Egr控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等的燃燒系統(tǒng)中，使燃燒后排出的廢氣再循環(huán)的再 循環(huán)廢氣（ExhaustGasRecirculation，以下簡稱"EGR"）的控制，特別是涉及為了體現(xiàn)低 溫燃燒而能夠向燃燒室內(nèi)供應(yīng)大量的再循環(huán)廢氣的控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 低溫燃燒技術(shù)作為能夠飛躍性地降低諸如大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等燃燒系統(tǒng)中成為問 題的諸如煙灰（Soot)、NOx等的廢氣排放物的新型燃燒技術(shù)，為了低溫燃燒技術(shù)的實(shí)用化， 最重要的是精密控制大量的EGR。為此，就以往的低壓或高壓EGR供應(yīng)系統(tǒng)而言，采取了在 增壓器（Turbocharger)后端配備EGR氣體供應(yīng)流路和高壓EGR閥，借助于控制該EGR閥 而調(diào)節(jié)向燃燒室供應(yīng)的EGR氣體的供應(yīng)率的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 技術(shù)課題
[0004] 但是，就這種以往方式而言，EGR率不過0~40 %水平，在供應(yīng)為了體現(xiàn)低溫燃燒 所需的60%以上的EGR率方面具有局限，隨著諸如增壓器（Turbocharger)的輔助設(shè)備的 運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)變化，EGR率從屬性地變化，發(fā)生無法準(zhǔn)確控制EGR率的問題。這種問題一直是低溫 燃燒技術(shù)商用化的巨大泮腳石。
[0005] 本發(fā)明正是為了解決這種以往技術(shù)的問題而研發(fā)的，其目的在于提供一種控制方 法，擴(kuò)張EGR的控制范圍，確保體現(xiàn)低溫燃燒所需的穩(wěn)定的EGR流量，不從屬于其他輔助設(shè) 備，只利用低壓EGR供應(yīng)系統(tǒng)便能夠精密控制EGR量。
[0006] 課題的解決方案
[0007] 旨在達(dá)成所述目的的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的EGR控制方法，是用于控制從發(fā)動(dòng)機(jī)的 燃燒室排出的廢氣再循環(huán)的EGR(ExhaustGasRecirculation)控制方法，可以包括：數(shù)據(jù) 取得步驟，取得關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的數(shù)據(jù)；當(dāng)前EGR率計(jì)算步驟，基于所述數(shù)據(jù)計(jì)算供 應(yīng)氣體的當(dāng)前EGR率；要求EGR率設(shè)置步驟，在預(yù)先制作的目標(biāo)EGR率映射中設(shè)置與所述數(shù) 據(jù)匹配的要求EGR率；誤差算出步驟，計(jì)算所述要求EGR率與當(dāng)前EGR率的差；控制步驟，根 據(jù)所述差，調(diào)節(jié)供應(yīng)氣體的吸入側(cè)壓力，使廢氣的再循環(huán)量變化，從而使當(dāng)前EGR率跟隨要 求EGR率。
[0008] 其特征在于，所述關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的數(shù)據(jù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度、供應(yīng)燃料量及 吸入空氣量。
[0009] 另外，其特征在于，所述控制步驟通過相互協(xié)調(diào)配備于供應(yīng)氣體的吸入側(cè)而用于 調(diào)節(jié)吸入負(fù)壓的吸氣壓力控制閥的開度和配備于廢氣的排出側(cè)而用于把廢氣導(dǎo)入供應(yīng)氣 體的吸入側(cè)的EGR閥的開度而執(zhí)行。
[0010] 另外，其特征在于，所述廢氣沿著從廢氣的排出側(cè)分歧的EGR供應(yīng)流路，導(dǎo)入供應(yīng) 氣體的吸入側(cè)，所述EGR供應(yīng)流路形成不從屬于諸如增壓器（TurboCharger)的輔助設(shè)備 的獨(dú)立的環(huán)路。
[0011] 另外，其特征在于，所述控制步驟借助于利用了吸入空氣量的實(shí)際測(cè)量值及目標(biāo) EGR率映射的PID控制來進(jìn)行控制，使得滿足要求EGR率。
[0012] 旨在達(dá)成所述目的的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的EGR控制裝置的特征在于，包括：發(fā)動(dòng) 機(jī)，其包括速度傳感器與空氣流量計(jì)；執(zhí)行器，其控制吸氣壓力控制閥及EGR閥的開度；及 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，其從所述發(fā)動(dòng)機(jī)取得關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的數(shù)據(jù)，基于所述取得數(shù)據(jù) 與已存儲(chǔ)的目標(biāo)EGR率映射，計(jì)算實(shí)際EGR量與要求EGR量，當(dāng)所述計(jì)算結(jié)果發(fā)生實(shí)際EGR 量與要求EGR量的差時(shí)，向所述執(zhí)行器傳遞控制信號(hào)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)所述差來 調(diào)節(jié)供應(yīng)氣體的吸入側(cè)壓力，使廢氣的再循環(huán)量變化，從而使當(dāng)前EGR量跟隨要求EGR量。
[0013] 另外，其特征在于，所述關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的數(shù)據(jù)包括發(fā)動(dòng)機(jī)速度、供應(yīng)燃料 量及吸入空氣量。
[0014] 發(fā)明效果
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，相互協(xié)調(diào)低壓EGR閥（Low-PressureEGRValve)開度與吸氣壓力控 制閥（IPCV;InhalationPressureControlValve)開度，從而能夠擴(kuò)張EGR率的控制范 圍，因而能夠穩(wěn)定地供應(yīng)體現(xiàn)低溫燃燒所需的大量的EGR流量。
[0016] 另外，就原有高壓EGR閥（High-PressureEGRValve)系統(tǒng)而言，在EGR量控制方 面，具有對(duì)諸如增壓器的輔助設(shè)備的從屬性關(guān)系，但本發(fā)明中使用的低壓EGR閥系統(tǒng)在結(jié) 構(gòu)上解決了這種問題，從而能夠?qū)崿F(xiàn)EGR量的獨(dú)立控制，具有能夠精密控制EGR的效果。
【附圖說明】
[0017] 圖1是概略地表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的EGR控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0018] 圖2是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的EGR控制邏輯的概念的圖解。
[0019] 圖3是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的EGR控制邏輯的流程圖。
[0020]圖4是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的EGR控制系統(tǒng)的數(shù)值解析模型的圖。
[0021] 圖5是表示單獨(dú)使用低壓EGR閥時(shí)的數(shù)值解析結(jié)果的圖表。
[0022] 圖6是表示同時(shí)控制低壓EGR閥開度與IPCV開度時(shí)的數(shù)值解析結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)說明。
[0024] 圖1是概略地表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的EGR控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0025] 如圖1所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的EGR控制系統(tǒng)100包括：吸氣壓力控制閥 (IPCV) 5,其安裝于把經(jīng)流量計(jì)（MAF) 8和空氣過濾器（A/F) 7吸入的外氣供應(yīng)到燃燒室1的 進(jìn)氣歧管2側(cè)，調(diào)節(jié)吸氣負(fù)壓；EGR閥6,其安裝于從排氣歧管3側(cè)分歧的EGR供應(yīng)流路4 上，把在燃燒室1燃燒并排出的廢氣導(dǎo)入進(jìn)氣歧管2側(cè)。EGR閥6例如可以為低壓EGR閥 (LP-EGRVlv)。另外，優(yōu)選EGR供應(yīng)流路4形成不從屬于諸如增壓器的輔助設(shè)備的低壓EGR 環(huán)路（LP-EGRLoop)。
[0026] 本實(shí)施例的EGR控制系統(tǒng)100的特征在于，供應(yīng)到燃燒室1的EGR流量調(diào)節(jié)并非 只依賴于EGR閥6,而是通過協(xié)調(diào)EGR閥6的開度（duty)與吸氣壓力控制閥5的開度這兩 種變數(shù)，從而比以往的界限（〇~40% )進(jìn)一步擴(kuò)張EGR的控制范圍。
[0027] 圖2是表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的EGR控制邏輯的概念的圖解。
[0028] 如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（E⑶）從配備于發(fā)動(dòng)機(jī)（E/G)的速度傳感器和空氣 流量計(jì)等，取得關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的rpm、燃料量（Fuel?及空氣量（Air?等的測(cè)量數(shù)據(jù)，基于 該測(cè)量數(shù)據(jù)與自身存儲(chǔ)的目標(biāo)EGR率映射，計(jì)算實(shí)際EGR量與要求EGR量。計(jì)算結(jié)果，當(dāng)實(shí) 際EGR量與要求EGR量有差時(shí)，E⑶為了使實(shí)際EGR量跟隨要求EGR量，向執(zhí)行器下達(dá)控制 信號(hào)。基于該控制信號(hào)，調(diào)節(jié)吸氣壓力控制閥（IPCV)的開度與EGR閥（例如，低壓EGR閥 (LP-EGRVlv))的開度，從而向發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)滿足要求EGR量的大量的EGR。另外，為了滿足 要求EGR率的正確控制，優(yōu)選執(zhí)行利用了吸入空氣量的實(shí)際測(cè)量值及目標(biāo)EGR率映射的PID 控制（Proportional-Integral-Derivativecontrol) 〇
[0029] 圖3是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的EGR控制邏輯的流程圖。
[0030]如圖3所示，首先，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU)從發(fā)動(dòng)機(jī)取得能夠計(jì)算低溫燃燒所需目 標(biāo)EGR量（TargetEGRQuantity)或要求EGR率（DemandEGRRate)的信息，例如，當(dāng)前的 rpm信息及實(shí)際燃料量（ActualFuelQuantity;FuelQ)信息（S301)。
[0031] 然后，在根據(jù)事先實(shí)驗(yàn)而預(yù)先制作的目標(biāo)E