[实用新型]一种实现直流力矩电机EGR位置闭环控制方法的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电控柴油机直流力矩电机EGR系统位置闭环控制方法及装置，特别涉及一种实现直流力矩电机EGR位置闭环控制方法的装置。

背景技术

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。

随着发动机废气排放法规的不断升级，尤其是ETC(European Transient Cycle)试验，要求在1800s内每秒变换工况的瞬态排放试验程序，更是对采用EGR作为降NOx(氮氧化合物)方案提出了较高的动态响应要求。传统气阀式EGR，由于响应速度慢，滞回曲线特性明显已经不能满足要求。采用直流力矩电机的EGR，由于执行速度较快，滞回曲线特性小，具有很大优势。

申请人目前采用的直流力矩电机EGR系统通过直流力矩电机的转角变化驱动凸轮板，凸轮板通过滚轮带动阀杆和阀门，通过改变阀门开度来改变废气再循环流量。直流力矩电机转角偏离零位的方向决定阀门的行程方向。直流力矩电机转角偏离零位的大小决定阀门的移动距离。由于采用电机直接驱动阀门的结构形式，系统使用中积炭等导致的负载变化和非线性扰动直接作用在电机轴端，对电机运行稳定性的影响更加强烈。根据应用特点，电机驱动控制系统必须解决系统稳定性这个关键问题，同时保证系统具有较高的动态响应特性。

实用新型内容

本实用新型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实现直流力矩电机EGR位置闭环控制方法的装置。该装置提出了一种精确数学模型和抗积分饱和变结构PID混合的控制算法，采用精确数学模型开环计算下一工况驱动需求，提高响应速度；采用抗积分饱和变结构PID根据闭环反馈解决负载变化和非线性扰动导致的差异，减小超调量的同时，提高稳态精度，降低标定工作量。

本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来是实现：

实现直流力矩电机EGR位置闭环控制方法的装置，包括：

一EGR阀，EGR阀中的直流力矩电机通过其转角变化来驱动凸轮板，凸轮板通过滚轮带动阀杆和阀门，通过改变阀门开度来改变废气再循环流量，所述EGR阀的反馈输入端接受来自一处理器输出的EGR阀控制占空比信号；

一配置在发动机中的环境温度传感器，所述环境温度传感器输出所检测的环境温度信号；

一电池电压传感器，所述电池电压传感器输出所检测的电池电压信号；

一配置在所述EGR阀上的EGR阀位置传感器，所述EGR阀位置传感器输出所检测到的EGR阀实测开度阀位置电压信号；

一处理器，所述处理器接收所述环境温度传感器、电池电压传感器、EGR阀位置传感器分别输出的环境温度信号、电池电压信号、EGR阀实测开度阀位置电压信号并进行处理输出EGR阀控制占空比信号至所述EGR阀的反馈输入端对EGR阀中的直流力矩电机进行控制。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述处理器包括一负载模型模块、电机模型模块、抗积分饱和变结构PID模块和EGR阀位置监控模块，其中：

所述负载模型模块以所述环境温度传感器送出的环境温度信号、EGR阀位置监控模块送出的EGR阀位置信号为输入信号，计算处理后输出驱动转矩信号至电机模型模块；

所述电机模型模块以所述负载模型模块送出的驱动转矩信号和EGR阀位置监控模块送出的EGR阀位置信号为输入信号，计算处理后输出基本电枢电压信号至EGR阀位置监控模块；

所述抗积分饱和变结构PID模块以所述环境温度传感器送出的环境温度信号、EGR阀位置监控模块送出的EGR阀位置信号、EGR阀目标位置信号为输入信号，计算处理后输出修正电枢电压信号至所述EGR阀位置监控模块；

所述EGR阀位置监控模块以所述电机模型模块送出的基本电枢电压信号、抗积分饱和变结构PID模块送出的修正电枢电压信号、电池电压信号和EGR阀位置传感器送出的EGR阀实测开度阀位置电压信号为输入信号，计算处理后输出EGR阀位置输出信号、EGR阀控制占空比信号和EGR阀目标位置信号。