CN104963781B - 质量流率测定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及质量流率测定。提供了质量流率传感器的各种系统和方法。在一个实例中，质量流率传感器包括第一信号输入、第二信号输入、质量流率信号的输出、第一特征场、第二特征场——所述第一和第二特征场中的每一个将质量流率值与转速值和输出压力值的一对值相关联——和包括第一参数输入和第二参数输入的选择单元，选择单元配置为根据经由第一和第二参数输入分别接收的一对参数产生选择信号，并且根据选择信号，将第一或第二特征场中任何一个的质量流率值转换为质量流率传感器的输出。

Description

质量流率测定

相关申请的交叉引用

本申请要求保护2014年3月26日提交的德国专利申请号102014205578.4的优先权，就各方面而言其全部内容在此通过引用并入。

技术领域

本公开内容的领域涉及在内燃机中测定入口空气质量流率。

背景技术

为提高其性能，内燃机通常装备有入口空气压缩机，其为内燃机压缩燃烧空气，使得可在相同的气缸容量中实现较大的质量流率。入口空气压缩机可由内燃机驱动或可以被机械连接至布置在内燃机的排气流中的排气涡轮。在后一种情况下，压缩机形成可以被称为排气涡轮增压器的一部分。

在控制内燃机的过程中，入口空气的质量流率可适应于当前运行状态。例如，可根据当前发动机动力需求，通过调整转速(revolution rate)，或者对于可变几何涡轮增压器调整压缩机叶轮的几何结构而调整质量流率。因此，需要当前质量流率的知识。

美国专利号6,298,718描述了用于检测涡轮增压器压缩机的异常运转的系统和方法。在一个实例中，对从多个传感器获得的数据进行一系列合理性测试，所述传感器包括布置在涡轮增压器压缩机的出口的质量空气流量传感器。针对质量空气流量传感器连同增压传感器的合理性测试可用于确定提供至发动机的环境空气的状况，可被执行以测试质量空气流量传感器的合理性。

本文的发明人认识到上文确认的方法中的问题。质量空气流量传感器可能是昂贵的且易于退化，这导致使发动机运转退化。而且，这样潜在的衰退刺激质量空气流量传感器合理性测试的性能，其消耗能量并增大发动机控制复杂性。

发明内容

至少部分地解决上述问题的一种方法包括被配置为测定内燃机的入口空气压缩机的质量流率的质量流率传感器，该质量流率传感器包括入口空气压缩机的转速信号的第一信号输入、入口空气压缩机的输出压力信号的第二信号输入、质量流率信号的输出、第一特征场、第二特征场，第一和第二特征场中的每一个将质量流率值与分别经由第一和第二信号输入接收的转速值和输出压力值的一对值关联，和包括第一参数输入和第二参数输入的选择单元，该选择单元被配置为根据分别经由第一和第二参数输入接收的一对参数产生选择信号，并且根据选择信号将第一或第二特征场中任何一个的质量流率值转换为质量流率传感器的输出。

在更具体的实例中，选择单元的第一参数输入被连接至内燃机的转速信号，并且其中选择单元的第二参数输入被连接至内燃机的扭矩信号。

在另一个实例中，选择单元的第一和第二参数输入被分别连接至质量流率传感器的第一和第二信号输入。

以这种方式，入口空气压缩机的质量流率可被更精确地推断，而没有物理的、专用的质量流率传感器的成本、复杂性、包装空间和潜在的退化性。因此，实现了技术效果。

当单独或结合附图时，本说明书的上述优势和其它优势及特征从以下具体实施方式将显而易见。

应当理解的是，提供上述发明内容是以简化形式介绍在发明的具体实施方式中进一步描述的概念的选择。不意欲确定要求保护的主题的关键或基本特征，其范围由权利要求书唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决上文提到的任何劣势的实施或在此公开内容中任何部分的实施。最后，上述解释不承认任何熟知的信息或问题。

附图说明

图1是示出了包括质量空气流量传感器的实例发动机的示意图。

图2示出了实例压缩机MAP图。

图3以示意形式示出了图1的质量空气流量传感器。

图4示出了图解推断质量流率的方法的流程图。

图5示出了图解基于推断的质量流率控制发动机运转的方法的流程图。

具体实施方式

提供了多种推断质量流率的系统和方法。在一个实例中，质量流率传感器被配置为测定内燃机的入口空气压缩机的质量流率，该质量流率传感器包括入口空气压缩机的转速信号的第一信号输入、入口空气压缩机的输出压力信号的第二信号输入、质量流率信号的输出、第一特征场、第二特征场，第一和第二特征场中的每一个将质量流率值与分别经由第一和第二信号输入接收的转速值和输出压力值的一对值关联，和包括第一参数输入和第二参数输入的选择单元，该选择单元被配置为根据分别经由第一和第二参数输入接收的一对参数产生选择信号，并且根据选择信号，将第一或第二特征场中任何一个的质量流率值转换为质量流率传感器的输出。图1是示出了包括质量空气流量传感器的实例发动机的示意图，图2示出了实例压缩机MAP图，图3以示意形式示出了图1的质量空气流量传感器，图4示出了图解推断质量流率的方法的流程图，和图5示出了图解基于推断的质量流率控制发动机运转的方法的流程图。图1的发动机还包括配置为执行在图4和5中描绘的方法的控制器。

图1是示出了实例发动机10的示意图，其可以被包括在汽车或机动车辆的推进系统中。发动机10显示具有四个气缸30。然而，依照当前公开内容可以使用其它数量的气缸。可以至少部分通过包括控制器12的控制系统和来自汽车驾驶员132的经由输入装置130的输入来控制发动机10。在此实例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每一个燃烧室(例如气缸)30可以包括具有位于其中的活塞(未示出)的燃烧室外壁。活塞可被连接至曲轴40，使得活塞的往复运动被转变为曲轴的转动运动。曲轴40可经由中间传动系统(未示出)被连接至车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机可经由飞轮被连接至曲轴40以使得实现发动机10的启动操作。

燃烧室30可经由进气道42从进气歧管44接收进气，并且经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管46可经由各自的进气门和排气门(未示出)选择性地与燃烧室30连通。在一些实施方式中，燃烧室30可包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。

显示喷油器50被直接连接至燃烧室30，用于与从控制器12接收的信号FPW的脉宽成比例地向其中直接喷射燃料。以这种方式，喷油器50提供已知为燃料至燃烧室30中的直接喷射。例如，喷油器可被安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)被递送至喷油器50。在一些实施方式中，燃烧室30可以可选地或额外地包括被布置在配置中的进气歧管44中的喷油器，所述配置提供了已知为燃料至每一个燃烧室30上游的进气口的进气口喷射。

进气道42可包括分别具有节流板22和24的节气门21和23。在此具体的实例中，可通过控制器12经由提供至包括在节气门21和23中的驱动器的信号改变节流板22和24的位置。在一个实例中，驱动器可以是电动驱动器(例如电动马达)，通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置。以这种方式，可操作节气门21和23以改变提供至燃烧室30及其它发动机气缸的进气。可通过节气门位置信号TP将节流板22和24的位置提供至控制控制器12。进气道42可进一步包括用于向控制器12提供各自的信号MAP(歧管空气压力)和BOOST的歧管空气压力传感器122和节气门入口压力传感器123。

排气道48可从气缸30接收排气。显示排气传感器128被连接至涡轮62上游的排气道48和排放控制装置78。例如，传感器128可选自用于提供排气空燃比的指示的各种合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽范围排气氧)、双态氧传感器或EGO、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置78可以是三元催化转化器(TWC)、NOx补集器、各种其它排放控制装置或其组合。

可通过位于排气道48中的一个或多个温度传感器(未示出)测量排气温度。可选地，可基于发动机运行状况例如转速、负荷、AFR、点火延迟等推断排气温度。

控制器12在图1显示为微型计算机，其包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行的程序和校准值的电子存储介质——其在此具体的实例中显示为只读存储器芯片106、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。除了先前讨论的那些信号外，控制器12可以从连接至发动机10的传感器接收各种信号，包括示意性地在发动机10内的一个位置显示的来自温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)的测量；来自连接至曲轴40的霍尔传感器118(或其它类型)的表面点火感测信号(PIP)；如所讨论的来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；如所讨论的来自传感器122的歧管绝对压力MAP；和如所讨论的来自传感器123的增压压力信号。发动机转速信号RPM可通过控制器12从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力MAP可用于提供进气歧管44中的真空或压力的指示。注意，在不偏离本公开内容的情况下可使用上述传感器的各种组合。在化学计量的运行期间，MAP传感器可给出发动机扭矩的指示。可选地或额外地(例如在非化学计量的运行周期期间)，可至少基于喷射的燃料量(例如质量)推断发动机扭矩。进一步地，MAP传感器，连同检测的发动机转速，可提供对吸入气缸中的进气(包括空气)的估计。在一个实例中，也用作发动机转速传感器的传感器118在曲轴40的每次转动可产生预定数量的等距脉冲。在一些实例中，存储介质只读存储器106可被计算机可读数据编程，所述计算机可读数据表示可由处理器102执行的指令，用于执行下文所述的方法以及可预期但没有具体列出的其它变型。

发动机10可进一步包括压缩装置，例如包括至少沿着进气歧管44布置的压缩机60的涡轮增压器或机械增压器。图1示出了包含被配置为感测压缩机60的转动速度的压缩机转速传感器61。压缩机转速传感器61被连通地连接至控制器12，使得控制器可接收压缩机转速(CS)信号，其如在下文进一步详细描述，可被利用以实施质量空气流量(MAF)传感器。可选地或额外地，可基于一个或多个发动机和/或涡轮增压器运行状况推断压缩机转速。MAF传感器的实施可进一步包括评估与压缩机60相关联的至少一个压力值——例如，可感测在压缩机的出口下游的绝对出口压力。例如，可经由传感器123或在图1中未示出的专用压缩机出口压力传感器感测此绝对出口压力。在其它实施中，可感测压缩机60的压力比，其中可通过感测压缩机入口上游的入口压力(例如压缩机输入压力)和压缩机出口下游的出口压力(例如压缩机输出压力)测定所述比率。在此情况下，可使用配置为感测入口和出口压力二者的差压传感器。

对于涡轮增压器，压缩机60可经由例如轴或其它连接装置至少部分由涡轮62驱动。涡轮62可沿着排气道48布置并与从其中流过的排气相连通。可提供各种装置以驱动压缩机。对于机械增压器，压缩机60可至少部分地由发动机和/或电机驱动，并且可以不包括涡轮。因此，可通过控制器12改变经由涡轮增压器或机械增压器提供至发动机的一个或多个气缸的压缩量。在一些情况下，例如，涡轮62可驱动发电机64以经由涡轮驱动器68向电池66提供电量。来自电池66的电量可随后经由马达70用于驱动压缩机60。进一步地，传感器123可被布置在进气歧管44中以向控制器12提供BOOST信号。

排气道48可包括将排气转移出涡轮62的废气门26。在一些实施方式中，废气门26可以是多级废气门，例如二级废气门，其具有配置为控制增压的第一级和配置为增加排放控制装置78的热通量的第二级。废气门26可与驱动器150一起运转，例如，驱动器150可以是电动驱动器，例如电动马达，尽管气动驱动器也是可以预期的。进气道42可包括配置为在压缩机60周围转移进气的压缩机旁通阀27。例如，当期望较低的增压时，可经由待开启的驱动器(例如驱动器150)通过控制器12控制废气门26和/或压缩机旁通阀27。

进气道42可进一步包括增压空气冷却器(CAC)80(例如中间冷却器)以减小涡轮增压或机械增压的进气的温度。在一些实施方式中，增压空气冷却器80可以是空气-空气热交换器(air to air heat exchanger)。在其它实施方式中，增压空气冷却器80可以是空气-液体热交换器(air to liquid heat exchanger)。

进一步地，在公开的实施方式中，排气再循环(EGR)系统经由EGR通道140使期望部分的排气沿着从排气道48向进气道42的路径行进。提供至进气道42的EGR的量可通过控制器12经由EGR阀142改变。进一步地，EGR传感器(未示出)可被布置在EGR通道内，并且可提供排气的压力、温度和浓度中一个或多个的指示。可选地，通过基于如本文描述推断的MAF和来自MAP(进气歧管)、MAT(歧管气体温度)和曲轴转速传感器的信号的计算值可控制EGR。进一步地，可基于排气O₂传感器和/或进气氧传感器(进气歧管)控制EGR。在一些情况下，EGR系统可用于调节空气和燃烧室内的燃料混合物的温度。图1示出了高压EGR系统，其中EGR沿涡轮增压器的涡轮的上游至涡轮增压器的压缩机的下游的路径行进。在其它实施方式中，发动机可额外地或可选地包括低压EGR系统，其中EGR沿涡轮增压器的涡轮的下游至涡轮增压器的压缩机的上游的路径行进。

如上文提到的，对本文描述的一个或多个信号的感测可用于实施质量空气流量(MAF)传感器。图1示出了包含在控制器12上实施的MAF传感器114。在此实例中，MAF传感器114不是专用于感测MAF的物理传感器(例如，不物理采样增压空气以产生转换的MAF信号)，而是基于来自一个或多个其它传感器的读数推断MAF。MAF传感器114可配置为推断各种位置的MAF和/或与在图1中图解的一个或多个组件相关联的MAF——例如，MAF传感器可配置为推断与压缩机60相关联的MAF(例如，离开压缩机的出口气体的质量空气流量)。使用控制器12中的一个或多个组件(例如CPU 102、I/O 104、ROM 106、数据总线等)，可在硬件、软件或其组合中实施MAF传感器114。然而，将领会的是，MAF传感器114可以可选地或额外地在连通地连接至控制器12的独立的控制器上实施，或可以以各种其它合适的方式实施。

如下文参阅图3进一步详细描述的，MAF传感器114可至少基于压缩机的转速(例如，转动速度)和压缩机的输出压力(例如，离开压缩机的出口气体的压力)测定离开压缩机60的出口气体的MAF。然而，在一些情况下，确定地将MAF值与给定的压缩机输出压力相关联是不可能的——即，在一些压缩机中，两个不同的输出压力可以与相同的MAF相关联。图2图解了此潜在问题，示出了实例压缩机MAP图200。MAP图200在y轴上标绘了例如图1的压缩机60的实例压缩机的压力比，其中压力比被测定为压缩机输出压力与压缩机输入压力的比率。在x轴上以kg/s的单位标绘了MAF(例如质量空气流率)。MAP图200进一步标绘了例如曲线202的压缩机转速曲线族(例如常量)。

在图2中表示为“喘振线”的线之上，存在所谓的不稳定区(经由图2中的剖面线图解)，其中由于叶轮上的压缩机失速，入口空气压缩机的运转变得不稳定。在稳定区域，每个转速曲线具有最大压力比(例如最大比率204)，其具有相关联的MAF。对于每个转速曲线的最大压力比中的至少一些，在最大值的两侧存在相同值的相对较低的压力比。结果，某一压力比可与两个不同的质量流率相关联。例如，对于具有最大比率204的曲线，压力比206可与质量流率210或质量流率210’中任何一个相关联。

通过从图2中所示的特征场中衍生两个特征场，可以解决上文确定的问题，每个特征场使得质量流率与输出压力的确定关联。为了此目的，图2的曲线族的每一条曲线沿着穿越单独曲线的极大值的线208被划分为两部分，每部分随后形成两个特征场中的一个。使用输出压力值可从每一个特征场测定相关联的质量流率值。为基于输出压力明确地推断质量流率，测定在给定的状况中其为两个质量流率值的哪一个，和哪个特征场与其相关。为了此目的，MAF传感器114(图1)包括选择单元，该选择单元使用两个参数执行这种选择并将正确的质量流率值转换为传感器的输出。如下文进一步详细描述的，各种合适的参数可用于选择。在一个实例中，用于选择的参数包括内燃机的转速(例如转动速度)、相关联的内燃机和当前扭矩。在此情况下，选择单元的第一参数输入被连接至内燃机的转速信号(例如，可以可连通地连接至发动机转速传感器)，并且选择单元的第二参数输入被连接至内燃机的扭矩信号。可使用内燃机的转速和内燃机的扭矩以测定内燃机和因此入口空气压缩机目前正在线208的哪一侧运转。因此，在此实例中，区域2的特征场可用于相对高范围的转速和相对高范围的扭矩，而区域1的特征场可用于相对低范围的转速和相对低范围的扭矩。

然而，可选地，使用入口空气压缩机的转速和压缩机的输出压力值测定待使用的特征场也是可能的。在此情况下，MAF传感器114(图1)可只使用所述的两个参数测定质量流率。为了此目的，选择单元的第一和第二参数输入被连接至MAF传感器的第一和第二信号输入。例如，通过检查压缩机的转速可测定待使用的特征场，在该压缩机处，在区域1和2之间发生了相关的输出压力值的改变(例如，从1至2或从2至1)。在此实例中，查找与某一输出压力值相关联的线208上的点，并随后直接测定与所述的点相关联的转速值。随后将以这种方法获得的相应的转速值与入口空气压缩机的实际转速值(例如感测的转速)比较，然后根据比较结果确定将使用区域1或区域2的特征场中的哪一个。使用另一个特征场可进行相应的转速值与各自的输出压力值的关联。为了此目的，选择单元可包括第三特征场，其分配适当的转速值至接收的输出压力值。选择单元被设计为根据转速值与相应的转速值的比较结果产生选择信号。

现在转向图3，以示意形式示出了图1的MAF传感器114。参见图1，MAF传感器114包括第一信号输入302——借助于它MAF传感器可以接收入口空气压缩机(例如其叶轮)的转速信号(例如，从压缩机转速传感器61)、第二信号输入303——借助于它压缩机的输出压力信号(例如，经由传感器123、专用的输出压力传感器、压差传感器感测的)被传送至MAF传感器、和用于推断的质量流率信号的输出304。参见图1，例如，输出304可被提供给控制器12，使得发动机10和/或压缩机60的运转可适应于推断的质量流率。此外，MAF传感器114包括第一特征场305和第二特征场306，其每个将质量流率值与一对值相关联：借助于第一和第二信号输入302和303接收的转速值和输出压力值。而且，MAF传感器114包括选择单元307，所述选择单元307包括第一参数输入308和第二参数输入309，并且被配置为根据借助于第一和第二参数输入308和309接收的一对参数产生选择信号，并且根据选择信号将第一或第二特征场305和306中任何一个的质量流率值转换为MAF传感器的输出304。

在图3中描绘的实施方式中，选择单元307包括多路复用器313，其根据选择信号将特征场305或306的输出中的一个连接至MAF传感器114的输出304，并且从其断开未选择的输出。根据由下文所述的比较仪311获得的结果，多路复用器313因此可选择性地将选择的推断的压缩机质量流率发送至输出304。然而，将领会的是，在不偏离本公开内容的范围的情况下，可采用其它合适的机制进行信号选择。

选择单元307可包括第三特征场310，其将适当的输出值与借助于参数输入309接收的参数值相关联。第三特征场310也可任选地连接至其它参数输入308，并根据借助于两个参数输入308和309接收的参数对执行关联。

例如，可借助于参数输入309接收入口空气压缩机60(图1)的输出压力或输出压力比，并且可借助于参数输入308接收入口空气压缩机的转速。在此情况下，第三特征场310将入口空气压缩机的适当的转速分配至借助于参数输入309接收的输入值。适当的转速可以是其中所述的输出压力或所述的输出压力比发生在区域1和2(图2)之间的转变的转速。所述的转速可随后在比较仪311中与借助于参数输入308接收的入口空气压缩机的实际转速(例如，图1的压缩机转速传感器61感测的压缩机转速)相比较。所述比较的结果作为选择信号指示将在给定的状况中使用特征场305或306中的哪一个——即，将借助于MAF传感器114的输出304输出的值是否提取自第一或第二特征场305或306。

也可根据除了入口空气压缩机60(图1)的输出压力和转速以外的参数，以相似或相同的方式做出所述的选择。因此，例如，为了选择两个特征场305或306中的一个，装备有入口空气压缩机的内燃机10(图1)的转速和内燃机的扭矩可被用作选择的参数。如上所述，发动机的转速可以基于来自传感器118(图1)的输出测定，而发动机扭矩可以在化学计量的发动机运转期间基于来自MAP传感器122(图1)的输出测定和/或由喷射入发动机的燃料的量推测。

MAF传感器114可任选地包括惯性元件312，在其被用于选择将要使用的特征场305或306之前，其消除由比较仪311或以其他方式由选择单元307产生的选择信号的抖动。例如，惯性元件312可包括选择信号的输入和消除抖动(debounced)的选择信号的输出，并且可被配置为只要施加至输入的选择信号稳定了至少预定时期的时间，将其输入处的信号变化转换为其输出。惯性元件312执行选择信号的滤波，并因此可缓解或防止MAF传感器的两个特征场之间过度快速的转换。通过避免这种过度快速的转换，可增加装置和使用这种方式测定的质量流率值作为输入变量的调节系统的稳定性。

可以以多种合适的方式实施第一、第二和第三特征场305、306和310——例如，作为查询表或特征场可包括查询表。可选地或额外地，可为一个或多个特征场采用插值法以测定存储的数据点之间的值的精确结果值。在一个实例中，第一、第二和第三特征场中的一个或多个可包括多个单调递减或单调递增的特征(例如，函数、曲线)，其可简化质量流率的测定。

MAF传感器114可利于质量流率的精确测定，例如离开压缩机60(图1)的出口气体的那些质量流率，而不使用专用于MAF感测的物理传感器，其可降低成本、包装空间和控制复杂性，并且为在其中物理MAF传感器的运转可变得退化的条件提供MAF感测。而且，在一些情况下，MAF传感器114可不规定包含新的或额外的感测硬件，因为用于实施MAF传感器的物理传感器(例如，全部图1中的传感器61、118、123)已经在发动机中采用；由于除测定MAF以外的原因，这种传感器提供的输出是期望的。

图4示出了图解了推断质量流率的方法400的流程图。参见图1，例如，可经由MAF传感器114在控制器12上实施方法400。在一些实例中，可采用方法400推断离开入口空气压缩机例如图1的压缩机60的出口气体的质量流率。

在方法400的402处，接收了第一和第二输入。推断的质量流率可至少部分地基于第一和第二输入。接收第一和第二输入可包括：在404处，接收压缩机的转速(例如，经由图1的传感器61)；在406处，接收与压缩机相关的压力(例如，图1的传感器123感测的压缩机的绝对输出压力，输出与输入压缩机压力的压力比)；在408处，相关联的发动机的转速(例如，经由传感器118感测的图1的发动机10的转速)；以及在410处，发动机的扭矩。因此，第一和第二输入可以都是压缩机或发动机的运转指示或其中任何一个的运转指示。

在方法400的412处，根据第一和第二特征场中每一个推断了质量流率。换句话说，推断了第一和第二特征场中每一个的各自的质量流率。如上所述，第一和第二特征场将输入(压缩机压力、压缩机转速等)和输出(质量流率)相关联，并且可以以各种合适的方式实施，例如查询表。特征场可源自压缩机MAP图，例如图2的MAP图200，并且可各自产生不同的质量流率。因此，可选择由第一和第二特征场推断的两个质量流率中的一个。

在方法400的414处，选择了第一和第二特征场中的一个。选择第一和第二特征场中的一个可包括：在416处，在压缩机MAP图中发生的两个区域之间转化的位置——例如，在跨越图2的压缩机MAP图200的线208的区域交叉发生转换的地方，例如对应于最大比率204的位置处推断压缩机转速。可经由第三特征场(例如查询表)测定推断的压缩机转速，所述第三特征场为给定的输入(例如压缩机压力、发动机扭矩)提供压缩机转速。选择第一和第二特征场中之一可包括：在418处，将在416推断的推断的压缩机转速与测量的压缩机转速相比较。例如，测量的压缩机转速可以是在404处接收的压缩机转速，并且可经由图1的传感器61感测。在一个实例中，比较可确定测量的压缩机转速超过还是低于推断的压缩机转速。如果确定测量的压缩机转速超过推断的压缩机转速，则可选择对应于压缩机MAP图200(图2)的区域2的第二特征场。相反地，如果确定测量的压缩机转速低于推断的压缩机转速，则可选择对应于压缩机MAP图200(图2)的区域1的第一特征场。例如，如果测量的压缩机转速被确定等于推断的压缩机转速，可执行各种动作，例如延迟特征场选择直到测量的和推断的压缩机转速变得不相等。

在方法400的420处，任选地确定在414执行的选择是否已经稳定了至少阈值持续时间(threshold duration)。在此，选择可被过滤，缓解或防止两个特征场之间过度快速的转换。在一个实例中，如果选择保持给定的值持续了至少阈值持续时间(例如第一或第二特征场)，则其可被认为是稳定的。例如，阈值持续时间可被预定。如果确定选择没有稳定持续阈值持续时间(NO)，则方法400回到420，使得随后的质量流率推断不执行，直到选择变得稳定。如果确定选择已经稳定了持续至少在阈值持续时间(YES)，则方法400继续进行至422。

在方法400的422处，根据选择的特征场推断了质量流率。以这种方式，可推断出精确的质量流率，而不混淆可能以其他方式与相同的压缩机压力相关联的两个不同的质量流率。

在方法400的424处，输出了推断的质量流率(例如，从选择的特征场中)。推断的质量流率的输出可向发动机控制器(例如，图1的控制器12)提供推断的质量流率，使得发动机和/或压缩机运转可适应于推断的质量流率。

将领会的是，在不偏离此公开内容的范围的情况下，可以改变本文公开的用于推断质量流率的方法的各种方面。例如，可采用本文描述的用于推断质量流率的方法用于推断新鲜进气、EGR气体、其它流体、其组合等的质量流率。

图5示出了图解了基于推断的入口空气压缩机质量流率控制发动机运转的方法500的流程图。例如，方法500可在图1的控制器12上实施，并且可被用于基于压缩机60的推断的质量流率控制发动机10的运转的方面。

在方法500的502处，根据图4的方法400推断了入口空气压缩机质量流率。

在方法500的504处，调整了一个或多个发动机运转参数。一个或多个发动机运转参数可包括燃料喷射(例如，其可包括脉宽调制)506、空燃比(AFR)508、燃料喷射正时(例如点火延迟、火花提前)510、进气节气门角度512和采用可变的几何结构的涡轮增压器的实施方式的涡轮增压器几何结构514。然而，将领会的是，这些发动机运转参数是作为实例提供的，并且事实上可调整任何可调整的发动机运转参数作为方法500的一部分。将进一步领会的是，改变一个或多个发动机运转参数可以包括或可以不包括调整一个或多个驱动器和/或组件——例如，可选地或者除了调整与喷油器和/或燃料系统相关联的一个或多个驱动器以外，调整燃料喷射和/或燃料喷射正时可包括调整发动机控制器(例如控制器12)中的电子参数(例如FPW信号的脉宽)，例如，其可反过来引起燃料喷射和/或燃料喷射正时中的期望的调整。作为额外的实例，可选地或除了调整与一个或多个进气门相关联的驱动器以外(例如，参见图1，调整分别与节气门21和23相关联的一个或多个驱动器)，例如，调整AFR可包括调整发动机控制器中的电子参数(例如FPW信号的脉宽)，其可引起进气节气门角度的调整。例如，调整涡轮增压器几何结构可包括调整配置为控制涡轮增压器几何结构的驱动器。作为仍另一个实例，可选地或除了调整与EGR系统相关联的一个或多个驱动器以外(例如，调整有效地连接至EGR阀142的驱动器，以从而引起EGR阀的位置的变化，并且从而引起供给至发动机进气系统的EGR气体的期望的变化)，调整EGR可包括调整发动机控制器中的一个或多个电子参数(例如期望的EGR率、期望的EGR稀释(dilution))。

请注意，可在各种发动机和/或车辆系统配置中使用包括在本文中的实例控制和估计程序。本文公开的控制方法和程序可作为可执行的指令存储在非暂时性存储器中，并且可被包括与各种传感器、驱动器和其它发动机硬件组合的控制器的控制系统执行。本文描述的具体程序可代表任何数量的处理策略中的一个或多个，例如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。因此，可以以图解的顺序、平行的或在一些情况下省略的执行图解的各种动作、操作和/或功能。同样地，处理的顺序对于实现本文描述的实例实施方式的特征和优势不是必需的，而是为便于说明和描述而提供的。根据正在使用的具体策略，可重复执行图解的动作、操作和/或功能中的一个或多个。进一步地，描述的动作、操作和/或功能可图形化地代表待被程序化进发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，在所述发动机控制系统中通过执行系统中的指令执行描述的动作，所述系统包括与电子控制器组合的各种发动机硬件组件。

将领会的是，本文描述的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体的实施方式不应被认为是限制意义，因为许多变化是可能的。例如，上述技术可被应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开内容的主题包括本文描述的各种系统和配置，以及其它特征、功能和/或性能的全部新颖和非显而易见的组合和子组合。

权利要求具体指出被认为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个(an)”要素或“一个第一(a first)”要素或其等价物。这种权利要求应当被理解为包括一个或多个这种要素的合并，既不需要也不排除两个或多个这种要素。通过修改本权利要求，或者通过在此申请或相关申请中陈述新的权利要求，可要求保护公开的特征、功能、元素和/或性能的其它组合和子组合。这种权利要求，无论在范围上较原始权利要求较宽、较窄、相等或不同，也被认为包括在本公开内容的主题内。

Claims (15)

1.质量流率传感器，其配置为测定内燃机的入口空气压缩机的质量流率，所述质量流率传感器包括：

所述入口空气压缩机的转速信号的第一信号输入；

所述入口空气压缩机的输出压力信号的第二信号输入；

质量流率信号的输出；

第一特征场；

第二特征场，所述第一特征场和第二特征场中的每一个将质量流率值与经由所述第一信号输入和所述第二信号输入分别接收的转速值和输出压力值的一对值相关联，其中所述第一特征场和所述第二特征场是共同的压缩机转速曲线的由该曲线的最大压力比划分的两个区段；和

选择单元，其包括第一参数输入和第二参数输入，所述选择单元配置为根据经由所述第一参数输入和第二参数输入分别接收的一对参数产生选择信号，并且根据所述选择信号将所述第一特征场或所述第二特征场中任何一个的所述质量流率值转换为所述质量流率传感器的所述输出，其中所述选择单元的所述第一参数输入被连接至所述内燃机的转速信号，并且其中所述选择单元的所述第二参数输入被连接至所述内燃机的扭矩信号。

2.根据权利要求1所述的质量流率传感器，其中所述选择单元的所述第一参数输入和第二参数输入分别被连接至所述质量流率传感器的所述第一信号输入和第二信号输入。

3.根据权利要求1所述的质量流率传感器，其中所述选择单元包括向所述入口空气压缩机的接收的输出压力值分配适当的转速值的第三特征场，所述选择单元配置为根据转速值与所述入口空气压缩机的所述适当的转速值的比较的结果产生所述选择信号。

4.根据权利要求1所述的质量流率传感器，其中所述选择单元包括惯性元件，所述惯性元件包括所述选择信号的输入和消除抖动的选择信号的输出，如果施加至所述输入的所述选择信号已经持续稳定了至少预定的阈值时间，则所述惯性元件配置为将所述输入处的信号变化转化为所述输出。

5.根据权利要求1所述的质量流率传感器，其中所述输出压力信号是所述入口空气压缩机的输出侧处的输出压力与所述入口空气压缩机的输入侧处的输入压力的比。

6.根据权利要求1所述的质量流率传感器，其中所述输出用于调整内燃机的一个或多个运转参数。

7.根据权利要求6所述的质量流率传感器，其中所述内燃机位于机动车辆中。

8.运转内燃机的方法，其包括：

接收均表示入口空气压缩机或所述内燃机的运转的第一输入和第二输入；

推断第一特征场和第二特征场各自的入口空气压缩机质量流率，所述第一特征场和第二特征场具有压缩机MAP图，其中所述第一特征场和所述第二特征场是共同的压缩机转速曲线的由该曲线的最大压力比划分的两个区段；

基于在所述压缩机MAP图中的所述第一特征场和所述第二特征场的区域交叉处推断的入口空气压缩机质量流率与感测的入口空气压缩机质量流率的比较，选择推断的入口空气压缩机质量流率中的一个；和

基于所述选择的推断的入口空气压缩机质量流率调整所述内燃机的一个或多个运转参数。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一输入是所述入口空气压缩机的转速，并且其中所述第二输入是所述入口空气压缩机的输出压力。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一输入是所述内燃机的转速，并且其中所述第二输入是所述内燃机的扭矩。

11.用于涡轮增压器的入口空气压缩机的质量空气流量传感器，其包括：

第一输入，其用于接收压缩机转速和发动机转速中的一个；

第二输入，其用于接收压缩机输出压力和发动机扭矩中的一个；

第一特征场，其用于基于根据压缩机MAP图的第一区域的所述第一输入和第二输入推断第一压缩机质量流率；

第二特征场，其用于基于根据所述压缩机MAP图的第二区域的所述第一输入和第二输入推断第二压缩机质量流率；

选择单元，其用于基于在所述压缩机MAP图中的所述第一特征场和所述第二特征场的区域交叉处推断的压缩机质量流率与感测的压缩机质量流率的比较，选择第一推断的压缩机质量流率和第二推断的压缩机质量流率中的一个，所述压缩机MAP图的所述第一区域被构造成推断相对低的发动机转速和负荷的压缩机质量流率，并且其中所述压缩机MAP图的所述第二区域被构造成推断相对高的发动机转速和负荷的压缩机质量流率。

12.根据权利要求11所述的质量空气流量传感器，其中所述质量空气流量传感器在发动机控制器上实施。

13.根据权利要求11所述的质量空气流量传感器，其中所述感测的压缩机质量流率是经由位于发动机的进气道中的增压传感器测量的。

14.根据权利要求11所述的质量空气流量传感器，其中在区域交叉处推断的所述压缩机质量流率是基于压缩机输出压力经由第三特征场推断的。

15.根据权利要求11所述的质量空气流量传感器，其中所述选择单元包括多路复用器，其用于基于所述比较选择性地将所述选择的推断的压缩机质量流率发送至输出。