CN113006952A - 一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法及装置 - Google Patents

一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了废气再循环系统动态延迟时间的计算方法及装置,该方法包括:根据预定义的负荷表获取与当前负荷对应的基础动态延迟系数;根据当前发动机转速对基础动态延迟系数进行一次修正,得到第一动态延迟系数;根据理想EGR率和当前EGR率对所述第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数;根据发动机进气系统管道长度计算出运输延迟时间;根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间;根据所述第二动态延迟系数、所述运输延迟时间和所述真空度延迟时间,计算出EGR动态延迟时间。本技术方案能够通过得到的EGR动态延迟时间进行计算获取EGR率,从而提高发动机缸内气体的EGR率的计算结果准确率,从而提高发动机性能。

Description

一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法及装置
技术领域
本发明涉及发动机控制技术领域,尤其涉及一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法及装置。
背景技术
EGR(Exhaust Gas Recirculation,废气再循环)技术是目前发动机节能减排的热点技术,在实际应用时,废气再循环系统中的新鲜空气流量受混合阀控制,EGR气体流量受EGR阀控制,其在混合腔混合后成为新鲜空气与EGR气体的混合气体,该气体中EGR气体的比率,即EGR率是影响燃烧过程的关键参数。
但是本发明技术人员在研究中发现,由于进气系统管路较长,利用混合阀/EGR阀控制EGR率的混合后气体需要一定时间才能到达发动机气缸内参与燃烧。并且混合阀执行动作后,混合处的真空度建立也需要一定时间,致使混合点处的EGR率变化相较于EGR阀/混合阀的动作也存在延迟。这就使得发动机在动态过程中,混合腔内的EGR率与气缸内的EGR率在时间上不同步,即存在动态延迟时间,这就会导致发动机动态过程中的EGR率计算滞后严重,无法准确计算发动机当前时刻实际进入气缸的EGR气体量,难以充分发挥EGR的节油效果,直接影响到该技术在实车上的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法及装置,能够提高发动机缸内气体的EGR率的计算结果准确率,以实现发动机扭矩、空燃比的精确控制,提高发动机性能。
为了解决上述技术问题,本发明第一方面公开了废气再循环系统动态延迟时间的计算方法,其特征在于,所述系统包括混合阀、EGR阀和混合腔,所述混合阀输出的新鲜空气与所述EGR阀输出的EGR气体在所述混合腔中进行混合后输出至压气机,所述方法包括:
根据预定义的负荷表获取与当前负荷对应的基础动态延迟系数,所述负荷表中记录了负荷与基础延迟系数的关联关系;
根据当前发动机转速对所述基础动态延迟系数进行一次修正,得到第一动态延迟系数;
根据理想EGR率和当前EGR率对所述第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数;
根据发动机进气系统管道长度计算出运输延迟时间;
根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间;
根据所述第二动态延迟系数、所述运输延迟时间和所述真空度延迟时间,计算出EGR动态延迟时间。
作为可选的实施方式,根据理想EGR率和当前EGR率对所述第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数,包括:
根据当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度计算理想EGR率;
根据下式计算当前EGR控制实现度:
Xegr=1-(Regrtarget-min(Regrtarget,Regract))/Regrtarget
根据下式计算第二动态延迟系数:
α=αbase*N*CUR(Xegr);
其中,Xegr为当前EGR控制实现度,Regrtarget为理想EGR率,Regract为当前EGR率,α为第二动态延迟系数,N为当前发动机转速,CUR为修正函数,αbase为动态延迟系数。
作为可选的实施方式,所述根据发动机进气系统管道长度计算出运输延迟时间,包括:
根据预定义的发动机的转速、负荷与发动机的等效平均流速值的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值;
将所述发动机的进气系统管路长度除以所述当前发动机的等效平均流速值,得到运输延迟时间。
作为可选的实施方式,所述根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间,包括:
根据下式计算当前发动机空气流量:
mf=m0*N/120*μ;
根据下式计算混合阀的动作步长:
dθ=(θtargetactual);
根据计算获得的mf、dθ查询空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,获取与所述当前发动机的空气流量、所述当前混合阀开度和所述混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间;
其中,mf为当前发动机空气流量,μ为发动机充气效率,m0为当前负荷,N为当前发动机转速,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为混合阀目标开度,θactual为当前混合阀开度。
作为可选的实施方式,所述从预定义的存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱中,获取与所述当前发动机的空气流量、所述当前混合阀开度和所述混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间之后,还包括:
当所述混合阀的动作步长变化时,基于所述混合阀的动作步长的变化曲线对所述真空度延迟时间进行修正。
作为可选的实施方式,通过所述第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空延迟时间,计算EGR动态延迟时间,包括:
根据下式计算EGR动态延迟时间:
T=αT1+(1-α)T2;
T为EGR动态延迟时间,α为第二动态延迟系数,T1为运输延迟时间,T2为真空度延迟时间。
本发明第二方面公开了废气再循环系统动态延迟时间的计算装置,所述装置应用在废气再循环系统中,所述系统包括混合阀、EGR阀和混合腔,所述混合阀输出的新鲜空气与所述EGR阀输出的EGR气体在所述混合腔中进行混合后输出至压气机,所述装置包括:
延迟系数获取模块,用于根据预定义的负荷表获取与当前负荷对应的基础动态延迟系数,对所述基础动态延迟系数进行一次修正,得到第一动态延迟系数;对所述第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数;
第一延迟因素模块,用于根据发动机的进气系统管道长度计算出运输延迟时间;
第二延迟因素模块,用于根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间;
动态延迟时间模块,用于根据所述第二动态延迟系数、所述运输延迟时间和所述真空度延迟时间,计算EGR动态延迟时间。
作为可选的实施方式,所述第一延迟因素模块模块包括:
第一计算单元,用于根据预定义的发动机的转速、负荷与发动机的等效平均流速值的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值;
第二计算单元,用于将所述发动机的进气系统管路长度除以所述当前发动机的等效平均流速值,得到运输延迟时间。
作为可选的实施方式,所述第二延迟因素模块包括:
第三计算单元,用于根据下式计算当前发动机空气流量:
mf=m0*N/120*μ;
根据下式计算混合阀的动作步长:
dθ=(θtargetactual);
第四计算单元,用于根据计算获得的mf、dθ查询空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,获取与所述当前发动机的空气流量、所述当前混合阀开度和所述混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间;
其中,mf为当前发动机空气流量,μ为发动机充气效率,m0为当前负荷,N为当前发动机转速,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为混合阀目标开度,θactual为当前混合阀开度。
作为可选的实施方式,所述动态延迟时间模块实现为:将所述第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间代入公式计算得到EGR动态延迟时间,所述公式为:T=αT1+(1-α)T2;
T为EGR动态延迟时间,α为第二动态延迟系数,T1为运输延迟时间,T2为真空度延迟时间。
本发明第三方面公开了另一种废气再循环系统动态延迟时间的计算装置,所述装置包括:
存储有可执行程序代码的存储器;
与所述存储器耦合的处理器;
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码,执行本发明第一方面任一所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法。
本发明第四方面公开了计算机存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机指令,所述计算机指令被调用时,用于执行本发明第一方面任一所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
实施本发明能够通过计算出的运输延迟时间、真空度延迟时间以及动态延迟系数获取EGR动态延迟时间,并通过EGR动态延迟时间对EGR率的计算进行时延,从而提高发动机缸内气体的EGR率的计算结果准确率,以实现发动机扭矩、空燃比的精确控制,从而提高发动机性能和利用率,达到了节能减排的作用。
附图说明
图1为本发明实施例公开的一种车辆发动机的结构示意图;
图2为本发明实施例公开的一种废气再循环系统状态趋势图;
图3为本发明实施例公开的一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法的流程示意图;
图4为本发明实施例公开的另一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法的流程示意图;
图5为本发明实施例公开的一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法流程框图;
图6为本发明实施例公开的一种废气再循环系统动态延迟时间的计算装置的结构示意图;
图7是本发明实施例公开的又一种废气再循环系统动态延迟时间的计算装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解和实施,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。
本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
本发明实施例公开了一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法及装置,能够提高发动机缸内气体的EGR率的计算结果准确率,以实现发动机扭矩、空燃比的精确控制,从而提高发动机性能和利用率,达到了节能减排的作用。以下分别进行详细说明。
在废气再循环系统中,将新鲜空气(其流量受混合阀控制)与EGR气体(其流量受EGR阀控制)在混合腔混合后成为新鲜空气与EGR气体的混合气,该气体中EGR气体的比率,即EGR率是影响燃烧过程的关键参数。由于:进气系统管路较长,利用混合阀或EGR阀控制EGR率的混合后气体需要一定时间才能到达发动机气缸内,参与燃烧;并且,在混合阀动作后,混合处的真空度建立也需要一定时间,致使混合点处的EGR率变化相较于EGR阀或混合阀的动作也存在延迟;这使得发动机在动态过程中,如图2所示,混合腔内的EGR率与气缸内的EGR率会由于真空度延迟时间或气体运输延迟时间存在时间不同步差异的,即存在动态延迟时间,这是废气再循环系统的主要控制难点之一。
可选的,车辆发动机的结构可以如图1所示,车辆的发动机主要包括:混合阀1、EGR阀2,混合腔3、压气机4和发动机气缸9。混合阀1输出端与EGR阀2的输出端连接至混合腔3,混合阀3的输出端与压气机4的输入端连接。在实际使用时,将由混合阀1输出的新鲜空气与EGR阀2输出的EGR气体在混合腔3中进行混合后输出至压气机4。该发动机还包括与EGR阀2输入端依次串联的EGR阀中冷器5和催化器6。以及与压气机4的其中一个输出端连接的涡轮7和另一个输出端连接的节气门8,节气门8与发动机气缸9连通。
需要说明的是,对于其他可以将新鲜空气(其流量受混合阀控制)与EGR气体(其流量受EGR阀控制)在混合腔混合后成为新鲜空气与EGR气体的混合气的发动机结构,本发明不做限定。
实施例一
请参阅图3,图3为本发明实施例公开的一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法的流程示意图。其中,图3所描述的方法可以应用于废气再循环系统中,该废气再循环系统包括混合阀、EGR阀和混合腔,混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体在混合腔中进行混合后输出至压气机,其中,对于其他具有可以将混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体进行混合的结构或系统,本发明实施例不做限定。如图3所示,该废气再循环系统动态延迟时间的计算方法可以包括以下操作:
101、根据预定义的负荷表获取与当前负荷对应的基础动态延迟系数,所述负荷表中记录了负荷与基础延迟系数的关联关系;根据当前发动机转速对基础动态延迟系数进行一次修正,得到第一动态延迟系数;根据理想EGR率和当前EGR率对动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数。
由于,EGR动态延迟时间受运输延迟时间和真空度延迟时间影响,所以需要判定在未来一定的时间内(例如0.5s)主导EGR率控制延迟的主要因素,是由EGR气体在进气管道里的运输过程影响,还是由EGR气体与空气在混合腔中的真空度建立过程影响,从而引出了动态延迟系数作为判断依据。从负荷表的负荷与基础延迟系数关联关系中,获取当前负荷对应的基础延迟参数,获取的方式可以通过如下的查表的方式进行获取:
αbase=MAPα(Load,Loadtarget);
其中,MAPα为存储有负荷与基础延迟系数关联关系的负荷表,Load为负荷,Loadtarget为当前负荷,αbase为基础延迟参数。
该查表的方式可以事先同负荷表一同预定义在发动机控制器(EPU)中。
为了使得动态延迟系数的准确率更高,还采集当前发动机转速,根据当前发动机转速对基础延迟参数进行修正生成动态延迟系数。
由于发动机从当前负荷变化到目标负荷可能会经历节气门负荷控制、增压器负荷控制两种过程,但这两种过程的持续时间受转速影响是不一致的,所以上述基础动态延迟系数需要经过转速的修正,得到转速修正后的动态延迟系数abase*N,修正方式可以通过如下公式实现:
αbase*N=αbase*CUR(N)=MAPα(Load,Loadtarget)*CUR(N)
其中,CUR为修正函数,可以参照现有技术实现,N为当前发动机转速。
可选的,当前发动机转速的采集方式可以通过发动机控制器进行实时采集,也可以通过现有的发动机转速采集装置进行更加精准的采集,在此不进行限定。
作为一种可选的实施方式,如果当前工况下发动机已经在使用EGR,那么需要纳入计算的延迟会减少,为了使得计算结果更加准确,还对动态延迟系数进行二次修正:
首先检测检测当前发动机是否在执行EGR操作,检测的方式可以通过于发动机的控制器进行反馈交互实现,当检测到发动机在执行EGR操作时,则获取当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度计算理想EGR率Regrtarget,该计算理想EGR率的方法属于现有技术,在此不进行赘述。当没有检测到发动机在执行EGR操作时,则暂时不作此操作,跳转至下一步骤。
获取当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度方式为:
在废气再循环系统中,EGR阀和混合阀处设置有压差传感器和阀开度传感器,在EGR阀的进气口与EGR阀的中冷器之间设置有温度传感器。
通过发动机控制器控制EGR阀处的压差传感器采集EGR阀在不同阀开度下的EGR阀前后的压差。
通过发动机控制器控制混合阀处的阀开度传感器采集混合阀的阀开度,需要说明的是,当前混合阀开度可以制造引入EGR气体所需要的真空度,并且混合阀开度越小,能够制造的真空度越大。
通过发动机控制器控制EGR阀处的阀开度传感器采集EGR阀的阀开度,需要说明的是,EGR阀用于直接控制EGR气体的流通截面积,从而直接控制EGR气体流量,EGR阀的阀开度越大流通面积越大,则EGR气体流量越大。
通过发动机控制器控制基于EGR中冷器后的温度传感器采集EGR阀在不同阀开度下的EGR阀的进气管道的温度值。
需要说明的是,温度传感器、压差传感器同一时间针对的是同一EGR阀开度。并且,对于温度传感器和压差传感器的采集动作可以事先与上述的步骤101中的当前负荷一同采集,也可以分段式根据发动机控制器的运行状态进行采集,在此不对发动机各参数的采集顺序作出限定。
再将计算出的EGR理想率和当前EGR率Regract代入如下公式,计算得到当前的EGR控制实现度。
当前EGR率的计算方式可以参照现有技术实现。例如,可选的,检测发动机的进气压力和进气温度,根据实际体积流量、进气压力、进气温度和气体的气体常数得到气体的物质的量,再根据进入发动机气缸的新鲜空气的流量和空气摩尔质量得到进入发动机气缸的新鲜空气的物质的量,根据气体的物质的量和新鲜空气的物质的量得到EGR率。
该EGR控制实现度的计算公式为:
Xegr=1-(Regrtarget-min(Regrtarget,Regract))/Regrtarget
其中,Xegr为当前EGR控制实现度,Regrtarget为理想EGR率,Regract为当前EGR率。
将当前EGR控制实现度代入公式对所述第一动态延迟系数进行二次修正得到第二动态延迟系数,该公式为:
α=αbase*N*CUR(Xegr)
其中,α为第二动态延迟系数,N为当前发动机转速,CUR为修正函数,abase为动态延迟系数。
102、根据发动机的进气系统管道长度计算出运输延迟时间。
由于在废气再循环系统中,由于进气管路形状变化,温度、压力也在发生变化,所以实际各点的流速是不一样的,但是在特定工况下,气体流过整个系统的时间是一定的,所以可以认为气体流过进气系统的等效平均流速是一定的。可选的,对于等效平均流速的获取方式可以从预定义的存储有发动机的转速、负荷与发动机的等效平均流速值的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值,其中,该脉谱中的数据通过发动机在开发过程的标定实验得到。
获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值的方式可以通过如下查表的方式进行获取。
Vf=MAPvf(N,Load)
其中,Vf为等效平均流速值,N为当前发动机转速,Load为当前负荷。
该查表的方式可以事先同脉谱一同预定义在发动机控制器(EPU)中。
将发动机进气系统管路长度除以等效平均流速值,得到运输延迟时间,即:
T1=L/Vf
其中,T1为运输延迟时间,L为发动机进气系统管路长度,Vf为等效平均流速值。
103、根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间。
将当前发动机转速和当前负荷代入公式计算当前发动机的空气流量,公式为:
mf=m0*N/120*μ
其中,mf为当前发动机的空气流量,μ为发动机充气效率,m0为当前负荷,N为当前发动机转速;
将当前混合阀开度和混合阀目标开度代入公式,计算出接下来一段时间,例如0.2s的混合阀的动作步长,所述公式为:
dθ=(θtargetactual);
其中,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为混合阀目标开度,θactual为混合阀开度。
获取当前发动机转速、当前负荷、当前混合阀开度和混合阀目标开度的方式可以参照上述步骤的通过与发动机控制器之间的交互实现。
从预定义的存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机的空气流量、当前混合阀开度和混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间,其中,该脉谱中的数据通过发动机在开发过程的标定实验得到。
可选的,获取当前发动机的空气流量的方式可以通过设置在混合阀前的气体流量检测装置进行获取,也可以通过与发动机控制器的交互获取,在本发明中不作限定。
获取与当前发动机的空气流量、当前混合阀开度和混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间以如下查表的方式进行获取。
T2=MAPTbase(mf,θtarget)*dθ
其中,MAPTbase为存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,mf,当前发动机的空气流量,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为当前混合阀开度,T2为真空度延迟时间。
需要说明的是,步骤102和步骤103的执行顺序可以实现为依次执行,在其他实现方式中,也可以同步执行或倒叙执行,或者还可以与步骤101一同执行,在本发明中不对步骤102和步骤103的执行顺序作出限定。
104、通过第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间,计算EGR动态延迟时间。
将上述计算得到的第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间代入公式计算得到EGR动态延迟时间,公式为:
T=αT1+(1-α)T2;
其中,T为EGR动态延迟时间,α为第二动态延迟系数,T1为运输延迟时间,T2为真空度延迟时间。
该EGR动态延迟时间可以表示由于发动机转速、负荷、混合阀开度、EGR阀开度变化引起的EGR率变化从混合腔到达气缸内需要的时间,从而能够提高发动机缸内气体的EGR率的计算结果准确率,以实现发动机扭矩、空燃比的精确控制,从而提高发动机性能和利用率,达到了节能减排的作用。
实施例二
请参阅图4,图4所描述的方法可以应用于废气再循环系统中,该废气再循环系统包括混合阀、EGR阀和混合腔,混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体在混合腔中进行混合后输出至压气机,其中,对于其他具有可以将混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体进行混合的结构或系统本发明实施例不做限定。如图4所示,该废气再循环系统动态延迟时间的计算方法可以包括以下操作:
201、根据预定义的负荷表获取与当前负荷对应的基础动态延迟系数,所述负荷表中记录了负荷与基础延迟系数的关联关系;根据当前发动机转速对基础动态延迟系数进行一次修正,得到第一动态延迟系数;根据理想EGR率和当前EGR率对第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数。
由于,EGR动态延迟时间受运输延迟时间和真空度延迟时间影响,所以需要判定在未来一定的时间内(例如0.5s)主导EGR率控制延迟的主要因素,是由EGR气体在进气管道里的运输过程影响,还是由EGR气体与空气在混合腔中的真空度建立过程影响,从而引出了动态延迟系数作为判断依据。从负荷表的负荷与基础延迟系数关联关系中,获取当前负荷对应的基础延迟参数,获取的方式可以通过如下的查表的方式进行获取:
αbase=MAPα(Load,Loadtarget);
其中,MAPα为存储有负荷与基础延迟系数关联关系的负荷表,Load为负荷,Loadtarget为当前负荷,αbase为基础延迟参数。
该查表的方式可以事先同负荷表一同预定义在发动机控制器(EPU)中。
为了使得动态延迟系数的准确率更高,还采集当前发动机转速,根据当前发动机转速对基础延迟参数进行修正生成动态延迟系数。
由于发动机从当前负荷变化到目标负荷可能会经历节气门负荷控制、增压器负荷控制两种过程,但这两种过程的持续时间受转速影响是不一致的,所以上述基础动态延迟系数需要经过转速的修正,得到转速修正后的动态延迟系数abase*N,修正方式可以通过如下公式实现:
αbase*N=αbase*CUR(N)=MAPα(Load,Loadtarget)*CUR(N)
其中,CUR为修正函数,可以参照现有技术实现,N为当前发动机转速。
可选的,当前发动机转速的采集方式可以通过发动机控制器进行实时采集,也可以通过现有的发动机转速采集装置进行更加精准的采集,在此不进行限定。
作为一种可选的实施方式,如果当前工况下发动机已经在使用EGR,那么需要纳入计算的延迟会减少,为了使得计算结果更加准确,还对动态延迟系数进行二次修正:
首先检测检测当前发动机是否在执行EGR操作,检测的方式可以通过于发动机的控制器进行反馈交互实现,当检测到发动机在执行EGR操作时,则获取当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度计算理想EGR率Regrtarget,该计算理想EGR率的方法属于现有技术,在此不进行赘述。当检测到发动机没有执行EGR操作,则暂时不作操作跳转至下一步骤。
获取当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度方式为:
在废气再循环系统中,EGR阀和混合阀处设置有压差传感器和阀开度传感器,在EGR阀的进气口与EGR阀的中冷器之间设置有温度传感器。
通过发动机控制器控制EGR阀处的压差传感器采集EGR阀在不同阀开度下的EGR阀前后的压差。
通过发动机控制器控制混合阀处的阀开度传感器采集混合阀的阀开度,需要说明的是,当前混合阀开度可以制造引入EGR气体所需要的真空度,并且混合阀开度越小,能够制造的真空度越大。
通过发动机控制器控制EGR阀处的阀开度传感器采集EGR阀的阀开度,需要说明的是,EGR阀用于直接控制EGR气体的流通截面积,从而直接控制EGR气体流量,EGR阀的阀开度越大流通面积越大,则EGR气体流量越大。
通过发动机控制器控制基于EGR中冷器后的温度传感器采集EGR阀在不同阀开度下的EGR阀的进气管道的温度值。
需要说明的是,温度传感器、压差传感器同一时间针对的是同一EGR阀开度。并且,对于温度传感器和压差传感器的采集动作可以事先与上述的步骤101中的当前负荷一同采集,也可以分段式根据发动机控制器的运行状态进行采集,在此不对发动机各参数的采集顺序作出限定。
再将计算出的EGR理想率和当前EGR率Regract代入如下公式,计算得到当前的EGR控制实现度。
当前EGR率的计算方式可以参照现有技术实现。例如,可选的,检测发动机的进气压力和进气温度,根据实际体积流量、进气压力、进气温度和气体的气体常数得到气体的物质的量,再根据进入发动机气缸的新鲜空气的流量和空气摩尔质量得到进入发动机气缸的新鲜空气的物质的量,根据气体的物质的量和新鲜空气的物质的量得到EGR率。
该EGR控制实现度的计算公式为:
Xegr=1-(Regrtarget-min(Regrtarget,Regract))/Regrtarget
其中,Xegr为当前EGR控制实现度,Regrtarget为理想EGR率,Regract为当前EGR率。
将当前EGR控制实现度代入公式对所述第一动态延迟系数进行二次修正得到第二动态延迟系数,该公式为:
α=αbase*N*CUR(Xegr)
其中,α为第二动态延迟系数,N为当前发动机转速,CUR为修正函数,abase为动态延迟系数。
202、根据发动机的进气系统管道长度计算出运输延迟时间。
由于在废气再循环系统中,由于进气管路形状变化,温度、压力也在发生变化,所以实际各点的流速是不一样的,但是在特定工况下,气体流过整个系统的时间是一定的,所以可以认为气体流过进气系统的等效平均流速是一定的。可选的,对于等效平均流速的获取方式可以从预定义的存储有发动机的转速、负荷与发动机的等效平均流速值的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值,其中,该脉谱中的数据通过发动机在开发过程的标定实验得到。
获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值的方式可以通过如下查表的方式进行获取。
Vf=MAPvf(N,Load);
其中,Vf为等效平均流速值,N为发动机的转速,Load为负荷。
该查表的方式可以事先同脉谱一同预定义在发动机控制器(EPU)中。
将发动机进气系统管路长度除以等效平均流速值,得到运输延迟时间,即:
T1=L/Vf
其中,T1为运输延迟时间,L为发动机进气系统管路长度,Vf为等效平均流速值。
203、根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间。
将当前发动机转速和当前负荷代入公式计算当前发动机的空气流量,公式为:
mf=m0*N/120*μ
其中,mf为当前发动机的空气流量,μ为发动机充气效率,m0为当前负荷,N为当前发动机转速;
将当前混合阀开度和混合阀目标开度代入公式,计算出接下来一段时间,例如0.2s的混合阀的动作步长,所述公式为:
dθ=(θtargetactual);
其中,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为混合阀目标开度,θactual为混合阀开度。
获取当前发动机转速、当前负荷、当前混合阀开度和混合阀目标开度的方式可以参照上述步骤的通过与发动机控制器之间的交互实现。
从预定义的存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机的空气流量、当前混合阀开度和混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间,其中,该脉谱中的数据通过发动机在开发过程的标定实验得到。
可选的,获取当前发动机的空气流量的方式可以通过设置在混合阀前的气体流量检测装置进行获取,也可以通过与发动机控制器的交互获取,在本发明中不作限定。
获取与当前发动机的空气流量、当前混合阀开度和混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间以如下查表的方式进行获取。
T2=MAPTbase(mf,θtarget)*dθ;
其中,MAPTbase存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,mf,当前发动机的空气流量,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为当前混合阀开度,T2为真空度延迟时间。
需要说明的是,步骤102和步骤103的执行顺序可以实现为依次执行,在其他实现方式中,也可以同步执行或倒叙执行,或者还可以与步骤101一同执行,在本发明中不对步骤102和步骤103的执行顺序作出限定。
204、当混合阀的动作步长变化时,基于混合阀的动作步长的变化曲线对真空度延迟时间进行修正。
可选的,可以通过如下公式进行修正:
T2=MAPTbase(mf,θtarget)*CURfac(dθ);
其中,MAPTbase为存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,mf,当前发动机的空气流量,fac(dθ)为混合阀的动作步长的变化曲线,θtargett为当前混合阀开度,T2为真空度延迟时间,CUR为修正函数。
上式中,混合阀的动作步长的变化曲线可以通过发动机控制实时对混合阀的动作步长进行采集并自动根据曲线生成算法生成曲线。
205、通过第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间,计算EGR动态延迟时间。
将上述计算得到的第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间代入公式计算得到EGR动态延迟时间,公式为:
T=αT1+(1-α)T2;
T为EGR动态延迟时间,α为第二动态延迟系数,T1为运输延迟时间,T2为真空度延迟时间。
该EGR动态延迟时间可以表示由于发动机转速、负荷、混合阀开度、EGR阀开度变化引起的EGR率变化从混合腔到达气缸内需要的时间。
示例性地,在实际应用中,将上述不考虑动态延迟过程的当前EGR率进行时延,时延的具体大小为上述步骤所计算的动态延迟时间,时延后的EGR率即为考虑了动态延迟过程的EGR率,将该EGR率应用于其他已有的发动机控制功能,能够提高发动机性能和利用率。
实施例三
请参阅图5,图5为本发明实施例公开的一种EGR动态延迟时间的计算流程框图。其中,图5所描述的方法可以应用在废气再循环系统,该废气再循环系统包括混合阀、EGR阀和混合腔,混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体在混合腔中进行混合后输出至压气机,其中,对于其他具有可以将混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体进行混合的结构或系统本发明实施例不做限定。如图所示,具体实现为如下步骤:
步骤(1):首先根据预定义的负荷表获取与当前负荷对应的基础动态延迟系数,所述负荷表中记录了负荷与基础延迟系数的关联关系;根据当前发动机转速对基础动态延迟系数进行一次修正,得到第一动态延迟系数;根据理想EGR率和当前EGR率对第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数。
由于,EGR动态延迟时间受运输延迟时间和真空度延迟时间影响,所以需要判定在未来一定的时间内(例如0.5s)主导EGR率控制延迟的主要因素,是由EGR气体在进气管道里的运输过程影响,还是由EGR气体与空气在混合腔中的真空度建立过程影响,从而引出了动态延迟系数作为判断依据。从负荷表的负荷与基础延迟系数关联关系中,获取当前负荷对应的基础延迟参数,获取的方式可以通过如下的查表的方式进行获取:
αbase=MAPα(Load,Loadtarget);
其中,MAPα为存储有负荷与基础延迟系数关联关系的负荷表,Load为负荷,Loadtarget为当前负荷,αbase为基础延迟参数。
该查表的方式可以事先同负荷表一同预定义在发动机控制器(EPU)中。
为了使得动态延迟系数的准确率更高,还采集当前发动机转速,根据当前发动机转速对基础延迟参数进行修正生成动态延迟系数。
由于发动机从当前负荷变化到目标负荷可能会经历节气门负荷控制、增压器负荷控制两种过程,但这两种过程的持续时间受转速影响是不一致的,所以上述基础动态延迟系数需要经过转速的修正,得到转速修正后的动态延迟系数abase*N,修正方式可以通过如下公式实现:
αbase*N=αbase*CUR(N)=MAPα(Load,Loadtarget)*CUR(N)
其中,CUR为修正函数,可以参照现有技术实现,N为当前发动机转速。
可选的,当前发动机转速的采集方式可以通过发动机控制器进行实时采集,也可以通过现有的发动机转速采集装置进行更加精准的采集,在此不进行限定。
作为一种可选的实施方式,如果当前工况下发动机已经在使用EGR,那么需要纳入计算的延迟会减少,为了使得计算结果更加准确,还对动态延迟系数进行二次修正:
首先检测检测当前发动机是否在执行EGR操作,检测的方式可以通过于发动机的控制器进行反馈交互实现,当检测到发动机在执行EGR操作时,则获取当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度计算理想EGR率Regrtarget,该计算理想EGR率的方法属于现有技术,在此不进行赘述。当没有检测到发动机在执行EGR操作时,则暂时不作此操作,跳转至下一步骤。
获取当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度方式为:
在废气再循环系统中,EGR阀和混合阀处设置有压差传感器和阀开度传感器,在EGR阀的进气口与EGR阀的中冷器之间设置有温度传感器。
通过发动机控制器控制EGR阀处的压差传感器采集EGR阀在不同阀开度下的EGR阀前后的压差。
通过发动机控制器控制混合阀处的阀开度传感器采集混合阀的阀开度,需要说明的是,当前混合阀开度可以制造引入EGR气体所需要的真空度,并且混合阀开度越小,能够制造的真空度越大。
通过发动机控制器控制EGR阀处的阀开度传感器采集EGR阀的阀开度,需要说明的是,EGR阀用于直接控制EGR气体的流通截面积,从而直接控制EGR气体流量,EGR阀的阀开度越大流通面积越大,则EGR气体流量越大。
通过发动机控制器控制基于EGR中冷器后的温度传感器采集EGR阀在不同阀开度下的EGR阀的进气管道的温度值。
需要说明的是,温度传感器、压差传感器同一时间针对的是同一EGR阀开度。并且,对于温度传感器和压差传感器的采集动作可以事先与上述的步骤101中的当前负荷一同采集,也可以分段式根据发动机控制器的运行状态进行采集,在此不对发动机各参数的采集顺序作出限定。
再将计算出的EGR理想率和当前EGR率Regract代入如下公式,计算得到当前的EGR控制实现度。
当前EGR率的计算方式可以参照现有技术实现。例如,可选的,检测发动机的进气压力和进气温度,根据实际体积流量、进气压力、进气温度和气体的气体常数得到气体的物质的量,再根据进入发动机气缸的新鲜空气的流量和空气摩尔质量得到进入发动机气缸的新鲜空气的物质的量,根据气体的物质的量和新鲜空气的物质的量得到EGR率。
该EGR控制实现度的计算公式为:
Xegr=1-(Regrtarget-min(Regrtarget,Regract))/Regrtarget
其中,Xegr为当前EGR控制实现度,Regrtarget为理想EGR率,Regract为当前EGR率。
将当前EGR控制实现度代入公式对所述第一动态延迟系数进行二次修正得到第二动态延迟系数,该公式为:
α=αbase*N*CUR(Xegr)
其中,α为第二动态延迟系数,N为当前发动机转速,CUR为修正函数,abase为动态延迟系数。
由于在废气再循环系统中,由于进气管路形状变化,温度、压力也在发生变化,所以实际各点的流速是不一样的,但是在特定工况下,气体流过整个系统的时间是一定的,所以可以认为气体流过进气系统的等效平均流速是一定的。可选的,对于等效平均流速的获取方式可以从预定义的存储有发动机的转速、负荷与发动机的等效平均流速值的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值,其中,该脉谱中的数据通过发动机在开发过程的标定实验得到。
步骤(2):获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值的方式可以通过如下查表的方式进行获取。
Vf=MAPvf(N,Load)
其中,Vf为等效平均流速值,N为当前发动机转速,Load为当前负荷。
该查表的方式可以事先同脉谱一同预定义在发动机控制器(EPU)中。
步骤(3):将发动机进气系统管路长度除以等效平均流速值,得到运输延迟时间,即:
T1=L/Vf
其中,T1为运输延迟时间,L为发动机进气系统管路长度,Vf为等效平均流速值。
步骤(4)将当前发动机转速和当前负荷代入公式计算当前发动机的空气流量,公式为:
mf=m0*N/120*μ
其中,mf为当前发动机的空气流量,μ为发动机充气效率,m0为当前负荷,N为当前发动机转速;
步骤(5):将当前混合阀开度和混合阀目标开度代入公式,计算出接下来一段时间,例如0.2s的混合阀的动作步长,所述公式为:
dθ=(θtargetactual);
其中,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为混合阀目标开度,θactual为混合阀开度。
获取当前发动机转速、当前负荷、当前混合阀开度和混合阀目标开度的方式可以参照上述步骤的通过与发动机控制器之间的交互实现。
步骤(6):从预定义的存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机的空气流量、当前混合阀开度和混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间,其中,该脉谱中的数据通过发动机在开发过程的标定实验得到。
可选的,获取当前发动机的空气流量的方式可以通过设置在混合阀前的气体流量检测装置进行获取,也可以通过与发动机控制器的交互获取,在本发明中不作限定。
获取与当前发动机的空气流量、当前混合阀开度和混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间以如下查表的方式进行获取。
T2=MAPTbase(mf,θtarget)*dθ
其中,MAPTbase为存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,mf,当前发动机的空气流量,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为当前混合阀开度,T2为真空度延迟时间。
步骤(7):通过第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间,计算EGR动态延迟时间。
将上述计算得到的第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间代入公式计算得到EGR动态延迟时间,公式为:
T=αT1+(1-α)T2;
其中,T为EGR动态延迟时间,α为第二动态延迟系数,T1为运输延迟时间,T2为真空度延迟时间。
需要说明的是,本实施例的步骤(1)-步骤(7)的实现顺序仅仅是一种实施方式,对于可以实现最终获取的EGR动态延迟时间一致的步骤顺序,本发明不做限定。
该EGR动态延迟时间可以表示由于发动机转速、负荷、混合阀开度、EGR阀开度变化引起的EGR率变化从混合腔到达气缸内需要的时间,从而能够提高发动机缸内气体的EGR率的计算结果准确率,以实现发动机扭矩、空燃比的精确控制,从而提高发动机性能和利用率,达到了节能减排的作用。
实施例四
请参阅图6,图6为本发明实施例公开的一种废气再循环系统动态延迟时间的计算装置的结构示意图。其中,图6所描述的装置可以应用在废气再循环系统,该废气再循环系统包括混合阀、EGR阀和混合腔,混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体在混合腔中进行混合后输出至压气机,其中,对于其他具有可以将混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体进行混合的结构或系统本发明实施例不做限定。如图6所示,该装置可以包括:
延迟系数获取模块301,用于根据预定义的负荷表获取与当前负荷对应的基础动态延迟系数,所述负荷表中记录了负荷与基础延迟系数的关联关系;根据当前发动机转速对基础动态延迟系数进行一次修正,得到第一动态延迟系数;根据理想EGR率和当前EGR率对第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数。
第一延迟因素模块302,用于根据发动机的进气系统管道长度计算出运输延迟时间。
第二延迟因素模块303,用于根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间。
动态延迟时间模块304,用于通过第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间,计算EGR动态延迟时间。
可选的,由于,EGR动态延迟时间受运输延迟时间和真空度延迟时间影响,所以需要判定在未来一定的时间内(例如0.5s)主导EGR率控制延迟的主要因素,是由EGR气体在进气管道里的运输过程影响,还是由EGR气体与空气在混合腔中的真空度建立过程影响,从而引出了动态延迟系数作为判断依据。延迟系数获取模块301从负荷表的负荷与基础延迟系数关联关系中,获取当前负荷对应的基础延迟参数,获取的方式可以通过如下的查表的方式进行获取:
αbase=MAPα(Load,Loadtarget);
其中,MAPα为存储有负荷与基础延迟系数关联关系的负荷表,Load为负荷,Loadtarget为当前负荷,αbase为基础延迟参数。
该查表的方式可以事先同负荷表一同预定义在发动机控制器(EPU)中。
可选的,为了使得动态延迟系数的准确率更高,还通过延迟系数获取模块301采集当前发动机转速,根据当前发动机转速对基础延迟参数进行修正生成动态延迟系数。
由于发动机从当前负荷变化到目标负荷可能会经历节气门负荷控制、增压器负荷控制两种过程,但这两种过程的持续时间受转速影响是不一致的,所以上述基础动态延迟系数需要经过转速的修正,得到转速修正后的动态延迟系数abase*N,修正方式可以通过如下公式实现:
αbase*N=αbase*CUR(N)=MAPα(Load,Loadtarget)*CUR(N)
其中,CUR为修正函数,可以参照现有技术实现,N为当前发动机转速。
可选的,通过延迟系数获取模块301对当前发动机转速进行采集,其中,采集方式可以通过发动机控制器进行实时采集,也可以通过现有的发动机转速采集装置进行更加精准的采集,在此不进行限定。
作为一种可选的实施方式,如果当前工况下发动机已经在使用EGR,那么需要纳入计算的延迟会减少,为了使得计算结果更加准确,延迟系数获取模块301还对动态延迟系数进行二次修正:
首先检测检测当前发动机是否在执行EGR操作,检测的方式可以通过于发动机的控制器进行反馈交互实现,当检测到发动机在执行EGR操作时,则获取当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度计算理想EGR率Regrtarget,该计算理想EGR率的方法属于现有技术,在此不进行赘述。当没有检测到发动机在执行EGR操作时,则暂时不作此操作,跳转至下一步骤。
获取当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度方式为:
在废气再循环系统中,EGR阀和混合阀处设置有压差传感器和阀开度传感器,在EGR阀的进气口与EGR阀的中冷器之间设置有温度传感器。
通过发动机控制器控制EGR阀处的压差传感器采集EGR阀在不同阀开度下的EGR阀前后的压差。
通过发动机控制器控制混合阀处的阀开度传感器采集混合阀的阀开度,需要说明的是,当前混合阀开度可以制造引入EGR气体所需要的真空度,并且混合阀开度越小,能够制造的真空度越大。
通过发动机控制器控制EGR阀处的阀开度传感器采集EGR阀的阀开度,需要说明的是,EGR阀用于直接控制EGR气体的流通截面积,从而直接控制EGR气体流量,EGR阀的阀开度越大流通面积越大,则EGR气体流量越大。
通过发动机控制器控制基于EGR中冷器后的温度传感器采集EGR阀在不同阀开度下的EGR阀的进气管道的温度值。
需要说明的是,温度传感器、压差传感器同一时间针对的是同一EGR阀开度。并且,对于温度传感器和压差传感器的采集动作可以事先与上述的步骤101中的当前负荷一同采集,也可以分段式根据发动机控制器的运行状态进行采集,在此不对发动机各参数的采集顺序作出限定。
再将计算出的EGR理想率和当前EGR率Regract代入如下公式,计算得到当前的EGR控制实现度。
当前EGR率的计算方式可以参照现有技术实现。例如,可选的,检测发动机的进气压力和进气温度,根据实际体积流量、进气压力、进气温度和气体的气体常数得到气体的物质的量,再根据进入发动机气缸的新鲜空气的流量和空气摩尔质量得到进入发动机气缸的新鲜空气的物质的量,根据气体的物质的量和新鲜空气的物质的量得到EGR率。
该EGR控制实现度的计算公式为:
Xegr=1-(Regrtarget-min(Regrtarget,Regract))/Regrtarget
其中,Xegr为当前EGR控制实现度,Regrtarget为理想EGR率,Regract为当前EGR率。
将当前EGR控制实现度代入公式对所述第一动态延迟系数进行二次修正得到第二动态延迟系数,该公式为:
α=αbase*N*CUR(Xegr)
其中,α为第二动态延迟系数,N为当前发动机转速,CUR为修正函数,abase为动态延迟系数。
作为一种可选的实施方式,由于在废气再循环系统中,由于进气管路形状变化,温度、压力也在发生变化,所以实际各点的流速是不一样的,但是在特定工况下,气体流过整个系统的时间是一定的,所以可以认为气体流过进气系统的等效平均流速是一定的。
可选的,第一延迟因素模块302包括:
第一计算单元3021,用于根据预定义的发动机的转速、负荷与发动机的等效平均流速值的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值;
第二计算单元3022,用于将发动机的进气系统管路长度除以所述当前发动机的等效平均流速值,得到运输延迟时间。
可选的,对于第一计算单元3021,等效平均流速的获取方式可以从预定义的存储有发动机的转速、负荷与发动机的等效平均流速值的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值,其中,该脉谱中的数据通过发动机在开发过程的标定实验得到。
获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值的方式可以通过如下查表的方式进行获取。
Vf=MAPvf(N,Load);
其中,Vf为等效平均流速值,N为发动机的转速,Load为负荷。
该查表的方式可以事先同脉谱一同预定义在发动机控制器(EPU)中。
可选的,第二计算单元3022将发动机进气系统管路长度除以等效平均流速值,得到运输延迟时间,即:
T1=L/Vf
其中,T1为运输延迟时间,L为发动机进气系统管路长度,Vf为等效平均流速值。
在一个可选的实施例中,第二延迟因素模块303包括:
第三计算单元3031,用于根据下式计算当前发动机空气流量:
mf=m0*N/120*μ;
根据下式计算混合阀的动作步长:
dθ=(θtargetactual);
第四计算单元3032,用于根据计算获得的mf、dθ查询空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,获取与所述当前发动机的空气流量、所述当前混合阀开度和所述混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间;
其中,mf为当前发动机空气流量,μ为发动机充气效率,m0为当前负荷,N为当前发动机转速,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为混合阀目标开度,θactual为当前混合阀开度。
获取当前发动机转速、当前负荷、当前混合阀开度和混合阀目标开度的方式可以参照上述方法部门的描述通过与发动机控制器之间的交互实现。
从预定义的存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机的空气流量、当前混合阀开度和混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间,其中,该脉谱中的数据通过发动机在开发过程的标定实验得到。
可选的,获取当前发动机的空气流量的方式可以通过设置在混合阀前的气体流量检测装置进行获取,也可以通过与发动机控制器的交互获取,在本发明中不作限定。
获取与当前发动机的空气流量、当前混合阀开度和混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间以如下查表的方式进行获取。
T2=MAPTbase(mf,θtarget)*dθ;
其中,MAPTbase为存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,mf,当前发动机的空气流量,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为当前混合阀开度,T2为真空度延迟时间。
需要说明的是,第一延迟因素模块302和第二延迟因素模块303的执行顺序可以实现为依次执行,在其他实现方式中,也可以同步执行或倒叙执行,或者还可以与延迟系数获取模块301一同执行,在本发明中不对第一延迟因素模块302和第二延迟因素模块303的执行顺序作出限定。
可选的,动态延迟时间模块304具体实现为:将第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间代入公式计算得到EGR动态延迟时间,公式为:
T=αT1+(1-α)T2;
其中,T为EGR动态延迟时间,α为第二动态延迟系数,T1为运输延迟时间,T2为真空度延迟时间。
可见,实施图6所描述的装置能够提高发动机缸内气体的EGR率的计算结果准确率,以实现发动机扭矩、空燃比的精确控制,从而提高发动机性能和利用率,达到了节能减排的作用。
在一个可选的实施例中,第二延迟因素模块303还用于检测混合阀的动作步长是否变化,当混合阀的动作步长变化时,基于混合阀的动作步长的变化曲线对真空度延迟时间进行修正。
可选的,可以通过如下公式进行修正:
T2=MAPTbase(mf,θtarget)*CURfac(dθ);
其中,MAPTbase为存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,mf,当前发动机的空气流量,fac(dθ)为混合阀的动作步长的变化曲线,θtargett为当前混合阀开度,T2为真空度延迟时间,CUR为修正函数。
上式中,混合阀的动作步长的变化曲线可以通过发动机控制实时对混合阀的动作步长进行采集并自动根据曲线生成算法生成曲线。
可见,通过本实施例描述的装置能够克服现有技术中由于无法确定准确的动态延迟时间,而导致的发动机动态过程中的EGR率计算滞后严重,无法准确计算发动机当前时刻实际进入气缸的EGR气体量的问题。提高了EGR气体的利用率和发动机工作效率。
实施例五
请参阅图7,图7是本发明实施例公开的又一种废气再循环系统动态延迟时间的计算装置的结构示意图。其中,图7所描述的装置可以应用于废气再循环系统中,该废气再循环系统包括混合阀、EGR阀和混合腔,混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体在混合腔中进行混合后输出至压气机,其中,对于其他具有可以将混合阀输出的新鲜空气与EGR阀输出的EGR气体进行混合的结构或系统,本发明实施例不做限定。如图7所示,该装置可以包括:
存储有可执行程序代码的存储器701;
与存储器701耦合的处理器702;
处理器702调用存储器701中存储的可执行程序代码,用于执行实施例一或实施例二中所描述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法。
实施例六
本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质,其存储用于电子数据交换的计算机程序,其中,该计算机程序使得计算机执行实施例一或实施例二中所描述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法。
实施例七
本发明实施例公开了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质,且该计算机程序可操作来使计算机执行实施例一或实施例二中所描述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法。
以上所描述的的实施例仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施例的具体描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存储器(Random Access Memory,RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory,PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory,EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory,OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory,CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
最后应说明的是:本发明实施例公开的一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法及装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解;其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种废气再循环系统动态延迟时间的计算方法,其特征在于,所述系统包括混合阀、EGR阀和混合腔,所述混合阀输出的新鲜空气与所述EGR阀输出的EGR气体在所述混合腔中进行混合后输出至压气机,所述方法包括:
根据预定义的负荷表获取与当前负荷对应的基础动态延迟系数,所述负荷表中记录了负荷与基础延迟系数的关联关系;
根据当前发动机转速对所述基础动态延迟系数进行一次修正,得到第一动态延迟系数;
根据理想EGR率和当前EGR率对所述第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数;
根据发动机进气系统管道长度计算出运输延迟时间;
根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间;
根据所述第二动态延迟系数、所述运输延迟时间和所述真空度延迟时间,计算出EGR动态延迟时间。
2.根据权利要求1所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法,其特征在于,所述根据理想EGR率和当前EGR率对所述第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数,包括:
根据当前混合阀开度、当前EGR阀的开度、EGR阀的压差、EGR阀前的温度计算理想EGR率;
根据下式计算当前EGR控制实现度:
Xegr=1-(Regrtarget-min(Regrtarget,Regract))/Regrtarget
根据下式计算第二动态延迟系数:
α=αbase*N*CUR(Xegr);
其中,Xegr为当前EGR控制实现度,Regrtarget为理想EGR率,Regract为当前EGR率,α为第二动态延迟系数,N为当前发动机转速,CUR为修正函数,αbase为动态延迟系数。
3.根据权利要求1所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法,其特征在于,所述根据发动机进气系统管道长度计算出运输延迟时间,包括:
根据预定义的发动机的转速、负荷与发动机的等效平均流速值的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值;
将所述发动机的进气系统管路长度除以所述当前发动机的等效平均流速值,得到运输延迟时间。
4.根据权利要求1所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法,其特征在于,所述根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间,包括:
根据下式计算当前发动机空气流量:
mf=m0*N/120*μ;
根据下式计算混合阀的动作步长:
dθ=(θtargetactual);
根据计算获得的mf、dθ查询空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,获取与所述当前发动机的空气流量、所述当前混合阀开度和所述混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间;
其中,mf为当前发动机空气流量,μ为发动机充气效率,m0为当前负荷,N为当前发动机转速,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为混合阀目标开度,θactual为当前混合阀开度。
5.根据权利要求4所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法,其特征在于,所述从预定义的存储有空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱中,获取与所述当前发动机的空气流量、所述当前混合阀开度和所述混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间之后,还包括:,
当所述混合阀的动作步长变化时,基于所述混合阀的动作步长的变化曲线对所述真空度延迟时间进行修正。
6.根据权利要求1所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算方法,其特征在于,通过所述第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空延迟时间,计算EGR动态延迟时间,包括:
根据下式计算EGR动态延迟时间:
T=αT1+(1-α)T2;
T为EGR动态延迟时间,α为第二动态延迟系数,T1为运输延迟时间,T2为真空度延迟时间。
7.一种废气再循环系统动态延迟时间的计算装置,其特征在于,所述装置应用在废气再循环系统中,所述系统包括混合阀、EGR阀和混合腔,所述混合阀输出的新鲜空气与所述EGR阀输出的EGR气体在所述混合腔中进行混合后输出至压气机,所述装置包括:
延迟系数获取模块,用于根据预定义的负荷表获取与当前负荷对应的基础动态延迟系数,对所述基础动态延迟系数进行一次修正,得到第一动态延迟系数;对所述第一动态延迟系数进行二次修正,得到第二动态延迟系数;
第一延迟因素模块,用于根据发动机的进气系统管道长度计算出运输延迟时间;
第二延迟因素模块,用于根据当前发动机转速和当前混合阀开度计算出真空度延迟时间;
动态延迟时间模块,用于根据所述第二动态延迟系数、所述运输延迟时间和所述真空度延迟时间,计算EGR动态延迟时间。
8.根据权利要求7所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算装置,其特征在于,
所述第一延迟因素模块模块包括:
第一计算单元,用于根据预定义的发动机的转速、负荷与发动机的等效平均流速值的关联关系的脉谱中,获取与当前发动机转速和当前负荷匹配的当前发动机的等效平均流速值;
第二计算单元,用于将所述发动机的进气系统管路长度除以所述当前发动机的等效平均流速值,得到运输延迟时间。
9.根据权利要求7所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算装置,其特征在于,
所述第二延迟因素模块包括:
第三计算单元,用于根据下式计算当前发动机空气流量:
mf=m0*N/120*μ;
根据下式计算混合阀的动作步长:
dθ=(θtargetactual);
第四计算单元,用于根据计算获得的mf、dθ查询空气流量、混合阀开度和混合阀的动作步长与真空度延迟时间的关联关系的脉谱,获取与所述当前发动机的空气流量、所述当前混合阀开度和所述混合阀的动作步长匹配的真空度延迟时间;
其中,mf为当前发动机空气流量,μ为发动机充气效率,m0为当前负荷,N为当前发动机转速,dθ为混合阀的动作步长,θtarget为混合阀目标开度,θactual为当前混合阀开度。
10.根据权利要求9所述的废气再循环系统动态延迟时间的计算装置,其特征在于,
所述动态延迟时间模块实现为:
将所述第二动态延迟系数、运输延迟时间和真空度延迟时间代入公式计算得到EGR动态延迟时间,所述公式为:
T=αT1+(1-α)T2;
T为EGR动态延迟时间,α为第二动态延迟系数,T1为运输延迟时间,T2为真空度延迟时间。
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