CN117627802A - 一种发动机的控制方法、控制系统和控制设备 - Google Patents

一种发动机的控制方法、控制系统和控制设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发动机领域，公开了一种发动机的控制方法、控制系统和控制设备，主要是在发动机起动不成功，轨压无法建立时，获取流量计量单元的开度，并判断流量计量单元的开度是否处于最大开度，如果处于最大开度，则输出流量计量单元和喷油泵故障提示。可见，本发明缩短了故障点识别时间，提高了维修效率，提升了用户体验，满足了用户需求，且本发明操作简单，易实现。

Description

一种发动机的控制方法、控制系统和控制设备
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机的控制方法、控制系统及控制设备。
背景技术
柴油机装船完毕、调试时，因油品或者外接管路安装问题，异物卡在流量计量单元的柱塞与阀芯之间，导致流量计量单元处于关闭状态，进而轨压无法建立，而轨压建立是柴油机起机必备条件之一，通常起机轨压≥200bar，若因流量计量单元卡滞轨压无法建压，则柴油机起动会不成功。
目前，发动机出现无法起机时，不能立即判断是低压油路供油不足，还是高压油路泄漏，导致轨压无法建立。因现场维修工一般不带测试设备，判断低压油路问题主要逐级判断哪一级低压油路有问题，判断故障点费时费力，高压油路问题也需逐级检查，使故障点确认时间长，影响维修效率。
发明内容
针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种发动机的控制方法、控制系统及控制设备，可快速确认因建压失败发动机无法起动时，是否为流量计量单元或喷油泵故障，缩短了故障点确认时间，提升了维修效率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种发动机的控制方法，包括以下步骤：
S1、判断发动机起动是否成功；
S2、如果起动不成功，获取流量计量单元的开度；
S3、判断流量计量单元的开度是否为最大开度；
S4、如果流量计量单元的开度为最大开度；
S5、输出流量计量单元卡滞或喷油泵卡滞故障提示。
优选方式为，所述S2包括：
如果起动不成功，获取燃油压力和流量计量单元的开度；
判断燃油压力是否小于预设定压力值；
如果燃油压力不小于预设定压力值，执行S3；
如果燃油压力小于预设定压力值，输出低压油路故障提示。
优选方式为，所述S2包括：
如果起动不成功，获取泄压阀状态和流量计量单元的开度；
判断泄压阀是否处于打开状态；
如果泄压阀处于关闭状态，执行S3；
如果泄压阀处于打开状态，输出泄压阀故障提示。
优选方式为，所述S2包括：
如果起动不成功，获取轨压值和流量计量单元的开度；
判断轨压偏差是否在预设定范围内；
如果轨压偏差在预设定范围内，执行S3；
如果轨压偏差不在预设定范围内，输出高压油路故障提示。
优选方式为，所述S1包括：
获取发动机的转速；
判断转速是否小于预设定转速值；
如果小于，发动机起动不成功；
如果不小于，发动机起动成功。
一种发动机的控制系统，包括控制单元，还包括：起动判断单元，所述起动判断单元与所述控制单元电连接，用于判断发动机起动是否成功，并传输对应的判断信号至所述控制单元；数据状态采集单元，所述数据状态采集单元与所述控制单元电连接，用于采集流量计量单元的电流，并根据电流得到流量计量单元的开度，再传输开度对应的开度信号至所述控制单元；故障判断单元，所述故障判断单元与所述控制单元电连接，用于判断流量计量单元的开度是否为最大开度，如果是，输出流量计量单元卡滞或喷油泵卡滞故障提示。
优选方式为，所述数据状态采集单元还用于采集燃油压力，并传输对应的燃油压力信号至所述控制单元；所述故障判断单元还用于判断燃油压力是否小于预设定压力值，如果燃油压力小于预设定压力值，输出低压油路故障提示。
优选方式为，所述数据状态采集单元还用于采集泄压阀状态，并传输对应的泄压阀状态信号至所述控制单元；所述故障判断单元还用于判断泄压阀是否处于打开状态，如果泄压阀处于打开状态，输出泄压阀故障提示。
优选方式为，所述数据状态采集单元还用于采集轨压值，并传输对应的轨压值至所述控制单元；所述故障判断单元还用于判断轨压偏差是否在预设定范围内，如果不在预设定范围内，输出高压油路故障提示。
一种发动机的控制设备，包括：至少一个处理器和存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行上述的发动机的控制方法。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：
由于本发明的发动机的控制方法、控制系统及控制设备，主要是在发动机起动不成功，轨压无法建立时，先获取流量计量单元的开度，并判断流量计量单元的开度是否处于最大开度，如果处于最大开度，则输出流量计量单元和喷油泵故障提示。可见，本发明缩短了故障点识别时间，提高了维修效率，提升了用户体验，满足了用户需求，且本发明操作简单，易实现。
附图说明
图1是本发明中发动机的控制方法的流程示意图；
图2是本发明中燃油系统的布置示意图；
图3是本发明中发动机的控制系统的原理框图；
图中：1-燃油精滤器，2-燃油压力传感器，3-泄压阀，4-电动燃油预供油泵，5-燃油粗滤器，6-流量计量单元，7-喷油泵，8-高压油管，9-共轨管，10-轨压传感器，11-喷油器。
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仅用以解释本发明，且不用于限定本发明。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明中所涉及的流量计量单元6，安装在高压油泵进油侧，参见图2，通俗来讲流量计量单元6就是一个特殊的电磁阀，发动机电控单元根据负荷变化、控制流量计量单元6开度，进而调节进入高压油泵柱塞腔燃油的油量。
在断电情况下，流量计量单元6中柱塞没有封闭进油孔，进油孔常开，柴油机正常工作时，发动机电控单元为流量计量单元6提供24V电源电压，流量计量单元6的控制端接收发动机电控单元的PWM信号控制，发动机电控单元通过改变脉冲信号的通断时间比率来控制高压油泵进油量。触发电流是衡量流量计量单元6工作状态的重要指标，它是指发动机电控单元施加在电磁线圈中的电流，该电流不是恒定值，它的大小与柴油机负荷相关，受电控单元PWM信号控制。当PWM信号改变时，流量计量单元6的触发电流随之改变。触发电流与常开式流量计量单元6的开度成反比，电流越大，开度越小，进油量少；与常闭式成正比，电流越大，开度越大，进油量多。发动机电控单元通过控制流量计量单元6的触发电流，便可调节阀门开度，进而控制轨压。
实施例一：
如图1和图2所示，一种发动机的控制方法，包括以下步骤：
步骤S1、判断发动机起动是否成功；本实施例中通过发动机的转速来判断，发动机起动是否成功，具体地：
获取发动机的转速；
判断转速是否小于预设定转速值；
如果转速小于预设定转速值，发动机起动不成功；
如果转速不小于预设定转速值，发动机起动成功。
步骤S2、如果起动不成功，获取流量计量单元6的开度；具体地，通过发动机电控单元读取流量计量单元6的电流，来获取流量计量单元6的开度。
步骤S3、判断流量计量单元6的开度是否为最大开度；
步骤S4、如果流量计量单元6的开度为最大开度；
步骤S5、输出流量计量单元6卡滞或喷油泵7卡滞故障提示。
需要说明的是：在流量计量单元6处于最大开度时，轨压仍旧无法建立时，很可能是在柴油机装船完毕调试时，因油品或者外接管路安装问题，异物卡在流量计量单元6的柱塞与阀芯之间，导致流量计量单元6处于关闭状态，进而无法建立轨压，因此此时可快速判断出：流量计量单元6卡滞或者喷油泵7柱塞卡滞存在故障。可见，采用本发明的控制方法，极大地缩短了故障点确认时间，提高了维修效率。
如图1所示，本发明中发动机起动不成功时，故障点的确认，包括以下步骤：
如果起动不成功，获取燃油压力和流量计量单元6的开度；即先诊断低压油量和流量计量单元6。
判断燃油压力是否小于预设定压力值；
如果燃油压力不小于预设定压力值，执行S3，而S3则用于判断流量计量单元6；
如果燃油压力小于预设定压力值，输出低压油路故障提示。
通过上述步骤，在诊断流量计量单元6或喷油泵7是否出现故障前，先通过燃油压力，快速地诊断低压油量是否出现故障，进一步，缩短了故障点确认时间。
如图1所示，本发明中发动机起动不成功时，故障点的确认，包括以下步骤：
如果起动不成功，获取泄压阀3状态和流量计量单元6的开度；即先诊断泄压阀3和流量计量单元6。
判断泄压阀3是否处于打开状态；
如果泄压阀3处于关闭状态，执行S3，而S3则用于判断流量计量单元6；
如果泄压阀3处于打开状态，输出泄压阀3故障提示。
需要说明的是：泄压阀3相当于安全阀，它限制共轨中的压力，当压力过高时打开放油孔卸压，因此，泄压阀3一旦长期处于打开状态，则表明出现了故障。
本发明通过上述步骤，在诊断流量计量单元6或喷油泵7是否出现故障前，先通过泄压阀3开关状态，快速地诊断泄压阀3是否出现故障，进一步，缩短了故障点确认时间。
如图1所示，本发明中发动机起动不成功时，故障点的确认，包括以下步骤：
如果起动不成功，获取轨压值和流量计量单元6的开度；即先诊断高压油路和流量计量单元6。
判断轨压偏差是否在预设定范围内；需要说明的是：获取轨压值后，将轨压值与上一周期轨压值作差，判断差值是否在预设定范围内，通过差值判断出轨压值有无波动，波动大小。
如果轨压偏差在预设定范围内，执行S3，而S3则用于判断流量计量单元6；
如果轨压偏差不在预设定范围内，输出高压油路故障提示。
需要说明的是：轨压值是指共轨管9内的燃油压力，通过轨压传感器10来采集，共轨管9是指存储高压燃油，喷油泵7的供油和喷油所产生的压力波动由共轨管9的容积进行缓冲。在输出较大燃油量时，所有气缸共用的共轨压力也应保持恒定，从而确保喷油器11打开时喷油压力不变。
本发明通过上述步骤，在诊断流量计量单元6或喷油泵7是否出现故障前，先通过轨压值的波动，快速地诊断出高压油路是否出现故障，进一步，缩短了故障点确认时间。
当然，本发明的控制方法，亦可先通过燃油压力诊断低压油路，在低压油路没有故障时，再通过泄压阀3的开关状态来诊断泄压阀3，在泄压阀3没有故障时，再通过轨压值的波动，来诊断高压油路，在高压油路没有故障时，最后根据流量计量单元6的开度，来快速诊断出流量计量单元6卡滞或喷油泵7卡滞，极大地缩短了故障点确认时间。
综上所述，采用本发明的控制方法后，通过发动机转速、燃油压力、泄压阀是否打开、轨压值波动以及流量计量单元是否处于最大开度，能够快速地诊断出故障点，以便快速地进行维修，提升了用户体验，满足了客户需求，且操作简单，易实现。
另外，本发明所涉及的低压油路包括燃油精滤器1、电动燃油预供油泵3和燃油粗滤器5等，参见图2，高压油路包括高压油管8、共轨管9和喷油器11等。
实施例二：
如图2和图3所示，一种发动机的控制系统，包括控制单元、起动判断单元、数据状态采集单元、故障判断单元、燃油压力传感器2、轨压传感器10、泄压阀3、流量计量单元66、喷油泵7和转速传感器。
起动判断单元与控制单元电连接，用于判断发动机起动是否成功，并传输对应的判断信号至控制单元，控制单元可为STM32系列单片机，或PLC控制器，判断信号包括起动成功信号和起动不成功信号。
数据状态采集单元与控制单元电连接，用于采集流量计量单元6的电流，并根据电流得到流量计量单元6的开度，再传输开度对应的开度信号至控制单元；本实施例中数据状态采集单元还用于采集燃油压力，并传输对应的燃油压力信号至控制单元，控制单元再传输燃油压力信号至故障判断单元；同时数据状态采集单元还用于采集泄压阀3状态，并传输对应的泄压阀3状态信号至控制单元，控制单元再传输泄压阀3状态至故障判断单元；数据状态采集单元还用于采集轨压值，并传输对应的轨压值至控制单元，控制单元再传输轨压值至故障判断单元。另外，控制单元将根据接收的轨压值，计算出将轨压值与上一周期或上一次采集的轨压值之间的轨压偏差，再将轨压偏差传输至故障判断单元。
故障判断单元与控制单元电连接，用于根据接收的开度信号，判断流量计量单元6的开度是否为最大开度，如果是，输出流量计量单元6卡滞或喷油泵7卡滞故障提示。本实施例中故障判断单元还用于根据接收的燃油压力信号，判断燃油压力是否小于预设定压力值，如果燃油压力小于预设定压力值，输出低压油路故障提示。同时，故障判断单元还用于根据接收的泄压阀3状态，判断泄压阀3是否处于打开状态，如果泄压阀3处于打开状态，输出泄压阀3故障提示；故障判断单元还用于根据接收的轨压值，判断轨压偏差是否在预设定范围内，如果不在预设定范围内，输出高压油路故障提示。
如图2和图3所示，本发明的控制系统使用时，发动机起动时，转速传感器采集发动机的转速，并传输对应的转速信号至起动判断单元，起动判断单元将转速与预设定转速值进行比较，当转速小于预设定转速值时，表明发动机起动失败。此时，控制单元启动数据状态采集单元和故障判断单元。
数据状态采集单元通过燃油压力传感器2采集燃油压力，通过轨压传感器10采集轨压值，并读取泄压阀3的开关状态和流量计量单元6的开度，并传输对应的信号至控制单元，控制单元再将采集的信号传输至故障判断单元。
故障判断单元先通过燃油压力判断低压油路是否有故障，若没有故障再通过泄压阀3状态，判断泄压阀3是否有故障，若泄压阀3没有故障，再通过轨压值判断高压油路是否有故障；若高压油路没有故障，则在判断流量计量单元6是否处于最大开度，如果是则输出流量计量单元6或喷油泵7有故障。可见，本发明的控制系统能够快速地确定故障点，从而提高了维修效率，提升了用户体验。
实施例三：
一种发动机的控制设备，包括：至少一个处理器和存储器；存储器存储计算机执行指令；至少一个处理器执行存储器存储的计算机执行指令，使得至少一个处理器执行上述的发动机的控制方法。
另外，实施例二中的起动判断单元、数据状态采集单元和故障判断单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
应理解，上述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。
在一种可能的设计中，存储器既可以是独立的，也可以跟处理器集成在一起。当存储器独立设置时，该发动机爆发压力限值的修正设备还包括总线，用于连接存储器和处理器。
总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，简称EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上仅为所述本发明的较佳实施例而已，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、等同一种发动机的控制方法、控制系统及控制设备的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、判断发动机起动是否成功；
S2、如果起动不成功，获取流量计量单元的开度；
S3、判断流量计量单元的开度是否为最大开度；
S4、如果流量计量单元的开度为最大开度；
S5、输出流量计量单元卡滞或喷油泵卡滞故障提示。
2.根据权利要求1所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述S2包括：
如果起动不成功，获取燃油压力和流量计量单元的开度；
判断燃油压力是否小于预设定压力值；
如果燃油压力不小于预设定压力值，执行S3；
如果燃油压力小于预设定压力值，输出低压油路故障提示。
3.根据权利要求1所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述S2包括：
如果起动不成功，获取泄压阀状态和流量计量单元的开度；
判断泄压阀是否处于打开状态；
如果泄压阀处于关闭状态，执行S3；
如果泄压阀处于打开状态，输出泄压阀故障提示。
4.根据权利要求1所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述S2包括：
如果起动不成功，获取轨压值和流量计量单元的开度；
判断轨压偏差是否在预设定范围内；
如果轨压偏差在预设定范围内，执行S3；
如果轨压偏差不在预设定范围内，输出高压油路故障提示。
5.根据权利要求1至4任一项所述的发动机的控制方法，其特征在于，所述S1包括：
获取发动机的转速；
判断转速是否小于预设定转速值；
如果小于，发动机起动不成功；
如果不小于，发动机起动成功。
6.一种发动机的控制系统，其特征在于，包括控制单元，还包括：
起动判断单元，所述起动判断单元与所述控制单元电连接，用于判断发动机起动是否成功，并传输对应的判断信号至所述控制单元；
数据状态采集单元，所述数据状态采集单元与所述控制单元电连接，用于采集流量计量单元的电流，并根据电流得到流量计量单元的开度，再传输对应的开度信号至所述控制单元；
故障判断单元，所述故障判断单元与所述控制单元电连接，用于判断流量计量单元的开度是否为最大开度，如果是，输出流量计量单元卡滞或喷油泵卡滞故障提示。
7.根据权利要求6所述的发动机的控制系统，其特征在于，所述数据状态采集单元还用于采集燃油压力，并传输对应的燃油压力信号至所述控制单元；
所述故障判断单元还用于判断燃油压力是否小于预设定压力值，如果燃油压力小于预设定压力值，输出低压油路故障提示。
8.根据权利要求6所述的发动机的控制系统，其特征在于，所述数据状态采集单元还用于采集泄压阀状态，并传输对应的泄压阀状态信号至所述控制单元；
所述故障判断单元还用于判断泄压阀是否处于打开状态，如果泄压阀处于打开状态，输出泄压阀故障提示。
9.根据权利要求6所述的发动机的控制系统，其特征在于，所述数据状态采集单元还用于采集轨压值，并传输对应的轨压值至所述控制单元；
所述故障判断单元还用于判断轨压偏差是否在预设定范围内，如果不在预设定范围内，输出高压油路故障提示。
10.一种发动机的控制设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行权利要求1至5任一项所述的发动机的控制方法。
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