一种低压EGR系统混合阀的控制方法与流程

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一种低压egr系统混合阀的控制方法
技术领域
1.本发明涉及一种混合阀的控制方法，具体涉及一种低压egr系统混合阀的控制方法，属于发动机控制技术领域。

背景技术：

2.由于低压egr可以实现降低油耗，减少hc排放，是采用rde实车驾驶循环达到国6b的好的解决方案。低压egr相对于高压egr是在涡轮后取气，因此涡轮效率没有损失，且其可近乎全工况下均使用egr，对改善燃油效率更为显著，但是由于其压差低，需要采用大口径的阀才可以满足流量的要求。在部分工况下还需要通过增压混合阀，通过调节egr阀出口的压力，从而提高egr阀两侧的压力差而提高egr率。
3.公开号为cn112901361a，名称为egr系统混合阀目标开度确定方法的中国发明专利公开了一种eg系统混合阀目标开度确定方法,当混合阀开度控制激活后,根据发动机运行参数确定混合阀目标开度。通过控制egr系统中混合阀开度,保证增压能力的稳定性,同时提高egr率控制的响应精度和准确性。

技术实现要素：

4.本专利的目的是提供一种与现有技术控制原理不同的低压egr系统混合阀的控制方法。
5.为了能够对本发明做出清楚的说明，下面简单介绍一下本技术涉及到的低压egr系统。
6.如附图1所示，低压egr系统包含，空滤，增压器压缩机，节气门，发动机，增压器涡轮机，催化器，颗粒物捕集器，egr冷却器，egr阀，egr温度传感器，egr压差传感器，流量计和线性氧传感器、混合阀。
7.增压器压缩机，压缩新鲜空气进行增压；增压器涡轮机，通过控制增压器的废气旁通阀开度，从而控制涡轮机的工作效率，从而实现不同的增压能力；其中低压egr系统相对于非低压egr系统而言，增加的零部件有：egr冷却器，egr温度传感器，egr阀，egr压差传感器，混合阀，流量计和氧传感器；其中流量计安装在空滤和混合阀之间，用于检测进入发动机的新鲜空气流量；混合阀，用于调节egr阀出口的压力，提高egr阀两端的压差，提高egr率；氧传感器，安装在压缩机与节气门之间，靠近节气门，用于检测进入气缸的混合气流量；egr冷却器，用于冷却废气，便于提高废气流量和降低废气温度；egr阀，节流作用，控制进入气缸的废气流量；egr温度传感器，用于检测进入egr阀的废气温度；egr压差传感器，用于检测egr两侧之间的废气压力之差。
8.本发明提供的一种低压egr系统混合阀的控制方法，包括：
9.首先确定系统的最小混合阀开度，再根据动态工况调节混合阀开度。
10.更进一步的方案是：
11.所述最小混合阀开度，是由最大混合阀入口与出口压力差计算得到的。
12.更进一步的方案是：
13.所述最大混合阀入口与出口压力差的计算过程如下：
14.设定系统的混合阀入口压力p
inmixture
，出口压力p
outmixture
，则混合阀入口与出口压力差δp
mixture
＝p
inmixture-p
outmixture
，混合阀入口与出口压力差的最大值为δp
mixturemax
；
15.步骤一，根据发动机目标新鲜空气进气密度rho
airdsrd
与发动机实际转速n
eng
确定出台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
。
16.具体是：在台架稳态工况各目标新鲜空气进气密度和发动机实际转速下通过逐步降低，选取一个保证egr率响应准确和扭矩精度满足的前提下，选择油耗最佳的混合阀入口与出口压力差最大的点作为台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
。
17.更进一步的方案是：
18.保证egr率响应准确和扭矩精度满足的前提，即实际egr率与目标egr率差在指标范围内，包括实际egr率与目标egr率差除以目标egr率不允许超过1％，扭矩精度误差要求：发动机飞轮端扭矩在100nm以内小于
±
5nm,发动机飞轮端扭矩在大于100nm小于
±
5％。
19.步骤二、对台架最大混合阀入口与出口压力差进行过渡处理，避免出现动力和进气压力输出波动超过预设波动范围。
20.更进一步的方案是：
21.根据动力波动允许波动范围来设置过渡过程中压差增量变化率，如预设扭矩输出波动范围超过
±
10％，且进气压力波动低于
±
2kpa，即表明不满足扭矩控制精度。
22.更进一步的方案是：
23.根据不同的条件调节最终最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
控制设置状态：
24.条件1、在egr控制状态从未激活突变成激活状态(egr控制状态处于激活状态是指，egr率大于0且egr率进入了闭环控制；egr控制状态处于未激活状态是指，egr率等于0或egr率未进入闭环控制)时，egr阀前后压力差p
inegr-p
outegr
小于台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
时，即max[(δp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]《δp
mixturemaxraw
时，最终最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
控制状态处于ramp up状态。
[0025]
如果上一个采样周期δt的控制状态处于ramp up状态，上一个采样周期的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxold
加上变化量dp
mixturedeltainc
×
δt确定为当前的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
。时刻监测δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt与egr阀前后压力差(p
inegr-p
outegr
)的最大值max[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]小于台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
时，控制状态维持ramp up状态。确保egr阀前后压差达到最大或者混合阀压差达到最大，以确保egr气体正常导流至气缸内。ramp up状态下最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
取max[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]。
[0026]
条件2、一旦max[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]不小于台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
时，控制状态更新为active状态。一旦控制状态为active后，控制状态不会从active进入ramp up状态，只会根据条件3而进入ramp down状态。且最终最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
维持台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
。
[0027]
条件3、在egr控制状态进入非激活状态时，控制状态从active状态进入ramp down状态。时刻监测δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt与egr阀前后压力差(p
inegr-p
outegr
)的最小值，即min[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]，当其大于0时，控制状态为ramp down状态，且最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
等于δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt，直至min[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]不大于0时，控制状态更新为off状态,最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
等于0。一旦条件1再次满足，则重新进入条件1的状态控制当中。
[0028]
至此，最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
确定。
[0029]
更进一步的方案是：
[0030]
根据动态工况调节混合阀开度，是根据动态工况调节混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
，
[0031]
最终实际混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
，其由前馈部分δp
mixturereqff
+累加控制部分δp
mixturereqipart
得到。
[0032]
更进一步的方案是：
[0033]
前馈部分为发动机目标新鲜空气进气密度rho
airdsrd
与发动机实际转速n
eng
确定。
[0034]
更进一步的方案是：
[0035]
累加控制部分δp
mixturereqipart
通过如下方式确定：
[0036]
在增压压力增量控制状态为off状态时，累加控制部分δp
mixturereqipart
为0；
[0037]
在增压压力增量控制状态不为off状态时，累加控制部分δp
mixturereqipart
获得方法如下：
[0038]
1)根据发动机目标新鲜空气进气密度rho
airdsrd
与发动机实际转速n
eng
确定最佳egr控制阀出口和入口废气目标压力比值r
egrvalvepresratiodsrd
，将其与实际压比做差得到r
egrvalvepresratioerr
，并求差值的变化率dr
egrvalvepresratioerr
。根据压比差r
egrvalvepresratioerr
和压比差变化率dr
egrvalvepresratioerr
确定累加控制部分累加变化率δp
mixturereqipartgain
。
[0039]
δp
mixturereqipart
(n+1)＝δp
mixturereqipart
(n)+δp
mixturereqipartgain
(n+1)
×
δt
×
(r
egrvalvepresratioerr
(n+1)-k
mixturewindupgain
×
δp
satu
(n+1))
[0040]
特别地δp
mixturereqipart
(0)＝0，k
mixturewindupgain
为反积分饱和系数，δp
satu
(n+1)为第n+1个采样周期内的积分饱和压差值，采样周期的时间间隔为δt。
[0041]
更进一步的方案是：
[0042]
混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
由前馈部分δp
mixturereqff
+累加控制部分δp
mixturereqipart
得到，并被限制在0与最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
内，δp
satu
(n+1)＝δp
mixturereq
(n)-[δp
mixturereqff
(n)+δp
mixturereqipart
(n)]。
[0043]
更进一步的方案是：
[0044]
根据混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
，和混合阀入口压力p
inmixture
可以确定出混合阀出口压力p
outmixture
。
[0045]
再根据可压缩气体方程反算获得混合阀有
效面积，再反算获得混合阀目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
[0046]
更进一步的方案是：
[0047]
将混合阀的目标开度设置三种模式，非节流模式、保护模式和节流模式，其中：
[0048]
1)保护模式，即目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
变化率超过预设值，且目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
全开(为100％)，且当前混合阀实际开度非全开(不为100％)，限制其允许开度变化率绝对值s1，根据实验数据和分析结论，以避免混合阀进入全开时混合阀出口压力波动过大(出口压力过大会造成增压器压缩机入口压力波动过大，同时造成egr阀出口压力波动过大而出现燃烧稳定性差，和增压控制不稳定的情况)
[0049]
2)非节流模式：目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
为全开，且当前混合阀实际开度也全开，限制其允许开度变化率绝对值s2，避免从非节流状态进入节流状态时，混合阀作为“节流阀”可能出现压力波动。
[0050]
3)节流模式：除去第1和第2种之外的其他情况，限制其允许开度变化率绝对值s3。即保证egr率响应速度的同时，避免压力波动。
[0051]
以上优先级越来越低(即第1条条件的优先级判断最高，第3条条件的优先级判断最低)，且s1《s2《s3。
[0052]
至此，混合阀目标开度全部确定，基于混合阀目标开度和传感器读到的混合阀实际开度控制混合阀阀片电机动作，使得实际开度跟随目标开度。
[0053]
本发明具有如下有益效果：
[0054]
混合阀控制以实现目标egr率的达成，即最大能力增大egr率的同时，同时改善egr控制系统的稳定性和避免对扭矩精度的影响。
附图说明
[0055]
图1为低压egr系统架构示意图；
[0056]
图2为低压egr系统混合阀控制方法流程图。
具体实施方式
[0057]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0058]
附图1显示了低压egr系统的基本组成，本实施例主要介绍低压egr系统中混合阀的控制方法。混合阀不控制时应该为非节流/全开状态，确保足够的新鲜空气量和节流损失。但是在一些工况下，混合阀需要进入节流状态，用以降低egr出口的压力，从而提高egr阀两侧压差，从而改善egr率和其响应速率，但是混合阀开度降低会导致增压能力不足和节流损失(节流损失会增大泵气功)。因此需要在不同工况下选定不同的混合阀目标开度，即改善egr系统性能，同时降低对增压和节流的影响。
[0059]
混合阀开度由其结构特性可确定混合阀有效面积a
valveeff
，根据流量计传感器得到的混合阀流量和混合阀入口温度t
valve
和压力p
inmixture
，可根据可压缩气体方程得到混合阀出口压力p
outmixture
。
[0060]
由混合阀出口的气体压力p
outmixture
除以混合阀入口压力p
inmixture
决定，
具体标定参数根据混合阀的流量预估和对应的流量计对标结果决定，本实施例中结果如下：
[0061][0062]
因此在混合阀流量，入口温度和压力确定的前提下混合阀有效面积和混合阀出口压力关系一一对应。根据混合阀开度和有效面积对应关系：
[0063][0064]
因此在混合阀流量，入口温度和压力确定的前提下混合阀开度和混合阀出口压力一一对应。此时混合阀开度越大，其出口压力越大，混合阀入口与出口压力差越小。
[0065]
本实施例简化设计，在动态工况下，假定混合阀流量，入口温度和入口压力变化缓慢的前提下，混合阀开度确定由混合阀入口与出口压力差来计算得到。
[0066]
如附图2所示，本方法首先确定系统的最小混合阀开度(最大混合阀入口与出口压力差)，再根据动态工况调节混合阀开度。
[0067]
首先确定系统的混合阀入口与出口压力差δp
mixture
＝p
inmixture-p
outmixture
的最大值δp
mixturemax
[0068]
第一步，根据发动机目标新鲜空气进气密度rho
airdsrd
与发动机实际转速n
eng
确定出台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
。在台架稳态工况各目标新鲜空气进气密度和发动机实际转速下通过逐步降低，选取一个保证egr率响应准确和扭矩精度满足的前提下(即实际egr率与目标egr率差在指标范围内，本实施例中实际egr率与目标egr率差除以目标egr率不允许超过1％，扭矩精度误差要求：发动机飞轮端扭矩在100nm以内小于
±
5nm,发动机飞轮端扭矩在大于100nm小于
±
5％)选择油耗最佳的混合阀入口与出口压力差最大的点作为台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
。本实施例中如下
[0069][0070][0071]
第二步，对台架最大混合阀入口与出口压力差进行过渡处理，避免出现动力和进气压力输出波动超过预设波动范围。根据动力波动允许波动范围来设置过渡过程中压差增量变化率。本实施例预设扭矩输出波动范围超过
±
10％，且进气压力波动低于
±
2kpa，即表明不满足扭矩控制精度。本实施例
[0072]
1)在增压器控制闭环未激活时，最大压力差增大变化率dp
mixturede
l
tainc
为14kpa/s，最大压力差减小变化率绝对值dp
mixturede
l
tadec
为25kpa/s。
[0073]
2)在增压器控制闭环激活时，最大压力差增大变化率dp
mixturede
l
tainc
为20kpa/s，最大压力差减小变化率绝对值dp
mixturede
l
tadec
为40kpa/s。
[0074]
调节最终最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
控制设置4种状态：
[0075]
1、在egr控制状态从未激活突变成激活状态(egr控制状态处于激活状态是指，egr率大于0且egr率进入了闭环控制；egr控制状态处于未激活状态是指，egr率等于0或egr率未进入闭环控制)时，egr阀前后压力差(p
inegr-p
outegr
)(即egr阀入口和egr阀出口气体压力差)小于台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
时，即max[(δp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]《δp
mixturemaxraw
时，最终最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
控制状态处于ramp up状态。
[0076]
如果上一个采样周期δt(采样时间间隔本实施例取10ms)的控制状态处于ramp up状态，上一个采样周期的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxold
(即δp
mixturemax
上一个采用周期值)加上变化量dp
mixturedeltainc
×
δt确定为当前的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
。时刻监测δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt与egr阀前后压力差(p
inegr-p
outegr
)的最大值max[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]小于台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
时，控制状态维持ramp up状态。确保egr阀前后压差达到最大或者混合阀压差达到最大，以确保egr气体正常导流至气缸内。ramp up状态下最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
取max[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]。
[0077]
2、一旦max[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]不小于台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
时，控制状态更新为active状态。一旦控制状态为active后，控制状态不会从active进入ramp up状态，只会根据条件3而进入ramp down状态。且最终最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
维持台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
。
[0078]
3、在egr控制状态进入非激活状态时，控制状态从active状态进入ramp down状态。时刻监测δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt与egr阀前后压力差(p
inegr-p
outegr
)的最小值，即min[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]，当其大于0时，控制状态为ramp down状态，且最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
等于δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt，直至min[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]不大于0时，控制状态更新为off状态,最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
等于0。一旦条件1再次满足，则重新进入条件1的状态控制当中。
[0079]
至此，最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
确定。
[0080]
根据动态工况调节混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
[0081]
下一步将进行最终实际混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
，其由前馈部分δp
mixturereqff
+累加控制部分δp
mixturereqipart
得到。其中前馈部分为发动机目标新鲜空气进气密度rho
airdsrd
与发动机实际转速n
eng
确定。
[0082][0083]
在增压压力增量控制状态为off状态时，累加控制部分δp
mixturereqipart
为0；在增压压力增量控制状态不为off状态时，累加控制部分δp
mixturereqipart
获得方法如下：
[0084]
1、根据发动机目标新鲜空气进气密度rho
airdsrd
与发动机实际转速n
eng
确定最佳egr控制阀出口和入口废气目标压力比值r
egrvalvepresratiodsr
d(目标压力比值的确定是基于该工况下egr率的请求而确定)，将其与实际压比做差得到r
egrvalvepresratioerr
，并求差值的变化率dr
egrvalvepresratioerr
。根据压比差r
egrvalvepresratioerr
和压比差变化率dr
egrvalvepresratioerr
确定累加控制部分累加变化率δp
mixturereqipartgain
。
[0085][0086][0087]
δp
mixturereqipart
(n+1)＝δp
mixturereqipart
(n)+δp
mixturereqipartgain
(n+1)
×
δt
×
(r
egrvalvepresratioerr
(n+1)-k
mixturewindupgain
×
δp
satu
(n+1))特别地δp
mixturereqipart
(0)＝0，k
mixturewindupgain
为反积分饱和系数，本实施例取0.02/kpa，δp
satu
(n+1)为第n+1个采样周期内的积分饱和压差值，采样周期的时间间隔为δt。混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
由前馈部分δp
mixturereqff
+累加控制部分δp
mixturereqipart
得到，并被限制在0与最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
内，δp
satu
(n+1)＝δp
mixturereq
(n)-[δp
mixturereqff
(n)+δp
mixturereqipart
(n)]至此，最终混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
控制完成。
[0088]
根据混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
，和混合阀入口压力p
inmixture
可以确定出混合阀出口压力p
outmixture
。
[0089]
再根据可压缩气体方程反算获得混合阀有效面积，再反算获得混合阀目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
[0090]
将混合阀的目标开度设置三种模式，非节流模式、保护模式和节流模式，其中：
[0091]
1)保护模式，即目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
变化率超过预设值(即请求变大，本实施例取50％/s)，且目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
全开(为100％，此时为最大开度)，且当前混合阀实际开度非全开(不为100％，此时并非为最大开度)，限制其允许开度变化率绝对值s1(本实施例取35％/s)，根据实验数据和分析结论，以避免混合阀进入全开时混合阀出口压力波动过大(出口压力过大会造成增压器压缩机入口压力波动过大，同时造成egr阀出口压力波动过大而出现燃烧稳定性差，和增压压力控制不稳定的情况)
[0092]
2)非节流模式：目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
为全开，且当前混合阀实际开度也全开，限制其允许开度变化率绝对值s2(本实施例取-42％/s)，避免一旦出现混合阀目标开度控制模式从非节流模式进入节流模式时，混合阀作为“节流阀”可能出现压力波动。
[0093]
3)节流模式：除去第1和第2种之外的其他情况，限制其允许开度变化率绝对值s3。(本实施例取80％/s)，即保证egr率响应速度的同时，避免压力波动。
[0094]
以上优先级越来越低(即第1条条件的优先级判断最高，第3条条件的优先级判断最低)，且s1《s2《s3。
[0095]
至此，混合阀目标开度全部确定，基于混合阀目标开度和传感器读到的混合阀实际开度控制混合阀阀片电机动作，使得实际开度跟随目标开度。
[0096]
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。

技术特征：

1.一种低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：首先确定系统的最小混合阀开度，再根据动态工况调节混合阀开度。2.根据权利要求1所述低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：所述最小混合阀开度，是由最大混合阀入口与出口压力差计算得到的，计算过程如下：设定系统的混合阀入口压力p
inmixture
，出口压力p
outmixture
，则混合阀入口与出口压力差δp
mixture
＝p
inmixture-p
outmixture
，混合阀入口与出口压力差的最大值为δp
mixturemax
；步骤一，根据发动机目标新鲜空气进气密度rho
airdsrd
与发动机实际转速n
eng
确定出台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
；步骤二、对台架最大混合阀入口与出口压力差进行过渡处理，避免出现动力和进气压力输出波动超过预设波动范围。3.根据权利要求2所述低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：步骤一具体包括：在台架稳态工况各目标新鲜空气进气密度和发动机实际转速下通过逐步降低，选取一个保证egr率响应准确和扭矩精度满足的前提下，选择油耗最佳的混合阀入口与出口压力差最大的点作为台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
；其中保证egr率响应准确和扭矩精度满足的前提，即实际egr率与目标egr率差在指标范围内，包括实际egr率与目标egr率差除以目标egr率不允许超过1％，扭矩精度误差要求：发动机飞轮端扭矩在100nm以内小于
±
5nm,发动机飞轮端扭矩在大于100nm小于
±
5％。4.根据权利要求2所述低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：步骤二具体包括：根据动力波动允许波动范围来设置过渡过程中压差增量变化率，根据不同的条件调节最终最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
控制设置状态：条件1、在egr控制状态从未激活突变成激活状态时，egr阀前后压力差p
inegr-p
outegr
小于台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
时，即max[(δp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]<δp
mixturemaxraw
时，最终最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
控制状态处于ramp up状态；如果上一个采样周期δt的控制状态处于ramp up状态，上一个采样周期的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxold
加上变化量dp
mixturedeltainc
×
δt确定为当前的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
；时刻监测δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt与egr阀前后压力差(p
inegr-p
outegr
)的最大值max[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]小于台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
时，控制状态维持ramp up状态；确保egr阀前后压差达到最大或者混合阀压差达到最大，以确保egr气体正常导流至气缸内；ramp up状态下最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
取max[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]；条件2、一旦max[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltainc
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]不小于台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
时，控制状态更新为active状态；一旦控制状态为active后，控制状态不会从active进入ramp up状态，只会根据条件3而进入ramp down状态；且最终最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
维持台架最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemaxraw
；条件3、在egr控制状态进入非激活状态时，控制状态从active状态进入ramp down状态；时刻监测δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt与egr阀前后压力差(p
inegr-p
outegr
)的最小
值，即min[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]，当其大于0时，控制状态为ramp down状态，且最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
等于δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt，直至min[(δp
mixturemaxold
+dp
mixturedeltadec
×
δt),(p
inegr-p
outegr
)]不大于0时，控制状态更新为off状态,最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
等于0；一旦条件1再次满足，则重新进入条件1的状态控制当中；至此，最终请求的最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
确定。5.根据权利要求1所述低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：根据动态工况调节混合阀开度，是根据动态工况调节混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
，最终实际混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
，其由前馈部分δp
mixturereqff
+累加控制部分δp
mixturereqipart
得到。6.根据权利要求5所述低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：前馈部分为发动机目标新鲜空气进气密度rho
airdsrd
与发动机实际转速n
eng
确定。7.根据权利要求5所述低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：累加控制部分δp
mixturereqipart
通过如下方式确定：在增压压力增量控制状态为off状态时，累加控制部分δp
mixturereqipart
为0；在增压压力增量控制状态不为off状态时，累加控制部分δp
mixturereqipart
获得方法如下：根据发动机目标新鲜空气进气密度rho
airdsrd
与发动机实际转速n
eng
确定最佳egr控制阀出口和入口废气目标压力比值r
egrvalvepresratiodsrd
，将其与实际压比做差得到r
egrvalvepresratioerr
，并求差值的变化率dr
egrvalvepresratioerr
；根据压比差r
egrvalvepresratioerr
和压比差变化率dr
egrvalvepresratioerr
确定累加控制部分累加变化率δp
mixturereqipartgain
；δ
pmixturereqipart
(n+1)＝δ
pmixturereqipart
(n)+δ
pmixturereqipartgain
(n+1)
×
δt
×
(r
egrvalvepresratioerr
(n+1)-k
mixturewindupgain
×
δ
psatu
(n+1))当δp
mixturereqipart
(0)＝0，k
mixturewindupgain
为反积分饱和系数，δp
satu
(n+1)为第n+1个采样周期内的积分饱和压差值，采样周期的时间间隔为δt。8.根据权利要求5至7任一权利要求所述低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
由前馈部分δp
mixturereqff
+累加控制部分δp
mixturereqipart
得到，并被限制在0与最大混合阀入口与出口压力差δp
mixturemax
内，9.根据权利要求8所述低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：根据混合阀入口与出口压力差δp
mixturereq
，和混合阀入口压力p
inmixture
可以确定出混合阀出口压力p
outmixture
；再根据可压缩气体方程反算获得混合阀有效面积，再反算获得混合阀目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
。10.根据权利要求9所述低压egr系统混合阀的控制方法，其特征在于：将混合阀的目标开度设置三种模式，非节流模式、保护模式和节流模式，其中：
1)保护模式，即目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
变化率超过预设值，且目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
全开，且当前混合阀实际开度非全开，限制其允许开度变化率绝对值s1，根据实验数据和分析结论，以避免混合阀进入全开时混合阀出口压力波动过大；2)非节流模式：目标开度初始值pct
mixturedsrdraw
为全开，且当前混合阀实际开度也全开，限制其允许开度变化率绝对值s2，从非节流状态进入节流状态时，混合阀作为“节流阀”可能出现压力波动；3)节流模式：除去第1和第2种之外的其他情况，限制其允许开度变化率绝对值s3；即保证egr率响应速度的同时，避免压力波动；以上优先级从1)到3)越来越低，且s1<s2<s3。

技术总结

本发明公开了一种低压EGR系统混合阀的控制方法，首先确定系统的最小混合阀开度，再根据动态工况调节混合阀开度。所述最小混合阀开度，是由最大混合阀入口与出口压力差计算得到的；根据动态工况调节混合阀开度，是根据动态工况调节混合阀入口与出口压力差，最终实际混合阀入口与出口压力差，由前馈部分和累加控制部分得到。本发明混合阀控制以实现目标EGR率的达成，即最大能力增大EGR率的同时，同时改善EGR控制系统的稳定性和避免对扭矩精度的影响。响。响。