阅读说明：本技术 一种插电式发动机冷起动吸附脱附装置控制方法 (A kind of plug-in engine cold starting adsorption/desorption apparatus control method ) 是由 纪常伟 徐溥言 熊钰琨 汪硕峰 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：一种插电式发动机冷起动吸附脱附装置控制方法,属于发动机排放控制领域。所述控制方法其特征在于：以发动机转速信号(a1)、发动机冷却水温度信号(a2)和吸附装置开启次数信号(e)为控制依据。通过电子控制单元(13)控制第一阀门(5)、第二阀门(11)和第三阀门(12)的开闭,使吸附装置(7)在发动机冷却水不高于40℃时开启；并在吸附装置(7)达到饱和吸附之前将吸附装置(7)旁路,避免吸附装置(7)出现提前脱附的问题。在吸附装置(7)旁路后,通过显示单元(15)提示驾驶人员进行吸附装置(7)的脱附再生。通过电源插头(10)和外部电源通电,利用脱附装置(8)对吸附装置(7)进行脱附再生。(A kind of plug-in engine cold starting adsorption/desorption apparatus control method, belongs to Exhaust Control of Engine field.The control method is it is characterized by: be control foundation with engine rotational speed signal (a1), engine cooling water temperature signal (a2) and adsorbent equipment opening times signal (e).The opening and closing that the first valve (5), the second valve (11) and third valve (12) are controlled by electronic control unit (13) opens adsorbent equipment (7) when engine cooling water is not higher than 40 DEG C；And bypass adsorbent equipment (7) before adsorbent equipment (7) reaches saturation absorption, avoid the problem that being desorbed in advance occur in adsorbent equipment (7).After adsorbent equipment (7) bypass, the desorption and regeneration of driver's progress adsorbent equipment (7) is prompted by display unit (15).It is powered by attaching plug (10) and external power supply, desorption and regeneration is carried out to adsorbent equipment (7) using desorption apparatus (8).)

一种插电式发动机冷起动吸附脱附装置控制方法

技术领域

本发明属于发动机排放控制领域，具体涉及一种插电式发动机冷起动吸附脱附装置控制方法。

背景技术

由于发动机冷起动阶段三元催化器不能达到工作温度，发动机冷起动阶段HC排放不能得到有效的转化，加之控制单元ECU需要加大燃料喷射量以保证发动机顺利起动，大量未燃的燃料以HC的形式排放到大气之中。据有关测试结果表明，在NEDC循环工况测试中，90％的HC排放产生于发动机冷起动阶段。因此，降低发动机冷起动阶段污染气体排放已经成为内燃机继续发展亟待解决的重要问题之一。吸附技术因其低温高压吸附，高温低压脱附的特点，是解决发动机冷起动阶段HC排放的一种有效手段。根据相关台架测试结果，在环境温度为20℃的条件下，发动机冷起动阶段HC排放的75％以上能够被吸附于放置了吸附材料的吸附装置之中。

目前，限制吸附装置应用的技术瓶颈是如何实现吸附材料的脱附再生，通常的随车脱附再生技术受限于脱附时间和车辆运行状态，吸附材料往往不能彻底脱附，继而影响到吸附装置再吸附时的吸附效率。而脱附装置又受限于车载电池系统因而无法长时间运行。目前，随电动汽车配套设施的建设规模逐步扩大，为发动机吸附装置的脱附提供了一条新的方向。

因此，设计一种既可以有效降低发动机冷起动阶段HC排放，又可以实现吸附材料的充分脱附再生的吸附装置显得尤为必要。

发明内容

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本发明的目的是提供一种插电式发动机冷起动吸附脱附装置控制方法，该装置以发动机转速信号(a1)、发动机冷却水温度信号(a2)和吸附装置开启次数信号(e)为控制依据。通过电子控制单元(13)控制第一阀门(5)、第二阀门(11)和第三阀门(12)的开闭，使吸附装置(7)在发动机冷却水不高于40℃时开启；并在吸附装置(7)达到饱和吸附之前将吸附装置(7)旁路，避免吸附装置(7)出现提前脱附的问题。在吸附装置(7)旁路后，通过显示单元(15)提示驾驶人员进行吸附装置(7)的脱附再生。通过电源插头(10)和外部电源通电，利用脱附装置(8)对吸附装置(7)进行脱附再生。

为了达到降低发动机起动过程中排放的目的并保证吸附材料的充分脱附再生，本发明所述的一种插电式发动机冷起动吸附脱附装置控制方法本发明采用如下技术方案：

进气管(1)、第四阀门(2)、发动机(3)，第四阀门(2)通过进气管(1)与发动机(3)串联连接；三元催化器(4)、第三阀门(12)、排气管(14)，三元催化器(4)、第三阀门(12)通过排气管(14)与发动机(3)串联连接；在第三阀门(12)上游和三元催化器(4)的下游并联有吸附管路(6)，第一阀门(5)、吸附装置(7)和第二阀门(11)依次串联于吸附管路(6)上并通过吸附管路(6)和第三阀门(12)下游处排气管(14)相连接。吸附装置(7)、脱附装置(8)通过脱附管路(9)和第四阀门(2)相连接。所述脱附装置(8)内设置有脱附装置并可以将吸附装置(7)脱附的污染物储存。电源插头(10)和脱附装置(8)串联连接，用以提供脱附装置(8)运行所需的外部电源。电子控制单元(13)通过显示单元信号(j)线与显示单元(15)连接并接收发动机转速信号(a1)、发动机冷却水温度信号(a2)、吸附装置信号(e)、电源插头信号(f)，控制第一阀门开闭(b)、第二阀门开闭(c)、第三阀门开闭(d)和第四阀门开闭(h)以及脱附装置开闭(g)。

当发动机起动时，电子控制单元(13)接收发动机冷却液温度信号(a1)、发动机转速信号(a2)和累计吸附次数信号(h)，当发动机冷却液温度t_w＜40℃且发动机转速n_e＜1200转/分钟且累计吸附系数信号(h)m＜m₀(m₀是吸附装置(7)中吸附材料吸附效率不低于μ％时最大连续吸附次数)时，电子控制单元(13)控制打开第一阀门(5)和第二阀门(11)并关闭第三阀门(12)，使此时发动机(3)排出的尾气通过排气管路(14)和吸附管路(6)进入吸附装置(7)进行吸附净化，电子控制单元(13)记录累计吸附次数信号(h)次数m＝m′+1(m′为吸附前累计吸附次数)。当发动机冷却液温度t_w≥40℃或发动机转速n_e≥1200转/分钟或累计吸附系数信号(h)m≥m₀时，电子控制单元(13)控制关闭第一阀门(5)和第二阀门(11)并打开第三阀门(12)，使此时发动机(3)排出的尾气通过排气管路(14)排出大气。

电子控制单元(13)接收累计吸附次数信号(h)，当累计吸附次数信号(h)m≥m₀时，电子控制单元(13)发送信号至显示单元(15)，用以提醒驾驶人员吸附装置(7)已饱和，需要进行脱附再生。当电子控制单元(13)检测到电源插头(10)和外部电源相连时，电子控制单元(13)关闭第一阀门(5)和第二阀门(11)，打开脱附装置(8)，脱附装置(8)开启脱附过程，设定时间为20分钟。同时，电子控制单元(13)控制脱附装置(8)将吸附装置(7)中脱附的污染物储存在脱附装置(8)中。

当发动机起动时，电子控制单元(13)接收发动机转速信号(a2)，当发动机转速n_e≥1200转/分钟时，电子控制单元(13)打开第四阀门(2)，储存在脱附装置(8)中的污染物在进气管(1)真空度的作用下，经过脱附管路(9)经由进气管(1)后进入发动机(3)中燃烧。

本发明旨在提出一种插电式发动机冷起动吸附脱附装置控制方法，其优点是：

该方法该装置使吸附装置只在发动机冷却水不高于40℃时开启并在吸附装置达到饱和吸附之前将之旁路，保证吸附装置较高的单次吸附效率的同时避免了提前脱附的问题。通过电外部电源通电利为吸附装置脱附再生提供电力，提高了吸附装置的脱附率，解决了吸附装置随车脱附困难的问题，具有一定的创新性和应用前景。

附图说明

图1本发明的结构和工作原理图

图中：1、进气管，2、第四阀门，3、发动机，4、三元催化器，5、第一阀门，6、吸附管路，7、吸附装置，8、脱附装置，9、脱附管路，10、电源插头，11、第二阀门，12、第三阀门，13、电子控制单元，14、排气管，15、显示单元

图2所示为活性炭材料对发动机起动时HC排放连续吸附曲线图。由图中曲线变化趋势可以看出，随着吸附次数的增加，吸附后HC排放呈现出逐渐增加的趋势，这表明吸附材料在连续吸附的过程中，吸附效率逐渐下降。因此，为了保证单次吸附的吸附效率不低于某一数值(如50％)，则需要设定最大吸附次数。

图3所示为活性炭材料对发动机起动时HC排放连续吸附效率图。由图可以看出，在连续吸附过程中，吸附效率由于微孔饱和逐渐衰减。因此，为了保证单次吸附的吸附效率不低于某一数值(如μ50％)，则需要设定最大吸附次数。图中在活性炭填充量300g的条件下为3次。

图4所示为电加热时污染物脱附曲线。由图可以看出，当采用外部供电加热脱附的策略时，加热装置可以迅速升温，污染物随即迅速脱附，在20分钟内脱附效率可以达到80％以上。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对于本发明做进一步的说明：

本发明的目的是提供一种插电式发动机冷起动吸附脱附装置控制方法，该装置以发动机转速信号(a1)、发动机冷却水温度信号(a2)和吸附装置开启次数信号(e)为控制依据。通过电子控制单元(13)控制第一阀门(5)、第二阀门(11)和第三阀门(12)的开闭，使吸附装置(7)在发动机冷却水不高于40℃时开启；并在吸附装置(7)达到饱和吸附之前将吸附装置(7)旁路，避免吸附装置(7)出现提前脱附的问题。在吸附装置(7)旁路后，通过显示单元(15)提示驾驶人员进行吸附装置(7)的脱附再生。通过电源插头(10)和外部电源通电，利用脱附装置(8)对吸附装置(7)进行脱附再生。

为了达到降低发动机起动过程中排放的目的并保证吸附材料的充分脱附再生，本发明所述的一种插电式发动机冷起动吸附脱附装置控制方法本发明采用如下技术方案：

如图1包括：进气管(1)、第四阀门(2)、发动机(3)，第四阀门(2)通过进气管(1)与发动机(3)串联连接；三元催化器(4)、第三阀门(12)、排气管(14)，三元催化器(4)、第三阀门(12)通过排气管(14)与发动机(3)串联连接；在第三阀门(12)上游和三元催化器(4)的下游并联有吸附管路(6)，第一阀门(5)、吸附装置(7)和第二阀门(11)依次串联于吸附管路(6)上并通过吸附管路(6)和第三阀门(12)下游处排气管(14)相连接。吸附装置(7)、脱附装置(8)通过脱附管路(9)和第四阀门(2)相连接。所述脱附装置(8)内设置有脱附装置并可以将吸附装置(7)脱附的污染物储存。电源插头(10)和脱附装置(8)串联连接，用以提供脱附装置(8)运行所需的外部电源。电子控制单元(13)通过显示单元信号(j)线与显示单元(15)连接并接收发动机转速信号(a1)、发动机冷却水温度信号(a2)、吸附装置信号(e)、电源插头信号(f)，控制第一阀门开闭(b)、第二阀门开闭(c)、第三阀门开闭(d)和第四阀门开闭(h)以及脱附装置开闭(g)。

当发动机起动时，电子控制单元(13)接收发动机冷却液温度信号(a1)、发动机转速信号(a2)和累计吸附次数信号(h)，当发动机冷却液温度t_w＜40℃且发动机转速n_e＜1200转/分钟且累计吸附系数信号(h)m＜m₀(m₀是吸附装置(7)中吸附材料吸附效率不低于50％时最大连续吸附次数)时，此时，认为发动机(3)处于冷起动阶段并且吸附装置(7)还未吸附饱和，因此，电子控制单元(13)控制打开第一阀门(5)和第二阀门(11)并关闭第三阀门(12)，使此时发动机(3)排出的尾气通过排气管路(14)和吸附管路(6)进入吸附装置(7)进行吸附净化，电子控制单元(13)记录累计吸附次数信号(h)次数m＝m′+1(m′为吸附前累计吸附次数)。当发动机冷却液温度t_w≥40℃或发动机转速n_e≥1200转/分或累计吸附系数信号(h)m≥m₀时，此时，可认为发动机(3)冷起动阶段已经结束或者吸附装置(7)已吸附饱和，因此，电子控制单元(13)控制关闭第一阀门(5)和第二阀门(11)并打开第三阀门(12)，使此时发动机(3)排出的尾气通过排气管路(14)排出大气。

电子控制单元(13)接收累计吸附次数信号(h)，当累计吸附次数信号(h)m≥m₀时，电子控制单元(13)发送信号至显示单元(15)，用以提醒驾驶人员吸附装置(7)已饱和，需要进行脱附再生。当驾驶员接通外部电源后，即电子控制单元(13)检测到电源插头(10)和外部电源相连时，电子控制单元(13)关闭第一阀门(5)和第二阀门(11)，打开脱附装置(8)，脱附装置(8)开启脱附过程，设定时间为20分钟。同时，电子控制单元(13)控制脱附装置(8)将吸附装置(7)中脱附的污染物储存在脱附装置(8)中。

当发动机起动时，电子控制单元(13)接收发动机转速信号(a2)，当发动机转速n_e≥1200转/分时，此时，认为发动机(3)已运行平稳，因此，电子控制单元(13)打开第四阀门(2)，储存在脱附装置(8)中的污染物在进气管(1)真空度的作用下，经过脱附管路(9)经由进气管(1)后进入发动机(3)中燃烧。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。