[发明专利]高速汽油发动机瞬态工况空燃比的控制方法

说明书

一种高速汽油发动机瞬态工况空燃比的控制方法，包括以下步骤：采集高速汽油发动机瞬态工况参数，通过多参数敏感度分析，确定影响瞬态空燃比控制的关键影响因素，建立进气流量预测模型；根据喷油器的动态流量特性、喷雾特性及蒸发率建立燃油动态流量模型；通过进气流量预测模型和燃油动态流量模型建立空燃比预测算法；通过氧传感器反馈控制算法，修正进气流量预测模型；模型训练寻优，得到瞬态空燃比控制策略；根据设定的目标空燃比计算喷油器喷油脉宽，并以此喷油脉宽作为喷油指令执行喷油动作；重复步骤。本发明在高速汽油发动机瞬态工况下可以快速准确预测进气流量的变化趋势，有效实现瞬态空燃比精确控制，降低排放，同时保证良好的动力性。

技术领域

本发明涉及发动机电控的技术领域，具体说是一种高速汽油发动机瞬态工况空燃比的控制方法。

背景技术

近年来，随着环境污染、能源稀缺问题日益严重，排放法规也因此变得越来越严格。为了解决日益严峻的排放问题，高速汽油发动机已经向着电喷的方向发展而逐渐减少传统的化油器的使用。对于日益严格的排放法规，其应对方案中依然是以三元催化转化器为主，而三元催化转化器的使用需要将空燃比控制在理论空燃比附近。高速汽油发动机在实际使用中，大部分情况下都处于节气门开度和转速突变的瞬态工况下，加大了空燃比控制的难度。如果采用单一的传统的氧传感器反馈控制，在瞬态工况下，空燃比会严重偏离理论空燃比，这不仅使发动机动力性能下降，还会影响三元催化转化器的效率，使排放恶化。故在汽油发动机瞬态工况空燃比控制策略的开发中，应在反馈控制的基础上重点研发空燃比的预测模型以及相应的控制方法，以改善控制器对瞬态工况的响应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高速汽油发动机瞬态工况空燃比的控制方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

本发明的高速汽油发动机瞬态工况空燃比的控制方法，包括以下步骤：

A、采集高速汽油发动机瞬态工况参数，将各工况参数分别作为控制影响因素相对于空燃比进行敏感度分析，得到空燃比控制超调量相对于各控制影响因素的敏感度，即各工况参数对空燃比控制的敏感度特性，根据敏感度特性确定影响瞬态空燃比控制的关键影响因素；

B、根据各关键影响因素对空燃比控制的敏感度特性建立进气流量预测模型；

C、根据各关键影响因素对空燃比控制的敏感度特性建立燃油动态流量模型；

D、通过进气流量预测模型和燃油动态流量模型建立空燃比预测算法，将采集到的当前工作循环的发动机工况参数输入进气流量预测模型得到发动机未来工作循环的进气流量预测值；将进气流量预测模型输出的未来工作循环的进气流量预测值和目标空燃比带入燃油动态流量模型得到未来工作循环进入发动机气缸的循环喷油量，将循环喷油量输入到喷油器模型中，得出喷油器的喷油脉宽；建立瞬变工况补偿修正模型，通过发动机及整车瞬态工况标定试验，获得基于发动机瞬态工况参数及其变化率的三维补偿脉宽脉谱图，补偿脉宽与喷油脉宽相结合得出最终执行喷油脉宽，将最终执行喷油脉宽作为喷油指令发送至汽油机的喷油器以执行喷油动作；

E、通过遗传算法进行待定系数的训练寻优，确定各模型中的待定系数，得到最终模型和瞬态空燃比控制策略；

F、将控制策略传输至ECU，执行瞬态空燃比控制策略，改变工况参数和目标空燃比，通过氧传感器测量实际空燃比，建立进气流量预测修正模型，以氧传感器测量的实际空燃比与目标空燃比的差值作为进气流量预测修正模型的输入，通过进气流量预测修正模型的输出来修正进气流量预测值，得到修正后的进气流量预测值；

G、将修正后的进气流量预测值输入燃油动态流量模型，通过喷油器模型和瞬变工况补偿修正重新得到最终喷油脉宽，并以最终执行喷油脉宽作为喷油指令使汽油机执行喷油动作；

H、重复上述步骤E、F、G。