一种天然气发动机高原功率损失补偿控制方法与流程

本发明涉及天然气发动机技术领域，尤其涉及一种天然气发动机高原功率损失补偿控制方法。

背景技术：

随着能源的紧缺以及人们对车用发动机性能的要求越来越高，天然气发动机经济性和动力性的要求越来越高，而且天然气发动机运行的环境也越来越广泛。天然气发动机逐渐被使用在高海拔地区上的情况越来越多，天然气主要由气态低分子烃和非烃气体混合组成，燃烧产物主要是二氧化碳和水蒸汽，产生的危害人类呼吸系统健康的物质极少，基本不产生固体残渣。而且，天然气在大气温度下均为气体，比重较空气轻，一旦泄漏，会立即向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，不会对土壤造成污染，并且价格低廉，具有使用安全、热值高、洁净等优势。

但是，由于天然气发动机与柴油机结构上的区别，其在使用时，主要通过进气量控制燃料的喷射，受高海拔对增压器能力的影响，容易导致发动机功率损失大，动力不足等问题，从而影响了整个天然气发动机的性能和应用推广。

目前，现有产品没有对天然气发动机高海拔功率修正的措施，只是基于发动机的运行工况进行进气量、空燃比、点火提前角的控制，缺少环境检测，缺少相关修正，适应性差，影响产品推广。

由此而见，如何减小发动机高海拔运行的功率损失，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明的目的是提供一种天然气发动机高原功率损失补偿控制方法，天然气发动机通过该方法解决了高原地区动力不足的问题，本方法具有成本低，可靠性高的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种天然气发动机高原功率损失补偿控制方法，包括以下步骤：

获取大气压力传感器采集的大气压力值；

判断所述大气压力值是否与预设定压力值相匹配；

如果匹配，则，得出对应的海拔范围和对应发动机运行的状态信号；

根据所述状态信号，获取发动机所需实时扭矩；

根据所述实时扭矩和所述海拔范围，获取对应的功率损失比例；

根据所述功率损失比例，生成对应的功率补偿信号；

根据所述功率补偿信号，控制进气压力修正、控制空燃比修正或/和控制点火提前修正，来进行功率补偿。

优选方式为，所述控制进气压力修正，具体是：

根据所述海拔范围和所述实时扭矩，控制增压器的进气量，使不同所述海拔范围下发动机进气量相同。

优选方式为，所述控制方法还包括以下步骤:

获取发动机进气压力值；

判断进气压力值是否与预设定的进气压力值相匹配；

如果匹配，则得到进气压力目标值修正因子；

根据所述进气压力目标值修正因子，控制所述增压器的进气量。

优选方式为，所述控制空燃比修正，具体是：

根据所述功率补偿信号，调取对应的空燃比修正因子；

根据所述空燃比修正因子，调整空燃比。

优选方式为，所述控制点火提前修正，具体是：

根据所述功率补偿信号，调取对应的点火提前修正因子；

根据所述点火提前修正因子，调整点火提前角度。

优选方式为，还包括预设定步骤，在该步骤中：预先设定与大气压力值对应的海拔范围、发动机运行的状态信号，以及预设定与扭矩和海拔范围对应的功率损失比例。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的天然气发动机高原功率损失补偿控制方法，通过获取大气压力传感器采集的大气压力值，来判断发动机工作的海拔范围以及得到对应发动机的状态信号；然后根据状态信号，获取发动机所需实时扭矩，再根据实时扭矩和海拔范围，获取对应的功率损失比例；最后根据功率损失比例，生成对应的功率补偿信号，根据功率补偿信号，控制进气压力修正、控制空燃比修正或/和控制点火提前修正，来进行功率补偿，使发动机避免出现动力不足的情况。由上述可知，本发明是通过检测大气压力等环境因素，来精确控制发动机运行的状态信号，并根据运行的状态信号使用不同的点火提前角、进气压力和空燃比控制，以优化发动机的整体性能，并且保证动力性和经济性；并且本发明无需改动硬件结构，只需设置增压器大气压力传感器即可，有效的提升了产品的市场认可度和竞争力，满足各种应用环境，扩大产品推广。

附图说明

图1是本发明天然气发动机高原功率损失补偿控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种天然气发动机高原功率损失补偿控制方法，包括以下步骤：

步骤s1、获取大气压力传感器采集的大气压力值；本例中由ecu来读取大气压力传感器所采集的信号，ecu为(为electroniccontrolunit的英文缩写)的中文意思为电子控制单元。大气压力传感器采集到实时大气压力后，将其转换成电压信号，传输给ecu。

步骤s2、判断大气压力值是否与预设定压力值相匹配；续上，ecu接收到大气压力传感器采集的电压信号后，对电压信号进行识别等处理，然后根据识别结果，将其与预先设置的大气压力值进行匹配。

步骤s3、如果匹配，则得出对应的海拔范围，以及得出对应发动机运行的状态信号；此步骤中，由ecu根据匹配结果，得出对应的存储地址，根据存储地址调取对应的海拔范围、发动机运行的状态信号，此处的海拔范围和发动机运行的状态信号可为预先设定的。

步骤s4、根据状态信号，获取发动机所需实时扭矩，此处所需实时扭矩可为预设定的，也可通过现有的算法等计算出来的；

步骤s5、根据实时扭矩和海拔范围，获取对应的功率损失比例，此处功率损失比例可通过反复试验得出数据，然后利用预设定模块设定的；

步骤s6、根据功率损失比例，生成对应的功率补偿信号；同上，此功率补偿信号可由现有的算法算出，也可是根据经验预先设定的。

步骤s7、根据功率补偿信号，控制进气压力修正、控制空燃比修正或/和控制点火提前修正，来进行功率补偿。

本实施例中，控制进气压力修正，具体是：根据海拔范围和实时扭矩，控制增压器的进气量，使不同海拔范围下发动机进气量相同，使发动机输出扭矩稳定，功率相同。

控制进气压力修正的原理是：根据不同的大气压力值和发动机扭矩需求进行发动机进气压力控制修正，保证不同大气压力(海拔范围)下发动机进气量的一致性；根据发动机进气压力目标值修正来调节进气量的需求；此处，通过增压器控制，调整发动机目标进气压力，进而保证发动机进气量满足发动机不同工况下的性能需求。

基于上述原理，本例的控制方法还包括以下步骤：

获取发动机进气压力值；

判断进气压力值是否与预设定的进气压力值相匹配；

如果匹配，则得到进气压力目标值修正因子；

根据进气压力目标值修正因子，控制增压器的进气量。

本实施例，控制空燃比修正，具体是：根据海拔范围和实时扭矩，控制增压器的进气量，使不同海拔范围下发动机进气量相同。

控制空燃比修正的原理是：由于海拔影响，增压器的转速及压比限制等因素，发动机的进气压力的修正不能满足发动机所有工况的功率补偿需求，尤其低转速区间，大气压力低导致增压器能力受限，需要通过控制空燃比，提高燃料浓度，调整新鲜空气和燃料配比，补偿发动机的扭矩输出。同时基于发动机的扭矩需求和大气压力范围，进行不同的空燃比修正控制，用以覆盖发动机的大部分运行工况。

本实施例中，控制点火提前修正，具体是：根据所述功率补偿信号，调取对应的点火提前修正因子；根据所述点火提前修正因子，调整点火提前角度。

控制点火提前修正的原理是：由于高原环境发动机进气量不足、空燃比控制策略调整等原因，容易导致发动机缸内燃烧不稳定，需要通过调整控制点火提前角的策略保证发动机燃烧的稳定性，同时也可以通过点火提前角的调整来提高发动机的排气温度，进而提高发动机的排气能量，进一步提高增压器的工作效率。用来补偿发动机的功率损失。

本实施例还包括预设定步骤，在该步骤中：预先设定与大气压力值对应的海拔范围、发动机运行的状态信号，以及预设定与扭矩和海拔范围对应的功率损失比例。

综上所述，本发明的天然气发动机高原功率损失补偿控制方法，通过检测大气压力等环境因素，来精确控制发动机运行的状态信号，并根据状态信号使用不同的点火提前角、进气压力和空燃比控制，以优化发动机的整体性能，并且保证动力性和经济性；并且本发明无需改动硬件结构，只需设置增压器大气压力传感器即可，有效的提升了产品的市场认可度和竞争力，满足各种应用环境，扩大产品推广。还具有成本低，可靠性高的优点。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种天然气发动机高原功率损失补偿控制方法结构的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。