CN111779585A - 一种发电用发动机的控制方法、装置及*** - Google Patents

一种发电用发动机的控制方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及内燃机技术领域，具体公开了一种发电用发动机的控制方法，包括：根据起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号计算出发动机的目标转速；将发动机的目标转速和实际转速的差值进行PID计算得出最终虚拟油门开度；根据最终虚拟油门开度和发动机的实际转速获得理论喷油量，并根据发动机的实际转速获得外特性限制油量；将理论喷油量和外特性限制油量两者中取最小值得到最终喷油量当前值；根据最终喷油量当前值进行发动机的调速控制。本发明还公开了一种发电用发动机的控制装置及***。本发明提供的发电用发动机的控制方法通过虚拟油门控制喷油量，省去了机械油门踏板，结构简单，使用方便。

Description

一种发电用发动机的控制方法、装置及***
技术领域
本发明涉及内燃机技术领域，尤其涉及一种发电用发动机的控制方法、发电用发动机的控制装置及包括该发电用发动机的控制装置的发电用发动机的控制***。
背景技术
随着排放法规的日益严苛以及人们对于发动机使用要求的提高，当前阶段应用于发电领域的电调式发动机，由于其设备复杂、瞬态调速性能和稳定性差、油耗高等缺点，已经不能满足市场和使用者的更高要求。因此，将电控发动机应用于发电领域是大势所趋，但现有的电控燃油***主要是针对车用发动机开发的控制***，其转速变化采用了机械的油门踏板进行控制，无法进行自动调速，因此不能直接用于发电领域，必须进行二次开发。
现有技术中，提出的对电控燃油***进行二次开发并应用于发电领域的方法主要有两种。其一，中国专利《一种高压共轨柴油发动机自动电子调速装置及方法》(CN105888864B)公开了一种高压共轨柴油发动机自动电子调速装置，其在原有高压共轨***的基础上，额外增加了一整套PID调节电路、输出处理及保护电路、转速处理及调理电路等外部控制电路，虽然实现了发电用发动机的自动调速，但结构复杂，成本过高且维护不便，不具有应用价值。其二，中国专利《发电用发动机控制方法、装置及发电设备》(CN103321767B)提出的一种发电用发动机控制方法及装置，其通过获得设定的发动机转速和实际发动机转速差值进行PID计算获得扭矩，再由扭矩转换为油量，使现有的电控燃油***满足发电要求，但其并未涉及发动机具体工作工况时其目标转速如何计算、如何利用转速差转化为扭矩同时将扭矩转化为喷油量的过程，另外其使用的扭矩转油量这一方法是从车用发动机的扭矩控制策略而来，而发电用途的发动机的工况相对简单，无需这种复杂的控制方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种发电用发动机的控制方法、发电用发动机的控制装置及包括该发电用发动机的控制装置的发电用发动机的控制***，省去了机械油门踏板，具有结构简单、使用方便、发动机稳定性和瞬态调速性能良好的特点，适用于各种不同的发电设备。
作为本发明的第一个方面，提供一种发电用发动机的控制方法，包括：
获取发动机的实际转速以及发电机控制器输出的起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号；
根据所述起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号计算出发动机的目标转速；
将发动机的目标转速和实际转速的差值进行PID计算得出最终虚拟油门开度；
根据所述最终虚拟油门开度和发动机的实际转速查询调速特性曲线油量MAP获得理论喷油量，并根据发动机的实际转速查询外特性油量限制曲线获得外特性限制油量；
将所述理论喷油量和所述外特性限制油量两者中取最小值得到最终喷油量当前值；
根据所述最终喷油量当前值进行发动机的调速控制。
进一步地，所述根据所述起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号计算出发动机的目标转速，包括：
当发动机处于停机状态或者发电机控制器输出所述起动信号给电控单元ECU时，发动机的目标转速为发动机的目标怠速；
发动机起动到所述目标怠速稳定运行后，当发电机控制器输出高电平的高低速切换开关信号给电控单元ECU且未输出所述并机转速微调信号，发动机的目标转速为发动机的目标额定转速；
发动机起动到所述目标怠速稳定运行后，当发电机控制器输出高电平的高低速切换开关信号和所述并机转速微调信号给电控单元ECU时，发动机的目标转速为发动机的目标额定转速加上并机转速微调的修正值；
当发动机处于运行状态时，发电机控制器输出低电平的高低速切换开关信号给电控单元ECU，发动机的目标转速为发动机的目标怠速。
进一步地，所述将发动机的目标转速和实际转速的差值进行PID计算得出最终虚拟油门开度，包括：
根据发动机的目标转速和实际转速计算转速差；
获取喷油器向发动机喷出的最终喷油量；
根据转速差和最终喷油量查询三维MAP分别获得比例系数、积分系数和微分系数；
将所述比例系数、积分系数和微分系数分别进行计算，对应得到虚拟油门比例项、虚拟油门积分项和虚拟油门微分项；
根据所述虚拟油门比例项、虚拟油门积分项和虚拟油门微分项进行虚拟油门计算获得最终虚拟油门开度。
作为本发明的另一个方面，提供一种发电用发动机的控制装置，所述发电用发动机的控制装置包括：
获取模块，用于获取发动机的实际转速以及发电机控制器输出的起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号；
第一计算模块，用于根据所述起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号计算出发动机的目标转速；
第二计算模块，用于将发动机的目标转速和实际转速的差值进行PID计算得出最终虚拟油门开度；
第三计算模块，用于根据所述最终虚拟油门开度和发动机的实际转速查询调速特性曲线油量MAP获得理论喷油量，并根据发动机的实际转速查询外特性油量限制曲线获得外特性限制油量，及将所述理论喷油量和所述外特性限制油量两者中取最小值得到最终喷油量当前值；
调速控制模块，用于根据所述最终喷油量当前值进行发动机的调速控制。
作为本发明的另一个方面，提供一种发电用发动机的控制***，包括：发电机控制器、发动机和电控燃油***，所述电控燃油***包括电控单元ECU、高压供油泵总成、高压油轨总成、喷油器总成以及传感器；其中，所述电控单元ECU包括前文所述的发电用发动机的控制装置，所述高压供油泵总成包括输油泵、高压供油泵和燃油计量阀，所述高压油轨总成包括高压油轨、电控泄压阀和限压阀，所述喷油器总成包括喷油器和喷油器电磁阀；
所述电控单元ECU通过线束与所述发电机控制器连接，获取其目标转速的控制信号；
所述电控单元ECU通过线束与所述传感器连接，获取其采集到的信号；
所述电控单元ECU通过线束与所述燃油计量阀、电控泄压阀和喷油器电磁阀连接，控制所述燃油计量阀、电控泄压阀和喷油器电磁阀工作。
进一步地，所述传感器包括轨压传感器、曲轴转速传感器、凸轮转速传感器和压力温度传感器，获取轨压信号、发动机转速信号和压力温度传感器信号。
进一步地，所述压力温度传感器包括机油压力温度传感器、冷却液温度传感器、增压压力温度传感器、燃油压力温度传感器中的一种或多种。
进一步地，所述喷油器为无泄漏式喷油器；所述电控泄压阀为快速泄压式电磁阀，由电控单元ECU输出PWM信号控制。
进一步地，所述电控单元ECU根据所述传感器采集到的信号获取发动机运行状态的相关参数，并判断所述参数是否超过安全阈值，若确定所述参数超过安全阈值，则通过限速、限扭或者停机保护发动机。
进一步地，所述发动机运行状态的相关参数包括发动机转速、冷却液温度、机油压力、机油温度、增压压力、进气温度、排气温度、燃油压力、燃油温度中的一种或多种。
本发明提供的发电用发动机的控制方法具有以下优点：
(1)本发明基于发动机目标转速和实际转速之间的差值进行PID计算得出一个虚拟油门开度，通过虚拟油门控制喷油量，省去了机械油门踏板，结构简单，使用方便；
(2)本发明根据调速特性曲线MAP和外特性油量限制曲线同时作用而获得最终喷油量来进行发动机的调速控制，在不同的发电工况采用最合适的调速率进行转速控制，因此能使发动机兼具良好的稳定性和瞬态调速性能；
(3)本发明能根据发电机控制器或其他发电要求自动进行转速控制，可以同时兼容恒转速控制模式(N-Governor)和并机转速微调控制模式这两种发电用发动机控制方式，因此能适用于各种不同的发电设备。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提供的发电用发动机的控制方法的流程图。
图2为本发明提供的发电用发动机的控制方法的一种具体实施方式流程图。
图3为本发明提供的发电用发动机的控制***的结构示意图。
图4为本发明提供的具体实施方式的调速特性曲线和外特性油量限制曲线示意图。
图中：1-发电机控制器；2-发动机；3-电控燃油***；31-ECU；32-高压供油泵总成；321-输油泵；322-高压供油泵；323-燃油计量阀；33-高压油轨总成；331-高压油轨；332-电控泄压阀；333-限压阀；34-喷油器总成；341-喷油器电磁阀；342-喷油器；35-传感器；351-轨压传感器；352-曲轴转速传感器；353-凸轮转速传感器；354-压力温度传感器；4-线束；5-第一计算模块；51-起动信号；52-高低速切换开关信号；53-并机转速微调信号；54-发动机目标转速计算；6-第二计算模块；61-发动机目标转速；62-发动机实际转速；63；PID计算；64-虚拟油门比例项；65-虚拟油门积分项；66-虚拟油门微分项；67-虚拟油门开度计算；7-第三计算模块；71-最终虚拟油门开度；72-调速特性曲线油量MAP；73-外特性油量限制曲线；74-理论喷油量；75-外特性限制油量；76-最终喷油量当前值。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实施例中提供了一种发电用发动机的控制方法，图1为本发明提供的发电用发动机的控制方法的流程图，图2为本发明提供的发电用发动机的控制方法的一种具体实施方式流程图。
下面结合图1和图2对本发明实施例提供的发电用发动机的控制方法的具体实现过程进行说明。
如图1所示，请同时参照图2，一种发电用发动机的控制方法，包括：
S110、获取发动机的实际转速62以及发电机控制器输出的起动信号51、高低速切换开关信号52和并机转速微调信号53；
S120、根据所述起动信号51、高低速切换开关信号52和并机转速微调信号53计算出发动机的目标转速61；
S130、将发动机的目标转速61和实际转速62的差值进行PID计算63得出最终虚拟油门开度71；
S140、根据所述最终虚拟油门开度71和发动机的实际转速62查询调速特性曲线油量MAP72获得理论喷油量74，并根据发动机的实际转速62查询外特性油量限制曲线73获得外特性限制油量75；
S150、将所述理论喷油量74和所述外特性限制油量75两者中取最小值得到最终喷油量当前值76；
S160、根据所述最终喷油量当前值76进行发动机的调速控制。
具体地，所述根据所述起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号计算出发动机的目标转速，包括：
当发动机处于停机状态或者发电机控制器输出所述起动信号给电控单元ECU时，发动机的目标转速为发动机的目标怠速；
发动机起动到所述目标怠速稳定运行后，当发电机控制器输出高电平的高低速切换开关信号给电控单元ECU且未输出所述并机转速微调信号，发动机的目标转速为发动机的目标额定转速；
发动机起动到所述目标怠速稳定运行后，当发电机控制器输出高电平的高低速切换开关信号和所述并机转速微调信号给电控单元ECU时，发动机的目标转速为发动机的目标额定转速加上并机转速微调的修正值；
当发动机处于运行状态时，发电机控制器输出低电平的高低速切换开关信号给电控单元ECU，发动机的目标转速为发动机的目标怠速。
具体地，如图2所示，所述将发动机的目标转速和实际转速的差值进行PID计算得出最终虚拟油门开度，包括：
根据所述起动信号51、高低速切换开关信号52和并机转速微调信号53进行发动机目标转速计算54；
根据发动机的目标转速61和实际转速62计算转速差，转速差等于目标转速61减去实际转速62；
获取喷油器向发动机喷出的最终喷油量；
根据转速差和最终喷油量查询三维MAP分别获得比例系数、积分系数和微分系数；
将所述比例系数、积分系数和微分系数分别进行计算，对应得到虚拟油门比例项64、虚拟油门积分项65和虚拟油门微分项66；
根据所述虚拟油门比例项64、虚拟油门积分项65和虚拟油门微分项66进行虚拟油门开度计算67获得最终虚拟油门开度71。
进一步具体地，所述根据转速差和最终喷油量查询三维MAP分别获得比例系数、积分系数和微分系数；将所述比例系数、积分系数和微分系数分别进行计算，对应得到虚拟油门比例项64、虚拟油门积分项65和虚拟油门微分项66，包括：
根据转速差和最终喷油量查询转速控制比例系数三维MAP获得比例系数，并将比例系数与转速差进行PID计算63得到虚拟油门比例项64；
根据转速差和最终喷油量查询转速控制积分系数三维MAP获得积分系数，并将积分系数与转速差进行PID计算63得到虚拟油门积分项65，同时当转速差在某一范围(例如-100rpm～100rpm)外时进行积分冻结，以防止积分饱和而造成的***振荡，而在该范围内则进行积分计算；
根据转速差和最终喷油量查询转速控制微分系数三维MAP获得微分系数，并将微分系数与和发动机实际转速62的变化率进行PID计算63得到虚拟油门微分项66，其中，发动机实际转速62的变化率等于当前时刻的发动机实际转速减去上一时刻的发动机实际转速后再除以时间间隔；
其中，以比例系数为例，转速控制比例系数三维MAP如下表所示：
X轴:转速差(r/min) Y轴:最终喷油量(mg/cyc)
Figure BDA0002563555420000061
表格中，X轴为转速差，Y轴为最终喷油量，表格里对应的数值即为通过转速差和最终喷油量查询三维MAP获得的比例系数。
本发明实施例提供的发电用发动机的控制方法，基于发动机目标转速和实际转速之间的差值进行PID计算得出一个虚拟油门开度，通过虚拟油门控制喷油量，省去了机械油门踏板，结构简单，使用方便。
作为本发明的另一实施例，提供一种发电用发动机的控制装置，其中，所述发电用发动机的控制装置包括：
获取模块，用于获取发动机的实际转速以及发电机控制器输出的起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号；
第一计算模块5，用于根据所述起动信号51、高低速切换开关信号52和并机转速微调信号53计算出发动机的目标转速61；
第二计算模块6，用于将发动机的目标转速61和实际转速62的差值进行PID计算63得出最终虚拟油门开度71；
第三计算模块7，用于根据所述最终虚拟油门开度71和发动机的实际转速62查询调速特性曲线油量MAP72获得理论喷油量74，并根据发动机的实际转速62查询外特性油量限制曲线73获得外特性限制油量75，及将所述理论喷油量74和所述外特性限制油量75两者中取最小值得到最终喷油量当前值76；
调速控制模块，用于根据所述最终喷油量当前值76进行发动机的调速控制。
作为本发明的另一实施例，提供一种发电用发动机的控制***，如图3所示，包括：发电机控制器1、发动机2和电控燃油***3，所述电控燃油***3包括电控单元ECU31、高压供油泵总成32、高压油轨总成33、喷油器总成34以及传感器35；其中，所述电控单元ECU31包括前文所述的发电用发动机的控制装置，所述高压供油泵总成32包括输油泵321、高压供油泵322和燃油计量阀323，所述高压油轨总成33包括高压油轨331、电控泄压阀332和限压阀333，所述喷油器总成34包括喷油器342和喷油器电磁阀341；
所述电控单元ECU31通过线束4与所述发电机控制器1连接，获取其目标转速的控制信号；
所述电控单元ECU31通过线束4与所述传感器35连接，获取其采集到的信号；
所述电控单元ECU31通过线束4与所述燃油计量阀323、电控泄压阀332和喷油器电磁阀341连接，控制所述燃油计量阀323、电控泄压阀332和喷油器电磁阀341工作。
具体地，所述传感器35包括轨压传感器351、曲轴转速传感器352、凸轮转速传感器353和压力温度传感器354，获取轨压信号、发动机转速信号和压力温度传感器信号。
具体地，高压供油泵总成32的作用是提供发动机2正常工作所需要的燃油，油箱内的燃油被输油泵321吸出后进入高压供油泵322，经压缩后进入高压油轨总成33；所述燃油计量阀323安装在高压供油泵322上，其受ECU31控制，用于调整高压供油泵322进入高压油轨总成33的燃油流量；
高压油轨总成33连接高压供油泵总成32与喷油器总成34，用于储存高压燃油，起蓄压作用；电控泄压阀332和限压阀333安装在高压油轨331上；所述电控泄压阀332为一种能够快速泄压的电磁阀，由ECU31输出PWM控制，当实际轨压与目标轨压的差值过大时，电控泄压阀332开启从而降低轨压；所述限压阀333用于限制电控燃油***3的最高轨压，当轨压超过设计限值时，限压阀333打开使轨压降低到安全范围；
喷油器总成34根据ECU31发出的信号，将高压燃油以最佳的喷射正时、喷射量和喷射率呈雾状喷入发动机2燃烧室。
具体地，所述压力温度传感器354包括机油压力温度传感器、冷却液温度传感器、增压压力温度传感器、燃油压力温度传感器中的一种或多种。
具体地，所述喷油器342为无泄漏式喷油器；所述电控泄压阀332为快速泄压式电磁阀，由电控单元ECU输出PWM信号控制。
具体地，所述电控单元ECU31根据所述传感器35采集到的信号获取发动机2运行状态的相关参数，并判断所述参数是否超过安全阈值，若确定所述参数超过安全阈值，则通过限速、限扭或者停机保护发动机2。
具体地，电控单元ECU31通过CAN通讯将其采集的相关传感器信号及其自检诊断出的故障信息发送给发电机控制器1。
具体地，所述发动机运行状态的相关参数包括发动机转速、冷却液温度、机油压力、机油温度、增压压力、进气温度、排气温度、燃油压力、燃油温度中的一种或多种。一旦电控单元ECU31检测到这些发动机相关参数超过设置的安全阈值，就会向发电机控制器1发出报警，可根据发电机控制器1的要求，也可根据电控单元ECU31的设置，对发动机2进行限速、限扭或者停机处理，以保护发动机2。
本发明实施例提供的发电用发动机的控制***，基于发动机目标转速和实际转速之间的差值进行PID计算得出一个虚拟油门开度，然后根据调速特性曲线MAP和外特性油量限制曲线同时作用而获得最终喷油量来进行发动机的调速控制，省去了机械油门踏板，具有结构简单，使用方便，发动机稳定性和瞬态调速性能良好的特点，并可以同时兼容恒转速控制模式(N-Governor)和并机转速微调控制模式这两种发电用发动机控制方式，因此能适用于各种不同的发电设备。
如图4所示，为本发明提供的具体实施方式的调速特性曲线和外特性油量限制曲线示意图，细实线即为不同的虚拟油门开度和不同发动机转速对应的理论喷油量曲线(即调速特性曲线)，其中最上侧的一条为虚拟油门开度100％时对应的理论喷油量曲线；粗实线为外特性油量限制曲线；额定转速n与喷油量m的对应点为发动机额定工况，额定转速n与喷油量q的对应点为发动机110％负荷工况，其均在发动机外特性油量限制曲线以内。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发电用发动机的控制方法，其特征在于，所述发电用发动机的控制方法包括：
获取发动机的实际转速以及发电机控制器输出的起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号；
根据所述起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号计算出发动机的目标转速；
将发动机的目标转速和实际转速的差值进行PID计算得出最终虚拟油门开度；
根据所述最终虚拟油门开度和发动机的实际转速查询调速特性曲线油量MAP获得理论喷油量，并根据发动机的实际转速查询外特性油量限制曲线获得外特性限制油量；
将所述理论喷油量和所述外特性限制油量两者中取最小值得到最终喷油量当前值；
根据所述最终喷油量当前值进行发动机的调速控制。
2.根据权利要求1所述的发电用发动机的控制方法，其特征在于，所述根据所述起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号计算出发动机的目标转速，包括：
当发动机处于停机状态或者发电机控制器输出所述起动信号给电控单元ECU时，发动机的目标转速为发动机的目标怠速；
发动机起动到所述目标怠速稳定运行后，当发电机控制器输出高电平的高低速切换开关信号给电控单元ECU且未输出所述并机转速微调信号，发动机的目标转速为发动机的目标额定转速；
发动机起动到所述目标怠速稳定运行后，当发电机控制器输出高电平的高低速切换开关信号和所述并机转速微调信号给电控单元ECU时，发动机的目标转速为发动机的目标额定转速加上并机转速微调的修正值；
当发动机处于运行状态时，发电机控制器输出低电平的高低速切换开关信号给电控单元ECU，发动机的目标转速为发动机的目标怠速。
3.根据权利要求1所述的发电用发动机的控制方法，其特征在于，所述将发动机的目标转速和实际转速的差值进行PID计算得出最终虚拟油门开度，包括：
根据发动机的目标转速和实际转速计算转速差；
获取喷油器向发动机喷出的最终喷油量；
根据转速差和最终喷油量查询三维MAP分别获得比例系数、积分系数和微分系数；
将所述比例系数、积分系数和微分系数分别进行计算，对应得到虚拟油门比例项、虚拟油门积分项和虚拟油门微分项；
根据所述虚拟油门比例项、虚拟油门积分项和虚拟油门微分项进行虚拟油门计算获得最终虚拟油门开度。
4.一种发电用发动机的控制装置，其特征在于，所述发电用发动机的控制装置包括：
获取模块，用于获取发动机的实际转速以及发电机控制器输出的起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号；
第一计算模块，用于根据所述起动信号、高低速切换开关信号和并机转速微调信号计算出发动机的目标转速；
第二计算模块，用于将发动机的目标转速和实际转速的差值进行PID计算得出最终虚拟油门开度；
第三计算模块，用于根据所述最终虚拟油门开度和发动机的实际转速查询调速特性曲线油量MAP获得理论喷油量，并根据发动机的实际转速查询外特性油量限制曲线获得外特性限制油量，及将所述理论喷油量和所述外特性限制油量两者中取最小值得到最终喷油量当前值；
调速控制模块，用于根据所述最终喷油量当前值进行发动机的调速控制。
5.一种发电用发动机的控制***，其特征在于，包括：发电机控制器、发动机和电控燃油***，所述电控燃油***包括电控单元ECU、高压供油泵总成、高压油轨总成、喷油器总成以及传感器；其中，所述电控单元ECU包括权利要求4所述的发电用发动机的控制装置，所述高压供油泵总成包括输油泵、高压供油泵和燃油计量阀，所述高压油轨总成包括高压油轨、电控泄压阀和限压阀，所述喷油器总成包括喷油器和喷油器电磁阀；
所述电控单元ECU通过线束与所述发电机控制器连接，获取其目标转速的控制信号；
所述电控单元ECU通过线束与所述传感器连接，获取其采集到的信号；
所述电控单元ECU通过线束与所述燃油计量阀、电控泄压阀和喷油器电磁阀连接，控制所述燃油计量阀、电控泄压阀和喷油器电磁阀工作。
6.根据权利要求5所述的发电用发动机的控制***，其特征在于，所述传感器包括轨压传感器、曲轴转速传感器、凸轮转速传感器和压力温度传感器，获取轨压信号、发动机转速信号和压力温度传感器信号。
7.根据权利要求6所述的发电用发动机的控制***，其特征在于，所述压力温度传感器包括机油压力温度传感器、冷却液温度传感器、增压压力温度传感器、燃油压力温度传感器中的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的发电用发动机的控制***，其特征在于，所述喷油器为无泄漏式喷油器；所述电控泄压阀为快速泄压式电磁阀，由电控单元ECU输出PWM信号控制。
9.根据权利要求5所述的发电用发动机的控制***，其特征在于，所述电控单元ECU根据所述传感器采集到的信号获取发动机运行状态的相关参数，并判断所述参数是否超过安全阈值，若确定所述参数超过安全阈值，则通过限速、限扭或者停机保护发动机。
10.根据权利要求9所述的发电用发动机的控制***，其特征在于，所述发动机运行状态的相关参数包括发动机转速、冷却液温度、机油压力、机油温度、增压压力、进气温度、排气温度、燃油压力、燃油温度中的一种或多种。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112502878A (zh) * 2020-12-21 2021-03-16 广西玉柴机器股份有限公司 一种船用发动机控制方法及共轨***
CN113494374A (zh) * 2021-06-22 2021-10-12 无锡威孚高科技集团股份有限公司 发电用电控发动机的调速特性曲线设计方法
CN114046528A (zh) * 2021-11-02 2022-02-15 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种锅炉燃油温度控制方法
CN114215651A (zh) * 2021-12-21 2022-03-22 福建亚南电机有限公司 一种发电机组快速启动同步运行的控制方法及***
CN114252195A (zh) * 2021-11-22 2022-03-29 潍柴动力股份有限公司 轨压可信性的检测方法、装置、存储介质和设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080296910A1 (en) * 2007-05-28 2008-12-04 Yamaha Motor Electronics Kabushiki Kaisha Power generation control device and vehicle having the same
CN103321767A (zh) * 2013-05-23 2013-09-25 潍柴动力股份有限公司 发电用发动机的控制方法、装置及发电设备
CN208803912U (zh) * 2018-04-12 2019-04-30 周坦胜 一种基于pwm和flc的发电机调速装置
CN110296006A (zh) * 2019-06-28 2019-10-01 潍柴动力股份有限公司 一种发动机转速的控制方法及***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080296910A1 (en) * 2007-05-28 2008-12-04 Yamaha Motor Electronics Kabushiki Kaisha Power generation control device and vehicle having the same
CN103321767A (zh) * 2013-05-23 2013-09-25 潍柴动力股份有限公司 发电用发动机的控制方法、装置及发电设备
CN208803912U (zh) * 2018-04-12 2019-04-30 周坦胜 一种基于pwm和flc的发电机调速装置
CN110296006A (zh) * 2019-06-28 2019-10-01 潍柴动力股份有限公司 一种发动机转速的控制方法及***

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112502878A (zh) * 2020-12-21 2021-03-16 广西玉柴机器股份有限公司 一种船用发动机控制方法及共轨***
CN112502878B (zh) * 2020-12-21 2023-09-05 广西玉柴船电动力有限公司 一种船用发动机控制方法及共轨***
CN113494374A (zh) * 2021-06-22 2021-10-12 无锡威孚高科技集团股份有限公司 发电用电控发动机的调速特性曲线设计方法
CN114046528A (zh) * 2021-11-02 2022-02-15 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种锅炉燃油温度控制方法
CN114252195A (zh) * 2021-11-22 2022-03-29 潍柴动力股份有限公司 轨压可信性的检测方法、装置、存储介质和设备
CN114252195B (zh) * 2021-11-22 2023-12-15 潍柴动力股份有限公司 轨压可信性的检测方法、装置、存储介质和设备
CN114215651A (zh) * 2021-12-21 2022-03-22 福建亚南电机有限公司 一种发电机组快速启动同步运行的控制方法及***

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