機動車輛取力時工況參數的控制方法和裝置製造方法

2023-06-03 01:48:31 5

機動車輛取力時工況參數的控制方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種機動車輛取力時工況參數的控制方法和裝置，所述工況參數包括動力輸出裝置的轉速和變速箱檔位，所述控制方法通過比較所述動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率，以得到動力輸出裝置的最大效率以及所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速和變速箱檔位；然後向變速箱發送所述最大效率對應的變速箱檔位，以使所述變速箱將檔位換到所述最大效率對應的變速箱檔位上；向動力輸出裝置發送所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速，以使動力輸出裝置按照所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速運行。通過這種控制方法能夠使動力總成系統工作在經濟高效區，有利於提高動力總成系統的效率。
【專利說明】機動車輛取力時工況參數的控制方法和裝置

【技術領域】
[0001] 本發明涉及機動車取力的控制領域，尤其涉及一種機動車輛取力時工況參數的控 制方法和裝置。

【背景技術】
[0002] 為了滿足生產和人們生活的需求，現在很多機動車輛上（例如，環衛垃圾車、吊車 或罐車等等）都設置有額外動力輸出（PTO, power take off)功能。利用該ΡΤ0功能進行 取力。
[0003] 目前，機動車在利用ΡΤ0功能進行取力時，動力總成系統的的工況參數是恆定不 變的。這裡所述的動力總成系統的工況參數一般包括動力輸出裝置的轉速、扭矩和變速箱 檔位。然而，動力總成系統可以通過不同的工況參數實現輸出相同的功率。不同工況參數 對應不同的效率。現有技術中，機動車輛取力時的工況參數是恆定不變的，不對工況參數進 行調整，這種方式不能保證動力總成系統不能始終工作在經濟高效區，不利於提高動力總 成系統的效率。


【發明內容】

[0004] 有鑑於此，本發明提供了一種機動車輛取力時工況參數的控制方法和裝置，其能 夠實現對機動車輛取力時的工況參數的優化，從而提高動力總成系統的效率。
[0005] 為了達到上述發明目的，本發明採用了如下技術方案：
[0006] -種機動車輛取力時工況參數的控制方法，所述工況參數包括動力輸出裝置的轉 速和變速箱檔位，包括：
[0007] 獲取變速箱輸入軸預設轉速和取力器輸出軸的扭矩；其中，所述變速箱的輸入軸 預設轉速是變速箱在預設檔位下的輸入軸轉速；
[0008] 根據所述輸入軸預設轉速和變速箱在所述預設檔位下的傳動比，計算變速箱輸出 軸轉速；
[0009] 根據所述輸出軸轉速和變速箱各個檔位的傳動比計算動力輸出裝置在各個變速 箱檔位下對應的需求轉速，根據所述取力器輸出軸的扭矩和變速箱各個檔位的傳動比計算 動力輸出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求扭矩；
[0010] 根據動力輸出裝置在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，分別獲 取動力輸出裝置的各個需求轉速和需求扭矩對應的效率；
[0011] 比較所述動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率，以得到動力 輸出裝置的最大效率以及所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速和變速箱檔位；
[0012] 向變速箱發送所述最大效率對應的變速箱檔位，以使所述變速箱將檔位換到所述 最大效率對應的變速箱檔位上；向動力輸出裝置發送所述最大效率對應的動力輸出裝置的 轉速，以使動力輸出裝置按照所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速運行。
[0013] 優選地,所述動力輸出裝置為發動機，發動機的效率用發動機油耗表示，輸出相同 功率時，發動機油耗越低，效率越高；
[0014] 所述根據動力輸出裝置在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，分 別獲取動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率，具體為：
[0015] 根據發動機在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，查找發動機萬 有特性曲線；
[0016] 根據所述發動機萬有特性曲線分別獲取所述發動機的各個不同變速箱檔位下的 發動機油耗。
[0017] 優選地，所述動力輸出裝置為電動機，所述根據動力輸出裝置在各個不同變速箱 檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，分別獲取動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭 矩對應的效率，具體為：
[0018] 根據電動機在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，查找電動機效 率曲線；
[0019] 根據所述電動機效率曲線分別獲取電動機在各個不同變速箱檔位下的電動機效 率。
[0020] 優選地，所述機動車輛為混合動力車輛，所述獲取變速箱的輸入軸預設轉速和取 力器輸出軸的扭矩之前，還包括：
[0021] 選擇取力時採用的動力模式。
[0022] 優選地，所述選擇取力時採用的動力模式，具體包括：
[0023] 判斷S0C值是否大於預設值，如果是，選擇純電動模式作為取力時採用的動力模 式。
[0024] 優選地，所述判斷S0C值是否大於預設值，還包括：如果否，選擇混動模式作為取 力時採用的動力模式。
[0025] 優選地，在所述根據所述取力器輸出軸的扭矩和變速箱各個檔位的傳動比計算動 力輸出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求扭矩之後，還包括：
[0026] 判斷每個變速箱檔位下的需求扭矩是否大於該檔位下的需求轉速對應的最佳扭 矩，如果是，控制發動機在該需求轉速下需要輸出的扭矩為所述最佳扭矩，控制電動機需要 輸出的扭矩為需求扭矩與最佳扭矩之差；
[0027] 根據發動機在各個變速箱檔位下對應的需求轉速和需要輸出的扭矩，分別獲取發 動機在各個需求轉速和需要輸出的扭矩對應的效率；
[0028] 比較發動機在各個需求轉速和需要輸出的扭矩對應的效率，以從所述發動機在各 個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率以及所述發動機在各個需求轉速和需要輸出的扭 矩對應的效率中挑選出最大效率對應的發動機的轉速和變速箱檔位。
[0029] 優選地，所述判斷每個變速箱檔位下的需求扭矩是否大於該檔位下的需求轉速對 應的最佳扭矩，還包括：
[0030] 如果否，判斷每個變速箱檔位下的需求轉速對應的最佳扭矩是否大於需求扭矩和 動力電池充電時所需的最大扭矩之和，如果是，控制發動機在該需求轉速下需要輸出的扭 矩為需求扭矩加動力電池充電時所需的最大扭矩之和，如果否，控制發動機在需求轉速下 需要輸出的扭矩為所述最佳扭矩，其中，所述需要輸出的扭矩一部分用於提供需求扭矩，剩 餘的另一部分用於給電動機發電。
[0031] 一種機動車輛取力時工況參數的控制裝置，所述工況參數包括動力輸出裝置的轉 速和變速箱檔位，所述控制裝置包括：
[0032] 第一獲取單元，用於獲取變速箱輸入軸預設轉速和取力器輸出軸的扭矩；其中，所 述變速箱的輸入軸預設轉速是變速箱在預設檔位下的輸入軸轉速；
[0033] 第一計算單元，用於根據所述輸入軸預設轉速和變速箱在所述預設檔位下的傳動 t匕，計算變速箱輸出軸轉速；
[0034] 第二計算單元，用於根據所述輸出軸轉速和變速箱各個檔位的傳動比計算動力輸 出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求轉速，根據所述取力器輸出軸的扭矩和變速箱各個 檔位的傳動比計算動力輸出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求扭矩；
[0035] 第二獲取單元，用於根據動力輸出裝置在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速 和需求扭矩，分別獲取動力輸出裝置的各個需求轉速和需求扭矩對應的效率；
[0036] 第一比較單元，用於比較所述動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應 的效率，以得到動力輸出裝置的最大效率以及所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速和 變速箱檔位；
[0037] 發送單元，用於向變速箱發送所述最大效率對應的變速箱檔位，以使所述變速箱 將檔位換到所述最大效率對應的變速箱檔位上；向動力輸出裝置發送所述最大效率對應的 動力輸出裝置的轉速，以使動力輸出裝置按照所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速運 行。
[0038] 優選地，所述機動車輛為混合動力車輛，所述控制裝置還包括：
[0039] 選擇單元，用於在所述第一獲取單元獲取變速箱的輸入軸預設轉速和取力器輸出 軸的扭矩之前，選擇取力時採用的動力模式。
[0040] 優選地，所述選擇單元具體包括：
[0041] 判斷子單元，用於判斷S0C值是否大於預設值，如果是，選擇純電動模式作為取力 時採用的動力模式，如果否，選擇混動模式作為取力時採用的動力模式。
[0042] 優選地，還包括：
[0043] 第一判斷單元，用於判斷每個變速箱檔位下的需求扭矩是否大於該檔位下的需求 轉速對應的最佳扭矩，如果是，控制發動機在該需求轉速下需要輸出的扭矩為所述最佳扭 矩，控制電動機需要輸出的扭矩為需求扭矩與最佳扭矩之差；
[0044] 第三獲取單元，用於根據發動機在各個變速箱檔位下對應的需求轉速和需要輸出 的扭矩，分別獲取發動機在各個需求轉速和需要輸出的扭矩對應的效率；
[0045] 第二比較單元，用於比較發動機在各個需求轉速和需要輸出的扭矩對應的效率， 以從所述發動機在各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率以及所述發動機在各個需求 轉速和需要輸出的扭矩對應的效率中挑選出最大效率對應的發動機的轉速和變速箱檔位。
[0046] 優選地，所述控制裝置還包括：
[0047] 第二判斷單元，用於在接收到所述第一判斷單元為否的判斷結果後，判斷判斷每 個變速箱檔位下的需求轉速對應的最佳扭矩是否大於需求扭矩和動力電池充電時所需的 最大扭矩之和，如果是，控制發動機在該需求轉速下需要輸出的扭矩為需求扭矩加動力電 池充電時所需的最大扭矩之和，如果否，控制發動機在需求轉速下需要輸出的扭矩為所述 最佳扭矩，其中，所述需要輸出的扭矩一部分用於提供需求扭矩，剩餘的另一部分用於給電 動機發電。
[0048] 相較於現有技術，本發明具有以下有益效果：
[0049] 本發明提供的機動車輛取力時工況參數的控制方法，主要是針對動力輸出裝置的 轉速和變速箱檔位的控制。由於在當變速箱處於不同檔位時，取力器取力時所需的功率相 同。本發明通過比較不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩對應的動力輸出裝置的 效率，將效率最大的動力輸出裝置的需求轉速和變速箱檔位作為取力時的轉速和變速箱檔 位。採用動力輸出裝置效率最大的轉速和檔位作為取力時的轉速和檔位，能夠保證動力總 成系統在取力時的效率最高，通過這種方法確定出的取力時工況參數能夠保證動力總成系 統工作在經濟高效區，有利於動力總成系統效率的提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050] 為了更加清楚地理解本發明的技術方案，下面對描述本發明的【具體實施方式】時用 到的附圖進行簡要說明。顯而易見地，這些附圖僅是本發明的部分附圖，本領域普通技術人 員在不付出創造性勞動的前提下，還可以獲得其他的附圖。
[0051] 圖1是機動車輛的動力總成系統結構圖；
[0052] 圖2是機動車輛取力時AMT變速箱的動力傳輸路線圖；
[0053] 圖3是本發明實施例一提供的機動車輛取力時工況參數的控制方法流程示意圖；
[0054] 圖4是發動力萬有特性曲線圖；
[0055] 圖5是電動機效率曲線圖；
[0056] 圖6是本發明實施例二提供的機動車輛取力時工況參數的控制方法流程示意圖；
[0057] 圖7是發動機工作的最佳效率曲線圖；
[0058] 圖8是本發明實施例三提供的機動車輛取力時工況參數的控制裝置示意圖。

【具體實施方式】
[0059] 下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0060] 為了清楚地理解本發明的【具體實施方式】，在描述本發明的【具體實施方式】之前，首 先對幾個技術術語進行解釋和說明。
[0061] 動力總成：英文名稱為powertrain,或者powerplant，指的是車輛上產生動力，並 將動力傳遞到輪胎的一系列零部件組件。
[0062] PT0:power take off,額外動力輸出，是一種控制發動機或電機以恆定速度運行 的功能，並且發動機或電機的轉速不隨負荷的變化而變化。在一些構造中，可在車輛行駛中 對ΡΤ0附件提供動力，本發明實施例中，針對在車輛靜止狀態下對ΡΤ0附件提供動力。
[0063] S0C:state of charge，電池荷電狀態，是電池一定放電倍率下，剩餘電量與相同 條件下額定容量的比值，反應電池容量的變化。
[0064] 另外，本發明實施例所述的機動車輛的變速箱優選為電控機械式自動變速箱AMT。 該AMT是在傳統的手動齒輪式變速器基礎上改進而來的；它是揉合了 AT (自動）和MT (手 動）兩者的優點的機電液一體化自動變速器；AMT既具有液力自動變速器自動變速的優點， 又保留了原手動變速器齒輪傳動的效率高、成本低、結構簡單、易製造的長處。
[0065] 實施例一
[0066] 首先介紹機動車輛的動力總成系統結構圖。如圖1所示，該動力總成系統包括動 力輸出裝置01、自動離合器〇2、AMT變速箱03以及車橋和車輪04,其中在AMT變速箱03上 連接有一取力器05,取力器05通過其上的液壓系統實現取力。當機動車輛為傳統車輛時， 所述動力輸出裝置01為發動機，當機動車輛為電動車時，動力輸出裝置01為電動機，當機 動車輛為混合動力車輛時，動力輸出裝置為並聯的發動機和電動機。
[0067] 當機動車輛為正常行駛時，其動力傳輸路徑為：動力輸出裝置-AMT變速箱-傳動 軸-車橋-車輪。
[0068] 當機動車輛為停車取力時，其動力傳輸路徑為：動力輸出裝置-AMT變速箱-取力 器-液壓系統。
[0069] 當機動車輛進行停車取力時，AMT變速箱的動力傳輸路線圖如圖2所示。具體地， 當進行ΡΤ0取力時，變速箱副箱掛空檔，變速箱主箱掛預設檔位，這樣動力經由動力輸出裝 置、AMT變速箱、取力器傳輸至液壓系統，然後驅動相關機構工作。
[0070] 下面結合圖3介紹本發明實施例一中的機動車輛取力時工況參數的控制方法。圖 3是本發明實施例一中的機動車輛取力時工況參數的控制方法的流程示意圖。如圖3所示， 所述控制方法包括以下步驟：
[0071] S31、獲取變速箱輸入軸預設轉速和取力器輸出軸的扭矩：
[0072] 具體地，按下ΡΤ0開關，動力輸出裝置開始以預設轉速運行，將AMT換擋手柄撥至 自動擋擋位模式下，AMT開始自動掛初始預設擋位，掛檔完成後擋位更新為預設擋位，動力 輸出裝置開始輸出動力（如為發動機模式或混動模式則擋位更新後，發動機以預設轉速運 行，離合器閉合後輸出動力，取力器開始工作。
[0073] AMT變速箱掛到預設檔位上，就能夠按照預設轉速運作。需要指出的是，本發明實 施例所述的預設的初始檔位是發明人經過多次實驗測試出來的檔位，在動力輸出終端沒有 負載時在該檔位上運行，消耗的能量最小。
[0074] 需要說明的是，為了檢測連接到取力器上的液壓系統的載荷，在取力器輸出軸上 安裝有扭矩傳感器，其能夠檢測取力器上輸出軸上的扭矩，也就是說，扭矩傳感器能夠檢測 液壓系統的載荷。
[0075] 機動車輛取力時工況參數控制裝置（以下簡稱控制裝置）與AMT變速箱、扭矩傳 感器進行信號通信，獲取AMT變速箱掛到預設檔位時輸入軸預設轉速信號，以及獲取扭矩 傳感器檢測到的取力器輸出軸的扭矩信號。
[0076] S32、根據所述輸入軸預設轉速和變速箱在所述預設檔位下的傳動比，計算變速箱 輸出軸轉速：
[0077] 變速箱在不同檔位下對應不同的傳動比，變速箱輸出軸轉速=變速箱輸入軸轉速 /傳動比，所以，根據變速箱輸入軸預設轉速和變速箱在所述預設檔位下的傳動比，能夠計 算出變速箱輸出軸轉速。
[0078] 舉例說明，假定預設檔位為1檔，該檔位下對應的傳動比為2,步驟S31中獲取的變 速箱輸入軸轉速為1500rpm，則變速箱輸出軸轉速=1500/2 = 750rpm。
[0079] 另外，取力器所需的功率=變速箱輸出軸轉速*取力器輸出軸扭矩/係數。而且 當取力器載荷不變的情況下，取力器所需的功率不變。例如，步驟S31中獲取到的取力器輸 出軸上的扭矩為200n*m，則上述示例中的取力器所需的功率=750*200/9. 55。
[0080] S33、根據所述輸出軸轉速和變速箱各個檔位的傳動比計算動力輸出裝置在各個 變速箱檔位下對應的需求轉速，根據所述取力器輸出軸的扭矩和變速箱各個檔位的傳動比 計算動力輸出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求扭矩；
[0081] 由於在外部載荷一定的情況下，取力器所需的功率不變，由於取力器輸出軸上的 扭矩不能改變，所以變速箱輸出軸轉速也不變化。當變速箱檔位變換時，由於傳動比發生變 化，所以需要變速箱輸入軸轉速發生變化。在某一檔位下的變速箱輸入軸轉速=變速箱輸 出軸轉速*該檔位下的傳動比。因此，在本發明實施例中，根據變速箱輸出軸轉速和變速箱 各個檔位的傳動比計算動力輸出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求轉速。
[0082] 設定，變速箱有5個檔位：1檔、2檔、3檔、4檔和5檔，其各個檔位上對應的傳動比 分別為il、i2、i3、i4、i5。則變速箱在1-5檔上的輸入軸轉速N1至N5分別為輸出軸轉速 *il、輸出軸轉速*i2、輸出軸轉速*i3、輸出軸轉速*i4、輸出軸轉速*i5。由於動力輸出裝 置的轉速等於變速箱輸入軸轉速，所以，在1-5檔各個檔位下，動力輸出裝置的需求轉速分 別為輸出軸轉速*il、輸出軸轉速*i2、輸出軸轉速*i3、輸出軸轉速*i4、輸出軸轉速*i5。
[0083] 另外，取力器輸出軸上的扭矩=動力輸出裝置的扭矩*傳動比，所以，根據取力器 輸出軸上的扭矩和傳動比，可以計算出各個檔位下動力輸出裝置的需求扭矩。變速箱在1-5 檔上的扭矩T1至T5分別為取力器輸出軸扭矩/il、取力器輸出軸扭矩/i2、取力器輸出軸 扭矩/i3、取力器輸出軸扭矩/i4、取力器輸出軸扭矩/i5。
[0084] 通過步驟S33之後，能夠得到變速箱分別處於1-5檔時對應的動力輸出裝置的需 求轉速和需求扭矩分別為N1和ΤΙ、N2和T2、N3和T3、N4和T4、N5和T5。
[0085] S34、根據所述動力輸出裝置在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭 矩，分別獲取動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率：
[0086] 由於不同的轉速和扭矩，動力輸出裝置的效率也不同。所以，上述舉例中的轉速N1 和扭矩T1、轉速N2和扭矩T2、轉速N3和扭矩T3、轉速N4和扭矩T4、轉速N5和扭矩T5的 動力輸出裝置的效率分別為Hi、Π 2、η 3、η 4、η 5。
[0087] 當動力輸出裝置為純發動機時,動力輸出裝置的效率用發動機油耗率表示，發動 機油耗量越低，效率越高。
[0088] 當動力輸出裝置為純發動機時，可以根據發動機萬有特性曲線獲取各個不同發動 機轉速和扭矩對應的效率。
[0089] 需要說明的是，發動機萬有特性曲線如圖4所示，是以發動機轉速為橫坐標，平均 有效壓力或扭矩為縱坐標，將發動機各個轉速下的負荷特性曲線、速度特性曲線、功率和油 耗等參數綜合到一起。在圖4中，虛線為等功率線，其上的數字表示功率值，實線表示等油 耗曲線，其上的數字表示油耗量。從圖4所示的發動機萬有特性曲線上可以讀出每個特定 轉速下發動機不同功率狀態時的扭矩、油耗量和其它參數，因此，以輸出功率、轉速和扭矩 作為已知條件，從發動機萬有特性曲線上可以獲取到發動機不同轉速和扭矩分別對應的油 耗量，從而找出發動機不同轉速和扭矩對應的效率。即從圖4中可以分別獲取到轉速Ν1和 扭矩Τ1、轉速Ν2和扭矩Τ2、轉速Ν3和扭矩Τ3、轉速Ν4和扭矩Τ4、轉速Ν5和扭矩Τ5對應 的功率 η?、η2、η3、η4、η5。
[0090] 在本發明實施例中，發動機萬有特性曲線存儲在控制裝置內。
[0091] 此時，步驟S34具體包括：
[0092] 控制裝置根據所述發動機在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩， 查找發動機萬有特性曲線；
[0093] 控制裝置根據所述發動機萬有特性曲線分別獲取所述發動機的各個不同需求轉 速和需求扭矩的發動機油耗。
[0094] 當動力輸出裝置為電動機時，根據電機效率曲線分別獲取各個不同轉速和扭矩對 應的效率。所述電動機效率曲線如圖5所示，是以電動機轉速為橫坐標，扭矩為縱坐標，將 電動機各個轉速下的負荷特性曲線、電動機效率曲線等參數綜合到一起繪出的曲線。在圖5 中，虛線為等功率線，其上的數字表示功率值，實線表示等效率線，其上的數字表示效率。在 輸出功率、轉速、扭矩已知的情況下，根據電動機效率曲線能夠得出不同轉速和扭矩下的效 率。
[0095] 在本發明實施例中，控制裝置內存儲有電動機效率曲線。
[0096] 當動力輸出裝置為發動機和電動機時，步驟S34具體包括：
[0097] 根據電動機在各個不同變速箱檔位下對應的轉速和扭矩，查找電動機效率曲線； [0098] 根據所述電動機效率曲線分別獲取電動機在各個不同變速箱檔位下的動力輸出 裝置的效率。
[0099] 當動力輸出裝置為混合動力輸出裝置時，由於其控制過程相對複雜，本發明將在 下面的實施例中單獨介紹描述。
[0100] S35、比較所述動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率，以得到 動力輸出裝置的最大效率以及所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速和變速箱檔位：
[0101] 具體地，當動力輸出裝置為純發動機時，比較發動機不同需求轉速和需求扭矩下 的油耗量，將油耗量最低的需求轉速和需求扭矩作為發動機效率最大的轉速和扭矩，由於 本發明實施例中，在某一變速箱檔位下只有一個所述的動力輸出裝置的轉速和扭矩，所以， 根據動力輸出裝置的轉速和扭矩能夠找出變速箱檔位。因而通過動力輸出裝置的最大效率 能夠從萬有特性曲線上查找到最大效率對應的動力輸出裝置的轉速和扭矩以及變速箱檔 位。
[0102] 當動力輸出裝置為純電動機時，比較電動機的效率，得到效率最大的轉速和扭矩， 並得到效率最大的轉速和扭矩對應的變速箱檔位。
[0103] S36、向變速箱發送所述最大效率對應的變速箱檔位，以使所述變速箱將檔位換到 所述最大效率對應的變速箱檔位上，向動力輸出裝置發送所述最大效率對應的動力輸出裝 置的需求轉速，以使所述動力輸出裝置按照所述最大效率對應的動力輸出裝置的需求轉速 運行：
[0104] 控制裝置與變速箱之間能夠進行通信，控制裝置向變速箱發送最大效率對應的變 速箱檔位，變速箱接收到該最大效率對應的檔位後，將檔位由預設的初始檔位換到該效率 最大的變速箱檔位上運行。另外，控制裝置與動力輸出裝置之間也能夠進行通信，控制裝置 還向動力輸出裝置發送最大效率對應的動力輸出裝置的轉速，以控制動力輸出裝置按照該 最大效率對應的動力輸出裝置的轉速運行。
[0105] 以上為實施例一所述的機動車輛取力時工況參數的控制方法實施例。實施例一提 供的控制方法能夠根據取力器所需的功率對動力輸出裝置的轉速和扭矩進行控制，以提高 動力總成系統的效率，使其工作在高效經濟區。另外考慮到變速箱檔位與動力輸出裝置的 轉速的匹配，本發明實施例還能夠根據取力器所需的功率對變速箱檔位進行控制，通過動 力輸出裝置的轉速與變速箱檔位相互配合來達到進一步提高動力總成系統效率的效果。
[0106] 另外，本發明實施例所述的機動車輛可以為環衛車，其取力過程用於裝填、壓縮垃 圾。所述的機動車輛還可以為吊車，其取力過程用於運輸重物。所述的機動車輛還可以為 罐車，其取力過程用於裝卸罐。
[0107] 另外，需要說明的是，本發明實施例所述的動力輸出裝置根據機動車輛的類型不 同，可以為發動機，也可以為電動機，也可以為混合動力輸出裝置。所述混合動力一般為油 電混合動力，即燃料（汽油、柴油等）和電能的混合也就是說，本發明實施例所述的機動車 輛的動力模式可以為純發動機模式，也可以為純電動機模式，也可以為混合動力模式。通常 所說的混合動力一般是指油電混合動力，即燃料（汽油、柴油等）和電能的混合。混合動力 汽車是指有電動馬達作為發動機的輔助動力驅動汽車。
[0108] 當機動車輛為混合動力車輛時，其取力時採用的動力模式可以為純發動機模式， 也可以為純電動模式，也可以為混合動力模式。而每種動力模式各有千秋，並適用於不同的 情形。所以為了提高效率，需要選擇取力時的動力模式。
[0109] 相較於正常行駛過程，在取力時所用的動力一般較小，如果採用發動機作為動力 輸出裝置取力，其能量利用效率較低，尾氣排放較大，而且噪聲較大。所以，對於混合動力車 輛來說，一般不選擇純發動機模式作為取力時採用的動力模式，除非動力電池的電量嚴重 不足，不得已才會選擇純發動機模式。在考慮到能量利用率方面，一般採用純電動模式和混 合動力模式作為混合動力車輛取力時採用的動力模式。
[0110] 從純電動模式和混合動力模式兩種動力模式中，選擇其中一種作為取力時的動力 模式可以根據動力電池的荷電量來決定。具體過程如下：
[0111] 控制裝置判斷動力電池的S0C值是否大於預設值，如果是，選擇純電動模式作為 取力時的動力模式，如果否，選擇混動模式作為取力時的動力模式。
[0112] 其中，預設值是根據經驗設定的值，高於這個值說明動力電池的電量充足，低於這 個值說明動力電池的電量不足。一般情況下，該預設值為50%。
[0113] 下面詳細介紹當機動車輛為混合動力車輛時，其取力時的工況參數的控制方法實 施例。參見實施例二。
[0114] 實施例二
[0115] 如圖6所示，機動車輛為混合動力車輛時，其取力時的工況參數的控制方法包括 以下步驟：
[0116] S601、判斷S0C值是否大於預設值，如果是，執行步驟S602,如果否，執行步驟 S603 ；
[0117] S602、選擇純電動模式作為取力時的動力模式。
[0118] S603、選擇混動模式作為取力時的動力模式。
[0119] 當選擇純電動模式作為取力時的動力模式時，順序執行以下步驟S604至S610 :
[0120] S604、獲取變速箱輸入軸預設轉速和取力器輸出軸的扭矩：
[0121] S605、根據所述輸入軸預設轉速和變速箱在所述預設檔位下的傳動比，計算變速 箱輸出軸轉速：
[0122] S606、根據所述輸出軸轉速和變速箱各個檔位的傳動比計算電動機在各個變速箱 檔位下對應的需求轉速，根據所述取力器輸出軸的扭矩和變速箱各個檔位的傳動比計算電 動機在各個變速箱檔位下對應的需求扭矩。
[0123] S607、根據所述電動機在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，分 別獲取電動機的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率。
[0124] S608、比較所述電動機的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率，以得到電動 機的最大效率以及所述最大效率對應的電動機的轉速和變速箱檔位。
[0125] S609、向變速箱發送所述最大效率對應的變速箱檔位，以使所述變速箱將檔位換 到所述最大效率對應的變速箱檔位上，向電動機發送所述最大效率對應的電動機的需求轉 速，以使所述電動機按照所述最大效率對應的電動機的需求轉速運行。
[0126] 步驟S604至步驟S609與實施例一中的步驟31至步驟S36基本相同，將實施例一 中的動力輸出裝置替換為發動機即為實施例二步驟S604至步驟S609所述的控制過程。為 了簡要起見，在此不再詳細描述。
[0127] 當選擇混動模式作為取力時的動力模式時，順序執行以下步驟S610至步驟S620 :
[0128] S610、獲取變速箱輸入軸預設轉速和取力器輸出軸的扭矩。
[0129] S611、根據所述輸入軸預設轉速和變速箱在所述預設檔位下的傳動比，計算變速 箱輸出軸轉速。
[0130] S612、根據所述輸出軸轉速和變速箱各個檔位的傳動比計算動力輸出裝置在各個 變速箱檔位下對應的需求轉速，根據所述取力器輸出軸的扭矩和變速箱各個檔位的傳動比 計算動力輸出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求扭矩。
[0131] 需要說明的是，步驟S610至步驟S612與實施例一中的步驟S31至S33相同，為了 簡要起見，在此不再詳細描述，具體參見實施例一的描述。
[0132] S613、判斷每個變速箱檔位下的需求扭矩是否大於該檔位下的需求轉速對應的最 佳扭矩：
[0133] 需要說明的是，本領域技術人員總結工作經驗，得出了發動機的最佳效率曲線。該 最佳效率曲線繪製在發動機的萬有曲線圖上，具體如圖7所示。通過該最佳效率曲線可知， 在某一發動機轉速下，對應一個最佳扭矩值。當發動機在某一轉速下工作時，其對應的扭 矩為該轉速對應的最佳效率曲線上的扭矩，則說明在該工況下，發動機的油耗最小，效率最 商。
[0134] 在該最佳效率曲線上，每一個轉速對應一個最佳扭矩。也就是說，轉速和最佳扭矩 是一一對應的。因此，在本發明實施例中，根據需求轉速從最佳效率曲線上能夠查找到該需 求轉速對應的最佳扭矩。
[0135] 本步驟判斷每個變速箱檔位下的需求扭矩是否大於該檔位下的需求轉速對應的 最佳扭矩，如果是，執行步驟S614,如果否，執行步驟S615。
[0136] 需要說明的是，變速箱存在多個檔位，在本步驟中，需要逐一判斷每個檔位下的需 求扭矩是否大於該檔位下的需求轉速對應的最佳扭矩。假設變速箱有5個檔位，則需要執 行5次本步驟。
[0137] S614、控制發動機在該需求轉速下需要輸出的扭矩為所述最佳扭矩，控制電動機 需要輸出的扭矩為需求扭矩與最佳扭矩之差：
[0138] 為了控制發動機的油耗，使其儘可能地達到最低，所以，將上述計算到的需求扭矩 同時分配給發動機和電動機，讓發動機和電動機同時提供需求扭矩。
[0139] 具體地，控制裝置分配給發動機的扭矩為發動機在該需求轉速下的最佳扭矩，剩 餘扭矩即需求扭矩與最佳扭矩之差由電動機來提供。這種分配方法能夠儘可能地降低發動 機的油耗，提1?動力總成系統的效率。
[0140] S615、判斷每個變速箱檔位下的需求轉速對應的最佳扭矩是否大於需求扭矩和動 力電池充電時所需的最大扭矩之和：
[0141] 需要說明的是，由於受到動力電池充電電流的限制，動力電池充電時所需的扭矩 存在一個最大充電扭矩值。該最大充電扭矩值可以通過下述公式計算得到：
[0142]

【權利要求】
1. 一種機動車輛取力時工況參數的控制方法，所述工況參數包括動力輸出裝置的轉速 和變速箱檔位，其特徵在於，包括： 獲取變速箱輸入軸預設轉速和取力器輸出軸的扭矩；其中，所述變速箱的輸入軸預設 轉速是變速箱在預設檔位下的輸入軸轉速； 根據所述輸入軸預設轉速和變速箱在所述預設檔位下的傳動比，計算變速箱輸出軸轉 速； 根據所述輸出軸轉速和變速箱各個檔位的傳動比計算動力輸出裝置在各個變速箱檔 位下對應的需求轉速，根據所述取力器輸出軸的扭矩和變速箱各個檔位的傳動比計算動力 輸出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求扭矩； 根據動力輸出裝置在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，分別獲取動 力輸出裝置的各個需求轉速和需求扭矩對應的效率； 比較所述動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率，以得到動力輸出 裝置的最大效率以及所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速和變速箱檔位； 向變速箱發送所述最大效率對應的變速箱檔位，以使所述變速箱將檔位換到所述最大 效率對應的變速箱檔位上；向動力輸出裝置發送所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉 速，以使動力輸出裝置按照所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速運行。
2. 根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於，所述動力輸出裝置為發動機，發動機 的效率用發動機油耗表示，輸出相同功率時，發動機油耗越低，效率越高； 所述根據動力輸出裝置在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，分別獲 取動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率，具體為： 根據發動機在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，查找發動機萬有特 性曲線； 根據所述發動機萬有特性曲線分別獲取所述發動機的各個不同變速箱檔位下的發動 機油耗。
3. 根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於，所述動力輸出裝置為電動機，所述根 據動力輸出裝置在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，分別獲取動力輸出 裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率，具體為： 根據電動機在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需求扭矩，查找電動機效率曲 線. 根據所述電動機效率曲線分別獲取電動機在各個不同變速箱檔位下的電動機效率。
4. 根據權利要求1所述的控制方法，其特徵在於，所述機動車輛為混合動力車輛，所述 獲取變速箱的輸入軸預設轉速和取力器輸出軸的扭矩之前，還包括： 選擇取力時採用的動力模式。
5. 根據權利要求4所述的控制方法，其特徵在於，所述選擇取力時採用的動力模式，具 體包括： 判斷SOC值是否大於預設值，如果是，選擇純電動模式作為取力時採用的動力模式。
6. 根據權利要求5所述的控制方法，其特徵在於，所述判斷SOC值是否大於預設值，還 包括：如果否，選擇混動模式作為取力時採用的動力模式。
7. 根據權利要求6所述的控制方法，其特徵在於，在所述根據所述取力器輸出軸的扭 矩和變速箱各個檔位的傳動比計算動力輸出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求扭矩之 後，還包括： 判斷每個變速箱檔位下的需求扭矩是否大於該檔位下的需求轉速對應的最佳扭矩，如 果是，控制發動機在該需求轉速下需要輸出的扭矩為所述最佳扭矩，控制電動機需要輸出 的扭矩為需求扭矩與最佳扭矩之差； 根據發動機在各個變速箱檔位下對應的需求轉速和需要輸出的扭矩，分別獲取發動機 在各個需求轉速和需要輸出的扭矩對應的效率； 比較發動機在各個需求轉速和需要輸出的扭矩對應的效率，以從所述發動機在各個不 同需求轉速和需求扭矩對應的效率以及所述發動機在各個需求轉速和需要輸出的扭矩對 應的效率中挑選出最大效率對應的發動機的轉速和變速箱檔位。
8. 根據權利要求7所述的控制方法，其特徵在於，所述判斷每個變速箱檔位下的需求 扭矩是否大於該檔位下的需求轉速對應的最佳扭矩，還包括： 如果否，判斷每個變速箱檔位下的需求轉速對應的最佳扭矩是否大於需求扭矩和動力 電池充電時所需的最大扭矩之和，如果是，控制發動機在該需求轉速下需要輸出的扭矩為 需求扭矩加動力電池充電時所需的最大扭矩之和，如果否，控制發動機在需求轉速下需要 輸出的扭矩為所述最佳扭矩，其中，所述需要輸出的扭矩一部分用於提供需求扭矩，剩餘的 另一部分用於給電動機發電。
9. 一種機動車輛取力時工況參數的控制裝置，所述工況參數包括動力輸出裝置的轉速 和變速箱檔位，其特徵在於，所述控制裝置包括： 第一獲取單元，用於獲取變速箱輸入軸預設轉速和取力器輸出軸的扭矩；其中，所述變 速箱的輸入軸預設轉速是變速箱在預設檔位下的輸入軸轉速； 第一計算單元，用於根據所述輸入軸預設轉速和變速箱在所述預設檔位下的傳動比， 計算變速箱輸出軸轉速； 第二計算單元，用於根據所述輸出軸轉速和變速箱各個檔位的傳動比計算動力輸出裝 置在各個變速箱檔位下對應的需求轉速，根據所述取力器輸出軸的扭矩和變速箱各個檔位 的傳動比計算動力輸出裝置在各個變速箱檔位下對應的需求扭矩； 第二獲取單元，用於根據動力輸出裝置在各個不同變速箱檔位下對應的需求轉速和需 求扭矩，分別獲取動力輸出裝置的各個需求轉速和需求扭矩對應的效率； 第一比較單元，用於比較所述動力輸出裝置的各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效 率，以得到動力輸出裝置的最大效率以及所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速和變速 箱檔位； 發送單元，用於向變速箱發送所述最大效率對應的變速箱檔位，以使所述變速箱將檔 位換到所述最大效率對應的變速箱檔位上；向動力輸出裝置發送所述最大效率對應的動力 輸出裝置的轉速，以使動力輸出裝置按照所述最大效率對應的動力輸出裝置的轉速運行。
10. 根據權利要求9所述的控制裝置，其特徵在於，所述機動車輛為混合動力車輛，所 述控制裝置還包括： 選擇單元，用於在所述第一獲取單元獲取變速箱的輸入軸預設轉速和取力器輸出軸的 扭矩之前，選擇取力時採用的動力模式。
11. 根據權利要求10所述的控制裝置，其特徵在於，所述選擇單元具體包括： 判斷子單元，用於判斷SOC值是否大於預設值，如果是，選擇純電動模式作為取力時採 用的動力模式，如果否，選擇混動模式作為取力時採用的動力模式。
12. 根據權利要求11所述的控制裝置，其特徵在於，還包括： 第一判斷單元，用於判斷每個變速箱檔位下的需求扭矩是否大於該檔位下的需求轉速 對應的最佳扭矩，如果是，控制發動機在該需求轉速下需要輸出的扭矩為所述最佳扭矩，控 制電動機需要輸出的扭矩為需求扭矩與最佳扭矩之差； 第三獲取單元，用於根據發動機在各個變速箱檔位下對應的需求轉速和需要輸出的扭 矩，分別獲取發動機在各個需求轉速和需要輸出的扭矩對應的效率； 第二比較單元，用於比較發動機在各個需求轉速和需要輸出的扭矩對應的效率，以從 所述發動機在各個不同需求轉速和需求扭矩對應的效率以及所述發動機在各個需求轉速 和需要輸出的扭矩對應的效率中挑選出最大效率對應的發動機的轉速和變速箱檔位。
13. 根據權利要求12所述的控制裝置，其特徵在於，所述控制裝置還包括： 第二判斷單元，用於在接收到所述第一判斷單元為否的判斷結果後，判斷判斷每個變 速箱檔位下的需求轉速對應的最佳扭矩是否大於需求扭矩和動力電池充電時所需的最大 扭矩之和，如果是，控制發動機在該需求轉速下需要輸出的扭矩為需求扭矩加動力電池充 電時所需的最大扭矩之和，如果否，控制發動機在需求轉速下需要輸出的扭矩為所述最佳 扭矩，其中，所述需要輸出的扭矩一部分用於提供需求扭矩，剩餘的另一部分用於給電動機 發電。
【文檔編號】F16H59/70GK104295729SQ201410404520
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】韓爾樑, 周之光, 段軍峰, 趙西偉, 張龍聰, 呂昌國 申請人:濰柴動力股份有限公司