本發(fā)明涉及天然發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種天然發(fā)動機(jī)扭矩響應(yīng)方法。

背景技術(shù)：

天然氣和電混動動力車型的發(fā)動機(jī)扭矩響應(yīng)的精度對換擋和整車性能有極大的影響，目前現(xiàn)有的扭矩響應(yīng)方式均為開環(huán)響應(yīng)，即發(fā)動機(jī)收到扭矩指令后，響應(yīng)固定的節(jié)氣門開度(節(jié)氣門開度決定進(jìn)氣量、燃空比和點火角)，沒有根據(jù)扭矩目標(biāo)值對輸出的扭矩進(jìn)行修正，所以由于發(fā)動機(jī)環(huán)境和邊界條件的的變化，發(fā)動機(jī)輸出的扭矩與目標(biāo)值會有偏差。這會導(dǎo)致?lián)Q擋不平順甚至換擋失敗，利用發(fā)動機(jī)扭矩給整車限速的會限速失敗，及其他利用發(fā)動機(jī)扭矩的功能也不能正常工作，不能滿足整車對發(fā)動機(jī)的扭矩要求，嚴(yán)重影響整車駕駛性，不利于發(fā)動機(jī)的匹配。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種使發(fā)動機(jī)扭矩輸出可控精確、且能夠滿足整車要求的天然氣發(fā)動機(jī)扭矩閉環(huán)響應(yīng)方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種天然氣發(fā)動機(jī)扭矩閉環(huán)響應(yīng)方法，包括下述步驟：

步驟一，請求扭矩的響應(yīng)是以發(fā)動機(jī)計算扭矩的準(zhǔn)確性為基礎(chǔ)，為保證扭矩計算的準(zhǔn)確性，精確計算天然氣流量、精確標(biāo)定發(fā)動機(jī)各點的摩擦扭矩和熱效率；

步驟二，發(fā)動機(jī)收到命令扭矩占參考扭矩的百分比后，首先轉(zhuǎn)換成占各個轉(zhuǎn)速外特性指示扭矩的百分比；

步驟三，查表獲得發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷對應(yīng)的節(jié)氣門開度表，發(fā)動機(jī)輸出一個節(jié)氣門開度；

步驟四，根據(jù)此時實際的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量、空燃比、點火角、熱效率、摩擦扭矩計算出此時的發(fā)動機(jī)指示扭矩，用此時的發(fā)動機(jī)指示扭矩除以參考扭矩，得到發(fā)動機(jī)輸出扭矩的百分比；

步驟五，比較發(fā)動機(jī)輸出扭矩的百分比與命令扭矩的百分比的大小，通過PID控制調(diào)整節(jié)氣門開度使發(fā)動機(jī)輸出扭矩百分比與命令扭矩百分比一致。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述摩擦扭矩的標(biāo)定方法：用電力測功機(jī)倒拖發(fā)動機(jī)，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行到各個轉(zhuǎn)速和出水溫度點，記錄電力測功機(jī)的扭矩值，穩(wěn)定后的測功機(jī)扭矩值即是發(fā)動機(jī)摩擦扭矩。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述熱效率表的標(biāo)定方法：調(diào)整測功機(jī)和發(fā)動機(jī)油門信號電壓，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在各個轉(zhuǎn)速和各個進(jìn)氣量點，標(biāo)定熱效率表使軟件計算的凈扭矩和臺架測得的一致。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述燃?xì)饬髁康挠嬎惴椒ǎ焊鶕?jù)天然氣噴射閥噴射前后壓差、天然氣噴射閥處燃料溫度和天然氣噴射閥噴嘴數(shù)量、天然氣噴射閥噴嘴口徑和噴射脈寬計算天然氣流量。

由于采用了上述技術(shù)方案，一種天然氣發(fā)動機(jī)扭矩閉環(huán)響應(yīng)方法，包括下述步驟：步驟一，請求扭矩的響應(yīng)是以發(fā)動機(jī)計算扭矩的準(zhǔn)確性為基礎(chǔ)，為保證扭矩計算的準(zhǔn)確性，精確計算天然氣流量、精確標(biāo)定發(fā)動機(jī)各點的摩擦扭矩和熱效率；步驟二，發(fā)動機(jī)收到命令扭矩占參考扭矩的百分比后，首先轉(zhuǎn)換成占各個轉(zhuǎn)速外特性指示扭矩的百分比；步驟三，查表獲得發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷對應(yīng)的節(jié)氣門開度表，發(fā)動機(jī)輸出一個節(jié)氣門開度；步驟四，根據(jù)此時實際的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量、空燃比、點火角、熱效率、摩擦扭矩計算出此時的發(fā)動機(jī)指示扭矩，用此時的發(fā)動機(jī)指示扭矩除以參考扭矩，得到發(fā)動機(jī)輸出扭矩的百分比；步驟五，比較發(fā)動機(jī)輸出扭矩的百分比與命令扭矩的百分比的大小，通過PID控制調(diào)整節(jié)氣門開度使發(fā)動機(jī)輸出扭矩百分比與命令扭矩百分比一致；本發(fā)明可以實現(xiàn)在發(fā)動機(jī)環(huán)境邊界條件發(fā)生變化的情況下，發(fā)動機(jī)實際輸出的扭矩與扭矩命令值零差異?？捎行p少自動變速箱換擋失敗率和換擋異響問題，使利用發(fā)動機(jī)扭矩的整車限速更準(zhǔn)確，及其他利用發(fā)動機(jī)扭矩的功能能正常工作，優(yōu)化了發(fā)動機(jī)的整車匹配，提高了發(fā)動機(jī)的性能，改善了整車的駕駛性能。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1是本發(fā)明實施例的扭矩閉環(huán)響應(yīng)流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例的燃?xì)饬髁坑嬎惴椒ㄊ疽鈭D。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種天然氣發(fā)動機(jī)扭矩閉環(huán)響應(yīng)方法，包括下述步驟：

步驟一，請求扭矩的響應(yīng)是以發(fā)動機(jī)計算扭矩的準(zhǔn)確性為基礎(chǔ)，為保證扭矩計算的準(zhǔn)確性，精確計算天然氣流量、精確標(biāo)定發(fā)動機(jī)各點的摩擦扭矩和熱效率；

由于發(fā)動機(jī)的摩擦扭矩主要與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和水溫有關(guān)，所以摩擦扭矩的標(biāo)定表格可以做成橫縱坐標(biāo)分別是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)出水溫度。熱效率主要與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、空燃比、點火角有關(guān)，又空燃比、點火角由進(jìn)氣量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速決定，所以熱效率標(biāo)定表格橫縱坐標(biāo)可以分別做成發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量(進(jìn)氣量由節(jié)氣門后進(jìn)氣總管壓力代替)。

步驟二，發(fā)動機(jī)收到命令扭矩占參考扭矩的百分比后，首先轉(zhuǎn)換成占各個轉(zhuǎn)速外特性指示扭矩的百分比；

步驟三，查表獲得發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷對應(yīng)的節(jié)氣門開度表，發(fā)動機(jī)輸出一個節(jié)氣門開度；

步驟四，根據(jù)此時實際的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量、空燃比、點火角、熱效率、摩擦扭矩計算出此時的發(fā)動機(jī)指示扭矩，用此時的發(fā)動機(jī)指示扭矩除以參考扭矩，得到發(fā)動機(jī)輸出扭矩的百分比；

步驟五，比較發(fā)動機(jī)輸出扭矩的百分比與命令扭矩的百分比的大小，通過PID控制調(diào)整節(jié)氣門開度使發(fā)動機(jī)輸出扭矩百分比與命令扭矩百分比一致。

所述摩擦扭矩的標(biāo)定方法：用電力測功機(jī)倒拖發(fā)動機(jī)，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行到各個轉(zhuǎn)速和出水溫度點，記錄電力測功機(jī)的扭矩值，穩(wěn)定后的測功機(jī)扭矩值即是發(fā)動機(jī)摩擦扭矩。

所述熱效率表的標(biāo)定方法：調(diào)整測功機(jī)和發(fā)動機(jī)油門信號電壓，使發(fā)動機(jī)運(yùn)行在各個轉(zhuǎn)速和各個進(jìn)氣量點，標(biāo)定熱效率表使軟件計算的凈扭矩和臺架測得的一致。

如圖2所示，所述燃?xì)饬髁康挠嬎惴椒ǎ焊鶕?jù)天然氣噴射閥噴射前后壓差、天然氣噴射閥處燃料溫度和天然氣噴射閥噴嘴數(shù)量、天然氣噴射閥噴嘴口徑和噴射脈寬計算天然氣流量。

實現(xiàn)本發(fā)明所述的響應(yīng)過程需要以下設(shè)置：

1.發(fā)動機(jī)外特性的指示扭矩占參考扭矩的百分比表。

標(biāo)定此表的方法：運(yùn)行發(fā)動機(jī)外特性點，得到發(fā)動機(jī)外特性凈扭矩值，將臺架測得凈扭矩值加上對應(yīng)的摩擦扭矩后除以參考扭矩得到百分比數(shù)填入此表。

2.發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷對應(yīng)的進(jìn)氣道節(jié)氣門開度前饋表。

標(biāo)定此表的方法：在用can-oe設(shè)備模擬整車控制器給發(fā)動機(jī)發(fā)送扭矩百分比報文，調(diào)整各個轉(zhuǎn)速、各個負(fù)荷的節(jié)氣門開度，使輸出扭矩百分比等于命令扭矩百分比。

3.以命令扭矩百分比為目標(biāo)值調(diào)整節(jié)氣門開度使輸出扭矩百分比與命令扭矩百分比一致的一套PID調(diào)節(jié)裝置。

PID控制器由比例單元(P)、積分單元(I)、微分單元(D)組成。其輸入e(t)與輸出的關(guān)系u(t)的關(guān)系為u(t)＝kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt]式中積分的上下限分別是0和t，因此它的傳遞函數(shù)為：G(s)＝U(s)/E(s)＝kp[1+1/(TI*s+TD*s],其中kp為比例系數(shù)；TI為積分時間常數(shù)；TD為微分時間常數(shù)。

由于本發(fā)明是通過調(diào)整節(jié)氣門實現(xiàn)閉環(huán)，為預(yù)防與其他控制節(jié)氣門的控制程序發(fā)生干涉，所以要加入一個PID貢獻(xiàn)率放大率的表格，為使此表格在全區(qū)域都能起作用，此表格的橫縱坐標(biāo)可分別為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷。

本發(fā)明中，精確標(biāo)定熱效率表使軟件計算的凈扭矩值準(zhǔn)確，精確標(biāo)定扭矩響應(yīng)節(jié)氣門開度使扭矩響應(yīng)不考慮環(huán)境變化的情況下準(zhǔn)確，整車控制器根據(jù)需求發(fā)出扭矩命令值，發(fā)動機(jī)根據(jù)扭矩命令值會響應(yīng)一個節(jié)氣門開度(節(jié)氣門開度決定進(jìn)氣量、燃空比和點火角等計算扭矩的關(guān)鍵參數(shù))，此時比較發(fā)動機(jī)輸出的扭矩值與命令值，以扭矩命令值為目標(biāo)值通過PID控制調(diào)整節(jié)氣門開度使發(fā)動機(jī)輸出的扭矩值與目標(biāo)值一致。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。