CN116220935A - 考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发动机控制技术领域，提供了一种考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法及系统，以发动机粗滤出口处的压力值判断是否进行辅助供油，可以涵盖大气压力过低、温度过低以及粗滤堵塞多种因素造成的供油压力不足的判断，提高了对低压油路内供油压力的判断精度；同时，在需要辅助供油时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度，确定辅助供油压力，再根据确定的辅助供油压力，生成对应的作业功率指令对电动输油泵进行控制，解决了电动输油泵以恒定功率运行的问题，以及解决了发动机出厂前实验带来的增加成本和延长出厂时间的问题。
Description
技术领域
本发明属于发动机控制技术领域，尤其涉及一种考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法及系统。
背景技术
发动机在海拔较高地区、低温环境或者油箱离发动机进油口较远的情况下，进油压力过低，往往会出现供油不足，功率加不上去，掉转速的现象。发动机的进油压力大致等于发动机自带油泵吸力加上大气压力减去低压油路内的阻力。发动机自带油泵吸力一定，当大气压力过低或者低压油路内阻力过大时，就会产生发动机燃油供给不足的情况。目前，发为了解决发动机供油不足的问题，动机出厂前会在低压油路增加用于辅助供油的电动输油泵，辅助发动机在海拔较高地区和低温环境等作业环境下供油不足的问题。
发明人发现，为了实现辅助供油功能，目前发动机在出厂前会对电动输油泵的工作功率进行设定；其中一种设定方式是，为了保证电动输油泵可以适用于多种高压低温环境，将电动输油泵的工作功率设定为最大功率，只要启动辅助供油，电动输油泵就会以最大恒定功率运行，电动输油泵在最大恒定功率下运行，会导致冲阀故障，冲阀故障一旦发生，就会影响整个供油系统的供油压力，不能对发动机进行正常供油，并且电动输油泵一直在最大恒定功率下运行，其行功率远大于需求功率时会带来一定浪费能耗的问题；而另一种方式是，在发动机出厂前，通过对发动机进行实验，获得不同型号发动机在不同高压低温环境中所需要的辅助供油压力，从而确定不同压力和温度下电动输油泵的作业功率，此种方式，需要针对不同型号的发动机进行大量实验才能确定，增加了发动机出厂工作和发动机出厂前的时间周期，并且实验环境与发动机真实工作环境差距较大，依据实验数据确定的电动输油泵作业功率产生的辅助供油压力往往与实际需要的辅助供油压力差距较大，不利于发动机的运行稳定性。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法及系统，本发明根据实际工作环境中的大气压力变化确定需要辅助供油时电动输油泵的工作功率，解决了电动输油泵以恒定功率运行的问题，且避免了发动机出厂前实验带来的增加成本和延长出厂时间的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
第一方面，本发明提供了一种考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法，包括：
根据发动机粗滤出口处的压力值判断是否进行辅助供油；
在需要辅助供油时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度，确定辅助供油压力；
根据确定的辅助供油压力，生成对应的作业功率指令对电动输油泵进行控制。
进一步的，发动机粗滤出口处的压力值不高于第一预设压力比较值时，判断滤芯使用时长，如果滤芯使用时长超过预设时间，则不考虑发动机实际工作环境的大气压力和温度，直接控制电动输油泵以预设的功率运行；发动机粗滤出口处的压力值高于第一预设压力比较值且不高于第二预设压力比较值时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度控制电动输油泵的运行功率；所述第一预设值小于所述第二预设压力比较值。
进一步的，发动机粗滤出口处的压力值高于第一预设压力比较值且不高于第二预设压力比较值时，电动输油泵的工作功率随着大气压力值的减小而增加，随着大气压力值的增加而减小。
进一步的，发动机粗滤出口处的压力值高于第一预设压力比较值且不高于第二预设压力比较值时，电动输油泵的工作功率随着发动机实际工作环境温度的降低而增加，随着发动机实际工作环境温度的升高而减小。
进一步的，发动机粗滤出口处的压力值高于第二预设压力比较值时，电动输油泵不工作。
进一步的，在需要辅助供油时，如果所述电动输油泵以最大的功率运行预设时间后，发动机粗滤出口处的压力值依然不变或变化率不高于预设值，则进行报警。
进一步的，辅助供油一段时间后，发动机粗滤出口处的压力值上升到不需要辅助供油要求时，控制电动输油泵工作功率逐渐降低直到停止运行；控制电动输油泵工作功率逐渐降低直到停止运行过程中，对发动机粗滤出口处的压力值进行实时判断，以确定电动输油泵工作功率是否继续降低以及是否停止。
第二方面，本发明还提供了一种考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制系统，包括：
判断模块，被配置为：根据发动机粗滤出口处的压力值判断是否进行辅助供油；
辅助供油压力确定模块，被配置为：在需要辅助供油时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度，确定辅助供油压力；
控制模块，被配置为：根据确定的辅助供油压力，生成对应的作业功率指令对电动输油泵进行控制。
第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了第一方面所述的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了第一方面所述的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明以发动机粗滤出口处的压力值判断是否进行辅助供油，可以涵盖大气压力过低、温度过低以及粗滤堵塞多种因素造成的供油压力不足的判断，提高了对低压油路内供油压力的判断精度；同时，在需要辅助供油时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度，确定辅助供油压力，再根据确定的辅助供油压力，生成对应的作业功率指令对电动输油泵进行控制，解决了电动输油泵以恒定功率运行的问题，以及解决了发动机出厂前实验带来的增加成本和延长出厂时间的问题。
2、本发明针对在高原低温等复合条件下使用的发动机，通过增加可控电动输油泵和对应的控制策略，避免了多种可能引起发动机燃油供给压力不足的情况，控制方式简单，控制策略清晰，同时可以增加滤芯的使用寿命，保证发动机在一些复杂条件下可以正常使用。
附图说明
构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
图1为本发明实施例1整体控制逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1：
传统发动机，为了控制际工作过程中电动输油泵的运行功率满足实际环境需求，将电动输油泵设定为在任何时刻都以最大的恒定功率进行运行，或者在发动机出厂前通过大量的实验数据生成不同大气压和温度下的功率控制策略；而上述方法中，任何时刻都以最大的恒定功率进行运行会存在影响发动机工作稳定性以及造成能耗损失的问题，而通过实验数据提前确定控制策略的方式，会增加发动机出厂前的成本和工作量。为了解决上述问题，本实施例提供了一种考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法，包括：
根据发动机粗滤出口处的压力值判断是否进行辅助供油；
在需要辅助供油时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度，确定辅助供油压力；
根据确定的辅助供油压力，生成对应的作业功率指令对电动输油泵进行控制。
可选的，在发动机粗滤出口处安装压力传感器直接检测压力值作为判断参考值；或者为了提高压力值的判断准确度，还可以在发动机粗滤的入口和发动机粗滤出口均安装压力传感器，利用发动机粗滤的入口压力值与发动机粗滤的出口压力值的差值作为判断参考值。为了保证辅助供油的效率，以及提高对发动机粗滤的直接供压作用，可以将电动输油泵安装在油箱和发动机粗滤之间的输油管道上；在其他实施例中，所述电动输油泵还可以安装在发动机低压油路中的其他位置，比如设置在发动机粗滤和发动机自带油泵之间的输油管道上。发动机实际工作环境的大气压力和温度可以通过大气压力传感器和温度传感器等的实时检测得到。
本实施例中的电动输油泵为转速可调泵，对电动输油泵进行控制时，可以根据经验数据等常规手段确定不同辅助供油压力需求下对应的电动输油泵的运行功率，具体控制时，电动输油泵的运行功率可以体现为对电动输油泵转速的控制调节，不同转速下会产生不同的辅助供油压力。
可以理解的，电动输油泵运行过程中，发动机的进油压力大致等于发动机自带油泵吸力加上大气压力和辅助供油压力再减去低压油路内的阻力。低压油路内的阻力可以理解为输油管道长度、烟油粘稠度和发动机粗滤中滤芯堵塞等综合因素带来的阻力。
具体的，以发动机粗滤出口处的压力值判断是否进行辅助供油，可以涵盖大气压力过低、温度过低以及粗滤堵塞多种因素造成的供油压力不足的判断，提高了对低压油路内供油压力的判断精度；同时，在需要辅助供油时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度，确定辅助供油压力，再根据确定的辅助供油压力，生成对应的作业功率指令对电动输油泵进行控制，解决了电动输油泵以恒定功率运行的问题，以及解决了发动机出厂前实验带来的增加成本和延长出厂时间的问题。
在阻碍燃油向发动机内输送的众多影响因素中，其中发动机自带油泵故障、输油管路的泄露、发动机粗率中滤芯的堵塞、燃油温度降低导致的烟油粘稠度以及大气压力的降低等为主要的影响因素；本实施例中，重点考虑发动机粗率中滤芯的堵塞、燃油温度降低导致的烟油粘稠度以及大气压力的降低等情况对电动输油泵进行控制；比如，当海拔升高时，大气压力降低，燃油供给压力会降低；当低压油路内有堵塞，或者滤芯使用时间过长时，也会出现燃油供给压力降低的情况；当温度降低时，燃油粘度变大，可能存在结蜡的现象，燃油供给压力也会降低。当然，在实际对发动机粗滤出口处的压力值判断时，不排除其他因素对发动机粗滤出口处的压力值的影响。
重点考虑发动机粗率中滤芯的堵塞、燃油温度降低导致的烟油粘稠度以及大气压力的降低等情况对电动输油泵进行控制时，为了最大程度的降低发动机粗率中滤芯堵塞因素对输油的影响，本实施例中，在判断发动机粗滤出口处的压力值不高于第一预设压力比较值时，首选考虑滤芯是否堵塞，此时，需要获取发动机预存的出厂信息或维修信息来判断滤芯使用时长，如果发动机粗滤出口处的压力值不高于第一预设压力比较值且滤芯使用时长超过预设时间，则判断为滤芯堵塞，此时不考虑发动机实际工作环境的大气压力和温度，直接控制电动输油泵以预设的功率运行；在降低控制策略匹配的基础上，快速实现辅助压力的提供，保对发动机进行正常供油；可以理解的，此时电动输油泵以预设的功率运行，较其他时刻的运行功率大，较大的运行功率提供的辅助压力较大，除了保证向发动机进行正常供油外，还可以向滤芯提供快速的高压冲击力，以达到对堵塞滤芯进行清洗的目的，提高了滤芯使用寿命。
当然，当发动机粗滤出口处的压力值高于第一预设压力比较值且不高于第二预设压力比较值时，可以直接判断滤芯没有堵塞或者滤芯堵塞还没达到影响输油压力的程度，此时不用判断滤芯使用时长，而是根据发动机实际工作环境的大气压力和温度控制电动输油泵的运行功率。可以理解的，所述第一预设值小于所述第二预设压力比较值。
具体的，发动机粗滤出口处的压力值高于第一预设压力比较值且不高于第二预设压力比较值时，电动输油泵的工作功率随着大气压力值的减小而增加，随着大气压力值的增加而减小；发动机粗滤出口处的压力值高于第一预设压力比较值且不高于第二预设压力比较值时，电动输油泵的工作功率随着发动机实际工作环境温度的降低而增加，随着发动机实际工作环境温度的升高而减小；电动输油泵的工作功率以转速进行体现。发动机粗滤出口处的压力值高于第二预设压力比较值时，可以判断为当前由发动机自带油泵吸力提供的进油压力满足输油需求，不需要进行辅助供油，电动输油泵不工作。
需要说明的是，一般情况下，大气压力值与工作环境温度的变化规律一直，既两者降低和升高的趋势一直；而在较少的情况下，也会存在大气压力值与工作环境温度变化趋势不一致的情况，比如大气压力值降低，而工作环境温度升高的变化趋势，此时，为了解决控制逻辑矛盾的问题，可以将工作环境温度决定的控制策略排除，只执行随着大气压力值的减小或增加确定的控制策略，因为大气压力值对输油压力的影响较大。当利用发动机粗滤的入口压力值与发动机粗滤的出口压力值的差值作为判断参考值时，对第一预设压力比较值和第二预设压力比较值进行相应的调整，其他控制策略不变。
发动机实际工作中，当出现发动机自带油泵故障严重、输油管路的泄露情况严重、发动机粗率中滤芯的堵塞程度严重或燃油温度降低导致的烟油粘稠度严重等故障情况时，即使启动辅助供油策略，甚至控制电动输油泵以最大的功率运行，也不能逆变故障导致的不能正常进行输油的情况；此时的判断策略为，在需要辅助供油时，如果所述电动输油泵以最大的功率运行预设时间后，发动机粗滤出口处的压力值依然不变或变化率不高于预设值，则进行报警，避免了电动输油泵做无用功，以及长时间供油不足情况下对发动机的伤害，及时报警可以提醒相关人员或控制程序停止发动机运行，进行故障的排查和维修。
在需要辅助供油情况下，通过控制电动输油泵进行辅助供油一段时间后，供油压力回升到正常供油压力需求值，此时，如果立马停止电动输油泵进行辅助供油，在工作一段时间后，发动机粗滤出口处的压力值又会降到第二预设压力比较值以下，此时又需要启动电动输油泵；这样，反复启动和停止电动输油泵，不但给电动输油泵本身造成影响，影响其寿命，而且，在反复启动和停止电动输油泵过程中，向发动机的供油量也会不断的升高和降低，会对发动机的运行造成影响，从而降低发动机的运行寿命。为了解决此问题，本实施中，辅助供油一段时间后，发动机粗滤出口处的压力值上升到不需要辅助供油要求时，不是立马停止控制电动输油泵，而是采用控制电动输油泵工作功率逐渐降低直到停止运行控制策略；并且，在控制电动输油泵工作功率逐渐降低直到停止运行过程中，对发动机粗滤出口处的压力值进行实时判断，以确定电动输油泵工作功率是否继续降低以及是否停止；比如，在控制电动输油泵工作功率逐渐降低过程中，当检测到发动机粗滤出口处的压力值也随着降低，此时就不能继续控制电动输油泵工作功率逐渐降低，而是立马调整电动输油泵工作功率的降低速率，通过控制电动输油泵工作功率降低速率，使得发动机粗滤出口处的压力值保持在一个稳定值范围内，以保证向发动机输油的稳定性，降低对发动机运行寿命的影响；如果检测到当电动输油泵在一个比较固定的功率下工作时，发动机粗滤出口处的压力值始终保持在一个稳定值范围内，此时控制电动输油泵在此固定功率下工作。
本实施例中通过检测燃油粗滤出口压力来判断燃油供给压力是否足够，以某大缸径机型为例，燃油供给压力控制在50kPa-100kPa之间，当压力在此范围内时，电动输油泵不需要工作；当压力低于此区间时，输油泵开始工作，如果仍低于此区间，增大输油泵转速，直至燃油供给压力达到目标转速。如果电动输油泵转速达到最大值时，燃油供给压力仍不满足，会做出相应报警，需要检查低压油路是否有泄露等故障的情况。
实施例2：
本实施例提供了一种考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制系统，包括：
判断模块，被配置为：根据发动机粗滤出口处的压力值判断是否进行辅助供油；
辅助供油压力确定模块，被配置为：在需要辅助供油时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度，确定辅助供油压力；
控制模块，被配置为：根据确定的辅助供油压力，生成对应的作业功率指令对电动输油泵进行控制。
所述系统的工作方法与实施例1的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法相同，这里不再赘述。
实施例3：
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现了实施例1所述的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法的步骤。
实施例4：
本实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现了实施例1所述的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法的步骤。
以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法，其特征在于，包括：
根据发动机粗滤出口处的压力值判断是否进行辅助供油；
在需要辅助供油时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度，确定辅助供油压力；
根据确定的辅助供油压力，生成对应的作业功率指令对电动输油泵进行控制。
2.如权利要求1所示的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法，其特征在于，发动机粗滤出口处的压力值不高于第一预设压力比较值时，判断滤芯使用时长，如果滤芯使用时长超过预设时间，则不考虑发动机实际工作环境的大气压力和温度，直接控制电动输油泵以预设的功率运行；发动机粗滤出口处的压力值高于第一预设压力比较值且不高于第二预设压力比较值时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度控制电动输油泵的运行功率；所述第一预设值小于所述第二预设压力比较值。
3.如权利要求2所示的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法，其特征在于，发动机粗滤出口处的压力值高于第一预设压力比较值且不高于第二预设压力比较值时，电动输油泵的工作功率随着大气压力值的减小而增加，随着大气压力值的增加而减小。
4.如权利要求2所示的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法，其特征在于，发动机粗滤出口处的压力值高于第一预设压力比较值且不高于第二预设压力比较值时，电动输油泵的工作功率随着发动机实际工作环境温度的降低而增加，随着发动机实际工作环境温度的升高而减小。
5.如权利要求2所示的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法，其特征在于，发动机粗滤出口处的压力值高于第二预设压力比较值时，电动输油泵不工作。
6.如权利要求1所示的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法，其特征在于，在需要辅助供油时，如果所述电动输油泵以最大的功率运行预设时间后，发动机粗滤出口处的压力值依然不变或变化率不高于预设值，则进行报警。
7.如权利要求1所示的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法，其特征在于，辅助供油一段时间后，发动机粗滤出口处的压力值上升到不需要辅助供油要求时，控制电动输油泵工作功率逐渐降低直到停止运行；控制电动输油泵工作功率逐渐降低直到停止运行过程中，对发动机粗滤出口处的压力值进行实时判断，以确定电动输油泵工作功率是否继续降低以及是否停止。
8.考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制系统，其特征在于，包括：
判断模块，被配置为：根据发动机粗滤出口处的压力值判断是否进行辅助供油；
辅助供油压力确定模块，被配置为：在需要辅助供油时，根据发动机实际工作环境的大气压力和温度，确定辅助供油压力；
控制模块，被配置为：根据确定的辅助供油压力，生成对应的作业功率指令对电动输油泵进行控制。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现了如权利要求1-7任一项所述的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现了如权利要求1-7任一项所述的考虑大气压力和温度变化的电动输油泵控制方法的步骤。
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