純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法
2023-06-08 00:12:06 2
純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法
【專利摘要】一種純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，包括以下步驟：純電動餐廚垃圾車處於上裝工作模式的情況下：在垃圾桶提升過程、垃圾桶下降過程、純電動餐廚垃圾車後車廂上蓋打開關閉、純電動餐廚垃圾車後車廂尾門打開關閉和純電動餐廚垃圾車後車廂內推板推出的過程中，上裝設備的動力源採用中轉速；在垃圾桶翻轉過程中，上裝設備的動力源採用低轉速；在所述後車廂內推板復位過程中，上裝設備的動力源採用高轉速。本發明區分不同上裝設備在不同運動狀態賦不同速度，防垃圾飛濺，且提高工作效率。
【專利說明】純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種調速控制方法，尤其是一種純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法。
【背景技術】
[0002]為了加快新能源汽車產業發展，推進節能減排，促進大氣汙染治理，國家持續開展新能源汽車推廣應用工作。其中的純電動專用車，以高壓動力電池作為唯一能源，靠電動機驅動車輛行駛，具備零排放、低噪音等優點，可在郵政、物流、環衛等領域廣泛使用，越來越受到國家和企業的重視。純電動專用車可分為無上裝設備(如物流車)和有上裝設備(如環衛車)兩大類，在有上裝設備的專用車中又分成要求上裝設備在車輛靜止時作業(如餐廚垃圾車)和要求在車輛行進間同時作業(如掃地車)兩類。對於要求靜止作業的純電動專用車，參照圖1，行駛模式下，驅動電機3的輸出扭矩經過離合器4、變速箱5、傳動軸8、主減速器差速器9、半軸10輸出到後車輪2，驅動車輛行駛；上裝工作模式下，考慮到開發、生產以及車輛後期維護等因素，當前多採用在變速箱5上安裝取力器6，從驅動電機3取力為上裝設備提供動力這種方式。這類純電動專用車只安裝有一臺驅動電機3，行駛狀態下驅動電機3負責驅動車輛行駛；需要上裝設備工作時，控制取力器6與變速箱5嚙合，從變速箱5取力，作為上裝設備的動力源。
[0003]純電動餐廚垃圾車在作業時(如裝卸垃圾、分離垃圾等)車輛需要靜止，此時變速箱5處於空擋位置,而取力器6齒輪與變速箱5齒輪哨合,驅動電機3輸出的扭矩通過離合器4、變速箱5傳遞給取力器6，驅動電機3與取力器6為剛性連接方式，取力器6的轉速與驅動電機3轉速成正比關係。常見的餐廚垃圾車上裝工作機構多使用液壓驅動方式，液壓系統的動力源一液壓泵7，與取力器6輸出端剛性連接，取力器6與液壓泵7轉速一致。在液壓系統安全壓力範圍下，液壓泵7轉速越高、液壓系統的壓力越高，上裝設備的動作速度越快，反之如果降低液壓泵7轉速、則液壓系統壓力降低，上裝設備的動作速度隨之變慢。綜上所述，驅動電機3轉速與液壓泵7轉速成正比，通過調整驅動電機3轉速快慢，就能實現液壓系統壓力的調節，從而加快或減慢上裝設備運動速度。在目前常見的取力器控制方法中，上裝設備工作時驅動電機3都是以恆定轉速運行。對於餐廚垃圾車，因為其上裝設備的功能特點，採用恆轉速控制已經不能滿足使用要求，例如垃圾桶被提升到車頂後會開始翻轉，將垃圾倒入後箱內，如果速度過快，則餐廚垃圾飛濺洩露，造成二次汙染，此時應減慢速度；又比如在垃圾回收處理廠，可以控制車輛後箱內的推板將垃圾推出車廂，推板推出和回位的速度如果可調，則既能避免垃圾過快推出引起灑漏，又能加快回位速度，提高車輛工作效率。
[0004]有鑑於此，特提出本發明。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種區分餐廚垃圾車不同上裝設備的不同運動狀態，使之以不同的速度工作，從而防止垃圾飛濺、垃圾過快推出引起灑漏造成的二次汙染還能提高車輛工作效率的純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用技術方案的基本構思是:
[0007]一種純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，包括以下步驟:純電動餐廚垃圾車處於上裝工作模式的情況下:在垃圾桶提升過程、垃圾桶下降過程、純電動餐廚垃圾車後車廂上蓋打開關閉、純電動餐廚垃圾車後車廂尾門打開關閉和純電動餐廚垃圾車後車廂內推板推出的過程中，上裝設備的動力源採用中轉速；在垃圾桶翻轉過程中，上裝設備的動力源採用低轉速；在所述後車廂內推板復位過程中，上裝設備的動力源採用高轉速。
[0008]當收到純電動餐廚垃圾車上裝工作模式啟動信號、車輛手剎拉啟信號、車輛變速箱空擋信號、車輛車速為零信號、車輛驅動電機實際扭矩為零信號以及車輛驅動電機實際轉速為零信號時判定純電動餐廚垃圾車處於上裝工作模式。
[0009]優選的，通過固定安裝在第一位置的第一行程開關的通斷判斷垃圾桶是否處於翻轉過程，所述第一位置為低於或等於垃圾桶起翻點的位置。
[0010]優選的，當垃圾桶運行到所述第一位置時，所述第一行程開關開始閉合，所述第一行程開關閉合的過程判定為所述垃圾桶處於翻轉過程，當所述第一行程開關斷開時，判定所述垃圾桶處於提升過程或下降過程。
[0011]優選的，通過安裝在純電動餐廚垃圾車後車廂內推板導軌的靠近所述後車廂尾門一端的第二行程開關的通斷判斷所述後車廂內推板是否位於復位過程。
[0012]優選的，所述後車廂內推板觸碰到所述第二行程開關時，第二行程開關閉合，第二行程開關閉合的過程判定為所述後車廂內推板處於復位過程。
[0013]當收到純電動餐廚垃圾車上裝工作模式關閉信號、車輛車速信號大於零和車輛手剎鬆開信號，或收到純電動餐廚垃圾車上裝工作模式關閉信號、車輛車速大於零信號和車輛變速箱離開空擋信號時關閉車輛驅動電機，在所述車輛驅動電機實際轉速和實際扭矩為零後控制取力器摘擋，純電動餐廚垃圾車進入行駛狀態。
[0014]車輛變速箱空擋信號由安裝在車輛變速箱上的擋位傳感器獲得，所述純電動餐廚垃圾車上裝工作模式由取力器開關狀態獲得，車輛手剎信號由整車控制器獲得，車輛車速信號由儀表獲得。
[0015]所述上裝設備的動力源為取力器或驅動電機。
[0016]本發明的有益效果為:本發明區分不同上裝設備的不同工作狀態，使之以不同的速度工作，從而防止垃圾飛濺、垃圾過快推出引起灑漏造成二次汙染，又能加快後車廂內推板的回位速度，提高車輛工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為純電動餐廚垃圾車的結構示意圖；
[0018]圖2是本發明的純電動餐廚垃圾車上裝設備的一種調速控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。[0020]參照圖2，本發明是一種純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，包括以下步驟:
[0021]在步驟S100、車輛(純電動餐廚垃圾車)處於行駛模式時執行步驟S101、判斷車輛處於上裝工作模式的條件是否成立，若成立，則執行步驟S102、取力器掛檔，而後執行S103、判斷取力器高轉速運行條件成立與否；若上裝工作模式的條件不成立，則進行相應操作，而後重複步驟SlOl ;在步驟S103取力器高速運轉條件成立時執行S104、取力器高轉速運行，否則執行S106、判斷取力器低轉速運行條件成立與否，若成立，則執行S106、取力器低轉速運行，否則執行S108、取力器按照中轉速運行；在對應的上裝設備工作完成後，執行S105、判斷車輛行駛模式條件成立與否，若成立，S109、取力器摘擋，車輛進入行駛模式，否則繼續進行步驟S103。
[0022]在垃圾桶提升過程、垃圾桶下降過程、純電動餐廚垃圾車後車廂上蓋打開關閉、純電動餐廚垃圾車後車廂尾門打開關閉和純電動餐廚垃圾車後車廂內推板推出的過程中，所述取力器採用中轉速；在垃圾桶翻轉過程中，所述取力器採用低轉速；在所述後車廂內推板復位過程中，所述取力器採用高轉速。
[0023]當收到純電動餐廚垃圾車上裝工作模式啟動信號、車輛手剎拉啟信號、車輛變速箱空擋信號、車輛車速為零信號、車輛驅動電機實際扭矩為零信號以及車輛驅動電機實際轉速為零信號時判定純電動餐廚垃圾車處於上裝工作模式。
[0024]當收到純電動餐廚垃圾車上裝工作模式關閉信號、車輛車速大於零信號和車輛手剎鬆開信號，或收到純電動餐廚垃圾車上裝工作模式關閉信號、車輛車速大於零信號和車輛變速箱離開空擋信號時關閉車輛驅動電機，在所述車輛驅動電機實際轉速和實際扭矩為零後控制取力器摘擋，純電動餐廚垃圾車進入行駛狀態。
[0025]優選的，通過固定安裝在第一位置的第一行程開關的通斷判斷垃圾桶是否處於翻轉過程，所述第一位置為低於或等於垃圾桶起翻點的位置。第一行程開關設置在低於起翻點位置是為了在達到起翻點之前能有減速緩衝，從而在垃圾桶達到起翻點時減到預定的速度，但如果機器設置的足夠精密，也可將第一行程開關設置在起翻點。
[0026]當垃圾桶運行到所述第一位置時，所述第一行程開關開始閉合，所述第一行程開關閉合的過程判定為所述垃圾桶處於翻轉過程(第一行程開關在垃圾桶翻轉過程中一直閉合)，當所述第一行程開關斷開時，判定所述垃圾桶處於提升過程或下降過程。
[0027]通過安裝在純電動餐廚垃圾車後車廂內推板導軌的靠近所述後車廂尾門一端的第二行程開關的通斷判斷所述後車廂內推板是否位於復位過程。
[0028]所述後車廂內推板觸碰到所述第二行程開關時，第二行程開關閉合，第二行程開關閉合的過程判定為所述後車廂內推板處於復位過程。
[0029]當然，對於確定垃圾桶的位置還可以採用其他的方式，不再贅述。
[0030]車輛變速箱空擋信號由安裝在車輛變速箱上的擋位傳感器獲得，所述純電動餐廚垃圾車上裝工作模式由取力器開關狀態獲得，手剎信號由整車控制器獲得，車輛車速信號由儀表獲得。
[0031]空擋傳感器安裝在車輛變速箱上，並通過硬線將空擋信號傳遞到整車控制器中；
[0032]取力器開關為翹板開關，有閉合和斷開兩種狀態，安裝在駕駛室內供駕駛員操作，過硬線連接至整車控制器；當希望上裝設備工作時，應使取力器開關為閉合狀態；當希望停止上裝設備運行時，應使取力器開關為斷開狀態；取力器開關信號通過硬線連接至整車控制器和取力器換擋機構；取力器狀態信號由整車控制器通過CAN總線發送到儀表，用於點亮儀表上的指示燈或報警；
[0033]儀表負責採集車速信號並通過CAN總線發送給整車控制器，同時接收整車控制器發送的取力器工作狀態信號；儀表與整車控制器之間使用CAN網絡進行通信；
[0034]電機控制器直接控制驅動電機，並與整車控制器通過CAN網絡進行通信；驅動電機具有轉速控制模式和扭矩控制模式；
[0035]上述的驅動電機模式控制信號、目標轉速信號與目標扭矩信號由整車控制器實時計算得出，並發送到電機控制器，驅動電機的開啟/關閉、工作模式、輸出轉速等直接受電機控制器控制。
[0036]本發明中的驅動電機具備兩種工作模式:轉速控制模式和扭矩控制模式。
[0037]兩種模式的區別為:「轉速控制模式」下，電機控制器只對整車控制器發出的轉速指令(即目標轉速)進行響應；對應的，在「扭矩控制模式」下，電機控制器只對整車控制器發出的扭矩指令(即目標扭矩)進行響應。
[0038]例:
[0039]轉速控制模式:VCU (整車控制器)只需發送給MCU (電機控制器)現在要求驅動電機以500rpm旋轉，500rpm就是目標轉速。MCU接到指令後，控制驅動電機輸出扭矩，但輸出扭矩的大小和負載大小有關，如果電機負載小，則達到相同實際轉速的驅動電機實際輸出扭矩小，如只要IONm就能維持500rpm，如果電機負載大，則需要較大的實際輸出扭矩才可達到同樣的實際轉速，如驅動電機實際輸出扭矩也許要提高到IOONm才能維持500rpm。也就是說實現VCU的目標轉速實際需要輸出多少扭矩，完全是MCU自己進行控制，因此VCU計算出的轉速即為目標轉速，而驅動電機此時真正達到的轉速為其實際轉速；
[0040]在轉速控制模式下，側重的是驅動電機實際轉速是否能和VCU預期的目標轉速一致。由於控制精度原因，是沒有能完全一致的，如VCU發出目標轉速為500rpm，實際轉速在500rpm附近小範圍波動(495rpm到505rpm),就認為滿足使用要求。
[0041]扭矩控制模式:VCU只需發送給MCU現在需要驅動電機輸出多少扭矩。例如，車輛行駛中，油門踏板被踩下了一半，VCU據此解析出駕駛員需要IOONm的扭矩。該IOONm就是目標扭矩，它會發送到MCU中，MCU接收到這個指令後，控制驅動電機輸出lOONm，而對於同樣的lOONm，同樣檔位(比如3擋)，如果是平路車速能到80km/h，電機轉速就在4000rpm，如果是上坡，IOONm只能讓車輛以40km/h速度行駛，對應的電機轉速也就變成了 2000rpm。VCU計算出的扭矩即為目標扭矩，而驅動電機此時真正具有的扭矩為其實際扭矩。
[0042]同樣需要明確:在扭矩控制模式下，驅動電機實際扭矩和VCU發出的目標扭矩還不能達到完全一致，還以VCU發出的IOONm的目標扭矩為例，驅動電機實際輸出扭矩是不可能完全等於IOONm的，總會有小的正負偏差(比如實際輸出扭矩在95Nm到105Nm之間)，在工程上如果不影響實際車輛的控制，這種誤差是允許的。
[0043]轉速模式下:只控制轉速，某一轉速可對應不同的扭矩；
[0044]扭矩模式下:只控制扭矩，某一扭矩可對應不同的轉速。
[0045]下面是一個純電動餐廚垃圾車具體完整的工作流程。
[0046]駕駛員駕駛車輛到達作業地點準備收集餐廚垃圾，車輛停穩後，車輛變速箱掛空擋，拉起手剎，閉合取力器開關，車輛進入上裝工作模式。取力器完成掛擋後，整車控制器控制驅動電機根據行程開關狀態選擇轉速。進入上裝工作模式後，因為第一行程開關和第二行程開關都處於斷開狀態，驅動電機先以默認轉速300rpm開始旋轉，駕駛員此時從駕駛室移到車輛外側面操作上裝設備的控制杆、控制按鈕等開始作業。駕駛員首先操作打開後車廂上蓋，提升垃圾桶。當垃圾桶被提升接近車頂時(第一位置處)，第一行程開關接通，整車控制器判斷需使用低轉速，命令驅動電機以IOOrpm運行，垃圾桶降低翻轉速度將垃圾倒入車後廂內，避免快速翻轉引起的垃圾飛濺，隨後垃圾筒翻轉為垂直，緩慢下降，當下降一段距離後(下降到第一位置)，第一行程開關再次斷開，整車控制器判定驅動電機恢復300rpm，垃圾桶加速下降至初始位置，將垃圾桶摘下後，關閉後車廂上蓋，完成一次垃圾回收流程。駕駛員斷開取力器開關，取力器摘擋，恢復到行駛模式。
[0047]垃圾回收完成後，車輛駛回餐廚垃圾回收廠，待車輛停穩、駕駛員掛回空擋、拉起手剎、閉合取力器開關，車輛進入上裝工作模式。驅動電機以默認300rpm旋轉，駕駛員控制打開車後廂尾門，控制車後箱內推板將車廂內的垃圾向外推出。在車後箱內推板復位過程中，第二行程開關被接通，整車控制器命令驅動電機提高轉速以SOOrpm旋轉，推板加速回到初始位置。
[0048]本發明區分不同的上裝設備在不同運行位置或運行狀態下的工作狀態，使之以不同的速度工作，從而防止垃圾飛濺、垃圾過快推出引起灑漏造成二次汙染，又能加快後車廂內推板的回位速度，提高車輛工作效率、
[0049]本發明上述實施例均以取力器作為上裝設備的動力源限定其轉速，事實上，還可以以驅動電機作為上裝設備的動力源進行轉速控制。
[0050]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，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】
1.一種純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，其特徵在於，包括以下步驟:純電動餐廚垃圾車處於上裝工作模式的情況下:在垃圾桶提升過程、垃圾桶下降過程、純電動餐廚垃圾車後車廂上蓋打開關閉、純電動餐廚垃圾車後車廂尾門打開關閉和純電動餐廚垃圾車後車廂內推板推出的過程中，上裝設備的動力源採用中轉速；在垃圾桶翻轉過程中，上裝設備的動力源採用低轉速；在所述後車廂內推板復位過程中，上裝設備的動力源採用高轉速。
2.根據權利要求1所述的純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，其特徵在於，當收到純電動餐廚垃圾車上裝工作模式啟動信號、車輛手剎拉啟信號、車輛變速箱空擋信號、車輛車速為零信號、車輛驅動電機實際扭矩為零信號以及車輛驅動電機實際轉速為零信號時判定純電動餐廚垃圾車處於上裝工作模式。
3.根據權利要求1所述的純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，其特徵在於，通過固定安裝在第一位置的第一行程開關的通斷判斷垃圾桶是否處於翻轉過程，所述第一位置為低於或等於垃圾桶起翻點的位置。
4.根據權利要求3所述的純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，其特徵在於，當垃圾桶運行到所述第一位置時，所述第一行程開關開始閉合，所述第一行程開關閉合的過程判定為所述垃圾桶處於翻轉過程，當所述第一行程開關斷開時，判定所述垃圾桶處於提升過程或下降過程。
5.根據權利要求1所述的純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，其特徵在於，通過安裝在純電動餐廚垃圾車後車廂內推板導軌的靠近所述後車廂尾門一端的第二行程開關的通斷判斷所述後車廂內推板是否位於復位過程。
6.根據權利要求5所述的純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，其特徵在於，所述後車廂內推板觸碰到所述第二行程開關時，第二行程開關閉合，第二行程開關閉合的過程判定為所述後車廂內推板處於復位過程。
7.根據權利要求1所述的純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，其特徵在於，當收到純電動餐廚垃圾車上裝工作模式關閉信號、車輛車速信號大於零和車輛手剎鬆開信號，或收到純電動餐廚垃圾車上裝工作模式關閉信號、車輛車速大於零信號和車輛變速箱離開空擋信號時關閉車輛驅動電機，在所述車輛驅動電機實際轉速和實際扭矩為零後控制取力器摘擋，純電動餐廚垃圾車進入行駛狀態。
8.根據權利要求2或7所述的純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，其特徵在於，車輛變速箱空擋信號由安裝在車輛變速箱上的擋位傳感器獲得，所述純電動餐廚垃圾車上裝工作模式由取力器開關狀態獲得，車輛手剎信號由整車控制器獲得，車輛車速信號由儀表獲得。
9.根據權利要求1-7中任一項所述的純電動餐廚垃圾車上裝設備三級調速控制方法，其特徵在於，所述上裝設備的動力源為取力器或驅動電機。
【文檔編號】B65F3/28GK103922058SQ201410085205
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】趙辛蒙, 張君鴻, 姜煒, 王帥宇 申請人:北京智行鴻遠汽車技術有限公司