对空气质量传感器的输出信号进行脉动修正的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于对根据权利要求1的前序部分的空气质量传感器的输出信号进行脉动修正的方法。本发明还涉及布置成执行根据本发明的方法的设备。
【背景技术】
[0002]为了修正燃料混合物准备，燃料计量系统需要关于内燃机在每个冲程所引入的空气质量的确切信息。它们借助于快速响应的空气质量传感器来获得所述信息，空气质量传感器例如根据热膜原理来工作。由于响应的速度快，空气质量传感器的输出信号跟随空气流中的各个脉动。甚至检测到逆向流动的空气质量一一但正负号是错误的。一旦出现这样的脉动，气流计因此不再提供原本能够用来准备燃料混合物的正确测量值。
[0003]JP-A-56107124公开了一种用于借助于空气质量传感器来确定用于准备内燃机的燃料混合物的空气值的方法。关于该方法，如果脉动引起的测量值波动高于某个阈值且内燃机处于全负载模式，则通过转换成替代值，来避免脉动引起的错误。根据不正确的测量值和测量值波动的幅度，用算术的方式计算替代值。
[0004]DE-AA-33 44 276公开了另一种用于依靠内燃机的脉动的幅度、旋转速度和运行状态来修正空气质量流量的测量值或基本喷射时间的方法。但是，仅在扼流瓣的开度角大于预先限定的角，使得内燃机处于全负载区域，并且内燃机具有稳定运行状态的情况下才进行修正。
[0005]还从实际经验中了解到，使用脉动修正因子来修正空气质量传感器原始空气质量信号，原始空气质量信号源自空气质量传感器的经线性化和滤波的原始信号。在此期间，借助于跨越旋转速度和喷射量或旋转速度和扭矩的基本修正特征，来确定脉动修正因子。由于脉动行为可针对增压内燃机的恒定旋转速度和恒定喷射量或旋转速度而改变，所以必须使用另外的修正因子来修正基本修正。使用排气再循环(EGRR)促动器的位置和扼流瓣的位置来进行修正。借助于依赖相应的促动器位置的特征域的内插法来计算修正，或者通过缩放EGR促动器位置和扼流瓣的影响，借助于特征域来计算修正。为了进一步提高精度，对内燃机的各种运行状态使用不同的特征域，诸如正常运行、柴油微粒过滤器加热、选择性催化还原(SCR)加热等。
[0006]已知的脉动修正方法的缺点在于它们无法在车辆的所有工作情形中确定准确的空气质量值，而且精度往往在车辆的寿命中改变，并且因此需要重新校准。已知的脉动修正方法的另一个缺点在于它们较复杂，因为必须针对内燃机的不同运行状态来存储不同的特征域，而且除了用于基本修正的变量之外，还需要另外的修正变量，例如促动器位置。
【发明内容】
[0007]因而本发明的目标是提供一种改进的脉动修正方法，用它可避免传统技术的缺点。本发明的目标特别是提供一种脉动修正方法，其精度在内燃机的寿命内保持基本恒定，并且其特征在于简化的过程管理。
[0008]这些目标由具有独立权利要求的特征的方法和具有从属权利要求的特征的设备实现。本发明的有利实施例和应用是从属权利要求的主题，并且在一些情况下参照附图在以下描述中详细阐明本发明的有利实施例和应用。
[0009]根据本发明用于脉动修正的方法可用来修正空气质量传感器的输出信号，空气质量传感器用来对增压内燃机(即，具有排气涡轮增压器的内燃机)的燃烧空气进行空气质量检测。空气质量传感器提供测量值，特别是为了对机动车辆(优选商用车辆)的内燃机的燃烧空气进行空气质量检测，测量值由增压内燃机的进口管中的脉动空气流确定。
[0010]根据本发明的一般方面，第一修正因子用来修正空气质量传感器的输出信号，以实现脉动效应，依靠排气涡轮增压器的压缩机的压缩比来确定修正因子。压缩机的压缩比由压缩机上游的引入压力和压缩机下游的增压空气压力的比提供。第一修正因子优选是乘法修正因子。但第一修正因子也可用作加法修正因子。
[0011]这里应当提到的是，发明人已经确定，在试验台测量期间，排气涡轮增压器的压缩机的压缩比构成显著地影响脉动的物理变量，而且当使用压缩比来进行脉动修正时，可省略促动器位置等所做的其它修正。另一个优点在于，根据本发明的修正方法的精度因此在内燃机的寿命中保持恒定。本发明的另一个优点在于，修正对于内燃机的所有运行状态都有效，并且因而不需要特征域的依赖于运行模式的切换。仅必须执行一次校准。
[0012]此外，在本发明的上下文内，对脉动修正使用第二修正因子是可行的，依靠排气涡轮增压器的涡轮的膨胀比来确定第二修正因子。因此，脉动修正的精度可得到进一步改进。当使用具有可变的涡轮几何构造的排气涡轮增压器时，所述实施例方案特别有利。排气涡轮增压器的涡轮的膨胀比由涡轮上游的排气压力和涡轮的出口压力的比提供。
[0013]根据本发明的一个实施例，根据现有技术的空气质量传感器的电输出信号或原始信号来确定原始空气质量信号，然后修正所确定的原始空气质量信号，以实现脉动效应。根据空气质量传感器的输出信号或原始信号用已知方式确定原始空气质量信号，这取决于空气质量传感器的设计。这里例如借助于存储的变换曲线来使空气质量传感器(例如可根据热线风速计的原理来运行)的原始电流信号和/或电压信号线性化，并且借助于一个或多个滤波器来处理该原始电流信号和/或电压信号，以便获得原始空气质量信号。然后原始空气质量信号提供每单位时间所流过的空气质量(质量流量)，但它未经修正，以便考虑到空气流中出现的任何脉动，脉动会产生不正确的测量值。
[0014]根据所述实施例，依靠原始空气质量信号和排气涡轮增压器的压缩机的当前压缩比来确定第一修正因子。根据本发明的一个有利的可行实现提供下者:第一修正因子存储在第一脉动修正特征域中，第一脉动修正特征域把原始空气质量信号作为第一输入变量，并且把排气涡轮增压器的压缩机的压缩比作为第二输入变量。
[0015]在所述实施例的一个有利方案中，还使用第二修正因子来进行脉动修正，依靠排气涡轮增压器的涡轮的排气质量流量和膨胀比来确定第二修正因子。第二修正因子可存储在第二脉动修正特征域中，第二脉动修正特征域把排气质量流量作为第一输入变量，并且把排气涡轮增压器的涡轮的膨胀比作为第二输入变量。
[0016]再次优选地确定压缩比、膨胀比、原始空气质量信号和排气质量流量的当前值，并且将其用来进行脉动修正。例如可用已知方式根据内燃机的原始空气质量信号和当前燃料喷射量来计算排气质量流量。
[0017]根据本发明的另一个实施例，使用至少第一修正因子来直接修正空气质量传感器的输出信号，即，空气质量传感器的原始信号(尚未转换成质量流量)，然后经修正的输出信号转换成原始空气质量信号。这里，再次存在将修正因子存储在适当的脉动修正特征域中的可能性，适当的脉动修正特征域把空气质量传感器的电输出信号作为第一输入变量，并且把排气涡轮增压器的压缩机的压缩比作为第二输入变量。根据所述另一个实施例的一个方案，在本发明的上下文内，再次存在另外使用第二修正因子来进行脉动修正的可能性，依靠排气涡轮增压器的涡轮的膨胀比来确定第二修正因子。
[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两者都优选为乘法修正因子，其中，这里也存在将第一修正因子和第二修正因子构造成加法修正因子的可能性。
[0019]为了进一步提高脉动修正的精度，可使用压缩机修正因子，依靠当前压缩机运行状态来确定压缩机修正因子的值，以便考虑到压缩机运行状态对脉动的影响，该影响不是压缩比造成的。压缩机修正因子例如可用来修正原始空气质量信号。此外，可使用涡轮修正因子，依靠排气质量流的温度，以及/或者如果涡轮几何构造可以可变地调节的，则依靠排气涡轮增压器的涡轮的打开状态，来确定涡轮修正因子的值。涡轮修正因子例如可用来修正排气质量流量。
[0020]本发明还涉及一种用于空气质量传感器的输出信号进行脉动修正的设备，空气质量传感器用于对增压内燃机的燃烧空气进行空气质量检测，其中，该设备布置成接收空气质量传感器的输出信号。根据本发明的一般方面，该设备布置成执行本文公开的用于修正输出信号的方法，以实现脉动效应。
[0021]为了避免重复，根据方法单独公开的特征也应如公开的那样应用，并且能够根据设备进行声明。因而根据本发明的方法的前述方面和特征也适用于例如在程序上适当地布置的设备。本发明的前面描述的优选实施例和特征可按任何方式彼此结合。
【附图说明】
[0022]参照图在下面描述本发明的另外的细节和优点。在图中:
图1A显示本发明的方法的步骤的简化图；
图1B显示根据本发明的实施例的用于进行脉动修正的设备的简化示意图；
图2显示原始空气质量信号的确定；
图3显示根据本发明的实施例的脉动修正；以及图4显示根据本发明的另一个实施例的脉动修正。
[0023]部件列表
I空气质量传感器的输出信号 2取样的原始测量值 3节段信息 4变换曲线 5滑动窗取平均值 6滤波器处理 7原始空气质量信号 8压缩比 8a压缩机修正因子 9第一脉动修正特征域 10第一修正因子 11乘法处理
12经修正的空气质量信号
13燃料喷射量
14排气质量信号
15经修正的排气质量信号
16膨胀比
16a涡轮修正因子
17第二脉动修正特征域
18第二修正因子
19修正因子
20经修正的空气质量信号 21加法处理 22设备脉动修正 23输入信号 24空气质量传感器。
【具体实施方式】
[0024]相同元件和信号或功能相同的元件和信号在所有图中由相同参考符号引用。
[0025]图1在非常简化的图中显示空气质量传感器的输出信号的脉动修正过程的流程图，空气质量传感器用于对增压内燃机的燃烧空气进行空气质量检测。方法包括以下方法步骤:根据空气质量传感器的输出信号来确定原始空气质量信号(步骤SI)，以及修正原始空气质量信号，以实现脉动效应(步骤S2)。