[發(fā)明專利]一種EGR雙閉環(huán)控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810349567.8
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108506105B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李光輝;馮光;燕潤博;田徑;介二濤;王夢雨;于建平
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: F02D41/00
• 分類號: F02D41/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 姜姍姍

本發(fā)明涉及一種EGR雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)、穩(wěn)壓器、EGR冷卻器、渦輪機(jī)、壓氣機(jī)、EGR閥、排氣歧管、中冷器、發(fā)動機(jī)、進(jìn)氣歧管和ECU；凸輪軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器，曲軸上設(shè)有扭矩傳感器，排氣歧管內(nèi)設(shè)置有氧傳感器，進(jìn)氣歧管內(nèi)設(shè)壓力傳感器，排氣岐管與渦輪機(jī)進(jìn)氣口相連通，渦輪機(jī)出氣口與EGR閥相連通，EGR冷卻器與所述電控EGR閥相連通，中冷器與進(jìn)氣歧管相連通；壓氣機(jī)與中冷器相連通，壓氣機(jī)與中冷器之間的管路上設(shè)置有穩(wěn)壓器，中冷器與進(jìn)氣歧管相連通，進(jìn)氣岐管與發(fā)動機(jī)的氣缸相連通，渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸與壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定連接。有效抑制因EGR超調(diào)所導(dǎo)致的煙度惡化，徹底解決發(fā)動機(jī)典型瞬態(tài)加載過程中EGR超調(diào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)排放控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種EGR雙閉環(huán)控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

隨著我國汽車保有量的增加，汽車尾氣有害排放物引起的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重。受重型柴油機(jī)國V排放法規(guī)及未來更加嚴(yán)苛排放法規(guī)的影響，柴油機(jī)未來解決排放問題的關(guān)鍵將不再僅局限于缸內(nèi)燃燒優(yōu)化結(jié)合后處理器裝置的技術(shù)路線。為減少昂貴的后處理器的使用份額，進(jìn)一步降低尾氣排放量，引入EGR技術(shù)將勢必成為達(dá)到未來國6排放標(biāo)準(zhǔn)要求的首要選擇。自柴油機(jī)國4排放法規(guī)實(shí)施以來，已要求對重型柴油機(jī)瞬態(tài)測試循環(huán)微粒排放加以限制，由于車用柴油機(jī)瞬態(tài)工況特性偏離其穩(wěn)態(tài)工況，尾氣排放有害物及噪聲排放均比穩(wěn)態(tài)工況排放高，燃油經(jīng)濟(jì)性也出現(xiàn)明顯惡化，特別是在增壓柴油機(jī)負(fù)荷加載過程表現(xiàn)更加明顯，引入EGR系統(tǒng)則將加劇進(jìn)氣量的減少，但由此產(chǎn)生的EGR超調(diào)問題將進(jìn)一步導(dǎo)致柴油機(jī)排放及燃油經(jīng)濟(jì)性的惡化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種EGR雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過提高EGR閥控制精度及響應(yīng)性，并運(yùn)用于柴油機(jī)典型瞬態(tài)加載過程，抑制因EGR超調(diào)所引起的煙度嚴(yán)重惡化。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種EGR雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)12、穩(wěn)壓器7、EGR冷卻器9、渦輪機(jī)5、壓氣機(jī)6、EGR閥10、排氣歧管11、中冷器8、發(fā)動機(jī)12、進(jìn)氣歧管13和ECU?14；所述的發(fā)動機(jī)的凸輪軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)速傳感器1，發(fā)動機(jī)的曲軸上設(shè)有扭矩傳感器2，排氣歧管11內(nèi)設(shè)置有氧傳感器3，進(jìn)氣歧管13內(nèi)設(shè)壓力傳感器4，所述的轉(zhuǎn)速傳感器1、扭矩傳感器2、氧傳感器3和壓力傳感器4與ECU14控制連接，所述的排氣歧管11與渦輪機(jī)5進(jìn)氣口相連通，渦輪機(jī)5出氣口與EGR閥10相連通，EGR冷卻器9與所述EGR閥10相連通，EGR中冷器9與進(jìn)氣歧管13相連通；所述的壓氣機(jī)6與中冷器8相連通，壓氣機(jī)6與中冷器8之間的管路上設(shè)置有穩(wěn)壓器7，中冷器8與進(jìn)氣歧管13相連通，進(jìn)氣歧管13與發(fā)動機(jī)12的氣缸相連通，渦輪機(jī)5的轉(zhuǎn)軸與壓氣機(jī)6的轉(zhuǎn)軸固定連接。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種EGR雙閉環(huán)控制方法，其步驟如下：

1）對無EGR系統(tǒng)引入的原發(fā)動機(jī)進(jìn)行典型柴油機(jī)加載試驗(yàn)，取得排氣氧濃度，NOx，進(jìn)氣壓力，顆粒排放物的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將所有數(shù)據(jù)用于ECU查詢；

2）根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器1和扭矩傳感器2向ECU14傳遞其工況變化的信號，ECU14根據(jù)傳遞過來的信號判斷發(fā)動機(jī)12的運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置目標(biāo)排氣氧濃度，設(shè)置目標(biāo)進(jìn)氣壓力，所述的目標(biāo)排氣氧濃度為原無EGR系統(tǒng)引入下的發(fā)動機(jī)典型瞬態(tài)加載過程排氣氧濃度，目標(biāo)進(jìn)氣壓力為原無EGR系統(tǒng)引入下的發(fā)動機(jī)典型瞬態(tài)加載過程進(jìn)氣壓力；

3）ECU獲取當(dāng)前的排氣氧濃度，當(dāng)前進(jìn)氣壓力，并判斷當(dāng)前的排氣氧濃度偏差率；

4）將原機(jī)無EGR瞬變過程的排氣氧濃度增加A%并作為新的跟隨目標(biāo)，若當(dāng)前排氣氧濃度數(shù)值與目標(biāo)跟隨氧濃度數(shù)值之差小于A%，目標(biāo)排氣氧濃度不變；

5）若排氣氧濃度的偏差率低于X%,則排氣氧濃度的震蕩效應(yīng)忽略不計(jì)，通過PID時刻對EGR閥開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，促使目前的排氣氧濃度與目標(biāo)無限逼近；