具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在现有的EGR控制方式中，采用的是基于空气流量计的闭环控制方式，这种闭环控制方式需要根据发动机转速和负荷设定空气量需求值，然后再通过控制EGR阀开度，使空气量的实测值与需求值一致；但是，这种闭环控制方式无法精确控制EGR率，导致气体排放的一致性很差。

发明人针对上述问题提出一种EGR阀控制方法，该EGR阀控制方法应用于EGR阀控制装置中，该EGR阀控制装置可以是汽车的ECU控制装置，其主要控制原理为：根据当前进气温度和压力计算出发动机总进气量，并通过EGR阀前后的压比和音速流量计算出当前EGR废气流量，再根据发动机总进气量和EGR率的需求值，实时计算新鲜进气量的需求量，进而通过调整EGR开度，使实际新鲜进气量与需求量一致，保证了EGR率的准确性。

示例性方法

如图1所示，本发明实施例提供一种EGR阀控制方法，所述EGR阀控制方法应用于车辆控制装置中，即车辆ECU装置，所述EGR阀控制方法包括以下步骤：

步骤S100，获取发动机的总进气量。

在本实施例中，在控制EGR率的过程中，需要获取发动机的总进气量，其中，所述总进气量为从所述发动机进气歧管流入到缸内的气体流量，所述发动机总进气量等于EGR废气流量加上新鲜进气量的总和；因此，在控制EGR率时，通过获取所述发动机的总进气量，可确定所述发动机的总进气需求量，然后再根据EGR率确定EGR废气需求量，最后根据总进气需求量和EGR废气需求量确定所述发动机的新鲜空气的需求量；进而，通过控制所述发动机的新鲜空气的需求量，即可将EGR阀控制在目标范围内。

具体地，在控制EGR率之前，即在所述发动机启动之前，还需要根据输入的EGR率需求值设置目标EGR率；其中，所述目标EGR率即为需要控制的废气回收率；在设置所述目标EGR率时，可通过软件程序将EGR率需求值刷入ECU中；其中，不同转速对应不同的EGR率需求值，随着所述发动机转速的改变，所述目标EGR率随之改变；在所述发动机转动的过程中，ECU可根据所述目标EGR率对所述发动机的EGR阀门进行控制，以使得当前EGR率达到所述目标EGR率。

即在本实施例的一种实现方式中，所述步骤100之前包括以下步骤：

步骤001，根据输入的EGR率需求值设置所述目标EGR率。

在本实施例中，在所述发动机启动时，ECU获取各传感器采集的数据，进而根据这些数据进行计算和分析，得到所述发动机的总进气量；在获取ECU所需要的数据时，可通过温度传感器获取所述发动机的进气歧管的当前进气温度值，以及通过第一压力传感器获取所述发动机的进气歧管的当前进气压力值；之后，将获取的当前进气温度值、当前进气压力值代入第一预设算法，即可计算所述发动机的总进气量；其中，所述第一预设算法为速度密度算法，具体计算方式如下：

其中：

m_total为发动机总进气量(kg/s)；

η_vol为发动机充气效率；

P_intake为发动机进气歧管绝对压力(hpa)；

V_cyl为发动机单缸容积(m₃)；

N_eng发动机转速(rpm)；

num_cyl为气缸数；

T_intake发动机进气歧管绝对温度(K)；

R_air气体常数(287.05J/kg·K)；

i单缸做功的循环数(四冲程机为2次循环)。

在上述速度密度算法中，在发动机型号确定的情况下，发动机充气效率、发动机单缸容积、气缸数以及单缸做功的循环数均可以根据发动机型号获取对应的数据，而发动机转速可根据转速表获取。

即在本实施例的一种实现方式中，所述步骤100具体包括以下步骤：

步骤101，通过温度传感器获取所述发动机的进气歧管的当前进气温度值；

步骤102，通过第一压力传感器获取所述发动机的进气歧管的当前进气压力值；

步骤103，根据所述当前进气温度值、所述当前进气压力值以及第一预设算法，计算所述发动机的总进气量。

本发明通过获取发动机的进气歧管的进气温度和进气气压，确定发动机的总进气量，进而根据发动机的总进气量及EGR废气需求量，计算发动机所需要的新鲜空气流量。

如图1所示，在本发明实施例的一种实现方式中，所述EGR阀控制方法还包括以下步骤：

步骤S200，获取所述发动机的EGR阀的进口与出口的压力比值，并根据所述压力比值计算所述发动机的当前EGR废气流量和当前EGR率。

在本实施例中，在计算得到所述发动机的总进气量后，还需要获取所述发动机的当前EGR废气流量，以根据所述当前EGR废气流量确定当前EGR率；在获取所述当前EGR废气流量时，需要获取EGR阀的音速流量；其中，所述音速流量为标准气压环境下的音速流量，该标准环境下的气压值为101Kpa；与此同时，ECU通过第二压力传感器获取所述发动机的EGR阀的进口压力值，以及通过第三压力传感器获取所述发动机的EGR阀的出口压力值，进而根据进口压力值和出口压力值，计算所述发动机的EGR阀的进口与出口的压力比值。

在确定所述音速流量和所述压力比值后，将所述音速流量和所述压力比值代入第二预设算法中，以得到所述发动机的当前EGR废气流量，进而根据所述当前EGR废气流量及所述总进气量确定所述当前EGR率；其中，所述第二预设算法为密度压比算法，该密度压比算法是将音速流量、修正后的进口空气密度以及修正后的压比进行相乘，得到当前EGR废气的实际流量。

即在本实施例的一种实现方式中，所述步骤S200具体包括以下步骤：

步骤S201，获取标准大气环境下的音速流量；

步骤S202，通过第二压力传感器和第三压力传感器获取所述发动机的EGR阀的进口与出口的压力比值；

步骤S203，根据所述压力比值、所述音速流量以及第二预设算法，计算所述发动机的当前EGR废气流量；

步骤S204，根据所述当前EGR废气流量及所述总进气量确定所述当前EGR率。

在本实施例中，EGR阀可以看作为一个标准的节流阀门，EGR阀前后端的空气流动模型可以采用一维等熵稳定流动模型，并以该模型进行计算；气体可以看作为理想气体，并取定值比热熔，且流动可逆，气体流动视为绝热过程；根据采用的模型，将相应的数据代入第二预设算法中进行计算，即可得到当前EGR废气流量，具体计算方式如下：

其中，m_{sonic_std}为标准环境下的音速流量(kg/s)；

P_in为EGR阀进口压力；

P_std为标准大气压101.325kpa；

T_in为EGR阀进口温度；

T_std为标准温度20℃；

Pr_egr为EGR阀两端压比；

Pr_sonic为临界压比；

k为绝热指数，两原子分子为1.41。

可以理解的是，在上述密度压比算法中，实际EGR废气流量＝(音速流量)×(进口密度修正)×(具有物理特性的压比修正)；因此，在实际计算时，可以获取所述发动机的EGR阀进口废气的密度修正参数，以此密度修正参数对EGR阀进口废气的密度进行修正，从而得到修正后的废气密度；然后，再获取所述压力比值的修正参数，以此修正参数对所述压力比值进行修正，从而得到修正后的压力比值；最后，将修正后的废气密度、修正后的压力比值以及所述音速流量进行相乘，即可得到发动机的当前EGR废气流量。

在实际运用过程中，在计算EGR废气流量时，只需要标定音速流量，而音速流量只与开口面积有关，而开口面积与EGR阀的位置是一一对应的，因此，最终需要标定的是EGR阀位置-音速流量参数。

即在本实施例的一种实现方式中，所述步骤S203具体包括以下步骤：

步骤S2031，获取所述发动机的EGR阀进口废气的密度修正参数；

步骤S2032，根据所述密度修正参数对所述EGR阀进口废气的密度进行修正，得到修正后的废气密度；

步骤S2033，获取所述压力比值的修正参数；

步骤S2034，根据所述压力比值的修正参数对所述压力比值进行修正，得到修正后的压力比值；

步骤S2035，根据所述修正后的废气密度、所述修正后的压力比值以及所述音速流量计算所述当前EGR废气流量。

本发明通过获取发动机的当前EGR废气流量，可确定当前EGR率和EGR阀的开度，从而根据目标EGR阀控制EGR阀从当前开度转动到目标开度，使得调节后的EGR率与目标EGR率一致。

如图1所示，在本发明实施例的一种实现方式中，所述EGR阀控制方法还包括以下步骤：

步骤S300，获取目标EGR率，根据所述总进气量和所述目标EGR率计算目标新鲜进气量。

在本实施例中，在确定发动机的当前EGR废气流量后，ECU则获取目标EGR率，然后根据所述总进气量和所述目标EGR率计算目标新鲜进气量；由于，发动机的总进气量是固定的，因此，根据所述目标EGR率及所述总进气量，即可确定对应的目标EGR废气流量；而新鲜进气量＝发动机总进气量-EGR废气流量，因此，根据所述总进气量及所述目标EGR废气流量，即可计算所述目标新鲜进气量。

即在本实施例的一种实现方式中，所述步骤S300具体包括以下步骤：

步骤S301，获取所述目标EGR率；

步骤S302，根据所述目标EGR率及所述总进气量确定对应的目标EGR废气流量；

步骤S303，根据所述总进气量及所述目标EGR废气流量计算所述目标新鲜进气量。

本发明通过获取目标EGR率，可确定达到该目标EGR率时的EGR废气需求量(即目标EGR废气流量)，在总进气量不变的情况下，根据该EGR废气需求量即可确定新鲜进气量的需求量(目标新鲜进气量)，通过调整新鲜进气量即可实现对EGR率的控制。

如图1所示，在本发明实施例的一种实现方式中，所述EGR阀控制方法还包括以下步骤：

步骤S400，根据所述目标新鲜进气量调节所述EGR阀的开度。

在本实施例中，在确定所述目标新鲜进气量后，即可根据所述目标新鲜进气量调节所述EGR阀的开度，以使所述当前EGR率达到所述目标EGR率；在实际控制时，以所述目标新鲜进气量为参照，确定与所述目标新鲜进气量对应的EGR阀的目标开度；然后，通过PID控制器控制EGR阀，以将EGR阀从当前开度调节到目标开度，使所述当前EGR率达到所述目标EGR率。

具体的控制逻辑如图2所示：

EGR控制系统直接以目标EGR率为控制时的目标参数，该EGR控制系统包括两个闭环控制回路。其中，内部回路是用于控制及反馈EGR阀位置的闭环回路，在该内部回路中，EGR执行器(即图2所示的PID控制器)根据需求的目标位置(即目标开度)，对EGR阀进行闭环控制。

而外部回路包括：预控制和闭环控制两部分。预控制为根据速度密度法计算得到总空气量，与EGR率需求量相乘得到EGR流量需求(即目标EGR废气流量)；然后，再根据进气密度和EGR阀前后两端的压比，修正得到音速流量；最后，通过反查位置-流量曲线的对应关系，得到需求的EGR阀位置(即EGR阀的目标开度)，通过对EGR阀位置进行预控制，使得控制系统能够更快地响应。

外部回路的闭环控制是EGR阀流量的闭环控制，先根据发动机转速和IMEP(即平均有效压力)得到EGR率需求(即目标EGR率)；然后，再根据总进气量与EGR率需求计算获得新鲜空气量需求(即目标新鲜进气量)，并将新鲜空气量需求与空气流量传感器测量值进行比较，得到新鲜进气量偏差；最后，针对该偏差对EGR控制器做出调整，修正EGR阀位置。这种控制方式考虑了进气温度和压力对发动机进气量的影响，能够实时校准需求新鲜进气量，确保EGR阀控制精度，保证排放稳定性。

即在本实施例的一种实现方式中，所述步骤S400具体包括以下步骤：

步骤S401，根据所述目标新鲜进气量确定所述EGR阀的目标开度；

步骤S402，控制所述EGR阀从当前开度调节到所述目标开度，以使所述当前EGR率达到所述目标EGR率。

步骤S403，实时监测所述发动机的进气歧管进气量，并将所述进气歧管进气量与所述目标新鲜进气量进行对比，得到偏差值；

步骤S404，根据所述偏差值修正所述EGR阀的开度。

由此可见，本发明根据当前进气温度和压力计算出发动机总进气量，并通过EGR阀前后的压比和音速流量计算出当前EGR废气流量，再根据发动机总进气量和EGR率的需求值，实时计算新鲜进气量的需求量，进而通过调整EGR开度，使实际新鲜进气量与需求量一致，保证了EGR率的准确性。

示例性设备

基于上述实施例，本发明还提供了一种EGR阀控制装置，其原理框图可以如图3所示。

该EGR阀控制装置包括通过系统总线连接的处理器(ECU)、存储器、网络接口、显示屏；其中，该EGR阀控制装置的处理器用于提供计算和控制能力；该EGR阀控制装置的存储器包括非易失性存储介质、内存储器；该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序；该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境；该EGR阀控制装置的网络接口用于与外部的EGR阀控制装置通过网络连接通信。

该计算机程序被处理器执行时用以实现一种EGR阀控制方法；该EGR阀控制装置的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏。

本领域技术人员可以理解的是，图3中示出的原理框图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的EGR阀控制装置的限定，具体的EGR阀控制装置可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种EGR阀控制装置，其中，包括处理器以及与所述处理器连接的存储器，所述存储器存储有EGR阀控制程序，所述EGR阀控制程序被所述处理器执行时用于实现如上所述的EGR阀控制方法。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其中，所述存储器存储有EGR阀控制程序，所述EGR阀控制程序被所述处理器执行时用于实现如上所述的EGR阀控制方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。

综上所述，本发明公开了一种EGR阀控制方法、控制装置及计算机可读存储介质，其中，所述方法包括：获取发动机的总进气量；获取所述发动机的EGR阀的进口与出口的压力比值，并根据所述压力比值计算所述发动机的当前EGR废气流量和当前EGR率；获取目标EGR率，根据所述总进气量和所述目标EGR率计算目标新鲜进气量；根据所述目标新鲜进气量调节所述EGR阀的开度。本发明通过获取发动机的总进气量，并通过EGR阀前后的压比计算出当前EGR废气流量，再根据发动机总进气量和目标EGR率，实时计算目标新鲜进气量，进而通过调整EGR开度，使实际新鲜进气量达到目标新鲜进气，从而使得当前EGR率达到目标EGR率。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。