一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)的一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,包括依次連接的PID調(diào)節(jié)電路、輸出處理及保護(hù)電路、ECU,還包括分別與PID調(diào)節(jié)電路連接的轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路、轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路,以及與轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路連接的轉(zhuǎn)速傳感器,其中ECU與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連接,轉(zhuǎn)速傳感器安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。本實(shí)用新型通過(guò)自動(dòng)控制ECU的油門信號(hào)大小來(lái)控制ECU的噴油量輸出大小,達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)在不同輸出功率的情況下,自動(dòng)保持特定的轉(zhuǎn)速。
【專利說(shuō)明】
一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制領(lǐng)域,特別涉及一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置?!颈尘凹夹g(shù)】
[0002]高壓共軌(Common Rail)電噴技術(shù)技術(shù)是新一代的柴油機(jī)供油控制技術(shù),是指在高壓油栗、壓力傳感器和電子控制單元(ECU)組成的閉環(huán)系統(tǒng)中,將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過(guò)程彼此完全分開(kāi)的一種供油方式。它是由高壓油栗將高壓燃油輸送到公共供油管,通過(guò)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制,使高壓油管壓力大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān),可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的程度。相比傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有更好的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性與更環(huán)保的排放性能,功率體積比也具有明顯的提升。
[0003]高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)多作為車用發(fā)動(dòng)機(jī),其轉(zhuǎn)速變化采用了油門踏板進(jìn)行控制, 無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)調(diào)速,因此目前高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),比如用作發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力源。其主要原因,其一,其改裝較為復(fù)雜;其二,市面上沒(méi)有專門的控制器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)速,采用油門踏板無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制。上述兩個(gè)原因,特別是第二個(gè)因素,是限制了高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的用作其他用途的關(guān)鍵點(diǎn)。如開(kāi)發(fā)一種基于高壓共軌的柴油發(fā)電機(jī)組,轉(zhuǎn)速隨著負(fù)載的變化而波動(dòng)將無(wú)法進(jìn)行使用,需要將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速固定在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值,后端發(fā)電機(jī)的輸出才能相對(duì)穩(wěn)定。
[0004]隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能排放的環(huán)保的越來(lái)越重視,高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)依其燃油經(jīng)濟(jì)性、排放環(huán)保型等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用場(chǎng)合也會(huì)越來(lái)越多。因此有必要提供一種新的高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置來(lái)滿足需求?!緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足,提供一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,包括依次連接的PID調(diào)節(jié)電路、輸出處理及保護(hù)電路、EQJ(即Electronic Control Unit,電子控制單元),還包括分別與PID調(diào)節(jié)電路連接的轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路、轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路,以及與轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路連接的轉(zhuǎn)速傳感器,其中ECU與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連接,轉(zhuǎn)速傳感器安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。
[0008]所述PID調(diào)節(jié)電路包括軌到軌的運(yùn)算放大器N1、電阻虹、1?2、1?、1?4,還包括電容(:1、 C2、C3、C4,以及第一電源去耦電路和后端輸出分壓濾波電路,其中電阻R1的一端連接轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路的輸出端,另一端連接運(yùn)算放大器N1的同相輸入端;電阻R2的一端連接轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路的輸出端,另一端連接運(yùn)算放大器N1的反向輸入端;第一電源去耦電路置于運(yùn)算放大器N1的供電電源接入端;電容C1、C2、C3并聯(lián)后一端依次與電阻R3、R4串聯(lián),電阻 R4的另一端與運(yùn)算放大器N1的反向輸入端電連接,電容C1、C2、C3并聯(lián)后的另一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連接;電容C4的一端與運(yùn)算放大器N1的反向輸入端電連接,另一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連接;后端輸出分壓濾波電路的一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連接,另一端連接輸出處理及保護(hù)電路的輸入端。該部分是調(diào)速核心電路,可通過(guò)調(diào)整不同位置的電阻值及電容值來(lái)調(diào)配PID參數(shù),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化;其中轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路的輸出端輸出的是給定電壓Vset,轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路的輸出端輸出的是轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)Vback。
[0009]所述第一電源去親電路包括電容C5、C6,其中電容C5、C6并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N1的供電電源接入端相連接,另一端接地。
[0010]所述后端輸出分壓濾波電路包括電阻R5、R6,以及電容C7,其中電阻R5的一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連接,另一端連接輸出處理及保護(hù)電路的輸入端;電阻R6與電容C7并聯(lián)后的一端連接輸出處理及保護(hù)電路的輸入端,另一端接地。
[0011]所述輸出處理及保護(hù)電路包括運(yùn)算放大器N2、電阻1?7、1?8、1?9、1?10,還包括第二電源去耦電路、限壓與反接保護(hù)電路,其中電阻R7的一端連接PID調(diào)節(jié)電路的輸出端,另一端連接運(yùn)算放大器N2的同相輸入端;電阻R8的一端接運(yùn)算放大器N2的反相輸入端,另一端接地;電阻R9的一端接運(yùn)算放大器N2的反相輸入端,另一端接運(yùn)算放大器N2的輸出端;電阻 R10的一端接運(yùn)算放大器N2的輸出端,另一端接限壓與反接保護(hù)電路;第二電源去耦電路置于運(yùn)算放大器N2的供電電源接入端。輸出處理信號(hào)及保護(hù)電路信號(hào)最終將PID電路的實(shí)時(shí)調(diào)整的電壓信號(hào)進(jìn)行一級(jí)跟隨(Voutl),和二級(jí)2倍放大處理(Vout2),最后經(jīng)過(guò)限壓與反接保護(hù)處理。其中Vout 1連接到R7的一端,R7的另一端連接到N2的第3腳(即同相輸入端),R7、 R8、R9和預(yù)算放大器N2組成放大網(wǎng)絡(luò)(放大2倍),有N2的第1腳(即輸出端)連接到R10進(jìn)行輸出,一級(jí)跟隨電壓(Voutl)連接到ECU的油門開(kāi)關(guān)的踏板傳感信號(hào)1端,二級(jí)2倍放大電路 (Vout2)連接到ECU的油門開(kāi)關(guān)的踏板傳感信號(hào)2端。兩路電壓必須保持第二路是第一路的兩倍關(guān)系,發(fā)動(dòng)機(jī)才能正常加速,否則,發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速保護(hù)狀態(tài)。
[0012]所述第二電源去耦電路包括電容C8、C9,其中電容C8、C9并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N2的供電電源接入端相連接,另一端接地。
[0013]所述限壓與反接保護(hù)電路包括電容C10、隧道二極管VI,其中電容C10、隧道二極管 VI并聯(lián)后的一端接ECU,另一端接地。該電路的目的是限壓目的是防止輸出電壓過(guò)高,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)高速失控,對(duì)后端用電設(shè)備造成損害;反接保護(hù)是防止負(fù)壓進(jìn)入ECU造成ECU的損壞。
[0014]所述轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路包括運(yùn)算放大器N3、電阻則1、1?12、1?13,還包括電容(:10、 Cl 1、C12,其中電阻Rl 1的一端連接轉(zhuǎn)速傳感器,另一端連接運(yùn)算放大器N3的同相輸入端;電阻R12的一端連接運(yùn)算放大器N3的反相輸入端,另一端接地;電阻R13的一端連接運(yùn)算放大器N3的反相輸入端,另一端接運(yùn)算放大器N3的輸出端;電容C10的一端連接運(yùn)算放大器N3的同相輸入端,另一端接地;電容C11、C12并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N3的供電電源接入端相連接,另一端接地;運(yùn)算放大器N1的輸出端連接PID調(diào)節(jié)電路。轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路將轉(zhuǎn)速傳感器給出的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波等電路等組成。轉(zhuǎn)速傳感器的作用是檢測(cè)轉(zhuǎn)速,將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出到轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路,經(jīng)過(guò)放大電路放大,在經(jīng)過(guò)濾波電路進(jìn)行噪聲濾波后給到PID調(diào)節(jié)電路的反饋端(-端)。在電路中,轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)連接到R11的一端,R11的另一端連接C10濾波后直接連接到N3的第3腳(即同相輸入端),并與R12、R13組成運(yùn)放電路,由N3的第1腳(即輸出端)直接輸出。最后的輸出信號(hào)連接至IjPID調(diào)節(jié)電路的Vback 端。
[0015]所述轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路包括M⑶芯片、運(yùn)算放大器N4、電阻R14、R15,還包括電容 (:13、(:14、(:15、(:16,其中電阻1?14的一端接1〇]芯片,另一端接運(yùn)算放大器財(cái)?shù)耐噍斎攵耍?電容C13的一端接地,另一端接運(yùn)算放大器N4的同相輸入端;運(yùn)算放大器N4的反相輸入端與運(yùn)算放大器N4的輸出端,電阻R15的一端接運(yùn)算放大器N4的輸出端,另一端連接PID調(diào)節(jié)電路;電容C14、C15并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N4的供電電源接入端相連接,另一端接地;電容C16的一端接運(yùn)算放大器N4的輸出端,另一端接地。電阻R15連接PID調(diào)節(jié)電路的一端是轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路的輸出端輸出的是給定電壓Vset。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0017]本實(shí)用新型采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào),對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)PID控制來(lái)模擬自動(dòng)電子油門,通過(guò)自動(dòng)控制ECU的油門信號(hào)大小來(lái)控制ECU的噴油量輸出大小,達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)在不同輸出功率的情況下,自動(dòng)保持特定的轉(zhuǎn)速。【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為E⑶的控制原理圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型所述一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為圖2所述調(diào)速裝置的PID調(diào)節(jié)電路的電路圖。
[0021]圖4為圖2所述調(diào)速裝置的輸出處理及保護(hù)電路的電路圖。[〇〇22]圖5為圖2所述調(diào)速裝置的轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路的電路圖。[〇〇23]圖6為圖2所述調(diào)速裝置的轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路的電路圖。
[0024]圖7為本實(shí)用新型所述一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置的工作流程圖。[〇〇25]圖8本實(shí)用新型實(shí)施例中負(fù)載50%穩(wěn)態(tài)調(diào)速效果圖。
[0026]圖9本實(shí)用新型實(shí)施例中負(fù)載50%突加突卸的調(diào)速效果圖。
[0027]圖10本實(shí)用新型實(shí)施例中負(fù)載100%突加突卸的效果圖?!揪唧w實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述,但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。[〇〇29]如圖1,在圖1中給出了 ECU的復(fù)雜控制信號(hào)示意圖,從圖中我們可以看出ECU通過(guò)復(fù)雜的數(shù)字與模擬量對(duì)柴油機(jī)的軌壓進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,從而通過(guò)電子噴油嘴進(jìn)行噴油量的控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)不同的負(fù)荷載量,轉(zhuǎn)速相同的情況下的柴油機(jī)的輸出功率和配油量大大小有直接的關(guān)系,最終表現(xiàn)在控制電路中就是給定電壓的大小值。
[0030]如圖2,一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,包括依次連接的PID調(diào)節(jié)電路、輸出處理及保護(hù)電路、EQJ(即Electronic Control Unit,電子控制單元),還包括分別與PID調(diào)節(jié)電路連接的轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路、轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路,以及與轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路連接的轉(zhuǎn)速傳感器,其中ECU與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連接,轉(zhuǎn)速傳感器安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。[〇〇31] 如圖3,所述PID調(diào)節(jié)電路包括軌到軌的運(yùn)算放大器N1、電阻1?1、1?2、1?、1?4,還包括電容(:1、02、03、04,以及第一電源去耦電路和后端輸出分壓濾波電路,其中電阻1?1的一端連接轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路的輸出端,另一端連接運(yùn)算放大器N1的同相輸入端;電阻R2的一端連接轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路的輸出端,另一端連接運(yùn)算放大器N1的反向輸入端;第一電源去耦電路置于運(yùn)算放大器N1的供電電源接入端;電容C1、C2、C3并聯(lián)后一端依次與電阻R3、R4串聯(lián),電阻R4的另一端與運(yùn)算放大器N1的反向輸入端電連接,電容C1、C2、C3并聯(lián)后的另一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連接;電容C4的一端與運(yùn)算放大器N1的反向輸入端電連接,另一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連接;后端輸出分壓濾波電路的一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連接,另一端連接輸出處理及保護(hù)電路的輸入端。該部分是調(diào)速核心電路,可通過(guò)調(diào)整不同位置的電阻值及電容值來(lái)調(diào)配PID參數(shù),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化;其中轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路的輸出端輸出的是給定電壓Vset,轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路的輸出端輸出的是轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)Vback。 [OO32]所述第一電源去親電路包括電容C5、C6,其中電容C5、C6并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N1的供電電源接入端相連接,另一端接地。[〇〇33] 所述后端輸出分壓濾波電路包括電阻R5、R6,以及電容C7,其中電阻R5的一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連接,另一端連接輸出處理及保護(hù)電路的輸入端;電阻R6與電容C7并聯(lián)后的一端連接輸出處理及保護(hù)電路的輸入端,另一端接地。[〇〇34] 如圖4,所述輸出處理及保護(hù)電路包括運(yùn)算放大器N2、電阻R7、R8、R9、R10,還包括第二電源去耦電路、限壓與反接保護(hù)電路,其中電阻R7的一端連接PID調(diào)節(jié)電路的輸出端, 另一端連接運(yùn)算放大器N2的同相輸入端;電阻R8的一端接運(yùn)算放大器N2的反相輸入端,另一端接地;電阻R9的一端接運(yùn)算放大器N2的反相輸入端,另一端接運(yùn)算放大器N2的輸出端; 電阻R10的一端接運(yùn)算放大器N2的輸出端,另一端接限壓與反接保護(hù)電路;第二電源去耦電路置于運(yùn)算放大器N2的供電電源接入端。輸出處理信號(hào)及保護(hù)電路信號(hào)最終將PID電路的實(shí)時(shí)調(diào)整的電壓信號(hào)進(jìn)行一級(jí)跟隨(Voutl),和二級(jí)2倍放大處理(Vout2),最后經(jīng)過(guò)限壓與反接保護(hù)處理。其中Vout 1連接到R7的一端,R7的另一端連接到N2的第3腳(即同相輸入端), R7、R8、R9和預(yù)算放大器N2組成放大網(wǎng)絡(luò)(放大2倍),有N2的第1腳(即輸出端)連接到R10進(jìn)行輸出,一級(jí)跟隨電壓(Voutl)連接到ECU的油門開(kāi)關(guān)的踏板傳感信號(hào)1端,二級(jí)2倍放大電路(Vout2)連接到ECU的油門開(kāi)關(guān)的踏板傳感信號(hào)2端。兩路電壓必須保持第二路是第一路的兩倍關(guān)系,發(fā)動(dòng)機(jī)才能正常加速,否則,發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速保護(hù)狀態(tài)。[〇〇35]所述第二電源去耦電路包括電容C8、C9,其中電容C8、C9并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N2的供電電源接入端相連接,另一端接地。
[0036]所述限壓與反接保護(hù)電路包括電容C10、隧道二極管VI,其中電容C10、隧道二極管 VI并聯(lián)后的一端接ECU,另一端接地。該電路的目的是限壓目的是防止輸出電壓過(guò)高,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)高速失控,對(duì)后端用電設(shè)備造成損害;反接保護(hù)是防止負(fù)壓進(jìn)入ECU造成ECU的損壞。 [〇〇37] 如圖6,所述轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路包括運(yùn)算放大器N3、電阻虹1、1?12、1?13,還包括電容C10、C11、C12,其中電阻Rl 1的一端連接轉(zhuǎn)速傳感器,另一端連接運(yùn)算放大器N3的同相輸入端;電阻R12的一端連接運(yùn)算放大器N3的反相輸入端,另一端接地;電阻R13的一端連接運(yùn)算放大器N3的反相輸入端,另一端接運(yùn)算放大器N3的輸出端;電容C10的一端連接運(yùn)算放大器N3的同相輸入端,另一端接地;電容C11、C12并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N3的供電電源接入端相連接,另一端接地;運(yùn)算放大器N1的輸出端連接PID調(diào)節(jié)電路。轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路將轉(zhuǎn)速傳感器給出的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、濾波等電路等組成。轉(zhuǎn)速傳感器的作用是檢測(cè)轉(zhuǎn)速,將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出到轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路,經(jīng)過(guò)放大電路放大,在經(jīng)過(guò)濾波電路進(jìn)行噪聲濾波后給到PID調(diào)節(jié)電路的反饋端(-端)。在電路中,轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)連接到Rll 的一端,Rl 1的另一端連接C1濾波后直接連接到N3的第3腳(即同相輸入端),并與R12、R13 組成運(yùn)放電路,由N3的第1腳(即輸出端)直接輸出。最后的輸出信號(hào)連接到PID調(diào)節(jié)電路的 Vback 端。[〇〇38] 如圖5,所述轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路包括M⑶芯片、運(yùn)算放大器N4、電阻R14、R15,還包括電容(:13、(:14、(:15、(:16,其中電阻1?14的一端接1〇]芯片,另一端接運(yùn)算放大器財(cái)?shù)耐噍斎攵?;電容C13的一端接地,另一端接運(yùn)算放大器N4的同相輸入端;運(yùn)算放大器N4的反相輸入端與運(yùn)算放大器N4的輸出端,電阻R15的一端接運(yùn)算放大器N4的輸出端,另一端連接PID調(diào)節(jié)電路;電容C14、C15并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N4的供電電源接入端相連接,另一端接地;電容C16的一端接運(yùn)算放大器N4的輸出端,另一端接地。電阻R15連接PID調(diào)節(jié)電路的一端是轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路的輸出端輸出的是給定電壓Vset。
[0039]如圖7,一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置的工作流程如下:
[0040]S1.上電后ECU處于工作狀態(tài),啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)約5s時(shí)間(具體時(shí)間視環(huán)境等情況未定),啟動(dòng)成功后ECU輸出5V電壓,自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)得電工作;[0041 ] S2.MCU定時(shí)一段時(shí)間后,緩慢給定輸出電壓,以達(dá)到退積分飽和的目的,并判斷機(jī)器現(xiàn)在需要的狀態(tài),如果在怠速狀態(tài),則給定電壓讓機(jī)器處在怠速運(yùn)行狀態(tài);若以設(shè)定速度正常運(yùn)行(如1500rmp),則給定電壓讓機(jī)器處于設(shè)定轉(zhuǎn)速狀態(tài),此時(shí),機(jī)器轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,系統(tǒng)工作正常;[〇〇42]S3.在負(fù)載發(fā)生變化時(shí),PID系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整使機(jī)器始終處于穩(wěn)定的設(shè)定速度運(yùn)行:
[0043](1)采集轉(zhuǎn)速信號(hào),采集的轉(zhuǎn)速信號(hào)為模擬信號(hào),將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),并傳輸至PID調(diào)節(jié)電路;
[0044](2)給定PID的參數(shù),在啟動(dòng)的時(shí)進(jìn)行逐次累加給定,進(jìn)行退飽和處理和或者采用模擬電路給定,并采用積分退飽和電路;
[0045](3)調(diào)整P、1、D各項(xiàng)的參數(shù),使其轉(zhuǎn)速在穩(wěn)態(tài)時(shí)的波動(dòng)率和突加突卸時(shí)的調(diào)整率符合其要求;
[0046]S4.當(dāng)工作結(jié)束后,將發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)調(diào)整至怠速狀態(tài),冷卻機(jī)器,后斷電關(guān)機(jī),整個(gè)工作過(guò)程結(jié)束。[〇〇47] 如圖8中,在帶載50%的情況下,其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速帶彡0.5%,滿足要求GJB5785-2009 《軍用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組通用規(guī)范》的相關(guān)要求;[〇〇48]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例中負(fù)載50%突加突卸的調(diào)速效果圖,其瞬態(tài)調(diào)整率< 8%,回復(fù)時(shí)間彡3S,滿足要求GJB5785-2009《軍用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組通用規(guī)范》的相關(guān)要求;
[0049]圖10本實(shí)用新型實(shí)施例中負(fù)載100%突加突卸的效果圖,其瞬態(tài)調(diào)整率<10%,回復(fù)時(shí)間<3S,滿足要求GJB5785-2009《軍用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組通用規(guī)范》的相關(guān)要求。
[0050]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式,但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,其特征在于:包括依次連接的PID調(diào)節(jié) 電路、輸出處理及保護(hù)電路、ECU,還包括分別與P ID調(diào)節(jié)電路連接的轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路、轉(zhuǎn) 速處理及調(diào)理電路,以及與轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路連接的轉(zhuǎn)速傳感器,其中ECU與柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 連接,轉(zhuǎn)速傳感器安裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,其特征在于:所述PID 調(diào)節(jié)電路包括軌到軌的運(yùn)算放大器N1、電阻1?1、1?2、1?、1?4,還包括電容(:1丄2、03丄4,以及第 一電源去耦電路和后端輸出分壓濾波電路,其中電阻R1的一端連接轉(zhuǎn)速信號(hào)給定電路的輸 出端,另一端連接運(yùn)算放大器N1的同相輸入端;電阻R2的一端連接轉(zhuǎn)速處理及調(diào)理電路的 輸出端,另一端連接運(yùn)算放大器N1的反向輸入端;第一電源去耦電路置于運(yùn)算放大器N1的 供電電源接入端;電容C1、C2、C3并聯(lián)后一端依次與電阻R3、R4串聯(lián),電阻R4的另一端與運(yùn)算 放大器N1的反向輸入端電連接,電容C1、C2、C3并聯(lián)后的另一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連 接;電容C4的一端與運(yùn)算放大器N1的反向輸入端電連接,另一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端 連接;后端輸出分壓濾波電路的一端與運(yùn)算放大器N1的輸出端連接,另一端連接輸出處理 及保護(hù)電路的輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,其特征在于:所述第一 電源去耦電路包括電容C5、C6,其中電容C5、C6并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N1的供電電源接 入端相連接,另一端接地。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,其特征在于:所述后端 輸出分壓濾波電路包括電阻R5、R6,以及電容C7,其中電阻R5的一端與運(yùn)算放大器N1的輸出 端連接,另一端連接輸出處理及保護(hù)電路的輸入端;電阻R6與電容C7并聯(lián)后的一端連接輸 出處理及保護(hù)電路的輸入端,另一端接地。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,其特征在于:所述輸出 處理及保護(hù)電路包括運(yùn)算放大器N2、電阻1?7、1?8、1?9、1?10,還包括第二電源去耦電路、限壓與 反接保護(hù)電路,其中電阻R7的一端連接PID調(diào)節(jié)電路的輸出端,另一端連接運(yùn)算放大器N2的 同相輸入端;電阻R8的一端接運(yùn)算放大器N2的反相輸入端,另一端接地;電阻R9的一端接運(yùn) 算放大器N2的反相輸入端,另一端接運(yùn)算放大器N2的輸出端;電阻R10的一端接運(yùn)算放大器 N2的輸出端,另一端接限壓與反接保護(hù)電路;第二電源去耦電路置于運(yùn)算放大器N2的供電 電源接入端。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,其特征在于:所述第二 電源去耦電路包括電容C8、C9,其中電容C8、C9并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N2的供電電源接 入端相連接,另一端接地。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,其特征在于:所述限壓 與反接保護(hù)電路包括電容C10、隧道二極管VI,其中電容C10、隧道二極管VI并聯(lián)后的一端接 ECU,另一端接地。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,其特征在于:所述轉(zhuǎn)速 處理及調(diào)理電路包括運(yùn)算放大器N3、電阻虹1、1?12、1?13,還包括電容(:10、(:11、(:12,其中電阻 R11的一端連接轉(zhuǎn)速傳感器,另一端連接運(yùn)算放大器N3的同相輸入端;電阻R12的一端連接 運(yùn)算放大器N3的反相輸入端,另一端接地;電阻R13的一端連接運(yùn)算放大器N3的反相輸入 端,另一端接運(yùn)算放大器N3的輸出端;電容C1的一端連接運(yùn)算放大器N3的同相輸入端,另一端接地;電容Cl 1、C12并聯(lián)后的一端與運(yùn)算放大器N3的供電電源接入端相連接,另一端接 地;運(yùn)算放大器N1的輸出端連接PID調(diào)節(jié)電路。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)電子調(diào)速裝置,其特征在于:所述轉(zhuǎn)速 信號(hào)給定電路包括M⑶芯片、運(yùn)算放大器N4、電阻R14、R15,還包括電容(:13、(:14、(:15、(:16,其 中電阻R14的一端接M⑶芯片,另一端接運(yùn)算放大器N4的同相輸入端;電容C13的一端接地, 另一端接運(yùn)算放大器N4的同相輸入端;運(yùn)算放大器N4的反相輸入端與運(yùn)算放大器N4的輸出 端,電阻R15的一端接運(yùn)算放大器N4的輸出端,另一端連接PID調(diào)節(jié)電路;電容C14、C15并聯(lián) 后的一端與運(yùn)算放大器N4的供電電源接入端相連接,另一端接地;電容C16的一端接運(yùn)算放 大器N4的輸出端,另一端接地。
【文檔編號(hào)】F02D41/14GK205669439SQ201620490773
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】張寧, 姜海鵬, 蔣傳榮
【申請(qǐng)人】海華電子企業(yè)(中國(guó))有限公司