[发明专利]一种内燃发电机组燃料自适应控制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种内燃发电机组燃料自适应控制系统及其控制方法，属于发动机控制技术领域。所述系统包括MCU、参数存储模块、CAN通信模块、功率驱动、两段电流采样模块、喷嘴驱动、燃料适应手动开关、氧传感器信号处理电路、氧传感器加热驱动和氧传感器。本发明根据发电机组燃料的差异，自动调整燃料喷射量，实现了发动机燃料组分的调整，提高内燃发电机组燃料控制系统对不同燃料类型的自适应性，并确保内燃发电机组燃料系统工作的可靠性。在功率驱动上采用基于两段电流采样的技术方案，根据不同的燃料喷射执行器特性要求,自由切换燃料喷射执行器驱动模式，可用一种驱动电路,实现不同硬件型号、不同功率发动机的喷射执行器驱动。

技术领域

本发明属于发动机控制技术领域，涉及一种内燃发电机组燃料自适应控制系统及其控制方法。

背景技术

随着汽车普及程度的提高和内燃机技术的进步，车用燃料呈多元化发展。内燃机也不再局限于汽油机和柴油机，天然气、甲醇燃料甚至混合燃料的发动机也逐渐成为业界研究的重点。这些类型的发动机主要在汽油或柴油发动机基础机型上，重新匹配燃料系统。

以燃气内燃发电机组用发动机为例，天然气的主要成分为甲烷，此外还含有乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体以及氮、CO22、H2S等非烃类气体，一般气藏天然气的甲烷含量在90％以上。油田伴生气中甲烷含量占65％～80％。不同地区的天然气成分差异较大，导致燃料的热值差异很大。现有的燃料控制系统主要针对当前燃料类型，根据空气量和目标空燃比计算燃料量，并通过空燃比修正的方法对燃料量进行调整，在燃料成分差异很大时，空燃比控制很难达到理想效果。实际空燃比与目标值经常会有较大偏差。

燃料控制是内燃发电机组控制的核心，现有的燃料控制系统只能适应一种燃料类型，主要存在以下缺陷：

1.当前的控制系统很难实现燃料量的精确控制，实际空燃比与目标值经常会有较大偏差，导致发动机排放恶化，严重影响发动机的动力性和经济性。

2.在燃料成分变化较大的时候，发动机启动困难，很多时候需要采用辅助的方式发动机才能运转。

3.无法兼顾不同的燃料类型，针对不同的燃料类型需要开发单独的控制器，并重新进行标定匹配，系统供应商的采购成本较高，系统的开发时间也会增加。

4.控制系统的参数很难调整，后续的管理和维护成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种内燃发电机组燃料自适应控制系统及其控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种内燃发电机组燃料自适应控制系统，包括MCU、参数存储模块、CAN通信模块、功率驱动、两段电流采样模块、喷嘴驱动、燃料适应手动开关、氧传感器信号处理电路、氧传感器加热驱动和氧传感器；

所述氧传感器信号处理电路采集内燃发电机组工作过程中的氧含量，判断内燃发电机组的空燃比是否合适，实现空燃比闭环修正；

所述氧传感器加热驱动在启动阶段对氧传感器进行加热，确保氧信号尽快正常；

所述燃料适应手动开关用于切换自适应参数，与自动切换算法相互补充，确保在燃料组分变化较大时发动机工作正常，以加快启动速度；

所述功率驱动和两段电流采样模块结合，分别采集喷嘴驱动工作过程中的峰值和保持电流，实现两段电流的闭环控制，覆盖不同喷嘴类型的驱动要求；

所述参数存储模块将燃料自适应参数、喷嘴驱动目标电流以及其它控制参数固化到MCU的FLASH中，并通过CAN通信模块调整相关参数。

基于所述系统的内燃发电机组燃料自适应控制方法，首先根据手动开关判断燃料类型是否发生改变，如果燃料类型发生改变，则更换燃料类型的自适应参数，让发动机启动；