[发明专利]一种内燃机瞬态工况的EGR控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种内燃机瞬态工况的EGR控制系统，由内燃机（1）、连接在内燃机上的进气总管（2）和排放总管（16）、设置在内燃机上的高响应转速传感器（3）和高响应扭矩传感器（4）、进气中冷器（5）、电控单元ECU（6）、EGR中冷器（7）、EGR过滤器（8）、高响应电控EGR阀（9）、空气滤清器（11）、进气三通管（12）、压气机（13）、涡轮机（14）、EGR三通管（15）组成，其特征在于：

所述的EGR三通管（15）的进口与排放总管（16）连接、两个出口分别与涡轮机（14）和EGR中冷器（7）的进口连接，所述的EGR过滤器（8）的进口与出口分别与EGR中冷器（7）的出口和高响应电控EGR阀（9）的进口连接，所述的进气三通管（12）的两个进口分别与空滤器（11）的出口和高响应电控EGR阀（9）的出口连接、其出口与压气机（13）的进口连接，所述的进气中冷器（5）的进口通过管路(10)与压气机（13）的出口连接,其出口和进气总管（2）的进口连接，所述的电控单元ECU（6）分别与内燃机（1）、高响应转速传感器（3）、高响应扭矩传感器（4）以及高响应电控EGR阀（9）连接。

2.一种基于权利要求1所述的内燃机瞬态工况的EGR控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1）电控单元（ECU）采集内燃机的转速、转矩及EGR阀开度信号，并计算内燃机瞬态工况的瞬变率，瞬变率的计算公式见式（1）和式（2）；

2）根据开发要求，在电控单元（ECU）中设置烟度控制的上极限值和烟度上下限控制区域以及高低瞬变率的界限，其中烟度上极限值>烟度控制区域上限值>烟度控制区域下限值；

3）电控单元（ECU）将EGR阀开度转换为对应EGR阀档位，EGR阀的开度越大，其档位越大，对应的EGR率也越大。

4）电控单元（ECU）根据转速、转矩、瞬变率与EGR阀档位，预估快速烟度值；

5）电控单元（ECU）根据转速、转矩、瞬变率与EGR阀加1档后的档位，预估EGR阀加档后的烟度值；

6）电控单元（ECU）根据转速、转矩、瞬变率与EGR阀减1档后档位，预估EGR阀减档后的烟度值；

7）判断内燃机运行工况是否处于高瞬变率，（如果不是高瞬变率，转接步骤10)；

8）如果是高瞬变率，则判断预估的快速烟度值是否超过上极限值，如果超过上极限值，判断EGR阀是否在最低档，如果在最低档，则EGR阀保持不动，否则，EGR阀减1档；

9）如果预估的快速烟度值没有超过上极限值，则判断EGR阀是否在最高档，如果在最高档，则EGR阀保持不动，否则，预判EGR阀加1档后，预估快速烟度值是否会超上极限，如果不会超限，EGR阀加1档，否则EGR阀保持不动，转接步骤13)；

10）如果是低瞬变率，则烟度控制可以放宽到由上限和下限组成的控制区域，如果快速烟度值高于控制区域上限值，则判断EGR阀档位是否在最低档，如果在最低档，则EGR阀保持不动，否则，判断减档后预估快速烟度值是否会低于控制区域下限值，如果低于控制区域下限值，则EGR阀保持不动，否则，EGR阀开度减1档；

11）如果快速烟度值未高于控制区域上限值，则判断EGR阀档位是否在最高档，如果在最高档，则EGR阀保持不动，否则，判断加档后快速烟度是否会高于控制区上限，如果高于上限，则EGR阀保持不动，否则，EGR阀开度加1档；

12）如果预估快速烟度处于控制区域范围内，则EGR阀保持不动；

13）将EGR阀档位转换回EGR阀开度，反馈给电控单元（ECU）去控制EGR阀，形成EGR阀开度的闭环控制；

其中烟度上极限值、烟度控制区域上限值和烟度控制区域下限值以及高低瞬变率根据发动机实际开发目标情况而定（高低瞬变率的界限一般是，在不加EGR情况下，瞬变过程中烟度的峰值超过烟度上极限值时的瞬变率）。上述步骤中所用到的公式如下：

ψ=ΔnΔt---(1)]]>

ω=ΔTtqΔt---(2)]]>

式中：ψ为转速瞬变率，Δn单位时间内转速最大值与最小值之差，ω为转矩瞬变率，ΔT_tq单位时间内转矩最大值与最小值之差，Δt单位时间。