一种小排量汽油机废气再循环控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种小排量汽油机废气再循环控制系统，该系统包括上位机、转速和负荷传感器、EGR控制系统、EGR节流阀；所述的EGR控制系统包括AD转换模块、同步信号处理模块、EGR阀信号计算单元；转速和负荷传感器采集的经AD转换模块转换为数字信号，再经同步信号处理模块与ECU发送的空气量、EGR流量信号进行同步；同步后信号发送给EGR阀信号计算单元；EGR阀信号计算单元根据发动机转速、负荷、空气量及EGR流量信号计算出EGR阀开度，EGR阀开度再经过DA转换模块转换为模拟信号输出给EGR节流阀。本发明专利技术控制效果精确，操作简便、安全，响应速度快，可以实现不同类型EGR阀控制，通用型强。

An Exhaust Gas Recirculation Control System for Small-displacement Gasoline Engines

The invention relates to an exhaust gas recirculation control system for a small displacement gasoline engine, which comprises a host computer, a speed and load sensor, an EGR control system and an EGR throttle valve; the EGR control system includes an AD conversion module, a synchronous signal processing module and an EGR valve signal calculating unit; the AD conversion module acquired by the speed and load sensors is converted into a digital signal, which is then synchronized by a synchronous signal. The processing module synchronizes with the air and EGR flow signals sent by ECU; after synchronization, the signal is sent to the EGR valve signal calculating unit; the EGR valve signal calculating unit calculates the EGR valve opening according to the engine speed, load, air volume and EGR flow signals, and the EGR valve opening is converted to analog signal output to the EGR throttle valve through DA conversion module. The control effect of the invention is accurate, the operation is simple, safe, and the response speed is fast. The control of different types of EGR valves can be realized, and the universal type is strong.

【技术实现步骤摘要】
一种小排量汽油机废气再循环控制系统
本专利技术属于汽油机废气再循环控制
，涉及一种用于小型汽油机废气再循环(EGR)控制系统。
技术介绍
随着日趋严苛的国家油耗法规要求相继实施，为了使汽车达到更优的油耗，达到更优的燃油经济性，越来越多的汽车选择配置EGR技术。而汽油机废气再循环(EGR)控制技术在国内处于研究阶段。目前汽油机EGR控制技术主要面临如下问题：1)EGR率控制不精确。2)管路上真空度小，存在进排气压差小，可能造成无法达到需求的EGR率。3)EGR控制策略开发周期较长，通用型差。一些国际供应商如BOSCH、Denso等公司，其已经研发成熟的控制策略但是无法实现不同汽油机类型(增压或自然吸气)通用，无法针对不同类型EGR阀实现快速驱动，汽油机性能开发和标定时间比较长，EGR率控制不精确。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种小排量汽油机废气再循环控制系统，该系统控制精度高，响应速度快。为了解决上述问题，本专利技术的小排量汽油机废气再循环控制系统包括上位机、转速和负荷传感器、EGR控制系统、EGR节流阀；所述的EGR控制系统包括AD转换模块、同步信号处理模块、EGR阀信号计算单元；转速和负荷传感器采集的经AD转换模块转换为数字信号，再经同步信号处理模块与ECU发送的空气量、EGR流量信号进行同步；同步后的发动机转速、负荷、空气量及EGR流量信号发送给EGR阀信号计算单元；所述的EGR阀信号计算单元包括实际EGR率计算单元、EGR阀开度前馈量获取单元、比较计算单元和PID控制单元；实际EGR率计算单元：采集空气量和EGR流量，并根据公式(1)计算实际EGR率；ηegr＝Megr/(Megr+Mair)(1)其中ηegr--实际EGR率；Megr--EGR流量；Mair--空气量；EGR阀开度前馈量获取单元：根据发动机转速、负荷、目标EGR率，在已经标定好的EGR阀开度map中查找并通过插值计算得到对应工况的EGR开度前馈量；比较计算单元：将实际EGR率与目标EGR率进行比较计算后，将EGR率比较偏差δegr输入给PID控制单元；PID控制单元：根据比较计算单元输出的EGR率比较偏差δegr得到开度偏差量δ；开度偏差量δ与EGR阀开度前馈量获取单元输出的EGR开度前馈量相加后，经DA转换模块转换为模拟信号输出给EGR节流阀实现闭环控制。进一步，本专利技术还包括滤波模块；经同步信号处理模块同步后的发动机转速、负荷信号及ECU发送的空气量、EGR流量信号经滤波模块滤波后发送给EGR阀信号计算单元。进一步，本专利技术还包括滤波模块；经AD转换模块转换的转速、负荷信号及ECU发送的空气量、EGR流量信号首先经滤波模块滤波，再传输给同步信号处理模块进行同步。本专利技术的有益效果是：可以实时调整汽油机EGR流量以及EGR率，判别汽油机不同工况下最佳EGR率范围，从而可以根据EGR率变化情况对EGR阀开度进行修正，快速实现汽油机稳态EGR率目标控制，相对于传统机械节流系统，控制效果更精确，操作更简便更安全；相对于电控系统，其策略中的EGR阀开度前馈控制精度更高，响应速度更加。本专利技术可以实现不同类型EGR阀控制，通用型强。附图说明图1是本专利技术实施例1的总体结构框图。图2是本专利技术的EGR控制逻辑的流程图。图3是本专利技术实施例2的总体结构框图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。实施例1如图1、3所示，本专利技术的小排量汽油机废气再循环控制系统包括上位机1、转速和负荷传感器2、EGR控制系统3、EGR节流阀4；所述的EGR控制系统3包括AD转换模块、同步信号处理模块、滤波模块、EGR阀信号计算单元；所述的转速和负荷传感器2采集的发动机转速和负荷信号经过AD转换模块转换为数字信号后输入同步信号处理模块，发动机转速、负荷信号与ECU发送的空气量、EGR流量信号经同步信号处理模块同步，再经滤波模块滤波后发送给EGR阀信号计算单元；EGR阀信号计算单元根据上位机1传输的目标EGR率，以及滤波模块传输的发动机转速、负荷、空气量和EGR流量计算EGR阀开度，EGR阀开度再经过DA转换模块转换为模拟信号输出给EGR节流阀4。如图2所示，EGR阀信号计算单元包括实际EGR率计算单元、EGR阀开度前馈量获取单元、比较计算单元、PID控制单元；实际EGR率计算单元：采集空气量和EGR流量，并根据公式(1)计算实际EGR率；ηegr＝Megr/(Megr+Mair)(1)其中ηegr--实际EGR率；Megr--EGR流量；Mair--空气量；EGR阀开度前馈量获取单元：根据发动机转速、负荷、目标EGR率，在已经标定好的EGR阀开度map中进行查找并通过插值计算得到对应工况的EGR开度前馈量；EGR阀开度前馈量插值计算关系如下所示：EGR阀开度前馈量＝Fmap(转速，负荷，目标EGR率)EGR阀开度前馈脉谱图Fmap通过试验标定的方式获得的，所述EGR阀开度前馈脉谱图包括不同发动机转速、负荷组合所对应的最佳EGR率设定值，最佳EGR率设定值根据不同发动机转速、负荷组合下，发动机最佳燃烧状态和最佳油耗状态确定。比较计算单元：将实际EGR率与目标EGR率进行比较计算后，将EGR率比较偏差δegr输入给PID控制单元；PID控制单元：根据比较计算单元输出的EGR率比较偏差δegr得到开度偏差量δ；开度偏差量δ与EGR阀开度前馈量获取单元输出的EGR开度前馈量相加后输出给EGR节流阀5实现闭环控制。EGR阀开度影响EGR流量从而改变实际EGR率，实际EGR率与目标EGR率进行比较计算后，EGR率比较偏差δegr继续输入给PID控制单元，实现闭环控制，直至EGR率比较偏差δegr＝0时，动态系统达到稳定状态，PID调节结束。实施例2如图3所示，本实施例与实施例1不同之处仅在于：经AD转换模块转换的转速、负荷信号及ECU发送的空气量、EGR流量信号首先经滤波模块滤波，再传输给同步信号处理模块进行同步；同步后的发动机转速、负荷信号和ECU发送的空气量、EGR流量信号发送给EGR阀信号计算单元。以上所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小排量汽油机废气再循环控制系统，其特征在于包括上位机(1)、转速和负荷传感器(2)、EGR控制系统(3)、EGR节流阀(4)；所述的EGR控制系统(3)包括AD转换模块、同步信号处理模块、EGR阀信号计算单元；转速和负荷传感器(2)采集的经AD转换模块转换为数字信号，再经同步信号处理模块与ECU发送的空气量、EGR流量信号进行同步；同步后的发动机转速、负荷、空气量及EGR流量信号发送给EGR阀信号计算单元；所述的EGR阀信号计算单元包括实际EGR率计算单元、EGR阀开度前馈量获取单元、比较计算单元和PID控制单元；实际EGR率计算单元：采集空气量和EGR流量，并根据公式(1)计算实际EGR率；ηegr＝Megr/(Megr+Mair)    (1)其中ηegr‑‑实际EGR率；Megr‑‑EGR流量；Mair‑‑空气量；EGR阀开度前馈量获取单元：根据发动机转速、负荷、目标EGR率，在已经标定好的EGR阀开度map中查找并通过插值计算得到对应工况的EGR开度前馈量；比较计算单元：将实际EGR率与目标EGR率进行比较计算后，将EGR率比较偏差δegr输入给PID控制单元；PID控制单元：根据比较计算单元输出的EGR率比较偏差δegr得到开度偏差量δ；开度偏差量δ与EGR阀开度前馈量获取单元输出的EGR开度前馈量相加后，经DA转换模块转换为模拟信号输出给EGR节流阀(4)实现闭环控制。...

【技术特征摘要】
1.一种小排量汽油机废气再循环控制系统，其特征在于包括上位机(1)、转速和负荷传感器(2)、EGR控制系统(3)、EGR节流阀(4)；所述的EGR控制系统(3)包括AD转换模块、同步信号处理模块、EGR阀信号计算单元；转速和负荷传感器(2)采集的经AD转换模块转换为数字信号，再经同步信号处理模块与ECU发送的空气量、EGR流量信号进行同步；同步后的发动机转速、负荷、空气量及EGR流量信号发送给EGR阀信号计算单元；所述的EGR阀信号计算单元包括实际EGR率计算单元、EGR阀开度前馈量获取单元、比较计算单元和PID控制单元；实际EGR率计算单元：采集空气量和EGR流量，并根据公式(1)计算实际EGR率；ηegr＝Megr/(Megr+Mair)(1)其中ηegr--实际EGR率；Megr--EGR流量；Mair--空气量；EGR阀开度前馈量获取单元：根据发动机转速、负荷、目标EGR率，在已经标定好...

【专利技术属性】
技术研发人员：于拓舟，王占峰，王振喜，宫艳峰，吴同，万滨，祝遵祥，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22