本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种发动机工作过程中空气流量的采样方法、一种发动机工作过程中空气流量的采样系统和一种汽车。
背景技术
相关技术中，在进行ad采样的软件滤波时，首先将采集到的ad采样值存入数组adclsb及数组adccom中，然后执行以下步骤：步骤s1、判断数组adclsb是否已满，若已满，则转入步骤s5；若没满，则转入步骤s2；步骤s2、判断数组adccom是否已满，若没满，则跳出；若已满，则转入步骤s3；步骤s3、对数组adccom中的采样值进行判断，得出当前数组adccom中采样值的判断值；步骤s4、根据判断值判断采样值为干扰值还是信号正常变化，并更新数组adccom和数组adclsb；步骤s5、对数组adclsb中的数据进行算术平均滤波及rc滤波，从而得到最终的ad采样值。其存在以下问题：
第一，随着发动机的运转，气缸周期性的进行吸气工作，其周期会随着转速的变化而改变，而信号也会随之出现相应的周期性的变化。上述技术中，以一个固定的数组求和取平均，无法反应出发动机运转的特性，达到信号的精确采集。
第二，在发动机转速较小时，发动机运转周期相对较长，则所需要的数组相对较大，占用系统内存多。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种发动机工作过程中空气流量的采样方法。该方法能够避免发动机周期运转所带来的影响，提高空气流量信号的平稳性，有利于喷油和压力的精准控制，且不需要建立数组，占用资源少。
本发明的第二个目的在于提出一种发动机工作过程中空气流量的采样方法。
本发明的第三个目的在于提出一种汽车。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种发动机工作过程中空气流量的采样方法，包括以下步骤：每隔预设时间通过流量传感器对发动机工作过程中的空气流量进行采样以获得空气流量采样值，并判断所述发动机的半圈事件是否被触发，其中，所述半圈事件为所述发动机完成一个冲程的事件；如果所述发动机的半圈事件未被触发，则将每次采样的空气流量采样值进行累加；如果所述发动机的半圈事件被触发时，则对累加后的空气流量采样值进行滤波处理以获得所述发动机的空气流量信号。
本发明实施例的发动机工作过程中空气流量的采样方法，以发动机的半圈事件为基准，并对此事件对应的时间内空气流量采样值进行滤波处理后得到发动机的空气流量信号，更加符合发动机运转时汽缸吸气的特征，避免了发动机周期运转所带来的影响，提高了空气流量信号的平稳性，有利于提高喷油与压力的计算精度，提高发动机运转的平稳性，实现更好的排汽效果，降低油耗，提升用户的驾驶体验。
另外，根据本发明上述实施例的发动机工作过程中空气流量的采样方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述判断所述发动机的半圈事件是否被触发包括：通过检测所述发动机的曲轴信号以判断所述发动机的半圈事件是否被触发。
根据本发明的一个实施例，所述通过检测所述发动机的曲轴信号以判断所述发动机的半圈事件是否被触发，包括：在所述曲轴上设置第一固定齿位和第二固定齿位，并通过检测所述第一固定齿位和所述第二固定齿位对应的曲轴信号判断所述发动机的半圈事件是否被触发，其中，所述第一固定齿位和所述第二固定齿位相对设置。
根据本发明的一个实施例，根据如下公式对累加后的空气流量采样值进行滤波处理：
se＝(s1+s2+…+sn)/n，
其中，se为所述发动机的空气流量信号，sn为第n次空气流量采样值，n的取值为正整数。
根据本发明的一个实施例，对累加后的空气流量采样值进行滤波处理以获得所述发动机的空气流量信号后，还对所述累加后的空气流量采样值进行清零处理。
根据本发明的一个实施例，设置至少两个存储器，对所述发动机的两个连续的半圈事件采用不同的存储器存储累加后的空气流量采样值。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种发动机工作过程中空气流量的采样系统，包括：采样模块，用于每隔预设时间通过流量传感器对发动机工作过程中的空气流量进行采样以获得空气流量采样值；判断模块，用于判断所述发动机的半圈事件是否被触发，其中，所述半圈事件为所述发动机完成一个冲程的事件；处理模块，用于在所述发动机的半圈事件未被触发时，将每次采样的空气流量采样值进行累加，以及在所述发动机的半圈事件被触发时，对累加后的空气流量采样值进行滤波处理以获得所述发动机的空气流量信号。
本发明实施例的发动机工作过程中空气流量的采样系统，以发动机的半圈事件为基准，并对此事件对应的时间内空气流量采样值进行滤波处理后得到发动机的空气流量信号，更加符合发动机运转时汽缸吸气的特征，避免了发动机周期运转所带来的影响，提高了空气流量信号的平稳性，有利于提高喷油与压力的计算精度，提高发动机运转的平稳性，实现更好的排汽效果，降低油耗，提升用户的驾驶体验。
另外，根据本发明上述实施例的发动机工作过程中空气流量的采样系统还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述的发动机工作过程中空气流量的采样系统，还包括：检测模块，用于检测所述发动机的曲轴信号；其中，所述判断模块根据所述曲轴信号判断所述发动机的半圈事件是否被触发。
根据本发明的一个实施例，在所述曲轴上设置第一固定齿位和第二固定齿位，且所述第一固定齿位和所述第二固定齿位相对设置，其中，所述检测模块用于检测所述第一固定齿位和所述第二固定齿位对应的曲轴信号，所述判断模块用于根据所述第一固定齿位和所述第二固定齿位对应的曲轴信号判断所述发动机的半圈事件是否被触发。
根据本发明的一个实施例，所述处理模块用于根据如下公式对累加后的空气流量采样值进行滤波处理：
se＝(s1+s2+…+sn)/n，
其中，se为所述发动机的空气流量信号，sn为第n次空气流量采样值，n的取值为正整数。
根据本发明的一个实施，所述处理模块对累加后的空气流量采样值进行滤波处理以获得所述发动机的空气流量信号后，还对所述累加后的空气流量采样值进行清零处理。
根据本发明的一个实施例，发动机工作过程中空气流量的采样系统，还包括：至少两个存储器，其中，所述处理模块对所述发动机的两个连续的半圈事件采用不同的存储器存储累加后的空气流量采样值。
进一步地，本发明提出了一种汽车，其包括上述的发动机工作过程中空气流量的采样系统。
本发明实施例的汽车，通过采用上述发动机工作过程中空气流量的采样系统，以发动机的半圈事件为基准，对此事件对应的时间内空气流量采样值进行滤波处理以得到发动机的空气流量信号，更加符合发动机运转时汽缸吸气的特征，避免了发动机周期运转所带来的影响，提高了空气流量信号的平稳性，有利于提高喷油与压力的计算精度，提高发动机运转的平稳性，实现更好的排汽效果，降低油耗，提升用户的驾驶体验。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的发动机工作过程中空气流量的采样方法的流程图；
图2是根据本发明一个具体示例的发动机工作过程中空气流量的采样方法的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的发动机工作过程中空气流量的采样系统的结构框图；
图4是根据本发明另一个实施例的发动机工作过程中空气流量的采样系统的结构框图；
图5是根据本发明又一个实施例的发动机工作过程中空气流量的采样系统的结构框图；
图6是根据本发明实施例的汽车的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的发动机工作过程中空气流量的采样方法、系统及汽车。
图1是根据本发明一个实施例的发动机工作过程中空气流量的采样方法的流程图。如图1所示，该采样方法包括以下步骤：
s1，每隔预设时间通过流量传感器对发动机工作过程中的空气流量进行采样以获得空气流量采样值，并判断发动机的半圈事件是否被触发。
在本发明的实施例中，发动机为四冲程发动机，即发动机工作过程包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，且四个冲程循环进行，循环是从上止点(即活塞处于汽缸的最上方位置)开始。具体地，进气冲程时，活塞向下运动，燃料与空气通过一个或多个气门注入汽缸；压缩冲程时，进气门关闭，压缩空气和燃料组成的混合气体，混合气体在接近压缩冲程顶点时被火花塞点燃；做功冲程时，燃烧“爆炸”所产生的推力迫使活塞向下运动；排气冲程时，燃烧后产生的气体通过排气门排出汽缸。
可选地，流量传感器可以是活门式空气流量传感器，其装在汽油发动机上，安装于空气滤清器与节气门之间，具有精度高，保有量大的特点；也可以是卡曼涡旋式空气流量传感器，其安装于空气滤清器内部，具有测试精度高，信号处理简单，性能稳定等特点；还可以是热丝式空气流量传感器，其张紧后安装与管道内部，可检测质量流量。
其中，预设时间可以小于流量传感器的采样周期，如预设时间t可以是流量传感器的采样周期t采的一半，即t＝t采/2，以防止流量传感器检测的空气流量信号数据的丢失。
需要说明的是，发动机的半圈事件为发动机运行时完成一个冲程，如完成一个吸气冲程或一个压缩冲程等。
在本发明的实施例中，可以通过曲轴位置传感器检测汽车的曲轴信号以判断发动机的半圈事件是否被触发，即通过曲轴信号判断曲轴转动半圈时，发动机的半圈事件触发；也可以通过凸轮轴位置传感器检测汽车的凸轮轴信号以判断发动机的半圈事件是否被触发，即通过凸轮轴信号判断曲轮轴转动1/4圈时，发动机的半圈事件触发。
s3，如果发动机的半圈事件未被触发，则将每次采样的空气流量采样值进行累加。
s3，如果发动机的半圈事件被触发，则对累加后的空气流量采样值进行滤波处理以获得发动机的空气流量信号。
在本发明的实施例中，可以对累加后的空气流量采样值进行平均值滤波处理，即根据如下公式(1)计算空气流量采样值的平均值：
se＝(s1+s2+…+sn)/n(1)
其中，se为发动机的空气流量信号，sn为第n次空气流量采样值，n的取值为正整数。
可以理解，在一个半圈事件中，对空气流量信号进行采样，并将每次采样的空气流量采样值进行累加时，可以通过存储器对累加后的空气流量采样值进行存储，同时存储器还可以存储空气流量信号的采样次数。即言，第n次采样后，存储器存储的累加后的空气流量采样值为s1+s2+…+sn，采样次数为n。
本发明实施例的采样方法，根据发动机运转时，汽缸吸气的周期性变化，以发动机的半圈事件为基准，以定周期进行空气流量的采样、累加，进而对类加后的空气流量采样值进行滤波处理以得到发动机的空气流量信号，由此，能够避免发动机周期运转所带来的影响，提高空气流量信号的平稳性，有利于喷油和压力的精准控制。另外，该方法不需要建立数组，占用资源少。
在本发明的一个具体实施例中，在通过检测发动机的曲轴信号判断发动机的半圈事件是否被触发时，可以在曲轴上设置第一固定齿位和第二固定齿位，并通过检测第一固定齿位和第二固定齿位对应的曲轴信号判断发动机的半圈事件是否被触发，其中，第一固定齿位和第二固定齿位相对设置。
例如，对于具有60齿位的曲轴正时齿轮，可以将曲轴上止点标记对应的齿位设置为第一固定齿位，将与第一固定齿位相对的齿位设置为第二固定齿位，即如果将曲轴上止点标记对应的齿位设为齿位1，则第二固定齿位为齿位31。进而，在发动机开始转动时，曲轴从齿位1转动至齿位31，通过曲轴位置传感器采集曲轴信号，确定齿位1和齿位31对应的曲轴信号，如发动机转速为n时，齿位1和齿位31分别对应曲轴信号的两相邻的波峰和波谷，通过判断两相邻波峰和波谷即可判断发动机的第一次半圈事件被触发；同理，曲轴从齿位31转动至齿位1，如发动机转速为n时，齿位31和齿位1分别对应曲轴信号的两相邻的波谷和波峰，通过判断两相邻波谷和波峰即可判断发动机的第二次半圈事件被触发；以此类推。
可以理解，检测得到的曲轴信号与发动机的转速有关，转速越大，曲轴信号的振动频率越大，齿位1转到齿位31所需的时间越短，一个半圈事件中对空气流量的采样次数越少。
在本发明的实施例中，在对累加后的空气流量采样值进行滤波处理以获得发动机的空气流量信号后，还对累加后的空气流量采样值进行清零处理，即对存储器的物理内存进行清理，以实现存储器的重复使用。可以理解，在对累加后的空气流量采样值进行清零处理的同时，对采样次数也进行清零处理。
可选地，在本发明的一些实施例中，为了避免因未及时对累加后的空气流量采样值和采样次数进行清零处理而造成的误差，可以设置至少两个存储器，进而可以对发动机的两个连续的半圈事件采用不同的存储器存储累加后的空气流量采样值。
例如，可以设置两个存储器(如存储器a和存储器b)，在发动机的第一个半圈事件中，采用存储器a存储累加后的空气流量采样值和采样次数；在发动机的第二个半圈事件中，采用存储器b存储累加后的空气流量采样值和采样次数。
为便于理解本发明实施例的发动机工作过程中空气流量的采样方法，可结合图2所示的具体示例进行说明：
如图2所示，发动机开始运行后，根据当前采集曲轴信号判断发动机的半圈事件是否被触发，如果半圈事件未被触发，则以预设时间对流量传感器检测的空气流量进行采样以获得空气流量采样值，并获取此时的存储器标记flag。如果此时存储器标记flag＝0，则对每次采样的空气流量采样值进行累加，并将累加后的空气流量采样值(即累加值a＝累加值a+当前值)和对应的采样次数(即计数a＝计数a+1)存储在存储器a中；如果此时存储器标记flag＝1，则对每次采样的空气流量采样值进行累加，并将累加后的空气流量采样值(即累加值b＝累加值b+当前值)和对应的采样次数(即计数b＝计数b+1)存储在存储器b中。如果半圈事件被触发，则获取此时的存储器标记flag。如果此时存储器标记flag＝0，即采用存储器a，且存储的采样次数i大于0(即计数a>0)，则根据式(s1+s2+…+si)/i(即平均值＝累加值a/计数a)得到发动机的空气流量信号，将存储器标记置为1，即flag＝1，并输出该空气流量信号；如果此时存储器标记flag＝1，即采用存储器b，且存储的采样次数j大于0(即计数b>0)，则根据式(s1+s2+…+sj)/j(即平均值＝累加值b/计数b)得到发动机的空气流量信号，将存储器标记置为0，即flag＝0，并输出该空气流量信号。
其中，需要说明的是，在开始执行上述方法时，可以默认先采用存储器a，即预先设置flag＝0，之后flag＝1和flag＝0交替出现。
综上，本发明实施例的发动机工作过程中空气流量的采样方法，以发动机的半圈事件为基准，取此事件对应的时间内空气流量采样值的均值作为发动机的空气流量信号，更加符合发动机运转时汽缸吸气的特征，避免了发动机周期运转所带来的影响，提高了空气流量信号的平稳性，有利于提高喷油与压力的计算精度，提高发动机运转的平稳性，实现更好的排汽效果，降低油耗，提升用户的驾驶体验。
图3是根据本发明一个实施例的发动机工作过程中空气流量的采样系统的结构框图。如图3所示，该采样系统100包括采样模块1、判断模块2和处理模块3。
其中，参见图3，采样模块1用于每隔预设时间通过流量传感器4对发动机工作过程中的的空气流量进行采样以获得空气流量采样值。判断模块2用于判断发动机的半圈事件是否被触发，其中，半圈事件为发动机完成一个冲程的事件。处理模块3用于在发动机的半圈事件未被触发时，将每次采样的空气流量采样值进行累加，以及在发动机的半圈事件被触发时，对累加后的空气流量采样值进行滤波处理以获得发动机的空气流量信号。
可选地，流量传感器4可以是活门式空气流量传感器，其装在汽油发动机上，安装于空气滤清器与节气门之间，具有精度高，保有量大的特点；也可以是卡曼涡旋式空气流量传感器，其安装于空气滤清器内部，具有测试精度高，信号处理简单，性能稳定等特点；还可以是热丝式空气流量传感器，其张紧后安装与管道内部，可检测质量流量。
在本发明的实施例中，预设时间可以小于流量传感器4的采样周期，如预设时间t可以是流量传感器的采样周期t采的一半，即t＝t采/2，以防止流量传感器检测的空气流量信号数据的丢失。
需要说明的是，发动机的半圈事件为发动机运行时完成一个冲程，如完成一个吸气冲程或一个压缩冲程等。
可以理解，在一个半圈事件中，对空气流量信号进行采样，并将每次采样的空气流量采样值进行累加时，可以通过存储器对累加后的空气流量采样值进行存储，同时存储器还可以存储空气流量信号的采样次数。即言，第n次采样后，存储器存储的累加后的空气流量采样值为s1+s2+…+sn，采样次数为n。
进一步地，处理模块3可以根据如下公式(1)对累加后的空气流量采样值进行滤波处理：
se＝(s1+s2+…+sn)/n(1)
其中，se为发动机的空气流量信号，sn为第n次空气流量采样值，n的取值为正整数。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，该采样系统100还包括检测模块5。检测模块5用于检测发动机的曲轴信号，其中，判断模块2用于根据曲轴信号判断发动机的半圈事件是否被触发。例如，检测模块5可以通过曲轴位置传感器检测汽车的曲轴信号以使判断模块2判断发动机的半圈事件是否被触发，即判断模块2通过曲轴信号判断曲轴转动半圈时，发动机的半圈事件触发。
具体地，在曲轴上设置第一固定齿位和第二固定齿位，且第一固定齿位和第二固定齿位相对设置，其中，检测模块5用于检测第一固定齿位和第二固定齿位对应的曲轴信号，判断模块2用于根据第一固定齿位和第二固定齿位对应的曲轴信号判断发动机的半圈事件是否被触发。
在本发明的实施例中，处理模块3对累加后的空气流量采样值进行滤波处理以获得发动机的空气流量信号后，还对累加后的空气流量采样值进行清零处理，即对存储器的物理内存进行清理，以实现存储器的重复使用。可以理解，在对累加后的空气流量采样值进行清零处理的同时，对采样次数也进行清零处理。
可选地，在本发明的一些实施例中，为了避免因未及时对累加后的空气流量采样值和采样次数进行清零处理而造成的误差，上述采样系统100还可以包括至少两个存储器，其中，处理模块3对发动机的两个连续的半圈事件采用不同的存储器存储累加后的空气流量采样值。
例如，如图5所示，存储器的个数可以为两个，即设置两个存储器，分别为存储器a和存储器b。在发动机的第一个半圈事件中，采用存储器a存储累加后的空气流量采样值和采样次数；在发动机的第二个半圈事件中，采用存储器b存储累加后的空气流量采样值和采样次数。
需要说明的是，本发明实施例的发动机工作过程中空气流量的采样系统的具体实施方式可参见上述发动机工作过程中空气流量的采样方法的具体实施方式，为减少冗余，此处不做赘述。
本发明实施例的发动机工作过程中空气流量的采样系统，以发动机的半圈事件为基准，取此事件对应的时间内空气流量采样值的均值作为发动机的空气流量信号，更加符合发动机运转时汽缸吸气的特征，避免了发动机周期运转所带来的影响，提高了空气流量信号的平稳性，有利于提高喷油与压力的计算精度，提高发动机运转的平稳性，实现更好的排汽效果，降低油耗，提升用户的驾驶体验。
进一步地，本发明提出了一种汽车。
图6是根据本发明实施例的汽车的结构框图。如图6所示，该汽车1000包括上述发动机工作过程中空气流量的采样系统100。
本发明实施例的汽车，通过采用上述发动机工作过程中空气流量的采样系统，以发动机的半圈事件为基准，取此事件对应的时间内空气流量采样值的均值作为发动机的空气流量信号，更加符合发动机运转时汽缸吸气的特征，避免了发动机周期运转所带来的影响，提高了空气流量信号的平稳性，有利于提高喷油与压力的计算精度，提高发动机运转的平稳性，实现更好的排汽效果，降低油耗，提升用户的驾驶体验。
另外，根据本发明实施例的汽车的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。