用于控制包括内燃机燃烧噪声的发动机噪声的方法

摘要

一种用于控制包括内燃机燃烧噪声的发动机噪声的方法包括（a）设定发动机噪声目标值和汽缸压力水平目标值，（b）通过汽缸压力水平减去所测量汽缸压力水平确定第一个比较值，（c）得到储存在ECU中的发动机噪声参数，（d）使用步骤（c）所测量的发动机噪声确定发动机噪声，（e）通过比例积分控制器确定直接相关系数、间接相关系数、机械噪声和流动噪声，（f）进行校正，（g）依据步骤（f）所决定的值来控制发动机，（h）在步骤（g）之后测量燃烧压力，（i）在步骤（g）之后将燃烧压力转换为基于预定曲柄角的汽缸压力水平，以及（j）在步骤（h）之后确定发动机噪声的直接燃烧噪声。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月3日提交的韩国专利申请第10-2012-0072120 号的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有 目的。

技术领域

本发明的示例性实施方案涉及用于控制包括内燃机燃烧噪声的发 动机噪声的方法；更具体地，涉及用于控制包括内燃机燃烧噪声的发 动机噪声的方法，该方法将在发动机中产生的直接燃烧噪声、机械噪 声、流动噪声以及类似噪声反映到发动机目标噪声中，并且控制汽缸 压力水平和对应于发动机噪声的发动机的喷射变化，从而控制发动机 噪声。

背景技术

通常而言，在内燃机的燃烧控制过程中，燃料喷射模式根据内燃 机的操作状态进行转换。

也就是说，在主喷射之前进行第一和第二引燃喷射的第一喷射模 式以及进行主喷射的第二喷射模式是根据内燃机的操作状态进行选 择。根据所选择的燃料喷射模式，进行燃料喷射。

因此，期望的热释放率存在各种变化形式，并且热释放率根据内 燃机的操作状态可以具有明显的差别。

具体而言，基于燃烧压力的热释放率接近50%时的曲柄角被称为 MFB50（燃烧质量分数50%），MFB50用作燃烧控制的确定标准。

然而，在传统燃烧控制的方法中，是通过检测且使用测量的燃烧 压力、通过ECU识别的曲柄角以及最大压力产生时间来进行控制。

传统燃烧控制方法仅通过喷射时间来控制燃烧稳定性，而并不能 控制包括燃烧噪声的发动机噪声。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体 背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为 本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面均涉及提供控制包括内燃机燃烧噪声的发动机 噪声的方法。

在本发明的一个方面，控制包括内燃机燃烧噪声的发动机噪声的 方法可以包括（a）设定发动机噪声目标值和汽缸压力水平目标值，（b） 接收储存在发动机控制单元（ECU）中的发动机噪声参数，（c）使用 步骤（b）中所测量的发动机噪声参数来确定发动机噪声，（d）通过从 所述发动机噪声目标值或所述汽缸压力水平目标值中分别减去所确定 的发动机噪声或汽缸压力水平来确定第一个比较值，（e）通过比例积 分控制器确定直接相关系数、间接相关系数、机械噪声和流动噪声，（f） 使用引燃燃料量、引燃间隔、主喷射时间和喷射压力的喷射变化进行 所确定发动机噪声的校正，其中引燃燃料量、引燃间隔、主喷射时间 和喷射压力的喷射变化是依据步骤（e）中所确定的值而事先设定的， （g）依据步骤（f）所决定的值控制发动机，（h）在步骤（g）之后测 量燃烧压力，（i）在步骤（g）之后，通过FFT（快速傅里叶变换）处 理燃烧压力，并且将经过处理的燃烧压力转换为基于预定曲柄角的汽 缸压力水平；以及（j）在步骤（h）之后，确定发动机噪声的直接燃烧 噪声。

发动机噪声目标值和压力水平目标值在步骤（a）中通过使用燃料 量、发动机rpm、齿轮位置、喷射变化、进口温度以及冷却水温度来设 定。

发动机噪声在步骤（c）中通过增加直接燃烧噪声、间接燃烧噪声、 机械噪声和流动噪声来确定。

在步骤（b）中，发动机噪声参数可以包括发动机转矩、发动机rpm、 齿轮位置、喷射变化、进口空气温度以及冷却水温度。

直接燃烧噪声通过直接燃烧噪声相关系数乘以汽缸压力水平而得 到，其中间接燃烧噪声通过相关系数与所测量的发动机转矩的平方相 乘而得到。

所述方法进一步包括通过从所述发动机噪声目标值或所述汽缸压 力水平目标值中分别减去所述所确定的发动机噪声或所述所测量的汽 缸压力水平来确定第二个比较值，以及确定与所述第一个和第二个比 较值之间的差值相对应的第三个比较值。

在步骤（e）中使用回归法。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从 并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将 在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附 图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为示意地显示根据本发明示例性实施方案的控制包括内燃机 燃烧噪声的发动机噪声的方法的流程图。

图2为显示根据本发明示例性实施方案的发动机噪声和汽缸压力 水平的示意图，在控制包括内燃机燃烧噪声的发动机噪声的方法中使 用所述发动机噪声和汽缸压力水平，其中SPL为声压水平（sound pressure level），BMEP为制动平均有效压力（brake mean effective pressure）。

图3为显示图2的差值的表格。

图4为显示根据本发明示例性实施方案的通过控制包括内燃机燃 烧噪声的发动机噪声的方法所测量的发动机噪声的示意图。

图中，CPL表示汽缸压力水平。

应当了解，附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上 经过简化了的本发明的基本原理的各个特征。在此所公开的本发明的 特定的设计特征，包括例如特定的尺寸、定向、定位和外形，将部分 地由特定目的的应用和使用环境所确定。

在这些附图中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本发明 的相同或等效的部分。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述 中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明与示例性实施方案相结合 进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示 例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而 且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之 内的各种替换、修改、等同形式以及其它实施方案。

图1为示意地显示根据本发明的示例性实施方案的用于控制噪声, 包括内燃机燃烧噪声，的方法流程图。参考图1，根据本发明示例性实 施方案的控制包括内燃机燃烧噪声的发动机噪声的方法，在步骤S100 中首先设定发动机噪声目标值和汽缸压力水平目标值。在此，可以使 用燃料量、发动机rpm、齿轮位置、喷射变化、进口空气温度和冷却水 温度来设定发动机噪声目标值和压力水平目标值，上述这些参数由发 动机控制单元（ECU）提供，并且发动机转矩可以从发动机噪声目标 值和压力水平目标值中获得。

然后，在步骤S101中通过从汽缸压力水平的目标值中减去汽缸压 力水平的测量值计算出第一个比较值。

然后，在步骤S110中得到储存在ECU中的发动机噪声参数。在 此，发动机噪声参数可以包括发动机转矩、发动机rpm、齿轮位置、喷 射变化、进口空气温度和冷却水温度。另外，在步骤S120中发动机噪 声可以使用发动机噪声参数进行计算。在此，发动机噪声可以包括直 接燃烧噪声、间接燃烧噪声、机械噪声以及流动噪声。此时，机械噪 声表示在曲柄旋转过程中产生的机械噪声，流动噪声表示当气体经过 进气/排气歧管时产生的噪声，间接燃烧噪声表示通过活塞、连杆和主 轴承进行传递的振动而造成的活塞敲击噪声以及汽缸曲柄箱和链罩的 辐射噪声，直接燃烧噪声表示由燃烧压力震动造成的噪声。

然后，在步骤S120中使用在步骤S110中测量的发动机噪声参数 计算发动机噪声。此时，通过增加直接噪声、间接噪声、机械噪声和 流动噪声来计算发动机噪声。

然后，在步骤S130中可以通过比例-积分控制器计算直接相关系 数D、间接相关系数I、机械噪声以及流动噪声。然后使用这些结果值 来计算发动机噪声。

根据步骤S130所计算的值，在步骤S140中使用引燃燃料量、引 燃间隔、主喷射时间和喷射压力的喷射变化来校正发动机噪声。

然后，根据步骤S140中所确定的值来控制发动机。

然后，在步骤S150后，燃烧压力在步骤S160中进行测量。

在步骤S170中，燃烧压力通过FFT（快速傅里叶变换）进行处理 并且转换为对于预定曲柄角的汽缸压力水平。因此，汽缸压力水平以 dB为单位来表示。

然后，在步骤S180中计算发动机噪声的直接燃烧噪声。

图2为显示根据本发明示例性实施方案的发动机噪声和汽缸压力 水平的示意图，所述发动机噪声和汽缸压力水平在控制包括内燃机燃 烧噪声的噪声的方法中使用。图2显示了通过从发动机噪声的目标值 中减去发动机噪声的测量值而得到的第一个比较值，以及通过从汽缸 压力水平的目标值中减去汽缸压力水平的计算值而得到的第二个比较 值。此处，通过FFT对所测量的汽缸压力进行处理，可以为每一个频 率分离波形。也就是说，将汽缸压力转换为汽缸压力水平，并且计算 对于特定频率范围的全部水平。

图3为包括与第一个和第二个比较值之间的差值相对应的第三个 比较值的表格。也就是说，虽然喷射变化可以依据第一个比较值来校 正，但是可以计算出与第一个和第二个比较值之间的差值相对应的第 三个比较值，因此可以依据第三个比较值来校正喷射变化。

图4为显示根据本发明示例性实施方案的通过控制包括内燃机燃 烧噪声的噪声的方法所测量的发动机噪声的示意图。图4显示了直接 噪声、间接噪声、机械噪声以及流动噪声的测量值。在此，对发动机 测量燃烧压力、发动机噪声以及发动机转矩。例如，当在发动机转速 1000至4000rpm的范围内并以250rpm为固定间隔时，可以进行发动 机加速一分钟的试验，并且加速踏板在0至100%的范围中工作。另外， 机械噪声可以通过空转试验来测量，而流动噪声可以通过进气系统和 排气系统来测量。

此时，可以通过增加直接噪声、间接噪声、机械噪声以及流动噪 声来计算发动机噪声，并且在步骤S130可以通过比例积分控制器使用 回归法。

首先，直接燃烧噪声相关系数D、间接燃烧噪声相关系数I、机械 噪声以及流动噪声储存在于ECU中，该ECU使用燃料量、发动机rpm、 齿轮位置、进口空气温度以及冷却水温度，这些参数通过从每个发动 机先前进行的开发测试中获得。在此，直接燃烧噪声可以通过直接燃 烧噪声相关系数乘以汽缸压力水平而得到。另外，间接燃烧噪声可以 通过相关系数I与所测量的发动机转矩的平方相乘而得到。另外，发动 机噪声可以通过增加直接燃烧噪声、间接燃烧噪声、机械噪声和流动 噪声而得到。

也就是说，计算出直接相关系数、间接相关系数、机械噪声和流 动噪声，并且依据这些计算值得到发动机噪声，然后通过控制ECU给 出的引燃燃料量、引燃间隔、主喷射时间以及喷射压力的喷射变化进 行校正。

根据本发明示例性实施方案，控制包括内燃机燃烧噪声的噪声的 方法可以对发动机噪声进行反馈控制。

另外，该方法可以防止发动机的噪声偏差，并且防止基于发动机 退化的发动机噪声降级。

前述对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描 述的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开 的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。 对示例性实施方案进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理 及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够实现并利用本发 明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明 的范围旨在由所附权利要求书及其等同形式所限定。