重型越野车辆取力器的控制系统及方法与流程

1.本发明涉及重型车辆技术领域，尤其涉及重型越野车辆取力器的控制系统及方法。


背景技术：

2.重型车辆为满足上装设备的动力需求，一般需在底盘上安装取力器。而因上装设备的结构限制及功能需求的不同，导致取力器的安装位置、工作转速、行车/驻车取力等要求均不相同。且当存在多个取力器时，取力器之间的互锁要求也不尽相同。以往为满足不同用户需求，往往利用开关、继电器等电子元器件设计复杂的线路控制逻辑，而这又导致线束逻辑复杂，故障点增多，可靠性低，通用化程度低等问题，且取力操作时需要人为判断取力条件，按序执行取力操作，无法满足一键式取力需求。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术的不足从而提供重型越野车辆取力器的控制系统及方法，解决因取力器安装位置不同、工作转速不同、互锁要求不同等需求不同导致的线路逻辑复杂、通用性差、可靠性差、且无法满足一键式取力需求场景等问题。
4.本发明是采用如下技术方案来实现的：
5.重型越野车辆的取力器控制方法，其特征在于，包括：
6.s100：当单取力器工作时，按取力器安装位置执行不同的控制；上述取力器安装位置包括变速器取力、分动器取力；当取力器安装位置确定后，按取力器工作模式执行不同的控制；上述取力器工作模式包括行车取力、驻车取力、行车/驻车均取力；
7.s200：当多取力器工作时，按是否存在互锁关系执行不同的控制；
8.s300：当远程操控取力器工作时，判断车辆行车/驻车状态，若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断发动机状态，若发动机未启动，则向远程操作发动机启动，按上述s100和s200进行取力器控制。
9.本发明的进一步说明，s100中变速器取力时，具体包括如下：
10.若取力器工作模式为行车取力：若当前为驻车状态，则发出警告信息，若为行车状态，判断发动机转速是否低于限值，若超过限值，则发出警告信息，若低于限值，则结合取力器；
11.若取力器工作模式为驻车取力：若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断发动机转速；若发动机转速高于限值，则控制发动机转速至怠速，然后判断分动器档位信息；若分动器档位为空挡，则结合取力器，若不为空挡，则控制分动器电磁阀使其进入空挡后再结合取力器；最后判断取力器是否有恒转速需求，若有，则控制发动机转速至目标转速；
12.若取力器工作模式为行车/驻车均取力：若当前车辆为行车状态，则按取力器工作模式为行车取力执行，若当前为驻车状态，则按取力器工作模式为驻车取力执行。
13.本发明的进一步说明，s100中分动器取力时，具体包括如下：
14.若取力器工作模式为行车取力：若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断变速器档位信息；若变速器档位非空挡，则通过can总线发送档位控制指令，使其进入空挡，然后判断变速器输出轴转速；若转速低于限值，则结合取力器；
15.若取力器工作模式为驻车取力：若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断变速器档位信息；若变速器档位非空挡，则通过can总线发送档位控制指令，使其进入空挡，然后判断变速器输出轴转速；若转速低于限值，然后判断分动器档位信息；若分动器档位为空挡，则结合取力器，若不为空挡，则控制分动器电磁阀使其进入空挡后再结合取力器；在结合取力器后，控制变速器档位使其锁定在固定速比的档位；最后判断取力器是否有恒转速需求，若有，则控制发动机转速至目标转速；
16.若取力器工作模式为行车/驻车均取力：若当前车辆为行车状态，则按取力器工作模式为行车取力执行，若当前为驻车状态，则按取力器工作模式为驻车取力执行。
17.本发明的进一步说明，s200具体包括如下：
18.若存在互锁关系：当存在互锁关系的取力器已经处于工作状态时，则发出警告信息，否则，按单取力器工作执行控制；
19.若不存在互锁关系：根据当前取力器位置，按单取力器工作执行控制，待取力器结合后，按当前工作取力器中优先级最高者的目标转速进行发动机转速控制。
20.本发明的进一步说明，s300具体包括如下：
21.控制单元通过can总线收到远程通讯设备的取力器的结合指令后，若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断发动机状态，若发动机未启动，则向发动机电控单元发送起动信号起动发动机；发动机起动后，按上述s100和s200进行取力器控制。
22.上述的重型越野车辆的取力器控制方法所采用的系统，包括控制单元，控制单元连接车速传感器、取力器开关、取力器信号开关、取力器电磁阀、分动器控制电磁阀、分动器档位信号开关、驻车信号开关、变速器电控单元、发动机电控单元、二极管、警告灯；
23.所述发动机电控单元用于采集发动机转速信息，并控制发动机转速；
24.所述变速器电控单元用于采集变速器的档位、转速信息，并执行档位控制；
25.所述控制单元用于实时采集驻车信号开关、取力器开关、取力器信号开关、分动器档位信号开关的状态及车速传感器的信号；并通过can总线网络与发动机电控单元、变速器电控单元进行数据和指令的交互进行控制取力器电磁阀和分动器控制电磁阀状态。
26.本发明的进一步说明，所述驻车信号开关采用气压开关，当车辆驻车后，驻车信号开关闭合。
27.本发明的进一步说明，所述车速传感器采用霍尔式传感器。
28.本发明的进一步说明，所述分动器电磁阀为电控气电磁阀，用于控制分动器的档位。
29.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
30.1、可自动判断车辆状态，保证取力操作的安全；
31.2、系统内置取力配置参数，通过参数配置确定取力器的工作逻辑，具有较强的灵活性，满足不同工况使用需求；
32.3、可自动起动发动机、控制变速器档位、分动器档位、发动机转速，满足一键式取
力需求。
附图说明
33.下面结合附图对发明作进一步的说明：
34.图1是本发明的重型越野车辆取力器的控制方法逻辑图；
35.图2是本发明的重型越野车辆取力器的控制系统架构图。
36.附图标记说明
37.1、车速传感器；2、控制单元；3、取力器开关；4、取力器信号开关；5、取力器电磁阀；6、分动器控制电磁阀；7、分动器档位信号开关；8、驻车信号开关；9、变速器电控单元；10、发动机电控单元；11、二极管。
具体实施方式
38.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.如图1所示，重型越野车辆取力器的控制方法，包括：
40.s100：当单取力器工作时，按取力器安装位置执行不同的控制；上述取力器安装位置包括变速器取力、分动器取力；当取力器安装位置确定后，按取力器工作模式执行不同的控制；上述取力器工作模式包括行车取力、驻车取力、行车/驻车均取力；
41.s200：当多取力器工作时，按是否存在互锁关系执行不同的控制；
42.s300：当远程操控取力器工作时，判断车辆行车/驻车状态，若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断发动机状态，若发动机未启动，则向远程操作发动机启动，按上述s100和s200进行取力器控制。
43.s100中变速器取力时，具体包括如下：
44.若取力器工作模式为行车取力：若当前为驻车状态，则发出警告信息，若为行车状态，判断发动机转速是否低于限值，若超过限值，则发出警告信息，若低于限值，则结合取力器；
45.若取力器工作模式为驻车取力：若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断发动机转速；若发动机转速高于限值，则控制发动机转速至怠速，然后判断分动器档位信息；若分动器档位为空挡，则结合取力器，若不为空挡，则控制分动器电磁阀使其进入空挡后再结合取力器；最后判断取力器是否有恒转速需求，若有，则控制发动机转速至目标转速；
46.若取力器工作模式为行车/驻车均取力：若当前车辆为行车状态，则按取力器工作模式为行车取力执行，若当前为驻车状态，则按取力器工作模式为驻车取力执行。
47.s100中分动器取力时，具体包括如下：
48.若取力器工作模式为行车取力：若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断变速器档位信息；若变速器档位非空挡，则通过can总线发送档位控制指令，使其进入空挡，然后判断变速器输出轴转速；若转速低于限值，则结合取力器；
49.若取力器工作模式为驻车取力：若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断变速器档位信息；若变速器档位非空挡，则通过can总线发送档位控制指令，使其进入空挡，然后判断变速器输出轴转速；若转速低于限值，然后判断分动器档位信息；若分动器档位为空挡，则结合取力器，若不为空挡，则控制分动器电磁阀使其进入空挡后再结合取力器；在结合取力器后，控制变速器档位使其锁定在固定速比的档位；最后判断取力器是否有恒转速需求，若有，则控制发动机转速至目标转速；
50.若取力器工作模式为行车/驻车均取力：若当前车辆为行车状态，则按取力器工作模式为行车取力执行，若当前为驻车状态，则按取力器工作模式为驻车取力执行。
51.s200具体包括如下：
52.若存在互锁关系：当存在互锁关系的取力器已经处于工作状态时，则发出警告信息，否则，按单取力器工作执行控制；
53.若不存在互锁关系：根据当前取力器位置，按单取力器工作执行控制，待取力器结合后，按当前工作取力器中优先级最高者的目标转速进行发动机转速控制。
54.s300具体包括如下：
55.控制单元通过can总线收到远程通讯设备的取力器的结合指令后，若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断发动机状态，若发动机未启动，则向发动机电控单元发送起动信号起动发动机；发动机起动后，按上述s100和s200进行取力器控制。
56.如图2所示，重型越野车辆的取力器控制方法所采用的系统，包括控制单元2，控制单元2连接车速传感器1、取力器开关3、取力器信号开关4、取力器电磁阀5、分动器控制电磁阀6、分动器档位信号开关7、驻车信号开关8、变速器电控单元(ecu)9、发动机电控单元(tcu)10、二极管11、警告灯；本发明的每个取力器都有1个取力器开关、1个取力器信号开关和1个取力器电磁阀；分动器控制电磁阀和档位信号开关的数量与分动器控制方式有关，本发明不限制其数量，只需能通过控制电磁阀使其进入空挡，能通过信号开关知其已进入空挡状态即可；
57.发动机电控单元10控制连接电喷发动机，用于采集发动机转速信息，并控制发动机转速；
58.变速器电控单元9(tcu)控制连接自动变速器，用于采集变速器的档位、转速信息，并执行档位控制；
59.控制单元2用于实时采集驻车信号开关8、取力器开关3、取力器信号开关4、分动器档位信号开关7的状态及车速传感器1的信号；并通过can总线网络与发动机电控单元10、变速器电控单元9进行数据和指令的交互进行控制取力器电磁阀5和分动器控制电磁阀6状态；同样的，控制单元2可通过can总线接收外部设备的取力指令，自动实现发动机的启停、变速箱档位控制、取力器控制、发动机转速控制，满足一键式取力需求；
60.以及，控制单元2内置以下配置参数，取力器位置、取力器工作转速、互锁要求、驻车取力要求；该系统内置多个取力器配置参数，根据实际情况设置各参数的值；设置参数值时，可通过自行规定的特定格式的can报文进行设置；设置参数中，位置参数可以设为变速
器取力或者分动器取力；若为分动器取力，控制单元可能还需要控制变速器档位，使其锁定在固定档位，从而可通过控制发动机转速精确控制取力器的工作转速；恒转速参数用于设置取力器工作转速，若取力器无恒转速工作需求，此参数设为0；该参数只针对有驻车取力工作模式的取力器有效，行车取力时，取力器转速受油门、车辆行驶状态等综合因素影响，不需设为固定值；取力模式参数可以设为行车取力或驻车取力或行车、驻车均取力；行车取力表示只能车辆行进中使用取力器，驻车取力表示只能在车辆静止状态下使用，行车、驻车均取力表示既可在行车时取力也可在驻车时取力；互锁参数设置当前取力器与其他取力器之间的互锁关系，存在互锁关系的取力器，同一时刻只允许其中一个为工作状态；优先级参数用于设置取力器优先级，当允许多个取力器同时工作，而各取力的工作转速需求不同时，将按照优先级高的取力进行转速控制。
61.具体的，驻车信号开关8采用气压开关，当车辆驻车后，驻车信号开关闭合。
62.具体的，车速传感器1采用霍尔式传感器，由分动器输出轴驱动。
63.车辆的行车、驻车状态可根据驻车信号开关8和车速传感器1共同判断，若驻车信号开关有效，且车速为0，则车辆为驻车状态，否则，为行车状态。
64.具体的，分动器电磁阀6为电控气电磁阀，用于控制分动器的档位。
65.具体的，取力器信号开关4可在取力器结合后闭合。
66.具体的，二极管11用于发动机电控单元10控制发动机启停时，与原车的启停线路进行物理隔离，防止相互干扰。
67.具体的，警告灯可通过闪烁的方式指示系统故障，如：取力器结合条件不满足等，也可将上述警告信息发送至can总线网络。
68.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
69.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.重型越野车辆的取力器控制方法，其特征在于，包括：s100：当单取力器工作时，按取力器安装位置执行不同的控制；上述取力器安装位置包括变速器取力、分动器取力；当取力器安装位置确定后，按取力器工作模式执行不同的控制；上述取力器工作模式包括行车取力、驻车取力、行车/驻车均取力；s200：当多取力器工作时，按是否存在互锁关系执行不同的控制；s300：当远程操控取力器工作时，判断车辆行车/驻车状态，若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断发动机状态，若发动机未启动，则向远程操作发动机启动，按上述s100和s200进行取力器控制。2.如权利要求1所述的重型越野车辆的取力器控制方法，其特征在于，s100中变速器取力时，具体包括如下：若取力器工作模式为行车取力：若当前为驻车状态，则发出警告信息，若为行车状态，判断发动机转速是否低于限值，若超过限值，则发出警告信息，若低于限值，则结合取力器；若取力器工作模式为驻车取力：若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断发动机转速；若发动机转速高于限值，则控制发动机转速至怠速，然后判断分动器档位信息；若分动器档位为空挡，则结合取力器，若不为空挡，则控制分动器电磁阀使其进入空挡后再结合取力器；最后判断取力器是否有恒转速需求，若有，则控制发动机转速至目标转速；若取力器工作模式为行车/驻车均取力：若当前车辆为行车状态，则按取力器工作模式为行车取力执行，若当前为驻车状态，则按取力器工作模式为驻车取力执行。3.如权利要求2所述的重型越野车辆的取力器控制方法，其特征在于，s100中分动器取力时，具体包括如下：若取力器工作模式为行车取力：若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断变速器档位信息；若变速器档位非空挡，则通过can总线发送档位控制指令，使其进入空挡，然后判断变速器输出轴转速；若转速低于限值，则结合取力器；若取力器工作模式为驻车取力：若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断变速器档位信息；若变速器档位非空挡，则通过can总线发送档位控制指令，使其进入空挡，然后判断变速器输出轴转速；若转速低于限值，然后判断分动器档位信息；若分动器档位为空挡，则结合取力器，若不为空挡，则控制分动器电磁阀使其进入空挡后再结合取力器；在结合取力器后，控制变速器档位使其锁定在固定速比的档位；最后判断取力器是否有恒转速需求，若有，则控制发动机转速至目标转速；若取力器工作模式为行车/驻车均取力：若当前车辆为行车状态，则按取力器工作模式为行车取力执行，若当前为驻车状态，则按取力器工作模式为驻车取力执行。4.如权利要求3所述的重型越野车辆的取力器控制方法，其特征在于，s200具体包括如下：若存在互锁关系：当存在互锁关系的取力器已经处于工作状态时，则发出警告信息，否则，按单取力器工作执行控制；若不存在互锁关系：根据当前取力器位置，按单取力器工作执行控制，待取力器结合后，按当前工作取力器中优先级最高者的目标转速进行发动机转速控制。5.如权利要求4所述的重型越野车辆的取力器控制方法，其特征在于，s300具体包括如
下：控制单元通过can总线收到远程通讯设备的取力器的结合指令后，若当前为行车状态，则发出警告信息，若为驻车状态，则判断发动机状态，若发动机未启动，则向发动机电控单元发送起动信号起动发动机；发动机起动后，按上述s100和s200进行取力器控制。6.如权利要求1-5任一所述的重型越野车辆的取力器控制方法所采用的系统，其特征在于，包括控制单元，控制单元连接车速传感器、取力器开关、取力器信号开关、取力器电磁阀、分动器控制电磁阀、分动器档位信号开关、驻车信号开关、变速器电控单元、发动机电控单元、二极管、警告灯；所述发动机电控单元用于采集发动机转速信息，并控制发动机转速；所述变速器电控单元用于采集变速器的档位、转速信息，并执行档位控制；所述控制单元用于实时采集驻车信号开关、取力器开关、取力器信号开关、分动器档位信号开关的状态及车速传感器的信号；并通过can总线网络与发动机电控单元、变速器电控单元进行数据和指令的交互进行控制取力器电磁阀和分动器控制电磁阀状态。7.如权利要求6所述的重型越野车辆的取力器控制方法所采用的系统，其特征在于，所述驻车信号开关采用气压开关，当车辆驻车后，驻车信号开关闭合。8.如权利要求6所述的重型越野车辆的取力器控制方法所采用的系统，其特征在于，所述车速传感器采用霍尔式传感器。9.如权利要求6所述的重型越野车辆的取力器控制方法所采用的系统，其特征在于，所述分动器电磁阀为电控气电磁阀，用于控制分动器的档位。

技术总结
本发明涉及重型越野车辆取力器的控制系统及方法，包括S100：单取力器工作时，按取力器安装位置执行不同的控制；上述取力器安装位置包括变速器取力、分动器取力；当取力器安装位置确定后，按取力器工作模式执行不同的控制；上述取力器工作模式包括行车取力、驻车取力、行车/驻车均取力；S200：当多取力器工作时，按是否存在互锁关系执行不同的控制；S300：当远程操控取力器工作时，判断车辆行车/驻车状态，若为驻车状态，则判断发动机状态，若发动机未启动，则向远程操作发动机启动，按上述S100和S200进行取力器控制。S200进行取力器控制。S200进行取力器控制。


技术研发人员：雒拓 杜浪东 陈利东 张亚运 杨大磊 梁亮 高锦 任怡煊
受保护的技术使用者：陕西重型汽车有限公司
技术研发日：2023.02.22
技术公布日：2023/6/28