專利名稱：配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩控制系統(tǒng)的制作方法
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系統(tǒng)。
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控制系統(tǒng)。配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化 器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩控制系統(tǒng)，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；不同空燃比A/F及不同點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；系統(tǒng)包括:E⑶主控制器I，分別于E⑶主控制器相連的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測模塊2、發(fā)動機(jī)扭矩監(jiān)測模塊3、原機(jī)MAP圖存儲單元4、輔助MAP圖存儲單元5。發(fā)動機(jī)空燃比周期性的階躍變化過程中，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測模塊監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化，發(fā)動機(jī)扭矩監(jiān)測模塊監(jiān)測扭矩輸出變化；ECU主控制器首先調(diào)用原機(jī)MAP圖存儲單元中的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；如果上述調(diào)節(jié)不能實現(xiàn)扭矩輸出與切換之前相同，ECU主控制器調(diào)用輔助MAP圖存儲單元中的MAP圖運行，直至使稀、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。若輔助MAP圖在不同點火提前角及節(jié)氣門開度條件下的轉(zhuǎn)速及扭矩曲線交叉點存在多個與原機(jī)MAP圖轉(zhuǎn)速及扭矩交叉點相同的情況，則采用與交叉點相同個數(shù)最多的點火提前角的MAP圖。
作為優(yōu)選方案:所述Q=50rpm ;所述P=5N.m。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于:通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度和點火提前角，實現(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是本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。I代表E⑶主控制器，2代表發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測模塊，3代表發(fā)動機(jī)扭矩監(jiān)測模塊，4代表原機(jī)MAP圖存儲單元，5代表輔助MAP圖存儲單元，6代表發(fā)動機(jī)。圖2是實施例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。圖3是實施例1中改造的CA3GA2電控稀燃汽油機(jī)在空燃比A/F為20時各節(jié)氣門開度下扭矩隨轉(zhuǎn)速的變化曲線。
具體實施例方式實施例1:配有NOx吸附還原催化轉(zhuǎn)化器的稀燃汽油機(jī)恒扭矩控制系統(tǒng)，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；不同空燃比A/F及不同點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；系統(tǒng)包括:E⑶主控制器I，分別于E⑶主控制器相連的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測模塊2、發(fā)動機(jī)扭矩監(jiān)測模塊3、原機(jī)MAP圖存儲單 元4、輔助MAP圖存儲單元5。必須對具體的發(fā)動機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。本研究選擇CA3GA2電控汽油機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，進(jìn)行不同空燃比A/F時的轉(zhuǎn)速、扭矩和節(jié)氣門開度進(jìn)行對比實驗，從而得到發(fā)動機(jī)濃稀轉(zhuǎn)換時不同空燃比A/F時轉(zhuǎn)速、扭矩和節(jié)氣門開度的原機(jī)MAP圖，存儲于原機(jī)MAP圖存儲單元4中。在進(jìn)行輔助MAP圖的標(biāo)定時，由于此時的節(jié)氣門開度是由主控制器控制的，也是一個待標(biāo)定的對象，因此不能將其作為MAP圖的變量來對待。所以此時的MAP圖是以轉(zhuǎn)速和油門踏板位置為變量而繪制的三維MAP圖。標(biāo)定實驗時，采用將不同空燃比A/F及點火提前角時的轉(zhuǎn)速、扭矩和節(jié)氣門開度進(jìn)行對比，以便得到輔助MAP圖，存儲于輔助MAP圖存儲單元5中。當(dāng)空燃比變化時，E⑶主控制器調(diào)用原機(jī)MAP圖存儲單元中的MAP圖運行直至監(jiān)測到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及扭矩輸出處于預(yù)定范圍內(nèi)時，即:同時滿足Q〈50rpm且P〈5N.m ;E⑶主控制器開始調(diào)用輔助MAP圖存儲單元中的MAP圖調(diào)節(jié)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。對照圖2和圖3，同一轉(zhuǎn)速和扭矩點在這兩張圖上對應(yīng)不同的節(jié)氣門開度，由此得到這一點是空燃比A/F在12和20之間轉(zhuǎn)換時節(jié)氣門開度的變化量，利用插值的方法可以得到空燃比A/F在12和20之間轉(zhuǎn)換時點火提前角變化的MAP圖作為輔助MAP圖。以轉(zhuǎn)速n=1800r/min為例，當(dāng)空燃比A/F為12、節(jié)氣門開度為0.5%時，其對應(yīng)的輸出扭矩約為45N.m ;當(dāng)空燃比A/F為20時，為了保證輸出扭矩恒定，根據(jù)圖2可知，節(jié)氣門開度應(yīng)調(diào)整為
2.5%。
同理，也可以得到A/F比在12和20之間轉(zhuǎn)換時點火提前角變化的MAP圖作為輔助MAP圖。將此原始MAP圖數(shù)值存儲在E⑶的ROM中作為濃燃(空燃比A/F=12)、稀燃(空燃比A/F=20)時的原機(jī)MAP圖。其余濃、稀燃周期性階躍變化時的輔助MAP圖依照此方法一一做出并存 儲于輔助MAP圖存儲單元中，在切換時刻自動選取調(diào)用。
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)恒扭矩控制系統(tǒng)，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；不同空燃比A/F及不同點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；其特征在于，包括: E⑶主控制器(1)，分別于E⑶主控制器相連的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測模塊(2 )、發(fā)動機(jī)扭矩監(jiān)測模塊(3)、原機(jī)MAP圖存儲單元(4)、輔助MAP圖存儲單元(5)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在稀燃工作狀態(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系統(tǒng)。本發(fā)明的目的在于保證汽油機(jī)轉(zhuǎn)速及扭矩恒定輸出的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)包括ECU主控制器1，分別于ECU主控制器相連的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)測模塊2、發(fā)動機(jī)扭矩監(jiān)測模塊3、原機(jī)MAP圖存儲單元4、輔助MAP圖存儲單元5。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點在于通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度和點火提前角，實現(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。
文檔編號F02D43/00GK103244297SQ20131014753
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, 張洪洋, 侯普輝, 岳東鵬 申請人:天津大學(xué)