一种商用车空气处理单元控制方法技术

本发明专利技术涉及一种商用车空气处理单元控制方法。在精确计算压气机充气量和再生回流空气量基础上，实现车辆各种复杂运行工况下的系统压力和再生阀值的自适应控制，该控制方法的主流程包括7大步骤：基于空压机特性图谱，实时计算空压机排量F1；基于再生节流阀流量特性图谱，实时计算再生节流阀流量F2；计算干燥罐使用程度；正常工况识别；特殊工况识别；工作状态判断；执行器控制状态判断。本发明专利技术同现有技术相比，考虑到了车辆运行中出现的各种复杂工况，处理方式细致，可完全保证车辆的正常安全运行。经试用于一汽解放新一代重型商用车，采用本发明专利技术的系统能够满足中国第一汽车集团公司企业标准的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种商用车空气处理单元控制方法
本专利技术属于汽车电子底盘控制
，涉及一种商用车空气处理单元控制方法。
技术介绍
目前商用车普遍使用压缩空气作为驱动力，以实现对车辆的制动系统、车门和空气悬架系统的控制。而商用车空气处理单元APU(AirProcessingUnit)是用于提供干燥且洁净的压缩空气以保证车辆正常运行。传统的机械APU结构不能精确的控制系统的充气、卸荷和再生过程，无法保证压缩空气的质量。而电控APU能够精确计算压气机充气量和再生回流空气量，以实现充气、卸荷和再生的精确控制，保证空气质量。在本专利技术以前的现有技术中，专利文献1(CN202438249U)中公开了一种电控式车用空气处理单元，所述空气干燥器总成的下部设有供压缩空气进入的进气通道，所述压缩空气经进气通道经空气干燥器总成的干燥筒干燥后，经空气干燥器总成下部的出气口进入各储气筒，所述各储气筒的工作压力由电控处理单元控制实现卸荷或建压。专利文献2(CN102536967A)中公开了一种车辆压缩空气系统的空气处理单元，具有：连接到压缩机上的压缩空气输入端(4a)；以其干燥器输入端(10a)连接到压缩空气输入端上的干燥器单元(10)；沿输送方向设置在干燥器单元后的输送止回阀(12)，其将输送区域(14)与随后的系统区域(15)分隔；用于给干燥器输入端排气的排气阀(16)，其具有气动的控制输入端(16a)且能在输送阶段的截止位置与再生阶段的通行位置之间切换；再生阀(18)，其在输送阶段截止并在再生阶段将系统区域与具有第一再生止回阀(22)和第一再生节流板(23)的第一再生路径(20)连接；在再生阀与排气阀的气动控制输入端之间构造有再生区域(19)，在再生区域中能够调整出如下的状态，其中再生阀截止时排气阀打开。专利文献3(CN102186706A)公开了一种用于车辆(2)的压缩空气制备装置(1)的控制装置(3)，其中，控制装置(3)发送用于调整压缩空气制备装置(1)的输送阶段和再生阶段的输出信号，其中，在输送阶段中压缩机(4)将压缩空气经过具有干燥剂(6a)的空气干燥器(6)输送至压缩空气存储器(8)，且在再生阶段中将压缩空气自压缩空气存储器(8)中引导出来通过空气干燥器(6)，以使干燥剂(6a)干燥。根据本专利技术作如下设置，即，控制装置(3)依赖于车辆(2)的目前的或未来的发动机负荷和/或目前的或未来的压缩空气消耗来调整再生阶段。在这种情况下，尤其地在滑行阶段中可实现干燥剂到较低的湿度上的过度的干燥，以便于在后面的路段区段中节省燃料。此外，可依赖于发动机负荷和/或使用阶段实现干燥剂的路段优化的再生。对于专利文献1(CN202438249U)和专利文献2(CN102536967A公开的系统，是功能构架方面的创新专利技术，对在车辆运行中如何系统得控制APU方面没有相关描述。专利文献3(CNIO2536967A)公开的系统，提供一种电控APU结构，以及压气机充气量和再生回流空气量计算和控制方法。但没有考虑车辆运行中出现的各种复杂工况，处理方式过于简单，粗放，无法完全保证车辆的正常安全运行。
技术实现思路
针对上述现有技术状况，本专利技术的目的在于，在目前成熟的电控APU结构的基础上，提供一种实现空气处理单元的智能充气、再生、卸荷的判断和控制方法，以保证压缩空气质量。现将本专利技术构思及技术解决方案叙述如下：本专利技术的基本构思是，根据车辆复杂运行工况对系统的压力的不同需求，对进入再生的门限值的不同需求进行了相应的设计，例如，车辆空气悬架系统正在举升时需要大量的压缩空气，这时就需要APU提高系统额定压力，并尽量减少再生过程；且电控APU严重依赖CAN总线信息，当CAN总线信号出现异常时的隔离处理；以及当气压传感器或APU执行器出现故障时的特殊处理。根据上述专利技术构思，本专利技术提出了一种商用车空气处理单元控制方法，基于商用车整车控制器(VCU)实现，保留传统机械APU充气、卸荷和再生三个基本过程，其特征在于：在精确计算空压机充气量和再生回流空气量基础上，实现车辆各种复杂运行工况下的系统压力和再生阀值的自适应控制，该控制方法的主流程图如图1所示，具体包括以下步骤：步骤1：基于空压机特性图谱，实时计算空压机排量F1；空压机排量F1是通过查询空压机特性图谱计算得到，计算公式如下:F1＝MAP(NP,P1)其中，P1为储气筒压力，bar；Np为空压机转速，rpm；F1为空压机排量，L/min。MAP为空压机特性图谱三维数据，MAP采用两次线性差值的方法进行计算，如图2所示，某一种空压机的特性图谱如图3所示。步骤2：基于再生节流阀流量特性图谱，实时计算再生节流阀流量F2；再生节流阀流量F2是通过查询再生节流阀流量特性图谱计算得到，计算公式如下:F2＝CUV(P1)其中，P1为储气筒压力，bar；F2为再生节流阀流量，L/min；CUV为再生节流阀流量特性图谱二维数据，CUV采用一次线性差值的方法进行计算，如图4所示，某一种空压机的特性图谱如图5所示；步骤3：计算干燥罐使用程度UDD(UsingDegreeOfDesiccant)，所表征的含义为通过干燥器的空气体积；UDD增量△UDD根据以下公式计算：其中，F1为空压机排气流量，L/min；P1为储气筒压力，bar；P2为环境压力，bar；UDD为干燥器使用程度，L；UDD减量△UDD以下公式计算：其中，F2为再生节流阀流量，L/min；Rr为系统再生率，％；UDD为干燥器使用程度，L；步骤4：APU正常工况识别根据发动机转速、车速、发动机输出扭矩、油门开度、离合器开关和空档开关等信号识别出包括发动机未起动、起动辅助、停车怠速、正常行驶、低车速、OverRun以及OverTake等APU正常工况；步骤4.1：各工况的APU正常工况判断的说明如下表，参见图7：步骤4,2：工况的状态转换，各转移条件如下表所示：步骤5：APU特殊工况识别根据发动机转速信号状态、钥匙门信号、UDD值、空气悬架举升状态、储气筒压力信号及状态识别出包括安全模式、机械模式、掉电再生模式、过压再生模式、转速失效保护模式、强制再生模式以及ECAS举升状态等APU特殊工况。步骤5.1：各工况的APU特殊工况判断说明如下表参见如图8：步骤5.2：各工况转换如下步骤6：APU工作状态判断VCU根据采集到的信息按照上述方法判断出APU当前所处的工况，然后根据当前工况得出系统切入和额定压力，以及相应的再生模式和再生阀值，实时进行充气、再生和卸荷控制，控制基本算法为：步骤6.1：充气和卸荷判断：系统压力低于切入压力时，APU控制状态为充气状态；系统压力高于额定压力时控制状态为卸荷；步骤6.2：UDD再生判断：当系统处于卸荷状态，且再生模式为UDD再生，如果当前UDD值大于等于当前工况UDD阀值，系统再生直至UDD减少至0；步骤6.3：时间再生：当系统由充气状态进入卸荷状态，再生模式为压力再生时，系统再生，持续固定时间后停止再生；步骤6.4：压力再生：当系统由充气状态进入卸荷状态，再生模式为压力再生时，系统再生，系统压力降低设定的压力降后停止再生；步骤6.5：优先级：系统充气的优先级要高于再生，即充气条件满足时优先响应充气状态；步骤7：执行器控制状态判断依据系统计算得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种商用车空气处理单元控制方法，通过商用车整车控制器实现，保留传统机械充气、卸荷和再生三个基本过程，其特征在于：在精确计算空压机机充气量和再生回流空气量基础上，实现车辆各种复杂运行工况下的系统压力和再生阀值的自适应控制，具体包括以下步骤：步骤1：基于空压机特性图谱，实时计算空压机排量F1；空压机排量F1是通过查询空压机特性图谱计算得到，计算公式如下:F1＝MAP(NP,P1)其中，P1为储气筒压力，bar；Np为空压机转速，rpm；F1为空压机排量，L/min；MAP为空压机特性图谱三维数据，MAP采用两次线性差值的方法进行计算；步骤2：基于再生节流阀流量特性图谱，实时计算再生节流阀流量F2；再生节流阀流量F2是通过查询再生节流阀流量特性图谱计算得到，计算公式如下:F2＝CUV(P1)其中，P1为储气筒压力，bar；F2为再生节流阀流量，L/min；CUV为再生节流阀流量特性图谱二维数据，CUV采用一次线性差值的方法进行计算；步骤3：计算干燥罐使用程度UDD，所表征的含义为通过干燥器的空气体积；UDD增量△UDD根据以下公式计算：

【技术特征摘要】
1.一种商用车空气处理单元控制方法，通过商用车整车控制器实现，保留传统机械充气、卸荷和再生三个基本过程，其特征在于：在精确计算空压机机充气量和再生回流空气量基础上，实现车辆各种复杂运行工况下的系统压力和再生阀值的自适应控制，具体包括以下步骤：步骤1：基于空压机特性图谱，实时计算空压机排量F1；空压机排量F1是通过查询空压机特性图谱计算得到，计算公式如下:F1＝MAP(NP,P1)其中，P1为储气筒压力，bar；Np为空压机转速，rpm；F1为空压机排量，L/min；MAP为空压机特性图谱三维数据，MAP采用两次线性差值的方法进行计算；步骤2：基于再生节流阀流量特性图谱，实时计算再生节流阀流量F2；再生节流阀流量F2是通过查询再生节流阀流量特性图谱计算得到，计算公式如下:F2＝CUV(P1)其中，P1为储气筒压力，bar；F2为再生节流阀流量，L/min；CUV为再生节流阀流量特性图谱二维数据，CUV采用一次线性差值的方法进行计算；步骤3：计算干燥罐使用程度UDD，所表征的含义为通过干燥器的空气体积；UDD增量△UDD根据以下公式计算：其中，F1为空压机排气流量，L/min；P1为储气筒压力，bar；P2为环境压力，bar；UDD为干燥器使用程度，L；UDD减量△UDD以下公式计算：其中，F2为再生节流阀流量，L/min；Rr为系统再生率，％；UDD为干燥器使用程度，L；步骤4：APU正常工况识别根据发动机转速、车速、发动机输出扭矩、油门开度、离合器开关和空档开关等信号识别出包括发动机未起动、起动辅助、停车怠速、正常行驶、低车速、OverRun以及OverTake的APU正常工况；步骤5：APU特殊工况识别根据发动机转速信号状态、钥匙门信号、UDD值、空气悬架举升状态、储气筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈首刚，吕征，王明卿，王聪，张鹏，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22