EGR率的计算方法、系统及车辆与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种EGR率的计算方法、系统及车辆。

背景技术：

目前，以石油燃料为主的车辆的发动机的油耗高、排放量大、热效率较低。其控制系统一般没有对EGR率进行计算和实际的控制，少数系统的控制也是基于传统意义的EGR率，即再循环的废气量与总进气量的质量之比，该值用现有的发动机试验设备很难测得，即在不同工况下很难确定进气成组份，也就导致了标定工作的困难，而且在理论推导中因为进气组分的多变性使EGR率的确定需要更复杂和准确性较低的模型，这更是极大的增加的标定工作的难度同时也增加了控制器的控制难度。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种EGR率的计算方法，该方法能够简单、高效地计算EGR率，并使用该计算结果对发动机的工作进行情况进行实时的修正，进而提高发动机瞬态工作时油耗和排放的稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种EGR率的计算方法，包括以下步骤：获取进入发动机气缸的气体的实际体积流量；检测发动机的进气压力和进气温度；根据所述实际体积流量、所述进气压力、所述进气温度和所述气体的气体常数得到所述气体的物质的量；根据进入所述发动机气缸的新鲜空气的流量和空气摩尔质量得到进入所述发动机气缸的新鲜空气的物质的量；以及根据所述气体的物质的量和所述新鲜空气的物质的量得到EGR率。

进一步的，所述获取进入发动机气缸的气体的实际体积流量，进一步包括：判断EGR阀是否开启；如果是，则获取瞬时油耗修正值、发动机理论体积流量以及根据第一充气效率映射表得到第一充气效率修正值，并根据所述瞬时油耗修正值、发动机理论体积流量和所述第一充气效率修正值得到所述进入发动机气缸的气体的实际体积流量；如果否，则获取发动机理论体积流量和根据第二充气效率映射表得到第二充气效率修正值，并根据所述发动机理论体积流量和所述第二充气效率修正值得到所述进入发动机气缸的气体的实际体积流量。

进一步的，还包括：根据所述EGR率对车辆中标定好的原始EGR率进行更新。

进一步的，还包括：根据所述EGR率对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节，以使实际的EGR率满足预定需求。

进一步地，在根据所述EGR率对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节的过程中，还包括：判断空燃比是否位于预定区间内；如果否，则停止对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节，以使所述空燃比位于所述预定区间内。

相对于现有技术，本发明所述的发动机的控制方法具有以下优势：

本发明所述的EGR率的计算方法，能够简单、高效地计算EGR率，并使用该计算结果对发动机的工作进行情况进行实时的修正，提高发动机瞬态工作时油耗和排放的稳定性。

本发明的另一个目的在于提出一种EGR率的计算系统，该系统能够简单、高效地计算EGR率，并使用该计算结果对发动机的工作进行情况进行实时的修正，提高发动机瞬态工作时油耗和排放的稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种EGR率的计算系统，包括：获取模块，用于获取进入发动机气缸的气体的实际体积流量；检测模块，用于检测发动机的进气压力和进气温度；计算模块，用于根据所述实际体积流量、所述进气压力、所述进气温度和所述气体的气体常数得到所述气体的物质的量，并根据进入所述发动机气缸的新鲜空气的流量和空气摩尔质量得到进入所述发动机气缸的新鲜空气的物质的量，以及根据所述气体的物质的量和所述新鲜空气的物质的量得到EGR率。

进一步的，所述获取模块用于判断EGR阀是否开启，并在所述EGR阀是否开启时，获取瞬时油耗修正值、发动机理论体积流量以及根据第一充气效率映射表得到第一充气效率修正值，并根据所述瞬时油耗修正值、发动机理论体积流量和所述第一充气效率修正值得到所述进入发动机气缸的气体的实际体积流量，以及在所述EGR阀未开启时，获取发动机理论体积流量和根据第二充气效率映射表得到第二充气效率修正值，并根据所述发动机理论体积流量和所述第二充气效率修正值得到所述进入发动机气缸的气体的实际体积流量。

进一步的，还包括：调节模块，用于根据所述EGR率对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节，以使实际的EGR率满足预定需求。

进一步的，在根据所述EGR率对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节的过程中，所述调节模块还用于：判断空燃比是否位于预定区间内；如果否，则停止对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节，以使所述空燃比位于所述预定区间内。

所述的EGR率的计算系统与上述的EGR率的计算方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆能够简单、高效地计算EGR率，并使 用该计算结果对发动机的工作进行情况进行实时的修正，提高发动机瞬态工作时油耗和排放的稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述实施例所述的EGR率的计算系统。

所述的车辆与上述的发EGR率的计算系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的EGR率的计算方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的EGR率的计算方法的总体流程图；

图3为本发明实施例所述的EGR率的计算系统的结构框图。

附图标记说明：

1000-EGR率的计算系统、100-获取模块、200-检测模块、300-计算模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明一个实施例的EGR率的计算方法的流程图。

在以下描述中，发动机例如为以石油燃料为主的发动机。

如图1所示，根据本发明一个实施例的EGR率的计算方法，包括如下步骤：

S1：获取进入发动机气缸的气体的实际体积流量。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，并结合图2，上述步骤S1选中，获取进入发动机气缸的气体的实际体积流量，进一步包括：判断EGR阀是否开启，如果是，则获取瞬时油耗修正值(即CUR修正值)、发动机理论体积流量以及根据第一充气效率映射表(如图2中预先设定的有EGR参与时的基础体积充气效率修正MAP)得到第一充气效率修正值，并根据瞬时油耗修正值、发动机理论体积流量和第一充气效率修正值得到进入发动机气缸的气体的实际体积流量；如果否，则获取发动机理论体积流量和根据第二充气效率映射表(如图2中预先设定的没有EGR参与时的基础体积充气效率修正MAP)得到第二充气效率修正值，并根据发动机理论体积流量和第二充气效率修正值得到进入发动机气缸的气体的实际体积流量。换言之，如果EGR阀开启，也即在有EGR参与的情况下，则通过将CUR修正值、发动机理论体积流量和第一充气效率修正值相乘后得到实际体积流量，实际体积流量例如标 记为V。如果EGR阀未开启，也即没有EGR参与的情况下，则将发动机理论体积流量和第二充气效率修正值相乘，以得到进入发动机汽缸的气体的实际体积流量，例如记作V。

S2：检测发动机的进气压力和进气温度。具体地说，例如在进气歧管稳压腔置进气温度传感器和压力传感器，以分别检测得到发动机的进气压力P和进气温度T。

S3：根据实际体积流量、进气压力、进气温度和气体的气体常数得到气体的物质的量。具体地说，得到发动机的进气温度T和进气压力P后，在乘以气体常数R，利用气体状态方程PV＝nRT即可得到所有进入发动机气缸的气体的物质的量n。

S4：根据进入发动机气缸的新鲜空气的流量和空气摩尔质量得到进入发动机气缸的新鲜空气的物质的量。具体地说，例如，利用空气流量计测量得到进入发动机汽缸的新鲜空气的流量，然后除以空气摩尔质量，得到所有进入发动机汽缸的新鲜空气的物质的量。

需要说明的是，在没有EGR参与的情况下，发动机汽缸进气的气体为纯空气，而空气的摩尔质量为M，则计算得到空气质量例如为m＝n*M。进一步地，在没有EGR参与的情况下，可用该计算值与空气流量计的值相互校准。

S5：根据气体的物质的量和新鲜空气的物质的量得到EGR率。具体地说，即利用所有进入发动机气缸的气体的物质的量减去所有进入发动机气缸的新鲜空气的物质的量，然后再除以所有进入发动机气缸的气体的物质的量，得出的结果即为EGR率。

进一步地，如图2所示，该EGR率的计算方法例如还包括：在步骤S5中计算得到EGR率之后，根据该EGR率对车辆中标定好的原始EGR率进行更新。换言之，即以发动机试验常用的进排气组分测量装置测得的EGR率为标准值对EGR率进行标定，更新EGR修正值。

进而，通过本发明上述实施例的EGR率的计算方法，可利用现有设备对EGR率精确地进行测量，有助于缸内燃烧情况的精确控制。

进一步地，在计算得到EGR率之后，还可以根据EGR率对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节，以使实际的EGR率满足预定需求。更为具体地，在该过程中，例如包括：判断空燃比是否位于预定区间内，如果否，则停止对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节，以使空燃比位于预定区间内。换言之，即在稳态下，首先要保证计算得到的实际EGR率与需求EGR率的一致，则通过对空气系统执行器EGR阀、TVA、VGT或WGT等进行调节，实现EGR率的改变以保证计算的实际EGR率与需求EGR率的实时跟踪。瞬态下，需要在保证空燃比在合理范围(满足预定需求)的情况下，实时调节实际EGR率与需求EGR率的一致。进一步地，在无法保证EGR率的调节与空燃比的调节不发生冲突的情况下，需要优先保证空燃比的调节。也就是说，本发明的实施例采用了瞬态补偿和稳态补偿相结合的方式，并在瞬态补偿时，优先保证空燃比的调节。

综上，本发明的方法计算环节简单，高效，控制系统运行效率高占用资源少，且标定过程简洁。参考标准易于推广，易于实现。另外，该方法能够提高燃烧稳定性，进而提高油耗 和排放的稳定性，保证瞬态下的排放。

因此，根据本发明实施例的EGR率的计算方法，能够简单、高效地计算EGR率，并使用该计算结果对发动机的工作进行情况进行实时的修正，提高发动机瞬态工作时油耗和排放的稳定性。

本发明的进一步实施例还公开了一种EGR率的计算系统。

图3是根据本发明一个实施例的EGR率的计算系统的结构框图。如图3所示，根据本发明一个实施例的EGR率的计算系统1000，包括：获取模块100、检测模块200和计算模块300。

获取模块100用于获取进入发动机气缸的气体的实际体积流量。

在本发明的一个实施例中，例如，获取模块100用于判断EGR阀是否开启，并在EGR阀是否开启时，获取瞬时油耗修正值、发动机理论体积流量以及根据第一充气效率映射表得到第一充气效率修正值，并根据瞬时油耗修正值、发动机理论体积流量和第一充气效率修正值得到进入发动机气缸的气体的实际体积流量，以及在EGR阀未开启时，获取发动机理论体积流量和根据第二充气效率映射表得到第二充气效率修正值，并根据发动机理论体积流量和第二充气效率修正值得到进入发动机气缸的气体的实际体积流量。

检测模块200用于检测发动机的进气压力和进气温度。

计算模块300用于根据实际体积流量、进气压力、进气温度和气体的气体常数得到气体的物质的量，并根据进入发动机气缸的新鲜空气的流量和空气摩尔质量得到进入发动机气缸的新鲜空气的物质的量，以及根据气体的物质的量和新鲜空气的物质的量得到EGR率。

进一步地，在本发明的一个实施例中，该系统1000例如还包括调节模块400(图3中未示出)。调节模块400用于根据EGR率对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节，以使实际的EGR率满足预定需求。更为具体地，在上述调节过程中，调节模块400还用于判断空燃比是否位于预定区间内，如果否，则停止对EGR阀、VGT和/或WGT进行调节，以使空燃比位于所述预定区间内。

根据本发明实施例的EGR率的计算系统，能够简单、高效地计算EGR率，并使用该计算结果对发动机的工作进行情况进行实时的修正，提高发动机瞬态工作时油耗和排放的稳定性。

需要说明的是，本发明实施例的EGR率的计算系统的具体实现方式与本发明实施例的EGR率的计算方法的具体实现方式类似，具体请参见方法部分的描述，为了减少冗余，此处不做赘述。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，设置有如上述实施例所述的EGR率的计算系统。该车辆能够简单、高效地计算EGR率，并使用该计算结果对发动机的工作进行情况进行实时的修正，提高发动机瞬态工作时油耗和排放的稳定性。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。