CN113448270A - 一种整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法，所述控制方法包括：采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的步骤；根据整车气压值变化获取干燥设备于当前时间周期内的预估再生时间Tr的步骤；对干燥设备当前再生过程计时，获取实际再生时间Tq，并根据实际再生时间Tq和预设再生时间Tr获取剩余再生时间Tl的步骤；于下一时间周期内，根据剩余再生时间Tl获取预估再生时间Tr并控制干燥设备再生的步骤，其能够根据空压机的打气量和整车气压值变化获取预估再生时间，并根据实际再生时间对下个周期内的预估再生时间进行调整，并控制干燥设备合理再生。

Description

一种整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法

技术领域

本发明涉及整车空气处理技术领域，具体地说，涉及一种整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法。

背景技术

车辆整车空气处理系统为整车运行提供其所需的用气。具体过程中，空气处理系统通过电控单元和总线模块与整车总线进行通讯，整车用气气压传感器感应到整车气源气压小于最低打气压力时，则向电控单元发送气压信号，随即，发动机带动空压机打气；相应的，若整车用气气压传感器感应到整车气源气压大于最高用气压力时，则电控单元控制系统内部电磁阀工作，从而控制空压机停机。

在上述空压机工作为整车运行提供用气的过程中，压缩的气体内含有不同程度的水汽，这些水汽会侵蚀整车内部管路及连接部件，因此，空气处理系统又需要配置干燥器装置，从而能够吸收空压机工作产生气体内含有的水汽。

例如，在整车空气处理系统中，干燥器装置采用的一种干燥筒。干燥筒内的分子筛吸收水汽，随分子筛不断吸收水汽，其吸收能力会逐渐降低，直至其达到饱和状态时干燥性能失效。而恢复干燥筒分子筛吸收性能的过程，也即干燥筒的再生过程。干燥筒的再生过程，其实质是对干燥筒内的分子筛吸收的水汽进行释放的过程，从而，这种分子筛吸收水汽后再释放的反复过程，使得干燥筒能够持续保持稳定的吸水性能，换句话说，是能够持续对空压机压缩的气体进行干燥。

实际工况下，空压机工作产生压缩气体的过程和干燥器设备对气体进行干燥的过程为同时进行，理论上，要求空压机工作产生的气体能够及时地被干燥筒进行干燥，然而，当干燥器装置饱和后，需要等待其再生过程完成后，才能继续工作。受限于早先的技术，干燥器装置完成再生的过程中，空压机只能停止压缩或者降低打气功率。而技术革新的趋势，是要求干燥器装置在及时干燥的同时，又能够实时完成再生过程，也即，要求干燥器的再生速率能够匹配其干燥速率。

然而，现有技术下，干燥器的再生速率能否与其干燥速率匹配，不仅仅受制于其自身的性能，甚至，其再生和干燥速率的配置与空压机工作配置之间存在相互制约的关系。整车运行过程中，整车总线模块根据其采集到的车速信号、刹车信号、油门信号以及扭矩信号灯，会实时间断地控制空压机工作供气或者停止打气，因而，无法按照固定的时间轴控制干燥器设备的再生。

有鉴于此，应当对现有技术下干燥器装置的再生过程进行改进，以解决其存在的再生过程控制问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种能够根据空压机的打气量和整车气压值变化获取预估再生时间，并根据实际再生时间对下个周期内的预估再生时间进行调整，并控制干燥设备合理再生的整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法，所述控制方法包括如下步骤：采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的步骤S1；根据整车气压值变化获取干燥设备于当前时间周期内的预估再生时间Tr的步骤S2；对所述干燥设备当前再生过程计时，获取实际再生时间Tq，并根据实际再生时间Tq和预设再生时间Tr获取剩余再生时间Tl的步骤S3；于下一时间周期内，根据所述剩余再生时间Tl获取预估再生时间Tr并控制所述干燥设备再生的步骤S4。

优选地，根据实际再生时间Tq和预估再生时间Tr获取剩余再生时间Tl的步骤S3具体为：设定最大再生时间Tmax，则，如若预估再生时间Tr大于最大再生时间Tmax，则控制所述干燥设备立即按照最大再生时间Tmax进行再生，此时剩余再生时间Tl满足Tl＝Tr-Tmax；如若实际再生时间Tq小于预估再生时间Tr，则剩余再生时间Tl满足Tl＝Tr-Tq。

进一步优选地，采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的步骤S1包括：按照预设时间间隔t，采集n次整车气压值{Ps、P1、P2…、Pn}的步骤S11，其中Ps为初始气压值；根据时间顺序，获取n个时间段的气压变化值{(P1-Ps)、(P2-P1)、…(Pn-Pn-1)}的步骤S12。

又进一步优选地，根据整车气压值变化获取干燥设备于当前时间周期内的预估再生时间Tr的步骤S2包括：获取所述干燥设备体积V1和干燥时间T1，从而获取所述干燥设备干燥速率K的步骤S21；获取所述干燥设备再生时间与整车气压变化的关系系数kq的步骤S22，则所述预估再生时间Tr满足：

Tr＝Kq*{(P1-Ps)、(P2-P1)、…(Pn-Pn-1)}。

更进一步优选地，获取所述干燥设备再生时间与整车气压变化的关系系数Kq的步骤S21中，

Kq＝Vb/(K*PA)，

其中，Vb为整车储气容积，K为所述干燥设备的干燥速率，PA为大气压力。

又优选地，在采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的步骤前，还包括：采集整车环境温度，并根据所述环境温度对所述干燥设备进行加热的步骤。

由于以上技术方案的采用，本发明相较于现有技术具有如下的有益技术效果：

1、理想状况下，干燥设备的合理再生是要求空压机的打气量能够与干燥设备的出气量相等，换句话说，也即单位时间内，空压机产出的气体与干燥设备处理的气体容积相等。则本发明的技术方案中，采集单位时间内整车气压值的变化，从而根据气压值变化以及干燥设备再生时间与整车气压值变化的关系系数，计算预估再生时间，这样，根据整车气压值的变化来预估再生时间，为干燥设备的再生提供了参考量；

2、然而，由于整车运行过程中驾驶者面临的不同行驶情景，则实际工况下的干燥筒再生并非连续过程，例如，整车气压值低于最低气压值时，则整车电控单元需要控制空压机立即打气，则要求干燥器停止再生并立即开始对空压机产生的压缩空气进行干燥；又例如当需要超车时，整车电控单元往往会控制空压机停止打气而提高超车功率，则此时，虽空压机不再产出压缩气体，但干燥设备内仍留有一部分因前一个时间周期内由再生模式转为干燥模式而剩余的再生气体，有鉴于此，仅参考整车气压值变化来估算干燥设备再生时间仍无法满足实际要求。从而，在本发明的技术方案中，对当前再生时间进行计算，从而当出现临时中止再生而转为干燥的情况时，可以根据预估再生时间与实际再生时间确定出剩余再生时间，从而在下一时间周期内，将前一周期的剩余再生时间以及对应的再生量并入预估再生时间的计算中；这样，使得干燥设备的再生更加合理，以应对整车运行过程中的不同情况；

3、在第二点的基础上，进一步考虑实际工况中，存在反复转换空压机和干燥设备工作状态的情况，从而根据现有方案，则可能存在干燥设备剩余再生时间反复累加的问题，为解决该问题，则在本发明的技术方案中，又引入了最大再生时间，从而，如若预估再生时间大于最大再生时间，则控制干燥设备立即按照最大再生时间进行再生，则此时的剩余再生时间为预估再生时间与最大再生时间之差；而如若实际再生时间小于预估再生时间，则剩余再生时间为预估再生时间与实际再生时间之差，从而，通过引入最大再生时间，使得当干燥设备的预估再生时间满足最大再生时间时，则立即控制干燥设备再生，避免因剩余再生时间反复累加造成的预估再生时间过长的技术问题。

附图说明

图1为流程图，示出了本发明的一个较佳实施例中所述的整车空气处理系统中空压机再生控制方法的流程；

图2为流程图，示出了图1中采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的流程；

图3为流程图，示出了图1中根据整车气压值变化获取干燥设备于当前时间周期内的预估再生时间的流程。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的一种整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

需要说明的是，本发明实施例中所使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”、“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明的较佳实施例是针对现有技术中整车空气处理系统中干燥设备无法合理再生的技术问题而提出的，而本发明的较佳实施例解决该技术问题的思路包括：

1)实时检测整车气压值的变化，并将整车气压值的变化作为干燥设备再生的参照量；

2)在再生时间的计算中，引入前一周期未完成的剩余再生时间；

3)对实际再生时间进行计时，并引入最大再生时间，从而根据实际再生时间、预估再生时间以及最大再生时间的判断，确定剩余再生时间。

具体地说，图1为流程图，示出了本发明的一个较佳实施例中所述的整车空气处理系统中空压机再生控制方法的流程。参看图1，在本发明的该较佳实施例中所述的整车空气处理系统中空压机再生控制方法包括采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的步骤S1；根据整车气压值变化获取干燥设备于当前时间周期内的预估再生时间Tr的步骤S2；对所述干燥设备当前再生过程计时，获取实际再生时间Tq，并根据实际再生时间Tq和预设再生时间Tr获取剩余再生时间Tl的步骤S3；于下一时间周期内，根据所述剩余再生时间Tl获取预估再生时间Tr并控制所述干燥设备再生的步骤S4。

先说采集整车气压值变化的步骤。图2为流程图，示出了图1中采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的流程。参看图2，先检测整车初始气压值Ps，然后按照预设的时间间隔t，采集n次整车气压值{Ps、P1、P2…、Pn}。接着，按照采集顺序，获取n个时间间隔内整车气压值得变化，也即{(P1-Ps)、(P2-P1)、…(Pn-Pn-1)}。

在实施控制方法前，需要于实验室或者现场进行一些准备工作，准备工作包括：

1)测量干燥设备一次性干燥气体的体积V1，也即，干燥筒开始干燥至达到饱和状态，一次性能够对多少体积的气体实现干燥；

2)测量干燥设备一次性完全再生所需的时间T1，也即，干燥筒从完全保护状态到其内部不含水分所需要的时间；

继而，根据干燥设备一次性干燥气体的体积和一次性完全再生的时间，计算该干燥设备处理气体的体积与所需再生时间的关系系数K，该系数K可以视为是干燥设备的干燥速率。

如前所述，实际干燥再生时，是要求单位时间内，空压机工作产生的压缩气体和干燥设备能够处理的气体相等。则根据理想气体的克拉伯龙计算公式P*V＝nRT，则有公式一：

Pa*Va＝Pb*Vb

其中，Pa为空压机气体压力，Va为空压机的打气体积，Pb为干燥设备储气筒内的气体压力，Vb为干燥设备储气筒的容积，或者为整车容积。

根据空压机的排量L和空压机的打气时间T2，则公式一可以进一步写成公式二：

Pa*L*T2＝Pb*Vb

同样，基于空压机单位时间内产生的气体的容积等于单位时间内干燥筒处理的气体容积，也即L*T2＝K*T2。则公式二可以进一步写成公式三：

Pa*K*T2＝Pb*Vb

则再生时间与干燥设备储气筒内压力变化的关系系数Kq满足：

Kq＝T2/Pb＝Vb/(K*Pa)。

在此基础上，参看图3，图3为流程图，示出了图1中根据整车气压值变化获取干燥设备于当前时间周期内的预估再生时间的流程。则根据整车气压值变化获取干燥设备于当前时间周期内的预估再生时间Tr的步骤包括：获取所述干燥设备体积V1和干燥时间T1，从而获取所述干燥设备干燥速率K的步骤S21；获取所述干燥设备再生时间与整车气压变化的关系系数kq的步骤S22，则所述预估再生时间Tr满足：

Tr＝Kq*{(P1-Ps)、(P2-P1)、…(Pn-Pn-1)}。

然而，由于整车运行过程中驾驶者面临的不同行驶情景，则实际工况下的干燥设备再生并非连续过程，或者说干燥设备往往并非按照预估再生时间进行再生。例如，整车气压值低于最低气压值时，则整车电控单元需要控制空压机立即打气，则要求干燥器停止再生并立即开始对空压机产生的压缩空气进行干燥；又例如当需要超车时，整车电控单元往往会控制空压机停止打气而提高超车功率，则此时，虽空压机不再产出压缩气体，但干燥设备内仍留有一部分因前一个时间周期内由再生模式转为干燥模式而剩余的再生气体，有鉴于此，仅参考整车气压值变化来估算干燥设备再生时间仍无法满足实际要求。

为克服该技术问题，在本发明的技术方案中，除预估再生时间之外，是当干燥设备到达饱和状态后开始再生，对干燥设备的再生过程进行计时，从而获取其实际再生时间Tq，同时，设定最大再生时间Tmax。这样，当出现临时中止再生而转为干燥的情况时，可以根据预估再生时间与实际再生时间确定出剩余再生时间，从而在下一时间周期内，将前一周期的剩余再生时间以及对应的再生量并入预估再生时间的计算中；这样，使得干燥设备的再生更加合理，以应对整车运行过程中的不同情况。

具体地说，如若预估再生时间Tr大于最大再生时间Tmax，则控制所述干燥设备立即按照最大再生时间Tmax进行再生，此时剩余再生时间Tl满足Tl＝Tr-Tmax；如若实际再生时间Tq小于预估再生时间Tr，则剩余再生时间Tl满足Tl＝Tr-Tq。

另外，值得一提的是，在采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的步骤前，还包括：采集整车环境温度，并根据环境温度对干燥设备进行预加热的步骤。例如，根据1939协议采集总线上的环境温度，整车ECU判断环境低于3摄氏度后，空气处理系统控制内部加热器对干燥设备进行10-20分钟的预加热，以防止气管路结冰。

在一个实际运用的实施例中，准备阶段测量干燥设备一次性干燥气体的体积V1为2000L，一次性完全再生所需的时间T1为250S，则干燥设备处理气体的体积与所需再生时间的关系系数K为8L/S。

测量初始气压值Ps为1000KPa，将预设时间间隔t设定为3秒，则按照该时间间隔测量15次整车气压值，分别为P1＝1010KPa；P2＝1020KPa；…P15＝1150KPa；计算得到再生时间与干燥设备储气筒内压力变化系数Kq＝0.2s/KPa。则预估再生时间Tr＝0.2{(1010-1000)+(1020-1010)+…+(1150-1140)}＝0.2*150＝30S。

设定最大再生时间为50秒，实际再生时间计时为20秒，则剩余再生时间为30S-20S＝10S。则下一时间周期的预估再生时间需要额外增加10秒。当下一时间周期的预估再生时间增加10秒后大于50秒，则按照50秒进行再生，此时剩余再生时间为下一时间周期的预估再生时间与最大再生时间之差。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的步骤S1；

根据整车气压值变化获取干燥设备于当前时间周期内的预估再生时间Tr的步骤S2；

对所述干燥设备当前再生过程计时，获取实际再生时间Tq，并根据实际再生时间Tq和预设再生时间Tr获取剩余再生时间Tl的步骤S3；

于下一时间周期内，根据所述剩余再生时间Tl获取预估再生时间Tr并控制所述干燥设备再生的步骤S4。

2.根据权利要求1所述的整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法，其特征在于，

根据实际再生时间Tq和预估再生时间Tr获取剩余再生时间Tl的步骤S3具体为：

设定最大再生时间Tmax，则，

如若预估再生时间Tr大于最大再生时间Tmax，则控制所述干燥设备立即按照最大再生时间Tmax进行再生，此时剩余再生时间Tl满足Tl＝Tr-Tmax；

如若实际再生时间Tq小于预估再生时间Tr，则剩余再生时间Tl满足Tl＝Tr-Tq。

3.根据权利要求2所述的整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法，其特征在于，采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的步骤S1包括：

按照预设时间间隔t，采集n次整车气压值{Ps、P1、P2…、Pn}的步骤S11，其中Ps为初始气压值；

根据时间顺序，获取n个时间段的气压变化值{(P1-Ps)、(P2-P1)、…(Pn-Pn-1)}的步骤S12。

4.根据权利要求3所述的整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法，其特征在于，根据整车气压值变化获取干燥设备于当前时间周期内的预估再生时间Tr的步骤S2包括：

获取所述干燥设备体积V1和干燥时间T1，从而获取所述干燥设备干燥速率K的步骤S21；

获取所述干燥设备再生时间与整车气压变化的关系系数kq的步骤S22，则所述预估再生时间Tr满足：

Tr＝Kq*{(P1-Ps)、(P2-P1)、…(Pn-Pn-1)}。

5.根据权利要求4所述的整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法，其特征在于，获取所述干燥设备再生时间与整车气压变化的关系系数Kq的步骤S21中，

Kq＝Vb/(K*PA)，

其中，Vb为整车储气容积，K为所述干燥设备的干燥速率，PA为大气压力。

6.根据权利要求1至5任一项所述整车空气处理系统中干燥设备再生控制方法，其特征在于，在采集当前时间周期内的打气过程中整车气压值变化的步骤前，还包括：

采集整车环境温度，并根据所述环境温度对所述干燥设备进行加热的步骤。

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