于将质量流传感元件的测量值和温度传感元件的测量值传输到发动机控制装置上。因为在现代的传感器中，布置线缆对于传感器的总成本而言具有重要意义，所以根据本发明的传感器能够非常廉价地进行制造。此外，特别是能够无误差地来制造根据本发明的传感器并且其是抗干扰的，这是因为用于测量温度和质量流的所有重要功能在传感器自身中集于一体，并且质量流传感元件和温度传感元件的完全数字化的测量结果仅仅还通过一个唯一的数字接口和唯一的导线传输至发动机控制器。

在本发明的设计方案中，除了质量流传感器和温度传感器以外，在该传感器中还布置有具有湿度传感元件的湿度传感器和/或具有压力传感元件的压力传感器。湿度传感器和压力传感器都适合于用于检测流体流的质量流和温度的传感器的信号，以便补偿在吸入空气中变化的参量。质量流信号向发动机控制器给出关于提供用于燃烧燃料的氧气量的信息，该氧气量自然首先取决于吸入空气的质量流。然而在质量流相同时，普遍的压力、吸入空气的湿度和吸入的空气的温度可以导致将不同的氧气供给输送至内燃机的燃烧室。因此物理参量：温度、空气湿度以及压力是适用的，以便实现对质量流信号的误差补偿，并且能够高精度地计量燃料量给入燃烧室中。这有利于保护资源和环境。

因为在传感器中布置有至少一个模数转换器，该模数转换器将质量流传感元件的模拟测量值和温度传感元件的模拟测量值转换成数字输出信号，并且提供给唯一的数字接口，所以可以较为简单并且成本低廉地制造该传感器。通过取消至少一个在传感器和控制器之间的导线，减少了安装有根据本发明的传感器的车辆的总重量。

在一个有利的改进方案中，至少一个模数转换器布置在质量流传感器中。此外可以考虑，即至少一个模数转换器布置在温度传感器中和/或在湿度传感器中和/或压力传感器中。至少一个模数转换器将质量流传感元件、温度传感元件、湿度传感器和/或压力传感器的模拟测量值转换成数字输出信号。因此用于检测流体流的质量流和温度的传感器成本较为低廉。利用电子开关可以把质量流传感元件、温度传感元件、湿度传感元件和/或压力传感元件的模拟信号传输给模数转换器用于数字化。

在本发明的下一个改进方案中，传感器具有一个唯一的、用于供电的接口。因此可以节省例如在控制器和传感器中之间的电流供应线。因此传感器是更加便宜并且在车辆方面减少了重量。

质量流传感元件、温度传感元件、湿度传感元件和/或压力传感元件的数字化的测量值也可以通过电流接口传输到供电线中，并且通过用于供电的接口传输到发动机控制装置上。因此在用于检测流体流的质量流和温度的传感器上仅仅还需要一个唯一的接口，该接口不仅用作用于传输信号的数字接口而且还用作用于供电的接口。在用于检测流体流的质量流和温度的传感器和发动机控制器之间仅仅还需要一个唯一的导线，该导线不仅用作电流供应线而且还用作数字信号线。

附图说明