专利名称：一种多功率开关切换方法及装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及多功率开关技术领域，特别是涉及一种多功率开关自动切换方法及装置。
背景技术：
目前，电控柴油机通过多路电阻转换器和开关，以及配合E⑶(Electronic Control Unit，电子控制单元)内部的逻辑限制曲线实现多功率切换，但是，需要司机手动 控制手柄来实现多功率的切换，这样就存在司机操作延时问题，使得整车的动力性和经济 性无法保证，以及需要司机频繁切换、操作麻烦。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种多功率开关切换方法，以实现多功 率开关的自动切换，技术方案如下一种多功率开关切换方法，包括实时获取油门踏板位置信息、负荷率信息以及机车的转速信息；比较所述油门踏板位置信息与油门踏板上限预设值和/或油门踏板下限预设值， 以及比较所述负荷率信息与负荷率上限预设值及负荷率下限预设值，当所述油门踏板位置 信息大于所述油门踏板上限预设值或所述负荷率信息大于所述负荷率上限预设值时，多功 率开关自动切换至最大扭矩值输出；否则，多功率开关依据与切换开关手柄的位置对应的 功率限制曲线，输出与所述转速信息对应的扭矩值。优选的，所述多功率开关依据与切换开关手柄的位置对应的功率限制曲线，多功 率开关输出所述转速信息对应的扭矩值，具体包括当切换开关手柄切换到第一切换位置时，依据第一功率限制曲线查询得到所述机 车的转速信息对应的扭矩值，并输出该扭矩值；当切换开关手柄切换到第二切换位置时，依据第二功率限制曲线查询得到所述机 车的转速信息对应的扭矩值，并输出该扭矩值；当切换开关手柄切换到第三切换位置时，依据第三功率限制曲线查询得到所述机 车的转速信息对应的扭矩值，并输出该扭矩值。本申请的另一目的是提供一种多功率开关切换装置，以实现多功率的自动切换， 技术方案如下一种多功率开关切换装置，包括多路电阻转换器、切换开关状态识别单元、油门 踏板位置比较单元、机车负荷率比较单元、第一逻辑选择单元及扭矩值确定单元，其中切换开关状态识别单元与所述多路电阻转换器相连，用于识别切换开关手柄位置 fn息；所述油门踏板位置比较单元，用于比较所述油门踏板位置信息与油门踏板上限预 设值和/或油门踏板下限预设值，得到油门踏板位置信息比较结果；
所述机车负荷率比较单元，用于比较所述机车负荷率信息与机车负荷率上限预设 值和/或机车负荷率下限预设值，得到机车负荷率信息比较结果；所述第一逻辑选择单元与所述切换开关状态识别单元相连，并输入有预设逻辑常 量，根据所述油门踏板位置信息比较结果和/或机车负荷率信息比较结果，选择相应的扭 矩确定控制信号，并提供给所述扭矩值确定单元；所述扭矩值确定单元，根据所述第一逻辑选择单元提供的控制信号，确定所需的 扭矩值并输出。优选的，所述油门踏板位置比较结果具体包括当所述油门踏板位置信息大于所述油门踏板上限预设值时，所述油门踏板位置比 较单元得到的比较结果为1 ；当所述油门踏板位置信息小于所述油门踏板下限预设值时，所述油门踏板位置比 较单元得到的比较结果为0。优选的，所述机车负荷率信息比较结果具体包括当所述机车负荷率信息大于所述机车负荷率上限预设值时，所述负荷率比较单元 得到的比较结果为1 ；当所述机车负荷率信息小于所述负荷率下限预设值时，所述机车负荷率比较单元 得到的比较结果为0。优选的，所述预设逻辑常量为逻辑0。优选的，所述扭矩值确定单元包括最大扭矩限值单元、第一功率限制曲线单元、 第二功率限制曲线单元、第三功率限制曲线单元，以及第二逻辑选择单元，其中所述最大扭矩限值单元与所述第二逻辑选择单元相联；所述第一功率限制曲线单元内存储有与转速相关的第一功率限制曲线，并与第二 逻辑选择单元相联；所述第二功率限制曲线单元内存储有与转速相关的第二功率限制曲线，与所述第 二逻辑选择单元相联；所述第三功率限制曲线单元内存储有与转速相关的第三功率限制曲线，与所述第 二逻辑选择单元相联；所述第二逻辑选择单元根据所述第一逻辑选择单元提供的控制信号选择合适的 扭矩值输出。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，所述多功率开关切换方法通过采集机 车油门踏板位置信息和/或机车负荷率信息，当所述机车油门踏板位置信息大于油门踏板 上限预设值或所述机车负荷率信息大于所述机车负荷率上限预设值时，多功率开关自动 切换到最大扭矩值输出；否则，多功率开关依据与切换开关手柄的位置相对应的功率限制 曲线，输出与机车的转速相对应的扭矩值，这样，在机车的切换开关运行在轻载或中载状态 时，当机车需要更多动力输出时，多功率开关根据油门踏板位置信息和/或机车负荷率信 息判断，自动切换至重载位置，使机车以满负荷运行，从而确保机车的多功率开关及时切 换，进而保证整个机车的动力性和经济运行性。同时，减少了司机的切换操作。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例一种多功率开关切换方法的流程图；图2为本申请实施例另一种多功率开关切换方法流程图；图3为本申请实施例一种多功率开关切换装置的结构示意图；图4为本申请实施例另一种多功率开关切换装置的结构示意图。
具体实施例方式本申请实施例提供一种多功率开关切换方法及装置，通过检测油门踏板位置信息 以及机车负荷率信息，并将所述油门踏板位置信息与油门踏板上限预设值及油门踏板下限 值进行比较，以及将所述机车负荷率信息与机车负荷率上限预设值及机车负荷率下限预设 值进行比较，当所述油门踏板位置信息大于所述油门踏板上限预设值或所述负荷率信息大 于所述负荷率上限预设值时，多功率开关自动切换至最大扭矩值输出；否则，多功率开关依 据与切换开关手柄的位置对应的功率限制曲线，输出与所述转速信息对应的扭矩值。为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和实施方式对本 申请作进一步的详细说明。首先对本申请实施例的多功率切换方法进行说明，包括S101，实时获取机车油门踏板位置信息、机车负荷率信息以及机车的转速信息。机车ECU内部设置有分别获取机车油门踏板位置信息、机车负荷率信息以及机车 的转速信息的采集端。S102，比较所述油门踏板位置信息与油门踏板上限预设值及油门踏板下限预设 值，如果所述油门踏板位置信息大于所述油门踏板上限预设值，则执行步骤S105 ；否则执 行步骤S103。所述油门踏板位置上限预设值以及油门踏板位置下限预设值可以根据机车的性 能预先设定。S103，比较所述机车负荷率信息与机车负荷率上限预设值及机车负荷率下限预设 值，如果所述机车负荷率信息大于所述机车负荷率上限预设值，则执行步骤S105 ；否则执 行步骤S104。所述机车负荷率上限预设值以及机车负荷率下限预设值根据机车的性能预先设定。S104，所述多功率开关依据与切换开关手柄的位置相对应的功率限制曲线获取与 所述机车的实时转速信息相对应的扭矩值输出。S105，所述多功率开关切换至最大扭矩值输出。当然，本领域技术人员可以理解的是，步骤S102和步骤S103的执行顺序，可以互 换，即先比较机车负荷率信息与机车负荷率上限预设值及机车负荷率下限预设值，当所述 机车负荷率信息小于所述机车负荷率下限预设值时，再比较油门踏板位置信息与油门踏板 位置上限预设值及油门踏板下限预设值之间的关系。
本实施例提供的所述多功率开关切换方法，通过采集机车油门踏板位置信息及机 车负荷率信息，当所述机车油门踏板位置信息大于油门踏板上限预设值或所述机车负荷率 信息大于所述机车负荷率上限预设值时，多功率开关自动切换到最大扭矩值输出；否则，多 功率开关依据与切换开关手柄的位置相对应的功率限制曲线，输出与机车的转速相对应的 扭矩值，这样，在机车的切换开关运行在轻载或中载状态时，当机车需要更多动力输出时， 多功率开关根据油门踏板位置信息和/或机车负荷率信息判断，自动切换至重载位置，使 机车以满负荷运行，从而确保机车的多功率开关及时切换，进而保证整个机车的动力性和 经济运行性。同时，减少了司机的切换操作。参见图2，图2所示为本申请实施例提供的另一种多功率开关切换方法的流程示 意图，该方法包括S201，实时获取机车油门踏板位置信息、机车负荷率信息以及机车的转速信息。机车ECU内部设置有分别获取机车油门踏板位置信息、机车负荷率信息以及机车 的转速信息的采集端。S202，比较所述油门踏板位置信息与油门踏板上限预设值及油门踏板下限预设 值，如果所述油门踏板位置信息大于所述油门踏板上限预设值，则执行步骤S204 ；否则执 行步骤S203。所述油门踏板位置上限预设值以及油门踏板位置下限预设值可以根据机车的性 能预先设定。S203，比较所述机车负荷率信息与机车负荷率上限预设值及机车负荷率下限预设 值，如果所述机车负荷率信息大于所述机车负荷率上限预设值，则执行步骤S204 ；否则执 行步骤S205。所述机车负荷率上限预设值以及机车负荷率下限预设值根据机车的性能预先设定。S204,所述多功率开关切换至最大扭矩值输出。S205，当所述切换开关手柄切换到第一切换位置时，依据与机车转速信息相关的 第一功率限制曲线，查询得到机车的实时转速信息对应的扭矩值，并输出该扭矩值。S206,当所述切换开关手柄切换到第二切换位置时，依据与机车转速信息相关的 第二功率限制曲线，查询得到机车的实时转速信息对应的扭矩值，并输出该扭矩值。S207，当所述切换开关手柄切换到第三切换位置时，依据与机车转速信息相关的 第三功率限制曲线，查询得到机车的实时转速信息对应的扭矩值，并输出该扭矩值。所述第一、第二、第三功率限制曲线是机车ECU内部存储的根据机车性能得到的 负载情况下，机车转速和输出扭矩值之间的关系图表。相应于上面的方法实施例，本申请还提供一种多功率切换装置，参见图3，图3为 一种多功率切换装置的结构示意图，该装置主要包括多路电阻转换器1、切换开关状态识 别单元2、油门踏板位置比较单元3、机车负荷率比较单元4、第一逻辑选择单元5以及扭矩 值确定单元6。具体实施时，切换开关状态识别单元2与多路电阻转换器1相联，用于识别切换开 关手柄位置信息。切换开关手柄10的不同档位与多路电阻转换器1的不同电阻相连，即切 换开关手柄10切换到不同档位时，多路电阻转换器1输出的电压信号数值不同，因此，切换
7开关状态识别单元2通过分析该电压信号可以得到切换开关手柄10的位置信息。油门踏板位置比较单元3，用于比较油门踏板位置信息与油门踏板上限预设位置 和/或油门踏板下限预设值，得到油门踏板位置信息比较结果；其中，所述油门踏板上限预 设位置31和油门踏板下限预设值32可以根据机车的性能进行预先设定。机车ECU内部设 有油门踏板位置采集端33，用于实时获取机车的油门踏板位置信息，并提供给油门踏板位 置比较单元3进行比较判断。该油门踏板位置比较单元的比较原理与滞回比较器的比较原理相似。具体的，当所述油门踏板位置信息大于所述油门踏板上限预设值时，所述油门踏 板位置比较单元得到的比较结果为逻辑1 ；当所述油门踏板位置信息小于所述油门踏板下 限预设值时，所述油门踏板位置比较单元得到的比较结果为逻辑0。这样能够保证在油门踏 板位置信息具有小幅波动时，得到的比较结果不会跟随波动，提高了比较结果的准确性。机车负荷率比较单元4，用于比较所述机车负荷率信息与机车负荷率上限预设值 41和/或机车负荷率下限预设值42，得到机车负荷率信息比较结果；其中机车ECU内部设 置有机车负荷率采集端43，用于实时获取机车的负荷率信息，并提供该机车负荷率比较单 元进行比较判断。所述机车负荷率上限预设值41和机车负荷率下限预设值42可以根据机 车的带载性能进行预先设定。所述机车负荷率比较单元4的比较原理与滞回比较器的比较原理相似。具体的，当所述机车负荷率信息大于所述机车负荷率上限预设值时，所述负荷率 比较单元得到的比较结果为1 ；当所述机车负荷率信息小于所述负荷率下限预设值时，所 述机车负荷率比较单元得到的比较结果为0。这样能够保证在机车负荷率信息具有小幅波 动时，得到的比较结果不会跟随波动，提高了比较结果的准确性。第一逻辑选择单元5，与切换开关状态识别单元2相联，且输入有预设逻辑常量， 用于根据所述油门踏板位置信息比较结果和/或机车负荷率信息比较结果，选择相应的扭 矩确定控制信号提供给所述扭矩值确定单元6。其中，所述预设逻辑常量为逻辑0。当油门踏板位置信息比较结果为1或机车负荷率信息比较结果为1时，第一逻辑 选择单元5提供的控制信号为信号0 ；否则，根据切换开关手柄10的位置确定，所述切换开 关手柄10有第一切换位置11、第二切换位置12、第三切换位置13三个切换位置，当切换开 关手柄10切换至第一切换位置11时，第一逻辑选择单元5提供的控制信号为信号1 ；当切 换开关手柄10切换至第二切换位置12时，第一逻辑选择单元5提供的控制信号为信号2 ； 当切换开关手柄10切换至第三切换位置13时，第一逻辑选择单元5提供的控制信号为信 号3。扭矩值确定单元6，根据所述第一逻辑选择单元5提供的控制信号，确定所需的扭 矩值并输出。具体实施时，当所述油门踏板位置信息大于所述油门踏板上限预设值或机车负荷 率信息大于机车负荷率上限预设值时，表明此时的机车需要更多的动力输出，扭矩值确定 单元6选择最大扭矩限值输出，确保机车对动力的需求。否则，扭矩确定单元6根据切换开 关手柄10的位置信息确定相应的扭矩值输出。当切换开关手柄10切换至第一切换位置11时，根据第一功率限制曲线查询确定 此时机车的转速信息对应的扭矩值，并输出；当切换开关手柄10切换至第二切换位置12
8时，根据第二功率限制曲线查询确定此时机车实时转速信息对应的扭矩值，并输出；当切换 开关手柄10切换至第三切换位置13时，根据第三功率限制曲线查询确定此时机车实时转 速信息对应的扭矩值，并输出。所述第一、第二、第三功率限制曲线是机车ECU内部存储的根据机车性能得到的 负载情况下，机车转速和输出扭矩值之间的关系图表。本实施例提供的多功率切换装置通过获取机车油门踏板位置信息和/或机车负 荷率信息，通过油门踏板位置比较单元和/或机车负荷率比较单元与预设限值进行比较得 到比较结果，第一逻辑比较单元可以根据该比较结果，得到控制信号并提供给扭矩值确定 单元，最终由扭矩值确定单元确定得到相应的扭矩值输出，当所述油门踏板位置信息大于 所述油门踏板上限预设值或所述负荷率信息大于所述负荷率上限预设值时，多功率开关自 动切换至最大扭矩值输出；否则，多功率开关依据与切换开关手柄的位置对应的功率限制 曲线，输出与所述转速信息对应的扭矩值，这样，在机车需要更多动力输出时，多功率开关 根据油门踏板位置信息和/或机车负荷率信息判断，自动切换至重载位置，使机车以满负 荷运行，从而确保机车的多功率开关及时切换，进而保证整个机车的动力性和经济运行性。 同时，减少了司机的切换操作。参见图4，上述的多功率开关切换装置实施例中的扭矩值确定单元具体包括最 大扭矩限值单元61、第一功率限制曲线单元62、第二功率限制曲线单元63、第三功率限制 曲线单元64，以及第二逻辑选择单元65。具体的，机车ECU内部设置有获取机车实时运行转速信息的转速采集端66。具体实施时，所述最大扭矩限值单元61内存储有机车能够输出的最大扭矩值，该 最大扭矩值可以根据机车的性能进行设定。该单元与第二逻辑选择单元65相联；第一功率限制曲线单元62内存储有与机车的转速信息相关的第一功率限制曲 线，并与第二逻辑选择单元相联；第二功率限制曲线单元63内存储有与机车的转速信息相关的第二功率限制曲 线，与所述第二逻辑选择单元相联；第三功率限制曲线单元64内存储有与机车的转速信息相关的第三功率限制曲 线，与所述第二逻辑选择单元相联；第二逻辑选择单元根据所述第一逻辑选择单元提供的控制信号选择合适的扭矩 值输出。具体的，当第一逻辑选择单元5提供的控制信号为信号0时，第二逻辑选择单元65 选择最大扭矩限值单元61内存储的最大扭矩值输出；当第一逻辑选择单元5提供的控制信 号为信号1时，第二逻辑选择单元65选择第一功率限制曲线单元62输出，根据第一功率限 制曲线查询得到机车的实时转速信息对应的扭矩值，并输出；当第一逻辑选择单元5提供 的控制信号为信号2时，第二逻辑选择单元65选择第二功率限制曲线单元63输出，根据第 二功率限制曲线查询得到机车的实时转速信息对应的扭矩值，并输出；当第一逻辑选择单 元5提供的控制信号为信号3时，第二逻辑选择单元65选择第三功率限制曲线单元64输 出，根据第三功率限制曲线查询得到机车的实时转速信息对应的扭矩值，并输出。从而实现 了多功率开关的自动切换，确保了机车的多功率开关及时切换，进而保证整个机车的动力 性和经济运行性。同时，减少了司机的切换操作。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本 申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可 借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质 上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，此外，还可以以硬 件的形式体现出来，以上所述仅是本申请的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本申请的保护范围。
权利要求
1.一种多功率开关切换方法，其特征在于，包括实时获取油门踏板位置信息、负荷率信息以及机车的转速信息； 比较所述油门踏板位置信息与油门踏板上限预设值和/或油门踏板下限预设值，以及 比较所述负荷率信息与负荷率上限预设值及负荷率下限预设值，当所述油门踏板位置信息 大于所述油门踏板上限预设值或所述负荷率信息大于所述负荷率上限预设值时，多功率开 关自动切换至最大扭矩值输出；否则，多功率开关依据与切换开关手柄的位置对应的功率 限制曲线，输出与所述转速信息对应的扭矩值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述多功率开关依据与切换开关手柄的 位置对应的功率限制曲线，多功率开关输出所述转速信息对应的扭矩值，具体包括当切换开关手柄切换到第一切换位置时，依据第一功率限制曲线查询得到所述机车的 转速信息对应的扭矩值，并输出该扭矩值；当切换开关手柄切换到第二切换位置时，依据第二功率限制曲线查询得到所述机车的 转速信息对应的扭矩值，并输出该扭矩值；当切换开关手柄切换到第三切换位置时，依据第三功率限制曲线查询得到所述机车的 转速信息对应的扭矩值，并输出该扭矩值。
3.一种多功率开关切换装置，其特征在于，包括多路电阻转换器、切换开关状态识别 单元、油门踏板位置比较单元、机车负荷率比较单元、第一逻辑选择单元及扭矩值确定单 元，其中切换开关状态识别单元与所述多路电阻转换器相连，用于识别切换开关手柄位置信息；所述油门踏板位置比较单元，用于比较所述油门踏板位置信息与油门踏板上限预设值 和/或油门踏板下限预设值，得到油门踏板位置信息比较结果；所述机车负荷率比较单元，用于比较所述机车负荷率信息与机车负荷率上限预设值和 /或机车负荷率下限预设值，得到机车负荷率信息比较结果；所述第一逻辑选择单元与所述切换开关状态识别单元相连，并输入有预设逻辑常量， 根据所述油门踏板位置信息比较结果和/或机车负荷率信息比较结果，选择相应的扭矩确 定控制信号，并提供给所述扭矩值确定单元；所述扭矩值确定单元，根据所述第一逻辑选择单元提供的控制信号，确定所需的扭矩 值并输出。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述油门踏板位置比较结果具体包括 当所述油门踏板位置信息大于所述油门踏板上限预设值时，所述油门踏板位置比较单元得到的比较结果为1 ；当所述油门踏板位置信息小于所述油门踏板下限预设值时，所述油门踏板位置比较单 元得到的比较结果为0。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述机车负荷率信息比较结果具体包括当所述机车负荷率信息大于所述机车负荷率上限预设值时，所述负荷率比较单元得到 的比较结果为1;当所述机车负荷率信息小于所述负荷率下限预设值时，所述机车负荷率比较单元得到的比较结果为0。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设逻辑常量为逻辑0。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述扭矩值确定单元包括最大扭矩限值 单元、第一功率限制曲线单元、第二功率限制曲线单元、第三功率限制曲线单元，以及第二 逻辑选择单元，其中所述最大扭矩限值单元与所述第二逻辑选择单元相联；所述第一功率限制曲线单元内存储有与转速相关的第一功率限制曲线，并与第二逻辑 选择单元相联；所述第二功率限制曲线单元内存储有与转速相关的第二功率限制曲线，与所述第二逻 辑选择单元相联；所述第三功率限制曲线单元内存储有与转速相关的第三功率限制曲线，与所述第二逻 辑选择单元相联；所述第二逻辑选择单元根据所述第一逻辑选择单元提供的控制信号选择合适的扭矩 值输出。
全文摘要
本申请公开了一种多功率开关切换方法及装置，所述方法通过采集机车油门踏板位置信息和/或机车负荷率信息，当所述机车油门踏板位置信息大于油门踏板上限预设值或所述机车负荷率信息大于所述机车负荷率上限预设值时，多功率开关自动切换到最大扭矩值输出；否则，多功率开关依据与切换开关手柄的位置相对应的功率限制曲线，输出与机车的转速相对应的扭矩值，这样，在机车的切换开关运行在轻载或中载状态时，当机车需要更多动力输出时，多功率开关根据油门踏板位置信息和/或机车负荷率信息判断，自动切换至重载位置，使机车以满负荷运行，从而确保机车的多功率开关及时切换，进而保证整个机车的动力性和经济运行性。同时，减少了司机的切换操作。
文档编号F02D29/02GK102121425SQ201110064760
公开日2011年7月13日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者丰东旭, 佟德辉, 吕文芝, 孙少军, 张小田 申请人:潍柴动力股份有限公司