实现劣化催化器储氧量补偿的控制策略

【技术领域】

本发明属于发动机储氧量控制领域，具体涉及实现劣化催化器储氧量补偿的控制策略。

【背景技术】

目前天然气发动机是基于某一状态的催化器进行排放标定确认催化器模型，现有的储氧量监控方式仅能针对催化器的某个状态进行检监测补偿，尚无实时的动态补偿策略，催化器在高温环境、气流吹蚀的作用下，会逐渐劣化，劣化后催化器的储氧量也相应劣化下降，催化器入口处的空燃比控制会偏离最佳转化窗口，当空燃比的控制偏离最佳转化窗口时，尾气中的各个污染物转换效率下降，该状态下排放会恶化甚至超出国家法规要求。

【发明内容】

本发明的目的在于提供实现劣化催化器储氧量补偿的控制策略，以解决现有催化器模型中无实时的动态补偿策略，在催化器的储氧量下降时催化器入口处的空燃比控制会偏离最佳转化窗口，尾气中的污染物转换效率下降，排放的气体不符合国家规定等问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

实现劣化催化器储氧量补偿的控制策略，包括控制单元，包括以下步骤：

S1：通过控制单元监控当前天然气发动机运行时催化器的储氧量水平；

S2：当储氧量监控次数N小于标定阀值时，继续执行储氧量监控策略，当储氧量监控次数大于或等于标定阀值时，执行储氧量修正策略；

S3：参照储氧量修正脉谱对照储氧量的偏差，控制单元控制空气进入的含量，使催化器的空燃比控制在催化器中最佳转化窗口处，从而达到对应的目标值。

进一步地，所述控制单元为ECU。

进一步地，所述催化器为新鲜态催化容器储氧模型和劣化态催化器储氧模型。

进一步地，所述监控策略包括对新鲜态催化容器储氧模型和劣化态催化器储氧模型的储氧量监控，包括以下步骤：

首先控制单元对新鲜态催化容器储氧模型和劣化态催化器储氧模型的储氧量的差异进行标定，并计算两者储氧量的差值；

在控制单元的算法运行中，当新鲜态催化容器储氧模型和劣化态催化器储氧模型的储氧量达到标定值时，控制单元对两者的储氧量进行补偿修正。

进一步地，所述修正策略为当劣化态催化器储氧模型的空燃比浓度增高，控制单元则减少对燃料的补充，从而调整空气和燃料的混合比例。

本发明所达到的有益效果是：

当天然气发动机运行的过程中，通过控制单元实时监控当前催化器的储氧量水平并对照储氧量修正脉谱并对催化器的排放进行标定，当催化器的储氧量持续处在某个阶段时，控制单元通过储氧量修正脉谱中的参数对比来识别催化器是否劣化；当储氧量监控次数小于标定阀值时，继续执行储氧量监控策略，避免偶发异常储氧监控导致异常的修正；在储氧量监控次数N≥标定阈值时，执行储氧量修正策略，进一步提升催化器入口空燃比控制精度，确保催化器处于高转化效率的状态，使催化器入口处的空燃比控制处于最佳转化窗口，实现催化器入口高精度的空燃比控制，保证发动机和整车排放满足国六排放法规要求。

【附图说明】

在附图中：

图1是本发明的催化器储氧量补偿策略图；

图2是本发明的发动机工作的基本原理图。

附图标记：1、发动机本体；2、进气侧；3、排气侧；4、EGR；5、节气门；6、中冷器；7、增压器；8、催化器。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例进行具体说明。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

如图1-2所示，实现劣化催化器储氧量补偿的控制策略，包括发动机本体1，发动机本体1开设有进气侧2和排气侧3，发动机本体1的进气侧3设有节气门5，节气门5的另一端设有中冷器6；发动机本体1的进气侧2和排气侧3之间设有EGR4，排气侧3和EGR4相连接的一端和增压器7的一端相连，增压器7的出气端连接有催化器8，催化器8为三元催化器；其中包括ECU控制单元，通过ECU控制单元实现劣化催化器储氧量补偿的控制策略，控制策略包括以下步骤：

通过ECU控制单元监控当前天然气发动机运行时催化器8的储氧量水平；催化器8在不同的时间节点会存在不同的工况状态，如使用新使用的催化器8具有新鲜态催化容器储氧模型的状态，而经过持续的高温或气流吹蚀之后，则具有劣化态催化器储氧模型的状态。

在监控的过程中，当催化器8的储氧量监控次数N小于标定阀值时，继续执行储氧量监控策略，监控策略包括对新鲜态催化容器储氧模型和劣化态催化器储氧模型的储氧量监控，步骤为首先ECU控制单元对新鲜态催化容器储氧模型和劣化态催化器储氧模型的储氧量的差异进行标定，并计算两者储氧量的差值；在控制单元的算法运行中，当新鲜态催化容器储氧模型和劣化态催化器储氧模型的储氧量达到标定值时，ECU控制单元对两者的储氧量进行补偿修正；当储氧量监控次数大于或等于标定阀值时，执行储氧量修正策略；修正策略为当劣化态催化器储氧模型的空燃比浓度增高，ECU控制单元则减少对燃料的补充，从而调整空气和燃料的混合比例。参照储氧量修正脉谱对照储氧量的偏差，ECU控制单元控制空气进入的含量，使催化器8的空燃比控制在催化器中最佳转化窗口处，从而达到对应的目标值，确保催化器处于高转化效率的状态，实现催化器8入口实时高精度的空燃比控制，保证发动机和整车排放满足国六排放法规要求。