一种全程调速发动机智能控制方法技术

本发明专利技术公开了一种全程调速发动机智能控制方法，包括以下步骤：步骤一：建立全程调速式发动机的最佳工作曲线；步骤二：读取负载值、转速值分别进行归一化并存储，得到负载序列和转速序列z

【技术实现步骤摘要】
一种全程调速发动机智能控制方法


[0001]本专利技术涉及发动机调速控制领域，具体是一种全程调速发动机智能控制方法。

技术介绍

[0002]全程调速发动机是工程机械、农业机械、民用车俩领域广泛应用的动力用发动机，具有自动、半自动、人工控制发动机转速的功能，能够达到稳定转速而不会因负载变化而停车或飞车的目的。
[0003]全程调速发动机能够一定程度实现发动机应对各种负载、工况改变而让发动机工作在额定功率和转速附近，而不会导致发动机熄火或飞车的问题。根据全程调速发动机的转矩、转速和油耗率的关系可知，发动机转矩和油耗率对于发动机转速十分敏感，小的转速变化对于转矩和油耗率都有较大的影响。当负载变化时，传统全程调速发动机一般会把转速调整到一个参考转速区间，这个区间能够一定程度保证发动机的工作稳定性和燃油经济性，但无法保证发动机工作在最大转矩且和负载相匹配的工作状态，因此发动机的效率和油耗率还有较大的提升空间。当负载变化时，全程调速发动机也不能精准和及时调整油门开度，同时发动机以最大的转矩匹配负载的变化，以此保证发动机具有最高的效率输出效率和油耗率。发动机在作业工程中，由于机械振动、工作负载变化、环境冲击干扰等都会引起发动机油门开度的误触发，进而引起发动机转速、输出转矩、油耗率的变化，因此有必要对发动机转速的变化进行科学判定，只有由作业负载变化引起的发动机转速改变才需要调整发动机油门开度和转速，以保证发动机始终工作在最佳工作点。当前全程调速发动机只能通过调节油门开度，保证发动机工作在设定的转速区间，而无法保证其工作在转矩输出效率和油耗率俱佳的工作点，对于外部干扰引起的油门振动和转速变化，也没有良好的机制保证其引起的误调节和机械闯动、停车、飞车等风险。
[0004]为使全程调速发动机能够工作在功率利用率和油耗率的最佳工作点、排除外界干扰引起的油门开度和转速的误判及误操作、能够及时响应外部工作负载变动，只有引入智能控制机制才能同时解决这些问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种全程调速发动机智能控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种全程调速发动机智能控制方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一：建立全程调速式发动机的最佳工作曲线；
[0009]步骤二：读取负载值、转速值分别进行归一化并存储，得到负载序列和转速序列z
j
,j＝1,2,...,t；
[0010]将转速信号沿时间轴后移时延时间t
′
，得到新转速序列求取新转
速序列与与负载序列之间的相关系数β：
[0011][0012]步骤三：根据相关系数β判断工况变化，若判定工况发生变化，则进行发动机调节；若判定工况未发生变化，则发动机不进行调节；
[0013]步骤四：根据发动机工况发生变化时的当前负载值查找最佳工作曲线，并获取对应的目标油门开度和转速
[0014]作为本专利技术进一步的方案：所述建立全程调速式发动机的最佳工作曲线，还包括：
[0015]获取发动机厂家提供的发动机转速、转矩、油耗率曲线，读取转矩最大和油耗率最低点处的油门开度、转矩、转速值，以获取发动机最佳工作点通过对所述最佳工作点形成的离散点进行二次多项式曲线拟合方法获得连续的所述最佳工作曲线，如下式所示：
[0016][0017]式中F(
·
)为转矩与转速、油门开度的拟合二次多项式函数，β
q,j
为多项式函数系数，为油门开度，则转矩M与转速z的测试散点序列为
[0018]作为本专利技术进一步的方案：所述建立全程调速式发动机的最佳工作曲线，还包括：
[0019]固定n个油门开度，分别测量不同转速下的转矩和油耗率值，以获得n个固定油门开度的曲线，取各个曲线的顶点为发动机最佳工作点通过对所述最佳工作点形成的离散点进行二次多项式曲线拟合方法获得连续的所述最佳工作曲线，如下式所示：
[0020][0021]式中F(
·
)为转矩与转速、油门开度的拟合二次多项式函数，β
q,j
为多项式函数系数，为油门开度，则转矩M与转速z的测试散点序列为
[0022]作为本专利技术进一步的方案：所述将转速信号沿时间轴后移时延时间t
′
，还包括：所述100ms≤t
′
≤300ms。
[0023]作为本专利技术进一步的方案：所述根据相关系数β判断工况变化，若判定工况发生变化，则进行发动机调节；若判定工况未发生变化，则发动机不进行调节，还包括：当β∈[
‑
1,
‑
0.7]时，判定发动机受工况发生变化；否则，判定工况未发生变化。
[0024]作为本专利技术进一步的方案：所述控制方法还包括：以目标油门开度进行可中断闭环控制，在调整油门开度过程中设置一个循环定时器，所述循环定时器周期为T，在周期T内对相关系数β进行实时查询，当β再次符合判定工况发生变化的范围时，退出油门开度的闭环控制，转而执行步骤二。
[0025]作为本专利技术进一步的方案：所述循环定时器周期T＝200ms。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]1、本专利技术的全程调速发动机智能控制方法，通过匹配发动机负载与最优工作点的转矩，使得全程调速式发动机不再工作在一个宽泛的转速区间，而是固定到一个最优工作
点，同时保证了功率输出效率和燃油经济性。
[0028]2.通过同时判断负载变化和转矩变化，提升了全程调速式发动机的抗干扰能力，提升了系统的可靠性和鲁棒性。
[0029]3.通过在油门开度闭环调节过程中插入定时检测发动机负载变化的监控功能，提升了全程调速式发动机快速响应负载变化的能力。
附图说明
[0030]图1为全程调速发动机智能控制方法的流程图。
具体实施方式
[0031]为详细说明技术方案的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
[0032]参阅图1，本实施例，一种全程调速发动机智能控制方法，包括以下步骤：
[0033]1.建立全程调速式发动机的最优工作点二次多项式曲线。
[0034]方式1：通过发动机厂家提供的全程调速式发动机的发动机转速、转矩、油耗率曲线，根据曲线的类对称特点，读取转矩最大和油耗率最低点处的油门开度、转矩、转速值，这些点为发动机最佳工作点，表示为其中M为发动机转矩(用于匹配外部负载)、z为发动机转速、为发动机油门开度，发动机最佳工作点具有输出扭矩最大、油耗率最低的优点。通过对这些离散点进行二次多项式曲线拟合方法获得连续的最佳工作曲线，如下式所示：
[0035][0036]其中F(
·
)为转矩与转速、油门开度的拟合二次多项式函数，β
q,j
为多项式函数系数，油门开度为则转矩M与转速z的测试散点序列为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全程调速发动机智能控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：建立全程调速式发动机的最佳工作曲线；步骤二：读取负载值、转速值分别进行归一化并存储，得到负载序列和转速序列z
j
,j＝1,2,...,t；将转速信号沿时间轴后移时延时间t
′
，得到新转速序列求取新转速序列与与负载序列之间的相关系数β：步骤三：根据相关系数β判断工况变化，若判定工况发生变化，则进行发动机调节；若判定工况未发生变化，则发动机不进行调节；步骤四：根据发动机工况发生变化时的当前负载值查找最佳工作曲线，并获取对应的目标油门开度和转速2.根据权利要求1所述的全程调速发动机智能控制方法，其特征在于：所述建立全程调速式发动机的最佳工作曲线，还包括：获取发动机厂家提供的发动机转速、转矩、油耗率曲线，读取转矩最大和油耗率最低点处的油门开度、转矩、转速值，以获取发动机最佳工作点通过对所述最佳工作点形成的离散点进行二次多项式曲线拟合方法获得连续的所述最佳工作曲线，如下式所示：式中F(
·
)为转矩与转速、油门开度的拟合二次多项式函数，β
q,j
为多项式函数系数，为油门开度，则转矩M与转速z的测试散点序列为3.根据权利要求1所述的全程调速发动机智能控制方法，其特征在于：所述建立全程调速式发动机的最佳工作曲线，还包括：固定n个油门开度，分别测量不同转速下的转矩和油耗率值，以获得n个固定油门开度的曲线，取各个曲线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：