專(zhuān)利名稱(chēng)：減小內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用至少一個(gè)有源振動(dòng)阻尼器(active vibrationdamper)減小內(nèi)燃發(fā) 動(dòng)機(jī)的振動(dòng)的設(shè)備和方法，該有源振動(dòng)阻尼器通過(guò)控制信號(hào)激活，以便內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng) 被減小或消除，所述控制信號(hào)是基于至少一個(gè)傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得的，該測(cè)量數(shù)據(jù)與內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)關(guān)聯(lián)。
背景技術(shù)：
有源振動(dòng)阻尼器類(lèi)型的設(shè)備可從DE 102004062471B3中了解。在這種系統(tǒng)中，有 源振動(dòng)阻尼器的控制信號(hào)是基于曲軸旋轉(zhuǎn)速度信號(hào)和曲軸相位的同步化信號(hào)獲得的。該類(lèi)設(shè)備也可從DE 19842729C1中了解。在這種系統(tǒng)中，有源振動(dòng)阻尼器的控制 信號(hào)是基于上止點(diǎn)(top dead center)傳感器獲得的。減振系統(tǒng)用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或其傳動(dòng)元件中，如動(dòng)力傳動(dòng)系，以便減少機(jī)動(dòng)車(chē)中令 人不快的噪聲和通常被稱(chēng)為NVH(噪聲、振動(dòng)和刺耳聲振)的其他現(xiàn)象。電機(jī)驅(qū)動(dòng)或電磁或液壓致動(dòng)器被用作有源振動(dòng)阻尼器，該致動(dòng)器是利用開(kāi)環(huán)或閉 環(huán)控制系統(tǒng)激活的，其方式是激發(fā)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或傳動(dòng)元件反相以便減小或消除其振動(dòng)。以 壓電效應(yīng)工作的致動(dòng)器也可用作振動(dòng)阻尼器。良好的NVH系統(tǒng)的目標(biāo)應(yīng)該是最小化發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波(enginehalf-order)的機(jī) 械振動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波被理解為指的是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上的非平衡力或動(dòng)量，非平衡力或動(dòng) 量每?jī)蓚€(gè)軸旋轉(zhuǎn)周期性地變化一次。因而階諧波相應(yīng)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。在這一背 景下也指內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的同步性。發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波源自各汽缸中不均衡(unequal)燃燒特征 曲線(xiàn)，并在優(yōu)化汽缸同步性的過(guò)程中相對(duì)彼此達(dá)到最小。各汽缸的不均衡燃燒可由在制造 期間出現(xiàn)的各組件和致動(dòng)器的分散弓I起。上述已知系統(tǒng)從曲軸旋轉(zhuǎn)速度和曲軸相位或從上止點(diǎn)獲得有源振動(dòng)阻尼器的控 制信號(hào)，因此僅發(fā)動(dòng)機(jī)階諧波自身的頻率能夠被或多或少地有效補(bǔ)償，但發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波 的頻率仍未被補(bǔ)償或可能僅被近似補(bǔ)償。已知系統(tǒng)進(jìn)一步的缺點(diǎn)是上止點(diǎn)傳感器僅產(chǎn)生上止點(diǎn)，而非再現(xiàn)實(shí)際發(fā)生的振動(dòng) 的測(cè)量，且有源振動(dòng)阻尼器的任何控制信號(hào)可從曲軸旋轉(zhuǎn)速度和曲軸相位獲得，例如，僅有 不可避免的延遲。因此，不能獲取且更別說(shuō)補(bǔ)償內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)狀態(tài)的快速變化，這種快 速變化可能發(fā)生在空轉(zhuǎn)過(guò)程中，例如從一次回轉(zhuǎn)到另一次回轉(zhuǎn)或甚至在各獨(dú)立汽缸的直接 連續(xù)點(diǎn)火之間。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供用有源振動(dòng)阻尼器減小內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)的特別有效 的設(shè)備和方法。根據(jù)本發(fā)明，在普通設(shè)備的情形中，該目的是通過(guò)一種設(shè)備和方法實(shí)現(xiàn)的，其中至 少一個(gè)傳感器提供測(cè)量數(shù)據(jù)，該測(cè)量數(shù)據(jù)即時(shí)再現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)。通過(guò)實(shí)時(shí)指示汽缸中最大燃燒狀態(tài)的時(shí)間和強(qiáng)度的測(cè)量數(shù)據(jù)，還可以實(shí)時(shí)獲得用 于有源振動(dòng)阻尼器的合適控制信號(hào)。這進(jìn)而使得可以更快地響應(yīng)有源振動(dòng)阻尼器的控制系 統(tǒng)并因此改善減振。在優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器包括汽缸壓強(qiáng)傳感器，或傳感器檢測(cè)的狀態(tài)是 汽缸內(nèi)壓。汽缸壓強(qiáng)傳感器通常出現(xiàn)在任何情況下的當(dāng)前內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，因此可以以極小 的額外成本和復(fù)雜度實(shí)施本發(fā)明。然而，在汽缸內(nèi)部測(cè)量并可即時(shí)檢測(cè)燃燒狀態(tài)的其他傳 感器在理論上也是適合的，例如，記錄汽缸內(nèi)的光強(qiáng)度和/或光譜的光學(xué)傳感器，其產(chǎn)生與 壓強(qiáng)相關(guān)的溫度測(cè)量結(jié)果。
因?yàn)槌擞性凑駝?dòng)阻尼器的控制信號(hào)外，控制一個(gè)或更多個(gè)汽缸中燃燒的進(jìn)一步 的控制信號(hào)基于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得，所以本發(fā)明 可有利地被這些進(jìn)一步的信號(hào)補(bǔ)充或與這些進(jìn)一步的信號(hào)結(jié)合，從而獲得自動(dòng)燃燒控制系 統(tǒng)。雖然例如汽缸中的壓強(qiáng)或溫度等傳感器信號(hào)的最大值代表發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的主要原 因，即所謂的最大汽缸內(nèi)壓或與其基本成比例的溫度，并且所述傳感器信號(hào)的最大值即時(shí) 地且適當(dāng)?shù)嘏c通常支配性的發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的頻率成比例，然而內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)特定組件或傳 動(dòng)元件的實(shí)際發(fā)生的振動(dòng)可能不與其成比例。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，除了即時(shí)檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài) 的傳感器外，還提供了檢測(cè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或其組件之一的振動(dòng)的至少一個(gè)進(jìn)一步的傳感器。 例如，該進(jìn)一步的傳感器的形式為結(jié)構(gòu)相關(guān)的噪聲傳感器(如爆震傳感器)和/或檢測(cè)曲 軸角速度變化的高分辨率傳感器，借助該傳感器可確定曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。通過(guò)聯(lián)合評(píng)估燃燒狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)和由進(jìn)一步的傳感器檢測(cè)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng) 或其組件之一的測(cè)量數(shù)據(jù)，可以獲得用于有源振動(dòng)阻尼器的控制信號(hào)，借助該控制信號(hào)可 最佳地減小內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或其組件的振動(dòng)?？刂埔粋€(gè)或更多個(gè)汽缸內(nèi)的燃燒的控制信號(hào)優(yōu)選為同樣通過(guò)燃燒狀態(tài)的測(cè)量數(shù) 據(jù)和利用進(jìn)一步的傳感器檢測(cè)的振動(dòng)的測(cè)量數(shù)據(jù)的聯(lián)合評(píng)估而獲得。有源振動(dòng)阻尼器的控制信號(hào)和燃燒控制的控制信號(hào)優(yōu)選是通過(guò)關(guān)聯(lián)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) 汽缸中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)和至少一個(gè)進(jìn)一步的傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得的。 即時(shí)可用的燃燒狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)際但延遲的振動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)的結(jié)合且優(yōu)選關(guān)聯(lián)允許可 靠地計(jì)算預(yù)測(cè)值，與傳統(tǒng)燃燒控制系統(tǒng)相比，利用該預(yù)測(cè)值可通過(guò)適當(dāng)?shù)丶せ钣性凑駝?dòng)阻 尼器而有效地抵消隨后的振動(dòng)，并額外地允許改進(jìn)的燃燒控制。有源振動(dòng)阻尼器優(yōu)選是利用控制信號(hào)激活的，以便特別地使發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的通 常支配性的振動(dòng)被減小或消除。特別地，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量 數(shù)據(jù)和至少一個(gè)進(jìn)一步的傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)以及由此獲得的預(yù)測(cè)值可用來(lái)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)半 階諧波的水平，從而比較發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平和參考值，且如果發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平 在參考值以上，則改變有源振動(dòng)阻尼器的控制信號(hào)，直到發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平在參考值 以下。以這種方式，各獨(dú)立汽缸中的空轉(zhuǎn)振動(dòng)和燃燒噪聲可以特別地被充分減小。這樣 的振動(dòng)和噪聲特別易于在壓縮點(diǎn)火的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)生，如具有較高的最大汽缸內(nèi)壓的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)是多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)，則根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，為每個(gè)汽缸提供 傳感器，例如汽缸壓強(qiáng)傳感器，該傳感器提供即時(shí)再現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中正在進(jìn)行的燃燒 的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)。以這種方式，每個(gè)獨(dú)立的汽缸引起的振動(dòng)能被有效抵消。這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 狀態(tài)的快速改變特別有用，例如在從行駛狀態(tài)到空轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換中和相反的轉(zhuǎn)換中，這不 能由傳統(tǒng)的反相振動(dòng)阻尼在無(wú)合適測(cè)量數(shù)據(jù)的情況下被恰當(dāng)管理。實(shí)施本發(fā)明或從屬權(quán)利要求中規(guī)定的本發(fā)明的改進(jìn)所需的軟件可控制的所有傳 感器、致動(dòng)器和電子器件通常都出現(xiàn)在任意情況下的當(dāng)前機(jī)動(dòng)車(chē)輛中，因此本發(fā)明的所有 實(shí)施例均可以以非常低的復(fù)雜度和成本實(shí)施。


本發(fā)明進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)可參考附圖從示例性實(shí)施例的下述說(shuō)明中明顯看出，其中圖1是減小內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)的設(shè)備的方框圖；以及圖2是圖1中的部件的更詳細(xì)說(shuō)明的方框圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中，在橫截面圖中由汽缸模塊示意性表示的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)4具有多個(gè)汽缸1、
2、3........i和有源振動(dòng)阻尼器6，該有源振動(dòng)阻尼器在此處采用用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)4的電
機(jī)驅(qū)動(dòng)或電磁驅(qū)動(dòng)或液壓操作的有源懸架的形式。然而，有源振動(dòng)阻尼器也可以以不同于 發(fā)動(dòng)機(jī)懸架的其他方式實(shí)施。例如，可以采用平衡錘(counterweight)的形式，其連接到發(fā) 動(dòng)機(jī)懸架并可相對(duì)于彼此移動(dòng)。至少第一汽缸1具有檢測(cè)即時(shí)汽缸內(nèi)壓P的壓強(qiáng)傳感器8。如圖所示，其他汽缸也 可具有壓強(qiáng)傳感器。檢測(cè)汽缸模塊的總體振動(dòng)的爆震傳感器10固定在汽缸模塊上或在汽缸模塊中， 所述總體振動(dòng)包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)4中產(chǎn)生的所有振動(dòng)和噪聲，其作為疊加的機(jī)械振動(dòng)的混 合，特別是作為加速度信號(hào)a。帶有多個(gè)標(biāo)記的飛輪12固定在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)4的曲軸(未示出)一端，所述多個(gè)標(biāo) 記實(shí)際上比示意性所示的明顯更緊密地間隔，以便曲軸的即時(shí)角位置和角速度可用掃描這 些標(biāo)記的光學(xué)或磁性傳感器14高精度地確定。對(duì)于此處所述的系統(tǒng)特別重要的是作為曲 軸的任何扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的測(cè)量的角速度du//dt的變化。雖然示例性實(shí)施例中使用爆震傳感器10和高分辨率角度傳感器14的信號(hào)，但可 以?xún)H使用這些傳感器中的一個(gè)傳感器的信號(hào)?？商鎿Q地或額外地，也可檢測(cè)能夠推導(dǎo)出振 動(dòng)信息的其他傳感器信號(hào)。角速度的變化可以?xún)H以一定的延遲被測(cè)量，這是由于在可以從測(cè)量數(shù)據(jù)確定角速 度及其變化之前，傳感器14必須掃描大量標(biāo)記。這類(lèi)延遲也發(fā)生在從爆震傳感器10的加 速度信號(hào)確定振動(dòng)時(shí)，因?yàn)闉榇四康谋仨氃u(píng)估大量振蕩周期。依賴(lài)于時(shí)間和/或曲軸角度Ψ的角速度d ψ/dt和加速度信號(hào)a被提供給包含預(yù) 測(cè)器(predictor)的信號(hào)處理單元16，該預(yù)測(cè)器是用于預(yù)測(cè)預(yù)期的加速度A且同時(shí)考慮依賴(lài)傳感器的反應(yīng)時(shí)間或各獨(dú)立汽缸的止動(dòng)時(shí)間ti的預(yù)測(cè)設(shè)備。該預(yù)測(cè)器提供關(guān)于未來(lái)期望的受控可變曲線(xiàn)的預(yù)測(cè)。由壓強(qiáng)傳感器8檢測(cè)的即時(shí)汽缸內(nèi)壓ρ和信號(hào)處理單元16的輸出信號(hào)A被提供 給模塊18，該即時(shí)汽缸內(nèi)壓ρ和輸出信號(hào)A均依賴(lài)于時(shí)間和/或曲軸角度Ψ，在這里它們 或者從時(shí)域變換到頻域，例如通過(guò)FFT (快速傅立葉變換)或DFT (離散傅立葉變換)或通 過(guò)小波或Wigner-Ville分析，并且然后經(jīng)受光譜色散和分析，或者它們經(jīng)受時(shí)域中的峰值和微分信號(hào)分析。模塊18中包含的信息被提供給自學(xué)習(xí)設(shè)備20，該自學(xué)習(xí)設(shè)備20確定用于各獨(dú)立 汽缸的參數(shù)的校準(zhǔn)因子以便獲得最低發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平或各獨(dú)立汽缸的水平。為此， 預(yù)測(cè)值與實(shí)際值比較并繼續(xù)用于控制系統(tǒng)中。這可用例如所謂的史密斯預(yù)測(cè)器實(shí)現(xiàn)(參 考 VanDoren，Vance J, "The Smith Predictor :A Process Engineer* s Crystal Ball，，， Control Engineering，1996 年 5 月)。其他的可能性是，例如，如(a) Tan, W. W. ；Dexter, A. L. :“A self-learning fuzzy controller for embeddedapplication”，Automatica 36(2000) ,1189-1198，或(b)Grancharova，A.等人“Explicit stochastic predictive control of combustion plants basedon Gaussian process models”， Automatic 44(2008)，1621-1631所述的自學(xué)習(xí)模糊控制器。還執(zhí)行模塊20中的計(jì)算，同時(shí)考慮當(dāng)前扭 矩要求△ Mt，該扭矩要求是在模塊21中參考車(chē)輛的加速器踏板位置的變化確定的。通過(guò)關(guān)聯(lián)即時(shí)出現(xiàn)的汽缸內(nèi)壓的信號(hào)和延遲出現(xiàn)的一個(gè)或兩個(gè)測(cè)量值，即曲軸的 角加速度和/或來(lái)自爆震傳感器的加速度信號(hào)，信號(hào)處理單元16可實(shí)現(xiàn)更好的預(yù)測(cè)。如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)4上和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)4中的虛線(xiàn)所示，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)4可具有額外的 壓強(qiáng)傳感器和爆震傳感器。提供這種額外的壓強(qiáng)傳感器和/或爆震傳感器(優(yōu)選為每個(gè)汽 缸提供一個(gè)傳感器)也使得能夠減小各獨(dú)立汽缸的NVH。在設(shè)備20中獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平與決策模塊22中的參考值比較。如果 其低于參考值，則不要求干擾。如果發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平在參考值以上，則將該發(fā)動(dòng)機(jī)半 階諧波的水平作為控制變量zi提供給修改器24，并根據(jù)稍后解釋的變量被修改。在修改器24中修改的受控變量yi被提供給分支(branching) 26，這里其被分成3 個(gè)受控變量。第一受控變量經(jīng)分支28激活有源振動(dòng)阻尼器6。第二控制變量經(jīng)分支30激 活發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元32以便控制汽缸參數(shù)并執(zhí)行相位對(duì)準(zhǔn)。為此，分支28和30可包含解釋 器，其用于有源振動(dòng)阻尼器6和燃燒控制系統(tǒng)的受控變量的信號(hào)處理。第三受控變量是經(jīng)分支34提供給減法器36的再循環(huán)變量，在減法器36中將其從 依賴(lài)頻率或依賴(lài)時(shí)間的參考值譜中減去。該參考值譜可被模塊38利用并含有例如補(bǔ)償發(fā) 動(dòng)機(jī)階諧波(engine order)的因子，發(fā)動(dòng)機(jī)階諧波包括偶/奇階(even/odd order)和半 階或參考時(shí)間信號(hào)。在減法器36中修改的再循環(huán)變量ei被提供給模塊40，其中致動(dòng)變量(actuating variable)被計(jì)算，首先用于有源振動(dòng)阻尼器的反相控制以便抑制或減少與發(fā)動(dòng)機(jī)半階 諧波關(guān)聯(lián)的激勵(lì)，以及抑制或減少發(fā)動(dòng)機(jī)主階諧波和諧波的激勵(lì)，其次用于各獨(dú)立汽缸的 燃燒控制，如最大壓強(qiáng)、最大壓強(qiáng)位置、最大壓強(qiáng)及其位置的變化、燃燒開(kāi)始等，以便實(shí)現(xiàn) 完美補(bǔ)償?shù)娜紵涂芍貜?fù)性。特別地，模塊40中的計(jì)算可如Tao，F(xiàn)rampton, J. Dyn Sys. Meas. &Ctrl.，Vol. 130，061006-1-061006-8 所述的那樣執(zhí)行。
以這種方式計(jì)算的致動(dòng)變量被提供給模塊42，其中根據(jù)參考值(點(diǎn)火、空氣、廢氣 再循環(huán)等)產(chǎn)生調(diào)整的致動(dòng)器被激活。通過(guò)將在模塊42中產(chǎn)生的致動(dòng)變量經(jīng)修改器24反 饋到控制系統(tǒng)中，依據(jù)適當(dāng)并可實(shí)現(xiàn)的燃燒、排放法規(guī)、消耗等，為此所需的致動(dòng)和作為示 例引用的被初始化的致動(dòng)變量來(lái)檢查模塊40中計(jì)算的致動(dòng)變量ui的適應(yīng)性。圖2示出了用于圖1的模塊16-21中的壓強(qiáng)、結(jié)構(gòu)相關(guān)的噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)速度的傳 感器信號(hào)的類(lèi)似信號(hào)處理和分析系統(tǒng)，兩個(gè)圖中類(lèi)似的模塊由類(lèi)似的參考標(biāo)記標(biāo)示。在部分16’的三個(gè)模塊中，壓強(qiáng)、結(jié)構(gòu)相關(guān)的噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)速度的信號(hào)分別被分離 地處理(例如濾波)，并且結(jié)構(gòu)相關(guān)的噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)是在預(yù)測(cè)器中額外預(yù)測(cè)的，該 預(yù)測(cè)器為例如 Grimble，Hearns, Automatica, Vol. 34，No. 10，pp. 1169-1184 中所述的 LQG 控制器。部分16’中處理的壓強(qiáng)、結(jié)構(gòu)相關(guān)的噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)在模塊18’中進(jìn)行頻 率分析，例如經(jīng)FFT、小波或Wigner-Ville分析。在模塊18’中，噪聲水平的參考譜和實(shí)際 譜是基于三倍頻程的頻率繪制的。參考在模塊18中獲得的受控變量，在模塊21’中確定的扭矩要求AMt與該受控變量相加，自學(xué)習(xí)算法在模塊20’中執(zhí)行，例如如上面提到的文獻(xiàn)中所述的那樣。這是通過(guò) 與目標(biāo)輸入_輸出映射(參考_實(shí)際對(duì)準(zhǔn))進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)的。然后該過(guò)程從圖1中的模塊22繼續(xù)。
權(quán)利要求
一種用至少一個(gè)有源振動(dòng)阻尼器(6)減小內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的振動(dòng)的設(shè)備，所述有源振動(dòng)阻尼器通過(guò)控制信號(hào)(28)激活，以使所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)被減小或消除，所述控制信號(hào)基于與所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)傳感器(8)的測(cè)量數(shù)據(jù)而獲得，其中所述至少一個(gè)傳感器(8)提供測(cè)量數(shù)據(jù)，該測(cè)量數(shù)據(jù)即時(shí)再現(xiàn)所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的汽缸中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)傳感器包括汽缸壓強(qiáng)傳感器(8)且由此檢測(cè)的狀態(tài)是汽缸內(nèi)壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中除了所述有源振動(dòng)阻尼器(6)的所述控制信號(hào)(28)外，進(jìn)一步的控制信號(hào)(30)基于所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的汽缸(1，2，3，. . .，i)中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)而獲得， 所述進(jìn)一步的控制信號(hào)(30)控制一個(gè)或更多個(gè)汽缸中的燃燒。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中除了檢測(cè)所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的汽缸(1，2，3，. . .，i)中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的所述傳感器(8)外，還提供了檢測(cè)所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或其組件之一的振動(dòng)的至少一個(gè)進(jìn)一步的傳 感器(10 ；12，14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)進(jìn)一步的傳感器是爆震傳感器(10)和/或用于確定曲軸的角速度變化 的傳感器(12，14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其中所述有源振動(dòng)阻尼器(6)的控制信號(hào)(28)是基于所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的汽缸(1，2， 3，. . .，i)中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)和由所述進(jìn)一步的傳感器(10 ；12，14)檢測(cè) 的所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或其組件之一的振動(dòng)的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中控制一個(gè)或更多個(gè)汽缸(1，2，3，. . .，i)中的燃燒的所述控制信號(hào)(30)是基于所述內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的汽缸中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)和由所述進(jìn)一步的傳感器(10 ； 12，14)檢測(cè)的所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或其組件之一的振動(dòng)的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的汽缸(1，2，3，. . .，i)中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)與所述至少一個(gè)進(jìn)一步的傳感器(10 ；12，14)的測(cè)量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)以便獲得預(yù)測(cè)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的汽缸(1，2，3，. . .，i)中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)、所述至少一個(gè)進(jìn)一步的傳感器(10;12，14)的測(cè)量數(shù)據(jù)和由此獲得的所述預(yù)測(cè)值被用來(lái)計(jì)算 所述控制信號(hào)(28)，該控制信號(hào)(28)激活至少一個(gè)所述有源振動(dòng)阻尼器(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的設(shè)備，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的汽缸(1，2，3，. . .，i)中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)、所述至少一個(gè)進(jìn)一步的傳感器(10 ；12，14)的測(cè)量數(shù)據(jù)和由此獲得的所述預(yù)測(cè)值被用來(lái)計(jì)算 所述控制信號(hào)(30)，該控制信號(hào)(30)控制一個(gè)或更多個(gè)汽缸中的燃燒。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述有源振動(dòng)阻尼器(6)通過(guò)所述控制信號(hào)(28)激活，以便特別地減小或消除所述發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的振動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求4-10中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的汽缸(1，2，3，. . .，i)中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)、所 述至少一個(gè)進(jìn)一步的傳感器(10;12，14)的測(cè)量數(shù)據(jù)和由此獲得的預(yù)測(cè)值被用來(lái)計(jì)算所述 發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平，其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平與參考值比較，且其中如果所述 發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平在所述參考值以上，則所述有源振動(dòng)阻尼器(6)的所述控制信號(hào)改 變，直到所述發(fā)動(dòng)機(jī)半階諧波的水平在所述參考值以下。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的形式為壓縮點(diǎn)火的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)是多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)，且其中為所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸(1，2， 3，. . .，i)提供傳感器(8)，該傳感器提供即時(shí)再現(xiàn)所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸中正在進(jìn)行的燃 燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)。
15.一種用至少一個(gè)有源振動(dòng)阻尼器(6)減小內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的振動(dòng)的方法，該有源振 動(dòng)阻尼器(6)由控制信號(hào)(28)激活，以便減小或消除所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，所述控制信 號(hào)是基于與所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)關(guān)聯(lián)的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得的，其中所述控制信號(hào)通過(guò)至少一個(gè)傳感器(8)獲得，該傳感器(8)即時(shí)再現(xiàn)所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) (4)的汽缸中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用至少一個(gè)有源振動(dòng)阻尼器(6)減小內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(4)的振動(dòng)的設(shè)備和方法，該有源振動(dòng)阻尼器通過(guò)控制信號(hào)(28)激活，以使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)被減小或消除，該控制信號(hào)是基于與所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)傳感器(8)的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得的。所述至少一個(gè)傳感器提供即時(shí)再現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸(1，2，3，...，i)中正在進(jìn)行的燃燒的狀態(tài)的測(cè)量數(shù)據(jù)。這使得用有源振動(dòng)阻尼器減小內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)的特別有效的系統(tǒng)成為可能。
文檔編號(hào)F02D41/02GK101799057SQ20101000146
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者B·平根, H·施托費(fèi)爾斯 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司