一种高动态智能油门控制方法

技术领域

本发明涉及发动机控制领域，具体是一种高动态智能油门控制方法。

背景技术

发动机油门开度控制是工程机械匹配负载、控制转速、提升功率利用率和作业效率、降低油耗、保证机械正常作业等重要的内容和保障。油门开度控制的精度和可靠性是油门开度控制的主要研究对象，随着作业复杂度的提升，油门开度控制的动态性能和智能性也越发重要。

当前，常见的油门开度控制机构主要有电阻-电压式、电磁式。电阻-电压式通过油门踏板的转动带动滑动变阻器的移动，进而引起线性的阻止变化，通过读取响应的电压值来换算成油门踏板的转角。电磁式通过油门踏板的转动带动磁场中的金属片移动，进而造成两端电压的变化，最后把电压换算成油门的转角。因此从本质上来说，电阻-电压式和电磁式都是电压型控制机构，存在着固有的缺陷。对于电阻-电压式来说，当油门踏板大幅度、快速转动时，即油门开度控制处于高动态工况下，突变的电压变化会因为电路中阻抗和感抗组成的RC网络而造成信号畸变和延时，无法保证油门开度调整的准确性和实时性。对于电磁式来说，电磁传感器对于周围的电磁场敏感，突变的油门开度变化势必引起磁场的剧烈变化，由磁阻性可知，输出的电压也会引起一定的畸变和延时。因此，传统的电阻-电压式和电磁式油门开度控制机构都不能真正保证油门开度调整的高动态性和可靠性。另外，传统控制机构往往通过双路读取开度值，其本质是对同一数据测量两次，存在双路俱错的风险，可靠性上存在隐患。由于负载变化导致的发动机转速、转矩的变化，需要发动机实时地调整油门开度值，通过发动机曲线可以获得实时的最佳转矩匹配和燃油经济性工作点，此时的油门开度值设为目标值并通过步进电机进行旋转油门开度进行闭环控制。对于人工操作模式，目标油门开度值在操作过程中不易准确控制，因此有必要在多种工作模式中进行干预。

为了提高发动机油门开度控制的动态性和可靠性，需要引入高动态传感器和判断机制，提升油门控制的精度和鲁棒性。对于人工操作和自动控制的模式，都需要对目标油门开度进行相应的控制和干预，满足各种工况下控制的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高动态智能油门控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高动态智能油门控制方法，包括以下步骤：

MEMS陀螺仪高速读取油门开度值，油门双侧位置传感器验证、热备份；

判断油门开度是否为高动态响应，若是，则直接判定MEMS陀螺仪读取的油门开度值有效，并进入发动机油门开度调整步骤；若否，则判断MEMS陀螺仪读取的油门开度值是否有效，若有效，则进入发动机油门开度调整步骤。

进一步改进的是：所述判断MEMS陀螺仪读取的油门开度值是否有效，还包括：

读取MEMS陀螺仪的转角信息

分别读取电压式油门开度传感器的电压值，同时把电压值分别转换成开度

其中

进一步改进的是：在式(1)成立的基础上，若

进一步改进的是：所述发动机油门开度调整步骤，包括：

a)人工调整：当操作人员通过油门踏板进行油门调整，当油门开度到达目标油门开度值

b)自动调整：油门开度控制系统以目标油门开度值

进一步改进的是：所述油门控制机构对操作人员进行提醒可采用声、光、电方式进行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的高动态智能油门控制方法，通过引入MEMS陀螺仪并固化在油门踏板转轴上，解决传统电阻-电压式和电磁式油门开度控制机构无法完成高动态响应的问题。

2.本发明的高动态智能油门控制方法，通过在发动机踏板最大开度两侧各引入一个电压式油门开度测量传感器，解传统双路开度值本质上测量同一信号而可能引起双路均失效的问题，本发明中的双路电压式油门开度测量传感器分别测量不同油门踏板一侧的转角值，以此提高测量的可靠性。同时，解决MEMS测量可信性和当MEMS测量失效时的热备份问题。

3.本发明的高动态智能油门控制方法，解决人工油门开度控制下，油门控制达到目标值无法提醒和确认的问题，提高各种控制模式下的智能化程度。

附图说明

图1为新型油门开度测量下的油门踏板及传感器、测量值分布图；

图2为高动态智能油门控制方法的流程图；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1～2，本实施例，一种高动态智能油门控制方法，包括以下步骤：

1.MEMS陀螺仪高速读取油门开度值，油门双侧位置传感器验证、热备份。

a)把MEMS陀螺仪与油门转轴进行固连，电压式油门开度传感器固定在油门最大开度状况下的两侧，如图1所示。

b)读取MEMS陀螺仪的转角信息

c)分别读取电压式油门开度传感器的电压值，同时把电压值分别转换成开度

其中

d)当式(1)成立时，MEMS陀螺仪的转角信息

2.发动机根据负载

a)人工调整：当操作人员通过油门踏板进行油门调整，当油门开度到达目标油门开度值

b)自动调整：油门开度控制系统以目标油门开度值

本发明的高动态智能油门控制方法，通过引入MEMS陀螺仪并固化在油门踏板转轴上，解决传统电阻-电压式和电磁式油门开度控制机构无法完成高动态响应的问题，通过MEMS陀螺仪实时读取油门开度调整的数据，提高测量的动态性和精度。

本发明的高动态智能油门控制方法，通过在发动机踏板最大开度两侧各引入一个电压式油门开度测量传感器，解传统双路开度值本质上测量同一信号而可能引起双路均失效的问题，本发明中的双路电压式油门开度测量传感器分别测量不同油门踏板一侧的转角值，以此提高测量的可靠性。同时，解决MEMS测量可信性和当MEMS测量失效时的热备份问题。

本发明的高动态智能油门控制方法，其自动控制模式下对目标油门开度值进行闭环调整；人工控制模式下，在油门到达目标油门开度值时提供声、光、电提醒和确认功能。解决人工油门开度控制下，油门控制达到目标值无法提醒和确认的问题，提高各种控制模式下的智能化程度。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、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。