CN112177784A - 一种碳罐电磁阀开启控制方法 - Google Patents

一种碳罐电磁阀开启控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明工况一种碳罐电磁阀开启控制方法，判断碳罐电磁阀满足使能开启条件后，碳罐电磁阀按照当前工况确定的目标开度和初始开启速度打开，并从系统获取实时的燃油调节系数：如当前燃油调节系数小于第一设定值时，碳罐电磁阀保持当前开度，直至燃油调节系数等于第二设定值；如当前燃油调节系数大于第二设定值时，对碳罐电磁阀的开度和开启速度进行修正，直至达到设定的目标开度；所述燃油调节系数是系统用以修正喷油量将目标过量空气系数控制在理论值的一个计算值。本发明首次利用燃油修正系数对碳罐混合气浓度进行判断，进而控制碳罐电磁阀的开启速度和目标开度，可以有效避免来自碳罐浓的混合气对空燃比造成大的冲击，避免车辆熄火等问题。

Description

一种碳罐电磁阀开启控制方法
技术领域
本发明涉及汽车控制领域，具体涉及一种碳罐电磁阀开启控制方法。
背景技术
随着排放法规的逐步加严，对蒸发污染物排放的要求越来越高，为达到法规中对蒸发污染物排放的要求，将油箱挥发出来的燃油蒸汽吸附在活性碳罐中，当发动机运行时，利用进气系统负压，新鲜空气通过碳罐电磁阀将活性炭中的燃油蒸汽脱附出来，重新进入发动机中燃烧，实现活性炭的再生，达到降低蒸发污染物排放的目的。
在碳罐电磁阀开启燃油蒸汽脱附的过程中，面临一个棘手的问题，来自碳罐的混合气浓度未知并且很难预测，碳罐混合气的浓度与车辆高温浸置时间、行驶工况、碳罐容量、外界环境温度海拔等都有关系，碳罐电磁阀开启后，未知浓度的混合气对进气系统混合气造成冲击恶化，造成车辆空燃比的大幅波动，车辆会因此抖动甚至熄火。针对此问题，现有的技术方案一般分两种，一种是在碳罐出气口连接的出气管路中增加油蒸汽浓度传感器，以探测来自碳罐混合气的浓度，但是这会增加车辆成本；另一种是根据空燃比波动的幅度，估算出来自碳罐混合气对应的燃油，再通过喷油器在下个喷油循环中减去此部分燃油以维持混合气的稳定，这种方式缺点在于空燃比的大幅偏差已经形成，依然会存在车辆抖动甚至熄火的风险，系统在下一个循环进行减油修正，控制响应慢。
中国专利“一种碳罐控制方法及碳罐控制装置”，公布号CN110131060A，公布日2019.08.16，公开了一种碳罐控制方法及碳罐控制装置，涉及车辆领域。碳罐控制方法包括：检测发动机的转速，根据发动机的转速判定发动机处于怠速工况后则控制碳罐的电磁阀在发动机的每个进气周期内均开启一次。该发明是根据判断燃油修正系数的大小控制碳罐电磁阀的开启速度和目标开度。
中国专利“车辆碳罐的冲洗方法、装置和车辆”，公布号CN109973253A，公布日2019.07.05，公开了一种车辆碳罐的冲洗方法、装置和车辆，用于解决相关技术中碳罐冲洗的控制精度不高的问题。所述车辆碳罐的冲洗方法包括：检测与所述碳罐的出气接口连通的出气管路中的油蒸气的浓度是否超过预设值；当所述油蒸气的浓度超过所述预设值时，确认所述车辆的工况为冲洗工况；开启所述出气管路上的阀门以对所述碳罐进行冲洗。该发明是根据判断燃油修正系数的大小控制碳罐电磁阀的开启速度和目标开度，通过预测碳罐负荷判断是否需要打开碳罐电磁阀进行冲洗。
中国专利“用于车辆的碳罐净化控制方法”，公布号CN110486194A，公开日2019.11.22，公开了一种用于车辆的碳罐净化控制方法，可减小车辆中设置的主动净化系统的部件的数量。在使净化控制电磁阀完全打开之后，使用由进气压力传感器测量的压力值来执行主动净化操作，而不是由后端压力传感器测量的压力值。该发明根据碳罐电磁阀两端的压差实现对碳罐的脱附，无额外零部件，通过附加的主动净化泵来实现碳罐的脱附。
发明内容
针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种成本低廉、能够实现不大幅恶化空燃比，使碳罐的开启平稳过渡的碳罐电磁阀开启控制方法。
为了达到上述目的，本发明设计的碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于，包括：判断碳罐电磁阀满足使能开启条件后，碳罐电磁阀按照当前工况确定的目标开度和初始开启速度打开，并从系统获取实时的燃油调节系数：如当前燃油调节系数小于第一设定值时，碳罐电磁阀保持当前开度，直至燃油调节系数等于第二设定值；如当前燃油调节系数大于第二设定值时，对碳罐电磁阀的开度和开启速度进行修正，直至达到设定的目标开度；所述燃油调节系数是系统用以修正喷油量将目标过量空气系数控制在理论值的一个计算值。
进一步优选的，所述第一设定值的范围是0.7～0.8。
进一步优选的，所述第二设定值的范围是0.9～0.95。
作为优选方案，设有过浓计数器，其初始值为0，在每个碳罐电磁阀使能开启周期内，每当燃油调节系数小于第一修正值时，过浓计数器加1，每个过浓计数器的值对应唯一修正系数，通过所述修正系数对碳罐电磁阀的开度和开启速度进行修正；所述修正系数由实车试验进行标定。
优选的，当前碳罐电磁阀的开度采用累加算法：在每一个程序调用计算周期内，当前碳罐电磁阀的开度为上一计算周期开度与当前计算周期的递增量之和。
进一步优选的，所述递增量的初始值为0.5％～3％的碳罐电磁阀开度。
进一步优选的，当过浓计数器的值发生变化时，用所述修正系数对所述递增量进行修正。如此，调节碳罐电磁阀的开度和开启速度。
优选的，碳罐电磁阀的目标开度根据当前发动机运行工况查表所得。
进一步优选的，当过浓计数器的值发生变化时，用所述修正系数对目标开度进行修正。
本发明的有益效果是：在碳罐电磁阀使能打开条件下，通过燃油调节系数大小的判断，控制碳罐电磁阀的开度保持或继续增大，修正碳罐电磁阀的开启速度及目标开度，在不增加成本情况下，实现对混合气空燃比的准确控制，避免过快过大开启碳罐对混合气的大幅冲击，进而带来发动机抖动熄火等问题。
本发明首次利用燃油修正系数对碳罐混合气浓度进行判断，进而控制碳罐电磁阀的开启速度和目标开度，可以有效避免来自碳罐浓的混合气对空燃比造成大的冲击，避免车辆熄火等问题。
附图说明
图1为本发明控制流程图；
图2为本发明控制时序示意图。
具体实施方式
下面通过图1～图2以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明公开的碳罐电磁阀开启控制方法如下：
首先，判断发动机是否满足碳罐使能开启条件，比如水温是否超过一定值(如40℃)，发动机启动时水温是否超过一定值且发动机已经运行一段时间(启动水温0℃以上，发动机运行100s以上)，发动机已经进入闭环控制，以及发动机是否有碳罐相关的故障码等条件。
在满足使能开启条件后，碳罐电磁阀按照当前发动机工况确定的初始目标开度和初始开启速度打开，从系统中调取实时的燃油调节系数，本发明采用实时燃油调节系数反应混合气的浓稀，表征混合气空燃比的大小，在空燃比闭环控制中，系统始终将目标过量空气系数控制在1，期间如果过量空气系数因为碳罐或其他原因出现偏差，系统通过燃油调节系数来修正喷油量，增加或减少喷油来达到目标过量空气系数。燃油调节系数的值小于1表示减少喷油，反映了当前混合气浓，燃油调节系数越小表示混合气越浓；反之燃油调节系数大于1这表示增加燃油，反映当前混合气稀，其值越大表示混合气越稀。
当实时燃油调节系数小于第一设定值(如0.75，表征此时混合气比较浓)时，碳罐电磁阀保持当前开度；当实时燃油调节系数大于第二设定值(如0.9，表征此时混合气相对比较稀)时，碳罐电磁阀按照修正后的目标开度和开启速度继续开启，直至达到设定的目标开度。
在每个碳罐电磁阀使能开启周期内，设定一个过浓计数器，每当燃油调节系数小于第一设定值时，过浓计数器加1，表示检测到了一次混合气过浓。系统检测到过浓以后，此时需要减小碳罐电磁阀开启的速度和最终的开度。每个过浓计数器的值对应唯一修正系数，修正系数作为碳罐电磁阀开启速度和目标开度的修正输入，修正系数由实车试验进行标定。
过浓计数器的初始值为0，每当燃油调节系数小于第一设定值时，过浓计数器加1，修正系数和过浓计数器值为一维关系，每一个过浓计数器的值对应唯一的修正系数；修正系数大小根据实车试验情况进行调整，比如碳罐电磁阀首次开启后，如果发现燃油调节系数过小即混合气太浓，相应修正系数应适当的调低，意味着要更多的减小开启速率和目标开度，修正系数赋值特征为过浓计数值越大，修正系数越小，即随着过浓次数越多，说明来自碳罐的混合气很浓，应逐步减小碳罐电磁阀的开启速率和目标开度，修正系数为小于1的乘法修正，即在初始开启速率和目标开度基础上，减小开启速率和目标开度。
例如：过浓计数器值为0时，设定的修正系数为1，过浓计数器值为1时，对应的修正系数为0.9，计数器值为2时，对应的修正系数为0.8，修正系数直接乘以初始的开启速度和目标开度，以此来减小开启速率和目标开度。
碳罐电磁阀开度的大小采用循环递增方式增加，每一个程序计算周期内，碳罐电磁阀开度在上一计算周期开度基础上加上当前周期的递增量。软件中程序调用运行是有频率的，有的子程序10ms更新一次结果，有的50ms运行更新一次，比如一个子程序，它每20ms计算一次，运行后输出一次结果，这个20ms就是它的计算周期，本发明采用累加算法，每一次调用计算结果，都是在前一次结果的基础上，加上一个增量，作为本次输出的结果，如图2所示，横坐标是时间，一个计算周期内，纵坐标开度值是不变的，下一个计算周期，纵坐标更新成新的计算值。
比如初始开度为A，在第一个20ms的计算周期内，此时碳罐电磁阀开度等于A+δ，第二个20ms计算周期，碳罐电磁阀开度等于A+δ+δ，以此类推，其中δ为当前周期的递增量，δ反映了碳罐电磁阀的开启速度，当上一段描述中的过浓计数器值增加时，δ将会被乘法修正，比如计数器值为1时，新的递增量为0.9δ，计数器为2时，新的递增量为0.8δ，碳罐电磁阀将减缓开启速度。所述递增量δ的初始值为0.5％～3％的碳罐电磁阀开度
碳罐电磁阀的目标开度根据当前发动机运行工况查表综合所得，其大小受计数值决定的乘法修正系数影响，比如初始目标开度为B，当计数器为1时，目标开度将修正为0.9B，过浓计数器为2时，新的递增量为0.8B，以此减小最终的目标开度。
本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于，包括：判断碳罐电磁阀满足使能开启条件后，碳罐电磁阀按照当前工况确定的目标开度和初始开启速度打开，并从系统获取实时的燃油调节系数：如当前燃油调节系数小于第一设定值时，碳罐电磁阀保持当前开度，直至燃油调节系数等于第二设定值；如当前燃油调节系数大于第二设定值时，对碳罐电磁阀的开度和开启速度进行修正，直至达到设定的目标开度；所述燃油调节系数是系统用以修正喷油量将目标过量空气系数控制在理论值的一个计算值。
2.根据权利要求1所述的碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于：所述第一设定值的范围是0.7～0.8。
3.根据权利要求1所述的碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于：所述第二设定值的范围是0.9～0.95。
4.根据权利要求1至3任一所述的碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于：设有过浓计数器，其初始值为0，在每个碳罐电磁阀使能开启周期内，每当燃油调节系数小于第一修正值时，过浓计数器加1，每个过浓计数器的值对应唯一修正系数，通过所述修正系数对碳罐电磁阀的开度和开启速度进行修正；所述修正系数由实车试验进行标定。
5.根据权利要求4所述的碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于：当前碳罐电磁阀的开度采用累加算法：在每一个程序调用计算周期内，当前碳罐电磁阀的开度为上一计算周期开度与当前计算周期的递增量之和。
6.根据权利要求5所述的碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于：所述递增量的初始值为0.5％～3％的碳罐电磁阀开度。
7.根据权利要求5或6所述的碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于：当过浓计数器的值发生变化时，用所述修正系数对所述递增量进行修正。
8.根据权利要求5所述的碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于：碳罐电磁阀的目标开度根据当前发动机运行工况查表所得。
9.根据权利要求8所述的碳罐电磁阀开启控制方法，其特征在于：当过浓计数器的值发生变化时，用所述修正系数对目标开度进行修正。
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