[發明專利]汽車空氣質量流量計的校準裝置及校準方法

無效

• 申請號: 201210493101.8
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN102944292A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 柳青
• 申請（專利權）人: 柳青
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及汽車空氣質量流量計的校準裝置及校準方法。

背景技術

熱式氣體質量流量的測量是利用熱交換原理來測量空氣流量。汽車用空氣質量流量計一般采用熱式流量計，安裝在汽車濾清器和節氣門之間的進氣通道上，用來測量吸入發動機中的空氣量，其輸出信號作為汽車發動機燃油電噴系統中控制燃油噴射量的主要參數，決定汽車的基本噴油量和噴油時間。由于空氣質量流量計對整車性能影響很大，直接影響汽車發動機的動力性、經濟性、油耗、尾氣排放指標等總體性能，所以汽車空氣流量計的校準，也成為一項重要的工作。

目前已存在的氣體流量標定裝置、檢定裝置，或校驗裝置，其實質都僅僅是通過裝置來檢測出被檢流量計實際輸出與理想輸出的差異，以此來判斷其可用或不可用，但不能糾正這種差異。

目前絕大部分汽車空氣質量流量計是基于熱式原理的設計，其傳感原理分為兩大類，恒溫差式和熱分布式。恒溫差式空氣流量計是將熱探頭上的電阻加熱到比氣流溫度高出一個恒定的溫度，當空氣流過熱探頭時，將帶走熱探頭上的熱量，流量越大，帶走的熱量越多，利用測量空氣流動所帶走的熱量來間接測量被測空氣的流量。熱分布式空氣流量計是在發熱電阻的上下游分別安置測溫結構，當空氣流過熱探頭時，熱探頭中發熱元件周圍的溫度分布被改變，流體下游的溫度高于流體上游的溫度，流量越大，流體下游的溫度比上游溫度高出越多，利用測量發熱元件上下游溫差來間接測量流體的流量。

不管是恒溫差式流量計還是熱分布式流量計，都是從熱探頭獲得與流量相關的電信號，即空氣流量與輸出電壓的原始關系，然后用硬件(運算放大器)調理或者軟件計算的辦法，將這種原始的電壓輸出特性轉變成流量計所要求的電壓輸出特性，如圖1所示，曲線A為熱探頭輸出電壓特性曲線，曲線B為流量計輸出電壓特性曲線，當兩條曲線取得一致性時，說明流量與電壓輸出取得了最佳耦合關系。

在目前的汽車空氣流量計生產方法中，對于某一特定型號的流量計，將熱探頭輸出電壓特性曲線轉換為流量計輸出電壓特性曲線，其轉換函數是固定的。這種生產模式帶來的問題是：1.由于固定的轉換函數，當熱探頭生產中出現結構或參數的細微不一致，或熱探頭裝配過程中出現的細微不一致，都可能導致熱探頭輸出電壓特性曲線的變化，按照固定的轉換函數就必然導致流量計電壓輸出特性曲線的變化，導致批量生產中流量計電壓輸出特性的不一致，降低了產品的精度和合格率；2.要保證固定和精確的函數變換關系，當使用硬件(運算放大器)來實現時，必然要求匹配電阻的高度穩定和高精確，因而對于高品質流量計的生產廠家，大量的電阻需要激光調整，提高了生產的成本。3.不同型號的汽車使用不同型號的流量計，不同型號的流量計要求有不同的輸出電壓關系曲線，這將導致在生產過程中要求設計大量的硬件電路來滿足不同型號流量計的需要，使得生產庫存成本增加。

上述狀況的結果是少數龍頭企業依仗其經濟實力，采用高起點高成本方式，精確控制生產過程的每個環節，生產高質量的汽車流量傳感器，長期壟斷汽車流量計市場，而大多中小企業由于無法形成足夠的批量而使用低成本的熱探頭，熱探頭電阻精度、外形尺寸精度、生產制造工藝，裝配精密程度等的微小差異都會對熱探頭輸出電壓特征曲線帶來足夠大的影響，而固定函數的轉換方法，當熱探頭輸出電壓特征曲線發生變化時則無能為力，加上電路元器參數的不一致和分散性，這樣生產出來的流量計的精度和一致性是無法保證的，一旦標定發現不符合質量要求的產品，就只能當次品或廢品處理，因而導致大多中小企業生產的流量計品質低下。