本技術涉及發動機控制,更具體地說,涉及一種氫氣發動機的瞬態性能優化控制方法及裝置。
背景技術:
1、氫氣發動機采用零碳燃料氫氣作為能量載體以降低碳排放,但由于氫氣燃燒速度極快的特性,在燃燒室中更容易發生爆震燃燒,對氫氣發動機本體造成傷害且降低發動機部件的可靠性。為抑制氫氣空氣混合氣的燃燒速度,通常需要更多的空氣以提高混合氣的空燃比。
2、在氫氣發動機運行過程中,空燃比被控制在2.0以上以降低爆震燃燒的風險,同時降低氮氧化合物(nox)的排放。因此,氫氣發動機穩定運行所需的空氣量要遠高于當量燃燒的點燃式發動機,受限于增壓器的瞬態響應能力,若不通過優化控制來提高氫氣發動機在瞬態工況尤其是負荷階躍時進入到發動機燃燒室中的混合氣總量,其瞬態響應性很難滿足用戶需求。
3、因此,如何通過優化控制的方法提高氫氣發動機在瞬態工況尤其是負荷階躍時進入到發動機燃燒室中的混合氣總量,使得瞬態響應性滿足用戶需求,是本技術亟需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此,本技術公開了一種氫氣發動機的瞬態性能優化控制方法及裝置,旨在氫氣發動機進行瞬態加速的過程中,根據轉速和實際空氣量實時判斷氫氣發動機的運行負荷,以在不同運行負荷上氫氣發動機運行的控制參數根據預設標定量執行,以此提高氫氣發動機在瞬態工況尤其是負荷階躍時進入到發動機燃燒室中的混合氣總量,使得瞬態響應性滿足用戶需求。
2、為了實現上述目的,其公開的技術方案如下:
3、本技術第一方面公開了一種氫氣發動機的瞬態性能優化控制方法,所述方法包括:
4、實時獲取氫氣發動機的實際空氣量和轉速;
5、根據設定空氣量與所述實際空氣量,確定空氣量偏差;其中,所述設定空氣量為氫氣發動機在不同轉速負荷下所需的空氣量;
6、通過所述轉速確定空氣量偏差閾值;
7、根據所述空氣量偏差和所述空氣量偏差閾值判定氫氣發動機是否符合瞬態加速激活條件,得到判定結果;
8、若判定結果表示氫氣發動機符合瞬態加速激活條件,觸發氫氣發動機進行瞬態加速激活,以使氫氣發動機進行瞬態加速;
9、在氫氣發動機進行瞬態加速的過程中,根據所述轉速和所述實際空氣量實時判斷氫氣發動機的運行負荷,以在不同運行負荷上氫氣發動機運行的控制參數根據預設標定量執行。
10、優選的,所述根據設定空氣量與所述實際空氣量,確定空氣量偏差,包括:
11、將設定空氣量與所述實際空氣量進行求差計算,得到空氣量偏差。
12、優選的,所述通過所述轉速確定空氣量偏差閾值,包括:
13、通過所述轉速查詢的標定空氣量偏差,得到空氣量偏差閾值;其中,所述空氣量偏差閾值為不同轉速條件下因標定誤差導致的設定空氣量與實際空氣量偏差的閾值。
14、優選的,所述根據所述空氣量偏差和所述空氣量偏差閾值判定氫氣發動機是否符合瞬態加速激活條件,得到判定結果,包括:
15、將所述空氣量偏差和所述空氣量偏差閾值進行比對;
16、若所述空氣量偏差閾值小于等于所述空氣量偏差,得到氫氣發動機符合瞬態加速激活條件的判定結果;
17、若所述空氣量偏差閾值大于所述空氣量偏差,得到氫氣發動機不符合瞬態加速激活條件的判定結果。
18、優選的,所述在氫氣發動機進行瞬態加速的過程中,根據所述轉速和所述實際空氣量實時判斷氫氣發動機的運行負荷,以在不同運行負荷上氫氣發動機運行的控制參數根據預設標定量執行,包括:
19、在氫氣發動機進行瞬態加速的過程中,將所述轉速和所述實際空氣量進行查表,得到當前瞬態加速模式下的空燃比、當前瞬態加速模式下的點火提前角和當前瞬態加速模式下的廢氣再循環率值;
20、通過所述當前瞬態加速模式下的空燃比、所述當前瞬態加速模式下的點火提前角、所述當前瞬態加速模式下的廢氣再循環率值、所述轉速和所述實際空氣量,實時判斷氫氣發動機的運行負荷,以在不同運行負荷上氫氣發動機運行的控制參數根據預設標定量執行。
21、優選的,還包括:
22、在使氫氣發動機進行瞬態加速的過程中確定空燃比;其中,所述空燃比由穩態下相應電控參數的爆震邊界確定;所述爆震邊界用于監控氫氣發動機的爆震狀態,以使氫氣發動機在瞬態加速過程中處于最佳加速狀態且不發生爆震。
23、本技術第二方面公開了一種氫氣發動機的瞬態性能優化控制裝置,所述裝置包括:
24、實時獲取單元,用于實時獲取氫氣發動機的實際空氣量和轉速;
25、第一確定單元,用于根據設定空氣量與所述實際空氣量,確定空氣量偏差;其中,所述設定空氣量為氫氣發動機在不同轉速負荷下所需的空氣量;
26、第二確定單元,用于通過所述轉速確定空氣量偏差閾值;
27、判定單元,用于根據所述空氣量偏差和所述空氣量偏差閾值判定氫氣發動機是否符合瞬態加速激活條件,得到判定結果;
28、觸發單元,用于若判定結果表示氫氣發動機符合瞬態加速激活條件,觸發氫氣發動機進行瞬態加速激活,以使氫氣發動機進行瞬態加速;
29、實時判斷單元,用于在氫氣發動機進行瞬態加速的過程中,根據所述轉速和所述實際空氣量實時判斷氫氣發動機的運行負荷,以在不同運行負荷上氫氣發動機運行的控制參數根據預設標定量執行。
30、優選的,所述第一確定單元,具體用于將設定空氣量與所述實際空氣量進行求差計算,得到空氣量偏差。
31、優選的,所述第二確定單元,具體用于通過所述轉速查詢的標定空氣量偏差,得到空氣量偏差閾值;其中,所述空氣量偏差閾值為不同轉速條件下因標定誤差導致的設定空氣量與實際空氣量偏差的閾值。
32、優選的,所述根據所述空氣量偏差和所述空氣量偏差閾值判定氫氣發動機是否符合瞬態加速激活條件,得到判定結果,包括:
33、比對模塊,用于將所述空氣量偏差和所述空氣量偏差閾值進行比對;
34、第一獲取模塊,用于若所述空氣量偏差閾值小于等于所述空氣量偏差,得到氫氣發動機符合瞬態加速激活條件的判定結果;
35、第二獲取模塊,用于若所述空氣量偏差閾值大于所述空氣量偏差,得到氫氣發動機不符合瞬態加速激活條件的判定結果。
36、經由上述技術方案可知,本技術公開了一種氫氣發動機的瞬態性能優化控制方法及裝置,實時獲取氫氣發動機的實際空氣量和轉速,根據設定空氣量與實際空氣量,確定空氣量偏差,其中,設定空氣量為氫氣發動機在不同轉速負荷下所需的空氣量,通過轉速確定空氣量偏差閾值,根據空氣量偏差和空氣量偏差閾值判定氫氣發動機是否符合瞬態加速激活條件,得到判定結果,若判定結果表示氫氣發動機符合瞬態加速激活條件,觸發氫氣發動機進行瞬態加速激活,以使氫氣發動機進行瞬態加速,在氫氣發動機進行瞬態加速的過程中,根據轉速和實際空氣量實時判斷氫氣發動機的運行負荷,以在不同運行負荷上氫氣發動機運行的控制參數根據預設標定量執行。通過上述方案,根據設定空氣量與實際空氣量,確定空氣量偏差,以準確判斷氫氣發動機是否還處在瞬態加速狀態,防止發動機過早退出瞬態控制狀態。通過轉速確定的空氣量偏差閾值作為氫氣發動機是否進入瞬態控制的輔助判斷條件,該輔助判斷條件可以規避因標定偏差導致氫氣發動機控制錯誤進入瞬態加速控制狀態。在氫氣發動機進行瞬態加速的過程中,根據轉速和實際空氣量實時判斷氫氣發動機的運行負荷,以在不同運行負荷上氫氣發動機運行的控制參數根據預設標定量執行,以此提高氫氣發動機在瞬態工況尤其是負荷階躍時進入到發動機燃燒室中的混合氣總量,使得瞬態響應性滿足用戶需求。