CN112360638A - 进入气缸的新鲜空气流量预估方法及*** - Google Patents
进入气缸的新鲜空气流量预估方法及*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN112360638A CN112360638A CN202011247317.7A CN202011247317A CN112360638A CN 112360638 A CN112360638 A CN 112360638A CN 202011247317 A CN202011247317 A CN 202011247317A CN 112360638 A CN112360638 A CN 112360638A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fresh air
- air flow
- cylinder
- fitting
- entering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/18—Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D41/1404—Fuzzy logic control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2487—Methods for rewriting
- F02D41/2493—Resetting of data to a predefined set of values
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
- F02M26/20—Feeding recirculated exhaust gases directly into the combustion chambers or into the intake runners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
- F02M26/46—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
- F02M26/47—Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition the characteristics being temperatures, pressures or flow rates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种进入气缸的新鲜空气流量预估方法,包括以下步骤:S1、获取拟合前进入气缸的新鲜空气流量;S2、判断是否满足所有拟合参数预估的准确性条件,若满足则进行S3,若不满足则判定预估进入气缸的新鲜空气流量与拟合前进入气缸的新鲜空气流量相等;所述拟合参数预估的准确性条件具体为:发动机转速超过预设转速;所有气缸均未断油;EGR控制阀处于关闭状态或气节门前后的压比小于预设压比;S3、计算拟合参数;S4、根据拟合参数计算预估进入气缸的新鲜空气流量。本发明能准确预估进入气缸的新鲜空气流量,反映瞬态工况下的实际进入气缸的新鲜空气流量,减小误差。
Description
技术领域
本发明涉及发动机排气再循环率控制领域,具体涉及一种进入气缸的新鲜空气流量预估方法及***。
背景技术
随着汽车和内燃机工业的高速发展,能源需求和环境保护问题成为当今世界各国所面临的难题,因此,节能和减排已成为内燃机行业发展的两大主题。在节能方面,国内外的汽车厂家通过运用:奥托(Otto)循环、阿特金森 (Atkinson)循环、米勒(Miller)循环、高压废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)或低压高压废气再循环等技术,改善发动机的燃烧做功过程,或者通过发动机小型化设计,降低中小负荷的泵气损失,提高传统汽油机的燃油经济性。
涡轮增压发动机可以包括排气再循环(EGR),可以从排气中取废气进入进气***。研究表明EGR***在改善排放,降低油耗和改善抗爆震能力上有一定优势。在EGR控制中准确预估进入气缸的新鲜空气流量是非常重要的部分,其直接决定了高压EGR控制能否准确且有效。
然而,目前常规进入气缸的新鲜空气流量预估方案具有延迟性,无法反映瞬态工况下实际进入气缸的新鲜空气流量,导致计算结果不准确,误差较大。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种进入气缸的新鲜空气流量预估方法及***能准确预估进入气缸的新鲜空气流量,反映瞬态工况下的实际进入气缸的新鲜空气流量,减小误差。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案为:进入气缸的新鲜空气流量预估方法,包括以下步骤:
S1、获取拟合前进入气缸的新鲜空气流量;
S2、判断是否满足所有拟合参数预估的准确性条件,若满足则进行S3,若不满足则判定预估进入气缸的新鲜空气流量与拟合前进入气缸的新鲜空气流量相等;所述拟合参数预估的准确性条件具体为:发动机转速超过预设转速;所有气缸均未断油;EGR控制阀处于关闭状态或气节门前后的压比小于预设压比;
S3、计算拟合参数;
S4、根据拟合参数计算预估进入气缸的新鲜空气流量。
进一步地,计算拟合参数的具体方法为:根据遗忘因子的递推最小二乘法计算,公式如下,
式中,θ为拟合参数,STFT为燃油短效修正系数,LTFT为燃油长效修正系数,为拟合前进入气缸的新鲜空气流量,为遗忘因子,S为n的标准差,k为n的相对增益,p为n的方差,其中n≥1,当n=0时,p(0)=102,θ(0)=0;遗忘因子的标定依据是:在任意瞬态工况下,新鲜空气流量预估的准确性偏差≤±5%,发动机的扭矩波动≤±10%。
更进一步地,预估进入气缸的新鲜空气流量的计算方法为:预估进入气缸的新鲜空气流量为拟合参数、燃油短效修正系数、燃油长效修正系数与拟合前进入气缸的新鲜空气流量之积,
更进一步地,本方法还包括步骤:S5、存储拟合参数和预估进入气缸的新鲜空气流量。
更进一步地,存储拟合参数和预估进入气缸的新鲜空气流量的存储器为 EEPROM。
一种使用上述进入气缸的新鲜空气流量预估方法的***,包括依次连接的EGR入口温度传感器、EGR控制阀、EGR冷却器和EGR冷却器出口温度传感器;
其中,
EGR入口温度传感器,用于检测进入EGR控制阀的废气温度;
EGR控制阀,用于控制阀的开度和读取实际开度,用于计算和控制EGR率;
EGR冷却器,用于冷却废气温度;
EGR冷却器出口温度传感器,用于读取进入进气***废气的温度。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本专利采用遗忘因子的递推最小二乘法,并将学习值存放在EEPORM里,利用模糊控制方法并不断迭代和存储数据的方式,能准确预估进入气缸的新鲜空气流量,反映瞬态工况下的实际进入气缸的新鲜空气流量,减小误差。
附图说明
图1为本发明实施例的流程示意图;
图2为本发明实施例的结构示意图;
图中,1-EGR入口温度传感器,2-EGR控制阀,3-EGR冷却器,4-EGR冷却器出口温度传感器,5-节气门。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明,下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述,应当理解,此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
其中,θ为拟合参数,STFT为燃油短效修正系数,LTFT为燃油长效修正系数,为拟合前的气缸新鲜空气流量。拟合的目的是为了根据燃油的修正系数(短效修正和长效修正)对瞬态EGR预估进行优化。由于理想喷油量的修正会等于除以最佳的空燃比,那么理想的新鲜空气流量为但是由于短效燃油修正和长效燃油修正对喷油量的修正是有一定延迟(发动机进气后与喷油进行混合并燃烧然后排入气缸,这些都是需要时间,因此排气***当前检测的燃油混合情况实际上是一段时间前进入气缸的混合气情况),不能代表当前的燃油量,因此引入了拟合参数θ。其中拟合参数θ最佳的结果是:当时,但是实际上并非如此,需要对其进行预估,将该预估的拟合参数θ和进行车辆下电保存,存放在EEPROM 里,待下一驾驶循环是可用。
拟合参数θ的预估采用如下步骤:
2.判断拟合参数θ预估的准确性条件是否满足,在满足的情况下进行预估,如果不满足,则继续维持不变。其中拟合参数θ预估的准确性条件为(以下三个条件必须同时满足):
1)发动机转速超过预设转速,确保发动机判缸完成且燃烧稳定。本实施例中预设转速取30rpm。在发动机转速过低,进气气缸的混合气中废气流量较小,预估准确性较差,本实例选择的是30rpm,即是在发动机起动过程中,此时因为废气流量过低无法准确识别出废气流量,且此时由于排气***氧传感器未活化,燃油修正反馈信息STFT和LTFT也是不准确的。
2)各缸均未断油,确保基于燃油修正的新鲜空气气量预估准确;发动机如果出现某缸断油,这此时燃油修正信息STFT和LTFT不准确(因为此时都根本没喷油)
3)EGR控制阀处于关闭状态,或者节气门前后的压比小于预设压比其中预设压比由发动机转速n决定。在EGR阀处于关闭状态时,拟合前的气缸新鲜空气流量可以采用速度密度法进行预估,预估准确(具体可基于Springer电子出版社《Airflowestimation control strategy based on speed density method》);进气门前后的压比小于预设压比时,拟合前的气缸新鲜空气流量可以基于理想喷嘴处的可压缩气体方程预估,预估准确 (具体可基于《汽车工程》出版的《大气压预估算法的开发与应用》中节气门后流量的预估方法)。预设压比的标定依据是,不同发动机转速下在节气门前后压比小于该预设压比时,通过空气流量计对标预估的新鲜空气,误差范围在 EGR率误差允许范围内。本实例中预设压比与发动机转速n的关系如图3所示。
在以上三个条件均满足后,方可进行拟合参数θ预估,其预估方法采用遗忘因子的递推最小二乘法。由于发动机的进气***是一个非线性***,进气量是一个动态变化的过程。因此,为了跟踪时变的参数,提高预估估计精度,同时为了后面识别的结果可以反映前面的变化(由于气路***严重的迟滞性,前一时刻的气量变化会影响到后一时刻的结果),采用递推最小二乘法进行识别,其方法如下:
其中n=1,2,3…,每次采样周期n自加1。特别地,θ(0)=0,p(0)=102,θ(0)=0 的原因是因为在发动机在上电是气量为0,而气量的变化是非常缓慢的, p(0)=102的原因是根据流量计和预估结果反推出一个最佳的初始值。为遗忘因子,本实施例取0.95,标定的思路是确保在稳态和任意瞬态工况下通过空气流量计对标预估的新鲜空气,误差范围在EGR率误差允许范围内。本实施例中采样周期为10ms。
至此,进入气缸的新鲜空气流量预估完成。
遗忘因子的标定依据是:在任意瞬态工况下,新鲜空气流量预估的准确度不超过±5%,此时能够满足发动机的扭矩(反映车辆动力性)波动不超过± 10%。
如图2所示,高压EGR***主要由EGR入口温度传感器1、EGR控制阀2 (带位置传感器)、EGR冷却器3、EGR冷却器出口温度传感器4组成。
其中EGR入口温度传感器1检测进入EGR控制阀2的废气温度;
EGR控制阀2(带位置传感器),用于控制阀门的开度和读取实际开度,用于计算和控制EGR率;
EGR冷却器3用于冷却废气温度;
EGR冷却器出口温度传感器4用于读取进入进气***废气的温度。
其中EGR取气是在增压器涡轮机前侧,即发动机燃烧产生的废气还未经推动涡轮机增压而降低废气能力,因废气压力较高,因此称为高压EGR;EGR废气进入进气***的混合点是在节气门后,即将进入气缸处。
应当理解的是,本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是,上述针对较佳实施例的描述较为详细,并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下,还可以做出替换或变形,均落入本发明的保护范围之内,本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.进入气缸的新鲜空气流量预估方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、获取拟合前进入气缸的新鲜空气流量;
S2、判断是否满足所有拟合参数预估的准确性条件,若满足则进行S3,若不满足则判定预估进入气缸的新鲜空气流量与拟合前进入气缸的新鲜空气流量相等;所述拟合参数预估的准确性条件具体为:发动机转速超过预设转速;所有气缸均未断油;EGR控制阀处于关闭状态或气节门前后的压比小于预设压比;
S3、计算拟合参数;
S4、根据拟合参数计算预估进入气缸的新鲜空气流量。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括步骤:S5、存储拟合参数和预估进入气缸的新鲜空气流量。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,存储拟合参数和预估进入气缸的新鲜空气流量的存储器为EEPROM。
6.一种使用如权利要求1-5任一项所述的进入气缸的新鲜空气流量预估方法的***,其特征在于,包括依次连接的EGR入口温度传感器、EGR控制阀、EGR冷却器和EGR冷却器出口温度传感器;其中,
EGR入口温度传感器,用于检测进入EGR控制阀的废气温度;
EGR控制阀,用于控制阀的开度和读取实际开度,用于计算和控制EGR率;
EGR冷却器,用于冷却废气温度;
EGR冷却器出口温度传感器,用于读取进入进气***废气的温度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011247317.7A CN112360638B (zh) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | 进入气缸的新鲜空气流量预估方法及*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011247317.7A CN112360638B (zh) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | 进入气缸的新鲜空气流量预估方法及*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112360638A true CN112360638A (zh) | 2021-02-12 |
CN112360638B CN112360638B (zh) | 2022-02-18 |
Family
ID=74508591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011247317.7A Active CN112360638B (zh) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | 进入气缸的新鲜空气流量预估方法及*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112360638B (zh) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5331936A (en) * | 1993-02-10 | 1994-07-26 | Ford Motor Company | Method and apparatus for inferring the actual air charge in an internal combustion engine during transient conditions |
CN1981126A (zh) * | 2004-07-07 | 2007-06-13 | 本田技研工业株式会社 | 吸入空气量估计装置、方法和程序 |
CN101363375A (zh) * | 2007-07-20 | 2009-02-11 | 通用汽车环球科技运作公司 | 内燃发动机空气流量估计方法和装置 |
US20110172896A1 (en) * | 2010-01-12 | 2011-07-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Cylinder intake air amount calculating apparatus for internal combustion engine |
CN104948322A (zh) * | 2014-03-28 | 2015-09-30 | 日立汽车***株式会社 | 内燃机的控制装置 |
JP5842617B2 (ja) * | 2012-01-05 | 2016-01-13 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
US20170030284A1 (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
CN106939840A (zh) * | 2015-12-15 | 2017-07-11 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于确定内燃机中的气体质量流量的方法和装置 |
WO2019160415A1 (en) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | Daf Trucks N.V | Engine air flow estimation |
CN111219271A (zh) * | 2020-02-22 | 2020-06-02 | 东风汽车集团有限公司 | 废气涡轮增压发动机进气歧管egr气体混合温度的确定方法,存储介质及*** |
CN111255584A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机***、实际新鲜空气量的计算方法和车辆 |
-
2020
- 2020-11-10 CN CN202011247317.7A patent/CN112360638B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5331936A (en) * | 1993-02-10 | 1994-07-26 | Ford Motor Company | Method and apparatus for inferring the actual air charge in an internal combustion engine during transient conditions |
CN1981126A (zh) * | 2004-07-07 | 2007-06-13 | 本田技研工业株式会社 | 吸入空气量估计装置、方法和程序 |
CN101363375A (zh) * | 2007-07-20 | 2009-02-11 | 通用汽车环球科技运作公司 | 内燃发动机空气流量估计方法和装置 |
US20110172896A1 (en) * | 2010-01-12 | 2011-07-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Cylinder intake air amount calculating apparatus for internal combustion engine |
JP5842617B2 (ja) * | 2012-01-05 | 2016-01-13 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
CN104948322A (zh) * | 2014-03-28 | 2015-09-30 | 日立汽车***株式会社 | 内燃机的控制装置 |
US20170030284A1 (en) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine |
CN106939840A (zh) * | 2015-12-15 | 2017-07-11 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于确定内燃机中的气体质量流量的方法和装置 |
WO2019160415A1 (en) * | 2018-02-16 | 2019-08-22 | Daf Trucks N.V | Engine air flow estimation |
CN111255584A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 长城汽车股份有限公司 | 发动机***、实际新鲜空气量的计算方法和车辆 |
CN111219271A (zh) * | 2020-02-22 | 2020-06-02 | 东风汽车集团有限公司 | 废气涡轮增压发动机进气歧管egr气体混合温度的确定方法,存储介质及*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112360638B (zh) | 2022-02-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1024263B1 (en) | Control method for turbocharged diesel engines having exhaust gas recirculation | |
US7620490B2 (en) | Fuel injection control device for internal combustion engine | |
CN109209659B (zh) | 一种基于内燃机充量因数的egr率修正***和方法 | |
CN112377315B (zh) | 基于可压缩气体方程的egr控制方法与*** | |
CN102597451B (zh) | 用于操作涡轮增压发动机的***和方法 | |
US7493896B2 (en) | Exhaust gas recirculation estimation system | |
CN111622853A (zh) | 一种基于发动机氮氧排放的自适应的egr控制方法 | |
US7831378B2 (en) | System and method for estimating NOx produced by an internal combustion engine | |
CN109736935B (zh) | 以纯氧气为氧化剂的烃类燃料点燃式零氮排放发动机的控制方法 | |
CN111736456B (zh) | 一种egr***的控制和诊断机构,重型汽车和方法 | |
CN112523878B (zh) | 一种基于egr率的egr阀闭环控制方法 | |
CN110318868A (zh) | 一种甲醇/天然气灵活燃料发动机的控制***及其控制方法 | |
JP2002371893A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
CN106285965B (zh) | 均质增压直喷汽油机扫气控制方法 | |
US20070186539A1 (en) | Method for controlling turbine outlet temperatures in a diesel engine | |
CN103485910A (zh) | 一种改进的多工况pid控制的发动机控制方法 | |
CN109374309B (zh) | 废气再循环中冷器换热效率试验台及其控制方法 | |
CN108317015B (zh) | 一种天然气发动机瞬态补偿控制***及控制方法 | |
CN112360635B (zh) | 一种改善egr率的增压压力控制方法 | |
CN112360638B (zh) | 进入气缸的新鲜空气流量预估方法及*** | |
CN111720204B (zh) | 一种发动机的控制方法及其装置 | |
CN115750054A (zh) | 一种发动机NOx排放监控***及方法 | |
US10480433B2 (en) | Apparatus and method for calculating internal exhaust gas recirculation (EGR) amount of engine including continuously variable valve duration apparatus | |
Nyerges et al. | Ranking of four dual loop EGR modes | |
CN105545501A (zh) | 一种全工况降低柴油机NOx排放的控制***及控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |