柴油機油門位置檢測方法及檢測裝置的製作方法
2023-04-30 15:38:01
專利名稱：柴油機油門位置檢測方法及檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及燃油發動機的控制領域，具體來說是柴油機油門位置檢測方法 及檢測裝置。
背景技術：
在以柴油機為動力源的工程設備上，為提高設備的工作性能和工作效率， 需要對柴油機轉速進行控制，以實現對其轉速的自動調節。在非電子調速的柴
油機轉速調節的實現過程中轉速控制單元通過檢測柴油機實際轉速和目標轉 速對油門執行機構中的步進電機進行控制；步進電機的輸出軸經機械傳動機構 後，通過鋼絲繩與油門調速拉杆連接；由此，通過調節油門開度，來實現對柴 油機轉速的控制。
眾所周知，柴油機轉速的大小與油門開度直接相關。為了檢測柴油機轉速 的控制效果，有必要對柴油機油門的位置進行檢測。在上述柴油機轉速控制系 統中，油門位置的檢測方法是通過角度傳感器檢測步進電機轉過的角度來確 定油門開度的大小；該角度傳感器實質上是一具有較高精度的旋轉電位計，經 過標定後其輸出的電壓信號與實際的油門開度大小成線性關係；由於存在這種 對應關係，可方便地確定油門的位置。
問題在於，經長時間使用後，旋轉電位計的電阻值將在磨損、使用環境等 因素影響下發生變化；這使得旋轉電位計輸出信號與油門開度間的線性關係發 生變化，從而對檢測到的油門開度信號產生影響，需要進行重新標定。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種柴油機油門位置檢測方法，可提高油門開度檢 測精度，並減少標定次數。在此基礎上，本發明還提供一種柴油機油門位置檢 測裝置。為解決以上技術問題，本發明提供的柴油機油門位置檢測方法，其技術方
案是獲取鋼絲繩當前拉力，並從預先保存的數據列表中，獲取與鋼絲繩當前 拉力對應的油門開度數據；所述數據列表為經標定後的鋼絲繩所受拉力與油門 開度之間的對應數據。
優選地，釆用插值方法獲取與鋼絲繩當前拉力對應的油門開度數據。
優選地，採用下述標定方法
將油門開度由最小調節到最大，取中間過程中的多個點記錄鋼絲繩所受拉 力與油門開度大小的對應數值；
反向將油門開度由最大調節至最小，記錄前次記錄中相應點的鋼絲繩所受 拉力與油門開度大小的對應數值；
對前、後兩次記錄數值進行處理，得到標定後的鋼絲繩所受拉力與油門開 度之間的對應數據。
優選地，檢測多組數據來標定鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的對應數據。
優選地，根據鋼絲繩當前拉力對應的油門開度數據，輸出油門位置檢測信號。
本發明提供的柴油機油門位置檢測裝置，包括
拉力傳感器，安裝在連接步進電機的傳動機構和油門調速拉杆的鋼絲繩
上，用於檢測並輸出鋼絲繩所受拉力信號；
信號接收器，用於接收所述鋼絲繩所受拉力信號，獲取鋼絲繩當前拉力值； 存儲器，用於存儲標定後的鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的數據列表； 處理器，用於根據所述鋼絲繩當前拉力值，從所述數據列表中獲取與所述
鋼絲繩當前拉力值對應的油門開度值。
優選地，還包括信號產生器，用於根據所述油門開度值，輸出油門位置檢
測信號。
5優選地，所述信號接收器、處理器、信號產生器及存儲器集成在一控制器中。
與現有技術相比，本發明通過獲取連接步進電機傳動機構和油門調速拉杆 的鋼絲繩所受拉力來確定油門位置，可提高油門開度檢測精度，並減少標定次
數，這是因為
鋼絲繩所受拉力與實際油門開度大小之間存在——對應關係，將鋼絲繩所 受拉力與油門開度標定後並存入一數據列表後，只要檢測出鋼絲繩所受拉力， 就可以從該列表中獲取油門開度大小；鋼絲繩所受拉力容易測量，且受測量器 件磨損、環境因素影響較小，使得鋼絲繩所受拉力與油門開度之間保持嚴格的 對應關係，有利於提高油門開度檢測精度，減少標定次數；由此，避免原有旋 轉電位計因電阻磨損等原因引起檢測不穩定和標定過多的問題。
圖l是本發明柴油機油門位置^f全測方法的流程圖； 圖2是本發明柴油機油門位置檢測裝置的示意圖。
具體實施例方式
本發明的基本構思是，通過獲取連接步進電機傳動機構和油門調速拉杆的 鋼絲繩所受拉力來確定油門位置。 下面結合附圖與實施例具體說明。
請參見圖1,該圖是本發明柴油機油門位置檢測方法的流程圖。該檢測方 法，包括以下步驟
S101、標定連接步進電機傳動機構和油門調速拉杆的鋼絲繩所受拉力與油 門開度之間的關係。
鋼絲繩所受拉力與油門開度之間存在——對應的關係，關鍵在於確定該對 應關係，但兩者之間的解析函數形式難以獲得，故多採用數值方法確定。為此， 需要通過多次試驗、檢測後，標定兩者之間的對應關係，具體可採取以下方法先將油門開度由最小調節到最大，取中間過程中的多個點記錄鋼絲繩所受
拉力與油門開度大小的對應數值；再反向將油門開度由最大調節至最小，記錄 前次記錄中相應點的對應數值；然後，對前、後兩次數據進行處理，得到鋼絲 繩所受拉力與油門開度二者之間的標定數據。
實際中，可^r測多組數據作為標定鋼絲繩所受拉力與油門開度二者關係的 依據，以便進一步提高標定精度，提高置信度。
5102、 將標定後的鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的對應數據存入一數據 列表。
將前述標定後的鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的對應數據存入一數據 列表，以便進行油門位置檢測。實際使用中，獲取鋼絲繩拉力，就可經進一步 計算後得到油門開度大小的具體值。
5103、 獲取鋼絲繩當前拉力。
通過測量鋼絲繩當前拉力，就可通過數值計算方法獲得當前油門開度的大 小數據， 一般而言，採用高精度拉力傳感器可準確測得鋼絲繩當前拉力。
5104、 從所述數據列表中，獲取與鋼絲繩當前拉力對應的油門開度數據。 具體採用插值方法獲取與鋼絲繩當前拉力對應的油門開度數據如直接搜
索到所述鋼絲繩當前拉力對應的油門開度數據，輸出該油門開度數據；否則， 選取合適的插值方法(如拉格朗日插值、牛頓插值、含密爾頓插值、分^a多項 式插值及樣條插值等)，從所述數據列表中插值獲得油門開度數據。
優選地，根據油門開度數據，輸出油門位置檢測信號，以便進一步進行控制。
5105、 判斷是否繼續檢測油門位置， 若是，返回步驟S103;
若否，進入步驟S106。
5106、 結束油門位置^r測。本實施例中，通過獲取連接步進電機傳動機構和油門調速拉杆的鋼絲繩所 受拉力來確定油門位置，可提高油門開度檢測精度，並減少標定次數，這是因
為
鋼絲繩所受拉力與實際油門開度大小之間存在——對應關係，將鋼絲繩所 受拉力與油門開度標定後並存入一數據列表後，只要斥會測出鋼絲繩所受拉力， 就可以從該列表中獲取油門開度大小；鋼絲繩所受拉力容易測量，且受測量器 件磨損、環境因素影響較小，使得鋼絲繩所受拉力與油門開度之間保持嚴格的 對應關係，有利於提高油門開度檢測精度，減少標定次數；由此，避免原有旋 轉電位計因電阻磨損等原因引起檢測不穩定和標定過多的問題。
在上述柴油機油門位置檢測方法的基礎上，以下對本發明柴油機油門位置 衝全測裝置進行說明。
請參見圖2，該圖是本發明柴油機油門位置檢測裝置的示意圖。如圖2所 示，步進電機1與將步進電機圓周運動轉換成直線運動的傳動機構2連接，再 通過軟鋼絲繩3與油門調速拉杆(圖未示)相連接，該檢測裝置包括
拉力傳感器4，安裝在連接步進電機1的傳動機構2和油門調速拉杆的鋼 絲繩3上，用於檢測並輸出鋼絲繩所受拉力信號；
信號接收器5，用於接收所述鋼絲繩所受拉力信號，獲取鋼絲繩當前拉力
值；
存儲器8，用於存儲標定後的鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的數據列
表；
處理器6，用於根據所述鋼絲繩當前拉力值，從所述數據列表中獲取與所
述鋼絲繩當前拉力值對應的油門開度值；
信號產生器7，根據所述油門開度值，輸出油門位置檢測信號。
優選地，信號接收器5、處理器6、信號產生器7及存儲器8集成在控制
器9中，以充分利用現有控制器，以便減少投資。上述檢測裝置中，在連接步進電機1的傳動機構2和油門調速拉杆的鋼絲
繩3上安裝拉力傳感器4,從而替換原安裝在步進電機1轉軸上的旋轉電位計， 實現油門位置4企測，具體而言
初次安裝後，對拉力傳感器4的輸出值與實際油門開度大小間的關係進行 標定；標定後，將有關數據存入鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的數據列表； 根據獲取的鋼絲繩當前拉力值，從所述數據列表中獲取與所述鋼絲繩當前拉力 值對應的油門開度值後，就可輸出油門位置檢測信號。
拉力傳感器4測力方便，且受測量器件磨損、環境因素影響較小，可使得 鋼絲繩所受拉力與油門開度之間保持嚴格的對應關係。這有利於提高油門開度 檢測精度，減少標定次數，從而避免原有旋轉電位計因電阻磨損等原因引起檢 測不穩定和標定過多的問題。
在實際使用中，控制系統獲得該油門位置檢測信號後，通過控制步進電機 驅動器使步進電機1轉過相應的角度，對步進電機1進行轉速調節；在經傳動 機構2、鋼絲繩3及與油門調速拉杆後，最終實現柴油機轉速調節。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施方式 不應視為對本發明的限制，本發明的保護範圍應當以權利要求所限定的範圍為 準。對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的精神和範圍內， 還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種柴油機油門位置檢測方法，其特徵在於，獲取鋼絲繩當前拉力，並從預先保存的數據列表中，獲取與鋼絲繩當前拉力對應的油門開度數據；所述數據列表為經標定後的鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的對應數據。
2、 如權利要求1所述的柴油機油門位置檢測方法，其特徵在於，採用插 值方法獲取與鋼絲繩當前拉力對應的油門開度數據。
3、 如權利要求1所述的柴油機油門位置檢測方法，其特徵在於，採用下 述標定方法將油門開度由最小調節到最大，取中間過程中的多個點記錄鋼絲繩所受 拉力與油門開度大小的對應數值；反向將油門開度由最大調節至最小，記錄前次記錄中相應點的鋼絲繩所 受拉力與油門開度大小的對應數值；對前、後兩次記錄數值進行處理，得到標定後的鋼絲繩所受拉力與油門 開度之間的對應數據。
4、 如權利要求3所述的柴油機油門位置檢測方法，其特徵在於，檢測多 組數據來標定鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的對應數據。
5、 如權利要求l-4任一項所述的柴油機油門位置檢測方法，其特徵在於， 根據鋼絲繩當前拉力對應的油門開度數據，輸出油門位置檢測信號。
6、 一種柴油機油門位置檢測裝置，其特徵在於，包括 拉力傳感器，安裝在連接步進電機的傳動機構和油門調速拉杆的鋼絲繩上，用於檢測並輸出鋼絲繩所受拉力信號；信號接收器，用於接收所述鋼絲繩所受拉力信號，獲取鋼絲繩當前拉力值；存儲器，用於存儲標定後的鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的數據列表; 處理器，用於根據所述鋼絲繩當前拉力值，從所述數據列表中獲取與所述鋼絲繩當前拉力值對應的油門開度值。
7、 如權利要求6所述的柴油機油門位置檢測裝置，其特徵在於，還包括 信號產生器，用於根據所述油門開度值，輸出油門位置檢測信號。
8、 如權利要求7所述的柴油機油門位置檢測裝置，其特徵在於，所述信 號接收器、處理器、信號產生器及存儲器集成在一控制器中。
全文摘要
本發明公開一種柴油機油門位置檢測方法，獲取鋼絲繩當前拉力，並從預先保存的數據列表中，獲取與鋼絲繩當前拉力對應的油門開度數據；所述數據列表為經標定後的鋼絲繩所受拉力與油門開度之間的對應數據。鋼絲繩所受拉力容易測量，且受測量器件磨損、環境因素影響較小，使得鋼絲繩所受拉力與油門開度之間保持嚴格的對應關係，有利於提高油門開度檢測精度，減少標定次數。在此基礎上，本發明還公開一種柴油機油門位置檢測裝置。
文檔編號G01B21/00GK101429894SQ200810184058
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月15日 優先權日2008年12月15日
發明者翔 周, 周繼輝, 姚明明 申請人:三一重工股份有限公司