Utvärdering av elektrisk bränslematarpump som virtuell sensor

Abstract

Denna rapport undersöker den potentiella användningen av en elektrisk konstantvolymspump som en virtuell sensor i ett lagtrycks-bränslepumpsystem som ett sätt att eliminera flödes- och tryckgivare i systemet. Det är möjligt att få en korrekt uppskattning av tryck och flöde givet hastigheten och strömförbrukningen av en ideal pump, men i verkligheten finns det många fler parametrar kan variera, såsom läckage, bränsletemperatur och verkningsgrad. En modell har skapats i Simulink för att simulera tryck och flöde i hela systemet och en rigg byggdes för testning och validering av resultaten från modellen. Efter valideringen manipulerades parametrar i modellen för att fastställa noggrannheten av simuleringarna i de fall där värdena avviker från mätdatat, till exempel vid ökande/minskande bränsletemperatur och mellan ett nytt och ett igensatt bränslefilter. Absoluta felet beräknades sedan för att visa omfattningen av dessa avvikelser. Den erhållna data indikerar att en elektrisk pump kan användas som en virtuell sensor, om än inom vissa gränser. Modellen har visat sig vara användbar för att undersöka skillnader mellan ett flertal elektriska pumpar, effekterna av åldrande samt andra systemparametrar. Förslag på när och hur diagnostik ska köras för att upptäcka igensattning av bränslefilter i systemet ges. Avsikten är att minska slöseriet vid byte av filter som idag sker efter specika tidsperioder istället för när de upptäcks att vara igensatta.This thesis analyses the potential use of an electrical xed displacement pump as a virtualsensor in a low pressure fuel pump system as a way to eliminate flow and pressuresensors in the system. It is possible to obtain an accurate estimate of the pressure and flow given the speed and the current consumption of an ideal pump but in reality there are many more parameters that must be taken into consideration, such as leakage, fuel temperature and efficiency. A model was created in Simulink in order to simulate pressure and flow throughout the system and a rig was built to test and validate the results from the model. Once validated, parameters in the model were manipulated to determine the accuracy of the pressure and flow estimation in cases where the values deviate from the measured data. For example increasing/decreasing fuel temperatures and differences between a new filter and a clogged filter. The absolute error was then calculated to show the extent of those deviances. The resulting data indicates that an electric pump can be used as a virtual sensor albeit within certain limitations. The model is proven to be useful in examining discrepancies between multiple electric pumps and the effects of ageing as well as other systemparameters. Suggestions of when and how diagnostics should be run in order to detect clogging of the fuel filters in the system are given. The intent is to reduce waste when replacing a filter which currently takes place after a specic time period instead of when it is discovered to be clogged