CN108915908A - 用于发动机egr阀的清扫系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于发动机EGR阀的清扫系统，其包括EGR单元、处理器单元；所述EGR单元，用于向处理器单元发送采集的EGR阀位置信号以及接收所述处理器单元发送的执行器驱动电流；所述处理器单元，用于接收所述EGR单元发送的EGR阀位置信号以及发动机状态信号，结合EGR阀位置信号、发动机状态信号和颤振信号生成执行器驱动电流发送到EGR单元；还提供一种用于发动机EGR阀的清扫方法。本发明通过阀杆的高频振动实现在较短时间对阀杆接触部门的反复刮扫，从而改善了清扫效果。

Description

用于发动机EGR阀的清扫系统及其方法
技术领域
本发明属于发动机EGR阀的控制技术领域，具体涉及一种用于发动机EGR阀的清扫系统及其方法。
背景技术
NOx作为发动机排放主要污染物之一，其减排技术一直是发动机减排技术的研究重点之一；EGR(Exhaust Gas ReciFculation，废气再循环技术)就是一种广泛应用的NOx减排技术；EGR技术通过EGR管路实现排气管与进气管连通，引导部分废气进入进气管，与新鲜空气一起完成燃烧过程。EGR系统通过调整EGR阀的开度实现对进入进气管的回流废气流量的控制。EGR系统由于具有结构简单，效果显著的优点，因而得到了广泛应用。
在EGR系统中，EGR阀是控制回流废气流量的关键执行器。现阶段EGR阀执行器多采用直流电机作为执行器；这类EGR阀，其进气通道与排气通道之间都装有可调整位置的阀杆，阀杆的不同位置可改变进、排气通道之间的流通阻力，通过对流通阻力的调整实现对流通通道内废气流量的控制；该类EGR阀中，阀杆通过齿轮轨道机构与直流电机连接。EGR阀动作时，齿轮轨道机构可将电机的旋转运动转化为阀杆的直线运动，通过对直流电机的旋转控制实现对阀杆位置的控制，并最终实现对废气流量的调整。采用直流电机的EGR阀控制系统，一般均装有一传感器用于探测EGR阀阀杆的位置，利用该传感器可实现对阀杆位置的闭环控制。
EGR系统被用于将排气管中的高温废气引入进气管中，其工作环境较为恶劣；由于废气温度较高，同时含有未完全燃烧的各种杂质，因此长时间工作，EGR系统容易产生积炭，尤其在使用劣质燃油的EGR系统中表现更为明显；积炭可导致EGR阀杆出现卡滞故障，影响阀杆位置控制的精确度及流畅性；积炭严重的时候，可导致EGR阀杆卡死，即EGR阀杆被卡在某个固定的位置，对控制系统无任何响应，因此导致EGR系统完全失效，严重影响发动机性能。
为避免EGR阀积累积炭，EGR阀控制系统常在发动机上电或停机时，通过清扫动作自动清洁EGR阀杆及相邻部件；现阶段常用的EGR阀清扫动作为控制EGR阀杆从一个极限位置快速运动至另一个极限位置，多次重复该过程，利用阀杆与相邻部件的快速摩擦实现对积炭的刮扫，使积炭脱落，从而避免积炭的长期积累，该清扫方法虽然起到一定的积炭清扫效果，但是无法清除部分粘连较为牢固的积炭，因此需要一种新的清扫方法提高去除积炭的效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于发动机EGR阀的清扫系统及其方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种用于发动机EGR阀的清扫系统，其包括EGR单元、处理器单元；
所述EGR单元，用于向处理器单元发送采集的EGR阀位置信号以及接收所述处理器单元发送的执行器驱动电流；
所述处理器单元，用于接收所述EGR单元发送的EGR阀位置信号以及发动机状态信号，结合EGR阀位置信号、发动机状态信号和颤振信号生成执行器驱动电流发送到EGR单元。
上述方案中，所述EGR单元包括传感器、执行器。
上述方案中，所述处理器单元包括EGR阀管理模块、选通模块、颤振信号模块、驱动模块，所述EGR阀管理模块，根据输入的EGR阀位置信号和发动机状态信号生成EGR阀清扫状态信号和EGR阀驱动占空比信号，所述颤振信号模块向选通模块发送颤振修正比例信号，所述选通模块，根据EGR阀清扫状态信号和颤振修正比例信号生成EGR阀修正比例信号，所述驱动模块，根据EGR阀驱动占空比信号和EGR阀修正比例信号生成执行器驱动电流发送到EGR单元。
本发明实施例还提供一种用于发动机EGR阀的清扫方法，该方法为：所述处理器根据采集的EGR阀位置信号和发动机状态信号生成EGR阀清扫状态信号和EGR阀驱动占空比信号，再根据所述EGR阀清扫状态信号和颤振修正比例信号生成EGR阀修正比例信号，最后，根据所述EGR阀驱动占空比信号和EGR阀修正比例信号生成执行器驱动电流，驱动EGR阀的阀杆完成双方向刮扫动作。
上述方案中，所述颤振修正比例信号的生成过程为：生成一三角波，其周期等于颤振周期，峰值为2倍颤振幅值，均值为0；将该三角波与常值100％相加即得到颤振修正比例。
上述方案中，所述根据所述EGR阀清扫状态信号和颤振修正比例信号生成EGR阀修正比例信号，具体为：
当所述EGR阀清扫状态信号指示EGR阀正处于清扫状态时，则输出EGR阀修正比例等于颤振修正比例；当所述EGR阀清扫状态指示EGR阀未处于清扫状态，则输出EGR阀修正比例等于常值100％。
与现有技术相比，本发明通过阀杆的高频振动实现在较短时间对阀杆接触部门的反复刮扫，从而改善了清扫效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种用于发动机EGR阀的清扫系统的系统框图；
图2为本发明的EGR阀杆动作机构示意图；
图3为本发明实施例还提供一种用于发动机EGR阀的清扫方法的流程图；
图4为本发明实施例还提供一种用于发动机EGR阀的清扫方法颤振修正比例信号及相关参数示意图；
图5为现有技术与本发明的清扫效果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种用于发动机EGR阀的清扫系统，如图1所示，其包括EGR单元10、处理器单元20；
所述EGR单元10，用于向处理器单元20发送采集的EGR阀位置信号以及接收所述处理器单元20发送的执行器驱动电流；
所述处理器单元20，用于接收所述EGR单元10发送的EGR阀位置信号以及发动机状态信号，结合EGR阀位置信号、发动机状态信号和颤振信号生成执行器驱动电流发送到EGR单元10。
本发明将EGR阀杆双方向刮扫动作的频次显著增加，从而改善对积炭的清扫效果。
具体地，所述EGR单元10包括传感器11、执行器12。
所述处理器单元20包括EGR阀管理模块21、选通模块22、颤振信号模块23、驱动模块24，所述EGR阀管理模块21，根据输入的EGR阀位置信号和发动机状态信号生成EGR阀清扫状态信号和EGR阀驱动占空比信号，所述颤振信号模块23向选通模块22发送颤振修正比例信号，所述选通模块22，根据EGR阀清扫状态信号和颤振修正比例信号生成EGR阀修正比例信号，所述驱动模块24，根据EGR阀驱动占空比信号和EGR阀修正比例信号生成执行器驱动电流发送到EGR单元10。
如图2所示，通过控制阀杆位置可改变进气道与排气道之间的流通能力。
本发明实施例还提供一种用于发动机EGR阀的清扫方法，如图3所示，该方法通过以下步骤实现：
步骤101：处理器根据采集的EGR阀位置信号和发动机状态信号生成EGR阀清扫状态信号和EGR阀驱动占空比信号。
步骤102：根据所述EGR阀清扫状态信号和颤振修正比例信号生成EGR阀修正比例信号。
具体地，所述颤振修正比例信号根据颤振周期和颤振幅值确定。
所述颤振修正比例信号的生成过程为：生成一三角波，其周期等于颤振周期，峰值为2倍颤振幅值，均值为0；将该三角波与常值100％相加即得到颤振修正比例。
如图4所示，颤振修正比例信号为三角波，其周期等于颤振周期，其均值等于100％，正向峰值等于100％+颤振幅值，负向峰值等于100％-颤振幅值。
步骤103：根据所述EGR阀驱动占空比信号和EGR阀修正比例信号生成执行器驱动电流，驱动EGR阀的阀杆完成双方向刮扫动作。
具体地，当所述EGR阀清扫状态信号指示EGR阀正处于清扫状态时，则输出EGR阀修正比例等于颤振修正比例；当所述EGR阀清扫状态指示EGR阀未处于清扫状态，则输出EGR阀修正比例等于常值100％。
如图5所示，假设在清扫过程中，EGR阀杆从高极限位置向低极限位置运动。
图5中a、b、c为传统清扫技术控制效果。可见在控制过程中，驱动占空比不断减小，相应的驱动电流不断持续减小，阀杆位置也持续降低。此过程中可对阀杆接触部位进行刮扫，但是整个过程，每个接触部位只与阀杆接触一次。
图5中A、B、C为本发明清扫技术控制效果，由于本发明加入了颤振信号，而颤振信号模块的输出颤振修正比例为一均值为100％的三角波，与原有驱动占空比相乘后，新的驱动占空比不再持续下降，在三角波上升区间，驱动占空比上升，而在三角波下降区间，驱动占空比下降，总体表现为一低频信号叠加了一个高频振动信号；与此驱动占空比对应，采用本发明的驱动电流也不再持续下降。虽然驱动电流总体呈现下降趋势，但是受驱动占空比高频振动信号的作用，驱动电流表现出对应的高频振动。最终在阀杆位置上也表现出一低频信号叠加高频振动，低频信号是原有EGR管理系统控制的结果，而高频振动则是叠加颤振信号模块控制的表现。可见，采用本发明后，利用阀杆的高频振动，可实现在较短时间对阀杆接触部门的反复刮扫，从而改善了清扫效果。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于发动机EGR阀的清扫系统，其特征在于，其包括EGR单元、处理器单元；
所述EGR单元，用于向处理器单元发送采集的EGR阀位置信号以及接收所述处理器单元发送的执行器驱动电流；
所述处理器单元，用于接收所述EGR单元发送的EGR阀位置信号以及发动机状态信号，结合EGR阀位置信号、发动机状态信号和颤振信号生成执行器驱动电流发送到EGR单元。
2.根据权利要求1所述用于发动机EGR阀的清扫系统，其特征在于，所述EGR单元包括传感器、执行器。
3.根据权利要求1或2所述用于发动机EGR阀的清扫系统，其特征在于，所述处理器单元包括EGR阀管理模块、选通模块、颤振信号模块、驱动模块，所述EGR阀管理模块，根据输入的EGR阀位置信号和发动机状态信号生成EGR阀清扫状态信号和EGR阀驱动占空比信号，所述颤振信号模块向选通模块发送颤振修正比例信号，所述选通模块，根据EGR阀清扫状态信号和颤振修正比例信号生成EGR阀修正比例信号，所述驱动模块，根据EGR阀驱动占空比信号和EGR阀修正比例信号生成执行器驱动电流发送到EGR单元。
4.一种用于发动机EGR阀的清扫方法，该清扫方法应用在如权利要求1-3任意一项所述用于发动机EGR阀的清扫系统，其特征在于，该方法为：处理器根据采集的EGR阀位置信号和发动机状态信号生成EGR阀清扫状态信号和EGR阀驱动占空比信号，再根据所述EGR阀清扫状态信号和颤振修正比例信号生成EGR阀修正比例信号，最后，根据所述EGR阀驱动占空比信号和EGR阀修正比例信号生成执行器驱动电流，驱动EGR阀的阀杆完成双方向刮扫动作。
5.根据权利要求4所述用于发动机EGR阀的清扫方法，其特征在于，所述颤振修正比例信号的生成过程为：生成一三角波，其周期等于颤振周期，峰值为2倍颤振幅值，均值为0；将该三角波与常值100％相加即得到颤振修正比例。
6.根据权利要求5所述用于发动机EGR阀的清扫方法，其特征在于，根据所述EGR阀清扫状态信号和颤振修正比例信号生成EGR阀修正比例信号，具体为：当所述EGR阀清扫状态信号指示EGR阀正处于清扫状态时，则输出EGR阀修正比例等于颤振修正比例；当所述EGR阀清扫状态指示EGR阀未处于清扫状态，则输出EGR阀修正比例等于常值100％。
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