CN112253438A - 一种发动机可变机油泵的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种发动机可变机油泵的控制方法。包括：采集车辆输入信号；所述车辆输入信号包括机油压力信号、机油温度信号、发动机转速、负荷、发动机水温、蓄电池电压、故障标志信号、发动机启动完成标志、可变气门正时需求压力及活塞冷却需求压力；根据所述车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式；根据所述车辆输入信号及所述机油泵控制使能模式确定系统主油路需求压力；根据所述车辆输入信号和所述系统主油路需求压力确定电磁阀前馈控制占空比和电磁阀PID控制占空比；根据电磁阀前馈控制占空比、电磁阀PID控制占空比及电磁阀保护策略确定目标电磁阀输出占空比。可以按需求控制机油压力输出，提高节油效果。

Description

一种发动机可变机油泵的控制方法

技术领域

本发明实施例涉及机油泵控制技术领域，尤其涉及一种发动机可变机油泵的控制方法。

背景技术

随着乘用车油耗法规的日益严苛，这对汽车燃油经济性提出了更高的要求。相比传统机械式机油泵只能随发动机转速高功率输出，可变机油泵在满足发动机各摩擦副润滑冷却需求及其他液压系统(如VVT可变气门正时、活塞冷却喷嘴)驱动需求前提下，合理控制当前主油路压力，避免机油泵长时间高功率输出，以减少燃油消耗量显得尤为重要。

现有的机油泵控制方案主要有两种：一种是两段式机油泵控制，即油泵工作模式分为低压和高压两种模式；一种是连续可变机油泵控制，即在一定压力范围内可按需求连续调节输出油压。

发明内容

本发明实施例提供一种发动机可变机油泵的控制方法，可以按需求控制机油压力输出，提高节油效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种发动机可变机油泵的控制方法，包括：

采集车辆输入信号；所述车辆输入信号包括机油压力信号、机油温度信号、发动机转速、负荷、发动机水温、蓄电池电压、故障标志信号、发动机启动完成标志、可变气门正时需求压力及活塞冷却需求压力；

根据所述车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式；

根据所述车辆输入信号及所述机油泵控制使能模式确定系统主油路需求压力；

根据所述车辆输入信号和所述系统主油路需求压力确定电磁阀前馈控制占空比和电磁阀PID控制占空比；

根据所述电磁阀前馈控制占空比、所述电磁阀PID控制占空比及电磁阀保护策略确定目标电磁阀输出占空比。

进一步地，采集机油温度信号，包括：

根据车辆实际配置采集机油温度原始信号；

对所述机油温度原始信号进行低通滤波处理，获得机油温度信号。

进一步地，采集机油压力信号，包括：

根据车辆实际配置采集机油压力原始信号；

对所述机油压力原始信号进行低通滤波处理，获得机油压力信号。

进一步地，根据所述车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式，包括：

若所述车辆输入信号及车辆启动完成时间满足如下条件，则机油泵控制使能模式为正常模式：

发动机启动完成标志置1；

发动机转速处于第一阈值范围内；其中，第一阈值范围由转速最低标定限值和转速最高标定限值构成；

蓄电池电压处于第二阈值范围内；其中，第二阈值范围由电压最低标定限值和电压最高标定限值构成；

机油压力处于第三阈值范围内；其中，第三阈值范围由压力最低标定限值和压力最高标定限值构成；

机油温度处于第四阈值范围内；其中，第四阈值范围由温度最低标定限值和温度最高标定限值构成；

无机油泵电磁阀故障；无机油压力传感器故障；

发动机启动完成时间大于或等于设定时间阈值。

进一步地，根据所述车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式，包括：

若所述车辆输入信号及车辆启动完成时间满足如下条件，则机油泵控制使能模式为启动模式：

发动机启动完成标志置1；

发动机转速处于第一阈值范围内；

蓄电池电压处于第二阈值范围内；

机油压力处于第三阈值范围内；

机油温度处于第四阈值范围内；

无机油泵电磁阀故障；无机油压力传感器故障；

发动机启动完成时间小于设定时间阈值。

进一步地，根据所述车辆输入信号及所述机油泵控制使能模式确定系统主油路需求压力，包括：

若机油泵控制使能模式为启动模式，则根据发动机转速和机油温度确定系统主油路需求初始压力；

若机油泵控制使能模式为正常模式，则根据发动机转速、负荷及机油温度因子确定系统主油路需求初始压力；

对所述系统主油路需求初始压力进行低通滤波处理；

取低通滤波处理后的系统主油路需求初始压力、可变气门正时需求压力及活塞冷却喷嘴需求压力中的最大值，并对所述最大值进行门限处理，获得系统主油路需求压力。

进一步地，根据所述车辆输入信号和所述系统主油路需求压力确定电磁阀前馈控制占空比，包括：

根据发动机转速和主油路需求压力确定电磁阀基础控制占空比；

根据机油温度因子及蓄电池电压因子对所述电磁阀基础控制占空比进行修正，获得电磁阀前馈控制占空比。

进一步地，根据所述车辆输入信号和所述系统主油路需求压力确定电磁阀PID控制占空比，包括：

计算主油路需求压力和实际机油压力之间的差值，对所述差值进行PID计算，获得电磁阀PID控制占空比。

进一步地，根据所述电磁阀前馈控制占空比、所述电磁阀PID控制占空比及电磁阀保护策略确定目标电磁阀输出占空比，包括：

将所述电磁阀前馈控制占空比和所述电磁阀PID控制占空比求和，获得初始电磁阀输出占空比；

若所述初始电磁阀输出占空比超过占空比高限值，则控制计数器开始累积计数；

当计数值达到设定阈值时，控制电磁阀进入保护状态；

若所述初始电磁阀输出占空比低于占空比低限值，则控制计数器开始递减计数；

当计数值为0时，控制电磁阀退出保护状态；

当计数值为0与设定阈值之间时，电磁阀保护状态维持上一状态。

进一步地，还包括：

若存在机油压力传感器故障或者机油泵电磁阀故障，则确定的目标电磁阀输出占空比为0。

本发明实施例公开了一种发动机可变机油泵的控制方法，采集车辆输入信号；根据车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式；根据车辆输入信号及机油泵控制使能模式确定系统主油路需求压力；根据车辆输入信号和系统主油路需求压力确定电磁阀前馈控制占空比和电磁阀PID控制占空比；根据电磁阀前馈控制占空比、电磁阀PID控制占空比及电磁阀保护策略确定目标电磁阀输出占空比。可以按需求控制机油压力输出，提高节油效果。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种发动机可变机油泵的控制方法的流程图；

图2是本发明实施例中的确定机油泵控制使能模式的示例图；

图3是本发明实施例中的计算PID控制占空比的示例图；

图4是本发明实施例中的机油泵电磁阀保护功能示例图；

图5是本发明实施例中的ECU机油泵控制功能模块框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种发动机可变机油泵的控制方法的流程图，本实施例可适用于对发动机可变油泵进行控制的情况，如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤110，采集车辆输入信号。

其中，车辆输入信号包括机油压力信号、机油温度信号、发动机转速、负荷、发动机水温、蓄电池电压、故障标志信号、发动机启动完成标志、可变气门正时需求压力及活塞冷却需求压力。故障标志包括机油泵电磁阀故障及机油压力传感器故障。

具体的，采集机油温度信号的方式可以是：根据车辆实际配置采集机油温度原始信号；对机油温度原始信号进行低通滤波处理，获得机油温度信号。

其中，车辆实际配置可以是CAN线机油温度信号、LIN线机油温度信号、底层机油温度电压信号或者CAN线机油温度电压信号。若输入是电压信号时，则通过图表将电压信号转换为温度信号。对机油温度原始信号进行低通滤波处理可以通过如下公式实现：Toil＝Toil^(-1)+(Toil_raw-Toil^(-1))*dt/T。其中，Toil为经过低通滤波处理后的机油温度，Toil^(-1)为上一次经过低通滤波处理的机油温度，Toil_raw为低通滤波处理前的机油温度即机油温度原始值(以上温度单位均为℃)，dt为模块计算任务周期，T为低通滤波时间常数(以上时间单位均为s)。

具体的，采集机油压力信号的方式可以是：根据车辆实际配置采集机油压力原始信号；对机油压力原始信号进行低通滤波处理，获得机油压力信号。

其中，车辆实际配置可以是CAN线机油压力信号、LIN线机油压力信号、底层机油压力电压信号或者CAN线机油压力电压信号。若输入为电压信号，可以通过函数公式(斜率偏移)将电压信号转换成压力信号。对机油压力原始信号进行低通滤波处理可以通过如下公式实现：Poil＝Poil^(-1)+(Poil_raw-Poil^(-1))*dt/T。其中，Poil为经过低通滤波处理后的机油压力，Poil^(-1)为上一次经过低通滤波处理的机油压力，Poil_raw为低通滤波处理前的机油压力即机油压力原始值(以上压力单位均为kPa)，dt为模块计算任务周期，T为低通滤波时间常数。

步骤120，根据车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式。

其中，机油泵控制使能模式可以包括正常模式、启动模式及使能未进入模式。图2为确定机油泵控制使能模式的示例图。如图2所示，若车辆输入信号及车辆启动完成时间满足如下条件，则机油泵控制使能模式为正常模式：发动机启动完成标志置1；发动机转速处于第一阈值范围内；蓄电池电压处于第二阈值范围内；机油压力处于第三阈值范围内；机油温度处于第四阈值范围内；无机油泵电磁阀故障；无机油压力传感器故障；发动机启动完成时间大于或等于设定时间阈值。其中，发动机启动完成标志置1表示发动机完成启动。

其中，正常模式退出条件为上述任一条件不满足，此时进入使能未进入模式。

若车辆输入信号及车辆启动完成时间满足如下条件，则机油泵控制使能模式为启动模式：发动机启动完成标志置1；发动机转速处于第一阈值范围内；蓄电池电压处于第二阈值范围内；机油压力处于第三阈值范围内；机油温度处于第四阈值范围内；无机油泵电磁阀故障；无机油压力传感器故障；发动机启动完成时间小于设定时间阈值。

其中，启动模式退出条件为上述任一条件不满足，此时进入使能未进入模式或者正常模式。

其中，第一阈值范围由转速最低标定限值和转速最高标定限值构成；第二阈值范围由电压最低标定限值和电压最高标定限值构成；机油压力处于第三阈值范围内；第三阈值范围由压力最低标定限值和压力最高标定限值构成；第四阈值范围由温度最低标定限值和温度最高标定限值构成。

步骤130，根据车辆输入信号及机油泵控制使能模式确定系统主油路需求压力。

本实施例中，根据车辆输入信号及机油泵控制使能模式确定系统主油路需求压力的过程可以是：若机油泵控制使能模式为启动模式，则根据发动机转速和机油温度确定系统主油路需求初始压力；若机油泵控制使能模式为正常模式，则根据发动机转速、负荷及机油温度因子确定系统主油路需求初始压力；对系统主油路需求初始压力进行低通滤波处理；取低通滤波处理后的系统主油路需求初始压力、可变气门正时需求压力及活塞冷却喷嘴需求压力中的最大值，并对最大值进行门限处理，获得系统主油路需求压力。

具体的，若在启动模式，则根据输入发动机转速和机油温度查表获得系统主油路需求初始压力。若在正常模式，则根据发动机转速和负荷进行查表，再将查表值经过机油温度因子修正，然后所得值经过低通滤波，滤波后值与VVT、活塞冷却喷嘴等系统需求压力比较取最大值；再经过最大最小值限制处理计算出系统主油路需求压力。

步骤140，根据车辆输入信号和系统主油路需求压力确定电磁阀前馈控制占空比和电磁阀PID控制占空比。

其中，根据车辆输入信号和系统主油路需求压力确定电磁阀前馈控制占空比的方式可以是：根据发动机转速和主油路需求压力确定电磁阀基础控制占空比；根据机油温度因子及蓄电池电压因子对电磁阀基础控制占空比进行修正，获得电磁阀前馈控制占空比。

其中，根据车辆输入信号和系统主油路需求压力确定电磁阀PID控制占空比的方式可以是：计算主油路需求压力和实际机油压力之间的差值(error)，对差值进行PID计算，获得PID控制占空比。图3为本实施例中计算PID控制占空比的示例图。如图3所示：

P项占空比：P_out＝kp*error*Fac_OilT_P*Fac_UBat_P；

I项占空比：I_in＝ki*error*Fac_OilT_I*Fac_UBat_I；

I_out＝〖I_out〗^(-1)+I_in*dt/T；积分初始值设为负值，以避免因开始阶段目标值与实际值相差较大而导致积分值过大引起饱和超调现象。

D项占空比：D_out＝kd*(error-error^(-1))/dt*Fac_OilT_D*Fac_UBat_D。

其中，kp：比例项系数；ki：积分项系数；kd：微分项系数；I_out^(-1)：积分项占空比上一次值；error^(-1)：压力偏差error上一次值；Fac_OilT_P、Fac_OilT_I、Fac_OilT_D：分别为油温比例项、积分项、微分项修正因子；Fac_UBat_P、Fac_UBat_I、Fac_UBat_D：分别为蓄电池电压比例项、积分项、微分项修正因子。

步骤150，根据电磁阀前馈控制占空比、电磁阀PID控制占空比及电磁阀保护策略确定目标电磁阀输出占空比。

图4是本实施例中的机油泵电磁阀保护功能示例图，如图4所示，将电磁阀前馈控制占空比和电磁阀PID控制占空比求和，获得初始电磁阀输出占空比，若初始电磁阀输出占空比超过占空比高限值，则控制计数器开始累积计数；当计数值达到设定阈值时，控制电磁阀进入保护状态；若初始电磁阀输出占空比低于占空比低限值，则控制计数器开始递减计数；当计数值为0时，控制电磁阀退出保护状态；当计数值为0与设定阈值之间时，电磁阀保护状态维持上一状态。

本实施例中，若存在机油压力传感器故障或者机油泵电磁阀故障，则确定电磁阀输出占空比为0。其中，当电磁阀输出占空比为0时，表示停止驱动电磁阀。当处在电磁阀保护状态时，则电磁阀最终输出占空比按特定图表(低占空比)查表输出。

示例性的，图5为本实施例中ECU机油泵控制功能模块框图。

本发明实施例公开了一种发动机可变机油泵的控制方法，采集车辆输入信号；根据车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式；根据车辆输入信号及机油泵控制使能模式确定系统主油路需求压力；根据车辆输入信号和系统主油路需求压力确定电磁阀前馈控制占空比和电磁阀PID控制占空比；根据电磁阀前馈控制占空比、电磁阀PID控制占空比及电磁阀保护策略确定目标电磁阀输出占空比。可以按需求控制机油压力输出，提高节油效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种发动机可变机油泵的控制方法，其特征在于，包括：

采集车辆输入信号；所述车辆输入信号包括机油压力信号、机油温度信号、发动机转速、负荷、发动机水温、蓄电池电压、故障标志信号、发动机启动完成标志、可变气门正时需求压力及活塞冷却需求压力；

根据所述车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式；

根据所述车辆输入信号及所述机油泵控制使能模式确定系统主油路需求压力；

根据所述车辆输入信号和所述系统主油路需求压力确定电磁阀前馈控制占空比和电磁阀PID控制占空比；

根据所述电磁阀前馈控制占空比、所述电磁阀PID控制占空比及电磁阀保护策略确定目标电磁阀输出占空比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集机油温度信号，包括：

根据车辆实际配置采集机油温度原始信号；

对所述机油温度原始信号进行低通滤波处理，获得机油温度信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集机油压力信号，包括：

根据车辆实际配置采集机油压力原始信号；

对所述机油压力原始信号进行低通滤波处理，获得机油压力信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式，包括：

若所述车辆输入信号及车辆启动完成时间满足如下条件，则机油泵控制使能模式为正常模式：

发动机启动完成标志置1；

发动机转速处于第一阈值范围内；其中，第一阈值范围由转速最低标定限值和转速最高标定限值构成；

蓄电池电压处于第二阈值范围内；其中，第二阈值范围由电压最低标定限值和电压最高标定限值构成；

机油压力处于第三阈值范围内；其中，第三阈值范围由压力最低标定限值和压力最高标定限值构成；

机油温度处于第四阈值范围内；其中，第四阈值范围由温度最低标定限值和温度最高标定限值构成；

无机油泵电磁阀故障；无机油压力传感器故障；

发动机启动完成时间大于或等于设定时间阈值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述车辆输入信号及发动机启动完成时间确定机油泵控制使能模式，包括：

若所述车辆输入信号及车辆启动完成时间满足如下条件，则机油泵控制使能模式为启动模式：

发动机启动完成标志置1；

发动机转速处于第一阈值范围内；

蓄电池电压处于第二阈值范围内；

机油压力处于第三阈值范围内；

机油温度处于第四阈值范围内；

无机油泵电磁阀故障；无机油压力传感器故障；

发动机启动完成时间小于设定时间阈值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述车辆输入信号及所述机油泵控制使能模式确定系统主油路需求压力，包括：

若机油泵控制使能模式为启动模式，则根据发动机转速和机油温度确定系统主油路需求初始压力；

若机油泵控制使能模式为正常模式，则根据发动机转速、负荷及机油温度因子确定系统主油路需求初始压力；

对所述系统主油路需求初始压力进行低通滤波处理；

取低通滤波处理后的系统主油路需求初始压力、可变气门正时需求压力及活塞冷却喷嘴需求压力中的最大值，并对所述最大值进行门限处理，获得系统主油路需求压力。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述车辆输入信号和所述系统主油路需求压力确定电磁阀前馈控制占空比，包括：

根据发动机转速和主油路需求压力确定电磁阀基础控制占空比；

根据机油温度因子及蓄电池电压因子对所述电磁阀基础控制占空比进行修正，获得电磁阀前馈控制占空比。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述车辆输入信号和所述系统主油路需求压力确定电磁阀PID控制占空比，包括：

计算主油路需求压力和实际机油压力之间的差值，对所述差值进行PID计算，获得电磁阀PID控制占空比。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电磁阀前馈控制占空比、所述电磁阀PID控制占空比及电磁阀保护策略确定目标电磁阀输出占空比，包括：

将所述电磁阀前馈控制占空比和所述电磁阀PID控制占空比求和，获得初始电磁阀输出占空比；

若所述初始电磁阀输出占空比超过占空比高限值，则控制计数器开始累积计数；

当计数值达到设定阈值时，控制电磁阀进入保护状态；

若所述初始电磁阀输出占空比低于占空比低限值，则控制计数器开始递减计数；

当计数值为0时，控制电磁阀退出保护状态；

当计数值为0与设定阈值之间时，电磁阀保护状态维持上一状态。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若存在机油压力传感器故障或者机油泵电磁阀故障，则确定的目标电磁阀输出占空比为0。

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