用于确定内燃发动机内的空气质量的方法与流程

本发明涉及一种用于确定在内燃发动机内供应的空气质量的方法，并且尤其涉及一种用于校正在内燃发动机内确定的空气质量的误差的方法。

背景技术：

空气质量计量器被用在内燃发动机中，以便确定被抽吸到和供应到内燃发动机的气缸的空气的质量。通常，空气质量计量器被定位在被设置在入口管线上游的空气过滤器和涡轮增压器之间。空气质量计量器能够例如借助于“温度差方法”来确定空气质量。此外，存在已知的空气质量计量器，其基于如下内容：借助于加热装置来保持空气质量计量器的区域的温度尽可能恒定，并且从加热装置的供应电压和测得温度来确定空气质量流量。用于操作空气质量计量器的另外的方法是借助于热线风速计的测量或者超声传播时间测量。

在操作过程中，空气质量计量器能够输出不再完全地对应于当前空气质量流量的信号。这样的故障信号能够随着操作时间的增加而增加，从而导致内燃发动机的控制、尤其是排气再循环的控制不再是最佳的。

技术实现要素：

本发明的目标是提供一种用于确定内燃发动机中的当前空气质量的方法，借助于该方法能够尽可能准确地确定内燃发动机中的当前空气质量流量。

该目标由独立权利要求1的特征来实现。在从属权利要求中详细说明了有利构造。

本发明基于如下构思，在内燃发动机的冷起动的情况下，也就是说在入口管线中没有空气质量流量的时刻，借助于空气质量计量器执行测量并且将由空气质量计量器供应的这个参考信号转换成对应的空气质量流量偏移。例如，故障空气质量计量器产生表明冷起动测量时刻的低空气质量流量值的信号。不过，依据根据本发明的方法，确定的空气质量流量偏移能够被考虑并且在内燃发动机的操作期间借助于空气质量计量器持续检测的空气质量流量值中被相应地校正。更精确地，在冷起动情况下由空气质量计量器提供的空气质量流量偏移能够在确定的另外的空气质量值的情况下被使用以进行校正。

根据本发明的用于确定内燃发动机的经校正空气质量流量值的方法包括在至少一个第一时刻处确定内燃发动机的冷起动状况，其中该内燃发动机具有被设置在内燃发动机的进气道内的空气质量计量器，在该第一时刻处在进气道内还没有空气质量流量。根据本发明的方法还包括在所述至少一个第一时刻处借助于空气质量计量器产生至少一个参考信号，并且由空气质量计量器的所述至少一个参考信号确定至少一个空气质量流量偏移。此外，根据本发明的方法包括：在至少一个第二时刻处借助于空气质量计量器产生测量信号，该至少一个第二时刻不等于所述至少一个第一时刻并且处于内燃发动机的操作周期内；基于空气质量计量器的测量信号确定空气质量流量值；并且由所述至少一个空气质量流量偏移和空气质量流量值确定经校正的空气质量流量值。

所述至少一个第一时刻优选地在内燃发动机的冷起动之前不久。例如，所述至少一个第一时刻处于在内燃发动机的点火激活和内燃发动机的起动开始之间的时间间隔内。也就是说，空气质量计量器的参考信号在内燃发动机起动之前不久被递送。在这个第一时刻，假设在内燃发动机的进气道内不存在空气质量流量且因此空气质量流量值是零。

由空气质量计量器的信号确定空气质量流量值包括使用空气质量计量器的预定特性曲线。例如，预定特性图被存储在空气质量计量器内，例如以绘制信号与空气质量流量的关系的绘图的形式。这个信号特性优选地至少部分非线性。例如，信号特性基本类似于根函数。

在有利实施例中，本文公开的方法进一步包括由所述至少一个空气质量流量偏移确定空气质量流量校正值。例如平均空气质量流量偏移优选地由不同第一时刻处确定的多个空气质量流量偏移被确定为空气质量流量校正值。例如，空气质量流量校正值是所述多个空气质量流量偏移的算术平均。

根据本文公开的方法的另一有利实施例，通过从空气质量流量值减去空气质量流量校正值来确定经校正的空气质量流量值。基于这个减法，由空气质量计量器确定的信号和由此计算的空气质量流量值被校正，以致在第一时刻存在的空气质量流量误差被考虑并被包括到在内燃发动机操作期间的空气质量流量计量器的信号评估中。因此，实际空气质量流量值能够被更准确地确定，这能够进一步改善内燃发动机的控制，特别是关于排气再循环的控制。

在用于确定内燃发动机的经校正的空气质量流量值的优选方法中，从空气质量流量值仅减去空气质量流量校正值的预定比例。在减去整个质量流量校正值的情况下存在对误差的过度补偿。因此，有利的是，如果空气质量流量校正值的预定比例在大约50%至大约99%的范围内、尤其在大约70%至大约95%的范围内。

在另一优选实施例中，空气质量流量校正值的预定比例取决于空气质量计量器的灵敏度和/或原始特性曲线。在示意性实施例中，在空气质量计量器的校准之后能够是产生用于控制内燃发动机的对应协议，其能够根据校准来指示相应空气质量计量器的相关预定比例（百分比）。

确定内燃发动机的冷起动状况优选地包括确定内燃发动机的点火已经被激活。此外或者作为替代，确定内燃发动机的冷起动状况包括确定内燃发动机的速度为零和/或确定内燃发动机的温度（例如内燃发动机的油温或水温）低于预定阈值温度。如果，例如内燃发动机的油温在周围空气温度附近的一定范围内（例如±10℃），则能够确定内燃发动机的冷起动状况。

在本公开的上下文中，表述“空气质量流量值”指的是例如使用单位[kg/h]表示进气道内的当前空气质量流量的值。此外，表述“空气质量流量偏移”指的是在内燃发动机的冷起动之前确定的空气质量流量值，在确定内燃发动机的操作周期期间所确定的空气质量流量值时考虑该空气质量流量偏移。也就是说，空气质量流量偏移代表当没有空气质量流量时空气质量计量器的校正值或校准值。本文描述的空气质量计量器产生的测量信号和参考信号是被单独的控制单元（例如内燃发动机的控制单元）转换成对应的空气质量流量值的信号。例如，空气质量计量器的测量信号和参考信号形成“SENT”（单边缘渐进传输）信号。

附图说明

参考下面的单个附图能够发现根据本发明的方法的另外的特征和实施例。图1通过示例的方式示出了绘制内燃发动机的示意性空气质量流量与时间关系的绘图。

具体实施方式

图1示出了通过示例的方式示出内燃发动机（未示出）的三个操作周期10、20、30的绘图。在这三个操作周期10、20、30期间，在内燃发动机内产生不同的空气质量流量且因此产生不同的空气质量流量值。

第一操作周期10表示在内燃发动机的速度仍为零的时刻t01和内燃发动机的速度再次为零的时刻t10之间的时间间隔。以类似方式，第二和第三操作周期20、30表示在时刻t02和t20之间或者在时刻t03和t30之间的时间间隔。

在第一时刻t11，检测到内燃发动机的冷起动状况。例如，确定内燃发动机的点火已经被激活，且因此在该第一时刻t11，现在在被设置在内燃发动机的进气道中的空气质量计量器（未示出）处存在流动。空气质量计量器被设计成产生指示在内燃发动机的进气道中的当前空气质量流量的信号。例如，第一时刻t11是在内燃发动机起动的时刻t01之前大约200ms。

因此，第一参考信号由空气质量计量器在第一时刻t11处产生并且该第一参考信号例如可用于发动机控制器。发动机控制器能够由在第一时刻t11处产生的第一参考信号产生第一空气质量流量偏移。第一空气质量流量偏移是代表由空气质量计量器不正确地指示的空气质量流量值的空气质量流量值。空气质量流量偏移通常以单位[kg/h]表示。

在第一操作周期10期间，空气质量计量器持续地产生测量信号，所述测量信号各自指示在内燃发动机的进气道内的当前空气质量流量。例如，在不等于第一时刻t11且处于第一操作周期10中的第二时刻t21处，空气质量计量器产生可用于内燃发动机的控制器的测量信号。控制器由空气质量计量器的这个测量信号确定对应的空气质量流量值。

之后，控制器能够通过使用之前确定的第一空气质量流量偏移和针对第二时刻t21确定的当前空气质量流量值来确定经校正的空气质量流量值。这例如通过从当前空气质量流量值减去第一空气质量流量偏移来完成。

在内燃发动机已经被关停之后，方法能够在另外的第一时刻t12处在内燃发动机的另一次冷起动之前不久产生新的参考信号，发动机控制器能够由该新的参考信号确定第二空气质量流量偏移。所述另外的第一时刻t12也在时刻t02处的第二操作周期20的内燃发动机冷起动之前不久，例如在时刻t02之前200ms。在第二操作周期20期间，控制器能够考虑到第二空气质量流量偏移来持续地确定经校正的空气质量流量值，例如在另外的第二时刻t22处的经校正的空气质量流量值。

方法能够在内燃发动机的第三操作周期30期间以类似方式继续，其中在另外的第一时刻t13处由空气质量计量器产生第三参考信号，由该第三参考信号确定第三空气质量流量偏移。考虑到第三空气质量流量偏移，在另外的第二时刻t23处于是能够确定经校正的空气质量流量偏移。

考虑中的方法优选地被设计成由已经在三个第一时刻t11、t12、t13处确定的三个空气质量流量质量偏移来确定空气质量流量校正值并且使用在相应的操作循环10、20、30中这个空气质量流量校正值而不是相应的空气质量流量偏移来确定在第二时刻t21、t22、t23处的经校正的空气质量流量值。

在另一实施例中，相应空气质量流量偏移的全部空气质量流量偏移（即100%）能够在每种情况下被用于确定第二时刻t21、t22、t23处的经校正的空气质量流量值。不过，这在每种情况下会导致过度补偿误差。因此，优选的是在确定经校正的空气质量流量值时仅考虑（例如减去）相应确定的空气质量流量偏移中的预定比例。该预定比例是例如相应空气质量流量偏移的大约80%。

以同样的方式，方法能够被设计成在确定经校正的空气质量流量值时仅考虑由多个空气质量流量偏移确定的空气质量流量校正值的一定比例，例如大约90%。

在根据本发明的方法的另一有利实施例中，确定的空气质量流量偏移能够以如下方式被评估，即如果确定的空气质量流量偏移从确定的空气质量流量校正值偏离了预定值（例如偏离了多于50%），则在连续确定空气质量流量校正值时不包含这个确定的空气质量流量偏移。因此，不存储这种偏离的空气质量流量偏移。如果由多个空气质量流量偏移确定的空气质量流量校正值是例如大约5 kg/h，但是确定的新的空气质量流量偏移是大约8 kg/h，则方法能够被设计成针对确定空气质量流量校正值进行连续平均时不包括这个偏离的空气质量流量偏移。