专利名称：发动机声音校准的系统和方法
技术领域：
本部分中的描述仅为提供涉及本公开的背景信息，并且可能并不 构成现有技术。汽车中典型的柴油发动机需进行校准以满足排放标准、动力和扭 矩需求，并且满足燃油经济目标。 一旦满足这些目标后，发动机需进行校准 以解决发动机发射出(或传播出)的声音。然而，通过首先对排放、动力、 扭矩和燃油经济目标进行校准，发动机在燃烧汽缸内可具有高的燃烧压力以 及高的压力上升率。所述压力以及上升率能对柴油发动机的结构产生动态施 力作用。而这又会导致柴油发动机发射出高的噪声级，其可能超过发动机噪 声目标。此外，这些高噪声级能够超过典型的汽油动力发动机噪声级并且能 使汽车内的驾驶员和M在听觉上不适。在本发明的一个方面中，系统包括以下步骤为发动机设定一組 燃烧参数，检测在燃烧过程中接近汽缸的燃烧噪声，检测在燃烧过程中发动 机发射出的发动机声音，调节燃烧参数并且重复检测燃烧噪声和检测发动机 声音的步骤，产生所测燃烧噪声和所测发动机声音之间的关系，通过所述关 系确定与预定义的发动机声音阈值相关联的燃烧噪声级，调节发动机的转速和发动机上的负载并且重复以上步骤以确定每一发动机转速和发动机负栽 设置中的燃烧噪声级，以及使用燃烧噪声级设定和校准发动机。在本发明的另 一个方面中，系统包括产生燃烧噪声和发动机声音 之间的关系的步骤，包括产生关联燃烧噪声和发动机声音的损失函数。在本发明的又一个方面中，设定燃烧参数的步骤包括设定燃油喷 射正时、废气再循环率、燃料分供管压力、引燃喷射燃料量以及引燃喷射次 数中的至少一个或组合。在本发明的再一个方面中，第三控制逻辑通过将发动机声音阔值 输入损失函数计算燃烧噪声级来确定燃烧噪声级。通过此处提供的具体描述，进一步的应用领域将变得明显。应该 理解的是，具体描述和特定实例是说明性的，并无意用来限定本公开的范围。
此处描述的附图只用于说明性目的，并无意以任何方式限定本公 开的范围。图l是根据本发明的原理、用于产生发动机中汽缸燃烧噪声和发 动机声音之间关系的系统的示意图；图3是说明汽缸燃烧噪声和发动机声音之间示例性关系的图；在步骤104, NVH系统18检测发动机12内接近汽缸处的汽缸 燃烧噪声。NVH系统18记录和存储一组燃烧参数和测功机16设置情况 下的燃烧噪声数据。在步骤106, NVH系统18测量发动才几12通过空气发射出的发动机声音。NVH系统18记录和存储一组燃烧参数和测功机16设置情况 下的发动机声音数据。
0033在步骤108，为了改变汽缸燃烧噪声和发射出的发动^L声音， 发动机校准系统24通过与发动机控制器14进行通信来调节发动机12的 燃烧参数。对燃烧参数中的哪一个进行改变取决于与发动机12 —起使用 的燃烧模式。例如，如杲燃烧模式使用预混合沖量压缩点火，那么发动机 校准系统24改变主喷射的燃油喷射正时，引燃喷射的燃油喷射正时和数 量，废气再循环率，以及燃料分供管压力。如果燃烧模式使用均质沖量压 缩点火，那么发动机校准系统24改变主喷射的燃油喷射正时，引燃喷射 燃料量，引燃喷射次数，废气再循环率，以及燃料分供管压力。此外，为 了改变发动机操作状态中进气的等级，也可以调节可变涡轮几何增压器。 应该理解的是在不背离本发明的范围的情况下，可以改变燃烧参数的不同 的组合。图4说明了示例性燃烧噪声级分布图300。图300描绘了在图 2A中的步骤116设定的每个发动机转速设置和每个发动机负载设置的燃 烧噪声级。图300的x轴;陂定义为负载设置而图300的y轴净皮定义为每分 钟转数的发动机转速设置。对于每个发动机转速和发动机负载的组合，可 以确定燃烧噪声级并包括在图300内。图300对于帮助图2B步骤118中 的发动机12的校准是有用的。
[0043现在参看图5,在展开的流程图中示出了校准发动机的步骤118 和检验该校准的步骤120。当随着发动机12与测功机16连接，发动机12 的校准开始。在步骤402，定义在稳态条件下的操作范围，其中发动机转 速和发动机负载保持恒定。在步骤404,定义稳态排放目标。该稳态排放 目标;故定义以满足排放循环需要。
[0044在步骤406，执行稳态校准以满足步骤114确定的燃烧噪声级 和满足排放目标。在预定的发动机功率和发动机扭矩量下执行稳态校准。 燃油经济的优化也同样对发动机12执行。选择性地，可以在发动机转速 和发动机负载连续变化以反映典型驱动状态的瞬时发动机状态中执行步 骤402至406。在步骤408,对排放、燃油经济和噪声执行瞬态检验。在 瞬态检验中，发动机转速和发动机负载连续变化。进行瞬态检验是为了识别超过目标燃烧噪声级的可能的发动机操作条件。超过目标燃烧噪声可能
出于多种原因，例如，由于空气调节系统中的反应滞后。在步骤408中按 需要实施校准中的进一步调节。
[0045当组装好的包括发动机12的车辆4皮放置在底盘滚子上时，由步 骤410开始校准的检验。然后，在步骤412,对车辆和底盘测功机上的发 动机12进行排放、燃烧噪声和燃油经济的检验。此时对车辆和发动机12 作出任何需要的改进。在步骤414，测试燃烧噪声和发动机输出的瞬时响 应。在步骤416,执行排放循环的确认并且执行任何必要的确认步骤的迭 代。然后将在步骤416确定的确认数据用在步骤402至408的重复中以改 进发动才几12的优化和校准。
[0046本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，不脱离本发明的精神 的各种变型理应落入本发明的范围内。这类变型不应被视为背离本发明的 精神和范围。
权利要求
1、一种用于校准发动机的方法，所述发动机具有用于燃烧燃料的汽缸，所述方法包括以下步骤为所述发动机设定一组燃烧参数；检测燃烧过程中接近所述汽缸处的燃烧噪声；检测在燃烧过程中从所述发动机发射出的发动机声音；调节所述燃烧参数并且重复检测燃烧噪声的步骤和检测发动机声音的步骤；产生所测燃烧噪声和所测发动机声音之间的关系；根据所述关系确定出与预定义发动机声音阈值相关联的燃烧噪声级；调节所述发动机的转速和所述发动机上的负载，并且重复以上步骤以确定对应于每一发动机转速和发动机负载设置的燃烧噪声级；及使用所述燃烧噪声级校准所述发动机。
2、 如权利要求l所述的方法，其中产生所述燃烧噪声和所述发动机 声音之间关系的步骤包括产生将所述燃烧噪声联系到所述发动机声音的 损失函数。
3、如权利要求2所述的方法，其中所述损失函数是所述燃烧噪 声和所述发动机声音之间的线性关系。
4、 如权利要求3所述的方法，其中确定燃烧噪声级的步骤包括将 所述发动机声音阈值输入所述损失函数以计算所述燃烧噪声级。
5、 如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤使所述发动机 校准生效，以确定所述燃烧噪声级的准确性。
6、 如权利要求l所述的方法，其中校准所述发动机的步骤包括将 发动机废气排放目标、燃油经济目标和发动机性能目标与所述燃烧噪声级 一起使用。
7、 如权利要求1所述的方法，其中设定所述燃烧参数的步骤包括 设定燃油喷射正时、废气再循环率、燃料分供管压力、引燃喷射燃料量以 及引燃喷射次数中的至少一个。
8、 一种用于校准发动机的系统，所述发动机具有用于燃烧燃料的汽缸，所述系统包括测功才几，用于改变所述发动机的转速和所述发动才几上的负载； 发动机校准系统，与所述发动机连通用于改变所述发动机的 一组燃烧参数；以及噪声/振动/舒适性系统，用于检测燃烧过程中接近所述发动机的汽缸 处的燃烧噪声，并检测燃烧过程中从所述发动机发射出的发动机声音，所 述系统具有控制器，所述控制器具有第一控制逻辑，用于为每组燃烧参 数检测燃烧噪声和检测发动机声音；第二控制逻辑，用于产生所述燃烧噪 声和所述发动机声音之间的关系；第三控制逻辑，用于根据所产生的关系 来确定与预定义的发动机声音阈值相关联的燃烧级；以及第四控制逻辑， 用于重复所述第一控制逻辑、所述第二控制逻辑和所述第三控制逻辑以确 定由所述测功机设定的每个发动机转速和发动机负载设置的燃烧噪声级。
9、 如权利要求8所述的系统，其中所述第二控制逻辑产生将所述燃 烧噪声联系到所述发动机声音的损失函数。
10、 如权利要求9所述的系统，其中所述损失函数是所述燃烧噪声和 所述发动^L声音之间的线性关系。
11、 如权利要求10所述的系统，其中所述第三控制逻辑通过将所述 发动机声音阈值输入所述损失函数以计算所述燃烧噪声级来确定所述燃 烧噪声级。
12、 如权利要求8所述的系统，其中所述燃烧参数包括对燃油喷射正 时、废气再循环率、燃料分供管压力、引燃喷射燃料量以及引燃喷射次数 中至少一个的设置。
全文摘要
本发明提供了一种校准发动机的方法。所述发动机包括燃烧燃料的汽缸。所述方法包括设定所述发动机的燃烧参数，检测燃烧过程中接近所述汽缸处的燃烧噪声，检测在燃烧过程中从所述发动机发射出的发动机声音，调节所述燃烧参数并且重复检测燃烧噪声的步骤和检测发动机声音的步骤。所述方法进一步包括产生所述燃烧噪声和所述发动机声音之间的关系，根据所述关系确定与预定义的发动机声音阈值相关联的燃烧噪声级，调节所述发动机的转速和所述发动机上的负载，并且重复以上步骤以确定对应每一发动机转速和发动机负载设置的燃烧噪声级，并且使用所述燃烧噪声级来校准所述发动机。
文档编号G01M15/00GK101294869SQ20081009591
公开日2008年10月29日 申请日期2008年4月25日 优先权日2007年4月26日
发明者B·D·斯托科维克, F·G·雷顿, G·J·哈泽尔顿, K·V·塔宁, S·H·埃尔塔里 申请人:通用汽车环球科技运作公司