[發(fā)明專利]內(nèi)燃機車柴油機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)速方法

有效

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• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103410619A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 束昊昱;陳衛(wèi);孫宇
• 申請（專利權(quán)）人: 南車戚墅堰機車有限公司
• 主分類號: F02D1/02
• 分類號: F02D1/02
• 代理公司: 常州市夏成專利事務(wù)所(普通合伙) 32233
• 代理人: 沈毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機電傳動系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種內(nèi)燃機車柴油機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)速方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)內(nèi)燃機車中，現(xiàn)有的柴油調(diào)速方式有如下幾種：一、車載微機輸出數(shù)字量信號控制步進電機，通過步進電機改變供油齒條位置以調(diào)整柴油機轉(zhuǎn)速，柴油機轉(zhuǎn)速與步進電機步數(shù)關(guān)系固定。二、車載微機通過數(shù)字量輸出或是通訊線向電子調(diào)速器或電噴控制器提供檔位信號，電子調(diào)速器或電噴控制器根據(jù)預設(shè)的檔位/轉(zhuǎn)速對應(yīng)關(guān)系調(diào)整柴油機轉(zhuǎn)速。三、車載微機通過通訊線向電子調(diào)速器或電噴控制器發(fā)送轉(zhuǎn)速目標信號，電子調(diào)速器或電噴控制器根據(jù)該轉(zhuǎn)速目標信號調(diào)整柴油機轉(zhuǎn)速。

以上方式微機給出信號存在的共同特點是：車載微機對柴油機的調(diào)速不存在回饋控制環(huán)節(jié)，即微機輸出狀態(tài)僅取決于微機設(shè)定，而與當前柴油機轉(zhuǎn)速無關(guān)。

這一特點導致了如下缺點：因車載微機元器件存在差異，在微機設(shè)定相同的情況下，不同微機的輸出狀態(tài)可能不同；因柴油機本身和柴油機控制設(shè)備存在差異，在微機輸出狀態(tài)相同的情況下柴油機最終穩(wěn)定狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速可能不同。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機車柴油機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及其調(diào)速方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種內(nèi)燃機車柴油機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，包括司控器、智能顯示器、車載微機、柴油機調(diào)速板、電噴控制器、牽引通風機轉(zhuǎn)速傳感器一和牽引通風機轉(zhuǎn)速傳感器二，所述的車載微機為控制核心，車載微機外接有一個司控器、一個智能顯示器和一個柴油機調(diào)速板，且柴油機調(diào)速板外接有一個電噴控制器，所述車載微機另還設(shè)有牽引通風機轉(zhuǎn)速傳感器一和牽引通風機轉(zhuǎn)速傳感器二，兩個牽引通風機轉(zhuǎn)速傳感器構(gòu)成雙備份系統(tǒng)。?

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，進一步包括所述車載微機與智能顯示器之間、車載微機與柴油機調(diào)速板之間通過通訊總線實現(xiàn)信息交互。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，進一步包括所述車載微機與司控器之間、車載微機與牽引通風機轉(zhuǎn)速傳感器一之間、車載微機與牽引通風機轉(zhuǎn)速傳感器二之間、以及柴油機調(diào)速板與電噴控制器之間通過硬線實現(xiàn)信號交互。

一種內(nèi)燃機車柴油機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速方法，其調(diào)節(jié)過程為：

a.?開始，先將車載微機3上的各電氣初始化；

b.頻率量和開關(guān)量信號采集：檢測司控器觸電信號和柴油機上通風機一、通風機二的轉(zhuǎn)速信號；

c.檔位判斷：車載微機實時監(jiān)測司控器輸出信號，根據(jù)采集到信號狀態(tài)判斷司控器手柄位置；

d.查表計算目標轉(zhuǎn)速：車載微機根據(jù)檔位/轉(zhuǎn)速對應(yīng)表計算當前柴油機目標轉(zhuǎn)速；

e.?根據(jù)通風機一轉(zhuǎn)速f1、通風機二轉(zhuǎn)速f2，以及柴油機的傳動比計算得到柴油機轉(zhuǎn)速信號n1、n2，計算公式為n1=傳動比×f1，n2=傳動比×f2；?

f.進入柴油機轉(zhuǎn)速判定子程序：根據(jù)顯示器設(shè)定值從n1、n2中選取一個作為柴油機當前轉(zhuǎn)速；若顯示器為默認設(shè)置，則選取n1、n2中質(zhì)量較好的作為柴油機當前轉(zhuǎn)速；

g.進入轉(zhuǎn)速趨勢判斷子程序：判斷柴油機當前轉(zhuǎn)速趨勢，生成趨勢標志位，趨勢標志位為0或1；

h.查看轉(zhuǎn)速是否有趨勢變化：若輸出的趨勢標志位為0，系統(tǒng)進入閉環(huán)控制模式，車載微機綜合判斷控制閉環(huán)各環(huán)節(jié)狀態(tài)，根據(jù)判斷結(jié)果對PWM波占空比實施PID計算；若輸出的趨勢標志位為1，系統(tǒng)進入常規(guī)控制模式；

i.?最后，根據(jù)上述步驟的計算結(jié)果輸出PWM脈寬指令給柴油機調(diào)速板，對柴油機實行調(diào)速。

本發(fā)明的有益效果如下：

（1）、本發(fā)明柴油機當前轉(zhuǎn)速的判定基于雙備份傳感器系統(tǒng)，具有更好的可靠性和更高的測量精度。

（2）、本發(fā)明加入反饋控制環(huán)節(jié)，可以有效彌補系統(tǒng)誤差，提高轉(zhuǎn)速控制精度。

（3）、本發(fā)明的控制方式可在常規(guī)模式和閉環(huán)模式間自動切換，具備良好的響應(yīng)實時性。

（4）、本發(fā)明的轉(zhuǎn)速目標值和PID參數(shù)固化在軟件中，不受到器件老化、操作失誤、設(shè)備誤差等的影響，在機車的全壽命周期內(nèi)降低了維護成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的組成和使用示意圖；

圖2是本發(fā)明一個實施例的電氣原理圖；

圖3是本發(fā)明調(diào)速過程原理圖；

圖4?是本發(fā)明的一個應(yīng)用實施例流程示意圖；

圖5是本發(fā)明柴油機轉(zhuǎn)速判定子程序流程示意圖；

圖6是本發(fā)明柴油機轉(zhuǎn)速趨勢判斷子程序流程示意圖；