CN113006950A - 一种发动机排气蝶阀的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种发动机排气蝶阀的控制方法和系统，该方法包括获取第一参数模组，根据第一次参数模组计算排气蝶阀目标开度值；第一参数模组包括发动机运行模式和发动机运行时相关状态参数；获取第二参数模组；根据所述第二参数模块计算排气蝶阀控制退出的条件；第二参数模块包括电源电压、油门踏板开度、离合器状态参数、环境参数和发动机相关参数和排气蝶阀状态参数；根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出。基于该方法还提出了一种发动机排气蝶阀的控制系统。本发明通过监控发动机进气量和运行工况，对发动机的排气流量和排气温度实现闭环控制，提高发动机的热效率。

Description

一种发动机排气蝶阀的控制方法和系统

技术领域

本发明汽车发动机排气蝶阀控制技术领域，特别涉及一种发动机排气蝶阀的控制方法和系统。

背景技术

随着柴油发动机电控技术的不断发展，柴油发动机的节能减排也凸显的越来越重要。与此同时，柴油发动机电控技术对发动机的排气流量和热管理提出了更高的要求。

在现有技术中对柴油发动机排气流量和排气温度还不能实现闭环控制，导致柴油发动机能源的利用不能更高效，更节能和更环保。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种发动机排气蝶阀的控制方法和系统，通过发动机排气蝶阀的电控技术对发动机的排气流量和热管理进行有效的闭环控制，从而提高发动机热效率，最终实现节能减排。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种发动机排气蝶阀的控制方法，包括以下步骤：

获取第一参数模组，根据所述第一次参数模组计算排气蝶阀目标开度值；所述第一参数模组包括发动机运行模式和发动机运行时相关状态参数；

获取第二参数模组；根据所述第二参数模块计算排气蝶阀控制退出的条件；所述第二参数模块包括电源电压、油门踏板开度、离合器状态参数、环境参数和发动机相关参数和排气蝶阀状态参数；

根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据所述排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出。

进一步的，根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据所述排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出的过程为：

当排气蝶阀控制退出的条件不为零时，排气蝶阀控制目标值为排气蝶阀全开；当排气蝶阀控制退出的条件为零时，排气蝶阀控制目标值等于排气蝶阀目标开度值；

根据所述排气蝶阀目标开度值计算排气蝶阀闭环控制输出值。

进一步的，所述计算排气蝶阀目标开度值的过程包括计算正常模式下排气蝶阀基本控制值和计算不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值；

其中正常模式下排气蝶阀基本控制值的计算过程为：基于发动机进气量、EGR率目标稳态值和EGR率动态值之间的平衡系数，计算出所述平衡系数与1之间差值，所述差值乘以暖机工况下排气蝶阀控制限值。

进一步的，所述计算不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值的过程为：

当发动机工作在正常模式时，不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值等于所述正常模式下排气蝶阀基本控制值；

当发动机工作在再生模式时，不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值根据发动机转速，喷油量，进气量、EGR率目标稳态值和EGR动态值之间的平衡系数，结合发动机水温，进气温度和环境压力计算得到。

进一步的，所述排气蝶阀控制退出的条件包括驾驶退出条件、系统退出条件、冷启动退出条件、发动机喷油及内部扭矩退出条件、系统烟限退出条件和EGR进气流量监控请求退出条件；

所述驾驶退出条件为当发动机处于倒拖工况、发动机处于倒拖工况且变速器换档瞬间或发动机长时间怠速且怠速时间超过一定时间限值时；

所述系统退出条件为激活进气流量漂移补偿或合理性校验功能时、空气系统故障时、大气压力低于一定阈值时、电瓶电压低于一定阈值时、进气温度低于一定阈值时、进气温度高于一定阈值时或者激活排气制动功能时；

所述冷启动退出条件为发动机水温低于一定阈值、发动机水温高于一定阈值或者发送机冷启动；

所述发动机喷油及内部扭矩退出条件为发动机当前喷油量低于喷油量最小限值或高于喷油量最大限值，或者发动机内部扭矩低于扭矩最小限值或高于扭矩最大限值；

所述系统烟限退出条件为发动机烟度限值喷油量与当前喷油量的差值低于第一阈值且持续持续时间超过第一时间阈值、发动机转速波动超过第二波动阈值且持续时间超过第二时间阈值、油门踏板开度波动超过第三波动阈值且持续时间超过第三时间阈值和发动机喷油量波动超过第四波动阈值且持续时间超过第四时间阈值；

所述EGR进气流量监控请求退出条件为激活EGR进气量监控请求时。

进一步的，所述排气蝶阀控制退出的条件不为零即驾驶退出条件、系统退出条件、冷启动退出条件、发动机喷油及内部扭矩退出条件、系统烟限退出条件和EGR进气流量监控请求退出条件任意一个不为零；

所述排气蝶阀控制退出的条件为零驶退出条件、系统退出条件、冷启动退出条件、发动机喷油及内部扭矩退出条件、系统烟限退出条件和EGR进气流量监控请求退出条件均为零。

进一步的，所述根据所述排气蝶阀目标开度值计算排气蝶阀闭环控制输出值包括根据排气蝶阀目标开度值计算PI调节参数、DT滤波、排气流量控制功能开启或关闭、最大控制开度、排气流量开环控制和排气蝶阀闭环控制输出。

进一步的，所述PI调节参数的计算过程为：当发动机工作于正常模式时，选择基于发动机转速和油量查表计算基础系数，根据进气温度查表计算修正系数；所述基础系数乘以修正系数得到总系数；当发动机工作于再生模式时，选择基于发动机转速和油量查表计算基础系数，所述基础系数乘以相应PI参数；

所述DT滤波的计算过程为：选选择在不同发动机模式下的D和T调节参数值，经过大小信号选择后计算出对油量进行DT1滤波处理的D调节开度值和T值；

所述排气流量控制功能开启或关闭的计算过程为：选择在不同发动机模式下的迟滞流量限值，当发动机油量超过迟滞流量上限时，PCR控制的相对目标压力需要满足迟滞条件限值并且未激活PCR偏差控制状态；

所述最大控制开度的计算过程为：选择在不同发动机模式下发动机转速和油量，查表计算出排气蝶阀控制的最大开度限值；

所述排气流量开环控制的计算过程为：选择在不同发动机模式下PI调节参数组对据进气量偏差进行PI调节，将排气蝶阀目标开度值与D调节开度值相加得到排气蝶阀控制PID调节开度值；然后经过蝶阀开度最大和最小限值的处理，输出排气蝶阀控制输出值；

所述排气蝶阀闭环控制输出的计算过程为：根据发动机转速和PID调节控制的排气蝶阀控制开度查表计算出排气蝶阀闭环控制输出。

进一步的，所述大小信号选择计算方法为：

当输入大于大信号限值时，选择开度值为KdPos；

当输入在大小信号限值之间时，选开度值为Kd；

当输入小于小信号限值时，选择开度值为KdNeg。

本发明还提出了一种发动机排气蝶阀的控制系统，包括第一获取计算模块、第二获取计算模块和确定模块；

所述第一获取计算模块用于获取第一参数模组，根据所述第一次参数模组计算排气蝶阀目标开度值；所述第一参数模组包括发动机运行模式和发动机运行时相关状态参数；

所述第二获取模块用于获取第二参数模组；根据所述第二参数模块计算排气蝶阀控制退出的条件；所述第二参数模块包括电源电压、油门踏板开度、离合器状态参数、环境参数和发动机相关参数和排气蝶阀状态参数；

所述确定模块用于根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据所述排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明提出了一种发动机排气蝶阀的控制方法和系统，该方法包括以下步骤获取第一参数模组，根据第一次参数模组计算排气蝶阀目标开度值；第一参数模组包括发动机运行模式和发动机运行时相关状态参数；获取第二参数模组；根据所述第二参数模块计算排气蝶阀控制退出的条件；第二参数模块包括电源电压、油门踏板开度、离合器状态参数、环境参数和发动机相关参数和排气蝶阀状态参数；根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出。本发明中发动机排气蝶阀目标开度计算用于排气蝶阀开环控制的预控制修正目标开度值，其包含正常模式下排气蝶阀控制值静态计算和不同发动机模块下排气蝶阀控制值静态计算。发动机排气蝶阀控制退出条件计算用于计算不同操作状态或条件下退出排气蝶阀控制。当退出条件中任何一位置位时均将导致排气蝶阀控制的退出。发动机排气蝶阀控制调节计算根据排气蝶阀控制目标开度调节蝶阀实际开度，主要目的是调整排气流量达到目标流量值，其使用开环控制和闭环控制的PI调节器的累加和共同完成排气蝶阀的控制。本发明通过监控发动机进气量和运行工况，对发动机的排气流量和排气温度实现闭环控制，提高发动机的热效率，降低柴油发动机排放，提高发动机的经济性，提高柴油发动机的动力性，根据所计算的排气蝶阀控制目标开度值进行PID调节，对排气流量和排气温度的进行实时动态闭环控制，保证了排气流量和排气温度控制的精确性。

附图说明

如图1为本发明实施例1一种发动机排气蝶阀的控制方法流程图；

如图2为本发明实施例1正常模式下排气蝶阀控制值静态值计算流程图；

如图3为本发明实施例1排气蝶阀平滑性控制值计算流程图；

如图4为本发明实施例1发动机静态和动态工况下的烟度限制时的控制值计算流程图；

如图5为本发明实施例1发动机暖机工况时烟度限制范围内的控制值计算流程图；

如图6为本发明实施例1正常模式下排气蝶阀控制值输出流程示意图；

如图7为本发明实施例1不同发动机模式下的排气蝶阀静态控制计算流程图；

如图8为本发明实施例1不同发动机模式下排气蝶阀控制目标值计算流程图；

如图9为本发明实施例1发动机排气蝶阀控制退出条件的计算流程图；

如图10为本发明实施例1排气蝶阀控制PID调节参数计算流程图；

如图11为本发明实施例1排气蝶阀控制DT滤波计算流程图；

如图12为本发明实施例1排气流量控制功能开启或关闭计算流程图；

如图13为本发明实施例1最大控制开度计算流程图；

如图14为本发明实施例1开环控制进气量偏差计算流程图；

如图15为本发明实施例1开环控制进气压力偏差计算流程图；

如图16为本发明实施例1排气蝶阀开环控制PID调节计算流程图；

如图17为本发明实施例1排气蝶阀控制修正值输出计算流程图；

如图18为本发明实施例2一种发动机排气蝶阀的控制系统示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

实施例1

本发明实施例1提出了一种发动机排气蝶阀的控制方法，从发动机排气蝶阀目标开度的计算，发动机排气蝶阀控制退出条件的计算以及发动机排气蝶阀控制调节计算方面进行了优化涉及，保证柴油发动机在各个工况点的排气流量和排气温度能够实现闭环控制，同时能够满足柴油发动机运行的动力性，经济性，高效性和环保性。

如图1为本发明实施例1一种发动机排气蝶阀的控制方法流程图。本发明实施例1中需要获取的参数包括发动机转速、发动机喷油量、冷却液温度、进气温度、环境压力、发动机运行模式、离合器开关状态、发动机状态、EGR进气流量控制监控状态、空气系统故障状态、电源电压、排气制动工作状态、发动机运行时间、烟限油量和油门踏板开度等。

发动机转速：发动机控制单元根据曲轴位置信号和凸轮轴位置信号计算发动机转速；

发动机喷油量：发动机控制单元根据扭矩结构计算喷油量；

冷却液温度：通过冷却液温度传感器AD采样并输入发动机控制单元，发动机控制单元处理后计算得到冷却液温度；

进气温度：通过进气温度传感器AD采样并输入发动机控制单元，发动机控制单元处理后计算得到进气温度；

环境压力：通过大气压力传感器AD采样并输入发动机控制单元，发动机控制单元处理后计算得到环境压力；

发动机运行模式：包括正常模式和再生模式，由发动机工作模式确定。

离合器开关状态：通过开关DIO信号输入发动机控制单元，发动机控制单元处理后计算得到离合器开关状态；

发动机状态：发动机状态包括待机，启动，运行等状态，由发动机电控单元计算得到发动机状态；

EGR进气流量控制监控状态：根据进气流量监控条件计算得到EGR进气流量控制监控状态；

空气系统故障状态：根据控制系统的控制状态计算得到空气系统故障状态；

电源电压：通过AD电压采样并输入发动机控制单元，发动机控制单元处理后计算得到电源电压；

排气制动工作状态：通过发动机电控单元判断排气制动负扭矩计算得到排气制动工作状态；

发动机运行时间：发动机状态处于等待，就绪，启动，运行的累积时间；

烟限油量：发动机在急加速时激活烟度限制时的喷油量；

油门踏板开度：通过发动机电控单元对油门踏板位置信号的采样计算得到油门踏板开度。

本发明中公开的一种发动机排气蝶阀的控制方法，用于控制发动机排气流量及热管理，按照控制目标开度在0％到100％的位置范围内控制排气蝶阀。

首先，根据第一次参数模组计算排气蝶阀目标开度值；第一参数模组包括发动机运行模式和发动机运行时相关状态参数。计算排气蝶阀目标开度值包括正常模式下排气蝶阀控制值静态计算和不同发动机模块下排气蝶阀控制值静态计算。

其次，根据第二参数模块计算排气蝶阀控制退出的条件；第二参数模块包括电源电压、油门踏板开度、离合器状态参数、环境参数和发动机相关参数和排气蝶阀状态参数。

最后，根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出。当排气蝶阀控制退出的条件不为零时，排气蝶阀控制目标值为排气蝶阀全开；当排气蝶阀控制退出的条件为零时，排气蝶阀控制目标值等于排气蝶阀目标开度值；根据所排气蝶阀目标开度值计算排气蝶阀闭环控制输出值。

如图2为本发明实施例1正常模式下排气蝶阀控制值静态值流程图。计算的过程概括为：基于发动机进气量、EGR率目标稳态值和EGR率动态值之间的平衡系数，计算出所述平衡系数与1之间差值，差值乘以暖机工况下排气蝶阀控制限值。

根据发动机工况和环境条件(发动机转速，喷油量，大气压，发动机水温，进气温度)计算排气蝶阀基本控制值。

如图3为本发明实施例1排气蝶阀平滑性控制值计算流程图；基于发动机转速查表计算出递增或递减的斜变系数，排气蝶阀基本控制值按照相应斜变系数斜变计算得到平滑性排气蝶阀控制值。

然后进行发动机静态和动态下的烟度限制控制值计算。如图4为本发明实施例1发动机静态和动态工况下的烟度限制时的控制值计算流程图；发动机静态和动态工况下的烟度限制时的控制值计算取决于排气蝶阀控制退出条件的相应位。当排气蝶阀控制退出条件的相应位等于0时，发动机静态和动态工况下的烟度限制时的控制值保持之前数值；当排气蝶阀控制退出条件的相应位等于1时，发动机静态和动态工况下的烟度限制时的控制值等于基于发动机转速和喷油量计算的静态烟度限制控制值和基于发动机水温计算的静态烟度限制修正值的和；当排气蝶阀控制退出条件中表征静态工况的位等于1而表征动态工况的位等于0时，发动机静态和动态工况下的烟度限制时的控制值等于基于发动机转速和喷油量计算的动态烟度限制控制值和基于发动机水温计算的动态烟度限制修正值的和；当排气蝶阀控制退出条件中表征静态工况的位等于1而表征动态工况的位等于1时，发动机静态和动态工况下的烟度限制时的控制值等于基于发动机转速和喷油量计算的静态烟度限制控制值和基于发动机水温计算的静态烟度限制修正值的和与基于发动机转速和喷油量计算的动态烟度限制控制值和基于发动机水温计算的动态烟度限制修正值的和的两者最大值。

如图5为本发明实施例1发动机暖机工况时烟度限制范围内的控制值计算流程图，在发动机暖机工况时，发动机暖机工况时烟度限制范围内的控制值计算是取发动机烟度限制工况控制值或正常模式控制值的斜变函数计算值和发动机暖机工况控制值最小值。其中，发动机暖机工况排气蝶阀控制值是根据发动机转速，喷油量，发动机水温，环境压力计算而得。

如图6为本发明实施例1正常模式下排气蝶阀控制值输出流程示意图。发动机静态和动态烟度限制工况控制值斜变函数计算值是根据发动机静态和动态烟度限制标识符所选择的排气蝶阀发动机烟度限制工况控制值或正常模式控制值按照一定斜变系数斜变计算而得。

如图7为本发明实施例1不同发动机模式下的排气蝶阀静态控制计算流程图。计算不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值的过程为：

当发动机工作在正常模式时，不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值等于正常模式下排气蝶阀基本控制值；

当发动机工作在再生模式时，不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值根据发动机转速，喷油量，进气量、EGR率目标稳态值和EGR动态值之间的平衡系数，结合发动机水温，进气温度和环境压力计算得到。

根据发动机转速和喷油量查表计算EOM*时的排气蝶阀基本控制值、根据发动机转速和喷油量查表计算EOM*时的排气蝶阀水温修正值、根据发动机水温查表计算EOM*时的排气蝶阀水温控制修正值，其中水温修正值×水温控制修正值得到中间参数A。

根据发动机转速和喷油量查表计算EOM*时的排气蝶阀进气温度控制修正值、根据发动机进气温度查表计算EOM*时排气蝶阀水温控制修正值，其中进气温度控制修正值×水温控制修正值得到中间参数B。

根据发动机转速和喷油量查表计算EOM*时的排气蝶阀环境压力控制第一修正值、根据环境压力查表计算EOM*时的排气蝶阀环境压力控制第二修正值，第一修正值×第二修正值得到中间参数C。(A+B+C+基本控制值)×差值得到EOM*模式排气蝶阀控制目标值。

如图8为本发明实施例1不同发动机模式下排气蝶阀控制目标值计算流程图。

当发动机模式等于0时，排气蝶阀控制目标值等于正常模式控制值。

当发动机模式等于1时，排气蝶阀控制目标值等于EOM1模式控制值。

当发动机模式等于2时，排气蝶阀控制目标值等于EOM2模式控制值。

当发动机模式等于3时，排气蝶阀控制目标值等于EOM3模式控制值。

当发动机模式等于4时，排气蝶阀控制目标值等于EOM4模式控制值。

当发动机模式等于5时，排气蝶阀控制目标值等于EOM5模式控制值。

当发动机模式等于6时，排气蝶阀控制目标值等于EOM6模式控制值。

当发动机模式等于7时，排气蝶阀控制目标值等于EOM7模式控制值。

如图9为本发明实施例1发动机排气蝶阀控制退出条件的计算流程图。

发动机排气蝶阀控制退出条件计算模块用于不同操作状态或条件下退出排气蝶阀控制。当退出条件中任何一位置位时均将导致排气蝶阀控制的退出。退出条件的计算包括驾驶条件监控计算；系统条件监控计算；冷启动条件监控计算；发动机喷油和内部扭矩条件监控计算；系统烟限条件计算；EGR进气流量监控请求条件计算。当满足退出条件是，相应位置于1。

驾驶条件监控计算时，当发动机转速大于一定阈值且发动机喷油小于一定阈值时，即发动机处于倒拖工况时，将排气蝶阀控制退出条件的第1位置1。当发动机处于倒拖工况且离合器开关状态等于1，即变速器换档瞬间时，将排气蝶阀控制退出条件的第2位置1。当发动机转速小于一定阈值且发动机喷油量小于一定阈值且发动机仍处于运行状态，即发动机长时间怠速且怠速时间超过一定时间限值时，将排气蝶阀控制退出条件的第3位置1。

系统条件监控计算时，当激活进气流量漂移补偿或合理性校验功能时，将排气蝶阀控制退出条件的第5位置1。当空气系统故障时，将排气蝶阀控制退出条件的第6位置1。当大气压力低于一定阈值，将排气蝶阀控制退出条件的第10位置1。当电瓶电压低于一定阈值，将排气蝶阀控制退出条件的第11位置1。当进气温度低于一定阈值，将排气蝶阀控制退出条件的第13位置1。当进气温度高于一定阈值，将排气蝶阀控制退出条件的第14位置1。当激活排气制动功能时，将排气蝶阀控制退出条件的第27位置1。

冷启动条件监控计算时，当发动机水温低于一定阈值，将排气蝶阀控制退出条件的第15位置1。当发动机水温高于一定阈值，将排气蝶阀控制退出条件的第16位置1。当发动机处于运行状态且运行时间较短，即表示发动机冷启动时，将排气蝶阀控制退出条件的第17位置1。

发动机喷油和内部扭矩条件监控计算时，根据发动机转速查表计算得出发动机正常模式和再生模式下的喷油量限值最大值和最小值，内部扭矩限值的最大值和最小值。在相应发动机模式下，当发动机当前喷油量低于喷油量最小限值或高于最大限值时，则将排气蝶阀控制退出条件的第18位置1；当发动机内部扭矩低于扭矩最小限值或高于最大限值时，则将排气蝶阀控制退出条件的第20位置1。未使用退出条件第19位。

系统烟限条件计算时，发动机烟度限值喷油量与当前喷油量，基于发动机转速，喷油量，发动机水温，环境压力计算的喷油量的差值低于一定阈值且持续超过一定时间，则将排气蝶阀控制退出条件的第28位置1。当发动机转速波动较大或驾驶员油门踏板开度波动较大或发动机喷油量波动较大且持续超过一定时间，则将排气蝶阀控制退出条件的第29位置1。

EGR进气流量监控请求条件计算时，当激活EGR进气量监控请求时，则将排气蝶阀控制退出条件的第25位置1。

如图10给出了本发明实施例1排气蝶阀控制PID调节参数计算流程图。当发动机工作于正常模式时，选择基于发动机转速，油量和进气温度查表计算基础系数，根据进气温度查表计算修正系数，基础系数乘以修正系数计算得到总系数，总系数乘以相应PI参数计算得到排气蝶阀控制正常模式PID调节参数。当发动机工作于再生模式时，选择基于发动机转速，油量查表计算的系数乘以相应PI参数计算得到再生模式下的排气蝶阀控制PID调节参数。

如图11给出了本发明实施例1排气蝶阀控制DT滤波计算流程图。当发动机模式处于再生模式时，选择再生模式下的D和T调节参数值，经过大小信号选择后计算出对油量进行DT1滤波处理的Kd值和T值。大小信号选择计算方法为：当输入大于大信号限值时，选择Kd值为KdPos；当输入在大小信号限值之间时，选择Kd值为Kd；当输入小于小信号限值时，选择Kd值为KdNeg。

如图12给出了本发明实施例1排气流量控制功能开启或关闭计算流程图。在不同发动机模式下，基于发动机转速查表计算出所需要的排气流量控制功能开启或关闭油量迟滞限值。当前发动机油量超过迟滞上限时，PCR控制的相对目标压力需要满足迟滞条件限值并且没有激活PCR偏差控制状态。

如图13给出了本发明实施例1最大控制开度计算流程图。根据不同发动机模式，基于发动机转速和油量，查表计算出排气蝶阀控制的最大开度限值。

如图14给出了本发明实施例1开环控制进气量偏差计算流程图。如图15给出了本发明实施例1开环控制进气压力偏差计算流程图。

当发动机模式处于正常模式时，选择正常模式下PI调节参数组对据进气量偏差进行PI调节，两者的和与正常模式下的排气蝶阀目标开度及D调节开度值求和后计算出排气蝶阀控制PID调节开度值，然后经过蝶阀开度最大和最小限值的处理，输出排气蝶阀控制输出值。当发动机模式处于再生模式时，选择再生模式下PI调节参数组对据PCR进气压力偏差进行PI调节，两者的和与再生模式下的排气蝶阀目标开度及D调节开度值求和后计算出排气蝶阀控制PID调节开度值，然后经过蝶阀开度最大和最小限值的处理，输出排气蝶阀控制输出值。

如图16给出了本发明实施例1排气蝶阀开环控制PID调节计算流程图。选择在不同发动机模式下PI调节参数组对据进气量偏差进行PI调节，在正常模式下，选择PI调节进气量偏差，在再生模式下，选择PI调节进气压力偏差，将排气蝶阀目标开度值与D调节开度值相加得到排气蝶阀控制输出值。

PID调节开度值；然后经过蝶阀开度最大和最小限值的处理，输出排气蝶阀控制输出值。

如图17给出了本发明实施例1排气蝶阀控制修正值输出计算流程图。根据发动机转速和PID调节控制的排气蝶阀控制开度查表计算出最终的排气蝶阀控制开度信值。

实施例2

基于本发明实施例1提出的一种发动机排气蝶阀的控制方法，本发明实施例2还提出了一种发动机排气蝶阀的控制系统。如图18给出了本发明实施例2一种发动机排气蝶阀的控制系统示意图，该系统包括第一获取计算模块、第二获取计算模块和确定模块。

第一获取计算模块用于获取第一参数模组，根据第一次参数模组计算排气蝶阀目标开度值；第一参数模组包括发动机运行模式和发动机运行时相关状态参数。

计算排气蝶阀目标开度值的过程包括计算正常模式下排气蝶阀基本控制值和计算不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值。

其中正常模式下排气蝶阀基本控制值的计算过程为：基于发动机进气量、EGR率目标稳态值和EGR率动态值之间的平衡系数，计算出平衡系数与1之间差值，差值乘以暖机工况下排气蝶阀控制限值。

计算不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值的过程为：当发动机工作在正常模式时，不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值等于所述正常模式下排气蝶阀基本控制值；当发动机工作在再生模式时，不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值根据发动机转速，喷油量，进气量、EGR率目标稳态值和EGR动态值之间的平衡系数，结合发动机水温，进气温度和环境压力计算得到。

第二获取模块用于获取第二参数模组；根据第二参数模块计算排气蝶阀控制退出的条件；第二参数模块包括电源电压、油门踏板开度、离合器状态参数、环境参数和发动机相关参数和排气蝶阀状态参数。

排气蝶阀控制退出的条件包括驾驶退出条件、系统退出条件、冷启动退出条件、发动机喷油及内部扭矩退出条件、系统烟限退出条件和EGR进气流量监控请求退出条件。

驾驶退出条件为当发动机处于倒拖工况、发动机处于倒拖工况且变速器换档瞬间或发动机长时间怠速且怠速时间超过一定时间限值时。

系统退出条件为激活进气流量漂移补偿或合理性校验功能时、空气系统故障时、大气压力低于一定阈值时、电瓶电压低于一定阈值时、进气温度低于一定阈值时、进气温度高于一定阈值时或者激活排气制动功能时。

冷启动退出条件为发动机水温低于一定阈值、发动机水温高于一定阈值或者发送机冷启动。

发动机喷油及内部扭矩退出条件为发动机当前喷油量低于喷油量最小限值或高于喷油量最大限值，或者发动机内部扭矩低于扭矩最小限值或高于扭矩最大限值。

系统烟限退出条件为发动机烟度限值喷油量与当前喷油量的差值低于第一阈值且持续持续时间超过第一时间阈值、发动机转速波动超过第二波动阈值且持续时间超过第二时间阈值、油门踏板开度波动超过第三波动阈值且持续时间超过第三时间阈值和发动机喷油量波动超过第四波动阈值且持续时间超过第四时间阈值。

EGR进气流量监控请求退出条件为激活EGR进气量监控请求时。

排气蝶阀控制退出的条件不为零即驾驶退出条件、系统退出条件、冷启动退出条件、发动机喷油及内部扭矩退出条件、系统烟限退出条件和EGR进气流量监控请求退出条件任意一个不为零；

排气蝶阀控制退出的条件为零驶退出条件、系统退出条件、冷启动退出条件、发动机喷油及内部扭矩退出条件、系统烟限退出条件和EGR进气流量监控请求退出条件均为零。

确定模块用于根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出。根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；

根据排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出的过程为：当排气蝶阀控制退出的条件不为零时，排气蝶阀控制目标值为排气蝶阀全开；当排气蝶阀控制退出的条件为零时，排气蝶阀控制目标值等于排气蝶阀目标开度值；根据排气蝶阀目标开度值计算排气蝶阀闭环控制输出值。

根据所述排气蝶阀目标开度值计算排气蝶阀闭环控制输出值包括根据排气蝶阀目标开度值计算PI调节参数、DT滤波、排气流量控制功能开启或关闭、最大控制开度、排气流量开环控制和排气蝶阀闭环控制输出。

PI调节参数的计算过程为：当发动机工作于正常模式时，选择基于发动机转速和油量查表计算基础系数，根据进气温度查表计算修正系数；所述基础系数乘以修正系数得到总系数；当发动机工作于再生模式时，选择基于发动机转速和油量查表计算基础系数，所述基础系数乘以相应PI参数；

DT滤波的计算过程为：选选择在不同发动机模式下的D和T调节参数值，经过大小信号选择后计算出对油量进行DT1滤波处理的D调节开度值和T值；

排气流量控制功能开启或关闭的计算过程为：选择在不同发动机模式下的迟滞流量限值，当发动机油量超过迟滞流量上限时，PCR控制的相对目标压力需要满足迟滞条件限值并且未激活PCR偏差控制状态；

最大控制开度的计算过程为：选择在不同发动机模式下发动机转速和油量，查表计算出排气蝶阀控制的最大开度限值；

排气流量开环控制的计算过程为：选择在不同发动机模式下PI调节参数组对据进气量偏差进行PI调节，将排气蝶阀目标开度值与D调节开度值相加得到排气蝶阀控制PID调节开度值；然后经过蝶阀开度最大和最小限值的处理，输出排气蝶阀控制输出值；

排气蝶阀闭环控制输出的计算过程为：根据发动机转速和PID调节控制的排气蝶阀控制开度查表计算出排气蝶阀闭环控制输出。

其中大小信号选择计算方法为：当输入大于大信号限值时，选择开度值为KdPos；当输入在大小信号限值之间时，选开度值为Kd；当输入小于小信号限值时，选择开度值为KdNeg。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种发动机排气蝶阀的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取第一参数模组，根据所述第一次参数模组计算排气蝶阀目标开度值；所述第一参数模组包括发动机运行模式和发动机运行时相关状态参数；

获取第二参数模组；根据所述第二参数模块计算排气蝶阀控制退出的条件；所述第二参数模块包括电源电压、油门踏板开度、离合器状态参数、环境参数和发动机相关参数和排气蝶阀状态参数；

根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据所述排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出。

2.根据权利要求1所述的一种发动机排气蝶阀的控制方法，其特征在于，根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据所述排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出的过程为：

当排气蝶阀控制退出的条件不为零时，排气蝶阀控制目标值为排气蝶阀全开；当排气蝶阀控制退出的条件为零时，排气蝶阀控制目标值等于排气蝶阀目标开度值；

根据所述排气蝶阀目标开度值计算排气蝶阀闭环控制输出值。

3.根据权利要求1所述的一种发动机排气蝶阀的控制方法，其特征在于，所述计算排气蝶阀目标开度值的过程包括计算正常模式下排气蝶阀基本控制值和计算不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值；

其中正常模式下排气蝶阀基本控制值的计算过程为：基于发动机进气量、EGR率目标稳态值和EGR率动态值之间的平衡系数，计算出所述平衡系数与1之间差值，所述差值乘以暖机工况下排气蝶阀控制限值。

4.根据权利要求3所述的一种发动机排气蝶阀的控制方法，其特征在于，所述计算不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值的过程为：

当发动机工作在正常模式时，不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值等于所述正常模式下排气蝶阀基本控制值；

当发动机工作在再生模式时，不同发动机模块下排气蝶阀基本控制值根据发动机转速，喷油量，进气量、EGR率目标稳态值和EGR动态值之间的平衡系数，结合发动机水温，进气温度和环境压力计算得到。

5.根据权利要求1所述的一种发动机排气蝶阀的控制方法，其特征在于，所述排气蝶阀控制退出的条件包括驾驶退出条件、系统退出条件、冷启动退出条件、发动机喷油及内部扭矩退出条件、系统烟限退出条件和EGR进气流量监控请求退出条件；

所述驾驶退出条件为当发动机处于倒拖工况、发动机处于倒拖工况且变速器换档瞬间或发动机长时间怠速且怠速时间超过一定时间限值时；

所述系统退出条件为激活进气流量漂移补偿或合理性校验功能时、空气系统故障时、大气压力低于一定阈值时、电瓶电压低于一定阈值时、进气温度低于一定阈值时、进气温度高于一定阈值时或者激活排气制动功能时；

所述冷启动退出条件为发动机水温低于一定阈值、发动机水温高于一定阈值或者发送机冷启动；

所述发动机喷油及内部扭矩退出条件为发动机当前喷油量低于喷油量最小限值或高于喷油量最大限值，或者发动机内部扭矩低于扭矩最小限值或高于扭矩最大限值；

所述系统烟限退出条件为发动机烟度限值喷油量与当前喷油量的差值低于第一阈值且持续持续时间超过第一时间阈值、发动机转速波动超过第二波动阈值且持续时间超过第二时间阈值、油门踏板开度波动超过第三波动阈值且持续时间超过第三时间阈值和发动机喷油量波动超过第四波动阈值且持续时间超过第四时间阈值；

所述EGR进气流量监控请求退出条件为激活EGR进气量监控请求时。

6.根据权利要求2所述的一种发动机排气蝶阀的控制方法，其特征在于，所述排气蝶阀控制退出的条件不为零即驾驶退出条件、系统退出条件、冷启动退出条件、发动机喷油及内部扭矩退出条件、系统烟限退出条件和EGR进气流量监控请求退出条件任意一个不为零；

所述排气蝶阀控制退出的条件为零驶退出条件、系统退出条件、冷启动退出条件、发动机喷油及内部扭矩退出条件、系统烟限退出条件和EGR进气流量监控请求退出条件均为零。

7.根据权利要求6所述的一种发动机排气蝶阀的控制方法，其特征在于，所述根据所述排气蝶阀目标开度值计算排气蝶阀闭环控制输出值包括根据排气蝶阀目标开度值计算PI调节参数、DT滤波、排气流量控制功能开启或关闭、最大控制开度、排气流量开环控制和排气蝶阀闭环控制输出。

8.根据权利要求6所述的一种发动机排气蝶阀的控制方法，其特征在于，所述PI调节参数的计算过程为：当发动机工作于正常模式时，选择基于发动机转速和油量查表计算基础系数，根据进气温度查表计算修正系数；所述基础系数乘以修正系数得到总系数；当发动机工作于再生模式时，选择基于发动机转速和油量查表计算基础系数，所述基础系数乘以相应PI参数；

所述DT滤波的计算过程为：选选择在不同发动机模式下的D和T调节参数值，经过大小信号选择后计算出对油量进行DT1滤波处理的D调节开度值和T值；

所述排气流量控制功能开启或关闭的计算过程为：选择在不同发动机模式下的迟滞流量限值，当发动机油量超过迟滞流量上限时，PCR控制的相对目标压力需要满足迟滞条件限值并且未激活PCR偏差控制状态；

所述最大控制开度的计算过程为：选择在不同发动机模式下发动机转速和油量，查表计算出排气蝶阀控制的最大开度限值；

所述排气流量开环控制的计算过程为：选择在不同发动机模式下PI调节参数组对据进气量偏差进行PI调节，将排气蝶阀目标开度值与D调节开度值相加得到排气蝶阀控制PID调节开度值；然后经过蝶阀开度最大和最小限值的处理，输出排气蝶阀控制输出值；

所述排气蝶阀闭环控制输出的计算过程为：根据发动机转速和PID调节控制的排气蝶阀控制开度查表计算出排气蝶阀闭环控制输出。

9.根据权利要求8所述的一种发动机排气蝶阀的控制方法，其特征在于，所述大小信号选择计算方法为：

当输入大于大信号限值时，选择开度值为KdPos；

当输入在大小信号限值之间时，选开度值为Kd；

当输入小于小信号限值时，选择开度值为KdNeg。

10.一种发动机排气蝶阀的控制系统，其特征在于，包括第一获取计算模块、第二获取计算模块和确定模块；

所述第一获取计算模块用于获取第一参数模组，根据所述第一次参数模组计算排气蝶阀目标开度值；所述第一参数模组包括发动机运行模式和发动机运行时相关状态参数；

所述第二获取模块用于获取第二参数模组；根据所述第二参数模块计算排气蝶阀控制退出的条件；所述第二参数模块包括电源电压、油门踏板开度、离合器状态参数、环境参数和发动机相关参数和排气蝶阀状态参数；

所述确定模块用于根据排气蝶阀控制退出的条件确定排气蝶阀控制目标值；根据所述排气蝶阀控制目标值确定排气蝶阀闭环控制输出。

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