CN113756969A - 一种egr控制方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种EGR控制方法、装置及电子设备，该方法包括：根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管压力值，计算第一EGR阀门开度；将空气质量流量与进入进气歧管的当前空气质量流量之间的差值输入PID控制器，生成第二EGR阀门开度；将第一EGR阀门开度与第二EGR阀门开度求和，得到第三EGR阀门开度；根据第三EGR阀门开度，对进入进气歧管的空气质量流量进行控制。基于以上方法，不需要进行复杂的标定，且通过机理模型计算出的第一EGR阀门开度与实际所需的EGR阀门开度之间误差较小，从而减少PID控制环节的调整时间，避免系统对进入气缸的空气质量流量调控的时间长，不能快速进入目标状态的问题。
Description
技术领域
本申请涉及发动机控制技术领域，特别是涉及一种EGR控制方法、装置及电子设备。
背景技术
为了满足日益严格的发动机废气排放要求，通常会配合发动机设置废气再循环(Exhaust Gas Re-circulation，EGR)系统，将发动机排出的部分废气回送到进气歧管，再与新鲜混合气一起再次进入气缸，降低进气中的含氧量，从而降低燃烧温度，减小排放污染。但是，在废气再循环的过程中，如果循环利用的废气过多，会导致进入气缸的含氧量不满足规定值，进而影响发动机的功率，因此，根据发动机的实际工况，控制EGR阀门开度，进而实现对循环利用的废气质量流量进行控制，保证发动机在正常使用的同时，也能降低废气排放，显得十分重要。
为了解决上述问题，传统方案通过PID控制器实现循环利用的空气质量流量的闭环控制，其中，PID控制参数可以根据循环利用条件进行调整，有些方案在此基础上增加基于发动机转速和喷油量的MAP模型的前馈控制，这种前馈控制方式需要进行关于发动机转速和喷油量的MAP标定，且每次标定的参数不一定符合发动机实际工况点所对应的参数，因此这种前馈控制方式的输出量与目标量之间误差较大，进一步导致系统对空气质量流量进行控制时，调节时间长，不能快速进入目标状态。
发明内容
本申请提供了一种EGR控制方法、装置及电子设备，在前馈控制环节，利用机理模型计算的EGR阀门的开度，与实际所需的EGR阀门开度之间误差较小，从而减少PID控制环节的调整时间，避免系统对发动机空气质量流量控制的过程中，调节时间长，不能快速进入目标状态的问题。
第一方面，本申请提供了一种EGR控制方法，所述方法包括：
根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管压力值，计算第一EGR阀门开度；
将所述空气质量流量与进入进气歧管的当前空气质量流量之间的差值输入PID控制器，生成第二EGR阀门开度；
将所述第一EGR阀门开度与所述第二EGR阀门开度求和，得到第三EGR阀门开度；
根据所述第三EGR阀门开度，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
通过上述控制方法，不需要进行复杂的标定，且通过机理模型计算出的第一EGR阀门开度与实际所需的EGR阀门开度之间误差较小，从而减少PID控制环节的调整时间，避免系统对发动机空气质量流量控制的过程中，调节时间长，不能快速进入目标状态的问题。
进一步，所述根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管压力，计算第一EGR阀门开度，包括：
根据所述进气歧管压力值，计算进入发动机气缸的气体质量流量；
根据所述空气质量流量及所述气体质量流量，计算得到EGR阀门的排气质量流量；
根据所述排气质量流量，计算得到所述第一EGR阀门开度。
基于上述方法，可以计算得到第一EGR阀门开度，用以对GER阀门的开度进行前馈控制。由于上述计算过程是严格的机理分析，不需要进行大量的标定，因此，计算得到第一EGR阀门开度与发动机当前工况点对应的目标EGR阀门开度接近，可以减少系统响应时间。
进一步，所述根据所述第三EGR阀门开度，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制，具体包括：
根据所述第三EGR阀门开度，调节EGR阀门开度的大小；
根据所述调节EGR阀门开度的大小，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
通过上述方式，实现进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
进一步，所述根据所述进气歧管压力值，计算进入发动机气缸的气体质量流量，具体计算公式为：
其中，Win为所述气体质量流量，kin为转换系数，n为发动机转速，Veng为发动机排量，R为气体常数，Pin为进气歧管压力，Tin为进气歧管温度。
进一步，所述根据所述空气质量流量及所述气体质量流量，计算得到EGR阀门的排气质量流量，具体计算公式为：
其中，WEGR为所述排气质量流量，
为进气歧管压力的导数，Vin为进气歧管体积。
进一步，所述根据所述排气质量流量，计算得到所述第一EGR阀门开度，具体计算公式为：
其中，UEGR为所述第一EGR阀门开度，CEGR为EGR阀门节流系数，Pout为排气歧管压力，Tout为排气歧管温度。
第二方面，本申请提供了一种EGR控制装置，所述装置包括：
计算模块，用于根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管压力值，计算第一EGR阀门开度；
生成模块，用于将所述空气质量流量与进入进气歧管的当前空气质量流量之间的差值输入PID控制器，生成第二EGR阀门开度；
求和模块，用于将所述第一EGR阀门开度与所述第二EGR阀门开度求和，得到第三EGR阀门开度；
处理模型，用于根据所述第三EGR阀门开度，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
进一步，所述计算模块，具体用于：
根据所述进气歧管压力值，计算进入发动机气缸的气体质量流量；
根据所述空气质量流量及所述气体质量流量，计算得到EGR阀门的排气质量流量；
根据所述排气质量流量，计算得到所述第一EGR阀门开度。
进一步，所述处理模块，具体用于：
根据所述第三EGR阀门开度，调节EGR阀门开度的大小；
根据所述调节EGR阀门开度的大小，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时，实现上述EGR控制方法步骤。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述EGR控制方法步骤。
上述EGR控制方法中，将系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管的压力值，经过机理分析，计算得到第一EGR阀门开度，将进入进气歧管的当前空气质量流量与系统设定的空气质量流量之间的差值，输入PID控制器，生成第二EGR阀门开度，并将第一EGR阀门开度和第二EGR阀门开度求和得到的第三EGR阀门开度，其中，第三EGR阀门开度用来控制EGR阀门开度的大小，这种EGR控制方法不需要进行复杂的标定，且通过机理模型计算出的第一EGR阀门开度与实际所需的EGR阀门开度之间误差较小，从而减少PID控制环节的调整时间，避免系统对发动机空气质量流量控制的过程中，调节时间长，不能快速进入目标状态的问题。
同时，通过机理模型计算EGR阀门开度，输入的参数可以直接由系统设定或者通过系统检测得到，可以适应不同排量的发动机，策略适应性好。
上述第二方面至第四方面中的各个方面以及各个方面可能达到的技术效果参照上述针对第一方面或者第一方面中的各种可能方案可以达到的技术效果说明，这里不再重复赘述。
附图说明
图1为本申请提供的一种带有EGR的柴油发动机示意图；
图2为本申请提供的一种EGR废气质量流量控制的示意图；
图3为本申请提供的一种关于发动机转速和喷油量的MAP模型示意图；
图4为本申请提供的一种EGR控制方法的流程图；
图5为本申请提供的一种EGR控制方法的示意图；
图6为本申请提供的一种EGR控制装置的结构示意图；
图7为本申请提供的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。方法实施例中的具体操作方法也可以应用于装置实施例或系统实施例中。需要说明的是，在本申请的描述中“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。A与B连接，可以表示：A与B直接连接和A与B通过C连接这两种情况。另外，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
下面结合附图，对本申请实施例进行详细描述。
如图1所示，为一种带有EGR的柴油发动机示意图，在图1中，压气机将吸收的空气P0压缩后，输出压缩气体Wc，随后压缩气体Wc和经EGR阀控制的废气WEGR一起进入进气歧管，接着进气歧管对进入的气体Wc和WEGR进行处理后，输出气体Win，紧接着，气体Win进入发动机气缸，使得进入发动机的柴油Wf在发动机内燃烧，产生热能用以驱动发动机旋转。
在发动机气缸内的能量转化的过程中，产生的废气Wout进入排气歧管，随后，一部分气体经VGT阀控制后得到气体WVGT，气体WVGT进入涡轮机实现涡轮增压后排出，另一部分废气经EGR阀控制后继续被循环利用。
在排气歧管排除的废气循环利用的过程中，如果循环利用的废气过多，会导致进入气缸的含氧量不足，导致柴油的燃烧不充分，进而影响发动机的功率，因此，根据发动机的实际工况，控制EGR阀门开度，对循环利用的废气质量流量进行控制，保证系统在降低废气排放的同时，发动机也能正常使用。
基于上述情况，如图2所示为一种EGR废气质量流量控制的示意图，包括两个控制环节，一个是前馈控制，另一个是反馈控制。前馈控制为基于发动机转速n和喷油量Wf的MAP模型，得到前馈控制的EGR阀门开度U前馈；反馈控制基于进入进气歧管的空气质量流量Wc与系统设定的进入进气歧管的空气质量流量Wc设定之间的差值，该差值经过PID控制器，得到反馈控制的EGR阀门开度U反馈；随后，将U前馈与U反馈求和，即可得到用于控制废气循环利用的EGR阀门开度UEGR；基于阀门开度UEGR，控制循环利用的废气质量流量，进一步实现对进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
在上述过程中，虽然反馈控制环节中的PID控制参数可以根据系统状态进行调整，以适应不同的发动机工况，但是前馈控制环节主要基于发动机转速和喷油量的MAP模型来确定目标发动机转速和目标喷油量，这种前馈控制方式前期需要进行关于发动机转速和喷油量的MAP标定，且每次标定的参数不一定符合发动机实际工况点所对应的参数，导致输出的前馈控制的EGR阀门开度U反馈与实际所需的EGR阀门开度UEGR之间误差较大，进一步导致系统对空气质量流量进行控制时，调节时间长，不能快速进入目标状态。
举例来讲，如图3所示，为关于发动机转速和喷油量的MAP模型示意图，在图3中，z坐标表示发动机工况参数，x坐标表示发动机转速，y坐标表示喷油量，每个黑点代表发动机的特定的工况点。在发动机工况参数为k1时，经过反复试验和调试，标定出发动机的转速为n1，喷油量为Wf1；在发动机工况参数为k2时，经过反复试验和调试，标定出发动机的转速为n2，喷油量为Wf2；将所有的特定工况点对应的参数进行标定后，进一步将所有的工况点进行拟合，得到发动机工况参数关于发动机转速和喷油量的MAP模型。由此可知，得到MAP模型主要是基于大量的试验和调试，并将特殊工况点进行拟合来完成的，这个过程中会存在大量的误差，因此，基于MAP模型查询得到的参数是不准确的。
为了解决上述问题，本申请提供了一种EGR控制方法，对上述控制方法中的前馈控制环节进行改进，即将系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管的压力值，经过机理模型，计算得到前馈控制的EGR阀门开度。
由于机理模型主要是将系统的物理特性通过数学公式来表达出来，而MAP模型主要是通过试验的方式，对一些特定工况下的参数进行人工标定，标定的参数准确度不高。因此，相比基于MAP模型得到的前馈控制的EGR阀门开度而言，通过机理模型计算出的前馈控制的EGR阀门开度与实际所需的EGR阀门开度之间误差相对较小，从而避免系统对发动机空气质量流量控制的过程中，调节时间长，不能快速进入目标状态的问题。其中，本申请实施例所述方法和装置基于同一技术构思，由于方法及装置所解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施例可以相互参见，重复之处不再赘述。
如图4所示，为本申请提供的一种EGR控制方法的流程图，具体包括如下步骤：
S41，根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管压力值，计算第一EGR阀门开度；
在本申请实施例中，根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量和系统设定的进气歧管压力值，可以计算出第一EGR阀门开度，其中，第一EGR阀门开度，表示通过前馈控制环节得到的EGR阀门开度。具体计算方法如下：
根据进气歧管压力值，计算进入发动机气缸的气体质量流量，具体计算公式为：
在公式(1)中，Win为所述气体质量流量，kin为转换系数，n为发动机转速，Veng为发动机排量，R为气体常数，Pin为进气歧管压力，进气歧管温度。
进一步，根据空气质量流量及气体质量流量，计算得到EGR阀门的排气质量流量，具体计算公式为：
在公式(2)中，WEGR为所述排气质量流量，
为所述预设压力的导数，Vin为进气歧管体积。
进一步，根据所述排气质量流量，计算得到所述第一EGR阀门开度，具体计算公式为：
在公式(3)中，UEGR为所述第一EGR阀门开度，CEGR为EGR阀门节流系数，Pout为排气歧管压力，Tout为排气歧管温度。
基于上述方法，计算得到第一EGR阀门开度，用以对GER阀门的开度进行前馈控制。由于上述过程主要是通过机理分析，将系统的物理特性通过数学公式来表达出来，而MAP模型主要是通过试验的方式，对一些特定工况下的参数进行人工标定，标定的参数准确度不高。因此，相比基于MAP模型得到的EGR阀门开度而言，基于本申请提供的方法，计算得到第一EGR阀门开度与发动机当前工况点对应的目标EGR阀门开度接近，从而避免系统对发动机空气质量流量控制的过程中，调节时间长，不能快速进入目标状态的问题。
S42，将空气质量流量与进入进气歧管的当前空气质量流量之间的差值输入PID控制器，生成第二EGR阀门开度；
在本申请实施例中，空气质量流量为目标参考值，将目标参考值与进入进气歧管反馈的当前空气质量流量的差值输入PID控制器，生成第二EGR阀门开度，此处，第二EGR阀门开度用以对第一EGR阀门开度进行补偿，可以减少进入进气歧管的当前空气质量流量与目标参考值之间的差距。因此，通过PID控制，可以使得进入进气歧管的当前空气质量流量与目标参考值不断接近，直到系统处于稳定状态。
S43，将第一EGR阀门开度与第二EGR阀门开度求和，得到第三EGR阀门开度；
在本申请实施例中，将第一EGR阀门开度与第二EGR阀门开度求和，得到第三EGR阀门开度，EGR系统根据第三EGR阀门开度，控制EGR阀门开度的大小。
S44，根据第三EGR阀门开度，对进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
在本申请实施例中，根据第三EGR阀门开度，对进入进气歧管的空气质量流量进行控制，具体为：根据第三EGR阀门开度，控制EGR阀门开度的大小，通过控制EGR阀门开度的大小，可以对进入发动机气缸的废气含量进项控制，进一步实现对进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
上述EGR控制方法中，将系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管的压力值，经过机理分析，计算得到第一EGR阀门开度，将进入进气歧管的当前空气质量流量与系统设定的空气质量流量之间的差值，通过PID控制器，生成第二EGR阀门开度，并将第一EGR阀门开度和第二EGR阀门开度求和得到的第三EGR阀门开度，其中，第三EGR阀门开度用来控制EGR阀门开度的大小，这种EGR控制方法不需要进行复杂的标定，且通过机理模型计算出的第一EGR阀门开度与实际所需的EGR阀门开度之间误差较小，从而减少PID控制环节的调整时间，从而避免系统对发动机空气质量流量控制的过程中，调节时间长，不能快速进入目标状态的问题。
同时，通过机理模型计算EGR阀门开度，输入的参数可以直接由系统设定或者通过系统检测得到，可以适应不同排量的发动机，策略适应性好。
进一步，为了更加详细阐述本申请所提供的一种EGR控制方法，下面通过具体的应用场景对本申请所提供的方法进行详细说明。
如图5所示，为一种EGR控制方法的示意图，该控制方法包括两个控制环节，一个是前馈控制，另一个是反馈控制。
在图5中，前馈控制是基于机理模型的开环控制，主要包含3个机理模型，第一机理模型为：
其中，CEGR为EGR阀门节流系数，R为气体常数，Pin设定为系统设定的进气歧管压力值，Pout为排气歧管压力，Tout为排气歧管温度。
第一机理模型入参数为Pin设定、Pout及Tout，其中，Pout可以通过传感器获取，Tout可以基于Pout来计算得到。
在图4中，第二机理模型为：
其中，
为进气歧管压力的导数，Tin进气歧管温度，第二机理模型的输入参数为Pin和Tin，其中，Pin取系统的设定值Pin设定，Tin可以通过传感器获取。
在图4中，第三机理模型为：
其中，kin为转换系数，n为发动机转速，Veng为发动机排量。第三机理模型的输入参数为Pin设定、Tin及n，其中，n和Tin可以通过传感器获取。
基于上述3个机理模型，进一步计算得到前馈控制的EGR阀门开度U前馈，计算公式为：
其中，Wc设定为系统设定的进入进气歧管的空气质量流量。
进一步，在图5中，反馈控制是基于PID控制器的闭环控制，在反馈控制环节中，将系统设定的进入进气歧管的空气质量流量Wc设定作为参考值，实时获取系统反馈的当前空气质量流量Wc，并将Wc与Wc设定之间的差值输入PID控制器，生成反馈控制的EGR阀门开度U反馈。
进一步，通过将前馈控制的EGR阀门开度U前馈与反馈控制的EGR阀门开度U反馈进行求和计算，得到用于控制EGR阀门开度大小的总的EGR阀门开度UEGR，基于UEGR，EGR装置控制EGR阀门的大小，实现对再循环利用的废气含量进行控制，进一步实现对进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
在上述过程中，前馈控制环节主要是通过机理模型计算得到前馈控制的EGR阀门开度U前馈，这种控制方法不需要进行复杂的标定，且通过机理模型计算出的EGR阀门开度与实际所需的EGR阀门开度之间误差较小，从而减少PID控制环节的调整时间，避免系统对发动机空气质量流量控制的过程中，调节时间长，不能快速进入目标状态的问题。
同时，通过机理模型计算EGR阀门开度，输入的参数可以直接由系统设定或者通过系统检测得到，可以适应不同排量的发动机，策略适应性好。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种EGR控制装置，如图6所示，为本申请中一种EGR控制装置的结构示意图，该装置包括：
计算模块61，用于根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管压力值，计算第一EGR阀门开度；
生成模块62，用于将所述空气质量流量与进入进气歧管的当前空气质量流量之间的差值输入PID控制器，生成第二EGR阀门开度；
求和模块63，用于将所述第一EGR阀门开度与所述第二EGR阀门开度求和，得到第三EGR阀门开度；
处理模型64，用于根据所述第三EGR阀门开度，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
进一步，所述计算模块61，具体用于：
根据所述进气歧管压力值，计算进入发动机气缸的气体质量流量；
根据所述空气质量流量及所述气体质量流量，计算得到EGR阀门的排气质量流量；
根据所述排气质量流量，计算得到所述第一EGR阀门开度。
进一步，所述处理模块64，具体用于：
根据所述第三EGR阀门开度，调节EGR阀门开度的大小；
根据所述调节EGR阀门开度的大小，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
基于以上一种EGR控制装置，将系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管的压力值，经过机理分析，计算得到第一EGR阀门开度，将进入进气歧管的当前空气质量流量与系统设定的空气质量流量之间的差值，通过PID控制器，生成第二EGR阀门开度，并将第一EGR阀门开度和第二EGR阀门开度求和得到的第三EGR阀门开度，其中，第三EGR阀门开度用来控制EGR阀门开度的大小，这种EGR控制方法不需要进行复杂的标定，且通过机理模型计算出的第一EGR阀门开度与实际所需的EGR阀门开度之间误差较小，从而减少PID控制环节的调整时间，避免系统对发动机空气质量流量控制的过程中，调节时间长，不能快速进入目标状态的问题。
同时，通过机理模型计算EGR阀门开度，输入的参数可以直接由系统设定或者通过系统检测得到，可以适应不同排量的发动机，策略适应性好。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种电子设备，所述电子设备可以实现前述EGR控制方法装置的功能，参考图7，所述电子设备包括：
至少一个处理器71，以及与至少一个处理器71连接的存储器72，本申请实施例中不限定处理器71与存储器72之间的具体连接介质，图7中是以处理器71和存储器72之间通过总线70连接为例。总线70在图7中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。总线70可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，为便于表示，图7中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。或者，处理器71也可以称为控制器，对于名称不做限制。
在本申请实施例中，存储器72存储有可被至少一个处理器71执行的指令，至少一个处理器71通过执行存储器72存储的指令，可以执行前文论述EGR控制方法。处理器71可以实现图6所示的装置中各个模块的功能。
其中，处理器71是该装置的控制中心，可以利用各种接口和线路连接整个该控制设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器72内的指令以及调用存储在存储器72内的数据，该装置的各种功能和处理数据，从而对该装置进行整体监控。
在一种可能的设计中，处理器71可包括一个或多个处理单元，处理器71可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器71中。在一些实施例中，处理器71和存储器72可以在同一芯片上实现，在一些实施例中，它们也可以在独立的芯片上分别实现。
处理器71可以是通用处理器，例如中央处理器(CPU)、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的EGR控制方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器72作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器72可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)、静态随机访问存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，PROM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、带电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器72是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器72还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
通过对处理器71进行设计编程，可以将前述实施例中介绍的EGR控制方法所对应的代码固化到芯片内，从而使芯片在运行时能够执行图4所示的实施例的EGR控制方法的步骤。如何对处理器71进行设计编程为本领域技术人员所公知的技术，这里不再赘述。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令，当该计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行前文论述EGR控制方法。
在一些可能的实施方式中，本申请提供的EGR控制方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在装置上运行时，程序代码用于使该控制设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的EGR控制方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种EGR控制方法，其特征在于，所述方法包括：
根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管压力值，计算第一EGR阀门开度；
将所述空气质量流量与进入进气歧管的当前空气质量流量之间的差值输入PID控制器，生成第二EGR阀门开度；
将所述第一EGR阀门开度与所述第二EGR阀门开度求和，得到第三EGR阀门开度；
根据所述第三EGR阀门开度，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管压力，计算第一EGR阀门开度，包括：
根据所述进气歧管压力值，计算进入发动机气缸的气体质量流量；
根据所述空气质量流量及所述气体质量流量，计算得到EGR阀门的排气质量流量；
根据所述排气质量流量，计算得到所述第一EGR阀门开度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三EGR阀门开度，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制，具体包括：
根据所述第三EGR阀门开度，调节EGR阀门开度的大小；
根据所述调节EGR阀门开度的大小，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述进气歧管压力值，计算进入发动机气缸的气体质量流量，具体计算公式为
其中，Win为所述气体质量流量，kin为转换系数，n为发动机转速，Veng为发动机排量，R为气体常数，Pin为进气歧管压力，Tin为进气歧管温度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述空气质量流量及所述气体质量流量，计算得到EGR阀门的排气质量流量，具体计算公式为
其中，WEGR为所述排气质量流量，
为进气歧管压力的导数，Vin为进气歧管体积。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述排气质量流量，计算得到所述第一EGR阀门开度，具体计算公式为
其中，UEGR为所述第一EGR阀门开度，CEGR为EGR阀门节流系数，Pout为排气歧管压力，Tout为排气歧管温度。
7.一种EGR控制装置，其特征在于，所述装置包括：
计算模块，用于根据系统设定的进入进气歧管的空气质量流量及系统设定的进气歧管压力值，计算第一EGR阀门开度；
生成模块，用于将所述空气质量流量与进入进气歧管的当前空气质量流量之间的差值输入PID控制器，生成第二EGR阀门开度；
求和模块，用于将所述第一EGR阀门开度与所述第二EGR阀门开度求和，得到第三EGR阀门开度；
处理模型，用于根据所述第三EGR阀门开度，对所述进入进气歧管的空气质量流量进行控制。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：
根据所述进气歧管压力值，计算进入发动机气缸的气体质量流量；
根据所述空气质量流量及所述气体质量流量，计算得到EGR阀门的排气质量流量；
根据所述排气质量流量，计算得到所述第一EGR阀门开度。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器上所存放的计算机程序时，实现权利要求1-6中任一项所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的方法步骤。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115355097A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-11-18 | 潍柴动力股份有限公司 | Egr系统控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN117554302A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-13 | 杉木(深圳)生物科技有限公司 | 液体检测方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030188727A1 (en) * | 2002-04-04 | 2003-10-09 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for controlling EGR rate in diesel engines |
| CN101555839A (zh) * | 2008-03-04 | 2009-10-14 | Gm全球科技运作股份有限公司 | 用于估算内燃机中氧浓度的方法 |
| CN104271934A (zh) * | 2012-05-10 | 2015-01-07 | 五十铃自动车株式会社 | 内燃机及其控制方法 |
| CN112594071A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-02 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种egr阀控制方法、控制装置及计算机可读存储介质 |
| CN213478541U (zh) * | 2020-09-03 | 2021-06-18 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 一种发动机进气系统及柴油汽车 |
-
2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030188727A1 (en) * | 2002-04-04 | 2003-10-09 | Ford Global Technologies, Inc. | Method and system for controlling EGR rate in diesel engines |
| CN101555839A (zh) * | 2008-03-04 | 2009-10-14 | Gm全球科技运作股份有限公司 | 用于估算内燃机中氧浓度的方法 |
| CN104271934A (zh) * | 2012-05-10 | 2015-01-07 | 五十铃自动车株式会社 | 内燃机及其控制方法 |
| CN213478541U (zh) * | 2020-09-03 | 2021-06-18 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 一种发动机进气系统及柴油汽车 |
| CN112594071A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-02 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | 一种egr阀控制方法、控制装置及计算机可读存储介质 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115355097A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-11-18 | 潍柴动力股份有限公司 | Egr系统控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN115355097B (zh) * | 2022-09-06 | 2023-11-17 | 潍柴动力股份有限公司 | Egr系统控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN117554302A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-13 | 杉木(深圳)生物科技有限公司 | 液体检测方法、装置、设备及存储介质 |
| CN117554302B (zh) * | 2024-01-09 | 2024-04-02 | 杉木(深圳)生物科技有限公司 | 液体检测方法、装置、设备及存储介质 |
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