专利名称:一种柴油机控制系统及控制方法
技术领域:
本发明涉及柴油机领域,特别是涉及一种柴油机控制系统及控制方法。
背景技术:
铁路起重机主要用于铁路系统的起吊工作,例如,起吊脱轨的机车、起吊 铁轨、起吊重型支架等。铁路起重机需起吊的物件质量非常大,如果在起吊过 程中出现安全问题,后果非常严重,因此,铁路起重机的控制系统的安全性至 关重要。
目前,部分铁路起重机由柴油机提供动力,柴油机控制系统是铁路起重机 安全控制的重要组成部分。参见图1,示出现有的柴油机电比例控制系统,该
控制系统包括风操纵机构10和柴油机11,风操纵机构10包括相连接的机械 操纵手柄101和油门风缸推杆102,柴油机11包括调速齿条111。
工作时,司机操纵机械操纵手柄101,机才成操纵手柄101控制油门风缸推 杆102动作,进而推动柴油机11内部的调速齿条111动作,改变柴油机11 的运行速度。
但是,该调速过程中,主要是机械传动,机械传动会导致调速性能较低, 调速率仅能达到5-7%,该调速率无法满足用户对柴油机精确控制的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种柴油机控制系统,该控制系统可提 高柴油机的调速率,满足用户对柴油机精确控制的要求。
本发明的另一个目的是提供一种柴油机控制方法,该控制方法可提高柴油 机的调速率,满足用户对柴油机精确控制的要求。
本发明一种柴油机控制系统,该系统包括依次连接的油门电手柄、油门比 例控制器、柴油机所述油门电手柄,用于传送油门开度信号到所述油门比例 控制器;所述油门比例控制器,用于按照预置比例积分纟数分曲线,将所述柴油 机调整至所述油门开度信号对应的转速。
优选的,该系统还包括与所述油门比例控制器相连的转速传感器和主控制 器,所述主控制器包括转速反馈控制模块;所述转速传感器,用于获取所述柴 油机的当前转速值,传送给所述转速反馈模块;所述转速反馈模块,用于判断
4所述当前转速值是否在预设范围内,如不在,则通过所述油门比例控制器控制 所述柴油机停止运行。
优选的,该系统还包括与所述油门比例控制器相连的水温传感器和主控制 器,所述主控制器包括水温反馈模块;所述水温传感器,用于获取所述柴油机
的水温值,传送给所述水温反馈模块;所述水温反馈模块,用于判断所述水温 值是否高于设定值,如高于,则通过所述油门比例控制器控制所述柴油机停止 运行。
优选的,该系统还包括与所述油门比例控制器相连的油压传感器和主控制 器,所述主控制器包括油压反馈模块;所述油压传感器,用于获取所述柴油机 的油压值,传送给所述油压反馈模块;所述油压反馈模块,用于判断所述油压 是否低于预设值,如低于,则通过所述油门比例控制器控制所述柴油机停止运 行。
优选的,所述主控制器还包括时钟调节模块,用于在所述柴油机启动后, 在预设时间内,指令所述油门比例控制器不接收所述油门电手柄传送的开度信 号。
优选的,该系统还包括油门比例执行器,用于接收所述油门比例控制器的 控制指令,并根据该控制指令调整所述柴油机转速。
本发明还公开一种柴油机控制方法,该方法包括获取油门开度信号;按 照预置比例积分微分曲线,将所述柴油机调整至所述油门开度信号对应的转 速。
优选的,该方法还包括获取所述柴油机的当前转速值;判断所述当前转 速值是否在预设范围内,如不在,则控制所述柴油机停止运行。
优选的,该方法还包括获取所述柴油机的水温;判断所述水温是否高于 设定值,如高于,则控制所述柴油机停止运行。
优选的,该方法还包括获取所述柴油机的油压;判断所述油压是否低于 预设值,如低于,则控制所述柴油机停止运行。
与现有技术相比,本发明具有以下优点
本发明是通过操纵油门电手柄输入油门开度信号,再根据预置比例积分微 分曲线将柴油机的转速调整到该油门开度信号对应的转速。相对与现有技术中
5机械传动控制方式,本发明按预置的比例积分微分曲线逐步调节柴油机的转 速,使得柴油机的转速调节曲线更平顺,有效地提高调速率,可将调速率提高
到2-3%,满足用户精确控制的要求。
图1为现有的柴油机电比例控制系统示意图; 图2为本发明柴油机控制系统第一实施例示意图; 图3为本发明柴油机控制系统第二实施例示意图; 图4为本发明柴油机控制系统第三实施例示意图; 图5为本发明柴油机控制系统第四实施例示意图; 图6为本发明柴油机控制系统第五实施例示意图; 图7为本发明柴油才几控制系统第六实施例示意图; 图8为本发明柴油^L控制方法第一实施例示意图; 图9为本发明柴油才几控制系统第二实施例示意图。
具体实施例方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
本发明釆用电子控制方式调节柴油机的转速,该控制方式更精确,可有效 提高柴油机的调速性能。参见图2,示出本发明柴油机控制系统第一实施例, 包括油门电手柄21、油门比例控制器22、油门比例执行器23、及柴油机24。
需要调整柴油才/^行速度时,操纵油门电手柄21输入油门开度信号,油 门电手柄21将该油门开度信号传输到油门比例控制器22。油门比例控制器22 按照预置比例积分微分(PID)曲线,计算该油门开度信号对应的控制指令, 传送到油门比例执行器23。油门比例执行器23与柴油机24的调速齿轮相连 接,依据该控制指令,调节调速齿轮动作,将柴油机24调整至油门开度信号 对应的转速。
本发明是通过操纵油门电手柄21输入油门开度信号,再根据预置比例积 分微分曲线将柴油机24的转速调整到该油门开度信号对应的转速。相对与现 有技术中机械传动控制方式,本发明按预置的比例积分微分曲线逐步调节柴油 机24的转速,使得柴油机24的转速调节曲线更平顺,有效地提高调速率,可将调速率提高到2_3%,满足用户精确控制的要求。
本发明还可通过获取柴油机24的当前转速值,将柴油机24的转速控制一 定的范围内,防止柴油机24转速过高或过低,利于柴油机24的保护。参见图 3,示出本发明柴油才几控制系统第二实施例,包括油门电手柄21、油门比例控 制器22、油门比例执行器23、柴油机24、主控制器25、及转速传感器26。 转速传感器26设置在柴油机24上,与主控制器25相连接,主控制器25与油 门比例控制器22相连接。主控制器25包括转速反馈模块251。
转速传感器26获取柴油机24的当前转速值,传送给转速反馈模块251。 转速反馈模块251判断当前转速值是否在预设范围内,如不在,传送停止运行 指令到油门比例控制器22,油门比例控制器22通过油门比例执行器23控制 柴油机24停止运行;如在,则继续获取柴油机24的当前转速值。
本发明控制柴油机24的转速,防止柴油机24超高速运行或超^f氐速运行, 保证柴油机24始终处于安全、高效地运行状态。
本发明还可通过获取柴油机24的冷却水温度,依据水温判断柴油机24内 部的温度,防止柴油机24在高温状态下运行,进一步保护柴油机24。参见图 4,示出本发明柴油机控制系统第三实施例,包括油门电手柄21、油门比例控 制器22、油门比例执行器23、柴油机24、主控制器25、及水温传感器27。 水温传感器27设置在柴油机24的冷却水中,与主控制器25相连接,主控制 器25与油门比例控制器22相连接。主控制器25包括水温反馈模块252。
水温传感器27获取柴油机24的水温,传送给水温反馈模块252。水温反 馈^t块252判断该水温值是否高于设定值,如高于,传送停止运行指令到油门 比例控制器22,油门比例控制器22通过油门比例执行器23控制柴油机24停 止运行,并警示;如不高于,则继续获取柴油机24的水温。
本发明控制柴油机24的水温,以此判断柴油机24内部工作温度,防止柴 油机24在高温状态运行,进一步保护柴油机24。
本发明还可通过获取柴油机24的油压值,依据油压值判断柴油机24油压 状况,防止柴油机24在油压过低状态下运行,进一步保护柴油机24。参见图 5,示出本发明柴油机控制系统第四实施例,包括油门电手柄21、油门比例控 制器22、油门比例执行器23、柴油机24、主控制器25、油压传感器28。油
7压传感器28设置在柴油机24的输油管路中,与主控制器25相连接,主控制 器25与油门比例控制器22相连接。主控制器25包括油压反馈^t块253。
油压传感器28获取柴油机24的油压值,传送给油压反馈模块253。油压 反馈模块253判断该油压值是否低于预设值,如低于,传送停止运行指令到油 门比例控制器22,油门比例控制器22通过油门比例执行器2 3控制柴油机24 停止运行,并警示;如不低于,则继续获取柴油机24的油压值。
本发明控制柴油机24的油压值,防止柴油机24在机油油压超低状态下运 行,以此保护柴油机24。
本发明还具有强制怠速控制功能,在柴油机24启动成功后,先运行一段 时间再接收调速控制,保证柴油机24的调速性能。参见图6,示出本发明柴 油机控制系统第五实施例,包括油门电手柄21、油门比例控制器22、油门比 例执行器23、柴油机24、主控制器25。主控制器25包括时钟调节模块254。
时钟调节模块254在柴油机24启动后预设时间内,指令油门比例控制器 22不接收油门电手柄21传送的开度信号,柴油机24运行预设时间后,再指 令油门比例控制器22接收油门电手柄21传送的开度信号。预设时间可为3 分钟。
时钟调节模块254还具有柴油机24双机启动逻辑控制功能,即两台柴油 机24按照先后顺序启动成功后,必须在时钟调节模块254控制下各自运行满 3分钟后,才可以接受油门电手柄21的调速值,进行统一的速度调整。其中, 后启动的柴油机24的速度调整曲线也是按照预设好的比例积分^f敫分曲线运 行。
参见图7,示出本发明柴油机控制系统第六实施例,包括油门电手柄21、 油门比例控制器22、油门比例执行器23、柴油机24、主控制器25、转速传感 器26、水温传感器27、油压传感器28、显示器29。主控制器25包括转速反 馈模块251、水温反馈模块252、油压反馈模块253、时钟调节模块254。
主控制器25的转速反馈模块251、水温反馈模块252、油压反馈模块253 分别接收柴油机24的转速值、水温值、油压值,并将上述各数值进行逻辑计 算,在转速值不在预设范围、水温高于设定值、油压低于预设值时,通过油门 比例控制器22和油门比例执行器23指令柴油机24停止运行。在上述各数值符合要求的情况下,油门比例控制器22接收油门电手柄21 传送的油门开度信号,按照预置比例积分微分曲线,计算该油门开度信号对应 的控制指令,传送到油门比例执行器23。油门比例执行器23依据该控制指令, 调节调速齿轮动作,将柴油机24调整至油门开度信号对应的转速。
主控制器25与显示器29相连接,传送转速值、水温值、油压值等相关参 数,及警示信息在显示器24上显示。
基于上述柴油机控制系统,本发明还提供一种柴油机控制方法,参见图8, 示出本发明柴油机控制方法第 一 实施例。 步骤S801、获取油门开度信号;
步骤S802、按照预置比例积分微分曲线,将柴油机调整至油门开度信号 对应的转速。
参见图9,示出本发明柴油积』控制方法第二实施例。
步骤S901、获取油门开度信号、当前转速值、水温值、油压值等参数;
步骤S902、判断当前转速值是否在预设范围内,如不在,则指令所述柴 油才几停止运行,如在,转到步骤S905;
步骤S903、判断所述水温值是否高于设定值,如高于,则指令所述柴油 机停止运行,如不高于,转到步骤S905;
步骤S904、判断所述油压是否低于预设值,如低于,则指令所述柴油机 停止运行,如不高于,转到步骤S905。
步骤S905、按照预置比例积分微分曲线,将柴油机调整至油门开度信号 对应的转速。
以上对本发明所提供的 一种柴油机控制系统及控制方法,进行了详细介
例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的 一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式
及应用范围上均会有改变 之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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权利要求
1、一种柴油机控制系统,其特征在于,该系统包括依次连接的油门电手柄、油门比例控制器、柴油机所述油门电手柄,用于传送油门开度信号到所述油门比例控制器;所述油门比例控制器,用于按照预置比例积分微分曲线,将所述柴油机调整至所述油门开度信号对应的转速。
2、 如权利要求l所述的系统,其特征在于,该系统还包括与所述油门比 例控制器相连的转速传感器和主控制器,所述主控制器包括转速反馈控制模 块;所述转速传感器,用于获取所述柴油机的当前转速值,传送给所述转速反馈模块;所述转速反馈模块,用于判断所述当前转速值是否在预设范围内,如不在, 则通过所述油门比例控制器控制所述柴油机停止运行。
3、 如权利要求l所述的系统,其特征在于,该系统还包括与所述油门比 例控制器相连的水温传感器和主控制器,所述主控制器包括水温反馈模块;所述水温传感器,用于获取所述柴油机的水温值,传送给所述水温反馈才莫块;所述水温反馈模块,用于判断所述水温值是否高于设定值,如高于,则通 过所述油门比例控制器控制所述柴油机停止运行。
4、 如权利要求l所述的系统,其特征在于,该系统还包括与所述油门比 例控制器相连的油压传感器和主控制器,所述主控制器包括油压^^馈模块;所述油压传感器,用于获取所述柴油机的油压值,传送给所述油压反々贵才莫块;所述油压反馈模块,用于判断所述油压是否低于预设值,如低于,则通过 所述油门比例控制器控制所述柴油机停止运行。
5、 如权利要求2、 3、或4所述的系统,其特征在于,所述主控制器还包 括时钟调节模块,用于在所述柴油机启动后,在预设时间内,指令所述油门比 例控制器不接收所述油门电手柄传送的开度信号。
6、 如权利要求1-4任一项所述的系统,其特征在于,该系统还包括油门比例执行器,用于接收所述油门比例控制器的控制指令,并根据该控制指令调 整所述柴油机转速。
7、 一种柴油机控制方法,其特征在于,该方法包括 获取油门开度信号;按照预置比例积分微分曲线,将所述柴油机调整至所述油门开度信号对应 的转速。
8、 如权利要求7所述的方法,其特征在于,该方法还包括 获取所述柴油机的当前转速值;判断所述当前转速值是否在预设范围内,如不在,则控制所述柴油机停止 运行。
9、 如权利要求7所述的方法,其特征在于,该方法还包括 获取所述柴油才几的水温;判断所述水温是否高于设定值,如高于,则控制所述柴油机停止运行。
10、 如权利要求7所述的方法,其特征在于,该方法还包括 获取所述柴油机的油压;判断所述油压是否低于预设值,如低于,则控制所述柴油机停止运行。
全文摘要
本发明涉及一种柴油机控制系统,该系统包括依次连接的油门电手柄、油门比例控制器、柴油机所述油门电手柄,用于传送油门开度信号到所述油门比例控制器;所述油门比例控制器,用于按照预置比例积分微分曲线,将所述柴油机调整至所述油门开度信号对应的转速;本发明还提供一种柴油机控制方法。本发明使柴油机的转速调节曲线更平顺,有效地提高调速率,可将调速率提高到2-3%,满足用户精确控制的要求。
文档编号F01M1/00GK101509429SQ20091012722
公开日2009年8月19日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者徐国辉 申请人:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司