本發(fā)明屬于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能控制領(lǐng)域，具體涉及一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣質(zhì)自學(xué)習(xí)裝置及其使用方法，適用于校正燃?xì)忾]環(huán)系統(tǒng)的目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)。

背景技術(shù)：

天然氣作為汽車(chē)代用燃料具有眾所周知的諸多優(yōu)點(diǎn)，它是一種蘊(yùn)藏在地下的碳?xì)浠衔锟扇細(xì)怏w，其來(lái)源主要有四種：從氣井開(kāi)采出來(lái)的氣田氣；伴隨石油一起開(kāi)采出來(lái)的油田伴生氣；含石油輕質(zhì)餾分的凝析氣田氣；從礦井下煤層中抽出的煤礦礦井氣。天然氣的成分相當(dāng)復(fù)雜，組分差別很大，不同地區(qū)、不同礦井開(kāi)采出來(lái)的天然氣，成分及其熱值均不相同。經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)現(xiàn)，其成分的差別對(duì)一般工業(yè)行業(yè)影響不大，但對(duì)于車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能還是有相當(dāng)大的影響，特別是當(dāng)車(chē)輛進(jìn)行長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)，可能會(huì)更換好幾種氣源，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能不佳。

目前的電控天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)大多通過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)修正燃?xì)鈬娚涿}寬，以期達(dá)到理想的發(fā)動(dòng)機(jī)性能狀態(tài)。通過(guò)把寬域氧傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上測(cè)量氧濃度來(lái)反饋實(shí)測(cè)的過(guò)量空氣系數(shù)，由ecu接收后對(duì)比實(shí)測(cè)值和目標(biāo)值差距來(lái)對(duì)噴氣量進(jìn)行補(bǔ)償(增加或減少)，這就是目前普遍使用的燃?xì)忾]環(huán)控制方法。該方法的前提是以標(biāo)定的不變目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)作為閉環(huán)反饋的指導(dǎo)方向，而氣質(zhì)的變化會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)發(fā)生變化，當(dāng)氣質(zhì)成分變化較大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)性能會(huì)嚴(yán)重下降，進(jìn)而影響用戶使用。因此這種燃?xì)忾]環(huán)控制方法無(wú)法解決由于氣質(zhì)的變化導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能不佳的問(wèn)題。

中國(guó)專利申請(qǐng)公布號(hào)為cn103047035a，申請(qǐng)公布日為2013年4月17日的發(fā)明專利公開(kāi)了一種基于uego的焦?fàn)t氣發(fā)動(dòng)機(jī)自適應(yīng)空燃比控制方法，該方法在uego的基礎(chǔ)上，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量、燃料供氣量與測(cè)得的過(guò)量空氣系數(shù)計(jì)算燃料理論化學(xué)計(jì)量空燃比，當(dāng)理論化學(xué)計(jì)量空燃比與作用于前饋控制的化學(xué)計(jì)量空燃比差值滿足一定條件時(shí)，通過(guò)增量式pid控制器對(duì)作用于前饋控制的化學(xué)計(jì)量空燃比進(jìn)行修正，并通過(guò)自學(xué)習(xí)模塊，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)將修正后的化學(xué)計(jì)量空燃比寫(xiě)入eeprom存儲(chǔ)器，在發(fā)動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)時(shí)可快速讀取并寫(xiě)入ram，作用于空燃比前饋控制。雖然其可實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比快速而準(zhǔn)確的自適應(yīng)控制，但并未實(shí)現(xiàn)燃?xì)忾]環(huán)系統(tǒng)目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)的校正。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無(wú)法校正燃?xì)忾]環(huán)系統(tǒng)的目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)的問(wèn)題，提供一種用于校正燃?xì)忾]環(huán)系統(tǒng)目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣質(zhì)自學(xué)習(xí)裝置及其使用方法。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣質(zhì)自學(xué)習(xí)裝置，包括自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊、自學(xué)習(xí)模塊，所述自學(xué)習(xí)模塊用于校正目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，其輸入端與自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)的修正值和偏移系數(shù)計(jì)算模塊、氧傳感器的輸出端電連。

所述裝置還包括氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊，所述氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊的輸出端均與自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊的輸入端電連。

一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣質(zhì)自學(xué)習(xí)裝置的使用方法，依次包括以下步驟：

s1、所述自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊實(shí)時(shí)判斷是否滿足自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件，若是，執(zhí)行s2；

s2、所述自學(xué)習(xí)模塊先接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)的修正值和偏移系數(shù)計(jì)算模塊的信號(hào)以及氧傳感器實(shí)測(cè)的當(dāng)前目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，然后根據(jù)以下公式計(jì)算出校正后的目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)：

其中，fac_1為修正值，fac_2為偏移系數(shù)，lamda_desire為當(dāng)前目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，lamada_desire_new為校正后的目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)。

所述裝置還包括氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊，所述氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊的輸出端均與自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊的輸入端電連；

步驟s2中，所述自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件為：氣瓶壓力值或液位值上升且發(fā)動(dòng)機(jī)在連續(xù)的設(shè)定時(shí)間t內(nèi)處于低速小負(fù)荷工況。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣質(zhì)自學(xué)習(xí)裝置包括自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊、自學(xué)習(xí)模塊，自學(xué)習(xí)模塊用于校正目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，其輸入端與自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)的修正值和偏移系數(shù)計(jì)算模塊、氧傳感器的輸出端電連，使用時(shí)，自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊控制激活自學(xué)習(xí)模塊，自學(xué)習(xí)模塊則根據(jù)接收到的來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)的修正值和偏移系數(shù)計(jì)算模塊的信號(hào)以及氧傳感器實(shí)測(cè)的當(dāng)前目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)計(jì)算出校正后的過(guò)量空氣系數(shù)，閉環(huán)系統(tǒng)就會(huì)以校正后的過(guò)量空氣系數(shù)作為目標(biāo)值來(lái)進(jìn)行閉環(huán)反饋控制，該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了氣質(zhì)變化后對(duì)目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)及時(shí)、有效的校正，使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠有效發(fā)揮其性能特性。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了氣質(zhì)變化后對(duì)目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)及時(shí)、有效的校正。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。

圖中：自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1、自學(xué)習(xí)模塊2、發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)的修正值和偏移系數(shù)計(jì)算模塊3、氧傳感器4、氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊5、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊6。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣質(zhì)自學(xué)習(xí)裝置，包括自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1、自學(xué)習(xí)模塊2，所述自學(xué)習(xí)模塊2用于校正目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，其輸入端與自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1、發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)的修正值和偏移系數(shù)計(jì)算模塊3、氧傳感器4的輸出端電連。

所述裝置還包括氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊5、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊6，所述氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊5、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊6的輸出端均與自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1的輸入端電連。

一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣質(zhì)自學(xué)習(xí)裝置的使用方法，依次包括以下步驟：

s1、所述自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1實(shí)時(shí)判斷是否滿足自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件，若是，執(zhí)行s2；

s2、所述自學(xué)習(xí)模塊2先接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)的修正值和偏移系數(shù)計(jì)算模塊3的信號(hào)以及氧傳感器4實(shí)測(cè)的當(dāng)前目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，然后根據(jù)以下公式計(jì)算出校正后的目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)：

其中，fac_1為修正值，fac_2為偏移系數(shù)，lamda_desire為當(dāng)前目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，lamada_desire_new為校正后的目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)。

所述裝置還包括氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊5、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊6，所述氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊5、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊6的輸出端均與自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1的輸入端電連；

步驟s2中，所述自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件為：氣瓶壓力值或液位值上升且發(fā)動(dòng)機(jī)在連續(xù)的設(shè)定時(shí)間t內(nèi)處于低速小負(fù)荷工況。

本發(fā)明的原理說(shuō)明如下：

自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件：當(dāng)車(chē)輛在加氣站進(jìn)行燃?xì)饧幼⒑?，若使用的燃?xì)鉃閏ng，則氣瓶的壓力表會(huì)升高；若使用的是lng，則氣瓶的液位表會(huì)升高。當(dāng)ecu再次上電后，對(duì)氣瓶壓力值和氣瓶液位值進(jìn)行檢測(cè)，若氣瓶壓力值或氣瓶液位值高于上次下電時(shí)的值一定范圍，則認(rèn)為當(dāng)前車(chē)輛已進(jìn)行了燃?xì)獾募幼?，即滿足激活氣質(zhì)自學(xué)習(xí)的條件一；當(dāng)車(chē)輛運(yùn)行后，如果發(fā)動(dòng)機(jī)在連續(xù)的設(shè)定時(shí)間t內(nèi)處于低速小負(fù)荷工況(可使用相對(duì)進(jìn)氣充量和空氣流量?jī)蓚€(gè)參數(shù)來(lái)作為閾值)，則認(rèn)為滿足激活氣質(zhì)自學(xué)習(xí)的條件二。當(dāng)條件一、二都滿足就會(huì)激活自學(xué)習(xí)模塊2。

本發(fā)明所述修正值fac_1是指閉環(huán)控制中通過(guò)氧傳感器反饋實(shí)測(cè)過(guò)量空氣系數(shù)和目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)的差別去修正燃料噴射量的一個(gè)系數(shù)，所述fac_2是fac_1經(jīng)過(guò)一定條件的學(xué)習(xí)后的學(xué)習(xí)值。

實(shí)施例1：

參見(jiàn)圖1，一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣質(zhì)自學(xué)習(xí)裝置，包括自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1、自學(xué)習(xí)模塊2、氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊5、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊6，所述自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1的輸入端與氣瓶壓力值和液位值檢測(cè)模塊5、發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷工況判斷模塊6的輸出端電連，所述自學(xué)習(xí)模塊2用于校正目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，其輸入端與自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1、發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)的修正值和偏移系數(shù)計(jì)算模塊3、氧傳感器4的輸出端電連。

一種天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣質(zhì)自學(xué)習(xí)裝置的使用方法，依次包括以下步驟：

s1、所述自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件判斷模塊1實(shí)時(shí)判斷是否滿足自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件，若是，執(zhí)行s2，其中，所述自學(xué)習(xí)啟動(dòng)條件為：氣瓶壓力值或液位值上升且發(fā)動(dòng)機(jī)在連續(xù)的設(shè)定時(shí)間t內(nèi)處于低速小負(fù)荷工況；

s2、所述自學(xué)習(xí)模塊2先接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)的修正值和偏移系數(shù)計(jì)算模塊3的信號(hào)以及氧傳感器4實(shí)測(cè)的當(dāng)前目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，然后根據(jù)以下公式計(jì)算出校正后的目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)：

其中，fac_1為修正值，fac_2為偏移系數(shù)，lamda_desire為當(dāng)前目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，lamada_desire_new為校正后的目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)。

為考察本發(fā)明方法的有效性，進(jìn)行了以下試驗(yàn)：更換熱值較低的氣質(zhì)后，若不采用本發(fā)明所述自學(xué)習(xí)方法，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力下降了15％；若使用本發(fā)明自學(xué)習(xí)方法校正目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力馬上恢復(fù)。因此，本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)過(guò)量空氣系數(shù)及時(shí)、有效的校正。