質量流率測定的制作方法
【專利說明】質量流率測定
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求保護2014年3月26日提交的德國專利申請號102014205578.4的優先權，就各方面而言其全部內容在此通過引用并入。
技術領域
[0003]本公開內容的領域涉及在內燃機中測定入口空氣質量流率。
【背景技術】
[0004]為提高其性能，內燃機通常裝備有入口空氣壓縮機，其為內燃機壓縮燃燒空氣，使得可在相同的氣缸容量中實現較大的質量流率。入口空氣壓縮機可由內燃機驅動或可以被機械連接至布置在內燃機的排氣流中的排氣渦輪。在后一種情況下，壓縮機形成可以被稱為排氣渦輪增壓器的一部分。
[0005]在控制內燃機的過程中，入口空氣的質量流率可適應于當前運行狀態。例如，可根據當前發動機動力需求，通過調整轉速(revolut1n rate)，或者對于可變幾何渦輪增壓器調整壓縮機葉輪的幾何結構而調整質量流率。因此，需要當前質量流率的知識。
[0006]美國專利號6，298，718描述了用于檢測渦輪增壓器壓縮機的異常運轉的系統和方法。在一個實例中，對從多個傳感器獲得的數據進行一系列合理性測試，所述傳感器包括布置在渦輪增壓器壓縮機的出口的質量空氣流量傳感器。針對質量空氣流量傳感器連同增壓傳感器的合理性測試可用于確定提供至發動機的環境空氣的狀況，可被執行以測試質量空氣流量傳感器的合理性。
[0007]本文的發明人認識到上文確認的方法中的問題。質量空氣流量傳感器可能是昂貴的且易于退化，這導致使發動機運轉退化。而且，這樣潛在的衰退刺激質量空氣流量傳感器合理性測試的性能，其消耗能量并增大發動機控制復雜性。
【發明內容】
[0008]至少部分地解決上述問題的一種方法包括被配置為測定內燃機的入口空氣壓縮機的質量流率的質量流率傳感器，該質量流率傳感器包括入口空氣壓縮機的轉速信號的第一信號輸入、入口空氣壓縮機的輸出壓力信號的第二信號輸入、質量流率信號的輸出、第一特征場、第二特征場，第一和第二特征場中的每一個將質量流率值與分別經由第一和第二信號輸入接收的轉速值和輸出壓力值的一對值關聯，和包括第一參數輸入和第二參數輸入的選擇單元，該選擇單元被配置為根據分別經由第一和第二參數輸入接收的一對參數產生選擇信號，并且根據選擇信號將第一或第二特征場中任何一個的質量流率值轉換為質量流率傳感器的輸出。
[0009]在更具體的實例中，選擇單元的第一參數輸入被連接至內燃機的轉速信號，并且其中選擇單元的第二參數輸入被連接至內燃機的扭矩信號。
[0010]在另一個實例中，選擇單元的第一和第二參數輸入被分別連接至質量流率傳感器的第一和第二信號輸入。
[0011]以這種方式，入口空氣壓縮機的質量流率可被更精確地推斷，而沒有物理的、專用的質量流率傳感器的成本、復雜性、包裝空間和潛在的退化性。因此，實現了技術效果。
[0012]當單獨或結合附圖時，本說明書的上述優勢和其它優勢及特征從以下【具體實施方式】將顯而易見。
[0013]應當理解的是，提供上述
【發明內容】
是以簡化形式介紹在發明的【具體實施方式】中進一步描述的概念的選擇。不意欲確定要求保護的主題的關鍵或基本特征，其范圍由權利要求書唯一地限定。此外，要求保護的主題不限于解決上文提到的任何劣勢的實施或在此公開內容中任何部分的實施。最后，上述解釋不承認任何熟知的信息或問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是示出了包括質量空氣流量傳感器的實例發動機的示意圖。
[0015]圖2示出了實例壓縮機MAP圖。
[0016]圖3以示意形式示出了圖1的質量空氣流量傳感器。
[0017]圖4示出了圖解推斷質量流率的方法的流程圖。
[0018]圖5示出了圖解基于推斷的質量流率控制發動機運轉的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]提供了多種推斷質量流率的系統和方法。在一個實例中，質量流率傳感器被配置為測定內燃機的入口空氣壓縮機的質量流率，該質量流率傳感器包括入口空氣壓縮機的轉速信號的第一信號輸入、入口空氣壓縮機的輸出壓力信號的第二信號輸入、質量流率信號的輸出、第一特征場、第二特征場，第一和第二特征場中的每一個將質量流率值與分別經由第一和第二信號輸入接收的轉速值和輸出壓力值的一對值關聯，和包括第一參數輸入和第二參數輸入的選擇單元，該選擇單元被配置為根據分別經由第一和第二參數輸入接收的一對參數產生選擇信號，并且根據選擇信號，將第一或第二特征場中任何一個的質量流率值轉換為質量流率傳感器的輸出。圖1是示出了包括質量空氣流量傳感器的實例發動機的示意圖，圖2示出了實例壓縮機MAP圖，圖3以示意形式示出了圖1的質量空氣流量傳感器，圖4示出了圖解推斷質量流率的方法的流程圖，和圖5示出了圖解基于推斷的質量流率控制發動機運轉的方法的流程圖。圖1的發動機還包括配置為執行在圖4和5中描繪的方法的控制器。
[0020]圖1是示出了實例發動機10的示意圖，其可以被包括在汽車或機動車輛的推進系統中。發動機10顯示具有四個氣缸30。然而，依照當前公開內容可以使用其它數量的氣缸。可以至少部分通過包括控制器12的控制系統和來自汽車駕駛員132的經由輸入裝置130的輸入來控制發動機10。在此實例中，輸入裝置130包括加速器踏板和用于產生成比例的踏板位置信號PP的踏板位置傳感器134。發動機10的每一個燃燒室(例如氣缸)30可以包括具有位于其中的活塞(未示出)的燃燒室外壁。活塞可被連接至曲軸40，使得活塞的往復運動被轉變為曲軸的轉動運動。曲軸40可經由中間傳動系統(未示出)被連接至車輛的至少一個驅動輪。進一步地，起動機可經由飛輪被連接至曲軸40以使得實現發動機10的啟動操作。
[0021]燃燒室30可經由進氣道42從進氣歧管44接收進氣，并且經由排氣道48排出燃燒氣體。進氣歧管44和排氣歧管46可經由各自的進氣門和排氣門(未示出)選擇性地與燃燒室30連通。在一些實施方式中，燃燒室30可包括兩個或多個進氣門和/或兩個或多個排氣門。
[0022]顯示噴油器50被直接連接至燃燒室30，用于與從控制器12接收的信號FPW的脈寬成比例地向其中直接噴射燃料。以這種方式，噴油器50提供已知為燃料至燃燒室30中的直接噴射。例如，噴油器可被安裝在燃燒室的側面或燃燒室的頂部。燃料可通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(未示出)被遞送至噴油器50。在一些實施方式中，燃燒室30可以可選地或額外地包括被布置在配置中的進氣歧管44中的噴油器，所述配置提供了已知為燃料至每一個燃燒室30上游的進氣口的進氣口噴射。
[0023]進氣道42可包括分別具有節流板22和24的節氣門21和23。在此具體的實例中，可通過控制器12經由提供至包括在節氣門21和23中的驅動器的信號改變節流板22和24的位置。在一個實例中，驅動器可以是電動驅動器(例如電動馬達)，通常被稱為電子節氣門控制(ETC)的配置。以這種方式，可操作節氣門21和23以改變提供至燃燒室30及其它發動機氣缸的進氣。可通過節氣門位置信號TP將節流板22和24的位置提供至控制控制器12。進氣道42可進一步包括用于向控制器12提供各自的信號MAP(歧管空氣壓力)和BOOST的歧管空氣壓力傳感器122和節氣門入口壓力傳感器123。
[0024]排氣道48可從氣缸30接收排氣。顯示排氣傳感器128被連接至渦輪62上游的排氣道48和排放控制裝置78。例如，傳感器128可選自用于提供排氣空燃比的指示的各種合適的傳感器，諸如線性氧傳感器或UEGO (通用或寬范圍排氣氧)、雙態氧傳感器或EG0、N0x、HC或CO傳感器。排放控制裝置78可以是三元催化轉化器(TWC)、N0x補集器、各種其它排放控制裝置或其組合。
[0025]可通過位于排氣道48中的一個或多個溫度傳感器(未示出)測量排氣溫度。可選地，可基于發動機運行狀況例如轉速、負荷、AFR、點火延遲等推斷排氣溫度。
[0026]控制器12在圖1顯示為微型計算機，其包括微處理器單元102、輸入/輸出端口104、用于可執行的程序和校準值的電子存儲介質一一其在此具體的實例中顯示為只讀存儲器芯片106、隨機存取存儲器108、保活存儲器110和數據總線。除了先前討論的那些信號外，控制器12可以從連接至發動機10的傳感器接收各種信號，包括示意性地在發動機10內的一個位置顯示的來自溫度傳感器112的發動機冷卻液溫度(ECT)的測量；來自連接至曲軸40的霍爾傳感器118 (或其它類型)的表面點火感測信號(PIP);如所討論的來自節氣門位置傳感器的節氣門位置(TP);如所討論的來自傳感器122的歧管絕對壓力MAP ;和如所討論的來自傳感器123的增壓壓力信號。發動機轉速信號RPM可通過控制器12從信號PIP產生。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力MAP可用于提供進氣歧管44中的真空或壓力的指示。注意，在不偏離本公開內容的情況下可使用上述傳感器的各種組合。在化學計量的運行期間，MAP傳感器可給出發動機扭矩的指示。可選地