用于控制发动机的装置和方法与流程

本申请要求2015年9月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0127103号的优先权权益，该申请的全部内容包括在此以供参考。

技术领域

本公开内容涉及用于控制发动机的装置和控制发动机的方法。更具体地，本公开内容涉及可以通过使用燃烧噪音指数改善发动机的震动和噪音的用于控制发动机的装置和方法。

背景技术：

通常，为了稳定在发动机燃烧室中发生的燃烧，使用利用燃烧压力传感器控制主喷射定时的方法。进一步，为了减少发动机的震动和噪音，引入预喷射。在预喷射中，在喷射器执行用于燃烧的主喷射前，在预定的时间点预先喷射预定量的燃料，使得燃烧室的温度升高且燃料和空气的混合物得到改善。预喷射被执行至少一次且可以依照驾驶情况执行多次。

通过预喷射，点火延迟减少且燃烧压力的上升速率降低。随着燃烧压力上升速率降低，燃烧噪音减少。

然而，随着喷射燃料的喷射器的工作时期增加，主喷射量或预喷射量因各种原因可变得减少或增加。由于上述问题，燃烧室中的燃烧压力可能变化，因此燃烧室的震动和噪音可能增加。

在背景技术部分公开的上述信息仅是为了增强对本公开内容的背景的理解，且因此它可包含不构成这个国家本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开内容致力于提供可以减少燃烧室的震动和噪音且实现燃烧 稳定性的用于控制发动机的装置。

根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的装置可包括测量发动机燃烧室的内部燃烧压力的燃烧压力传感器；将燃料喷射到燃烧室中的喷射器；和将燃烧压力传感器所测量的燃烧压力转换为燃烧噪音指数(CNI)且使用该燃烧噪音指数控制主喷射定时(timing)、喷射压力和由喷射器喷射的预喷燃料量的控制器。

控制器可通过FFT(快速傅里叶变换)对燃烧压力进行转换而计算CNI。

当所测量的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数之间的差值大于预定值时，控制器可确定发生异常燃烧且控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量。

可通过实验根据发动机速度、喷射到燃烧室中的燃料量、变速档位、外部温度和冷却剂温度确定目标燃烧噪音指数。

当在控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量之后所测量的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数之间的差值大于预定值时，控制器可确定从添加燃料时刻起喷射器发生故障或添加的燃料发生问题。

当添加燃料时刻与当前时间之间的差值小于预定时间时，控制器可确定添加的燃料发生问题，且当添加燃料时刻与当前时间之间的差值大于预定时间时，控制器可确定喷射器发生故障。

根据本公开内容的另一示例性实施方式的用于控制发动机的方法可包括以下步骤：测量发动机燃烧室的内部燃烧压力；将燃烧压力转换为燃烧噪音指数；对该燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数进行比较；确定该燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数之间的差值是否大于预定值；和当该燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数之间的差值大于预定值时控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量。

可通过FFT(快速傅里叶变换)对燃烧压力进行转换而计算燃烧噪音指数。

可通过测试根据发动机速度、喷射到燃烧室中的燃料量、变速档位、外部温度和冷却剂温度确定目标燃烧噪音指数。

本方法还可包括在控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量后，对燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数进行比较；确定添加燃料时刻； 和确定从添加燃料时刻起喷射器发生故障或添加的燃料发生问题。

当添加燃料时刻与当前时间之间的差值小于预定时间时可确定添加的燃料发生问题，且当添加燃料时刻与当前时间之间的差值大于预定时间时可确定喷射器发生故障。

根据本公开内容的示例性实施方式，可以通过使用根据燃烧压力转换的燃烧噪音指数控制主喷射定时、喷射压力和预喷射量而实现燃烧室的燃烧稳定性。

进一步，如果即使通过使用燃烧噪音指数控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量，而燃烧噪音指数仍不在目标范围内，则确定喷射器发生故障或添加的燃料发生问题。

附图说明

在描述本公开内容的示例性实施方式的过程中提供附图以供参考且本公开内容的范围不限于附图。

图1是示出根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的装置的框图。

图2是示出根据本公开内容的示例性实施方式的燃烧压力与燃烧噪音指数之间的关系的图。

图3是示出根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的方法的流程图。

具体实施方式

在下文将参考附图更完整地描述本公开内容，其中示出本公开内容的示例性实施方式。本领域技术人员应理解，所描述的实施方式可以在均不偏离本公开内容的精神和范围的情况下以多种不同的方式进行修改。

因此，应认为附图和说明是示例说明性的而不是限制性的。贯穿说明书中的相同附图标记表示相同的要素。

进一步，在图中，部件的尺寸和厚度出于描述的方便而示例性地提供，但本公开内容不限于附图所示，且厚度被放大以便清楚地显示数个部分和区域。

将参考附图详细描述根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的装置。

图1是示出根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的装置的框图。

如图1所示，根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的装置可包括：发动机10，其包括通过燃料的燃烧产生驱动扭矩的燃烧室12；测量发动机10的燃烧室12的内部燃烧压力的燃烧压力传感器20；将燃料喷射到燃烧室12中的喷射器30；和将燃烧压力传感器20所测量的燃烧压力转换为燃烧噪音指数且使用燃烧噪音指数控制主喷射定时、喷射压力和由喷射器30喷射的预喷燃料量的控制器50。

根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的装置还可包括检测发动机速度、喷射到燃烧室中的燃料量、变速档位、外部温度、冷却剂温度和再添加燃料时刻的驱动信息检测器40。由驱动信息检测器40检测的驱动信息可被传送到控制器50。

喷射器30可在预定时刻将预定燃料量喷射到发动机10的燃烧室12中。由喷射器30喷射的燃料可分为主喷射和预喷射。

通常，主喷射大大影响发动机扭矩，且预喷射大大影响燃烧噪音。然而，也存在燃烧噪音受主喷射影响或发动机扭矩受预喷射影响的情况。

燃烧压力传感器20可测量燃烧室12内的真实燃烧压力，且所测量的燃烧压力被传送到控制器50。

控制器50可通过一个或更多个由预定程序操作的处理器实施，其中预定程序被设置成执行根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的方法的步骤。

控制器50可通过预定的过程把由燃烧压力传感器20所测量的真实燃烧压力转换为CNI(燃烧噪音指数)。

如图2所示，控制器50可通过FFT(快速傅里叶变换)把真实燃烧压力(指示为“燃烧压力分布”)转换为具有1/3倍频带的燃烧室压力水平(指示为“汽缸压力水平”)。

控制器50可通过在1/3倍频带提取特定频率的水平来计算燃烧噪音指数。例如，特定频率可以是1、1.25、1.6、2、2.5、3.15kHz，燃 烧噪音指数可使用特定频率的燃烧室压力水平根据下式进行计算。

CNI(dB)＝10＊LOG(10^{(1kHz level/10)}+10^(1.25kHz/10)+10^(1.6kHz/10)

+10^(2kHz/10)+10^(2.5kHz/10)+10^(3.15kHz/10))

控制器50可根据由驱动信息检测器40所检测的发动机速度、喷射到燃烧室中的燃料量、变速档位、外部温度和冷却剂温度确定目标燃烧噪音指数。可根据一个或更多实验关于发动机速度、喷射到燃烧室12中的燃料量、变速档位、外部温度和冷却剂温度确定目标燃烧噪音指数。

控制器50可对所计算的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数进行比较，且当所计算的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数之间的差值大于预定值(例如7dB)时确定在燃烧室12中发生异常燃烧。控制器50可通过控制向燃烧室12的燃料喷射的主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量而抑制异常燃烧。此处，当设计或测试发动机10时，可通过实验或现有数据确定预定值。

在控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量后，控制器50可再次对所计算的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数进行比较。当所计算的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数之间的差值大于预定值时，控制器50可确定通过控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量没有抑制燃烧噪音，且燃烧噪音因其它原因与参考值相比增加。

例如，控制器50可确定从添加燃料时刻起喷射器30无法工作(或发生故障)或添加的燃料发生问题。也就是说，当添加燃料时刻在预定时间内时，控制器可确定添加的燃料发生问题，且当添加燃料时刻超出预定时间时，控制器可确定喷射器30无法工作。

控制器50可通过仪表板等向驾驶者显示喷射器30无法工作或添加的燃料发生问题。

下文将参考附图详细描述根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的方法。

图3是示出根据本公开内容的示例性实施方式的用于控制发动机的方法的流程图。

如图3所示，燃烧压力传感器20可在步骤S10中检测燃烧室12的内部燃烧压力。所测量的燃烧压力可被传送到控制器50。

控制器50可在步骤S20中根据所测量的燃烧压力计算CNI(燃烧噪音指数)。用于计算燃烧噪音指数的方法和上述相同，且详细的描述将在这里省略。

控制器50可在步骤S30中对所计算的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数进行比较。

当所计算的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数之间的差值大于预定值时，控制器50可确定发生异常燃烧，且在步骤S40中控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量。

在控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量后，控制器50可在步骤S50中对所计算的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数进行比较。控制器50通过步骤S50能够确定异常燃烧是否通过控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量而得到抑制。

当所计算的燃烧噪音指数与目标燃烧噪音指数之间的差值大于预定值时，控制器50可确定异常燃烧通过控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量没有得到抑制。就是说，控制器50可确定异常燃烧通过仅简单地控制喷射定时、燃料量、喷射压力没有得到抑制，且可确定是添加的燃料发生问题或还是喷射器30无法工作。

因此，控制器50可以测量当前时间和添加燃料时刻，且在步骤S60中确定当前时间与添加燃料时刻之间的差值是否大于预定时间。

在当前时间与添加燃料时刻之间的差值小于预定时间(例如，从添加燃料时刻到当前时间的时间较短的状态)时，控制器50可在步骤S80中确定添加的燃料发生问题。

在当前时间与添加燃料时刻之间的差值大于预定时间(例如，从添加燃料时刻到当前时间的时间较长的状态)时，控制器50可在步骤S70中确定喷射器30无法工作。

最终，控制器50可通过仪表板显示添加的燃料发生问题或喷射器30无法工作。

如上所述，根据本公开内容的示例性实施方式，由于主喷射定时、喷射压力和预喷燃料量可通过使用燃烧噪音指数得到控制，因此可以抑制异常燃烧。

进一步，当异常燃烧通过控制主喷射定时、喷射压力和预喷燃料 量没有得到抑制时，控制器可确定添加的燃料发生问题或喷射器30无法工作，且通过仪表板显示上述问题以警示驾驶者。

虽然本公开内容已结合目前被认为是实用的示例性实施方式加以描述，但应当理解本公开内容不限于所公开的实施方式，而是相反，意在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。