對空氣質量傳感器的輸出信號進行脈動修正的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于對根據(jù)權利要求1的前序部分的空氣質量傳感器的輸出信號進行脈動修正的方法。本發(fā)明還涉及布置成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的設備。
【背景技術】
[0002]為了修正燃料混合物準備，燃料計量系統(tǒng)需要關于內(nèi)燃機在每個沖程所引入的空氣質量的確切信息。它們借助于快速響應的空氣質量傳感器來獲得所述信息，空氣質量傳感器例如根據(jù)熱膜原理來工作。由于響應的速度快，空氣質量傳感器的輸出信號跟隨空氣流中的各個脈動。甚至檢測到逆向流動的空氣質量一一但正負號是錯誤的。一旦出現(xiàn)這樣的脈動，氣流計因此不再提供原本能夠用來準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量傳感器來確定用于準備內(nèi)燃機的燃料混合物的空氣值的方法。關于該方法，如果脈動引起的測量值波動高于某個閾值且內(nèi)燃機處于全負載模式，則通過轉換成替代值，來避免脈動引起的錯誤。根據(jù)不正確的測量值和測量值波動的幅度，用算術的方式計算替代值。
[0004]DE-AA-33 44 276公開了另一種用于依靠內(nèi)燃機的脈動的幅度、旋轉速度和運行狀態(tài)來修正空氣質量流量的測量值或基本噴射時間的方法。但是，僅在扼流瓣的開度角大于預先限定的角，使得內(nèi)燃機處于全負載區(qū)域，并且內(nèi)燃機具有穩(wěn)定運行狀態(tài)的情況下才進行修正。
[0005]還從實際經(jīng)驗中了解到，使用脈動修正因子來修正空氣質量傳感器原始空氣質量信號，原始空氣質量信號源自空氣質量傳感器的經(jīng)線性化和濾波的原始信號。在此期間，借助于跨越旋轉速度和噴射量或旋轉速度和扭矩的基本修正特征，來確定脈動修正因子。由于脈動行為可針對增壓內(nèi)燃機的恒定旋轉速度和恒定噴射量或旋轉速度而改變，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)促動器的位置和扼流瓣的位置來進行修正。借助于依賴相應的促動器位置的特征域的內(nèi)插法來計算修正，或者通過縮放EGR促動器位置和扼流瓣的影響，借助于特征域來計算修正。為了進一步提高精度，對內(nèi)燃機的各種運行狀態(tài)使用不同的特征域，諸如正常運行、柴油微粒過濾器加熱、選擇性催化還原(SCR)加熱等。
[0006]已知的脈動修正方法的缺點在于它們無法在車輛的所有工作情形中確定準確的空氣質量值，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。已知的脈動修正方法的另一個缺點在于它們較復雜，因為必須針對內(nèi)燃機的不同運行狀態(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，例如促動器位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因而本發(fā)明的目標是提供一種改進的脈動修正方法，用它可避免傳統(tǒng)技術的缺點。本發(fā)明的目標特別是提供一種脈動修正方法，其精度在內(nèi)燃機的壽命內(nèi)保持基本恒定，并且其特征在于簡化的過程管理。
[0008]這些目標由具有獨立權利要求的特征的方法和具有從屬權利要求的特征的設備實現(xiàn)。本發(fā)明的有利實施例和應用是從屬權利要求的主題，并且在一些情況下參照附圖在以下描述中詳細闡明本發(fā)明的有利實施例和應用。
[0009]根據(jù)本發(fā)明用于脈動修正的方法可用來修正空氣質量傳感器的輸出信號，空氣質量傳感器用來對增壓內(nèi)燃機(即，具有排氣渦輪增壓器的內(nèi)燃機)的燃燒空氣進行空氣質量檢測?？諝赓|量傳感器提供測量值，特別是為了對機動車輛(優(yōu)選商用車輛)的內(nèi)燃機的燃燒空氣進行空氣質量檢測，測量值由增壓內(nèi)燃機的進口管中的脈動空氣流確定。
[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量傳感器的輸出信號，以實現(xiàn)脈動效應，依靠排氣渦輪增壓器的壓縮機的壓縮比來確定修正因子。壓縮機的壓縮比由壓縮機上游的引入壓力和壓縮機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]這里應當提到的是，發(fā)明人已經(jīng)確定，在試驗臺測量期間，排氣渦輪增壓器的壓縮機的壓縮比構成顯著地影響脈動的物理變量，而且當使用壓縮比來進行脈動修正時，可省略促動器位置等所做的其它修正。另一個優(yōu)點在于，根據(jù)本發(fā)明的修正方法的精度因此在內(nèi)燃機的壽命中保持恒定。本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，修正對于內(nèi)燃機的所有運行狀態(tài)都有效，并且因而不需要特征域的依賴于運行模式的切換。僅必須執(zhí)行一次校準。
[0012]此外，在本發(fā)明的上下文內(nèi)，對脈動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，脈動修正的精度可得到進一步改進。當使用具有可變的渦輪幾何構造的排氣渦輪增壓器時，所述實施例方案特別有利。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)明的一個實施例，根據(jù)現(xiàn)有技術的空氣質量傳感器的電輸出信號或原始信號來確定原始空氣質量信號，然后修正所確定的原始空氣質量信號，以實現(xiàn)脈動效應。根據(jù)空氣質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量信號，這取決于空氣質量傳感器的設計。這里例如借助于存儲的變換曲線來使空氣質量傳感器(例如可根據(jù)熱線風速計的原理來運行)的原始電流信號和/或電壓信號線性化，并且借助于一個或多個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量信號。然后原始空氣質量信號提供每單位時間所流過的空氣質量(質量流量)，但它未經(jīng)修正，以便考慮到空氣流中出現(xiàn)的任何脈動，脈動會產(chǎn)生不正確的測量值。
[0014]根據(jù)所述實施例，依靠原始空氣質量信號和排氣渦輪增壓器的壓縮機的當前壓縮比來確定第一修正因子。根據(jù)本發(fā)明的一個有利的可行實現(xiàn)提供下者:第一修正因子存儲在第一脈動修正特征域中，第一脈動修正特征域把原始空氣質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的壓縮比作為第二輸入變量。
[0015]在所述實施例的一個有利方案中，還使用第二修正因子來進行脈動修正，依靠排氣渦輪增壓器的渦輪的排氣質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修正特征域中，第二脈動修正特征域把排氣質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、原始空氣質量信號和排氣質量流量的當前值，并且將其用來進行脈動修正。例如可用已知方式根據(jù)內(nèi)燃機的原始空氣質量信號和當前燃料噴射量來計算排氣質量流量。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，使用至少第一修正因子來直接修正空氣質量傳感器的輸出信號，即，空氣質量傳感器的原始信號(尚未轉換成質量流量)，然后經(jīng)修正的輸出信號轉換成原始空氣質量信號。這里，再次存在將修正因子存儲在適當?shù)拿}動修正特征域中的可能性，適當?shù)拿}動修正特征域把空氣質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的壓縮比作為第二輸入變量。根據(jù)所述另一個實施例的一個方案，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行脈動修正的可能性，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造成加法修正因子的可能性。
[0019]為了進一步提高脈動修正的精度，可使用壓縮機修正因子，依靠當前壓縮機運行狀態(tài)來確定壓縮機修正因子的值，以便考慮到壓縮機運行狀態(tài)對脈動的影響，該影響不是壓縮比造成的。壓縮機修正因子例如可用來修正原始空氣質量信號。此外，可使用渦輪修正因子，依靠排氣質量流的溫度，以及/或者如果渦輪幾何構造可以可變地調節(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量流量。
[0020]本發(fā)明還涉及一種用于空氣質量傳感器的輸出信號進行脈動修正的設備，空氣質量傳感器用于對增壓內(nèi)燃機的燃燒空氣進行空氣質量檢測，其中，該設備布置成接收空氣質量傳感器的輸出信號。根據(jù)本發(fā)明的一般方面，該設備布置成執(zhí)行本文公開的用于修正輸出信號的方法，以實現(xiàn)脈動效應。
[0021]為了避免重復，根據(jù)方法單獨公開的特征也應如公開的那樣應用，并且能夠根據(jù)設備進行聲明。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?shù)夭贾玫脑O備。本發(fā)明的前面描述的優(yōu)選實施例和特征可按任何方式彼此結合。
【附圖說明】
[0022]參照圖在下面描述本發(fā)明的另外的細節(jié)和優(yōu)點。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)明的實施例的用于進行脈動修正的設備的簡化示意圖；
圖2顯示原始空氣質量信號的確定；
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的脈動修正；以及圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的脈動修正。
[0023]部件列表
I空氣質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滑動窗取平均值 6濾波器處理 7原始空氣質量信號 8壓縮比 8a壓縮機修正因子 9第一脈動修正特征域 10第一修正因子 11乘法處理
12經(jīng)修正的空氣質量信號
13燃料噴射量
14排氣質量信號
15經(jīng)修正的排氣質量信號
16膨脹比
16a渦輪修正因子
17第二脈動修正特征域
18第二修正因子
19修正因子
20經(jīng)修正的空氣質量信號 21加法處理 22設備脈動修正 23輸入信號 24空氣質量傳感器。
【具體實施方式】
[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量傳感器的輸出信號的脈動修正過程的流程圖，空氣質量傳感器用于對增壓內(nèi)燃機的燃燒空氣進行空氣質量檢測。方法包括以下方法步驟:根據(jù)空氣質量傳感器的輸出信號來確定原始空氣質量信號(步驟SI)，以及修正原始空氣質量信號，以實現(xiàn)脈動效應(步驟S2)。