混合动力汽车起重机PTO作业扭矩分配控制方法及系统与流程

混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法及系统
技术领域
1.本发明涉及一种混合动力汽车技术，特别涉及一种混合动力汽车起重机pto(power take off，动力输出装置)作业扭矩分配控制方法及系统。


背景技术：

2.随着排放法规日益严苛，国内车企和高校科研人员致力于降低发动机排放的研究，采用scr(selective catalytic reduction，选择性催化还原系统)降低氮氧化物排放是目前商用车主流技术路线。其中，汽车起重机就是一种具备长时间pto作业能力的商用车。
3.根据tbox(telematics box，车联网系统)数据统计，汽车起重机低速低扭矩作业工况占总运行工况约65％，此时scr入口排温平均温度为190℃，远低于scr的载体活性区，此时尿素转化效率约为40％～60％，尾气中大量nox未被转化直接排入大气，同时大量的尿素残留在载体表面，造成尿素结晶，严重时会堵塞后处理。


技术实现要素：

4.针对驻车pto作业下发动机进行低扭矩作业排放差的问题，提出了一种混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法及系统，对发动机及电机的工作扭矩进行管理，通过给电机一个负扭矩，提升发动机输出扭矩，使得发动机长期运行在经济高效区域，优化整车经济性的同时，提升发动机整体排温，进而提升scr转化效率，改善整车排放物。
5.本发明的技术方案为：一种混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法，混合动力汽车起重机正常pto作业时，若发动机需求低扭矩驻车pto作业且scr入口排气温度低时，触发pto作业时发动机目标扭矩补偿修正，将补偿的扭矩输出给电机，提高发动机工作负荷，使发动机工作在经济区，scr的载体平均排气温度达到活性温度，改善发动机排放。
6.进一步，所述目标扭矩补偿修正指输出扭矩包括发动机的所需输出扭矩t1+补偿修正扭矩t2，此时发动机工作负荷为驻车pto作业和电机作业。
7.进一步，所述补偿的扭矩t2获得方法：根据pto作业泵反馈的实时扭矩和发动机转速计算得出补偿修正扭矩的基础值，基础值乘以根据scr入口排温得到的修正扭矩系数得到最终的补偿修正扭矩t2。
8.进一步，所述补偿修正扭矩的基础值指的是当前转速下的油耗经济点扭矩与实际扭矩的差值，所述油耗经济点扭矩指在scr入口温度万有曲线中，根据发动机转速和scr入口温度得到的扭矩；补偿修正扭矩的系数是根据scr活性区的排温和实际入口排温的差值查一维表得到的系数。
9.进一步，所述电机作业包括给电池充电。
10.进一步，所述电机作用在给电池充电，需保证电池状态和电机状态处于允许充电状态，此允许充电状态包括电池和电机不处于故障和报文丢失状态，且给电池充电的扭矩要受当前电池充电功率限制，则补偿修正扭矩输出到电机端给电池充电，若电池状态和电
机状态处于不允许充电状态，补偿修正扭矩为0，不进行充电。
11.一种混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制系统，包括混合动力汽车整车控制器、发动机控制单元、电池管理系统和电机控制单元，混合动力汽车整车控制器分别与发动机控制单元、电池管理系统和电机控制单元数据通讯，混合动力汽车整车控制器获取scr状态、电池状态和电机状态数据，并根据采集的数据输出扭矩分配控制信号至发动机控制单元、电机控制单元，发动机控制单元控制起重机pto作业，电机控制单元控制输出电能给电池充电。
12.优选的，所述电机控制单元接收扭矩分配控制信号为补偿修正扭矩信号，所述补偿修正扭矩信号用于保证发动机工作在scr活性区的排温对应的输出扭矩范围中。
13.本发明的有益效果在于：本发明混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法及系统，识别工况，通过提高发动机的目标扭矩，达到发动机工作的经济区，这样既能能给电池充电，储存电能，又不影响控制效果，从而避免发动机驻车pto进行低扭矩作业的工况。
附图说明
14.图1为本发明混动汽车起重机的控制系统框架结构图；
15.图2为本发明混动汽车起重机发动机低扭矩pto作业控制方法流程图；
16.图3为本发明混动汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法流程图。
具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
18.一种混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法及系统，如图1、2所示，hcu(混合动力汽车整车控制器)从ecu(发动机控制单元)、bms(电池管理系统)和mcu(电机控制单元)分别获取scr状态、电池状态和电机状态数据，hcu(混合动力汽车整车控制器)根据采集的数据对电池、电机和整车处于正常状态进行判断；电池、电机和整车处于正常状态，此状态下若发动机需求低扭矩驻车pto作业且scr入口排气温度较低时(180℃为scr催化装置最低工作温度，250～350℃为最佳工作温度，如发动机工作转速2000r/min，scr入口排温低于250℃，此时发动机扭矩为低扭矩上限值)，触发pto作业时发动机目标扭矩补偿修正。正常情况下，发动机输出的扭矩t1直接输出给pto装置，补偿情况下，发动机的输出扭矩(t1+t2)除了输出给pto装置还需将补偿的扭矩(t2)输出给电机，来提高发动机工作负荷，从而使发动机工作在经济区，scr的载体平均排气温度达到活性温度，进而改善发动机排放；若电池状态和电机状态处于允许充电状态，包括电池和电机不处于故障和报文丢失状态，且给电池充电的扭矩要受当前电池充电功率限制(可根据实际电压和电流计算得出)，则补偿修正扭矩输出到电机端给电池充电，若电池状态和电机状态处于不允许充电状态，补偿修正扭矩为0，不进行充电。如图3混动汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法流程图。利用本发明可以避免发动机驻车pto进行低扭矩作业的工况。
19.如图3所示混动汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法流程图，所述获取scr状态数据指的是scr入口温度，scr出口温度，scr载体平均温度，尿素喷射状态数据。
20.所述高压电池状态正常指的是电池故障等级较低，电池电量不处于较高状态，如soc低于85％状态下，电池处于允许充电状态。
21.所述电机状态正常指的是电机不处于限扭和停机故障状态或请求。
22.所述整车状态正常指的是整车处于高压ready状态(用电器端继电器已经闭合)，整车无故障，整车处于混动或者纯油模式，发动机不处于断油和停机状态或请求。
23.所述pto作业时发动机目标扭矩补偿修正具体过程为：驾驶员通过操作手油门或者脚油门，根据pto作业泵反馈的实时扭矩和发动机转速计算得出补偿修正扭矩的基础值，基础值乘以根据scr入口排温得到的修正扭矩系数得到最终的补偿修正扭矩。(获得的补偿修正扭矩这部分最终要转换为电池充电功率，给电池充电)
24.补偿修正扭矩的基础值指的是当前转速下的油耗经济点扭矩(在scr入口温度万有曲线中，根据发动机转速和scr入口温度(如250℃)得到的扭矩)与实际扭矩的差值。
25.补偿修正扭矩的系数是根据scr活性区的排温和实际入口排温的差值查一维表得到的系数，该系数与温差应该成反比。
26.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法，其特征在于，混合动力汽车起重机正常pto作业时，若发动机需求低扭矩驻车pto作业且scr入口排气温度低时，触发pto作业时发动机目标扭矩补偿修正，将补偿的扭矩输出给电机，提高发动机工作负荷，使发动机工作在经济区，scr的载体平均排气温度达到活性温度，改善发动机排放。2.根据权利要求1所述混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法，其特征在于，所述目标扭矩补偿修正指输出扭矩包括发动机的所需输出扭矩t1+补偿修正扭矩t2，此时发动机工作负荷为驻车pto作业和电机作业。3.根据权利要求2所述混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法，其特征在于，所述补偿的扭矩t2获得方法：根据pto作业泵反馈的实时扭矩和发动机转速计算得出补偿修正扭矩的基础值，基础值乘以根据scr入口排温得到的修正扭矩系数得到最终的补偿修正扭矩t2。4.根据权利要求3所述混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法，其特征在于，所述补偿修正扭矩的基础值指的是当前转速下的油耗经济点扭矩与实际扭矩的差值，所述油耗经济点扭矩指在scr入口温度万有曲线中，根据发动机转速和scr入口温度得到的扭矩；补偿修正扭矩的系数是根据scr活性区的排温和实际入口排温的差值查一维表得到的系数。5.根据权利要求4所述混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法，其特征在于，所述电机作业包括给电池充电。6.根据权利要求5所述混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制方法，其特征在于，所述电机作用在给电池充电，需保证电池状态和电机状态处于允许充电状态，此允许充电状态包括电池和电机不处于故障和报文丢失状态，且给电池充电的扭矩要受当前电池充电功率限制，则补偿修正扭矩输出到电机端给电池充电，若电池状态和电机状态处于不允许充电状态，补偿修正扭矩为0，不进行充电。7.一种混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制系统，其特征在于，包括混合动力汽车整车控制器、发动机控制单元、电池管理系统和电机控制单元，混合动力汽车整车控制器分别与发动机控制单元、电池管理系统和电机控制单元数据通讯，混合动力汽车整车控制器获取scr状态、电池状态和电机状态数据，并根据采集的数据输出扭矩分配控制信号至发动机控制单元、电机控制单元，发动机控制单元控制起重机pto作业，电机控制单元控制输出电能给电池充电。8.根据权利要求7所述混合动力汽车起重机pto作业扭矩分配控制系统，其特征在于，所述电机控制单元接收扭矩分配控制信号为补偿修正扭矩信号，所述补偿修正扭矩信号用于保证发动机工作在scr活性区的排温对应的输出扭矩范围中。

技术总结
本发明涉及一种混合动力汽车起重机PTO作业扭矩分配控制方法及系统，混合动力汽车起重机正常PTO作业时，若发动机需求低扭矩驻车PTO作业且SCR入口排气温度低时，触发PTO作业时发动机目标扭矩补偿修正，将补偿的扭矩输出给电机，提高发动机工作负荷，使发动机工作在经济区，SCR的载体平均排气温度达到活性温度，改善发动机排放。识别工况，通过提高发动机的目标扭矩，达到发动机工作的经济区，这样既能能给电池充电，储存电能，又不影响控制效果，从而避免发动机驻车PTO进行低扭矩作业的工况。优化整车经济性的同时，提升发动机整体排温，进而提升SCR转化效率，改善整车排放物。改善整车排放物。改善整车排放物。


技术研发人员：金炜凯 刘伟 庄健 顾欣 黄建滔 兰熙 唐章敏 王凯 江正寒 郦路遥 凌建群
受保护的技术使用者：上海新动力汽车科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/6/28