CN111206998A - 一种基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程方法 - Google Patents

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钟桂健
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Abstract

本发明提供一种基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程方法，包括如下步骤：发动机需加速时踩下油门，ECU根据增压压力传感器读取当前的增压压力值，并与稳态下的需求增压压力对比，算出增压压力偏差量；根据偏差量大小，标定不同的瞬态因子；ECU用该瞬态因子去修正EGR阀、节气门开度、喷油正时、喷油压力；判断瞬态过程排气烟度和NOx排放是否满足要求，把该偏差量对应的瞬态因子写入ECU；本发明提供的基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程的方法，可以根据增压压力偏差大小产生不同的瞬态因子，得到不同的瞬态过程EGR开度，从而达到瞬态控制EGR保证氧含量和NOx达到折中最优的目的。

Description

一种基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程方法
技术领域
本发明属于内燃机排放控制技术领域，具体涉及一种基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程方法。
背景技术
随着排放法规日趋严格，人们对柴油机在瞬态工况条件下的排放越来越重视，在增压涡轮重型柴油机上应用了高EGR率，而目前发动机大部分运行时间处于瞬态工况，增压柴油机瞬态工况下由于气体的可压缩性、增压器叶轮转子惯量以及进排气管和中冷器的容积惯性、压损，从废气能量的变化到涡轮机转动、压气机做功再到新的增压压力的建立存在一定的延迟，因此进气流量在燃油稳定后，仍然需要一段时间才能达到基本稳定状态，即进气严重滞后于喷油，会导致柴油机性能劣变。且由于瞬态下进气压力建立的速度小于喷油燃烧到转化为废气能量形成的排气压力速度，因此瞬态过程中排气压力大于进气压力，造成EGR阀两端的压力差一直大于稳态值，若将稳态性能优化时所采用的EGR阀开度直接运用于瞬态工况(开环控制EGR)，EGR阀两端压差的增大使废气量显著增加，而进气流量相对稳态工况却有减小趋势。因此，EGR率最终产生了超调。若采用闭环废气量控制EGR，由于瞬态工况瞬间废气延迟造成废气实际值小于废气需求值，形成正偏差，产生大的PI值，故EGR开度也会变大，也会造成EGR率超调，同时EGR废气量增大也会分流流向废气涡轮端的排气流量，降低瞬时进气质量流量，加重涡轮增压器延迟现象，使得瞬态空燃比过浓，导致发动机燃烧不充分，进而引起碳氢化合物(THC)和PM排放超标。与稳态工况相比，瞬态工况下存在噪声激增、排放及燃油经济性恶化等问题。为消除此现象，瞬态下必须控制EGR开度，保证加速过程的氧含量来优化瞬态发动机性能排放，故本申请提出了一种基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程的方法。
中国发明专利CN108506105A；
中国发明专利CN103362661A；
中国发明专利CN101608579A；
中国发明专利CN101892914A。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程的方法，旨在解决现有技术瞬态工况下存在噪声激增、排放及燃油经济性恶化等EGR率超调导致的问题。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程的方法，包括如下步骤：
步骤1：发动机需加速时踩下油门，ECU根据增压压力传感器读取当前的增压压力值，并与稳态下的需求增压压力对比，算出增压压力偏差量；
步骤2：根据增压压力偏差量大小，标定不同的瞬态因子；
步骤3：ECU用该瞬态因子去修正EGR阀、节气门开度、喷油正时、喷油压力；
步骤4：判断瞬态过程排气烟度和NOx排放是否满足要求，如不满足则进入步骤2，如满足则进入步骤5；
步骤5：把该增压压力偏差量对应的瞬态因子写入ECU，结束。
优选地，步骤1中ECU对所读取的增压压力值进行滤波处理后与稳态的需求增压压力对比，得到增压压力偏差量。
优选地，步骤3中瞬态因子为1时，修正量最大，EGR阀全关，节气门全开；瞬态因子为0时，***，EGR阀和节气门按需求MAP路径输出。
本发明的优点：
本发明提供的基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程的方法，可以根据增压压力偏差大小产生不同的瞬态因子，得到不同的瞬态过程EGR开度，即可以根据瞬态加速的剧烈度，控制输出不同的EGR开度，从而达到瞬态控制EGR保证氧含量和NOx达到折中最优的目的。
附图说明
图1为本发明所述的基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程的方法的流程框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程的方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：发动机需加速时踩下油门，ECU根据增压压力传感器读取当前的增压压力值，并与稳态下的需求增压压力对比，按照式(1)算出增压压力偏差量；
ΔP＝(Tw-T0)/Tw (1)
式中，ΔP为增压压力偏差量，Tw为稳态下的需求增压压力，T0为当前的增压压力值，Tw为设定常量，T0为检测值；如急加速时设定稳态需求增压压力Tw为1627hPa，而实际当前增压压力T0为1126hPa，则增压压力偏差量ΔP＝(1627-1126)/1627＝30.8％；
步骤2：根据增压压力偏差量ΔP大小，标定不同的瞬态因子δ，如表1所示：如0≤ΔP<15％，说明发动机处于轻微加速状态，瞬态因子δ取值为0；如15％≤ΔP<40％，说明发动机处于急加速状态，瞬态因子δ取值范围为0～1；如40％≤ΔP，说明发动机处于急剧加速状态，瞬态因子δ取值为1；
表1增压压力偏差量与瞬态因子取值表
Figure BDA0002352027770000041
步骤1中已经计算出增压压力偏差量ΔP＝(1627-1126)/1627＝30.8％；由此，瞬态因子δ可取值为0.7；
步骤3：ECU用该瞬态因子δ去修正EGR阀、节气门开度、喷油正时、喷油压力；EGR阀和节气门最终需求值＝基本MAP值*(1-δ)，即EGR阀开度和节气门关度变小了70％；当司机需急剧加速时增压压力偏差量ΔP达到40％以上，此时可标定瞬态因子为1，EGR阀和节气门最终需求值＝基本MAP值*0＝0，修正量最大，即EGR阀全关，节气门全开；当稳态或轻微加速时，增压压力偏差量ΔP小于15％，瞬态因子标为0，EGR阀和节气门最终需求值＝基本MAP值，修正量最小，EGR阀和节气门按需求MAP路径输；(注：最终需求值0，对EGR阀来说是全关，对节气门来说是全开)；
在利用增压压力偏差量ΔP产生的瞬态因子δ去修正喷油正时和喷油轨压方面，修正原理式为：喷油正时和轨压最终值＝基本MAP值+修正MAP*瞬态因子δ，增加喷油压力与调整供油提前角可提高雾化质量，提高压缩终点温度，改善燃烧过程，优化瞬态过程性能排放；
步骤4：判断瞬态过程排气烟度和NOx排放是否满足要求，如不满足则进入步骤2，如满足则进入步骤5；
步骤5：把该增压压力偏差量ΔP对应的瞬态因子δ写入ECU，结束。
在一个实施例中，步骤1中ECU对所读取的增压压力值进行滤波处理后与稳态的需求增压压力对比，得到增压压力偏差量。
在一个实施例中，瞬态因子为1时，修正量最大，EGR阀全关，节气门全开；瞬态因子为0时，***，EGR阀和节气门按需求MAP路径输出。
由此描述了本发明的至少一个实施例的几个方面，可以理解，对本领域技术人员来说容易地进行各种改变、修改和改进。这种改变、修改和改进意于在本发明的精神和范围内。

Claims (3)

1.一种基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：发动机需加速时踩下油门，ECU根据增压压力传感器读取当前的增压压力值，并与稳态下的需求增压压力对比，算出增压压力偏差量；
步骤2：根据增压压力偏差量大小，标定不同的瞬态因子；
步骤3：ECU用该瞬态因子去修正EGR阀、节气门开度、喷油正时、喷油压力；
步骤4：判断瞬态过程排气烟度和NOx排放是否满足要求，如不满足则进入步骤2，如满足则进入步骤5；
步骤5：把该增压压力偏差量对应的瞬态因子写入ECU，结束。
2.如权利要求1所述的基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程方法，其特征在于：步骤1中ECU对所读取的增压压力值进行滤波处理后与稳态的需求增压压力对比，得到增压压力偏差量。
3.如权利要求1所述的基于增压压力偏差控制发动机瞬态过程方法，其特征在于：步骤3中瞬态因子为1时，修正量最大，EGR阀全关，节气门全开；瞬态因子为0时，***，EGR阀和节气门按需求MAP路径输出。
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