CN108494303A - 一种车载永磁发电机组的稳压控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载永磁发电机组的稳压控制方法及系统，所述方法包括：步骤1，采集永磁发电机组的实时电压和柴油机的实时转速；步骤2，将实时电压与预设电压进行比较，以得到差值电压；步骤3，判断差值电压是否在第一电压范围外：如果是，则执行步骤4；如果否，则返回步骤1；步骤4，利用差值电压确定转速调节量，将转速调节量与实时转速进行叠加、得到目标转速；步骤5，调节柴油机的转速至目标转速；然后返回步骤1；所述稳压控制系统包括：电压传感器、转速传感器、发电控制器及柴油机电子控制单元。本发明能够在负载变化大的工况下确保永磁发电机组电压稳定，使永磁发电机组适用于各种工况，从而解决现有技术中存在的问题。

Description

一种车载永磁发电机组的稳压控制方法及系统

技术领域

本发明涉及车载永磁发电机组技术领域，更为具体地，本发明为一种车载永磁发电机组的稳压控制方法及系统。

背景技术

永磁发电机组具有结构简单、控制方便、可靠性高、效率高、抗干扰能力强、发电性能好等优点，所以，永磁发电机组目前已经被越来越多地用于作为车载发电机。但是，车辆行驶过程中很可能会出现多种工况，在负载变化大的工况下，永磁发电机组的电压稳定性较差，其往往存在负载稳定性差的缺点，无法满足使用需求。

因此，如何有效地保证车载永磁发电机组的电压稳定性、使车载永磁发电机组适用于各种工况，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

为解决现有车载永磁发电机组的电压稳定性较差的问题，本发明创新提供了一种车载永磁发电机组的稳压控制方法及系统，通过对实时参数的采集、计算、判断，生成相应的控制命令，从合理、有效调节车载柴油机转速的角度保证车载永磁发电机组的电压稳定性，从而有效地解决现有技术中存在的问题，达到保证车载永磁发电机组的电压稳定性、使车载永磁发电机组适用于各种工况的目的。

为实现上述的技术目的，本发明公开了一种车载永磁发电机组的稳压控制方法，所述稳压控制方法包括如下步骤：

步骤1，在车载永磁发电机组工作时，同步采集车载永磁发电机组的实时电压和车载柴油机的实时转速；

步骤2，将所述实时电压与预设电压进行比较，以得到差值电压；

步骤3，判断所述差值电压是否在第一电压范围外：如果是，则执行步骤4；如果否，则返回步骤1；

步骤4，利用所述差值电压确定转速调节量，并将所述转速调节量与所述实时转速进行叠加，从而得到目标转速；

步骤5，调节所述车载柴油机的转速至所述目标转速，以使所述车载永磁发电机组电压稳定；然后返回步骤1。

基于上述的技术方案，本发明能够有效地克服车载永磁发电机组负载稳定性差的缺点，确保车载永磁发电机组在各种工况特别是全负载工况下电压稳定。

进一步地，步骤5中，还包括对所述实时电压、所述实时转速、所述预设电压、所述差值电压、所述转速调节量、所述目标转速进行记录的步骤，得到的记录用于后期对车载永磁发电机组的稳压控制过程的准确性进行校验。

基于上述改进的技术方案，本发明创新对稳压控制过程中涉及的参数进行了准确、完善的保存，该附加技术特征使本发明实现了原始数据积累，对本领域技术人员以后的稳压控制研究有着较大的指导意义，保存的结果不仅能够用于对当前车辆稳压控制过程的合理性进行校验，还能够为其他车辆的永磁发电机组的稳压设计提供参考。

进一步地，步骤4中，所述转速调节量为正转速调节量或负转速调节量，所述正转速调节量与所述实时转速叠加后得到的目标转速大于实时转速，所述负转速调节量与所述实时转速叠加后得到的目标转速小于实时转速。

进一步地，步骤2中，所述实时电压以电压信号的形式传输，在实时电压与预设电压比较之前，还包括对该实时电压信号进行滤波的步骤。

基于上述改进的技术方案，本发明能够使采集的实时电压信号更加的准确，提高本发明的稳压控制精度。

进一步地，步骤5中，通过PID控制的方式调节所述车载柴油机的转速。

为实现上述技术目的，本发明还公开了一种车载永磁发电机组的稳压控制系统，所述稳压控制系统包括电压传感器、转速传感器、发电控制器以及柴油机电子控制单元；

所述电压传感器，用于采集车载永磁发电机组的实时电压；

所述转速传感器，用于采集车载柴油机的实时转速；

所述发电控制器，用于读取所述实时电压和所述实时转速，用于通过将所述实时电压与预设电压进行比较的方式得到差值电压，用于判断所述差值电压是否在第一电压范围外，差值电压在第一电压范围外时用于利用所述差值电压确定转速调节量；

所述柴油机电子控制单元，用于读取所述转速调节量，用于将所述转速调节量与所述实时转速进行叠加后得到目标转速；并用于调节所述车载柴油机的转速至所述目标转速。

基于上述的技术方案，本发明能够有效地克服车载永磁发电机组负载稳定性差的缺点，确保车载永磁发电机组在各种工况特别是全负载工况下电压稳定。

进一步地，所述稳压控制系统还包括存储器，且所述存储器用于对所述实时电压、所述实时转速、所述预设电压、所述差值电压、所述转速调节量、所述目标转速进行记录，得到的记录用于后期对车载永磁发电机组的稳压控制过程的准确性进行校验。

基于上述改进的技术方案，本发明创新对稳压控制过程中涉及的参数进行了准确、完善的保存，该附加技术特征使本发明实现了原始数据积累，对本领域技术人员以后的稳压控制研究有着较大的指导意义，保存的结果不仅能够用于对当前车辆稳压控制过程的合理性进行校验，还能够为其他车辆的永磁发电机组的稳压设计提供参考。

进一步地，所述发电控制器确定的转速调节量为正转速调节量或负转速调节量，所述正转速调节量与所述实时转速叠加后得到的目标转速大于实时转速，所述负转速调节量与所述实时转速叠加后得到的目标转速小于实时转速。

进一步地，所述发电控制器还用于对实时电压信号进行滤波。

基于上述改进的技术方案，本发明能够使采集的实时电压信号更加的准确，提高本发明的稳压控制精度。

进一步地，所述柴油机电子控制单元还用于通过PID控制的方式调节所述车载柴油机的转速。

本发明的有益效果为：本发明能够在负载变化大的工况下确保车载永磁发电机组电压稳定，使车载永磁发电机组适用于各种工况，以解决现有技术中存在的问题。本发明还具有控制合理、自动化程度高、使用方便、适用范围广等突出优点。

附图说明

图1为车载永磁发电机组的稳压控制方法的流程示意图。

图2为车载永磁发电机组的稳压控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明车载永磁发电机组的稳压控制方法及系统进行详细的解释和说明。

实施例一：

如图1、2所示，本实施例具体公开了一种车载永磁发电机组的稳压控制方法，本实施例涉及的“稳压”，可理解为：令“车载永磁发电机组的负载电压或输出电压”稳定，具体来说，该稳压控制方法包括如下步骤。

步骤1，在车载永磁发电机组工作时，同步采集车载永磁发电机组的实时电压U和车载柴油机的实时转速r。

步骤2，将实时电压与预设电压U_N(设定值)进行比较，以得到差值电压；本实施例中，实时电压以电压信号的形式传输，在实时电压与预设电压比较之前，还包括对该实时电压信号进行滤波的步骤；其中，涉及的差值电压＝实时电压－预设电压。

步骤3，判断差值电压是否在第一电压范围外(该步骤用于判断电压是否需要调节)：如果是，则说明此时需要进行稳压处理，则执行步骤4；如果否，则说明当前的车载永磁发电机组的电压是稳定的、不需要调节，则返回步骤1。对于上述“第一电压范围”，可根据具体车载永磁发电机组或具体车型进行合理而明智的设置，比如0～0.1V等，甚至可直接用0V替代(此时说明只要实时电压与预设电压不同，就需要进行后续的稳压控制流程)。

步骤4，利用差值电压确定转速调节量Δr，然后将转速调节量与实时转速进行叠加，从而得到目标转速r_N；本实施例中，转速调节量为正转速调节量(此时实时电压－预设电压＞0)或负转速调节量(此时实时电压－预设电压＜0)，其中，正转速调节量与实时转速叠加后得到的目标转速大于实时转速，负转速调节量与实时转速叠加后得到的目标转速小于实时转速。

需要说明的是，差值电压与转速调节量的对应关系计算需考虑具体的永磁发电机组和柴油机的性能参数，具体计算公式可从现有技术中选择，本实施例不再赘述。

步骤5，调节车载柴油机的转速至目标转速，以使车载永磁发电机组电压稳定；然后返回步骤1(在实际应用中，本实施例所涉及的稳压控制方法应当是反复执行，直至驾驶员强制停止或永磁发电机组关闭后才结束上述流程)。本步骤中，还可包括对实时电压、实时转速、预设电压、差值电压、转速调节量、目标转速等参数进行记录的步骤，得到的记录或结果用于后期对车载永磁发电机组的稳压控制过程的准确性进行校验。本实施例中，通过PID控制的方式调节车载柴油机的转速。

实施例二：

本实施例与实施例一基于相同的发明构思，其区别在于：本实施例以产品的角度说明对车载用词发电机组的稳压控制。具体地，本实施例公开了一种车载永磁发电机组的稳压控制系统，如图1、2所示，该稳压控制系统包括电压传感器、转速传感器、发电控制器以及柴油机电子控制单元(柴油机ECU)。

电压传感器，用于采集车载永磁发电机组的实时电压，且其与发电控制器连接。

转速传感器，用于采集车载柴油机的实时转速，且其与发电控制器连接。

发电控制器，用于读取实时电压和实时转速，用于通过将实时电压与预设电压进行比较的方式得到差值电压，用于判断差值电压是否在第一电压范围外，差值电压在第一电压范围外时用于利用差值电压确定转速调节量；而且，发电控制器还用于对实时电压信号进行滤波，且发电控制器与柴油机电子控制单元连接。

柴油机电子控制单元，用于读取所述转速调节量，并用于将转速调节量与实时转速进行叠加后得到目标转速。本实施例中，发电控制器确定的转速调节量为正转速调节量或负转速调节量，正转速调节量与实时转速叠加后得到的目标转速大于实时转速，负转速调节量与实时转速叠加后得到的目标转速小于实时转速；并用于调节车载柴油机的转速至目标转速；从而实现控制柴油机转速升或降，从而保证电压稳定。本实施例中，柴油机电子控制单元还用于通过PID控制的方式调节车载柴油机的转速。柴油机电子控制单元与车载柴油机连接。

另外，本实施例涉及的稳压控制系统还包括存储器，且存储器用于对实时电压、实时转速、预设电压、差值电压、转速调节量、目标转速进行记录，得到的记录用于后期对车载永磁发电机组的稳压控制过程的准确性进行校验。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本实施例中中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载永磁发电机组的稳压控制方法，其特征在于：所述稳压控制方法包括如下步骤：

步骤1，在车载永磁发电机组工作时，同步采集车载永磁发电机组的实时电压和车载柴油机的实时转速；

步骤2，将所述实时电压与预设电压进行比较，以得到差值电压；

步骤3，判断所述差值电压是否在第一电压范围外：如果是，则执行步骤4；如果否，则返回步骤1；

步骤4，利用所述差值电压确定转速调节量，并将所述转速调节量与所述实时转速进行叠加，从而得到目标转速；

步骤5，调节所述车载柴油机的转速至所述目标转速，以使所述车载永磁发电机组电压稳定；然后返回步骤1。

2.根据权利要求1所述的车载永磁发电机组的稳压控制方法，其特征在于：

步骤5中，还包括对所述实时电压、所述实时转速、所述预设电压、所述差值电压、所述转速调节量、所述目标转速进行记录的步骤，得到的记录用于后期对车载永磁发电机组的稳压控制过程的准确性进行校验。

3.根据权利要求1或2所述的车载永磁发电机组的稳压控制方法，其特征在于：

步骤4中，所述转速调节量为正转速调节量或负转速调节量，所述正转速调节量与所述实时转速叠加后得到的目标转速大于实时转速，所述负转速调节量与所述实时转速叠加后得到的目标转速小于实时转速。

4.根据权利要求1或2所述的车载永磁发电机组的稳压控制方法，其特征在于：

步骤2中，所述实时电压以电压信号的形式传输，在实时电压与预设电压比较之前，还包括对该实时电压信号进行滤波的步骤。

5.根据权利要求1或2所述的车载永磁发电机组的稳压控制方法，其特征在于：

步骤5中，通过PID控制的方式调节所述车载柴油机的转速。

6.一种车载永磁发电机组的稳压控制系统，其特征在于：所述稳压控制系统包括电压传感器、转速传感器、发电控制器以及柴油机电子控制单元；

所述电压传感器，用于采集车载永磁发电机组的实时电压；

所述转速传感器，用于采集车载柴油机的实时转速；

所述发电控制器，用于读取所述实时电压和所述实时转速，用于通过将所述实时电压与预设电压进行比较的方式得到差值电压，用于判断所述差值电压是否在第一电压范围外，差值电压在第一电压范围外时用于利用所述差值电压确定转速调节量；

所述柴油机电子控制单元，用于读取所述转速调节量，用于将所述转速调节量与所述实时转速进行叠加后得到目标转速；并用于调节所述车载柴油机的转速至所述目标转速。

7.根据权利要求6所述的车载永磁发电机组的稳压控制系统，其特征在于：所述稳压控制系统还包括存储器，且所述存储器用于对所述实时电压、所述实时转速、所述预设电压、所述差值电压、所述转速调节量、所述目标转速进行记录，得到的记录用于后期对车载永磁发电机组的稳压控制过程的准确性进行校验。

8.根据权利要求6或7所述的车载永磁发电机组的稳压控制系统，其特征在于：所述发电控制器确定的转速调节量为正转速调节量或负转速调节量，所述正转速调节量与所述实时转速叠加后得到的目标转速大于实时转速，所述负转速调节量与所述实时转速叠加后得到的目标转速小于实时转速。

9.根据权利要求6或7所述的车载永磁发电机组的稳压控制系统，其特征在于：所述发电控制器还用于对实时电压信号进行滤波。

10.根据权利要求6或7所述的车载永磁发电机组的稳压控制系统，其特征在于：所述柴油机电子控制单元还用于通过PID控制的方式调节所述车载柴油机的转速。