用於重複操縱執行器的方法與流程

2023-07-12 09:54:56

本發明涉及用於重複操縱執行器的方法以及計算單元和用於執行該方法的電腦程式。

背景技術：

部件（該部件在其功能的框架內包含快速的內部的切換過程）通常會導致噪聲排放。在用於內燃機的燃料噴射器的情況下，這種噪聲通常可以作為滴答或咔噠聲在內燃機的其它通常不特殊的背景噪聲前被察覺以及可以被尤其在高檔的車輛類別中的最終用戶認為是幹擾性的。由de102007043247a1例如已知一種方法來模擬這種噪聲排放。

這尤其涉及這樣的運行條件：在這些運行條件中，車輛和內燃機的其它的噪聲排放很小，亦即例如在停車怠速時。用於減小在部件層面上的噪聲排放的可能的措施，除了例如通過機械的解耦或緩衝來中斷作為固體聲的聲傳播，或者例如通過在馬達艙內裝上隔絕聲音的織物靠緩衝空氣聲外，還可以匹配所述部件的單獨的切換過程。

因此例如由de102009045867a1已知用於操控燃料噴射器的方法，在該方法中，用於噴射過程的燃料噴射器的操縱持續時間被置入期望的時間窗中。為此可以匹配相應的參數，例如燃料的壓力或燃料噴射器的針閥升程，以便繼續配給所期望的燃料量。

技術實現要素：

按照本發明，建議帶有本發明特徵的用於重複操縱執行器的方法以及計算單元和用於執行該方法的電腦程式。有利的構造方案是優選實施例和其它實施例的和接下來的說明的主題。

按本發明的方法用於重複操縱執行器。在此，為重複的操縱（例如每一次、每隔一次、每隔兩次、每隔三次等等）（特別是在同樣的運行點中）求出針對至少一個執行參數的允許的範圍。執行參數在此應當指的是能針對執行器的執行進行匹配的和/或所需的參數。這個允許的範圍在此可以例如在時間上也或者在角度方面加以說明。重複的操縱藉助於利用在從屬的允許的範圍內的所述至少一個執行參數操控所述執行器來進行，其中，所述至少一個操控餐料一直經過重複的操縱分別在從屬的允許的範圍內發生變化。

開頭提到的用於匹配所述操控的也或者用於匹配例如制動所述執行器的部件的措施，要麼帶來了功能上的局限（例如高的切換動態通常是原本值得期望的部件特性，減小動態以獲得更好的噪聲特性因此通常是某種程度上的折中），要麼與部件或例如內燃機或車輛本身的額外花費關聯且以這種方式提高了成本。

所建議的方法現在利用了操控策略中的變化來掩蓋由切換過程產生的噪聲和由此降低通過最終用戶進行的可察覺性。反之，切換過程的動態保持不受妨礙。

為了使用所述方法，例如在運行點的應用的過程中將操縱或為此所需的操控不像迄今為止的那樣確定為固定的應用值，而是為每一個操縱過程求出一個允許的範圍，在該允許的範圍內分別進行操縱，也就是說，該操縱例如為了按規定的運行而應當處在或必須處在該允許的範圍內。現在可以在執行器運行的框架內充分利用所述允許的範圍，以便一直經過所述操縱來改變執行器的操控。為此可以例如伴隨每一個操控過程進行改變，但或者也僅在多次操縱後進行改變。在此也有利的是，不需要不同於目前的其它部件。

尤其適當的是可以這樣完成這種改變：即，操控是隨機地、偽隨機地或藉助最大序列來變化，也就是說，例如在使用隨機數或偽隨機數的情況下來變化，藉助該隨機數或偽隨機數來選擇或執行操控。最大序列在此指的是隨機數的序列或向量，它雖然始終被重複，但基於最大序列的長度而造成單個事件的用於各應用的足夠的改變，且由於在最大序列內缺乏自身相似性而不會引起額外的不期望的效果。從這個序列或這個向量的一定的長度起，不再能發覺能察覺到的噪聲。對於這種變化的可能的方式，參考還要下面的構造可行方案。由此從對執行器的規律的、脈衝式的激勵變為不規律的脈衝式的激勵。由此，執行器所產生的噪聲分別按照實施方案，在包括執行器的機器的例如內燃機的普遍的背景噪聲的背景前就不那麼清楚或甚至完全被此掩蓋，且不再以特定的頻率存在。

尤其適當的是，所建議的方法在此處在內燃機的此外有很小背景噪聲的運行範圍內，例如處在怠速中。

所述至少一個操控參量有利地包括操控開始和/或操控結束和/或操控持續時間。可以以這種方式例如維持重複的操控和因此操縱的操控走勢，但各操縱的時間點隨機分布在允許的範圍內，因而所產生的噪聲不那麼清楚以及因此不那麼能被察覺到。以這種方式可以在選擇允許的範圍時在保持靈活性的同時遵守例如內燃機的期望的運行條件。

有利的是，所述至少一個操控參量包括操控走勢和/或衝程和/或充載邊沿和/或卸載邊沿。以這種方式可以例如維持重複的操控和因此操縱的操控開始，但各操縱的操控走勢有所不同，因而所產生的噪聲不那麼明顯以及因此不那麼能被察覺到。充載邊沿和/或卸載邊沿的變化在此可以例如在燃料噴射器的情況下在操控走勢的框架內發生。衝程的變化在燃料噴射器的情況下可能例如包括針閥升程的和/或充載衝程的變化。在此例如可以考慮從預先確定數量的各種適合的衝程或操控走勢中隨機地或例如偽隨機地選取。

在此也可以考慮的是，將用於改變操控的多個所提到的方式組合起來。因此例如可以考慮，在衝程改變時改變所述操縱的單個的操控開始。

重複的操縱優選包括在內燃機中對燃料的重複的配給。正好在內燃機中，特別是高端機動車中，持久的、能察覺到的噪聲可能被認為是幹擾性的，從而在此使用所建議的方法特別有利。

在對燃料配給時，單獨的配給也可以被劃分成對燃料的多個獨立的子配給。每一個這種獨立的配給然後可以對應已經說明的變化進行變化。

執行器的重複的操控有利地分別在考慮到各個有待配給的燃料量，特別是藉助燃料噴射器有待配給的燃料量的情況下進行。以這種方式可以保證不會妨礙內燃機的期望的運行。

有利的是，分別在考慮到內燃機的運行參數的情況下求出允許的範圍。運行參數在此可以相宜地包括轉速波動和/或燃料消耗和/或有害物質排放。以這種方式同樣可以保證不妨礙內燃機的期望的運行。因此例如可以進行經調節的怠速。

優選使用燃料噴射器、特別是壓電式燃料噴射器或磁閥式燃料噴射器或者燃料泵作為執行器。正好在大多設置用於內燃機的每個氣缸的燃料噴射器中產生了極高的背景噪聲，這種背景噪聲可以用所建議的方法避免。燃料泵，特別是用於內燃機的高壓泵，大多包括量控閥，在量控閥中使用能主動操控的執行器。因此在此同樣可以減小能察覺到的噪聲。

根據本發明的計算單元、例如機動車的控制器尤其在程序技術方面被設定用於執行根據本發明的方法。

以電腦程式的形式實施本方法也是有利的，因為這可產生特別低的成本，特別是當執行中的控制器還可用於其它的任務並且因此本來就已設置時。用於提供電腦程式的合適的數據載體尤其是磁的、光的和電的存儲器，例如硬碟、快閃記憶體、eeprom、dvd等。也能夠經由計算機網絡（網際網路、乙太網等）對程序進行下載。

從說明書以及所附的附圖中得出本發明的其它優點和構造方案。

本發明藉助實施例在附圖中示意性地示出以及在下文中參考附圖加以說明。

附圖說明

圖1示意性示出了內燃機，該內燃機可以用於按本發明的方法；

圖2是內燃機的氣缸的示意圖，該氣缸可以考慮用於按本發明的方法；

圖3a和3b示意性示出了在不是按本發明的方法中內燃機的點火上止點和噴射開始角；

圖4a和4b示意性示出了在一個優選的實施方式中在按本發明的方法中內燃機的點火上止點和噴射開始角；

圖5示意性示出了在一個優選的實施方式中在不是按本發明的方法和按本發明的方法之間比較時噴射時間點的間隔。

具體實施方式

在圖1中示意性且簡化地示出了內燃機100，該內燃機可以被考慮用於按本發明的方法。內燃機100例如具有四個氣缸102和一根進氣管106，該進氣管連接在每一個氣缸102上。

在此，每個氣缸102具有構造成用於直接噴射的燃料噴射器111的、用於配給燃料的執行器。為清楚起見，僅為燃料噴射器111之一配設附圖標記。燃料噴射器111用高壓線路162連接在高壓蓄壓器161上，亦即所謂的軌或共軌上。為清楚起見，僅示出了一條通往燃料噴射器111之一的高壓線路162，但是顯然的是，每一個燃料噴射器111都連接在高壓線路上。

高壓蓄壓器161又通過構造為高壓泵的燃料泵160被利用燃料供應。高壓泵160在此通常由內燃機驅動。燃料噴射器111、高壓線路162、高壓蓄壓器161以及高壓泵160在此是內燃機100的高壓系統165的一部分。高壓泵160可以例如連接到此處未示出的燃料箱上。

在圖2中示意性且簡化地，但比圖1更為詳細地示出了內燃機100的氣缸102。氣缸102具有燃燒室103，該燃燒室也通過活塞104的運動被擴大或縮小。活塞的位置在此可以例如參照所謂的上止點（ot）說明，在上止點時，活塞達到其（參照附圖）最高的點。在內燃機運行時活塞的位置以及特別是與之關聯的階段或時間點在此也可以參照關於內燃機的曲軸130的角φ，亦即所謂的曲軸角被說明。

氣缸102具有進給閥105，以便使空氣或燃料-空氣-混合物進入燃燒室103。空氣通過作為空氣供入部的一部分的進氣管106來提供。被吸取的空氣經由進給閥105進入到氣缸102的燃燒室103中。在空氣供應系統中的節氣門112用於設定進入到氣缸102中的所需的空氣品質流量。

為了運行內燃機100，燃料噴射器111被安裝在氣缸102處，以便將燃料直接噴射到燃燒室103中。在此，為燃燒所需的空氣-燃料-混合物直接在氣缸102的燃燒室103中形成。

此外，所述氣缸102設有點火機構110，用於為了在所述燃燒室103中開始燃燒而產生點火火花。因此它在當前能夠涉及汽油馬達。

燃燒廢氣在燃燒之後通過排氣管108被從所述氣缸102中排出。所述排出根據同樣布置在氣缸102上的排出閥109的打開來進行。進給閥和排出閥105、109被打開和閉合，以便以公知的方式實施內燃機100的四衝程運行。

此外，設置了被構造為控制器115的、用於對所述內燃機100進行控制的計算單元。

此外要注意的是，其它類型的內燃機，例如柴油馬達或帶有具有相應的燃料噴射器的進氣管噴射部的內燃機也能被考慮用於按本發明的方法。

在圖3a和3b中示意性地示出了內燃機在不是按本發明的方法中的點火上止點和噴射開始角，它們通過例如在圖2中示出的曲軸角φ被繪出。

在圖3a中例如繪出了例如在圖1中被示出的內燃機的四個氣缸的點火上止點（下文稱為zot）的角φ1、φ2、φ3和φ4。相應地示出了用於相應的燃料噴射器的從屬的噴射開始角φ'1、φ'2、φ'3和φ'4。所述噴射開始角在此分別說明噴射的開始且通常參照從屬的zot加以說明。

操縱或配給z在此分別藉助箭頭示出，該操縱或配給例如可以通過噴射的操控開始和操控持續時間說明且以各噴射開始角開始，其中，為清楚起見，僅一個配給設有附圖標記。箭頭的開始在此對應操控開始。

操控持續時間在此全部地、至少近似一樣長。在此與操控持續時間相關聯的也有從屬的噴射持續時間和因此用有關的燃料噴射器輸出的燃料量，其中，後者也可以與其它的參數或參量相關。

圖3b對應圖3a，但區別在於，取代配給z，說明各兩個前後相繼的噴射開始角的以及因此配給的間隔δt。在此為清楚起見也僅為一個間隔配設附圖標記。

在此已經識別到，間隔全部地、至少近似一樣大，這意味著，時間間隔一樣大，對於所述時間間隔分別開始燃料噴射器的操縱以及因此開始至少近似的配給。這引起了具有能清楚察覺的頻率的周期性的噪聲排放以及因此引起了幹擾性的噪聲。

在圖4a和4b中現在示意性地示出了在一個優選的實施方式中在按本發明的方法中內燃機的zot和噴射開始角，它們通過例如在圖2中示出的曲軸角φ被繪出。在圖4a中例如又如在圖3a中那樣繪出了內燃機的四個氣缸的zot的角φ1、φ2、φ3和φ4。

此外，現在例如針對角φ1和φ3分別示出了允許的範圍δφ1和δφ3（在此例如作為執行參數用於噴射開始角或操控開始），在這些允許的範圍內開始了燃料的配給，以便達到內燃機的期望的以及按規定的運行。當然也可以為角φ2和φ4求出相應的允許的範圍。

這些允許的範圍的求出在此例如可以在針對內燃機的特定的運行範圍、例如怠速的模擬或試驗臺測量的框架內完成，以及然後相應地儲存在執行的計算單元中。但也可以考慮的是，所述允許的範圍在內燃機運行期間才被求出。

在當前的例子中，這樣來選擇允許的範圍：使得燃料噴射器的操控和配給應當在各允許的範圍內開始。同樣可以考慮的是，這樣選擇允許的範圍：使得整個配給應當在各允許的範圍內進行以及因此也在該範圍內結束。

此外，可以且應當通常這樣來選擇允許的範圍：使得期望的燃料量按時在達到各zot之前或必要時至少在實際的點火時間點之前進入到氣缸或氣缸的燃燒室中。必要時，某個持續時間也還可以被考慮用於形成混合物。

但現在用於相應的燃料噴射器的從屬的噴射開始角φ''1、φ''2、φ''3和φ''4不是始終利用與從屬的zot的相同的間隔來預定，而是它們隨機分布在各允許的範圍內。這種隨機的或在計算機支持的控制的框架內也是偽隨機的分布，在此可以極為簡單地藉助隨機數生成來進行。當然，所述變化的其它類型，例如本文開頭提到的最大序列，也是可能的。

所述操縱或配給z'在此也分別藉助箭頭示出，其中，為清楚起見，僅為一個配給配設附圖標記。

但操控持續時間在此不一樣長。因此操控持續時間也作為操控參量發生變化。然而，為了始終配給所期望的燃料量、也就是說例如始終配給相同的燃料量，現在可以也對有關的燃料噴射器的例如針閥升程進行匹配。以這種方式可以除了操控開始和操控持續時間外，作為另外的操控參量也使預定所述操控走勢的參數發生變化。

圖4b對應圖4a，但區別在於，取代配給z的是說明各兩個前後相繼的噴射開始角以及因此配給的間隔δt'。同樣在這裡，為清楚起見也僅為一個間隔配設附圖標記。

現在在此可以看到，間隔不一樣大，而是更確切地說例如隨機分布，這意味著這樣的時間間隔不一樣大：對於這些時間間隔相應地開始燃料噴射器的操縱以及因此開始配給。這引起了沒有特定頻率的噪聲以及因此很小直至幾乎沒有幹擾的噪聲。

在圖5中示意性地在一個優選的實施方式中示出了在不按本發明的方法和按本發明的方法之間對比時噴射時間點的間隔。為此，將在左側如在圖3b中看到那樣的間隔δt與在右側如在圖4b中看到的間隔δt'進行比照。

因此可以表明燃料噴射器的操縱時間點的差異。操控開始或噴射開始的變化導致，由噴射造成的噪聲變得更粗利且可能更容易被內燃機的噪聲掩蓋。噪聲然後不再能作為單獨的噪聲被察覺到，而是在某種程度上可以說在內燃機的普遍的噪聲的背景前消失。

這顯示出，通過改變操控，例如在1.6khz至3khz的頻率範圍內的聲強下降，但在大於4khz的範圍內的聲強增加，因為噴射的數量沒被改變且耦合的能量與此相應地必須保持不變。但由燃料噴射器產生的噪聲總體上很少能被察覺到。