CN112855362B - 基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法及设备 - Google Patents

基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法及设备。所述方法包括：采集负载电流、负载电压及发动机实时转速；根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速；根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值，控制发动机转速与第二发动机期望转速相等。本发明提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法及设备，可以根据负载用电量自适应地调节发动机转速，在满足负载用电量的前提下，避免发动机产生冗余功率。

Description

基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法及设备
技术领域
本发明实施例涉及车载发电控制技术领域，尤其涉及一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法及设备。
背景技术
车载取力发电控制装置是车辆作为平台的重要保障，也是为上装提供可靠、高效、安全电能必不可少的前置条件。取力发电控制装置一般要根据负载的不同调整装置参数，由于不同负载需求参数不尽相同，一型控制装置只能适应一型负载，无法做到自适应。当今社会能源问题一直困扰着全世界，如何高效、节能的使用能源一直是研究主方向。随着特种车辆平台对上装用电需求越来越大，同一个平台可能会搭载多个不同负载，传统的控制系统无法适应新的应用需求。因此，开发一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法及设备，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法及设备。
第一方面，本发明的实施例提供了一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，包括：采集负载电流、负载电压及发动机实时转速；根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速；根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值，控制发动机转速与第二发动机期望转速相等。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，在所述得到第二发动机期望转速之后，所述根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值之前，还包括：将第二发动机期望转速转化为报文，并将所述报文发送至发动机；或从发动机接收转速报文。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，所述根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，包括：
Figure BDA0002899504320000021
Figure BDA0002899504320000022
其中，N01为第一发动机期望转速；Ns为发电机转速；i为传动转速比；Up为线电压；Ip为线电流；P0为发电机额定功率；t为时长；Is为负载电流；Us为负载电压；η为发电及变电效率。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，包括：若N01＜N1，则N02＝N1；其中，N1为稳定工况的发动机转速范围下限值；N02为第二发动机期望转速。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，还包括：若N01＞N2，则N02＝N2；其中，N2为稳定工况的发动机转速范围上限值。
在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，还包括：若N1＜N01＜N2，则N02＝N01。
第二方面，本发明的实施例提供了一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，包括：数据采集模块，用于采集负载电流、负载电压及发动机实时转速；主控模块，用于根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速；PID控制模块，用于根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值，控制发动机转速与第二发动机期望转速相等。
在上述装置实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，还包括：CAN报文收发模块，用于将第二发动机期望转速转化为报文，并将所述报文发送至发动机；或从发动机接收转速报文。
第三方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法。
第四方面，本发明的实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面的各种实现方式中任一种实现方式所提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法。
本发明实施例提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法及设备，通过负载电流和负载电压得到发动机期望转速；根据发动机实时转速与发动机期望转速的差值，控制发动机转速与发动机期望转速相等，可以根据负载用电量自适应地调节发动机转速，在满足负载用电量的前提下，避免发动机产生冗余功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法流程图；
图2为本发明实施例提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制系统结构示意图；
图5为本发明实施例提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，本发明提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明实施例提供了一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，参见图1，该方法包括：采集负载电流、负载电压及发动机实时转速；根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速；根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值，控制发动机转速与第二发动机期望转速相等。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，在所述得到第二发动机期望转速之后，所述根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值之前，还包括：将第二发动机期望转速转化为报文，并将所述报文发送至发动机；或从发动机接收转速报文。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，所述根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，包括：
Figure BDA0002899504320000041
Figure BDA0002899504320000042
其中，N01为第一发动机期望转速；Ns为发电机转速；i为传动转速比；Up为线电压；Ip为线电流；P0为发电机额定功率；t为时长；Is为负载电流；Us为负载电压；η为发电及变电效率。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，包括：若N01＜N1，则N02＝N1；其中，N1为稳定工况的发动机转速范围下限值；N02为第二发动机期望转速。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，还包括：若N01＞N2，则N02＝N2；其中，N2为稳定工况的发动机转速范围上限值。
基于上述方法实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，还包括：若N1＜N01＜N2，则N02＝N01。
本发明实施例提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，通过负载电流和负载电压得到发动机期望转速；根据发动机实时转速与发动机期望转速的差值，控制发动机转速与发动机期望转速相等，可以根据负载用电量自适应地调节发动机转速，在满足负载用电量的前提下，避免发动机产生冗余功率。
本发明各个实施例的实现基础是通过具有处理器功能的设备进行程序化的处理实现的。因此在工程实际中，可以将本发明各个实施例的技术方案及其功能封装成各种模块。基于这种现实情况，在上述各实施例的基础上，本发明的实施例提供了一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，该装置用于执行上述方法实施例中的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法。参见图2，该装置包括：数据采集模块，用于采集负载电流、负载电压及发动机实时转速；主控模块，用于根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速；PID控制模块，用于根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值，控制发动机转速与第二发动机期望转速相等。其中，数据采集模块中还包括时钟模块，用于根据脉冲信号，定期采集各信号，达到实时监控目的。
包含基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置的整个车载控制系统可以参见图4，发动机1(具体可以为发动机ECU11)启动后通过传动装置2带动发电机3开始转动发电，并将电量输送给逆变设备4和用电设备5。数据采集模块6(在时钟模块61的作用下周期性进行信号采集)采集发电机3的转速及逆变设备4和用电设备5的耗电量，主控模块7根据耗电量计算好期望发动机转速后将期望发动机转速分别发送至PID控制模块8及CAN报文收发模块9，PID控制模块8接收期望发动机转速后与实际转速做差，将差值作为控制输入量得到控制输出量，并将控制输出量发送至CAN报文收发模块9，CAN报文收发模块9将收到的控制量发送至发动机1从而调整发动机转速，CAN报文收发模块9还可以将故障及运行状态发送至组合仪表10进行显示。
控制原理可以参见图5，数据采集模块采集发动机实时转速后，将发动机实时转速与期望转速做差，差值作为输入量输入主控制器(包括主控模块与PID控制模块)，主控制器输出的控制量经过CAN报文收发模块发送至发动机，调整发动机转速从而控制喷油量和进气量。
本发明实施例提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，采用图2中的各种模块，通过负载电流和负载电压得到发动机期望转速；根据发动机实时转速与发动机期望转速的差值，控制发动机转速与发动机期望转速相等，可以根据负载用电量自适应地调节发动机转速，在满足负载用电量的前提下，避免发动机产生冗余功率。
需要说明的是，本发明提供的装置实施例中的装置，除了可以用于实现上述方法实施例中的方法外，还可以用于实现本发明提供的其他方法实施例中的方法，区别仅仅在于设置相应的功能模块，其原理与本发明提供的上述装置实施例的原理基本相同，只要本领域技术人员在上述装置实施例的基础上，参考其他方法实施例中的具体技术方案，通过组合技术特征获得相应的技术手段，以及由这些技术手段构成的技术方案，在保证技术方案具备实用性的前提下，就可以对上述装置实施例中的装置进行改进，从而得到相应的装置类实施例，用于实现其他方法类实施例中的方法。例如：
基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，还包括：CAN报文收发模块，用于将第二发动机期望转速转化为报文，并将所述报文发送至发动机；或从发动机接收转速报文。
基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，还包括：第三模块，用于实现所述根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，包括：
Figure BDA0002899504320000061
Figure BDA0002899504320000062
其中，N01为第一发动机期望转速；Ns为发电机转速；i为传动转速比；Up为线电压；Ip为线电流；P0为发电机额定功率；t为时长；Is为负载电流；Us为负载电压；η为发电及变电效率。
基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，还包括：第四模块，用于实现所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，包括：若N01＜N1，则N02＝N1；其中，N1为稳定工况的发动机转速范围下限值；N02为第二发动机期望转速。
基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，还包括：第五模块，用于实现所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，还包括：若N01＞N2，则N02＝N2；其中，N2为稳定工况的发动机转速范围上限值。
基于上述装置实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明实施例中提供的基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，还包括：第六模块，用于实现所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，还包括：若N1＜N01＜N2，则N02＝N01。
本发明实施例的方法是依托电子设备实现的，因此对相关的电子设备有必要做一下介绍。基于此目的，本发明的实施例提供了一种电子设备，如图3所示，该电子设备包括：至少一个处理器(processor)301、通信接口(Communications Interface)304、至少一个存储器(memory)302和通信总线303，其中，至少一个处理器301，通信接口304，至少一个存储器302通过通信总线303完成相互间的通信。至少一个处理器301可以调用至少一个存储器302中的逻辑指令，以执行前述各个方法实施例提供的方法的全部或部分步骤。
此外，上述的至少一个存储器302中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个方法实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于这种认识，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
在本专利中，术语"包括"、"包含"或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括……"限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，其特征在于，包括：采集负载电流、负载电压及发动机实时转速；根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速；根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值，并采用PID控制模块控制发动机转速与第二发动机期望转速相等；
所述根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，包括：
Figure FDA0004117753550000011
Figure FDA0004117753550000012
其中，N01为第一发动机期望转速；Ns为发电机转速；i为传动转速比；Up为线电压；Ip为线电流；P0为发电机额定功率；t为时长；Is为负载电流；Us为负载电压；η为发电及变电效率；
所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，包括：若N01＜N1，则N02＝N1；其中，N1为稳定工况的发动机转速范围下限值；N02为第二发动机期望转速；
所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，还包括：若N01＞N2，则N02＝N2；其中，N2为稳定工况的发动机转速范围上限值；
所述将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速，还包括：若N1＜N01＜N2，则N02＝N01。
2.根据权利要求1所述的基于负载用电量的发动机转速自适应控制方法，其特征在于，在所述得到第二发动机期望转速之后，所述根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值之前，还包括：将第二发动机期望转速转化为报文，并将所述报文发送至发动机；或从发动机接收转速报文。
3.一种基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，其特征在于，用于实现权利要求1-2任一项所述的方法，包括：数据采集模块，用于采集负载电流、负载电压及发动机实时转速；主控模块，用于根据负载电流及负载电压，得到第一发动机期望转速，将第一发动机期望转速与稳定工况的发动机转速范围进行比较，得到第二发动机期望转速；PID控制模块，用于根据发动机实时转速与第二发动机期望转速的差值，控制发动机转速与第二发动机期望转速相等。
4.根据权利要求3所述的基于负载用电量的发动机转速自适应控制装置，其特征在于，还包括：CAN报文收发模块，用于将第二发动机期望转速转化为报文，并将所述报文发送至发动机；或从发动机接收转速报文。
5.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器、至少一个存储器和通信接口；其中，
所述处理器、存储器和通信接口相互间进行通信；
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行权利要求1至2任一项所述的方法。
6.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行权利要求1至2中任一项所述的方法。
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