[发明专利]电控发动机EGR控制器及EGR率计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电控发动机的一种控制装置，特别是一种用以对发动机废气再循环(EGR)率进行控制的电控发动机EGR控制器及EGR率计算方法。

背景技术

为了利于环境保护减少空气污染，需要降低和减少汽车发动机尾气向大气中的排防。为有效控制汽车的尾气排放量，目前采用废气再循环(EGR)方式，使用一种EGR阀控制循环量，EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)通过排气管中的部分排气引入进气系统，与新鲜的空气进行混合，从而引起进气充量的性质发生变化，进而减小燃烧过程温度和减小NOx排放。

目前，在EGR控制上出现了多种型式，有的利用线性EGR阀，通过电子控制精确控制各个工况下的EGR率，有的采用一个独立的气压输出装置的电子控制来精确控制EGR阀的开度，从而改变EGR流量。但是，国内自主技术还停留在国外第一代机械气压调节方式的EGR系统水平上，控制不灵活，运行精度不而，而成本则相对较高。例如，采用真空调节器的EGR阀控制机构，通过排气背压和节气门两侧的压差输出EGR阀所需的真空度信号，这种结构依赖于发动机的结构型式，不同的发动机，一般不能采用相同的EGR机构，气动的调节方式依赖于气体的传播速度，响应较慢。

发明内容

本发明的目的在于克服采用机械式的气压调节方式调节EGR率精度较低，控制不灵活的缺陷，提供一种电控发动机EGR控制器及EGR率计算方法，控制灵活，实现发动机EGR的精确控制，提高EGR率精度，使发动机工作稳定，排放性能好。

为实现本发明的目的采用了如下技术方案：本发明一种电控发动机EGR控制器，其特征是包括：一个转矩估计模块，用以根据多个传感器采集的进气流量、喷油量、水温及摩擦损失模块、泵气损失模块、热效率模块计算得到发动机转矩；一个EGR阀目标位置模块，用以根据前述转矩估计模块得到的发动机转矩、发动机转速传感器的转速、踏板位置传感器的踏板位置计算EGR阀目标位置；一个反馈控制模块，用以根据前述EGR阀目标位置模块计算的目标位置和EGR阀当前位置模块进行反馈调节；一个前馈控制模块，用以根据前述EGR阀目标位置模块计算的目标位置，再根据EGR阀的控制信号-EGR阀开度特性曲线，得到不同EGR阀开度下的EGR前馈控制量值；还有一个EGR阀驱动摸块，用以将前述前馈控制模块的EGR前馈控制量与前述反馈控制模块的EGR反馈控制量求和后进行脉宽调制，输出信号驱动控制EGR阀。

前述电控发动机EGR控制器的EGR率计算方法，其特征是

1)、EGR阀目标位置的计算

a)、当水温＜-20℃，而且踏板位置＜1％时，EGR阀的位置为100％开度；

b)、转速＜1500r/min^-1，发动机转矩＜100N·m时，EGR阀目标位置为20％开度；

c)转速≥1500r/min^-1，且转速＜3000r/min^-1，发动机转矩≥100N·m，且发动机转矩＜300N·m时，EGR阀目标位置为20％～100％开度，20％～100％之间的具体取值由发动机Nox排放最小为目标，发动机Nox排放最小时的EGR阀开度可以针对不同的发动机由试验测试得到；

d)、转速＞3000r/min^-1，且发动机转矩≥300N·m，EGR阀的位置为0％开度；

2)、EGR前馈控制量值的计算

前馈控制模块根据前述EGR阀目标位置模块计算得到的EGR阀目标位置，再根据EGR阀的“控制信号——EGR阀开度”特性曲线，得到不同EGR阀开度下的EGR前馈控制量值；

3)、反馈控制调节

反馈控制模块根据EGR阀当前位置模块和EGR阀目标位置模块输出的差来进行反馈调节，其调节方式采用PID闭环控制；

4)、将前述前馈控制模块计算的EGR前馈控制量值与前述反馈控制模块的反馈调节量求和，获得EGR率。

按本发明提供的电控发动机EGR控制器及EGR率计算方法，对汽车发动机的EGR控制简单灵活，准确可靠，实现对发动机EGR的精确控制，提高了EGR率精度，使发动机工作稳定，废气排放性能可靠，减小了Nox排放，克服了目前发动机EGR控制精度不高的缺陷，提高汽车发动机排放控制的应用水平，有利于环境保护。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1是EGR控制器示意图；

图2是EGR控制器模块示意图；

图3是转矩估计模块示意图；