1.本发明涉及用于根据内燃发动机上的压差方法确定质量流量的方法，其中为了计算质量流量信号，质量流量计优选地由用于压差、绝对压力、温度、湿度和气体成分的一个或多个传感器以及计算单元的组合来组成。质量流量信号由评估单元从测量的传感器值中计算和滤波，从而将滤波后的质量流量信号发送到发动机控制单元。此外，本发明涉及用于确定内燃发动机中的质量流量，特别是用于执行根据前述权利要求中的一项所述的方法的评估单元，其中评估单元包括与内燃发动机的发动机控件的数据总线系统的接口。
背景技术：
2.测量内燃发动机中的空气质量或排气质量(egr)的质量流量计必须应对各种干扰变量。内燃发动机中的气体质量流量受到巨大的压力和流量波动(所谓的脉动)以及温度和成分中的快速变化的影响。测量越靠近气缸，测量值的这些脉动和波动就越高。尤其是要返回到燃烧空气的排气、排气再循环(arg或egr)的测量被证明在这方面是非常困难的。
3.许多内燃发动机根据压差原理测量agr和燃烧空气。利用压差原理，动能(即流动速度)被转换为势能，即被转换为压力梯度(压差)。测量的压差因此是质量流量的流动速度的量度。由于动能的二次型特性，在质量流量的低速度和相关联的低流动速率下，产生的压力梯度特别小。
4.不利的是，内燃发动机上的压力和流量脉动也非常高，尤其是在agr/egr的流动速率低的情况下。由于内燃发动机的低转速(也可能与高负载值组合)，所以出现特别明显的脉动。因此，有用信号/干扰信号比率非常不利于根据这些点处的压差(dp)进行测量。目前正在尝试通过使用合适的滤波器来衰减测量信号来对此进行补偿。
5.这种滤波及其所基于的滤波器参数在压差测量中非常复杂，并且尤其涉及质量流量计算前后的绝对压力(pabs)、压差(dp)、温度(temp)和气体成分的滤波以及计算的质量流量信号和计算的介质密度的滤波。根据脉动的类型、频率和高度，通过不同的滤波来实现最佳的测量结果。这种适应马达的电流脉动特性的多极滤波器比固定滤波器具有明显的优势。
6.多极滤波器执行自适应滤波，其结果取决于测量动态：为了实现最佳控制质量，多极滤波器必须适应当前的测量情况。这可以通过对当前测量值(dp、pabs、temp、气体成分)的脉动进行智能分析来完成。为此，特别分析原始测量值的脉动水平和频率，并且然后据此优化不同滤波器的滤波器参数。
7.自适应滤波的缺点是以下事实：即必须首先分析由气缸中的阀开度引起的许多脉动，以确定新的滤波器参数。这些通常是所有气缸的2-3个点火正时或4-6个发动机转数(例如，在800rpm时，4个转数对应于300ms)。特别是在动态负载变化操作和低发动机转速的情况下(如商用车辆发动机经常出现的情况)，这可能太慢而无法在负载变化情况下实现足够的控制质量。
8.然而，对于内燃发动机的排放优化控制，需要高准确度的空气质量测量、高信号质
量以及测量值的稳定性和与此同时的高测量动态。然而，根据当前的技术状态，这些测量参数是相互排斥的。较差的信噪比导致较差的准确度、高阻尼，并且因此控制质量导致低信号动态。
技术实现要素：
9.本申请为自身设定了优化内燃发动机的控制的任务。为此目的，提出了根据权利要求1的方法和根据权利要求6的质量流量计。本发明的一些优选实施例在相应从属权利要求中提及。
具体实施方式
10.本发明的重要基本思想是提出一种方法，其中评估单元的滤波器参数被匹配到测量情况，其中在第一测量情况下，滤波器参数基于当前测量值的脉动的分析来设定，并且其中在第二测量情况下，滤波器参数基于由发动机控件传输的内燃发动机的当前状态数据来设定。另一重要基本思想是提出一种用于确定内燃发动机中的质量流量的质量流量计，其中质量流量信号的滤波器参数基于内燃发动机的状态数据确定，该状态数据可在发动机控件中获得。这种质量流量计优选地具有用于压差、绝对压力、温度、湿度和气体成分的一个或多个传感器以及评估单元的组合。气体成分可以可替代地或附加地由评估单元从模型计算，该模型从egr质量与空气质量的比率确定egr率。
11.这些基本思想使得可以提供用于确定质量流量的第二测量情况，在该测量情况中使用发动机动态自适应滤波器。在第二测量情况下，不是通过传感器以自适应方式确定滤波器参数，而是通过由内燃发动机(特别是由内燃发动机的发动机控件)传输的状态信号来优化滤波器参数。因此，在负载或转速变化的那一刻，传感器可以立即重新并最佳地设定滤波器参数。这也确保在第二测量情况下测量值的最佳控制质量。
12.这些特征实现了智能质量流量计，其在内部至少测量压力、温度和压差，并经由数据总线(特别是数字数据总线，例如经由can-bus)与内燃发动机的发动机控制单元(ecu)通信。根据本发明的评估单元不仅将其测量值发送给ecu，而且还从ecu接收相关的发动机特性或状态数据，诸如发动机转速、负载、egr或节流阀的翻板阀位置(klappenstellung)。因此，内燃发动机的状态信号或状态数据包括内燃发动机的与其当前状态相关的数据。在特别优选的实施例中，这些信号或数据还与内燃发动机的状态的即将发生的变化有关，例如由于当前给予内燃发动机的控制信号，该控制信号将导致发动机状态的变化(例如驾驶员进行的负载调用)。
13.尤其在内燃发动机的低转速下，如果在计算质量流量信号之前对由传感器测量的值进行滤波并且质量流量计算的结果经受进一步的滤波，则这是有利的。这使得可以产生用于控制的稳定信号。
14.除了测量流量外，还可以使用发动机模型(即所谓的填充模型)模拟此类流量(无论是egr还是空气)。这对于发动机控制来说是困难的，因为发动机特性在操作期间变化。特别地，egr冷却器的老化以及还有气缸和密封件的磨损引起填充模型明显恶化。然而，根据本发明的评估单元开辟了集成填充模型并对其进行连续适应性调整的可能性。在评估单元自身功能不佳的情况下，例如由于如低转速、高负载或不利的信噪比导致的低流动速率和
高脉动，填充模型特别感兴趣。在此，评估单元可以切换到基于负载/转速/阀位置的模型。
15.如果填充模型适应内燃发动机的部件的磨损，这是特别有利的。理想情况下，对于这种测量情况，评估单元可以基于在有利负载范围(诸如高转速和高负载)中获得的数据优化自身，并且还可以连续适应车辆的操作期间由于老化而导致的发动机特性的变化。
技术特征：
1.一种根据内燃发动机上的压差方法确定质量流量的方法，其中，为了计算质量流量信号，质量流量计通过传感器测量所述质量流量的压差dp、绝对压力pabs和温度temp，其中所述质量流量信号由所述质量流量计的评估单元滤波，并且其中滤波后的质量流量信号被发送到发动机控件，其特征在于，滤波器参数通过所述评估单元匹配到测量情况，其中在第一测量情况下，所述滤波器参数基于对当前测量值的脉动的分析来设定，并且其中在第二测量情况下，所述滤波器参数基于由发动机控制单元传输的所述内燃发动机的状态数据来设定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内燃发动机的当前状态数据包括所述内燃发动机的负载状态和/或旋转速度和/或所述内燃发动机的排气再循环系统的翻板阀位置。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述内燃发动机的负载变化期间发生从所述第一测量情况到所述第二测量情况的变化。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在第三测量情况下，使用所述内燃发动机的填充模型来确定所述滤波器参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述填充模型适应所述内燃发动机的部件的磨损。6.一种用于确定内燃发动机中的质量流量，特别是用于执行根据前述权利要求中的一项所述的方法的质量流量计，所述质量流量计包括用于测量所述质量流量的压差dp、绝对压力pabs和温度temp的传感器，所述质量流量计包括用于计算质量流量信号的评估单元，并且所述质量流量计包括与所述内燃发动机的发动机控制系统的数据总线系统的接口，用于对所述质量流量信号进行滤波的参数包含所述内燃发动机的状态数据。7.根据权利要求6所述的探针，其特征在于，所述状态数据包括所述内燃发动机的负载状态和/或旋转速度和/或所述内燃发动机的排气再循环系统的翻板阀位置。
技术总结
本发明涉及根据内燃发动机上的压差方法确定质量流量的方法，其中，为了计算质量流量信号，质量流量计通过传感器测量质量流量的压差dp、绝对压力pabs和温度temp，其中质量流量信号由质量流量计的评估单元滤波，并且其中滤波后的质量流量信号被发送到发动机控件，其中滤波器参数通过评估单元匹配到测量情况，其中在第一测量情况下，滤波器参数基于对当前测量值的脉动的分析来设定，并且其中在第二测量情况下，滤波器参数基于由发动机控制单元传输的内燃发动机的状态数据来设定。内燃发动机的状态数据来设定。
技术研发人员：O
受保护的技术使用者：西斯泰克自动有限公司
技术研发日：2020.10.02
技术公布日：2022/5/31
再多了解一些
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