[發明專利]基于過量空氣系數的柴油機EGR控制方法及控制系統

有效

• 申請號: 201310111984.6
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN103195594A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 劉波瀾;趙長祿;張付軍;崔濤;李繼鵬
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F02D21/08
• 分類號: F02D21/08
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 賀持緩

1.一種基于過量空氣系數的柴油機EGR控制系統，其特征在于：它包括進氣總管、渦輪增壓器、中冷器、與柴油機各氣缸進口端連通的進氣歧管、與各氣缸出口端連通的排氣歧管、排氣總管、EGR回路、寬域氧傳感器、柴油機控制器、EGR冷卻器和EGR閥；

所述進氣總管進口端設置有所述渦輪增壓器，所述渦輪增壓器的空氣出口經所述進氣總管連接所述中冷器，新鮮空氣經所述渦輪增壓器后進入所述中冷器冷卻后，經各所述進氣歧管進入柴油機各氣缸；柴油機各氣缸出口端經各所述排氣歧管與所述排氣總管、EGR回路連通，所述排氣總管末端設置有所述寬域氧傳感器，且所述寬域氧傳感器位于所述EGR回路外，所述排氣總管出口端經所述渦輪增壓器將廢氣排出；所述寬域氧傳感器采集廢氣中的氧含量信號，將氧含量信號轉化為電壓/電流信號傳遞給所述柴油機控制器；所述EGR回路上依次設置有所述EGR冷卻器、EGR閥，流經所述EGR回路的廢氣經所述EGR冷卻器冷卻后進入所述進氣總管，與新鮮空氣在所述進氣總管內混合后經各所述進氣歧管進入柴油機各氣缸參與燃燒；經所述EGR冷卻器冷卻后的廢氣進入進氣總管的流量由所述EGR閥控制，所述EGR閥的閉合/開啟由一直流電機控制，該直流電機由所述柴油機控制器控制其工作；

所述柴油機控制器內預置有預先標定好的過量空氣系數Map圖。

2.如權利要求1所述的一種基于過量空氣系數的柴油機EGR控制系統，其特征在于：所述基于過量空氣系數的柴油機EGR控制系統還包括轉速傳感器和油門踏板位置傳感器；所述轉速傳感器安裝在柴油機凸輪軸上，用于采集柴油機運行的轉速信號，并將該轉速信號傳遞給所述柴油機控制器；所述油門踏板位置傳感器安裝在柴油機油門踏板處，用于采集當前的油門信號，并將該油門信號傳遞給所述柴油機控制器；所述柴油機控制器通過接收到的轉速信號和油門信號進行最佳過量空氣系數Map查詢，查得當前運行狀態下的最佳過量空氣系數值；所述柴油機控制器接收到的由所述寬域氧傳感器傳遞至的氧含量信號通過過量空氣系數Map查詢，得到當前運行狀態下的實際過量空氣系數值，并將該實際過量空氣系數值與最佳過量空氣系數值輸入所述柴油機控制器內的PID控制器，控制所述直流電機正反轉，進而控制所述EGR閥工作。

3.一種實現如權利要求1或2所述基于過量空氣系數的柴油機EGR控制系統的控制方法，其包括以下步驟：

（1）由安裝在柴油機凸輪軸上的轉速傳感器采集柴油機當前運行的轉速信號，安裝在柴油機油門踏板處的油門踏板位置傳感器采集柴油機當前運行的油門信號；

（2）將轉速信號和油門信號傳遞至柴油機控制器，由預置在柴油機控制器內且預先標定好的過量空氣系數Map圖進行當前狀態下的過量空氣系數Map查詢，得出此時柴油機運行的最佳過量空氣系數值；

（3）通過安裝在排氣總管上的寬域氧傳感器采集廢氣中的氧含量信號，并將該氧含量信號轉化成電壓/電流信號，輸入柴油機控制器，進行過量空氣系數Map查詢，得出當前運行狀態下的實際過量空氣系數值；

（4）最佳過量空氣系數值與實際過量空氣系數值傳輸至柴油機控制器內的PID控制器，進行PID控制；

（5）PID控制器將計算好的輸出量以PWM信號形式輸入至預先設置在柴油機控制器內的H橋驅動器，通過H橋驅動器控制用于驅動EGR閥動作的直流電機正反轉及轉速；

（6）通過直流電機的正反轉及變化的轉速驅動EGR閥開啟和關閉，以使實際過量空氣系數值接近最佳過量空氣系數值，實現廢氣再循環，達到理想的運行狀態。

4.如權利要求3所述的一種基于過量空氣系數的柴油機EGR控制方法，其特征在于：所述步驟（5）中，在PID控制器內，當接收到的實際過量空氣系數值大于最佳過量空氣系數值時，則控制所述EGR閥開啟。

5.如權利要求3或4所述的一種基于過量空氣系數的柴油機EGR控制方法，其特征在于：所述步驟（3）中，所述寬域氧傳感器測量過量空氣系數的范圍在0.6～3之間。