纯电动车上装设备的调速控制方法和纯电动车
阅读：476发布：2022-12-31
专利汇可以提供纯电动车上装设备的调速控制方法和纯电动车专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种纯 电动车 上装设备的调速控制方法，包括以下步骤：在纯电动车处于上装工作模式的情况下，取 力 器挂档，接收用于调节驱动 电机 目标转速的调速 开关 的档位 信号 ；判断所述调速开关输出的挡位信号对应的 电压 值是否正常：若正常，则 驱动电机 按照与所述调速开关挡位匹配的目标转速运行直到上装设备作业完成；否则，关闭所述驱动电机。还公开了一种实现上述方法的纯电动车。本 发明 可通过调节调速开关调节驱动电机和取力器的转速，从而可使一款纯电动车底盘适用于不同的上装设备，进而使其适应不同用途的专用车车型，从而既满足车型平台化开发的要求，又能很好满足动作复杂的专用车作业要求。，下面是纯电动车上装设备的调速控制方法和纯电动车专利的具体信息内容。
1.一种纯电动车上装设备的调速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：在纯电动车处于上装工作模式的情况下，
取力器挂档，接收用于调节驱动电机目标转速的调速开关的档位信号；
判断所述调速开关输出的挡位信号对应的电压值是否正常：若正常，则驱动电机按照与所述调速开关挡位匹配的目标转速运行直到上装设备作业完成；否则，关闭所述驱动电机。
2.根据权利要求1所述的调速控制方法，其特征在于，在所述调速开关输出的档位信号对应的电压值为0.5-1V、1.5-2V、2.5-3V、3.5-4V的间断性电压值时，确定所述调速开关输出的档位信号正常，否则为不正常。
3.根据权利要求1所述的调速控制方法，其特征在于，整车控制器根据调速开关输出的档位信号选取所述驱动电机的目标转速，并将所述目标转速发送给电机控制器，所述电机控制器控制所述驱动电机按照所述目标转速运行。
4.根据权利要求1所述的调速控制方法，其特征在于，当收到纯电动车上装工作模式启动信号、车辆手刹拉启信号、车辆变速箱空挡信号、车辆车速为零信号、车辆驱动电机实际扭矩为零信号以及车辆驱动电机实际转速为零信号时确定纯电动车处于上装工作模式。
5.根据权利要求4所述的调速控制方法，其特征在于，当收到纯电动车上装工作模式启动信号，未收到车辆手刹拉启信号、车辆变速箱空挡信号、车辆车速为零信号、车辆驱动电机实际扭矩为零信号以及车辆驱动电机实际转速为零信号时发出提示信号。
6.根据权利要求1所述的调速控制方法，其特征在于，在纯电动车处于行驶工作模式的情况下，所述调速开关的档位调到关闭档，取力器退档，纯电动车进入行驶状态。
7.根据权利要求6所述的的调速控制方法，其特征在于，当收到纯电动车上装工作模式关闭信号、车辆车速大于零信号、车辆手刹松开信号、车辆变速箱离开空挡信号任一信号时关闭车辆驱动电机，在所述车辆驱动电机实际转速和实际扭矩为零时取力器摘挡，纯电动车进入行驶工作模式。
8.根据权利要求6所述的调速控制方法，其特征在于，在纯电动车处于行驶状态时，若所述调速开关的档位处于转速档，则提示将调速开关档位调节为关闭挡。
9.根据权利要求4或7所述的调速控制方法，其特征在于，车辆变速箱空挡信号由安装在车辆变速箱上的挡位传感器获得，所述纯电动车上装工作模式由取力器开关状态获得，车辆手刹信号由整车控制器获得，车辆车速信号由仪表获得。
纯电动车上装设备的调速控制方法和纯电动车
技术领域
[0001] 本发明涉及一种调速控制方法，尤其是一种纯电动车上装设备的调速控制方法。本发明还涉及一种实现上述方法的纯电动车。
背景技术
[0002] 为了加快新能源汽车产业发展，推进节能减排，促进大气污染治理，国家持续开展新能源汽车推广应用工作。其中的纯电动车，以高压动力电池作为唯一能源，靠电动机驱动车辆行驶，具备零排放、低噪音等优点，可在邮政、物流、环卫等领域广泛使用，越来越受到国家和企业的重视。纯电动车可分为无上装设备（如物流车）和有上装设备（如环卫车）两大类，在有上装设备的专用车中又分成要求上装设备在车辆静止时作业（如餐厨垃圾车、可卸式箱式垃圾车等）和要求在车辆行进间同时作业（如扫地车、洒水车等）两类。
[0003] 对于要求静止作业的纯电动车，参照图1，驱动电机3输出扭矩经由离合器4、变速箱5、传动轴8、主减速器差速器9、半轴10输出到后车轮2，驱动车辆行驶。考虑到开发、生产、后期维护等因素，当前多采用在变速箱5上安装取力器6，从驱动电机3取力为上装设备提供动力这种方式。这类纯电动车只安装有一台驱动电机3，行驶状态下驱动电机3负责驱动车辆行驶；需要上装设备工作时，车辆首先停稳，挂入空挡后控制取力器6先与变速箱齿轮啮合，驱动电机3输出的扭矩通过变速箱5传递给取力器6，驱动电机3与取力器6为刚性连接方式，取力器6的转速与驱动电机3转速成正比关系。常见的专用车上装工作机构多使用液压驱动方式，液压系统的动力源—液压泵7，与取力器6输出端刚性连接，取力器6与液压泵7转速一致。在液压系统安全压力范围下，液压泵7转速越高、液压系统的压力越高，上装设备的动作速度越快，反之如果降低液压泵7转速、则液压系统压力降低，上装设备的动作速度随之变慢。综上所述，驱动电机3转速与液压泵7转速成正比，通过调整驱动电机3转速快慢，就能实现对液压系统压力的调节，从而加快或减慢上装设备运动速度。
[0004] 在目前常见的纯电动车底盘取力器6控制方法中，上装设备工作时都是控制驱动电机3以单一恒定转速运行。专用车领域车型众多，改装厂或主机厂往往先开发出一款纯电动底盘，在其基础上搭配不同的上装设备，生产出不同用途的专用车。而对应的不同专用上装设备对于取力器6运行转速要求也不尽相同，纯电动车底盘采用单一恒转速控制即不能满足车型平台化开发的要求，又不能很好满足动作复杂的专用车作业要求。例如餐厨垃圾车，当垃圾桶被提升到车顶后会开始翻转，将垃圾倒入后箱内，如果翻转速度过快，则餐厨垃圾很可能飞溅出来造成二次污染，如果垃圾通翻转速度可调，则可适当减慢；又比如在垃圾回收处理厂，垃圾回收后箱内的推板将垃圾推出车厢，推板推出和回位的速度如果可调，则既能避免垃圾过快推出引起洒漏，又能加快回位速度，提高车辆工作效率。
[0005] 有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种可使一款纯电动车专用底盘适用于具有不同取力器转速要求的多种车型的纯电动车上装设备的调速控制方法。
[0007] 本发明的目的还在于提供一种纯电动车。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
[0009] 一种纯电动车上装设备的调速控制方法，包括以下步骤：在纯电动车处于上装工作模式的情况下，
[0012] 优选的，在所述调速开关输出的档位信号对应的电压值为0.5-1V、1.5-2V、2.5-3V、3.5-4V的间断性电压值时，确定所述调速开关输出的档位信号正常，否则为不正常。
[0013] 整车控制器根据调速开关输出的档位信号选取所述驱动电机的目标转速，并将所述目标转速发送给电机控制器，所述电机控制器控制所述驱动电机按照所述目标转速运行。
[0014] 当收到纯电动车上装工作模式启动信号、车辆手刹拉启信号、车辆变速箱空挡信号、车辆车速为零信号、车辆驱动电机实际扭矩为零信号以及车辆驱动电机实际转速为零信号时确定纯电动车处于上装工作模式。
[0015] 当收到纯电动车上装工作模式启动信号，未收到车辆手刹拉启信号、车辆变速箱空挡信号、车辆车速为零信号、车辆驱动电机实际扭矩为零信号以及车辆驱动电机实际转速为零信号时发出提示信号。
[0016] 在纯电动车处于行驶工作模式的情况下，所述调速开关的档位调到关闭档，取力器退档，纯电动车进入行驶状态。
[0017] 当收到纯电动车上装工作模式关闭信号、车辆车速大于零信号、车辆手刹松开信号、车辆变速箱离开空挡信号任一信号时关闭车辆驱动电机，在所述车辆驱动电机实际转速和实际扭矩为零时取力器摘挡，纯电动车进入行驶工作模式。
[0018] 在纯电动车处于行驶状态时，若所述调速开关的档位处于转速档，则提示将调速开关档位调节为关闭挡。
[0020] 一种纯电动车，包括驱动电机、整车控制器和直接控制所述驱动电机的电机控制器，其特征在于，还包括调速开关，所述调速开关为档位开关，所述调速开关连接所述整车控制器的输入，所述整车控制器的输出连接所述电机控制器的输入，电机控制器的输出连接所述驱动电机的控制端。
[0021] 本发明的有益效果为：本发明可通过调节调速开关调节驱动电机和取力器的转速，从而可使一款纯电动车底盘可适用于不同的上装设备，进而使其适应不同用途的电动车专用车车型，从而既满足车型平台化开发的要求，又能很好满足动作复杂的专用车作业要求。附图说明
[0022] 图1为本发明纯电动车的结构示意图；
[0023] 图2为本发明的纯电动车上装设备的一种调速控制方法流程图；
[0024] 图3是调速开关和驱动电机的连接线路图。
具体实施方式
[0025] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0026] 参照图2，本发明是一种纯电动车上装设备的调速控制方法，适用于车辆静止时上装设备作业的车辆，包括以下步骤：
[0027] 在步骤S100、车辆（纯电动车）处于行驶状态时执行步骤S101、判断车辆处于上装工作模式的条件是否成立，若确定处于上装工作模式，则执行步骤S102、取力器挂档；若上装工作模式条件不成立，则进行相应操作，而后重复步骤S101；S103、取力器挂档后，接收用于调节驱动电机目标转速的调速开关的档位信号；S104、判断所述调速开关输出的挡位信号对应的电压值是否正常：若正常，则执行步骤S105、驱动电机按照与所述调速开关挡位匹配的目标转速运行直到上装设备作业完成；若所述调速开关输出的挡位信号对应的电压值不正常，则执行步骤S108、关闭所述驱动电机。在上述步骤S105和S108完成后，执行步骤S106、判断车辆行驶模式条件成立与否；若成立，则执行步骤S107、取力器摘挡，车辆进入行驶状态，否则继续执行步骤S103。
[0028] 在所述调速开关输出的档位信号对应的电压值为0.5-1V、1.5-2V、2.5-3V、3.5-4V的间断性电压值时，确定所述调速开关输出的档位信号正常，否则为不正常。如0.5-1V为关闭档、1.5-2V为低速档，2.5-3V为中速档，3.5-4V为高速档。验证输出信号正常与否可以保证人员、设备安全。
[0029] 当收到纯电动车上装工作模式启动信号、车辆手刹拉启信号、车辆变速箱空挡信号、车辆车速为零信号、车辆驱动电机实际扭矩为零信号以及车辆驱动电机实际转速为零信号时确定纯电动车处于上装工作模式。
[0030] 当收到纯电动车上装工作模式启动信号，未收到车辆手刹拉启信号、车辆变速箱空挡信号、车辆车速为零信号、车辆驱动电机实际扭矩为零信号以及车辆驱动电机实际转速为零信号时发出提示信号，如提示驾驶员注意。
[0031] 在纯电动车处于行驶工作模式的情况下，所述调速开关的档位调到关闭档，取力器退档，纯电动车进入行驶状态。
[0032] 当收到纯电动车上装工作模式关闭信号、车辆车速大于零信号、车辆手刹松开信号、车辆变速箱离开空挡信号任一信号时关闭车辆驱动电机，在所述车辆驱动电机实际转速和实际扭矩为零时取力器摘挡，纯电动车进入行驶工作模式。
[0033] 在纯电动车处于行驶状态时，若所述调速开关的档位处于转速档，则提示将调速开关档位调节为关闭挡。
[0034] 上述车辆变速箱空挡信号由安装在车辆变速箱上的挡位传感器获得，所述纯电动车上装工作模式由取力器开关状态获得，车辆手刹信号由整车控制器获得，车辆车速信号由仪表获得。
[0035] 取力器开关为翘板开关，有闭合和断开两种状态，安装在驾驶室内供驾驶员操作，当希望上装设备工作时，应使取力器开关为闭合状态；当希望停止上装设备运行时，应使开关为断开状态；取力器开关通过连接线连接至整车控制器和取力器换挡机构；
[0036] 仪表负责采集车速信号并通过CAN总线发送给整车控制器，同时接收整车控制器发送的取力器工作状态信号；仪表与整车控制器之间使用CAN网络进行通信；
[0037] 电机控制器直接控制驱动电机，并与整车控制器通过CAN网络进行通信，驱动电机工作模式信号、目标转速信号与目标扭矩信号由整车控制器实时计算得出，并发送到电机控制器，驱动电机的开启/关闭、工作模式、输出转速等直接受电机控制器控制。
[0038] 上述取力器开关状态由取力器开关通过连接线发送至整车控制器；上述车速信号由仪表通过CAN总线发送给整车控制器；变速箱空挡信号由挡位传感器经连接线发送至整车控制器；取力器状态信号由整车控制器通过CAN总线发送到仪表，用于点亮仪表上的指示灯或报警；
[0039] 实现上述方法的一种纯电动车，至少包括驱动电机、整车控制器和直接控制所述驱动电机的电机控制器，还包括调速开关，所述调速开关为档位开关，所述调速开关连接所述整车控制器的输入，所述整车控制器的输出连接所述电机控制器的输入，电机控制器的输出连接所述驱动电机的控制端。参照图3，纯电动车的调速开关11安装在纯电动车的取力器控制面板上，通过连接线连接至整车控制器12，所述整车控制器12的输出连接所述电机控制器13的输入，电机控制器13的输出连接所述驱动电机14的控制端。整车控制器12根据调速开关11输出的档位信号选取所述驱动电机14的目标转速，并将所述目标转速发送给电机控制器13，所述电机控制器13控制所述驱动电机14按照所述目标转速运行。
[0040] 本发明中的驱动电机具备两种工作模式：转速控制模式和扭矩控制模式。
[0041] 两种模式的区别为：“转速控制模式”下，电机控制器只对整车控制器发出的转速指令（即目标转速）进行响应；对应的，在“扭矩控制模式”下，电机控制器只对整车控制器发出的扭矩指令（即目标扭矩）进行响应。
[0042] 例：
[0043] 转速控制模式：VCU（整车控制器）只需发送给MCU（电机控制器）现在要求驱动电机以500rpm旋转，500rpm就是目标转速。MCU接到指令后，控制驱动电机输出扭矩，但输出扭矩的大小和负载大小有关，如果电机负载小，则达到相同实际转速的驱动电机实际输出扭矩小，如只要10Nm就能维持500rpm，如果电机负载大，则需要较大的实际输出扭矩才可达到同样的实际转速，如驱动电机实际输出扭矩也许要提高到100Nm才能维持500rpm。也就是说实现VCU的目标转速实际需要输出多少扭矩，完全是MCU自己进行控制，因此VCU计算出的转速即为目标转速，而驱动电机此时真正达到的转速为其实际转速；
[0044] 在转速控制模式下，侧重的是驱动电机实际转速是否能和VCU预期的目标转速一致。由于控制精度原因，是没有能完全一致的，如VCU发出目标转速为500rpm，实际转速在500rpm附近小范围波动（495rpm到505rpm），就认为满足使用要求。
[0045] 扭矩控制模式：VCU只需发送给MCU现在需要驱动电机输出多少扭矩。例如，车辆行驶中，油门踏板被踩下了一半，VCU据此解析出驾驶员需要100Nm的扭矩。该100Nm就是目标扭矩，它会发送到MCU中，MCU接收到这个指令后，控制驱动电机输出100Nm，而对于同样的100Nm，同样档位（比如3挡），如果是平路车速能到80km/h，电机转速就在4000rpm，如果是上坡，100Nm只能让车辆以40km/h速度行驶，对应的电机转速也就变成了2000rpm。VCU计算出的扭矩即为目标扭矩，而驱动电机此时真正具有的扭矩为其实际扭矩。
[0046] 同样需要明确：在扭矩控制模式下，驱动电机实际扭矩和VCU发出的目标扭矩还不能达到完全一致，还以VCU发出的100Nm的目标扭矩为例，驱动电机实际输出扭矩是不可能完全等于100Nm的，总会有小的正负偏差（比如实际输出扭矩在95Nm到105Nm之间），在工程上如果不影响实际车辆的控制，这种误差是允许的。
[0047] 转速模式下：只控制转速，某一转速可对应不同的扭矩；
[0048] 扭矩模式下：只控制扭矩，某一扭矩可对应不同的转速。
[0049] 下面以一个纯电动餐厨垃圾车的具体工作流程为例对本发明进行进一步说明。
[0050] 在一款基于上述的纯电动车开发而成的厨垃圾车中，应用本发明所述控制方法进行取力器的3级调速控制。其中低速档对应转速设定为100rpm，中速档为200rpm，高速档为800rpm。
[0051] 驾驶员驾驶车辆到达作业地点准备收集餐厨垃圾，车辆停稳后，变速箱挂空挡，拉起手刹，闭合取力器开关，车辆进入上装工作模式。取力器完成挂挡后，整车控制器便能驱动电机。驾驶员此时从驾驶室移到车辆外操作上装设备的控制杆、控制按钮、调速开关等开始作业。驾驶员首先将调速开关从关闭档转到中速档，操作打开后车厢上盖，提升垃圾桶。当垃圾桶被提升接近车顶时，为避免垃圾桶过快翻转倾倒垃圾所引起的飞溅，将调速开关转到低速档，命令驱动电机以低转速运行。垃圾倾倒完毕，放下垃圾桶过程中，可以再次调高电机转速（中速档），使垃圾桶快速回位。将垃圾桶摘下后，关闭后车厢上盖，完成一次垃圾回收流程。驾驶员将调速开关拧到关闭档，断开取力器开关，取力器完成摘挡后切换到行驶模式。
[0052] 垃圾回收完成后，车辆驶回餐厨垃圾回收厂，待车辆停稳、驾驶员挂回空挡、拉起手刹、闭合取力器开关，车辆进入上装工作模式。将调速开关调成中速档，控制打开后箱尾门，推出垃圾，在控制推板回位过程中可以使用高速档，以加快作业速度。
[0053] 对于基于本发明而生成的餐厨垃圾车，其区分不同的上装设备在不同运行位置或运行状态下的工作状态，使之以不同的速度工作，从而防止垃圾飞溅、垃圾过快推出引起洒漏造成的二次污染，又能加快后车厢内推板的回位速度，提高车辆工作效率。
[0054] 上述餐厨垃圾车的具体实施方式中取力器可以进行三档调速，在安装不同的上装设备时，可采用多档转速，但是设置转速应符合下列要求：
[0055] 低速档，可建立液压系统的基本压力，取力器应能保证所有类型的上装设备动作都可以正常运行，但有可能运行速度过慢，影响专用车工作效率；
[0056] 中速档，介于低速档与高速档之间，可根据纯电动车底盘所要组装的专用车型进行匹配；
[0057] 高速档，受下列条件限制：a）取力器所提供的液压系统压力应小于上装设备液压控制系统的安全油压、b）上装设备运动速度小于最高设计运动速度、c）不能引起其它的人员、车辆安全隐患。
[0058] 本发明通过在纯电动车中增加调速开关，对于功能较复杂的上装设备可随时调整驱动电机转速改变取力器转速，进而调整上装液压控制系统的压力，改变上装设备的运行速度，以适应某种上装设备的作业特点，因此可使同一种纯电动车与不同的上装设备进行匹配，组成不同用途的专用车车型，可广泛应用于通过取力器获取上装设备动力，且通过驱动电机转速控制取力器转速的纯电动车中，从而既满足车型平台化开发的要求，又能很好满足动作复杂的专用车作业要求。
[0059] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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