一种气体喷嘴预加热控制方法与流程

1.本发明涉及汽车电子控制技术领域，具体涉及到一种气体喷嘴预加热控制方法。


背景技术：

2.压缩天然气(compressed natural gas，简称cng)指压缩到压力大于或等于10mpa且不大于25mpa的气态天然气，是天然气加压并以气态储存在容器中。燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。
3.cng喷嘴作为cng发动机的核心部件，其性能的好坏直接影响着发动机的功能。cng气体中含有的水、油成分亦会使当前市场上的cng燃气系统在低温环境下喷嘴容易结冰，导致喷嘴开启困难，严重影响cng发动机的低温启动性能；同时燃料电池中氢气喷嘴在低温环境下易出现结冰现象，进而影响燃料电池正常运行。
4.现有技术中，解决cng喷嘴或氢气喷嘴在低温下开启困难的方法主要有两种：一是在喷嘴上额外增加发热装置来对喷嘴进行加热，比如电加热块，但是这种方式会额外增加成本，并且在实际车辆布置时可能因空间受限不能较好的实施，且因车辆蓄电池低温条件下供电能力衰减，导致无法达到满意的效果，极端情况下还会因加热消耗过多电能而导致没有足够的电能来启动车辆；二是采用预喷射策略，通过短时多次高频驱动来强制破除冰堵，但因ecu无法准确监测每个喷嘴的喷射状态，各喷嘴的结冰程度亦不相同，这种方式会导致部分喷嘴非受控喷射，易造成燃料泄漏或发动机运行不稳定，且受环境温度变化影响，多次高频驱动破冰效果并不理想。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种气体喷嘴预加热控制方法，用于解决现有技术中cng喷嘴或氢气喷嘴在低温环境下开启困难的技术问题。
6.为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种气体喷嘴预加热控制方法，包括以下步骤：
7.步骤(1)：通过车辆传感器获取车辆当前燃料系统温度，判断是否需要进入加热流程：
8.步骤(2)：对比加热控制与喷射控制电流波形，得到正常驱动与除冰驱动的差异点；
9.步骤(3)：监控线圈电阻并读取线圈电阻数据；
10.步骤(4)：通过pid对线圈电阻有效驱动电流进行修正；
11.步骤(5)：确定加热所需的维持占空比；
12.步骤(6)：通过车辆传感器、线圈电阻及发动机所处工况，判断加热流程退出时机。
13.本发明优选的方案之一，步骤(3)中线圈电阻数据包括线圈瞬时电阻以及线圈目标温度时的电阻。
14.本发明优选的方案之一，步骤(5)中占空比通过以下两种方法得到：一是按照公式fe＜pπd2/4确定占空比的最大值，其中d为喷嘴阀口通径、fe为电磁力、p为气体压强；二是通过对确定型号的喷嘴进行实际开启电流及发热量测量试验，从而确定占空比。
15.综上所述，本发明的有益效果为：
16.1、本发明的气体喷嘴加热控制方法在不额外增加硬件的条件下，通过对软件驱动策略的优化，实现在任意低温环境下的都能有极佳的破冰效果，且不会引起喷嘴非受控喷射，不会产生任何燃料泄漏或发动机运行不稳定。
17.2、本发明的气体喷嘴加热控制方法使喷嘴线圈可控发热融化冰堵，从而消除冰堵的同时不会导致任何燃料泄漏或对发动机工作状态产生任何不利影响。
18.3、本发明提供的气体喷嘴加热控制方法，特别适用于氢燃料系统喷嘴及cng汽车燃气喷嘴在低温下的破冰启动，且经极寒地区大量实车验证，取得了良好的效果。
附图说明
19.图1为本发明一个实施例的加热控制与喷射控制电流的对比波形图；
20.图2为本发明一个实施例中线圈电阻识别电路图一；
21.图3为本发明一个实施例中线圈电阻识别电路图二。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.本发明提供了一种气体喷嘴预加热控制方法，包括以下步骤：
24.步骤(1)：通过车辆传感器获取车辆当前燃料系统温度，判断是否需要进入加热流程：
25.步骤(2)：对比加热控制与喷射控制电流波形，得到正常驱动与除冰驱动的差异点，差异点为除冰驱动电流波形没有pick-up阶段，并且除冰驱动电流波形的占空比更大，波形图如图1所示；
26.步骤(3)：监控线圈电阻并读取线圈瞬时电阻r
t
以及线圈目标温度时的电阻rh，喷嘴电阻检测步骤以及包括喷嘴诊断电路，pp1喷嘴诊断使能信号由控制器mcu提供，喷嘴诊断的信号通过pr7和c22，c25，c26，c27构成的低通滤波器被mcu采集，pr7为喷嘴诊断电阻，与喷嘴内阻串联形成一个对12v的分压电路，mcu通过检测这个分压信号判断喷嘴的电阻r
t
；
27.步骤(4)：通过pid实时动态修正对线圈电阻有效驱动电流进行修正，从而避免线圈被过度加热导致损坏；
28.步骤(5)：确定加热所需的维持占空比dc，占空比dc通过以下两种方法得到：一是按照公式fe＜pπd2/4确定占空比的最大值，其中d为喷嘴阀口通径、fe为电磁力、p为气体压强；二是通过对确定型号的喷嘴进行实际开启电流及发热量测量试验，从而确定占空比；
29.步骤(6)：通过车辆传感器、线圈电阻及发动机所处工况，判断加热流程退出时机。
30.虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专
利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。


技术特征：
1.一种气体喷嘴预加热控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：通过车辆传感器获取车辆当前燃料系统温度，判断是否需要进入加热流程：步骤(2)：对比加热控制与喷射控制电流波形，得到正常驱动与除冰驱动的差异点；步骤(3)：监控线圈电阻并读取线圈电阻数据；步骤(4)：通过pid对线圈电阻有效驱动电流进行修正；步骤(5)：确定加热所需的维持占空比；步骤(6)：通过车辆传感器、线圈电阻及发动机所处工况，判断加热流程退出时机。2.如权利要求1所述的一种气体喷嘴预加热控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中线圈电阻数据包括线圈瞬时电阻以及线圈目标温度时的电阻。3.如权利要求1所述的一种气体喷嘴预加热控制方法，其特征在于：所述步骤(5)中占空比通过以下两种方法得到：一是按照公式f
e
＜pπd2/4确定占空比的最大值，其中d为喷嘴阀口通径、f
e
为电磁力、p为气体压强；二是通过对确定型号的喷嘴进行实际开启电流及发热量测量试验，从而确定占空比。

技术总结
本发明公开了一种气体喷嘴预加热控制方法，包括以下步骤：通过车辆传感器获取车辆当前燃料系统温度，判断是否需要进入加热流程：对比加热控制与喷射控制电流波形，得到正常驱动与除冰驱动的差异点；监控线圈电阻并读取线圈电阻数据；通过PID对线圈电阻有效驱动电流进行修正；确定加热所需的维持占空比；通过车辆传感器、线圈电阻及发动机所处工况，判断加热流程退出时机。本发明的气体喷嘴加热控制方法在不额外增加硬件的条件下，通过对软件驱动策略的优化，实现在任意低温环境下的都能有极佳的破冰效果，且不会引起喷嘴非受控喷射，不会产生任何燃料泄漏或发动机运行不稳定。会产生任何燃料泄漏或发动机运行不稳定。会产生任何燃料泄漏或发动机运行不稳定。


技术研发人员：汪洋 周涛 邓金滔 王飞 郝建明 余元骏 张怡 邹建 熊新杨 邹丽 王广申
受保护的技术使用者：成都恩吉威汽车技术有限公司
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/6/3