本发明涉及发动机控制,尤其涉及低压egr系统混合阀响应性的控制方法。
背景技术:
1、由于低压egr(exhaust gas re-circulation,废气再循环)可以实现降低油耗,减少hc(碳氢化合物)排放,是采用rde(real drive emission,实际行驶污染物排放测试)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控制混合阀,改善egr阀出口的压力,从而提高egr阀两侧的压力差而提高egr率。由于混合阀动作受到进气流量的扰动会给混合阀动态响应控制带来困难。
2、申请号为202311053201.3的专利公开了《一种发动机混合阀响应性能检测方法》,该专利主要是针对混合阀开度响应性性能的检测,是在实际开度不响应目标开度时进行故障检测,但未提出如果进行实际开度响应目标开度的控制方法。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种低压egr系统混合阀响应性的控制方法,该方法能够实现混合阀动态响应性高及稳定性高。
2、为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种低压egr系统混合阀响应性的控制方法,包括:
3、对混合阀响应性能进行检测,判断混合阀响应性能是否发生故障;
4、对所述混合阀进入激活状态或非激活状态进行判断;
5、当所述混合阀响应性能未发生故障且所述混合阀进入激活状态时,获取混合阀目标开度和混合阀实际开度信息,控制所述混合阀实际开度跟随所述混合阀目标开度;否则不控制所述混合阀动作,此时混合阀执行电机pwm占空比为0%。
6、上述方案中,所述的对混合阀响应性能进行检测,具体采用发动机混合阀响应性能检测方法,包括任意工况混合阀响应性能检测或/和稳态工况混合阀响应性能检测,其中,
7、任意工况混合阀响应性能检测:确定混合阀响应性能检测条件,读取并保留最近时间内的n个混合阀目标开度,分别确定混合阀实际开度初始值和最终值,将混合阀实际开度与混合阀实际开度最大值最终值或混合阀实际开度最小值最终值比较,判断混合阀响应性能;
8、稳态工况混合阀响应性能检测:判断稳态工况满足条件,在满足稳态工况条件的基础上进行混合阀响应性能检测,并分别累加从目标egr率为0到混合阀开度开始变化的第一开度时间t1和从混合阀开度开始变化到全开状态下的第二开度时间t2,将t1和t2分别与各自限值进行比较,判断混合阀是否处于稳态工况响应性能故障;
9、只要任意工况混合阀响应性能检测和稳态工况混合阀响应性能检测中任意一种出现故障,则说明混合阀响应性能发生故障,否则未发生故障。
10、上述方案中,所述对所述混合阀进入激活状态或非激活状态进行判断,具体通过低压egr系统混合阀激活状态的确定方法,具体包括:获取目标增压需求值,当目标增压需求值小于预设增压需求值,且至少满足以下四个条件之一时,控制混合阀进入激活状态,混合阀接收混合阀开度控制指令;
11、条件一:egr阀压差小于预设egr阀压差;
12、条件二:egr阀开度大于预设egr阀开度,且目标egr率的变化率大于预设egr率变化率;
13、条件三:节气门前后压比小于预设节气门压比;
14、条件四:目标egr率大于预设egr率。
15、上述方案中,所述控制所述混合阀实际开度跟随目标开度的方法为:
16、采用前馈部分结合pid控制部分来获取混合阀控制占空比,通过所述混合阀控制占空比控制混合阀驱动电机pwm控制。
17、上述方案中,所述前馈部分为pctvalvedsrdff=f(pctposdsrdtoref)×[1+f(pctposerr)];其中pctposdsrdtoref为所述混合阀目标开度相对于默认开度(默认位置为全开位置,开度为100%),即为所述混合阀目标开度减去所述默认开度得到,这部分主要是考虑混合阀相对于默认位置有偏差时会受到混合阀回位弹簧力的作用导致;pctposerr为混合阀开度偏差,由混合阀目标开度减去实际开度得到,这部分主要是考虑混合阀阀片在工作过程中受到导致摩擦力导致,主要是在目标开度和实际开度偏差较大时进行补偿;f(pctposdsrdtoref)由pctposdsrdtoref标定得到;f(pctposerr)由pctposerr标定得到;
18、上述方案中,所述pid控制部分为pctvalvedsrdp+pctvalvedsrdi+pctvalvedsrdd;其中pctvalvedsrdp为p项,pctvalvedsrdi为i项,pctvalvedsrdd为d项。
19、上述方案中,所述p项
20、pctvalvedsrdp=f1(pctposdsrdtoref,pctposerr)×pctposerr×f1(pboosterr);其中f1(pctposdsrdtoref,
21、pctposerr)为p项修正因子,pboosterr为增控制中目标增压压力与实际增压压力之差,f1(pboosterr)为pboosterr确定的修正因子,为了避免与增压闭环控制出现干预,增压与混合阀联动控制的鲁棒性,在pboosterr绝对值较大时,f1(pboosterr)越小;f1(pctposdsrdtoref,pctposerr)由pctposdsrdtoref与pctposerr联合标定得到;f1(pboosterr)由pboosterr标定得到;
22、上述方案中,所述d项pctvalvedsrdd=pctvalvedsrdd_base+pctvalvedsrdd_speedctrl;
23、其中pctvalvedsrdd-base为d项占空比基准值,pctvalvedsrdd_base=f2(pctposdsrdtoref,pctposerr)×dpctposerr×f2(dpboosterr),其中f2(pctposdsrdtoref,pctposerr)为d项修正因子,dpctposerr为所述混合阀目标开度与所述混合阀实际开度之差的变化率,dpboosterr为增控制中目标增压压力与实际增压压力之差的变化率,f2(dpboosterr)为dpboosterr确定的修正因子,为了避免与增压闭环控制出现干预,增压与混合阀联动控制的鲁棒性,在dpboosterr绝对值较大时,f2(dpboosterr)越小;f2(pctposdsrdtoref,pctposerr)由pctposdsrdtoref与pctposerr联合标定得到;f2(dpboosterr)由dpboosterr标定得到;
24、其中pctvalvedsrdd-speedctrl为d项闭环修正值,主要目的是考虑请求变化率和实际变化率差异的修正。由于混合阀布局在进气系统入口处,接近大气,经过空滤过滤,但是此时新鲜空气仍然对混合阀响应性和控制精度控制带来干扰,而混合阀的开度精度对egr控制精度和增压器入口压力控制有重要影响,基于此需要优化常规d项控制;
25、pctvalvedsrdd_speedctrl=f2(dpctspeederr,pctposerr)×dpctspeederr;
26、其中dpctspeederr=dpctposdsrderr+dpctposerr,即为混合阀理想开度变化率dpctposdsrderr与混合阀实际开度变化率-dpctposerr之差,所述混合阀实际开度变化率为混合阀实际开度与目标开度之差的变化率,dpctposdsrderr=max[f1(pctposerr),f1(pctposdsrdtoref)];其中f1(pctposerr)为基于混合阀开度偏差pctposerr获取得到的理想变化率,f1(pctposdsrdtoref)为相对于默认开度的混合阀目标开度pctposdsrdtoref获取的软着陆的最大变化率限制,避免混合阀开度变化率过快而损坏驱动电机;
27、f1(pctposerr)由pctposerr标定得到;f1(pctposdsrdtoref)由pctposdsrdtoref标定得到;f2(dpctspeederr,pctposerr)由dpctspeederr与pctposerr联合标定得到;
28、上述方案中,对于所述i项pctvalvedsrdi,其取值依据下述三种情况,且车辆上电时,所述混合阀会进入所述非激活状态,所述i项pctvalvedsrdi初始值默认值为0;
29、第一情况:若所述混合阀响应性能发生故障时,所述i项pctvalvedsrdi=0;
30、第二情况:若所述混合阀进入非激活状态,所述i项pctvalvedsrdi=pctvalvedsrdi(z)×0.85,直至pctvalvedsrdi与0之差绝对值不超过0.5%,则将pctvalvedsrdi设置为0;其中pctvalvedsrdi(z)为周期性采样中上一个采样周期计算得到的i项占空比,pctvalvedsrdi会在每次采样周期δt内更新一次;
31、第三情况:所述i项pctvalvedsrdi等于其原始值pctvalvedsrdraw,由于混合阀布局在进气系统入口处,接近大气,经过空滤过滤,但是此时新鲜空气仍然对混合阀响应性和稳定性控制带来干扰,基于此需要优化常规i项控制;
32、pctvalvedsrdiraw=[pctvalvedsrdi(z)+pctvalvedsrdi_incre]×f3(dpctspeederr,pctposerr);
33、其中f3(dpctspeederr,pctposerr)由dpctspeederr与pctposerr联合标定得到;
34、其中pctvalvedsrdi(z)为周期性采样中上一个采样周期计算得到的i项占空比,其在车辆上电默认值为0;
35、其中pctvalvedsrdi-incre为i项累加项,pctvalvedsrdi-incre=f2(dpctposdrsd)×f2(pctposerr)×f4(dpctspeederr,pctposerr)×δt×(pctposerr-kwindupgain×pctsaturateold);其中δt为采样周期;dpctposdrsd是混合阀目标开度变化率;kwindupgain为反积分饱和修正系数,为预设值,目的是防止积分饱和;f4(dpctspeederr,pctposerr)为i项累加项修正因子;
36、其中f4(dpctspeederr,pctposerr)由dpctspeederr与pctposerr联合标定得到;f2(dpctposdrsd)由dpctposdrsd标定得到;f2(pctposerr)由pctposerr标定得到;
37、其中pctsaturateold为周期性采样中上一采样周期的egr阀饱和开度,其与kwindupgain配合作用来避免出现积分饱和。
38、上述方案中,获取pctvalvedsrdff+pctvalvedsrdp+pctvalvedsrdi+pctvalvedsrdd的最小值pctvalvemin和最大值pctvalvemax,限定最终得到闭环控制的所述混合阀控制占空比pctvalvedsrdfinal在最小值pctvalvemin和最大值pctvalvemax之间,即pctvalvemin≤pctvalvedsrdfinal≤pctvalvemax;通过所述混合阀控制占空比pctvalvedsrdfinal控制混合阀驱动电机pwm控制实现所述混合阀实际开度跟随所述混合阀目标开度;
39、其中pctsaturate=pctvalvedsrdff+pctvalvedsrdp+pctvalvedsrdi-pctvalvedsrdfinal,pctsaturateold为上一采样周期的pctsaturate。
40、总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
41、本发明提供了低压egr系统混合阀响应性的控制方法,该方法针对混合阀布置特点,并考虑混合阀对增压压力控制的影响,对混合阀响应性控制进行了优化,改善了混合阀响应性精度。
1.一种低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,控制所述混合阀实际开度跟随目标开度的方法为:
3.根据权利要求2所述的低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,所述前馈部分为pctvalvedsrdff=f(pctposdsrdtoref)×[1+f(pctposerr)];其中pctposdsrdtoref为所述混合阀目标开度相对于默认开度,即为所述混合阀目标开度减去所述默认开度得到;pctposerr为混合阀开度偏差,由混合阀目标开度减去实际开度得到;f(pctposdsrdtoref)由pctposdsrdtoref标定得到;f(pctposerr)由pctposerr标定得到。
4.根据权利要求3所述的低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,所述pid控制部分为pctvalvedsrdp+pctvalvedsrdi+pctvalvedsrdd;其中pctvalvedsrdp为p项,pctvalvedsrdi为i项,pctvalvedsrdd为d项。
5.根据权利要求4所述的低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,所述p项pctvalvedsrdp=f1(pctposdsrdtoref,pctposerr)×pctposerr×f1(pboosterr);其中f1(pctposdsrdtoref,pctposerr)为p项修正因子,pboosterr为增控制中目标增压压力与实际增压压力之差,f1(pboosterr)为pboosterr确定的修正因子;f1(pctposdsrdtoref,pctposerr)由pctposdsrdtoref与pctposerr联合标定得到;f1(pboosterr)由pboosterr标定得到。
6.根据权利要求5所述的低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,所述d项pctvalvedsrdd=pctvalvedsrdd_base+pctvalvedsrdd_speedctrl;
7.根据权利要求6所述的低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,对于所述i项pctvalvedsrdi,其取值依据下述三种情况,且车辆上电时,所述混合阀会进入所述非激活状态,所述i项pctvalvedsrdi初始值默认值为0;
8.根据权利要求7所述的低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,获取pctvalvedsrdff+pctvalvedsrdp+pctvalvedsrdi+pctvalvedsrdd的最小值pctvalvemin和最大值pctvalvemax,限定最终得到闭环控制的所述混合阀控制占空比pctvalvedsrdfinal在最小值pctvalvemin和最大值pctvalvemax之间,即pctvalvemin≤pctvalvedsrdfinal≤pctvalvemax;通过所述混合阀控制占空比pctvalvedsrdfinal控制混合阀驱动电机pwm控制实现所述混合阀实际开度跟随所述混合阀目标开度;
9.根据权利要求1所述的低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,所述的对混合阀响应性能进行检测,具体采用发动机混合阀响应性能检测方法,包括任意工况混合阀响应性能检测或/和稳态工况混合阀响应性能检测,其中,
10.根据权利要求1所述的低压egr系统混合阀响应性的控制方法,其特征在于,所述对所述混合阀进入激活状态或非激活状态进行判断,具体通过低压egr系统混合阀激活状态的确定方法,具体包括: