CN109899167B - 一种发动机歧管温度动态控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机歧管温度动态控制方法，属于汽车发动机电子控制领域。针对现有技术通过传感器采集无法真实反映动态工况状态的情况的问题，本发明利用等焓变换和理想气体状态方程等基础理论计算和传感器采集值进行耦合计算对动态歧管温度进行精度的提升，解决了传感器采集实时性差的问题，从而满足动态控制的要求。

Description

一种发动机歧管温度动态控制方法

技术领域

本发明属于汽车发动机电子控制领域。

背景技术

随着柴油机排放标准向国Ⅵ阶段迈进，在大幅降低稳态排放物的同时，新的排放法规对动态工况的排放物排放情况也做出了更为严格的要求，WHTC循环中的动态测量点向排温更恶劣的低负荷工况区移动。在这种情况下，国Ⅵ控制策略中需要对动态工况进行更多的设计，使得动态工况的各个关键参数更为准确，实时性更强。

柴油机进气歧管的温度和压力是计算歧管气体流量和表征歧管工况状态的重要参数，是不同柴油机控制策略中关键的环节。此处的测量值的准确性直接影响了发动机最基本的燃烧和排放状态。当前最基本的控制策略是通过TMAP传感器对温度和压力进行采集，进一步通过发动机工况进行一些必要的修正。

此种测量和计算的方式，可以比较直观的获得歧管温度和压力的值，但是由于温度传感器的特性，导致温度的采集和更新存在一定的时间延迟，这导致了温度的动态特性差，不足以满足当前动态控制的要求。

发明内容

本发明针对传感器采集无法真实反映动态工况状态的情况的问题，利用等焓变换和理想气体状态方程等基础理论计算和传感器采集值进行耦合计算对动态歧管温度进行精度的提升，本发明所采用的技术方案具体如下：

一种发动机歧管温度动态测量方法，具体步骤如下：

1)将进气歧管的气体状态和汇合点前端的EGR支路与新鲜空气进气支路的状态设为理想的等焓状态，即有

H_歧管＝H_新+H_EGR (1)

结合焓的定义式

H＝U+pV (2)

和理想气体状态方程，

pV＝nRT (3)

可知，气体的焓与其温度呈正比，则有：

T_歧管＝EGR率×T_EGR+(1-EGR率)×T_新 (4)

其中T_新为进气支路中冷后温度传感器采集值，T_EGR为EGR阀中冷后温度传感器采集值；所述的EGR率由EGR位置传感器采集，采用基于时间的低通滤波处理，去除EGR率的瞬时突变。

2)将计算得到的歧管温度值T_歧管与歧管温度传感器采集到的采集值T'_歧管进行加权耦合计算，

T＝θ×T_歧管+(1-θ)×T'_歧管 (5)

其中，θ为两个温度耦合计算的加权因子，T为最终的歧管温度动态计算结果,θ取值范围为[0，1]。

3)步骤2)中加权因子θ的计算方法如下：

计算歧管温度值T_歧管随时间t的变化速率的绝对值，当计算值超过0.1℃/s后判定温度动态变化，否则判定温度稳态变化，判定结果进行2s的确认延迟计算，避免频繁的出现变换。

加权因子计算离散函数如下：

θ＝θ_lst+d (6)

其中，θ_lst为上一周期加权因子值，初始值为1，d为加权因子步长，当判定为温度动态变化时，d取值可以进行标定调整，来控制动态温度参与最终温度计算的比率。

本发明的有益效果：本发明结合进气歧管温度变化状态，将歧管温度计算值和传感器采集值进行加权处理，精确计算出动态歧管温度，解决了传感器采集实时性差的问题，从而满足动态控制的要求。

附图说明

图1是动态温度计算方法。

具体实施方式

本实施例中柴油机进气歧管的计算系统组成包括，新鲜空气进气支路中的节流阀和温度传感器(或者其他温度采集装置)，EGR支路中的温度传感器排气文丘里管等测量装置，歧管中安装的温度压力传感器。

1)将进气歧管的气体状态和汇合点前端的EGR支路与新鲜空气进气支路的状态设为理想的等焓状态，即有

H_歧管＝H_新+H_EGR (6)

针对理想气体有

H＝U+pV (7)

pV＝nRT (8)

可知，气体的焓与其温度呈正比，则有：

T_歧管＝EGR率×T_EGR+(1-EGR率)×T_新 (9)

其中T_新为进气支路中冷后温度传感器采集值，T_EGR为EGR阀中冷后温度传感器采集值；所述的EGR率由EGR位置传感器采集，采用基于时间的低通滤波处理，去除EGR率的瞬时突变。

2)将计算得到的歧管温度值T_歧管与歧管温度传感器采集到的采集值T'_歧管进行加权耦合计算，

T＝θ×T_歧管+(1-θ)×T'_歧管 (10)

其中，θ为两个温度耦合计算的加权因子，T为最终的歧管温度动态计算结果,θ取值范围为[0，1]。

3)步骤2)中加权因子θ的计算方法如下：

计算歧管温度值T_歧管随时间t的变化速率的绝对值，当计算值超过0.1℃/s后判定温度动态变化，否则判定温度稳态变化，判定结果进行2s的确认延迟计算，避免频繁的出现变换。

加权因子计算公式如下：

θ＝θ_lst+d (6)

其中，θ_lst为上一周期加权因子值，初始值为1，d为加权因子步长，当判定为温度动态变化时，d取值0.02，当判定为温度稳态变化时，d取值-0.02，数据采集周期为0.02s。

Claims (1)

1.一种发动机歧管温度动态测量方法，具体步骤如下：

1)将进气歧管的气体状态和汇合点前端的EGR支路与新鲜空气进气支路的状态设为理想的等焓状态，即有

H_歧管＝H_新+H_EGR (1)

结合焓的定义式

H＝U+pV (2)

和理想气体状态方程，

pV＝nRT (3)

可知，气体的焓与其温度呈正比，则有：

T_歧管＝EGR率×T_EGR+(1-EGR率)×T_新 (4)

其中T_新为进气支路中冷后温度传感器采集值，T_EGR为EGR阀中冷后温度传感器采集值；所述的EGR率由EGR位置传感器采集，采用基于时间的低通滤波处理，去除EGR率的瞬时突变；

2)将计算得到的歧管温度值T_歧管与歧管温度传感器采集到的采集值T'_歧管进行加权耦合计算，

T＝θ×T_歧管+(1－θ)×T’_歧管 (5)

其中，θ为两个温度耦合计算的加权因子，T为最终的歧管温度动态计算结果，θ取值范围为[0，1]；

步骤2)中加权因子θ的计算方法如下：

计算歧管温度值T_歧管随时间t的变化速率的绝对值，当计算值超过0.1℃/s后判定温度动态变化，否则判定温度稳态变化，判定结果进行2s的确认延迟计算，避免频繁的出现变换；

加权因子计算离散函数如下：

θ＝θ_lst+d (6)

其中，θ_lst为上一周期加权因子值，初始值为1，d为加权因子步长，当判定为温度动态变化时，d取值可以进行标定调整，来控制动态温度参与最终温度计算的比率。

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