一种提升喷气嘴低温工作性能的方法与流程

本发明属于汽车电子控制的
技术领域：
。更具体地，本发明涉及一种提升汽油和cng双燃料车辆喷气嘴低温工作性能的方法。
背景技术：
由于天然气资源丰富，其价格相对汽油也低很多，所以出租车市场基本都是两用燃料车，以天然气作为主要输出动力。但天然气中的杂质含量较多，且含有一定比例的水分。喷气嘴长期使用后，其表面有一定的杂质沉积和附着，低温环境下喷气嘴的开启阻力变大，当出现冷凝水结冰的问题后，开启阻力更大。传统的喷气嘴控制方案在客观上就存在以下问题：1、为了保证低温烧气性能，cng切换的温度阈值一般设定在5℃左右。在冬季低温环境下，cng温度上升较慢，切换条件难以满足，导致烧油时间较长，用户的运营成本增加；2、冬季低温环境下切气困难，切气熄火，切气后发生失火、转速抖动等问题3、降低cng切换的温度阈值后，又经常出现切气熄火，切气后发生失火，转速抖动等问题，客户仍存在严重抱怨。技术实现要素：本发明提供一种提升喷气嘴低温工作性能的方法，其目的是实现双燃料汽车的顺利切气。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：本发明的提升喷气嘴低温工作性能的方法，应用于汽油和cng双燃料车辆，其工作方式包括燃油模式和燃气模式；将燃油模式转换成燃气模式称为切气；在没有切气的燃油模式状态下，且满足预加热使能条件，则对喷气嘴进行预加热，所述的预加热的方式是：对喷气嘴施加一个小于开启电流的较小的驱动电流，对喷气嘴进行驱动，喷气嘴仍处于关闭状态。在所述的切气后的短时间内，在喷气嘴允许的驱动电流范围内，可施加较大的驱动电流，而后平滑衰减，回归到正常的控制标准，以确保喷气嘴的正常稳定工作。所述的预加热使能条件是：1)、cng硬件无故障：即切气条件是可以满足的；如果气路硬件存在故障，则没有进行喷气嘴预加热的必要；2)、车辆启动结束后方可进行预加热：启动时，蓄电池会出现大的压降，为了尽可能减小此时的电器负载和功耗，保证启动的顺畅和可靠，车辆启动过程中不允许进行加热；3)、天然气温度低于设定的阈值：该阈值通过程序设定；4)、只需要在燃油模式的状态下进行喷气嘴的加热：切气后的正常运行中，喷气嘴已处于正常的驱动逻辑中，不再需要加热。在所述的加热使能条件之3)中，设定的阈值为0℃。喷气嘴驱动主要有两个阶段：第一阶段为peak阶段，其时长记为peaktime，通过调整标定该阶段的时长，便可实现需求的峰值电流，以实现喷气嘴的可靠开启；第二阶段为hold阶段，其时长可记为holdtime，此阶段保持一较小的驱动电流，确保喷气嘴处于开启状态即可，在hold阶段结束后，喷气嘴断电关闭；系统所要实现的喷气脉宽即为peaktime和holdtime的和；对喷气嘴加热控制的方式：加热使能条件满足后，将喷油脉宽转换为对应的喷气脉宽，作为喷气嘴加热过程的驱动信号；在peak阶段，出于快速开启喷嘴的需要，占空比设定为100％，也既map_ducypeak_ub_tang中的值，此时驱动电流随着时间的延长迅速增大；或者，出于控制功能的易实现性，在喷气嘴加热时，完全取消peak阶段，即设定peaktime＝0，把整个喷气脉宽都处理为hold阶段，因此，通过控制hold阶段的驱动电流即可，也既控制此阶段的pwm信号，加热占空比设定在20％以下，将驱动电流控制在1a以下。所述的切气使能条件包括以下两项：1)、cng强制启动，结合同步标志位判断处理，上升沿触发；2)、车辆运行过程中的断油切换，结合断油标志位判断处理，下降沿触发。本发明采用上述技术方案，解决冬季低温环境下切气困难、切气熄火、切气后发生失火、转速抖动等问题；在提升车辆经济效益的同时，也提升和保证了车辆的低温烧气性能。附图说明附图所示内容简要说明如下：图1为本发明的喷气嘴驱动逻辑图；图2为本发明的算法逻辑实现图。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图1和图2所示的本发明的驱动逻辑及算法实现功能结构，本发明为提升喷气嘴低温工作性能的方法，应用于汽油和cng双燃料车辆，其工作方式包括燃油模式和燃气模式；将燃油模式转换成燃气模式称为切气。本发明的算法逻辑中的变量如下表所示：表1——变量说明序号变量名说明变量类型单位1e_cngerrorcng硬件故障标志位输入-2b_staend启动结束标志位输入-3tang天然气温度输入℃4ld发动机负荷输入％5b_syn同步标志位输入-6b_cngstatecng切换使能标志位输入-7b_fof断油标志位输入-8ub_b蓄电池电压输入v9val_tangenhtcnginj喷气嘴加热的cng温度阈值标定变量℃10val_timepeak滤波时间标定变量s11map_peaktimelast_tang_ldpeak阶段的时长标定曲线ms12map_peaktimeini_tang_ld切换瞬间peak阶段的时长(初始化值)标定曲线ms13map_ducyhold_ub_tang正常驱动时占空比标定曲线％14map_ducyholdhtcng_ub_tang喷气嘴加热过程占空比标定曲线％15map_ducypeak_ub_tangpeak阶段占空比标定曲线％16b_enhtcnginj喷气嘴加热使能标志位输出-17peaktime喷气嘴peak阶段的时长输出ms18ducyholdhold阶段pwm信号输出％19ducypeakpeak阶段pwm信号输出％本发明以奇瑞自主ems系统为平台，采用成熟且价格低廉的汽油ecu控制器，同时驱动喷油器和cng喷气嘴。一、为了克服现有技术的缺陷，实现双燃料汽车的顺利切气的发明目的，本发明采取的技术方案为：如图1所示，本发明的提升喷气嘴低温工作性能的方法，在没有切气的燃油模式状态下，且满足预加热使能条件，则对喷气嘴进行预加热，所述的预加热的方式是：对喷气嘴施加一个小于开启电流的较小的驱动电流，对喷气嘴进行驱动，喷气嘴仍处于关闭状态。针对冬季低温环境下切气困难、切气熄火、切气后发生失火、转速抖动等问题，本发明提供了上述提升喷气嘴低温工作性能的方法，在提升车辆经济效益的同时，也提升和保证了出租车的低温烧气性能。引入低温环境下喷气嘴预加热功能：在烧油状态下，仍对喷气嘴施加一较小的驱动电流，对喷气嘴进行驱动，由于驱动电流较小，喷气嘴仍处于关闭状态。经过一定时间后，通过喷气嘴通电过程中自身产生的热量，即可有效解决冷凝水结冰问题，减小开启阻力，保证喷气嘴的开启可靠性。由于驱动电流较小，喷气嘴仍处于关闭状态；经过一定时间后，通过喷气嘴在通电过程中自身产生的热量，即可有效解决冷凝水结冰问题，减小开启阻力，保证喷气嘴的开启可靠性。二、更进一步地：在所述的切气后的短时间内，在喷气嘴允许的驱动电流范围内，可施加较大的驱动电流，而后平滑衰减，回归到正常的控制标准，以确保喷气嘴的正常稳定工作。三、预加热控制功能实现：基于喷气嘴的驱动电流只有大于某一数值才能开启，以及喷气嘴通电驱动后发热的基本事实，本发明构思：可以在切气前烧油的过程中对喷气嘴施加一较小的驱动电流(此电流必须确保在任何情况下都无法打开喷气嘴)，喷气嘴温度便会逐渐升高，消除冷凝水结冰的同时，在一定程度上也可减小喷气嘴的开启阻力。四、所述的预加热使能条件是：1、cng硬件无故障：即切气条件是可以满足的；如果气路硬件存在故障，则没有进行喷气嘴预加热的必要；2、车辆启动结束后方可进行预加热：启动时，蓄电池会出现大的压降，为了尽可能减小此时的电器负载和功耗，保证启动的顺畅和可靠，车辆启动过程中不允许进行加热；3、天然气温度低于设定的阈值：天然气温度低于某一阈值，可通过标定量：val_tangenhtcnginj设定，一般在0℃以下方有加热的意义和必要。4、只需要在燃油模式的状态下进行喷气嘴的加热：切气后的正常运行中，喷气嘴已处于正常的驱动逻辑中，不再需要加热。若此时加热，势必会影响到喷气嘴正常的开启和关闭，出现失火抖动、熄火等严重问题。在所述的加热使能条件之3)中，设定的阈值为0℃。五、喷气嘴驱动逻辑：如图1所示，图中标记了喷气嘴的驱动电流的曲线。喷气嘴驱动主要有两个阶段：第一阶段为peak阶段，其时长记为peaktime，通过调整标定该阶段的时长，便可实现需求的峰值电流(一般控制在4a左右)，以实现喷气嘴的可靠开启；第二阶段为hold阶段，其时长可记为holdtime，此阶段保持一较小的驱动电流(一般控制在1.5a左右)，确保喷气嘴处于开启状态即可；在hold阶段结束后，喷气嘴断电关闭；系统所要实现的喷气脉宽即为peaktime和holdtime的和；六、对喷气嘴加热控制的方式：加热使能条件满足后，将喷油脉宽转换为对应的喷气脉宽，作为喷气嘴加热过程的驱动信号；在peak阶段，出于快速开启喷嘴的需要，占空比设定为100％，也既map_ducypeak_ub_tang中的值，此时驱动电流随着时间的延长迅速增大；或者，出于控制功能的易实现性，在喷气嘴加热时，完全取消peak阶段，即设定peaktime＝0，把整个喷气脉宽都处理为hold阶段，因此，通过控制hold阶段的驱动电流即可，也既控制此阶段的pwm信号，加热占空比设定在20％以下，将驱动电流控制在1a以下。加热占空比可根据实际实验结果确定，一般将驱动电流控制在1a以下即可，占空比通常设定在20％以下。七、喷气嘴加热控制和正常驱动的区别在于：1、正常驱动时：peak阶段的时长peaktime由：map_peaktimeini_tang_ld和map_peaktimelast_tang_ld设定；喷气嘴加热时：peaktime＝0。2、正常驱动时：hold阶段占空比走map_ducyhold_ub_tang中的值，一般在30％左右；喷气嘴加热时：走map_ducyholdhtcng_ub_tang中的值。八、喷气嘴峰值电流控制进一步地，在低温切气后的短时间内，为了确保喷气嘴100％的可靠开启，在喷气嘴允许的驱动电流范围内，尽量增大切气时的驱动电流，也既延长peaktime，而后回归到正常的控制范围，此功能通过滤波器实现。1、在满足切气条件的瞬间，将喷气嘴的peaktime初始化为较大的值，其通过map_peaktimeini_tang_ld设定，可将峰值电流控制在5.5a左右。初始化条件，也既切气的使能条件有两种：一种是cng强制启动，结合同步标志位判断处理，上升沿触发；另一种是车辆运行过程中的断油切换，结合断油标志位判断处理，下降沿触发。2、衰减时间也既滤波时间可通过标定量val_timepeak设定。3、最终控制喷气嘴驱动的峰值电流回归到标准范围，通过map_peaktimelast_tang_ld设定，将峰值电流控制在4a左右。以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。当前第1页12