黄国钧　葛晓成　邹博文　田青云

摘 要：针对重型增压燃气发动机的控制要求和更高的排放标准，采用以转矩为核心控制发动机进气量和燃料喷射量的方法，设计多级闭环的燃气发动机管理系统。发动机台架试验结果表明，通过对转矩、空燃比、增压废气阀和电子节气门（Electronic Throttle Valve Control，ETC）等的多级闭环控制，改善了发动机的动力性和燃料经济性，达到了国Ⅴ排放水平。

关键词：天然气发动机；电子节气门；增压阀；稀薄燃烧；多级闭环

中图分类号：TK432文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2015.06.03

Abstract：In order to meet the higher emission standards for heavy-duty CNG engines， a multi-level closed-loop control system was designed， using a torque relation to control the intake air amount and the fuel injection. Experimental data indicate that the dynamic character and economic efficiency of engine were improved by the closed-loop control of torque， air-fuel ratio， turbocharger waste gate and ETC， and the emissions meet the stage -Ⅴstandards in China.

Key words： CNG engine； electronic throttle valve control； turbocharger waste gate； lean burn； multi-level closed-loop

采用电子控制燃料供给、电子控制增压、稀薄燃烧技术、高能点火和催化后处理等技术是燃气发动机技术的发展方向[1-2]，也是提高燃气发动机动力性和经济性，达到国Ⅴ及以上排放标准的必然途径。采用这些控制技术的燃气发动机管理系统需要精确控制发动机的进气、燃料供给和点火正时等，在满足驾驶员的转矩要求的前提下，同时符合有关废气排放、燃料消耗、功率输出、舒适性和安全性的严格要求。然而，在很多条件下，诸多要求是相互矛盾的，很难兼顾发动机的动力输出与排放性能。目前国内对燃气发动机控制策略的研究主要集中在空燃比控制上[3]，未考虑转矩、进气量、空燃比、增压压力和进气压力之间的协同管理。因此，本文在传统燃气发动机排放控制策略和转矩管理的基础上[4]，研究了一种从转矩到进气量、进气压力以及增压压力的多级闭环管理策略，实现了ETC开度目标值与实际值、目标进气压力与实际进气压力、目标进气量与实际进气量之间的闭环控制，并通过发动机试验和台架标定验证了其控制方式的有效性。……