[實用新型]一種實現直流力矩電機EGR位置閉環控制方法的裝置

有效

• 申請號: 201420724118.4
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN204631630U
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 龍美彪;歐陽玲湘;黃民備;孟衛東;謝龍;鄭昌;熊明富;陳順利;丁才云;鄧飛;陳衛
• 申請（專利權）人: 南岳電控(衡陽)工業技術有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及電控柴油機直流力矩電機EGR系統位置閉環控制方法及裝置，特別涉及一種實現直流力矩電機EGR位置閉環控制方法的裝置。

背景技術

隨著政府法規的不斷升級，法規中要求的柴油機排放限值也在不斷降低。這使得柴油機生產企業采用了很多新的排氣后處理技術以降低排放。EGR(廢氣再循環技術，Exhaust?Gas?Recirculation)就是一種廣泛應用的技術。該技術中，通過將一部分廢氣重新引入燃燒室與新鮮空氣共同參與燃燒反應，利用廢氣中含有的大量惰性氣體具有較高的比熱容這一特性來降低排放污染物中NOx成分。由于NOx的生成條件是高溫富氧，而廢氣的引入一方面使混合氣熱容量增大，造成相同量的混合氣升高同樣溫度所需熱量增多，從而降低了最高燃燒溫度；另一方面，廢氣對新鮮空氣的稀釋也相應降低了氧濃度，從而有效地抑制了NOx的生成。

隨著發動機廢氣排放法規的不斷升級，尤其是ETC(European?Transient?Cycle)試驗，要求在1800s內每秒變換工況的瞬態排放試驗程序，更是對采用EGR作為降NOx(氮氧化合物)方案提出了較高的動態響應要求。傳統氣閥式EGR，由于響應速度慢，滯回曲線特性明顯已經不能滿足要求。采用直流力矩電機的EGR，由于執行速度較快，滯回曲線特性小，具有很大優勢。

申請人目前采用的直流力矩電機EGR系統通過直流力矩電機的轉角變化驅動凸輪板，凸輪板通過滾輪帶動閥桿和閥門，通過改變閥門開度來改變廢氣再循環流量。直流力矩電機轉角偏離零位的方向決定閥門的行程方向。直流力矩電機轉角偏離零位的大小決定閥門的移動距離。由于采用電機直接驅動閥門的結構形式，系統使用中積炭等導致的負載變化和非線性擾動直接作用在電機軸端，對電機運行穩定性的影響更加強烈。根據應用特點，電機驅動控制系統必須解決系統穩定性這個關鍵問題，同時保證系統具有較高的動態響應特性。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對現有技術的不足而提供一種實現直流力矩電機EGR位置閉環控制方法的裝置。該裝置提出了一種精確數學模型和抗積分飽和變結構PID混合的控制算法，采用精確數學模型開環計算下一工況驅動需求，提高響應速度；采用抗積分飽和變結構PID根據閉環反饋解決負載變化和非線性擾動導致的差異，減小超調量的同時，提高穩態精度，降低標定工作量。

本實用新型所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來是實現：

實現直流力矩電機EGR位置閉環控制方法的裝置，包括：

一EGR閥，EGR閥中的直流力矩電機通過其轉角變化來驅動凸輪板，凸輪板通過滾輪帶動閥桿和閥門，通過改變閥門開度來改變廢氣再循環流量，所述EGR閥的反饋輸入端接受來自一處理器輸出的EGR閥控制占空比信號；

一配置在發動機中的環境溫度傳感器，所述環境溫度傳感器輸出所檢測的環境溫度信號；

一電池電壓傳感器，所述電池電壓傳感器輸出所檢測的電池電壓信號；

一配置在所述EGR閥上的EGR閥位置傳感器，所述EGR閥位置傳感器輸出所檢測到的EGR閥實測開度閥位置電壓信號；

一處理器，所述處理器接收所述環境溫度傳感器、電池電壓傳感器、EGR閥位置傳感器分別輸出的環境溫度信號、電池電壓信號、EGR閥實測開度閥位置電壓信號并進行處理輸出EGR閥控制占空比信號至所述EGR閥的反饋輸入端對EGR閥中的直流力矩電機進行控制。

在本實用新型的一個優選實施例中，所述處理器包括一負載模型模塊、電機模型模塊、抗積分飽和變結構PID模塊和EGR閥位置監控模塊，其中：

所述負載模型模塊以所述環境溫度傳感器送出的環境溫度信號、EGR閥位置監控模塊送出的EGR閥位置信號為輸入信號，計算處理后輸出驅動轉矩信號至電機模型模塊；

所述電機模型模塊以所述負載模型模塊送出的驅動轉矩信號和EGR閥位置監控模塊送出的EGR閥位置信號為輸入信號，計算處理后輸出基本電樞電壓信號至EGR閥位置監控模塊；

所述抗積分飽和變結構PID模塊以所述環境溫度傳感器送出的環境溫度信號、EGR閥位置監控模塊送出的EGR閥位置信號、EGR閥目標位置信號為輸入信號，計算處理后輸出修正電樞電壓信號至所述EGR閥位置監控模塊；

所述EGR閥位置監控模塊以所述電機模型模塊送出的基本電樞電壓信號、抗積分飽和變結構PID模塊送出的修正電樞電壓信號、電池電壓信號和EGR閥位置傳感器送出的EGR閥實測開度閥位置電壓信號為輸入信號，計算處理后輸出EGR閥位置輸出信號、EGR閥控制占空比信號和EGR閥目標位置信號。