專(zhuān)利名稱(chēng)：在燃燒期間估計(jì)和控制聲學(xué)噪聲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及先進(jìn)柴油機(jī)燃燒。
背景技術(shù)：
本部分的陳述僅提供與本公開(kāi)相關(guān)的背景信息，并可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。采用高排氣再循環(huán)(EGR)速率和提早噴射策略的先進(jìn)柴油機(jī)燃燒模式可用于滿(mǎn)足排放規(guī)定。提早噴射策略可包括預(yù)混合充量壓縮點(diǎn)火(PCCI)和均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)。 先進(jìn)柴油機(jī)燃燒模式還可以包括有限溫度燃燒(LTC)。目前認(rèn)為在高EGR速率和噴射不精確的情況下，預(yù)混合燃燒的噪聲可能達(dá)到不可接受的水平。例如，已知在基本發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)期間對(duì)空氣和/或燃料施加限制以控制發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。然而，這些限制不可避免地保守并犧牲效率。另外，已知在燃燒校準(zhǔn)期間使用模擬燃燒噪聲計(jì)和/或?qū)Ｓ萌紵治龉ぞ咭员慊诟變?nèi)壓力測(cè)量值的頻譜分析來(lái)計(jì)算聲學(xué)燃燒噪聲的度量。盡管燃燒噪聲計(jì)和分析工具在發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)過(guò)程中是有用的，但由于例如硬件成本或計(jì)算能力要求，它們可能不能實(shí)際地直接用于實(shí)時(shí)閉環(huán)控制的車(chē)載應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于控制能夠以貧燃燒模式操作的直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒的方法，所述方法包括監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力，采用基于時(shí)間的濾波器基于所監(jiān)測(cè)的缸內(nèi)壓力而計(jì)算實(shí)際燃燒噪聲，監(jiān)測(cè)由所述發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的燃燒控制參數(shù)，基于所述監(jiān)測(cè)的燃燒控制參數(shù)確定預(yù)期的燃燒噪聲，將所述實(shí)際燃燒噪聲與所述預(yù)期燃燒噪聲進(jìn)行比較，以及，基于所述比較而調(diào)整所述燃燒控制參數(shù)。本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案。1. 一種用于控制能夠以貧燃燒模式操作的直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒的方法，所述方法包括
監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力；
采用基于時(shí)間的濾波器基于所監(jiān)測(cè)的缸內(nèi)壓力而計(jì)算實(shí)際燃燒噪聲； 監(jiān)測(cè)由所述發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的燃燒控制參數(shù)； 基于所述監(jiān)測(cè)的燃燒控制參數(shù)確定預(yù)期的燃燒噪聲； 將所述實(shí)際燃燒噪聲與所述預(yù)期燃燒噪聲進(jìn)行比較；以及基于所述比較而調(diào)整所述燃燒控制參數(shù)。
2.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述基于時(shí)間的濾波器包括有限脈沖響應(yīng)濾波
ο
3.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述基于時(shí)間的濾波器包括離散時(shí)間傳遞函數(shù)， 所述離散時(shí)間傳遞函數(shù)包括基于來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的期望頻率響應(yīng)的基于時(shí)間的濾波器系數(shù)。
4.如技術(shù)方案3所述的方法，其中，所述期望的頻率響應(yīng)對(duì)應(yīng)于與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)。
5.如技術(shù)方案4所述的方法，其中，與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)包括具有依賴(lài)于發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造的結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)的特定頻率響應(yīng)。
6.如技術(shù)方案4所述的方法，其中，與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)包括具有通用結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)的默認(rèn)頻率響應(yīng)。
7.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述預(yù)期的燃燒噪聲用作閾值，以判斷是否是過(guò)度的燃燒噪聲。
8.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，基于所述監(jiān)測(cè)的缸內(nèi)壓力利用基于時(shí)間的濾波器來(lái)計(jì)算所述實(shí)際燃燒噪聲包括
確定所監(jiān)測(cè)的缸內(nèi)壓力的帶通濾波軌跡；以及基于所述帶通濾波軌跡計(jì)算所述實(shí)際燃燒噪聲。
9.如技術(shù)方案1所述的方法，其中，基于比較而調(diào)整所述燃燒控制參數(shù)包括調(diào)整燃料噴射正時(shí)、燃料噴射量、空氣/燃料比、以及EGR質(zhì)量流率。
10.一種用于控制能夠以貧燃燒模式操作的直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒的方法，所述方法包括
監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力；
采用有限脈沖響應(yīng)濾波器基于所監(jiān)測(cè)的缸內(nèi)壓力而計(jì)算實(shí)際燃燒噪聲； 監(jiān)測(cè)包括操作員扭矩請(qǐng)求的燃燒控制參數(shù)； 基于所述監(jiān)測(cè)的燃燒控制參數(shù)確定預(yù)期的燃燒噪聲； 將所述實(shí)際燃燒噪聲與所述預(yù)期燃燒噪聲進(jìn)行比較；以及
基于所述比較而在接下來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中調(diào)整燃料噴射正時(shí)、燃料軌壓力、噴射燃料量、閥正時(shí)、空氣-燃料比、以及EGR質(zhì)量流率中的至少一個(gè)。
11.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，所述有限脈沖響應(yīng)濾波器包括離散時(shí)間傳遞函數(shù)，所述離散時(shí)間傳遞函數(shù)包括基于來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的期望頻率響應(yīng)的基于時(shí)間的濾波器系數(shù)。
12.如技術(shù)方案11所述的方法，其中，所述期望的頻率響應(yīng)對(duì)應(yīng)于與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)。
13.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，所述操作員扭矩請(qǐng)求包括加速踏板和制動(dòng)踏板輸入。
14.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)是均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。
15.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)是預(yù)混合充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。
16.如技術(shù)方案10所述的方法，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)是分層充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。
17.一種用于控制能夠以貧燃燒模式操作的直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒的裝置，所述裝置包括
監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力的壓力傳感器；以及控制模塊，該控制模塊
采用基于時(shí)間的濾波器基于缸內(nèi)壓力而計(jì)算實(shí)際燃燒噪聲； 監(jiān)測(cè)由所述發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的燃燒控制參數(shù)； 基于所述監(jiān)測(cè)的燃燒控制參數(shù)確定預(yù)期的燃燒噪聲；將所述實(shí)際燃燒噪聲與所述預(yù)期燃燒噪聲進(jìn)行比較；以及基于所述比較而調(diào)整所述燃燒控制參數(shù)。


現(xiàn)在參考附圖，通過(guò)實(shí)例描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，其中 圖1是根據(jù)本公開(kāi)構(gòu)造的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的截面圖2是燃燒噪聲系統(tǒng)的示意圖，基于缸內(nèi)壓力軌跡測(cè)量值在車(chē)內(nèi)估計(jì)燃燒噪聲，用于根據(jù)本公開(kāi)進(jìn)行實(shí)時(shí)燃燒控制和診斷；
圖3是根據(jù)本公開(kāi)的圖2中的燃燒噪聲系統(tǒng)的步驟M的詳細(xì)視圖； 圖4是示出了根據(jù)本公開(kāi)的在缸內(nèi)壓力水平和發(fā)出的聲音水平之間的期望濾波器頻率響應(yīng)的圖5是描述根據(jù)本公開(kāi)的與用于計(jì)算濾波的缸內(nèi)壓力的頻率響應(yīng)對(duì)應(yīng)的有限脈沖響應(yīng)濾波器的計(jì)算的系數(shù)的圖；以及
圖6是示出驗(yàn)證根據(jù)本公開(kāi)的在發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)期間圖2中所示的步驟M的計(jì)算的燃燒噪聲水平與由燃燒噪聲計(jì)測(cè)量的發(fā)出的聲音水平的比較的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖，其中所示的內(nèi)容僅僅是為了說(shuō)明某些示例性實(shí)施例，而不是為了限制本發(fā)明，圖1是示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例構(gòu)造的示例性?xún)?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10、控制模塊5和排氣后處理系統(tǒng)15的示意圖。示例性發(fā)動(dòng)機(jī)包括具有連接到曲軸24并且可在氣缸20內(nèi)運(yùn)動(dòng)的往復(fù)活塞22的多缸直接噴射壓縮點(diǎn)火內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，氣缸20限定可變?nèi)莘e燃燒室34。 曲軸M可操作地連接到車(chē)輛變速器和傳動(dòng)系以便響應(yīng)于操作員扭矩請(qǐng)求(To_REQ)而將牽引扭矩傳遞到車(chē)輛變速器和傳動(dòng)系。發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選采用四沖程操作，其中，每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)包括曲軸M的720度的角度旋轉(zhuǎn)，其被分為四個(gè)180度的階段(進(jìn)氣-壓縮-膨脹-排氣)，其描述了活塞22在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸20內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。多齒目標(biāo)輪沈連接到曲軸并隨著曲軸一起旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)包括監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作的傳感裝置，以及控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作的致動(dòng)器。傳感裝置和致動(dòng)器信號(hào)地或可操作地連接到控制模塊5。發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選包括直噴四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括可變?nèi)莘e燃燒室，該燃燒室由活塞和氣缸蓋限定，其中活塞在氣缸內(nèi)的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，氣缸蓋包括進(jìn)氣閥和排氣閥。活塞以重復(fù)的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)循環(huán)包括進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣沖程。發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選具有主要在化學(xué)計(jì)量比的貧側(cè)的空氣/燃料操作工況。本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，本公開(kāi)的方面可應(yīng)用于主要在化學(xué)計(jì)量比的貧側(cè)操作的其它發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，例如貧燃火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)。在壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的正常操作期間，在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間當(dāng)燃料充量被噴射到燃燒室以與進(jìn)氣形成氣缸充量時(shí)，發(fā)生燃燒事件。充量接下來(lái)通過(guò)在壓縮沖程期間的壓縮行為而被燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)適于在寬范圍的溫度、氣缸充量(空氣、燃料和EGR)和噴射事件上操作。本文描述的方法特別適用于直噴壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)在化學(xué)計(jì)量比的貧側(cè)的操作，以在進(jìn)行著的操作期間確定與每個(gè)燃燒室的熱釋放相關(guān)的參數(shù)。所述方法還適用于其它發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，包括火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，包括適于使用均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)策略的發(fā)動(dòng)機(jī)。所述方法可應(yīng)用于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)每缸采用多個(gè)燃料噴射事件的系統(tǒng)，例如，采用預(yù)噴射用于燃料重整、 主噴射事件用于發(fā)動(dòng)機(jī)功率以及可能的情況下的后燃燒燃料噴射事件用于后處理管理的系統(tǒng)，這些噴射事件的每一個(gè)都影響氣缸壓力。傳感裝置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上或發(fā)動(dòng)機(jī)附近以監(jiān)測(cè)物理性質(zhì)并產(chǎn)生信號(hào)，這些信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和環(huán)境參數(shù)相關(guān)。傳感裝置包括曲軸旋轉(zhuǎn)傳感器，其包括曲柄傳感器44，用于通過(guò)感測(cè)多齒目標(biāo)輪16的齒上的邊緣而監(jiān)測(cè)曲軸速度。曲柄傳感器是已知的，可包括例如， 霍爾效應(yīng)傳感器、感應(yīng)傳感器、或磁阻傳感器。從曲柄傳感器44輸出的信號(hào)(RPM)輸入到控制模塊5。具有燃燒壓力傳感器30，其包括壓力傳感裝置，該壓力傳感裝置適于監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力(C0MB_PR)。燃燒壓力傳感器30優(yōu)選地包括非侵入式裝置，該非侵入式裝置包括具有環(huán)形橫截面的力傳感器，該力傳感器適于在用于電熱塞觀(guān)的開(kāi)口處安裝到氣缸蓋中。燃燒壓力傳感器30與電熱塞觀(guān)關(guān)聯(lián)地安裝，燃燒壓力機(jī)械地通過(guò)電熱塞傳遞到傳感器30。傳感器30的傳感元件的輸出信號(hào)C0MB_PR與氣缸壓力成比例。傳感器30的傳感元件包括壓電陶瓷或適于進(jìn)行該操作的其它裝置。其它傳感裝置優(yōu)選地包括用于監(jiān)測(cè)歧管壓力(MAP) 和環(huán)境大氣壓力(BARO)的歧管壓力傳感器、用于監(jiān)測(cè)進(jìn)氣質(zhì)量空氣流量(MAF)和進(jìn)氣溫度 (Tin)的質(zhì)量空氣流量傳感器以及冷卻劑傳感器35(C00LANT)。系統(tǒng)可包括用于監(jiān)測(cè)一個(gè)或多個(gè)排氣參數(shù)(例如溫度、空氣/燃料比和成分)的狀態(tài)的排氣傳感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以存在其它傳感裝置和方法，用于控制和診斷目的。操作員扭矩請(qǐng)求形式的操作員輸入T0_REQ通常通過(guò)節(jié)氣門(mén)踏板和制動(dòng)踏板以及其它裝置來(lái)獲得。發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)選地設(shè)有其它傳感器，用于監(jiān)測(cè)操作和系統(tǒng)控制的目的。每個(gè)傳感裝置信號(hào)地連接到控制模塊5以提供信號(hào)信息，該信號(hào)信息被控制模塊轉(zhuǎn)換為代表相應(yīng)監(jiān)測(cè)參數(shù)的信息。應(yīng)該理解的是，該配置是說(shuō)明性的，不是限制性的，包括能夠用功能等價(jià)的裝置代替的各種傳感裝置以及算法。致動(dòng)器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上并且由控制模塊5控制，響應(yīng)于操作員輸入而實(shí)現(xiàn)各種性能目標(biāo)。致動(dòng)器包括電控制的節(jié)氣門(mén)裝置，其響應(yīng)于命令的輸入(ETC)而控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度， 以及多個(gè)燃料噴射器12，用于響應(yīng)于命令的輸入(INJ_PW)而直接噴射燃料到各個(gè)燃燒室， 所有這些都響應(yīng)于操作員扭矩請(qǐng)求T0_REQ而被控制。具有排氣再循環(huán)閥32和冷卻器，用于響應(yīng)于來(lái)自控制模塊的控制信號(hào)(EGR)而控制至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣的外部再循環(huán)排氣的流量。 電熱塞觀(guān)包括已知裝置，安裝在每個(gè)燃燒室中，適用于燃燒壓力傳感器30。燃料噴射器12是燃料噴射系統(tǒng)的元件，其包括多個(gè)高壓燃料噴射器裝置，每個(gè)高壓燃料噴射器裝置適于響應(yīng)于來(lái)自于控制模塊的命令信號(hào)INJ_PW將燃料充量(包括一定質(zhì)量的燃料)直接噴射到一個(gè)燃燒室中。每個(gè)燃料噴射器12被從燃料分配系統(tǒng)供給加壓燃料，并具有包括最小脈沖寬度和相關(guān)聯(lián)的最小可控制燃料流率和最大燃料流率的操作特性。發(fā)動(dòng)機(jī)可設(shè)有可控制的閥系統(tǒng)，該閥系統(tǒng)操作為調(diào)節(jié)每個(gè)氣缸的進(jìn)氣和排氣閥的打開(kāi)和關(guān)閉，包括閥正時(shí)、相位(即，相對(duì)于曲柄角和活塞位置的正時(shí))以及閥打開(kāi)升程的幅度中的任何一個(gè)或多個(gè)。一種示例性系統(tǒng)包括可變凸輪定相，其可應(yīng)用于壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)、 火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)和均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)?？刂颇K、模塊、控制器、控制單元、處理器及類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)意味著下列項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)的任意恰當(dāng)?shù)囊环N或各種組合專(zhuān)用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)和相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器和儲(chǔ)存器(只讀、可編程只讀、隨機(jī)存取、硬盤(pán)等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和裝置、恰當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)節(jié)和緩沖電路、及提供所述功能的其它適當(dāng)部件?？刂颇K5具有一組控制算法，包括存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并被執(zhí)行以提供所需功能的常駐軟件程序指令和校準(zhǔn)。算法優(yōu)選地在預(yù)設(shè)循環(huán)周期期間執(zhí)行?？梢酝ㄟ^(guò)例如中央處理單元來(lái)執(zhí)行算法，并且該算法可操作以監(jiān)測(cè)來(lái)自傳感裝置和其它聯(lián)網(wǎng)控制模塊的輸入，并且執(zhí)行控制和診斷例程從而控制致動(dòng)器的操作。循環(huán)周期能以規(guī)則的時(shí)間間隔執(zhí)行，例如在進(jìn)行中的發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)輛操作期間每3. 125,6. 25,12. 5、25 和100毫秒?？商娲?，算法可以響應(yīng)事件的發(fā)生而執(zhí)行。在操作中，控制模塊5監(jiān)測(cè)來(lái)自于前述傳感器的輸入以確定發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)狀態(tài)?？刂颇K5被構(gòu)造成接收來(lái)自操作員的輸入信號(hào)(例如，通過(guò)加速踏板和制動(dòng)踏板)，從而確定操作員扭矩請(qǐng)求To_REQ。另外，控制模塊5監(jiān)測(cè)指示發(fā)動(dòng)機(jī)速度和進(jìn)氣溫度、以及冷卻劑溫度和其它環(huán)境狀況的傳感器?？刂颇K5執(zhí)行存儲(chǔ)在其中的算法代碼以控制上述致動(dòng)器從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作， 包括節(jié)氣門(mén)位置、燃料噴射質(zhì)量和正時(shí)、控制再循環(huán)排氣流量的EGR閥位置、電熱塞操作、 控制進(jìn)氣和/或排氣閥的正時(shí)和相位、以及如此裝配的系統(tǒng)中的升程?？刂颇K構(gòu)造成接收來(lái)自操作員的輸入信號(hào)(例如，節(jié)氣門(mén)踏板位置和制動(dòng)踏板位置)以確定操作員扭矩請(qǐng)求 To_REQ，和來(lái)自傳感器的指示發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM)和進(jìn)氣溫度(Tin)和冷卻劑溫度及其它環(huán)境條件的輸入信號(hào)。發(fā)動(dòng)機(jī)10的操作可以采取多種形式，如上所述，不同的空氣/燃料比、噴射器正時(shí)、閥正時(shí)和設(shè)定、EGR%以及其它燃燒控制參數(shù)影響所得到的燃燒。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到的是， 燃燒是復(fù)雜的過(guò)程，并且多種因素能夠影響燃燒所獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出。因此，要求對(duì)所得到的燃燒過(guò)程的精細(xì)控制的燃燒策略中的操作不能總是僅通過(guò)監(jiān)測(cè)燃燒過(guò)程的受控輸入而被充分地控制。如上所述，燃燒噪聲水平可以基于多種因素改變，這些因素包括EGR% 的意外改變以及噴射正時(shí)誤差?？梢酝ㄟ^(guò)控制模塊5來(lái)命令一組燃燒參數(shù)，導(dǎo)致預(yù)期的燃燒噪聲水平，但未包含在命令的燃燒參數(shù)中的影響燃燒噪聲水平的因素能夠造成燃燒噪聲水平的不期望的升高。然而，缸內(nèi)壓力測(cè)量值可以監(jiān)測(cè)包括影響燃燒噪聲水平的因素的燃燒過(guò)程的實(shí)際結(jié)果。通過(guò)監(jiān)測(cè)壓力測(cè)量值并且基于該壓力測(cè)量值計(jì)算或估計(jì)噪聲水平，可以將計(jì)算的噪聲水平與期望或閾值噪聲水平進(jìn)行比較并基于該比較控制發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，顯示出了根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的燃燒噪聲系統(tǒng)48。將清楚的是，燃燒噪聲系統(tǒng)48提供基于缸內(nèi)壓力軌跡測(cè)量值的車(chē)載燃燒噪聲估計(jì)，用于進(jìn)行實(shí)時(shí)燃燒控制和診斷。具體而言，可以從缸內(nèi)壓力軌跡提取噪聲指數(shù)。噪聲指數(shù)可以包括最大壓力上升速率和激振強(qiáng)度。激振強(qiáng)度在特定的范圍內(nèi)與燃燒造成的輻射聲音水平具有合理相關(guān)性。燃燒噪聲系統(tǒng)48包括補(bǔ)償模塊105、未修改的燃燒控制參數(shù)50、燃燒模塊59、發(fā)動(dòng)機(jī)10、燃燒傳感器30、燃燒噪聲水平(CNL)估計(jì)過(guò)程M、差異單元55、燃燒控制參數(shù)單元 56、以及燃燒校正反饋單元58。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，未修改的燃燒控制參數(shù)50基于期望的發(fā)動(dòng)機(jī)操作，例如，操作員扭矩請(qǐng)求T0_REQ，其中，T0_REQ可包括操作員對(duì)致動(dòng)器的輸入，致動(dòng)器包括加速踏板和制動(dòng)踏板，如上所述。另外，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，補(bǔ)償模塊105與控制模塊5相關(guān)聯(lián)。參照?qǐng)D1和圖2，未修改的燃燒控制參數(shù)50被輸入到補(bǔ)償模塊105并被監(jiān)測(cè)，其中，未修改的燃燒控制參數(shù)50傳遞與操作發(fā)動(dòng)機(jī)10的合適燃燒模式相關(guān)的信息。如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒模塊可以包括柴油燃燒和先進(jìn)柴油燃燒。未修改的燃燒控制參數(shù)50和對(duì)燃燒控制參數(shù)的調(diào)整61被輸入燃燒模塊59，其中，補(bǔ)償模塊105控制以上所述的致動(dòng)器來(lái)形成給發(fā)動(dòng)機(jī)10的補(bǔ)償?shù)娜紵刂茀?shù)63。補(bǔ)償?shù)娜紵刂茀?shù)63可包括用于發(fā)動(dòng)機(jī) 10的適當(dāng)燃燒模式的燃料噴射正時(shí)、空氣/燃料比、軌壓力、閥正時(shí)控制和EGR質(zhì)量流率，同時(shí)實(shí)時(shí)地維持燃燒的目標(biāo)燃燒噪聲水平。在本公開(kāi)的示例性實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)的缸內(nèi)燃燒壓力(Ρ(Θ)μ)52由燃燒傳感器30測(cè)量。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，θ對(duì)應(yīng)于燃燒循環(huán)的曲柄角。然后， Ρ(θ )-52被輸入到補(bǔ)償模塊105并由補(bǔ)償模塊105監(jiān)測(cè)，其中，Ρ(θ ) 52用于CNL估計(jì)過(guò)程M的基于時(shí)間的濾波器，以估計(jì)實(shí)際聲學(xué)CNL輸出57。將清楚的是，采用基于時(shí)間的濾波器來(lái)處理Ρ( θ )μον52并由此估計(jì)實(shí)際CNL輸出57適用于實(shí)時(shí)車(chē)載燃燒控制。已知操作于貧燃燒模式的發(fā)動(dòng)機(jī)基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷來(lái)調(diào)度，其中，未修改的燃燒控制參數(shù)50和補(bǔ)償?shù)娜紵刂茀?shù)63根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)操作的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷而改變。 因此，缸內(nèi)燃燒壓力將根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷而改變。采用CNL估計(jì)算法M來(lái)估計(jì)實(shí)際CNL 輸出57使得能夠基于來(lái)自每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)的測(cè)量的缸內(nèi)壓力軌跡而實(shí)時(shí)地車(chē)載估計(jì)每個(gè)燃燒循環(huán)的燃燒噪聲，以便基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷而識(shí)別什么樣的燃燒控制參數(shù)50造成了不可接受的燃燒噪聲。根據(jù)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例，圖3進(jìn)一步詳細(xì)地示出了 CNL估計(jì)過(guò)程M。CNL估計(jì)過(guò)程M在步驟60采用基于時(shí)間的濾波器并且在步驟62采用CNL等式來(lái)基于Ρ( θ ) 52 估計(jì)實(shí)際CNL輸出57。參照步驟60，采用基于時(shí)間的濾波器來(lái)處理Ρ( θ )Μ52，其中，確定濾波后的缸內(nèi)燃燒壓力P ( θ )filt65信號(hào)。基于時(shí)間的濾波器包括應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和對(duì)P ( θ ) 52輸入的聽(tīng)覺(jué)響應(yīng)的計(jì)算，使得Ρ( θ )filt65信號(hào)代表了發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)由Ρ( θ ) 52輸入所表示的缸內(nèi)壓力情況的相似響應(yīng)。因此，采用了發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)響應(yīng)的基于時(shí)間的濾波器能夠得到缸內(nèi)壓力水平和輻射的聲音水平之間的關(guān)系。因此，缸內(nèi)壓力與燃燒事件造成的噪聲有關(guān)，并且輻射的聲音水平實(shí)際上就是以分貝為單位的聽(tīng)到的聲音水平。在步驟60中的基于時(shí)間的濾波器與離散時(shí)間傳遞函數(shù)(H(q))相關(guān)聯(lián)，其中，q代表單位延遲算子。采用H(q)來(lái)獲得與測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的缸內(nèi)壓力和輻射聲音水平之間的頻率響應(yīng)。類(lèi)似地， H(q)能夠獲得與測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的缸內(nèi)壓力軌跡范圍和輻射聲音水平之間的頻率響應(yīng)。 與測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的缸內(nèi)壓力軌跡范圍和輻射聲音水平之間的頻率響應(yīng)可以通過(guò)燃燒噪聲計(jì)來(lái)獲得，其中，頻率響應(yīng)對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)并與其相關(guān)聯(lián)。與基于時(shí)間的濾波器相關(guān)聯(lián)的基于時(shí)間的濾波器系數(shù)，如以下更詳細(xì)所述，被用于操作基于時(shí)間的濾波器，使得發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)響應(yīng)被應(yīng)用于Ρ( θ ) 52，從而確定Ρ( θ )mT65。利用H(q) 來(lái)復(fù)制與來(lái)自測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)，以匹配由Ρ( θ ) 52提供的頻率響應(yīng)，從而確定Ρ( θ )mT65。包括在步驟60使用H(q)的計(jì)算可以通過(guò)查詢(xún)表、訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)設(shè)備中的函數(shù)關(guān)系或通過(guò)本領(lǐng)域已知的其它方法來(lái)進(jìn)行。在本公開(kāi)的示例性實(shí)施例中，基于時(shí)間的濾波器是有限脈沖響應(yīng)(HR)濾波器，其中，Ρ( θ k)mT可以通過(guò)以下卷積公式實(shí)時(shí)地計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種用于控制能夠以貧燃燒模式操作的直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒的方法，所述方法包括監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力；采用基于時(shí)間的濾波器基于所監(jiān)測(cè)的缸內(nèi)壓力而計(jì)算實(shí)際燃燒噪聲； 監(jiān)測(cè)由所述發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的燃燒控制參數(shù)； 基于所述監(jiān)測(cè)的燃燒控制參數(shù)確定預(yù)期的燃燒噪聲； 將所述實(shí)際燃燒噪聲與所述預(yù)期燃燒噪聲進(jìn)行比較；以及基于所述比較而調(diào)整所述燃燒控制參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基于時(shí)間的濾波器包括有限脈沖響應(yīng)濾波器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基于時(shí)間的濾波器包括離散時(shí)間傳遞函數(shù)，所述離散時(shí)間傳遞函數(shù)包括基于來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的期望頻率響應(yīng)的基于時(shí)間的濾波器系數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述期望的頻率響應(yīng)對(duì)應(yīng)于與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)包括具有依賴(lài)于發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造的結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)的特定頻率響應(yīng)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)相關(guān)聯(lián)的頻率響應(yīng)包括具有通用結(jié)構(gòu)衰減和聽(tīng)覺(jué)的默認(rèn)頻率響應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)期的燃燒噪聲用作閾值，以判斷是否是過(guò)度的燃燒噪聲。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于比較而調(diào)整所述燃燒控制參數(shù)包括調(diào)整燃料噴射正時(shí)、燃料噴射量、空氣/燃料比、以及EGR質(zhì)量流率。
9.一種用于控制能夠以貧燃燒模式操作的直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒的方法，所述方法包括監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力；采用有限脈沖響應(yīng)濾波器基于所監(jiān)測(cè)的缸內(nèi)壓力而計(jì)算實(shí)際燃燒噪聲； 監(jiān)測(cè)包括操作員扭矩請(qǐng)求的燃燒控制參數(shù)； 基于所述監(jiān)測(cè)的燃燒控制參數(shù)確定預(yù)期的燃燒噪聲； 將所述實(shí)際燃燒噪聲與所述預(yù)期燃燒噪聲進(jìn)行比較；以及基于所述比較而在接下來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)中調(diào)整燃料噴射正時(shí)、燃料軌壓力、噴射燃料量、閥正時(shí)、空氣-燃料比、以及EGR質(zhì)量流率中的至少一個(gè)。
10.一種用于控制能夠以貧燃燒模式操作的直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒的裝置，所述裝置包括監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力的壓力傳感器；以及控制模塊，該控制模塊采用基于時(shí)間的濾波器基于缸內(nèi)壓力而計(jì)算實(shí)際燃燒噪聲； 監(jiān)測(cè)由所述發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的燃燒控制參數(shù)； 基于所述監(jiān)測(cè)的燃燒控制參數(shù)確定預(yù)期的燃燒噪聲； 將所述實(shí)際燃燒噪聲與所述預(yù)期燃燒噪聲進(jìn)行比較；以及基于所述比較而調(diào)整所述燃燒控制參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制能夠以貧燃燒模式操作的直噴內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒的方法，所述方法包括監(jiān)測(cè)缸內(nèi)壓力，采用基于時(shí)間的濾波器基于所監(jiān)測(cè)的缸內(nèi)壓力而計(jì)算實(shí)際燃燒噪聲，監(jiān)測(cè)由所述發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的燃燒控制參數(shù)，基于所述監(jiān)測(cè)的燃燒控制參數(shù)確定預(yù)期的燃燒噪聲，將所述實(shí)際燃燒噪聲與所述預(yù)期燃燒噪聲進(jìn)行比較，以及，基于所述比較而調(diào)整所述燃燒控制參數(shù)。
文檔編號(hào)F02D43/00GK102374060SQ20111023575
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者M. 寬 C-B., A. 馬特庫(kù)納斯 F., 哈斯卡拉 I., 王 Y-Y. 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司