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操作内燃发动机的方法

阅读:375发布:2023-01-29

专利汇可以提供操作内燃发动机的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 实施例 提供一种操作内燃 发动机 的方法,该发动机包括限定出容纳联接以旋转 曲轴 的往复运动 活塞 的汽缸的发动机缸体、用于在汽缸内喷射 燃料 的燃料喷射器,和布置为靠近曲轴的 曲柄 位置 传感器 ,该方法包括步骤:使用曲柄 位置传感器 确定测试燃料喷射期间的曲轴 加速 度 信号 ,和对确定的曲轴减速信号滤波,确定滤波后的曲轴加速度信号的 基础 频率 成分的大小的值,基于所述基础频率成分的大小的确定值和其预设值之间的差值确定喷射器的供能时间的校准因子,以使用该校准因子校准由燃料喷射器进行的后续燃料喷射的供能,其中所述曲轴加速度信号的滤波包括确定待滤波的曲轴加速度信号的频率(fn)的步骤以及将确定的频率(fn)从所述曲轴加速度信号中滤去的步骤。,下面是操作内燃发动机的方法专利的具体信息内容。

1.一种操作内燃发动机(110)的方法,该发动机(110)包括限定出汽缸(125)的发动机缸体,该汽缸容纳被联接用于旋转曲轴的往复运动活塞(140),还包括用于在汽缸(125)内喷射燃料的燃料喷射器(160),和布置为靠近曲轴(145)的曲柄位置传感器(420),该方法包括的步骤有:
-命令燃料喷射器(160)以预定的供能时间执行测试燃料喷射;
-使用曲柄位置传感器(420)确定测试燃料喷射期间的曲轴加速信号
-对确定的曲轴加速度信号滤波,
-确定滤波后的曲轴加速度信号的基础频率成分的大小的值,
-基于基础频率成分的大小的确定值与其预设值之间的差值确定供能时间的校准因子,和
-使用该校准因子校准由燃料喷射器(160)执行的后续燃料喷射的供能时间,其中曲轴加速度信号的滤波包括的步骤有:
-确定将被滤去的曲轴加速度信号的频率(fn),和
-从曲轴加速度信号滤去确定的频率(fn)。
2.如权利要求1所述的方法,其中确定曲轴加速度信号的频率(fn)的步骤包括搜索预定的时间间隔中曲轴加速度信号的局部最大值和局部最小值以确定信号的半周期(T/2)以及继而其频率,以及假定所述频率为曲轴加速度信号的噪声频率(fn)的步骤。
3.如权利要求2所述的方法,其中从曲轴加速度信号中滤去确定的噪声频率(fn)的步骤包括使用在曲轴加速度信号的确定的噪声频率(fn)上校准的陷波滤波器(530)。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述滤波过程包括确定优化陷波滤波器(630)来将确定的频率(fn)从曲轴加速度信号中滤出的步骤。
5.如权利要求4所述的方法,其中确定优化陷波滤波器(630)的步骤包括校准多个陷波滤波器,该陷波滤波器中的每一个都适于滤去曲轴加速度信号的噪声的典型频率附近置中的不同频率;以及从多个陷波滤波器中将和噪声的大小成比例的参数最小化的陷波滤波器(630)的选择。
6.如权利要求5所述的方法,其中与噪声的大小成比例的参数的计算是通过使用每一个陷波滤波器对曲轴加速度信号滤波以获得用于每一个陷波滤波器的输出曲轴加速度滤波后信号(F_out(i)),每一个曲轴加速度滤波后信号(F_out(i))被与曲轴加速度信号的均值(CS_Avg)进行比较,以计算从每一个曲轴加速度滤波后信号的均值的偏差(F_out(i)-CS_Avg),且通过对从每一个曲轴加速度滤波后信号的均值的偏差(F_out(i)-CS_Avg)进行积分而计算和针对每一个曲轴加速度滤波后信号的噪声的大小成比例的积分值(F_int(i))。
7.如权利要求6所述的方法,其中通过在全部积分值(F_int(i))之间选择最小积分值(F_int(j))以及通过选择对应于所述最小积分值(F_int(j))的陷波滤波器来进行优化陷波滤波器的选择。
8.一种操作内燃发动机(110)的设备,该发动机(110)包括限定出汽缸(125)的发动机缸体(120),该汽缸容纳被联接为旋转曲轴的往复运动活塞(140),且包括用于在汽缸(125)内喷射燃料的燃料喷射器(160),和布置为靠近曲轴(145)的曲柄位置传感器(420),该设备包括:
-命令燃料喷射器(160)以预定的供能时间执行测试燃料喷射的装置;
-使用曲柄位置传感器(420)确定测试燃料喷射期间的曲轴加速度信号的装置,-对确定的曲轴加速度信号滤波的装置,
-确定滤波后的曲轴加速度信号的基础频率成分的大小的值的装置,
-基于基础频率成分的大小的确定值与其预设值之间的差值确定供能时间的校准因子的装置,和
-使用该校准因子校准由燃料喷射器(160)执行的后续燃料喷射的供能时间的装置,其中该用于对曲轴加速度信号滤波的装置包括:
-确定将被滤去的曲轴加速度信号的频率(fn)的装置,和
-从曲轴加速度信号滤去确定的频率(fn)的装置。
9.一种包括内燃发动机的机动车系统(110),该发动机包括限定出汽缸(125)的发动机缸体(120),该汽缸容纳被联接以旋转曲轴(145)的往复运动活塞(140),且包括用于在该汽缸内喷射燃料的燃料喷射器(160)、以及布置为靠近该曲轴(145)的曲柄位置传感器(420),该传感器适于将曲轴信号发送至该发动机(110)的电子控制单元(450),其中所述电子控制单元(450)被配置为:
-命令燃料喷射器(160)以预定的供能时间执行测试燃料喷射;
-使用曲柄位置传感器(420)确定测试燃料喷射期间的曲轴加速度信号,
-对确定的曲轴加速度信号滤波,
-确定滤波后的曲轴加速度信号的基础频率成分的大小的值,
-基于基础频率成分的大小的确定值与其预设值之间的差值确定供能时间的校准因子,和
-使用该校准因子校准由燃料喷射器(160)执行的后续燃料喷射的供能时间,其中对曲轴加速度信号的滤波包括的步骤有:
-确定将被滤去的曲轴加速度信号的频率(fn),和
-从曲轴加速度信号滤去确定的频率(fn)。
10.一种内燃发动机,特别是柴油发动机,该内燃发动机包括相关联的传感器用于测量燃烧参数,该发动机包括配置用于执行如前述任意一项权利要求所述的方法的电子控制单元(ECU)。
11.一种计算机程序,包括适于实施根据权利要求1-7中的任意一项的方法的计算机编码。
12.一种计算机程序产品,其上存储有根据权利要求11的计算机程序。
13.一种用于内燃发动机的控制设备,其包括电子控制单元、和该电子控制单元相关的数据载体以及存储在所述数据载体中的如权利要求11所述的计算机程序。
14.一种电磁信号,调制成为代表根据权利要求11的计算机程序的一系列数据位的载体。

说明书全文

操作内燃发动机的方法

技术领域

[0001] 本公开涉及一种操作内燃发动机的方法。

背景技术

[0002] 内燃发动机设置有汽缸,每一个汽缸都包括联接以旋转曲轴活塞燃料和空气混合物被喷入每一个汽缸的燃烧室中且点燃,产生导致活塞的往复运动的热膨胀废气,该燃料由喷射器提供,该喷射器从燃料共轨接收高压燃料,该燃料共轨和高压燃料流体连通。
[0003] 内燃发动机还通常装备有电子控制单元(ECU),且曲轴通常装备有适于发送曲轴信号至ECU的曲柄位置传感器
[0004] 为了改进发动机(特别是具有共轨燃料喷射系统的柴油发动机)中排气排放物的特性并降低燃烧噪声,采用了所谓的多燃料喷射模式,根据其在每一个发动机循环中在每一个汽缸中喷射的燃料的量被分成多次喷射。因此,典型的多喷射模式可包括预喷射(也称作先导喷射),其可继而分成两个或更多个喷射脉冲,其后是一个或多个主喷射脉冲,其后是多个后或后期喷射脉冲。
[0005] 先导喷射脉冲对燃烧噪音和排气排放物两者的平都有影响,且其持续时间或供能时间(ET)通常被映射在电子喷射控制单元的存储器中。供能时间的映射值被参照具有标称特性(即构件无漂移)的喷射系统预先确定。
[0006] 但是,实际由喷射器喷入对应的发动机汽缸中的燃料值不可避免的受相对于希望或标称值偏移影响,且该事实在车辆的寿命中导致燃烧噪声和排气排放物特性的变动。
[0007] 因此,使用燃料补偿策略来校准在喷射器寿命期间在燃烧中喷入的燃料量,其调节喷射器供能时间以在喷射器的寿命上实现燃料喷射量的重复的性能以及准确性。
[0008] 而且,先导喷射处在喷射器性能的强非线性范围中,并由此更需要经受补偿策略。
[0009] 为了校准燃料喷射量,在发动机过速运转(overrun)期间(例如当机动车的驾驶者释放在加速踏板上的压时)执行喷射器供能时间策略。
[0010] 在这些过速运转中,发动机的电子控制单元命令在发动机的一个汽缸中的可校准3
的测试喷射(例如,1mm 燃料),而其他喷射器被停止供能。
[0011] 喷射的燃料量和曲轴加速度成比例,且喷射器供能时间策略处理曲轴正时,以获得和加速区成比例、且从而和喷射的燃料成比例的信号。
[0012] 计入下列考量对曲轴加速度信号进行处理。
[0013] 在内燃往复运动发动机中,由于热动力学循环,每个汽缸中的气压扭矩都是周期性函数。在4冲程发动机中,汽缸扭矩具有720°CR的周期(频率为0.5W)。因此,4冲程发动机中的气压扭矩可表达为基础频率为0.5W的傅里叶序列(从而序列中涉及的频率是0.5w、1.0w、1.5w、2.0w、2.5w、3.0w等)。具有0.5w频率的基础频率被称作0.5阶组分。其具有720°CR的周期。
[0014] 喷射器供能时间信号处理策略选择0.5阶(用于发动机的喷射阶,其中仅1汽缸喷射且其他不喷射,意味着每720°CR一次喷射),且将该信号和预定的阈值进行比较,以检测先导喷射燃料量的正确的喷射器供能时间。
[0015] 但是曲轴信号对噪声非常敏感,且噪声频率可独立于驱动系:从经验上来说,特别是在高档位的情形中,特征驱动系共振频率非常接近为喷射器供能时间学习策略选定的喷射阶数(0.5):这在正确的供能时间估计上产生了错误,其对于噪声、排放物和驾驶性具有负面的影响,且在一些情形中,导致学习策略的中止。
[0016] 从用于检测高档位的噪声共振频率的对不同驱动系和应用的分析来看,获得下列档位独立噪声频率的结果是可能的:
[0017] 示例1
[0018] 档位5->噪声频率0.4
[0019] 档位6->噪声频率0.488
[0020] 示例2
[0021] 档位5->噪声频率0.357
[0022] 档位6->噪声频率0.4465
[0023] 此外,驱动系可具有不档位独立的噪声频率。这些噪声频率接近0.5阶的喷射频率,且其还可由于驱动系容限、产量扩展(production spread)和老化而发生变动。
[0024] 在这些情形中,用于喷射器供能时间策略的对曲轴信号的处理的经典方法不足以获得有价值的信号。
[0025] 当考虑许多车辆处于燃料节约的目的具有高齿轮比时,该问题更为严重。
[0026] 此外,在许多情形中,取决于特别是在高速公路上的驾驶方式,产生当车辆处在高档位中时运行的喷射器供能时间策略。
[0027] 本发明实施例的目的是在噪声驱动系情形中将燃料输送补偿策略拓展到更高的档位。
[0028] 另一目的是提供不使用复杂装置且通过利用车辆的电子控制单元(ECU)的计算能力来补偿燃料输送的方法。
[0029] 本公开的另一目的是通过简单、合理和廉价的解决方式达到这些目标。
[0030] 这些目的通过具有独立权利要求中陈述的特征的方法、发动机、装置、机动车系统、计算机程序和计算机程序产品、和电磁信号来实现。
[0031] 从属权利要求划定优选和/或特别具有优势的方面。

发明内容

[0032] 本发明的实施例提供一种操作内燃发动机的方法,该发动机包括限定出容纳被联接为旋转曲轴的往复运动活塞的汽缸的发动机缸体、用于在汽缸内喷射燃料的燃料喷射器,和布置为靠近曲轴的曲柄位置传感器,该方法包括的步骤有:
[0033] -命令燃料喷射器以预定的供能时间执行测试燃料喷射;
[0034] -使用曲柄位置传感器确定测试燃料喷射期间的曲轴加速度信号,[0035] -对确定的曲轴加速度信号滤波,
[0036] -确定滤波后的曲轴加速度信号的基础频率成分的大小的值,
[0037] -基于基础频率成分的大小的确定值与其预设值之间的差值确定供能时间的校准因子,和
[0038] -使用该校准因子校准由燃料喷射器执行的后续燃料喷射的供能时间,[0039] 其中曲轴加速度信号的滤波包括的步骤有:
[0040] -确定将被滤去的曲轴加速度信号的频率,和
[0041] -从曲轴加速度信号滤去确定的频率。
[0042] 本实施例的优势是,特别是在高档位情形中,当执行喷射器供能时间策略以校正先导喷射的燃料输送时,由驱动系产生的大致接近于曲轴加速度信号的0.5阶基础频率的噪声频率被滤去,使得获得用于执行喷射器供能时间策略的更干净的信号成为可能。
[0043] 更干净的信号改进了喷射器供能时间策略的准确性,其有利于噪声以及排放物的降低和驾驶性的改进。
[0044] 根据本发明的其他实施例,确定曲轴加速度信号的频率的步骤包括搜索预定的时间间隔中曲轴加速度信号的局部最大值和局部最小值以确定信号的半周期以及继而其频率,以及假定所述频率为曲轴加速度信号的噪声频率的步骤。
[0045] 本实施例的优势是其允许一快速的过程来确定曲轴加速度信号的噪声频率。
[0046] 在本发明的其他实施例中,从曲轴加速度信号中滤去确定的噪声频率的步骤包括使用在曲轴加速度信号的确定的噪声频率上校准的陷波滤波器
[0047] 本实施例的优势是其允许一直接的过程来消除或减轻曲轴加速度信号的噪声频率。
[0048] 根据本发明的另一实施例,滤波过程包括确定优化的陷波滤波器来将确定的频率从曲轴加速度信号中滤出的步骤。
[0049] 本实施例的优势是其允许学习最佳滤波器来将针对特定驱动系和特定的档位的典型的噪声频率开始的噪声频率滤出。
[0050] 根据本发明的另一实施例,确定优化陷波滤波器的步骤包括校准多个陷波滤波器,该陷波滤波器中的每一个都适于滤出曲轴加速度信号的噪声的典型频率附近置中的不同频率;以及从多个陷波滤波器中选择把与噪声的大小成比例的参数最小化的陷波滤波器。
[0051] 本实施例的优势是其可经由发动机的电子控制单元中的软件以一方式实施,使得每一个陷波滤波器可并联使用或使用for循环至曲轴加速度信号。
[0052] 根据本发明的另一实施例,通过使用每一个陷波滤波器对曲轴加速度信号滤波以获得用于每一个陷波滤波器的输出曲轴加速度滤波后信号而计算出和噪声的大小成比例的参数,每一个曲轴加速度滤波后信号被和曲轴加速度信号的均值进行比较,以计算距离每一个曲轴加速度滤波后信号的均值的偏差,且通过对距离每一个曲轴加速度滤波后信号的均值的偏差进行积分而计算和针对每一个曲轴加速度滤波后信号的噪声的大小成比例的积分值。
[0053] 本实施例的优势是其允许根据其对其滤波的信号的影响而对各个滤波器进行分级。
[0054] 根据本发明另一实施例,通过在全部积分值之间选择最小积分值以及通过选择对应于所述最小积分值的陷波滤波器来进行优化陷波滤波器的选择。
[0055] 本发明的另一实施例提供一种操作内燃发动机的设备,该发动机包括限定出容纳联接以旋转曲轴的往复运动活塞的汽缸的发动机缸体、用于在汽缸内喷射燃料的燃料喷射器,和布置为靠近曲轴的曲柄位置传感器,该设备包括:
[0056] -命令燃料喷射器以预定的供能时间执行测试燃料喷射的装置;
[0057] -使用曲柄位置传感器确定测试燃料喷射期间的曲轴加速度信号的装置,[0058] -对确定的曲轴加速度信号滤波的装置,
[0059] -确定滤波后的曲轴加速度信号的基础频率成分的大小的值的装置,[0060] -基于基础频率成分的大小的确定值和其预设值之间的差值确定供能时间的校准因子的装置,和
[0061] -使用该校准因子校准由燃料喷射器执行的后续燃料喷射的供能时间的装置,[0062] 其中该用于对曲轴加速度信号滤波的装置包括:
[0063] -确定将被滤去的曲轴加速度信号的频率的装置,和
[0064] -从曲轴加速度信号滤去确定的频率的装置。
[0065] 本发明的又一实施例提供一种机动车系统,其包括内燃发动机,该发动机包括限定出容纳联接以旋转曲轴的往复运动活塞的汽缸的发动机缸体、用于在汽缸内喷射燃料的燃料喷射器,和适于发送曲轴信号至发动机的电子控制单元的曲柄位置传感器,其中该电子控制单元被配置为:
[0066] -命令燃料喷射器以预定的供能时间执行测试燃料喷射;
[0067] -使用曲柄位置传感器确定测试燃料喷射期间的曲轴加速度信号,[0068] -对确定的曲轴加速度信号滤波,
[0069] -确定滤波后的曲轴加速度信号的基础频率成分的大小的值,
[0070] -基于基础频率成分的大小的确定值和其预设值之间的差值确定供能时间的校准因子,和
[0071] -使用该校准因子校准由燃料喷射器执行的后续燃料喷射的供能时间,[0072] 其中曲轴加速度信号的滤波包括的步骤有:
[0073] -确定将被滤去的曲轴加速度信号的频率,和
[0074] -从曲轴加速度信号滤去确定的频率。
[0075] 本发明的再一实施例提供一种机动车系统,其包括内燃发动机,该发动机包括限定出容纳联接以旋转曲轴的往复运动活塞的汽缸的发动机缸体、用于在汽缸内喷射燃料的燃料喷射器,和布置为靠近曲轴的曲柄位置传感器,该传感器适于发送曲轴信号至发动机的电子控制单元,其中该电子控制单元被配置为:
[0076] -命令燃料喷射器以预定的供能时间执行测试燃料喷射;
[0077] -使用曲柄位置传感器确定测试燃料喷射期间的曲轴加速度信号,[0078] -对确定的曲轴加速度信号滤波,
[0079] -确定滤波后的曲轴加速度信号的基础频率成分的大小的值,
[0080] -基于基础频率成分的大小的确定值和其预设值之间的差值确定供能时间的校准因子,和
[0081] -使用该校准因子校准由燃料喷射器执行的后续燃料喷射的供能时间,[0082] 其中曲轴加速度信号的滤波包括的步骤有:
[0083] -确定将被滤去的曲轴加速度信号的频率,和
[0084] -从曲轴加速度信号滤去确定的频率。
[0085] 根据其一个方面的方法可在计算机程序的帮助下被实施,所述计算机程序包括用于实施所述方法的全部步骤的程序编码,且表现为包括所述计算机程序的计算机程序产品。
[0086] 所述计算机程序产品可被实现为控制装置,用于内燃发动机,其包括发动机控制单元(ECU)、和ECU相关的数据载体、以及存储在所述数据载体中的计算机程序,从而控制装置以和方法相同的方式限定描述的实施例。在这样的情形中,当控制装置执行计算机程序时,上述的诊断方法的全部步骤被执行。
[0087] 根据另一方面的该方法也可被实现为电磁信号,所述信号被调制以承载代表用于实施所述方法的全部步骤的计算机程序的数据位序列。
[0088] 本公开的又一方面提供了特别用于执行所要求的方法的内燃发动机。附图说明
[0089] 现在将通过示例的方式参照附图对各个实施例进行描述,其中相同的附图标记标示相同的元件,且其中:
[0090] 图1示出了机动车系统;
[0091] 图2是属于图1中的机动车系统的内燃发动机的横截面;
[0092] 图3是燃料输送补偿策略的示意图;
[0093] 图4是根据本发明的实施例的频率学习过程的示意图;
[0094] 图5是根据本发明的实施例的燃料输送补偿策略的示意图;
[0095] 图6是根据本发明的实施例的滤波器学习过程的示意图;
[0096] 图7是根据本发明的另一实施例的燃料输送补偿策略的示意图。
[0097] 附图标记
[0098] 10
[0099] 20图
[0100] 30块
[0101] 40图
[0102] 50车辆
[0103] 60图
[0104] 70燃料量
[0105] 80燃料校准量
[0106] 100机动车系统
[0107] 110内燃发动机(ICE)
[0108] 120发动机缸体
[0109] 125汽缸
[0110] 130汽缸盖
[0111] 135凸轮
[0112] 140活塞
[0113] 145曲轴
[0114] 150燃烧室
[0115] 155凸轮相位
[0116] 160燃料喷射器
[0117] 170燃料轨道
[0118] 180燃料泵
[0119] 190燃料源
[0120] 200进气歧管
[0121] 205空气进气管道
[0122] 210进气口
[0123] 215汽缸的
[0124] 220排气口
[0125] 225排气歧管
[0126] 230涡轮增压
[0127] 240压缩机
[0128] 250涡轮
[0129] 260中冷器
[0130] 270排气系统
[0131] 275排气管
[0132] 280排气后处理装置
[0133] 290VGT促动器
[0134] 300EGR阀
[0135] 310EGR冷却器
[0136] 320EGR阀
[0137] 330节流阀本体
[0138] 340质量空气流和温度传感器
[0139] 350歧管压力和温度传感器
[0140] 360燃烧压力传感器
[0141] 380冷却剂和机油温度和水平传感器
[0142] 400燃料轨道压力传感器
[0143] 410凸轮位置传感器
[0144] 420曲柄位置传感器
[0145] 430排气压力和温度传感器
[0146] 445加速器踏板位置传感器
[0147] 450电子控制单元(ECU)
[0148] 460数据载体
[0149] 500图
[0150] 510图
[0151] 515块
[0152] 520块
[0153] 525块
[0154] 530图
[0155] 540图
[0156] 550图
[0157] 560块
[0158] 565块
[0159] 570块
[0160] 575块
[0161] 580块
[0162] 585块
[0163] 630块

具体实施方式

[0164] 现在将参照附图对示例性实施例进行描述,而不意图限制其应用和用途。
[0165] 一些实施例可包括机动车系统100,如图1和2所示,其包括内燃发动机(ICE)110,该发动机包括限定了至少一个汽缸125的发动机缸体120,该汽缸具有联接以旋转曲轴145的活塞。汽缸盖130和活塞140协作以限定燃烧室150。燃料和空气混合物(未示出)被布置在燃烧室150中且点燃,导致热的膨胀的排气,其导致活塞140的往复运动。燃料由至少一个燃料喷射器160提供,而空气通过至少一个进气口210提供。燃料以高压从燃料轨道170提供至燃料喷射器160,燃料轨道170和高压燃料泵180流体连通,该高压燃料泵
180增加从燃料源190处接收的燃料的压力。每一个汽缸125都包括至少两个阀215,其由正时地与曲轴145一起旋转的凸轮轴135促动。阀门215选择地允许空气从口210进入燃烧室150,并替换地允许排气通过口220离开。在一些示例中,凸轮相位器155可选择地变动凸轮轴135和曲轴145之间的正时。
[0166] 空气可通过进气歧管200配送至空气进气口(一个或多个)210。空气进气管道205可从周围环境提供空气至进气歧管200。在其他实施例中,可提供节流阀体部330以调节进入歧管200中的空气流动。在此外的其他实施例中,可提供诸如涡轮增压器230的强制进气系统,其包括旋转地联接至涡轮250的压缩机240。压缩机240的旋转增加了管道205和歧管200中的空气的压力和温度。布置在管道205中的中冷器260可降低空气的温度。涡轮250通过从排气歧管225接收排气继而通过涡轮250膨胀而旋转,排气歧管将排气从排气口220引导通过一系列叶片。排气离开涡轮250并被引导进入排气系统270中。该示例示出了可变形状涡轮(VGT),其具有布置为移动叶片以改变通过涡轮250的排气的流动的VGT促动器290。在其他实施例中,涡轮增压器230可为固定形状的和/或包括废气门。
[0167] 排放系统270可包括排气管275,其具有一个或多个排气后处理装置280。后处理装置可为配置为改变排气成分的任意装置。后处理装置280的一些示例包括但不限于,催化转换器(二元或三元的)、化催化器、稀NOx采集器、氢化合物吸收器、选择催化还原(SCR)系统和颗粒过滤器。其他实施例可包括排气再循环(EGR)系统300,其联接在排气歧管225和进气歧管200之间。EGR系统300可包括EGR冷却器310,以降低EGR系统300中的排气的温度。EGR阀门320调节EGR系统300中的排气的流动。
[0168] 汽车系统100还可包括电子控制单元(ECU)450,其和一个或多个与ICE110相关的装置和/或传感器连通。ECU450可从多个传感器处接收信号,传感器被配置为产生信号,该信号和与ICE110相关的各个物理参数成比例。传感器包括但不限于质量空气流和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和机油温度和水平传感器380、燃料轨道压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲柄位置传感器420、排气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440、和加速器踏板位置传感器445。
[0169] 曲柄位置传感器是用于监测曲轴145的位置或旋转速度的电子装置,且可安装为自身靠近曲轴145,以感知曲轴145的旋转位移并将相应的信号发送至ECU 450。
[0170] 此外,ECU可产生至各个控制装置的输出信号,该控制装置被配置为控制ICE110的运行,其包括但不限于,燃料喷射器160、节流阀本体330、EGR阀320、VGT促动气290、和凸轮相位器155。注意,虚线用于指示ECU450和各个传感器和装置之间的连通,但一些出于清楚的目的被忽略。
[0171] 现在转向ECU450,该装置可包括和存储器系统或数据载体460以及接口总线连通的数字中央处理器(CPU)。CPU被配置为执行作为程序存储在存储器系统中的指令,并发送信号至接口总线以及从接口总线接收信号。存储器系统可包括多种存储器类型,包括光存储器、磁存储器、固态存储器、以及其他非易失性存储器。接口总线可被配置为发送、接收、和调制模拟和/或数字信号至/从各个传感器和控制装置。程序可实现此处公开的方法,允许CPU执行该方法步骤并控制ICE110。
[0172] 更具体地,图3示出了燃料输送补偿策略的示意图。
[0173] 该策略通过使用曲柄位置传感器420来读取曲轴信号开始,继而该信号被处理(块10)以获取曲轴加速度信号。
[0174] 特别地,当包括曲轴145的车辆50发生燃料切断时(例如当驾驶者松开加速器踏板上的压力时),响应于由先导喷射喷入的燃料测试量而获取曲轴加速度信号。
[0175] 经处理的信号示出在图20中,该信号由具有0.5w的基础频率的一系列频率0.5W、1.0W、1.5W、2.0W、2.5W、3.0W等表示。
[0176] 信号继而由诸如平滑化、带通滤波(BPF)、和均值移除(块30)的一系列数学技术处理。
[0177] 产生的信号标示在图40中,其中仅示出了前两个频率。
[0178] 最终,喷射器160被供能(图60),其采用用于喷射的燃料量的正确喷射器供能时间、从而校正喷射的燃料量70,其中通过将处理后的曲轴信号和预定的阈值信号进行比较而确定校正燃料量80。
[0179] 根据本发明的实施例,提供附加的信号处理步骤,以特别是在高档位情形中滤去曲轴加速度信号中存在的噪声。
[0180] 根据本发明的实施例,采用陷波滤波器将噪声频率滤去。陷波滤波器是拒绝或减弱在窄频率范围中的频率的滤波器。用于该过程的优选陷波滤波器是无限脉冲响应(IIR,即Infinite Impulse Response)陷波滤波器。
[0181] 当过速状况发生时,喷射器供能时间策略被允许,且测试喷射在一个汽缸125上进行。
[0182] 根据本发明,可以两种方式加强喷射器功能策略:频率学习和滤波器学习。
[0183] 对于滤波器学习实施例,在曲轴信号500上采用下列步骤(图4)。
[0184] 当测试喷射活动时开始的、且示出在图4中的图案510中的观测窗口或预定的时间间隔中,算法搜索曲轴处理后信号CS的局部最小值或局部最大值。
[0185] 然后算法计算信号的半周期T/2且继而计算其频率。所述频率继而被假设为曲轴加速度信号的噪声频率fn。
[0186] 该频率fn(块520)存储在数据载体460的非易失性存储器中。继而在电子控制单元450的软件中使用可校准无限脉冲响应(IIR)陷波滤波器(块530),该陷波滤波器被校准以将频率fn滤出。
[0187] 图5是根据本发明的实施例、且使用根据前述过程学习的噪声频率fn的燃料输送补偿策略的示意图。
[0188] 在该情形中,处理曲轴加速度信号(在块525中),以基础频率0.5w的项表达。
[0189] 同时,曲轴加速度信号(在图540中示意地示出)进行频率学习过程(块515),以确定曲轴信号频率fn。
[0190] 随后,使用以一方式校准以去除频率fn的可校准无限脉冲响应(IIR)陷波滤波器(块530)。
[0191] 最终,对曲轴信号使用陷波滤波器530,以滤去噪声频率fn,且输出信号被用作小量调节策略(块550中)的反馈。
[0192] 根据本发明的另一实施例,采用滤波学习过程(在图6中示例性示出)。
[0193] 在曲轴信号500的观察窗中,将特定数量N个无限脉冲响应(IIR)陷波滤波器在针对特定应用的驱动系的典型噪声频率附近校准(块560)。
[0194] 可在计算工具的辅助下进行该校准。例如,如果N=5,则可使用中心频率fn对陷波滤波器3校准,将滤波器2和4在fn±Δ上校准,将滤波器1和5在fn±2Δ上校准,其中Δ是距离频率fn的频率上的特定距离。
[0195] 将全部N个滤波器应用至曲轴信号(并联或使用for循环),且因此计算出输出滤波后信号F_out(i)。
[0196] 此外,计算出曲轴信号的均值CS_Avg。
[0197] 继而对于每一个滤波器,计算出和噪声成比例的距离均值的偏差(F_out(i)-CS_Avg),并在预定的时间间隔内对其积分。
[0198] 在积分结束时,每一个滤波器和相应的积分值F_int(i)相关联,该值与噪声的大小成比例。
[0199] 通过最小值搜索算法(块570),计算出全部F_int(i)(其中i=1-N)之间的最小值F_int(j),且指数j存储在数据载体460的非易失性存储器中。
[0200] 该指数和滤波器640相关联(块580),该滤波器具有更靠近fn的中心限波频率,且因此为针对该驱动系拒绝噪声的最佳滤波器。
[0201] 图7是根据本发明的实施例、且使用根据前述过程学习的滤波器的燃料输送补偿策略的示意图。
[0202] 在该情形中,处理曲轴加速度信号(在块525中),以基础频率0.5w的项表达。
[0203] 同时图540中示意地示出的曲轴加速度信号发生滤波器学习过程(块565),以确定对于特定的应用在驱动系的典型噪声频率附近校准的一组滤波器。
[0204] 继而每一个滤波器被应用至曲轴信号,以选定多种系数(块575),且选定最佳或优化滤波器(块585)。
[0205] 继而使用去除噪声频率fn的最佳无限脉冲响应(IIR)陷波滤波器。
[0206] 最终,对曲轴信号使用最佳陷波滤波器630,以滤去噪声频率,且输出信号被用作小量调节策略(块550中)的反馈。
[0207] 在本发明的全部实施例中,应在车辆50行驶一定的公里数后重复频率或滤波器学习过程,以针对驱动系老化进行调节。
[0208] 可为具有接近喷射阶数的噪声频率的每一个档位重复该频率或滤波器学习过程,且对于每一个该档位,频率或滤波器指数应被存储在数据载体460中。
[0209] 当已执行了频率或滤波器学习时,信号处理部分应将陷波滤波器施加至曲轴信号,其从而可将输出信号用作小量调节策略的反馈。
[0210] 在发明的各个实施例的好处中,噪声和排放物的降低以及改进的驾驶性得到了改进。
[0211] 尽管在前述的概述以及详细描述中示出了至少一个示例性实施例,应理解存在很多数量的变动之处。应理解所述一个或多个示例性实施例仅为实力,而不意图以任何方式限定范围、用途或配置。而是,上述概述和详细描述将为本领域技术人员提供用于实施至少一个示例性实施例的方便的说明,被理解的是可对示例性实施例中描述的元件的功能和布置进行各种变动,而不背离如在所附的权利要求书以及其法律意义上的等价物中阐明的范围。
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