CN106968812A - 天然气发动机蝶阀式egr控制方法 - Google Patents

天然气发动机蝶阀式egr控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106968812A
CN106968812A CN201710235658.4A CN201710235658A CN106968812A CN 106968812 A CN106968812 A CN 106968812A CN 201710235658 A CN201710235658 A CN 201710235658A CN 106968812 A CN106968812 A CN 106968812A
Authority
CN
China
Prior art keywords
egr
control
aperture
egr valve
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710235658.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106968812B (zh
Inventor
石亮
刘锡庆
周凯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weichai Xigang New Energy Power Co Ltd
Original Assignee
Weichai Xigang New Energy Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weichai Xigang New Energy Power Co Ltd filed Critical Weichai Xigang New Energy Power Co Ltd
Priority to CN201710235658.4A priority Critical patent/CN106968812B/zh
Publication of CN106968812A publication Critical patent/CN106968812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106968812B publication Critical patent/CN106968812B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052—Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0027—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures the fuel being gaseous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1402—Adaptive control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F02D2021/083—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine controlling exhaust gas recirculation electronically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1002—Output torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种天然气发动机蝶阀式EGR控制方法，本方法以EGR阀需求开度作反馈信号进行内层小闭环控制，以EGR率需求值作反馈信号进行外层大闭环控制，从而精确控制通过EGR阀的废气流量。本发明通过EGR率的准确闭环和EGR阀开度闭环的控制响应，可在实际标定或者运行中，对废气流量的控制特别是瞬态的控制都可达到相对精确，进而保证更加充分的燃烧和高规格的排放指标。

Description

天然气发动机蝶阀式EGR控制方法
技术领域
本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种天然气发动机蝶阀式EGR控制方法。
背景技术
随着城市环境污染越来越严重，政府对发动机的排放要求越来越高，欧六排放限值已确定，欧六的推广不可避免。天然气发动机欧六系统可采用稀燃和当量燃烧，但是稀燃成本高，耐久性弱，缺点明显；而当量燃烧热负荷较大，为了降低NOx排放，发动机将引进废气再循环技术，即EGR技术。
目前使用的EGR阀为蝶阀式节流阀，对于车用发动机来说，一般情况下，脚踏板是最重要的需求来源，因此计算EGR开度或者EGR率的源头均是脚踏板开度，然后进行一系列计算设定。运行时根据踏板需求控制EGR阀开度，实行EGR阀开度闭环，根据氧传感器反馈修正EGR率。其控制流程参考图1，以脚踏板开度为源头计算节气门开度，根据发动机不同的转速和节气门开度，计算出节气门前后压力，根据节气门后压力，计算出所需要的EGR率继而得到EGR阀需求开度，根据EGR闭环PID调节得到实际的EGR阀开度。从控制流程看，并没有实行EGR率闭环，仅靠EGR阀开度闭环，随着工作环境的变化，EGR率变化不可控。
由此而见，由于蝶阀式节流阀流体特性并不是线性的，因此这种控制方法存在运行过程中EGR率瞬态偏差较大、修正慢的弊端，可能会恶化排放和经济性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够更精确控制通过EGR阀的废气流量、从而更精确控制燃烧和排放的天然气发动机蝶阀式EGR控制方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
天然气发动机蝶阀式EGR控制方法，以EGR阀需求开度作反馈信号进行内层小闭环控制，以EGR率需求值作反馈信号进行外层大闭环控制，从而精确控制通过EGR阀的废气流量。
具体步骤如下：
步骤一、计算EGR率需求值和EGR阀需求开度
以脚踏板开度为源头得到发动机扭矩需求，根据发动机扭矩需求得到扭矩对应的总充气量需求值，然后计算出EGR率需求值，继而得到EGR阀废气流量需求值，进一步得到EGR阀需求开度；
步骤二、EGR闭环控制
根据节流阀的流体特性，在EGR闭环控制方面分成节流区控制和非节流区控制：
(a)节流区控制
根据EGR阀前后压比计算EGR阀废气实际流量值、EGR率实际值和EGR阀实际开度，此时EGR阀实际开度也是EGR阀需求开度；根据节气门控制调节和EGR率的自学习功能来修正计算的EGR率实际值；即此处控制为EGR率闭环控制、EGR阀开度开环控制；
(b)非节流区控制
根据总充气量计算节气门处空气流量，减去发动机进入的纯空气流量，得到EGR阀废气实际流量值，进而计算得到EGR率实际值和EGR阀实际开度，此时EGR阀实际开度控制由PI调节，形成EGR阀开度闭环控制；EGR率实际值由EGR率的自学习功能修正来实现；即此处控制为EGR率闭环控制、EGR阀开度闭环控制。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：EGR阀开度控制是基于EGR率的需求值，而不仅是单纯的基于EGR阀开度位置需求值，即采取双闭环控制。内层闭环以EGR阀开度位置作反馈信号，而外层大闭环以计算的EGR率作为反馈，这样有了EGR率的准确闭环和EGR阀开度闭环的控制响应，可在实际标定或者运行中，对废气流量的控制特别是瞬态的控制都可达到相对精确，进而保证更加充分的燃烧和高规格的排放指标。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是现有技术中EGR控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中EGR控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
天然气发动机蝶阀式EGR控制方法，其基本控制原理为：以EGR阀需求开度作反馈信号进行内层小闭环控制，以EGR率需求值作反馈信号进行外层大闭环控制，从而精确控制通过EGR阀的废气流量。
参考图2，具体步骤如下：
步骤一、计算EGR率需求值和EGR阀需求开度
以脚踏板开度为源头得到发动机扭矩需求，根据发动机扭矩需求得到扭矩对应的总充气量需求值，然后计算出EGR率需求值，继而得到EGR阀废气流量需求值(设定值)，进一步得到EGR阀需求开度(设定开度)；
步骤二、EGR闭环控制
根据EGR阀(为节流阀)的流体特性可知，流经节流阀的气体流量和压比不是线性化的，在节流区和非节流区差异很大，因此在EGR闭环控制方面分成节流区控制和非节流区控制：
(a)节流区控制
根据EGR阀前后压比，计算EGR阀废气实际流量值、EGR率实际值和EGR阀实际开度，此时EGR阀实际开度也是EGR阀需求开度(设定开度)；根据节气门控制调节和EGR率的自学习功能来修正计算的EGR率实际值，此功能可近似相当于节气门自学习或者氧传感器的自学习；此处控制可看成为EGR率闭环控制、EGR阀开度开环控制；
(b)非节流区控制
根据总充气量计算节气门处空气流量，减去发动机进入的纯空气流量，得到EGR阀废气实际流量值，进而计算得到EGR率实际值和EGR阀实际开度，但是计算可能会有偏差，因此此时EGR阀实际开度控制由PI(比例积分)调节，形成EGR阀开度闭环控制；EGR率实际值由EGR率的自学习功能修正来实现；此处控制为双闭环，即EGR率闭环控制、EGR阀开度闭环控制。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.天然气发动机蝶阀式EGR控制方法，其特征在于：以EGR阀需求开度作反馈信号进行内层小闭环控制，以EGR率需求值作反馈信号进行外层大闭环控制，从而精确控制通过EGR阀的废气流量。
2.如权利要求1所述的天然气发动机蝶阀式EGR控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、计算EGR率需求值和EGR阀需求开度
以脚踏板开度为源头得到发动机扭矩需求，根据发动机扭矩需求得到扭矩对应的总充气量需求值，然后计算出EGR率需求值，继而得到EGR阀废气流量需求值，进一步得到EGR阀需求开度；
步骤二、EGR闭环控制
根据节流阀的流体特性，在EGR闭环控制方面分成节流区控制和非节流区控制：
(a)节流区控制
根据EGR阀前后压比计算EGR阀废气实际流量值、EGR率实际值和EGR阀实际开度，此时EGR阀实际开度也是EGR阀需求开度；根据节气门控制调节和EGR率的自学习功能来修正计算的EGR率实际值；即此处控制为EGR率闭环控制、EGR阀开度开环控制；
(b)非节流区控制
根据总充气量计算节气门处空气流量，减去发动机进入的纯空气流量，得到EGR阀废气实际流量值，进而计算得到EGR率实际值和EGR阀实际开度，此时EGR阀实际开度控制由PI调节，形成EGR阀开度闭环控制；EGR率实际值由EGR率的自学习功能修正来实现；即此处控制为EGR率闭环控制、EGR阀开度闭环控制。
CN201710235658.4A 2017-04-12 2017-04-12 天然气发动机蝶阀式egr控制方法 Active CN106968812B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710235658.4A CN106968812B (zh) 2017-04-12 2017-04-12 天然气发动机蝶阀式egr控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710235658.4A CN106968812B (zh) 2017-04-12 2017-04-12 天然气发动机蝶阀式egr控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106968812A true CN106968812A (zh) 2017-07-21
CN106968812B CN106968812B (zh) 2019-05-03

Family

ID=59332194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710235658.4A Active CN106968812B (zh) 2017-04-12 2017-04-12 天然气发动机蝶阀式egr控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106968812B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112523878A (zh) * 2020-11-10 2021-03-19 东风汽车集团有限公司 一种基于egr率的egr阀闭环控制方法
CN113006950A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 中国重汽集团济南动力有限公司 一种发动机排气蝶阀的控制方法和系统
CN115095433A (zh) * 2022-05-19 2022-09-23 潍柴动力股份有限公司 一种天然气发动机的启动方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1657759A (zh) * 2004-02-19 2005-08-24 株式会社电装 具有蝶形阀的废气再循环设备
CN102606320A (zh) * 2012-03-23 2012-07-25 潍柴动力股份有限公司 解决egr特性曲线变化的方法和系统
WO2013008444A1 (ja) * 2011-07-11 2013-01-17 日野自動車株式会社 排気ガス再循環量の異常検出方法及び装置
CN103038489A (zh) * 2011-08-10 2013-04-10 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN105114174A (zh) * 2015-09-16 2015-12-02 吉林大学 基于egr系统的稀燃气体双燃料点燃式内燃机及控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1657759A (zh) * 2004-02-19 2005-08-24 株式会社电装 具有蝶形阀的废气再循环设备
WO2013008444A1 (ja) * 2011-07-11 2013-01-17 日野自動車株式会社 排気ガス再循環量の異常検出方法及び装置
CN103038489A (zh) * 2011-08-10 2013-04-10 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
CN102606320A (zh) * 2012-03-23 2012-07-25 潍柴动力股份有限公司 解决egr特性曲线变化的方法和系统
CN105114174A (zh) * 2015-09-16 2015-12-02 吉林大学 基于egr系统的稀燃气体双燃料点燃式内燃机及控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112523878A (zh) * 2020-11-10 2021-03-19 东风汽车集团有限公司 一种基于egr率的egr阀闭环控制方法
CN113006950A (zh) * 2021-02-24 2021-06-22 中国重汽集团济南动力有限公司 一种发动机排气蝶阀的控制方法和系统
CN115095433A (zh) * 2022-05-19 2022-09-23 潍柴动力股份有限公司 一种天然气发动机的启动方法及装置
CN115095433B (zh) * 2022-05-19 2023-10-20 潍柴动力股份有限公司 一种天然气发动机的启动方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106968812B (zh) 2019-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204718932U (zh) 用于感测发动机的排气通道中的颗粒物的系统
CN105626275B (zh) 用于增压发动机的前馈涡轮增压器控制方法
CN102797571B (zh) 用于估计废气再循环量的装置
CN102124199B (zh) 内燃机控制装置
US6508242B2 (en) System for estimating engine exhaust temperature
CN103732902A (zh) 固定比率egr系统
CN106968812B (zh) 天然气发动机蝶阀式egr控制方法
CN101240747B (zh) 节气门和egr阀的协同控制
RU152593U1 (ru) Система двигателя
CN103047029B (zh) 用于发动机的方法和系统
CN101603468A (zh) 用于控制内燃机中的排气再循环阀和节气门的方法
CN106285981B (zh) 一种基于阀体及进气压力传感器的egr流量计算方法
CN102797570A (zh) 用于内燃机的控制装置
CN100465420C (zh) 用于使带废气再循环的内燃机运行的方法和装置
CN104421053A (zh) Egr阀升程和egr阀流传递函数的获悉
CN102797581A (zh) 用于内燃机的控制装置
RU152587U1 (ru) Система двигателя
CN103850810A (zh) 用于气体组分传感器的方法和系统
US7124751B2 (en) Electronic exhaust gas recirculation valve control
CN104066939A (zh) 内燃机的窜缸混合气回流装置
CN110259586A (zh) 一种柴油机停缸气路控制方法
CN103282628B (zh) 内燃机的控制装置
CN102472205A (zh) 内燃机的egr控制系统
US6550464B1 (en) System for controlling engine exhaust temperature
CN105888861A (zh) 一种egr与vtg的控制方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant