KR102586920B1 - Generating method for ems map of an engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진 연소 압력(cylinder power, CP)에 따른 엔진 방사소음을 엔진무향실 시험을 통해 측정하여 엔진 소음 예측계수를 도출하는 엔진소음 예측계수 도출 단계 및 상기 엔진 소음 예측계수에 의한 엔진 EMS(Engine Management System)에 따른 엔진 운전시의 배기가스, 연비, 엔진 소음 및 연소 압력 측정값으로부터 소음, 배기가스 및 연비를 고려한 엔진 연소제어 맵(EMS map)을 생성하는 엔진 캘리브레이션 단계를 포함하는 엔진의 연소제어 맵 생성 방법으로서, 본 발명에 의하면, 엔진의 소음을 직접연소음, 간접연소음, 기계 소음으로 구분하여 각각의 발생 수준을 예측하여 엔진 연소제어 맵의 정확성을 높일 수 있게 하고, 연비, 배출가스의 최적화도 고려한 엔진 연소제어 맵을 생성할 수 있다.The present invention is an engine noise prediction coefficient derivation step of deriving an engine noise prediction coefficient by measuring engine radiated noise according to engine combustion pressure (cylinder power, CP) through an engine anechoic chamber test, and an engine noise prediction coefficient (Engine EMS) using the engine noise prediction coefficient. Combustion of the engine, including the engine calibration step of generating an engine combustion control map (EMS map) considering noise, exhaust gas, and fuel efficiency from exhaust gas, fuel efficiency, engine noise, and combustion pressure measurements during engine operation according to the Engine Management System. As a control map generation method, according to the present invention, engine noise is divided into direct combustion noise, indirect combustion noise, and mechanical noise, and the level of occurrence of each is predicted to increase the accuracy of the engine combustion control map, fuel efficiency, and emissions. An engine combustion control map can be created that also takes gas optimization into account.
Description
본 발명은 엔진의 연소를 제어하기 위한 연소제어 맵(EMS map)을 생성하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for generating a combustion control map (EMS map) for controlling combustion of an engine.
자동차 엔진은 연료를 연소시켜 발생된 에너지를 자동차를 움직이게 하는 역학적 에너지로 변환시키는 장치이며, 엔진으로의 연료의 분사는 그 양과 시기가 연비, 배기가스, NVH(Noise, Vibration, Harshness), 부하 등을 고려하여 제어가 된다.A car engine is a device that converts the energy generated by burning fuel into mechanical energy that moves the car, and the amount and timing of fuel injection into the engine depends on fuel efficiency, exhaust gas, NVH (Noise, Vibration, Harshness), load, etc. It is controlled by taking into account.
그래서, 그러한 요구조건에 부합하는 맵핑된 기준을 시험을 통해 제작하고, 제작된 연소제어 맵(EMS map)이 ECU(Electronic Control Unit)에 저장되며, 저장된 연소제어 맵에 따라 연소 제어장치가 연소변수를 제어한다.Therefore, a mapped standard that meets those requirements is produced through testing, the produced combustion control map (EMS map) is stored in the ECU (Electronic Control Unit), and the combustion control device controls combustion variables according to the saved combustion control map. control.
그런데, 종래에는 엔진의 연소실의 압력을 측정하여 직접 연소음의 크기를 예측하여 연소제어 맵을 생성하였지만, 엔진의 방사소음의 예측은 불가하였다.However, conventionally, the combustion control map was created by directly predicting the size of combustion noise by measuring the pressure in the engine's combustion chamber, but it was impossible to predict the engine's radiated noise.
그래서, 엔진의 소음 예측 결과는 무향실에서 측정한 실제 방사 소음의 수준과는 차이가 크게 발생하였고, 절대 수준의 비교가 불가능하였다.Therefore, the engine noise prediction results differed significantly from the actual radiated noise level measured in the anechoic chamber, and absolute level comparison was impossible.
또한, 엔진 소음 예측 결과의 정확성은 운전영역에 따라서 크게 차이가 발생하는 바, 제한된 운전영역에서만 사용이 가능하였다.In addition, the accuracy of engine noise prediction results varies greatly depending on the driving area, so it can only be used in limited driving areas.
그마저도 연비/배기가스의 최적화를 고려한 기준 및 엔진의 소음 최적화를 위한 기준은 동시에 측정이 불가하여 순차적으로 진행될 수밖에 없어 서로 상충되는 경우도 발생하게 된다.Even then, the standards considering fuel efficiency/exhaust gas optimization and the standards for optimizing engine noise cannot be measured at the same time, so they must be measured sequentially, so there are cases where they conflict with each other.
이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the above background technology are intended to aid understanding of the background of the invention, and may include matters that are not prior art already known to those skilled in the art in the field to which this technology belongs.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 엔진의 소음을 직접연소음, 간접연소음, 기계 소음으로 구분하여 각각의 발생 수준을 예측하여 엔진 연소제어 맵의 정확성을 높일 수 있게 하고, 연비, 배출가스의 최적화도 고려한 엔진 연소제어 맵을 생성할 수 있는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve the above-mentioned problems. The present invention divides engine noise into direct combustion noise, indirect combustion noise, and mechanical noise and predicts the generation level of each to increase the accuracy of the engine combustion control map. The purpose is to provide a method to create an engine combustion control map that also takes into account optimization of fuel efficiency and exhaust gases.
본 발명의 일 관점에 의한 엔진의 연소제어 맵 생성 방법은, 엔진 연소 압력(cylinder power, CP)에 따른 엔진 방사소음을 측정하여 엔진 소음 예측계수를 도출하는 엔진소음 예측계수 도출 단계 및 상기 엔진 소음 예측계수에 의한 엔진 EMS(Engine Management System)에 따른 엔진 운전시의 배기가스, 연비, 엔진 소음 및 연소 압력 측정값으로부터 소음, 배기가스 및 연비를 고려한 엔진 연소제어 맵(EMS map)을 생성하는 엔진 캘리브레이션 단계를 포함한다.A method of generating a combustion control map of an engine according to one aspect of the present invention includes an engine noise prediction coefficient derivation step of deriving an engine noise prediction coefficient by measuring engine radiation noise according to engine combustion pressure (cylinder power, CP), and the engine noise prediction coefficient. An engine that generates an engine combustion control map (EMS map) considering noise, exhaust gas, and fuel efficiency from measurements of exhaust gas, fuel efficiency, engine noise, and combustion pressure during engine operation according to the engine EMS (Engine Management System) using prediction coefficients. Includes a calibration step.
여기서, 상기 엔진 방사소음은 직접 연소음, 간접 연소음 및 기계소음의 합으로서, 상기 엔진 소음 예측계수는 직접 연소음 계수(H), 간접 연소음 계수(G) 및 기계소음 계수(SPmech.)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 엔진소음 예측계수 도출 단계는, 다음의 식에 의해 도출되는 것을 특징으로 한다.Here, the engine radiation noise is the sum of direct combustion noise, indirect combustion noise, and mechanical noise, and the engine noise prediction coefficient is the direct combustion noise coefficient (H), indirect combustion noise coefficient (G), and mechanical noise coefficient (SP mech. ), and the step of deriving the engine noise prediction coefficient is characterized in that it is derived by the following equation.
SPengine = SPload independent noise + SPcombustion + SPload dependent noise SP engine = SP load independent noise + SP combustion + SP load dependent noise
(SP=sound pressure power, CP=cylinder pressure power, H=Transfer coefficient b/w cylinder pressure & combustion noise sound power, G=Transfer coefficient b/w torque & load dependent noise, L=Engine torque2)(SP=sound pressure power, CP=cylinder pressure power, H=Transfer coefficient b/w cylinder pressure & combustion noise sound power, G=Transfer coefficient b/w torque & load dependent noise, L=Engine torque 2 )
그리고, 상기 엔진소음 예측계수 도출 단계에서 상기 엔진 방사소음 및 상기 엔진 연소 압력(CP)은, 엔진 회전수 및 엔진 부하를 포함하는 엔진 운전 조건을 설정하고 설정된 운전 조건 하에서 측정하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step of deriving the engine noise prediction coefficient, the engine radiated noise and the engine combustion pressure (CP) are characterized by setting engine operating conditions including engine speed and engine load and measuring them under the set operating conditions.
또한, 상기 엔진 캘리브레이션 단계에서 상기 배기가스, 연비, 엔진 소음 및 연소 압력 측정값은 일반 엔진 시험실 시험을 통해 도출되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the engine calibration step, the measured values of exhaust gas, fuel efficiency, engine noise, and combustion pressure are derived through general engine laboratory tests.
나아가, 상기 엔진 캘리브레이션 단계는, 엔진 운전 영역을 설정하는 단계, 상기 엔진 운전 영역을 설정하는 단계에 의해 설정된 엔진 운전 영역에 따라 엔진 연소제어 맵(EMS map)을 변경하는 단계, 상기 엔진 연소제어 맵을 변경하는 단계에 의해 변경된 엔진 연소제어 맵에 따라 운전시의 배기가스, 연비 및 엔진소음을 측정하는 단계를 포함한다.Furthermore, the engine calibration step includes setting an engine operation area, changing an engine combustion control map (EMS map) according to the engine operation area set by the setting the engine operation area, and the engine combustion control map. It includes the step of measuring exhaust gas, fuel efficiency, and engine noise during driving according to the engine combustion control map changed by the step of changing.
그리고, 상기 엔진 캘리브레이션 단계는, 상기 엔진 연소제어 맵에 따라 운전시의 실제 엔진 연소 압력 데이터를 취득하여 엔진 연소 압력을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다.Additionally, the engine calibration step may further include deriving engine combustion pressure by acquiring actual engine combustion pressure data during driving according to the engine combustion control map.
또한, 상기 엔진 캘리브레이션 단계는, 측정된 상기 엔진소음 및 상기 엔진 연소 압력으로부터 상기 엔진 운전영역에 따른 소음 예측 계수를 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the engine calibration step may further include deriving a noise prediction coefficient according to the engine operation region from the measured engine noise and the engine combustion pressure.
그리고, 상기 배기가스, 연비 및 엔진소음을 측정하는 단계, 상기 엔진 연소 압력을 도출하는 단계 및 상기 소음 예측 계수를 도출하는 단계는 상기 엔진 운전 영역을 설정하는 단계를 엔진 운전 영역을 달리 설정하여 반복 수행하고, 측정된 상기 배기가스, 연비 및 엔진소음과 도출된 상기 소음 예측 계수를 토대로 엔진 운전 영역에 따른 연비, 배기가스 및 엔진소음에 최적화된 엔진 연소제어 맵(EMS map)을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the steps of measuring exhaust gas, fuel efficiency, and engine noise, deriving the engine combustion pressure, and deriving the noise prediction coefficient repeat the step of setting the engine operation region by setting different engine operation regions. A step of deriving an engine combustion control map (EMS map) optimized for fuel efficiency, exhaust gas, and engine noise according to the engine operation area based on the measured exhaust gas, fuel efficiency, and engine noise and the derived noise prediction coefficient. More may be included.
또한, 상기 엔진 연소제어 맵을 도출하는 단계에 의해 도출된 엔진 연소제어 맵에 따라 제어시 엔진 방사소음을 엔진무향실에서 측정하여, 측정된 엔진 방사소음이 설정된 목표값을 만족하는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, measuring engine radiation noise in an engine anechoic chamber during control according to the engine combustion control map derived by the step of deriving the engine combustion control map, and confirming whether the measured engine radiation noise satisfies the set target value. It may further include.
본 발명의 엔진의 연소제어 맵 생성 방법에 의하면, 엔진의 방사소음을 정확하게 예측하여 연소제어 맵을 생성함으로써 연소 제어장치가 이에 따라 연소를 제어함으로써 보다 정확하게 실제에 부합하도록 제어 가능하여 NVH 성능의 향상을 도모할 수 있다.According to the method of generating a combustion control map for an engine of the present invention, by accurately predicting the radiated noise of the engine and generating a combustion control map, the combustion control device controls combustion accordingly, enabling control to more accurately match reality, thereby improving NVH performance. can be promoted.
또한, 연비 및 배기가스의 최적화도 고려한 연소제어 맵을 생성하여 제어할 수 있게 한다.In addition, it is possible to create and control a combustion control map that takes into account optimization of fuel efficiency and exhaust gas.
결국, 엔진 개발시 이를 적용함으로써 개발 단계 및 기간의 축소 또한 가능하게 한다.Ultimately, by applying this during engine development, it is possible to reduce the development stage and period.
도 1은 본 발명의 엔진의 연소제어 맵 생성 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 엔진의 연소제어 맵 생성 방법을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 엔진의 연소제어 맵 생성 방법의 일 부분을 보다 자세히 나타낸 것이다.
도 4a 내지 도 5b는 엔진 소음 예측값과 측정값을 비교한 것을 도시한 것이다.Figure 1 schematically shows a combustion control map generation system for an engine of the present invention.
Figure 2 shows a method for generating a combustion control map for an engine of the present invention.
Figure 3 shows in more detail a portion of the method for generating a combustion control map for an engine of the present invention.
Figures 4A to 5B show comparisons between engine noise predicted values and measured values.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, its operational advantages, and the objectives achieved by practicing the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.In describing preferred embodiments of the present invention, known techniques or repetitive descriptions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be reduced or omitted.
도 1은 본 발명의 엔진의 연소제어 맵 생성 시스템을 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 엔진의 연소제어 맵 생성 시스템을 먼저 설명하기로 한다.Figure 1 shows a system for generating a combustion control map for an engine of the present invention. Hereinafter, a combustion control map generation system for an engine according to an embodiment of the present invention will first be described with reference to FIG. 1.
본 발명의 일 실시예에 의한 엔진의 연소제어 맵 생성 시스템은 엔진소음 예측장치(11), 배기가스 분석장치(12), 연비 분석장치(13), 엔진 캘리브레이션 장치(20)를 포함하여, 엔진 연소압력에 따른 엔진 소음 예측 계수를 도출하고 이를 캘리브레이션 하여 검증함으로써 보다 실효성 있는 연소제어 맵이 생성될 수 있게 한다.The engine combustion control map generation system according to an embodiment of the present invention includes an engine noise prediction device 11, an exhaust gas analysis device 12, a fuel efficiency analysis device 13, and an engine calibration device 20, By deriving the engine noise prediction coefficient according to combustion pressure and calibrating and verifying it, a more effective combustion control map can be created.
엔진소음 예측장치(11)는 엔진소음 예측계수의 도출을 위한 장치로서, 엔진소음 예측계수는 엔진무향실 시험을 통해 도출한다.The engine noise prediction device 11 is a device for deriving an engine noise prediction coefficient, and the engine noise prediction coefficient is derived through an engine anechoic chamber test.
즉, 엔진 무향실에서 엔진 연소 압력, 엔진 방사소음의 측정을 통해서 엔진소음 예측계수를 도출한다.In other words, the engine noise prediction coefficient is derived by measuring engine combustion pressure and engine radiation noise in the engine anechoic chamber.
엔진 방사소음은 직접 연소음, 간접 연소음, 기계소음으로 분류된다.Engine radiation noise is classified into direct combustion noise, indirect combustion noise, and mechanical noise.
엔진 방사소음의 sound power(SP)는 다음과 같이 이들 소음의 sound power의 합과 같다.The sound power (SP) of engine radiation noise is equal to the sum of the sound powers of these noises as follows.
SPengine = SPload independent noise + SPcombustion + SPload dependent noise SP engine = SP load independent noise + SP combustion + SP load dependent noise
(SP=sound pressure power, CP=cylinder pressure power, H=Transfer coefficient b/w cylinder pressure & combustion noise sound power, G=Transfer coefficient b/w torque & load dependent noise, L=Engine torque2)(SP=sound pressure power, CP=cylinder pressure power, H=Transfer coefficient b/w cylinder pressure & combustion noise sound power, G=Transfer coefficient b/w torque & load dependent noise, L=Engine torque 2 )
즉, 직접 연소음의 sound power는 직접연소음 계수(H)와 cylinder power(CP)의 곱으로 형성되고, 간접 연소음은 부하의 제곱(L)과 간접연소음 계수(G)의 곱으로 이루어진다.In other words, the sound power of direct combustion noise is formed by the product of the direct combustion noise coefficient (H) and cylinder power (CP), and the indirect combustion sound is formed by the product of the square of the load (L) and the indirect combustion noise coefficient (G). .
기계소음은 계수(SPmech.)로 표현될 수 있다.Machine noise can be expressed as a coefficient (SP mech. ).
그러므로, 엔진 방사 소음은 소음 예측계수 H, G, SPmech.와 연소압력(cylinder power, CP)과 부하(engine torque)의 측정을 통해서 예측이 가능해진다.Therefore, the engine radiated noise is determined by the noise prediction coefficients H, G, SP mech. Prediction is possible through measurement of combustion pressure (cylinder power, CP) and load (engine torque).
따라서, 엔진 무향실에서 여러 운전영역에 대하여 엔진 소음 및 부하, 연소압력을 측정한 후 위의 엔진 소음 예측식을 이용하여 소음 예측 계수를 산출하되, 오차가 최소가 되도록 최소자승법을 이용하여 계수를 선정한다.Therefore, after measuring engine noise, load, and combustion pressure for various operating areas in the engine anechoic chamber, calculate the noise prediction coefficient using the engine noise prediction formula above, and select the coefficient using the least squares method to minimize the error. do.
그리고, 1/3 octave에 대하여 각각의 계수를 선정하고, 운전영역에 따른 zone을 여러 개로 나눔으로써 예측의 정확성을 높일 수 있도록 한다.In addition, each coefficient is selected for 1/3 octave, and the accuracy of prediction can be improved by dividing the zones into several according to the operating area.
도출된 엔진소음 예측계수는 엔진소음 예측장치(11)에 저장되게 된다.The derived engine noise prediction coefficient is stored in the engine noise prediction device 11.
다시 도 1을 참조하면, 엔진 캘리브레이션 장치(20)는 엔진소음 예측장치(11), 배기가스 분석장치(12), 연비 분석장치(13)에 의해 도출된 데이터를 통해서 소음, 배기가스, 연비가 고려된 최적화된 연소제어 맵(EMS map)을 생성한다.Referring again to FIG. 1, the engine calibration device 20 measures noise, exhaust gas, and fuel efficiency through data derived from the engine noise prediction device 11, the exhaust gas analysis device 12, and the fuel efficiency analysis device 13. Generates an optimized combustion control map (EMS map).
즉, 일반 엔진시험실 시험을 통해 연소제어 맵을 생성하고, 생성된 연소제어 맵에 의해 엔진 연소가 제어될 수 있게 한다.In other words, a combustion control map is generated through general engine laboratory testing, and engine combustion can be controlled by the generated combustion control map.
이를 위해 엔진 캘리브레이션 장치(20)는 엔진소음 예측장치(11)에 의해 엔진소음 예측계수에 대한 정보를 가져오고, 일반 엔진 시험실 시험을 통한 배기가스 분석장치(12)에 의해 측정한 엔진 연소압력에 따른 PM(Particle matter) 및 Nox에 대한 정보를 가져오며, 엘반 엔진 시험실 시험을 통한 연비 분석장치(13)에 의해 측정한 연소압력에 따른 연비에 대한 정보를 가져오고, 이 정보를 통해서 엔진소음 예측값에 따른 연비, Nox, PM 값을 도출함으로써 연비 및 배기 최적화 모델(DoE model)을 생성하는 것이다.For this purpose, the engine calibration device 20 retrieves information about the engine noise prediction coefficient from the engine noise prediction device 11 and calculates the information on the engine combustion pressure measured by the exhaust gas analysis device 12 through a general engine laboratory test. It retrieves information about PM (Particle matter) and No A fuel efficiency and emission optimization model (DoE model) is created by deriving fuel efficiency, No x , and PM values according to the predicted values.
도 2는 본 발명의 엔진의 연소제어 맵 생성 방법을 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 엔진의 연소제어 맵 생성 방법의 일 부분을 보다 자세히 나타낸 것이다.Figure 2 shows a method for generating a combustion control map for the engine of the present invention, and Figure 3 shows a portion of the method for generating a combustion control map for the engine of the present invention in more detail.
도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 엔진의 연소제어 맵 생성 방법에 대해 보다 자세히 살펴본다.With reference to FIGS. 2 and 3 , the method of generating a combustion control map for an engine according to the present invention will be examined in more detail.
본 발명에 의한 엔진의 연소제어 맵 생성 방법은 크게 엔진소음 예측 계수 도출 단계(S100)와 연소제어 맵 캘리브레이션 단계(S200)로 구분된다.The method of generating a combustion control map for an engine according to the present invention is largely divided into an engine noise prediction coefficient derivation step (S100) and a combustion control map calibration step (S200).
엔진소음 예측 계수 도출 단계(S100)는 엔진무향실 시험을 통해 도출되고, 먼저 엔진 운전 조건을 설정하고(S110), 엔진 운전 조건에 따라 운전되는 조건(엔진 회전수, 엔진 부하 등)을 읽어들인다(S120).The engine noise prediction coefficient derivation step (S100) is derived through an engine anechoic chamber test, first setting the engine operating conditions (S110), and reading the operating conditions (engine speed, engine load, etc.) according to the engine operating conditions ( S120).
그리고, 해당 조건에서의 엔진 방사소음을 측정한다(S130).Then, the engine radiation noise under the corresponding conditions is measured (S130).
엔진 방사소음은 1/3 octave에 대하여 분석하여 sound power를 도출한다(S140).Engine radiation noise is analyzed for 1/3 octave to derive sound power (S140).
그리고, 엔진 연소 압력 데이터를 취득한다(S150).Then, engine combustion pressure data is acquired (S150).
엔진 연소 압력은 1/3 octave에 대해 분석하여 cylinder power를 도출한다(S160).Engine combustion pressure is analyzed for 1/3 octave to derive cylinder power (S160).
이렇게 도출된 sound power, 부하, cylinder power로부터 앞서 설명한 엔진 소음 예측 식을 통해 엔진 소음 예측 계수를 도출하고, 최소자승법을 이용하여 도출한다(S170).From the sound power, load, and cylinder power derived in this way, the engine noise prediction coefficient is derived through the engine noise prediction equation described above, and derived using the least squares method (S170).
다음으로, 일반 엔진 시험실 시험을 위해 EMS(Engine Management System) 캘리브레이션을 위한 DoE(Design of Experiments)를 생성한다(S210).Next, a DoE (Design of Experiments) for EMS (Engine Management System) calibration is created for general engine laboratory testing (S210).
즉, 연비, 배기가스, 엔진소음에 대한 목표값을 설정한다.In other words, target values for fuel efficiency, exhaust gas, and engine noise are set.
그리고, 엔진 운전 영역을 설정한다(S220).Then, set the engine operation area (S220).
설정된 엔진 운전 영역에 따라 엔진 EMS를 변경하고(S230), 변경된 EMS에 따라 운전시의 배기가스를 측정하며(S241), 연비를 측정하고(S242), 엔진소음을 측정한다(S243).The engine EMS is changed according to the set engine operation range (S230), exhaust gas during operation is measured according to the changed EMS (S241), fuel efficiency is measured (S242), and engine noise is measured (S243).
다음으로, EMS 맵의 도출을 위해서 센서를 통해 실제 엔진 연소 압력 데이터를 취득한다(S251).Next, to derive the EMS map, actual engine combustion pressure data is acquired through a sensor (S251).
그리고, 실제 운전조건(엔진 회전수 N, 엔진 부하 T)를 읽어들이고(S252), 그에 따른 연소 압력을 1/3 octave에 대해 분석하여 이로부터 FFT(Fast Fourier Transform)을 통해 cylinder power를 도출한다(S253).Then, the actual operating conditions (engine speed N, engine load T) are read (S252), the combustion pressure is analyzed for 1/3 octave, and the cylinder power is derived from this through FFT (Fast Fourier Transform). (S253).
또한, 현재 운전영역(zone)에 따른 소음 예측 계수(G, SPm, H)를 도출하여(S254), 직접연소음, 간접연소음, 기계소음 sound power를 계산한다(S255).In addition, noise prediction coefficients (G, SPm, H) according to the current driving zone are derived (S254), and direct combustion noise, indirect combustion noise, and mechanical noise sound power are calculated (S255).
즉, 측정된 RPM에 따라 각 주파수 대역의 엔진 소음 예측 계수를 도출하고, 선형보간(Linear Interpolation)을 이용한다.In other words, the engine noise prediction coefficient for each frequency band is derived according to the measured RPM, and linear interpolation is used.
각 소음 예측 계수는 엔진 방사 소음과 연소압력 측정을 통해 사전에 입력되는 값이다.Each noise prediction coefficient is a value input in advance through measurement of engine radiation noise and combustion pressure.
그리고, 도출된 계수를 이용하여 각 주파수 밴드별로 엔진 소음 예측 결과를 도출하고(1/3 octave band), 설정된 time window의 평균 값(RMS)을 도출한다(S256).Then, using the derived coefficients, engine noise prediction results are derived for each frequency band (1/3 octave band), and the average value (RMS) of the set time window is derived (S256).
이렇게 예측된 소음 결과를 Analog, Digital 신호로 출력한다(S257).The predicted noise results are output as analog and digital signals (S257).
다음, 엔진소음 예측값을 측정하고(S260), 연비, 배기가스, 엔진소음에 최적화된 EMS 맵을 도출하게 된다(S270).Next, the predicted engine noise value is measured (S260), and an EMS map optimized for fuel efficiency, exhaust gas, and engine noise is derived (S270).
여기서, 엔진 운전 영역을 달리하여 반복함으로써 여러 운전영역에 대해서 EMS 맵이 도출될 수 있도록 한다.Here, by repeating different engine operation areas, EMS maps can be derived for various operation areas.
EMS 맵의 신뢰성을 위해 도출된 EMS 맵에 대한 연비, 배기가스를 측정하여 목표 값 만족 여부를 확인하고(S280), 엔진 방사소음을 엔진무향실에서 측정하여 목표 값 만족 여부를 확인하여(S290), 최종 EMS 맵을 도출한다(S300).To ensure the reliability of the EMS map, the fuel efficiency and exhaust gas for the derived EMS map are measured to check whether the target value is satisfied (S280), and the engine radiation noise is measured in the engine anechoic chamber to check whether the target value is satisfied (S290). Derive the final EMS map (S300).
도 4a 내지 도 5b는 엔진 소음 예측값과 측정값을 비교한 것으로서, 도 4a 내지 도 4c는 1/3 octave에 대해 비교 분석한 결과이고, 도 5a 및 도 5b는 전체 운전 영역의 엔진 overall 소음의 측정 값과 예측 값을 비교한 것이다.FIGS. 4A to 5B compare engine noise predicted values and measured values. FIGS. 4A to 4C are results of comparative analysis for 1/3 octave, and FIGS. 5A and 5B are measurements of overall engine noise in the entire operating range. The value is compared with the predicted value.
결과에서와 같이 엔진 무향실 시험을 통한 엔진소음 값이 실제 측정 결과와 동등 수준으로 소음 예측이 가능함을 알 수가 있다.As shown in the results, it can be seen that the engine noise value through the engine anechoic chamber test can be predicted at the same level as the actual measurement result.
이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.Although the present invention as described above has been described with reference to the illustrative drawings, it is not limited to the described embodiments, and it is common knowledge in the field of this technology that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have it. Accordingly, such modifications or variations should be considered to fall within the scope of the patent claims of the present invention, and the scope of rights of the present invention should be interpreted based on the appended claims.
S100 : 엔진소음 예측 계수 도출 단계
S200 : 연소제어 맵 캘리브레이션 단계S100: Engine noise prediction coefficient derivation step
S200: Combustion control map calibration step
Claims (9)
엔진 EMS(Engine Management System)에 의해 상기 엔진 소음 예측계수를 반영한 엔진 운전시의 배기가스, 연비, 엔진 소음 및 연소 압력 측정값으로부터 소음, 배기가스 및 연비를 고려한 엔진 연소제어 맵(EMS map)을 생성하는 엔진 캘리브레이션 단계를 포함하고,
상기 엔진 캘리브레이션 단계는,
엔진 운전 영역을 설정하는 단계;
상기 엔진 운전 영역을 설정하는 단계에 의해 설정된 엔진 운전 영역에 따라 엔진 연소제어 맵(EMS map)을 변경하는 단계;
상기 엔진 연소제어 맵을 변경하는 단계에 의해 변경된 엔진 연소제어 맵에 따라 운전시의 배기가스, 연비 및 엔진소음을 측정하는 단계를 포함하는,
엔진의 연소제어 맵 생성 방법.An engine noise prediction coefficient derivation step of deriving an engine noise prediction coefficient by measuring engine radiation noise according to engine combustion pressure (cylinder power, CP); and
An engine combustion control map (EMS map) considering noise, exhaust gas and fuel efficiency is created from the exhaust gas, fuel efficiency, engine noise and combustion pressure measurements during engine operation that reflect the engine noise prediction coefficient by the Engine EMS (Engine Management System). Includes an engine calibration step to generate,
The engine calibration step is,
Setting an engine operating area;
changing an engine combustion control map (EMS map) according to the engine operation area set by the step of setting the engine operation area;
Comprising the step of measuring exhaust gas, fuel efficiency, and engine noise during driving according to the engine combustion control map changed by the step of changing the engine combustion control map,
How to create a combustion control map for an engine.
상기 엔진 방사소음(SPengine)은 직접 연소음(SPcombustion), 간접 연소음(SPload dependent noise) 및 기계소음(SPload independent noise)의 합으로서, 상기 엔진 방사소음은 하기 식으로 표현 가능하며,
상기 엔진 소음 예측계수는 직접 연소음 계수(H), 간접 연소음 계수(G) 및 기계소음 계수(SPmech.)를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 엔진소음 예측계수 도출 단계는,
다음의 식에 의해 도출되는 것을 특징으로 하는,
엔진의 연소제어 맵 생성 방법.
SPengine = SPload independent noise + SPcombustion + SPload dependent noise
(SP=sound pressure power, CP=cylinder pressure power, H=Transfer coefficient b/w cylinder pressure & combustion noise sound power, G=Transfer coefficient b/w torque & load dependent noise, L=Engine torque2)In claim 1,
The engine radiation noise (SP engine ) is the sum of direct combustion noise (SP combustion ), indirect combustion noise (SP load dependent noise ), and mechanical noise (SP load independent noise ). The engine radiation noise can be expressed by the following equation: ,
The engine noise prediction coefficient is characterized in that it includes a direct combustion noise coefficient (H), an indirect combustion noise coefficient (G), and a mechanical noise coefficient (SP mech. ),
The step of deriving the engine noise prediction coefficient is,
Characterized by being derived by the following equation,
How to create a combustion control map for an engine.
SP engine = SP load independent noise + SP combustion + SP load dependent noise
(SP=sound pressure power, CP=cylinder pressure power, H=Transfer coefficient b/w cylinder pressure & combustion noise sound power, G=Transfer coefficient b/w torque & load dependent noise, L=Engine torque 2 )
상기 엔진소음 예측계수 도출 단계에서 상기 엔진 방사소음 및 상기 엔진 연소 압력(CP)은, 엔진 회전수 및 엔진 부하를 포함하는 엔진 운전 조건을 설정하고 설정된 운전 조건 하에서 측정하는 것을 특징으로 하는,
엔진의 연소제어 맵 생성 방법.In claim 2,
In the step of deriving the engine noise prediction coefficient, the engine radiation noise and the engine combustion pressure (CP) are characterized in that engine operating conditions including engine speed and engine load are set and measured under the set operating conditions,
How to create a combustion control map for an engine.
상기 엔진 캘리브레이션 단계에서 상기 배기가스, 연비, 엔진 소음 및 연소 압력 측정값은 일반 엔진 시험실 시험을 통해 도출되는 것을 특징으로 하는,
엔진의 연소제어 맵 생성 방법.In claim 3,
Characterized in that in the engine calibration step, the exhaust gas, fuel efficiency, engine noise, and combustion pressure measurements are derived through general engine laboratory tests.
How to create a combustion control map for an engine.
상기 엔진 캘리브레이션 단계는,
상기 엔진 연소제어 맵에 따라 운전시의 실제 엔진 연소 압력 데이터를 취득하여 엔진 연소 압력을 도출하는 단계를 더 포함하는,
엔진의 연소제어 맵 생성 방법.In claim 1,
The engine calibration step is,
Further comprising deriving engine combustion pressure by acquiring actual engine combustion pressure data during driving according to the engine combustion control map,
How to create a combustion control map for an engine.
상기 엔진 캘리브레이션 단계는,
측정된 상기 엔진소음 및 상기 엔진 연소 압력으로부터 상기 엔진 운전영역에 따른 소음 예측 계수를 도출하는 단계를 더 포함하는,
엔진의 연소제어 맵 생성 방법.In claim 6,
The engine calibration step is,
Further comprising deriving a noise prediction coefficient according to the engine operation region from the measured engine noise and engine combustion pressure,
How to create a combustion control map for an engine.
상기 배기가스, 연비 및 엔진소음을 측정하는 단계, 상기 엔진 연소 압력을 도출하는 단계 및 상기 소음 예측 계수를 도출하는 단계는 상기 엔진 운전 영역을 설정하는 단계를 엔진 운전 영역을 달리 설정하여 반복 수행하고, 측정된 상기 배기가스, 연비 및 엔진소음과 도출된 상기 소음 예측 계수를 토대로 엔진 운전 영역에 따른 연비, 배기가스 및 엔진소음에 최적화된 엔진 연소제어 맵(EMS map)을 도출하는 단계를 더 포함하는,
엔진의 연소제어 맵 생성 방법.In claim 7,
The steps of measuring exhaust gas, fuel efficiency, and engine noise, deriving the engine combustion pressure, and deriving the noise prediction coefficient are performed by repeating the step of setting the engine operation region by setting different engine operation regions, and , further comprising deriving an engine combustion control map (EMS map) optimized for fuel efficiency, exhaust gas, and engine noise according to the engine operation region based on the measured exhaust gas, fuel efficiency, and engine noise and the derived noise prediction coefficient. doing,
How to create a combustion control map for an engine.
상기 엔진 연소제어 맵을 도출하는 단계에 의해 도출된 엔진 연소제어 맵에 따라 제어시 엔진 방사소음을 엔진무향실에서 측정하여, 측정된 엔진 방사소음이 설정된 목표값을 만족하는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는,
엔진의 연소제어 맵 생성 방법.In claim 8,
A further step of measuring engine radiated noise in an engine anechoic room during control according to the engine combustion control map derived by the step of deriving the engine combustion control map, and checking whether the measured engine radiated noise satisfies the set target value. containing,
How to create a combustion control map for an engine.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050125140A1 (en) | 2003-11-24 | 2005-06-09 | Claire Vermonet | System for calibrating apparatus for acquiring the pressure in a motor vehicle diesel engine cylinder |
| JP2009275691A (en) | 2008-04-16 | 2009-11-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combustion control method and control device for internal combustion engine |
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100380063B1 (en) | 2000-11-15 | 2003-04-11 | 기아자동차주식회사 | Method for detecting combustion noise and mechanical noise in engine |
| KR101856243B1 (en) * | 2012-07-03 | 2018-05-09 | 현대자동차주식회사 | Method of controlling engine noise including combustion noise of internal combustion engine |
| KR101637700B1 (en) * | 2014-10-20 | 2016-07-07 | 현대자동차주식회사 | Method for Decreasing Engine Combustion Noise |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050125140A1 (en) | 2003-11-24 | 2005-06-09 | Claire Vermonet | System for calibrating apparatus for acquiring the pressure in a motor vehicle diesel engine cylinder |
| JP2009275691A (en) | 2008-04-16 | 2009-11-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Combustion control method and control device for internal combustion engine |
| JP2018155194A (en) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 株式会社豊田中央研究所 | Control device of internal combustion engine |
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