一种用于发电机组的发动机转速控制方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于发电机组的发动机转速控制方法，在所述方法中，预设至少两个油门转速曲线，各个所述油门转速曲线对应的频率不同；所述方法包括：接收频率选择信号；基于所述频率选择信号，获取目标工作频率；在预设的各个油门转速曲线中选择与所述目标工作频率对应的油门转速曲线；按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。可见，本发明中通过预设至少两个油门转速曲线实现了对发动机组频率的调整，因此无需另外的不同频率的发电机组，也无需在发电机组上安装变频器，从而降低变频时的成本。本发明还提供了一种用于发电机组的发动机转速控制装置。
【专利说明】一种用于发电机组的发动机转速控制方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电控领域，尤其是涉及一种用于发电机组的发动机转速控制方法和装置。
【背景技术】
[0002]发电机组由发动机、联轴器及发电机等部分组成，其中，发电机组的工作频率与发动机转速相关。现有对发动机转速的调节方式是，通过调节发动机的设置转速，使得在负载不同的情况下，发动机的实际转速基本不变，从而使得发电机组的工作频率也基本不变。
[0003]可见，在现有的调节方式中，发电机组的工作频率是固定的(一般为50 H z或者60 H z )。因此，在具有不同的频率需求的场景下，则需要另外的不同工作频率的发电机组或者安装变频器，显然，这样成本也会随之增加。
【发明内容】
[0004]本发明解决的技术问题在于提供一种用于发电机组的发动机转速控制方法和装置，以实现能够对发电机组的工作频率进行调整，从而降低变频时的成本。
[0005]为此，本发明解决技术问题的技术方案是:
[0006]本发明提供了一种用于发电机组的发动机转速控制方法，预设至少两个油门转速曲线；各个所述油门转速曲线对应的频率不同；所述方法包括:
[0007]接收频率选择彳目号；
[0008]基于所述频率选择信号，获取目标工作频率；
[0009]在预设的各个油门转速曲线中选择与所述目标工作频率对应的油门转速曲线；
[0010]按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。
[0011]优选地，所述预设至少两个油门转速曲线具体为:预设至少两个非怠速模式的油门转速曲线；
[0012]所述设置所述发动机的转速之前还包括:
[0013]接收发动机的状态信号；
[0014]基于所述发动机的状态信号，判断所述发动机是否处于怠速模式，如果是，则设置所述发动机的转速为预设的怠速设定值，如果否，则执行所述按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。
[0015]优选地，第一检测电路包括至少两个电阻、第一电源和第一开关组，所述第一开关组置于怠速位时，所述检测电路输出的电压值在第一阈值范围内，所述第一开关组置于额定位时，所述检测电路输出的电压值在第二阈值范围内；
[0016]所述接收发动机的状态信号具体为:
[0017]接收所述第一检测电路输出的电压信号；
[0018]所述基于所述发动机的状态信号，判断所述发动机是否处于怠速模式具体为:[0019]判断所述第一检测电路输出的电压信号的电压值是否在第一阈值范围内，如果是，则所述发动机处于怠速模式，如果否，则所述发动机处于额定模式。
[0020]优选地，所述预设至少两个油门转速曲线具体为:
[0021]预设至少两个满足:当油门的差值一定时，该差值对应的转速差值在第三阈值范围内的油门转速曲线。
[0022]优选地，第二检测电路包括至少两个电阻、第二电源和第二开关组，所述第二开关组置于不同的频率档位上，所述第二检测电路输出的电压值在对应的阈值范围内；
[0023]所述接收频率选择信号具体为:
[0024]接收所述第二检测电路输出的电压信号；
[0025]所述基于所述频率选择信号，获取目标工作频率具体为:
[0026]基于所述第二检测电路输出的电压信号的电压值所在的阈值范围，获取该阈值范围对应的发电机组的工作频率。
[0027]优选地，所述预设至少两个油门转速曲线具体为:
[0028]预设至少两个满足:根据其额定转速计算出的频率为其对应的频率的油门转速曲线。
[0029]本发明还提供了一种用于发电机组的发动机转速控制装置，所述装置包括:
[0030]第二检测电路，用于检测频率选择信号并输出至控制器；
[0031]控制器，用于接收所述第二检测电路输出的频率选择信号，预设至少两个非怠速模式的油门转速曲线，基于所述频率选择信号获取目标工作频率、在预设的各个油门转速曲线中选择与所述目标工作频率对应的油门转速曲线、以及按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。
[0032]优选地，所述装置还包括:第一检测电路，所述第一检测电路用于检测发动机的状态信号并输出至所述控制器；
[0033]所述控制器还用于:接收所述第一检测电路输出的发动机的状态信号，基于所述状态信号，判断所述发动机是否处于怠速模式，如果是，则设置所述发动机的转速为预设的怠速设定值，如果否，则执行所述按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。
[0034]优选地，所述第一检测电路包括至少两个电阻、第一电源和第一开关组，所述第一开关组置于怠速位时，所述检测电路输出的电压值在第一阈值范围内，所述第一开关组置于额定位时，所述检测电路输出的电压值在第二阈值范围内；
[0035]所述控制器为判断所述第一检测电路输出的电压值是否在第一阈值范围内，如果是，则确定所述发动机处于怠速模式，如果否，则确定所述发动机处于额定模式的控制器。
[0036]优选地，所述第二检测电路包括至少两个电阻、第二电源和第二开关组，所述第二开关组置于不同的转速档位上，所述第二检测电路输出的电压值在对应的阈值范围内；
[0037]所述控制器为基于所述第二检测电路输出的电压值所在的阈值范围，获取发动机的转速为该阈值范围对应的转速时发电机组的工作频率的控制器。
[0038]通过上述技术方案可知，本发明中预设了至少两个油门转速曲线，每个油门转速曲线对应的频率都不同。并且根据接收的频率选择信号，从预设的至少两个油门转速曲线中选择一个油门转速曲线设置发动机的转速，而选择的油门转速曲线对应的频率为根据频率选择信号获取到的目标工作频率，从而使得发动机组的频率为目标工作频率。可见，本发明中通过预设至少两个油门转速曲线实现了对发动机组频率的调整，因此无需另外的不同频率的发电机组，也无需在发电机组上安装变频器，从而降低变频时的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为本发明提供的方法第一实施例的流程示意图；
[0040]图2为本发明提供的一种第二检测电路的电路图；
[0041]图3为本发明提供的方法第二实施例的流程示意图；
[0042]图4为本发明提供的一种第一检测电路的电路图；
[0043]图5为本发明提供的装置第一实施例的结构示意图；
[0044]图6为本发明提供的装置第二实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0045]发电机组由发动机、联轴器及发电机等部分组成，其中，发电机组的工作频率f为f = P η / 60,其中，P为磁极对数,单位为对，η为发电机转子转速,单位为r / m i η(转/分钟)，可见，发电机组的工作频率与发电机的转子转速相关。而发动机通过联轴器与发电机相连，因此发电机的转子转速取决于发动机的转速，可见，发电机组的工作频率与发动机的转速相关。需要说明的是，这里发动机的转速指的是发动机的实际转速。
[0046]目前对发动机转速的调节方式是，发动机的设置转速由预先标定好的油门转速曲线(即上设油门曲线)决定，通过手动或自动调整发电机组的油门位置，即可实现预设转速的调整。发动机的设置转速指的是设置发动机在无负载情况下的目标转速，而当发动机在有负载时，实际转速往往会低于设置转速。而这里调整发电机组的油门位置，就是为了保证在负载不同的情况下，使得发电机组的实际转速基本不变，从而使得发动机组的工作频率也基本不变。
[0047]本发明提供了一种用于发电机组的发动机转速控制方法和装置，以实现能够对发电机组的工作频率进行调整，从而降低变频时的成本。
[0048]请参阅图1，本发明提供了用于发电机组的发动机转速控制方法的第一实施例。在本实施例中，预设至少两个油门转速曲线；各个所述油门转速曲线对应的频率不同。实际上，预设的任一油门转速曲线都对应一额定转速，额定转速指的是该曲线所对应的发动机目标实际转速。而发动机的实际转速为该额定转速时，发电机组的频率为一特定值，该特定值即为该曲线所对应的频率。也就是说，任一油门转速曲线对应的频率指的是根据该油门转速曲线对应的额定转速所计算出的发动机组的工作频率。
[0049]本实施例具体包括:
[0050]S 101:接收频率选择信号。实际上，该步骤中接收到的频率选择信号用于表示发电机组的目标工作频率。该频率选择信号所表示的目标工作频率实际上是多个预设的油门转速曲线中对应的频率中的一个。频率选择信号也可以表现为转速的形式，例如，频率选择信号表示发电机组的额定转速，而该额定转速对应一发电机组的目标工作频率，此时频率选择信号也间接表示该目标工作频率。
[0051]该步骤中接收到的频率选择信号可以是通过选择器件(例如按钮、开关、旋钮等)产生的，使得用户或者电子设备能够通过选择器件选择一目标工作频率。由于频率选择信号可以通过转速表示，选择器件也可以使得用户或者电子设备通过选择一目标额定转速，来实现选择目标工作频率。
[0052]S 102:基于所述频率选择信号，获取目标工作频率。
[0053]这里，频率选择信号中实际上表示了发电机组的目标工作频率，例如，可以预设频率选择信号的一个参数与工作频率的对应关系，该步骤中即可通过测得频率选择信号的参数，根据预设的对应关系获取目标工作频率。
[0054]S 103:在预设的各个油门转速曲线中选择与所述目标工作频率对应的油门转速曲线。
[0055]预设的各个油门转速曲线中，每个曲线都对应一个频率，而该步骤中，在各个曲线中，选择与步骤S 102中的目标工作频率所对应的曲线。因此，该步骤中所选择的曲线，对应该目标工作频率。
[0056]S 104:按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。
[0057]该步骤中，按照步骤S 103中选择的曲线设置发动机的转速，实际上，就是通过调节发动机的油门位置，根据该曲线中该油门位置所对应的转速去设置发动机的预设转速，从而使得发动机的实际转速为选择的曲线对应的额定转速。
[0058]而由于步骤S 103中选择的曲线对应目标工作频率，因此，按照该曲线设置发动机的转速，即能够实现发动机的工作频率为目标工作频率。
[0059]通过上述技术方案可知，本实施例中预设了至少两个油门转速曲线，每个油门转速曲线对应的频率都不同。并且根据接收的频率选择信号，从预设的至少两个油门转速曲线中选择一个油门转速曲线设置发动机的转速，而选择的油门转速曲线对应的频率为根据频率选择信号获取到的目标工作频率，从而使得发动机组的频率为目标工作频率。可见，本实施例中通过预设至少两个油门转速曲线实现了对发动机组频率的调整，因此无需另外的不同频率的发电机组，也无需在发电机组上安装变频器，从而降低变频时的成本。
[0060]本实施例的执行主体可以为一控制器，该控制器可以为A RM、F P G A、发动机电控单元(Electronic control unit,即ECU)等。在本实施例中，可以是由控制器接收检测电路发送的频率选择信号，而该频率选择信号具体是由该检测电路检测到的。该检测电路具体可以包括至少两个电阻、一个电源和一个开关组，开关组包括至少一个开关，可以调节至少两个电阻接入该检测电路的组合形式，从而使得该检测电路输出的电压值发生变化。具体地，可以使得开关组置于不同的频率档位上(也可以是与频率对应的转速档位)时，该检测电路输出的电压值在对应的阈值范围内。例如，开关组置于50 H z的频率档位时，检测电路输出O — 4.9 V的电压值，开关组置于60 H z的频率档位时，检测电路输出5 - 10 V的电压值，因此该检测电路输出的电压值，表示了此时选择的频率档位，从而能够获取到目标工作频率。因此在这种可能的实现方式中，步骤S 101中实际上接收的是该检测电路输出的电压信号，步骤S 102实际上是基于该检测电路输出的电压信号的电压值所在的阈值范围，获取该阈值范围对应的发电机组的工作频率。这里，每个预设的油门转速曲线对应的频率可以对应一阈值范围，可以是频率和阈值范围直接对应，也可以是发动机的转速和阈值范围相对应，而通过转速和频率的对应关系，从而频率和阈值范围间接对应。[0061]下面提供一个上述检测电路的具体电路。如图2所示，该检测电路可以包括电阻R 1、电阻R 2、电阻R 3、单刀双掷开关S I和直流电源VD D。其中，电阻R 1、电阻R 2、电阻R 3依次串联后与直流电源V D D相连，其中R 3连接直流电源V D D，单刀双掷开关S I的不动端连接R 3与直流电源相连的一端，单刀双掷开关S I的两个动端连接在电阻R 2的两端。串联电路的两端为该检测电路的输出端，与E C U 201相连。
[0062]当手动或者自动选择第一频率档(例如50 H z )时，单刀双掷开关S I被置于a档位，此时电阻R 2和R 3被短路，电阻R I接入检测电路中，检测电路输出的电压信号为阈值范围A ;当手动或者自动选择第二频率档(例如60 H z )时，单刀双掷开关S I被置于b档位,此时电阻R 3被短路，电阻R 1、R 2接入检测电路中，检测电路输出的电压信号为阈值范围B。阈值范围A和阈值范围B可以根据电阻R 1、R 2、R 3的阻值以及V D D的电压值计算得出。
[0063]本实施例中可以设置一个状态变量，状态变量的不同值对应不同的目标工作频率，根据频率选择信号，给状态变量赋值。例如在图2中，若E C U 201测到电阻R I和R 3两端的电压值在阈值范围A时，将O赋予状态变量，因此发动机转速按照50 h z的频率对应的油门转速曲线运行，若E CU 201测到电阻R I和R 3两端的电压值在阈值范围B时，将I赋予状态变量，因此发动机转速按照60 h z的频率对应的油门转速曲线运行。
[0064]在本实施例中，预设了至少两个油门转速曲线，而各个油门转速曲线对应不同的频率。在一种可能的实现方式中，预设的各个油门转速曲线为满足:根据其额定转速计算出的发电机组的频率为其对应的频率的油门转速曲线。
[0065]下面介绍一下设置油门转速曲线的方式。以设置对应50 h z的油门转速曲线为例，这里，由于该曲线对应发动机组的工作频率`为50 h z，因此可以根据发动机组和额定转速的对应关系计算出发动机的额定转速，这里计算出该额定转速为1500 r / m i η。可以设置一油门位置对应该额定转速，例如如表1所示，设置油门位置为6 %时对应额定转速1500 r /mi η。因此，当空负载时设置油门为6%，而当有负载时，设置油门位置大于6%，并且使得发动机的实际转速在额定转速1500 r / m i η左右，从而使得发动机组的频率工作在50 h z左右。而不同的油门位置对应的转速值，可以通过发动机的型号、发动机的出厂设置等方式得到。当然，也可以采用其他的方式设置油门转速曲线，本发明对此不做限定。
[0066]表1
[0067]
Wn (%)1 |6 |12 |20 IlOO
r / m ? η)ΙθΟΟ |l500 |l515 |?530 |?545
[0068]在表1中，空油门即油门为0%时，发动机的转速为怠速。可以看出，如果按照表I的方式设置油门转速曲线，则会导致在一些情况时，例如从油门位置的6%到0%时，发电机组的工作频率会发生突降，而频率突降可能对发电设备具有一定的破坏性。而本发明的方法第二实施例解决了上述问题。
[0069]请参阅图3，本发明提供了用于发电机组的发动机转速控制方法的第二实施例。在本实施例中，预设至少两个非怠速模式的油门转速曲线；各个所述油门转速曲线对应的频率不同。
[0070]本实施例具体包括:[0071]S 301:接收频率选择信号。
[0072]S 302:基于所述频率选择信号，获取目标工作频率。
[0073]步骤S 301和S 302与方法第一实施例中的步骤S 101和S 102相同，因此相关之处参见第一实施例即可，这里不再赘述。
[0074]S 303:接收发动机的状态信号。该步骤中接收到的状态信号用于表示发动机是否在怠速模式。
[0075]该步骤中接收到的状态信号可以是通过选择器件(例如按钮、开关、旋钮等)产生的，使得用户或者电子设备能够选择发动机是否为怠速状态。
[0076]S 304:基于所述发动机的状态信号，判断所述发动机是否处于怠速模式，如果是，则执行S 305，说明发动机此时处于怠速模式，如果否，则执行S 306，说明发动机此时处于非怠速模式。
[0077]这里，发动机的状态信号中实际上表示了发动机是否在怠速模式，例如，可以预设状态信号的一个参数与怠速模式的对应关系，该步骤中即可通过测得频率选择信号的参数，根据预设的对应关系判断发动机是否在怠速模式。
[0078]S 305:设置所述发动机的转速为预设的怠速设定值。结束流程。
[0079]此时已经检测出发动机处于怠速模式，因此设置发动机的转速为预设的怠速设定值。这里，预设的怠速设定值为发动机最低空载稳定转速，可以根据出厂设置得到。
[0080]S 306:在预设的各个油门转速曲线中选择与所述目标工作频率对应的油门转速曲线。
[0081]S 307:按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。结束流程。
[0082]此时已经检测出发动机处于非怠速模式，因此按照油门转速曲线设置发动机的转速。
[0083]需要说明的是，本实施例中，步骤S 303只需满足在步骤S 307之前即可，步骤S304和S 305只需满足在步骤S 307之前，在步骤S 302之后即可。
[0084]可见，本实施例中设置的油门转速曲线为非怠速模式的，也就是只包括非怠速的油门和转速的对应关系，因此本实施例中设置发动机的转速时区分了怠速和非怠速两种模式，在怠速模式，则按照怠速设定值设置发动机的转速，在非怠速模式时，从各个油门转速曲线中选择一个油门转速曲线设置发动机的转速。
[0085]由于怠速模式时发动机的转速相对较低，因此本实施例中，通过把怠速模式从油门转速曲线中去除，并且仅仅在非怠速模式时才按照油门转速曲线设置发动机的转速，从而不会出现表I中存在的，从油门位置的6%到0%时，发电机组的工作频率会发生突降的问题，即从其他转速下降到怠速时，发电机组的工作频率会发生突降的问题。因此，本实施例中不仅能够对发动机组的工作频率进行较低成本的调整，而且能够一定程度上避免工作频率突降的问题。
[0086]在本实施例中设置的各个油门转速曲线中，可以是O %油门对应额定转速，而100 %油门对应空车最大转速。
[0087]而为了进一步解决工作频率的突降问题，可以使得在各个油门转速曲线中，油门的一定差值对应的转速差值尽量相等，例如在一个阈值范围内，这样能够使得油门转速曲线尽量平均，当油门减少的量一定时，转速减少的量也比较小，因此工作频率减少的量也比较小，进一步解决了工作频率的突降问题。
[0088]在本实施例中，可以预设如表2和表3所示的两个油门转速曲线。表2对应的工作频率为50 h z，表3对应的工作频率为60 h z。在表2中，0%油门对应50 h z的额定转速，即1500 r / m i η，而100%油门对应50 h z的空车最大转速，即1545 r/miη。在表3中，0%油门对应60 h z的额定转速，即1800 r/mi n，而100%油门对应60 h z的空车最大转速，即1848 r / mi η。并且在表2中，油门差一定时，转速的差值也基本一定，表3中也一样，这样当油门减少的量一定时，工作频率减少的量也比较小。
[0089]表 2
【权利要求】
1.一种用于发电机组的发动机转速控制方法，其特征在于，预设至少两个油门转速曲线；各个所述油门转速曲线对应的频率不同；所述方法包括: 接收频率选择信号； 基于所述频率选择信号，获取目标工作频率； 在预设的各个油门转速曲线中选择与所述目标工作频率对应的油门转速曲线； 按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设至少两个油门转速曲线具体为:预设至少两个非怠速模式的油门转速曲线； 所述设置所述发动机的转速之前还包括: 接收发动机的状态信号； 基于所述发动机的状态信号，判断所述发动机是否处于怠速模式，如果是，则设置所述发动机的转速为预设的怠速设定值，如果否，则执行所述按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一检测电路包括至少两个电阻、第一电源和第一开关组，所述第一开关组置于怠速位时，所述检测电路输出的电压值在第一阈值范围内，所述第一开关 组置于额定位时，所述检测电路输出的电压值在第二阈值范围内； 所述接收发动机的状态信号具体为: 接收所述第一检测电路输出的电压信号； 所述基于所述发动机的状态信号，判断所述发动机是否处于怠速模式具体为: 判断所述第一检测电路输出的电压信号的电压值是否在第一阈值范围内，如果是，则所述发动机处于怠速模式，如果否，则所述发动机处于额定模式。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设至少两个油门转速曲线具体为: 预设至少两个满足:当油门的差值一定时，该差值对应的转速差值在第三阈值范围内的油门转速曲线。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二检测电路包括至少两个电阻、第二电源和第二开关组，所述第二开关组置于不同的频率档位上，所述第二检测电路输出的电压值在对应的阈值范围内； 所述接收频率选择信号具体为: 接收所述第二检测电路输出的电压信号； 所述基于所述频率选择信号，获取目标工作频率具体为: 基于所述第二检测电路输出的电压信号的电压值所在的阈值范围，获取该阈值范围对应的发电机组的工作频率。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述预设至少两个油门转速曲线具体为: 预设至少两个满足:根据其额定转速计算出的频率为其对应的频率的油门转速曲线。
7.一种用于发电机组的发动机转速控制装置，其特征在于，所述装置包括: 第二检测电路，用于检测频率选择信号并输出至控制器； 控制器，用于接收所述第二检测电路输出的频率选择信号，预设至少两个非怠速模式的油门转速曲线，基于所述频率选择信号获取目标工作频率、在预设的各个油门转速曲线中选择与所述目标工作频率对应的油门转速曲线、以及按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括:第一检测电路，所述第一检测电路用于检测发动机的状态信号并输出至所述控制器； 所述控制器还用于:接收所述第一检测电路输出的发动机的状态信号，基于所述状态信号，判断所述发动机是否处于怠速模式，如果是，则设置所述发动机的转速为预设的怠速设定值，如果否，则执行所述按照所述对应的油门转速曲线设置所述发动机的转速。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一检测电路包括至少两个电阻、第一电源和第一开关组，所述第一开关组置于怠速位时，所述检测电路输出的电压值在第一阈值范围内，所述第一开关组置于额定位时，所述检测电路输出的电压值在第二阈值范围内； 所述控制器为判断所述第一检测电路输出的电压值是否在第一阈值范围内，如果是，则确定所述发动机处于怠速模式，如果否，则确定所述发动机处于额定模式的控制器。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二检测电路包括至少两个电阻、第二电源和第二开关组，所述第二开关组置于不同的转速档位上，所述第二检测电路输出的电压值在对应的阈值范围内； 所述控制器为基于所述第二检测电路输出的电压值所在的阈值范围，获取发动机的转速为该阈值范围对应的转速时发电机`组的工作频率的控制器。
【文档编号】F02D29/06GK103758648SQ201410007188
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】时保帆, 王佳兴, 高慎勇, 田红霞 申请人:潍柴动力股份有限公司