[发明专利]一种智能汽车空气质量流量计

说明书

技术领域

本发明涉及气体流量计，具体说是一种不需增加引线的智能汽车空气质量流量计。

背景技术

热式汽车空气质量流量测量利用热交换原理来实现。汽车用空气质量流量计安装在汽车滤清器和节气门之间的进气通道上，用来测量吸入发动机中的空气量，其输出信号作为汽车发动机燃油电喷系统中控制燃油喷射量的主要参数，决定汽车的基本喷油量和喷油时间。空气质量流量计对整车性能影响很大，直接影响汽车发动机的动力性、经济性、油耗、尾气排放指标等总体性能。

热式空气流量计传感器部分主要有恒温差式和热分布式两种方法。图1是恒温差工作方式的空气流量传感器，在恒温差式方式工作下，流量计控制发热电阻高于环境温度一个固定值，当空气流过发热的电阻时，将带走一部分热量，流量计为维持恒定的温差就必须提供比静止空气下更多能量以补充带走的热量。

传统的方法是流量计将流量传感器1的输出信号使用运算放大器放大和整形，使其输出为所要求的流量/输出电压关系。这种方法存在以下弊病：1.运算电路复杂，使用大量元器件，因而降低了流量计的可靠性；2.由于发热电阻不可能具有完全相同的几何形状和电阻阻值，因而不同的流量传感器在同一流量下输出的电信号会有误差，这就要求调整运算电路的元件参数，使流量计满足规定的流量/输出电压关系，导致生产工艺复杂，生产效率低下；3.由于电路中大量电阻都要求是非标准的精密电阻，要保证精度，就必须大量使用激光调阻，增加生产成本，而激光调阻前不能确定传感器输出信号随流量的准确变化关系，因而即便使用激光调阻，也很难满足精度的要求。

日本发明专利申请公开号CN 1451093A提出一个解决办法，其流量计中的控制电路使用DSP进行控制，通过高于二次表达式的多项表达式的函数，使用软件方法来实现流量/输出电压关系的校准。这种方法实际存在几个问题，1.由于外加了SCI总线，使得流量计引脚与当前各车型配套使用的流量计无法兼容。2.如果SCI总线从流量计的其它部位引出，将破坏传感器的校准过程中的流体流场，因而使校准流场与实际使用流场不同产生误差，实际上传感器的校准过程几乎无法进行；3.在流量/电压输出的过程中，只使用单一函数来拟合目标输出特性，使得目标输出曲线和校准后的输出特性曲线依然存在较大的误差。

专利CN 201034658Y认为日本发明专利申请公开号CN 1451093A所述方法成本高而无法得到实际应用，从而使用单片机通过ISP总线来达到日本专利CN 201034658Y的目的，但同样必须使用额外增加的引线，实际上没有解决原来的问题。

由于不能改变流量计的标准连接接口，而额外增加的引线的存在，无论在生产、试验或实际应用中，该引线的位置和形态变化都增加了空气通道流场的不确定性，使输出数据相对于原始流量计发生了变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需增加引线的智能汽车空气质量流量计，流量计在不增加外引线条件下可以实现与计算机的数据交换，采用样条插值函数进行输出特性曲线的校准。这种流量计与目前市场上的流量计完全兼容，在进行校准过程中无需增加任何连线，因而可保证校准和实际使用时流场的一致性，采用二次或者二次以上样条插值函数进行输出特性曲线的校准，对流量/输出电压关系进行分段拟合，可以得到很高的精度。通过这个发明，可以使用同样的电路和元器件参数，大批量生产用于不同规格和型号的汽车流量计，从而本质上改变了该领域的生产模式，使得一种全新的汽车空气质量流量计的生产方法得以诞生。

所述智能汽车空气质量流量计，包括流量传感器和智能控制电路，流量传感器的电压输出端与智能控制电路的A/D转换器输入端连接，并且经过数字处理器拟合标准流量/电压曲线计算后由D/A转换器输出，智能控制电路通过原有接口与汽车ECU实现电连接，其特征是：所述智能控制电路与外部校准计算机进行数据交换使用以下二种方式之一：

①、所述智能控制电路与外部校准计算机进行数据交换方式之一是，原有接口的电压输出引脚同时作为传感器信号已校准电压输出引脚和与外部校准计算机进行数据交换的复用引脚，该电压/通信复用引脚在智能控制电路内与信号混合单元连接；

②、所述智能控制电路与外部校准计算机进行数据交换方式之二是，在所述智能控制电路内设有无线通讯模块，数字处理器通过无线通讯模块与外部校准计算机进行数据交换，无线通讯模块与数字处理器通过数据线及控制线相互连接。