CN110410226A - V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统及控制方法，控制系统包括与转速传感器均电连接的主、从侧ECU，与主、从侧ECU均通讯连接的进气压力平衡单元，以及与主、从侧气缸对应相连的主、从侧进排气单元；主、从侧进排气单元的检测端和控制端分别与主、从侧ECU电连接。控制方法包括基于转速差调节气门开度的步骤、基于两侧压力差值微调节气门开度的步骤；循环调节直至实际转速近乎等于目标转速且两侧压力近乎相同，并在空燃比闭环控制的协调下使主从侧功率达到平衡。本发明在保证V型燃气发动机可顺利工作的前提下，不仅可以降低制造成本，优化结构布置，还可以确保主从侧的精确控制，实现主从侧功率的平衡。
Description
技术领域
本发明涉及V型燃气发动机控制技术领域，尤其涉及一种V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统及控制方法。
背景技术
以天然气、沼气、瓦斯气等为气源的燃气发电机组已经广泛应用在实际生活生产中。尤其是大功率发电机组因其热效率高、气源适应性强等特点越来越受市场欢迎。
一般500kW以上大功率的燃气发电机组往往采用V型燃气发动机，根据功率需求的不同，V型燃气发动机有V型10缸、V型12缸、V型16缸等，例如潍柴产的12M26机型、济柴12V190等机型均采用V型12缸的结构。对于电控的V型多缸的燃气发动机来说，受ECU内部采集通道以及驱动能力的限制，一般一个ECU往往无法驱动高达十缸及以上发动机的点火控制，如12缸这样的V型机常常需要采用两个ECU，并且分主从结构，V型机一侧的6各缸为主侧，另一侧的6缸为从侧。
一般市场上主从结构的燃气发动机，往往只根据主侧ECU采集的主侧缸的数据为基准来计算燃料阀以及节气门等电控部件开度，从侧ECU直接读取主侧电子节气门的数据，控制从侧电子节气门动作与主侧保持相同开度。这种控制模式有一些明显的不足：一是与其相适配的V型机必须采用一个大口径大流量的燃料阀来同时给主从两侧缸供给燃气，然而大孔径电控燃气阀成本很高，无法采用小成本的两个小孔径电控燃气阀代替；二是主从两侧中冷器必须是连通为一体的，这就需要机组上安装一个大型的一体式中冷器，无论从成本控制还是安装上都非常困难。三是由于控制模式中仅依据V型主侧ECU采集的主侧发动机数据来控制V型主侧和从侧两侧的燃烧做功，从侧控制精度较差。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明解决其技术问题是，提供一种V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统，不仅可以降低制造成本，优化结构布置，还可以确保主从侧的精确控制，实现主从侧功率的平衡。
作为同一个技术构思，本发明所解决的另一个技术问题是，提供一种使用上述V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统的控制方法。
为解决上述第一个技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统，所述V型燃气发动机一侧的气缸为主侧气缸，另一侧的气缸为从侧气缸；所述控制系统包括与所述V型燃气发动机的转速传感器均电连接的主侧ECU和从侧ECU、与所述主侧ECU和所述从侧ECU均通讯连接的进气压力平衡单元、以及与所述主侧气缸相连的主侧进排气单元和与所述从侧气缸相连的从侧进排气单元；
所述主侧进排气单元的检测端和控制端与所述主侧ECU电连接，所述从侧进排气单元的检测端和控制端与所述从侧ECU电连接。
进一步，主侧进排气单元包括用于检测所述主侧气缸进排气数据信号的主侧检测组件和用于控制所述主侧气缸进排气工作的主侧执行组件，所述主侧检测组件、所述主侧执行组件中的电控执行件分别与所述主侧ECU电连接；
从侧进排气单元包括用于检测所述从侧气缸进排气数据信号的从侧检测组件和用于控制所述从侧气缸进排气工作的从侧执行组件，所述从侧检测组件、所述从侧执行组件中的电控执行件分别与所述从侧ECU电连接。
进一步，所述主侧进排气单元包括与所述主侧气缸的进气口相连的主侧进气歧管和与所述主侧气缸的排气口相连的主侧排气歧管；
所述主侧执行元件包括沿气流上游至下游依次设置在所述主侧进气歧管上的主侧电子燃料阀、主侧燃气混合器、主侧增压器、主侧中冷器和主侧电子节气门；所述主侧电子燃料阀和所述主侧电子节气门分别与所述主侧ECU电连接；
所述主侧检测组件包括设置于所述主侧电子节气门下游所述主侧进气歧管上的主侧进气温度压力传感器，和设置于所述主侧排气歧管上的主侧氧传感器；
所述主侧进气温度压力传感器和所述主侧氧传感器分别与所述主侧ECU电连接。
进一步，所述从侧进排气单元包括与所述从侧气缸的进气口相连的从侧进气歧管和与所述从侧气缸的排气口相连的从侧排气歧管；
所述从侧执行元件包括沿气流上游至下游依次设置在所述从侧进气歧管上的从侧电子燃料阀、从侧燃气混合器、从侧增压器、从侧中冷器和从侧电子节气门；所述从侧电子燃料阀和所述从侧电子节气门分别与所述从侧ECU电连接；
所述从侧检测组件包括设置于所述从侧电子节气门下游所述从侧进气歧管上的从侧进气温度压力传感器，和设置于所述从侧排气歧管上的从侧氧传感器；
所述从侧进气温度压力传感器和所述从侧氧传感器分别与所述从侧ECU电连接。
进一步，所述主侧增压器和所述从侧增压器为同型号增压器；所述主侧中冷器和所述从侧中冷器为同型号中冷器。
为解决上述第二个技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种V型燃气发动机两侧功率平衡控制方法，利用所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统，所述控制方法包括：
S1、所述主侧ECU和所述从侧ECU实时采集所述V型燃气发动机的转速n；同时所述主侧ECU实时采集主侧电子节气门的开度TPS％主，所述从侧ECU实时采集所述从侧电子节气门的开度TPS％从；
S2、所述主侧ECU和所述从侧ECU分别基于各自采集的转速n和预设的目标转速N通过PID控制调节对应的所述开度TPS％主和所述开度TPS％从；
S3、所述进气压力平衡单元通过读取所述主侧ECU和所述从侧ECU的数据采集到所述主侧进气歧管的压力MAP主和所述从侧进气歧管的压力MAP从，并进行对比分析；
S4、所述主侧ECU和所述从侧ECU根据对比分析结果分别基于压力MAP主和压力MAP从的差值通过PID控制再次调节对应的所述开度TPS％主和所述开度TPS％从；
S5、返回所述步骤S1，进入下一循环继续调节，直至所述转速n和所述目标转速N的转速差Ne位于转速设定范围内，且所述压力MAP主和所述压力MAP从的差值位于压力设定范围内。
进一步，所述控制方法还包括：
S0、在所述主侧ECU和所述从侧ECU内预设相同的所述目标转速N，相同的控制节气门开度的PID调节参数表、相同的空燃比查询表以及相同的点火角度查询表。
进一步，所述步骤S2和所述步骤S4还包括：
调节所述开度TPS％主的同时，所述主侧ECU根据所述主侧氧传感器传送的氧浓度信号对实际空燃比进行空燃比闭环控制，实现燃气喷射量的同步调节；
调节所述开度TPS％从的同时，所述从侧ECU根据所述从侧氧传感器传送的氧浓度信号对实际空燃比进行空燃比闭环控制，实现燃气喷射量的同步调节。
进一步，所述步骤S3包括：
当所述进气压力平衡单元的对比分析结果为所述压力MAP主和所述压力MAP从的差异率大于1％时，则执行所述步骤S4；否则，按所述步骤S2调节后的开度进行运行。
进一步，所述压力MAP主和所述压力MAP从的差异率为MAP差异率，所述MAP差异率的公式为：
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
本发明V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统及控制方法，其中控制系统包括与V型燃气发动机的转速传感器均电连接的主侧ECU和从侧ECU、与主侧ECU和从侧ECU均通讯连接的进气压力平衡单元、以及与主侧气缸相连的主侧进排气单元和与从侧气缸相连的从侧进排气单元；主侧进排气单元的检测端和控制端与主侧ECU电连接，从侧进排气单元的检测端和控制端与所述从侧ECU电连接。即，主侧和从侧设有相对独立进排气单元，每侧ECU各自控制各自一侧的电控执行件(燃料阀和节气门)的开启，即V型燃气发动机两侧相对独立控制；两侧ECU之间设有进气压力平衡单元，进气压力平衡单元与两侧ECU之间相互通讯，辅助协调控制电控执行件的开启，同时按照相应控制方法使主从侧功率达到平衡。
控制方法包括基于转速差调节节气门开度的步骤、基于两侧压力差值微调节节气门开度的步骤；循环调节直至实际转速近乎等于目标转速，且两侧压力近乎相同，并在空燃比闭环控制(现有控制策略)的协调下使主从侧功率达到平衡。
综上，本发明在保证主从侧ECU结构的V型燃气发动机可顺利工作的前提下，不仅可以降低制造成本，优化结构布置，还可以确保主从侧的精确控制，实现主从侧功率的平衡。
附图说明
图1是本发明V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统的原理图；
图2是本发明V型燃气发动机两侧功率平衡控制方法的流程图；
图中：1-信号发生器，2-转速传感器，3-主侧ECU，4-从侧ECU，5-V进气压力平衡单元，6-主侧燃气入口，7-主侧电子燃料阀，8-空气入口，9-主侧燃气混合器，10-主侧增压器，11-主侧中冷器，12-主侧电子节气门，13主侧进气温度压力传感器，14-主侧进气歧管，15-主侧气缸，16-主侧排气歧管，17-主侧氧传感器，18-从侧燃气入口，19-从侧电子燃料阀20-空气入口，21-从侧燃气混合器，22-从侧增压器，23-从侧中冷器，24-从侧电子节气门，25-从侧进气温度压力传感器，26-从侧进气歧管，27-从侧气缸，28-从侧排气歧管，29-从侧氧传感器。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
实施例一：
如图1所示，V型燃气发动机(本实施例以V型12缸为例进行描述)一侧的气缸为主侧气缸15，另一侧的气缸为从侧气缸27；V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统包括与V型燃气发动机的转速传感器2均电连接的主侧ECU3和从侧ECU4、与主侧ECU3和从侧ECU4均通讯连接的进气压力平衡单元5、以及与主侧气缸15相连的主侧进排气单元和与从侧气缸27相连的从侧进排气单元；主侧进排气单元的检测端和控制端与主侧ECU3电连接，从侧进排气单元的检测端和控制端与从侧ECU4电连接。
其中，进气压力平衡单元5可以是一个包含集压力平衡算法的处理芯片的独立控制器；也可以是集成在主侧ECU3或从侧ECU4中的模块单元(可以是硬件，也可以是软件)。
主侧进排气单元包括用于检测主侧气缸15进排气数据信号的主侧检测组件和用于控制主侧气缸15进排气工作的主侧执行组件，主侧检测组件、主侧执行组件中的电控执行件分别与主侧ECU3电连接；从侧进排气单元包括用于检测从侧气缸27进排气数据信号的从侧检测组件和用于控制从侧气缸27进排气工作的从侧执行组件，从侧检测组件、从侧执行组件中的电控执行件分别与从侧ECU4电连接。
本实施例中，控制系统的具体组成为：主侧进排气单元包括与主侧气缸15的进气口相连的主侧进气歧管14和与主侧气缸15的排气口相连的主侧排气歧管16；主侧执行元件包括沿气流上游至下游依次设置在主侧进气歧管14上的主侧电子燃料阀7、主侧燃气混合器9、主侧增压器10、主侧中冷器11和主侧电子节气门12；主侧电子燃料阀7和主侧电子节气门12为电控执行部件分别与主侧ECU3电连接；主侧检测组件包括设置于主侧电子节气门12下游主侧进气歧管14上的主侧进气温度压力传感器13，和设置于主侧排气歧管16上的主侧氧传感器17；主侧进气温度压力传感器13和主侧氧传感器17分别与主侧ECU3电连接。即主侧进排气单元的检测端为主侧进气温度压力传感器13和主侧氧传感器17，控制端为主侧电子燃料阀7和主侧电子节气门12。
同理，从侧进排气单元包括与从侧气缸27的进气口相连的从侧进气歧管26和与从侧气缸27的排气口相连的从侧排气歧管28；从侧执行元件包括沿气流上游至下游依次设置在从侧进气歧管26上的从侧电子燃料阀19、从侧燃气混合器21、从侧增压器22、从侧中冷器23和从侧电子节气门24；从侧电子燃料阀19和从侧电子节气门24为电控执行件分别与从侧ECU4电连接；从侧检测组件包括设置于从侧电子节气门24下游从侧进气歧管26上的从侧进气温度压力传感器25，和设置于从侧排气歧管28上的从侧氧传感器29；从侧进气温度压力传感器25和从侧氧传感器29分别与从侧ECU4电连接。即从侧进排气单元的检测端为从侧进气温度压力传感器25和从侧氧传感器29，控制端为从侧电子燃料阀19和从侧电子节气门24。
本发明中，V型燃气发动机机主侧与从侧虽然近似独立工作，但是V型燃气发动机共用一根曲轴，即同一转速。为了尽量保证V型燃气发动机主、从侧做功功率的一致性，需要保证主、从两侧进入进气歧管参与做功的混合气进气量一致。根据理想气体状态方程，影响混合气进气质量的因素存在三个方面，一是混合气的进气温度，二是混合气的浓度(过量空气系数λ或空燃比)，三是混合气的进气压力。为了尽量减小上述三个方面的影响，主、从侧尽量选用同型号增压器、相同冷却效果的同型号中冷器，甚至同型号的电子燃料阀、混合器和电子节气门。另外两侧ECU内预设的参数也尽量保持一致。
上述结构组成与现有技术相比：一是用两个独立的小型燃料阀(主侧电子燃料阀7和从侧电子燃料阀19)的结构代替一般的大口径燃料阀，降低了成本；二是用两个独立的小型中冷器(主侧中冷器11和从侧中冷器23)代替大型一体式的中冷器，成本降低的同时使得发动机整体布置起来更加灵活美观；三是V型燃气发动机主侧和从侧均对每侧的电子燃料阀、电子节气门等系统部件精确控制，设有进气压力平衡单元5实现发动机两侧混合气进气压力相等。
总之，V型燃气发动机的主侧和从侧设有相对独立的包含电子燃料阀、混合器、增压器、中冷器、电子节气门、传感器等部件的进排气单元，每侧ECU各自控制各自一侧的电子燃料阀和电子节气门的开启，即V型燃气发动机两侧相对独立控制；两侧ECU之间设有进气压力平衡单元5，进气压力平衡单元5与两侧ECU之间相互通讯，辅助协调控制两侧节气门的开启，使得两侧进气压力近乎相等，同时按照相应控制方法使主从侧功率达到平衡。
实施例二：
本发明中，虽然V型燃气发动机的主侧和从侧采用了同型号的增压器、中冷器等部件，但是实际上由于增压器、燃料阀、节气门等部件制造误差的影响，两侧流经节气门后的混合气的进气温度、混合气浓度和进气压力必然存在偏差的，导致两侧做功功率不平衡，影响V型燃气发动机的使用性能。为了解决必然存在的主从侧进气量的不同问题，需要将影响进气量三个方面因素加以解决。一是可以通过改变流入中冷器的冷却介质量的流量来实现进气温度的相同；二是基于转速和进气量标定相同的空燃比查询表，同时根据氧传感传送的氧浓度信号对实际空燃比进行空燃比闭环控制，实现燃气喷射量的同步调节使得主从两侧混合气浓度相等；三是进气压力调节。进气温度的调节和混合气浓度的调节都有成熟的技术可遵循顺利实现，而对进气压力调节是平衡两侧做功功率的核心。本实施例公开的V型燃气发动机两侧功率平衡控制方法是基于实施例一公开的V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统设计开发的；可使得两侧进气压力近乎相等，在进气温度、混合气浓度的协同调节下，达到功率平衡。
由图1和图2共同所示所示，V型燃气发动机两侧功率平衡控制方法包括：
S0、在主侧ECU3和从侧ECU4内预设相同的目标转速N，相同的控制节气门开度的PID调节参数表、相同的空燃比查询表以及相同的点火角度查询表(使得两侧的变量尽量一致)。
S1、主侧ECU3和从侧ECU4分别实时采集转速传感器2传送的V型燃气发动机的转速n；同时主侧ECU3实时采集主侧电子节气门12的开度记为开度TPS％主，从侧ECU4实时采集从侧电子节气门24的开度记为开度TPS％从。
S2、主侧ECU3和从侧ECU4分别基于各自采集的转速n和预设的目标转速N的转速差Ne(Ne＝n-N),通过PID控制调节对应的开度TPS％主和开度TPS％从。具体为：主侧ECU3和从侧ECU4分别利用PID控制计算出当前工况下两侧的节气门开度，并记为开度TPS％主1和开度TPS％从1，此时节气门开度由开度TPS％主调至开度TPS％主1，开度TPS％从调至开度TPS％从1。
S3、进气压力平衡单元5通过读取主侧ECU3和从侧ECU4的数据(数据由主侧进气温度传感器13、从侧进气温度传感器25)采集到主侧进气歧管14的压力MAP主和从侧进气歧管26的压力MAP从，并进行对比分析。
当对比分析结果为压力MAP主和压力MAP从的差异率大于1％时，则执行步骤S4；否则，按步骤S2调节后的开度进行运行(MAP差异率≤1％，则可认为压力MAP主和压力MAP从几乎相等，两侧节气门无需调节)。其中，压力MAP主和压力MAP从的差异率为MAP差异率，MAP差异率的公式为：
S4、主侧ECU3和从侧ECU4根据对比分析结果分别基于压力MAP主和压力MAP从的差值通过PID控制,在步骤S2开度调节后的基础上再次调节对应的开度TPS％主和开度TPS％从(此时经步骤S2调节后，采集的开度TPS％主＝开度TPS％主1,开度TPS％从＝开度TPS％从1)。
具体为：
当压力MAP主和压力MAP从的差值大于0时，主侧ECU3和从侧ECU4分别利用PID控制计算出当前工况下两侧的节气门开度，并记为开度TPS％主2和开度TPS％从2，此时节气门开度再次由开度TPS％主1微调小至开度TPS％主2，开度TPS％从1微调大至开度TPS％从2；同理，当压力MAP主和压力MAP从的差值小于等于0时，主侧ECU3和从侧ECU4分别利用PID控制计算出当前工况下两侧的节气门开度，并记为开度TPS％主2和开度TPS％从2，此时节气门开度再次由开度TPS％主1微调大至开度TPS％主2，开度TPS％从1微调小至开度TPS％从2。
当前工况下，主侧ECU3采集的主侧电子节气门12的开度TPS％主＝开度TPS％主2，从侧ECU4采集的从侧电子节气门24的开度TPS％从＝开度TPS％从2。
S5、返回步骤S1，进入下一循环继续调节，直至转速n和目标转速N的转速差Ne位于转速设定范围内(转速n近乎等于目标转速N)，且压力MAP主和压力MAP从的差值位于压力设定范围内(压力MAP主近乎等于压力MAP从)。也就是说，当前工况下，两侧进气压力达到一个稳态。
本实施例中，步骤S2和步骤S4还包括：
调节开度TPS％主的同时，主侧ECU3根据主侧氧传感器17传送的氧浓度信号对实际空燃比进行空燃比闭环控制，实现燃气喷射量的同步调节；调节开度TPS％从的同时，从侧ECU4根据从侧氧传感器29传送的氧浓度信号对实际空燃比进行空燃比闭环控制，实现燃气喷射量的同步调节，以确保混合气浓度的平衡。同时，同步调节进气温度，进气温度的调节属于机械调节，在此不做赘述。
PID控制、空燃比闭环控制均为本领域技术人员所熟知的控制方法，在此不做赘述。
需要说明的是：虽然主侧ECU3和从侧ECU4采集的是同一个转速n，且主侧ECU3和从侧ECU4内设同一个目标转速N，故转速差Ne＝n-N也相同。主侧ECU3和从侧ECU4内设相同的控制节气门开度的PID调节参数表，因此理想状态下计算出的主侧电子节气门12和从侧电子节气门24开度是相同的，即TPS1％主1＝TPS％从1。但由于增压器、节气门等部件的制造误差，即使节气门开度相同的情况下，进入主侧进气歧管14和从侧进气歧管26的混合气进气压力也会存在差异。本发明的控制方法实际是为了规避这些制造误差导致的两侧进气压力不平衡现象，提高控制精确，确保V型燃气发动机的顺利运行。
下面以主侧气缸15独立工作时的原理(与从侧气缸27独立工作时的原理相同，与控制方法中步骤S1和S2等同)为例，进行详细阐述：
燃气通过主侧燃气入口6流经主侧电子燃料阀7进入主侧燃气混合器9，同时空气通过空气入口8也进入主侧燃气混合器9，燃气和空气在主侧燃气混合器9内充分混合，形成的混合气经过主侧增压器10的增压以及主侧中冷器11的冷却，通过主侧电子节气门12进入主侧进气歧管14内然后进人主侧气缸15点燃做功。主侧ECU3通过读取主侧排气歧管16上主侧氧传感器17传送信号来设定和修正(空燃比闭环控制)主侧电子燃料阀7的开度，使得混合气浓度的实际值与设定值相等；主侧ECU3通过读取转速传感器2测得的信号发生器1的齿形信号，来判断主侧气缸15的一次的点火时刻，在缸内点燃混合气驱动活塞做功；同时主侧ECU3通过读取转速传感器2信号，采集实际发动机转速n，通过PID控制调节主侧电子节气门12的开度实现实际发动机转速n近乎等于目标转速N。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统，所述V型燃气发动机一侧的气缸为主侧气缸，另一侧的气缸为从侧气缸；其特征在于，所述控制系统包括与所述V型燃气发动机的转速传感器均电连接的主侧ECU和从侧ECU、与所述主侧ECU和所述从侧ECU均通讯连接的进气压力平衡单元、以及与所述主侧气缸相连的主侧进排气单元和与所述从侧气缸相连的从侧进排气单元；
所述主侧进排气单元的检测端和控制端与所述主侧ECU电连接，所述从侧进排气单元的检测端和控制端与所述从侧ECU电连接。
2.如权利要求1所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统，其特征在于，主侧进排气单元包括用于检测所述主侧气缸进排气数据信号的主侧检测组件和用于控制所述主侧气缸进排气工作的主侧执行组件，所述主侧检测组件、所述主侧执行组件中的电控执行件分别与所述主侧ECU电连接；
从侧进排气单元包括用于检测所述从侧气缸进排气数据信号的从侧检测组件和用于控制所述从侧气缸进排气工作的从侧执行组件，所述从侧检测组件、所述从侧执行组件中的电控执行件分别与所述从侧ECU电连接。
3.如权利要求2所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统，其特征在于，所述主侧进排气单元包括与所述主侧气缸的进气口相连的主侧进气歧管和与所述主侧气缸的排气口相连的主侧排气歧管；
所述主侧执行元件包括沿气流上游至下游依次设置在所述主侧进气歧管上的主侧电子燃料阀、主侧燃气混合器、主侧增压器、主侧中冷器和主侧电子节气门；所述主侧电子燃料阀和所述主侧电子节气门分别与所述主侧ECU电连接；
所述主侧检测组件包括设置于所述主侧电子节气门下游所述主侧进气歧管上的主侧进气温度压力传感器，和设置于所述主侧排气歧管上的主侧氧传感器；
所述主侧进气温度压力传感器和所述主侧氧传感器分别与所述主侧ECU电连接。
4.如权利要求3所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统，其特征在于，所述从侧进排气单元包括与所述从侧气缸的进气口相连的从侧进气歧管和与所述从侧气缸的排气口相连的从侧排气歧管；
所述从侧执行元件包括沿气流上游至下游依次设置在所述从侧进气歧管上的从侧电子燃料阀、从侧燃气混合器、从侧增压器、从侧中冷器和从侧电子节气门；所述从侧电子燃料阀和所述从侧电子节气门分别与所述从侧ECU电连接；
所述从侧检测组件包括设置于所述从侧电子节气门下游所述从侧进气歧管上的从侧进气温度压力传感器，和设置于所述从侧排气歧管上的从侧氧传感器；
所述从侧进气温度压力传感器和所述从侧氧传感器分别与所述从侧ECU电连接。
5.如权利要求4所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统，其特征在于，所述主侧增压器和所述从侧增压器为同型号增压器；所述主侧中冷器和所述从侧中冷器为同型号中冷器。
6.V型燃气发动机两侧功率平衡控制方法，利用上述权利要求5所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统，其特征在于，所述控制方法包括：
S1、所述主侧ECU和所述从侧ECU实时采集所述V型燃气发动机的转速n；同时所述主侧ECU实时采集主侧电子节气门的开度TPS％主，所述从侧ECU实时采集所述从侧电子节气门的开度TPS％从；
S2、所述主侧ECU和所述从侧ECU分别基于各自采集的转速n和预设的目标转速N通过PID控制调节对应的所述开度TPS％主和所述开度TPS％从；
S3、所述进气压力平衡单元通过读取所述主侧ECU和所述从侧ECU的数据采集到所述主侧进气歧管的压力MAP主和所述从侧进气歧管的压力MAP从，并进行对比分析；
S4、所述主侧ECU和所述从侧ECU根据对比分析结果分别基于压力MAP主和压力MAP从的差值通过PID控制再次调节对应的所述开度TPS％主和所述开度TPS％从；
S5、返回所述步骤S1，进入下一循环继续调节，直至所述转速n和所述目标转速N的转速差Ne位于转速设定范围内，且所述压力MAP主和所述压力MAP从的差值位于压力设定范围内。
7.如权利要求6所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
S0、在所述主侧ECU和所述从侧ECU内预设相同的所述目标转速N，相同的控制节气门开度的PID调节参数表、相同的空燃比查询表以及相同的点火角度查询表。
8.如权利要求6所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制方法，其特征在于，所述步骤S2和所述步骤S4还包括：
调节所述开度TPS％主的同时，所述主侧ECU根据所述主侧氧传感器传送的氧浓度信号对实际空燃比进行空燃比闭环控制，实现燃气喷射量的同步调节；
调节所述开度TPS％从的同时，所述从侧ECU根据所述从侧氧传感器传送的氧浓度信号对实际空燃比进行空燃比闭环控制，实现燃气喷射量的同步调节。
9.如权利要求6所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
当所述进气压力平衡单元的对比分析结果为所述压力MAP主和所述压力MAP从的差异率大于1％时，则执行所述步骤S4；否则，按所述步骤S2调节后的开度进行运行。
10.如权利要求9所述的V型燃气发动机两侧功率平衡控制方法，其特征在于，所述压力MAP主和所述压力MAP从的差异率为MAP差异率，所述MAP差异率的公式为：
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|---|---|
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111156096A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-05-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机控制方法、ecu及发动机 |
| CN111336044A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-06-26 | 广西玉柴机器股份有限公司 | V型发动机的进气系统 |
| CN111425311A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-17 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机燃气进气量的调节方法及装置、发动机装置 |
| CN112128002A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-12-25 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种减少燃烧室进机油装置、方法、系统、发动机及机车 |
| CN112240255A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-19 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种低浓度瓦斯发动机进气系统 |
| CN112377316A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-19 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种双侧进气的v型燃气机的进气控制方法及进气系统 |
| CN112523882A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-19 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 燃气发动机进气压力闭环的燃料控制装置及燃料控制方法 |
| CN114563535A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-31 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种v型燃气发动机氧传感器大气自标定方法 |
| CN117418932A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-01-19 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种中冷器、抑制v型机喘振的方法、设备以及汽车 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101680366A (zh) * | 2007-06-06 | 2010-03-24 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机排气控制系统和内燃机排气控制系统的控制方法 |
| CN102251856A (zh) * | 2011-05-09 | 2011-11-23 | 浙江科技学院 | 压缩天然气发动机空燃比同步自动测量装置及其方法 |
| CN203822477U (zh) * | 2014-03-19 | 2014-09-10 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种主从ecu控制多缸发动机的装置 |
| DE102015211808A1 (de) * | 2014-06-25 | 2015-12-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Steuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschine |
| CN109356737A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-19 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种多缸发动机的控制方法及系统 |
| CN210343517U (zh) * | 2019-07-29 | 2020-04-17 | 潍柴西港新能源动力有限公司 | V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统 |
-
2019
- 2019-07-29 CN CN201910686505.0A patent/CN110410226B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101680366A (zh) * | 2007-06-06 | 2010-03-24 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机排气控制系统和内燃机排气控制系统的控制方法 |
| CN102251856A (zh) * | 2011-05-09 | 2011-11-23 | 浙江科技学院 | 压缩天然气发动机空燃比同步自动测量装置及其方法 |
| CN203822477U (zh) * | 2014-03-19 | 2014-09-10 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种主从ecu控制多缸发动机的装置 |
| DE102015211808A1 (de) * | 2014-06-25 | 2015-12-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Steuervorrichtung für Verbrennungskraftmaschine |
| CN109356737A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-02-19 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种多缸发动机的控制方法及系统 |
| CN210343517U (zh) * | 2019-07-29 | 2020-04-17 | 潍柴西港新能源动力有限公司 | V型燃气发动机两侧功率平衡控制系统 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111336044A (zh) * | 2020-04-01 | 2020-06-26 | 广西玉柴机器股份有限公司 | V型发动机的进气系统 |
| CN111425311A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-07-17 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机燃气进气量的调节方法及装置、发动机装置 |
| CN111425311B (zh) * | 2020-04-03 | 2022-06-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 发动机燃气进气量的调节方法及装置、发动机装置 |
| CN111156096A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-05-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种发动机控制方法、ecu及发动机 |
| CN112128002A (zh) * | 2020-08-19 | 2020-12-25 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种减少燃烧室进机油装置、方法、系统、发动机及机车 |
| CN112240255A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-19 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种低浓度瓦斯发动机进气系统 |
| CN112523882A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-19 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 燃气发动机进气压力闭环的燃料控制装置及燃料控制方法 |
| CN112523882B (zh) * | 2020-11-09 | 2023-04-28 | 广西玉柴船电动力有限公司 | 燃气发动机进气压力闭环的燃料控制方法 |
| CN112377316A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-02-19 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种双侧进气的v型燃气机的进气控制方法及进气系统 |
| CN112377316B (zh) * | 2020-12-01 | 2023-11-10 | 广西玉柴船电动力有限公司 | 一种双侧进气的v型燃气机的进气控制方法及进气系统 |
| CN114563535A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-31 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种v型燃气发动机氧传感器大气自标定方法 |
| CN114563535B (zh) * | 2022-03-03 | 2023-12-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种v型燃气发动机氧传感器大气自标定方法 |
| CN117418932A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-01-19 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种中冷器、抑制v型机喘振的方法、设备以及汽车 |
| CN117418932B (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-19 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种中冷器、抑制v型机喘振的方法、设备以及汽车 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110410226B (zh) | 2024-07-16 |
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