一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正的方法和装置制造方法及图纸

一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正的方法和装置，该方法包括：发动机在同一工况实际空气环境和标定时的空气环境进入缸内的干空气量相等；存储发动机各个工况的标定空气环境和标定节气门开度；对发动机进气量进行空气环境自适应修正；计算标定干空气流量和标定水蒸气流量以及实际干空气流量和实际水蒸气流量；计算空气流量修正值；使得调整后实际进入气缸内的干空气质量流量和标定干空气质量流量相等；最终节气门的开度等于节气门开度标定值和节气门开度修正值之和，控制器进行驱动输出。该装置包括数据存储模块、数据采集模块、差值计算模块、修正值计算模块和控制输出模块。本发明专利技术能够减少空气环境变化对天然气发动机进气量产生的影响。发动机进气量产生的影响。发动机进气量产生的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正的方法和装置


[0001]本专利技术属于天然气发动机控制领域，具体涉及一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正的方法和装置。

技术介绍

[0002]天然气作为化石能源向非化石能源过渡的最优选择之一，具有储量量丰富，价格低廉，燃烧清洁等优点，目前已经广泛应用于船舶，城市公交以及重型卡车。为达到国六排放标准，天然气发动机从稀燃变为当量比燃烧策略，必须对进入发动机气缸内的空气量进行精确的控制。实际中发现发动机在不同空气环境同一工况下输出功率不同，造成驾驶性存在差异。这种现象的产生是由于在不同空气环境下实际进入气缸内参与燃烧的空气量不同。因此如何消除或降低不同空气环境对天然气发动机进气量的影响是一个有待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正的方法和装置，以减少空气环境变化对天然气发动机进气量产生的影响。
[0004]本专利技术采用如下技术方案来实现的：
[0005]一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法，包括以下步骤：
[0006]1)将空气环境中的空气分为干空气和水蒸气两部分，进入发动机气缸内参与燃烧的是空气中的干空气部分，通过调节节气门的开度使得发动机在同一工况实际空气环境和标定时的空气环境进入发动机缸内的干空气量相等；
[0007]2)在发动机控制器内存储发动机各个工况的标定空气环境和标定节气门开度；
[0008]3)采集节气门前实际空气温度、湿度和空气流量，将实际空气流量值假设分为实际干空气流量和实际水蒸气流量两部分；
[0009]4)当实际空气湿度和标定空气湿度的差值大于设定阈值或者实际空气温度和标定空气温度的差值大于设定阈值时，对发动机进气量进行空气环境自适应修正；
[0010]5)用当前空气流量值计算标定空气环境下的标定干空气流量和标定水蒸气流量以及实际空气环境下的实际干空气流量和实际水蒸气流量；
[0011]6)根据实际干空气流量和标定干空气流量的差值计算空气流量修正值；
[0012]7)根据空气流量修值查空气流量和节气门开度map表格得到节气门开度修正值，使得节气门开度调整之后实际进入气缸内的干空气质量流量和标定干空气质量流量相等；
[0013]8)通过调节节气门开度，降低空气环境对天然气发动机进气量的影响，改善缸内燃烧，最终节气门的开度等于节气门开度标定值和节气门开度修正值之和；
[0014]9)控制器按照最终的节气门开度进行驱动输出。
[0015]本专利技术进一步的改进在于，步骤2)中，所述标定空气环境是指发动机在标定参数时对应的空气湿度，空气压力以及空气湿度，标定参数时对应的空气湿度，空气压力以及空
气湿度存储在控制器内部。
[0016]本专利技术进一步的改进在于，步骤2)中，所述标定节气门开度，指在发动机标定时预存在控制器内部的节气门开度，节气门开度和工况对应。
[0017]本专利技术进一步的改进在于，步骤3)中，所述实际空气温度、湿度和空气流量是指发动机运行时空气环境参数。
[0018]本专利技术进一步的改进在于，步骤5)中，所述当前空气流量值是指节气门前空气流量计在发动机运行时采集到的空气流量值。
[0019]本专利技术进一步的改进在于，步骤6)中，所述空气流量修正值是指在相同的发动机工况下，实际流经节气门的空气流量和标定的节气门空气流量之差。
[0020]一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正装置，包括：
[0021]数据存储模块，用于存储发动机标定时的温度和湿度以及各个工况下的标定节气门开度；
[0022]数据采集模块，用于采集节气门前实际空气温度、实际空气湿度和实际空气流量；
[0023]差值计算模块，用于根据数据采集模块的数据计算相同工况下标定干空流量和实际干空流量差值；
[0024]修正值计算模块，用于根据差值计算模块计算得到的标定干空气流量和实际干空气流量的流量差值计算节气门开度修正值；
[0025]控制输出模块，用于根据数据存储模块存储的标定节气门开度和节气门修正值计算得到的最终节气门开度的需求值，并驱动输出。
[0026]一种车辆，所述车辆包括：
[0027]一个或多个处理器；
[0028]存储器，用于存储一个或多个程序；
[0029]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1至6中任一项所述的天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法。
[0030]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法的步骤。
[0031]本专利技术至少具有如下有益的技术效果：
[0032](1)本专利技术能够在线计算当前环境下发动机实际干空气流量，通过和数据存储模块中的标定干空气流量进行差值计算，进行节气门调节，降低因环境湿度的变化对天然气进气充量的影响。
[0033](2)本专利技术对原有发动机本体改动少，没有增加过多的传感器及执行器，系统简单，成本低。
[0034](3)本专利技术提供的一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法和装置，也可以应用于对空气充量计算精度要求较高的气体发动机，具有较强的拓展性。
[0035](4)本专利技术提供的一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法和装置，可以精确控制发动机的进气量，使发动机缸内燃烧控制在目标过量空气系数下，能有效减少排放。
附图说明
[0036]图1为本专利技术中一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法流程图；
[0037]图2为本专利技术中一种空气流量的假设示意图；
[0038]图3为本专利技术中一种天然气发动机进气量空气环境自适的修正方法流程图；
[0039]图4为本专利技术中一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正装置结构图。
具体实施方式
[0040]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0041]实施例一：
[0042]本专利技术实施例一提供了一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法流程图，参考图1。一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法包括步骤S101～S105。
[0043]步骤S101，通过安装在节气门前的空气温度计、湿度计、流量计采集当前空气温度、湿度和流量。
[0044]步骤S102，计算流经节气门的实际干空气流量和实际水蒸气流量。
[0045]进一步的，通过采集到的节气门前空气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将空气环境中的空气分为干空气和水蒸气两部分，进入发动机气缸内参与燃烧的是空气中的干空气部分，通过调节节气门的开度使得发动机在同一工况实际空气环境和标定时的空气环境进入发动机缸内的干空气量相等；2)在发动机控制器内存储发动机各个工况的标定空气环境和标定节气门开度；3)采集节气门前实际空气温度、湿度和空气流量，将实际空气流量值假设分为实际干空气流量和实际水蒸气流量两部分；4)当实际空气湿度和标定空气湿度的差值大于设定阈值或者实际空气温度和标定空气温度的差值大于设定阈值时，对发动机进气量进行空气环境自适应修正；5)用当前空气流量值计算标定空气环境下的标定干空气流量和标定水蒸气流量以及实际空气环境下的实际干空气流量和实际水蒸气流量；6)根据实际干空气流量和标定干空气流量的差值计算空气流量修正值；7)根据空气流量修值查空气流量和节气门开度map表格得到节气门开度修正值，使得节气门开度调整之后实际进入气缸内的干空气质量流量和标定干空气质量流量相等；8)通过调节节气门开度，降低空气环境对天然气发动机进气量的影响，改善缸内燃烧，最终节气门的开度等于节气门开度标定值和节气门开度修正值之和；9)控制器按照最终的节气门开度进行驱动输出。2.根据权利要求1所述的一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法，其特征在于，步骤2)中，所述标定空气环境是指发动机在标定参数时对应的空气湿度，空气压力以及空气湿度，标定参数时对应的空气湿度，空气压力以及空气湿度存储在控制器内部。3.根据权利要求1所述的一种天然气发动机进气量空气环境自适应修正方法，其特征在于，步骤2)中，所述标定节气门开度，指在发动机标定时预存在控制器内部的节气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维，汤成龙，姚晓新，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：