[发明专利]内燃机车柴油机闭环调速系统及其调速方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机电传动系统技术领域，尤其是一种内燃机车柴油机闭环调速系统及其调速方法。

背景技术

在传统内燃机车中，现有的柴油调速方式有如下几种：一、车载微机输出数字量信号控制步进电机，通过步进电机改变供油齿条位置以调整柴油机转速，柴油机转速与步进电机步数关系固定。二、车载微机通过数字量输出或是通讯线向电子调速器或电喷控制器提供档位信号，电子调速器或电喷控制器根据预设的档位/转速对应关系调整柴油机转速。三、车载微机通过通讯线向电子调速器或电喷控制器发送转速目标信号，电子调速器或电喷控制器根据该转速目标信号调整柴油机转速。

以上方式微机给出信号存在的共同特点是：车载微机对柴油机的调速不存在回馈控制环节，即微机输出状态仅取决于微机设定，而与当前柴油机转速无关。

这一特点导致了如下缺点：因车载微机元器件存在差异，在微机设定相同的情况下，不同微机的输出状态可能不同；因柴油机本身和柴油机控制设备存在差异，在微机输出状态相同的情况下柴油机最终稳定状态下的转速可能不同。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本发明提供了一种内燃机车柴油机闭环调速系统及其调速方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内燃机车柴油机闭环调速系统，包括司控器、智能显示器、车载微机、柴油机调速板、电喷控制器、牵引通风机转速传感器一和牵引通风机转速传感器二，所述的车载微机为控制核心，车载微机外接有一个司控器、一个智能显示器和一个柴油机调速板，且柴油机调速板外接有一个电喷控制器，所述车载微机另还设有牵引通风机转速传感器一和牵引通风机转速传感器二，两个牵引通风机转速传感器构成双备份系统。 

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述车载微机与智能显示器之间、车载微机与柴油机调速板之间通过通讯总线实现信息交互。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述车载微机与司控器之间、车载微机与牵引通风机转速传感器一之间、车载微机与牵引通风机转速传感器二之间、以及柴油机调速板与电喷控制器之间通过硬线实现信号交互。

一种内燃机车柴油机闭环调速系统的调速方法，其调节过程为：

a. 开始，先将车载微机3上的各电气初始化；

b.频率量和开关量信号采集：检测司控器触电信号和柴油机上通风机一、通风机二的转速信号；

c.档位判断：车载微机实时监测司控器输出信号，根据采集到信号状态判断司控器手柄位置；

d.查表计算目标转速：车载微机根据档位/转速对应表计算当前柴油机目标转速；

e. 根据通风机一转速f1、通风机二转速f2，以及柴油机的传动比计算得到柴油机转速信号n1、n2，计算公式为n1=传动比×f1，n2=传动比×f2； 

f.进入柴油机转速判定子程序：根据显示器设定值从n1、n2中选取一个作为柴油机当前转速；若显示器为默认设置，则选取n1、n2中质量较好的作为柴油机当前转速；

g.进入转速趋势判断子程序：判断柴油机当前转速趋势，生成趋势标志位，趋势标志位为0或1；

h.查看转速是否有趋势变化：若输出的趋势标志位为0，系统进入闭环控制模式，车载微机综合判断控制闭环各环节状态，根据判断结果对PWM波占空比实施PID计算；若输出的趋势标志位为1，系统进入常规控制模式；

i. 最后，根据上述步骤的计算结果输出PWM脉宽指令给柴油机调速板，对柴油机实行调速。

本发明的有益效果如下：

（1）、本发明柴油机当前转速的判定基于双备份传感器系统，具有更好的可靠性和更高的测量精度。

（2）、本发明加入反馈控制环节，可以有效弥补系统误差，提高转速控制精度。

（3）、本发明的控制方式可在常规模式和闭环模式间自动切换，具备良好的响应实时性。

（4）、本发明的转速目标值和PID参数固化在软件中，不受到器件老化、操作失误、设备误差等的影响，在机车的全寿命周期内降低了维护成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的组成和使用示意图；

图2是本发明一个实施例的电气原理图；

图3是本发明调速过程原理图；

图4 是本发明的一个应用实施例流程示意图；

图5是本发明柴油机转速判定子程序流程示意图；

图6是本发明柴油机转速趋势判断子程序流程示意图；