CN113279874B - 用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法、装置和存储介质 - Google Patents

用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法、装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法、装置，通过MeUn阀、PCV阀及PLV阀来控制系统轨压；在发动机正常运行时主要依靠MeUn阀控制系统轨压，当发动机发生故障后通过MeUn阀、PCV阀、PLV阀三者协同控制使系统轨压稳定在预设轨压附近，稳定性好且安全可靠。

Description

用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法、装置和存储 介质
技术领域
本发明属于内燃机技术领域，尤其是一种用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法和装置。
背景技术
目前部分船舶发动机电控燃油系统只包含机械限压阀（PLV阀），当燃油系统压力超过机械限压阀时才能冲开限压阀进行泄压，且泄压后系统只能维持在较低的轨压下继续运行；
部分船舶发动机电控燃油系统配置了PCV阀（电控泄压阀），但是并未对其进行精确控制，只是简单的区分了打开和关闭两种状态用于泄压，此种方案介入突兀，无法精确控制轨压且容易造成轨压大幅波动从而影响系统的稳定运行；
部分船舶发动机电控燃油系统采用了PCV阀和MeUn阀（比例流量阀）同时控制轨压，但是主要靠PCV阀来控制轨压，而PCV阀属于高频驱动阀，长时间驱动容易因为发热量大造成阀体损坏。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法、装置，通过MeUn阀、PCV阀及PLV阀来控制系统轨压；在发动机正常运行时主要依靠MeUn阀控制系统轨压，当发动机发生故障后通过MeUn阀、PCV阀、PLV阀三者协同控制使系统轨压稳定在预设轨压附近，稳定性好且安全可靠。为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法，其特征在于，包括：MeUn阀控制模式计算、MeUn阀驱动占空比计算、PCV阀控制模式计算、PCV阀驱动占空比计算；以实现发动机的轨压控制；MeUn阀及PCV阀类型为常开阀。
具体地，
MeUn阀控制模式计算包括：
步骤S101，当系统上电后，MeUn阀默认进入起动电流闭环模式；
步骤S102，当MeUn阀处于起动电流闭环模式或者驱动关闭模式时，发动机正常运行且不存在严重故障时，MeUn阀进行轨压全闭环模式；
步骤S103，当MeUn阀处于轨压全闭环模式时，若发动机处于停机工况且不存在严重故障时，MeUn阀回到起动电流闭环模式；
步骤S104，当MeUn阀处于轨压全闭环模式或者起动电流闭环模式时，如果发动机出现严重故障时，MeUn阀控制进入驱动关闭模式；
PCV阀控制模式计算包括：
PCV阀控制模式默认为无驱动模式；
步骤S201，当PCV阀处于无驱动模式时，若发动机进入运行工况且不存在严重故障，PCV阀进入关闭模式；
步骤S202，当PCV阀处于关闭模式或者轨压全闭环控制模式时，当发动机回到停机工况或者存在严重故障时，PCV阀进入无驱动模式；
步骤S203，当PCV阀处于关闭模式且MeUn阀电流超电流标定高限时，PCV阀进入轨压超限状态；
步骤S204，如果PCV阀处于轨压超限状态且MeUn阀电流低于电流标定高限，则退出轨压超限状态，PCV阀控制保持关闭模式；
步骤S205，如果PCV阀处于轨压超限状态且MeUn阀电流超限持续时间超过持续时间门限，则进入轨压全闭环控制模式；
步骤S206，当PCV阀处于轨压全闭环控制模式且PCV阀占空比超占空比标定高限时，PCV阀控制进入轨压受控状态；
步骤S207，当PCV阀处于轨压受控状态时，PCV阀占空比低于占空比标定高限，则退出轨压受控状态，PCV阀保持轨压全闭环控制模式；
步骤S208，PCV阀处于轨压受控状态时，PCV阀驱动占空比超限持续时间超过标定值且MeUn阀驱动占空比步长<0，则PCV阀进入PCV阀关闭模式。
具体地，
MeUn阀驱动占空比计算包括：
步骤S301，当判断MeUn阀为驱动关闭模式时，MeUn阀占空比根据MeUn阀预设占空比得到，在该预设占空比下，MeUn阀关闭；
步骤S302，当MeUn阀处于轨压全闭环模式时，计算实际轨压与目标轨压之间的差值，作为轨压差输出；
步骤S303，根据轨压差通过PID模块来计算MeUn阀驱动占空比步长；
步骤S304，当MeUn阀处于起动电流闭环模式时，计算实际电流与目标电流的差值，作为电流差输出；
步骤S305，根据电流差通过PID模块来计算MeUn阀驱动占空比步长；
步骤S306，上一次的MeUn阀驱动占空比与MeUn阀驱动占空比步长相加，得到MeUn阀驱动占空比计算值；
步骤S307，经过最大最小值限制后输出MeUn阀驱动占空比；
步骤S308，根据输出的MeUn阀驱动占空比控制MeUn阀的开度；
PCV阀驱动占空比计算包括：
步骤S401，当判断PCV阀控制模式为无驱动模式时，PCV阀驱动占空比为0，不驱动PCV阀；
步骤S402，当判断PCV阀控制模式为关闭模式时，PCV阀驱动占空比由PCV阀预设占空比得到，在该预设占空比下，PCV阀关闭；
步骤S403，当PCV阀处于轨压全闭环控制模式时，使用标定系数与所述MeUn阀驱动占空比步长相乘，计算得到PCV阀驱动占空比步长；
步骤S404，上一次的PCV阀驱动占空比与PCV阀驱动占空比步长相加，得到PCV阀驱动占空比计算值；
步骤S405，对PCV阀驱动占空比计算值经过最大最小值限制后输出PCV阀驱动占空比；
步骤S406，根据输出的PCV阀驱动占空比控制PCV阀的开度。
第二方面，本发明实施例还提出一种用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制装置，包括：
存储器，存储有计算机程序；
处理器，用于运行所述计算机程序，所述计算机程序运行时执行如上文所述的方法的步骤。
第三方面，本发明实施例还提出一种存储介质，
所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被配置为运行时执行如上文所述的方法的步骤。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例通过MeUn阀、PCV阀及PLV阀来控制系统轨压；当系统处于正常运行时保证实际轨压迅速达到预设轨压并稳定在预设轨压附近；当系统出现MeUn阀故障后系统轨压可以控制在预设范围内，避免发动机被迫停机，保证船舶主推系统稳定安全运行。
附图说明
图1为本发明实施例中的MeUn阀控制模式计算示意图。
图2为本发明实施例中的PCV阀控制模式计算示意图。
图3为本发明实施例中的MeUn阀驱动占空比计算流程图。
图4为本发明实施例中的PCV阀驱动占空比计算流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
发动机的轨压控制系统（本文中简称系统）主要由电控单元、传感器及执行器等组成；其中传感器包括曲轴传感器、凸轮传感器、轨压传感器；执行器包括MeUn阀、PCV阀、PLV阀、喷油器；执行器除机械式PLV阀外，均通过ECU驱动控制，MeUn阀及PCV阀类型为常开阀；
第一方面，本发明的实施例提出一种用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法，包括：MeUn阀控制模式计算、MeUn阀驱动占空比计算、PCV阀控制模式计算、PCV阀驱动占空比计算；以实现发动机的轨压控制；
具体地，如图1所示，MeUn阀控制模式计算包括：
步骤S101，当系统上电后，MeUn阀默认进入起动电流闭环模式；
步骤S102，当MeUn阀处于起动电流闭环模式或者驱动关闭模式时，发动机正常运行且不存在曲轴凸轮信号故障、多个喷油器同时故障、发动机超速等需要停机的严重故障（以下简称为严重故障）时，MeUn阀进行轨压全闭环模式；
步骤S103，当MeUn阀处于轨压全闭环模式时，若发动机处于停机工况且不存在严重故障时，MeUn阀回到起动电流闭环模式；
步骤S104，当MeUn阀处于轨压全闭环模式或者起动电流闭环模式时，如果发动机出现严重故障时，MeUn阀控制进入驱动关闭模式。
具体地，如图2所示，PCV阀控制模式计算包括：
系统上电后，PCV阀控制模式默认为无驱动模式；
步骤S201，当PCV阀处于无驱动模式时，若发动机进入运行工况且不存在严重故障，PCV阀进入关闭模式；
步骤S202，当PCV阀处于关闭模式或者轨压全闭环控制模式时，当发动机回到停机工况或者存在严重故障时，PCV阀进入无驱动模式；
步骤S203，当PCV阀处于关闭模式且MeUn阀电流超电流标定高限时，PCV阀进入轨压超限状态；
步骤S204，如果PCV阀处于轨压超限状态且MeUn阀电流低于电流标定高限，则退出轨压超限状态，PCV阀控制保持关闭模式；
步骤S205，如果PCV阀处于轨压超限状态且MeUn阀电流超限持续时间超过持续时间门限，则进入轨压全闭环控制模式；
步骤S206，当PCV阀处于轨压全闭环控制模式且PCV阀占空比超占空比标定高限时，PCV阀控制进入轨压受控状态；
步骤S207，当PCV阀处于轨压受控状态时，PCV阀占空比低于占空比标定高限，则退出轨压受控状态，PCV阀保持轨压全闭环控制模式；
步骤S208，PCV阀处于轨压受控状态时，PCV阀驱动占空比超限持续时间超过标定值且MeUn阀驱动占空比步长<0，则PCV阀进入PCV阀关闭模式。
具体地，如图3所示，MeUn阀驱动占空比计算包括：
步骤S301，当判断MeUn阀为驱动关闭模式时，MeUn阀占空比根据MeUn阀预设占空比得到，在该预设占空比下，MeUn阀关闭；
步骤S302，当MeUn阀处于轨压全闭环模式时，计算实际轨压与目标轨压之间的差值，作为轨压差输出；
步骤S303，根据轨压差通过PID模块来计算MeUn阀驱动占空比步长；
步骤S304，当MeUn阀处于起动电流闭环模式时，计算实际电流与目标电流的差值，作为电流差输出；
其中目标电流设定与MeUn阀较大的开度相对应，例如MeUn阀的45%～50%开度；以方便系统快速的建立轨压；
步骤S305，根据电流差通过PID模块来计算MeUn阀驱动占空比步长；
步骤S306，上一次的MeUn阀驱动占空比与MeUn阀驱动占空比步长相加，得到MeUn阀驱动占空比计算值；
步骤S307，经过最大最小值限制后输出MeUn阀驱动占空比；
步骤S308，根据输出的MeUn阀驱动占空比控制MeUn阀的开度。
具体地，如图4所示，PCV阀驱动占空比计算包括：
步骤S401，当判断PCV阀控制模式为无驱动模式时，PCV阀驱动占空比为0，不驱动PCV阀；
步骤S402，当判断PCV阀控制模式为关闭模式时，PCV阀驱动占空比由PCV阀预设占空比得到，在该预设占空比下，PCV阀关闭；
步骤S403，当PCV阀处于轨压全闭环控制模式时，使用标定系数与所述MeUn阀驱动占空比步长相乘，计算得到PCV阀驱动占空比步长；
步骤S404，上一次的PCV阀驱动占空比与PCV阀驱动占空比步长相加，得到PCV阀驱动占空比计算值；
步骤S405，对PCV阀驱动占空比计算值经过最大最小值限制后输出PCV阀驱动占空比；
步骤S406，根据输出的PCV阀驱动占空比控制PCV阀的开度。
根据上述MeUn阀、PCV阀的控制及PLV阀机械保护，可以在不同的情况下控制轨压，其表现如下：
当发动机停机时，PCV阀处于关闭模式，MeUn阀处于起动电流闭环模式，此时高压油泵不会向油轨中供油，因此轨压始终稳定；
当发动机无故障时，PCV阀处于关闭状态，系统主要依靠MeUn阀轨压全闭环模式来调节实际轨压稳定在预设轨压附近；
当MeUn阀损坏或者系统工况变化过快，此时实际轨压始终高于预设轨压，PCV阀进入轨压全闭环控制模式，系统通过MeUn阀及PCV阀控制实际轨压稳定在预设轨压附近；
当发动机出现严重故障时，MeUn阀进入驱动关闭模式，PCV阀进入无驱动模式，降低油轨内轨压；
当实际轨压超过轨压上限时，开启PLV阀，防止轨压过高损伤发动机部件。
第二方面，本发明的实施例还提出一种用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制装置，包括：处理器和存储器；所述处理器与存储器之间相互通信；所述存储器中存储有计算机程序；所述处理器用于运行所述计算机程序，所述计算机程序运行时执行如上文所述的方法的步骤。
第三方面，本发明的实施例还提出一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程度，所述计算机程序被配置为运行时执行如前文所述的方法的步骤。存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体 (Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体 (Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法，其特征在于，包括：MeUn阀控制模式计算、MeUn阀驱动占空比计算、PCV阀控制模式计算、PCV阀驱动占空比计算；以实现发动机的轨压控制；MeUn阀及PCV阀类型为常开阀；
MeUn阀控制模式计算包括：
步骤S101，当系统上电后，MeUn阀默认进入起动电流闭环模式；
步骤S102，当MeUn阀处于起动电流闭环模式或者驱动关闭模式时，发动机正常运行且不存在严重故障时，MeUn阀进行轨压全闭环模式；
步骤S103，当MeUn阀处于轨压全闭环模式时，若发动机处于停机工况且不存在严重故障时，MeUn阀回到起动电流闭环模式；
步骤S104，当MeUn阀处于轨压全闭环模式或者起动电流闭环模式时，如果发动机出现严重故障时，MeUn阀控制进入驱动关闭模式；
PCV阀控制模式计算包括：
PCV阀控制模式默认为无驱动模式；
步骤S201，当PCV阀处于无驱动模式时，若发动机进入运行工况且不存在严重故障，PCV阀进入关闭模式；
步骤S202，当PCV阀处于关闭模式或者轨压全闭环控制模式时，当发动机回到停机工况或者存在严重故障时，PCV阀进入无驱动模式；
步骤S203，当PCV阀处于关闭模式且MeUn阀电流超电流标定高限时，PCV阀进入轨压超限状态；
步骤S204，如果PCV阀处于轨压超限状态且MeUn阀电流低于电流标定高限，则退出轨压超限状态，PCV阀控制保持关闭模式；
步骤S205，如果PCV阀处于轨压超限状态且MeUn阀电流超限持续时间超过持续时间门限，则进入轨压全闭环控制模式；
步骤S206，当PCV阀处于轨压全闭环控制模式且PCV阀占空比超占空比标定高限时，PCV阀控制进入轨压受控状态；
步骤S207，当PCV阀处于轨压受控状态时，PCV阀占空比低于占空比标定高限，则退出轨压受控状态，PCV阀保持轨压全闭环控制模式；
步骤S208，PCV阀处于轨压受控状态时，PCV阀驱动占空比超限持续时间超过标定值且MeUn阀驱动占空比步长<0，则PCV阀进入PCV阀关闭模式。
2.如权利要求1所述的用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制方法，其特征在于，
MeUn阀驱动占空比计算包括：
步骤S301，当判断MeUn阀为驱动关闭模式时，MeUn阀占空比根据MeUn阀预设占空比得到，在该预设占空比下，MeUn阀关闭；
步骤S302，当MeUn阀处于轨压全闭环模式时，计算实际轨压与目标轨压之间的差值，作为轨压差输出；
步骤S303，根据轨压差通过PID模块来计算MeUn阀驱动占空比步长；
步骤S304，当MeUn阀处于起动电流闭环模式时，计算实际电流与目标电流的差值，作为电流差输出；
步骤S305，根据电流差通过PID模块来计算MeUn阀驱动占空比步长；
步骤S306，上一次的MeUn阀驱动占空比与MeUn阀驱动占空比步长相加，得到MeUn阀驱动占空比计算值；
步骤S307，经过最大最小值限制后输出MeUn阀驱动占空比；
步骤S308，根据输出的MeUn阀驱动占空比控制MeUn阀的开度；
PCV阀驱动占空比计算包括：
步骤S401，当判断PCV阀控制模式为无驱动模式时，PCV阀驱动占空比为0，不驱动PCV阀；
步骤S402，当判断PCV阀控制模式为关闭模式时，PCV阀驱动占空比由PCV阀预设占空比得到，在该预设占空比下，PCV阀关闭；
步骤S403，当PCV阀处于轨压全闭环控制模式时，使用标定系数与所述MeUn阀驱动占空比步长相乘，计算得到PCV阀驱动占空比步长；
步骤S404，上一次的PCV阀驱动占空比与PCV阀驱动占空比步长相加，得到PCV阀驱动占空比计算值；
步骤S405，对PCV阀驱动占空比计算值经过最大最小值限制后输出PCV阀驱动占空比；
步骤S406，根据输出的PCV阀驱动占空比控制PCV阀的开度。
3.一种用于船舶发动机电控燃油系统的轨压控制装置，其特征在于，包括：
存储器，存储有计算机程序；
处理器，用于运行所述计算机程序，所述计算机程序运行时执行如权利要求1～2中任一项所述的方法的步骤。
4.一种存储介质，其特征在于，
所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被配置为运行时执行如权利要求1～2中任一项所述的方法的步骤。
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