對空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號進(jìn)行脈動(dòng)修正的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于對根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號進(jìn)行脈動(dòng)修正的方法。本發(fā)明還涉及布置成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]為了修正燃料混合物準(zhǔn)備，燃料計(jì)量系統(tǒng)需要關(guān)于內(nèi)燃機(jī)在每個(gè)沖程所引入的空氣質(zhì)量的確切信息。它們借助于快速響應(yīng)的空氣質(zhì)量傳感器來獲得所述信息，空氣質(zhì)量傳感器例如根據(jù)熱膜原理來工作。由于響應(yīng)的速度快，空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號跟隨空氣流中的各個(gè)脈動(dòng)。甚至檢測到逆向流動(dòng)的空氣質(zhì)量一一但正負(fù)號是錯(cuò)誤的。一旦出現(xiàn)這樣的脈動(dòng)，氣流計(jì)因此不再提供原本能夠用來準(zhǔn)備燃料混合物的正確測量值。
[0003]JP-A-56107124公開了一種用于借助于空氣質(zhì)量傳感器來確定用于準(zhǔn)備內(nèi)燃機(jī)的燃料混合物的空氣值的方法。關(guān)于該方法，如果脈動(dòng)引起的測量值波動(dòng)高于某個(gè)閾值且內(nèi)燃機(jī)處于全負(fù)載模式，則通過轉(zhuǎn)換成替代值，來避免脈動(dòng)引起的錯(cuò)誤。根據(jù)不正確的測量值和測量值波動(dòng)的幅度，用算術(shù)的方式計(jì)算替代值。
[0004]DE-AA-33 44 276公開了另一種用于依靠內(nèi)燃機(jī)的脈動(dòng)的幅度、旋轉(zhuǎn)速度和運(yùn)行狀態(tài)來修正空氣質(zhì)量流量的測量值或基本噴射時(shí)間的方法。但是，僅在扼流瓣的開度角大于預(yù)先限定的角，使得內(nèi)燃機(jī)處于全負(fù)載區(qū)域，并且內(nèi)燃機(jī)具有穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的情況下才進(jìn)行修正。
[0005]還從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中了解到，使用脈動(dòng)修正因子來修正空氣質(zhì)量傳感器原始空氣質(zhì)量信號，原始空氣質(zhì)量信號源自空氣質(zhì)量傳感器的經(jīng)線性化和濾波的原始信號。在此期間，借助于跨越旋轉(zhuǎn)速度和噴射量或旋轉(zhuǎn)速度和扭矩的基本修正特征，來確定脈動(dòng)修正因子。由于脈動(dòng)行為可針對增壓內(nèi)燃機(jī)的恒定旋轉(zhuǎn)速度和恒定噴射量或旋轉(zhuǎn)速度而改變，所以必須使用另外的修正因子來修正基本修正。使用排氣再循環(huán)(EGRR)促動(dòng)器的位置和扼流瓣的位置來進(jìn)行修正。借助于依賴相應(yīng)的促動(dòng)器位置的特征域的內(nèi)插法來計(jì)算修正，或者通過縮放EGR促動(dòng)器位置和扼流瓣的影響，借助于特征域來計(jì)算修正。為了進(jìn)一步提高精度，對內(nèi)燃機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)使用不同的特征域，諸如正常運(yùn)行、柴油微粒過濾器加熱、選擇性催化還原(SCR)加熱等。
[0006]已知的脈動(dòng)修正方法的缺點(diǎn)在于它們無法在車輛的所有工作情形中確定準(zhǔn)確的空氣質(zhì)量值，而且精度往往在車輛的壽命中改變，并且因此需要重新校準(zhǔn)。已知的脈動(dòng)修正方法的另一個(gè)缺點(diǎn)在于它們較復(fù)雜，因?yàn)楸仨氠槍?nèi)燃機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)來存儲不同的特征域，而且除了用于基本修正的變量之外，還需要另外的修正變量，例如促動(dòng)器位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因而本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種改進(jìn)的脈動(dòng)修正方法，用它可避免傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)。本發(fā)明的目標(biāo)特別是提供一種脈動(dòng)修正方法，其精度在內(nèi)燃機(jī)的壽命內(nèi)保持基本恒定，并且其特征在于簡化的過程管理。
[0008]這些目標(biāo)由具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的方法和具有從屬權(quán)利要求的特征的設(shè)備實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利實(shí)施例和應(yīng)用是從屬權(quán)利要求的主題，并且在一些情況下參照附圖在以下描述中詳細(xì)闡明本發(fā)明的有利實(shí)施例和應(yīng)用。
[0009]根據(jù)本發(fā)明用于脈動(dòng)修正的方法可用來修正空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號，空氣質(zhì)量傳感器用來對增壓內(nèi)燃機(jī)(即，具有排氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機(jī))的燃燒空氣進(jìn)行空氣質(zhì)量檢測?？諝赓|(zhì)量傳感器提供測量值，特別是為了對機(jī)動(dòng)車輛(優(yōu)選商用車輛)的內(nèi)燃機(jī)的燃燒空氣進(jìn)行空氣質(zhì)量檢測，測量值由增壓內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)口管中的脈動(dòng)空氣流確定。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一般方面，第一修正因子用來修正空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號，以實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)效應(yīng)，依靠排氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)的壓縮比來確定修正因子。壓縮機(jī)的壓縮比由壓縮機(jī)上游的引入壓力和壓縮機(jī)下游的增壓空氣壓力的比提供。第一修正因子優(yōu)選是乘法修正因子。但第一修正因子也可用作加法修正因子。
[0011]這里應(yīng)當(dāng)提到的是，發(fā)明人已經(jīng)確定，在試驗(yàn)臺測量期間，排氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)的壓縮比構(gòu)成顯著地影響脈動(dòng)的物理變量，而且當(dāng)使用壓縮比來進(jìn)行脈動(dòng)修正時(shí)，可省略促動(dòng)器位置等所做的其它修正。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明的修正方法的精度因此在內(nèi)燃機(jī)的壽命中保持恒定。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，修正對于內(nèi)燃機(jī)的所有運(yùn)行狀態(tài)都有效，并且因而不需要特征域的依賴于運(yùn)行模式的切換。僅必須執(zhí)行一次校準(zhǔn)。
[0012]此外，在本發(fā)明的上下文內(nèi)，對脈動(dòng)修正使用第二修正因子是可行的，依靠排氣渦輪增壓器的渦輪的膨脹比來確定第二修正因子。因此，脈動(dòng)修正的精度可得到進(jìn)一步改進(jìn)。當(dāng)使用具有可變的渦輪幾何構(gòu)造的排氣渦輪增壓器時(shí)，所述實(shí)施例方案特別有利。排氣渦輪增壓器的渦輪的膨脹比由渦輪上游的排氣壓力和渦輪的出口壓力的比提供。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的空氣質(zhì)量傳感器的電輸出信號或原始信號來確定原始空氣質(zhì)量信號，然后修正所確定的原始空氣質(zhì)量信號，以實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)效應(yīng)。根據(jù)空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號或原始信號用已知方式確定原始空氣質(zhì)量信號，這取決于空氣質(zhì)量傳感器的設(shè)計(jì)。這里例如借助于存儲的變換曲線來使空氣質(zhì)量傳感器(例如可根據(jù)熱線風(fēng)速計(jì)的原理來運(yùn)行)的原始電流信號和/或電壓信號線性化，并且借助于一個(gè)或多個(gè)濾波器來處理該原始電流信號和/或電壓信號，以便獲得原始空氣質(zhì)量信號。然后原始空氣質(zhì)量信號提供每單位時(shí)間所流過的空氣質(zhì)量(質(zhì)量流量)，但它未經(jīng)修正，以便考慮到空氣流中出現(xiàn)的任何脈動(dòng)，脈動(dòng)會(huì)產(chǎn)生不正確的測量值。
[0014]根據(jù)所述實(shí)施例，依靠原始空氣質(zhì)量信號和排氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)的當(dāng)前壓縮比來確定第一修正因子。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的可行實(shí)現(xiàn)提供下者:第一修正因子存儲在第一脈動(dòng)修正特征域中，第一脈動(dòng)修正特征域把原始空氣質(zhì)量信號作為第一輸入變量，并且把排氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)的壓縮比作為第二輸入變量。
[0015]在所述實(shí)施例的一個(gè)有利方案中，還使用第二修正因子來進(jìn)行脈動(dòng)修正，依靠排氣渦輪增壓器的渦輪的排氣質(zhì)量流量和膨脹比來確定第二修正因子。第二修正因子可存儲在第二脈動(dòng)修正特征域中，第二脈動(dòng)修正特征域把排氣質(zhì)量流量作為第一輸入變量，并且把排氣渦輪增壓器的渦輪的膨脹比作為第二輸入變量。
[0016]再次優(yōu)選地確定壓縮比、膨脹比、原始空氣質(zhì)量信號和排氣質(zhì)量流量的當(dāng)前值，并且將其用來進(jìn)行脈動(dòng)修正。例如可用已知方式根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的原始空氣質(zhì)量信號和當(dāng)前燃料噴射量來計(jì)算排氣質(zhì)量流量。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，使用至少第一修正因子來直接修正空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號，即，空氣質(zhì)量傳感器的原始信號(尚未轉(zhuǎn)換成質(zhì)量流量)，然后經(jīng)修正的輸出信號轉(zhuǎn)換成原始空氣質(zhì)量信號。這里，再次存在將修正因子存儲在適當(dāng)?shù)拿}動(dòng)修正特征域中的可能性，適當(dāng)?shù)拿}動(dòng)修正特征域把空氣質(zhì)量傳感器的電輸出信號作為第一輸入變量，并且把排氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)的壓縮比作為第二輸入變量。根據(jù)所述另一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)方案，在本發(fā)明的上下文內(nèi)，再次存在另外使用第二修正因子來進(jìn)行脈動(dòng)修正的可能性，依靠排氣渦輪增壓器的渦輪的膨脹比來確定第二修正因子。
[0018]此外，在上面描述的方案中，第一修正因子和第二修正因子兩者都優(yōu)選為乘法修正因子，其中，這里也存在將第一修正因子和第二修正因子構(gòu)造成加法修正因子的可能性。
[0019]為了進(jìn)一步提高脈動(dòng)修正的精度，可使用壓縮機(jī)修正因子，依靠當(dāng)前壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)來確定壓縮機(jī)修正因子的值，以便考慮到壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)對脈動(dòng)的影響，該影響不是壓縮比造成的。壓縮機(jī)修正因子例如可用來修正原始空氣質(zhì)量信號。此外，可使用渦輪修正因子，依靠排氣質(zhì)量流的溫度，以及/或者如果渦輪幾何構(gòu)造可以可變地調(diào)節(jié)的，則依靠排氣渦輪增壓器的渦輪的打開狀態(tài)，來確定渦輪修正因子的值。渦輪修正因子例如可用來修正排氣質(zhì)量流量。
[0020]本發(fā)明還涉及一種用于空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號進(jìn)行脈動(dòng)修正的設(shè)備，空氣質(zhì)量傳感器用于對增壓內(nèi)燃機(jī)的燃燒空氣進(jìn)行空氣質(zhì)量檢測，其中，該設(shè)備布置成接收空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號。根據(jù)本發(fā)明的一般方面，該設(shè)備布置成執(zhí)行本文公開的用于修正輸出信號的方法，以實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)效應(yīng)。
[0021]為了避免重復(fù)，根據(jù)方法單獨(dú)公開的特征也應(yīng)如公開的那樣應(yīng)用，并且能夠根據(jù)設(shè)備進(jìn)行聲明。因而根據(jù)本發(fā)明的方法的前述方面和特征也適用于例如在程序上適當(dāng)?shù)夭贾玫脑O(shè)備。本發(fā)明的前面描述的優(yōu)選實(shí)施例和特征可按任何方式彼此結(jié)合。
【附圖說明】
[0022]參照圖在下面描述本發(fā)明的另外的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)。在圖中:
圖1A顯示本發(fā)明的方法的步驟的簡化圖；
圖1B顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于進(jìn)行脈動(dòng)修正的設(shè)備的簡化示意圖；
圖2顯示原始空氣質(zhì)量信號的確定；
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的脈動(dòng)修正；以及圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的脈動(dòng)修正。
[0023]部件列表
I空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號 2取樣的原始測量值 3節(jié)段信息 4變換曲線 5滑動(dòng)窗取平均值 6濾波器處理 7原始空氣質(zhì)量信號 8壓縮比 8a壓縮機(jī)修正因子 9第一脈動(dòng)修正特征域 10第一修正因子 11乘法處理
12經(jīng)修正的空氣質(zhì)量信號
13燃料噴射量
14排氣質(zhì)量信號
15經(jīng)修正的排氣質(zhì)量信號
16膨脹比
16a渦輪修正因子
17第二脈動(dòng)修正特征域
18第二修正因子
19修正因子
20經(jīng)修正的空氣質(zhì)量信號 21加法處理 22設(shè)備脈動(dòng)修正 23輸入信號 24空氣質(zhì)量傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0024]相同元件和信號或功能相同的元件和信號在所有圖中由相同參考符號引用。
[0025]圖1在非常簡化的圖中顯示空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號的脈動(dòng)修正過程的流程圖，空氣質(zhì)量傳感器用于對增壓內(nèi)燃機(jī)的燃燒空氣進(jìn)行空氣質(zhì)量檢測。方法包括以下方法步驟:根據(jù)空氣質(zhì)量傳感器的輸出信號來確定原始空氣質(zhì)量信號(步驟SI)，以及修正原始空氣質(zhì)量信號，以實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)效應(yīng)(步驟S2)。