用于功率输出装置扭矩传送的方法和系统制造方法及图纸

本申请涉及用于功率输出装置扭矩传送的方法和系统。提供了用于控制车辆发动机以将期望的扭矩传送到与所述发动机联接的功率输出装置的方法和系统。在一个示例中，所述方法可以包括：在车辆加速和稳态操作过程中获悉滤波的PTO扭矩需求，以及在发动机状态转变过程中使用获悉的PTO扭矩需求调整发动机转速，以便传送用于所述PTO装置的最佳操作的期望的发动机扭矩输出。

Method and system for torque transmission of power output device

The application relates to a method and system for torque transmission of a power output device. A method and system for controlling a vehicle engine to transmit the desired torque to a power output device connected to the engine is provided. In one example, the method can include PTO filter in vehicle acceleration torque demand was informed and steady in the course of operation, and the use of learned in the process of state transition in the PTO engine torque needs to adjust the engine speed, engine torque output for transmission for optimal operation of the PTO device's expectations.

【技术实现步骤摘要】
用于功率输出装置扭矩传送的方法和系统
本说明书总体上涉及用于控制车辆发动机以将期望的扭矩传送到与所述发动机联接的功率输出装置的方法和系统。
技术介绍
功率输出(powertakeoff，PTO)装置可以被联接到车辆，以提供功率来运行诸如水泥搅拌机、垃圾压实机、收割机、雪犁等的配件。PTO可以经由驱动轴联接到车辆发动机，并且可以直接从发动机扭矩输出获得操作功率。在PTO装置操作期间，可以在所请求的(较高的)转速下操作发动机，以便基于PTO负载提供期望的扭矩。已经开发了用于操作PTO装置的各种方法。余氏(Yu)等人在US7,377,103中所示的一种示例方法公开了一种用于PTO装置操作的方法，其中在确认发动机的扭矩输出高于PTO装置的扭矩需求时启动从发动机向PTO装置的功率传送。一旦PTO模式被操作者激活，发动机控制器可以调整到发动机的空气和燃料，以将发动机转速维持在PTO操作所需的发动机转速水平。如此，PTO装置在车辆静止(stationary)时操作，使得基于变化的PTO负载来调整发动机输出。
技术实现思路
然而，本文专利技术人在此已经认识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，在车辆可移动时，余氏的方法可能不能被使用。具体地，操作者可能需要在操作PTO装置的同时推进车辆。其结果是，可能不仅需要针对PTO载荷的变化而且还需要针对在加速过程中以及在减速事件期间车轮扭矩的变化来调整发动机扭矩输出。如果在踩下加速踏板事件期间没有提供足够的扭矩，则车辆可能会出现迟缓和/或PTO的性能可能劣化。在另一方面，在车辆减速(加速器踏板的松开)过程中，操作者可能无法使踏板位置最优化，并且发动机控制器可能会将发动机转速(鉴于减少的驾驶员需求)降低到期望转速以下以维持PTO负载。其结果是，发动机可能停机。因此，在操作PTO装置时，包括车辆加速模式与减速模式之间的转变的车辆推进可能不是无缝的。在一个示例中，以上讨论的问题可以通过一种用于具有联接到发动机的功率输出(PTO)装置的车辆的方法来解决，该方法包括：基于发动机扭矩输出与液力变矩器扭矩输出之间的差异来估计PTO负载；以及在多个发动机状态之间的转变过程中基于所述所估计的PTO负载来调整发动机扭矩输出。以此方式，在车辆加速过程中，可以估计对PTO扭矩的需求，并且将其用作车辆减速事件期间发动机转速和扭矩控制的输入。作为一个示例，车辆可以包括发动机和联接到发动机的PTO装置。发动机可以经由液力变矩器和变速器系统联接到车辆车轮。车辆控制系统可以基于PTO扭矩需求以及车辆推进需求来调整发动机转速曲线。车辆操作者可以致动开关以在静态PTO操作模式下和移动PTO操作模式下之间进行选择，在静态PTO操作模式下在车辆静止时操作PTO装置，在移动PTO操作模式下在车辆运动(使用发动机扭矩推进的车辆)时操作PTO装置。当处于静态PTO模式时，控制器可以调整发动机的节气门位置、火花正时以及加燃料计划中的每一者，以基于PTO装置的变化的负载来调整发动机转速和发动机扭矩输出。如果操作者在静止模式下踩下加速踏板，则可能退出静止模式，并且发动机不能被所述PTO负载支持。相反，发动机输出可能用于推进车辆。在移动PTO操作模式中，在车辆加速事件期间，可以基于发动机扭矩输出相对于液力变矩器扭矩输出来估计原始(raw)未滤波的PTO扭矩需求。可以估计PTO扭矩需求中的波动，并且可以使用可变时间常数来计算滤波的PTO扭矩需求。滤波的PTO扭矩需求可以由控制器结合驾驶员扭矩需求一起使用，以调整节气门位置、火花正时、以及发动机加燃料计划中的每一者，以在推进车辆的同时运行PTO装置。在随后的车辆减速事件期间，在前一加速事件期间获悉的(learned)PTO扭矩可以用作目标发动机转速(Ne)控制器(例如，使用比例-积分-微分(PID)控制)的输入，目标Ne控制器调整发动机扭矩输出(所命令的扭矩)，使得即使驾驶员需求减少时仍继续传送PTO装置所期望的扭矩。以此方式，通过在车辆加速过程中获悉PTO扭矩需求(如此，还可以在恒定转速操作和减速过程中估计PTO)，可以在随后的减速事件期间继续对PTO装置传送足够的扭矩。例如，基于驾驶员需求的下降，发动机转速可以以比所需的更慢的速率减少。此外，即使驾驶员需求改变以及PTO负载变化，PTO装置仍可以最佳地操作。在松开加速踏板事件期间控制发动机转速的技术效果是可以通过限制发动机转速的降低来传送PTO装置所期望的扭矩，从而预先消除发动机停机。此外，可以在包括静止和移动状况的所有车辆行驶状况下发动机停机和蹒跚(stumble)的可能性降低地操作PTO装置。应理解的是，提供上述概述是用于以简化形式介绍将在以下详细描述部分中进一步描述的多种概念的选择。不意于确定所要求保护的主题的关键特征或本质特征，由随附的权利要求书唯一地限定所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题并不限于解决以上指出的或在本公开的任何部分指出的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了包括功率输出(PTO)装置的示例车辆传动系配置。图2示出了发动机系统的示例实施例。图3示出了流程图，展示了可以被实现为在静态模式下操作PTO装置的示例方法。图4示出了流程图，其展示了可以被实现为在移动模式下操作PTO装置的示例方法。图5示出了根据本公开的在静态模式和移动模式下的PTO装置操作的示例。图6示出了在PTO装置操作过程中用于发动机转速控制的示例控制程序的框图。具体实施方式以下描述涉及用于调整发动机操作参数以将期望的扭矩传送到与发动机联接的功率输出装置的系统和方法。图1中示出了具有与发动机联接的PTO装置的示例车辆传动系配置。图2中示出了包括用于操作PTO装置的控制器的示例发动机系统。发动机控制器可以被配置为执行多个控制程序，例如图3和图4的分别用于在静态模式下和移动模式下操作PTO装置的示例程序。图5中示出了包括在多个发动机状态(加速和减速事件)之间转变过程中的静态模式和移动模式下的PTO操作的示例。在PTO装置操作过程中，可以使用控制系统(如图6的示例PID控制系统)进行发动机转速控制。图1示出了参照图2进一步描述的内燃发动机10，该内燃发动机通过曲轴13联接到液力变矩器11。诸如水泥搅拌机、垃圾压实机、收割机、或雪犁的功率输出(PTO)装置可以经由驱动轴9联接到发动机10。发动机可以向PTO装置12(当操作时)和液力变矩器11两者供应功率。液力变矩器11可以相对于发动机10被定位在PTO装置12的下游(在扭矩流动意义上)。车辆控制系统可以基于PTO扭矩需求以及车辆推进需求来调整发动机转速曲线。基于用户输入，当车辆静止或运动时，PTO装置可以操作。车辆仪表板上的开关可以用于在静态模式(当车辆静止时)下或移动模式(当车辆运动时)下的PTO装置操作之间进行选择。在移动模式下，在车辆加速(踩下加速踏板)过程中或在车辆稳态行驶过程中，可以获悉PTO负载(扭矩需求)，并且可以调整发动机转速和相应的发动机扭矩以提供期望的PTO扭矩需求。变速器15可以经由液力变矩器11在传动系中联接在发动机10的下游。液力变矩器11可以经由变速器输入轴17联接到变速器15。转速传感器18可以被联接到变速器输入轴17，用于估计在车辆操作过程中液力变矩器15的扭矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有联接到发动机的功率输出装置的车辆的方法，功率输出装置即PTO装置，所述方法包括：基于发动机扭矩输出与液力变矩器扭矩输出之间的差异估计PTO负载；以及在发动机状态之间的转变过程中基于所述估计的PTO负载调整发动机扭矩输出。

【技术特征摘要】
2016.06.24 US 15/192,5811.一种用于具有联接到发动机的功率输出装置的车辆的方法，功率输出装置即PTO装置，所述方法包括：基于发动机扭矩输出与液力变矩器扭矩输出之间的差异估计PTO负载；以及在发动机状态之间的转变过程中基于所述估计的PTO负载调整发动机扭矩输出。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆在所述PTO负载的所述估计过程中和所述发动机状态之间的转变过程中都在移动，并且其中，在所述估计之后进行所述调整，并且其中，变速器经由液力变矩器被联接在传动系中的所述发动机的下游。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述估计包括在车辆加速过程中或在车辆稳态行驶过程中获悉所述PTO负载，并且其中，在转变过程中使用所述估计包括在车辆减速过程中使用所述获悉。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述液力变矩器将所述发动机联接到变速器，其中，所述发动机扭矩输出基于曲轴转速传感器的输出，并且其中，所述液力变矩器扭矩输出基于变速器输入轴转速传感器的输出。5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述差异估计所述PTO负载包括基于所述发动机扭矩输出与所述液力变矩器扭矩输出之间的差异计算原始未滤波的PTO负载以及基于所述原始未滤波的PTO负载和可变时间常数计算滤波的PTO负载。6.根据权利要求4所述的方法，其中，在发动机状态之间的转变过程中使用所述估计包括基于车辆减速过程中的扭矩需求的减少并且还基于所述滤波的PTO负载调整在所述车辆减速过程中的发动机转速曲线。7.根据权利要求6所述的方法，其中，调整所述发动机转速曲线包括使用所述滤波的PTO负载和在所述车辆减速过程中的扭矩需求的所述减少中的每一者作为到目标发动机转速控制器的输入，其中，所述目标发动机转速控制器是比例-积分-微分控制器，比例-积分-微分控制器即PID控制器。8.根据权利要求4所述的方法，还包括在车辆加速和稳态车辆操作过程中，基于所述滤波的PTO负载更新发动机扭矩输出的前馈估计，以及调整一个或多个发动机扭矩致动器以提供所述发动机扭矩输出的前馈估计，所述调整一个或多个发动机扭矩致动器包括调整火花正时、节气门位置、以及燃料喷射脉宽。9.一种用于联接到功率输出装置的车辆的发动机的方法，功率输出装置即PTO装置，所述方法包括：在所述车辆移动的同时并且随着驾驶员需求的变化，经由所述发动机操作所述PTO装置。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述操作包括：在驾驶员需求增加的过程中，基于发动机输出扭矩相对于变速器输入扭矩估计PTO扭矩需求；以及在随后的驾驶员需求减少的过程中，基于所述驾驶员需求的减少并且还基于所述PTO扭矩需求调整所述发动机输出扭矩。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述调整包括随着驾驶员需求减少而...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·E·后曼特，B·D·里德尔，D·J·李乐，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US