專(zhuān)利名稱(chēng)：操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及一種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置有汽缸，每一個(gè)汽缸都包括聯(lián)接以旋轉(zhuǎn)曲軸的活塞。燃料和空氣混合物被噴入每一個(gè)汽缸的燃燒室中且點(diǎn)燃，產(chǎn)生導(dǎo)致活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的熱膨脹廢氣，該燃料由噴射器提供，該噴射器從燃料共軌接收高壓燃料，該燃料共軌和高壓燃料泵成流體連通。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)還通常裝備有電子控制單元(E⑶)，且曲軸通常裝備有適于發(fā)送曲軸信號(hào)至ECU的曲柄位置傳感器。為了改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(特別是具有共軌燃料噴射系統(tǒng)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī))中排氣排放物的特性并降低燃燒噪聲，采用了所謂的多燃料噴射模式，根據(jù)其在每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中在每一個(gè)汽缸中噴射的燃料的量被分成多次噴射。因此，典型的多噴射模式可包括預(yù)噴射(也稱(chēng)作先導(dǎo)噴射)，其可繼而分成兩個(gè)或更多個(gè)噴射脈沖，其后是一個(gè)或多個(gè)主噴射脈沖，其后是多個(gè)后或后期噴射脈沖。先導(dǎo)噴射脈沖對(duì)燃燒噪音和排氣排放物兩者的水平都有影響，且其持續(xù)時(shí)間或供能時(shí)間(ET)通常被映射在電子噴射控制單元的存儲(chǔ)器中。供能時(shí)間的映射值被參照具有標(biāo)稱(chēng)特性(即構(gòu)件無(wú)漂移)的噴射系統(tǒng)預(yù)先確定。但是，實(shí)際由噴射器噴入對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中的燃料值不可避免的受相對(duì)于希望或標(biāo)稱(chēng)值偏移影響，且該事實(shí)在車(chē)輛的壽命中導(dǎo)致燃燒噪聲和排氣排放物特性的變動(dòng)。因此，使用燃料補(bǔ)償策略來(lái)校準(zhǔn)在噴射器壽命期間在燃燒中噴入的燃料量，其調(diào)節(jié)噴射器供能時(shí)間以在噴射器的壽命上實(shí)現(xiàn)燃料噴射量的重復(fù)的性能以及準(zhǔn)確性。而且，先導(dǎo)噴射處在噴射器性能的強(qiáng)非線性范圍中，并由此更需要經(jīng)受補(bǔ)償策略。為了校準(zhǔn)燃料噴射量，在發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)速運(yùn)轉(zhuǎn)(overrun)期間(例如當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)的駕駛者釋放在加速器踏板上的壓力時(shí))執(zhí)行噴射器供能時(shí)間策略。在這些過(guò)速運(yùn)轉(zhuǎn)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元命令在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)汽缸中的可校準(zhǔn)的測(cè)試噴射(例如，Imm3燃料)，而其他噴射器被停止供能。噴射的燃料量和曲軸加速度成比例，且噴射器供能時(shí)間策略處理曲軸正時(shí)，以獲得和加速區(qū)成比例、且從而和噴射的燃料成比例的信號(hào)。計(jì)入下列考量對(duì)曲軸加速度信號(hào)進(jìn)行處理。在內(nèi)燃往復(fù)運(yùn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于熱動(dòng)力學(xué)循環(huán)，每個(gè)汽缸中的氣壓扭矩都是周期性函數(shù)。在4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中，汽缸扭矩具有720° CR的周期(頻率為0. 5W)。因此，4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣壓扭矩可表達(dá)為基礎(chǔ)頻率為0. 5W的傅里葉序列(從而序列中涉及的頻率是
0.5w、l. OwU. 5w、2. 0w,2. 5w、3. Ow等)。具有0. 5w頻率的基礎(chǔ)頻率被稱(chēng)作0. 5階組分。其具有720° CR的周期。噴射器供能時(shí)間信號(hào)處理策略選擇0. 5階(用于發(fā)動(dòng)機(jī)的噴射階，其中僅I汽缸噴射且其他不噴射，意味著每720° CR —次噴射)，且將該信號(hào)和預(yù)定的閾值進(jìn)行比較，以檢測(cè)先導(dǎo)噴射燃料量的正確的噴射器供能時(shí)間。但是曲軸信號(hào)對(duì)噪聲非常敏感，且噪聲頻率可獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)系從經(jīng)驗(yàn)上來(lái)說(shuō)，特別是在高檔位的情形中，特征驅(qū)動(dòng)系共振頻率非常接近為噴射器供能時(shí)間學(xué)習(xí)策略選定的噴射階數(shù)(0. 5):這在正確的供能時(shí)間估計(jì)上產(chǎn)生了錯(cuò)誤，其對(duì)于噪聲、排放物和駕駛性具有負(fù)面的影響，且在一些情形中，導(dǎo)致學(xué)習(xí)策略的中止。從用于檢測(cè)高檔位的噪聲共振頻率的對(duì)不同驅(qū)動(dòng)系和應(yīng)用的分析來(lái)看，獲得下列檔位獨(dú)立噪聲頻率的結(jié)果是可能的示例 I檔位5_>噪聲頻率0. 4檔位6_>噪聲頻率0. 488示例 2 檔位5_>噪聲頻率0. 357檔位6_>噪聲頻率0. 4465此外，驅(qū)動(dòng)系可具有不檔位獨(dú)立的噪聲頻率。這些噪聲頻率接近0. 5階的噴射頻率，且其還可由于驅(qū)動(dòng)系容限、產(chǎn)量擴(kuò)展(production spread)和老化而發(fā)生變動(dòng)。在這些情形中，用于噴射器供能時(shí)間策略的對(duì)曲軸信號(hào)的處理的經(jīng)典方法不足以獲得有價(jià)值的信號(hào)。當(dāng)考慮許多車(chē)輛處于燃料節(jié)約的目的具有高齒輪比時(shí)，該問(wèn)題更為嚴(yán)重。此外，在許多情形中，取決于特別是在高速公路上的駕駛方式，產(chǎn)生當(dāng)車(chē)輛處在高檔位中時(shí)運(yùn)行的噴射器供能時(shí)間策略。本發(fā)明的實(shí)施例的目的是在噪聲驅(qū)動(dòng)系情形中將燃料輸送補(bǔ)償策略拓展到更高的檔位。另一目的是提供不使用復(fù)雜裝置且通過(guò)利用車(chē)輛的電子控制單元(ECT)的計(jì)算能力來(lái)補(bǔ)償燃料輸送的方法。本公開(kāi)的另一目的是通過(guò)簡(jiǎn)單、合理和廉價(jià)的解決方式達(dá)到這些目標(biāo)。這些目的通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求中陳述的特征的方法、發(fā)動(dòng)機(jī)、裝置、機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、和電磁信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求劃定優(yōu)選和/或特別具有優(yōu)勢(shì)的方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括限定出容納被聯(lián)接為旋轉(zhuǎn)曲軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞的汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、用于在汽缸內(nèi)噴射燃料的燃料噴射器，和布置為靠近曲軸的曲柄位置傳感器，該方法包括的步驟有-命令燃料噴射器以預(yù)定的供能時(shí)間執(zhí)行測(cè)試燃料噴射；-使用曲柄位置傳感器確定測(cè)試燃料噴射期間的曲軸加速度信號(hào)，-對(duì)確定的曲軸加速度信號(hào)濾波，-確定濾波后的曲軸加速度信號(hào)的基礎(chǔ)頻率成分的大小的值，-基于基礎(chǔ)頻率成分的大小的確定值與其預(yù)設(shè)值之間的差值確定供能時(shí)間的校準(zhǔn)因子，和-使用該校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)由燃料噴射器執(zhí)行的后續(xù)燃料噴射的供能時(shí)間，其中曲軸加速度信號(hào)的濾波包括的步驟有-確定將被濾去的曲軸加速度信號(hào)的頻率，和-從曲軸加速度信號(hào)濾去確定的頻率。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)是，特別是在高檔位情形中，當(dāng)執(zhí)行噴射器供能時(shí)間策略以校正先導(dǎo)噴射的燃料輸送時(shí)，由驅(qū)動(dòng)系產(chǎn)生的大致接近于曲軸加速度信號(hào)的0. 5階基礎(chǔ)頻率的噪聲頻率被濾去，使得獲得用于執(zhí)行噴射器供能時(shí)間策略的更干凈的信號(hào)成為可能。更干凈的信號(hào)改進(jìn)了噴射器供能時(shí)間策略的準(zhǔn)確性，其有利于噪聲以及排放物的降低和駕駛性的改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例，確定曲軸加速度信號(hào)的頻率的步驟包括搜索預(yù)定的時(shí)間間隔中曲軸加速度信號(hào)的局部最大值和局部最小值以確定信號(hào)的半周期以及繼而其頻率，以及假定所述頻率為曲軸加速度信號(hào)的噪聲頻率的步驟。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)是其允許一快速的過(guò)程來(lái)確定曲軸加速度信號(hào)的噪聲頻率。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，從曲軸加速度信號(hào)中濾去確定的噪聲頻率的步驟包括使用在曲軸加速度信號(hào)的確定的噪聲頻率上校準(zhǔn)的陷波濾波器。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)是其允許一直接的過(guò)程來(lái)消除或減輕曲軸加速度信號(hào)的噪聲頻率。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，濾波過(guò)程包括確定優(yōu)化的陷波濾波器來(lái)將確定的頻率從曲軸加速度信號(hào)中濾出的步驟。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)是其允許學(xué)習(xí)最佳濾波器來(lái)將針對(duì)特定驅(qū)動(dòng)系和特定的檔位的典型的噪聲頻率開(kāi)始的噪聲頻率濾出。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，確定優(yōu)化陷波濾波器的步驟包括校準(zhǔn)多個(gè)陷波濾波器，該陷波濾波器中的每一個(gè)都適于濾出曲軸加速度信號(hào)的噪聲的典型頻率附近置中的不同頻率；以及從多個(gè)陷波濾波器中選擇把與噪聲的大小成比例的參數(shù)最小化的陷波濾波器。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)是其可經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元中的軟件以一方式實(shí)施，使得每一個(gè)陷波濾波器可并聯(lián)使用或使用for循環(huán)至曲軸加速度信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，通過(guò)使用每一個(gè)陷波濾波器對(duì)曲軸加速度信號(hào)濾波以獲得用于每一個(gè)陷波濾波器的輸出曲軸加速度濾波后信號(hào)而計(jì)算出和噪聲的大小成比例的參數(shù)，每一個(gè)曲軸加速度濾波后信號(hào)被和曲軸加速度信號(hào)的均值進(jìn)行比較，以計(jì)算距離每一個(gè)曲軸加速度濾波后信號(hào)的均值的偏差，且通過(guò)對(duì)距離每一個(gè)曲軸加速度濾波后信號(hào)的均值的偏差進(jìn)行積分而計(jì)算和針對(duì)每一個(gè)曲軸加速度濾波后信號(hào)的噪聲的大小成比例的積分值。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)是其允許根據(jù)其對(duì)其濾波的信號(hào)的影響而對(duì)各個(gè)濾波器進(jìn)行分級(jí)。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，通過(guò)在全部積分值之間選擇最小積分值以及通過(guò)選擇對(duì)應(yīng)于所述最小積分值的陷波濾波器來(lái)進(jìn)行優(yōu)化陷波濾波器的選擇。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供一種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)備，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括限定出容納聯(lián)接以旋轉(zhuǎn)曲軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞的汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、用于在汽缸內(nèi)噴射燃料的燃料噴射器，和布置為靠近曲軸的曲柄位置傳感器，該設(shè)備包括-命令燃料噴射器以預(yù)定的供能時(shí)間執(zhí)行測(cè)試燃料噴射的裝置；-使用曲柄位置傳感器確定測(cè)試燃料噴射期間的曲軸加速度信號(hào)的裝置，-對(duì)確定的曲軸加速度信號(hào)濾波的裝置，-確定濾波后的曲軸加速度信號(hào)的基礎(chǔ)頻率成分的大小的值的裝置，-基于基礎(chǔ)頻率成分的大小的確定值和其預(yù)設(shè)值之間的差值確定供能時(shí)間的校準(zhǔn)因子的裝置，和-使用該校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)由燃料噴射器執(zhí)行的后續(xù)燃料噴射的供能時(shí)間的裝置，其中該用于對(duì)曲軸加速度信號(hào)濾波的裝置包括-確定將被濾去的曲軸加速度信號(hào)的頻率的裝置，和-從曲軸加速度信號(hào)濾去確定的頻率的裝置。本發(fā)明的又一實(shí)施例提供一種機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)，其包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括限定出容納聯(lián)接以旋轉(zhuǎn)曲軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞的汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、用于在汽缸內(nèi)噴射燃料的燃料噴射器，和適于發(fā)送曲軸信號(hào)至發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元的曲柄位置傳感器，其中該電子控制單元被配置為-命令燃料噴射器以預(yù)定的供能時(shí)間執(zhí)行測(cè)試燃料噴射；-使用曲柄位置傳感器確定測(cè)試燃料噴射期間的曲軸加速度信號(hào)，-對(duì)確定的曲軸加速度信號(hào)濾波，-確定濾波后的曲軸加速度信號(hào)的基礎(chǔ)頻率成分的大小的值，-基于基礎(chǔ)頻率成分的大小的確定值和其預(yù)設(shè)值之間的差值確定供能時(shí)間的校準(zhǔn)因子，和-使用該校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)由燃料噴射器執(zhí)行的后續(xù)燃料噴射的供能時(shí)間，其中曲軸加速度信號(hào)的濾波包括的步驟有-確定將被濾去的曲軸加速度信號(hào)的頻率，和-從曲軸加速度信號(hào)濾去確定的頻率。本發(fā)明的再一實(shí)施例提供一種機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)，其包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括限定出容納聯(lián)接以旋轉(zhuǎn)曲軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞的汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、用于在汽缸內(nèi)噴射燃料的燃料噴射器，和布置為靠近曲軸的曲柄位置傳感器，該傳感器適于發(fā)送曲軸信號(hào)至發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元，其中該電子控制單元被配置為-命令燃料噴射器以預(yù)定的供能時(shí)間執(zhí)行測(cè)試燃料噴射；-使用曲柄位置傳感器確定測(cè)試燃料噴射期間的曲軸加速度信號(hào)，-對(duì)確定的曲軸加速度信號(hào)濾波，-確定濾波后的曲軸加速度信號(hào)的基礎(chǔ)頻率成分的大小的值，-基于基礎(chǔ)頻率成分的大小的確定值和其預(yù)設(shè)值之間的差值確定供能時(shí)間的校準(zhǔn)因子，和-使用該校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)由燃料噴射器執(zhí)行的后續(xù)燃料噴射的供能時(shí)間，其中曲軸加速度信號(hào)的濾波包括的步驟有-確定將被濾去的曲軸加速度信號(hào)的頻率，和
-從曲軸加速度信號(hào)濾去確定的頻率。根據(jù)其一個(gè)方面的方法可在計(jì)算機(jī)程序的幫助下被實(shí)施，所述計(jì)算機(jī)程序包括用于實(shí)施所述方法的全部步驟的程序編碼，且表現(xiàn)為包括所述計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可被實(shí)現(xiàn)為控制裝置，用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)、和ECU相關(guān)的數(shù)據(jù)載體、以及存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)載體中的計(jì)算機(jī)程序，從而控制裝置以和方法相同的方式限定描述的實(shí)施例。在這樣的情形中，當(dāng)控制裝置執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)，上述的診斷方法的全部步驟被執(zhí)行。根據(jù)另一方面的該方法也可被實(shí)現(xiàn)為電磁信號(hào)，所述信號(hào)被調(diào)制以承載代表用于實(shí)施所述方法的全部步驟的計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)位序列。本公開(kāi)的又一方面提供了特別用于執(zhí)行所要求的方法的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。


現(xiàn)在將通過(guò)示例的方式參照附圖對(duì)各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述，其中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示相同的元件，且其中圖1示出了機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)；圖2是屬于圖1中的機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的橫截面；圖3是燃料輸送補(bǔ)償策略的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的頻率學(xué)習(xí)過(guò)程的示意
圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃料輸送補(bǔ)償策略的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的濾波器學(xué)習(xí)過(guò)程的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的燃料輸送補(bǔ)償策略的示意圖。附圖標(biāo)記10 塊20 圖3O 塊40 圖50 車(chē)輛60 圖70燃料量80燃料校準(zhǔn)量100機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)110內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)120發(fā)動(dòng)機(jī)缸體125 汽缸130汽缸蓋135凸輪軸140 活塞145 曲軸
150燃燒室155凸輪相位器160燃料噴射器170燃料軌道180燃料泵190燃料源200進(jìn)氣歧管205空氣進(jìn)氣管道210 進(jìn)氣口215汽缸的閥220 排氣口225排氣歧管230渦輪增壓器240壓縮機(jī)250 渦輪260中冷器270排氣系統(tǒng)275排氣管280排氣后處理裝置290VGT 促動(dòng)器300EGR 閥31OEGR 冷卻器320EGR 閥330節(jié)流閥本體340質(zhì)量空氣流和溫度傳感器350歧管壓力和溫度傳感器360燃燒壓力傳感器380冷卻劑和機(jī)油溫度和水平傳感器400燃料軌道壓力傳感器410凸輪位置傳感器420曲柄位置傳感器430排氣壓力和溫度傳感器445加速器踏板位置傳感器450電子控制單元(ECU)460數(shù)據(jù)載體500 圖510 圖515 塊520 塊
525 塊530 圖540 圖550 圖560 塊565 塊570 塊575 塊580 塊585 塊630 塊
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行描述，而不意圖限制其應(yīng)用和用途。一些實(shí)施例可包括機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)100，如圖1和2所示，其包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)110，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括限定了至少一個(gè)汽缸125的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體120，該汽缸具有聯(lián)接以旋轉(zhuǎn)曲軸145的活塞。汽缸蓋130和活塞140協(xié)作以限定燃燒室150。燃料和空氣混合物(未示出)被布置在燃燒室150中且點(diǎn)燃，導(dǎo)致熱的膨脹的排氣，其導(dǎo)致活塞140的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。燃料由至少一個(gè)燃料噴射器160提供，而空氣通過(guò)至少一個(gè)進(jìn)氣口 210提供。燃料以高壓從燃料軌道170提供至燃料噴射器160，燃料軌道170和高壓燃料泵180流體連通，該高壓燃料泵180增加從燃料源190處接收的燃料的壓力。每一個(gè)汽缸125都包括至少兩個(gè)閥門(mén)215，其由正時(shí)地與曲軸145 —起旋轉(zhuǎn)的凸輪軸135促動(dòng)。閥門(mén)215選擇地允許空氣從口 210進(jìn)入燃燒室150，并替換地允許排氣通過(guò)口 220離開(kāi)。在一些示例中，凸輪相位器155可選擇地變動(dòng)凸輪軸135和曲軸145之間的正時(shí)。空氣可通過(guò)進(jìn)氣歧管200配送至空氣進(jìn)氣口(一個(gè)或多個(gè))210。空氣進(jìn)氣管道205可從周?chē)h(huán)境提供空氣至進(jìn)氣歧管200。在其他實(shí)施例中，可提供節(jié)流閥體部330以調(diào)節(jié)進(jìn)入歧管200中的空氣流動(dòng)。在此外的其他實(shí)施例中，可提供諸如渦輪增壓器230的強(qiáng)制進(jìn)氣系統(tǒng)，其包括旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至渦輪250的壓縮機(jī)240。壓縮機(jī)240的旋轉(zhuǎn)增加了管道205和歧管200中的空氣的壓力和溫度。布置在管道205中的中冷器260可降低空氣的溫度。渦輪250通過(guò)從排氣歧管225接收排氣繼而通過(guò)渦輪250膨脹而旋轉(zhuǎn)，排氣歧管將排氣從排氣口 220引導(dǎo)通過(guò)一系列葉片。排氣離開(kāi)渦輪250并被引導(dǎo)進(jìn)入排氣系統(tǒng)270中。該示例示出了可變形狀渦輪(VGT)，其具有布置為移動(dòng)葉片以改變通過(guò)渦輪250的排氣的流動(dòng)的VGT促動(dòng)器290。在其他實(shí)施例中，渦輪增壓器230可為固定形狀的和/或包括廢氣門(mén)。排放系統(tǒng)270可包括排氣管275，其具有一個(gè)或多個(gè)排氣后處理裝置280。后處理裝置可為配置為改變排氣成分的任意裝置。后處理裝置280的一些示例包括但不限于，催化轉(zhuǎn)換器(二元或三元的)、氧化催化器、稀NOx采集器、碳?xì)浠衔镂掌?、選擇催化還原(SCR)系統(tǒng)和顆粒過(guò)濾器。其他實(shí)施例可包括排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)300，其聯(lián)接在排氣歧管225和進(jìn)氣歧管200之間。EGR系統(tǒng)300可包括EGR冷卻器310，以降低EGR系統(tǒng)300中的排氣的溫度。EGR閥門(mén)320調(diào)節(jié)EGR系統(tǒng)300中的排氣的流動(dòng)。
汽車(chē)系統(tǒng)100還可包括電子控制單元(E⑶)450，其和一個(gè)或多個(gè)與ICEllO相關(guān)的裝置和/或傳感器連通。ECU450可從多個(gè)傳感器處接收信號(hào)，傳感器被配置為產(chǎn)生信號(hào)，該信號(hào)和與ICEllO相關(guān)的各個(gè)物理參數(shù)成比例。傳感器包括但不限于質(zhì)量空氣流和溫度傳感器340、歧管壓力和溫度傳感器350、燃燒壓力傳感器360、冷卻劑和機(jī)油溫度和水平傳感器380、燃料軌道壓力傳感器400、凸輪位置傳感器410、曲柄位置傳感器420、排氣壓力和溫度傳感器430、EGR溫度傳感器440、和加速器踏板位置傳感器445。曲柄位置傳感器是用于監(jiān)測(cè)曲軸145的位置或旋轉(zhuǎn)速度的電子裝置，且可安裝為自身靠近曲軸145，以感知曲軸145的旋轉(zhuǎn)位移并將相應(yīng)的信號(hào)發(fā)送至E⑶450。此外，E⑶可產(chǎn)生至各個(gè)控制裝置的輸出信號(hào)，該控制裝置被配置為控制ICEllO的運(yùn)行，其包括但不限于，燃料噴射器160、節(jié)流閥本體330、EGR閥320、VGT促動(dòng)氣290、和凸輪相位器155。注意，虛線用于指示ECU450和各個(gè)傳感器和裝置之間的連通，但一些出于清楚的目的被忽略。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向E⑶450，該裝置可包括和存儲(chǔ)器系統(tǒng)或數(shù)據(jù)載體460以及接口總線連通的數(shù)字中央處理器(CPU)。CPU被配置為執(zhí)行作為程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的指令，并發(fā)送信號(hào)至接口總線以及從接口總線接收信號(hào)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)可包括多種存儲(chǔ)器類(lèi)型，包括光存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器、固態(tài)存儲(chǔ)器、以及其他非易失性存儲(chǔ)器。接口總線可被配置為發(fā)送、接收、和調(diào)制模擬和/或數(shù)字信號(hào)至/從各個(gè)傳感器和控制裝置。程序可實(shí)現(xiàn)此處公開(kāi)的方法，允許CPU執(zhí)行該方法步驟并控制ICEl 10。更具體地，圖3示出了燃料輸送補(bǔ)償策略的示意圖。該策略通過(guò)使用曲柄位置傳感器420來(lái)讀取曲軸信號(hào)開(kāi)始，繼而該信號(hào)被處理(塊10)以獲取曲軸加速度信號(hào)。特別地，當(dāng)包括曲軸145的車(chē)輛50發(fā)生燃料切斷時(shí)(例如當(dāng)駕駛者松開(kāi)加速器踏板上的壓力時(shí))，響應(yīng)于由先導(dǎo)噴射噴入的燃料測(cè)試量而獲取曲軸加速度信號(hào)。經(jīng)處理的信號(hào)示出在圖20中，該信號(hào)由具有0. 5w的基礎(chǔ)頻率的一系列頻率0. 5W、1.OffU. 5W、2. Off,2. 5W、3. Off 等表示。信號(hào)繼而由諸如平滑化、帶通濾波(BPF)、和均值移除(塊30)的一系列數(shù)學(xué)技術(shù)處理。產(chǎn)生的信號(hào)標(biāo)示在圖40中，其中僅示出了前兩個(gè)頻率。最終，噴射器160被供能(圖60)，其采用用于噴射的燃料量的正確噴射器供能時(shí)間、從而校正噴射的燃料量70，其中通過(guò)將處理后的曲軸信號(hào)和預(yù)定的閾值信號(hào)進(jìn)行比較而確定校正燃料量80。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供附加的信號(hào)處理步驟，以特別是在高檔位情形中濾去曲軸加速度信號(hào)中存在的噪聲。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，采用陷波濾波器將噪聲頻率濾去。陷波濾波器是拒絕或減弱在窄頻率范圍中的頻率的濾波器。用于該過(guò)程的優(yōu)選陷波濾波器是無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR，即 Infinite Impulse Response)陷波濾波器。當(dāng)過(guò)速狀況發(fā)生時(shí)，噴射器供能時(shí)間策略被允許，且測(cè)試噴射在一個(gè)汽缸125上進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明，可以?xún)煞N方式加強(qiáng)噴射器功能策略頻率學(xué)習(xí)和濾波器學(xué)習(xí)。
對(duì)于濾波器學(xué)習(xí)實(shí)施例，在曲軸信號(hào)500上采用下列步驟(圖4)。當(dāng)測(cè)試噴射活動(dòng)時(shí)開(kāi)始的、且示出在圖4中的圖案510中的觀測(cè)窗口或預(yù)定的時(shí)間間隔中，算法搜索曲軸處理后信號(hào)CS的局部最小值或局部最大值。然后算法計(jì)算信號(hào)的半周期T/2且繼而計(jì)算其頻率。所述頻率繼而被假設(shè)為曲軸加速度信號(hào)的噪聲頻率fn。該頻率fn (塊520)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)載體460的非易失性存儲(chǔ)器中。繼而在電子控制單元450的軟件中使用可校準(zhǔn)無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)陷波濾波器(塊530)，該陷波濾波器被校準(zhǔn)以將頻率fn濾出。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、且使用根據(jù)前述過(guò)程學(xué)習(xí)的噪聲頻率fn的燃料輸送補(bǔ)償策略的示意圖。在該情形中，處理曲軸加速度信號(hào)(在塊525中)，以基礎(chǔ)頻率0. 5w的項(xiàng)表達(dá)。同時(shí)，曲軸加速度信號(hào)(在圖540中示意地示出)進(jìn)行頻率學(xué)習(xí)過(guò)程(塊515)，以確定曲軸信號(hào)頻率fn。隨后，使用以一方式校準(zhǔn)以去除頻率fn的可校準(zhǔn)無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)陷波濾波器(塊 530)。最終，對(duì)曲軸信號(hào)使用陷波濾波器530，以濾去噪聲頻率4，且輸出信號(hào)被用作小量調(diào)節(jié)策略(塊550中)的反饋。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，采用濾波學(xué)習(xí)過(guò)程(在圖6中示例性示出)。在曲軸信號(hào)500的觀察窗中，將特定數(shù)量N個(gè)無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)陷波濾波器在針對(duì)特定應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)系的典型噪聲頻率附近校準(zhǔn)(塊560)。可在計(jì)算工具的輔助下進(jìn)行該校準(zhǔn)。例如，如果N=5，則可使用中心頻率fn對(duì)陷波濾波器3校準(zhǔn)，將濾波器2和4在fn± A上校準(zhǔn)，將濾波器I和5在fn±2 A上校準(zhǔn)，其中A是距離頻率fn的頻率上的特定距離。將全部N個(gè)濾波器應(yīng)用至曲軸信號(hào)(并聯(lián)或使用for循環(huán))，且因此計(jì)算出輸出濾波后信號(hào)？_0此(i)。此外，計(jì)算出曲軸信號(hào)的均值CS_Avg。繼而對(duì)于每一個(gè)濾波器，計(jì)算出和噪聲成比例的距離均值的偏差(F_out (i)-CS_Avg),并在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)其積分。在積分結(jié)束時(shí)，每一個(gè)濾波器和相應(yīng)的積分值F_int (i)相關(guān)聯(lián)，該值與噪聲的大小成比例。通過(guò)最小值搜索算法(塊570),計(jì)算出全部F_int (i)(其中i=l_N)之間的最小值？_1社(j)，且指數(shù)j存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)載體460的非易失性存儲(chǔ)器中。該指數(shù)和濾波器640相關(guān)聯(lián)(塊580)，該濾波器具有更靠近fn的中心限波頻率，且因此為針對(duì)該驅(qū)動(dòng)系拒絕噪聲的最佳濾波器。圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、且使用根據(jù)前述過(guò)程學(xué)習(xí)的濾波器的燃料輸送補(bǔ)償策略的示意圖。在該情形中，處理曲軸加速度信號(hào)(在塊525中)，以基礎(chǔ)頻率0. 5w的項(xiàng)表達(dá)。同時(shí)圖540中示意地示出的曲軸加速度信號(hào)發(fā)生濾波器學(xué)習(xí)過(guò)程(塊565)，以確定對(duì)于特定的應(yīng)用在驅(qū)動(dòng)系的典型噪聲頻率附近校準(zhǔn)的一組濾波器。
繼而每一個(gè)濾波器被應(yīng)用至曲軸信號(hào)，以選定多種系數(shù)(塊575)，且選定最佳或優(yōu)化濾波器(塊585)。繼而使用去除噪聲頻率fn的最佳無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)陷波濾波器。最終，對(duì)曲軸信號(hào)使用最佳陷波濾波器630，以濾去噪聲頻率，且輸出信號(hào)被用作小量調(diào)節(jié)策略(塊550中)的反饋。在本發(fā)明的全部實(shí)施例中，應(yīng)在車(chē)輛50行駛一定的公里數(shù)后重復(fù)頻率或?yàn)V波器學(xué)習(xí)過(guò)程，以針對(duì)驅(qū)動(dòng)系老化進(jìn)行調(diào)節(jié)?？蔀榫哂薪咏鼑娚潆A數(shù)的噪聲頻率的每一個(gè)檔位重復(fù)該頻率或?yàn)V波器學(xué)習(xí)過(guò)程，且對(duì)于每一個(gè)該檔位，頻率或?yàn)V波器指數(shù)應(yīng)被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)載體460中。當(dāng)已執(zhí)行了頻率或?yàn)V波器學(xué)習(xí)時(shí)，信號(hào)處理部分應(yīng)將陷波濾波器施加至曲軸信號(hào)，其從而可將輸出信號(hào)用作小量調(diào)節(jié)策略的反饋。在發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的好處中，噪聲和排放物的降低以及改進(jìn)的駕駛性得到了改進(jìn)。盡管在前述的概述以及詳細(xì)描述中示出了至少一個(gè)示例性實(shí)施例，應(yīng)理解存在很多數(shù)量的變動(dòng)之處。應(yīng)理解所述一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例僅為實(shí)力，而不意圖以任何方式限定范圍、用途或配置。而是，上述概述和詳細(xì)描述將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實(shí)施至少一個(gè)示例性實(shí)施例的方便的說(shuō)明，被理解的是可對(duì)示例性實(shí)施例中描述的元件的功能和布置進(jìn)行各種變動(dòng)，而不背離如在所附的權(quán)利要求書(shū)以及其法律意義上的等價(jià)物中闡明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(110)的方法,該發(fā)動(dòng)機(jī)(110)包括限定出汽缸(125)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，該汽缸容納被聯(lián)接用于旋轉(zhuǎn)曲軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞(140)，還包括用于在汽缸(125)內(nèi)噴射燃料的燃料噴射器(160),和布置為靠近曲軸(145)的曲柄位置傳感器(420),該方法包括的步驟有 -命令燃料噴射器(160)以預(yù)定的供能時(shí)間執(zhí)行測(cè)試燃料噴射； -使用曲柄位置傳感器(420)確定測(cè)試燃料噴射期間的曲軸加速度信號(hào)， -對(duì)確定的曲軸加速度信號(hào)濾波， -確定濾波后的曲軸加速度信號(hào)的基礎(chǔ)頻率成分的大小的值， -基于基礎(chǔ)頻率成分的大小的確定值與其預(yù)設(shè)值之間的差值確定供能時(shí)間的校準(zhǔn)因子，和 -使用該校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)由燃料噴射器(160)執(zhí)行的后續(xù)燃料噴射的供能時(shí)間， 其中曲軸加速度信號(hào)的濾波包括的步驟有 -確定將被濾去的曲軸加速度信號(hào)的頻率(fn)，和 -從曲軸加速度信號(hào)濾去確定的頻率(fn)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定曲軸加速度信號(hào)的頻率(fn)的步驟包括搜索預(yù)定的時(shí)間間隔中曲軸加速度信號(hào)的局部最大值和局部最小值以確定信號(hào)的半周期(T/2)以及繼而其頻率，以及假定所述頻率為曲軸加速度信號(hào)的噪聲頻率(fn)的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中從曲軸加速度信號(hào)中濾去確定的噪聲頻率(fn)的步驟包括使用在曲軸加速度信號(hào)的確定的噪聲頻率(fn)上校準(zhǔn)的陷波濾波器(530)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述濾波過(guò)程包括確定優(yōu)化陷波濾波器(630)來(lái)將確定的頻率(fn)從曲軸加速度信號(hào)中濾出的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中確定優(yōu)化陷波濾波器(630)的步驟包括校準(zhǔn)多個(gè)陷波濾波器，該陷波濾波器中的每一個(gè)都適于濾去曲軸加速度信號(hào)的噪聲的典型頻率附近置中的不同頻率；以及從多個(gè)陷波濾波器中將和噪聲的大小成比例的參數(shù)最小化的陷波濾波器(630)的選擇。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中與噪聲的大小成比例的參數(shù)的計(jì)算是通過(guò)使用每一個(gè)陷波濾波器對(duì)曲軸加速度信號(hào)濾波以獲得用于每一個(gè)陷波濾波器的輸出曲軸加速度濾波后信號(hào)(F_out (i))，每一個(gè)曲軸加速度濾波后信號(hào)(F_out (i))被與曲軸加速度信號(hào)的均值(CS_Avg)進(jìn)行比較，以計(jì)算從每一個(gè)曲軸加速度濾波后信號(hào)的均值的偏差(F_out(i)-CS_Avg)，且通過(guò)對(duì)從每一個(gè)曲軸加速度濾波后信號(hào)的均值的偏差(F_out (i)-CS_Avg)進(jìn)行積分而計(jì)算和針對(duì)每一個(gè)曲軸加速度濾波后信號(hào)的噪聲的大小成比例的積分值(F_int (i))。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中通過(guò)在全部積分值(F_int(i))之間選擇最小積分值(F_int (j))以及通過(guò)選擇對(duì)應(yīng)于所述最小積分值(F_int (j))的陷波濾波器來(lái)進(jìn)行優(yōu)化陷波濾波器的選擇。
8.—種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(110)的設(shè)備，該發(fā)動(dòng)機(jī)(110)包括限定出汽缸(125)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體(120)，該汽缸容納被聯(lián)接為旋轉(zhuǎn)曲軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞(140)，且包括用于在汽缸(125)內(nèi)噴射燃料的燃料噴射器(160)，和布置為靠近曲軸(145)的曲柄位置傳感器(420)，該設(shè)備包括-命令燃料噴射器(160)以預(yù)定的供能時(shí)間執(zhí)行測(cè)試燃料噴射的裝置； -使用曲柄位置傳感器(420)確定測(cè)試燃料噴射期間的曲軸加速度信號(hào)的裝置， -對(duì)確定的曲軸加速度信號(hào)濾波的裝置， -確定濾波后的曲軸加速度信號(hào)的基礎(chǔ)頻率成分的大小的值的裝置， -基于基礎(chǔ)頻率成分的大小的確定值與其預(yù)設(shè)值之間的差值確定供能時(shí)間的校準(zhǔn)因子的裝置，和 -使用該校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)由燃料噴射器(160)執(zhí)行的后續(xù)燃料噴射的供能時(shí)間的裝置， 其中該用于對(duì)曲軸加速度信號(hào)濾波的裝置包括 -確定將被濾去的曲軸加速度信號(hào)的頻率(fn)的裝置，和 -從曲軸加速度信號(hào)濾去確定的頻率(fn)的裝置。
9.一種包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車(chē)系統(tǒng)(110)，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括限定出汽缸(125)的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體(120)，該汽缸容納被聯(lián)接以旋轉(zhuǎn)曲軸(145)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞(140)，且包括用于在該汽缸內(nèi)噴射燃料的燃料噴射器(160)、以及布置為靠近該曲軸(145)的曲柄位置傳感器(420)，該傳感器適于將曲軸信號(hào)發(fā)送至該發(fā)動(dòng)機(jī)(110)的電子控制單元(450)，其中所述電子控制單元(450)被配置為 -命令燃料噴射器(160)以預(yù)定的供能時(shí)間執(zhí)行測(cè)試燃料噴射； -使用曲柄位置傳感器(420)確定測(cè)試燃料噴射期間的曲軸加速度信號(hào)， -對(duì)確定的曲軸加速度信號(hào)濾波， -確定濾波后的曲軸加速度信號(hào)的基礎(chǔ)頻率成分的大小的值， -基于基礎(chǔ)頻率成分的大小的確定值與其預(yù)設(shè)值之間的差值確定供能時(shí)間的校準(zhǔn)因子，和 -使用該校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)由燃料噴射器(160)執(zhí)行的后續(xù)燃料噴射的供能時(shí)間， 其中對(duì)曲軸加速度信號(hào)的濾波包括的步驟有 -確定將被濾去的曲軸加速度信號(hào)的頻率(fn)，和 -從曲軸加速度信號(hào)濾去確定的頻率(fn)。
10.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括相關(guān)聯(lián)的傳感器用于測(cè)量燃燒參數(shù)，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括配置用于執(zhí)行如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法的電子控制單元(ECU)。
11.一種計(jì)算機(jī)程序，包括適于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任意一項(xiàng)的方法的計(jì)算機(jī)編碼。
12.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其上存儲(chǔ)有根據(jù)權(quán)利要求11的計(jì)算機(jī)程序。
13.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，其包括電子控制單元、和該電子控制單元相關(guān)的數(shù)據(jù)載體以及存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)載體中的如權(quán)利要求11所述的計(jì)算機(jī)程序。
14.一種電磁信號(hào)，調(diào)制成為代表根據(jù)權(quán)利要求11的計(jì)算機(jī)程序的一系列數(shù)據(jù)位的載體。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括限定出容納聯(lián)接以旋轉(zhuǎn)曲軸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞的汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、用于在汽缸內(nèi)噴射燃料的燃料噴射器，和布置為靠近曲軸的曲柄位置傳感器，該方法包括步驟使用曲柄位置傳感器確定測(cè)試燃料噴射期間的曲軸加速度信號(hào)，和對(duì)確定的曲軸減速信號(hào)濾波，確定濾波后的曲軸加速度信號(hào)的基礎(chǔ)頻率成分的大小的值，基于所述基礎(chǔ)頻率成分的大小的確定值和其預(yù)設(shè)值之間的差值確定噴射器的供能時(shí)間的校準(zhǔn)因子，以使用該校準(zhǔn)因子校準(zhǔn)由燃料噴射器進(jìn)行的后續(xù)燃料噴射的供能，其中所述曲軸加速度信號(hào)的濾波包括確定待濾波的曲軸加速度信號(hào)的頻率(fn)的步驟以及將確定的頻率(fn)從所述曲軸加速度信號(hào)中濾去的步驟。
文檔編號(hào)F02D41/26GK103061906SQ20121040449
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者I.登泰茨, M.巴斯琴利 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司