CN111412074A - 一种汽油机长期燃油修正的自学习方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种汽油机长期燃油修正的自学习方法。判断是否满足自学习工况判断条件，若满足则进入自学习工况稳定化阶段；判断自学习稳定化阶段是否结束，若结束则进入自学习存储激活判断阶段；根据T2时间段内的发动机转速平均值n_Avg、负荷平均值rho_Avg、短期燃油修正平均值STFT_Avg计算转速负荷(n_Avg,rho_Avg)下上一次更新的长期燃油修正值r_Bef；结合STFT_Avg计算当前转速负荷(A,a)下的长期燃油修正值r′₁、当前转速负荷(A,b)下的长期燃油修正值r′₂、当前转速负荷(B,a)下的长期燃油修正值r′₃和当前转速负荷(B,b)下的长期燃油修正值r′₄。根据实时工况进行自学习，并读取一段时间内的燃油修正平均值作为长期燃油修正的输入，使更新的长期燃油修正值具有更高的准确性。

Description

一种汽油机长期燃油修正的自学习方法

技术领域

本发明涉及发动机控制技术领域，具体涉及一种汽油机长期燃油修正的自学习方法。

背景技术

短期燃油修正是根据氧传感器反馈的前期工作循环中混合气浓稀情况来对喷油量进行的实时修正控制。而长期燃油修正系数的改变是电控单元对短期燃油修正待续正确反馈结果的量变基础上形成的质的改变。

长期燃油修正系数的精确性控制尤为重要，长期燃油修正在燃油闭环控制过程中起很大的作用，其可对油品差异、发动机制造差异进行补偿。但随着发动机的工况不断变化，甚至随着发动机不断磨损、使用时间的增加，燃油修正系数会发生偏移。现有的燃油修正策略中并未根据工况对长期燃油修正系数进行实时调整，导致燃油经济性和排放效果较差。

此外，现有技术并未考虑进行长期燃油修正系数计算的工况，通常因长期燃油修正在不合适的工况下进行，从而导致修正值不准确，进而导致燃油闭环通过短期燃油修正来调节，短期燃油修正调节过程中闭环控制会降低对燃油的修正的响应时间和精度。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种汽油机长期燃油修正的自学习方法。其能根据实时工况进行长期燃油修正，保证长期燃油修正系数的准确性，实现精确控制喷油量，解决经济性、排放等问题。

本发明技术方案的技术方案为：包括

判断是否满足自学习工况判断条件，若满足则进入自学习工况稳定化阶段；

判断自学习稳定化阶段是否结束，若满足则进入自学习存储激活判断阶段；

所述自学习存储激活判断阶段结束后，自动进入自学习存储阶段；

所述自学习存储激活判断阶段包括：

采集T2时间段内的发动机转速总和、负荷总和、短期燃油修正总和；

所述自学习存储阶段包括：

根据采集的T2时间段内的发动机转速总和、负荷总和、短期燃油修正总和计算出T2时间段内的发动机转速平均值n_Avg、负荷平均值rho_Avg、短期燃油修正平均值STFT_Avg；

根据上一次更新的转速负荷(A,a)下的原始长期燃油修正值r1、转速负荷(A,b)下的原始长期燃油修正值r2、转速负荷(B,a)下的原始长期燃油修正值r3、转速负荷(B,b)下的原始长期燃油修正值r4计算转速负荷(n_Avg,rho_Avg)下上一次更新的长期燃油修正值r_Bef；

根据转速负荷(n_Avg,rho_Avg)下上一次更新的长期燃油修正值r_Bef结合T2时间段内的短期燃油修正平均值STFT_Avg计算当前转速负荷(A,a)下的长期燃油修正值r’₁、当前转速负荷(A,b)下的长期燃油修正值r’₂、当前转速负荷(B,a)下的长期燃油修正值r’₃和当前转速负荷(B,b)下的长期燃油修正值r’₄；

将r’₁、r’₂、r’₃、r’₄作为新的长期燃油修正数据进行存储，并将长期燃油修正自学习次数加1；

其中，[A,B]为储存的各发动机转速和负荷下的长期燃油修正数据表中发动机转速平均值n_Avg所处区间，[a,b]为储存的各发动机转速和负荷下的长期燃油修正数据表中负荷平均值rho_Avg所处区间。

较为优选的，所述上一次更新的转速负荷(n_Avg,rho_Avg)下的长期燃油修正值r_Bef通过以下公式进行计算：

其中，k₀为固定系数。

较为优选的，所述r’₁、r’₂、r’₃、r’₄通过以下公式进行计算：

r’₁＝k₁×r₁+(1-k₁)×(r₁+STFT_Avg-r_Bef)；

r’₂＝k₁×r₂+(1-k₁)×(r₂+STFT_Avg-r_Bef)；

r’₃＝k₁×r₃+(1-k₁)×(r₃+STFT_Avg-r_Bef)；

r’₄＝k₁×r₄+(1-k₁)×(r₄+STFT_Avg-r_Bef)；

其中，k₁为滤波系数。

较为优选的，所述自学习工况判断条件为：

氧传感器已活化达到设定的第一时长；且

发动机处于运行状态；且

碳罐控制未激活，或长期燃油修正自学习次数未更新超过设定的第二时长；且

发动机转速在设定的转速范围内，且进入长期燃油修正的发动机转速波动小于设定的波动阈值；且

负荷在设定的负荷范围内，且进入长期燃油修正的负荷波动小于设定的波动阈值；且

发动机水温在设定的水温范围内；且

催化器诊断未开始；且

未出现喷油系统相关零部件故障；且

所有油缸均未出现断油请求，或油缸断油恢复后已达到T1时长。

较为优选的，所述自学习稳定化阶段结束的条件为：

进入自学习工况稳定化阶段超过设定的第三时长；且

碳罐控制未激活的持续时间超过设定的第四时长。

较为优选的，不同所述发动机转速和负荷下的长期燃油修正数据均存储在EEPROM中。

较为优选的，在自学习的任意阶段，只要自学习工况判断条件中的任意一项不满足，则退出至自学习工况判断阶段。

较为优选的，所述长期燃油修正自学习次数加1后，若依然满足自学习工况判断条件，则返回至所述自学习存储激活判断阶段开始新一轮自学习。

本发明的有益效果为：本方案对任何配置有可监测排气系统中的空燃比的发动机均能够进行长期燃油自学习，且根据发动机实时工况进行长期燃油修正自学习，自学习过程中，通过读取一段时间内的燃油修正平均值作为长期燃油修正的输入，使更新的长期燃油修正值具有更高的准确性。而仅存储若干特征点下的长期燃油修正值，所需转速和工况下的长期燃油修正值均通过存储的若干特征点进行计算，能够节约内存。本方案给出明确合理的工况判断条件，并在自学习工况判断条件中，加入油缸断油和断油恢复时长判断，使自学习在合适的工况下进行，自学习得到的修正值准确性更高。

附图说明

图1为本发明控制逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

本方案包括四个阶段，分别为自学习工况判断阶段、自学习工况稳定化阶段、自学习存储激活判断阶段和自学习存储阶段。如图1所示，本方法的控制流程如下：

判断是否满足自学习工况判断条件，若满足则进入自学习工况稳定化阶段；

判断自学习稳定化阶段是否结束，若满足则进入自学习存储激活判断阶段；

自学习存储激活判断阶段结束后，自动进入自学习存储阶段；

在自学习的任意阶段，只要自学习工况判断条件中的任意一项不满足，则退出至自学习工况判断阶段。

汽油机长期燃油修正自学习，需要在发动机工况稳定的时候进行，以保证自学习的准确性。汽油机长期燃油修正自学习的激活条件是长期燃油修正进入自学习的最基本前提。在最基本前提满足的情况下，可以开始进行自学习的过程。

本实施例中的长期燃油修正自学习的激活条件如下：

1、氧传感器已活化达到设定的第一时长；

2、发动机处于运行状态；

3、碳罐控制未激活，或长期燃油修正自学习次数未更新超过设定的第二时长(长期燃油修正自学习完成便更新一次自学习次数)；

4、发动机转速在设定的转速范围内，且进入长期燃油修正的发动机转速波动小于设定的波动阈值；

5、负荷在设定的负荷范围内，且进入长期燃油修正的负荷波动小于设定的波动阈值；

6、发动机水温在设定的水温范围内，以保证发动机燃烧情况较好；

7、催化器诊断未开始(催化器诊断需要进行空燃比强制控制，燃油控制开环)；

8、未出现喷油系统相关零部件故障；

9、所有油缸均未出现断油请求，或油缸断油恢复后已达到T1时长。

该时间T1是发动机实际转速n，实际负荷rho和当前水温T_Coolant的函数，即T₁＝max[f₁(rho，T_Coolant)，f₂(n，rho)]。

由于在大量试验过程中发现，断油过程中，不进行喷油，排气系统识别的空燃比参数不准确且异常大，此时识别的短期修正值不可以作为长期修正值的输入；在断油恢复后，但由于试验中发现断油刚恢复没多久，短期燃油修正后值较大，此时如果立刻进入长期燃油修正自学习，长期燃油修正值会较大，会出现燃油修正过大故障，因此需要进行一段时间延迟后进行自学习。大量试验后发现，在断油恢复后，发动机转速较大，水温较高、负荷较大时，短期燃油修正值会趋于正常水平，将作为长期燃油修正的参考。

在进入自学习工况稳定化阶段后，需要满足自学习稳定化阶段结束条件才会进入下一个阶段，以确保自学习工况判断条件稳定可靠。

自学习稳定化阶段结束条件为：

进入自学习工况稳定化阶段超过设定的第三时长；且

碳罐控制未激活的持续时间超过设定的第四时长。

在以上条件未满足，且自学习工况判断条件满足，则维持在自学习稳定阶段；如果以上条件不满足，且自学习工况判断条件不满足，则返回至自学习工况判断阶段。在以上条件满足，且自学习工况判断条件满足时，则进入下一阶段，即自学习存储激活判断阶段。

自学习存储激活判断阶段包括采集T2时间段内的发动机转速总和、负荷总和、短期燃油修正总和，在T2时间段后，进入自学习存储阶段。

自学习存储阶段主要更新长期燃油修正的存储值。不同发动机转速和负荷下的长期燃油修正均会存储在非易失性存储器EEPROM中。EEPROM中会有一个初始的默认长期燃油修正值，在长期燃油修正自学习完成后更新EEPROM中的存储值。长期燃油修正自学习存储阶段主要完成以下工作：

1、根据采集的T2时间段内的发动机转速总和、负荷总和、短期燃油修正总和计算出T2时间段内的发动机转速平均值n_Avg、负荷平均值rho_Avg、短期燃油修正平均值STFT_Avg，且将短期燃油修正平均值STFT_Avg限制在一定范围内，其中，短期燃油修正未实时读取目标空燃比与实际空燃比偏差计算得到的喷油量修正系数；

2、将r’₁、r’₂、r’₃、r’₄作为新的长期燃油修正数据存储进EEPROM中。

具体方法为：假设EEPROM中，上一次更新的转速负荷(A,a)下的原始长期燃油修正值为r1、转速负荷(A,b)下的原始长期燃油修正值为r2、转速负荷(B,a)下的原始长期燃油修正值为r3、转速负荷(B,b)下的原始长期燃油修正值为r4，其中A＜B，a＜b。而根据储存的各发动机转速和负荷下的长期燃油修正数据表可以知道当前计算得到的平均发动机转速n_Avg在[A,B]之间，平均负荷rho_Avg在[a,b]之间。则转速负荷(n_Avg,rho_Avg)下EEPROM中上次存储的长期燃油修正值r_Bef为：

其中k₀为固定系数。

则更新后的转速负荷(A,a)下的长期燃油修正值为：

r’₁＝k₁×r₁+(1-k₁)×(r₁+STFT_Avg-r_Bef)

更新后的转速负荷(A,b)下的长期燃油修正值为：

r’₂＝k₁×r₂+(1-k₁)×(r₂+STFT_Avg-r_Bef)

更新后的转速负荷(B,a)下的长期燃油修正值为：

r’₃＝k₁×r₃+(1-k₁)×(r₃+STFT_Avg-r_Bef)

更新后的转速负荷(B,b)下的长期燃油修正值为：

r’₄＝k₁×r₄+(1-k₁)×(r₄+STFT_Avg-r_Bef)；

其中，K1为滤波系数，本系统取值为0.9。该K1取值较大的原因是：在驾驶过程中，发动机的车辆状态和油品变化较小，可能在车辆经过几万公里行驶里程后才会变化，以及大气温度差变化较大时波动较大。

更新完成后，长期燃油修正自学习存储阶段结束，将更新后的r’₁、r’₂、r’₃、r’₄作为新的长期燃油修正数据存储进EEPROM中，且长期燃油修正自学习次数+1。如果长期燃油修正自学习不再激活，则进入自学习未激活状态；如果长期燃油修正自学习仍然激活，则再次进入长期燃油修正自学习激活阶段，并累计时间T重新开始计时。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种汽油机长期燃油修正的自学习方法，其特征在于，包括

判断是否满足自学习工况判断条件，若满足则进入自学习工况稳定化阶段；

判断自学习稳定化阶段是否结束，若满足则进入自学习存储激活判断阶段；

所述自学习存储激活判断阶段结束后，自动进入自学习存储阶段；

所述自学习存储激活判断阶段包括：

采集T2时间段内的发动机转速总和、负荷总和、短期燃油修正总和；

所述自学习存储阶段包括：

根据采集的T2时间段内的发动机转速总和、负荷总和、短期燃油修正总和计算出T2时间段内的发动机转速平均值n_Avg、负荷平均值rho_Avg、短期燃油修正平均值STFT_Avg；

根据上一次更新的转速负荷(A,a)下的原始长期燃油修正值r1、转速负荷(A,b)下的原始长期燃油修正值r2、转速负荷(B,a)下的原始长期燃油修正值r3、转速负荷(B,b)下的原始长期燃油修正值r4计算转速负荷(n_Avg,rho_Avg)下上一次更新的长期燃油修正值r_Bef；

根据转速负荷(n_Avg,rho_Avg)下上一次更新的长期燃油修正值r_Bef结合T2时间段内的短期燃油修正平均值STFT_Avg计算当前转速负荷(A,a)下的长期燃油修正值r′₁、当前转速负荷(A,b)下的长期燃油修正值r′₂、当前转速负荷(B,a)下的长期燃油修正值r′₃和当前转速负荷(B,b)下的长期燃油修正值r′₄；

将r′₁、r′₂、r′₃、r′₄作为新的长期燃油修正数据进行存储，并将长期燃油修正自学习次数加1；

其中，[A,B]为储存的各发动机转速和负荷下的长期燃油修正数据表中发动机转速平均值n_Avg所处区间，[a,b]为储存的各发动机转速和负荷下的长期燃油修正数据表中负荷平均值rho_Avg所处区间。

2.根据权利要求1所述的汽油机长期燃油修正的自学习方法，其特征在于，所述上一次更新的转速负荷(n_Avg,rho_Avg)下的长期燃油修正值r_Bef通过以下公式进行计算：

其中，k₀为固定系数。

3.根据权利要求1所述的汽油机长期燃油修正的自学习方法，其特征在于，所述r′₁、r′₂、r′₃、r′₄通过以下公式进行计算：

r′₁＝k₁×r₁+(1-k₁)×(r₁+STFT_Avg-r_Bef)；

r′₂＝k₁×r₂+(1-k₁)×(r₂+STFT_Avg-r_Bef)；

r′₃＝k₁×r₃+(1-k₁)×(r₃+STFT_Avg-r_Bef)；

r′₄＝k₁×r₄+(1-k₁)×(r₄+STFT_Avg-r_Bef)；

其中，k₁为滤波系数。

4.根据权利要求1所述的汽油机长期燃油修正的自学习方法，其特征在于，所述自学习工况判断条件为：

氧传感器已活化达到设定的第一时长；且

发动机处于运行状态；且

碳罐控制未激活，或长期燃油修正自学习次数未更新超过设定的第二时长；且

发动机转速在设定的转速范围内，且进入长期燃油修正的发动机转速波动小于设定的波动阈值；且

负荷在设定的负荷范围内，且进入长期燃油修正的负荷波动小于设定的波动阈值；且

发动机水温在设定的水温范围内；且

催化器诊断未开始；且

未出现喷油系统相关零部件故障；且

所有油缸均未出现断油请求，或油缸断油恢复后已达到T1时长。

5.根据权利要求1所述的汽油机长期燃油修正的自学习方法，其特征在于，所述自学习稳定化阶段结束的条件为：

进入自学习工况稳定化阶段超过设定的第三时长；且

碳罐控制未激活的持续时间超过设定的第四时长。

6.根据权利要求1所述的汽油机长期燃油修正的自学习方法，其特征在于，不同所述发动机转速和负荷下的长期燃油修正数据均存储在EEPROM中。

7.根据权利要求1所述的汽油机长期燃油修正的自学习方法，其特征在于，在自学习的任意阶段，只要自学习工况判断条件中的任意一项不满足，则退出至自学习工况判断阶段。

8.根据权利要求1所述的汽油机长期燃油修正的自学习方法，其特征在于，所述长期燃油修正自学习次数加1后，若依然满足自学习工况判断条件，则返回至所述自学习存储激活判断阶段开始新一轮自学习。

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