CN117404200A - 防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，基于内燃机车柴油机转速传感器得到柴油机的转速值，记为第一转速值；获取电机输出端的两相电压信号，经过分析计算得到柴油机的转速值，记为第二转速值；将所述第一转速值和所述第二转速值进行比较，并根据第一转速值和所述第二转速值的比较结果，判断内燃机车柴油机是否发生了误超速动作。本发明可以有效防止具有电磁干扰等环境恶劣的场所对于检测数值级判断结果的影响，提升了控制系统的可靠性和可用性。通过对柴油机转速传感器信号和采集值的实时检验，提升了部件有效性。

Description

防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法

技术领域

本发明涉及内燃机车技术领域，尤其涉及一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法。

背景技术

内燃机车柴油机超速是柴油机的一种严重事故，危害极大，不仅会造成柴油机部件的破损，还可能会危及到人身安全，因此相关标准规定，柴油机应装有超速保护装置，以防止柴油机转速超速带来不必要的隐患。现有超速保护装置是通过采集内燃机车柴油机转速传感器上的频率信号，经处理电路加工处理后，转换成柴油机的实际转速值，与停机设定转速值进行比较，当高于设定转速值时控制电路输出控制信号，驱动执行机构动作完成柴油机停机功能。这对于转速传感器和处理电路的要求极高，不能受到周围环境和电磁环境的干扰，一旦干扰就会造成柴油机的实际转速值不准确，一种可能是柴油机误超速动作停机造成机车“机破”事件，或者柴油机实际超速而未及时停机造成柴油机部件损坏事件，不论哪种情况发生都会对主机厂产品和声誉带来不好的影响。特别是在内燃机车柴油机变频启动时误报更为明显，直接造成机车无法启动成功的严重事件。

对于上述问题，已经出现了一些解决措施，例如增加延时判断、启动过程中失效判断、采取转速传感器上的电压信号等，但都存在可靠性、可用性等方面的问题。

例如，一些现有技术通过转速传感器获得柴油机曲轴飞轮当前转速的实测值，若转速信号处于工作范围内，则将转速实测值与柴油机超速保护设定的超速阈值进行比较，若转速值高于柴油机超速保护系统的超速阈值，则执行柴油机超速保护输出控制命令，输出超速保护控制信号；若转速信号处于非工作范围内，输出对应于转速值的测试脉冲信号，根据测试反馈的转速实测值与测试脉冲信号对应的转速值比较，判断两者转速误差是否在允许误差范围内；若否，判断超速保护装置处于故障状态，输出故障指示信号。然而这种方式虽然对转速信号是否在正常工作范围内进行了检测，但缺点是先通过转速值输出测试脉冲信号验证超速保护装置在执行动作，其实时性很差，会造成柴油机因真正超速而延时停机的后果，也无法验证转速传感器是否正常。

因此，开发一种能够彻底防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方案，已经成为提升柴油机可靠运行重要任务。。

基于此，现有技术仍然有待改进。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，以解决现有技术的内燃机车柴油机误超速动作所带来的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明一些实施例公开了一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，

基于内燃机车柴油机转速传感器得到柴油机的转速值，记为第一转速值；

获取电机输出端的两相电压信号，经过分析计算得到柴油机的转速值，记为第二转速值；

将所述第一转速值和所述第二转速值进行比较，并根据第一转速值和所述第二转速值的比较结果，判断内燃机车柴油机是否发生了误超速动作。

一些实施例中，基于内燃机车柴油机转速传感器得到柴油机的转速值包括：

采集内燃机车柴油机转速传感器的频率信号，将所述频率信号转换成柴油机的转速值。

一些实施例中，将所述频率信号转换成柴油机的转速值包括：将采集到的内燃机车柴油机转速传感器的频率信号经处理电路加工处理。

一些实施例中，所述电机输出端的两相电压信号通过内燃机车的电气和控制系统设备得到。

一些实施例中，获取电机输出端的两相电压信号，经过分析计算得到柴油机的转速值包括：将得到的发电机输出端的两相电压信号，经处理单元处理后，根据发电机频率与柴油机转速频率呈现的线性关系，由控制电路转换成柴油机的转速值。

一些实施例中，将所述第一转速值和所述第二转速值进行比较，并根据第一转速值和所述第二转速值的比较结果，判断内燃机车柴油机是否发生了误超速动作包括：

若所述第一转速值和所述第二转速值之间的差值在允许误差范围内，则控制电路输出第一转速值，并将所述第一转速值与预设的超速保护阈值进行比较，若第一转速值大于所述超速保护阈值，则认为内燃机车柴油机发生了误超速动作。

一些实施例中，将所述第一转速值和所述第二转速值进行比较，并根据第一转速值和所述第二转速值的比较结果，判断内燃机车柴油机是否发生了误超速动作还包括：

若所述第一转速值和所述第二转速值的差值超出允许误差范围，则认为柴油机转速采集信号处于异常状态。

一些实施例中，包括：

控制系统定时地进入转速检测程序：

检测柴油机曲轴频率信号，作为柴油机转速传感器频率信号，并将柴油机转速传感器频率信号转换位第一转速值；

检测发电机电压频率信号，根据发电机频率与柴油机转速频率呈现的线性关系，得到第二转速值；

判断所述第一转速值和所述第二转速值的差值，是否在允许误差范围内，如是，则将所述第一转速值作为检测转速值与设定的柴油机的超速保护阈值进行比较，若第一转速值大于所述超速保护阈值，则执行柴油机超速保护停机指令。

一些实施例中，若第一转速值不大于所述超速保护阈值，则认为内燃机车柴油机未发生误超速动作，控制系统继续定时地进入转速检测程序。

一些实施例中，判断所述第一转速值和所述第二转速值的差值，是否在允许误差范围内，如不是，则执行输出采集信号异常指示。

采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：

本发明提供的一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，充分利用现有的内燃机车柴油机电气、控制等系统，通过实时采集发电机的频率，结合转速与频率的对应关系，实现柴油机运行时对柴油机转速的实时验证功能，当柴油机转速检测的转速值与发电机频率对应的转速值在允许的误差范围内，则认定此时的柴油机转速值可作为超速保护判定的实际转速值，因此当作为超速保护判定的实际转速值大于等于柴油机超速保护阈值时，才执行柴油机转速超速停机指令。实现柴油机实际转速的真正反馈功能，实时性高，防止柴油机误超速动作，提升内燃机车的正常运用效率。

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明一些实施例所公开的一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法的控制原理图；

图2本发明一些实施例所公开的一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本公开的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本公开的原理，但不能用来限制本公开的范围，本公开可以以许多不同的形式实现，不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

本公开提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是大于或等于两个；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

此外，本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。

还需要说明的是，在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。

本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1，图2所示，本发明一些实施例公开了一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，该控制方法中，首先基于内燃机车柴油机转速传感器得到柴油机的转速值，记为第一转速值；然后获取电机输出端的两相电压信号，经过分析计算得到柴油机的转速值，记为第二转速值；将所述第一转速值和所述第二转速值进行比较，并根据第一转速值和所述第二转速值的比较结果，判断内燃机车柴油机是否发生了误超速动作。可以有效防止具有电磁干扰等环境恶劣的场所对于检测数值级判断结果的影响，提升了控制系统的可靠性和可用性。通过对柴油机转速传感器信号和采集值的实时检验，提升了部件有效性。

上述实施例中，基于内燃机车柴油机转速传感器得到柴油机的转速值时，可通过采集内燃机车柴油机转速传感器的频率信号，将采集到的内燃机车柴油机转速传感器的频率信号经处理电路加工处理后，进而使所述频率信号转换成柴油机的转速值。

本发明一些实施例所公开的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，在上述实施例的基础上，所述电机输出端的两相电压信号通过内燃机车的电气和控制系统设备得到。可以间接地对发电机侧的电压信号进行验证。具体地，获取电机输出端的两相电压信号，经过分析计算得到柴油机的转速值包括：可将得到的发电机输出端的两相电压信号经处理单元处理后，根据发电机频率与柴油机转速频率呈现的线性关系，由控制电路转换成柴油机的转速值。

本发明一些实施例所公开的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，在上述实施例的基础上，在进行误超速动作之前，需要先验证柴油机的实际转速值是否有效，防止信号干扰等因素造成判定误动作；具体地，将所述第一转速值和所述第二转速值进行比较，并根据第一转速值和所述第二转速值的比较结果，判断内燃机车柴油机是否发生了误超速动作包括：若所述第一转速值和所述第二转速值之间的差值在允许误差范围内，则控制电路输出第一转速值，并将所述第一转速值与预设的超速保护阈值进行比较，若第一转速值大于所述超速保护阈值，则认为内燃机车柴油机发生了误超速动作。若所述第一转速值和所述第二转速值的差值超出允许误差范围，则认为柴油机转速采集信号处于异常状态，即检测到的数据无效，需要重新检测。

本发明一些实施例公开了一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，如图1所示，首先是将原有采集内燃机车柴油机转速传感器上的频率信号，经处理电路加工处理后，由控制电路转换成柴油机的转速值，此转速值定义为NEng1(第一转速值)，同时利用机车现有电气和控制系统设备，取发电机输出端的两相电压信号，经处理单元处理后，并根据发电机频率与柴油机转速频率呈现的线性关系，由控制电路转换成柴油机的转速值，此转速值定义为NEng2(第二转速值)，根据转速值NEng1与转速值NEng2比较，判断两者转速值误差是否在允许误差范围内，如果在允许误差范围内，则控制电路执行True语句指令，输出转速值NEng1，则将转速值NEng1与超速保护阈值NEngSp进行比较，若转速值NEng1高于超速保护阈值NEngSp，则执行柴油机超速保护停机指令；如果不在允许误差范围内，则控制电路执行False语句指令，转速值不执行与超速保护阈值NEngSp比较指令，输出柴油机转速采集信号异常状态。

本发明一些实施例还公开了一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，可以包括：

控制系统定时地进入转速检测程序：

检测柴油机曲轴频率信号，作为柴油机转速传感器频率信号，并将柴油机转速传感器频率信号转换位第一转速值；

检测发电机电压频率信号，根据发电机频率与柴油机转速频率呈现的线性关系，得到第二转速值；

判断所述第一转速值和所述第二转速值的差值，是否在允许误差范围内，如是，则将所述第一转速值作为检测转速值与设定的柴油机的超速保护阈值进行比较，若第一转速值大于所述超速保护阈值，则执行柴油机超速保护停机指令。若第一转速值不大于所述超速保护阈值，则认为内燃机车柴油机未发生误超速动作，控制系统继续定时地进入转速检测程序。

判断所述第一转速值和所述第二转速值的差值，是否在允许误差范围内，如不是，则执行输出采集信号异常指示

本发明一些实施例还公开了一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，如图2所示，具体流程如下：

1)控制系统工作后，定时进入1.1转速检测程序，进入流程1.2，进入流程1.3，进入流程1.4；

2)流程1.2，检测柴油机曲轴频率信号F1，进入流程1.5；

3)流程1.3.检测发电机电压的频率信号F2，进入流程1.6；

4)流程1.4，进入柴油机超速保护阈值设定NEngSp；

5)流程1.5，处理柴油机转速频率信号转换成柴油机转速值NEng1，进入流程1.7；

6)流程1.6，处理发电机电压频率信号转换成柴油机转速值NEng2，进入流程1.7；

7)流程1.7，判断NEng1与NEng2的差值是否在允许误差ΔNEng范围内，是，进入流程1.8；否，进入流程1.9；

8)流程1.8，将NEng1的值赋予NEng，进入流程1.10；

9)流程1.9，执行输出采集信号异常指示；

10)流程1.10，判断NEng值是否大于等于设定NEngSp值，是，进入1.11程序，否，继续返回执行流程1.2和流程1.3；

11)流程1.11，执行柴油机超速保护停机指令。

综上所述，本发明实施例所公开的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，是对柴油机传统的超速保护逻辑技术的优化和完善，判定超速保护阈值之前，先验证柴油机的实际转速值是否有效，防止信号干扰等因素造成判定误动作，提升了控制系统逻辑判定技术的完整性；对柴油机转速传感器信号和采集值进行了实时检验，对于电磁干扰等环境恶劣的场所，提升了控制系统的可靠性和可用性；增加对采集信号的判定条件，丰富了控制系统功能；间接验证发电机侧的电压信号实现了柴油机实际转速的真正反馈功能；实现了对柴油机转速传感器信号和采集值的实时检验，提升了部件有效性。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。

Claims (10)

1.一种防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，

基于内燃机车柴油机转速传感器得到柴油机的转速值，记为第一转速值；

获取电机输出端的两相电压信号，经过分析计算得到柴油机的转速值，记为第二转速值；

将所述第一转速值和所述第二转速值进行比较，并根据第一转速值和所述第二转速值的比较结果，判断内燃机车柴油机是否发生了误超速动作。

2.根据权利要求1所述的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，基于内燃机车柴油机转速传感器得到柴油机的转速值包括：

采集内燃机车柴油机转速传感器的频率信号，将所述频率信号转换成柴油机的转速值。

3.根据权利要求2所述的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，将所述频率信号转换成柴油机的转速值包括：将采集到的内燃机车柴油机转速传感器的频率信号经处理电路加工处理。

4.根据权利要求1所述的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，所述电机输出端的两相电压信号通过内燃机车的电气和控制系统设备得到。

5.根据权利要求4所述的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，获取电机输出端的两相电压信号，经过分析计算得到柴油机的转速值包括：将得到的发电机输出端的两相电压信号，经处理单元处理后，根据发电机频率与柴油机转速频率呈现的线性关系，由控制电路转换成柴油机的转速值。

6.根据权利要求1所述的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，将所述第一转速值和所述第二转速值进行比较，并根据第一转速值和所述第二转速值的比较结果，判断内燃机车柴油机是否发生了误超速动作包括：

若所述第一转速值和所述第二转速值之间的差值在允许误差范围内，则控制电路输出第一转速值，并将所述第一转速值与预设的超速保护阈值进行比较，若第一转速值大于所述超速保护阈值，则认为内燃机车柴油机发生了误超速动作。

7.根据权利要求6所述的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，将所述第一转速值和所述第二转速值进行比较，并根据第一转速值和所述第二转速值的比较结果，判断内燃机车柴油机是否发生了误超速动作还包括：

若所述第一转速值和所述第二转速值的差值超出允许误差范围，则认为柴油机转速采集信号处于异常状态。

8.根据权利要求1所述的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，包括：

控制系统定时地进入转速检测程序：

检测柴油机曲轴频率信号，作为柴油机转速传感器频率信号，并将柴油机转速传感器频率信号转换位第一转速值；

检测发电机电压频率信号，根据发电机频率与柴油机转速频率呈现的线性关系，得到第二转速值；

判断所述第一转速值和所述第二转速值的差值，是否在允许误差范围内，如是，则将所述第一转速值作为检测转速值与设定的柴油机的超速保护阈值进行比较，若第一转速值大于所述超速保护阈值，则执行柴油机超速保护停机指令。

9.根据权利要求8所述的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，若第一转速值不大于所述超速保护阈值，则认为内燃机车柴油机未发生误超速动作，控制系统继续定时地进入转速检测程序。

10.根据权利要求8所述的防止内燃机车柴油机误超速动作的控制方法，其特征在于，判断所述第一转速值和所述第二转速值的差值，是否在允许误差范围内，如不是，则执行输出采集信号异常指示。