一种废气再循环控制方法及系统与流程

本发明属于废气再循环控制，尤其涉及一种废气再循环控制方法及系统。

背景技术：

1、废气再循环(exhaust gas recirculation，egr)技术是满足非四排放的关键技术之一，egr即是将排气管中的废气重新引入进气管并参与燃烧的过程，通过egr技术可有效降低燃烧过程中产生的nox。

2、发明人发现，传统废气再循环控制时，没有根据稳态和瞬态不同工况下nox产生的特性进行控制侧的调节，从而导致控制精度较低，以及废气再循环控制过程中nox产生量过高的问题，并且，传统废气再循环控制方法，没有考虑不同工况下脉谱的设置，使得脉谱的设置不能快速的适应废气再循环的瞬态响应，强瞬态作用下，瞬间大量废气通过废气再循环管路进入发动机，出现烟度突然增加的问题。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种废气再循环控制方法及系统，本发明采用了新的egr率闭环控制策略，对充气效率进行了修正，考虑到了稳态与瞬态工况的区别标定策略，比例积分微分控制+前馈的控制方法使得egr的响应性更好，让nox的控制更加精准。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供了一种废气再循环控制方法，包括：

4、获取实际废气流量和废气流量设定值；

5、依据获取的实际废气流量和废气流量设定值，采用比例积分微分控制和前馈控制结合的方法进行废气再循环控制；

6、其中，由废气再循率设定值和进气总量计算得到废气流量，废气流量经过修正系数得到最终的废气流量设定值，稳态时修正系数为1，瞬态加速时，修正系数小于1，瞬态减速时，修正系数大于1；前馈控制采用在不同前馈脉谱之间的切换，正常工况下，前馈脉谱用于加快废气再循环的瞬态响应性，瞬态作用下，前馈脉谱用于减小废气再循环阀的开度。

7、进一步的，获取废气流量设定值时，通过实际进气温度、进气压力和排气压力修正充气效率。

8、进一步的，进气总量m2为：

9、

10、v＝v_eng·λ

11、

12、其中：r代表摩尔气体常数；v_eng代表发动机排量；λ0代表废气再循环阀关闭状态下不同工况下的发动机充气效率；tref代表标准环境下不同发动机的工况的参考温度；fac代表温度修正系数；f(n，p3-p2)代表每个转速下废气再循环阀开启后进排气压差变化后对充气效率的修正，n代表发动机转速，p3代表排气压力，p2代表进气压力；λ代表非标状态下实际的充气效率。

13、进一步的，修正系数获取方法为：

14、根据每个工况下的设定废气再循环率获取该废气再循环率下实际lambd；

15、将每个工况点的实际lambd填入设定lambd脉谱；

16、每个工况下的设定lambd除以实际lambd得到瞬态下的修正系数。

17、进一步的，实际lambd由排气氧浓度转换得到；排气氧浓度＝((进气总量-发动机燃烧消耗的气量-废气中纯废气量)/(进气总量+油耗量))*氧气浓度。

18、进一步的，废气中纯废气量采用一个时间延迟模块，延时时间根据工况标定。

19、进一步的，发动机运行在正常模式下时前馈值由正常前馈脉谱查表获取，当判断发动机处于强瞬态时，前馈值切换为强瞬态前馈；强瞬态状态判断过程为：分别判断油门变化率、发动机扭矩变化率和转速变化率是否超过标定限值。

20、第二方面，本发明还提供了一种废气再循环控制系统，包括：

21、数据采集模块，被配置为：获取实际废气流量和废气流量设定值；

22、控制模块，被配置为：依据获取的实际废气流量和废气流量设定值，采用比例积分微分控制和前馈控制结合的方法进行废气再循环控制；

23、其中，由废气再循率设定值和进气总量计算得到废气流量，废气流量经过修正系数得到最终的废气流量设定值，稳态时修正系数为1，瞬态加速时，修正系数小于1，瞬态减速时，修正系数大于1；前馈控制采用在不同前馈脉谱之间的切换，正常工况下，前馈脉谱用于加快废气再循环的瞬态响应性，瞬态作用下，前馈脉谱用于减小废气再循环阀的开度。

24、第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的废气再循环控制方法的步骤。

25、第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的废气再循环控制方法的步骤。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

27、1、本发明在获取废气流量时，经过修正系数得到最终的废气流量设定值，具体的，稳态时修正系数为1，瞬态加速时，修正系数小于1，瞬态减速时，修正系数大于1；保证瞬态下烟度更低，更加符合实际，精度更高；采用比例积分微分控制和前馈控制结合的方法进行废气再循环控制，具体的，前馈控制采用在不同前馈脉谱之间的切换，正常工况下，前馈脉谱用于加快废气再循环的瞬态响应性，使得废气再循环的响应性更好，瞬态作用下，前馈脉谱用于减小废气再循环阀的开度，可防止瞬间大量废气通过废气再循环管路进入发动机，降低突加速时的烟度；

28、2、本发明中，通过实际进气温度、进气压力和排气压力修正充气效率，使得进气量计算更加准确，从而使得计算的废气流量更加准确；

29、3、本发明中采用废气再循环率设定值进行闭环控制，而不是直接采用废气流量，保证了更好的环境适用性，例如高原环境下或者增压器不断老化后，进气压力会随之改变，燃烧状态发生变化，采用废气再循环率闭环可以对废气量进行适应性的调整，保证排放在合理的限制之内；

30、4、本发明中实时lambd修正，保证瞬态下烟度更低，实际的lambd计算采用惰性废气再循环参与计算并运用延时模块，更加符合实际，精度更高；

31、5、本发明中比例积分微分控制+前馈的控制方法使得废气再循环的响应性更好，前馈采用双map形式使得强瞬态下性能标定选择性更大，性能更优。

技术特征：

1.一种废气再循环控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种废气再循环控制方法，其特征在于，获取废气流量设定值时，通过实际进气温度、进气压力和排气压力修正充气效率。

3.如权利要求1所述的一种废气再循环控制方法，其特征在于，进气总量m2为：

4.如权利要求1所述的一种废气再循环控制方法，其特征在于，修正系数获取方法为：

5.如权利要求4所述的一种废气再循环控制方法，其特征在于，实际lambd由排气氧浓度转换得到；排气氧浓度＝((进气总量-发动机燃烧消耗的气量-废气中纯废气量)/(进气总量+油耗量))*氧气浓度。

6.如权利要求5所述的一种废气再循环控制方法，其特征在于，废气中纯废气量采用一个时间延迟模块，延时时间根据工况标定。

7.如权利要求1所述的一种废气再循环控制方法，其特征在于，发动机运行在正常模式下时前馈值由正常前馈脉谱查表获取，当判断发动机处于强瞬态时，前馈值切换为强瞬态前馈；强瞬态状态判断过程为：分别判断油门变化率、发动机扭矩变化率和转速变化率是否超过标定限值。

8.一种废气再循环控制系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现了如权利要求1-7任一项所述的废气再循环控制方法的步骤。

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现了如权利要求1-7任一项所述的废气再循环控制方法的步骤。

技术总结
本发明属于废气再循环控制技术领域，提供了一种废气再循环控制方法及系统，本发明在获取废气流量时，经过修正系数得到最终的废气流量设定值，具体的，稳态时修正系数为1，瞬态加速时，修正系数小于1，瞬态减速时，修正系数大于1；保证瞬态下烟度更低，更加符合实际，精度更高；采用比例积分微分控制和前馈控制结合的方法进行废气再循环控制，具体的，前馈控制采用在不同前馈脉谱之间的切换，正常工况下，前馈脉谱加快废气再循环的瞬态响应性，使得废气再循环的响应性更好，瞬态作用下，减小前馈脉谱开度，可防止瞬间大量废气通过废气再循环管路进入发动机，降低突加速时的烟度。

技术研发人员：栾军山,赵联海,周明胜,李元臻,张晨,姚旺
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15