CN102536478B

CN102536478B - 一种解决egr驱动滞环的方法和系统

Info

Publication number: CN102536478B
Application number: CN201210080055.9A
Authority: CN
Inventors: 刘兴义; 李大明; 胡广地
Original assignee: Weichai Power Co Ltd
Current assignee: Weichai Power Co Ltd
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: CN102536478A

Abstract

本发明公开了一种解决EGR驱动滞环的方法和系统，方法包括下述步骤：按照EGR开度由大变小和由小变大趋势建立第一EGR特性曲线和第二EGR特性曲线；实时计算获得EGR的所需开度，并获取EGR的实际所需开度；判断EGR的实际所需开度大于上一次值时，按照第一EGR特性曲线工作，小于时，按照第二EGR特性曲线工作，等于时按照当前的EGR特性曲线工作。该方法和系统，使得EGR开度需增加时，按第一EGR特性曲线执行；EGR开度需减小时，按第二EGR特性曲线执行，从而使EGR的实际所需开度的变化趋势和EGR特性曲线建立时的变化趋势一致，消除了由于变化趋势不一致而导致的EGR驱动滞环现象。

Description

一种解决EGR驱动滞环的方法和系统

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别涉及一种解决EGR驱动滞环的方法和系统。

背景技术

发动机是将燃油的化学能转化成机械能的一种装置，燃油的燃烧需要与空气按照一定的比例进行混合。为了满足国家的排放法规，发动机需降低废气中的氮氧化合物含量，EGR系统(Exhaust GasRecirculation，废气再循环系统)可以将废气重新引入进气系统，从而利用废气中的二氧化碳降低缸内燃烧温度，进而抑制氮氧化合物的生成，满足排放法规。

当然，EGR率要受到一定的限制，否则过多的废气进入燃烧室可能会使碳氢、一氧化碳和微粒等排放恶化，故EGR开度(即EGR阀门的开度)大小需根据实际发动机的实际工况信息进行控制。目前，在发动机EGR控制系统中会设定EGR特性曲线，即EGR开度和占空比对应的转换曲线，即占空比是作为一种控制的信号，输出特定的占空比时，对应一定的EGR阀门的开度。

EGR特性曲线的建立过程，一般是使占空比按照由大变小或由小变大的规律变动，再获得相应的EGR开度，将占空比和对应的EGR开度标定，从而获得占空比和EGR的对应的特性曲线。

然而，占空比由大变小和由小变大时，按照同一EGR特性曲线工作，相同数值的占空比控制的EGR开度并不相同。这是由于，占空比由大变小和由小变大时，EGR阀门的启闭方向相反，由于存在摩擦和机械间隙，导致在相同数值的占空比控制下，EGR阀在开启方向和闭合方向上的行程并不一致，从而产生驱动滞环现象，导致EGR最终开度和所需的开度存在较大偏差，影响废气再循环系统的再循环效果。

有鉴于此，如何避免占空比由大变小或由小变大时会出现EGR驱动滞环现象，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种解决EGR驱动滞环的方法和系统，该方法和系统能够避免占空比由大变小或由小变大时出现的滞环现象。

为达到本发明的目的，本发明提供一种解决EGR驱动滞环的方法，包括下述步骤：

10)建立EGR开度按照由小变大规律变化时，EGR开度的控制信号与对应的EGR开度的第一EGR特性曲线，以及EGR开度按照由大变小规律变化时，EGR开度的控制信号与对应的EGR开度的第二EGR特性曲线；

20)实时根据发动机的工况信息计算获得EGR的所需开度，并根据所需开度获取EGR的实际所需开度；

30)判断EGR的实际所需开度大于上一次获取的EGR的实际所需开度时，进入步骤40)；小于时，进入步骤50)；等于时，若当前EGR特性曲线为第一EGR特性曲线，进入步骤40)，若当前EGR特性曲线为第二EGR特性曲线，进入步骤50)；

40)按照第一EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的控制信号，输出该控制信号并按照该控制信号控制EGR的开度，并返回步骤20)；

50)按照第二EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的控制信号，输出该控制信号并按照该控制信号控制EGR的开度，并返回步骤20)。

优选地，步骤10)中，还设定开度变动许可值；

步骤20)中，判断计算获得的EGR的所需开度与上一次计算获得的EGR的所需开度的差值是否大于开度变动许可值，是，则获取该所需开度为EGR的实际所需开度；否，则获取上一次获得的实际所需开度为EGR的实际所需开度。

优选地，步骤10)、步骤40)、步骤50)中的控制信号均为控制EGR开度的占空比。

优选地，步骤40)中，在上一次获取的占空比基础上，按照递增至与EGR实际所需开度对应的占空比的趋势输出占空比，步骤50)中，在上一次获取的占空比基础上，按照递减至与EGR实际所需开度对应的占空比的趋势输出占空比。

为达到本发明的目的，还提供一种解决EGR驱动滞环的系统，包括：

存储单元，用于存储EGR开度按照由小变大规律变化时，EGR开度的控制信号与对应的EGR开度的第一EGR特性曲线，以及EGR开度按照由大变小规律变化时，EGR开度的控制信号与对应的EGR开度的第二EGR特性曲线；

获取单元，实时根据发动机的工况信息计算获得EGR的所需开度；

分析单元和执行单元，分析单元根据EGR的所需开度获取EGR的实际所需开度，且判断EGR的实际所需开度大于获取单元上一次获取的EGR的实际所需开度时，根据第一EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的控制信号，小于时，根据第二EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的控制信号，等于时，根据当前的EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的控制信号；分析单元将获取的控制信号输出至执行单元，执行单元按照该控制信号控制EGR的开度。

优选地，所述存储单元中还存储开度变动许可值；

分析单元判断获取单元计算获得的EGR的所需开度与上一次计算获得的EGR的所需开度的差值大于开度变动许可值时，获取该所需开度为EGR的实际所需开度；小于开度变动许可值时，获取上一次获取的EGR的实际所需开度为EGR的实际所需开度。

优选地，所述控制信号为控制EGR开度的占空比。

优选地，所述分析单元中设有缓慢切换模块，分析单元根据EGR的实际所需开度获取占空比时，缓慢切换模块在上一次输出的占空比的基础上，按照递增或递减速率输出占空比至执行单元，直至与EGR实际所需开度对应的占空比相等。

该发明提供的解决EGR驱动滞环的方法和系统，主要根据EGR开度由大变小和由小变大的两种变化趋势获取了两组EGR特性曲线，并根据发动机实际工作过程中，EGR实际所需开度的变化趋势，确定执行单元按照第一EGR特性曲线或是第二EGR特性曲线获得的EGR开度的控制信号进行EGR开度的控制。则当EGR开度需要增加时，按照控制信号和EGR开度由大变小而获取的第一EGR特性曲线执行；当EGR开度需要减小时，按照控制信号和EGR开度由小变大而获取的第二EGR特性曲线执行，从而使EGR的实际所需开度的变化趋势和EGR特性曲线建立时的变化趋势一致，消除了由于变化趋势不一致而导致的EGR驱动滞环现象。

附图说明

图1为本发明所提供解决EGR驱动滞环的方法第一种具体实施方式的流程图；

图2为本发明所提供解决EGR驱动滞环的方法第二种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种解决EGR驱动滞环的方法和系统，该方法和系统能够避免占空比由大变小或由小变大时出现的滞环现象。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。为了便于理解和描述的简洁，下文结合解决EGR驱动滞环的方法和系统进行说明，有益效果不再重复论述。

解决EGR驱动滞环的系统主要包括：存储单元、获取单元、分析单元以及执行单元。该系统的主要操作流程可以结合下述内容理解。

请参考图1，图1为本发明所提供解决EGR驱动滞环的方法第一种具体实施方式的流程图。

该实施例中，提供的解决EGR驱动滞环的方法包括下述步骤：

S110)按照占空比由小变大变化规律建立第一EGR特性曲线，以及占空比由大变小变化规律建立第二EGR特性曲线；

不同的占空比对应不同的EGR开度，随着占空比的变化，会获得与不同占空比对应的EGR开度。当占空比按照由大变小规律变化时，获得的EGR开度也按照由大变小规律变化，该种情况下，EGR的阀门逐渐开启，由大变小的占空比和由大变小的EGR开度一一对应，将该种对应关系存储为第一EGR特性曲线；相应地，占空比由小变大规律变化时，该种情况下，EGR的阀门逐渐关闭，可以建立并存储占空比与EGR开度对应关系的第二EGR特性曲线。本发明提供的解决EGR驱动滞环的系统中的存储单元，可以存储建立的第一EGR特性曲线和第二EGR特性曲线，以供后述的单元读取。

S120)实时根据发动机的工况信息计算获得EGR所需开度，进而获取EGR的实际所需开度；

发动机的工况信息，即获取单元根据发动机的当前动力需求，发动机的控制系统根据当前动力需求可以计算出所需的喷油量、空气等参数，根据所需的空气需求、温升需求(与废气中的二氧化碳含量油管)等参数，计算出需要自EGR系统进入进气系统的废气量，根据废气量需求计算获得EGR的所需开度，分析单元根据该所需开度能够获取EGR的实际所需开度，实际所需开度可以与计算获得的EGR所需开度相等。

S130)判断EGR的实际所需开度与上一次获取的EGR的实际所需开度的关系，大于时，进入步骤S140)；小于时，进入步骤S150)；等于时，进入步骤S160)。

S140)按照第一EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的占空比，输出该占空比并按照该占空比控制EGR的开度，并返回步骤S120)；

S150)按照第二EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的占空比，输出该占空比并按照该占空比控制EGR的开度，并返回步骤S120)。

S160)按照当前的EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的占空比，输出该占空比并按照该占空比控制EGR的开度。

由于步骤S120)中，分析单元实时获取与发动机当前工况对应的EGR的实际所需开度，故在步骤S130)中，分析单元能够将当前工况信息对应的EGR实际所需开度与上一次获取的实际所需开度(由于是循环控制，可以获取上一次的实际所需开度)进行比较：

获取的EGR实际所需开度大于上一次获取的EGR实际所需开度时，表征当前工况需要EGR开度相较于上一次工况进一步增大，EGR的阀门需沿开启方向动作，此时，可以进入步骤S140)，分析单元选取第一EGR特性曲线，并按照第一EGR特性曲线查找与当前获取的EGR的实际所需开度对应的占空比，输出该占空比至执行单元(可以表现为EGR驱动器)，执行单元按照该占空比控制以使EGR的开度达到实际所需开度；

相应地，获取的EGR实际所需开度小于上一次获得EGR实际所需开度时，表征当前工况需要EGR开度相较于上一次工况进一步减小，EGR的阀门需沿关闭方向动作，此时，可以进入步骤S150)，分析单元选取第二EGR特性曲线，并按照第二EGR特性曲线查找与当前获取的EGR的实际所需开度对应的占空比，输出该占空比至执行单元，执行单元按照该占空比控制以使EGR的开度达到实际所需开度。

EGR实际所需开需与上一次获得EGR实际所需开度相等时，表征阀门的开度无变化，可以保持当前EGR曲线不变，步骤S160)中按照当前EGR特性曲线工作，相当于，若当前EGR特性曲线为第一EGR特性曲线，则进入步骤S140)，若当前EGR特性曲线为第二EGR特性曲线，则进入步骤S150)。

由上述内容可知，当EGR开度呈递增或递减需求时，分析单元始终选择一组EGR特性曲线，当EGR开度在增长需求和减小需求之间切换时，分析单元会在两组EGR特性曲线之间切换。

该实施例中，根据占空比由大变小和由小变大的两种变化趋势获取了两组EGR特性曲线，并根据发动机实际工作过程中，EGR实际所需开度的变化趋势，确定执行单元按照第一EGR特性曲线或是第二EGR特性曲线获得的占空比进行EGR开度的控制。则当EGR开度需要增加时，按照占空比和EGR开度由大变小而获取的第一EGR特性曲线执行；当EGR开度需要减小时，按照占空比和EGR开度由小变大而获取的第二EGR特性曲线执行，从而使EGR的实际所需开度和占空比的变化趋势和EGR特性曲线建立时的变化趋势一致，消除了由于变化趋势不一致而导致的EGR驱动滞环现象。

针对上述实施例可以进一步优化，请参考图2，图2为本发明所提供解决EGR驱动滞环的方法第二种具体实施方式的流程图。

S210)按照占空比由小变大变化规律建立第一EGR特性曲线，以及占空比由大变小变化规律建立第二EGR特性曲线；设定开度变动许可值；

S220)实时根据发动机的工况信息计算获得EGR的所需开度，并计算该所需开度与上一次计算的所需开度的差值；

S230)判断差值是否大于开度变动许可值，是，则进入步骤S231)；否，则进入步骤S232)；

S231)获取该所需开度为EGR的实际所需开度；

S232)获取上一次获得的实际所需开度为EGR的实际所需开度；

步骤S210)中的开度变动许可值可以根据发动机的特性、试验数据等因素设定，并存储于存储单元中。分析单元中可以设置开度值过滤模块，开度值过滤模块比较相邻两次计算获得的EGR的所需开度的差值与开度变动许可值的关系，该差值处于开度变动许可值内时，表明此处EGR开度变化较小不作为判定开度变化方向的依据，此时输出的EGR开度值保持原来值不变化，即仍以上一次获得的实际所需开度为EGR当前的实际所需开度；差值大于开度变动许可值时，表明此时EGR开度变化较大可作为判定开度变化方向的依据，此时输出的EGR开度值更新到当前值，即获取此次计算获得的所需开度为EGR当前的实际所需开度。则设置开度变动许可值，可以起到过滤的作用，以消除不利于EGR特性曲线的选择和切换的波动，从而使控制更为精确。

S240)判断EGR的实际所需开度与上一次获取的EGR的实际所需开度的关系，大于时，进入步骤S250)；小于时，进入步骤S260)；等于时，进入步骤S270)；

当进入步骤S232)再进入步骤S240)，显然，EGR的实际所需开度与上一次获取的EGR实际所需开度相等，此时，可以保持EGR特性曲线不变。

S250)按照第一EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的占空比，按照该占空比控制EGR的开度，并返回步骤S220)；

S260)按照第二EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的占空比，按照该占空比控制EGR的开度，并返回步骤S220)；

S270)按照当前的EGR特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的占空比，输出该占空比并按照该占空比控制EGR的开度。

上述实施例中，步骤S140)、步骤S150)、步骤S250)、步骤S260)、中，均需根据选取的特性曲线获取与EGR实际所需开度对应的占空比，并输出至执行单元。执行单元需自上一次获取的占空比控制调整至按照此次获取的占空比控制，由于相邻两次占空比存在一定的差值，执行单元的占空比调整骤变时，可能会产生一定的波动和误差。则按照此次获得的占空比控制时，可以在分析单元中设置缓慢切换模块，缓慢切换模块输出占空比时，可以在上一次输出的占空比的基础上，按照设定的递增或递减速率缓慢过渡到此次获得的EGR实际所需的占空比，以使执行单元从一占空比值控制缓慢地过渡至另一占空比值控制，且最终按照EGR实际所需开度对应的占空比控制EGR开度，从而达到缓冲的目的。

上述实施方式中，均通过占空比进行EGR开度的控制，在建立第一EGR特性曲线和第二EGR特性曲线时，通过占空比由大变小和由小变大的规律，获得对应的EGR开度，进而建立相应的特性曲线。可以想到，在通过其他控制信号控制EGR开度时，也可以使其他控制信号发生变化，以便获得由大变小的EGR开度或由小变大的EGR开度，最终一一对应并建立两组EGR特性曲线。其共同点均是，两组EGR特性曲线的建立基础在于，EGR开度由大变小或由小变大。在采取其他控制信号控制时，原理与上述占空比控制相同，不再赘述。

以上对本发明所提供的一种解决EGR驱动滞环的方法和系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种解决EGR驱动滞环的方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的解决EGR驱动滞环的方法，其特征在于，步骤10)中，还设定开度变动许可值；

3.根据权利要求1或2所述的解决EGR驱动滞环的方法，其特征在于，步骤10)、步骤40)、步骤50)中的控制信号均为控制EGR开度的占空比。

4.根据权利要求3所述的解决EGR驱动滞环的方法，其特征在于，步骤40)中，在上一次获取的占空比基础上，按照递增至与EGR实际所需开度对应的占空比的趋势输出占空比；步骤50)中，在上一次获取的占空比基础上，按照递减至与EGR实际所需开度对应的占空比的趋势输出占空比。

5.一种解决EGR驱动滞环的系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的解决EGR驱动滞环的系统，其特征在于，所述存储单元中还存储开度变动许可值；

7.根据权利要求5或6所述的解决EGR驱动滞环的系统，其特征在于，所述控制信号为控制EGR开度的占空比。

8.根据权利要求7所述的解决EGR驱动滞环的系统，其特征在于，所述分析单元中设有缓慢切换模块，分析单元根据EGR的实际所需开度获取占空比时，缓慢切换模块在上一次输出的占空比的基础上，按照递增或递减速率输出占空比至执行单元，直至与EGR实际所需开度对应的占空比相等。