CN111316074B - 进气量测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

进气量测量装置包括旁通型空气流量计和处理器，该处理器基于空气流量计的测量结果来计算发动机的进气量。当计算进气量时，该处理器基于主通路和旁通通路的损失系数来执行对旁通通路中的进气流量的变化相对于主通路中的进气流量的变化的响应延迟的滞后补偿或超前补偿。该处理器使得在补偿中使用的主通路和旁通通路的损失系数的值在前向流动状态和回流状态之间不同，其中，在该前向流动状态下，进气沿向前方向流过主通路，并且，在该回流状态下，进气沿相反方向流过主通路。

Description

进气量测量装置和方法

技术领域

本公开涉及一种利用旁通型空气流量计来测量发动机的进气量的进气量测量装置和方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月28日提交的日本专利申请第2017-228087号的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

背景技术

安装在车辆上的发动机例如包括进气量测量装置。该测量装置可以包括旁通型空气流量计，该旁通型空气流量计将流过进气通路的进气分成主通路和旁通通路，并输出在旁通通路中的进气流量的测量结果。测量装置通过基于由空气流量计输出的旁通通路中的进气流量(旁通流量)的测量结果来计算进气量，从而测量发动机的进气量。当主通路中的进气流量(主流量)发生变化时，旁通流量在一定延迟之后发生变化。主流量变化与旁通流量变化之间的响应延迟(旁通延迟)的持续时间可以从主通路和旁通通路的损失系数确定。当计算进气量时，专利文献1的进气量测量装置基于主通路和旁通通路的损失系数补偿旁通延迟，以同步流量值。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开专利公报第2006-2581号。

发明内容

技术问题

在空气流量计中，由于诸如流过进气通路的进气的脉动之类的因素，进气可能存在暂时的回流。然而，传统的进气量测量装置在不考虑空气流量计中的这种进气的回流的情况下补偿旁通延迟。当存在回流时，这降低了测量进气量的准确性。

本公开的目的是提供即使在空气流量计中发生进气的回流时也能够准确地测量进气量的进气量测量装置和方法。

问题的解决方案

为了实现该目的，进气量测量装置包括：旁通型空气流量计，所述旁通型空气流量计被构造成将流过进气通路的进气分成主通路和旁通通路，并输出在旁通通路中的进气流量的测量结果；和处理器，所述处理器被构造成基于空气流量计的测量结果来计算发动机的进气量。在空气流量计中，当主通路中的进气流量(主流量)发生变化时，旁通通路中的进气流量(旁通流量)在一定延迟之后发生变化。由空气流量计输出的旁通流量的测量结果包括在主流量变化和旁通流量变化之间的响应延迟(旁通延迟)。为了计算进气量，可以对包括旁通延迟的空气流量计的测量结果进行针对旁通延迟的滞后补偿或超前补偿，以同步流量。

可以基于主通路的损失系数和旁通通路的损失系数来计算旁通延迟的持续时间。进气量测量装置的处理器被构造成在计算进气量时执行滞后补偿或超前补偿。执行滞后补偿或超前补偿以基于主通路的损失系数和旁通通路的损失系数来补偿旁通通路中的进气流量的变化相对于主通路中进气流量的变化的响应延迟。

空气流量计中的主通路和旁通通路均具有相对于在进气的流动方向上的其轴线不对称的形状。因此，在每个通路中，前向流动状态下的损失系数与回流状态下的损失系数不同。由于这个原因，如果使用与在前向流动状态下相同的值来补偿回流状态下的旁通延迟，则该补偿是不合适的并且使进气量的测量精度降低。在这方面，上述进气量测量装置的处理器被构造成使得用于补偿旁通延迟的主通路的损失系数和旁通通路的损失系数的值在前向流动状态和回流状态之间不同，其中，在该前向流动状态下，进气沿向前方向流过主通路，并且，在该回流状态下，进气沿相反方向流过主通路。这使得在前向流动状态下和回流状态下都能够准确补偿旁通延迟。因此，即使当在空气流量计中发生了进气的回流时，进气量测量装置也能够准确地测量进气量。

主通路和旁通通路中的每一个通路的损失系数根据通路中的进气的流速和流速变化量而变化。因此，优选地，用于补偿旁通延迟的每个通路的损失系数的值根据流速和流速变化量而改变。对于主通路和旁通通路来说，在前向流动状态和回流状态下的损失系数的变化是相似的。这样，进气量测量装置的处理器被构造成如下计算用来补偿旁通延迟的损失系数。将用于在前向流动状态下进行补偿的主通路的损失系数的值定义为前向主损失系数，并且将用于在前向流动状态下进行补偿的旁通通路的损失系数的值定义为前向旁通损失系数。该处理器被构造成基于主通路中的进气的流速和主通路中的流速变化量中的至少一项来计算前向主损失系数。处理器还被构造成基于旁通通路中的进气的流速和旁通通路中的流速变化量中的至少一项来计算前向旁通损失系数。处理器被构造成通过将前向主损失系数乘以预定回流校正系数来获得乘积，并且将该乘积计算为用于在所述回流状态下补偿旁通延迟的主通路的损失系数的值。处理器还被构造成通过将前向旁通损失系数乘以该回流校正系数来获得乘积，并将该乘积计算为用于在回流状态下补偿旁通延迟的旁通通路的损失系数的值。

为了实现该目的，进气量测量方法包括：通过使用旁通型空气流量计，将在进气通路中流动的进气分成主通路和旁通通路，并且输出旁通通路中的进气流量的测量结果，基于空气流量计的测量结果来计算发动机的进气量，当计算进气量时，基于主通路的损失系数和旁通通路的损失系数来执行对旁通通路中的进气流量的变化相对于主通路中进气流量的变化的响应延迟的滞后补偿或超前补偿，并使得主通路和旁通通路的用于补偿的损失系数的值在前向流动状态和回流状态之间不同，其中，在该前向流动状态下，进气沿向前方向流过主通路，并且，在该回流状态下，进气沿相反方向流过主通路。

在该进气量测量方法中，将用于在前向流动状态下进行补偿的主通路的损失系数的值定义为前向主损失系数，并且将用于在前向流动状态下进行补偿的旁通通路的损失系数的值定义为前向旁通损失系数。该方法还包括：基于主通路中的进气的流速和主通路中的流速变化量中的至少一项来计算该前向主损失系数；基于旁通通路中的进气的流速和旁通通路中的流速变化量中的至少一项来计算前向旁通损失系数；通过将前向主损失系数乘以预定回流校正系数来获得乘积，并且将该乘积计算为用于在回流状态下进行补偿的主通路的损失系数的值；以及通过将前向旁通损失系数乘以该回流校正系数来获得乘积，并将该乘积计算为用于在回流状态下进行补偿的旁通通路的损失系数的值。

根据结合说明了示例性实施例的附图的以下描述，本公开的其它方面和优点将变得显而易见。

附图说明

[图1]示出在使用了一个实施例的进气量测量装置的发动机的进气系统的结构的示意图。

[图2]设置在进气量测量装置中的空气流量计的示意性截面图。

[图3]示出用于计算进气量测量装置中的进气量的处理流程的框图。

[图4]示出由进气量测量装置执行的用于计算进气量的旁通延迟补偿例程的顺序的流程图。

[图5]示出主流速、主流速变化量和前向主损失系数Cs0之间的关系的图。

[图6]示出了旁通流速、旁通流速变化量和前向旁通损失系数Cb0之间的关系的图。

具体实施方式

参照图1至图6，现在详细描述进气量测量装置和方法的实施例。

如图1中所示，本实施例的进气量测量装置用于发动机10。发动机10的进气通路11的上游端包括空气滤清器12，该空气滤清器12清洁进气通路11中的进气。空气流量计13在进气通路11中位于空气滤清器12的下游。节气门14和节气开度传感器15在进气通路11中位于空气流量计13的下游。节气门14的开度(节气开度TA)利用驱动装置(诸如直流马达)控制，并且利用节气开度传感器15检测。

调压箱16在进气通路11中位于节气门14的下游。调压箱16包括进气压力传感器17，该进气压力传感器17检测调压箱16中的进气压力(进气压力PM)。调压箱16通过进气歧管18和缸的进气口19被连接到缸的燃烧室20。进气歧管18是用于将进气分配到缸的支管。燃料喷射阀21被设置在每个缸的进气口19处以喷射燃料。在每个缸的进气口19和燃烧室20之间设置有进气门22，以相对于燃烧室20打开和关闭进气口19。

空气流量计13和进气压力传感器17将检测信号输出到电子控制单元23以用于发动机控制。电子控制单元23还接收来自大气压力传感器24、曲轴角度传感器25和加速器操作量传感器26的检测信号。大气压力传感器24检测大气压力PA。每当作为发动机10的输出轴的曲轴旋转了预定角度时，曲轴角度传感器25就输出脉冲信号CRNK。加速器操作量传感器26检测加速器踏板的下压量(加速器操作量ACCP)。

电子控制单元23包括：存储器23A，所述存储器23A存储用于发动机控制的各种程序；以及微型计算机23B，所述微型计算机23B读取并执行存储在存储器23A中的程序。微型计算机23B读取并执行存储器23A中的程序以执行以下描述的处理。作为发动机控制的处理之一，电子控制单元23基于由曲轴角度传感器25输出的脉冲信号CRNK来计算发动机转速NE。

参照图2，空气流量计13的结构如下。空气流量计13是旁通型空气流量计，该旁通型空气流量计将流过进气通路11的进气分成主通路27和U形旁通通路28。可以包括有铂热线30和温度传感器31的热流量计29被放置在空气流量计13的旁通通路28中。

空气流量计13包括电流控制电路32，该电流控制电路32控制供给到热线30的供给电流IA。电流控制电路32基于施加到热线30的供给电流IA和电压之间的关系来获得热线30的温度。电流控制电路32控制供给到热线30的供给电流IA，以维持由温度传感器31检测到的进气温度与热线30的温度之间的恒定差值。

引入到热线30的热量取决于供给电流IA，而从热线30散发到进气中的热量取决于进气的流量和进气与热线30之间的温度差。因此，热线30的供给电流IA明确地取决于旁通通路28中的进气流量(旁通流量)，该供给电流IA保持引入的热量和散发的热量之间的平衡，并且因此保持进气和热线30之间的温度恒定。空气流量计13将热线30的供给电流IA作为测量结果输出到电子控制单元23。

电子控制单元23被构造成基于从空气流量计13输入的供给电流IA计算发动机10的进气量Q。在本实施例的进气量测量装置中，电子控制单元23用作基于空气流量计13的测量结果计算进气量Q的处理器。

进气量的计算

图3示出了由电子控制单元23执行的用于计算进气量Q的处理的流程。进气量Q的计算使用包括有电子节气模型M1、多TA模型M2、多进气管模型M3、多进气门模型M4和AFM模型M5。出于说明的目的，图3示出了多个TA模型M2、多个进气管模型M3和多个进气门模型M4。然而，本实施例仅包括一个TA模型M2、一个进气管模型M3和一个进气门模型M4。

电子节气模型M1基于诸如当前节气开度TA和加速器操作量ACCP等参数，计算并输出从现在开始经过预定时间段之后的节气开度的预测值(未来节气开度TA0)。电子节气模型M1被实现为用于根据节气门14的行为的物理模型来计算未来节气开度TA0的程序。

TA模型M2基于诸如节气开度、发动机转速和进气压力等参数计算并输出主流量的估计值。TA模型M2被实现为用于根据流过节气门14的进气的行为的物理模型来计算主流量的估计值的程序。

进气管模型M3基于主流量计算并输出进气通路11中的节气门14下游的区段中的进气的压力(进气压力)的估计值。进气管模型M3被实现为用于根据流过进气通路11的进气的行为的物理模型来计算进气压力的估计值的程序。由进气管模型M3计算出的进气压力的估计值反映了由进气门22的打开和关闭而引起的进气压力的变化。这种变化是由进气门模型M4计算的，该进气门模型M4是与进气门22的打开和关闭相关联的进气行为的物理模型。

AFM模型M5计算并输出通过对于输入主流量执行滞后补偿而获得的值，该滞后补偿对应于空气流量计13的响应延迟。AFM模型M5包括两个模型，旁通延迟模型M6和散热延迟模型M7。旁通延迟模型M6被实现为输出通过对于输入值执行滞后补偿而获得的值的程序，其中，该滞后补偿对应于旁通流量中的变化相对于主流量中的变化的响应延迟和(旁通延迟)。散热延迟模型M7被实现为输出通过对于输入值执行滞后补偿而获得的值的程序，该滞后补偿对应于热线30的散热量的变化相对于主流量中的变化的响应延迟(散热延迟)。

电子控制单元23被构造成重复预测进气压力计算处理S1、AFM输出进气压力计算处理S2、当前进气压力计算处理S3、AFM同步进气压力计算处理S4和进气量计算处理S5，以针对每个预定计算周期来计算每个计算周期的进气量Q。

预测进气压力计算处理S1计算未来进气压力P0，该未来进气压力P0是从现在开始经过预定时间段之后的进气压力的预测值。处理S1首先将检测到的当前节气开度TA和检测到的加速器操作量ACCP输入到电子节气模型M1，以计算未来节气开度TA0。然后，将计算出的未来节气开度TA0、当前发动机转速NE以及在前一个计算周期中计算出的未来进气压力P0的值输入到TA模型M2中，以计算未来主流量QA0，该未来主流量QA0是从现在开始经过预定时间段之后的主流量的预测值。此外，将计算出的未来主流量QA0输入到进气管模型M3，以计算未来进气压力P0，该未来进气压力P0被馈送到进气量计算处理S5。

AFM输出进气压力计算处理S2计算AFM输出进气压力P1，该AFM输出进气压力P1是基于空气流量计13的测量结果而获得的进气压力的估计值。处理S2首先基于热线30的供给电流IA计算测量主流量QA，该测量主流量QA由空气流量计13输出。测量主流量QA的计算使用计算映射图MP1，该计算映射图MP1包含稳定状态下的主流量和供给电流IA之间的关系，该关系是通过实验预先获得的。然后，将计算出的测量主流量QA输入到进气管模型M3，以计算AFM输出进气压力P1，该AFM输出进气压力P1被馈送到进气量计算处理S5。这样基于空气流量计13的测量结果计算出的AFM输出进气压力P1的值包括延迟，该延迟对应于空气流量计13相对于当前进气压力的响应延迟。

当前进气压力计算处理S3计算当前进气压力P2，该当前进气压力P2是当前进气压力的估计值。也就是说，处理S3首先将检测到的当前节气开度TA、检测到的发动机转速NE和在前一个计算周期中获得的当前进气压力P2的值输入到TA模型M2，以计算当前主流量QA1，该主流量QA1是当前主流量的估计值。将计算出的当前主流量QA1输入到进气管模型M3，以计算当前进气压力P2。在处理S3中计算出的当前主流量QA1被馈送到AFM同步进气压力计算处理S4中。

AFM同步进气压力计算处理S4计算AFM同步进气压力P3，该AFM同步进气压力P3是通过对当前进气压力P2执行滞后补偿而获得的值，该滞后补偿对应于空气流量计13的响应延迟。处理S4将当前主流量QA1(该当前主流量QA1在当前进气压力计算处理S3中获得的)输入到旁通延迟模型M6，以计算出旁通延迟补偿流量QA2，该旁通延迟补偿流量QA2是通过对当前主流量QA1执行滞后补偿而获得的值，该滞后补偿对应于旁通延迟。然后，将旁通延迟补偿流量QA2输入到散热延迟模型M7，以计算散热延迟补偿流量QA3，该散热延迟补偿流量QA3是通过对旁通延迟补偿流量QA2执行滞后补偿而获得的值，该滞后补偿对应于散热延迟。这样算出的散热延迟补偿流量QA3包括空气流量计13的响应延迟，即相对于当前主流量QA1的旁通延迟与散热延迟的总和。此外，处理S4将计算出的散热延迟补偿流量QA3输入到进气管模型M3，以计算AFM同步进气压力P3，该AFM同步进气压力P3被馈送到进气量计算处理S5。这样计算出的AFM同步进气压力P3的值相当于响应的AFM输出进气压力P1。

进气量计算处理S5从AFM输出进气压力P1中减去AFM同步进气压力P3，并且将从该减法获得的差值加到未来进气压力P0，即(P0+P1-P3)。由此计算出预测进气压力P。然后，使用计算映射图MP2从预测进气压力P计算进气量Q，该计算映射图MP2包含通过实验预先获得的发动机10中的进气压力与进气量之间的关系。由此计算出的进气量Q是从现在开始经过预定时间段之后的进气量的预测值。

旁通延迟模型

图4示出了由电子控制单元23执行的用于计算旁通延迟模型M6中的旁通延迟补偿流量QA2的旁通延迟补偿例程的过程。电子控制单元23针对上述每个计算周期重复该例程的处理。

该例程的处理在步骤S100开始，在步骤S100中，使用以下的等式(1)并基于当前主流量QA1、空气密度ρ和进气通路11的截面的通路截面面积S(在该进气通路11的截面中布置有空气流量计13)计算主通路27中的进气流速(主流速Us[i])。基于由温度传感器31检测到的进气温度和由大气压力传感器24检测到的大气压力PA来计算空气密度ρ。

[数学.1]

然后，在步骤S110处，计算前向主损失系数Cs0。前向主损失系数Cs0是在前向流动状态下的主通路27的损失系数，在前向流动状态下，进气沿向前方向流过空气流量计13，即，朝向燃烧室20流动。损失系数Cs0是基于在前一个计算周期中执行该例程时计算出的主流速Us的值(前一个主流速Us[i-1])和主流速Us的变化量(主流速变化量ΔUs)来计算的。本实施例使用通过从前一个主流速Us[i-1]中减去在倒数第二个计算周期中计算出的主流速Us的值而获得的差值作为主流速变化量ΔUs。

图5示出了在用于计算前向主损失系数Cs0的计算映射图中的前一个主流速Us[i-1]、主流速变化量ΔUs和前向主损失系数Cs0之间的关系。如图5中所示，当前一个主流速Us[i-1]较低并且主流速变化量ΔUs较大时，前向主损失系数Cs0较大。

在步骤S120处，计算前向旁通损失系数Cb0。前向旁通损失系数Cb0是在前向流动状态下的旁通通路28的损失系数。前向旁通损失系数Cb0是基于在前一个计算周期中执行该例程时计算出的旁通流速Ub的值(前一个旁通流速Ub[i-1])和旁通流速Ub的变化量(旁通流速变化量ΔUb)来计算的。本实施例使用通过从前一个旁通流速Ub[i-1]中减去在倒数第二个计算周期中计算出的旁通流速Ub的值而获得的差作为旁通流速变化量ΔUb。

图6示出了在用于计算前向旁通损失系数Cb0的计算映射图中的前一个旁通流速Ub[i-1]、旁通流速变化量ΔUb和前向旁通损失系数Cb0之间的关系。如图6中所示，当前一个旁通流速Ub[i-1]较低并且旁通流速变化量ΔUb较大时，前向旁通损失系数Cb0较大。

然后，在步骤S130处，判定当前主流量QA1是否大于或等于0。当前主流量QA1的值的符号(正或负)表示流过主通路27的进气的方向。也就是说，当前主流量QA1在前向流动状态下为正值，在该前向流动状态下,进气沿向前方向流过主通路27。当前主流量QA1在回流状态下为负值，在该回流状态下，进气沿相反方向(朝向空气滤清器12的方向)流过主通路27。在当前主流量QA1为0的情况下，为方便起见，本例程将主通路27设定为在前向流动状态下。

如果当前主流量QA1大于或等于0，并且因此主通路27在前向流动状态(步骤S130：是)下，则处理前进到步骤S140。在步骤S140处，将在步骤S110处计算出的前向主损失系数Cs0设定为主通路27的损失系数Cs的值，该主通路27的损失系数Cs的值在步骤S160处用于计算旁通流速Ub[i]。另外，在步骤S140处，将在步骤S120处计算出的前向旁通损失系数Cb0设定为旁通通路28的损失系数Cb的值，该旁通通路28的损失系数Cb的值用于计算旁通流速Ub[i]。

如果当前主流量QA1为负值，并且因此主通路27在回流状态(步骤S130：否)下，则处理前进到步骤S150。在步骤S150处，将通过在步骤S110处计算出的前向主损失系数Cs0乘以预定回流校正系数Re而获得的乘积设定为主通路27的损失系数Cs的值，该主通路27的损失系数Cs的值用于计算旁通流速Ub[i]。另外，在步骤S150处，将通过在步骤S120处计算出的前向旁通损失系数Cb0乘以回流校正系数Re而获得的乘积设定为设定为旁通通路28的损失系数Cb的值，该旁通通路28的损失系数Cb的值用于计算旁通流速Ub[i]。

在步骤S140处或步骤S150处设定损失系数Cs和Cb的值之后，处理前进到步骤S160。在步骤S160处，计算旁通流速Ub[i]，该旁通流速Ub[i]是流过旁通通路28的进气的流速。

主通路27和旁通通路28的流体运动等式分别由等式(2)和(3)表示。在等式(2)和(3)中，ΔP表示在主通路27或旁通通路28的入口和出口处的压力的差，Ls表示主通路27的长度，并且Lb表示旁通通路28的长度。

[数学.2]

[数学.3]

通过对旁通流速Ub[i]求解等式(2)和(3)，导出等式(4)。在步骤S160处，基于主流速Us、损失系数Cs和Cb以及前一个主流速Us[i-1]和前一个旁通流速Ub[i-1](它们是在前一个计算周期中计算出的主流速和旁通流速的值)，将满足式(4)的值计算为旁通流速Ub[i]。

[数学.4]

然后，在步骤S170处，基于当前主流速Us[i]以及损失系数Cs和Cb，将满足等式(5)的值计算为旁通延迟主流速Usb。旁通延迟主流速Usb是通过对当前主流速Us[i]执行滞后补偿而获得的值，该滞后补偿对应于旁通延迟。假设等式(2)和(3)在稳定状态下成立，并通过将时间导数设定为0，则可通过求解主流速Us的等式(2)和(3)得出等式(5)的关系。

[数学.5]

然后，在步骤S180处，基于旁通延迟主流速Usb、空气密度ρ和通路截面面积S，将满足等式(6)的值计算为旁通延迟补偿流量QA2。这样，该例程结束。

[数学.6]

QA2＝Usb·ρ·S…(6)

散热延迟模型

如上所述，AFM同步进气压力计算处理S4将旁通延迟补偿流量QA2输入到散热延迟模型M7，使得通过对旁通延迟补偿流量QA2执行滞后补偿来获得散热延迟补偿流量QA3的值，该滞后补偿对应于散热延迟。散热延迟模型M7如下计算散热延迟补偿流量QA3。

散热延迟模型M7首先基于旁通延迟补偿流量QA2计算完全散热量W。完全散热量W是当主流量被维持在对应于旁通延迟补偿流量QA2的值时的热线30的散热量的收敛值。完全散热量W是使用包含主流量和热线30的散热量的收敛值之间的关系的计算映射图来计算的，该关系是通过实验预先获得的。然后，通过使用基于测量主流量QA计算出的时间常数τ对完全散热量W进行一阶延迟处理来计算响应散热量w。该响应散热量w用于计算散热延迟补偿流量QA3。散热延迟补偿流量QA3是使用包含主流量与在稳定状态下的热线30的散热量之间的关系的计算映射图来计算的，该关系通过实验预先获得的。即，在计算映射图中对应于散热量(该散热量等于响应散热量w)的主流量的值被计算为散热延迟补偿流量QA3。

本实施例的操作和优点

现在将描述本实施例的操作和优点。

本实施例通过对当前主流量QA1执行滞后补偿来获得旁通延迟补偿流量QA2，该滞后补偿是使用物理模型获得的，并且对应于空气流量计13的旁通延迟。此外，本实施例通过对旁通延迟补偿流量QA2执行滞后补偿来获得散热延迟补偿流量QA3，该滞后补偿对应于空气流量计13的散热延迟。基于散热延迟补偿流量QA3计算出的AFM同步进气压力P3相当于根据响应从空气流量计13的测量结果获得的AFM输出进气压力P1。这样，AFM输出进气压力P1和AFM同步进气压力P3之间的任何差值都对应于空气流量计13的测量结果与物理模型的预测结果的偏差。

本实施例将AFM输出进气压力P1和AFM同步进气压力P3之间的差值加到未来进气压力P0(该未来进气压力P0是使用物理模型获得的未来的(从现在开始经过预定时间段之后)进气压力的预测值)，从而获得用于计算进气量Q的预测进气压力P。因此，将空气流量计13的测量结果计入使用物理模型获得的预测值中，由此提高了进气量Q的计算的准确性。

旁通延迟补偿流量QA2是通过使用主通路27和旁通通路28的损失系数Cs和Cb对当前主流量QA1执行滞后补偿来计算的。进气通路11中的进气的脉动或其它因素可能导致空气流量计13中的进气的回流。空气流量计13的主通路27和旁通通路28的形状相对于其在流动方向上的轴线是不对称的。因此，在前向流动状态下的主通路27和旁通通路28的损失系数Cs和Cb与在回流状态下的损失系数Cs和Cb不同。

在该实施例中，在前向流动状态下的用于执行对应于旁通延迟的滞后补偿的损失系数Cs和Cb的值(旁通延迟补偿流量QA2的计算)不同于在回流状态下使用的损失系数Cs和Cb的值。这使得能够在前向流动状态下和在回流状态下都能够对旁通延迟进行准确的滞后补偿。因此，即使当空气流量计13中发生进气的回流时，本实施例的进气量测量装置也准确地测量进气量。

主通路27的损失系数Cs中的在前向流动状态和回流状态之间的差值等于旁通通路28的损失系数Cb中的在前向流动状态和回流状态之间的差值。这样，在本实施例中，将在前向流动状态下的损失系数Cs和Cb的值(前向主损失系数Cs0和前向旁通损失系数Cb0)乘以预定的回流校正系数Re而获得的乘积设定为用于在回流状态下进行旁通延迟补偿的损失系数Cs和Cb的值。这消除了除了制备用于前向流动状态的损失系数Cs和Cb的计算映射图之外还要制备用于回流状态的损失系数Cs和Cb的计算映射图的需求，由此简化了损失系数计算的逻辑的构造。

本实施例可以进行如下变型。可以将上述实施例和以下变型组合，只要组合的变型在技术上保持彼此一致即可。

上述实施例基于通路27和28中的流速以及流速变化量来计算主通路27和旁通通路28的损失系数。然而，可以基于流速和流速变化量中的一项来计算主通路27和旁通通路28中的每一个通路的损失系数。另外，当流速和流速变化量对主通路27和旁通通路28的损失系数的变化具有有限的影响时，前向主损失系数Cs0和前向旁通损失系数Cb0可以是固定值。

除了前向主损失系数Cs0和前向旁通损失系数Cb0的计算映射图之外，还可以单独制备用于回流状态的计算映射图，以便用于获得用于在回流状态下的旁通延迟补偿的损失系数Cs和Cb的值。

当发动机10处于进气量没有显著变化的稳定运行状态下或者处于进气量较小的低负荷运行状态下时，空气流量计13的响应延迟对于进气量的测量(计算)的准确性具有有限的影响。当空气流量计13的响应延迟具有有限的影响时，可以通过使用当前进气压力P2代替AFM同步进气压力P3并且不执行AFM同步进气压力计算处理S4来计算预测进气压力P。

旁通延迟模型M6的逆模型和散热延迟模型M7的逆模型可以应用于测量主流量QA，使得通过对测量主流量QA执行超前补偿(该超前补偿对应于响应延迟)来计算值，该值是空气流量计13的测量结果。这样计算出的值不包括响应延迟，并且相当于响应的当前主流量QA1。这样，为了计算预测进气压力P，可以使用通过将对测量主流量QA执行超前补偿而获得的值输入到进气管模型M3而计算出的进气压力来代替AFM输出进气压力P1，并且可以使用当前进气压力P2代替AFM同步进气压力P3。

上述实施例的进气量测量装置基于空气流量计13的测量结果来计算未来进气量的预测值。即，上述实施例计算从现在开始经过预定时间段之后的进气量的预测值。替代地，进气量测量装置可以被构造成根据空气流量计的检测结果而不是未来进气量的预测值来计算当前进气量。在这种情况下，将旁通延迟模型M6的逆模型和散热延迟模型M7的逆模型应用于空气流量计13的测量结果，以通过对空气流量计13的响应延迟进行超前补偿来计算值。计算出的值可用于获得当前进气量。此外，在回流状态下，在旁通延迟模型M6的逆模型中使用的主通路和旁通通路27和28的损失系数Cs和Cb的值可以与在前向流动状态下在旁通延迟模型M6的逆模型中使用的主通路和旁通通路27和28的损失系数Cs和Cb的值不同。即使在空气流量计13中发生进气的回流时，这也能够准确地测量当前进气量。

当热线30的散热量的变化相对于进气流量的变化的延迟不明显时，不必使用散热延迟模型M7或其逆模型。可以仅使用旁通延迟模型M6或其逆模型来执行对应于空气流量计13的响应延迟的滞后补偿或超前补偿。

上述实施例使用了空气流量计13，该空气流量计13将热线30的供给电流IA作为旁通通路28的进气流量的测量结果而输出，其中，该热线30的供给电流IA是维持旁通通路28中的热线30和进气之间的恒定温度差值所需要的。代替该空气流量计13，可以使用以不同的方式测量旁通通路中的进气流量的空气流量计。例如，可以使用在旁通通路中包括基板(诸如硅芯片)的空气流量计。该基板包括加热器和位于加热器的上游和下游侧上的温度传感器。由这两个温度传感器检测到的值之间的差值作为旁通通路中进气流量的测量结果输出。换句话说，上述实施例的空气流量计13可以由任何旁通型空气流量计代替，并且该旁通型空气流量计将流过进气通路的进气分成主通路和旁通通路，并输出旁通通路中的进气流量的测量结果。

在实施例中，电子控制单元23不限于包括中央处理单元和存储器并且通过软件执行所有上述处理的设备。例如，电子控制单元23可以包括执行各种处理中的至少一部分的专用硬件(专用集成电路：ASIC)。即，电子控制单元23可以是包括以下的电路：1)一个或多个专用硬件电路，例如ASIC；2)一个或多个根据计算机程序(软件)进行操作的处理器(微计算机)；或3)它们的组合。

因此，本示例和实施例应被认为是说明性的而不是限制性的，并且本公开不限于在此给出的示例和实施例。

Claims (2)

1.一种进气量测量装置，包括：

旁通型空气流量计，所述旁通型空气流量计被构造成将在进气通路中流动的进气分成主通路和旁通通路，并且输出所述旁通通路中的进气流量的测量结果；以及

处理器，所述处理器被构造成基于所述空气流量计的所述测量结果来计算发动机的进气量，其中

所述处理器被构造成：

当计算所述进气量时，基于所述主通路的损失系数和所述旁通通路的损失系数来执行对所述旁通通路中的进气流量的变化相对于所述主通路中的进气流量的变化的响应延迟的滞后补偿或超前补偿；并且

使在所述补偿中使用的所述主通路和所述旁通通路的损失系数的值在前向流动状态和回流状态之间不同，其中，在所述前向流动状态下，进气沿向前方向流过所述主通路，并且，在所述回流状态下，进气沿相反方向流过所述主通路，

其中：

将用于在所述前向流动状态下进行补偿的所述主通路的损失系数的值定义为前向主损失系数，

将用于在所述前向流动状态下进行补偿的所述旁通通路的损失系数的值定义为前向旁通损失系数，并且

所述处理器被构造成：

基于所述主通路中的进气的流速和所述主通路中的流速的变化量中的至少一项来计算所述前向主损失系数，

基于所述旁通通路中的进气的流速和所述旁通通路中的流速的变化量中的至少一项来计算所述前向旁通损失系数，

通过将所述前向主损失系数乘以预定回流校正系数来获得乘积并且将该乘积计算为用于在所述回流状态下进行补偿的所述主通路的损失系数的值，并且

通过将所述前向旁通损失系数乘以所述回流校正系数来获得乘积并且将该乘积计算为用于在所述回流状态下进行补偿的所述旁通通路的损失系数的值。

2.一种进气量测量方法，包括：

通过使用旁通型空气流量计来将在进气通路中流动的进气分成主通路和旁通通路，并且输出所述旁通通路中的进气流量的测量结果；

基于所述空气流量计的所述测量结果计算发动机的进气量；

当计算所述进气量时，基于所述主通路的损失系数和所述旁通通路的损失系数来执行对所述旁通通路中的进气流量的变化相对于所述主通路中的进气流量的变化的响应延迟的滞后补偿或超前补偿；以及

使在所述补偿中使用的所述主通路和所述旁通通路的损失系数的值在前向流动状态和回流状态之间不同，其中，在所述前向流动状态下，进气沿向前方向流过所述主通路，并且，在所述回流状态下，进气沿相反方向流过所述主通路，

其中：

将用于在所述前向流动状态下进行补偿的所述主通路的损失系数的值定义为前向主损失系数，

将用于在所述前向流动状态下进行补偿的所述旁通通路的损失系数的值定义为前向旁通损失系数，并且

所述方法还包括：

基于所述主通路中的进气的流速和所述主通路中的流速的变化量中的至少一项来计算所述前向主损失系数，

基于所述旁通通路中的进气的流速和所述旁通通路中的流速的变化量中的至少一项来计算所述前向旁通损失系数；

通过将所述前向主损失系数乘以预定回流校正系数来获得乘积并且将该乘积计算为用于在所述回流状态下进行补偿的所述主通路的损失系数的值；以及

通过将所述前向旁通损失系数乘以所述回流校正系数来获得乘积并且将该乘积计算为用于在所述回流状态下进行补偿的所述旁通通路的损失系数的值。

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