CN112324581B - 一种egr瞬态控制方法及装置、电子设备 - Google Patents

一种egr瞬态控制方法及装置、电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种EGR瞬态控制方法及装置、电子设备，在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力；获取发动机当前工况下的EGR阀上游实际压力，并计算所述EGR阀上游实际压力与所述EGR阀上游目标压力的偏差因子；通过判断偏差因子的大小来确定当前系统是否存在排气背压高等问题，同时通过该偏差因子修正瞬态工况下的需求EGR率，从而保证瞬态工况下EGR废气流量不偏大。

Description

一种EGR瞬态控制方法及装置、电子设备
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域，更具体地说，涉及一种EGR瞬态控制方法及装置、电子设备。
背景技术
在柴油机和天然气发动机中，EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环)技术的应用主要是为了降低NOx的排放水平以及保护发动机本身，因此EGR的实际流量是否与该工况需求的流量一致，将直接影响柴油机和天然气发动机的排放水平以及发动机的性能表现效果。
对于天然气发动机来说，当EGR实际流量比当前发动机的需求流量小时，则容易出现超功率和爆震等问题，甚至会损坏发动机；当EGR实际流量比当前发动机的需求流量大时，则会导致进入发动机的废气较多，从而引起发动机失火。
在实际应用中，当后处理部件存在堵塞、排气管凹瘪和排气门故障等问题发生时，会导致发动机的排气背压增加，从而引起发动机经济性和动力性变差、发动机启动困难、EGR系统废气流量增加等问题。
在稳态时，由于EGR流量存在闭环控制，所以不会出现EGR流量偏大的问题。但是，当EGR系统在瞬态工况时，其属于开环控制，此时会导致EGR的废气流量偏大，从而引起发动机失火等问题。
发明内容
有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种EGR瞬态控制方法及装置、电子设备，技术方案如下：
一种EGR瞬态控制方法，所述EGR瞬态控制方法包括：
在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力；
获取发动机当前工况下的EGR阀上游实际压力，并计算所述EGR阀上游实际压力与所述EGR阀上游目标压力的偏差因子；
判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值；
当所述偏差因子小于所述预设阈值时，判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况；
当所述发动机当前工况状态为瞬态工况时，将发动机当前工况下的需求EGR率除以所述偏差因子获得瞬态工况下的需求EGR率，通过所述瞬态工况下的需求EGR率对EGR系统进行瞬态控制。
可选的，在上述EGR瞬态控制方法中，所述EGR瞬态控制方法还包括：
获取发动机参数，所述发动机参数至少包括转速、实际充量、EGR阀上游实际压力、工况状态、需求EGR率和发动机故障系统信息；
基于所述发动机参数，判断是否存在EGR系统相关故障；
若所述EGR系统不存在相关故障时，判断所述发动机的转速、实际充量以及工况状态是否满足预设要求；
若满足所述预设要求，则执行在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力，这一步骤。
可选的，在上述EGR瞬态控制方法中，所述EGR系统相关故障至少包括：
EGR阀电气类相关故障、EGR流量偏差故障、EGR阀位置传感器故障和EGR阀上下游相关传感器故障。
可选的，在上述EGR瞬态控制方法中，所述EGR瞬态控制方法还包括：
当所述偏差因子大于或等于所述预设阈值时，生成报警信息，并进入判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况，这一步骤。
可选的，在上述EGR瞬态控制方法中，
当所述发动机当前工况状态不是所述瞬态工况时，返回执行判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值，这一步骤。
一种EGR瞬态控制装置，所述EGR瞬态控制装置包括：
获得模块，用于在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力；
计算模块，用于获取发动机当前工况下的EGR阀上游实际压力，并计算所述EGR阀上游实际压力与所述EGR阀上游目标压力的偏差因子；
第一判断模块，用于判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值；
第二判断模块，用于当所述偏差因子小于所述预设阈值时，判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况；
瞬态控制模块，用于当所述发动机当前工况状态为瞬态工况时，将发动机当前工况下的需求EGR率除以所述偏差因子获得瞬态工况下的需求EGR率，通过所述瞬态工况下的需求EGR率对EGR系统进行瞬态控制。
可选的，在上述EGR瞬态控制装置中，所述EGR瞬态控制装置还包括：
获取模块，用于获取发动机参数，所述发动机参数至少包括转速、实际充量、EGR阀上游实际压力、工况状态、需求EGR率和发动机故障系统信息；
第三判断模块，用于基于所述发动机参数，判断是否存在EGR系统相关故障；
第四判断模块，用于若所述EGR系统不存在相关故障时，判断所述发动机的转速、实际充量以及工况状态是否满足预设要求；
若满足所述预设要求，则触发所述获得模块。
可选的，在上述EGR瞬态控制装置中，所述EGR瞬态控制装置还包括：
报警模块，用于当所述偏差因子大于或等于所述预设阈值时，生成报警信息，并触发所述第二判断模块。
可选的，在上述EGR瞬态控制装置中，所述第二判断模块还用于：
当所述发动机当前工况状态不是所述瞬态工况时，触发第一判断模块。
一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；
其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行上述任一项所述的EGR瞬态控制方法。
相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：
本发明提供的一种EGR瞬态控制方法，在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力；获取发动机当前工况下的EGR阀上游实际压力，并计算所述EGR阀上游实际压力与所述EGR阀上游目标压力的偏差因子；通过判断偏差因子的大小来确定当前系统是否存在排气背压高等问题，同时通过该偏差因子修正瞬态工况下的需求EGR率，从而保证瞬态工况下EGR废气流量不偏大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种EGR瞬态控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种EGR瞬态控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种EGR瞬态控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种EGR瞬态控制方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种EGR瞬态控制装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种EGR瞬态控制装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的又一种EGR瞬态控制装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件架构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先对本发明中所用到的名词进行解释说明：
EGR：Exhaust Gas Recirculation，即废气再循环，内燃机在燃烧后将排出气体的一部分分离出，并导入进气侧使其进入气缸再参与燃烧。
EGR率：经过EGR进入气缸的废气量与吸入气缸的进气总量之比。
排气背压：指发动机排气的阻力压力，当排气背压升高时，发动机排气不畅，会造成发动机泵气损失增加，从而影响发动机的经济性和动力性，造成EGR系统流量增加，从而造成发动机缸内燃烧恶化，出现失火问题，进一步会对降低三元催化器的使用寿命。
EGR闭环控制原理：首先根据发动机转速和充量，确定不同负荷工况下的需求EGR率，根据需求EGR率计算需求的EGR废气流量，然后基于需求的EGR废气流量与ECU基于文丘里压差计算的实际的EGR废气流量进行PID闭环控制，获得需求的EGR开度，需求的EGR开度与实际的EGR开度进行PID闭环控制，获得EGR阀驱动占空比，ECU根据EGR阀驱动占空比驱动EGR阀，以将EGR阀的开度维持在需求开度。
MAP：脉谱图，输入参数X、Y，输出对应的数值Z。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1，图1为本发明实施例提供的一种EGR瞬态控制方法的流程示意图。
所述EGR瞬态控制方法包括：
S101：在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力。
在该步骤中，在发动机下线时，在发动机正常工作的情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表并写入ECU。
S102：获取发动机当前工况下的EGR阀上游实际压力，并计算所述EGR阀上游实际压力与所述EGR阀上游目标压力的偏差因子。
在该步骤中，以示例的方式说明偏差因子的计算过程：
将通过变量B和A计算的偏差因子定义为C，其含义为B与A差值与目标B的比值的积分累加值，用于反映一定时间t内两者的偏差情况，其计算方式如下：
Figure BDA0002760475230000061
其中，t是该积分功能每次使能的时间。
该变量C的初始值设定为1，并根据实际情况设置C的上下限值。
S103：判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值。
S104：当所述偏差因子小于所述预设阈值时，判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况。
S105：当所述发动机当前工况状态为瞬态工况时，将发动机当前工况下的需求EGR率除以所述偏差因子获得瞬态工况下的需求EGR率，通过所述瞬态工况下的需求EGR率对EGR系统进行瞬态控制。
在现有技术中，排气背压增加会引起发动机经济性和动力性变差，发动机启动困难、EGR系统废气流量偏大等问题，在稳态时，由于EGR流量存在闭环控制，所以不会出现EGR流量偏大的问题。
但是，当EGR系统在瞬态工况时属于开环控制，此时会导致EGR的废气流量偏大，在本申请中通过一定的方式对需求的EGR率或EGR需求开度进行修正控制，可以实现EGR流量的瞬态精确控制，同时，发动机动力性和经济性等性能指标下降时，如果无控制类和电气类故障报出时很难进行问题排查，通过对稳态时EGR阀上游压力的监控和诊断可以对排气背压高的问题进行预诊断，从而对发动机性能指标下降等问题排查指明方向。
具体的，该EGR瞬态控制方法，在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力；获取发动机当前工况下的EGR阀上游实际压力，并计算所述EGR阀上游实际压力与所述EGR阀上游目标压力的偏差因子；通过判断偏差因子的大小来确定当前系统是否存在排气背压高等问题，同时通过该偏差因子修正瞬态工况下的需求EGR率，从而保证瞬态工况下EGR废气流量不偏大。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图2，图2为本发明实施例提供的另一种EGR瞬态控制方法的流程示意图。
所述EGR瞬态控制方法还包括：
S106：获取发动机参数，所述发动机参数至少包括转速、实际充量、EGR阀上游实际压力、工况状态、需求EGR率和发动机故障系统信息。
S107：基于所述发动机参数，判断是否存在EGR系统相关故障。
在该步骤中，所述EGR系统相关故障至少包括：
EGR阀电气类相关故障、EGR流量偏差故障、EGR阀位置传感器故障和EGR阀上下游相关传感器故障，如上游温度、压力传感器、文丘里压差传感器的电压类故障、信号物理值故障、信号漂移故障等。
当判断出存在EGR系统相关故障时，则直接结束，不进行后续流程。
S108：若所述EGR系统不存在相关故障时，判断所述发动机的转速、实际充量以及工况状态是否满足预设要求。
若满足所述预设要求，则执行步骤S101：在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力，这一步骤。
当不满足所述预设要求时，则返回执行步骤S106：获取发动机参数，所述发动机参数至少包括转速、实际充量、EGR阀上游实际压力、工况状态、需求EGR率和发动机故障系统信息。
需要说明的是，判断所述发动机的转速、实际充量以及工况状态是否满足预设要求，具体为：
判断所述发动机的转速是否满足预设要求；
判断所述实际充量是否满足预设要求；
判断所述发动机的工况状态是否满足预设要求；
上述三个判断条件可以根据应用需要通过标定实现只考虑其中部分条件或者全部条件。
在本发明实施例中，以考虑全部条件为例进行说明。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图3，图3为本发明实施例提供的又一种EGR瞬态控制方法的流程示意图。
所述EGR瞬态控制方法还包括：
S109：当所述偏差因子大于或等于所述预设阈值时，生成报警信息，并进入步骤S104判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况。
在该步骤中，该报警信息具体为报出EGR阀上游压力偏高的故障，以提醒用户检修排气系统。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图4，图4为本发明实施例提供的又一种EGR瞬态控制方法的流程示意图。
当所述发动机当前工况状态不是所述瞬态工况时，返回执行判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值，这一步骤。
进一步的，基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种EGR瞬态控制装置，参考图5，图5为本发明实施例提供的一种EGR瞬态控制装置的结构示意图。
所述EGR瞬态控制装置包括：
获得模块11，用于在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力；
计算模块12，用于获取发动机当前工况下的EGR阀上游实际压力，并计算所述EGR阀上游实际压力与所述EGR阀上游目标压力的偏差因子；
第一判断模块13，用于判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值；
第二判断模块14，用于当所述偏差因子小于所述预设阈值时，判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况；
瞬态控制模块15，用于当所述发动机当前工况状态为瞬态工况时，将发动机当前工况下的需求EGR率除以所述偏差因子获得瞬态工况下的需求EGR率，通过所述瞬态工况下的需求EGR率对EGR系统进行瞬态控制。
其中，所述第二判断模块14还用于：
当所述发动机当前工况状态不是所述瞬态工况时，触发第一判断模块13。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图6，图6为本发明实施例提供的另一种EGR瞬态控制装置的结构示意图。
所述EGR瞬态控制装置还包括：
获取模块16，用于获取发动机参数，所述发动机参数至少包括转速、实际充量、EGR阀上游实际压力、工况状态、需求EGR率和发动机故障系统信息；
第三判断模块17，用于基于所述发动机参数，判断是否存在EGR系统相关故障；
第四判断模块18，用于若所述EGR系统不存在相关故障时，判断所述发动机的转速、实际充量以及工况状态是否满足预设要求；
若满足所述预设要求，则触发所述获得模块11。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图7，图7为本发明实施例提供的又一种EGR瞬态控制装置的结构示意图。
所述EGR瞬态控制装置还包括：
报警模块19，用于当所述偏差因子大于或等于所述预设阈值时，生成报警信息，并触发所述第二判断模块14。
需要说明的是，本发明实施例提供的一种EGR瞬态控制装置的原理与本发明上述实施例提供的一种EGR瞬态控制方法的原理相同，在此不再赘述。
由此可知，本发明在不需要额外增加传感器、执行器即可实现因排气背压增加后引起的瞬态废气流量偏大的问题，有效的防止了因废气流量偏大引起的失火、催化器高温损坏等问题，同时可以对因排气背压升高引起发动机动力性和经济性变差问题进行预诊断和故障提醒，提高了发动机的可靠性和用户体验。
进一步的，基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种电子设备，参考图8，图8为本发明实施例提供的一种电子设备的硬件架构示意图。
所述电子设备包括：至少一个处理器20、以及与所述处理器20连接的至少一个存储器21、总线22；
其中，所述处理器20、所述存储器21通过所述总线22完成相互间的通信；
所述处理器20用于调用所述存储器21中的程序指令，以执行上述实施例所述的EGR瞬态控制方法。
以上对本发明所提供的一种EGR瞬态控制方法及装置、电子设备进行了详细介绍，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种EGR瞬态控制方法，其特征在于，所述EGR瞬态控制方法包括：
在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力；
获取发动机当前工况下的EGR阀上游实际压力，并计算所述EGR阀上游实际压力与所述EGR阀上游目标压力的偏差因子；
判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值；
当所述偏差因子小于所述预设阈值时，判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况；
当所述发动机当前工况状态不是所述瞬态工况时，返回执行判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值；
当所述发动机当前工况状态为瞬态工况时，将发动机当前工况下的需求EGR率除以所述偏差因子获得修正后的瞬态工况下的需求EGR率，通过所述修正后的瞬态工况下的需求EGR率对EGR系统进行瞬态控制；
当所述偏差因子大于或等于所述预设阈值时，生成EGR阀上游压力过高的报警信息，并判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况；
当所述发动机当前工况状态不是所述瞬态工况时，返回执行判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值；
当所述发动机当前工况状态为瞬态工况时，将发动机当前工况下的需求EGR率除以所述偏差因子获得修正后的瞬态工况下的需求EGR率，通过所述修正后的瞬态工况下的需求EGR率对EGR系统进行瞬态控制。
2.根据权利要求1所述的EGR瞬态控制方法，其特征在于，所述EGR瞬态控制方法还包括：
获取发动机参数，所述发动机参数至少包括转速、实际充量、EGR阀上游实际压力、工况状态、需求EGR率和发动机故障系统信息；
基于所述发动机参数，判断是否存在EGR系统相关故障；
若所述EGR系统不存在相关故障时，判断所述发动机的转速、实际充量以及工况状态是否满足预设要求；
若满足所述预设要求，则执行在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力，这一步骤。
3.根据权利要求1所述的EGR瞬态控制方法，其特征在于，所述EGR系统相关故障至少包括：
EGR流量偏差故障、EGR阀位置传感器故障。
4.一种EGR瞬态控制装置，其特征在于，所述EGR瞬态控制装置包括：
获得模块，用于在发动机正常情况下，建立不同转速和不同充量对应的EGR阀上游压力MAP表；基于发动机当前的转速和充量，查询所述EGR阀上游压力MAP表，获得EGR阀上游目标压力；
计算模块，用于获取发动机当前工况下的EGR阀上游实际压力，并计算所述EGR阀上游实际压力与所述EGR阀上游目标压力的偏差因子；
第一判断模块，用于判断所述偏差因子是否大于或等于预设阈值；
第二判断模块，用于当所述偏差因子小于所述预设阈值时，判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况；
瞬态控制模块，用于当所述发动机当前工况状态为瞬态工况时，将发动机当前工况下的需求EGR率除以所述偏差因子获得修正后的瞬态工况下的需求EGR率，通过所述修正后的瞬态工况下的需求EGR率对EGR系统进行瞬态控制；
报警模块，用于当所述偏差因子大于或等于所述预设阈值时，生成EGR阀上游压力过高的报警信息；
其中，所述第二判断模块还用于：
当所述发动机当前工况状态不是所述瞬态工况时，触发第一判断模块；
所述第二判断模块还用于：
当所述偏差因子大于所述预设阈值时，判断发动机当前工况状态是否为瞬态工况。
5.根据权利要求4所述的EGR瞬态控制装置，其特征在于，所述EGR瞬态控制装置还包括：
获取模块，用于获取发动机参数，所述发动机参数至少包括转速、实际充量、EGR阀上游实际压力、工况状态、需求EGR率和发动机故障系统信息；
第三判断模块，用于基于所述发动机参数，判断是否存在EGR系统相关故障；
第四判断模块，用于若所述EGR系统不存在相关故障时，判断所述发动机的转速、实际充量以及工况状态是否满足预设要求；
若满足所述预设要求，则触发所述获得模块。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；
其中，所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；
所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行权利要求1-3任一项所述的EGR瞬态控制方法。
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