[发明专利]一种提高天然气发动机工作稳定性的控制系统

说明书

本发明公开了一种提高天然气发动机工作稳定性的控制系统，应用于发动机燃烧控制技术领域，包括：天然气发动机、燃烧状态解析单元和发动机控制单元；天然气发动机与燃烧状态解析单元的输入端连接；燃烧状态解析单元与发动机控制单元的第一输入/输出端连接；发动机控制单元与天然气发动机的输入/输出端连接。本发明通过缸内燃烧闭环控制，对EGR率以及各缸的点火正时根据燃烧状态参数进行独立修正，从而达到对燃烧过程的闭环控制，能有效抑制爆震，降低缸内燃烧循环变动，提高天然气发动机工作稳定性。

技术领域

本发明涉及发动机燃烧控制技术领域，尤其涉及一种提高天然气发动机工作稳定性的控制系统。

背景技术

天然气是一种资源丰富、污染物排放低和价格低廉的清洁代用燃料。点燃式天然气发动机的常规排放明显低于传统的燃油发动机，对大气环境影响更小。点燃式天然气发动机大多采用预混进气的方式，由于发动机各缸的进气偏差以及各气缸实际压缩比的差异，导致点燃式天然气发动机的循环变动较大，影响了天然气发动机的工作稳定性。工程上可以通过优化发动机的燃烧控制算法来提高发动机的工作稳定性。

传统的发动机控制一般使用基于MAP图数据的开环控制算法来实现燃烧控制。通常使用台架标定的方法，以动力性、经济性以及排放特性为约束条件，调整天然气喷气量、点火提前角，EGR率等关键控制参数，使发动机达到标定条件下的最佳性能，将此时对应的发动机关键控制参数的具体数据制作成相应的数据表MAP，量产的发动机就按照查表的方法，获得当前工况下的控制参数，实现对发动机的控制。但是当发动机在使用过程中部件逐渐磨损、更换等原因导致发动机实际运行状态偏离发动机标定的状态时，基于MAP数据的开环控制不能实现最优的控制效果，发动机的性能将受到影响。

另外，采用进气道预混的点燃式天然气发动机，由于无法对各缸的燃烧过程进行独立控制，由于各缸进气及制造偏差引起的循环变动普遍存在。循环变动会引起发动机转速和输出扭矩的随机波动，会导致发动机出现运转不稳、抖动等现象，严重时甚至发生熄火，降低发动机的可靠性，同时也显著影响发动机的动力性和经济性。由此可见，循环变动的存在，极大的影响了天然气发动机的燃烧稳定性。

因此，提供一种提高天然气发动机工作稳定性的控制系统，克服现有技术中的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种提高天然气发动机工作稳定性的控制系统，对EGR率以及各缸的点火正时根据燃烧状态进行独立修正，从而达到对燃烧过程的闭环控制，能有效抑制爆震，降低缸内燃烧循环变动，提高天然气发动机工作稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高天然气发动机工作稳定性的控制系统，包括：天然气发动机、燃烧状态解析单元和发动机控制单元；

所述天然气发动机，与所述燃烧状态解析单元的输入端连接，用于提供缸压信号和曲轴信号，并发送至所述燃烧状态解析单元；

所述燃烧状态解析单元，与所述发动机控制单元的第一输入/输出端连接，用于利用所述缸压信号和曲轴信号，计算得到点火正时修正值和EGR率修正值，并发送至所述发动机控制单元；

所述发动机控制单元，与所述天然气发动机的输入/输出端连接，根据所述点火正时修正值和EGR率修正值对所述天然气发动机下一循环燃烧过程进行调控。

优选的，所述燃烧状态解析单元包括：缸压信号采集模块、缸压信号处理电路、脉冲信号整形电路、ECU通信模块和高能点火系统；

所述缸压信号采集模块，与所述缸压信号处理电路的第一输入端连接，用于采集所述天然气发动机的缸压信号，并将所述缸压信号发送至所述缸压信号处理电路；