[發明專利]高速汽油發動機瞬態工況空燃比的控制方法

有效

• 申請號: 201810885330.1
• 申請日: 2018-08-06
• 公開（公告）號: CN109184932B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 胡春明;劉娜;魏石峰
• 申請（專利權）人: 天津內燃機研究所（天津摩托車技術中心）
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙) 12217
• 代理人: 王山

一種高速汽油發動機瞬態工況空燃比的控制方法，包括以下步驟：采集高速汽油發動機瞬態工況參數，通過多參數敏感度分析，確定影響瞬態空燃比控制的關鍵影響因素，建立進氣流量預測模型；根據噴油器的動態流量特性、噴霧特性及蒸發率建立燃油動態流量模型；通過進氣流量預測模型和燃油動態流量模型建立空燃比預測算法；通過氧傳感器反饋控制算法，修正進氣流量預測模型；模型訓練尋優，得到瞬態空燃比控制策略；根據設定的目標空燃比計算噴油器噴油脈寬，并以此噴油脈寬作為噴油指令執行噴油動作；重復步驟。本發明在高速汽油發動機瞬態工況下可以快速準確預測進氣流量的變化趨勢，有效實現瞬態空燃比精確控制，降低排放，同時保證良好的動力性。

技術領域

本發明涉及發動機電控的技術領域，具體說是一種高速汽油發動機瞬態工況空燃比的控制方法。

背景技術

近年來，隨著環境污染、能源稀缺問題日益嚴重，排放法規也因此變得越來越嚴格。為了解決日益嚴峻的排放問題，高速汽油發動機已經向著電噴的方向發展而逐漸減少傳統的化油器的使用。對于日益嚴格的排放法規，其應對方案中依然是以三元催化轉化器為主，而三元催化轉化器的使用需要將空燃比控制在理論空燃比附近。高速汽油發動機在實際使用中，大部分情況下都處于節氣門開度和轉速突變的瞬態工況下，加大了空燃比控制的難度。如果采用單一的傳統的氧傳感器反饋控制，在瞬態工況下，空燃比會嚴重偏離理論空燃比，這不僅使發動機動力性能下降，還會影響三元催化轉化器的效率，使排放惡化。故在汽油發動機瞬態工況空燃比控制策略的開發中，應在反饋控制的基礎上重點研發空燃比的預測模型以及相應的控制方法，以改善控制器對瞬態工況的響應。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種高速汽油發動機瞬態工況空燃比的控制方法。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:

本發明的高速汽油發動機瞬態工況空燃比的控制方法，包括以下步驟：

A、采集高速汽油發動機瞬態工況參數，將各工況參數分別作為控制影響因素相對于空燃比進行敏感度分析，得到空燃比控制超調量相對于各控制影響因素的敏感度，即各工況參數對空燃比控制的敏感度特性，根據敏感度特性確定影響瞬態空燃比控制的關鍵影響因素；

B、根據各關鍵影響因素對空燃比控制的敏感度特性建立進氣流量預測模型；

C、根據各關鍵影響因素對空燃比控制的敏感度特性建立燃油動態流量模型；

D、通過進氣流量預測模型和燃油動態流量模型建立空燃比預測算法，將采集到的當前工作循環的發動機工況參數輸入進氣流量預測模型得到發動機未來工作循環的進氣流量預測值；將進氣流量預測模型輸出的未來工作循環的進氣流量預測值和目標空燃比帶入燃油動態流量模型得到未來工作循環進入發動機氣缸的循環噴油量，將循環噴油量輸入到噴油器模型中，得出噴油器的噴油脈寬；建立瞬變工況補償修正模型，通過發動機及整車瞬態工況標定試驗，獲得基于發動機瞬態工況參數及其變化率的三維補償脈寬脈譜圖，補償脈寬與噴油脈寬相結合得出最終執行噴油脈寬，將最終執行噴油脈寬作為噴油指令發送至汽油機的噴油器以執行噴油動作；

E、通過遺傳算法進行待定系數的訓練尋優，確定各模型中的待定系數，得到最終模型和瞬態空燃比控制策略；

F、將控制策略傳輸至ECU，執行瞬態空燃比控制策略，改變工況參數和目標空燃比，通過氧傳感器測量實際空燃比，建立進氣流量預測修正模型，以氧傳感器測量的實際空燃比與目標空燃比的差值作為進氣流量預測修正模型的輸入，通過進氣流量預測修正模型的輸出來修正進氣流量預測值，得到修正后的進氣流量預測值；

G、將修正后的進氣流量預測值輸入燃油動態流量模型，通過噴油器模型和瞬變工況補償修正重新得到最終噴油脈寬，并以最終執行噴油脈寬作為噴油指令使汽油機執行噴油動作；

H、重復上述步驟E、F、G。