一种气缸内EGR流量计算方法及装置与流程

一种气缸内egr流量计算方法及装置
技术领域
1.本技术涉及egr流量技术领域，具体涉及一种气缸内egr流量计算方法以及气缸内egr流量计算装置。


背景技术：

2.egr即废气再循环系统，是将发动机排出的一部分废气重新引入到歧管中。由于排气中多为二氧化碳，相对比热容较高，有利于降低气缸内的燃烧温度。能够降低nox的生成、并且具有利于提前点火角、降低油耗等优势。作为后续vvt角度进行调整、排气温度计算、点火角偏移的一个重要参数，精准地计算出气缸内的egr气体质量流量尤为重要。
3.现在技术中，egr流量计算主要方式为利用egr阀门前后的压比，阀门有效截面积、上游压力等参数计算出阀门处的egr流量，但是方式均为未考虑到egr气体的延迟，尤其在瞬态过程中，当阀门位置方式变化时，实际流入到气缸中的废气再循环量和计算时刻阀门处的质量流量可能会相差校多，从而导致实际流量无法得知的情况出现，不利于进一步的有效进气协调等功能。
4.因此，希望有一种技术方案来解决或至少减轻现有技术的上述不足。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种气缸内egr流量计算方法来至少解决上述的一个技术问题。
6.本发明的一个方面，提供一种气缸内egr流量计算方法，所述气缸内egr流量计算方法包括：
7.获取egr阀门信息；
8.根据egr阀门信息获取流经egr阀门的基础质量流量；
9.获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间；
10.根据流经阀门的基础质量流量和延迟时间内计算出气缸内的egr流量和气缸内的egr率。
11.可选地，在所述获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间之前，所述气缸内egr流量计算方法进一步包括：
12.对所述流经egr阀门的基础质量流量进行修正，从而获取修正质量流量；
13.所述根据流经阀门的基础质量流量和延迟时间内计算出气缸内的egr流量和气缸内的egr率包括：
14.根据所述修正质量流量和延迟时间内计算出气缸内的egr流量和气缸内的egr率。
15.可选地，所述egr阀门信息包括：
16.egr阀门的开度信息、egr上游压力值信息、egr阀门上下游两侧压比信息、egr阀上游温度信息。
17.可选地，所述根据egr阀门信息获取流经egr阀门的基础质量流量包括：
18.根据egr阀门的开度信息获取egr阀门的有效截面积；
19.根据egr上游压力值信息、egr阀门上下游两侧压比信息获取圣维南因子；
20.根据egr阀上游温度信息获取温度修正系数；
21.根据所述egr阀门的有效截面积、圣维南因子以及温度修正系数获取egr阀门的基础质量流量，其中，在获取所述基础质量流量过程中，保证所述egr阀门的两侧的压比小于0.95。
22.可选地，所述对所述流经egr阀门的基础质量流量进行修正，从而获取修正质量流量包括：
23.获取发动机的转速和负荷，利用转速和负荷对基础质量进行修正，从而获取修正质量流量。具体修改方式为根据当前的转速、负荷查询二维图表，获取修正因子。修正因子的主要趋势为，转速越高，修改因子越大；负荷越高，修正因子越大。图表中最终数据为根据发动机的实际运转情况进行优化，存在个别工况点与上述主要趋势不一致的情况。
24.可选地，所述获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间包括：
25.对自egr阀门流至气缸之间的气体流动管路进行分段；
26.获取每段管路的管路基本数据；
27.根据每段管路的管路基本数据获取每段的分段延迟时间；
28.根据各个所述分段延迟时间获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间。
29.可选地，所述每获取每段管路的管路基本数据包括：
30.获取每段管路的容积；
31.获取每段管路的压力值；
32.获取每段管路的单位时间的质量流量；
33.获取每段管路的温度；
34.获取混合湿空气的气体常数。
35.可选地，所述根据各个所述分段延迟时间获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间包括：
36.分别获取每段的分段延迟时间；
37.对各段的分段延迟时间进行修正，从而获取分段修正时间；
38.获取各个分段修正时间之和作为气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间。
39.可选地，所述获取混合湿空气的气体常数包括：
40.获取湿空气的气体常数；
41.获取egr阀门的egr率；
42.根据所述湿空气的气体常数、egr阀门的egr率获取混合湿空气的气体常数。
43.本技术还提供了一种气缸内egr流量计算装置，所述气缸内egr流量计算装置包括：
44.egr阀门信息获取模块，所述egr阀门信息获取模块用于获取egr阀门信息；
45.基础质量流量获取模块，所述基础质量流量获取模块用于根据egr阀门信息获取流经egr阀门的基础质量流量；
46.延迟时间获取模块，所述延迟时间获取模块用于获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间；
47.气缸内egr流量获取模块，所述气缸内egr流量获取模块用于根据流经阀门的基础质量流量和延迟时间内计算出气缸内的egr流量和气缸内的egr率。
48.有益效果
49.本技术的气缸内egr流量计算方法考虑了egr气体延时时间的影响，考虑了阀门处质量流量和实际进入气缸流量值之间的差异性，能够更加精准地计算出实际流入到气缸的egr质量流量。与现有技术相比在不增加额外附加传感器的前提下，实时计算出实际流入到气缸内的外部废气再循环的egr气体，利于vvt角度进行调整、排气温度计算、点火角偏移计算等功能。
附图说明
50.图1是本技术一实施例的气缸内egr流量计算方法的流程示意图。
51.图2是本技术一实施例的能够实现本技术的气缸内egr流量计算方法的电子设备示意图。
52.图3是本技术一个实施例的egr阀至发动机气缸的系统示意图。
具体实施方式
53.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
54.图1是本技术一实施例的气缸内egr流量计算方法的流程示意图。
55.如图1所示的气缸内egr流量计算方法包括：
56.所述气缸内egr流量计算方法包括：
57.步骤1：获取egr阀门信息；
58.步骤2：根据egr阀门信息获取流经egr阀门的基础质量流量；
59.步骤3：获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间；
60.步骤4：根据流经阀门的基础质量流量和延迟时间内计算出气缸内的egr流量和气缸内的egr率。
61.本技术的气缸内egr流量计算方法考虑了egr气体延时时间的影响，考虑了阀门处质量流量和实际进入气缸流量值之间的差异性，能够更加精准地计算出实际流入到气缸的egr质量流量。与现有技术相比在不增加额外附加传感器的前提下，实时计算出实际流入到气缸内的外部废气再循环的egr气体，利于vvt角度进行调整、排气温度计算、点火角偏移计算等功能。
62.在本实施例中，气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间是指排气废气由取气位置流经管路到达气缸的时间。由于排气位置到气缸内有一段管路，在计算时刻，实际流经阀门位置处的质量流量和到达气缸内的流量并不相同，尤其在瞬态过程中。
63.在本实施例中，所述egr阀门信息包括：egr阀门的开度信息、egr上游压力值信息、egr阀门上下游两侧压比信息、egr阀上游温度信息。
64.在本实施例中，采用如下公式获取egr阀门的基础质量流量：
65.其中，
66.其中，egr上游压力值为p1、阀门的有效截面积为a；圣维南因子为φ；温度修正系数为q。
67.在本实施例中，根据egr阀门信息获取流经egr阀门的基础质量流量包括：
68.根据egr阀门的开度信息获取egr阀门的有效截面积；
69.根据egr上游压力值信息、egr阀门上下游两侧压比信息获取圣维南因子；
70.根据egr阀上游温度信息获取温度修正系数；
71.根据所述egr阀门的有效截面积、圣维南因子以及温度修正系数获取egr阀门的基础质量流量。
72.在本实施例中，在获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间之前，气缸内egr流量计算方法进一步包括：
73.对流经egr阀门的基础质量流量进行修正，从而获取修正质量流量；
74.所述根据流经阀门的基础质量流量和延迟时间内计算出气缸内的egr流量和气缸内的egr率包括：
75.根据所述修正质量流量和延迟时间内计算出气缸内的egr流量和气缸内的egr率。
76.在本实施例中，获取发动机的转速和负荷，利用转速和负荷对基础质量进行修正，从而获取修正质量流量。具体修改方式为根据当前的转速、负荷查询二维图表，获取修正因子。修正因子的主要趋势为，转速越高，修改因子越大；负荷越高，修正因子越大。图表中最终数据为根据发动机的实际运转情况进行优化，存在个别工况点与上述主要趋势不一致的情况
77.在本实施例中，为保证质量流量的计算精度，系统中配有egr混合阀，位于空滤后，与egr配合使用，通过控制混合阀的开度，进而控制egr阀门两侧的压比小于0.95，保证圣维南因子处于计算精度要求的稳定范围内。
78.在本实施例中，获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间包括：
79.对自egr阀门流至气缸之间的气体流动管路进行分段；
80.获取每段管路的管路基本数据；
81.根据每段管路的管路基本数据获取每段的分段延迟时间；
82.根据各个分段延迟时间获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间。
83.在本实施例中，所述每获取每段管路的管路基本数据包括：
84.获取每段管路的容积；
85.获取每段管路的压力值；
86.获取每段管路的单位时间的质量流量；
87.获取每段管路的温度；
88.获取混合湿空气的气体常数。
89.在本实施例中，所述根据各个所述分段延迟时间获取气体自egr阀门流至气缸内
的延迟时间包括：
90.分别获取每段的分段延迟时间；
91.对各段的分段延迟时间进行修正，从而获取分段修正时间；
92.获取各个分段修正时间之和作为气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间。
93.在本实施例中，所述获取混合湿空气的气体常数包括：
94.获取湿空气的气体常数；
95.获取egr阀门的egr率；
96.根据所述湿空气的气体常数、egr阀门的egr率获取混合湿空气的气体常数。
97.下面以举例的方式对本技术进行进一步详细阐述，可以理解的是，该举例并不构成对本技术的任何限制。
98.参见图3，在图3所示的管路中，egr气体从egr阀门处流出，依次经过压气机、中冷器、节气门。
99.因此在计算延迟时间时，将延迟时间可分为4段分段延迟时间，即egr阀门到压气机处延迟时间；压气机到中冷出延迟时间；中冷到节气门处延迟时间；节气门到气缸延迟时间，依次计算出每一段管路的延迟时间，统计得到总体延时时间。
100.每一段延迟时间均可以采用如下方法获取：
101.首先，计算混合湿空气气体常数：考虑到了混合气成分对其气体常数的影响，其中包括空气湿度和egr气体占比的影响。首先获取空气的相对湿度各段管路的气体温度、各段管路的压力p等参数。依据气体温度获取饱和蒸汽压ps,获得方式为查询预先标定好的图表。进而计算出湿空气的气体常数r1。
102.在本实施例中，湿空气的气体常数r1可以采用如下公式获取：
[0103][0104]
下一步，利用egr阀门egr率，所述湿空气的气体常数r1、egr气体常数r
egr
,拟合出混合湿空气的气体常数r，来确保计算的延时时间更加准确。所述的根据利用egr率f
egr
，所述湿空气的气体常数r1、egr气体常数拟合出混合湿空气的气体常数r，拟合方式采用线性化的计算方式，在本实施例中，混合湿空气可分为3部分，即干燥的空气、空气中的水分，上述两者称之为湿空气；最后一部分是egr气体，即排气。即
[0105]
r＝f
egr
*(r
egr-r1)+r1。
[0106]
获取到混合湿空气的气体常数r后，获取每个分段的延迟时间。
[0107]
分别获取每一段的管路的容积v；分别获取每一段各管路对应的压力值p；分别获取每一段管路的单位时间的质量流量m'；分别获取每一段管路的温度t以及混合湿空气的气体常数r。按照如下公式可计算出每一段的延迟时间。
[0108][0109]
在根据上述参数获取基础的延迟时间外，获取当前的大气压力值和环境温度，利用大气压力和环境温度对基础的延迟时间进行修正，其修正因子获取方式为查询大气压力和环境温度二维图表主要趋势为，大气压力越低，修正因子越小，延迟时间越短；环境温度越低，修正因子越大，延迟时间越长，但图表中数据可根据实际的情况进行标定，存在个别
工况点与上述主要趋势不一致的情况。
[0110]
获取到延迟时间后，基于延迟时间计算气缸的egr质量流量：
[0111]
具体而言，首先将计算出的修正质量流量在ecu中首先记录下一个固定的数组中。
[0112]
在完成延迟时间计算后，根据延迟时间和软件任务调度的周期计算出延迟的具体的步长，利用步长在储存空间中调用出修正质量流量作为当前计算时刻通过外部egr引入到当气缸内的egr质量流量。可选的，计算出气缸内的egr率即该部分egr质量流量除以egr质量流量与流量计采集到的进入气缸内的新鲜空气即得到气缸内的egr率。
[0113]
在本实施例中，每次获取的气缸内egr流量均为当前时刻下的实际进入气缸的egr质量流量。
[0114]
本技术还提供了一种气缸内egr流量计算装置，所述气缸内egr流量计算装置包括egr阀门信息获取模块、基础质量流量获取模块、延迟时间获取模块以及气缸内egr流量获取模块，egr阀门信息获取模块用于获取egr阀门信息；基础质量流量获取模块用于根据egr阀门信息获取流经egr阀门的基础质量流量；延迟时间获取模块用于获取气体自egr阀门流至气缸内的延迟时间；气缸内egr流量获取模块用于根据流经阀门的基础质量流量和延迟时间内计算出气缸内的egr流量和气缸内的egr率。
[0115]
本技术具有如下优点：
[0116]
1)考虑了egr气体延时时间的影响，考虑了阀门处质量流量和实际进入气缸流量值之间的差异性。
[0117]
2)egr混合阀与egr阀配合使用，来保证阀门处质量流量计算的准确性
[0118]
3)在计算延时时间时考虑了混合气成分对于延时时间的影响，计算更加准确。
[0119]
可以理解的是，上述对方法的描述，也同样适用于对装置的描述。
[0120]
本技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上的气缸内egr流量计算方法。
[0121]
本技术还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时能够实现如上的气缸内egr流量计算方法。
[0122]
图2是能够实现根据本技术一个实施例提供的气缸内egr流量计算方法的电子设备的示例性结构图。
[0123]
如图2所示，电子设备包括输入设备501、输入接口502、中央处理器503、存储器504、输出接口505以及输出设备506。其中，输入接口502、中央处理器503、存储器504以及输出接口505通过总线507相互连接，输入设备501和输出设备506分别通过输入接口502和输出接口505与总线507连接，进而与电子设备的其他组件连接。具体地，输入设备504接收来自外部的输入信息，并通过输入接口502将输入信息传送到中央处理器503；中央处理器503基于存储器504中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器504中，然后通过输出接口505将输出信息传送到输出设备506；输出设备506将输出信息输出到电子设备的外部供用户使用。
[0124]
也就是说，图2所示的电子设备也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及一个或多个处理器，该一个或多个处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1描述的气缸内egr流量计算方法。
[0125]
在一个实施例中，图2所示的电子设备可以被实现为包括：存储器504，被配置为存储可执行程序代码；一个或多个处理器503，被配置为运行存储器504中存储的可执行程序代码，以执行上述实施例中的气缸内egr流量计算方法。
[0126]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0127]
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
[0128]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动，媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数据多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带、磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
[0129]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术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，本技术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。
[0130]
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤。装置权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由一个单元或总装置通过软件或硬件来实现。
[0131]
附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，模块、程序段、或代码的一部分包括一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地标识的方框实际上可以基本并行地执行，他们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或总流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0132]
在本实施例中所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0133]
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现装置/终端设备的各种
功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0134]
在本实施例中，装置/终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。本技术虽然以较佳实施例公开如上，但其实并不是用来限定本技术，任何本领域技术人员在不脱离本技术的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本技术的保护范围应当以本技术权利要求所界定的范围为准。
[0135]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术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，本技术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。
[0136]
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤。装置权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由一个单元或总装置通过软件或硬件来实现。
[0137]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。