專利名稱：配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩自學(xué)習(xí)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)稀薄燃燒尾氣控制技術(shù)，具體地涉及一種實(shí)現(xiàn)配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)周期性交替運(yùn)行在稀燃工作狀態(tài)和濃燃工作狀態(tài)時保持輸出轉(zhuǎn)速及扭矩恒定的控制方法。
背景技術(shù)：
汽油機(jī)稀燃技術(shù)可以有效地提高汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，并降低HC、CO的排放，然而由于發(fā)動機(jī)排出的尾氣處于氧含量過剩的氛圍，使得傳統(tǒng)的三效催化轉(zhuǎn)化器TWC失效，無法在富氧環(huán)境下高效去除N0X。這就需要采用尾氣后處理技術(shù)來降低稀燃條件下大量產(chǎn)生的NOx排放。NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器LNT (Lean-NOx-Trap)可以有效地降低稀燃汽油機(jī)NOx的排放。稀燃汽油機(jī)在采用NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化后處理器LNT工作時，其必須周期性地交替工作于稀燃工作狀態(tài)(NOx吸附過程)和濃燃工作狀態(tài)(NOx還原過程)，以便完成LNT的在發(fā)動機(jī)稀燃狀態(tài)吸附NOx和濃燃狀態(tài)還原NOx排放物過程。如果單純地保持節(jié)氣門開度不變，僅通過燃油噴射量保持一定的混合器濃度，必然會使汽油機(jī)對外輸出扭矩產(chǎn)生較大的波動，引起發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的較大變化，使得車輛的駕駛性能惡化。因此需要一種可以保持稀燃汽油機(jī)在濃稀轉(zhuǎn)換時基本保持對外輸出轉(zhuǎn)速及扭矩不變的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在空燃比稀、濃燃或濃、稀燃之間階躍變化過程中，保證汽油機(jī)轉(zhuǎn)速及扭矩恒定輸出的自學(xué)習(xí)控制方法。配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩自學(xué)習(xí)控制方法，定義:不同空燃比A/F時轉(zhuǎn)速、扭矩和節(jié)氣門開度的MAP圖為原機(jī)MAP圖，其中原機(jī)MAP圖又可分為原機(jī)濃燃MAP圖和原機(jī)稀燃MAP圖；不同空燃比A/F及不同點(diǎn)火提前角條件下以轉(zhuǎn)速、扭矩和節(jié)氣門開度的MAP圖為輔助MAP圖，其中輔助MAP圖又可分為輔助濃燃MAP圖和輔助稀燃MAP圖；步驟一:發(fā)動機(jī)空燃比周期性的階躍變化過程中，監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩輸出變化；步驟二:當(dāng)發(fā)動機(jī)在稀、濃燃或者濃、稀燃之間切換時，首先采用原機(jī)MAP圖調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，直至轉(zhuǎn)速的波動絕對值小于某個設(shè)定的特定值Q，且扭矩波動絕對值小于某個設(shè)定的特定值P時；此過程為粗調(diào)節(jié)過程；步驟三:如果步驟二的調(diào)節(jié)不能實(shí)現(xiàn)扭矩輸出與切換之前相同，采用輔助MAP圖調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角，直至稀、濃燃或者濃、稀燃之間切換之后的扭矩輸出與切換之前相同；此過程為細(xì)調(diào)節(jié)過程；所述原機(jī)MAP圖、輔助MAP圖處于動態(tài)調(diào)整過程中，當(dāng)由稀燃吸附過程切換到濃燃再生過程時，記 錄下本次過程中轉(zhuǎn)速的偏差，將此偏差作為輸入量，在發(fā)動機(jī)以稀燃吸附過程運(yùn)行時，通過一定的算法計算出下次再生過程時對空燃比節(jié)氣門開度以及點(diǎn)火定時的修正量，并記下每次產(chǎn)生的修正量以及每次再生過程轉(zhuǎn)速的偏差，將各個偏差進(jìn)行比較，并將轉(zhuǎn)速偏差在合格波動范圍內(nèi)時對應(yīng)的各修正量作為增量MAP圖儲存，將不符合要求的偏差所對應(yīng)的修正量剔除，依此規(guī)律不斷循環(huán)往復(fù)。若輔助MAP圖在不同點(diǎn)火提前角及節(jié)氣門開度條件下的轉(zhuǎn)速及扭矩曲線交叉點(diǎn)存在多個與原機(jī)MAP圖轉(zhuǎn)速及扭矩交叉點(diǎn)相同的情況，則采用與交叉點(diǎn)相同個數(shù)最多的點(diǎn)火提前角的MAP圖。作為優(yōu)選方案:所述Q=50rpm ;所述P=5N.m。每次發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，都存儲一定次數(shù)的最優(yōu)偏差及對應(yīng)的修正量，以備停機(jī)時上位機(jī)對其進(jìn)行分析。從控制論的角度出發(fā)，只要算法選用合理，以上學(xué)習(xí)過程是一個偏差逐漸收斂的過程?？梢圆捎肞ID算法為基礎(chǔ)，借鑒模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理，在試驗(yàn)的過程中逐漸找到最優(yōu)的算法。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于:通過MAP圖的動態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門開度和點(diǎn)火提前角的最優(yōu)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了濃、稀燃燒過程切換時，扭矩和轉(zhuǎn)速控制在駕駛者可以接受的范圍內(nèi)；既保證了 LNT對NOx的處理，也保證了駕駛者或乘車者的舒適性。


圖1是實(shí)施例1中改造的CA3GA2電控稀燃汽油機(jī)在空燃比A/F為12時各節(jié)氣門開度下扭矩隨轉(zhuǎn)速的變化曲線，即:原機(jī)濃燃MAP圖。圖2是實(shí)施例1中改造的CA3GA2電控稀燃汽油機(jī)在空燃比A/F為20時，通過自學(xué)習(xí)得到的各節(jié)氣門開度下扭矩隨轉(zhuǎn)速的變化曲線各節(jié)氣門開度下扭矩隨轉(zhuǎn)速的變化曲線，即:原機(jī)稀燃自學(xué)習(xí)MAP圖。
具體實(shí)施方式
在本實(shí)施例中:選擇改造的CA3GA2電控稀燃汽油機(jī)，濃燃空燃比A/F為12，稀燃空燃比 A/F 為 20 ；Q=50rpm ；P=5N.m。配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩自學(xué)習(xí)控制方法，定義:不同空燃比A/F時轉(zhuǎn)速、扭矩和節(jié)氣門開度的MAP圖為原機(jī)MAP圖，其中原機(jī)MAP圖又可分為原機(jī)濃燃MAP圖和原機(jī)稀燃MAP圖；不同空燃比A/F及不同點(diǎn)火提前角條件下以轉(zhuǎn)速、扭矩和節(jié)氣門開度的MAP圖為輔助MAP圖，其中輔助MAP圖又可分為輔助濃燃MAP圖和輔助稀燃MAP圖；步驟一:發(fā)動機(jī)空燃比周期性的階躍變化過程中，監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩輸出變化；步驟二:當(dāng)發(fā)動機(jī)在稀、濃燃或者濃、稀燃之間切換時，首先采用原機(jī)MAP圖調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，直至轉(zhuǎn)速的波動絕對值小于某個設(shè)定的特定值Q，且扭矩波動絕對值小于某個設(shè)定的特定值P時；此過程為粗調(diào)節(jié)過程；步驟三:如果步驟二的調(diào)節(jié)不能實(shí)現(xiàn)扭矩輸出與切換之前相同，采用輔助MAP圖調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角，直至稀、濃燃或者濃、稀燃之間切換之后的扭矩輸出與切換之前相同；此過程為細(xì)調(diào)節(jié)過程；
所述原機(jī)MAP圖、輔助MAP圖處于動態(tài)調(diào)整過程中，當(dāng)濃燃再生過程時，記錄下本次過程中轉(zhuǎn)速的偏差，將此偏差作為輸入量，在發(fā)動機(jī)以稀燃吸附過程運(yùn)行時，通過一定的算法計算出下次再生過程時對空燃比節(jié)氣門開度以及點(diǎn)火定時的修正量，并記下每次產(chǎn)生的修正量以及每次再生過程轉(zhuǎn)速的偏差，將各個偏差進(jìn)行比較，并將轉(zhuǎn)速偏差在合格波動范圍內(nèi)時對應(yīng)的各修正量作為增量MAP圖儲存，將不符合要求的偏差所對應(yīng)的修正量剔除，依此規(guī)律不斷循環(huán)往復(fù)?！?br> 權(quán)利要求
1.配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩自學(xué)習(xí)控制方法， 定義:不同空燃比A/F時轉(zhuǎn)速、扭矩和節(jié)氣門開度的MAP圖為原機(jī)MAP圖，其中原機(jī)MAP圖又可分為原機(jī)濃燃MAP圖和原機(jī)稀燃MAP圖；不同空燃比A/F及不同點(diǎn)火提前角條件下以轉(zhuǎn)速、扭矩和節(jié)氣門開度的MAP圖為輔助MAP圖，其中輔助MAP圖又可分為輔助濃燃MAP圖和輔助稀燃MAP圖； 其特征在于: 步驟一:發(fā)動機(jī)空燃比周期性的階躍變化過程中，監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩輸出變化； 步驟二:當(dāng)發(fā)動機(jī)在稀、濃燃或者濃、稀燃之間切換時，首先采用原機(jī)MAP圖調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度，直至轉(zhuǎn)速的波動絕對值小于某個設(shè)定的特定值Q，且扭矩波動絕對值小于某個設(shè)定的特定值P時；此過程為粗調(diào)節(jié)過程； 步驟三:如果步驟二的調(diào)節(jié)不能實(shí)現(xiàn)扭矩輸出與切換之前相同，采用輔助MAP圖調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角，直至稀、濃燃或者濃、稀燃之間切換之后的扭矩輸出與切換之前相同；此過程為細(xì)調(diào)節(jié)過程； 所述原機(jī)MAP圖、輔助MAP圖處于動態(tài)調(diào)整過程中，當(dāng)濃燃再生過程時，記錄下本次過程中轉(zhuǎn)速的偏差，將此偏差作為輸入量，在發(fā)動機(jī)以稀燃吸附過程運(yùn)行時，通過一定的算法計算出下次再生過程時對空燃比節(jié)氣門開度以及點(diǎn)火定時的修正量，并記下每次產(chǎn)生的修正量以及每次再生過程轉(zhuǎn)速的偏差，將各個偏差進(jìn)行比較，并將轉(zhuǎn)速偏差在合格波動范圍內(nèi)時對應(yīng)的各修正量作為增量MAP圖儲存，將不符合要求的偏差所對應(yīng)的修正量剔除，依此規(guī)律不斷循環(huán)往復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩自學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于:若輔助MAP圖在不同點(diǎn)火提前角及節(jié)氣門開度條件下的轉(zhuǎn)速及扭矩曲線交叉點(diǎn)存在多個與原機(jī)MA P圖轉(zhuǎn)速及扭矩交叉點(diǎn)相同的情況，則采用與交叉點(diǎn)相同個數(shù)最多的點(diǎn)火提前角的MAP圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩自學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于:所述Q=50rpm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩自學(xué)習(xí)控制方法，其特征在于:所述P=5N.m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)周期性交替運(yùn)行在稀燃工作狀態(tài)和濃燃工作狀態(tài)時保持輸出轉(zhuǎn)速及扭矩恒定的自學(xué)習(xí)控制方法。發(fā)動機(jī)空燃比周期性的階躍變化過程中，監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、扭矩輸出變化；當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的波動絕對值小于某個設(shè)定的特定值Q，且扭矩波動絕對值小于某個設(shè)定的特定值P時，采用原機(jī)MAP圖運(yùn)行；否則采用輔助MAP圖運(yùn)行；所述原機(jī)MAP圖、輔助MAP圖處于動態(tài)調(diào)整過程中。本發(fā)明通過MAP圖的動態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門開度和點(diǎn)火提前角的最優(yōu)調(diào)節(jié)；既保證了LNT對NOx的處理，也保證了駕駛者或乘車者的舒適性。
文檔編號F02D29/02GK103244291SQ20131014753
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者李志軍, 劉磊, 陳韶舒, 楊陽, 岳東鵬 申請人:天津大學(xué)