[发明专利]一种基于离子电流信号的燃料自适应控制系统

权利要求书

1.一种基于离子电流信号的燃料自适应控制系统，其特征在于，包括：

控制模式切换单元，用于：基于实际应用场景燃料，确定目标代表应用场景燃料，进而确定所述目标应用场景燃料对应的发动机运行控制参数；其中，所述目标代表应用场景燃料为与实际应用场景燃料的燃料组分最为相近的应用场景燃料；

发动机控制单元，用于：基于目标发动机运行控制参数确定目标发动机运行控制模式；所述发动机运行控制模式用于控制发动机缸内混合燃料燃烧；所述混合燃料为工业伴生气与空气组合成的燃料；所述目标发动机运行控制参数所述目标应用场景燃料对应的发动机运行控制参数所述目标发动机运行控制模式为所述目标应用场景燃料对应的发动机运行控制模式；

燃料组分自适应控制单元，用于：基于所述目标发动机运行状态判定异常燃烧状态，并在保证正常燃烧状态下，基于所述目标发动机运行控制模式中的控制参数目标值和当前阶段发动机缸内混合燃料燃烧时火花塞点火线圈采集的离子电流信号，确定下一阶段所述目标发动机运行控制模式中的控制参数输出值；

所述发动机控制单元，还用于：基于下一阶段所述目标发动机运行控制模式中的控制参数输出值调节发动机缸内混合燃料的燃烧状态；

所述燃料组分自适应控制单元，具体包括：

信号处理模块，用于：根据当前阶段发动机缸内混合燃料燃烧时火花塞点火线圈采集的离子电流信号，确定当前阶段离子信号信息；所述离子信号信息包括：离子信号积分面积、50％离子信号积分值对应的曲轴转角CA50、离子信号峰值和离子信号曲线最大斜率；

燃烧状态判定模块，用于：基于所述当前阶段离子信号信息，确定当前阶段发动机燃烧状态；

发动机燃烧状态参数确定单元，用于：当所述当前阶段发动机燃烧状态为正常燃烧状态时，获取所述当前阶段离子信号信息对应的发动机燃烧状态参数；

经济性自适应调节模块，用于：基于所述发动机燃烧状态参数和所述目标发动机运行控制模式中的火花塞点火时刻目标值，确定所述目标发动机运行控制模式中的火花塞点火时刻输出值；

动力性控制模块，用于：基于所述发动机燃烧状态参数和所述目标发动机运行控制模式中的燃气喷射量目标值，确定所述目标发动机运行控制模式中的燃气喷射量输出值；

其中，所述控制参数输出值包括火花塞点火时刻输出值和燃气喷射量输出值；所述控制参数目标值包括火花塞点火时刻目标值和燃气喷射量目标值；所述离子电流信号是以随着曲轴转角变化的离子信号曲线表征的，用以判定发动机缸内燃烧状态；

离子电流信号放大单元，用于：对所述当前阶段发动机缸内混合燃料燃烧时火花塞点火线圈采集的离子电流信号进行放大处理，并将放大处理后的离子电流信号作为所述信号处理模块中的当前阶段发动机缸内混合燃料燃烧时火花塞点火线圈采集的离子电流信号；

离子电流解析单元，用于：存储离子信号信息和发动机燃烧状态参数的对应关系；

发动机燃烧状态参数确定单元，进一步用于：当所述当前阶段发动机燃烧状态为正常燃烧状态时，从所述离子电流解析单元中获取所述当前阶段离子信号信息对应的发动机燃烧状态参数；

所述燃烧状态判定模块，用于：

当所述当前阶段离子信号信息中的离子信号积分面积和离子信号峰值均小于第一系统设定值时，确定当前阶段发动机燃烧状态为失火状态，并输出火花塞点火时刻提前指令；

当所述当前阶段离子信号信息中的离子信号峰值和离子信号曲线最大斜率均大于第二系统设定值时，确定当前阶段发动机燃烧状态为爆震状态，并输出火花塞点火时刻滞后指令；

当所述当前阶段离子信号信息中的离子信号积分面积和离子信号峰值不均小于第一系统设；定值，且所述当前阶段离子信号信息中的离子信号峰值和离子信号曲线最大斜率不均大于第二系统设定值时，确定当前阶段发动机燃烧状态为正常燃烧状态，其中第一系统设定值和第二系统设定值需要通过试验标定；

所述发动机控制单元，还用于：基于所述火花塞点火时刻提前指令或者所述火花塞点火时刻滞后指令调节发动机的火花塞点火时刻；

所述经济性自适应调节模块，用于：

基于所述发动机燃烧状态参数和采集的发动机转速，计算CA50实时值；

基于所述CA50实时值和CA50目标值，计算火花塞点火时刻PID控制修正值，其中CA50目标值需要通过试验标定；

基于所述火花塞点火时刻PID控制修正值和所述目标发动机运行控制模式中的火花塞点火时刻目标值，确定所述目标发动机运行控制模式中的火花塞点火时刻输出值；

所述动力性控制模块，用于：

基于所述发动机燃烧状态参数和采集的发动机转速，计算IMEP实时值；

基于所述IMEP实时值和IMEP目标值，计算燃气喷射量PID控制修正值，其中IMEP目标值需要通过试验标定计算得出；

基于所述燃气喷射量PID控制修正值和所述目标发动机运行控制模式中的燃气喷射量目标值，确定所述目标发动机运行控制模式中的燃气喷射量输出值。