一种EGR闭环控制方法、装置及车辆与流程

本发明涉及车辆，具体而言，涉及一种egr闭环控制方法、装置及车辆。

背景技术：

1、为有效提升发动机燃油经济性并降低氮氧化物的排放，可以采用lp-egr(lowpressure-exhaust gas recirculation，低压回路废气再循环)系统，将废气重新引入低压回路中进行再利用，有利于显著降低低速大负荷工况的爆震倾向，在减少高功率工况燃油加浓的同时还可降低泵气损失和传热损失。基于上述优势，目前lp-egr系统在追求极致热效率的混动专用发动机上得以广泛应用。

2、出于成本等因素考虑，现有的lp-egr系统主要通过模型对egr率进行计算，得到的egr率主要用来进行诸如vvt(variable valve timing，可变气门正时)、点火角以及增压器的控制与修正等方面的协调控制。然而，由于用来计算egr率的模型精度较差，目前还无法基于计算得到的egr率实现系统中egr率的闭环控制，导致系统控制精度较低。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是如何提高egr系统的控制精度。

2、为解决上述问题，本发明提供一种egr闭环控制方法，包括：

3、获取当前运行信息，所述当前运行信息包括目标egr率、歧管egr率和当前egr流量控制量；

4、基于所述歧管egr率，利用预设的egr率预估器对当前混合点egr率进行估算，得到当前混合点egr率预估量；

5、基于所述当前egr流量控制量和所述当前混合点egr率预估量，利用预设的第一观测器对预设egr系统模型的扰动进行估算，得到第一扰动量；

6、根据所述第一扰动量和所述目标egr率，得到目标egr流量控制量，并基于所述目标egr流量控制量控制egr阀开度。

7、可选地，所述当前运行信息还包括总混合气量；所述基于所述歧管egr率，利用预设的egr率预估器对当前混合点处的egr率进行估算，得到当前混合点egr率预估量，包括：

8、将所述总混合气量、所述歧管egr率和所述当前egr流量控制量输入到所述egr率预估器中，得到所述当前混合点egr率预估量；

9、所述egr率预估器满足：

10、

11、其中，yp表示所述当前混合点egr率预估量；y1表示所述歧管egr率；ym表示通过所述总混合气量、所述当前egr流量控制量和所述预设egr系统模型建模得到的歧管egr率估计值；t表示当前时间；表示延迟时间估计值。

12、可选地，所述基于所述当前egr流量控制量和所述当前混合点egr率预估量，利用预设的第一观测器对预设egr系统模型的扰动进行估算，得到第一扰动量，包括：

13、将所述总混合气量、所述当前egr流量控制量和所述当前混合点egr率预估量输入到所述第一观测器中，得到所述第一扰动量，其中，所述第一观测器基于所述预设egr系统模型构建；

14、所述预设egr系统模型满足：

15、

16、其中，x1为系统选取的状态量表示所述当前混合点egr率；x2为系统选取的状态量，表示所述预设egr系统模型的扰动；y2为系统选取的输出量；f表示所述预设egr系统模型的扰动；u为系统选取的控制量，表示所述当前egr流量控制量；h表示f的导数；a0为a的预估值；b0为b的预估值；a＝-1/τmixing；τmixing表示时间常数；表示所述总混合气量；

17、所述第一观测器满足：

18、

19、其中，z1为x1的估计值；z2为x2的估计值，z2表示所述第一扰动量；y2等于所述当前混合点egr率预估量；β1表示第一调节参数；β2表示第二调节参数。

20、可选地，所述当前运行信息还包括歧管压力测量值；所述基于所述目标egr流量控制量控制egr阀开度之前，还包括：

21、基于所述歧管压力测量值，利用预设的第二观测器对预设进气压力模型的扰动进行估算，得到第二扰动量；

22、基于所述第二扰动量确定egr流通面积误差。

23、可选地，所述基于所述歧管压力测量值，利用预设的第二观测器对预设进气压力模型的扰动进行估算，得到第二扰动量，包括：

24、将所述歧管压力测量值输入到所述第二观测器中，得到所述第二扰动量；

25、所述第二观测器满足：

26、

27、其中，表示所述歧管压力估计值；表示通过所述预设进气压力模型建模得到的歧管压力预估值；pim表示所述歧管压力测量值；表示所述第二扰动量；βp1表示第三调节参数；βp2表示第四调节参数。

28、可选地，所述当前运行信息还包括egr阀运行信息，所述egr阀运行信息包括egr阀上游压力、egr阀下游压力、egr阀上游温度和气体温度；所述基于所述第二扰动量确定egr流通面积误差，包括：

29、基于所述第二扰动量、所述egr阀运行信息和预设的系统扰动模型确定所述egr流通面积误差；

30、所述系统扰动模型满足：

31、

32、其中，fp表示所述预设进气压力模型的扰动；tim表示所述气体温度；vim表示预设进气歧管体积；δaegr表示所述egr流通面积误差；pus表示所述egr阀上游压力，pds表示所述egr阀下游压力；tus表示所述egr阀上游温度；cd表示预设流量系数。

33、可选地，所述根据所述第一扰动量和所述目标egr率，得到目标egr流量控制量，包括：

34、将所述第一扰动量、所述目标egr率和所述当前混合点egr率预估量输入到预设控制器模型中，得到所述目标egr流量控制量；

35、所述预设控制器模型满足：

36、

37、其中，u表示所述目标egr流量控制量；xdes表示所述目标egr率；表示所述当前混合点egr率预估量；w表示所述预设egr系统模型的扰动，等于所述第一扰动量；kp表示比例增益。

38、可选地，所述基于所述目标egr流量控制量控制egr阀开度，包括：

39、基于所述目标egr流量控制量确定egr阀初始开度值，根据所述egr流通面积误差修正所述egr阀初始开度值，得到egr阀目标开度值，并根据所述egr阀目标开度值控制egr阀开度。

40、本发明通过获取目标egr率、歧管egr率和当前egr流量控制量等当前运行信息，有利于为后续egr率的闭环控制提供有效的数据基础。利用预设的egr率预估器对当前混合点egr率进行估算，有利于消除从排气歧管到进气歧管的长回路系统造成的歧管egr率相位差，确保当前混合点egr率预估量的准确性以及可靠性，有利于提高系统在瞬态工况下燃烧稳定性。在此基础上，将系统建模的不精确性以及系统的内外部干扰统一视作系统模型的扰动项，并利用预设的第一观测器对预设egr系统模型的扰动进行估算，有利于降低系统控制精度对于模型精度的依赖。同时，基于消除延迟的当前混合点egr率预估量和当前egr流量控制量对扰动进行估算，有利于进一步提高第一扰动量的准确性，进而提高控制系统的精确性。最后，根据第一扰动量和目标egr率，得到目标egr流量控制量，实现了对建模误差及外部因素导致的总扰动进行实时估计并消除，提升目标egr流量控制量的准确性。基于此得到的目标egr流量控制量在控制egr阀开度时，能够使得系统egr率更加贴近目标egr率，由此实现了egr率的闭环控制，提升系统对于egr率控制的精准性和可靠性。

41、本发明还提供一种egr闭环控制装置，包括：

42、获取模块，其用于获取当前运行信息，所述当前运行信息包括目标egr率、歧管egr率和当前egr流量控制量；

43、egr率预估模块，其用于基于所述歧管egr率，利用预设的egr率预估器对当前混合点egr率进行估算，得到当前混合点egr率预估量；

44、第一观测模块，其用于基于所述当前egr流量控制量和所述当前混合点egr率预估量，利用预设的第一观测器对预设egr系统模型的扰动进行估算，得到第一扰动量；

45、控制模块，其用于根据所述第一扰动量、所述当前混合点egr率预估量和所述目标egr率，得到目标egr流量控制量，并基于所述目标egr流量控制量控制egr阀开度。

46、本发明提供的egr闭环控制装置与所述egr闭环控制方法相较于现有技术的优势基本相同，在此不再赘述。

47、本发明还提供一种车辆，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的egr闭环控制方法。

48、本发明提供的车辆与所述egr闭环控制方法相较于现有技术的优势基本相同，在此不再赘述。