[发明专利]天然气发动机TSC转速控制负载预估前馈控制方法

说明书

本发明公开了一种天然气发动机TSC转速控制负载预估前馈控制方法，在天然气发动机的电子控制单元ECU的处理下完成，先对形成标定时间表、标定转动惯量表、标定节气门开度表和标定PID值表，利用发动机的当前转速与TSC请求转速的差值，配合计算转速变化率，最终转化为预设节气门开度值，对发动机的转速进行初步调整，初步调整后会形成新的转速差，再利用该差值对应的PID值对发动机的转速进行二次调节，可以使发动机转速快速、稳定的响应到请求转速，能够同时兼顾转速变化的响应性和稳定性，发动机平稳运行会增加发动机使用寿命，同时降低气耗量、提高驾驶舒适性。

技术领域

本发明涉及一种天然气发动机TSC转速控制负载预估前馈控制方法。

背景技术

目前，市场上的客车均应用的天然气发动机，为了保证客车运行的稳定性，需要对天然气发动机的转速进行控制。目前对天然气发动机TSC1转速控制采用的控制策略仅为PID控制，通过控制PID来调整发动机进气量，达到转速控制的目的。由于PID单独控制的局限性，主要存在问题如下：

(1)PID转速控制难以兼顾发动机转速变化的响应性和稳定性：提高PI值，会增加转速变化的响应性，转速稳定性降低；降低PI值，转速变化稳定性提高，但是会降低转速响应性，因此很难找到一个平衡点，同时兼顾转速变化的响应性和稳定性；

(2)TSC1转速控制不稳，会影响发动机的稳定性，降低发动机的使用寿命，同时还存在增加气耗量、降低驾驶舒适性的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在发动机转速调整时，能够兼顾发动机转速调整稳定性和响应性的天然气发动机TSC转速控制负载预估前馈控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：天然气发动机TSC转速控制负载预估前馈控制方法，在天然气发动机的电子控制单元ECU的处理下完成，包括以下步骤，

步骤一、利用现有的发动机标定方法，对所述天然气发动机转速变化所用时间进行标定，即得标定时间表，将所述标定时间表存储于所述电子控制单元ECU内；

利用现有的发动机标定方法，对所述天然气发动机转速变化的转动标量进行标定，即得标定转动惯量表，将所述标定转动惯量表存储于所述电子控制单元ECU内；

利用现有的发动机标定方法，计算出所述天然气发动机不同转速对应的扭矩，并记录不同扭矩对应的节气门开度，即得标定节气门开度表，将所述标定节气门开度表存储于所述电子控制单元ECU内；

天然气发动机转速发生变化时，需要利用PID调节器输出的PID值对天然气发动机的节气门进行调节，利用现有的发动机标定方法，对所述天然气发动机不同转速差时，PID调节器输出的PID值进行标定，即得标定PID值表，将所述标定PID值表存储于所述电子控制单元ECU内；

步骤二、所述天然气发动机带负载运行，利用转速传感器实时检测所述天然气发动机的转速，输送并存储至所述电子控制单元ECU中；

步骤三、发送TSC请求转速至所述电子控制单元ECU，所述电子控制单元ECU根据接收所述TSC请求转速时对应的所述天然气发动机的当前转速，调取所述标定时间表和所述标定转动惯量表内相应的参数，得出接收所述TSC请求转速时对应的标定时间和标定转动惯量，并利用该标定时间计算出天然气发动机的转速变化率，计算公式为：

|天然气发动机的当前转速-TSC请求转速|/标定时间＝转速变化率；

步骤四、所述电子控制单元ECU利用所述转速变化率计算出天然气发动机的曲轴角加速度，计算方法为：对所述转速变化率求一阶导数，所得值即为天然气发动机的曲轴角加速度；

步骤五、通过所述电子控制单元ECU利用步骤三得到的标定转动惯量和步骤四得到的曲轴角加速度，计算出天然气发动机的扭矩，计算方法为：曲轴角加速度×标定转动惯量＝天然气发动机的扭矩；