一种柴油机输出功率控制方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种柴油机输出功率控制方法及装置，该方法包括：基于柴油机总功率、当前档位效率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率；根据预设比例?积分?微分控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当前档位目标输出功率；依据机车当前功率、预设调整时间和当前档位目标输出功率，计算柴油机调节功率；根据柴油机调节功率，调整机车当前功率至当前档位目标输出功率。基于上述公开的方法，可自动调节柴油机输出功率，从而使柴油机工作在最佳状态。
【专利说明】
一种柴油机输出功率控制方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及柴油机控制技术领域，尤其涉及一种柴油机输出功率控制方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 现在，随着微机的快速发展，很多电传动内燃机取消了油马达励磁系统，而改用双 备份的微机励磁系统。由于柴油机各转速对应着不同的喷油量基准值，因此可通过检测柴 油机控制盒采集的喷油量来判断柴油机是否过载，进而可通过控制柴油机转速上升或下降 来实现主发电机功率增加或减小，达到机车启动和调速性能的不断提高的目的。
[0003] 但是，这种方案下存在如下问题:在柴油机转速上升或下降过快时主发电机的电 压和电流波动比较大，容易出现游车或冒黑烟的现象。
[0004] 有鉴于此，现有的技术方案在对柴油机输出功率进行调节时，不能使柴油机工作 在最佳稳定状态。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供柴油机输出功率控制方法及装置，以解决现有的技术方案 在对柴油机输出功率进行调节时，不能使柴油机工作在最佳稳定状态的问题。技术方案如 下：
[0006] -种柴油机输出功率控制方法，包括：
[0007] 基于柴油机总功率P、当前档位效率系数a、当前档位辅助功率PjP预设传动效率 b，计算机车牵引功率P2;
[0008] 根据预设比例-积分-微分控制算法、所述机车牵引功率PdP预设输出功率调节系 数c，计算当前档位目标输出功率P3;
[0009] 依据机车当前功率P4、预设调整时间t和所述当前档位目标输出功率P3,计算柴油
[0010] 根据所述柴油机调节功率P5，调整所述机车当前功率P4至所述当前档位目标输出 功率P3。
[0011]优选的，所述基于柴油机总功率P、当前档位效率系数a、当前档位辅助功率Pi和预 设传动效率b，计算机车牵引功率P2，包括：
[0012] 基于所述柴油机总功率P和当前档位效率系数a，计算当前档位输出功率P6 = P*a;
[0013] 根据所述当前档位输出功率P6和所述当前档位辅助功率Pi，计算发电机主发输出 功率Ρ7 = Ρ6_Ρ?;
[0014] 依据所述发电机主发输出功率P7和所述预设传动效率b，计算所述机车牵引功率P2 = P7*b〇
[0015] 优选的，所述根据预设比例-积分-微分控制算法、所述机车牵引功率PdP预设输 出功率调节系数c，计算当前档位目标输出功率p3,包括：
[0016] 确定当前采样次数k的值为1，并设定第一调节值u(k-l)、第一偏差值e(k-l)和第 二偏差值e (k-2)均为0;
[0017] 基于接收到的当前柴油机负载控制信号，获取当前柴油机控制盒的喷油量c(k); [0018]计算当前喷油量偏差值e(k)=r-c(k)，其中，r为预设喷油量基准值；
[0019] 计算当前调节值u(k) = u(k_l )+A*e(k)+B*e(k_l )+C*e(k_2)，其中，A、B、C均为预 设偏差系数；
[0020] 将所述当前调节值u(k)确定为所述第一调节值u(k-l)，将所述第一偏差值e(k-l) 确定为所述第二偏差值e(k_2)，并将所述当前喷油量偏差值e(k)确定为所述第一偏差值e (k-1)；
[0021] 判断当前时刻是否在预设采样时间内；
[0022] 若是，基于设定采样间隔，将当前采样次数k的值加1，并返回执行所述基于接收到 的当前柴油机负载控制信号，获取当前柴油机控制盒的喷油量c(k)，这一步骤；
[0023]若否，根据所述当前调节值u(k)、所述机车牵引功率P2和所述预设输出功率调节 系数C，计算所述当前档位目标输出功率P3 = P2*(1-C) +P2*c*u(k)。
[0024] 优选的，所述根据所述柴油机调节功率P5，调整所述机车当前功率P4至所述当前档 位目标输出功率P3，包括：
[0025] 计算并判断所述机车当前功率P4和所述当前档位目标输出功率P3的差值是否小于 〇；
[0026] 若是，以所述柴油机调节功率P5为单位时间增长功率，调整所述机车当前功率P4至 所述当前档位目标输出功率P 3;
[0027] 若否，以所述柴油机调节功率P5为单位时间下降功率，调整所述机车当前功率P4至 所述当前档位目标输出功率P 3。
[0028] 优选的，所述预设输出功率调节系数c的取值范围为0~1，具体为0.1;所述预设喷 油量基准值r的取值范围为0~1，具体为0.5。
[0029] 一种柴油机输出功率控制装置，包括:第一计算模块、第二计算模块、第三计算模 块和调整模块；
[0030] 所述第一计算模块，用于基于柴油机总功率P、当前档位效率系数a、当前档位辅助 功率PjP预设传动效率b，计算机车牵引功率P 2;
[0031] 所述第二计算模块，用于根据预设比例-积分-微分控制算法、所述机车牵引功率 P2和预设输出功率调节系数c，计算当前档位目标输出功率P3;
[0032] 所述第三计算模块，用于依据机车当前功率P4、预设调整时间t和所述当前档位目 标输出功率P3，计算柴油机调节功率
[0033]所述调整模块，用于根据所述柴油机调节功率P5,调整所述机车当前功率P4至所述 当前档位目标输出功率p3。
[0034] 优选的，所述第一计算模块包括:第一计算单元、第二计算单元和第三计算单元；
[0035] 所述第一计算单元，用于基于所述柴油机总功率P和当前档位效率系数a，计算当 前档位输出功率P6 = P*a;
[0036] 所述第二计算单元，用于根据所述当前档位输出功率P6和所述当前档位辅助功率 Ρι，计算发电机主发输出功率P7 = P6_P1;
[0037] 所述第三计算单元，用于依据所述发电机主发输出功率P?和所述预设传动效率b， 计算所述机车牵引功率P2 = P7*b。
[0038]优选的，所述第二计算模块包括:初始化单元、获取单元、第四计算单元、第五计算 单元、确定单元、第一判断单元、执行单元和第六计算单元；
[0039] 所述初始化单元，用于确定当前采样次数k的值为1，并设定第一调节值u(k-l)、第 一偏差值e(k-l)和第二偏差值e(k-2)均为0;
[0040] 所述获取单元，用于基于接收到的当前柴油机负载控制信号，获取当前柴油机控 制盒的喷油量c(k);
[0041] 所述第四计算单元，用于计算当前喷油量偏差值e(k) =r_c(k)，其中，r为预设喷 油量基准值；
[0042] 所述第五计算单元，用于计算当前调节值u(k) =u(k-l)+A*e(k)+B*e(k_l)+C*e (k-2)，其中，A、B、C均为预设偏差系数；
[0043] 所述确定单元，用于将所述当前调节值u(k)确定为所述第一调节值u(k-l)，将所 述第一偏差值e(k-l)确定为所述第二偏差值e(k_2)，并将所述当前喷油量偏差值e(k)确定 为所述第一偏差值e(k-l);
[0044] 所述第一判断单元，用于判断当前时刻是否在预设采样时间内；若是，触发所述执 行单元;若否，触发所述第六计算单元；
[0045] 所述执行单元，用于基于设定采样间隔，将当前采样次数k的值加1，并触发所述获 取单元；
[0046] 所述第六计算单元，用于根据所述当前调节值u(k)、所述机车牵引功率P2和所述 预设输出功率调节系数C，计算所述当前档位目标输出功率P3 = P2*(1-C) +P2*c*u(k)。
[0047] 优选的，所述调整模块包括:计算判断单元、第一调整单元和第二调整单元；
[0048] 所述计算判断单元，用于计算并判断所述机车当前功率P4和所述当前档位目标输 出功率P3的差值是否小于〇;若是，触发所述第一调整单元;若否，触发所述第二调整单元；
[0049] 所述第一调整单元，用于以所述柴油机调节功率?5为单位时间增长功率，调整所 述机车当前功率P4至所述当前档位目标输出功率P 3;
[0050] 所述第二调整单元，用于以所述柴油机调节功率?5为单位时间下降功率，调整所 述机车当前功率P4至所述当前档位目标输出功率P3。
[0051] 相较与现有技术，本发明实现的有益效果为：
[0052]以上本发明所提供的一种柴油机输出功率控制方法及装置，该方法包括:基于柴 油机总功率、当前档位效率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率； 根据预设比例-积分-微分控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当前档 位目标输出功率;依据机车当前功率、预设调整时间和当前档位目标输出功率，计算柴油机 调节功率;根据柴油机调节功率，调整机车当前功率至当前档位目标输出功率。基于上述公 开的方法，可自动调节柴油机输出功率，从而使柴油机工作在最佳状态。
【附图说明】
[0053] 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 提供的附图获得其他的附图。
[0054] 图1为本发明实施例一公开的一种柴油机输出功率控制方法流程图；
[0055] 图2为本发明实施例二公开的一种柴油机输出功率控制方法部分流程图；
[0056] 图3为本发明实施例二公开的另一种柴油机输出功率控制方法部分流程图；
[0057] 图4为本发明实施例二公开的另一种柴油机输出功率控制方法部分流程图；
[0058]图5为本发明实施例三公开的一种柴油机输出功率控制装置结构示意图；
[0059]图6为本发明实施例四公开的一种柴油机输出功率控制装置部分结构示意图；
[0060] 图7为本发明实施例四公开的另一种柴油机输出功率控制装置部分结构示意图；
[0061] 图8为本发明实施例四公开的另一种柴油机输出功率控制装置部分结构示意图。
【具体实施方式】
[0062]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，所描述的实施例仅仅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。
[0063] 实施例一
[0064] 本发明实施例一公开一种柴油机输出功率控制方法，流程图如图1所示，柴油机输 出功率控制方法包括：
[0065] S101，基于柴油机总功率P、当前档位效率系数a、当前档位辅助功率Pi和预设传动 效率b，计算机车牵引功率P2;
[0066] 在执行步骤S101的过程中，司控器手柄的位置决定了当前柴油机档位，进而可确 定当前档位效率系数和当前档位辅助功率，再根据柴油机总功率和预设传动系数可计算机 车牵引功率；
[0067] S102,根据预设比例-积分-微分控制算法、机车牵引功率?2和预设输出功率调节 系数c，计算当前档位目标输出功率P 3;
[0068] 在执行步骤S102的过程中，上述预设比例-积分-微分控制算法包括但不局限于增 量式比例-积分-微分控制算法，可根据实际情况选择。
[0069] S103，依据机车当前功率P4、预设调整时间t和当前档位目标输出功率P3，计算柴油 机调节功率P5;
[0070]在步骤S104中，采用公式（1)计算柴油机调节功率P5:
[0072] S104，根据柴油机调节功率P5，调整机车当前功率P4至当前档位目标输出功率P3。
[0073] 本发明实施例公开的柴油机输出功率控制方法，基于柴油机总功率、当前档位效 率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率;根据预设比例-积分-微分 控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当前档位目标输出功率;依据机车 当前功率、预设调整时间和当前档位目标输出功率，计算柴油机调节功率;根据柴油机调节 功率，调整机车当前功率至当前档位目标输出功率。基于上述公开的方法，可自动调节柴油 机输出功率，从而使柴油机工作在最佳状态。
[0074] 实施例二
[0075] 基于上述本发明实施例一公开的一种柴油机输出功率控制方法，如图1所示出的 步骤S101中，基于柴油机总功率P、当前档位效率系数a、当前档位辅助功率Pi和预设传动效 率b，计算机车牵引功率内的具体执行过程，如图2所示，包括：
[0076] S201，基于柴油机总功率P和当前档位效率系数a，计算当前档位输出功率P6;
[0077] 在步骤S201中，采用公式(2)计算当前档位输出功率P6:
[0078] p6 = p*a (2)；
[0079] S202,根据当前档位输出功率P6和当前档位辅助功率Pi，计算发电机主发输出功率 P7；
[0080] 在步骤S202中，采用公式(3)计算发电机主发输出功率P7:
[0081] Ρ7 = Ρ6-Ρι (3)；
[0082] S203，依据发电机主发输出功率P7和预设传动效率b，计算机车牵引功率P2;
[0083] 在步骤S203中，采用公式(4)计算机车牵引功率P2:
[0084] p2 = p7*b (4) 〇
[0085] 本发明实施例公开的柴油机输出功率控制方法，基于柴油机总功率、当前档位效 率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率;根据预设比例-积分-微分 控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当前档位目标输出功率;依据机车 当前功率、预设调整时间和当前档位目标输出功率，计算柴油机调节功率;根据柴油机调节 功率，调整机车当前功率至当前档位目标输出功率。基于上述公开的方法，可自动调节柴油 机输出功率，从而使柴油机工作在最佳状态。
[0086] 基于上述本发明实施例一公开的一种柴油机输出功率控制方法，如图1所示出的 步骤S102中，根据预设比例-积分-微分控制算法、所述机车牵引功率Ρ 2和预设输出功率调 节系数c，计算当前档位目标输出功率Ρ3的具体执行过程，如图3所示，包括：
[0087] S301，确定当前采样次数k的值为1，并设定第一调节值u(k-l)、第一偏差值e(k-l) 和第二偏差值e(k-2)均为0;
[0088] S302,基于接收到的当前柴油机负载控制信号，获取当前柴油机控制盒的喷油量c (k)；
[0089] 需要说明的是，在执行步骤S302的过程中，柴油机负载控制信号可通过CAN通信和 模拟板获取。
[0090] S303,计算当前喷油量偏差值e(k);
[0091 ]在步骤S303中，采用公式(5)计算当前喷油量偏差值e(k):
[0092] e(k) =r~c(k) (5)
[0093] 其中，r为预设喷油量基准值；
[0094] S304,计算当前调节值u(k);
[0095] 在步骤S304中，采用公式(6)计算当前调节值u(k):
[0096] u(k)=u(k_l)+A*e(k)+B*e(k_l)+C*e(k_2) (6)
[0097]其中，A、B、C均为预设偏差系数；
[0098] S305,将当前调节值u(k)确定为第一调节值u(k-l)，将第一偏差值e(k-l)确定为 第二偏差值e(k_2)，并将当前喷油量偏差值e(k)确认为第一偏差值e(k-l);
[0099] S306,判断当前时刻是否在预设采样时间内；
[0100] S307,若是，基于设定采样间隔，将当前采样次数k的值加1，并返回执行步骤S302; [0101] S308,若否，根据当前调节值u(k)、机车牵引功率P2和预设输出功率调节系数c，当 前档位目标输出功率P3;
[0102] 在步骤S308中，采用公式(7)计算机车牵引目标功率P4:
[0103] P3 = P2*(l-c)+P2*c*u(k) (7)。
[0104] 需要说明的是，预设输出功率调节系数c的取值范围为0~1，具体为0.1;预设喷油 量基准值r的取值范围为0~1，具体为0.5。
[0105] 本发明实施例公开的柴油机输出功率控制方法，基于柴油机总功率、当前档位效 率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率;根据预设比例-积分-微分 控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当前档位目标输出功率;依据机车 当前功率、预设调整时间和当前档位目标输出功率，计算柴油机调节功率;根据柴油机调节 功率，调整机车当前功率至当前档位目标输出功率。基于上述公开的方法，可自动调节柴油 机输出功率，从而使柴油机工作在最佳状态。
[0106] 基于上述本发明实施例一公开的一种柴油机输出功率控制方法，如图1所示出的 步骤S104中，根据柴油机调节功率内，调整机车当前功率P 4至当前档位目标输出功率P3的具 体执行过程，如图4所示，包括：
[0107] S401，计算并判断机车当前功率P4和当前档位目标输出功率P3的差值是否小于0;
[0108] S402,若是，以柴油机调节功率P5为单位时间增长功率，调整机车当前功率P4至当 前档位目标输出功率p 3;
[0109] S403,若否，以柴油机调节功率P5为单位时间下降功率，调整机车当前功率P4至当 前档位目标输出功率p 3。
[0110] 本发明实施例公开的柴油机输出功率控制方法，基于柴油机总功率、当前档位效 率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率;根据预设比例-积分-微分 控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当前档位目标输出功率;依据机车 当前功率、预设调整时间和当前档位目标输出功率，计算柴油机调节功率;根据柴油机调节 功率，调整机车当前功率至当前档位目标输出功率。基于上述公开的方法，可自动调节柴油 机输出功率，从而使柴油机工作在最佳状态。
[0111]实施例三
[0112] 基于上述本发明各实施例提供的柴油机输出功率控制方法，本发明实施例三则对 应公开了执行上述柴油机输出功率控制方法的柴油机输出功率控制装置，其结构示意图如 图5所示，柴油机输出功率控制装置500包括:第一计算模块501、第二计算模块502、第三计 算模块503和调整模块504;其中，
[0113] 第一计算模块501，用于基于柴油机总功率P、当前档位效率系数a、当前档位辅助 功率PjP预设传动效率b，计算机车牵引功率P 2;
[0114] 第二计算模块502,用于根据预设比例-积分-微分控制算法、机车牵引功率内和预 设输出功率调节系数c，计算当前档位目标输出功率p3;
[0115] 第三计算模块503,用于依据机车当前功率P4、预设调整时间t和当前档位目标输 出功率p3,计算柴油机调节功率
[0116] 调整模块504,用于根据柴油机调节功率P5，调整机车当前功率P4至当前档位目标 输出功率p 3。
[0117] 本发明实施例公开的柴油机输出功率控制装置，第一计算模炔基于柴油机总功 率、当前档位效率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率;第二计算 模块根据预设比例-积分-微分控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当 前档位目标输出功率;第三计算模块依据机车当前功率、预设调整时间和当前档位目标输 出功率，计算柴油机调节功率;调整模块根据柴油机调节功率，调整机车当前功率至当前档 位目标输出功率。基于上述公开的装置，可自动调节柴油机输出功率，从而使柴油机工作在 最佳状态。
[0118]实施例四
[0119] 结合上述实施例三公开的柴油机输出功率控制装置和附图5,本实施例四还公开 了一种柴油机输出功率控制装置，其中，第一计算模块501结构示意图如图6所示，第一计算 模块501包括:第一计算单元601和第二计算单元602和第三计算单元603;
[0120] 第一计算单元601，用于基于柴油机总功率P和当前档位效率系数a，计算当前档位 输出功率P6 = P*a;
[0121] 第二计算单元602,用于根据当前档位输出功率P6和当前档位辅助功率Pi，计算发 电机主发输出功率P7 = P6-P!;
[0122] 第三计算单元603,用于依据发电机主发输出功率P7和预设传动效率b，计算机车 牵引功率P2 = P7*b。
[0123] 本发明实施例公开的柴油机输出功率控制装置，第一计算模炔基于柴油机总功 率、当前档位效率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率;第二计算 模块根据预设比例-积分-微分控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当 前档位目标输出功率;第三计算模块依据机车当前功率、预设调整时间和当前档位目标输 出功率，计算柴油机调节功率;调整模块根据柴油机调节功率，调整机车当前功率至当前档 位目标输出功率。基于上述公开的装置，可自动调节柴油机输出功率，从而使柴油机工作在 最佳状态。
[0124] 结合上述实施例三公开的柴油机输出功率控制装置和附图5,本实施例四还公开 了另一种柴油机输出功率控制装置，其中，第二计算模块502结构示意图如图7所示，第二计 算模块502包括:初始化单元701、获取单元702、第四计算单元703、第五计算单元704、确定 单元705、第一判断单元706、执行单元707和第六计算单元708;
[0125] 初始化单元701，用于确定当前采样次数k的值为1，并设定第一调节值u(k-l)、第 一偏差值e(k-l)和第二偏差值e(k-2)均为0;
[0126] 获取单元702,用于基于接收到的当前柴油机负载控制信号，获取当前柴油机控制 盒的喷油量c(k);
[0127] 第四计算单元，用于计算当前喷油量偏差值e(k) =r_c(k)，其中，r为预设喷油量 基准值；
[0128]第五计算单元703，用于计算当前调节值11(1〇=11(1^-1)+4*6(1〇+13*6(1^-1)+〇6(1^-2)，其中，A、B、C均为预设偏差系数；
[0129] 确定单元704,用于将当前调节值u(k)确定为第一调节值u(k-l)，将第一偏差值e (k-1)确定为第二偏差值e(k_2)，并将当前喷油量偏差值e(k)确定为第一偏差值e(k-l);
[0130] 第一判断单元705,用于判断当前时刻是否在预设采样时间内；若是，触发执行单 元707;若否，触发第六计算单元708;
[0131] 执行单元707,用于基于设定采样间隔，将当前采样次数k的值加1，并触发获取单 元702;
[0132] 第六计算单元708,用于根据当前调节值u(k)、机车牵引功率P2和预设输出功率调 节系数C，计算当前档位目标输出功率P3 = P2*(l-C)+P2*C*U(k)。
[0133] 本发明实施例公开的柴油机输出功率控制装置，第一计算模炔基于柴油机总功 率、当前档位效率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率;第二计算 模块根据预设比例-积分-微分控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当 前档位目标输出功率;第三计算模块依据机车当前功率、预设调整时间和当前档位目标输 出功率，计算柴油机调节功率;调整模块根据柴油机调节功率，调整机车当前功率至当前档 位目标输出功率。基于上述公开的装置，可自动调节柴油机输出功率，从而使柴油机工作在 最佳状态。
[0134] 结合上述实施例三公开的柴油机输出功率控制装置和附图5,本实施例四还公开 了另一种柴油机输出功率控制装置，其中，调整模块504结构示意图如图8所示，调整模块 504包括:计算判断单元801、第一调整单元802和第二调整单元803;
[0135] 计算判断单元801，用于计算并判断机车当前功率P4和当前档位目标输出功率P3的 差值是否小于〇;若是，触发第一调整单元802;若否，触发第二调整单元803;
[0136] 第一调整单元802,用于以柴油机调节功率内为单位时间增长功率，调整机车当前 功率p 4至当前档位目标输出功率p3;
[0137] 第二调整单元803,用于以柴油机调节功率内为单位时间下降功率，调整机车当前 功率p 4至当前档位目标输出功率p3。
[0138] 本发明实施例公开的柴油机输出功率控制装置，第一计算模炔基于柴油机总功 率、当前档位效率系数、当前档位辅助功率和预设传动效率，计算机车牵引功率;第二计算 模块根据预设比例-积分-微分控制算法、机车牵引功率和预设输出功率调节系数，计算当 前档位目标输出功率;第三计算模块依据机车当前功率、预设调整时间和当前档位目标输 出功率，计算柴油机调节功率;调整模块根据柴油机调节功率，调整机车当前功率至当前档 位目标输出功率。基于上述公开的装置，可自动调节柴油机输出功率，从而使柴油机工作在 最佳状态。
[0139] 以上对本发明所提供的一种柴油机输出功率控制方法及装置进行了详细介绍，本 文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于 帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思 想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对 本发明的限制。
[0140]需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重 点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。 对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相 关之处参见方法部分说明即可。
[0141]还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个 实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间 存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素， 或者是还包括为这些过程、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"包括一个……"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。
[0142]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种柴油机输出功率控制方法，其特征在于，包括： 基于柴油机总功率P、当前档位效率系数a、当前档位辅助功率Pi和预设传动效率b，计算 机车牵引功率P2; 根据预设比例-积分-微分控制算法、所述机车牵引功率P2和预设输出功率调节系数C， 计算当前档位目标输出功率P3 ; 依据机车当前功率P4、预设调整时间t和所述当前档位目标输出功率P3,计算柴油机调 节功璋根据所述柴油机调节功率P5，调整所述机车当前功率P4至所述当前档位目标输出功率 ?3〇2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于柴油机总功率P、当前档位效率系 数a、当前档位辅助功率Pi和预设传动效率b，计算机车牵引功率P2，包括： 基于所述柴油机总功率P和当前档位效率系数曰，计算当前档位输出功率P6 = P*a; 根据所述当前档位输出功率P6和所述当前档位辅助功率Pi，计算发电机主发输出功率 P7 = P6-Pl； 依据所述发电机主发输出功率P7和所述预设传动效率b，计算所述机车牵引功率P2 = P7*b。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设比例-积分-微分控制算法、 所述机车牵引功率P2和预设输出功率调节系数C，计算当前档位目标输出功率P3，包括： 确定当前采样次数k的值为1，并设定第一调节值U(k-l)、第一偏差值e(k-l)和第二偏 差值e化-2)均为0; 基于接收到的当前柴油机负载控制信号，获取当前柴油机控制盒的喷油量C化）； 计算当前喷油量偏差值e化)=r-c化），其中，r为预设喷油量基准值； 计算当前调节值口化）=11化-1)+4*6化)+13*6化-1)+料6化-2)，其中，4、13、(：均为预设偏 差系数； 将所述当前调节值U化)确定为所述第一调节值U化-1)，将所述第一偏差值e化-1)确定 为所述第二偏差值e(k-2)，并将所述当前喷油量偏差值e化)确定为所述第一偏差值6化- 1); 判断当前时刻是否在预设采样时间内； 若是，基于设定采样间隔，将当前采样次数k的值加1，并返回执行所述基于接收到的当 前柴油机负载控制信号，获取当前柴油机控制盒的喷油量C化），运一步骤； 若否，根据所述当前调节值U化）、所述机车牵引功率P2和所述预设输出功率调节系数C， 计算所述当前档位目标输出功率P3 = P2*(1-C)+P2*C*uA)。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述柴油机调节功率P5，调整所述 机车当前功率P4至所述当前档位目标输出功率P3，包括： 计算并判断所述机车当前功率P4和所述当前档位目标输出功率P3的差值是否小于0 ; 若是，W所述柴油机调节功率P5为单位时间增长功率，调整所述机车当前功率P4至所述 当前档位目标输出功率P3; 若否，W所述柴油机调节功率P5为单位时间下降功率，调整所述机车当前功率P4至所述 当前档位目标输出功率P3。5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设输出功率调节系数C的取值范围 为0~1，具体为0.1;所述预设喷油量基准值r的取值范围为0~1，具体为0.5。6. -种柴油机输出功率控制装置，其特征在于，包括:第一计算模块、第二计算模块、第 Ξ计算模块和调整模块； 所述第一计算模块，用于基于柴油机总功率P、当前档位效率系数a、当前档位辅助功率 Pi和预设传动效率b，计算机车牵引功率P2; 所述第二计算模块，用于根据预设比例-积分-微分控制算法、所述机车牵引功率P2和预 设输出功率调节系数C，计算当前档位目标输出功率P3 ; 所述第Ξ计算模块，用于依据机车当前功率P4、预设调整时间t和所述当前档位目标输 出功率P3,计算柴油机调节功率所述调整模块，用于根据所述柴油机调节功率P5，调整所述机车当前功率P4至所述当前 档位目标输出功率P3。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括:第一计算单元、第 二计算单元和第Ξ计算单元； 所述第一计算单元，用于基于所述柴油机总功率P和当前档位效率系数a,计算当前档 位输出功率Ps = P相； 所述第二计算单元，用于根据所述当前档位输出功率P6和所述当前档位辅助功率Pi，计 算发电机主发输出功率P? = Ps-Pi; 所述第Ξ计算单元，用于依据所述发电机主发输出功率P7和所述预设传动效率b，计算 所述机车牵引功率P2 = P7*b。8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块包括:初始化单元、获取 单元、第四计算单元、第五计算单元、确定单元、第一判断单元、执行单元和第六计算单元； 所述初始化单元，用于确定当前采样次数k的值为1，并设定第一调节值U化-1 )、第一偏 差值e化-1)和第二偏差值e化-2)均为0; 所述获取单元，用于基于接收到的当前柴油机负载控制信号，获取当前柴油机控制盒 的喷油量C化）； 所述第四计算单元，用于计算当前喷油量偏差值e化）=r-c化），其中，r为预设喷油量 基准值； 所述第五计算单元，用于计算当前调节值U化）=u化-1)+A*e化)+B*e化-1)+C*e化-2)， 其中，A、B、C均为预设偏差系数； 所述确定单元，用于将所述当前调节值U化)确定为所述第一调节值u(k-l)，将所述第 一偏差值e化-1)确定为所述第二偏差值e化-2)，并将所述当前喷油量偏差值e化)确定为所 述第一偏差值e(k-l); 所述第一判断单元，用于判断当前时刻是否在预设采样时间内；若是，触发所述执行单 元;若否，触发所述第六计算单元； 所述执行单元，用于基于设定采样间隔，将当前采样次数k的值加1，并触发所述获取单 元； 所述第六计算单元，用于根据所述当前调节值u化）、所述机车牵引功率P2和所述预设输 出功率调节系数C，计算所述当前档位目标输出功率P3 = P2* ( 1-C ) +P2*C*U化）。9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调整模块包括:计算判断单元、第一调 整单元和第二调整单元； 所述计算判断单元，用于计算并判断所述机车当前功率P4和所述当前档位目标输出功 率P3的差值是否小于0;若是，触发所述第一调整单元;若否，触发所述第二调整单元； 所述第一调整单元，用于W所述柴油机调节功率P5为单位时间增长功率，调整所述机车 当前功率P4至所述当前档位目标输出功率P3 ; 所述第二调整单元，用于W所述柴油机调节功率P5为单位时间下降功率，调整所述机车 当前功率P4至所述当前档位目标输出功率P3。
【文档编号】F02D41/30GK106089464SQ201610677112
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月16日 公开号201610677112.X, CN 106089464 A, CN 106089464A, CN 201610677112, CN-A-106089464, CN106089464 A, CN106089464A, CN201610677112, CN201610677112.X
【发明人】鲍睿, 张东方, 李玮斌, 郜永涛, 吴柏华, 刘晨勇, 代宏泽
【申请人】株洲中车时代电气股份有限公司