DE102007057445A1 - Internal-combustion engine operating method for motor vehicle, involves regulating parameter depending on signals in such manner that characteristic of audible noise is adapted to preset characteristic of desired noise of engine - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, welche mindestens ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine aufweist, wobei mindestens ein Ansteuerparameter zur Ansteuerung des Einspritzventils in Abhängigkeit von mindestens einem rückgemeldeten Signal, das ein hörbares Betriebsgeräusch der Brennkraftmaschine charakterisiert, variiert wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine.The The invention relates to a method for operating an internal combustion engine, which at least one fuel injection valve for injecting having fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine, wherein at least one control parameter for controlling the injection valve depending on at least one confirmed Signal that has an audible operating noise Internal combustion engine is characterized, is varied. The invention also relates to a fuel system for a Internal combustion engine.
Aus
der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine anzugeben, bei dem Abweichungen eines Betriebsgeräusches der Brennkraftmaschine und/oder eines Kraftfahrzeugs von einem vorgegebenen Betriebsgeräusch eliminiert oder zumindest vermindert werden.task The invention is a method for operating a fuel system specify an internal combustion engine, in the deviations of an operating noise the internal combustion engine and / or a motor vehicle from a predetermined Operating noise eliminated or at least reduced.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Kraftstoffsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen.to Solution of the task becomes a procedure with the characteristics of claim 1 and a fuel system with the features of Proposed claim 9.
Die Erfindung erlaubt insbesondere eine Kompensation alterungsbedingter Änderungen eines Betriebsgeräusches der Brennkraftmaschine durch Eingriffe auf Ansteuerparameter des Einspritzventils, so dass nur geringe, im Idealfall überhaupt keine, Änderungen des Betriebsgeräuschs der Brennkraftmaschine auftreten. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren, die lediglich eine Steuerung der Ansteuerparameter vorsehen, brauchen beim erfindungsgemäßen Verfahren keine relativ komplexen Kennfelder vorgesehen werden. Aufwändige Messreihen in Prüfständen zur Ermittlung dieser Kennfelder können entfallen. Darüber hinaus können bei der Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Alterungseffekte oder Fertigungstoleranzen der Brennkraftmaschine oder des Kraftfahrzeugs ausgeglichen werden, was mittels der bekannten Steuerverfahren nur mit hohem Aufwand oder gar nicht möglich wäre. Das Verfahren erlaubt somit nicht nur die weitgehende Beibehaltung des Betriebsgeräuschs über der Lebensdauer der Brennkraftmaschine bzw. eines Kraftfahrzeugs, sondern ermöglicht auch, dass verschiedene Brennkraftmaschinen oder Kraftfahrzeuge derselben Serie trotz der Fertigungstoleranzen weitgehend dasselbe Betriebsgeräusch aufweisen.The In particular, the invention allows a compensation of age-related changes an operating noise of the internal combustion engine by intervention to control parameters of the injection valve, so that only small, ideally no, changes in operating noise the internal combustion engine occur. Unlike known methods, need only provide a control of the drive parameters need none relative to the process of the invention complex maps are provided. Elaborate series of measurements in test stands for the determination of these maps can be omitted. In addition, you can in the realization of the method according to the invention also aging effects or manufacturing tolerances of the internal combustion engine or the motor vehicle are compensated, which by means of the known Control process only with great effort or not possible would. The method thus not only allows the most extensive Maintenance of operating noise over the lifetime the internal combustion engine or a motor vehicle, but allows also that different internal combustion engines or motor vehicles same series despite the manufacturing tolerances largely the same Operating noise.
Hierbei ist besonders bevorzugt, dass aus dem rückgemeldeten Signal ein Istparametersatz ermittelt wird, der das mindestens eine Geräuschmerkmal des hörbaren Betriebsgeräuschs charakterisiert. Auf diese Weise werden in dem rückgemeldeten Signal enthaltene Rohdaten zu dem verhältnismäßig kompakten Istparametersatz verdichtet. Unter Verwendung des Istparametersatzes kann dann mit geringem Rechenaufwand überprüft werden, ob und inwieweit das Betriebsgeräusch von dem gewünschten Betriebsgeräusch abweicht, bzw. ob und inwieweit das Geräuschmerkmal des gewünschten Betriebsgeräuschs im tatsächlich vorhandenen Betriebsgeräusch enthalten ist.in this connection it is particularly preferred that from the returned signal an Istparametersatz is determined, the at least one noise feature of the audible operating noise. On this way will be included in the returned signal Raw data to the relatively compact Istparametersatz compacted. Using the actual parameter set can then be checked with little computational effort whether, and to what extent the operating noise of the desired operating noise differs, and whether and to what extent the noise feature of desired operating noise in the actual existing operating noise is included.
Weiter ist bevorzugt, dass ein Sollparametersatz vorgegeben wird, der das mindestens eine vorgegebene Geräuschmerkmal des gewünschten Betriebsgeräuschs charakterisiert, und bei einem Unterschied zwischen dem Sollparametersatz und dem Istparametersatz der mindestens eine Ansteuerparameter variiert wird. Der Istparametersatz wird also einem entsprechenden Sollparametersatz gegenüber gestellt, so dass auf einfache Weise eine Abweichung des gewünschten Betriebsgeräusches von dem tatsächlichen Betriebsgeräusch bzw. eine Abweichung der entsprechenden Geräuschmerkmale voneinander festgestellt werden kann. Zum Vergleichen des Istparametersatzes mit dem Sollparametersatz können geeignete Rechenoperationen auf die einzelnen Parameter der Parametersätze angewendet werden. Beispielsweise kann ein Ähnlichkeitsmaß berechnet werden, das den Unterschied zwischen dem Sollparametersatz und dem Istparametersatz charakterisiert. Bei Vorliegen eines Unterschieds wird der mindestens eine Ansteuerparameter so lange variiert, bis der Unterschied eliminiert ist oder auf ein akzeptables Maß zurückgegangen ist.It is further preferred that a desired parameter set is predetermined, which characterizes the at least one predefined noise feature of the desired operating noise, and in the case of a difference between the desired parameter set and the actual parameter set, the at least one actuation parameter is varied. The actual parameter set is thus compared with a corresponding desired parameter set, so that in a simple manner a deviation of the desired operating noise from the actual operating noise or a deviation of the corresponding noise characteristics can be determined from each other. For comparing the actual parameter set with the desired parameter set, suitable arithmetic operations can be applied to the individual parameters of the parameter sets. For example, a similarity measure can be calculated, which characterizes the difference between the desired parameter set and the actual parameter set. If there is a difference, the at least one drive parameter is varied until the difference is eliminated or decreased to an acceptable level.
Um ein schnelles Wechseln zwischen verschiedenen gewünschten Betriebsgeräuschen zu ermöglichen, kann vorgesehen werden, dass der Sollparametersatz aus einer Menge verschiedener vordefinierter Sollparametersätze ausgewählt wird. Hierbei kann der Sollparametersatz beispielsweise am Ende der Montage eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von einer Modellvariante des Kraftfahrzeugs ausgewählt werden. Die Auswahl kann aber auch dem Fahrer überlassen werden, so dass er beispielsweise zwischen einem sportlichen Betriebsgeräusch und einem ruhigeren Betriebsgeräusch umschalten kann.Around a quick change between different desired Operating noise can be provided be that the setpoint set of a set of different predefined setpoint parameter sets is selected. In this case, the desired parameter set, for example, at the end of the assembly a motor vehicle in dependence on a model variant of the motor vehicle are selected. The selection can but also be left to the driver, so he, for example, between a sporty operating noise and a quieter Operating noise can switch.
Um einen Istparametersatz mit Parametern zu erhalten, die das Geräuschmerkmal präzise beschreiben, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zum Ermitteln des Istparametersatzes
- – das rückgemeldete Signal gefiltert wird,
- – mindestens ein Zeit-Frequenz-Muster mittels einer Wavelet-Analyse detektiert wird,
- – mindestens eine bestimmte Frequenz mittels einer Spektralanalyse detektiert wird und/oder
- – mindestens ein Muster im Zeitbereich des Signals detektiert wird.
- - the confirmed signal is filtered,
- At least one time-frequency pattern is detected by means of a wavelet analysis,
- - At least one specific frequency is detected by means of a spectral analysis and / or
- - At least one pattern in the time domain of the signal is detected.
Je nachdem, welche Geräuschmerkmale des Betriebsgeräuschs bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigt werden sollen, wird eine Auswahl oder werden alle der oben genannten Verfahrensschritte verwendet, wobei in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung die Reihenfolge dieser Schritte auch variieren kann. Beispielsweise wird ein Betriebsgeräusch, das in seinem Spektrum höher frequente Anteile in einem vergleichsweise hohen Ausmaß aufweist, als hartes Betriebsgeräusch empfunden. Ein Geräuschmerkmal, das einem harten Betriebsgeräusch entspricht, kann beispielsweise über einen Anteil dieser relativ hohen Frequenzen am rückgemeldeten Signal quantifiziert werden. Dies erfolgt vorzugsweise mit einer Spektralanalyse beispielsweise unter Verwendung einer Fouriertransformation.ever after which noise characteristics of the operating noise in the execution of the invention Procedure to be considered, will be a selection or are all of the above-mentioned process steps used, wherein in various embodiments of the invention the order of these steps can also vary. For example becomes an operating noise that is higher in its spectrum having frequency components to a comparatively high degree, felt as a hard operating noise. A noise feature that a hard operating noise, for example, over a proportion of these relatively high frequencies on the confirmed Signal to be quantified. This is preferably done with a Spectral analysis, for example using a Fourier transform.
Bevorzugt ist auch, dass der mindestens eine Ansteuerparameter einem Ansteuerbeginn und/oder einer Ansteuerdauer beim Ansteuern des Einspritzventils für mindestens einen Einspritzvorgang, vorzugsweise einen Voreinspritzvorgang, entspricht. So kann beispielsweise durch zeitliches Vorverlegen des Ansteuerbeginns unter Beibehaltung der Ansteuerdauer ein zeitlicher Abstand zwischen einer Voreinspritzung und einer Haupteinspritzung vergrößert werden. Dadurch werden zumindest in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine die für das harte Betriebsgeräusch charakteristischen hohen Frequenzanteile verringert. Ist ein weiches Betriebsgeräusch vorgegeben, das relativ geringe hochfrequente Anteile in seinem Spektrum aufweist, dann kann der zeitliche Abstand zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung erhöht werden, wenn beispielsweise mittels der Spektralanalyse ein hoher Anteil an hohen Frequenzen im rückgemeldeten Signal erkannt worden ist. Umgekehrt kann, wenn ein hartes Betriebsgeräusch vorgegeben ist, bei Fehlen dieser hochfrequenten Anteile im Spektrum des rückgemeldeten Signals der Abstand zwischen der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung verringert werden.Prefers is also that the at least one control parameter to a control start and / or a drive time when driving the injector for at least one injection process, preferably a pre-injection process, equivalent. Thus, for example, by temporal Vorverlegen the Ansteuerbeginns while maintaining the Ansteuerdauer a temporal Distance between a pilot injection and a main injection increases become. As a result, at least in certain operating conditions the internal combustion engine for the hard operating noise characteristic high frequency components reduced. Is a soft one Operating noise given, the relatively low high-frequency Shares in its spectrum, then the time interval increased between the pilot injection and the main injection when, for example, by means of spectral analysis a high Percentage of high frequencies detected in the feedback signal has been. Conversely, if a harsh operating noise is given, in the absence of these high-frequency components in the spectrum of the feedback signal, the distance between the pre-injection and the main injection can be reduced.
Zur Erfassung des rückgemeldeten Signals eignet sich prinzipiell jeder Sensor, mit dem von der Brennkraftmaschine oder dem Kraftfahrzeug erzeugter Luftschall erfasst werden kann. Bevorzugt ist jedoch, dass das rückgemeldete Signal mit mindestens einem Mikrofon erfasst wird. Dieses Mikrofon kann in einem Motorraum, vorzugsweise in der Nähe der Brennkraftmaschine, platziert werden und/oder in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs angebracht werden.to Detection of the returned signal is suitable in principle each sensor, with that of the internal combustion engine or the motor vehicle generated airborne sound can be detected. However, it is preferred that the confirmed signal with at least one microphone is detected. This microphone may be in an engine compartment, preferably be placed near the engine, and / or be mounted in a passenger compartment of the motor vehicle.
Um auch Einflüsse auf das Betriebsgeräusch zu eliminieren, die nicht direkt mit dem Betrieb der Brennkraftmaschine zusammenhängen, kann vorgesehen werden, dass der mindestens eine Ansteuerparameter in Abhängigkeit von einem weiteren Betriebsgeräusch und/oder Umgebungsgeräusch eines Kraftfahrzeugs geregelt wird. Bei einem solchen weiteren Geräusch kann es sich beispielsweise um ein Fahrtwindgeräusch handeln. Das weitere Geräusch und/oder das Umgebungsgeräusch, insbesondere das Fahrtwindgeräusch, werden vorzugsweise zumindest überwiegend mittels des zweiten Mikrofons erfasst.Around also to eliminate influences on the operating noise, which are not directly related to the operation of the internal combustion engine, can be provided that the at least one control parameter depending on another operating noise and / or ambient noise of a motor vehicle becomes. Such a further noise can happen for example, to act a wind noise. The further Noise and / or ambient noise, especially the Fahrtwindgeräusch, preferably at least predominantly detected by the second microphone.
Als weitere Lösung der Aufgabe wird ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mithilfe einer derartig programmierten Steuer- oder Regeleinrichtung besonders einfach durchführen. Zudem kann der Sollparametersatz, der das mindestens eine vorgegebene Geräuschmerkmal des gewünschten Betriebsgeräuschs charakterisiert, durch einfaches Umprogrammieren der Steuer- oder Regeleinrichtung geändert werden. In entsprechender Weise können die vordefinierten Sollparametersätze verändert werden.When Another solution to the problem is a fuel system for an internal combustion engine with the features of claim 9 proposed. The inventive method leaves using such a programmed control or regulating device perform very easily. In addition, the set of nominal parameters, the at least one predetermined noise feature of characterized by the desired operating noise, changed by simply reprogramming the control or regulating device become. In a similar way, the predefined Setpoint parameter sets are changed.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Kraftstoffsystem erste Schallaufnahmemittel zur Aufnahme einer hörbaren Betriebsgeräusches der Brennkraftmaschine auf. Mittels dieser Schallaufnahmemittel kann das rückgemeldete Signal erfasst werden.In a particularly preferred embodiment, the fuel system first sound recording means for recording an audible Operating noise of the internal combustion engine. through This sound receiving means can be the returned signal be recorded.
Es kann vorgesehen werden, dass das Kraftstoffsystem zweite Schallaufnahmemittel zur Aufnahme mindestens eines weiteren Betriebsgeräuschs und/oder mindestens eines Umgebungsgeräuschs eines Kraftfahrzeugs aufweist. Hierbei kann vorgesehen werden, dass die zweiten Schallaufnahmemittel sich in einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs befinden.It can be provided that the fuel system second sound receiving means for receiving at least one further operating noise and / or at least one ambient noise of a motor vehicle having. It can be provided that the second sound receiving means are located in a passenger compartment of the motor vehicle.
Zur einfachen und kostengünstigen Erfassung des rückgemeldeten Signals ist bevorzugt, dass zumindest eines der beiden Schallaufnahmemittel mindestens ein Mikrofon und/oder mindestens eine Signalaufbereitungsanordnung zur Aufbereitung eines vom Mikrofon aufgenommenen Mikrofonsignals aufweisen. Die Signalaufbereitungsanordnung kann einen Verstärker und/oder einen Analog-Digital-Wandler umfassen.to simple and inexpensive capture of the confirmed Signal is preferred that at least one of the two sound receiving means at least a microphone and / or at least one signal conditioning arrangement for the preparation of a microphone signal recorded by the microphone. The signal conditioning arrangement can be an amplifier and / or an analog-to-digital converter.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in welcher exemplarische Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description in which exemplary embodiments will be explained in more detail with reference to the drawings. Showing:
Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention
In
Im
Motorraum
Die
Steuer- oder Regeleinrichtung
Beim
Betrieb des Kraftstoffsystems
In
Abhängigkeit von der zeitlichen Lage der Voreinspritzung
und der Haupteinspritzung ergibt sich ein bestimmtes Betriebsgeräusch
der Brennkraftmaschine
Die
Auswahlmittel
Im
Folgenden wird anhand der
Durch
geeignete Ausgestaltung des gezeigten Ausführungsbeispiels
kann eine Vielzahl an Geräuschmerkmalen bei der Regelung
berücksichtigt werden, und es können prinzipiell
beliebige Ansteuerparameter in Abhängigkeit von dem rückgemeldeten
Signal variiert werden. Im Folgenden wird unter Bezug auf die
In
einem oberen Diagramm der
Im
mittleren Diagramm der
Der
Verlauf des Ansteuersignals x beeinflusst den Druckverlauf in der
Brennkammer. Das Ansteuersignal x führt somit zu dem oben
beschriebenen ersten Druckverlauf
Ist dieses Geräuschmerkmal zu stark ausgeprägt, dann wird der Ansteuerparameter t1, also der Ansteuerbeginn t1 für die Voreinspritzung unter Beibehaltung der Ansteuerdauer τ auf einen früheren Zeitpunkt t1' verschoben, so dass sich ein im unteren Diagramm dargestellte veränderte erste Ansteuersignal x' ergibt. Um die Ansteuerdauer τ konstant zu halten, wird auch das Ansteuerende t2 auf einen früheren Zeitpunkt t2' verschoben. Daraus ergibt sich ein vergrößerter zeitlicher Abstand Δt' > Δt zwischen dem verschobenen Ansteuerende t2' der Voreinspritzung und dem Ansteuerbeginn t3 der Haupteinspritzung.If this noise feature is too pronounced, then the control parameter t 1 , ie the control start t 1 for the pilot injection while maintaining the drive time τ is shifted to an earlier time t 1 ', so that an altered first drive signal x' shown in the lower diagram results , In order to keep the drive duration τ constant, the drive end t 2 is also shifted to an earlier time t 2 '. This results in an increased time interval Δt '> Δt between the shifted drive end t 2 ' of the pilot injection and the activation start t 3 of the main injection.
Diese Änderung
des Ansteuerbeginns t1 unter Beibehaltung
der Ansteuerdauer τ für die Voreinspritzung resultiert
in einem zweiten Druckverlauf
In
der gezeigten Ausführungsform greift das Verfahren
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination | ||
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Effective date: 20141202 |