废气再循环系统EGR工作区域的控制方法和控制系统技术方案

本申请公开一种废气再循环系统EGR工作区域的控制方法和控制系统，控制方法包括：根据运行工况下预设的参数脉谱，求解运行工况下的需求进气量；获取发动机实际转速，根据实际转速和需求进气量，确定EGR阀的需求前后压比，并采用开环控制驱动VGT阀和节气门响应；获取EGR阀的实际前后压比，并根据需求前后压比控制VGT阀的开度；根据预设的参数脉谱和VGT阀的实际开度，控制节气门的开度；根据VGT阀的开度、节气门的开度，获取EGR的实际EGR率，并根据实际EGR率和预设的参数脉谱控制EGR阀的开度，以使EGR阀的实际前后压比趋近于需求前后压比。本申请以EGR阀前后压比作为控制目标控制VGT阀、节气门的开度，进而控制EGR阀的开度，能够有效扩大EGR工作区域。

【技术实现步骤摘要】
废气再循环系统EGR工作区域的控制方法和控制系统
本申请涉及车辆控制
，特别涉及一种废气再循环系统EGR工作区域的控制方法和控制系统。
技术介绍
随着汽车尾气的排放、油耗法规的日趋严苛，如何有效减少汽油机油耗以达成油耗法规的目标成为难点。其中，废气再循环技术将高温废气经过冷却后引入气缸，降低泵气损失并能削弱爆震，提高缸内燃烧质量，因此，是改善发动机性能和排放的一项重要技术。一般地，废气再循环系统EGR通过压差驱动，需要满足EGR阀前压力大于EGR阀后压力，否则废气再循环装置无法正常工作。而对于带涡轮增压器VGT的汽油机，涡轮前压力作为EGR阀前压力，节气门后压力作为EGR阀后压力，随着负载的增加，节气门开度逐渐增加，因此，EGR阀的前后压差逐渐减小，当节气门全开时，涡轮增压器VGT进入工作，但是此时，EGR阀前压力是小于EGR阀后压力的，而EGR阀前后压差不足以驱动EGR，显然，这限制了废气再循环系统EGR工作区域。相关技术中，传统的涡轮增压器VGT的控制方法是以保证进气压力为控制目的，这一控制方式虽然减小了泵气损失降低耗油，但是在节气门全开的情况下开启VGT，却忽略了EGR对于油耗的影响。
技术实现思路
本申请实施例提供一种废气再循环系统EGR工作区域的控制方法和控制系统，在通过VGT阀、节气门的开度保证进气量的前提下，以EGR阀的前后压比作为控制目标控制VGT阀、节气门的开度，进而控制EGR阀的开度，VGT阀、节气门、EGR阀三者协同作用，在有效扩大EGR工作区域的同时，进一步降低油耗。一方面，本申请实施例提供了一种废气再循环系统EGR工作区域的控制方法，所述控制方法包括：预设发动机各个工况下的参数脉谱；根据运行工况下的参数脉谱，构建扭矩模型和气量模型，并求解运行工况下的需求进气量；获取发动机在运行工况下的实际转速，根据所述实际转速和所述需求进气量，确定EGR阀的需求前后压比，并采用开环控制驱动VGT阀和节气门响应；获取EGR阀在所述运行工况下的实际前后压比，并根据所述需求前后压比控制所述VGT阀的开度；根据运行工况下的参数脉谱和所述VGT阀的实际开度，控制所述节气门的开度；根据所述VGT阀的开度、所述节气门的开度，获取废气再循环系统EGR的实际EGR率，并根据实际EGR率和运行工况下的预设的参数脉谱控制所述EGR阀的开度，以使EGR阀的实际前后压比趋近于所述需求前后压比。在本实施例中，优选地，所述获取EGR阀在所述运行工况下的实际前后压比，并根据所述需求前后压比控制所述VGT阀的开度的具体步骤包括：当EGR工作区域处于增压区域时，根据EGR阀的实际前后压比与需求前后压比，求解得到VGT阀的开度量，并根据该VGT阀的开度量控制所述VGT阀的开度；当EGR工作区域处于非增压区域时，根据EGR阀的实际前后压比与需求前后压比，求解得到VGT阀的开度量，并控制所述VGT阀的开度为零。优选地，所述参数脉谱中的参数包括：需求扭矩、摩擦损失、泵气损失、点火效率、空燃比效率、燃烧效率、EFG阀的需求前后压比、充气效率、VGT阀开度开环控制量、节气门压降开环控制量、节气门面积和节气门的开度之间的对应关系、需求EGR率。优选地，所述根据运行工况下的参数脉谱，构建扭矩模型和气量模型，并求解运行工况下的需求进气量的具体步骤为：根据预设的运行工况下的需求扭矩、摩擦损失、泵气损失、点火效率、空燃比效率，计算得到需求总扭矩；根据所述需求总扭矩除以燃烧效率和实际油品的燃油热值，得到需求燃油量；根据所述需求燃油量与实际油品的空燃比的乘积，确定需求进气量。优选地，所述根据所述实际转速和所述需求进气量，确定EGR阀的需求前后压比，并采用开环控制驱动VGT阀和节气门响应的具体步骤为：根据实际转速和需求进气量，查询运行工况下预设的参数脉谱，确定运行工况下预设的EGR阀的需求前后压比、VGT阀开度开环控制量、节气门压降开环控制量；根据所述VGT阀开度开环控制量、节气门压降开环控制量，采用前馈方式驱动VGT阀和节气门响应。优选地，所述当EGR工作区域处于增压区域时，根据EGR阀的实际前后压比与需求前后压比，求解得到VGT阀的开度量，并根据该VGT阀的开度量控制所述VGT阀的开度的具体步骤为：根据所述需求前后压比和所述实际前后压比的差值，求解VGT阀的开度增量；根据所述VGT阀的开度增量和预设的所述VGT阀开度开环控制量之和，得到所述VGT阀的开度量；根据所述VGT阀的开度量控制VGT阀的开度。优选地，所述根据所述需求前后压比和所述实际前后压比的差值，求解VGT阀的开度增量的具体步骤为：求解所述需求前后压比和所述实际前后压比的差值关于时间的比例项、积分项、微分项，并分别乘以各自对应的预设的比例项系数、积分项系数、微分项系数，求和得到该VGT阀的开度增量。优选地，所述根据运行工况下的参数脉谱和所述VGT阀的实际开度，控制所述节气门的开度的具体步骤为：根据VGT阀的实际开度，获取节气门前增压压力；根据发动机运行工况下的需求进气量和预设的充气效率，确定节气门后需求压力；根据节气门前增压压力和节气门后需求压力的压降，计算节气门的需求面积；根据节气门的需求面积在预设的节气门面积和节气门的开度之间的对应关系中查询对应的节气门开度量，根据查询到的节气门开度量控制所述节气门的开度。优选地，所述根据所述VGT阀的开度、所述节气门的开度，获取废气再循环系统EGR的实际EGR率，并根据实际EGR率和运行工况下的预设的参数脉谱控制所述EGR阀的开度的具体步骤包括：根据所述VGT阀的开度、所述节气门的开度，获取废气再循环系统EGR的实际EGR率；根据所述实际EGR率和该运行工况下预设的需求EGR率的差值，求解该差值关于时间的比例项、积分项、微分项，并分别乘以各自对应的预设的比例项系数、积分项系数、微分项系数，求和得到所述EGR阀的开度量；根据所述EGR阀的开度量控制所述EGR阀的开度。另一方面，本申请实施例还提供了一种废气再循环系统EGR工作区域的控制系统，所述控制系统包括：存储器，其用于存储可执行指令；处理器，其与所述存储器连接，用于运行所述可执行指令以执行如上述的废气再循环系统EGR工作区域的控制方法。本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请实施例提供了一种废气再循环系统EGR工作区域的控制方法和控制系统，在通过VGT阀、节气门的开度保证进气量的前提下，以EGR阀的前后压比作为控制目标控制VGT阀、节气门的开度，进而控制EGR阀的开度，VGT阀、节气门、EGR阀三者协同作用，以控制EGR工作区域。可见，本申请在保证进气量的提前下，通过VGT阀和节气门共同协同实现对EGR阀的控制，并根据EGR阀的前后压比控制VGT、节气门的开度，以实现废气再循环系统EG本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废气再循环系统EGR工作区域的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：/n预设发动机各个工况下的参数脉谱；/n根据运行工况下的参数脉谱，构建扭矩模型和气量模型，并求解运行工况下的需求进气量；/n获取发动机在运行工况下的实际转速，根据所述实际转速和所述需求进气量，确定EGR阀的需求前后压比，并采用开环控制驱动VGT阀和节气门响应；/n获取EGR阀在所述运行工况下的实际前后压比，并根据所述需求前后压比控制所述VGT阀的开度；/n根据运行工况下的参数脉谱和所述VGT阀的实际开度，控制所述节气门的开度；/n根据所述VGT阀的开度、所述节气门的开度，获取废气再循环系统EGR的实际EGR率，并根据实际EGR率和运行工况下的预设的参数脉谱控制所述EGR阀的开度，以使EGR阀的实际前后压比趋近于所述需求前后压比。/n

【技术特征摘要】
1.一种废气再循环系统EGR工作区域的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
预设发动机各个工况下的参数脉谱；
根据运行工况下的参数脉谱，构建扭矩模型和气量模型，并求解运行工况下的需求进气量；
获取发动机在运行工况下的实际转速，根据所述实际转速和所述需求进气量，确定EGR阀的需求前后压比，并采用开环控制驱动VGT阀和节气门响应；
获取EGR阀在所述运行工况下的实际前后压比，并根据所述需求前后压比控制所述VGT阀的开度；
根据运行工况下的参数脉谱和所述VGT阀的实际开度，控制所述节气门的开度；
根据所述VGT阀的开度、所述节气门的开度，获取废气再循环系统EGR的实际EGR率，并根据实际EGR率和运行工况下的预设的参数脉谱控制所述EGR阀的开度，以使EGR阀的实际前后压比趋近于所述需求前后压比。


2.如权利要求1所述的废气再循环系统EGR工作区域的控制方法，其特征在于，所述获取EGR阀在所述运行工况下的实际前后压比，并根据所述需求前后压比控制所述VGT阀的开度的具体步骤包括：
当EGR工作区域处于增压区域时，根据EGR阀的实际前后压比与需求前后压比，求解得到VGT阀的开度量，并根据该VGT阀的开度量控制所述VGT阀的开度；
当EGR工作区域处于非增压区域时，根据EGR阀的实际前后压比与需求前后压比，求解得到VGT阀的开度量，并控制所述VGT阀的开度为零。


3.如权利要求2所述的废气再循环系统EGR工作区域的控制方法，其特征在于，所述参数脉谱中的参数包括：
需求扭矩、摩擦损失、泵气损失、点火效率、空燃比效率、燃烧效率、EFG阀的需求前后压比、充气效率、VGT阀开度开环控制量、节气门压降开环控制量、节气门面积和节气门的开度之间的对应关系、需求EGR率。


4.如权利要求3所述的废气再循环系统EGR工作区域的控制方法，其特征在于，所述根据运行工况下的参数脉谱，构建扭矩模型和气量模型，并求解运行工况下的需求进气量的具体步骤为：
根据预设的运行工况下的需求扭矩、摩擦损失、泵气损失、点火效率、空燃比效率，计算得到需求总扭矩；
根据所述需求总扭矩除以燃烧效率和实际油品的燃油热值，得到需求燃油量；
根据所述需求燃油量与实际油品的空燃比的乘积，确定需求进气量。


5.如权利要求3所述的废气再循环系统EGR工作区域的控制方法，其特征在于，所述根据所述实际转速和所述需求进气量，确定EGR阀的需求前后压比，并采用开环控制驱动VGT阀和节气门响应的具体步骤为：
根据实际转速和需求进气量，查询运行工况下预设的参数脉谱，确定运行工况下预设的EGR阀的需求前后压比、VGT阀开度开环控制量、节气门压降开环控制量；

【专利技术属性】
技术研发人员：庹汉郧，李仕成，陈龙，肖文涛，周明星，张春娇，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42