[发明专利]商用车燃气发动机电子控制装置及其控制方法

权利要求书

1.一种商用车燃气发动机电子控制装置，包括燃气发动机控制器(30)，其特征在于，该燃气发动机控制器(30)包括有，

信号处理模块(31)，采集商用车整车及发动机的参数数据形成发动机信号(10)和整车信号(20)；

扭矩管理模块(32)，通过发动机信号(10)和整车信号(20)估算当前工况下发动机的实际扭矩，并确定发动机的目标扭矩；

进气系统控制模块(34)，根据扭矩管理模块(32)确定的目标扭矩和当前工况的目标空燃比确定当前工况的目标进气量，并以该目标进气量控制电子增压器(41)和电子节气门(42)；

燃气供给模块(36)，与所述扭矩管理模块(32)、进气系统控制模块(34)分别电性连接，通过所述扭矩管理模块(32)确定的目标扭矩控制燃气喷嘴(44)和燃气电磁阀(45)实现燃气供给；

点火控制模块(35)，根据所述扭矩管理模块(32)确定的目标扭矩与发动机实际扭矩来控制点火线圈(43)，并根据目标扭矩与发动机实际扭矩的偏差对点火时刻进行修正。

2.根据权利要求1所述的商用车燃气发动机电子控制装置，其特征在于：所述进气系统控制模块(34)包括有，

扭矩/燃料转换模型(341)，用于借助发动机万有特性脉谱图将所述扭矩管理模块(32)确定的目标扭矩转化为目标进气量；

节气门位置设定逆进气模型(343)，用于建立节气门特性曲线，通过目标进气量和发动机转速得出节气门位置设定基本值；

节气门模式识别与迟滞控制模型(344)，用于在当前条件下，通过所述节气门位置设定逆进气模型(343)得出的节气门位置设定基本值与节气门实际位置得出节气门控制目标开度；

节气门电机前馈控制模型(348)，用于对节气门主控电机进行前馈控制，通过节气门实际位置和节气门控制目标开度之间的修正偏移量，确保节气门开度可在短时间达到目标开度附近；

节气门电机PID控制模型(347)，用于进行PID闭环控制，根据节气门控制目标开度和实际开度确保节气门开度稳定在目标值。

3.根据权利要求1所述的商用车燃气发动机电子控制装置，其特征在于：所述燃气发动机控制器(30)还包括有辅助设备控制模块(33)，与所述扭矩管理模块(32)电性连接，用于对发动机和整车辅助设备的控制。

4.根据权利要求1或3所述的商用车燃气发动机电子控制装置，其特征在于：所述发动机信号(10)包括有凸轮轴位置、曲轴转速、冷却水温、进气歧管温度、进气歧管压力、增压压力、气轨温度、气轨压力、加速踏板位置、ETC位置反馈、大气压力、电源电压、宽域氧传感器；所述整车信号(20)包括有车速、离合器或空挡开关、风扇开关、空调开关。

5.一种如权利要求1或2或3或4所述商用车燃气发动机电子控制装置的控制方法，其特征在于：包括有从目标扭矩到执行机构所在的第一条主线，及从信号反馈到实际扭矩所在的第二条主线，其中，

第一条主线：含外部扭矩请求和内部扭矩请求的扭矩请求信号(71)，通过扭矩管理模块(32)分析得出目标扭矩(72)，再由扭矩/燃料转换模型(341)分析出目标进气量(73)，其一，通过该目标进气量(73)通过增压闭环分析出增压阀目标开度(77)，由该增压阀目标开度(77)通过增压阀控制模型(349)分析出增压阀控制占空比(78)并完成增压预控；其二，通过该目标进气量(73)分析出目标进气压力(74)，根据该目标进气压力(74)及电子节气门特性，通过节气门模式识别与迟滞控制模型(344)分析出电子节气门目标开度(75)，最后控制节气门电机驱动；

第二条主线：根据传感器反馈信号(81)分析出电子节气门实际开度(82)及实际进气压力(83)，通过进气压力建立进气模型，计算实际进气量(84)，根据该实际进气量(84)分析出实际扭矩(85)和燃料目标喷射量(86)，根据该燃料目标喷射量(86)得出燃气喷射输出信号(87)。

6.根据权利要求5所述的商用车燃气发动机电子控制装置的控制方法，其特征在于：目标进气量(73)进行增压阀预控，预估出增压阀目标开度(77)，然后通过PI控制器，通过目标进气量(73)与实际进气量(84)之间的偏差，对增压阀开度进行闭环修正，将PI闭环修正量与目标开度结合，计算出增压阀控制占空比(78)，驱动电子增压器(41)间接实现对发动机进气量的调整。

7.根据权利要求5所述的商用车燃气发动机电子控制装置的控制方法，其特征在于：控制装置具有停机(1)、启动(2)、怠速(3)、倒拖(4)、部分负荷(5)和倒拖断油(6)六种工作模式，其中，

S1、停机(1)，装置处于睡眠状态，扭矩管理模块(32)停止工作，目标扭矩为0；

S2、启动(2)，转速提升且点火钥匙打开，装置根据发动机转速和冷却水温计算目标扭矩，以当前水温使发动机转速在最快的时间内提升到正常范围；

S3、怠速(3)，转速提升但没有扭矩请求信号，装置根据发动机转速和目标怠速之间的偏差，采用PID算法闭环计算目标扭矩，确保发动机转速稳定在怠速范围内；

S4、部分负荷(5)，转速提升且发现扭矩请求信号，装置根据当前状况的发动机转速和加速踏板位置计算目标扭矩，在尽快的时间内相应请求者的扭矩需求；

S5、倒拖(4)，转速持续上升，且一直没有扭矩请求信号，装置根据发动机的最小扭矩值计算目标扭矩，在确保发动机稳定运转的前提下使发动机的扭矩输出最小；

S6、倒拖断油(6)，转速上升过高，且一直没有扭矩请求信号，装置关闭燃气喷嘴和点火控制，使发动机转速尽快降低下来，以保证系统安全工作。