一种燃气量的控制方法及装置与流程

本申请主要涉及发动机燃烧，特别涉及一种燃气量的控制方法及装置。

背景技术：

1、对于天然气发动机，过量空气系数的控制十分关键。过量空气系数是实际空燃比与理论空燃比的比值，其中，理论空燃比为每克燃料完全燃烧，所需的最少的空气克数；实际空燃比则为实际燃烧过程中，空气与燃气的混合气中空气与燃气的质量之比。对于采用当量燃烧技术路线的发动机，需要将过量空气系数控制在1附近，即实际空燃比接近理论空燃比；此时，燃烧中产生的nox(氮氧化物)和hc(碳氢化物)的排放量较低。

2、目前，为了保证发动机的当量燃烧，主要的控制思路为，通过实际空气量计算需要喷射的燃气量，再根据计算得到的燃气量，实现燃气的喷射，使得实际空气量和实际燃气量的比值接近理论空燃比，从而使得过量空气系数满足当量燃烧要求。

3、在稳定工况下，上述控制过程中空气量的变化较为平稳，空气和燃气在混合时也能维持相对固定的比例。然而，在瞬态工况下，例如油门短时间内急剧变化的情况下，空气量也会相应地急剧变化，此时如果采用根据实际空气量确定燃气喷射量的控制策略，由于电力延迟、机械延迟、气体流动延迟等因素，实际燃气量的变化难以和实际空气量的变化及时同步，即发动机系统中燃气的响应速度慢于空气，从而无法实现空气和燃气到达混合点进行混合时，实际空气量和实际燃气量的比值满足预设比例，造成过量空气系数偏大或偏小，而过量空气系数偏大或偏小都可能导致nox和hc等废气的排放量超标。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种燃气量的控制方法及装置，能够在空气量急剧变化时实现对燃气量的及时修正，提高了发动机系统中燃气量变化的响应速度。

2、一方面，本申请提供了一种燃气量的控制方法，所述方法包括：

3、获取发动机的扭矩需求，根据所述扭矩需求，计算设定空气流量，所述设定空气流量用于表征设定空气量随时间变化的信号；

4、将所述设定空气流量输入微分跟踪器，根据所述微分跟踪器，输出所述设定空气流量的变化率；

5、基于预先标定的第一对应关系，根据所述设定空气流量的变化率和所述发动机的转速，确定第一修正系数，所述第一对应关系用于表征设定空气流量的变化率、发动机的转速和第一修正系数之间的对应关系；

6、根据所述第一修正系数，控制燃气量的喷射。

7、可选的，所述方法还包括：

8、将所述设定空气流量输入微分惯性控制器，得到第二修正系数；所述微分惯性控制器用于获取所述设定空气量的强瞬态变化；

9、所述根据所述第一修正系数，控制燃气量的喷射，包括：

10、根据所述第一修正系数和所述第二修正系数，控制燃气量的喷射。

11、可选的，所述方法还包括：

12、基于预先标定的第二对应关系，根据所述发动机的转速和所述发动机的节气门开度，确定是否需要对燃气量进行修正，所述第二对应关系用于表征所述转速、所述节气门开度和是否需要对燃气量进行修正的对应关系；

13、若否，则不对燃气量进行修正；

14、若是，则执行所述根据所述第一修正系数，控制燃气量的喷射。

15、可选的，所述基于预先标定的第一对应关系，根据所述设定空气流量的变化率和所述发动机的转速，确定第一修正系数包括：

16、基于预先标定的第一对应关系，根据所述设定空气流量的变化率和所述发动机的转速，得到滤波前的第一修正系数；

17、将所述滤波前的第一修正系数输入低通滤波器，确定所述第一修正系数。

18、可选的，所述根据所述微分惯性控制器，得到第二修正系数包括：

19、根据所述微分惯性控制器，得到滤波前的第二修正系数；

20、将所述滤波前的第二修正系数输入低通滤波器，得到所述第二修正系数。

21、可选的，所述根据所述第一修正系数，控制燃气量的喷射，包括：

22、根据所述第一修正系数，确定燃气的修正量；

23、根据所述设定空气流量，确定燃气的设定量；

24、将所述燃气的设定量和所述燃气的修正量相加得到燃气的喷射量，根据所述燃气的喷射量控制所述燃气量的喷射。

25、可选的，所述根据所述设定空气流量，确定燃气的设定量，包括：

26、根据所述设定空气流量，计算得到节气门的需求开度；

27、根据所述节气门的需求开度，对节气门开度进行控制，并确定实际空气量；

28、根据所述实际空气量，确定所述燃气的设定量。

29、另一方面，本申请还提供了一种燃气量的控制装置，所述装置包括：

30、空气流量计算单元，用于获取发动机的扭矩需求，根据所述扭矩需求，计算设定空气流量，所述设定空气流量用于表征设定空气量随时间变化的信号；

31、变化率跟踪单元，用于将所述设定空气流量输入微分跟踪器，根据所述微分跟踪器，输出所述设定空气流量的变化率；

32、第一修正系数确定单元，用于基于预先标定的第一对应关系，根据所述设定空气流量的变化率和所述发动机的转速，确定第一修正系数，所述第一对应关系用于表征设定空气流量的变化率、发动机的转速和第一修正系数之间的对应关系；

33、喷射控制单元，用于根据所述第一修正系数，控制燃气量的喷射。

34、另一方面，本申请还提供了一种设备，所述设备包括：处理器和存储器；

35、所述存储器，用于存储指令；

36、所述处理器，用于执行所述存储器中的所述指令，执行以上方面所述的方法。

37、另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序代码或指令，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行以上方面所述的方法。

38、由此可见，本申请实施例有如下有益效果：

39、本申请通过获取发动机的扭矩需求，根据扭矩需求计算设定空气流量，再将设定空气流量输入微分跟踪器，根据微分跟踪器，输出设定空气流量的变化率，并基于预先标定的第一对应关系，根据设定空气流量的变化率和发动机的转速，确定第一修正系数，从而控制燃气量的喷射。本申请中通过捕捉到设定空气流量的变化率，预测空气流量瞬态的变化趋势和幅度，从而能够在原本的控制策略的基础上，确定需要补充或减少的燃气量，在原本计算得到的燃气喷射量的基础上进行修正，从而弥补燃气量的延迟，提高了发动机系统中燃气量变化的响应速度，从而实现了空气和燃气到达混合点进行混合时，实际空气量和实际燃气量的比值满足预设比例，过量空气系数符合预设要求，有利于保证发动机排放达标。

技术特征：

1.一种燃气量的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先标定的第一对应关系，根据所述设定空气流量的变化率和所述发动机的转速，确定第一修正系数包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述微分惯性控制器，得到第二修正系数包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一修正系数，控制燃气量的喷射，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述设定空气流量，确定燃气的设定量，包括：

8.一种燃气量的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种设备，其特征在于，所述设备包括：处理器和存储器；

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有程序代码或指令，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行以上权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结
本申请提供了一种燃气量的控制方法及装置，获取发动机的扭矩需求，根据扭矩需求计算设定空气流量，再将设定空气流量输入微分跟踪器，根据微分跟踪器，输出设定空气流量的变化率，并基于预先标定的第一对应关系，根据设定空气流量的变化率和发动机的转速，确定第一修正系数，从而控制燃气量的喷射。本申请能够在原本计算得到的燃气喷射量的基础上进行修正，从而弥补燃气量的延迟，提高了发动机系统中燃气量变化的响应速度，从而实现了空气和燃气到达混合点进行混合时，实际空气量和实际燃气量的比值满足预设比例。

技术研发人员：王盼盼,江楠,程海,郭万琦
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13