[發明專利]天然氣發動機TSC轉速控制負載預估前饋控制方法

有效

• 申請號: 201811199688.5
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN109162816B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 李玉帥
• 申請（專利權）人: 濰柴西港新能源動力有限公司
• 主分類號: F02D41/14
• 分類號: F02D41/14;F02D41/00;F02D31/00;F02D19/02
• 代理公司: 濰坊博強專利代理有限公司 37244
• 代理人: 李偉

本發明公開了一種天然氣發動機TSC轉速控制負載預估前饋控制方法，在天然氣發動機的電子控制單元ECU的處理下完成，先對形成標定時間表、標定轉動慣量表、標定節氣門開度表和標定PID值表，利用發動機的當前轉速與TSC請求轉速的差值，配合計算轉速變化率，最終轉化為預設節氣門開度值，對發動機的轉速進行初步調整，初步調整后會形成新的轉速差，再利用該差值對應的PID值對發動機的轉速進行二次調節，可以使發動機轉速快速、穩定的響應到請求轉速，能夠同時兼顧轉速變化的響應性和穩定性，發動機平穩運行會增加發動機使用壽命，同時降低氣耗量、提高駕駛舒適性。

技術領域

本發明涉及一種天然氣發動機TSC轉速控制負載預估前饋控制方法。

背景技術

目前，市場上的客車均應用的天然氣發動機，為了保證客車運行的穩定性，需要對天然氣發動機的轉速進行控制。目前對天然氣發動機TSC1轉速控制采用的控制策略僅為PID控制，通過控制PID來調整發動機進氣量，達到轉速控制的目的。由于PID單獨控制的局限性，主要存在問題如下：

(1)PID轉速控制難以兼顧發動機轉速變化的響應性和穩定性：提高PI值，會增加轉速變化的響應性，轉速穩定性降低；降低PI值，轉速變化穩定性提高，但是會降低轉速響應性，因此很難找到一個平衡點，同時兼顧轉速變化的響應性和穩定性；

(2)TSC1轉速控制不穩，會影響發動機的穩定性，降低發動機的使用壽命，同時還存在增加氣耗量、降低駕駛舒適性的缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在發動機轉速調整時，能夠兼顧發動機轉速調整穩定性和響應性的天然氣發動機TSC轉速控制負載預估前饋控制方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：天然氣發動機TSC轉速控制負載預估前饋控制方法，在天然氣發動機的電子控制單元ECU的處理下完成，包括以下步驟，

步驟一、利用現有的發動機標定方法，對所述天然氣發動機轉速變化所用時間進行標定，即得標定時間表，將所述標定時間表存儲于所述電子控制單元ECU內；

利用現有的發動機標定方法，對所述天然氣發動機轉速變化的轉動標量進行標定，即得標定轉動慣量表，將所述標定轉動慣量表存儲于所述電子控制單元ECU內；

利用現有的發動機標定方法，計算出所述天然氣發動機不同轉速對應的扭矩，并記錄不同扭矩對應的節氣門開度，即得標定節氣門開度表，將所述標定節氣門開度表存儲于所述電子控制單元ECU內；

天然氣發動機轉速發生變化時，需要利用PID調節器輸出的PID值對天然氣發動機的節氣門進行調節，利用現有的發動機標定方法，對所述天然氣發動機不同轉速差時，PID調節器輸出的PID值進行標定，即得標定PID值表，將所述標定PID值表存儲于所述電子控制單元ECU內；

步驟二、所述天然氣發動機帶負載運行，利用轉速傳感器實時檢測所述天然氣發動機的轉速，輸送并存儲至所述電子控制單元ECU中；

步驟三、發送TSC請求轉速至所述電子控制單元ECU，所述電子控制單元ECU根據接收所述TSC請求轉速時對應的所述天然氣發動機的當前轉速，調取所述標定時間表和所述標定轉動慣量表內相應的參數，得出接收所述TSC請求轉速時對應的標定時間和標定轉動慣量，并利用該標定時間計算出天然氣發動機的轉速變化率，計算公式為：

|天然氣發動機的當前轉速-TSC請求轉速|/標定時間＝轉速變化率；

步驟四、所述電子控制單元ECU利用所述轉速變化率計算出天然氣發動機的曲軸角加速度，計算方法為：對所述轉速變化率求一階導數，所得值即為天然氣發動機的曲軸角加速度；

步驟五、通過所述電子控制單元ECU利用步驟三得到的標定轉動慣量和步驟四得到的曲軸角加速度，計算出天然氣發動機的扭矩，計算方法為：曲軸角加速度×標定轉動慣量＝天然氣發動機的扭矩；