[发明专利]一种天然气发动机瞬态空燃比控制方法

说明书

本发明涉及一种天然气发动机瞬态空燃比控制方法，包括以下步骤：基于发动机转速和进气压力/进气流量，得到基本进气量；基于发动机转速变化率、节气门开度变化率和基本进气量，得到进气量修正值；基于进气量修正值和目标空燃比，得到基本燃气喷射量；基于目标空燃比和空燃比检测值，并基于反馈控制系统的时间延迟，得到燃气喷射量修正量；基于燃气喷射量修正量和基本燃气喷射量，得到最终燃气喷射量；基于最终燃气喷射量确定燃气喷射系统的PWM输出，实现发动机瞬态空燃比控制。与现有技术相比，本发明对瞬态工况下的进气量测算值进行了修正，并考虑了空燃比调整的时延特性，使发动机瞬态空燃比控制更加准确。

技术领域

本发明涉及发动机控制领域，尤其是涉及一种天然气发动机瞬态空燃比控制方法。

背景技术

天然气用作发动机的燃料具有经济、低排污和可替代日益短缺的石油资源等优点，因而得到广泛的应用。然而，天然气发动的优势需要有合理的燃烧组织与控制才能发挥出来。天然气发动机基本沿用汽油机的工作方式，可以采用经典电控制方式进行控制，即在稳态工况，利用氧传感器反馈，闭环控制过量空气系数。

中国发明专利CN108119246A根据实测空燃比与理论空燃比的偏差，调整EGR阀控制电机PWM波占空比，以实现对空燃比的调节，该方法未考虑空燃比调节的时延特性，且通过EGR阀调节空燃比本就具有滞后性，未通过节气门开度变化率和转速变化率对燃气喷射量进行补偿。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑节气门开度变化率和转速变化率对进气量的修正以及空燃比控制系统时延特性的天然气发动机瞬态空燃比控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种天然气发动机瞬态空燃比控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1：基于发动机转速n和进气压力p_in/进气流量Q_M，得到基本进气量M_air；

步骤S2：基于发动机转速变化率Δn、节气门开度变化率Δθ_throttle和基本进气量M_air，得到进气量修正值M_air'；

步骤S3：基于进气量修正值M_air'和目标空燃比AFR，得到基本燃气喷射量M_fuel；

步骤S4：基于目标空燃比AFR和空燃比检测值，并基于反馈控制系统的时间延迟T，得到燃气喷射量修正量ΔM_fuel；

步骤S5：基于燃气喷射量修正量ΔM_fuel和基本燃气喷射量M_fuel，得到最终燃气喷射量M_fuel'；

步骤S6：基于最终燃气喷射量M_fuel'确定燃气喷射系统的PWM输出，实现发动机瞬态空燃比控制。

得到基本进气量M_air的计算公式为：

M_air＝f(n，p_in)/M_air＝f(n，Q_M)。

得到进气量修正值M_air'的计算公式为：

M_air'＝M_air·η(Δn,Δθ_throttle)

其中，η为修正系数，与发动机转速变化率和节气门开度变化率正相关。

得到基本燃气喷射量M_fuel的计算公式为：