[发明专利]商用车天然气发动机二次空气供给系统及方法

权利要求书

1.一种商用车天然气发动机二次空气供给系统，包括车辆压缩空气储气罐和二次空气电磁阀，其特征在于，还包括增压压力传感器，进气歧管压力传感器，发动机水温传感器，转速传感器，催化器前氧传感器，催化器后氧传感器，压缩空气储气罐压力传感器及发动机控制单元；

所述天然气发动机的进气管上安装有节气门，所述节气门用于调节发动机进气量；

所述增压压力传感器安装于天然气发动机进气管上，并位于所述节气门的上游侧，用于计算天然气发动机进气量；所述进气歧管压力传感器安装于所述天然气发动机的进气管上，并位于所述节气门的下游侧，用于计算发动机进气量；

所述发动机水温传感器安装于天然气发动机的冷却回路上，以识别发动机的水温，进而可以用于判断发动机是否处于冷启动工况；

所述天然气发动机的排气管上安装有涡轮增压器；

所述转速传感器安装于天然气发动机的飞轮壳上，以识别天然气发动机转速，进而识别天然气发动机是否处于起动后工况；

所述天然气发动机的排气管上还设置有三元催化器，所述三元催化器位于所述涡轮增压器的下游侧；

所述催化器前氧传感器和催化器后氧传感器均安装于天然气发动机的排气管上，且所述催化器前氧传感器位于所述涡轮增压器和三元催化器之间，用于识别经催化器转换之前的发动机燃烧后废气的空燃比，用来实现发动机缸内燃烧空燃比的控制；所述催化器后氧传感器位于所述三元催化器的下游侧，用于识别经催化器转换之后的发动机燃烧后废气的空燃比，以实现催化器最佳转换效率的控制；

车辆压缩空气储气罐通过管路与排气管连通，且连通处位于涡轮增压器的上游侧；所述管路上设置有二次空气电磁阀，所述压缩空气储气罐压力传感器安装于二次空气电磁阀之前的管路上，用于实时采集车辆压缩空气储气罐里的空气压力；

所述增压压力传感器，进气歧管压力传感器，节气门，转速传感器，催化器前氧传感器，催化器后氧传感器信号连接至发动机控制单元，用以发动机控制单元识别发动机负荷和所处工况；所述控制单元信号连接于所述二次空气电磁阀，以控制所述二次空气电磁阀的开度；

所述发动机控制单元判断是否需要进行二次空气喷射以及所需喷射的二次空气量的多少，进而根据车辆压缩空气储气罐压力传感器所采集的车辆压缩空气储气罐里空气压力值，再根据二次空气电磁阀流量特性，计算出二次空气电磁阀所需的占空比开度，通过控制二次空气电磁阀的开度，最终实现向排气管里喷射所需质量的空气。

2.一种商用车天然气发动机二次空气供给方法，其利用权利要求1所述的商用车天然气发动机二次空气供给系统实现，所述方法包括：

S10、发动机控制单元根据水温信号及转速信号判断发动机是否处于冷启动工况；如果发动机处于冷启动工况，则进行二次空气喷射量的计算；

S20、当需要进行二次空气喷射时，发动机控制单元根据水温信号、进气量及转速信号计算当前工况二次空气喷射后的排气管目标空燃比；

S30、在催化器前氧传感器没进入工作状态时，发动机控制单元根据水温信号、进气量及转速信号估算当前工况的排气管实际空燃比；当催化器前氧传感器进入工作状态后，发动机控制单元直接通过催化器前氧传感器采集当前工况的排气管实际空燃比；

S40、发动机控制单元根据当前工况目标空燃比与实际空燃比的偏差，结合当前工况的发动机进气量，计算出二次空气目标喷射量；

S50、发动机控制单元根据二次空气目标喷射量，结合车辆压缩空气储气罐的压力信号与二次空气电磁阀流量特性参数，计算出二次空气电磁阀的占空比；

S60、发动机控制单元根据计算的占空比信号驱动二次空气电磁阀执行，向排气管里喷射所需的新鲜空气。