CN115163315A - 一种废气再循环控制设备、控制方法以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种废气再循环控制设备、控制方法以及存储介质，属于车辆技术领域，控制方法包括：根据发动机的工况确定目标废气再循环率；根据所述发动机的工况确定最大高压废气再循环率；根据所述发动机的工况确定废气再循环系统的运行区间；当所述废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区，所述目标废气再循环率大于所述最大高压废气再循环率，调节高压废气再循环阀的开度和低压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率。本申请实施例的废气再循环控制设备、控制方法以及存储介质能够提高废气再循环系统的废气再循环率。

Description

一种废气再循环控制设备、控制方法以及存储介质

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种废气再循环控制设备、控制方法以及存储介质。

背景技术

对于车辆的汽油发动机，废气再循环控制系统(EGR，Exhaust GasRecirculation)的应用已较为普遍，废气再循环控制系统中存在高压EGR和低压EGR，各自有不同的使用区间，相关技术中，废气再循环控制系统的废气再循环率(EGR率)有待进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种废气再循环控制设备、控制方法以及存储介质，以提高EGR率。

为达到上述目的，本申请实施例第一方面提供一种废气再循环系统的控制方法，包括：

根据发动机的工况确定目标废气再循环率；

根据所述发动机的工况确定最大高压废气再循环率；

根据所述发动机的工况确定废气再循环系统的运行区间；

当所述废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区，所述目标废气再循环率大于所述最大高压废气再循环率，调节高压废气再循环阀的开度和低压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率。

一实施例中，调节高压废气再循环阀的开度和低压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率，包括：

调节所述高压废气再循环阀的开度至所述高压废气再循环阀的最大开度；

在所述高压废气再循环阀的开度为最大开度的状态下，调节所述低压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率。

一实施例中，所述控制方法还包括：

当所述废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区，所述目标废气再循环率小于或等于所述最大高压废气再循环率，调节所述高压废气再循环阀的开度以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率，所述高压废气再循环阀的开度小于或等于所述高压废气再循环阀的最大开度。

一实施例中，所述控制方法还包括：当所述废气再循环系统的运行区间处于第一区，调节高压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率；

其中，所述第一区位于高压废气再循环区内，所述第一区位于低压废气再循环区外。

一实施例中，所述控制方法还包括：当所述废气再循环系统的运行区间处于第二区，调节低压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率；

其中，所述第二区位于低压废气再循环区内，所述第二区位于高压废气再循环区外。

一实施例中，所述控制方法还包括：根据发动机的转速和进气量确定所述发动机工况。

一实施例中，所述控制方法还包括：根据所述发动机的转速、节气门的开度、进气歧管的进气温度以及进气歧管的进气压力确定进气量。

一实施例中，所述控制方法还包括：根据油门踏板行程确定所述节气门的开度。

本申请实施例第二方面提供一种废气再循环控制设备，包括：

存储器，用于存储计算机可执行指令；

处理器，用于执行存储器中存储的计算机可执行指令以实现上述任一种的控制方法的步骤；

本申请实施例第三方面提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于被处理器执行以实现上述任一种的控制方法的步骤。

本申请实施例的控制方法，由于废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区16，在这个运行区间内，高压废气再循环阀7可以打开进行高压废气再循环，低压废气再循环阀6也可以打开进行低压废气再循环，通过将高压废气再循环阀7和低压废气再循环阀6共同开启，既进行高压废气再循环又进行低压废气再循环，提高了废气再循环系统的废气再循环率。

附图说明

图1为本申请实施例的控制方法的流程图，图中示出了对高压废气再循环阀和低压废气再循环阀均进行调节的步骤；

图2为本申请实施例的控制方法的流程图，图中示出了分别对高压废气再循环阀和低压废气再循环阀进行调节的具体步骤顺序；

图3为本申请实施例的控制方法的流程图，图中示出了在目标废气再循环率不大于最大高压废气再循环率的情况下对高压废气再循环阀的操作步骤；

图4为本申请实施例的控制方法的流程图，图中示出了废气再循环阀的运行区间处于第一区的操作步骤；

图5为本申请实施例的控制方法的流程图，图中示出了废气再循环阀的运行区间处于第二区的操作步骤；

图6为本申请实施例的控制方法的流程图，图中示出了废气再循环系统的运行区间处于不同的运行区间下相应执行的操作步骤；

图7为本申请实施例的废气再循环系统的运行区间分布图，图中示出了废气再循环混合区、第一区以及第二区；

图8为本申请实施例的废气再循环系统的结构示意图。

附图标记说明：空气过滤器1；第一传感器组件2；第二传感器组件3；第三传感器组件4；增压器5；低压废气再循环阀6；高压废气再循环阀7；排气歧管8；气缸9；中冷器10；进气歧管11；催化器12；消声器13；高压废气循环回路14；低压废气循环回路15；废气再循环混合区16；第一区17；第二区18。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

需要说明的是，本申请的高压和低压是相对而言的，高压的压力大于低压的压力。

作为本申请创造性构思的一部分，在描述本申请的实施例之前，需对相关技术中，EGR率较低的原因进行分析，通过合理的分析得到本申请实施例的技术方案。

相关技术中，高压EGR阀和低压EGR阀分别独立地进行控制，在发动机的某一工况下，打开高压EGR阀且关闭低压EGR阀，或者打开低压EGR阀关闭高压EGR阀。高压EGR阀和低压EGR阀择一地开启，没有充分利用高压EGR阀和低压EGR阀的混合使用区域。因此，相关技术中的EGR系统的EGR率较低。

鉴于此，本申请实施例提供一种废气再循环系统，请参阅图8，废气再循环系统包括气缸9发动机的气缸9、发动机的进气歧管11、发动机的排气歧管8、高压废气再循环阀7(高压EGR阀)，低压废气再循环阀6(低压EGR阀)、高压废气循环回路14、低压废气循环回路15、第一传感器组件2、增压器5以及中冷器10。进气歧管11中的气体进入气缸9燃烧以提供动力，气缸9燃烧形成的废气进入排气歧管8，排气歧管8排出的部分废气流经增压器5的涡轮端以驱动增压器5的涡轮端的涡轮转动，流经增压器5的涡轮端的部分废气从增压器5的涡轮端流出后向外排出。空气进入增压器5的压轮端，进入增压器5的压轮端的空气在增压器5的压轮的作用下增大压力后从增压器5的压轮端排出，从增压器5的压轮端排出的气体经中冷器10流入进气歧管11。高压废气循环回路14的一端与排气歧管8的出气端连接，高压废气循环回路14的另一端与进气歧管11连接，高压废气再循环阀7串联在高压废气循环回路14上以将高压废气循环回路14选择性地导通，排气歧管8排出的气体除一部分进入压轮端外，排气歧管8排出的气体一部分在高压废气循环回路14导通的状态下可以流入排气歧管8。低压废气循环回路15的一端与增压器5的涡轮端的排气侧连接，低压废气循环回路15的另一端与增压器5的压轮端的进气侧连接，低压废气再循环阀6串联在低压废气循环回路15上以将低压废气循环回路15选择性地导通，增压器5的涡轮端流出的气体除部分地向外排出外，增压器5的涡轮端流出的气体在低压废气循环回路15导通的状态下流向增压器5的压轮端的进气侧，流向增压器5的压轮端的进气侧的废气与空气一起进入增压器5的压轮端增压后经中冷器10流入进气歧管11。第一传感器组件2用于测量从中冷器10流向进气歧管11的流体的温度和压力。

一实施例中上，第一传感器组件2包括温度传感器和压力传感器。

一实施例中，请参阅图8，废气再循环系统还包括催化器12和消声器13，增压器5的压轮端流出的气体部分经催化器12和消声器13向外排出。

一实施例中，请参阅图8，废气再循环系统还包括第二传感器组件3，第二传感器组件3用于测量增压器5的压轮端的进气侧的流体的温度和压力。

一实施例中，第二传感器组件3包括温度传感器和压力传感器。

一实施例中，请参阅图8，废气再循环系统还包括空气过滤器1和第三传感器组件4，空气过滤器1设置在第二传感器组件3的上游，空气经空气过滤器1流入增压器5的压轮端的进气侧。第三传感器组件4位于第二传感器组件3的上游。

一实施例中，第三传感器组件4包括温度传感器和压力传感器。

本申请实施例提供一种废气再循环系统的控制方法，请参阅图1～图3，控制方法包括：

步骤S101：根据发动机的工况确定目标废气再循环率。

步骤S102：根据发动机的工况确定最大高压废气再循环率。

步骤S103：根据发动机的工况确定废气再循环系统的运行区间。

需要说明的是，废气再循环系统的运行区间与发动机的工况存在对应关系，在发动机的一些工况下废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区16，在这个区域内，可以打开高压废气再循环阀7进行高压废气再循环，也可以打开低压废气再循环阀6进行低压废气再循环。

示例性地，请参阅图7，图中实线为高压废气再循环的临界线，图中虚线为低压废气再循环的临界线。其中，高压废气再循环的临界线的右侧和下侧区域对应的发动机的工况，可以打开高压废气再循环阀7进行高压废气再循环。高压废气再循环的临界线的左侧和上侧区域对应的发动机的工况，不能进气高压废气再循环，强行打开高压废气再循环阀7进行高压废气再循环会对发动机产生负面影响。低压废气再循环的临界线的上侧和右侧区域对应的发动机的工况，可以打开低压废气再循环阀6进行低压废气再循环。低压废气再循环的临界线的左侧和下侧对应的发动机的工况，不能进行低压废气再循环，强行打开低压废气再循环阀6进行低压废气再循环会对发动机产生负面影响。位于高压废气再循环的临界线的右侧和下侧且位于低压废气再循环的右侧和上侧的区域为废气再循环混合区16，这个区域内对应的发动机的工况，既可以打开高压废气再循环阀7进行高压废气再循环，也可以打开低压废气再循环阀6进行低压废气再循环。

需要说明的是，最大高压废气再循环率会随着发动机的工况的变化而变化，在不同的发动机的工况下，最大高压废气再循环率不同，最大高压废气再循环率是在发动机的某一工况下对应的最大高压废气再循环率。具体地，最大高压废气再循环率是指发动机在相应工况下高压废气再循环阀7的开度开到最大所对应的废气再循环率。

发动机的工况与废气再循环系统的运行区间的对应关系，可通过实验获得。

一实施例中，请参阅图1，控制方法还包括：

步骤S104：当废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区16，目标废气再循环率大于最大高压废气再循环率，调节高压废气再循环阀7的开度和低压废气再循环阀6的开度，以使废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率。

如此，由于废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区16，在这个运行区间内，高压废气再循环阀7可以打开进行高压废气再循环，低压废气再循环阀6也可以打开进行低压废气再循环，通过将高压废气再循环阀7和低压废气再循环阀6共同开启，既进行高压废气再循环又进行低压废气再循环，提高了废气再循环系统的废气再循环率。

经实验比对，相关技术中，单独进行高压废气再循环或单独进行低压废气再循环，所能达到的废气再循环率不超过30％。本申请的废气再循环系统的废气再循环率最高能够达到40％甚至更高，有效地提高了废气再循环系统的废气再循环率。

一实施例中，控制方法还包括：根据发动机的转速和进气量确定发动机的工况。

如此，根据发动机的转速和进气量即能够明确废气再循环系统的运行区间。

需要说明的是，本申请实施例中，进气量指的是空气的进气量。示例性地，请参阅图8，进气量为流经空气过滤器1的空气的量。

示例性地，请参阅图7，图中横坐标为发动机的转速。图中中纵坐标可以为进气量，图中横坐标与纵坐标的交点即对应发动机的工况。

一实施例中，控制方法还包括：根据发动机的转速、节气门的开度、进气歧管11的进气温度以及进气歧管11的进气压力确定进气量。

如此，转速、开度、温度以及压力等参数均能够通过相应的传感器监测得到，从而能够较为方便地得到进气量。

一实施例中，可以通过发动机的转速、节气门的开度、进气歧管11的进气温度以及进气歧管11的进气压力计算得到进气量。

一实施例中，可以通过实验得到发动机的转速、节气门的开度、进气歧管11的进气温度以及进气歧管11的进气压力与进气量之间的对应关系，从而得到相应的进气量。

一实施例中，请参阅图8，进气歧管11的进气温度和进气歧管11的进气压力通过第一传感器组件2测得。

一实施例中，还可以通过增压器5的压轮端的进气侧的流体温度和压力以及空气过滤器1的出气侧的流体温度和压力对进气量进行校正。

一实施例中，请参阅图8，增压器5的压轮端的进气侧的流体温度和压力通过第二传感器组件3测得。

一实施例中，请参阅图8，空气过滤器1的出气侧的流体温度和压力通过第三传感器组件4测得。

一实施例中，控制方法还包括：根据油门踏板行程确定节气门的开度。

如此，由于节气门的开度与油门踏板是关联的，通过油门踏板的行程就能够确定节气门的开度。油门踏板行程越大，节气门的开度越大，相应地发动机的功率越大。

一实施例中，还可以在空气过滤器1和涡轮增压器5之间设置流量计，通过流量计获取进气量。

可以理解的是，本申请实施例的进气量的获取方式并不局限于上述方式，现有技术中已知的进气量的获取方式均可以应用到本申请实施例中。

一实施例中，控制方法还包括：根据发动机的转速和扭矩确定发动机的工况。

可以理解的是，发动机的扭矩和发动机的进气量之间存在一定的对应关系，通过发动机的转速和发动机的扭矩也能够确定发动机的工况。

示例性地，请参阅图7，图中横坐标为发动机的转速，图中纵坐标可以为发动机的扭矩，图中横坐标和纵坐标的交点对应了发动机的工况。

本申请实施例中，以图7的纵坐标为进气量为例进行说明。

一实施例中，根据发动机的工况通过查表的方式可以确定目标废气再循环率。

一实施例中，确定发动机的某一工况下对应的发动机的转速和进气量，根据发动机的转速和进气量通过查表的方式得到目标废气再循环率。

一实施例中，发动机的转速和进气量与目标废气再循环率之间的对应关系可通过实验获得。

可以理解的是，低压废气再循环阀6开启进行低压废气再循环，对增压器5的要求较高，且低压废气再循环阀6开启会造成一定的泵气损失。鉴于此，一实施例中，请参阅图2，调节高压废气再循环阀7的开度和低压废气再循环阀6的开度，以使废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率，包括：

步骤S114：调节高压废气再循环阀7的开度至高压废气再循环阀7的最大开度；

步骤S124：在高压废气再循环阀7的开度为最大开度的状态下，调节低压废气再循环阀6的开度，以使废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率。

如此，充分利用高压废气再循环阀7的开度进行高压废气再循环，高压废气再循环阀7全开仍不能满足目标废气再循环率，适当开启低压废气再循环阀6以达到目标废气再循环率，既使得废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率，也能够尽可能地降低开启低压废气再循环阀6所带来的泵气损失，从而尽可能地抑制爆震、改善泵气损失并降低油耗。

一实施例中，请参阅图3，控制方法还包括：

S109：当废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区16，目标废气再循环率小于或等于最大高压废气再循环率，调节高压废气再循环阀7的开度以使废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率，高压废气再循环阀7的开度小于或等于高压废气再循环阀7的最大开度。

如此，即使处于废气再循环混合区16，在高压废气再循环阀7可以打开进行高压废气再循环以及低压废气再循环阀6可以打开进行低压废气再循环的情况下，由于目标废气再循环率小于或等于最大高压废气再循环率，通过调节高压废气再循环阀7的开度能够达到目标废气再循环率，优先对高压废气再循环阀7进行调节，且不调节低压废气再循环阀6的开度，从而能够尽可能地发挥出高压废气再循环的优势，降低废气再循环系统的泵气损失和油耗。

一实施列中，请参阅图4，控制方法还包括：

步骤S201：当废气再循环系统的运行区间处于第一区17，调节高压废气再循环阀7的开度，以使废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率；其中，第一区17位于高压废气再循环区内，第一区17位于低压废气再循环区外。

如此，由于第一区17位于高压废气再循环区内，第一区17位于低压废气再循环区外，在这个运行区间内，低压废气再循环阀6不可用，不允许打开低压废气再循环阀6进行低压废气再循环，强行打开低压废气再循环阀6进行低压废气再循环会对发动机产生负面影响。通过调节高压废气再循环阀7的开度使得废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率。

一实施例中，请参阅图5，控制方法还包括：

步骤S202：当废气再循环系统的运行区间处于第二区18，调节低压废气再循环阀6的开度，以使废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率；其中，第二区18位于低压废气再循环区内，第二区18位于高压废气再循环区外。

如此，由于第二区18位于低压废气再循环区内，第二区18位于高压废气再循环区外，在这个运行区间内，高压废气再循环阀7不可用，不允许打开高压废气再循环阀7进行高压废气再循环，强行打开高压废气再循环阀7进行高压废气再循环会对发动机产生负面影响。通过调节低压废气再循环阀6的开度使得废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率。

一实施例中，请参阅图6，控制方法包括：步骤S301：根据油门踏板行程、发动机的转速、进气歧管11的进气温度以及进气歧管11的进气压力确定进气量。步骤S302：根据发动机的转速和进气量确定发动机的工况。可以理解的是，发动机的扭矩与发动机的进气量有关，可以根据发动机的转速和扭矩确定发动机的工况，发动机的输出功率可以根据发动机的转速和扭矩确定，因此，发动机的工况与发动机的功率对应。确定了发动机的工况基本上能够确定发动机的功率。步骤S303：根据发动机的工况确定目标废气再循环率。步骤S304：根据发动机的工况确定最大高压废气再循环率。步骤S305：根据发动机的工况确定废气再循环系统的运行区间。步骤S306：当废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区16，判断目标废气再循环率是否大于最大高压废气再循环率，若是，执行步骤S307；若否，执行步骤S309。步骤S307：调节高压废气再循环阀7的开度至最大开度。步骤S308：在高压废气再循环阀7的开度为最大开度的状态下，调节低压废气再循环阀6以使废气再循环率达到目标废气再循环率。步骤S309：调节高压废气再循环阀7以使废气再循环率达到目标废气再循环率。步骤S310：当废气再循环系统的运行区间处于第一区17，调节高压废气再循环阀7的开度，以使废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率。步骤S311：当废气再循环系统的运行区间处于第二区18，调节低压废气再循环阀6的开度，以使废气再循环系统的废气再循环率达到目标废气再循环率。

本申请实施例还提供一种废气再循环控制设备，废气再循环控制设备包括存储器以及处理器。存储器用于存储计算机可执行指令。处理器用于执行存储器中存储的计算机可执行指令以实现上述任一实施例的控制方法的步骤。

本申请实施例还提供一种存储介质，存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于被处理器执行以实现上述任一实施例的控制方法的步骤。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废气再循环系统的控制方法，其特征在于，包括：

根据发动机的工况确定目标废气再循环率；

根据所述发动机的工况确定最大高压废气再循环率；

根据所述发动机的工况确定废气再循环系统的运行区间；

当所述废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区，所述目标废气再循环率大于所述最大高压废气再循环率，调节高压废气再循环阀的开度和低压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，调节高压废气再循环阀的开度和低压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率，包括：

调节所述高压废气再循环阀的开度至所述高压废气再循环阀的最大开度；

在所述高压废气再循环阀的开度为最大开度的状态下，调节所述低压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当所述废气再循环系统的运行区间处于废气再循环混合区，所述目标废气再循环率小于或等于所述最大高压废气再循环率，调节所述高压废气再循环阀的开度以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率，所述高压废气再循环阀的开度小于或等于所述高压废气再循环阀的最大开度。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：当所述废气再循环系统的运行区间处于第一区，调节高压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率；

其中，所述第一区位于高压废气再循环区内，所述第一区位于低压废气再循环区外。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：当所述废气再循环系统的运行区间处于第二区，调节低压废气再循环阀的开度，以使所述废气再循环系统的废气再循环率达到所述目标废气再循环率；

其中，所述第二区位于低压废气再循环区内，所述第二区位于高压废气再循环区外。

6.根据权利要求1～5任一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：根据发动机的转速和进气量确定所述发动机工况。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：根据所述发动机的转速、节气门的开度、进气歧管的进气温度以及进气歧管的进气压力确定进气量。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：根据油门踏板行程确定所述节气门的开度。

9.一种废气再循环控制设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机可执行指令；

处理器，用于执行存储器中存储的计算机可执行指令以实现权利要求1～8任一项所述的控制方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于被处理器执行以实现权利要求1～8任一项所述的控制方法的步骤。

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