电控柴油机EGR系统NOx排放量监控装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了电控柴油机EGR系统NOx排放量监控方法及装置，其包括：1）设置各传感器、EGR阀、处理器；2）处理器的进气量计算模块计算实时进气量和EGR全闭参考进气量；3）EGR率计算模块计算实测EGR率和目标EGR率；4）EGR阀位置监控模块计算EGR阀实测开度和目标开度；5）EGR阀异常状态识别模块根据EGR阀实测开度和EGR阀目标开度，判定EGR阀卡死和迟滞状态；根据实测EGR率和目标EGR率，可判定EGR阀堵塞状态；6）NOx排放量监控模块根据实测EGR率、目标EGR率、转矩、转速和EGR阀异常状态计算实时NOx排放量。本实用新型专利技术直接采用电控柴油机已有传感器和EGR阀位置传感器作为NOx排放量信号源，可以降低应用成本和维修成本，精确地实时计算出实时NOx排放量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电控柴油机监控方法及系统，特别是电控柴油机EGR系统NOx排放量监控装置。
技术介绍
随着政府法规的不断升级，法规中要求的柴油机排放限值也在不断降低。这使得柴油机生产企业采用了很多新的排气后处理技术以降低排放。EGR (废气再循环技术，Exhaust Gas Recirculation)就是一种广泛应用的技术。该技术中，通过将一部分废气重新引入燃烧室与新鲜空气共同参与燃烧反应，利用废气中含有的大量惰性气体具有较高的比热容这一特性来降低排放污染物中NOx成分。由于NOx的生成条件是高温富氧，而废气的引入一方面使混合气热容量增大，造成相同量的混合气升高同样温度所需热量增多，从而降低了最高燃烧温度；另一方面，废气对新鲜空气的稀释也相应降低了氧浓度，从而有效地抑制了 NOx的生成。随着技术的进步，现阶段EGR系统多采用基于电控技术的反馈控制，反馈控制的信号源主要包括NOx传感器、空气流量传感器和EGR阀位置传感器。与此同时，法规中要求发动机强制安装OBD系统(车载诊断系统，On-BoardDiagnosti Cs)。该系统根据汽车行驶状况随时监控发动机排放是否超标，一旦超标，会及时发出警示并采用相应的处理措施。采用OBD系统的目的在于保证发动机使用过程中排放满足法规要求，因此，发动机必须装备一套NOx排放量监控系统。该系统将作为OBD系统的一部分，用于实时监控NOx排放量。为了监控NOx排放量，可采用NOx传感器实时测量，但是NOx传感器价格高。现有替代方法有的是结合热膜式空气质量传感器进行实时EGR率计算来确定NOx的排放量，但是目前热膜式空气传感器可靠性较低、更换周期较短、成本较高；有的采用EGR阀位置传感器结合EGR阀卡死判定来确定NOx的排放水平，例如中国申请公布专利CN201110112638.0，其方法不能诊断出OBD法规要求的非EGR阀卡死导致的EGR流量异常故障(此时EGR阀未卡死但通路堵塞)，由于该方法对发动机瞬态工况考虑不全，控制精度较低，只能实现排放是否超限判定。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足而提供一种不基于NOx传感器和空气质量传感器的电控柴油机EGR系统NOx排放量监控装置。本技术所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现电控柴油机EGR系统NOx排放量监控装置，包括发动机、执行器和处理器；所述发动机中包括增压压力传感器、进气温度传感器、冷却水温传感器、大气压力传感器、转速传感器、油门开度传感器、EGR阀位置传感器；所述执行器为EGR阀；所述处理器中有进气量计算模块、EGR率计算模块、EGR阀位置监控模块、EGR阀异常状态识别模块和NOx排放量监控模块；所述进气量计算模块的六个输入端分别与增压压力传感器、进气温度传感器、冷却水温传感器、大气压力传感器、转速传感器、油门开度传感器相连，接受增压压力传感器送出的增压压力信号、进气温度传感器送出的进气温度信号、冷却水温传感器送出的冷却水温信号、大气压力传感器送出的大气压力信号、转速传感器送出的转速信号、油门开度传感器送出的油门开度信号，进气量计算模块的两个输出端分别输出实际进气量、EGR全闭参考进气量；所述EGR率计算模块的六个输入端分别与增压压力传感器、进气温度传感器、冷却水温传感器、大气压力传感器、进气量计算模块的两个输出端相连，接受增压压力传感器送出的增压压力信号、进气温度传感器送出的进气温度信号、冷却水温传感器送出的冷却水温信号、大气压力传感器送出的大气压力信号、进气量计算模块输出的实际进气量、EGR全闭参考进气量，EGR率计算模块的两个输出端输出为百分比表示的目标EGR率和实测EGR率；所述EGR阀位置监控模块的三个输入端分别与EGR阀位置传感器、EGR率计算模块的两个输出端相连，接受EGR阀位置传感器送出的EGR阀位置信号、EGR率计算模块的两个输出端送出的百分比表示的目标EGR率和实测EGR率，EGR阀位置监控模块的两个输出端输出EGR目标开度信号和EGR阀实测开度信号；所述EGR阀异常状态识别模块的四个输入端分别与EGR率计算模块的两个输出端、EGR阀位置监控模块的两个输出端相连，接受EGR率计算模块的两个输出端输出为百分比表示的目标EGR率和实测EGR率、EGR阀位置监控模块的两个输出端输出EGR目标开度信号和EGR阀实测开度信号，EGR阀异常状态识别模块的一个输出端输出异常状态NOx排放量信号；所述NOx排放量监控模块的五个输入端分别与转速传感器、油门开度传感器、EGR率计算模块的两个输出端、EGR阀异常状态识别模块的一个输出端相连，接受转速传感器送出的转速信号、油门开度传感器送出的油门开度信号、EGR率计算模块的两个输出端输出为百分比表示的目标EGR率和实测EGR率、EGR阀异常状态识别模块的一个输出端输出异常状态NOx排放量信号，NOx排放量监控模块的输出端输出NOx排放量；所述发动机的反馈输入端与所述EGR阀位置监控模块的一个输出端连接，接受EGR阀位置监控模块的一个输出端输出EGR目标开度信号。本技术由于采用以上技术方案，其具有以下优点1、本技术不必采用NOx传感器和空气流量传感器，而直接采用电控柴油机已有传感器和EGR阀位置传感器作为NOx排放量信号源，可以降低应用成本和维修成本。2、可以精确地实时计算出实时NOx排放量。通过开发替代算法取代NOx传感器、空气质量传感器等的监控功能实现NOx排放量的实时精确计算，同时满足OBD法规，将显著降低成本，提高产品竞争力。附图说明图1是EGR率与NOx排放量关系示意图图2是本技术系统结构示意图。图3是积分分离PID闭环控制示意图具体实施方式本技术基于如下原理理想气体状态方程；EGR率与NOx排放量成反比关系，如图1所示，即EGR率较大时，NOx排放量较小，EGR率较小时，NOx排放量较大；废气再循环量与新鲜空气量为此消彼长关系，即一定压力下，进入发动机气体总量固定；状态还原法，即将发动机实际工况还原到同等试验室工况，以精确确定NOx排放量。为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示和实施例，对本技术进行详细的描述。如图2所示，本技术的EGR系统NOx排放量监控装置包括发动机100、执行器(图中未示出)和处理器200 ；发动机100中包括增压压力传感器110、进气温度传感器120、冷却水温传感器130、大气压力传感器140、转速传感器150、油门开度传感器160、EGR阀位置传感器170 ；执行器为EGR阀；处理器200中有进气量计算模块210、EGR率计算模块220、EGR阀位置监控模块230、EGR阀异常状态识别模块240和NOx排放量监控模块250 ；进气量计算模块210的六个输入端分别与增压压力传感器110、进气温度传感器120、冷却水温传感器130、大气压力传感器140、转速传感器150、油门开度传感器160相连，接受增压压力传感器110送出的增压压力信号、进气温度传感器120送出的进气温度信号、冷却水温传感器130送出的冷却水温信号、大气压力传感器140送出的大气压力信号、转速传感器150送出的转速信号、油门开度传感器16本文档来自技高网...

【技术保护点】
电控柴油机EGR系统NOx排放量监控装置，包括发动机、执行器和处理器；所述发动机中包括增压压力传感器、进气温度传感器、冷却水温传感器、大气压力传感器、转速传感器、油门开度传感器、EGR阀位置传感器；所述执行器为EGR阀；所述处理器中有进气量计算模块、EGR率计算模块、EGR阀位置监控模块、EGR阀异常状态识别模块和NOx排放量监控模块；所述进气量计算模块的六个输入端分别与增压压力传感器、进气温度传感器、冷却水温传感器、大气压力传感器、转速传感器、油门开度传感器相连，接受增压压力传感器送出的增压压力信号、进气温度传感器送出的进气温度信号、冷却水温传感器送出的冷却水温信号、大气压力传感器送出的大气压力信号、转速传感器送出的转速信号、油门开度传感器送出的油门开度信号，进气量计算模块的两个输出端分别输出实际进气量、EGR全闭参考进气量；所述EGR率计算模块的六个输入端分别与增压压力传感器、进气温度传感器、冷却水温传感器、大气压力传感器、进气量计算模块的两个输出端相连，接受增压压力传感器送出的增压压力信号、进气温度传感器送出的进气温度信号、冷却水温传感器送出的冷却水温信号、大气压力传感器送出的大气压力信号、进气量计算模块输出的实际进气量、EGR全闭参考进气量，EGR率计算模块的两个输出端输出为百分比表示的目标EGR率和实测EGR率；所述EGR阀位置监控模块的三个输入端分别与EGR阀位置传感器、EGR率计算模块的两个输出端相连，接受EGR阀位置传感器送出的EGR阀位置信号、EGR率计算模块的两个输出端送出的百分比表示的目标EGR率和实测EGR率，EGR阀位置监控模块的两个输出端输出EGR目标开度信号和EGR阀实测开度信号；所述EGR阀异常状态识别模块的四个输入端分别与EGR率计算模块的两个输出端、EGR阀位置监控模块的两个输出端相连，接受EGR率计算模块的两 个输出端输出为百分比表示的目标EGR率和实测EGR率、EGR阀位置监控模块的两个输出端输出EGR目标开度信号和EGR阀实测开度信号，EGR阀异常状态识别模块的一个输出端输出异常状态NOx排放量信号；所述NOx排放量监控模块的五个输入端分别与转速传感器、油门开度传感器、EGR率计算模块的两个输出端、EGR阀异常状态识别模块的一个输出端相连，接受转速传感器送出的转速信号、油门开度传感器送出的油门开度信号、EGR率计算模块的两个输出端输出为百分比表示的目标EGR率和实测EGR率、EGR阀异常状态识别模块的一个输出端输出异常状态NOx排放量信号，NOx排放量监控模块的输出端输出NOx排放量；所述发动机的反馈输入端与所述EGR阀位置监控模块的一个输出端连接，接受EGR阀位置监控模块的一个输出端输出EGR目标开度信号。...

【技术特征摘要】
1.电控柴油机EGR系统NOx排放量监控装置，包括发动机、执行器和处理器； 所述发动机中包括增压压力传感器、进气温度传感器、冷却水温传感器、大气压力传感器、转速传感器、油门开度传感器、EGR阀位置传感器； 所述执行器为EGR阀； 所述处理器中有进气量计算模块、EGR率计算模块、EGR阀位置监控模块、EGR阀异常状态识别模块和NOx排放量监控模块； 所述进气量计算模块的六个输入端分别与增压压力传感器、进气温度传感器、冷却水温传感器、大气压力传感器、转速传感器、油门开度传感器相连，接受增压压力传感器送出的增压压力信号、进气温度传感器送出的进气温度信号、冷却水温传感器送出的冷却水温信号、大气压力传感器送出的大气压力信号、转速传感器送出的转速信号、油门开度传感器送出的油门开度信号，进气量计算模块的两个输出端分别输出实际进气量、EGR全闭参考进气量; 所述EGR率计算模块的六个输入端分别与增压压力传感器、进气温度传感器、冷却水温传感器、大气压力传感器、进气量计算模块的两个输出端相连，接受增压压力传感器送出的增压压力信号、进气温度传感器送出的进气温度信号、冷却水温传感器送出的冷却水温信号、大气压力传感器送出的大气压力信号、进气量计算模块输出的实际进气量、EGR全闭参考进气量，EGR率计算模块的两个输出端输出为百分比表示的目标EGR率和实测EGR率...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙美彪，邓飞，孟卫东，黄民备，熊明富，郑昌，
申请(专利权)人：南岳电控衡阳工业技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：