CN109505707A - 一种降低发动机燃烧噪声的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低发动机燃烧噪声的方法及装置，当车辆处于加速状态时，采集油门踩踏动作下的油门踏板的动作信息，得到当前油门踏板踩踏速度；根据存储的发动机预喷油量关系，得到与当前油门踏板踩踏速度对应的预喷油量；根据预喷油量，控制发动机进行预喷油动作。本发明保证了加速行驶工况下，发动机主喷射的着火滞后期最短，避免行驶过程中由于驾驶员驾驶习惯导致的发动机粗暴工作的情况发生，有效降低了发动机的燃烧噪声，实现整车加速行驶时车内、外噪声的同步降低，提高整车的舒适性。

Description

一种降低发动机燃烧噪声的方法及装置

技术领域

本发明属于行驶噪声控制技术领域，具体涉及一种降低发动机燃烧噪声的方法及装置。

背景技术

随着时代的进步，汽车行驶的周边环境不断变化，路面越来越平坦，车速越来越高，噪声问题逐渐引起了大家的注意和重视。不论是车外噪声对周边居住民的影响，还是车内噪声对乘客的影响，都使得人们有着强烈的意愿去改善它。

相应的，为了解决该问题，政府出台了越来越严格的法规，以控制汽车通过时产生的噪声。但是，该方法治标不治本，还需从汽车本身出发来降低噪声。

汽车行驶过程中的噪声来源主要包含发动机、喇叭、轮胎等，而发动机噪声占据着最高的贡献量(55％以上)。设法降低发动机噪声，是改善汽车行驶噪声最有效的途径。

发动机发出的噪声主要有三种类型：燃烧噪声、机械噪声和空气动力噪声。燃烧噪声和机械噪声通过发动机外表面向外辐射，而空气动力噪声主要在进气和排气过程产生，直接向大气辐射。其中，燃烧噪声是在可燃混合气体燃烧时，因气缸内气体压力急剧上升冲击发动机各部件，使之振动而产生的噪声，为柴油机的主要噪声源。柴油中的十六烷值不合适或喷油时间过于提前，会引起发动机工作粗暴，使噪声急剧增大。

申请公布号为CN104564392A的中国专利公布了一种降低车辆加速行驶时车外噪声的方法，该方法对不同速度段车辆的加速度进行设置，以限制车辆加速行驶过程中的加速度，从而能够降低车辆加速行驶时的发动机转速，降低发动机噪声，进而降低车辆加速行驶时的车外噪声。然而此方法具有以下缺陷：

①发动机的喷油一般分为预喷、主喷及后喷三个阶段，该方法通过喷油量的调整涉及到发动机转速的降低，是对主喷阶段的油量进行了调整，而主喷阶段油量占总喷油量的95％以上，任一轻微的调整就会对发动机整个喷油阶段喷油量产生较大的影响，这样调整起来过于粗放，调整起来对发动机的整体性能改动较大，不利于发动机性能的精细调整和控制。

②该方法通过调整整个喷油阶段的喷油量引起发动机转速的降低，进而发动机的输出扭矩随之改变，最终的结果影响到发动机的动力性及经济性等性能，尤其是固定加速区间发动机区间末转速的降低会导致发动机动力性降低，可能引起爬坡等恶劣工况下车辆的行驶困难。

③基于车速信息进行喷油量的控制，未考虑驾驶员的实际驾驶习惯，而驾驶员的驾驶习惯往往对发动机实际的工作情况影响很大，如在同一车速下，加减油门或是猛踩猛松油门下发动机实际的喷油量是不一样的，可能由于驾驶员驾驶习惯导致发动机粗暴工作的情况发生，该方法在实际控制喷油量时存在油门踏板踩下速度等其它的影响因素，不易控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低发动机燃烧噪声的方法及装置，用以解决现有技术中未考虑驾驶员的实际驾驶习惯而出现发动机粗暴工作的情况，导致发动燃烧噪声大的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种降低发动机燃烧噪声的方法，包括如下步骤：

当车辆处于加速状态时，采集油门踩踏动作下的油门踏板的动作信息，得到当前油门踏板踩踏速度；

根据存储的发动机预喷油量关系，得到与当前油门踏板踩踏速度对应的预喷油量；其中，所述发动机喷油量关系为油门踏板踩踏速度与燃烧噪声最小的预喷油量的对应关系；

根据预喷油量，控制发动机进行预喷油动作。

进一步地，所述油门踏板的动作信息包括油门踏板踩踏起始角度、油门踏板踩踏终止角度、油门踏板踩踏起始时间和油门踏板踩踏终止时间，则油门踏板踩踏速度为：

其中，ω为油门踏板踩踏速度，为油门踏板踩踏终止角度，为油门踏板踩踏起始角度，t₀为油门踏板踩踏起始时间，t₁为油门踏板踩踏终止时间。

进一步地，所述存储的发动机预喷油量关系为：

其中，P为预喷油量，ω为油门踏板踩踏速度且ω₁＜ω₂＜ω₃＜...＜ω_n-2＜ω_n-1＜ω_n＜ω_max，P₁、P₂、P₃、...、P_n-1、P_n、P_max分别为与速度对应的预喷油量值，且P₁＜P₂＜P₃＜...＜P_n-1＜P_n＜P_max。

本发明的一种降低发动机燃烧噪声的装置，包括加速状态检测单元、油门踏板的动作检测单元、处理器和动作控制单元；

所述加速状态检测单元用于检测车辆是否处于加速状态；

所述油门踏板的动作检测单元用于采集油门踩踏动作下的油门踏板的动作信息；

所述处理器用于根据采集到的油门踏板的动作信息得到当前油门踏板踩踏速度；根据存储的发动机预喷油量关系，得到与当前油门踏板踩踏速度对应的预喷油量；其中，所述发动机喷油量关系为油门踏板踩踏速度与燃烧噪声最小的预喷油量的对应关系；

所述动作控制单元用于根据得到的预喷油量，控制发动机进行预喷油动作。

进一步地，所述油门踏板的动作检测单元包括油门踏板转角传感器和计时器，所述油门踏板转角传感器用于采集油门踏板踩踏起始角度和油门踏板踩踏终止角度，所述计时器用于采集油门踏板踩踏起始时间和油门踏板踩踏终止时间。

进一步地，所述处理器为ARM。

进一步地，所述动作控制单元为发动机电控系统ECU。

进一步地，所述油门踏板踩踏速度为：

其中，ω为油门踏板踩踏速度，为油门踏板踩踏终止角度，为油门踏板踩踏起始角度，t₀为油门踏板踩踏起始时间，t₁为油门踏板踩踏终止时间。

进一步地，所述存储的发动机喷油量特性关系为：

其中，P为预喷油量，ω为油门踏板踩踏速度且ω₁＜ω₂＜ω₃＜...＜ω_n-2＜ω_n-1＜ω_n＜ω_max，P₁、P₂、P₃、...、P_n-1、P_n、P_max分别为与速度对应的预喷油量值，且P₁＜P₂＜P₃＜...＜P_n-1＜P_n＜P_max。

本发明的有益效果：

本发明基于油门踏板的动作信息，根据存储的发动机预喷油量特性关系，得到与当前油门踏板踩踏速度对应的预喷油量，进而根据该预喷油量控制发动机进行预喷油动作。本发明根据油门踏板的动作信息来判断驾驶员的驾驶意图，对比当前油门踏板踩踏速度与存储的发动机预喷油量特性关系，来对发动机加速工况下的预喷油量进行精确的控制和调整，保证了加速行驶工况下发动机主喷射的着火滞后期最短，避免行驶过程中由于驾驶员驾驶习惯导致的发动机粗暴工作的情况发生，有效降低了发动机的燃烧噪声，实现整车加速行驶时车内、外噪声的同步降低，提高整车的舒适性。

本发明仅调整发动机预喷阶段的喷油量，由于其占整个喷油阶段喷油量的比重非常小，对整车的扭矩输出影响几乎可忽略。最终可实现在不降低发动机转速，不影响发动机动力性、经济性的前提下，实现行驶过程车内、外噪声的降低。

附图说明

图1是降低发动机燃烧噪声的方法流程图；

图2是降低发动机燃烧噪声的装置连接关系图；

图3是发动机喷油量特性关系曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。

如图2所示为本发明的降低发动机燃烧噪声的装置连接关系图，包括加速状态检测单元、油门踏板转角传感器、计时器、处理器和发动机电控系统ECU。

加速状态检测单元检测车辆是否处于加速状态，可为车速信号CAN单元，根据车速信息来判断车辆是否处于加速状态。

油门踏板转角传感器采集某一油门踩踏动作下的油门踏板踩踏起始角度和油门踏板踩踏终止角度计时器计算油门踏板踩踏起始时间t₀和油门踏板踩踏终止时间t₁。

处理器(可选择ARM微处理器)根据油门踏板转角传感器和计时器采集的信息，得到当前油门踏板踩踏速度ω，并根据存储的发动机预喷油量特性关系，得到与当前油门踏板踩踏速度对应的预喷油量；其中，发动机喷油量特性关系为油门踏板踩踏速度与预喷油量的对应关系，具体可设置如图3所示，特性关系在该图中是一种曲线的关系，图中横坐标为油门踏板踩踏速度ω，纵坐标为预喷油量P，具体函数关系表达式为：

其中，P为预喷油量，ω为油门踏板踩踏速度且ω₁＜ω₂＜ω₃＜...＜ω_n-2＜ω_n-1＜ω_n＜ω_max，P₁、P₂、P₃、...、P_n-1、P_n、P_max分别为与速度对应的预喷油量值，且P₁＜P₂＜P₃＜...＜P_n-1＜P_n＜P_max。

具体的速度区间值和预喷油量值根据不同发动机型号进行确定，为了增加控制的精细程度，可以将相应的坐标轴刻度值进行相应的缩小，刻度值越小，区间越小，则控制的精确程度越高。对比预喷油量特性曲线图，根据不同驾驶员驾驶习惯下计算的油门踏板踩踏速度ω确定此加速工况下的发动机的预喷油量值P。

发动机电控系统ECU根据得到的预喷油量，控制发动机进行预喷油动作。

基于上述装置，可实现本发明的降低发动机燃烧噪声的方法。流程如图1所示，具体的：

首先，获取车辆的车速信号，根据车速信号得到车辆的加速度信号，该加速度信号用于判定车辆的行驶工况。

然后，当判定车辆处于加速工况时，油门踏板转角传感器采集某一油门踩踏动作下的油门踏板的角度变化量计时器记录某一踩踏动作的持续时间Δt，将这些信息传递给ARM微处理器，ARM微处理器根据这些信息计算当前油门踏板踩踏速度，即：

其中，ω为油门踏板踩踏速度，为油门踏板的角度变化量，为油门踏板踩踏终止角度，为油门踏板踩踏起始角度，Δt为某一踩踏动作的持续时间，t₀为油门踏板踩踏起始时间，t₁为油门踏板踩踏终止时间。

接着，ARM微处理器将得到的当前油门踏板踩踏速度，与存储的如图3所示的发动机预喷油量特性曲线关系进行比对，确定与当前油门踏板踩踏速度对应的预喷油量。例如，当计算得到的油门踏板踩踏速度ω的大小在[ω₂,ω₃]区间内，则得到预喷油量P＝P₃。

最后，ARM微处理器将该预喷油量P的喷射指令传输至发动机电控单元ECU，ECU得到指令后控制发动机进行预喷油动作。

整体来说，该方法基于采集到的油门踏板信息，对发动机加速工况下预喷油量进行精确的调整和控制，进而保证加速行驶工况下发动机主喷射的着火滞后期最短，有效降低发动机的燃烧噪声，实现整车加速行驶时车、内外噪声的同步降低，提升整车舒适性。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种降低发动机燃烧噪声的方法，其特征在于，包括如下步骤：

当车辆处于加速状态时，采集油门踩踏动作下的油门踏板的动作信息，得到当前油门踏板踩踏速度；

根据存储的发动机预喷油量关系，得到与当前油门踏板踩踏速度对应的预喷油量；其中，所述发动机喷油量关系为油门踏板踩踏速度与燃烧噪声最小的预喷油量的对应关系；

根据预喷油量，控制发动机进行预喷油动作。

2.根据权利要求1所述的降低发动机燃烧噪声的方法，其特征在于，所述油门踏板的动作信息包括油门踏板踩踏起始角度、油门踏板踩踏终止角度、油门踏板踩踏起始时间和油门踏板踩踏终止时间，则油门踏板踩踏速度为：

其中，ω为油门踏板踩踏速度，为油门踏板踩踏终止角度，为油门踏板踩踏起始角度，t₀为油门踏板踩踏起始时间，t₁为油门踏板踩踏终止时间。

3.根据权利要求1或2所述的降低发动机燃烧噪声的方法，其特征在于，所述存储的发动机预喷油量关系为：

其中，P为预喷油量，ω为油门踏板踩踏速度且ω₁＜ω₂＜ω₃＜...＜ω_n-2＜ω_n-1＜ω_n＜ω_max，P₁、P₂、P₃、...、P_n-1、P_n、P_max分别为与速度对应的预喷油量值，且P₁＜P₂＜P₃＜...＜P_n-1＜P_n＜P_max。

4.一种降低发动机燃烧噪声的装置，其特征在于，包括加速状态检测单元、油门踏板的动作检测单元、处理器和动作控制单元；

所述加速状态检测单元用于检测车辆是否处于加速状态；

所述油门踏板的动作检测单元用于采集油门踩踏动作下的油门踏板的动作信息；

所述处理器用于根据采集到的油门踏板的动作信息得到当前油门踏板踩踏速度；根据存储的发动机预喷油量关系，得到与当前油门踏板踩踏速度对应的预喷油量；其中，所述发动机喷油量关系为油门踏板踩踏速度与燃烧噪声最小的预喷油量的对应关系；

所述动作控制单元用于根据得到的预喷油量，控制发动机进行预喷油动作。

5.根据权利要求4所述的降低发动机燃烧噪声的装置，其特征在于，所述油门踏板的动作检测单元包括油门踏板转角传感器和计时器，所述油门踏板转角传感器用于采集油门踏板踩踏起始角度和油门踏板踩踏终止角度，所述计时器用于采集油门踏板踩踏起始时间和油门踏板踩踏终止时间。

6.根据权利要求4所述的降低发动机燃烧噪声的装置，其特征在于，所述处理器为ARM。

7.根据权利要求4所述的降低发动机燃烧噪声的装置，其特征在于，所述动作控制单元为发动机电控系统ECU。

8.根据权利要求5所述的降低发动机燃烧噪声的装置，其特征在于，所述油门踏板踩踏速度为：

其中，ω为油门踏板踩踏速度，为油门踏板踩踏终止角度，为油门踏板踩踏起始角度，t₀为油门踏板踩踏起始时间，t₁为油门踏板踩踏终止时间。

9.根据权利要求4～8任一项所述的降低发动机燃烧噪声的装置，其特征在于，所述存储的发动机喷油量特性关系为：

其中，P为预喷油量，ω为油门踏板踩踏速度且ω₁＜ω₂＜ω₃＜...＜ω_n-2＜ω_n-1＜ω_n＜ω_max，P₁、P₂、P₃、...、P_n-1、P_n、P_max分别为与速度对应的预喷油量值，且P₁＜P₂＜P₃＜...＜P_n-1＜P_n＜P_max。