CN108286475B - 一种进气流量信号的处理方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机技术领域，公开了一种进气流量信号的处理方法和系统，解决了对MAF传感器的实时校准，实现了对进气流量信号的准确测量。所述方法包括：获取发动机的工作状态；当所述工作状态为带电未启动状态时，对进气流量信号进行零点偏移校准处理；当所述工作状态为倒拖状态时，对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理。本发明实施例应用于对发动机中进气流量信号的处理过程。

Description

一种进气流量信号的处理方法和系统
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，具体地，涉及一种进气流量信号的处理方法和系统。
背景技术
带有EGR(Exhaust Gas Recycling，废气再循环)系统的柴油机排放控制通过准确计算进气流量和废气再循环流量来控制发动机的喷油量。目前多数发动机采用安装在空气旁通道上的MAF(Mass air flow，空气流量计)传感器测量进入发动机的空气流量，向发动机控制器提供空气流量的信号。一般对于一个固定的进气系统，都采用一个不变的MAF标定来测量进气量，这种策略的缺点是随着发动机运行里程的增加，进排气系统的老化，进气环境会发生变化，这时MAF传感器就无法准确的测量进气流量。而且由于环境污染日益严重，排放法规也日益严格，对于喷油控制要求有更高的精确性，此时对MAF传感器进行实时校准，保证进气流量信号的准确性就十分必要了。
发明内容
本发明的实施例提供了一种进气流量信号的处理方法和系统，解决了对MAF传感器的实时校准，实现了对进气流量信号的准确测量。
为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
本发明提供一种进气流量信号的处理方法，所述方法包括：
获取发动机的工作状态；
当所述工作状态为带电未启动状态时，对进气流量信号进行零点偏移校准处理；
当所述工作状态为倒拖状态时，对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理。
可选的，所述对进气流量信号进行零点偏移校准处理包括：
获取空气流量计MAF传感器的零点检测数据；
计算预存零点数据与所述零点检测数据之间的差值；
判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；
当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点数据替换为所述零点检测数据。
可选的，所述方法还包括：
根据所述差值对所述MAF传感器的进气流量检测数据进行修正。
可选的，所述方法还包括：
当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
可选的，所述对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理包括：
获取MAF传感器的进气流量检测数据；
根据发动机参数计算得到第一进气流量值；
根据所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值，对进气流量进行偏移校准处理。
可选的，所述根据发动机参数计算得到第一进气流量值包括：
根据F＝Veff*ES*CP*ED/CT/574.1计算得到所述第一进气流量值，其中F为所述第一进气流量值，Veff为容积效率，ES为发动机转速，CP为进气歧管压力，ED为发动机排量，CT为进气歧管温度。
可选的，所述根据发动机参数计算得到第一进气流量值包括：
根据
Figure BDA0001205648830000021
计算得到所述第一进气流量值，其中Q为所述第一进气流量值，S1和S2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的截面积，p1与p2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，ρ为流体密度。
可选的，在所述获取MAF传感器的进气流量检测数据之后，所述方法还包括：
在预存检测数据与进气流量的对应关系中，查找所述进气流量检测数据对应的进气流量值作为第二进气流量值；
计算所述第一进气流量值与所述第二进气流量值之间的流量差值；
判断所述流量差值是否存在于预设流量差值范围内；
当所述流量差值存在于所述预设流量差值范围内时，将所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的第二进气流量值替换为所述第一进气流量值。
可选的，所述方法还包括：
根据所述流量差值对所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的进气流量值进行修正。
可选的，所述方法还包括：
当在预存检测数据与进气流量的对应关系中，未查找到所述进气流量检测数据时，将所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值存入所述预存检测数据与进气流量的对应关系中。
本发明还提供一种进气流量信号的处理系统，所述系统包括：
空气流量计MAF传感器，用于获取零点检测数据和进气流量检测数据；
发动机参数采集装置，用于获取计算进气流量值时所需的发动机参数；
发动机控制器，用于获取发动机的工作状态，当所述工作状态为带电未启动状态时，对进气流量信号进行零点偏移校准处理，当所述工作状态为倒拖状态时，对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理。
可选的，所述发动机控制器还用于：
获取所述MAF传感器的零点检测数据；
计算预存零点数据与所述零点检测数据之间的差值；
判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；
当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点数据替换为所述零点检测数据。
可选的，所述发动机控制器还用于：根据所述差值对所述MAF传感器的进气流量检测数据进行修正。
可选的，所述发动机控制器还用于：当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
可选的，所述发动机控制器还用于：获取MAF传感器的进气流量检测数据；根据发动机参数计算得到第一进气流量值；根据所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值，对进气流量进行偏移校准处理。
可选的，所述发动机参数采集装置为进气温度压力传感器，用于获取进气歧管上的进气歧管温度和进气歧管压力，所述发动机控制器还用于：根据F＝Veff*ES*CP*ED/CT/574.1计算得到所述第一进气流量值，其中F为所述第一进气流量值，Veff为容积效率，ES为发动机转速，CP为进气歧管压力，ED为发动机排量，CT为进气歧管温度。
可选的，所述发动机参数采集装置为文丘里管，安装在进气歧管内，用于获取所述文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，所述发动机控制器还用于：根据
Figure BDA0001205648830000041
计算得到所述第一进气流量值，其中Q为所述第一进气流量值，S1和S2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的截面积，p1与p2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，ρ为流体密度。
可选的，所述发动机控制器还用于：在预存检测数据与进气流量的对应关系中，查找所述进气流量检测数据对应的进气流量值作为第二进气流量值；计算所述第一进气流量值与所述第二进气流量值之间的流量差值；判断所述流量差值是否存在于预设流量差值范围内；当所述流量差值存在于所述预设流量差值范围内时，将所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的第二进气流量值替换为所述第一进气流量值。
可选的，所述发动机控制器还用于：根据所述流量差值对所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的进气流量值进行修正。
可选的，所述发动机控制器还用于：当在预存检测数据与进气流量的对应关系中，未查找到所述进气流量检测数据时，将所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值存入所述预存检测数据与进气流量的对应关系中。
通过上述技术方案，根据发动机的工作状态，对进气流量信号进行校准处理，实现了对进气流量信号的准确测量，有助于发动机喷油和排放的精确控制。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种进气流量信号的处理方法的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种进气流量信号的处理方法中，对进气流量信号进行零点偏移校准处理的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种进气流量信号的处理方法中，对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种进气流量信号的处理系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施例针对进气流量信号，提供一种进气流量信号的处理方法，本实施例执行主体为发动机控制器，如图1所示，包括如下步骤：
101、获取发动机的工作状态；
102、当所述工作状态为带电未启动状态时，对进气流量信号进行零点偏移校准处理；
103、当所述工作状态为倒拖状态时，对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理。
其中，在对车辆插入钥匙使得发动机带电未启动时，进气流量为零，故此时获取的进气流量信号可以作为零点检测数据，进行零点偏移校准处理。而当发动机启动后运行于倒拖状态时，此状态下进气流量较稳定，可以对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理。
本发明实施例通过对进气流量信号进行校准处理，实现了对进气流量信号的准确测量，有助于发动机喷油和排放的精确控制。
为了便于理解本发明，将上述步骤102进行详细描述，如图2所示：
201、获取MAF传感器的零点检测数据；
202、计算预存零点数据与所述零点检测数据之间的差值；
203、判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；
204、当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点数据替换为所述零点检测数据；
205、当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
其中，所述MAF传感器获得的检测数据为电压信号，在所述发动机控制器内存储有检测数据与进气流量的对应关系，例如3V对应进气流量值为0g/s。
举例，当获得的零点检测数据为3.1V时，而所述预存零点数据为3V，则所述预存零点数据与所述零点检测数据之间的差值为-0.1V，当所述预设零点差值范围为[-0.5V,+0.5V]时，则所述差值在所述预设零点差值范围内，将所述预存零点数据替换为所述零点检测数据，即将3V变为3.1V。而如果得到的零点检测数据为4V时，得到的差值为-1V，不在所述预设零点差值范围内，因为所述MAF传感器的偏移过大，可能由于传感器自身出现故障，故提示故障。上述预设零点差值范围可以根据实际工况设定，在这里不做限定。
另外，由于对进气流量信号进行了零点偏移校准处理，在后续所述MAF传感器获得的进气流量检测数据也需要根据所述差值进行修正，例如，当所述差值为-0.1V时，所述MAF传感器的进气流量检测数据为4.5V，则根据所述差值-0.1V对4.5V进行修正，得到修正后的进气流量检测数据为4.4V，即可以从所述发动机控制器内存储的检测数据与进气流量的对应关系中，查找到4.4V对应的进气流量值，而不是4.5V对应的进气流量值。
如图3所示，对步骤103进行详细描述，具体包括如下步骤：
301、获取MAF传感器的进气流量检测数据；
302、根据发动机参数计算得到第一进气流量值；
其中，通过下述两种方式计算所述第一进气流量值，一种通过进气压力传感器获取进气歧管上的进气歧管温度和进气歧管压力，另一种是通过安装在进气歧管内的文丘里管获取所述文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，具体计算方式如下：
方式一：根据F＝Veff*ES*CP*ED/CT/574.1计算得到所述第一进气流量值，其中F为所述第一进气流量值，Veff为容积效率，ES为发动机转速，CP为进气歧管压力，ED为发动机排量，CT为进气歧管温度，其中，所述进气歧管压力和所述进气歧管温度均是通过进气压力传感器获得，其他发动机参数可通过所述发动机控制器获取。
方式二：根据
Figure BDA0001205648830000081
计算得到所述第一进气流量值，其中Q为所述第一进气流量值，S1和S2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的截面积，p1与p2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，ρ为流体密度。
通过上述两种方式计算得到所述第一进气流量值，根据所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值，对进气流量进行下面的偏移校准处理。
另外，也可以通过其他传感器采集压力，利用其他计算方式得到所述第一进气流量值，例如压差计算方式。
303、在预存检测数据与进气流量的对应关系中，查找是否存在所述进气流量检测数据；
其中，所述MAF传感器获得的检测数据为电压信号，在所述发动机控制器内存储有预存检测数据与进气流量的对应关系，例如3V对应3g，4V对应4g等等。
304、当查找到所述进气流量检测数据时，将所述进气流量检测数据对应的进气流量值作为第二进气流量值；
305、计算所述第一进气流量值与所述第二进气流量值之间的流量差值；
306、判断所述流量差值是否存在于预设流量差值范围内；
307、当所述流量差值存在于所述预设流量差值范围内时，将所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的第二进气流量值替换为所述第一进气流量值。
举例说明，当通过计算得到所述第一进气流量值为3g/s，查找得到所述第二进气流量值为2g/s，则所述第一进气流量值与所述第二进气流量值之间的流量差值为+1g/s，当所述预设流量差值范围为[-1g/s,+1g/s]时，则所述流量差值在所述预设流量差值范围内，将所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的第二进气流量值替换为所述第一进气流量值，即将2g/s替换为3g/s。
对于所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的其他进气流量值，可以利用所述流量差值进行修正，例如，当所述流量差值为+1g/s时，将所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的其他进气流量值与所述流量差值相加。
308、当未查找到所述进气流量检测数据时，将所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值存入所述预存检测数据与进气流量的对应关系中。
若在所述预存检测数据与进气流量的对应关系中，未查找到所述进气流量检测数据时，直接将所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值存入所述预存检测数据与进气流量的对应关系中。
另外，可选的，当未查找到所述进气流量检测数据时，如果所述发动机控制器已经进行了零点偏移校准处理，可以利用校准后的零点对应关系，例如3.1V对应0g/s，与进气流量偏移校准处理得到的所述进气流量检测数据与所述第一进气流量值，例如6.1V对应3g/s、利用上述四个数据进行线性插值计算，对所述发动机控制器内部存储的所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的进气流量值进行校准处理。
309、当所述流量差值不存在于所述预设流量差值范围内时，提示故障。
若所述流量差值不存在于所述预设流量差值范围内，可能由于传感器自身出现故障，故提示故障。上述预设流量差值范围可以根据实际工况设定，在这里不做限定。
另外，若是对带有EGR系统的柴油发动机中的进气流量信号进行处理时，在上述步骤103中，当所述工作状态为倒拖状态时，控制EGR关闭，之后对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理。
通过上述对进气流量信号进行零点偏移校准和进气流量偏移校准处理，不会因进气系统发生微弱变化导致进气流量测量失真，可以准确的提供进气流量信号，有助于发动机精确控制喷油、排放和系统监控。
如图4所示，本发明实施例提供一种进气流量信号的处理系统，所述系统包括：
MAF传感器41于获取零点检测数据和进气流量检测数据；
发动机参数采集装置42，用于获取计算进气流量值时所需的发动机参数；
发动机控制器43，用于获取发动机的工作状态，当所述工作状态为带电未启动状态时，对进气流量信号进行零点偏移校准处理，当所述工作状态为倒拖状态时，对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理。
进一步地，所述发动机控制器43还用于：获取所述MAF传感器的零点检测数据；计算预存零点数据与所述零点检测数据之间的差值；判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点数据替换为所述零点检测数据。
进一步地，所述发动机控制器43还用于：根据所述差值对所述MAF传感器的进气流量检测数据进行修正。
进一步地，所述发动机控制器43还用于：当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
进一步地，所述发动机控制器43还用于：获取MAF传感器的进气流量检测数据；根据发动机参数计算得到第一进气流量值；根据所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值，对进气流量进行偏移校准处理。
进一步地，所述发动机参数采集装置42为进气温度压力传感器，用于获取进气歧管上的进气歧管温度和进气歧管压力，所述发动机控制器43还用于：根据F＝Veff*ES*CP*ED/CT/574.1计算得到所述第一进气流量值，其中F为所述第一进气流量值，Veff为容积效率，ES为发动机转速，CP为进气歧管压力，ED为发动机排量，CT为进气歧管温度。
进一步地，所述发动机参数采集装置42为文丘里管，安装在进气歧管内，用于获取所述文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，所述发动机控制器43还用于：根据
Figure BDA0001205648830000111
计算得到所述第一进气流量值，其中Q为所述第一进气流量值，S1和S2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的截面积，p1与p2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，ρ为流体密度。
进一步地，所述发动机控制器43还用于：在预存检测数据与进气流量的对应关系中，查找所述进气流量检测数据对应的进气流量值作为第二进气流量值；计算所述第一进气流量值与所述第二进气流量值之间的流量差值；判断所述流量差值是否存在于预设流量差值范围内；当所述流量差值存在于所述预设流量差值范围内时，将所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的第二进气流量值替换为所述第一进气流量值。
进一步地，所述发动机控制器43还用于：根据所述流量差值对所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的进气流量值进行修正。
进一步地，所述发动机控制器43还用于：当在预存检测数据与进气流量的对应关系中，未查找到所述进气流量检测数据时，将所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值存入所述预存检测数据与进气流量的对应关系中。
上述进气流量信号的处理系统中各单元的具体实现过程，可参见上述进气流量信号的处理方法的流程。
通过上述对进气流量信号进行零点偏移校准和进气流量偏移校准处理，不会因进气系统发生微弱变化导致进气流量测量失真，可以准确的提供进气流量信号，有助于发动机精确控制喷油、排放和系统监控。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种进气流量信号的处理方法，其特征在于，所述方法包括：
获取发动机的工作状态；
当所述工作状态为带电未启动状态时，对进气流量信号进行零点偏移校准处理，
其中，所述对进气流量信号进行零点偏移校准处理包括：
获取空气流量计MAF传感器的零点检测数据；
计算预存零点数据与所述零点检测数据之间的差值；
判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；
当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点数据替换为所述零点检测数据；
当所述工作状态为倒拖状态时，对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理，
其中，所述对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理包括：
获取所述MAF传感器的进气流量检测数据；
根据发动机参数计算得到第一进气流量值；
在预存检测数据与进气流量的对应关系中，查找所述进气流量检测数据对应的进气流量值作为第二进气流量值；
计算所述第一进气流量值与所述第二进气流量值之间的流量差值；
判断所述流量差值是否存在于预设流量差值范围内；
当所述流量差值存在于所述预设流量差值范围内时，将所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的第二进气流量值替换为所述第一进气流量值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述差值对所述MAF传感器的进气流量检测数据进行修正。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据发动机参数计算得到第一进气流量值包括：
根据F＝Veff*ES*CP*ED/CT/574.1计算得到所述第一进气流量值，其中F为所述第一进气流量值，Veff为容积效率，ES为发动机转速，CP为进气歧管压力，ED为发动机排量，CT为进气歧管温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据发动机参数计算得到第一进气流量值包括：
根据
Figure FDA0002232353990000021
计算得到所述第一进气流量值，其中Q为所述第一进气流量值，S1和S2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的截面积，p1与p2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，ρ为流体密度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述流量差值对所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的进气流量值进行修正。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当在预存检测数据与进气流量的对应关系中，未查找到所述进气流量检测数据时，将所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值存入所述预存检测数据与进气流量的对应关系中。
8.一种进气流量信号的处理系统，其特征在于，所述系统包括：
空气流量计MAF传感器，用于获取零点检测数据和进气流量检测数据；
发动机参数采集装置，用于获取计算进气流量值时所需的发动机参数；
发动机控制器，用于获取发动机的工作状态，当所述工作状态为带电未启动状态时，对进气流量信号进行零点偏移校准处理，当所述工作状态为倒拖状态时，对进气流量信号进行进气流量偏移校准处理，
其中，所述发动机控制器还用于：获取所述MAF传感器的零点检测数据；计算预存零点数据与所述零点检测数据之间的差值；判断所述差值是否存在于预设零点差值范围内；当所述差值存在于所述预设零点差值范围内时，将所述预存零点数据替换为所述零点检测数据；
所述发动机控制器还用于：获取所述MAF传感器的进气流量检测数据；根据发动机参数计算得到第一进气流量值；在预存检测数据与进气流量的对应关系中，查找所述进气流量检测数据对应的进气流量值作为第二进气流量值；计算所述第一进气流量值与所述第二进气流量值之间的流量差值；判断所述流量差值是否存在于预设流量差值范围内；当所述流量差值存在于所述预设流量差值范围内时，将所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的第二进气流量值替换为所述第一进气流量值。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：根据所述差值对所述MAF传感器的进气流量检测数据进行修正。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：当所述差值不存在于所述预设零点差值范围内时，提示故障。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发动机参数采集装置为进气温度压力传感器，用于获取进气歧管上的进气歧管温度和进气歧管压力，所述发动机控制器还用于：根据F＝Veff*ES*CP*ED/CT/574.1计算得到所述第一进气流量值，其中F为所述第一进气流量值，Veff为容积效率，ES为发动机转速，CP为进气歧管压力，ED为发动机排量，CT为进气歧管温度。
12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发动机参数采集装置为文丘里管，安装在进气歧管内，用于获取所述文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，所述发动机控制器还用于：根据
Figure FDA0002232353990000041
计算得到所述第一进气流量值，其中Q为所述第一进气流量值，S1和S2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的截面积，p1与p2分别为文丘里管入口截面处与喉道处的平均压力，ρ为流体密度。
13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：根据所述流量差值对所述预存检测数据与进气流量的对应关系中的进气流量值进行修正。
14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发动机控制器还用于：当在预存检测数据与进气流量的对应关系中，未查找到所述进气流量检测数据时，将所述进气流量检测数据和所述第一进气流量值存入所述预存检测数据与进气流量的对应关系中。
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