發動機廢氣再循環率的測量方法與流程
本發明涉及發動機技術領域，具體是一種發動機EGR率的測量方法。
背景技術：
廢氣再循環(EGR)，是指發動機控制單元(ECU)根據發動機在不同的轉速、負荷、溫度、進氣流量等參數下，適當地打開EGR閥，使廢氣通過EGR閥進入進氣系統，與新鮮氣混合以后重新進入發動機缸內進行燃燒。廢氣再循環，由于能夠同時提升燃油經濟性和降低排放成為熱門的發動機技術手段。外部冷卻EGR有利于發動機降低油耗與排放，但如果控制不佳，EGR率過多與過少都會導致發動機工作狀況惡化。現有的EGR率測量與計算方法主要包括以下幾種方法：
1、溫度法：基于能量守恒與一系列假設，通過測量新鮮氣，廢氣和混合氣的溫度計算EGR率。但是現在的外部冷卻EGR，由于溫差較小，此方法會帶來較大的誤差。
2、CO2濃度法：通過測量進氣與排氣的二氧化碳的濃度，近似計算EGR率。該方法不利于實車搭載，以體積百分數代替質量百分數，帶來計算誤差。
3、定義法：通過直接測量回流的廢氣質量和新鮮氣質量，直接計算EGR率。在廢氣的流量測量中，由于廢氣的溫度較高，同時會含有炭煙，有機物等，容易造成測量元件的腐蝕，增加了流量測量元件的成本，同時影響測量的準確性。
4、絕熱噴管計算法：通過假設管道為絕熱噴管，通過基礎熱力學公式計算廢氣流量，結合進氣流量計算EGR率。當EGR閥前后的壓力差較小時，此方法將對壓力傳感器的測量誤差極為敏感，較小的壓力測量誤差會帶來巨大的EGR率計算誤差。
技術實現要素：
本發明針對絕熱噴管計算法，提供一種發動機廢氣再循環率的測量方法，該方法在不影響測量精度的情況下，大幅降低在EGR閥前后壓力差較小時EGR率的測量誤差。本發明主要解決在發動機使用低壓冷卻EGR時，由于EGR閥兩端壓差過小，無法通過傳統的公式精確計算EGR率。本發明為低壓冷卻EGR提供一個測量結果精確，誤差較小的發動機EGR率測量與計算方法(尤其針對EGR閥前后壓比大于0.99時的精確計算)
為了實現本發明的目的，本發明的技術方案如下：
一種發動機EGR率的測量方法，其特點在于該方法包括以下步驟：
1)利用空氣流量計測量發動機的進氣流量Mair；
2)在EGR閥前與閥后分別安裝溫度與壓力傳感器，EGR閥開度由汽車發動機控制單元控制，利用溫度壓力傳感器測量EGR閥的廢氣入口的壓力Pb、溫度Tb和EGR閥的廢氣出口的壓力Pa、溫度Ta；
3)當Pa/Pb<0.99時，按公式(1)計算廢氣流量Megr：
A(α)＝(1+c(2)α+c(3)α2+c(4)α3) (2)
其中，A(α)是等效流通面積，α為EGR閥開度，r為比熱比，C(1),C(2),C(3),C(4)為優化系數；
4)當Pa/Pb>0.99時，按公式(3)計算廢氣流量Megr：
5)按公式4計算EGR率：
所述的EGR閥前與閥后的采樣點選擇壓差最大的采樣點設置溫度壓力傳感器進行溫度和壓力測量。
所述的EGR閥的閥前壓力傳感器移至三元催化后，而閥前溫度傳感器位置不變。
增加一路EGR回路，使用兩路EGR回路測量，在每路EGR回路中計算流經每路EGR路的廢氣流量，Merg1與Merg2，Megr＝Megr1+Megr2，最后通過下列公式計算EGR率：
本發明的有益效果是：
1、使用了分段的概念，對不同壓力比范圍內使用不同的計算方法計算EGR流量。可以大大降低當閥后閥前壓力比接近1時，由于測量誤差帶來的EGR率計算誤差。通過分段的方法可以保留原公式帶來的簡便性，同時又保證EGR率的計算精度。
2、擴大了括號內分母的數值，使得壓力比閾值可以變大，減少需要標定的成本。
附圖說明
圖1是本發明發動機廢氣再循環率的測量實施例1、實施例2的EGR回路示意圖。
圖2是本發明EGR閥前后的溫度、壓力傳感器安裝位置示意圖。
圖3是EGR閥的截面示意圖。
圖4是本發明發動機廢氣再循環率的測量實施例3的EGR回路示意圖。
圖中：1空氣流量計；2渦輪增壓器；3進氣中冷器；4節氣門；5進氣歧管；6缸體；7三元催化器；8EGR中冷器；9EGR閥。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。
先請參閱圖1，圖1是本發明發動機廢氣再循環率的測量實施例1的EGR回路示意圖。由圖可見，本發明發動機EGR率的測量方法，該方法包括以下步驟：
1)利用空氣流量計測量發動機的進氣流量Mair；
2)在EGR閥的閥前和閥后分別安裝溫度、壓力傳感器，EGR閥開度由汽車發動機控制單元控制，利用溫度、壓力傳感器測量EGR閥的廢氣入口的壓力Pb、溫度Tb和EGR閥的廢氣出口的壓力Pa、溫度Ta；
3)當Pa/Pb<0.99時，按公式(1)計算廢氣流量Megr：
A(α)＝(1+c(2)α+c(3)α2+c(4)α3) (2)
其中，A(α)是等效流通面積，α為EGR閥開度，r為比熱比，C(1),C(2),C(3),C(4)為優化系數；
4)當Pa/Pb>0.99時，按公式(3)計算廢氣流量Megr：
5)按公式4計算EGR率：
對于Pa/Pb，除了通過Pa/(Pb+100)外，可以通過其他方法增大分母，從而提高閾值，減少標定成本。
從數學方法上，可以通過Pa/(1.01×Pb)來實現。此方法簡單改變公式即可。
從改變結構的方法上，可以通過改變選取閥前與閥后壓差更大的采樣點，從而降低壓力比，增加閾值。或者可以增加EGR閥入口管徑的方法，使Pb更加接近總壓，從而降低Pa/Pb的數值。改進的方法包括：
1、測量閥前的總壓，代替靜壓，壓力采集方式圖1。可以測得閥前壓力的總壓，總壓大于靜壓，有助于減小誤差。
2、將閥前壓力傳感器移至三元催化后，實施例2，如圖1，而閥前溫度傳感器位置不變，此方法之前所述公式無需改變。
3、增加一路EGR，使用兩路EGR回路，實施例3如圖4所示。發動機標定時，避免一路閥門全開導致閥前閥后壓差過小，從而回避因為閥前閥后壓力比接近1導致基礎公式誤差大帶來的問題。
使用如圖雙EGR回路系統。在每路EGR回路中，計算流經每路EGR路的廢氣流量，Merg1與Merg2。
最后通過公式計算EGR率：
Megr＝Megr1+Megr2
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