CN104295729A - 机动车辆取力时工况参数的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机动车辆取力时工况参数的控制方法和装置，所述工况参数包括动力输出装置的转速和变速箱档位，所述控制方法通过比较所述动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，以得到动力输出装置的最大效率以及所述最大效率对应的动力输出装置的转速和变速箱档位；然后向变速箱发送所述最大效率对应的变速箱档位，以使所述变速箱将档位换到所述最大效率对应的变速箱档位上；向动力输出装置发送所述最大效率对应的动力输出装置的转速，以使动力输出装置按照所述最大效率对应的动力输出装置的转速运行。通过这种控制方法能够使动力总成系统工作在经济高效区，有利于提高动力总成系统的效率。

Description

机动车辆取力时工况参数的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及机动车取力的控制领域，尤其涉及一种机动车辆取力时工况参数的控制方法和装置。

背景技术

为了满足生产和人们生活的需求，现在很多机动车辆上(例如，环卫垃圾车、吊车或罐车等等)都设置有额外动力输出(PTO，power take off)功能。利用该PTO功能进行取力。

目前，机动车在利用PTO功能进行取力时，动力总成系统的的工况参数是恒定不变的。这里所述的动力总成系统的工况参数一般包括动力输出装置的转速、扭矩和变速箱档位。然而，动力总成系统可以通过不同的工况参数实现输出相同的功率。不同工况参数对应不同的效率。现有技术中，机动车辆取力时的工况参数是恒定不变的，不对工况参数进行调整，这种方式不能保证动力总成系统不能始终工作在经济高效区，不利于提高动力总成系统的效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种机动车辆取力时工况参数的控制方法和装置，其能够实现对机动车辆取力时的工况参数的优化，从而提高动力总成系统的效率。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种机动车辆取力时工况参数的控制方法，所述工况参数包括动力输出装置的转速和变速箱档位，包括：

获取变速箱输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩；其中，所述变速箱的输入轴预设转速是变速箱在预设档位下的输入轴转速；

根据所述输入轴预设转速和变速箱在所述预设档位下的传动比，计算变速箱输出轴转速；

根据所述输出轴转速和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求转速，根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求扭矩；

根据动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个需求转速和需求扭矩对应的效率；

比较所述动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，以得到动力输出装置的最大效率以及所述最大效率对应的动力输出装置的转速和变速箱档位；

向变速箱发送所述最大效率对应的变速箱档位，以使所述变速箱将档位换到所述最大效率对应的变速箱档位上；向动力输出装置发送所述最大效率对应的动力输出装置的转速，以使动力输出装置按照所述最大效率对应的动力输出装置的转速运行。

优选地，所述动力输出装置为发动机，发动机的效率用发动机油耗表示，输出相同功率时，发动机油耗越低，效率越高；

所述根据动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，具体为：

根据发动机在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，查找发动机万有特性曲线；

根据所述发动机万有特性曲线分别获取所述发动机的各个不同变速箱档位下的发动机油耗。

优选地，所述动力输出装置为电动机，所述根据动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，具体为：

根据电动机在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，查找电动机效率曲线；

根据所述电动机效率曲线分别获取电动机在各个不同变速箱档位下的电动机效率。

优选地，所述机动车辆为混合动力车辆，所述获取变速箱的输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩之前，还包括：

选择取力时采用的动力模式。

优选地，所述选择取力时采用的动力模式，具体包括：

判断SOC值是否大于预设值，如果是，选择纯电动模式作为取力时采用的动力模式。

优选地，所述判断SOC值是否大于预设值，还包括：如果否，选择混动模式作为取力时采用的动力模式。

优选地，在所述根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求扭矩之后，还包括：

判断每个变速箱档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，控制电动机需要输出的扭矩为需求扭矩与最佳扭矩之差；

根据发动机在各个变速箱档位下对应的需求转速和需要输出的扭矩，分别获取发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率；

比较发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率，以从所述发动机在各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率以及所述发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率中挑选出最大效率对应的发动机的转速和变速箱档位。

优选地，所述判断每个变速箱档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩，还包括：

如果否，判断每个变速箱档位下的需求转速对应的最佳扭矩是否大于需求扭矩和动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为需求扭矩加动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果否，控制发动机在需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，其中，所述需要输出的扭矩一部分用于提供需求扭矩，剩余的另一部分用于给电动机发电。

一种机动车辆取力时工况参数的控制装置，所述工况参数包括动力输出装置的转速和变速箱档位，所述控制装置包括：

第一获取单元，用于获取变速箱输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩；其中，所述变速箱的输入轴预设转速是变速箱在预设档位下的输入轴转速；

第一计算单元，用于根据所述输入轴预设转速和变速箱在所述预设档位下的传动比，计算变速箱输出轴转速；

第二计算单元，用于根据所述输出轴转速和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求转速，根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求扭矩；

第二获取单元，用于根据动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个需求转速和需求扭矩对应的效率；

第一比较单元，用于比较所述动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，以得到动力输出装置的最大效率以及所述最大效率对应的动力输出装置的转速和变速箱档位；

发送单元，用于向变速箱发送所述最大效率对应的变速箱档位，以使所述变速箱将档位换到所述最大效率对应的变速箱档位上；向动力输出装置发送所述最大效率对应的动力输出装置的转速，以使动力输出装置按照所述最大效率对应的动力输出装置的转速运行。

优选地，所述机动车辆为混合动力车辆，所述控制装置还包括：

选择单元，用于在所述第一获取单元获取变速箱的输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩之前，选择取力时采用的动力模式。

优选地，所述选择单元具体包括：

判断子单元，用于判断SOC值是否大于预设值，如果是，选择纯电动模式作为取力时采用的动力模式，如果否，选择混动模式作为取力时采用的动力模式。

优选地，还包括：

第一判断单元，用于判断每个变速箱档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，控制电动机需要输出的扭矩为需求扭矩与最佳扭矩之差；

第三获取单元，用于根据发动机在各个变速箱档位下对应的需求转速和需要输出的扭矩，分别获取发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率；

第二比较单元，用于比较发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率，以从所述发动机在各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率以及所述发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率中挑选出最大效率对应的发动机的转速和变速箱档位。

优选地，所述控制装置还包括：

第二判断单元，用于在接收到所述第一判断单元为否的判断结果后，判断判断每个变速箱档位下的需求转速对应的最佳扭矩是否大于需求扭矩和动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为需求扭矩加动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果否，控制发动机在需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，其中，所述需要输出的扭矩一部分用于提供需求扭矩，剩余的另一部分用于给电动机发电。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的机动车辆取力时工况参数的控制方法，主要是针对动力输出装置的转速和变速箱档位的控制。由于在当变速箱处于不同档位时，取力器取力时所需的功率相同。本发明通过比较不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩对应的动力输出装置的效率，将效率最大的动力输出装置的需求转速和变速箱档位作为取力时的转速和变速箱档位。采用动力输出装置效率最大的转速和档位作为取力时的转速和档位，能够保证动力总成系统在取力时的效率最高，通过这种方法确定出的取力时工况参数能够保证动力总成系统工作在经济高效区，有利于动力总成系统效率的提高。

附图说明

为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面对描述本发明的具体实施方式时用到的附图进行简要说明。显而易见地，这些附图仅是本发明的部分附图，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以获得其他的附图。

图1是机动车辆的动力总成系统结构图；

图2是机动车辆取力时AMT变速箱的动力传输路线图；

图3是本发明实施例一提供的机动车辆取力时工况参数的控制方法流程示意图；

图4是发动力万有特性曲线图；

图5是电动机效率曲线图；

图6是本发明实施例二提供的机动车辆取力时工况参数的控制方法流程示意图；

图7是发动机工作的最佳效率曲线图；

图8是本发明实施例三提供的机动车辆取力时工况参数的控制装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

为了清楚地理解本发明的具体实施方式，在描述本发明的具体实施方式之前，首先对几个技术术语进行解释和说明。

动力总成：英文名称为powertrain，或者powerplant，指的是车辆上产生动力，并将动力传递到轮胎的一系列零部件组件。

PTO：power take off，额外动力输出，是一种控制发动机或电机以恒定速度运行的功能，并且发动机或电机的转速不随负荷的变化而变化。在一些构造中，可在车辆行驶中对PTO附件提供动力，本发明实施例中，针对在车辆静止状态下对PTO附件提供动力。

SOC：state of charge，电池荷电状态，是电池一定放电倍率下，剩余电量与相同条件下额定容量的比值，反应电池容量的变化。

另外，本发明实施例所述的机动车辆的变速箱优选为电控机械式自动变速箱AMT。该AMT是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的；它是揉合了AT(自动)和MT(手动)两者的优点的机电液一体化自动变速器；AMT既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。

实施例一

首先介绍机动车辆的动力总成系统结构图。如图1所示，该动力总成系统包括动力输出装置01、自动离合器02、AMT变速箱03以及车桥和车轮04，其中在AMT变速箱03上连接有一取力器05，取力器05通过其上的液压系统实现取力。当机动车辆为传统车辆时，所述动力输出装置01为发动机，当机动车辆为电动车时，动力输出装置01为电动机，当机动车辆为混合动力车辆时，动力输出装置为并联的发动机和电动机。

当机动车辆为正常行驶时，其动力传输路径为：动力输出装置-AMT变速箱-传动轴-车桥-车轮。

当机动车辆为停车取力时，其动力传输路径为：动力输出装置-AMT变速箱-取力器-液压系统。

当机动车辆进行停车取力时，AMT变速箱的动力传输路线图如图2所示。具体地，当进行PTO取力时，变速箱副箱挂空档，变速箱主箱挂预设档位，这样动力经由动力输出装置、AMT变速箱、取力器传输至液压系统，然后驱动相关机构工作。

下面结合图3介绍本发明实施例一中的机动车辆取力时工况参数的控制方法。图3是本发明实施例一中的机动车辆取力时工况参数的控制方法的流程示意图。如图3所示，所述控制方法包括以下步骤：

S31、获取变速箱输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩：

具体地，按下PTO开关，动力输出装置开始以预设转速运行，将AMT换挡手柄拨至自动挡挡位模式下，AMT开始自动挂初始预设挡位，挂档完成后挡位更新为预设挡位，动力输出装置开始输出动力(如为发动机模式或混动模式则挡位更新后，发动机以预设转速运行，离合器闭合后输出动力，取力器开始工作。

AMT变速箱挂到预设档位上，就能够按照预设转速运作。需要指出的是，本发明实施例所述的预设的初始档位是发明人经过多次实验测试出来的档位，在动力输出终端没有负载时在该档位上运行，消耗的能量最小。

需要说明的是，为了检测连接到取力器上的液压系统的载荷，在取力器输出轴上安装有扭矩传感器，其能够检测取力器上输出轴上的扭矩，也就是说，扭矩传感器能够检测液压系统的载荷。

机动车辆取力时工况参数控制装置(以下简称控制装置)与AMT变速箱、扭矩传感器进行信号通信，获取AMT变速箱挂到预设档位时输入轴预设转速信号，以及获取扭矩传感器检测到的取力器输出轴的扭矩信号。

S32、根据所述输入轴预设转速和变速箱在所述预设档位下的传动比，计算变速箱输出轴转速：

变速箱在不同档位下对应不同的传动比，变速箱输出轴转速＝变速箱输入轴转速/传动比，所以，根据变速箱输入轴预设转速和变速箱在所述预设档位下的传动比，能够计算出变速箱输出轴转速。

举例说明，假定预设档位为1档，该档位下对应的传动比为2，步骤S31中获取的变速箱输入轴转速为1500rpm，则变速箱输出轴转速＝1500/2＝750rpm。

另外，取力器所需的功率＝变速箱输出轴转速*取力器输出轴扭矩/系数。而且当取力器载荷不变的情况下，取力器所需的功率不变。例如，步骤S31中获取到的取力器输出轴上的扭矩为200n*m，则上述示例中的取力器所需的功率＝750*200/9.55。

S33、根据所述输出轴转速和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求转速，根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求扭矩；

由于在外部载荷一定的情况下，取力器所需的功率不变，由于取力器输出轴上的扭矩不能改变，所以变速箱输出轴转速也不变化。当变速箱档位变换时，由于传动比发生变化，所以需要变速箱输入轴转速发生变化。在某一档位下的变速箱输入轴转速＝变速箱输出轴转速*该档位下的传动比。因此，在本发明实施例中，根据变速箱输出轴转速和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求转速。

设定，变速箱有5个档位：1档、2档、3档、4档和5档，其各个档位上对应的传动比分别为i1、i2、i3、i4、i5。则变速箱在1-5档上的输入轴转速N1至N5分别为输出轴转速*i1、输出轴转速*i2、输出轴转速*i3、输出轴转速*i4、输出轴转速*i5。由于动力输出装置的转速等于变速箱输入轴转速，所以，在1-5档各个档位下，动力输出装置的需求转速分别为输出轴转速*i1、输出轴转速*i2、输出轴转速*i3、输出轴转速*i4、输出轴转速*i5。

另外，取力器输出轴上的扭矩＝动力输出装置的扭矩*传动比，所以，根据取力器输出轴上的扭矩和传动比，可以计算出各个档位下动力输出装置的需求扭矩。变速箱在1-5档上的扭矩T1至T5分别为取力器输出轴扭矩/i1、取力器输出轴扭矩/i2、取力器输出轴扭矩/i3、取力器输出轴扭矩/i4、取力器输出轴扭矩/i5。

通过步骤S33之后，能够得到变速箱分别处于1-5档时对应的动力输出装置的需求转速和需求扭矩分别为N1和T1、N2和T2、N3和T3、N4和T4、N5和T5。

S34、根据所述动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率：

由于不同的转速和扭矩，动力输出装置的效率也不同。所以，上述举例中的转速N1和扭矩T1、转速N2和扭矩T2、转速N3和扭矩T3、转速N4和扭矩T4、转速N5和扭矩T5的动力输出装置的效率分别为η1、η2、η3、η4、η5。

当动力输出装置为纯发动机时，动力输出装置的效率用发动机油耗率表示，发动机油耗量越低，效率越高。

当动力输出装置为纯发动机时，可以根据发动机万有特性曲线获取各个不同发动机转速和扭矩对应的效率。

需要说明的是，发动机万有特性曲线如图4所示，是以发动机转速为横坐标，平均有效压力或扭矩为纵坐标，将发动机各个转速下的负荷特性曲线、速度特性曲线、功率和油耗等参数综合到一起。在图4中，虚线为等功率线，其上的数字表示功率值，实线表示等油耗曲线，其上的数字表示油耗量。从图4所示的发动机万有特性曲线上可以读出每个特定转速下发动机不同功率状态时的扭矩、油耗量和其它参数，因此，以输出功率、转速和扭矩作为已知条件，从发动机万有特性曲线上可以获取到发动机不同转速和扭矩分别对应的油耗量，从而找出发动机不同转速和扭矩对应的效率。即从图4中可以分别获取到转速N1和扭矩T1、转速N2和扭矩T2、转速N3和扭矩T3、转速N4和扭矩T4、转速N5和扭矩T5对应的功率η1、η2、η3、η4、η5。

在本发明实施例中，发动机万有特性曲线存储在控制装置内。

此时，步骤S34具体包括：

控制装置根据所述发动机在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，查找发动机万有特性曲线；

控制装置根据所述发动机万有特性曲线分别获取所述发动机的各个不同需求转速和需求扭矩的发动机油耗。

当动力输出装置为电动机时，根据电机效率曲线分别获取各个不同转速和扭矩对应的效率。所述电动机效率曲线如图5所示，是以电动机转速为横坐标，扭矩为纵坐标，将电动机各个转速下的负荷特性曲线、电动机效率曲线等参数综合到一起绘出的曲线。在图5中，虚线为等功率线，其上的数字表示功率值，实线表示等效率线，其上的数字表示效率。在输出功率、转速、扭矩已知的情况下，根据电动机效率曲线能够得出不同转速和扭矩下的效率。

在本发明实施例中，控制装置内存储有电动机效率曲线。

当动力输出装置为发动机和电动机时，步骤S34具体包括：

根据电动机在各个不同变速箱档位下对应的转速和扭矩，查找电动机效率曲线；

根据所述电动机效率曲线分别获取电动机在各个不同变速箱档位下的动力输出装置的效率。

当动力输出装置为混合动力输出装置时，由于其控制过程相对复杂，本发明将在下面的实施例中单独介绍描述。

S35、比较所述动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，以得到动力输出装置的最大效率以及所述最大效率对应的动力输出装置的转速和变速箱档位：

具体地，当动力输出装置为纯发动机时，比较发动机不同需求转速和需求扭矩下的油耗量，将油耗量最低的需求转速和需求扭矩作为发动机效率最大的转速和扭矩，由于本发明实施例中，在某一变速箱档位下只有一个所述的动力输出装置的转速和扭矩，所以，根据动力输出装置的转速和扭矩能够找出变速箱档位。因而通过动力输出装置的最大效率能够从万有特性曲线上查找到最大效率对应的动力输出装置的转速和扭矩以及变速箱档位。

当动力输出装置为纯电动机时，比较电动机的效率，得到效率最大的转速和扭矩，并得到效率最大的转速和扭矩对应的变速箱档位。

S36、向变速箱发送所述最大效率对应的变速箱档位，以使所述变速箱将档位换到所述最大效率对应的变速箱档位上，向动力输出装置发送所述最大效率对应的动力输出装置的需求转速，以使所述动力输出装置按照所述最大效率对应的动力输出装置的需求转速运行：

控制装置与变速箱之间能够进行通信，控制装置向变速箱发送最大效率对应的变速箱档位，变速箱接收到该最大效率对应的档位后，将档位由预设的初始档位换到该效率最大的变速箱档位上运行。另外，控制装置与动力输出装置之间也能够进行通信，控制装置还向动力输出装置发送最大效率对应的动力输出装置的转速，以控制动力输出装置按照该最大效率对应的动力输出装置的转速运行。

以上为实施例一所述的机动车辆取力时工况参数的控制方法实施例。实施例一提供的控制方法能够根据取力器所需的功率对动力输出装置的转速和扭矩进行控制，以提高动力总成系统的效率，使其工作在高效经济区。另外考虑到变速箱档位与动力输出装置的转速的匹配，本发明实施例还能够根据取力器所需的功率对变速箱档位进行控制，通过动力输出装置的转速与变速箱档位相互配合来达到进一步提高动力总成系统效率的效果。

另外，本发明实施例所述的机动车辆可以为环卫车，其取力过程用于装填、压缩垃圾。所述的机动车辆还可以为吊车，其取力过程用于运输重物。所述的机动车辆还可以为罐车，其取力过程用于装卸罐。

另外，需要说明的是，本发明实施例所述的动力输出装置根据机动车辆的类型不同，可以为发动机，也可以为电动机，也可以为混合动力输出装置。所述混合动力一般为油电混合动力，即燃料(汽油、柴油等)和电能的混合也就是说，本发明实施例所述的机动车辆的动力模式可以为纯发动机模式，也可以为纯电动机模式，也可以为混合动力模式。通常所说的混合动力一般是指油电混合动力，即燃料(汽油、柴油等)和电能的混合。混合动力汽车是指有电动马达作为发动机的辅助动力驱动汽车。

当机动车辆为混合动力车辆时，其取力时采用的动力模式可以为纯发动机模式，也可以为纯电动模式，也可以为混合动力模式。而每种动力模式各有千秋，并适用于不同的情形。所以为了提高效率，需要选择取力时的动力模式。

相较于正常行驶过程，在取力时所用的动力一般较小，如果采用发动机作为动力输出装置取力，其能量利用效率较低，尾气排放较大，而且噪声较大。所以，对于混合动力车辆来说，一般不选择纯发动机模式作为取力时采用的动力模式，除非动力电池的电量严重不足，不得已才会选择纯发动机模式。在考虑到能量利用率方面，一般采用纯电动模式和混合动力模式作为混合动力车辆取力时采用的动力模式。

从纯电动模式和混合动力模式两种动力模式中，选择其中一种作为取力时的动力模式可以根据动力电池的荷电量来决定。具体过程如下：

控制装置判断动力电池的SOC值是否大于预设值，如果是，选择纯电动模式作为取力时的动力模式，如果否，选择混动模式作为取力时的动力模式。

其中，预设值是根据经验设定的值，高于这个值说明动力电池的电量充足，低于这个值说明动力电池的电量不足。一般情况下，该预设值为50％。

下面详细介绍当机动车辆为混合动力车辆时，其取力时的工况参数的控制方法实施例。参见实施例二。

实施例二

如图6所示，机动车辆为混合动力车辆时，其取力时的工况参数的控制方法包括以下步骤：

S601、判断SOC值是否大于预设值，如果是，执行步骤S602，如果否，执行步骤S603；

S602、选择纯电动模式作为取力时的动力模式。

S603、选择混动模式作为取力时的动力模式。

当选择纯电动模式作为取力时的动力模式时，顺序执行以下步骤S604至S610：

S604、获取变速箱输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩：

S605、根据所述输入轴预设转速和变速箱在所述预设档位下的传动比，计算变速箱输出轴转速：

S606、根据所述输出轴转速和变速箱各个档位的传动比计算电动机在各个变速箱档位下对应的需求转速，根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算电动机在各个变速箱档位下对应的需求扭矩。

S607、根据所述电动机在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取电动机的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率。

S608、比较所述电动机的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，以得到电动机的最大效率以及所述最大效率对应的电动机的转速和变速箱档位。

S609、向变速箱发送所述最大效率对应的变速箱档位，以使所述变速箱将档位换到所述最大效率对应的变速箱档位上，向电动机发送所述最大效率对应的电动机的需求转速，以使所述电动机按照所述最大效率对应的电动机的需求转速运行。

步骤S604至步骤S609与实施例一中的步骤31至步骤S36基本相同，将实施例一中的动力输出装置替换为发动机即为实施例二步骤S604至步骤S609所述的控制过程。为了简要起见，在此不再详细描述。

当选择混动模式作为取力时的动力模式时，顺序执行以下步骤S610至步骤S620：

S610、获取变速箱输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩。

S611、根据所述输入轴预设转速和变速箱在所述预设档位下的传动比，计算变速箱输出轴转速。

S612、根据所述输出轴转速和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求转速，根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求扭矩。

需要说明的是，步骤S610至步骤S612与实施例一中的步骤S31至S33相同，为了简要起见，在此不再详细描述，具体参见实施例一的描述。

S613、判断每个变速箱档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩：

需要说明的是，本领域技术人员总结工作经验，得出了发动机的最佳效率曲线。该最佳效率曲线绘制在发动机的万有曲线图上，具体如图7所示。通过该最佳效率曲线可知，在某一发动机转速下，对应一个最佳扭矩值。当发动机在某一转速下工作时，其对应的扭矩为该转速对应的最佳效率曲线上的扭矩，则说明在该工况下，发动机的油耗最小，效率最高。

在该最佳效率曲线上，每一个转速对应一个最佳扭矩。也就是说，转速和最佳扭矩是一一对应的。因此，在本发明实施例中，根据需求转速从最佳效率曲线上能够查找到该需求转速对应的最佳扭矩。

本步骤判断每个变速箱档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩，如果是，执行步骤S614，如果否，执行步骤S615。

需要说明的是，变速箱存在多个档位，在本步骤中，需要逐一判断每个档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩。假设变速箱有5个档位，则需要执行5次本步骤。

S614、控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，控制电动机需要输出的扭矩为需求扭矩与最佳扭矩之差：

为了控制发动机的油耗，使其尽可能地达到最低，所以，将上述计算到的需求扭矩同时分配给发动机和电动机，让发动机和电动机同时提供需求扭矩。

具体地，控制装置分配给发动机的扭矩为发动机在该需求转速下的最佳扭矩，剩余扭矩即需求扭矩与最佳扭矩之差由电动机来提供。这种分配方法能够尽可能地降低发动机的油耗，提高动力总成系统的效率。

S615、判断每个变速箱档位下的需求转速对应的最佳扭矩是否大于需求扭矩和动力电池充电时所需的最大扭矩之和：

需要说明的是，由于受到动力电池充电电流的限制，动力电池充电时所需的扭矩存在一个最大充电扭矩值。该最大充电扭矩值可以通过下述公式计算得到：

本步骤逐一判断每个变速箱档位下的需求转速对应的最佳扭矩是否大于需求扭矩和动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果是，执行步骤S616，如果否，执行步骤S617。

S616、控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为需求扭矩加动力电池充电时所需的最大扭矩之和：

由于最佳扭矩大于需求扭矩和动力电池充电时所需的最大扭矩，如果此时控制发动机输出的扭矩为最佳扭矩，就会使得输出的功率有一部分不能被有效利用，造成车辆的能量利用率降低，所以，为了提高能量利用率，此时控制发动机在该需求转速下输出的扭矩正好能被取力器和充电所用，即控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为需求扭矩加动力电池充电时所需的最大扭矩之和。

S617、控制发动机在需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，其中，所述需要输出的扭矩一部分用于提供需求扭矩，剩余的另一部分用于给电动机发电。

为了保证发动机处于最佳工况点，工作效率最高，在此情况下，控制发动机需要输出的扭矩为最佳扭矩。此时发动机输出的扭矩有两个用途，一部分用于提供取力时所需的需求扭矩，剩余的另一部分即最佳扭矩与需求扭矩的差值用于给发动机发电，此时发动机发电时的电流小于充电最大电流。

S618、根据每个变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，获取发动机在每个变速箱档位下的需求转速和需求扭矩对应的效率；根据每个变速箱档位下对应的需求转速和需要输出的扭矩获取发动机在每个变速箱档位下的需求转速和需要输出扭矩对应的效率；

根据发动机的万有特性曲线，根据每个变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，获取发动机在每个变速箱档位下需求转速和需求扭矩对应的效率，设定有5个档位，则获取这5个档位下分别对应的效率η1、η2、η3、η4、η5。另外，根据每个变速箱档位下对应的需求转速和需要发动机输出的扭矩获取发动机在每个变速箱档位下的需求转速和需要输出的扭矩对应的效率η’1、η’2、η’3、η’4、η’5。

S619、比较发动机在各个变速箱档位下需求转速和需求扭矩对应的效率、需求转速和需要输出扭矩对应的效率，以得到最大效率对应的变速箱档位、发动机转速：

举例来说，比较效率η1、η2、η3、η4、η5以及η’1、η’2、η’3、η’4、η’5的大小，从中得出效率最大值。根据该最大效率能够得到该效率对应的变速箱档位以及发动机转速。

S620、向变速箱发送最大效率对应的档位，以使变速箱换到最大效率对应的档位上，向发动机发送最大效率对应的发动机转速，以使发动机按照最大效率对应的发动机转速运行。

步骤S610至步骤S620为混合动力模式时的工况参数的控制方法。在该控制方法中，以降低发动机的油耗为首要目的。

为了更加清楚地理解动力模式为混动模式时的机动车辆取力时的工况参数的控制方法，下面结合一个具体的例子进行说明。

设定传感器测到取力器输出轴的扭矩为200N*m，此时AMT变速箱的输入轴转速1500rpm，此时为1挡，1挡传动比为2，2挡传动比为1.5，3挡传动比为1；

那么AMT变速箱输出轴转速为1500/2＝750rpm，此时取力器需要的功率即PTO功率p＝750*200/9.55；

如果选择2挡，传动比为1.5，那么变速箱输入轴转速为750*1.5＝1125rpm，需求扭矩＝200/1.5＝133，此时根据发动机的万有特性曲线查找得到2挡的一个发动机效率η2；

如果选择3挡，传动比为1，输入轴＝输出轴转速＝750rpm，扭矩＝200N*m，此时可查得发动机效率η3；

如果选择2挡时，查看2挡1125rpm时发动机的最佳效率曲线，比如说是500Nm的效率最高,(电池充电电流按照额定30A计算)，

那么这种情况下，发动机需要发出的扭矩＝133+92＝225Nm，查此时发动机效率η2’；

当然发动机扭矩如果是200Nm的效率最高，则控制发动机需要输出的扭矩为200N*m，则把200-133＝67Nm的扭矩用来发电，同样查得发动机效率e2’,这时充电电流不到30A；

3挡时，查看3挡1500rpm时发动机的最佳效率曲线，比如说是150Nm效率最高,那么电机应该发出的扭矩＝200-150＝50Nm，此时发动机的转速和扭矩分别为1500rpm，150Nm，查此时发动机效率e3’；

如果发动机扭矩如果是240Nm的效率最高，则把剩余的240-200＝40Nm用来发电，发电电流＝1500*40/9.55/360＝17A；

比较η2、η2’、η3、η3’得出最大值，设定η2最大，则控制发动机的转速变换到为1125rmp,变速箱档位换到2档。

基于上述实施例一和实施例二所述的控制方法，本发明还提供了机动车辆取力时工况参数的控制装置。具体参见实施例三。

实施例三

参见图8，实施例三所示的控制装置包括：

第一获取单元801，用于获取变速箱输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩；其中，所述变速箱的输入轴预设转速是变速箱在预设档位下的输入轴转速；

第一计算单元802，用于根据所述输入轴预设转速和变速箱在所述预设档位下的传动比，计算变速箱输出轴转速；

第二计算单元803，用于根据所述输出轴转速和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求转速，根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求扭矩；

第二获取单元804，用于根据动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个需求转速和需求扭矩对应的效率；

第一比较单元805，用于比较所述动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，以得到动力输出装置的最大效率以及所述最大效率对应的动力输出装置的转速和变速箱档位；

发送单元806，用于向变速箱发送所述最大效率对应的变速箱档位，以使所述变速箱将档位换到所述最大效率对应的变速箱档位上；向动力输出装置发送所述最大效率对应的动力输出装置的转速，以使动力输出装置按照所述最大效率对应的动力输出装置的转速运行。

通过实施例三提供的控制装置，能够对动力输出装置的转速和变速箱档位进行调整优化，按照优化后的转速和档位进行工作，能够保证动力总成系统的效率，能够使得动力总成系统工作在高效经济区域。

当机动车辆为混合动力车辆时，所述控制装置还可以包括：

选择单元800，用于在所述第一获取单元801获取变速箱输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩之前，选择取力时采用的动力模式。

进一步地说，选择单元800包括判断子单元，用于判断SOC值是否大于预设值，如果是，选择纯电动模式作为取力时采用的动力模式，如果否，选择混动模式作为取力时采用的动力模式。

在选择混合动力模式作为取力时的动力模式时，为了尽可能地降低发动机的油耗，可以在获取到需求扭矩后，对需求扭矩进行分配调整，将需求扭矩分配给发动机或者发动机和电动机。为了实现对需求扭矩的分配，上述所述的控制控制还可以包括：

第一判断单元807，用于判断每个变速箱档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，控制电动机需要输出的扭矩为需求扭矩与最佳扭矩之差；

第三获取单元808，用于根据发动机在各个变速箱档位下对应的需求转速和需要输出的扭矩，分别获取发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率；

第二比较单元809，用于比较发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率，以从所述发动机在各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率以及所述发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率中挑选出最大效率对应的发动机的转速和变速箱档位。

更进一步地，所述控制还可以包括：

第二判断单元810，用于在接收到所述第一判断单元为否的判断结果后，判断判断每个变速箱档位下的需求转速对应的最佳扭矩是否大于需求扭矩和动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为需求扭矩加动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果否，控制发动机在需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，其中，所述需要输出的扭矩一部分用于提供需求扭矩，剩余的另一部分用于给电动机发电。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (13)

1.一种机动车辆取力时工况参数的控制方法，所述工况参数包括动力输出装置的转速和变速箱档位，其特征在于，包括：

获取变速箱输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩；其中，所述变速箱的输入轴预设转速是变速箱在预设档位下的输入轴转速；

根据所述输入轴预设转速和变速箱在所述预设档位下的传动比，计算变速箱输出轴转速；

根据所述输出轴转速和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求转速，根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求扭矩；

根据动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个需求转速和需求扭矩对应的效率；

比较所述动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，以得到动力输出装置的最大效率以及所述最大效率对应的动力输出装置的转速和变速箱档位；

向变速箱发送所述最大效率对应的变速箱档位，以使所述变速箱将档位换到所述最大效率对应的变速箱档位上；向动力输出装置发送所述最大效率对应的动力输出装置的转速，以使动力输出装置按照所述最大效率对应的动力输出装置的转速运行。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述动力输出装置为发动机，发动机的效率用发动机油耗表示，输出相同功率时，发动机油耗越低，效率越高；

所述根据动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，具体为：

根据发动机在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，查找发动机万有特性曲线；

根据所述发动机万有特性曲线分别获取所述发动机的各个不同变速箱档位下的发动机油耗。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述动力输出装置为电动机，所述根据动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，具体为：

根据电动机在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，查找电动机效率曲线；

根据所述电动机效率曲线分别获取电动机在各个不同变速箱档位下的电动机效率。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述机动车辆为混合动力车辆，所述获取变速箱的输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩之前，还包括：

选择取力时采用的动力模式。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述选择取力时采用的动力模式，具体包括：

判断SOC值是否大于预设值，如果是，选择纯电动模式作为取力时采用的动力模式。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述判断SOC值是否大于预设值，还包括：如果否，选择混动模式作为取力时采用的动力模式。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求扭矩之后，还包括：

判断每个变速箱档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，控制电动机需要输出的扭矩为需求扭矩与最佳扭矩之差；

根据发动机在各个变速箱档位下对应的需求转速和需要输出的扭矩，分别获取发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率；

比较发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率，以从所述发动机在各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率以及所述发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率中挑选出最大效率对应的发动机的转速和变速箱档位。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述判断每个变速箱档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩，还包括：

如果否，判断每个变速箱档位下的需求转速对应的最佳扭矩是否大于需求扭矩和动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为需求扭矩加动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果否，控制发动机在需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，其中，所述需要输出的扭矩一部分用于提供需求扭矩，剩余的另一部分用于给电动机发电。

9.一种机动车辆取力时工况参数的控制装置，所述工况参数包括动力输出装置的转速和变速箱档位，其特征在于，所述控制装置包括：

第一获取单元，用于获取变速箱输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩；其中，所述变速箱的输入轴预设转速是变速箱在预设档位下的输入轴转速；

第一计算单元，用于根据所述输入轴预设转速和变速箱在所述预设档位下的传动比，计算变速箱输出轴转速；

第二计算单元，用于根据所述输出轴转速和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求转速，根据所述取力器输出轴的扭矩和变速箱各个档位的传动比计算动力输出装置在各个变速箱档位下对应的需求扭矩；

第二获取单元，用于根据动力输出装置在各个不同变速箱档位下对应的需求转速和需求扭矩，分别获取动力输出装置的各个需求转速和需求扭矩对应的效率；

第一比较单元，用于比较所述动力输出装置的各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率，以得到动力输出装置的最大效率以及所述最大效率对应的动力输出装置的转速和变速箱档位；

发送单元，用于向变速箱发送所述最大效率对应的变速箱档位，以使所述变速箱将档位换到所述最大效率对应的变速箱档位上；向动力输出装置发送所述最大效率对应的动力输出装置的转速，以使动力输出装置按照所述最大效率对应的动力输出装置的转速运行。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述机动车辆为混合动力车辆，所述控制装置还包括：

选择单元，用于在所述第一获取单元获取变速箱的输入轴预设转速和取力器输出轴的扭矩之前，选择取力时采用的动力模式。

11.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，所述选择单元具体包括：

判断子单元，用于判断SOC值是否大于预设值，如果是，选择纯电动模式作为取力时采用的动力模式，如果否，选择混动模式作为取力时采用的动力模式。

12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，还包括：

第一判断单元，用于判断每个变速箱档位下的需求扭矩是否大于该档位下的需求转速对应的最佳扭矩，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，控制电动机需要输出的扭矩为需求扭矩与最佳扭矩之差；

第三获取单元，用于根据发动机在各个变速箱档位下对应的需求转速和需要输出的扭矩，分别获取发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率；

第二比较单元，用于比较发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率，以从所述发动机在各个不同需求转速和需求扭矩对应的效率以及所述发动机在各个需求转速和需要输出的扭矩对应的效率中挑选出最大效率对应的发动机的转速和变速箱档位。

13.根据权利要求12所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

第二判断单元，用于在接收到所述第一判断单元为否的判断结果后，判断判断每个变速箱档位下的需求转速对应的最佳扭矩是否大于需求扭矩和动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果是，控制发动机在该需求转速下需要输出的扭矩为需求扭矩加动力电池充电时所需的最大扭矩之和，如果否，控制发动机在需求转速下需要输出的扭矩为所述最佳扭矩，其中，所述需要输出的扭矩一部分用于提供需求扭矩，剩余的另一部分用于给电动机发电。