空氣質(zhì)量流量計(jì)的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空氣檢測，尤其涉及一種空氣質(zhì)量流量的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)一般采用電子控制系統(tǒng)，其中噴油量的控制也由之前 的化油器噴油改為電控噴油。電子控制汽油噴射系統(tǒng)（EFI)就是由計(jì)算機(jī)控制噴油量的汽 油供給系統(tǒng)，其由信號采集及輸入裝置（各種傳感器及控制開關(guān)）檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，并將 信息傳遞給電子控制單元（ECU)，經(jīng)ECU處理后，發(fā)出控制指令，決定執(zhí)行器件（噴油器）的 噴油量。為了在各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況下都能獲得最佳空燃比的混合氣，發(fā)動(dòng)機(jī)必須準(zhǔn)確地測定每 一瞬間吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量。
[0003] 發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)中，傳感器作為輸入信號，檢測并傳遞給ECU相應(yīng)的流量、溫 度、壓力等信號。電子噴油系統(tǒng)的傳感器即為目前廣泛使用的空氣流量計(jì)，一般安裝在空氣 濾清器和節(jié)氣門體之間，用它來測量吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣量的多少。電子控制單元（ECU) 接受來自空氣流量計(jì)的流量信號，結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)的不同運(yùn)轉(zhuǎn)工況信息，通過空燃比計(jì)算來控 制燃油噴射器的噴射量，所以空氣流量計(jì)作為控制噴油量的主要參數(shù)，其性能與可靠性對 電噴發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和排放控制至關(guān)重要。空氣質(zhì)量流量計(jì)的精度決定了輸入ECU的空氣 質(zhì)量流量信號是否正確，從而對空燃比、噴油量產(chǎn)生著影響，進(jìn)而對發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗和排放性 能也造成影響。
[0004] 熱線（膜）式空氣流量計(jì)是建立在熱平衡原理基礎(chǔ)上的，其工作原理為在空氣通 道中放置熱線（膜），當(dāng)空氣通過流量計(jì)時(shí)，熱線（膜）被冷卻，工作溫度下降，周圍流過 的空氣質(zhì)量流量越大被帶走的熱量也就越多，其電阻值隨之減小，電橋失去平衡，此時(shí)集 成運(yùn)算放大器會自動(dòng)增加供給熱線（膜）的電流，使熱線恢復(fù)原來的工作溫度和電阻值， 直至電橋恢復(fù)平衡。熱線（膜）電流與空氣質(zhì)量流量存在相對應(yīng)關(guān)系，可計(jì)算出空氣質(zhì)量 流量，也可以測量恒定電流條件下熱線（膜）電阻與檢測實(shí)際空氣溫度的參考電阻差值， 來計(jì)算空氣質(zhì)量流量。
[0005] 對于汽車空氣流量計(jì)的研究，是隨著汽車工業(yè)與傳感器、微處理器的發(fā)展而不斷 進(jìn)行的。近年來，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)多采用可變氣門定時(shí)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)中的進(jìn)氣空氣 流量變化更大，要求流量計(jì)的測量范圍廣泛，測量效果穩(wěn)定，對流量計(jì)提出了更高要求。具 體到熱膜式流量傳感器與流量計(jì)，國內(nèi)外學(xué)者的研究多集中于其動(dòng)態(tài)特性上。針對熱膜式 MF傳感器存在的非線性問題，國內(nèi)外學(xué)者采用多種方法進(jìn)行了研究。Buehler等提出以綜 合信息方法分析熱膜/熱線式MF傳感器，得到空氣質(zhì)量流量傳感器在不同進(jìn)氣量下的特 性，用于進(jìn)氣量的控制。I. Mrad等提出用時(shí)變自回歸滑動(dòng)平均RMA均模型描述MF傳感器 的動(dòng)態(tài)非線性特性，預(yù)測傳感器的響應(yīng)。但是，這些方法計(jì)算復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)，也不利于傳感 器的動(dòng)態(tài)校正。國內(nèi)的吳克剛等人對MF傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)非線性建模，結(jié)論表明，熱式流量 傳感器的動(dòng)態(tài)性能具有很明顯的非線性特性。非線性導(dǎo)致的傳感器輸出會造成誤差，從而 引起發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量過大或者過小，不利于節(jié)能環(huán)保。國內(nèi)學(xué)者僅從機(jī)理上研究和證明，尚未 提出過相應(yīng)的解決思路。
[0006] 美國專利號為 4986243 的專利：Mass air flow engine control system with mass air event integrator對熱膜式傳感器的校正提供了一種思路。其采用電控單元中的查表 式（Look-up Table)算法，對于特定的傳感器應(yīng)用提供一種線性校正的方法。上述的改進(jìn)思 路是在發(fā)動(dòng)機(jī)控制算法上進(jìn)行控制，對于不同傳感器，其控制效果并不能得以很好的體現(xiàn)。 而且，針對某一型號的轎車，不易實(shí)現(xiàn)通用化和產(chǎn)品化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種空氣質(zhì)量流量計(jì)的檢測方法，該檢測 方法不依賴于空氣質(zhì)量流量計(jì)的型號，能夠較準(zhǔn)確地檢測到汽車進(jìn)氣的實(shí)時(shí)流量值，以使 電子控制單元準(zhǔn)確計(jì)算出噴油量。
[0008] 為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0009] 一種空氣質(zhì)量流量計(jì)的檢測方法，按以下步驟實(shí)施：
[0010] (1)建表：將所述空氣質(zhì)量流量計(jì)的所述標(biāo)準(zhǔn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)流量--對應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn) 表格；
[0011] (2)標(biāo)定：根據(jù)工作電壓在步驟（1)中的標(biāo)準(zhǔn)表格查詢最接近的標(biāo)準(zhǔn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)流 量，根據(jù)標(biāo)定函數(shù)計(jì)算出工作流量，再將所述工作電壓、工作流量一一對應(yīng)建立標(biāo)定表格；
[0012] (3)矯正：根據(jù)實(shí)時(shí)電壓在步驟（2)中的標(biāo)定表格查詢最接近的工作電壓、工作流 量，根據(jù)矯正函數(shù)計(jì)算出實(shí)時(shí)流量。
[0013] 所述的檢測方法，所述步驟（2)中的最接近的標(biāo)準(zhǔn)電壓小于所述工作電壓，所述 步驟（3)中的最接近的工作電壓大于所述實(shí)時(shí)電壓。
[0014] 所述的檢測方法，所述標(biāo)準(zhǔn)表格還包括相鄰兩標(biāo)準(zhǔn)電壓之間的斜率，所述標(biāo)定表 格還包括相鄰兩工作電壓之間的斜率。
[0015] 所述的檢測方法，將步驟（2)中的所述工作電壓定義為Ug，所述最接近的標(biāo)準(zhǔn)電壓 定義為u b，對應(yīng)于所述標(biāo)準(zhǔn)電壓Ub的標(biāo)準(zhǔn)流量定義為Fb，將兩標(biāo)準(zhǔn)電壓之間的斜率定義為 Sb,將所述工作流量定義為F g，則所述標(biāo)定函數(shù)為：
[0016] Fg = Fb+(Ug-Ub)/Sb。
[0017] 所述的檢測方法，將步驟（3)中的所述實(shí)時(shí)電壓定義為Us，所述最接近的工作電壓 定義為U g，對應(yīng)于所述工作電壓Ug的工作流量定義為Fg，將兩工作電壓之間的斜率定義為 S g，將所述實(shí)時(shí)流量定義為Fs，則所述標(biāo)定函數(shù)為：
[0018] Fs = Fg+[Us-(Us+Ug)/2]/S g〇
[0019] 所述的檢測方法，所述步驟（1)、步驟（2)之間還有一個(gè)啟動(dòng)步驟，在汽車啟動(dòng)后， 所述空氣質(zhì)量流量計(jì)檢測到工作電壓大于預(yù)設(shè)值后，再進(jìn)行步驟（2)。
[0020] 所述的檢測方法，所述步驟（2)每隔一預(yù)定時(shí)間進(jìn)行一次。
[0021] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0022] (1)本發(fā)明空氣質(zhì)量流量計(jì)的檢測方法，其針對空氣質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)際輸出與標(biāo) 準(zhǔn)輸出之間的關(guān)系進(jìn)行整體矯正，使其能適應(yīng)各種型號的空氣質(zhì)量流量計(jì)。
[0023] (2)本發(fā)明空氣質(zhì)量流量計(jì)的檢測方法，其采用先標(biāo)定后矯正的方式得到空氣質(zhì) 量流量計(jì)的實(shí)時(shí)輸出流量，得到的結(jié)果比較準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的啟動(dòng)的流程示意圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的標(biāo)定的流程示意圖。
[0026] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例的矯正的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明：
[0028] 常用的熱膜式空氣質(zhì)量流量計(jì)包括熱膜傳感器，設(shè)于熱膜傳感器的熱電阻，所述 熱膜傳感器電連接于控制電路，所述控制電路包括惠斯登電橋電路、功率放大器、微處理 器、信號輸出電路，所述熱電阻由于空氣流動(dòng)發(fā)生溫度改變后，惠斯登電橋電路輸出電壓， 經(jīng)功率放大器放大后由微處理器接收，所述微處理器經(jīng)過計(jì)算、處理后得到進(jìn)入汽車發(fā)動(dòng) 機(jī)的空氣流量，再經(jīng)信號輸出電路輸出該流量信號至汽車的電子控制單元（ECU)，以此來控 制噴油機(jī)構(gòu)噴油。
[0029] 本發(fā)明提供的空氣質(zhì)量流量計(jì)的檢測方法為，在實(shí)驗(yàn)室中在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下利用現(xiàn)有 的高精度的儀器檢測得到的所述空氣質(zhì)量流量計(jì)的此時(shí)的空氣流量，稱為標(biāo)準(zhǔn)流量，對應(yīng) 于此時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)流量的空氣質(zhì)量流量計(jì)的輸出電壓，稱為標(biāo)準(zhǔn)電壓，得到兩者之間的標(biāo)準(zhǔn)對 應(yīng)關(guān)系，再根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)關(guān)系得到所述空氣質(zhì)量流量計(jì)裝入汽車后，在實(shí)際使用中的 工作電壓與工作流量之間的標(biāo)定對應(yīng)關(guān)系，再將汽車工作中所述空氣質(zhì)量流量計(jì)的實(shí)時(shí)電 壓、實(shí)時(shí)流量根據(jù)所述標(biāo)定對應(yīng)關(guān)系修正后輸出。
[0030] 上述標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)關(guān)系指的是將標(biāo)準(zhǔn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)流量--對應(yīng)建立的表格，或者是根 據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)電壓之間的變化曲線與各標(biāo)準(zhǔn)流量之間的變化曲線之間的關(guān)系得到的擬合函數(shù)， 當(dāng)然也可以是二者的結(jié)合。上述標(biāo)定對應(yīng)關(guān)系與前述相同，在此不再贅述。
[0031] 以下是本發(fā)明提供的空氣質(zhì)量流量計(jì)的檢測方法的一個(gè)實(shí)施例，其按以下步驟實(shí) 施：
[0032] (1)建表：將所述空氣質(zhì)量流量計(jì)的所述標(biāo)準(zhǔn)電壓、標(biāo)準(zhǔn)流量、相鄰兩標(biāo)準(zhǔn)電壓之 間的斜率， 對應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)表格；
[0033] (2)啟動(dòng)：在汽車啟動(dòng)后，所述空氣質(zhì)量流量計(jì)檢測到工作電壓大于預(yù)設(shè)值后進(jìn) 行步驟（3);
[0034] (3)標(biāo)定：根據(jù)工作電壓在步驟⑴中的標(biāo)準(zhǔn)表格查詢最接近且小于工作電壓的 標(biāo)準(zhǔn)電壓，以及與該標(biāo)準(zhǔn)電壓對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)流量，根據(jù)標(biāo)定函數(shù)計(jì)算出工作流量，再將所述工 作電壓、工作流量、相鄰兩工作電壓之間的斜率， 對應(yīng)建立標(biāo)定表格；
[0035] (4)矯正：根據(jù)實(shí)時(shí)電壓在步驟（3)中的標(biāo)定表格查詢最接近且大于實(shí)時(shí)電壓的 工作電壓，以及