CN112440740A - 一种车辆取力系统及其取力、标定方法 - Google Patents

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郑贤文
郭东卿
朱一鸣
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Abstract

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种车辆取力系统及其取力、标定方法。包括取力控制模块、驱动机构、取力离合器、变速箱和取力器，所述取力控制模块的控制信号输出端与驱动机构的控制信号输入端电性连接，所述变速箱和取力器分别与取力离合器的输入端和输出端连接，所述驱动机构用于驱动取力离合器将取力器耦合至变速箱输出端或从变速箱输出端脱离。以取力控制模块为控制核心，控制驱动机构驱动取力离合器的耦合，实现一键操作自动取力控制，简化了操作步骤。

Description

一种车辆取力系统及其取力、标定方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种车辆取力系统及其取力、标定方法。
背景技术
目前军用车辆改装或加装上装设备时，一般都需要从车辆动力系统取力，以便驱动发电机系统或液压系统，从而提供给加装设备动力。为了保证动力输出稳定及功率需求，以及匹配取力器后端的发电机或者液压系统，在车辆取力操作时需要将发动机提升至某一特定转速。而在军用车辆领域，作为快速移动作战平台，加装或改装上装设备已成为军用越野车辆的重要用途之一，这就要求取力系统操作简单且应用灵活。而现有的取力系统通常在需要取力时，手动操作取力器连接至发动机后端进行取力。其操作繁琐，流程复杂。同时，由于车辆的发动机后端空间通常较小，在发动机后端取力并不方便。此外，现有的车辆通常是发动机厂家提前标定好工作转速，其后续无法更改，导致同一车辆无法实现不同改装设备的取力需求。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种车辆取力系统及其取力、标定方法，它能够实现自动取力控制，简化了操作流程。
对于本发明一种车辆取力系统，其技术方案为：包括取力控制模块、驱动机构、取力离合器、变速箱和取力器，所述取力控制模块的控制信号输出端与驱动机构的控制信号输入端电性连接，所述变速箱和取力器分别与取力离合器的输入端和输出端连接，所述驱动机构用于驱动取力离合器将取力器耦合至变速箱输出端或从变速箱输出端脱离。
较为优选的，所述驱动机构包括储气装置、电磁阀、气动执行机构，所述取力控制模块的控制信号输出端与电磁阀的控制信号输入端电性连接，所述储气装置输出管路通过电磁阀与气动执行机构进气端连接，所述气动执行机构输出端与取力离合器连接。
较为优选的，所述变速箱输出端同轴连接有主动轮，所述取力器输入端同轴连接有从动轮，所述取力离合器用于控制从动轮与主动轮啮合或脱开。
较为优选的，还包括取力开关，所述取力开关的取力信号输出端与取力控制模块的取力信号输入端电性连接。
较为优选的，还包括气压传感器、变速箱空挡开关、离合器开关、取力离合器开关和电控发动机ECU，所述气压传感器、变速箱空挡开关、离合器开关、取力离合器开关和电控发动机ECU的信号输出端均与取力控制模块的信号输入端电性连接，其中，所述气压传感器用于监测储气装置内部气压。
较为优选的，所述取力控制模块上设有外部标定接口，所述外部标定接口用于上位机对取力控制模块内部设定的取力转速进行标定。
对于本发明一种车辆取力方法，其技术方案为：基于本方案的车辆取力系统，该方法包括
接收取力信号；
判断是否满足取力条件，若满足取力条件，则控制电磁阀开启；
其中，所述取力条件包括发动机处于起动状态、发动机无故障、变速箱处于空挡、储气装置气压大于设定气压阈值、变速箱与发动机间离合器处于耦合状态。
对于本发明一种取力转速标定方法，其技术方案为：基于本方案的车辆取力系统，该方法包括
标定工具向取力控制模块发送进入扩展会话模式请求信号；
所述取力控制模块接收到所述请求信号后，进入扩展会话模式；
所述标定工具与取力控制模块进行密钥认证，若认证通过，则取力控制模块切换为解锁状态；
标定工具向取力控制模块写入取力转速数据；
判断所述取力转速数据是否成功写入，若成功，则对取力控制模块进行复位。
较为优选的，写入取力转速数据前还包括写入本次修改的日期、时间、修改内容、工具序列号信息。
较为优选的，写入的所述取力转速数据为DID格式数据，所述标定工具在写入完成后读取取力控制模块内的DID格式数据，若读取的DID格式数据数值与写入的DID格式数据数值一致，则判断所述取力转速数据成功写入。
本发明的有益效果为：以取力控制模块为控制核心，控制驱动机构驱动取力离合器的耦合，实现一键操作自动取力控制，简化了操作步骤。将取力器取力部位设置在变速箱输出端，具有较大的布置空间，布置难度低。采用储气装置、电磁阀和气动执行机构的组合实现取力离合器的耦合控制，结构简单，控制方便。通过气压传感器、变速箱空挡开关、离合器开关、取力离合器开关和电控发动机ECU对影响车辆取力的相关数据进行监测，能够实现取力故障报警，保证取力安全，便于使用维护。通过在取力控制模块上设置开放权限的取力转速标定接口，用户可以通过标定工具灵活配置标定取力过程中的发动机转速，便于适配不同取力转速及功率的需求，极大提高了用户的便利性。
附图说明
图1为本发明一种车辆取力系统的模块连接示意图；
图2为本发明一种车辆取力系统的取力控制方法流程示意图；
图3为本发明一种车辆取力系统的取力转速标定示意图。
图中：1、取力控制模块，2-外部标定接口，3-变速箱空挡开关，4-离合器开关，5-报警装置，6-一键取力开关，7-电控发动机ECU，8-储气装置，9-气压传感器，10-电磁阀，11-取力离合器开关，12-气动执行结构，13-变速箱，14-取力离合器，15-取力器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，一种车辆取力系统包括取力控制模块1、外部标定接口2、变速箱空挡开关3、离合器开关4、报警装置5、一键取力开关6、电控发动机ECU7、储气装置8、气压传感器9、电磁阀10、取力离合器开关11、气动执行结构12、变速箱13、取力离合器14、取力器15。一键取力开关6的取力信号输出端与取力控制模块1的取力信号接收端连接，取力控制模块1的控制信号输出端与电磁阀10的控制信号输入端电性连接，储气装置8输出管路通过电磁阀10与气动执行机构12进气端连接，气动执行机构12输出端与取力离合器14连接。电磁阀10开启时，气动执行机构12开始工作，其可驱动取力离合器14耦合，即将取力器15耦合至变速箱13的输出端。该气动执行机构12和取力离合器14的结构有多种，只要能够实现取力器15与变速箱13的耦合与脱离控制均可。本实施例中，该变速箱13输出端同轴连接有主动轮，取力器15输入端同轴连接有从动轮，取力离合器14用于控制从动轮与主动轮啮合或脱开。取力控制模块1上设有外部标定接口2，外部标定接口2用于上位机对取力控制模块1内部设定的取力转速进行标定。
气压传感器9、变速箱空挡开关3、离合器开关4、取力离合器开关11和电控发动机ECU7的信号输出端均与取力控制模块1的信号输入端电性连接。其中，气压传感器9用于监测储气装置8内部气压，变速箱空挡开关3用于向取力控制模块1发送变速箱档位，离合器开关4用于向取力控制模块1发送发动机与变速箱的耦合状态，取力离合器开关11用于向取力控制模块1发送取力器与变速箱的耦合状态，电控发动机ECU7用于向取力控制模块1发送发动机运行状态。
如图2所示，一种车辆取力系统的取力方法如图所示：
取力控制模块1接收一键取力开关6发送的取力信号；
取力控制模块1判断是否满足取力条件，若满足取力条件，则控制电磁阀10吸合；其中，取力条件包括：发动机处于起动状态、发动机无故障、变速箱处于空挡、储气装置气压大于设定气压阈值、变速箱与发动机间离合器处于耦合状态。
M秒内通过取力离合器开关11判断取力器15与变速箱13之间是否耦合，如成功耦合，则取力控制模块1向电控发动机ECU7发送预先标定的取力转速根据电控发动机不同，可采用CAN总线方式发送具体转速值N；也可通过硬线发送脉冲，以每个脉冲K rpm的步调提升转速至取力控制模块1要求的转速；
判断设定时间内发动机转速是否达到目标转速，即取力转速，如达到，则电控发动机ECU3按照取力控制模块1的转速要求控制发动机稳定运行在N转速，进而驱动取力器15进行运转。在该过程中，当存在以下情况时，取力过程终止：
1、操作一键取力开关6，取力控制模块1接收一键取力开关6关闭信号，取力系统功能正常失效。
2、用户脚踩离合器，导致发动机与变速箱动力断开，取力控制模块1接收离合器开关3断开信号，取力系统功能正常失效。
3、用户操作变速箱换挡手柄，导致变速箱处于非空挡状态，取力控制模块1采集变速箱非空挡信号，取力系统功能失效。
4、储气装置8气源压力不足，取力控制模块1采集气压传感器9的气压信号，气压值低于设定阈值，取力系统功能失效。
5、电控发动机故障，取力控制模1块接收电控发动机ECU7的故障信息，电控发动机故障属于设定范围内故障，取力系统功能失效。
6、电磁阀10故障，导致气路中断，取力离合器无法耦合，取力控制模块1内部电路可判断电磁阀10故障，取力系统功能失效。
其中，1和2为正常失效，3～6为故障失效。当车辆不满足取力条件或者发生故障失效时，均通过报警装置5报警，根据具体方案，报警装置5可为车载组合仪表的报警灯或蜂鸣器、车载信息显示终端或独立报警灯，以提醒操作人员排查。
取力控制模块1留有标定接口，可通过外部标定接口2对其进行标定，一般采用通用的CAN总线通信进行标定。通过标准的发动机转速控制模式，整车厂可以根据使用需要，完成任意取力转速的标定。整车厂或车辆使用单位降低了技术门槛，也提高了同一车辆或底盘的改装适应性。
本发明简述基于UDS协议的取力器转速控制模式参数标定流程(本方案中提及的图标指取力转速数据的写入或修改)，外部标定逻辑图如图3所示，具体实施步骤如下：
①预标定整车状态条件检查：实车检查，车辆当前应满足如下条件：车辆车速为0，变速箱至于空挡，手刹拉起，储气装置压力正常；
②标定工具准备及线束连接：将无线收发器接口卡插入整车诊断接口、将CAN硬件连接至PC机，并开启应用运行标定应用程序；
③上电初始化：将点火钥匙旋转至ON档，上电初始化取力控制模块，并自动进入默认会话模式；
④扩展模式进入请求：标定工具通过诊断请求报文0x10 03服务子功能，请求取力控制模块进入扩展会话模式；
⑤进入扩展会话模式：取力控制模块接收到报文请求后，跳转至扩展会话模式；
⑥标定工具请求种子：标定工具向取力控制模块发送用于请求计算解锁取力控制模块的密钥口令的数据组；报文格式采用UDS协议的0x27 01服务子功能；取力控制模块通过0x67 01子功能，回复标定工具该种子的数据值；
⑦计算密钥&发送密钥：标定工具根据收到的数据组计算出密钥口令，并通过UDS协议的27 09服务发送密钥给取力控制模块；
⑧取力控制模块解锁：取力控制模块根据接收到的密钥口令，经过内部程序中存储的密钥列表进行比对，匹配一致，将取力控制模块置为解锁状态；
⑨写入指纹信息：标定工具在修改取力控制模块参数前，先通过2E服务功能，写入本次修改的日期、时间、修改内容、工具序列号等信息；
⑩写入转速控制值DID：标定工具根据实际功能需要，写入转速控制的具体数值信息，例如1250r/min、1800r/min等；数据格式为DID两个字节+数据值；
Figure BDA0002810682780000081
写入数据完成：取力控制模块回复0x62的肯定响应即数据写入完成；
Figure BDA0002810682780000082
标定工具通过0x22服务，读取转速控制值DID，验证一致即写入成功；
Figure BDA0002810682780000083
复位初始化取力控制模块：标定工具通过0x11 01服务子功能复位该控制器；
Figure BDA0002810682780000084
例程测试：标定工具通过0x31 01和0x31 02例程服务子功能，开启转速提升测试及关闭转速提升测试，测试过程中观察仪表盘指针状态，若符合预期转速提升值，测试成功；
Figure BDA0002810682780000085
标定结束：测试成功即可退出应用程序，拆除接口卡，本次标定流程结束。
本实施例中提及的缩略语和关键术语解释如下：
扩展模式：标定工具与被标定控制器之间的一种诊断会话模式，此会话模式下可以进行安全访问服务、数据写入服务、禁止记录故障代码等服务功能。
肯定响应：标定工具在向被标定控制器发送请求报文或控制指令报文时，被标定控制器的肯定反馈；
安全访问：被标定控制器的解锁机制，当通过安全访问验证后，该控制器(如PTO控制器)方可通过标定工具，以CAN总线为传输媒介，写入标定参数信息；
标定数据DID：标定数据参数的标识符，可以集成一类参数的数组名称；
指纹信息：标定工具在进行参数修改前，写入控制器内容内的日期、时间、参数修订类型、标定工具序列号等修改记录的相关信息；
例程测试：通过标定工具开启、关闭某一项功能的功能测试。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备系统、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆取力系统，其特征在于：包括取力控制模块、驱动机构、取力离合器、变速箱和取力器，所述取力控制模块的控制信号输出端与驱动机构的控制信号输入端电性连接，所述变速箱和取力器分别与取力离合器的输入端和输出端连接，所述驱动机构用于驱动取力离合器将取力器耦合至变速箱输出端或从变速箱输出端脱离。
2.根据权利要求1所述的车辆取力系统，其特征在于：所述驱动机构包括储气装置、电磁阀、气动执行机构，所述取力控制模块的控制信号输出端与电磁阀的控制信号输入端电性连接，所述储气装置输出管路通过电磁阀与气动执行机构进气端连接，所述气动执行机构输出端与取力离合器连接。
3.根据权利要求1所述的车辆取力系统，其特征在于：所述变速箱输出端同轴连接有主动轮，所述取力器输入端同轴连接有从动轮，所述取力离合器用于控制从动轮与主动轮啮合或脱开。
4.根据权利要求1所述的车辆取力系统，其特征在于：还包括取力开关，所述取力开关的取力信号输出端与取力控制模块的取力信号输入端电性连接。
5.根据权利要求1所述的车辆取力系统，其特征在于：还包括气压传感器、变速箱空挡开关、离合器开关、取力离合器开关和电控发动机ECU，所述气压传感器、变速箱空挡开关、离合器开关、取力离合器开关和电控发动机ECU的信号输出端均与取力控制模块的信号输入端电性连接，其中，所述气压传感器用于监测储气装置内部气压。
6.根据权利要求1所述的车辆取力系统，其特征在于：所述取力控制模块上设有外部标定接口，所述外部标定接口用于上位机对取力控制模块内部设定的取力转速进行标定。
7.一种车辆取力方法，其特征在于：基于如权利要求1～6任意一项所述的车辆取力系统，该方法包括
接收取力信号；
判断是否满足取力条件，若满足取力条件，则控制电磁阀开启；
其中，所述取力条件包括发动机处于起动状态、发动机无故障、变速箱处于空挡、储气装置气压大于设定气压阈值、变速箱与发动机间离合器处于耦合状态。
8.一种取力转速标定方法，其特征在于：基于如权利要求1～6任意一项所述的车辆取力系统，该方法包括
标定工具向取力控制模块发送进入扩展会话模式请求信号；
所述取力控制模块接收到所述请求信号后，进入扩展会话模式；
所述标定工具与取力控制模块进行密钥认证，若认证通过，则取力控制模块切换为解锁状态；
标定工具向取力控制模块写入取力转速数据；
判断所述取力转速数据是否成功写入，若成功，则对取力控制模块进行复位。
9.如权利要求8所述的取力转速标定方法，其特征在于：写入取力转速数据前还包括写入本次修改的日期、时间、修改内容、工具序列号信息。
10.如权利要求8所述的取力转速标定方法，其特征在于：写入的所述取力转速数据为DID格式数据，所述标定工具在写入完成后读取取力控制模块内的DID格式数据，若读取的DID格式数据数值与写入的DID格式数据数值一致，则判断所述取力转速数据成功写入。
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