[发明专利]然气发动机空燃比储氧百分比目标补偿的控制系统及策略

说明书

本发明公开了一种然气发动机空燃比储氧百分比目标补偿的控制系统及策略，其运用如前述的控制系统实现，控制策略包括：天然气发动机运行时，通过前氧传感器和后氧传感器测量三元催化器的入口和出口处的空燃比；通过后氧传感器的测量值来反馈发动机本体空燃比控制的浓稀情况；采用实时测量的连续N次后氧浓度的平均值来查询ECU中标定的ROL目标补偿曲线，从而得到一个ROL目标补偿值来修正计算ROL目标值；以及再根据修正计算出的ROL目标值来与实际ROL值进行比较，计算出前氧浓度的修正量，最终得出前氧浓度目标值。借此，可大幅提升基于储氧量百分比(ROL)控制的空燃比闭环速度，最终提升催化器入口空燃比控制精度。

技术领域

本发明是关于然气发动机排放控制策略技术领域，特别是关于一种然气发动机空燃比储氧百分比目标补偿的控制系统及策略。

背景技术

目前国六燃气发动机主流技术路线为当量+EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环系统)+TWC+路线，发动机排放通过三元催化转换器(TWC，Three Way Catalyst)处理，发动机的空燃比控制对于催化器效率影响至关重要，若空燃比控制偏浓，则CH₄和NH₃会大幅上升，若空燃比控制偏稀，则NO_x会偏高，只有空燃比控制在一定范围内，催化器的转化效率才会发挥出最大效果。现有方式是当前策略是根据实际储氧百分比与标定的目标储氧百分比进行比较输出偏差，再根据偏差进行偏浓或偏稀PI闭环控制，输出前氧修正量，从而得到最终的前氧闭环目标。当后氧浓度的存在浓稀频繁切换的情况时，则可能会出现储氧百分比计算不准确的情况，从而导致对前氧浓度修正浓稀不准确，不利于空燃比高精度控制，最终导致催化器入口处的空燃比控制会偏离最佳转化窗口，尾气中的各个污染物转换效率下降。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种然气发动机空燃比储氧百分比目标补偿的控制系统及策略，其能够利用ECU实时监控催化器的后氧浓度，通过连续测量的N次后氧浓度计算后氧浓度的平均值来查询储氧量百分比(ROL)目标补偿值的补偿策略，从而大幅提升基于储氧量百分比(ROL)控制的空燃比闭环速度，最终提升催化器入口空燃比控制精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种然气发动机空燃比储氧百分比目标补偿的控制系统，包括发动机本体、EGR、增压器、三元催化器以及前氧传感器和后氧传感器；发动机本体包括进气侧和排气侧；EGR连通设置在发动机本体的进气侧和排气侧的管路之间；增压器设置在进气侧的进气口处和排气侧的排气口处；三元催化器设置在增压器的排气口处；前氧传感器和后氧传感器分别设置在三元催化器的入口和出口位置处。

在一优选的实施方式中，然气发动机空燃比储氧百分比目标补偿的控制系统还包括中冷器以及节气门；中冷器设置在发动机本的进气侧的增压器的后部；节气门设置在发动机本的进气侧的中冷器的后部；其中空气经过增压器的进气端、中冷器、节气门以及进气侧进入发动机本体，燃烧后的废气经排气侧、增压器的排气端、前氧传感器、三元催化器以及后氧传感器后排入大气，其中部分的废气从排气侧经过EGR、进气侧后再进入至发动机本体进行循环。

为实现上述目的，本发明还提供了一种然气发动机空燃比储氧百分比目标补偿的控制策略，其运用如前述的控制系统实现，控制策略包括：天然气发动机运行时，通过前氧传感器和后氧传感器测量三元催化器的入口和出口处的空燃比；通过后氧传感器的测量值来反馈发动机本体空燃比控制的浓稀情况；采用实时测量的连续N次后氧浓度的平均值来查询ECU中标定的ROL目标补偿曲线，从而得到一个ROL目标补偿值来修正计算ROL目标值；以及再根据修正计算出的ROL目标值来与实际ROL值进行比较，计算出前氧浓度的修正量，最终得出前氧浓度目标值。

在一优选的实施方式中，然气发动机空燃比储氧百分比目标补偿的控制策略还包括连续N次后氧浓度的平均值的计算包括下列公式：