一种基于GPF再生的EGR率优化控制方法

技术领域

本发明专利涉及发动机EGR率控制领域，尤其涉及一种基于GPF再生的EGR率优化控制方法。

背景技术

研究表明EGR系统在降低NOx，降低油耗和改善抗爆震能力上有一定优势。EGR废气降低燃烧温度，避免爆震，抑制点火提前角推迟。

GPF(汽油机颗粒捕集器)再生包括被动再生和主动再生，被动再生是指GPF的再生不进行主动控制，不主动调控参数来进行GPF的再生，此时对车辆的控制影响小，但是再生效果相对较差，而主动再生会调控参数来主动进行GPF的再生，此时可能影响车辆的动力性，排放或者驾驶性等，但是再生效果相对较好。

现有技术中，还未见到EGR和GPF被动、主动再生的配合控制的EGR率优化控制方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或问题，本发明提供了一种EGR和GPF被动、主动再生的配合控制的EGR率优化控制方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于GPF再生的EGR率优化控制方法，包括如下步骤：

步骤1：GPF被动再生请求状态满足时，进行基于GPF被动再生的EGR率优化控制；

步骤2：如果被动再生次数超过N次或者最终被动再生过程中EGR率修正因子r

步骤3：引入GPF主动再生控制时的EGR率修正因子r

步骤4：考察GPF主动再生工况下，是否满足EGR率自学习修正因子r

步骤5：依据发动机转速差n

步骤6：在步骤5的确定的GPF主动再生控制时的EGR率修正因子r

进一步的，所述步骤1中进行基于GPF被动再生的EGR率优化控制的方法为：

S100：默认状态下，EGR率修正因子r

在满足条件S1时，GPF被动再生控制时的EGR率修正因子r

条件S1为同时满足以下条件：

1)GPF被动再生请求状态满足；

2)发动机处于断油工况；

S200：在条件S1从满足到不满足后，通过下式更新EGR率修正因子；

N＝1，2，3，...；

直至r

其中Δt为采样周期，r

S300：根据工况分级对EGR率修正因子r

S400：将GPF被动再生控制时的EGR率修正因子r

进一步的，所述步骤S300中根据工况分级对EGR率修正因子r

工况1：出现爆震时，将EGR率修正因子r

工况2：没出现爆震，且被动再生结束时间超过T’，且同时满足发动机、飞轮、变速箱共同决定的条件S2时，根据发动机转速差n

其中T’取值范围为1s～1.5s；

工况3：没出现爆震，且被动再生结束时间不超过T’或不满足条件S2时，不对EGR率修正因子r

进一步的，所述工况2中条件S2为同时满足以下条件：

(1)发动机转速闭环控制激活；

(2)飞轮电气负载变化范围不超过预设值；

(3)发动机与传动系统的链接状态不变；

(4)发动机水温在预设范围内；

(5)变速箱档位未发生变化；

(6)以上条件满足超过预设时间T1；

须同时满足上述6个条件。

进一步的，所述工况2中依据发动机转速差n

进一步的，所述步骤3中GPF主动再生控制时的EGR率修正因子r

式中：r

r

r

r

进一步的，所述步骤4中，如果不满足EGR率自学习修正因子r

即此时，r

进一步的，所述步骤4中EGR率自学习修正因子r

(1)发动机转速闭环控制激活；

(2)飞轮电气负载变化范围不超过预设值；

(3)发动机与传动系统的链接状态不变；

(4)发动机水温在预设范围内；

(5)档位未发生变化；

(6)以上条件满足超过预设时间T1；

须同时满足上述6个条件。

进一步的，所述步骤5中确定基于转速波动自学习的修正因子是向上自学习或向下自学习方法为分为三种情形：

第一种情形：发动机转速差n

第二种情形：发动机转速差n

第三种情形：第一种情形和第二种情形均不满足；

以上三个情形的优先级越来越低。

进一步的，所述发动机转速差n

进一步的，第一种情形下说明当前工况容易发生转速波动，且转速波动进一步增大，此时如果检测到发动机转速差n

进一步的，第二种情形下说明当前工况转速波动在削弱，在经过发动机实际转速n有关的T2时间后，以设定速率提高EGR率；但是，如果一旦检测到发动机转速差n

如果在此过程中未检测到发动机转速差n

进一步的，第三种情形下如果检测到上一采样周期GPF主动再生工况下的EGR率自学习状态为GPF主动再生工况下的EGR率向上学习状态，则GPF主动再生工况下的EGR率自学习修正因子r

本发明的有益效果和特点是：

1、本发明的基于GPF主动再生的EGR率优化控制方法，在不改变硬件成本的基础上，优化GPF被动和主动再生控制方法，既改善GPF再生效果的同时，避免造成排放中NOx增高。

2、本发明的基于GPF主动再生的EGR率优化控制方法，既包括GPF被动、主动再生过程中的优化控制方法也包括GPF再生结束后的EGR率优化控制的方法，全面优化GPF再生情况下EGR率的控制方法。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的整体逻辑流程示意图；

图2为本发明较佳实施例的基于GPF被动再生的EGR率优化控制逻辑流程示意图；

图3为本发明较佳实施例的基于GPF主动再生的EGR率优化控制逻辑流程示意图；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1、图2，本发明涉及一种基于GPF再生的EGR率优化控制方法，具体包括基于GPF被动再生的EGR率优化控制方法和基于GPF主动再生的EGR率优化控制方法；

被动再生情形：

其中，作为本发明的一方面，进行基于GPF被动再生的EGR率优化控制的方法包括：

S100：默认状态下，EGR率修正因子r

条件S1为同时满足以下条件：

1)GPF被动再生请求状态满足；

2)发动机处于断油工况；

表1

同样的火路扭矩变化率，转速变化率越大，EGR率修正因子r

S200：在条件S1从满足到不满足后，更新EGR率修正因子r

N＝1,2,3，…；

直至r

表2

发动机转速n越高，同样的进入气缸新鲜空气进气密度rho，补偿系数f(n,rho)越大，此时发动机燃烧稳定性越好，EGR率可以快速增加；同样的发动机转速n，进入气缸新鲜空气进气密度rho越高，补偿系数f(n,rho)越大，此时发动机燃烧稳定性越好，EGR率可以快速增加。最终标定结果取决于在不发生爆震，且燃烧稳定性COV不超过3％的前提下NOx排放最小。

所述补偿系数f(n,rho)可通过发动机转速n和进入气缸新鲜空气进气密度rho标定表格获得；

标定效果为：在不发生爆震，且燃烧稳定性COV不超过3％的前提下NOx排放最小；

标定方法是根据标定效果，调整各个参数，逐步确定范围，先粗标、再精标。

r

S300：根据工况分级对EGR率修正因子r

工况1：出现爆震时，将EGR率修正因子r

工况2：没出现爆震，且被动再生结束时间超过T’，且同时满足条件S2时，根据发动机转速差n

其中T’取值范围为1s～1.5s；

所述条件S2为同时满足以下条件：

(1)发动机转速闭环控制激活；

(2)飞轮电气负载变化范围不超过预设值，本实例取±3Nm；(飞轮电气负载是指与飞轮连接的用电设备消耗的扭矩，比如空调，发电机等)

(3)发动机与传动系统的链接状态不变；

(4)发动机水温在预设范围内，本实例取30℃～90℃；

(5)变速箱档位未发生变化；

(6)以上条件满足超过预设时间T1。

工况3：没出现爆震，且被动再生结束时间不超过T’或不满足条件S2时，不对EGR率修正因子r

其中，上面的工况2：又分为三种情况：

第一种情况：发动机转速差n

k

表3

表4

转速差n

此时如果检测到发动机转速差n

第二种情况：发动机转速差n

说明当前工况转速波动在削弱。此时GPF再生工况下的EGR率修正因子取：

式中：r

r

r

r

在T2(T2与发动机转速n有关,取值见下表5)时间到达后，以一定速率R1(本实例为0.02/10ms)提高EGR率。但是，如果一旦检测到发动机转速差n

表5

如果在此过程中未检测到发动机转速差n

第三种情况：在以上两个条件均不满足时，GPF被动再生工况下EGR率修正因子取：

如果检测到上一采样周期GPF被动再生工况下的EGR率自学习状态为GPF被动再生工况下的EGR率向上学习状态，则GPF被动再生工况下的EGR率自学习修正因子r

以上三个情况的优先级越来越低。

被动再生的自学习因子都会在车辆下电后保存，首次未学习的初始值均为0。

如果在被动再生结束超过预设时间T0(本实例取10s)且未进入转速闭环，GPF被动再生控制时的EGR率修正因子r

最后将GPF被动再生控制时的EGR率修正因子r

原始的EGR率的计算方法请参考《CN112459910B一种目标EGR率的计算方法与系统》。

以上所有标定参数的确定方法为避免爆震且燃烧稳定性COV不超过3％的前提下NOx含量最低的情况下确定出来的。

以上完成了全部的基于EGR率的GPF被动再生控制方法。

主动再生情形：

请参考图3，作为本发明的另一方面，还包括GPF主动再生过程中的实时EGR率优化控制方法，包括如下步骤：

步骤1：考察当前工况下，如果被动再生次数超过N次或者最终被动再生过程中EGR率修正因子r

步骤2：引入GPF主动再生控制时的EGR率修正因子r

r

[1-r

式中：r

本实施例中，r

表6

r

本实施例中，r

表7

r

本实施例中，r

表8

r

步骤3：考察GPF主动再生工况下，是否满足EGR率自学习修正因子r

如果不满足EGR率自学习修正因子r

即此时，r

如果满足EGR率自学习修正因子r

具体的，EGR率自学习修正因子r

(1)发动机转速闭环控制激活；

(2)飞轮电气负载(是指与飞轮连接的用电设备消耗的扭矩，比如空调，发电机等)变化范围不超过预设值，本实例取±3Nm；

(3)发动机与传动系统的链接状态不变(断开或者链接)；

(4)发动机水温在预设范围内，本实例取30℃～90℃；

(5)档位未发生变化(P档，N档，R档或者前进档)

(6)以上条件满足超过预设时间T1；

须同时满足上述6个条件。

步骤4：依据发动机转速差n

具体的，确定基于转速波动自学习的修正因子是向上自学习或向下自学习的方法为分为三种情形：

第一种情形：发动机转速差n

第二种情形：发动机转速差n

第三种情形：第一种情形和第二种情形均不满足；

以上三个条件的优先级越来越低。

上述发动机转速差n

表9

第一种情形下说明当前工况容易发生转速波动，且转速波动进一步增大，此时如果检测到发动机转速差n

第二种情形下说明当前工况转速波动在削弱，在经过发动机实际转速n有关的T2时间后，以设定速率R1(本实例为0.02/10ms)提高EGR率；但是，如果一旦检测到发动机转速差n

其中T2通过下面的标定表10确定:

表10

如果在此过程中未检测到发动机转速差n

第三种情形下如果检测到上一采样周期GPF主动再生工况下的EGR率自学习状态为GPF主动再生工况下的EGR率向上学习状态，则GPF主动再生工况下的EGR率自学习修正因子r

步骤5：在步骤4的确定的GPF主动再生控制时的EGR率修正因子r

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。