本發(fā)明涉及電氣自動(dòng)化，具體為一種高速大功率柴油機(jī)相繼增壓控制方法及控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著柴油機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代的高速大功率柴油機(jī)在不同工況下的區(qū)別變得越發(fā)巨大。傳統(tǒng)柴油機(jī)使用的經(jīng)典渦輪增壓系統(tǒng)僅使用固定的1臺(tái)或若干臺(tái)渦輪增壓器，其中大部分增壓器的配置針對(duì)柴油機(jī)的高工況進(jìn)行了匹配，這就導(dǎo)致柴油機(jī)在中低工況下與增壓器的匹配較差，進(jìn)而造成渦輪扭矩不足，使得增壓器增壓比降低，最終造成一系列如效率、排放等柴油機(jī)性能的下滑。針對(duì)現(xiàn)代大功率高速柴油機(jī)的這種特性，相繼增壓技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

2、現(xiàn)有的相繼增壓技術(shù)對(duì)控制系統(tǒng)在部分傳感器故障時(shí)的冗余控制方案并不完善，對(duì)于高速大功率柴油機(jī)的相繼增壓系統(tǒng)(stc系統(tǒng))，仍然缺少足夠能夠應(yīng)對(duì)突發(fā)傳感器故障的冗余狀態(tài)判據(jù)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而影響柴油機(jī)的的穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種高速大功率柴油機(jī)相繼增壓控制方法及控制系統(tǒng)，解決了保障柴油機(jī)系統(tǒng)在個(gè)別傳感器損壞時(shí)仍可以維持系統(tǒng)正常工作，保持增壓器與柴油機(jī)工況的匹配直到具備停機(jī)檢修條件的問題，可以有效解決背景技術(shù)中的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種高速大功率柴油機(jī)相繼增壓控制系統(tǒng)，包括stc控制器、遠(yuǎn)程控制接口、機(jī)旁人機(jī)交互界面、傳感器與執(zhí)行器；

3、所述stc控制器分別與遠(yuǎn)程控制接口和機(jī)旁人機(jī)交互界面雙向連接，所述stc控制器的輸出端與執(zhí)行器的輸入端電連接，所述傳感器的輸出端與stc控制器的輸入端電連接。

4、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述stc控制器包括單片機(jī)及其外圍電路；

5、所述單片機(jī)負(fù)責(zé)執(zhí)行stc控制邏輯，處理傳感器信息、處理與機(jī)旁人機(jī)界面的信息交互、處理與遠(yuǎn)程控制界面的信息交互、發(fā)出控制信號(hào)；

6、所述外圍電路包括電源電路、模擬量輸入電路、轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入電路、開關(guān)量輸入電路和開關(guān)量輸出電路。

7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述遠(yuǎn)程控制接口包括can總線或以太網(wǎng)線的一種或幾種和若干無(wú)源開關(guān)量的輸入、輸出線，用于與如柴油機(jī)控制系統(tǒng)、船舶集控臺(tái)、汽車的中控系統(tǒng)等上級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，用于將stc系統(tǒng)接駁入上級(jí)系統(tǒng)的綜合調(diào)度中。

8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述機(jī)旁人機(jī)交互界面包括stc控制器所在控制箱的顯示屏、按鈕、指示燈和蜂鳴器，用于將獲取到的信息轉(zhuǎn)換成人能夠理解的形式，并將人的指令轉(zhuǎn)化為stc控制器能夠識(shí)別的指令，用于機(jī)旁操作人員對(duì)stc系統(tǒng)進(jìn)行控制與狀態(tài)監(jiān)控。

9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述傳感器用于獲取柴油機(jī)上的增壓系統(tǒng)工作狀態(tài)，包括柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、基礎(chǔ)增壓器轉(zhuǎn)速傳感器、受控增壓器轉(zhuǎn)速傳感器、增壓空氣壓力傳感器和控制空氣壓力傳感器。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述執(zhí)行器是接收stc控制器電信號(hào)進(jìn)行控制受控增壓器投入的設(shè)備。

11、一種高速大功率柴油機(jī)相繼增壓控制方法，通過三組傳感器中的任意兩種界定柴油機(jī)處于的工作狀態(tài)，并執(zhí)行對(duì)應(yīng)的增壓器控制，只有當(dāng)兩組或以上傳感器完全失效時(shí)，相繼增壓控制系統(tǒng)才會(huì)失去對(duì)柴油機(jī)工況的感知能力，并且依照物理量對(duì)柴油機(jī)工況判斷的可靠性排列傳感器信號(hào)判據(jù)的優(yōu)先級(jí)，保持增壓器與柴油機(jī)工況的匹配直到具備停機(jī)檢修條件。

12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述相繼增壓系統(tǒng)包括五種工作狀態(tài)，分別為停機(jī)態(tài)、低工況態(tài)、高工況態(tài)、低工況轉(zhuǎn)高工況過渡態(tài)和高工況轉(zhuǎn)低工況過渡態(tài)；

13、所述停機(jī)態(tài)為柴油機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)下的增壓器工作狀態(tài)，通過相繼增壓系統(tǒng)采集到的轉(zhuǎn)速信息滿足停機(jī)狀態(tài)判斷條件時(shí)會(huì)自動(dòng)從低工況與高工況態(tài)轉(zhuǎn)入，亦為程序啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)默認(rèn)處于的狀態(tài)，此時(shí)受控增壓器不會(huì)投入工作；

14、所述低工況態(tài)為柴油機(jī)工作時(shí)，受控增壓器未投入工作的狀態(tài)。當(dāng)柴油機(jī)起動(dòng)到怠速后，會(huì)自動(dòng)由停機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)入，在由高工況轉(zhuǎn)為低工況后會(huì)由高工況經(jīng)由一個(gè)過渡態(tài)轉(zhuǎn)入；

15、在柴油機(jī)轉(zhuǎn)入高工況后會(huì)經(jīng)過一個(gè)過渡態(tài)轉(zhuǎn)出到高工況狀態(tài)，在柴油機(jī)停機(jī)后轉(zhuǎn)出至停機(jī)態(tài)；

16、所述高工況態(tài)為柴油機(jī)處于高工況，受控增壓器投入工作的狀態(tài)，當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)入高工況后會(huì)從低工況態(tài)經(jīng)由1個(gè)過渡態(tài)轉(zhuǎn)入；

17、當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)入低工況時(shí)經(jīng)由1個(gè)過渡態(tài)轉(zhuǎn)出到低工況狀態(tài)，從高工況直接轉(zhuǎn)入停機(jī)狀態(tài)時(shí)直接轉(zhuǎn)入停機(jī)態(tài)；

18、所述低工況轉(zhuǎn)高工況過渡態(tài)和高工況轉(zhuǎn)低工況過渡態(tài)為低工況態(tài)何高工況態(tài)之間的轉(zhuǎn)換狀態(tài)，處于過渡態(tài)中無(wú)法接受新的工況切換命令。

19、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述低工況轉(zhuǎn)入高工況的判斷條件如下，任一項(xiàng)成立時(shí)，認(rèn)為相繼增壓系統(tǒng)需要切入高工況態(tài)：

20、1)當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速超過高工況柴油機(jī)轉(zhuǎn)速門限，且基本增壓器1超過高工況增壓器轉(zhuǎn)速門限；

21、2)當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速超過高工況柴油機(jī)轉(zhuǎn)速門限，且基本增壓器2超過高工況增壓器轉(zhuǎn)速門限；

22、3)基本增壓器1與2均存在傳感器故障的情況下，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速高工況門限，并且a列增壓壓力大于高工況增壓壓力門限；

23、4)基本增壓器1與2均存在傳感器故障的情況下，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速大于柴油機(jī)轉(zhuǎn)速高工況門限，并且b列增壓壓力大于高工況增壓壓力門限；

24、5)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障的情況下，基本增壓器1轉(zhuǎn)速超過高工況增壓器轉(zhuǎn)速門限，并且a列增壓壓力大于高工況增壓壓力門限；

25、6)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障的情況下，基本增壓器1轉(zhuǎn)速超過高工況增壓器轉(zhuǎn)速門限，并且b列增壓壓力大于高工況增壓壓力門限；

26、7)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障的情況下，基本增壓器2轉(zhuǎn)速超過高工況增壓器轉(zhuǎn)速門限，并且a列增壓壓力大于高工況增壓壓力門限；

27、8)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器故障的情況下，基本增壓器2轉(zhuǎn)速超過高工況增壓器轉(zhuǎn)速門限，并且b列增壓壓力大于高工況增壓壓力門限；

28、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述高工況轉(zhuǎn)入低工況的判斷條件如下，任一項(xiàng)成立時(shí)，認(rèn)為相繼增壓系統(tǒng)需要切入低工況態(tài)：

29、1)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)入低工況運(yùn)行柴油機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間中；

30、2)基本增壓器1進(jìn)入低工況運(yùn)行增壓器轉(zhuǎn)速區(qū)間中；

31、3)基本增壓器2進(jìn)入低工況運(yùn)行增壓器轉(zhuǎn)速區(qū)間中；

32、4)在基本增壓器轉(zhuǎn)速1與2均存在傳感器故障的情況下，a列增壓壓力進(jìn)入運(yùn)行增壓壓力低區(qū)間中；

33、5)在基本增壓器轉(zhuǎn)速1與2均存在傳感器故障的情況下，b列增壓壓力進(jìn)入運(yùn)行增壓壓力低區(qū)間中。

34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本高速大功率柴油機(jī)相繼增壓控制方法及控制系統(tǒng)使得相繼增壓系統(tǒng)可以可靠地獲得柴油機(jī)工況信息，用于調(diào)整受控增壓器的投入情況，同時(shí)在出現(xiàn)傳感器故障時(shí)可以保障柴油機(jī)穩(wěn)定高效運(yùn)行，在柴油機(jī)作為船舶系統(tǒng)主推并且船處于航行狀態(tài)時(shí)、柴油機(jī)車處于鐵路干道行駛中、柴油汽車處于高速或其他不能停機(jī)檢修的位置時(shí)等狀況下有著重要的工作保障作用。