CN101429905B

CN101429905B - 用于控制涡轮增压柴油发动机的低压egr阀的方法和装置

Info

Publication number: CN101429905B
Application number: CN2007101646730A
Authority: CN
Inventors: 南基勳
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: CN101429905A; US20090125217A1; US7693645B2; KR100887968B1

Abstract

通过用于控制将EGR气体混入进气的低压EGR阀的方法来控制低压EGR阀，该方法包括：检测流经空气滤清器的进气的温度和压力；检测中冷器下游侧的进气的温度和压力；检测EGR冷却器上游侧的EGR气体的温度和压力；根据检测出的流经空气滤清器的进气的温度和质量流率、检测出的中冷器下游侧的温度和压力，以及检测出的EGR冷却器上游侧的温度和压力来确定低压EGR阀的控制负载；以及根据确定的控制负载来控制低压EGR阀。

Description

用于控制涡轮增压柴油发动机的低压EGR阀的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年11月9日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2007-0114297的优先权和权益，其全部内容在此结合作为参考。

技术领域

本发明涉及一种柴油发动机。更具体地，本发明涉及一种柴油发动机的废气再循环(EGR)的控制方法。

背景技术

通常，柴油发动机配有废气再循环(EGR)***，该***将一部分废气再循环入进气***，这样就能降低燃烧室中的燃气温度从而减少NOx的产生。

在驱动发动机时，根据驱动状态设定目标进气量，并且通过控制用于控制EGR***的EGR阀的EGR占空比来获得再循环废气与新鲜进气的最佳混合物。

典型地，将用于根据驱动状态控制EGR阀的最佳值预设为映射表，然后根据映射表考虑发动机的当前发动机状态来控制EGR阀。

柴油发动机可配有涡轮增压器，以增加发动机的输出功率，降低排放，或提高耗油量。

在具有涡轮增压器的典型柴油发动机中，在涡轮增压器之前就取出部分高温、高压废气进行再循环。

根据这种方法，EGR气体是一种非常高温的气体，即使它流过了EGR中冷器，并且将从发动机排出的未净化气体送入发动机。因此，只能取得有限的降低排放的效果。

例如，可以用这种方法满足欧4标准，然而，它难以满足更严格的排放控制标准，例如欧5、欧6和具有这种设计的美国Tier II Bin 5标准。

近来，为了良好地降低柴油发动机的排放，正在研究一种低压EGR***。

根据该低压EGR***，通常是在柴油微粒过滤器(DPF)之后取出废气再循环入发动机。

根据这种方案，EGR气体通路的长度与典型高压EGR***的相比更长，由此返回发动机中的EGR气体的压力就低。这些特征使精确可控性降低，由此，本领域非常需要一种用于提高低压EGR***精确控制的方案。

背景技术部分公开的上述信息只用于增强对本发明背景的理解，并且因此它可能包含了不构成为该国的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种涡轮增压柴油发动机的低压EGR阀的控制装置和方法，其有利于增强控制EGR率的响应性，该装置用于控制将EGR气体混入进气的低压EGR阀，其中，该装置包括：用于检测发动机转速的发动机转速检测器；用于检测发动机负荷的发动机负荷检测器；用于检测流经空气滤清器的进气质量的进气质量检测器；用于检测流经空气滤清器的进气温度的进气温度检测器；用于检测中冷器下游侧的进气温度的中冷器下游侧温度检测器；用于检测中冷器下游侧的进气压力的中冷器下游侧压力检测器；用于检测EGR冷却器上游侧的EGR气体温度的EGR冷却器上游侧温度检测器；用于检测EGR冷却器上游侧的EGR气体压力的EGR冷却器上游侧压力检测器；以及用于根据发动机转速检测器、发动机负荷检测器、进气质量检测器、进气温度检测器、中冷器下游侧温度检测器、中冷器下游侧压力检测器、EGR冷却器上游侧温度检测器和EGR冷却器上游侧压力检测器的检测值来控制低压EGR阀的控制器。

该控制器可以包括至少一个执行预定程序的处理器，并且该预定程序可以包括一组用于执行根据本发明的示例性实施例的方法的指令。

本发明的示例性实施例提供了一种用于控制将EGR气体混入进气的低压EGR阀的方法，其中该方法包括：检测流经空气滤清器的进气的温度；检测流经空气滤清器的进气的质量流率；检测中冷器下游侧的进气的温度和压力；检测EGR冷却器上游侧的EGR气体的温度和压力；根据检测出的流经空气滤清器的进气的温度和质量流率、检测出的中冷器下游侧的温度和压力，以及检测出的EGR冷却器上游侧的温度和压力来确定低压EGR阀的控制负载；以及根据确定的控制负载来控制低压EGR阀。

确定低压EGR阀的控制负载可以包括：根据中冷器下游侧的温度和质量流率来估算中冷器上游侧的温度、压力和质量流率；根据中冷器上游侧的估算温度、估算压力和估算质量流率来估算涡轮增压器上游侧的温度、压力和质量流率；根据EGR冷却器上游侧的EGR气体的温度和压力来估算EGR冷却器下游侧的EGR气体的温度、压力和质量流率；以及根据涡轮增压器上游侧的估算质量流率、EGR冷却器下游侧的EGR气体的估算温度和估算质量流率，以及检测出的流经空气滤清器的进气的温度和质量流率来计算低压EGR阀的控制负载。

可以用公式估算中冷器上游侧的进气的温度、压力和质量流率：

P_{1} - P_{2} = \frac{1}{2} ρ u^{2}

(公式1)

= k \frac{W^{2}}{ρ};

(公式2)T₂＝T₁-ε(T₁-T_Coolant)；以及

(公式3)

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v} V} (c_{p} W T_{1} - c_{p} W T_{2}),

式中，P₁代表中冷器上游侧的压力，P₂代表中冷器下游侧的压力，T₁代表中冷器上游侧的温度，T₂代表中冷器下游侧的温度，ρ代表流经中冷器的气体的密度，W代表流经中冷器的气体的单位时间质量(即，质量流率)，k代表常量，ε代表中冷器的冷却效率，T_Coolant代表用于冷却中冷器的冷却剂的温度，R代表气体常量，Cv代表定压比热，Cp代表定容比热，并且V代表中冷器的容积。

可以用公式估算EGR冷却器下游侧的进气的温度、压力和质量流率：

(公式1)P₁＝P₂；

(公式2)T₂＝T₁-ε(T₁-T_Coolant)；以及

(公式3)

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v} V} (c_{p} W T_{1} - c_{p} W T_{2}),

式中，P₁代表EGR冷却器上游侧的压力，P₂代表EGR冷却器下游侧的压力，T₁代表EGR冷却器上游侧的温度，T₂代表EGR冷却器下游侧的温度，ρ代表流经EGR冷却器的气体的密度，W代表流经EGR冷却器的气体的单位时间质量(质量流率)，k代表常量，ε代表EGR冷却器的冷却效率，T_Coolant代表用于冷却EGR冷却器的冷却剂的温度，R代表气体常量，Cv代表定压比热，Cp代表定容比热，V代表EGR冷却器的容积。

可以用公式计算低压EGR阀的控制负载：

(公式1)

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v 2} V_{2}} (c_{p 1} W_{12} T_{1} + c_{p 4} W_{42} T_{4} - c_{p 2} W_{23} T_{2});

(公式2)c_p2＝(1-Z_EGR)c_p1+Z_EGRC_p4；

(公式3)

Z_{EGR} = \frac{m_{2 Exh}}{m_{2 Air} + m_{2 Exh}};

(公式4)

T_{2} = \frac{P_{2} V_{2}}{m_{2} R};

(公式5)m₂＝m_2Air+m_2Exh；

(公式6)

{\overset{\cdot}{m}}_{2 Air} = W_{12} - (1 - Z_{EGR}) W_{23};

(公式7)

{\overset{\cdot}{m}}_{2 Exh} = W_{42} - Z_{EGR} W_{23};

以及

(公式8)PWM_EGR＝f(N_rpm，Z_EGR)，

式中，P₂代表混合区域内的压力，T₁代表流经空气滤清器的进气的温度，T₂代表混合区域内的温度，T₄代表输入混合区域内的EGR气体的温度，W₁₂代表从空气滤清器输入混合区域的进气的单位时间质量(即，质量流率)，W₄₂代表输入混合区域的EGR气体的单位时间质量(即，质量流率)，W₂₃代表从混合区域输出到涡轮增压器的混合气体的单位时间质量(即，质量流率)，m₂代表混合区域内的气体质量，m_2Air代表混合区域内的进气质量，m_2Exh代表混合区域内的EGR气体质量，Z_EGR代表EGR率，PWM_EGR代表控制负载，并且变量的圆点标记代表其时间导数。

根据本发明的示例性实施例，用于控制涡轮增压柴油发动机的低压EGR阀的示例性方法还可包括：

检测发动机转速和发动机负荷；

根据发动机转速和发动机负荷获取目标进气质量；

计算目标进气质量与进气质量流率的差值；以及

根据计算出的差值控制低压EGR阀，该低压EGR阀已经根据确定的控制负载而受到控制。

根据一个示例性实施例，低压EGR阀可以迅速实现所需EGR率。

附图说明

图1示出了本发明的示例性实施例的柴油发动机低压EGR***。

图2是本发明的示例性实施例的涡轮增压柴油发动机低压EGR阀的控制装置的框图。

图3是流程图，示出了本发明的示例性实施例的柴油发动机废气再循环(EGR)的控制方法。

<附图中的主要元件的附图标记的说明>

150：ECU

105：柴油发动机微粒过滤器(DPF)

103：EGR排气管

106：混合区域

200：发动机

300：中冷器

400：空气滤清器

500：涡轮增压器

600：EGR冷却器

700：低压EGR阀

101：发动机转速检测器

102：发动机负荷检测器

201：冷却剂温度检测器

301：中冷器下游侧温度检测器

302：中冷器下游侧压力检测器

401：进气质量检测器

402：进气温度检测器

601：EGR冷却器上游侧温度检测器

602：EGR冷却器上游侧压力检测器

具体实施方式

在下列详细描述中，简单地用例举的方式，只示出和描述了本发明的特定示例性实施例。

如本领域技术人员应当认识到，所述实施例可以以各种不同方式进行修改，只要不偏离本发明的精神或范围。

图1示出了本发明的示例性实施例的柴油发动机低压EGR***。

如图1所示，根据本发明的示例性实施例的整个发动机***包括根据本发明的示例性实施例的低压EGR***100、发动机200、中冷器300、空气滤清器400和涡轮增压器500。发动机200通过燃烧混合气体来产生动力。

空气滤清器400对吸入发动机200中的进气进行净化。

涡轮增压器500利用发动机200的废气将进气强行驱入发动机中。中冷器300对在涡轮增压器处受热并吸入发动机200中的进气进行冷却。

在低压EGR***100中，微粒过滤器(DPF)105设置在与涡轮增压器500下游侧相连的排气管中。用于废气再循环的EGR排气管103从微粒过滤器105下游侧的排气管分支出来。EGR冷却器600设置在EGR排气管103中从而冷却再循环废气。

被EGR冷却器600冷却的再循环废气与通过空气滤清器400供应的新鲜进气在混合区域106处进行混合。再循环废气与新鲜进气的这种混合气体经过中冷器300供给发动机200。EGR气体的量受到设置在EGR冷却器600上游侧的低压EGR阀700的控制，并且低压EGR阀700受到发动机控制单元(ECU)150的PWM负载信号的控制。

根据本发明的示例性实施例的用于控制涡轮增压柴油发动机的低压EGR阀的装置包括发动机转速检测器101、发动机负荷检测器102、进气质量检测器401、进气温度检测器402、中冷器下游侧温度检测器301、中冷器下游侧压力检测器302、EGR冷却器上游侧温度检测器601、EGR冷却器上游侧压力检测器602，以及发动机控制单元(ECU)150。

发动机转速检测器101检测发动机转速。发动机负荷检测器102检测发动机负荷。进气质量检测器401检测流经空气滤清器400的进气质量。进气温度检测器402检测流经空气滤清器400的进气温度。中冷器下游侧温度检测器301检测中冷器300下游侧的进气温度。中冷器下游侧压力检测器302检测中冷器300下游侧的进气压力。EGR冷却器上游侧温度检测器601检测EGR冷却器600上游侧的EGR气体温度。EGR冷却器上游侧压力检测器602检测EGR冷却器上600游侧的EGR气体压力。ECU 150根据发动机转速检测器101、发动机负荷检测器102、进气质量检测器401、进气温度检测器402、中冷器下游侧温度检测器301、中冷器下游侧压力检测器302、EGR冷却器上游侧温度检测器601和EGR冷却器上游侧压力检测器602的检测值来控制低压EGR阀700。

发动机转速检测器101可实现为曲柄角传感器。发动机负荷检测器102可实现为加速器位置传感器。

进气质量检测器401、进气温度检测器402、中冷器下游侧温度检测器301、中冷器下游侧压力检测器302、EGR冷却器上游侧温度检测器601以及EGR冷却器上游侧压力检测器602可实现为本领域技术人员或普通技术人员所显而易见的。

ECU 150可包括至少一个执行预定程序的处理器，并且该预定程序可以包括一组用于执行根据本发明的示例性实施例的方法的指令。

下文，参考图3将详细描述根据本发明的示例性实施例的用于控制涡轮增压柴油发动机的低压EGR阀的方法。

图3是流程图，示出了根据本发明的示例性实施例的涡轮增压柴油发动机的低压EGR阀的控制方法。

如图3所示，首先在步骤S110处，ECU 150检测发动机转速和发动机负荷。

由发动机转速检测器101检测发动机转速，并且由发动机负荷检测器102检测发动机负荷。

然后，在步骤S120处，ECU 150根据发动机转速和发动机负荷来获取目标进气质量。该目标进气质量可从存储在ECU 150中的预定映射表得到。

在步骤S125处，ECU 150检测流经空气滤清器400的实际进气质量。该实际进气质量可由进气质量检测器401检测。

在步骤S130处，ECU 150计算目标进气质量与实际进气质量之间的差值。

按照控制低压EGR阀的传统方法，根据计算出的差值只在比例积分微分(PID)控制模式中控制低压EGR阀700。然而，根据本发明的示例性实施例，为了提高低压EGR阀700的PID控制的效率和响应度，在低压EGR阀700的PID控制之前进行预控制。

更具体地，在步骤S140处，ECU 150检测流经空气滤清器400的进气的进气温度。该进气温度可由进气温度检测器402检测。

在步骤S145处，ECU 150检测中冷器300下游侧的进气温度和压力。该中冷器300下游侧的进气温度和压力可由中冷器下游侧进气温度检测器301和中冷器下游侧压力检测器302检测。

在步骤S150处，ECU 150检测EGR冷却器600上游侧的EGR气体温度和压力。该EGR冷却器600上游侧的EGR气体温度和压力可由EGR冷却器上游侧温度检测器601和EGR冷却器上游侧压力检测器602检测。

然后，从步骤S155到S170，ECU 150根据检测出的流经空气滤清器400的进气的温度和进气质量、检测出的中冷器300下游侧的温度和压力以及检测出的EGR冷却器600上游侧的温度和压力来确定低压EGR阀700的控制负载。下文，将更详细地描述根据本发明的示例性实施例的确定低压EGR阀700的控制负载的过程。

在步骤S155处，ECU 150根据中冷器300下游侧的进气温度和压力来估算中冷器300上游侧的进气的温度、压力和质量流率。

在步骤S160处，ECU 150根据中冷器300上游侧的估算温度、估算压力和估算质量流率来估算涡轮增压器500上游侧(具体地说，涡轮增加器500压缩机的上游侧)的温度、压力和质量流率。

在步骤S165处，ECU 150根据EGR冷却器600上游侧的EGR气体温度和压力来估算EGR冷却器600下游侧的EGR气体的温度、压力和质量流率。

在步骤S170处，ECU 150根据涡轮增压器500上游侧的估算质量流率、EGR冷却器600下游侧的EGR气体的估算温度和估算质量流率，以及检测出的流经空气滤清器400的进气的温度和质量流率(即，进气质量)来计算低压EGR阀700的控制负载。

下文，将更详细地描述每个步骤S155、S160、S165和S170。

在步骤S155处，用下列公式1至公式3估算中冷器上游侧的进气的温度、压力和质量流率。

P_{1} - P_{2} = \frac{1}{2} ρ u^{2}

(公式1)

= k \frac{W^{2}}{ρ},

(公式2)T₂＝T₁-ε(T₁-T_Coolant)，

(公式3)

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v} V} (c_{p} W T_{1} - c_{p} W T_{2})

因为中冷器是风冷的，所以用于冷却中冷器的冷却剂是空气，并且因此T_Coolant是进气温度。例如，可将进气温度检测器检测出的进气温度用作T_Coolant。

此处，ρ的值是根据发动机转速从存储在ECU 150中的预定映射得到的。此外，ε的值是根据发动机转速和喷油量从存储在ECU 150中的预定映射得到的。

在步骤S160处，涡轮增压器500上游侧的温度、压力和质量流率可以从涡轮增压器500的预定压缩映射估算出。

在步骤S165处，可以用下列公式4至公式6估算EGR冷却器下游侧的进气的温度、压力和质量流率。

P_{1} - P_{2} = \frac{1}{2} ρ u^{2}

(公式4)

= k \frac{W^{2}}{ρ},

(公式5)T₂＝T₁-ε(T₁-T_Coolant)，

(公式6)

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v} V} (c_{p} W T_{1} - c_{p} W T_{2})

式中，P₁代表EGR冷却器上游侧的压力，P₂代表EGR冷却器下游侧的压力，T₁代表EGR冷却器上游侧的温度，T₂代表EGR冷却器下游侧的温度，ρ代表流经EGR冷却器的气体的密度，W代表流经EGR冷却器的气体的单位时间质量(即，质量流率)，k代表常量，ε代表EGR冷却器的冷却效率，T_Coolant代表用于冷却EGR冷却器的冷却剂的温度，R代表气体常量，Cv代表定压比热，Cp代表定容比热，V代表EGR冷却器的容积。

根据本发明的示例性实施例，假定EGR冷却器600的上游侧和下游侧之间没有压降。也就是说，假定P₁＝P₂。根据这种假设，通过公式5和公式6获取EGR冷却器下游侧的温度和质量流率。

在步骤S170处，可以用公式7至公式14计算低压EGR阀700的控制负载。

(公式7)

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v 2} V_{2}} (c_{p 1} W_{12} T_{1} + c_{p 4} W_{42} T_{4} - c_{p 2} W_{23} T_{2})

(公式8)c_p2＝(1-Z_EGR)c_p1+Z_EGRC_p4

(公式9)

Z_{EGR} = \frac{m_{2 Exh}}{m_{2 Air} + m_{2 Exh}}

(公式10)

T_{2} = \frac{P_{2} V_{2}}{m_{2} R}

(公式11)m₂＝m_2Air+m_2Exh

(公式12)

{\overset{\cdot}{m}}_{2 Air} = W_{12} - (1 - Z_{EGR}) W_{23}

(公式13)

{\overset{\cdot}{m}}_{2 Exh} = W_{42} - Z_{EGR} W_{23}

(公式14)PWM_EGR＝f(N_rpm，Z_EGR)

式中，P₂代表混合区域106内的压力，T₁代表流经空气滤清器的进气的温度，T₂代表混合区域106内的温度，T₄代表输入混合区域106内的EGR气体的温度，W₁₂代表从空气滤清器输入混合区域106的进气的单位时间质量(即，质量流率)，W₄₂代表输入混合区域106的EGR气体的单位时间质量(即，质量流率)，W₂₃代表从混合区域106输出到涡轮增压器500的混合气体的单位时间质量(即，质量流率)，m₂代表混合区域106内的气体质量，m_2Air代表混合区域106内的进气质量，m_2Exh代表混合区域106内的EGR气体质量，Z_EGR代表EGR率，并且变量的圆点标记代表其时间导数。

在上述公式7至14中，下标1代表与空气滤清器位置相关的变量，下标2代表与混合区域106内部相关的变量，下标3代表与涡轮增压器500上游侧相关的变量，下标4代表与EGR冷却器600下游侧相关的变量。

通过公式7至11获取了EGR率Z_EGR，通过公式12获取EGR阀700的控制负载PWM_EGR作为EGR率Z_EGR和发动机转速的函数。公式12的函数可以由本领域普通技术人员考虑发动机规格来进行设置。

当这样确定了控制负载时，在步骤S180处，ECU 150根据确定的控制负载来控制低压EGR阀700。

通过这种起始控制，在PID控制之前将低压EGR阀700初始控制为一个期望值。因此，可以比只用PID控制来控制低压EGR阀700能更早地用PID控制将低压EGR阀700控制到期望EGR率。

在步骤S190处，当低压EGR阀700控制成实现初始EGR率时，ECU 150根据步骤S130计算出的差值通过PID控制来控制低压EGR阀700。

尽管目前结合实用的示例性实施例描述了本发明，应当明白，本发明并不局限于所公开的实施例，而相反地，其意图覆盖包含在附加权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims

1.一种用于控制将EGR气体混入进气的低压EGR阀的方法，该方法包括：

检测流经空气滤清器的进气的温度；

检测流经空气滤清器的进气的质量流率；

检测中冷器下游侧的进气的温度和压力；

检测EGR冷却器上游侧的EGR气体的温度和压力；

根据检测出的流经空气滤清器的进气的温度和质量流率、检测出的中冷器下游侧的温度和压力，以及检测出的EGR冷却器上游侧的温度和压力来确定低压EGR阀的控制负载；以及

根据确定的控制负载来控制低压EGR阀。

2.如权利要求1所述的方法，其中，确定低压EGR阀的控制负载包括：

根据中冷器下游侧的温度和压力来估算中冷器上游侧的温度、压力和质量流率；

根据中冷器上游侧的估算温度、估算压力和估算质量流率来估算涡轮增压器上游侧的温度、压力和质量流率；

根据EGR冷却器上游侧的EGR气体的温度和压力来估算EGR冷却器下游侧的EGR气体的温度、压力和质量流率；以及

根据涡轮增压器上游侧的估算质量流率、EGR冷却器下游侧的EGR气体的估算温度和估算质量流率，以及检测出的流经空气滤清器的进气的温度和质量流率来计算低压EGR阀的控制负载。

3.如权利要求2所述的方法，其中，用公式估算中冷器上游侧的进气的温度、压力和质量流率：

P_{1} - P_{2} = \frac{1}{2} ρ u^{2}

公式1：

= k \frac{W^{2}}{ρ};

公式2：T₂＝T₁-ε(T₁-T_Coolant)；以及

公式3：

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v} V} (c_{p} W T_{1} - c_{p} W T_{2}),

式中，P₁代表中冷器上游侧的压力，P₂代表中冷器下游侧的压力，T₁代表中冷器上游侧的温度，T₂代表中冷器下游侧的温度，ρ代表流经中冷器的气体的密度，W代表流经中冷器的气体的单位时间质量，k代表常量，ε代表中冷器的冷却效率，T_Coolant代表用于冷却中冷器的冷却剂的温度，R代表气体常量，Cv代表定压比热，Cp代表定容比热，并且V代表中冷器的容积。

4.如权利要求2所述的方法，其中，用公式估算EGR冷却器下游侧的EGR气体的温度、压力和质量流率：

公式1：P₁＝P₂；

公式2：T₂＝T₁-ε(T₁-T_Coolant)；以及

公式3：

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v} V} (c_{p} W T_{1} - c_{p} W T_{2}),

式中，P₁代表EGR冷却器上游侧的压力，P₂代表EGR冷却器下游侧的压力，T₁代表EGR冷却器上游侧的温度，T₂代表EGR冷却器下游侧的温度，W代表流经EGR冷却器的气体的单位时间质量，ε代表EGR冷却器的冷却效率，T_Coolant代表用于冷却EGR冷却器的冷却剂的温度，R代表气体常量，Cv代表定压比热，Cp代表定容比热，V代表EGR冷却器的容积。

5.如权利要求2所述的方法，其中，用公式计算低压EGR阀的控制负载：

公式1：

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v 2} V_{2}} (c_{p 1} W_{12} T_{1} + c_{p 4} W_{42} T_{4} - c_{p 2} W_{23} T_{2});

公式2：c_p2＝(1-Z_EGR)c_p1+Z_EGRC_p4；

公式3：

Z_{EGR} = \frac{m_{2 Exh}}{m_{2 Air} + m_{2 Exh}};

公式4：

T_{2} = \frac{P_{2} V_{2}}{m_{2} R};

公式5：m₂＝m_2Air+m_2Exh；

公式6：

{\overset{\cdot}{m}}_{2 Air} = W_{12} - (1 - Z_{EGR}) W_{23};

公式7：

{\overset{\cdot}{m}}_{2 Exh} = W_{42} - Z_{EGR} W_{23};

以及

公式8：PWM_EGR＝f(N_rpm，Z_EGR)，

式中，P₂代表混合区域内的压力，T₁代表流经空气滤清器的进气的温度，T₂代表混合区域内的温度，T₄代表输入混合区域内的EGR气体的温度，W₁₂代表从空气滤清器输入混合区域的进气的单位时间质量，W₄₂代表输入混合区域的EGR气体的单位时间质量，W₂₃代表从混合区域输出到涡轮增压器的混合气体的单位时间质量，m₂代表混合区域内的气体质量，m_2Air代表混合区域内的进气质量，m_2Exh代表混合区域内的EGR气体质量，Z_EGR代表EGR率，PWM_EGR代表控制负载，变量的圆点标记代表其时间导数。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

检测发动机转速和发动机负荷；

根据发动机转速和发动机负荷获取目标进气质量；

计算目标进气质量与进气质量流率的差值；以及

根据计算出的差值来控制低压EGR阀，该低压EGR阀已经根据确定的控制负载而受到控制。

7.一种用于控制将EGR气体混入进气的低压EGR阀的装置，该装置包括：

用于检测发动机转速的发动机转速检测器；

用于检测发动机负荷的发动机负荷检测器；

用于检测流经空气滤清器的进气质量的进气质量检测器；

用于检测流经空气滤清器的进气温度的进气温度检测器；

用于检测中冷器下游侧的进气温度的中冷器下游侧温度检测器；

用于检测中冷器下游侧的进气压力的中冷器下游侧压力检测器；

用于检测EGR冷却器上游侧的EGR气体温度的EGR冷却器上游侧温度检测器；

用于检测EGR冷却器上游侧的EGR气体压力的EGR冷却器上游侧压力检测器；以及

用于根据发动机转速检测器、发动机负荷检测器、进气质量检测器、进气温度检测器、中冷器下游侧温度检测器、中冷器下游侧压力检测器、EGR冷却器上游侧温度检测器和EGR冷却器上游侧压力检测器的检测值来控制低压EGR阀的控制器，

其中，该控制器执行一组指令：

检测流经空气滤清器的进气的温度；

检测流经空气滤清器的进气的质量流率；

检测中冷器下游侧的进气的温度和压力；

检测EGR冷却器上游侧的EGR气体的温度和压力；

根据确定的控制负载来控制低压EGR阀。

8.如权利要求7所述的装置，其中，确定低压EGR阀的控制负载包括：

9.如权利要求8所述的装置，其中，用公式估算中冷器上游侧的进气的温度、压力和质量流率：

P_{1} - P_{2} = \frac{1}{2} ρ u^{2}

公式1：

= k \frac{W^{2}}{ρ};

公式2：T₂＝T₁-ε(T₁-T_Coolant)；以及

公式3：

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v} V} (c_{p} W T_{1} - c_{p} W T_{2}),

10.如权利要求8所述的装置，其中，用公式估算EGR冷却器下游侧的EGR气体的温度、压力和质量流率：

公式1：P₁＝P₂；

公式2：T₂＝T₁-ε(T₁-T_Coolant)；以及

公式3：

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v} V} (c_{p} W T_{1} - c_{p} W T_{2}),

11.如权利要求8所述的装置，其中，用公式计算低压EGR阀的控制负载：

公式1：

{\overset{\cdot}{P}}_{2} = \frac{R}{c_{v 2} V_{2}} (c_{p 1} W_{12} T_{1} + c_{p 4} W_{42} T_{4} - c_{p 2} W_{23} T_{2});

公式2：c_p2＝(1-Z_EGR)c_p1+Z_EGRC_p4；

公式3：

Z_{EGR} = \frac{m_{2 Exh}}{m_{2 Air} + m_{2 Exh}};

公式4：

T_{2} = \frac{P_{2} V_{2}}{m_{2} R};

公式5：m₂＝m_2Air+m_2Exh；

公式6：

{\overset{\cdot}{m}}_{2 Air} = W_{12} - (1 - Z_{EGR}) W_{23};

公式7：

{\overset{\cdot}{m}}_{2 Exh} = W_{42} - Z_{EGR} W_{23};

以及

公式8：PWM_EGR＝f(N_rpm，Z_EGR)，

式中，P₂代表混合区域内的压力，T₁代表流经空气滤清器的进气的温度，T₂代表混合区域内的温度，T₄代表输入混合区域内的EGR气体的温度，W₁₂代表从空气滤清器输入混合区域的进气的单位时间质量，W₄₂代表输入混合区域的EGR气体的单位时间质量，W₂₃代表从混合区域输出到涡轮增压器的混合气体的单位时间质量，m₂代表混合区域内的气体质量，m_2Air代表混合区域内的进气质量，m_2Exh代表混合区域内的EGR气体质量，Z_EGR代表EGR率，PWM_EGR代表控制负载，以及变量的圆点标记代表其时间导数。

12.如权利要求7所述的装置，其中，控制器还执行指令：

检测发动机转速和发动机负荷；

根据发动机转速和发动机负荷获取目标进气质量；

计算目标进气质量与进气质量流率的差值；以及