获取EGR率的方法、装置、介质、设备及车辆

技术领域

本公开涉及车辆控制领域，具体地，涉及一种获取EGR率的方法、装置、介质、设备及车辆。

背景技术

随着汽车和内燃机工业的高速发展，能源需求和环境保护问题也随之而来，因此，节能和减排已成为内燃机行业发展的两大主题。

在此背景下，可以在车辆中部署将废气再循环(EGR，Exhaust GasRecirculation)系统，以降低车辆的尾气排放，并节省能源。废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到发动机的进气管，并与新鲜空气混合后再次进入气缸，废气中含有大量的CO2等多原子气体，CO2等气体不能燃烧但比热容高，因而会吸收大量的热，使气缸中混合气的最高燃烧温度降低，可以减少了NOx的生成量，从而减少车辆的尾气排放；并且因为废气中未燃燃料油成分再次参与燃烧等原因还可降低发动机燃油消耗。

在废气再循环的过程中，EGR率用于表征再循环的废气量与吸入气缸的进气总量之比，发动机需要根据EGR率设置点火提前角，以便保障发动机的运行效率且不发生爆震。但是由于废气再循环系统较为复杂，废气通过的管路较长，导致相关技术中检测到的EGR率不够准确，会降低发动机的运行效率，甚至使得发动机产生爆震。

发明内容

本公开的目的是提供一种获取EGR率的方法、装置及车辆，以解决上述相关技术中的技术问题。

第一方面，本公开提供了一种获取EGR率的方法，应用于车辆，所述车辆包括废气再循环系统，所述废气再循环系统包括依次串联的EGR阀、混合阀和发动机进气门，以及所述EGR阀与所述混合阀之间的废气管路、所述混合阀与所述发动机进气门之间的一个或多个目标管路，所述方法包括：

采集所述废气管路的废气质量流量、废气压力和废气温度；

根据所述废气管路的废气管路容积、所述废气质量流量、所述废气压力和所述废气温度，计算得到所述废气管路的废气延迟时间；

采集进入所述混合阀的空气质量流量，以及每个目标管路的管路气体压力和管路气体温度；

根据所述空气质量流量、所述废气质量流量、以及每个目标管路的目标管路容积、所述管路气体压力和所述管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间；

根据所述废气延迟时间、所述管路气体延迟时间、所述空气质量流量和所述废气质量流量，获取目标EGR率。

可选地，所述根据所述废气管路的废气管路容积、所述废气质量流量、所述废气压力和所述废气温度，计算得到EGR阀处的废气延迟时间包括：

根据所述废气质量流量、所述废气压力和所述废气温度，计算得到EGR阀处的废气体积流量；

根据所述废气管路的废气管路容积和所述废气体积流量，计算得到所述废气延迟时间。

可选地，所述根据所述空气质量流量、所述废气质量流量、以及每个目标管路的目标管路容积、所述管路气体压力和所述管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间，包括：

根据所述空气质量流量和所述废气质量流量获取进入所述目标管路的总气体质量流量；

根据所述总气体质量流量、每个目标管路的所述管路气体压力和所述管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体体积流量；

根据每个目标管路的目标管路容积和所述管路气体体积流量，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间。

可选地，所述废气再循环系统还包括依次串联的增压器、中冷器和节气门，所述增压器与所述混合阀相连接，所述节气门与所述发动机进气门相连接，所述一个或多个目标管路包括所述混合阀与所述增压器之间的第一管路、所述增压器与所述中冷器之间的第二管路、所述中冷器与所述节气门之间的第三管路、以及所述节气门与所述发动机进气门之间的第四管路。

第二方面，本公开提供了一种获取EGR率的装置，应用于车辆，所述车辆包括废气再循环系统，所述废气再循环系统包括依次串联的EGR阀、混合阀和发动机进气门，以及所述EGR阀与所述混合阀之间的废气管路、所述混合阀与所述发动机进气门之间的一个或多个目标管路，所述装置包括：

废气管路参数采集模块，用于采集所述废气管路的废气质量流量、废气压力和废气温度；

废气延迟时间计算模块，用于根据所述废气管路的废气管路容积、所述废气质量流量、所述废气压力和所述废气温度，计算得到所述废气管路的废气延迟时间；

目标管路参数采集模块，用于采集进入所述混合阀的空气质量流量，以及每个目标管路的管路气体压力和管路气体温度；

目标管路延迟时间计算模块，用于根据所述空气质量流量、所述废气质量流量、以及每个目标管路的目标管路容积、所述管路气体压力和所述管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间；

目标EGR率获取模块，用于根据所述废气延迟时间、所述管路气体延迟时间、所述空气质量流量和所述废气质量流量，获取目标EGR率。

可选地，所述废气延迟时间计算模块，用于根据所述废气质量流量、所述废气压力和所述废气温度，计算得到EGR阀处的废气体积流量；根据所述废气管路的废气管路容积和所述废气体积流量，计算得到所述废气延迟时间。

可选地，所述目标管路延迟时间计算模块，用于根据所述空气质量流量和所述废气质量流量获取进入所述目标管路的总气体质量流量；根据所述总气体质量流量、每个目标管路的所述管路气体压力和所述管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体体积流量；根据每个目标管路的目标管路容积和所述管路气体体积流量，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间。

可选地，所述废气再循环系统还包括依次串联的增压器、中冷器和节气门，所述增压器与所述混合阀相连接，所述节气门与所述发动机进气门相连接，所述一个或多个目标管路包括所述混合阀与所述增压器之间的第一管路、所述增压器与所述中冷器之间的第二管路、所述中冷器与所述节气门之间的第三管路、以及所述节气门与所述发动机进气门之间的第四管路。

第三方面，本公开提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所述的获取EGR率的方法。

第四方面，本公开提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面所述的获取EGR率的方法。

第五方面，本公开提供一种车辆，所述车辆包括：本公开第四方面所述的电子设备。

采用上述技术方案，通过采集废气管路的废气质量流量、废气压力和废气温度；根据该废气管路的废气管路容积、该废气质量流量、该废气压力和该废气温度，计算得到该废气管路的废气延迟时间；采集进入混合阀的空气质量流量，以及每个目标管路的管路气体压力和管路气体温度；根据该空气质量流量、该废气质量流量、以及每个目标管路的目标管路容积、该管路气体压力和该管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间；根据该废气延迟时间、该管路气体延迟时间、该空气质量流量和该废气质量流量，获取目标EGR率。从而在废气再循环系统的管路较长的情况下，可以计算得到废气和新鲜空气的延迟时间，并根据延迟时间得到准确的目标EGR率。进一步地，根据该目标EGR率可以合理设置发动机的点火提前角，从而可以提高发动机的运行效率且避免发生爆震。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例提供的一种具有废气再循环系统的发动机系统的结构示意图。

图2是本公开实施例提供的一种获取EGR率的方法。

图3是本公开实施例提供的获取EGR率的装置的结构示意图。

图4是本公开实施例提供的一种电子设备的框图。

图5是本公开实施例提供的一种车辆的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在下文中的描述中，“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。

首先，对本公开的应用场景进行说明。本公开可以应用于具有废气再循环系统的车辆的控制场景，特别是需要准确获取EGR率的场景。图1是本公开实施例提供的一种具有废气再循环系统的发动机系统的结构示意图，如图1所示，该发动机系统包括发动机本体105和废气再循环系统，该废气再循环系统可以包括：EGR阀110、混合阀101、发动机进气门114、所述EGR阀110与所述混合阀101之间的废气管路、以及所述混合阀101与所述发动机进气门114之间的一个或多个目标管路。可选地，该废气再循环系统还可以包括：阀前压力传感器102、涡前压力传感103、节气门104、背压阀106、三效催化器107、EGR取气压力传感器108、EGR冷却器109、压差传感器111、增压器112、以及中冷器113。在该废气再循环系统中，可以将废气由三效催化器107催化后引出，经过EGR冷却器109及EGR阀110后，在混合阀101处与新鲜空气混合，混合后的气体经过增压器112，中冷器113、节气门104以及发动机进气门114后进入到发动机的气缸内。通过提高气缸内混合气中惰性气体成分，从而抑制最高燃烧温度、降低NOx排放，并且因为废气中未燃燃料油成分再次参与燃烧等原因还可降低发动机燃油消耗。

EGR率可以用于表征再循环的废气量与吸入气缸的进气总量之比，在车辆运行过程中，实际EGR率是不断变化的，发动机需要根据实际的EGR率设置不同的点火提前角，以便保障发动机的运行效率且不发生爆震。在相关技术中，可以通过在EGR阀处采集的废气量，以及在混合阀处采集的新鲜空气总量，计算得到EGR率，但从图1所示的废气再循环系统的结构可以看出，废气和空气通过的管路较长，导致相关技术中检测到的EGR率不够准确，无法真实反映进入发动机的EGR率，会降低发动机的运行效率，甚至使得发动机产生爆震。

为了解决上述问题，本公开提供了一种获取EGR率的方法、装置、介质、设备及车辆，通过废管路容积、废气质量流量、废气压力和废气温度可以计算得到废气延迟时间，然后根据多个目标管路的目标管路容积、空气质量流量、废气质量流量、管路气体压力和管路气体温度，可以计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间。这样，通过废气延迟时间和每个目标管路的管路气体延迟时间进一步得到实际的目标EGR率。这样，通过EGR延迟时间，可以得到准确的目标EGR率，根据该目标EGR率可以合理设置发动机的点火提前角，从而可以提高发动机的运行效率且避免发生爆震。

图2是本公开实施例提供的一种获取EGR率的方法，该方法可以应用于车辆，该车辆可以包括废气再循环系统，该废气再循环系统包括依次串联的EGR阀、混合阀和发动机进气门，以及，该EGR阀与该混合阀之间的废气管路、该混合阀与该发动机进气门之间的一个或多个目标管路，如图2所示，该方法包括：

S201、采集废气管路的废气质量流量、废气压力和废气温度。

示例地，可以通过设置在EGR阀处的空气流量计采集得到进入该废气管路的废气质量流量；通过设置在EGR阀或废气管路内的温度传感器采集得到该废气管路内的废气温度；通过设置在EGR阀或废气管路内的压力传感器测量采集得到该废气管路内的废气压力。

S202、根据该废气管路的废气管路容积、该废气质量流量、该废气压力和该废气温度，计算得到该废气管路的废气延迟时间。

S203、采集进入混合阀的空气质量流量，以及每个目标管路的管路气体压力和管路气体温度。

同样地，可以通过设置在混合阀处的空气流量计采集得到进入该混合阀的空气质量流量；通过设置在每个目标管路内的温度传感器采集得到该目标管路内的管路气体温度；通过设置在每个目标管路内的压力传感器采集得到该目标管路内的管路气体压力。

S204、根据该空气质量流量、该废气质量流量、以及每个目标管路的目标管路容积、该管路气体压力和该管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间。

S205、根据该废气延迟时间、该管路气体延迟时间、该空气质量流量和该废气质量流量，获取目标EGR率。

示例地，将该废气延迟时间，以及每个目标管路的管路气体延迟时间相加，可以得到废气由EGR阀到发动机进气门的总的EGR延迟时间。通过EGR阀处测量得到的废气质量流量和混合阀处采集得到的空气质量流量，可以得到第一EGR率，可以将当前时刻的该第一EGR率作为EGR延迟时间对应的目标EGR率，也就是EGR延迟时间对应的实际EGR率。

进一步地，在EGR延迟时间，根据该目标EGR率可以合理设置发动机的点火提前角，从而可以提高发动机的运行效率且避免发生爆震。

采用上述方法，通过采集废气管路的废气质量流量、废气压力和废气温度；根据该废气管路的废气管路容积、该废气质量流量、该废气压力和该废气温度，计算得到该废气管路的废气延迟时间；采集进入混合阀的空气质量流量，以及每个目标管路的管路气体压力和管路气体温度；根据该空气质量流量、该废气质量流量、以及每个目标管路的目标管路容积、该管路气体压力和该管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间；根据该废气延迟时间、该管路气体延迟时间、该空气质量流量和该废气质量流量，获取目标EGR率。从而在废气再循环系统的管路较长的情况下，可以计算得到废气和新鲜空气的延迟时间，并根据延迟时间得到准确的目标EGR率。进一步地，根据该目标EGR率可以合理设置发动机的点火提前角，从而可以提高发动机的运行效率且避免发生爆震。

进一步地，上述S202步骤计算得到该废气管路的废气延迟时间可以包括以下步骤：

首先，根据该废气质量流量、该废气压力和该废气温度，计算得到EGR阀处的废气体积流量。

示例地，可以通过以下公式计算得到该EGR阀处的废气体积流量：

V

其中，V

进一步地，该废气质量流量也可以根据EGR阀的开度和EGR阀前后压差获取，其中，该EGR阀前后压差可以通过上述废气再循环系统中的压差传感器111测量得到。该废气质量流量的测量结果可以存储与车辆的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)中，以便在本实施例中计算使用。

其次，根据该废气管路的废气管路容积和该废气体积流量，计算得到该废气延迟时间。

示例地，可以通过以下公式计算得到该废气延迟时间：

t

其中，t

这样，根据该废气管路的废气管路容积、该废气质量流量、该废气压力和该废气温度，可以准确计算得到该废气管路的废气延迟时间，从而得到较为准确的目标EGR率。

进一步地，上述S204步骤计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间可以包括以下步骤：

首先，根据该空气质量流量和该废气质量流量获取进入该目标管路的总气体质量流量。

示例地，可以将该空气质量流量和该废气质量流量的和值作为进入该目标管路的总气体质量流量。

其次，根据该总气体质量流量、每个目标管路的该管路气体压力和该管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体体积流量。

示例地，可以通过以下公式计算得到每个目标管路的管路气体体积流量：

V

其中，V

最后，根据每个目标管路的目标管路容积和该管路气体体积流量，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间。

示例地，可以通过以下公式计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间：

t

其中，t

这样，根据该空气质量流量、该废气质量流量、以及每个目标管路的目标管路容积、该管路气体压力和该管路气体温度，可以准确计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间，从而得到较为准确的目标EGR率。

在本公开的另一实施例中，该废气再循环系统还包括依次串联的增压器、中冷器和节气门，该增压器与该混合阀相连接，该节气门与该发动机进气门相连接，该多个目标管路包括该混合阀与该增压器之间的第一管路、该增压器与该中冷器之间的第二管路、该中冷器与该节气门之间的第三管路、以及该节气门与该发动机进气门之间的第四管路。

在本实施例中，将具有废气再循环系统的发动机系统的管路总共分为了5个部分，包括：EGR阀到混合阀之间的废气管路，混合阀到增压器之间的第一管路，增压器到中冷器之间的第二管路，中冷器到节气门之间的第三管路，以及节气门到发动机进气门之间的第四管路。

需要说明的是，上述第一至第四管路中，废气和新鲜空气混合组成的总气体质量流量是相同的，但是由于不同目标管路中的管路气体压力和管路气体温度有所不同，因此可以通过采集每个目标管路中的管路气体压力和管路气体温度，可以实现对每个目标管路的管路气体延迟时间的精确计算，从而得到更为准确的目标EGR率。

图3是本公开实施例提供的获取EGR率的装置的结构示意图，该装置可以应用于车辆，该车辆包括废气再循环系统，该废气再循环系统包括依次串联的EGR阀、混合阀和发动机进气门，以及该EGR阀与该混合阀之间的废气管路、该混合阀与该发动机进气门之间的一个或多个目标管路，如图3所示，该装置包括：

废气管路参数采集模块301，用于采集该废气管路的废气质量流量、废气压力和废气温度；

废气延迟时间计算模块302，用于根据该废气管路的废气管路容积、该废气质量流量、该废气压力和该废气温度，计算得到该废气管路的废气延迟时间；

目标管路参数采集模块303，用于采集进入该混合阀的空气质量流量，以及每个目标管路的管路气体压力和管路气体温度；

目标管路延迟时间计算模块304，用于根据该空气质量流量、该废气质量流量、以及每个目标管路的目标管路容积、该管路气体压力和该管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间；

目标EGR率获取模块305，用于根据该废气延迟时间、该管路气体延迟时间、该空气质量流量和该废气质量流量，获取目标EGR率。

可选地，该废气延迟时间计算模块302，用于根据该废气质量流量、该废气压力和该废气温度，计算得到EGR阀处的废气体积流量；根据该废气管路的废气管路容积和该废气体积流量，计算得到该废气延迟时间。

可选地，该目标管路延迟时间计算模块304，用于根据该空气质量流量和该废气质量流量获取进入该目标管路的总气体质量流量；根据该总气体质量流量、每个目标管路的该管路气体压力和该管路气体温度，计算得到每个目标管路的管路气体体积流量；根据每个目标管路的目标管路容积和该管路气体体积流量，计算得到每个目标管路的管路气体延迟时间。

可选地，该废气再循环系统还包括依次串联的增压器、中冷器和节气门，该增压器与该混合阀相连接，该节气门与该发动机进气门相连接，该多个目标管路包括该混合阀与该增压器之间的第一管路、该增压器与该中冷器之间的第二管路、该中冷器与该节气门之间的第三管路、以及该节气门与该发动机进气门之间的第四管路。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图4是根据一示例性实施例示出的一种电子设备400的框图。如图4所示，该电子设备400可以包括：处理器401，存储器402。该电子设备400还可以包括多媒体组件403，输入/输出(I/O)接口404，以及通信组件405中的一者或多者。

其中，处理器401用于控制该电子设备400的整体操作，以完成上述的获取EGR率的方法中的全部或部分步骤。存储器402用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备400的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备400上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等。该存储器402可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件403可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器402或通过通信组件405发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口404为处理器401和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件405用于该电子设备400与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G、4G、5G、NB-IOT、eMTC、或其他6G等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件405可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等。

在一示例性实施例中，电子设备400可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的获取EGR率的方法。

在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的获取EGR率的方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器402，上述程序指令可由电子设备400的处理器401执行以完成上述的获取EGR率的方法。

图5是本公开实施例提供的一种车辆的框图，如图5所示，该车辆包括：上述电子设备400。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。