CN112282987A - 一种汽油机外部冷却型egr清除结焦控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法。它检测EGR阀的开启电压U，若所述开启电压U大于等于设定电压，则实时监测发动机的排气总管温度T、负荷M及负荷瞬态变化deltaM，当排气总管温度T、负荷M及负荷瞬态变化deltaM满足第一设定条件时，关闭进排气可变气门正时，增大EGR阀开度使更多高温排气进入EGR阀进行清除结焦。本发明在满足一定条件时通过关闭进排气可变气门正时，发动机仅使用外部冷却型EGR，让更多高温排气进入到EGR阀，通过高温排气对结焦进行清除，方法简单，除焦效果好。

Description

一种汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法。
背景技术
随着排放及油耗法规的日趋严苛，为了降低燃油消耗，很多汽油机使用了外部冷却型EGR。在实际运行过程中，低温环境下使用外部冷却型EGR，进入EGR阀的排气温度过低会导致排气中的水蒸气和硫化物凝结产生结焦，长期的结焦堆积会使EGR阀卡滞而导致外部冷却型EGR失效，所以外部冷却型EGR实际应用工况区域并不大。为了避免失效现象的发生，扩大应用工况区域，尽可能在低温下就启动外部冷却型EGR来降低燃油消耗，需要考虑对EGR阀的结焦程度进行监控，当认为结焦程度较高时，采取相应的控制策略来清除结焦。
文件CN104863731B公开了一种EGR阀的自清洁方法，发动机的ECU控制EGR阀的动作，所述自清洁方法的步骤如下：满足一定条件时，ECU发送控制所述EGR阀自清洁动作的预设指令信号，所述EGR阀进行全关动作、全开动作产生振动，至自清洁过程结束。该方法是由ECU控制EGR阀振动使结焦脱落达到清除结焦的目的，该方式对EGR阀动作灵敏性要求较高，当结焦较严重时，EGR阀可能出现卡滞无法动作，导致除焦效果不理想。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种方法简单、可靠性高的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法。
本发明采用的技术方案是：一种汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，检测EGR阀的开启电压U，若所述开启电压U大于等于设定电压，则实时监测发动机的排气总管温度T、负荷M及负荷瞬态变化deltaM，当排气总管温度T、负荷M及负荷瞬态变化deltaM满足第一设定条件时，关闭进排气可变气门正时，增大EGR阀开度使更多高温排气进入EGR阀进行清除结焦。
进一步地，所述设定电压U为U＝N*U1，U1无结焦时EGR阀开始动作时的开启电压，N为标定值，取值为1.1-1.3。
进一步地，所述第一设定条件为：排气总管温度T＞排气总管温度限值T1、负荷M＞负荷限值M1、负荷瞬态变化deltaM＜负荷瞬态变化限值deltaM1。
进一步地，所述排气总管温度限值T1＝EGR冷却器冷却温差+ΔT，所述EGR冷却器冷却温差通过设备参数信息直接获，ΔT为标定值。
进一步地，所述负荷限值M1通过以下方式确定：
在EGR运行区域内，每间隔一定转速测量总EGR率大于等于5％时对应的负荷，将该负荷填入对应转速下的负荷MAP；车辆运行过程中，根据实时转速通过负荷MAP插值得出当前转速下的负荷值即为负荷限值M1。
进一步地，所述负荷瞬态变化限值deltaM1通过以下方式确定：
在各转速下测试发动机处于清除结焦模式时，负荷按一定规律瞬态加速至全负荷不发生失火的最大负荷变化率作为清除结焦模式时各转速负荷瞬态变化，将各转速负荷瞬态变化填入负荷瞬态变化MAP对应转速中，车辆运行过程中，根据实时转速通过负荷瞬态变化MAP插值得出当前工况下负荷瞬态变化即为负荷瞬态变化限值deltaM1。
进一步地，增大EGR阀开度至外部EGR率达到外部EGR率目标值。
进一步地，所述外部EGR率目标值通过以下方式确定：
在EGR运行区域内各转速下，从负荷限值开始，在各负荷下将进排气可变正时关闭后增大EGR阀开度提高外部EGR率，在不发生失火的前提下能提高外部EGR率的最大值，作为该负荷下清除结焦模式的外部EGR率目标值，将该外部EGR率目标值填入外部EGR率目标值MAP中对应转速负荷处；车辆运行过程中，根据实时转速负荷通过外部EGR率目标值MAP插值得出当前清除结焦工况下外部EGR率目标值。
进一步地，清除结焦过程中，实时监测发动机负荷、负荷瞬态变化及排气总管温度的变化，当发动机负荷、负荷瞬态变化及排气总管温度满足第二设定条件时，退出清除结焦。
更进一步地，所述第二设定条件为：排气总管温度T≤排气总管温度限值T1或负荷M≤负荷限值M1或负荷瞬态变化deltaM≥负荷瞬态变化限值deltaM1。
本发明在满足一定条件时通过关闭进排气可变气门正时，发动机仅使用外部冷却型EGR，让更多高温排气进入到EGR阀，通过高温排气对结焦进行清除，方法简单，除焦效果好；同时该控制方法使得汽油机在可以在扩展外部冷却型EGR应用区域的同时，减少EGR卡滞失效风险，兼顾了外部冷却型EGR的经济性和可靠性。
附图说明
图1为本发明的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
如图1所示，本发明提供一种汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，控制过程如下：
1、首先对EGR阀的结焦程度进行判断，结焦程度通过EGR阀开始动作时的开启电压U来反映，开启电压U从车载ECU中实时读取。将开启电压U与设定电压进行比较，当所述开启电压小于设定电压时，认为无结焦或轻微结焦，此时不进入清除结焦；当所述开启电压大于等于设定电压时，认为EGR阀有较多结焦需要进行结焦清除，进入其他条件判断。其中，设定电压为N*U1，U1为无结焦时EGR阀开始动作时的开启电压，N为标定值，取值范围为1.1-1.3。
2、当进入其他条件判断后，实时监测发动机的排气总管温度T、负荷M及负荷瞬态变化deltaM，当排气总管温度T、负荷M及负荷瞬态变化deltaM满足第一设定条件时，才可以开始清除EGR阀结焦，此时通过关闭进排气可变气门正时，增大EGR开度来增加外部EGR率，直至外部EGR率达到外部EGR率目标值，使更多高温排气进入EGR阀清除结焦。排气总管温度T、负荷M及负荷瞬态变化deltaM均可以从车载ECU中实时读取。
上述第一设定条件是排气总管温度T＞排气总管温度限值T1、负荷M＞负荷限值M1、负荷瞬态变化deltaM＜负荷瞬态变化限值deltaM1三者同时满足。
其中，在排气总管温度T大于排气总管温度限值T1时，排气在经过EGR冷却器后通过EGR阀时温度高于一定温度时，这样能够有效清除EGR阀结焦，该限值通过试验测得。即简单来说，排气总管温度限值T1＝EGR冷却器冷却温差+ΔT，EGR冷却器冷却温差可以根据设备有限次试验或设备参数信息直接获取，ΔT为标定值，一般为100-150℃，优选为100℃。
负荷限值M1通过以下方式确定：在EGR运行区域内，通过试验每间隔200prm测量总EGR率大于等于5％时对应的负荷，总EGR率可以直接由台架上外接排放采集设备测量计算得出，将该负荷填入对应转速下的负荷MAP，在车辆实际运行过程中，车载ECU根据实时转速通过负荷MAP插值得出当前转速下的负荷限值即为M1。
负荷瞬态变化值deltaM为扭矩每秒变化率，负荷瞬态变化限值deltaM1通过以下方式确定：在各转速下测试发动机处于清除结焦模式时，负荷按10N/s、20N/s、30N/s瞬态加速至全负荷不发生失火的最大负荷变化率，作为清除结焦模式时各转速负荷瞬态变化限值，将各转速负荷瞬态变化限值填入负荷瞬态变化限值MAP对应转速中，在车辆实际运行过程中，车载ECU根据实时转速通过该MAP插值得出当前工况下负荷瞬态变化限值即为deltaM1。
外部EGR率目标值通过以下方式确定：在EGR运行区域内各转速下，从负荷限值开始，在各负荷下将进排气可变正时关闭后增大EGR阀开度提高外部EGR率，在不发生失火的前提下能提高外部EGR率的最大值，作为该负荷下清除结焦模式的外部EGR率目标值，将该外部EGR率目标值填入外部EGR率目标值MAP中对应转速负荷处；车辆运行过程中，根据实时转速负荷通过外部EGR率目标值MAP插值得出当前清除结焦工况下外部EGR率目标值。
3、在清除结焦的过程中，依然继续实时监测发动机负荷、负荷瞬态变化及排气总管温度的变化。当排气总管温度T≤排气总管温度限值T1、负荷M≤负荷限值M1、负荷瞬态变化deltaM≥负荷瞬态变化限值deltaM1三个条件任意一个条件满足时，退出清除结焦。待发动机工况重新满足所有清除结焦条件时继续进入清除结焦。
以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：检测EGR阀的开启电压U，若所述开启电压U大于等于设定电压，则实时监测发动机的排气总管温度T、负荷M及负荷瞬态变化deltaM，当排气总管温度T、负荷M及负荷瞬态变化deltaM满足第一设定条件时，关闭进排气可变气门正时，增大EGR阀开度使更多高温排气进入EGR阀进行清除结焦。
2.根据权利要求1所述的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：所述设定电压U为U＝N*U1，U1无结焦时EGR阀开始动作时的开启电压，N为标定值，取值为1.1-1.3。
3.根据权利要求1所述的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：所述第一设定条件为：排气总管温度T＞排气总管温度限值T1、负荷M＞负荷限值M1、负荷瞬态变化deltaM＜负荷瞬态变化限值deltaM1。
4.根据权利要求1所述的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：所述排气总管温度限值T1＝EGR冷却器冷却温差+ΔT，所述EGR冷却器冷却温差通过设备参数信息直接获，ΔT为标定值。
5.根据权利要求1所述的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：所述负荷限值M1通过以下方式确定：
在EGR运行区域内，每间隔一定转速测量总EGR率大于等于5％时对应的负荷，将该负荷填入对应转速下的负荷MAP；车辆运行过程中，根据实时转速通过负荷MAP插值得出当前转速下的负荷值即为负荷限值M1。
6.根据权利要求1所述的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：所述负荷瞬态变化限值deltaM1通过以下方式确定：
在各转速下测试发动机处于清除结焦模式时，负荷按一定规律瞬态加速至全负荷不发生失火的最大负荷变化率，作为清除结焦模式时各转速负荷瞬态变化，将各转速负荷瞬态变化填入负荷瞬态变化MAP对应转速中，车辆运行过程中，根据实时转速通过负荷瞬态变化MAP插值得出当前工况下负荷瞬态变化即为负荷瞬态变化限值deltaM1。
7.根据权利要求1所述的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：增大EGR阀开度至外部EGR率达到外部EGR率目标值。
8.根据权利要求1所述的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：所述外部EGR率目标值通过以下方式确定：
在EGR运行区域内各转速下，从负荷限值开始，在各负荷下将进排气可变正时关闭后增大EGR阀开度提高外部EGR率，在不发生失火的前提下能提高的外部EGR率的最大值作为该负荷下清除结焦模式的外部EGR率目标值，将该外部EGR率目标值填入外部EGR率目标值MAP中对应转速负荷处；车辆运行过程中，根据实时转速负荷通过外部EGR率目标值MAP插值得出当前清除结焦工况下外部EGR率目标值。
9.根据权利要求1所述的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：清除结焦过程中，实时监测发动机负荷、负荷瞬态变化及排气总管温度的变化，当发动机负荷、负荷瞬态变化及排气总管温度满足第二设定条件时，退出清除结焦。
10.根据权利要求1所述的汽油机外部冷却型EGR清除结焦控制方法，其特征在于：所述第二设定条件为：排气总管温度T≤排气总管温度限值T1或负荷M≤负荷限值M1或负荷瞬态变化deltaM≥负荷瞬态变化限值deltaM1。
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