本實(shí)用新型涉及混合動(dòng)力汽車技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，汽車逐漸進(jìn)入千家萬(wàn)戶，但隨之而來(lái)的確是環(huán)境的污染和能源的短缺。面對(duì)這一問題，各個(gè)汽車廠家開始紛紛著手研究混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車等符合未來(lái)發(fā)展方向的汽車?；旌蟿?dòng)力汽車作為一種新型動(dòng)力汽車，其優(yōu)點(diǎn)是通過合理的模塊，能夠讓電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)組合驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到較高的水平，從而讓汽車在行駛過程中實(shí)現(xiàn)低油耗、少排放等，進(jìn)而保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源。但目前的混合動(dòng)力汽車難以對(duì)行駛路況進(jìn)行區(qū)分，尚不能很好的根據(jù)行駛路況對(duì)動(dòng)力進(jìn)行合理分配，以達(dá)到提高燃油經(jīng)濟(jì)性的目的。

目前來(lái)技術(shù)而言，混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力控制裝置多種多樣，但各有利弊。如中國(guó)專利號(hào)：ZL 2013800115738，授權(quán)公告日：2016年11月16日，該專利所公開的一種混合動(dòng)力傳遞方案，是讓汽車在低速行駛或者電池電量低的時(shí)候，用兩個(gè)獨(dú)立的電機(jī)進(jìn)行工作，一個(gè)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)發(fā)電供給另一個(gè)電動(dòng)機(jī)，在這種情況下，內(nèi)燃機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)汽車，而是間接地驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)所需的功率穩(wěn)定，所以，就可以使發(fā)動(dòng)機(jī)始終工作在最佳狀態(tài)下，從而大大改善了車輛排放問題，進(jìn)而節(jié)約了能源。此方案盡管改善了汽車排放問題，但是利用兩個(gè)電機(jī)，由于電機(jī)成本高，造成了不必要的浪費(fèi)。另外，此方案沒有考慮路況問題，比如山路、斜坡，只考慮了在低速行駛和電池電量不足時(shí)兩方面，在其它方面存在缺陷。

又如專利申請(qǐng)?zhí)枺?016201989735，申請(qǐng)日：2013年3月15日，該專利公開了一種混合動(dòng)力總成，包括發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)。它是通過在發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間設(shè)置動(dòng)力斷開機(jī)構(gòu)，使內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間能夠完全地解耦，在低速情況下能夠讓內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)同時(shí)工作，輸出動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車，此時(shí)內(nèi)燃機(jī)由于完全脫離耦合，不消耗動(dòng)力。此方案雖然解決了耦合問題，但是和上一方案類似，只是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改善，對(duì)路面狀況的情況的好壞沒有任何的反應(yīng)，在需要高功率時(shí)有可能不能由內(nèi)燃機(jī)來(lái)提供動(dòng)力，從而不能合理地分配電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中混合動(dòng)力汽車難以根據(jù)行駛路況進(jìn)行動(dòng)力分配的不足，提供了一種基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型根據(jù)油門踏板行程進(jìn)行動(dòng)力選擇，動(dòng)力分配方案更簡(jiǎn)單，在汽車獲得動(dòng)力的同時(shí)提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：

本實(shí)用新型的一種基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)，包括整車控制器、動(dòng)力匹配器、內(nèi)燃機(jī)、電機(jī)和電池管理器，以及動(dòng)力選擇器和信息轉(zhuǎn)換模塊，所述內(nèi)燃機(jī)、電機(jī)和電池管理器均與動(dòng)力匹配器電連接，動(dòng)力匹配器與整車控制器電連接；所述動(dòng)力選擇器與整車控制器電連接；所述信息轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端與油門踏板位置傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器電連接，信息轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與整車控制器電連接。

作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的油門踏板位置傳感器與曲柄位置對(duì)應(yīng)，并在油門踏板位置傳感器上設(shè)置有三個(gè)檢測(cè)段，分別為區(qū)域A、區(qū)域B、區(qū)域C，在區(qū)域B、區(qū)域C中設(shè)置檢測(cè)電極；所述曲柄上設(shè)置有觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)與檢測(cè)電極配合。

作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述檢測(cè)電極為圓弧形，圓心與曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)中心重合。

作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述區(qū)域A、區(qū)域B、區(qū)域C對(duì)應(yīng)的夾角為20～28°。

作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述區(qū)域A對(duì)應(yīng)曲柄的轉(zhuǎn)角為0～25°；區(qū)域B對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角為25～45°；區(qū)域C對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角為45～65°。

作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述動(dòng)力選擇器包括動(dòng)力型控制單元和經(jīng)濟(jì)型控制單元；在動(dòng)力型控制單元模式下，由內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力；在經(jīng)濟(jì)型控制單元模式下，根據(jù)踏板行程進(jìn)行動(dòng)力分配。

作為本實(shí)用新型更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述電池管理器與蓄電池電連接，當(dāng)電機(jī)工作在電動(dòng)機(jī)模式時(shí)，蓄電池處于供電狀態(tài)；當(dāng)電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式時(shí)，蓄電池處于充電狀態(tài)。

3.有益效果

采用本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本實(shí)用新型的一種基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)，信息轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端與油門踏板位置傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器電連接，信息轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端與整車控制器電連接，使其能夠根據(jù)踏板行程執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，在不同路況下使用不同的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式，提供動(dòng)力的同時(shí)提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，減少了污染物的排放；

(2)本實(shí)用新型的一種基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)，安裝有接觸式油門踏板位置傳感器，油門踏板位置傳感器與曲柄位置對(duì)應(yīng)，使圓弧形的檢測(cè)電極的圓心與曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心重合，檢測(cè)區(qū)域分為三個(gè)檢測(cè)段，當(dāng)曲柄位于不同的檢測(cè)段時(shí)，采用不同的驅(qū)動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，信息容易采集，判別精度高；

(3)本實(shí)用新型的一種基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)，能夠通過動(dòng)力選擇器直接控制系統(tǒng)工作在內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力模式下，適合在非常規(guī)工況下使用，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，原理簡(jiǎn)單，便于推廣使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中油門踏板位置傳感器與曲柄的配合結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1、油門踏板位置傳感器；2、轉(zhuǎn)矩傳感器；3、信息轉(zhuǎn)換模塊；4、整車控制器；5、動(dòng)力選擇器；6、動(dòng)力匹配器；7、內(nèi)燃機(jī)；8、電機(jī)；9、電池管理器；10、蓄電池；11、踏板；12、連桿；13、曲柄；14、檢測(cè)電極。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1，本實(shí)施例的一種基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)，包括整車控制器4、動(dòng)力匹配器6、內(nèi)燃機(jī)7、電機(jī)8和電池管理器9，內(nèi)燃機(jī)7、電機(jī)8和電池管理器9均與動(dòng)力匹配器6電連接，動(dòng)力匹配器6與整車控制器4電連接。其中，電池管理器9與蓄電池10電連接，可把蓄電池10的剩余電量信息實(shí)時(shí)傳遞到動(dòng)力匹配器6，進(jìn)而傳遞到整車控制器4。本實(shí)施例中電機(jī)8可工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)或電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，當(dāng)電機(jī)8工作在電動(dòng)機(jī)模式時(shí)，蓄電池10處于供電狀態(tài)，向電機(jī)8提供電力；當(dāng)電機(jī)8工作在發(fā)電機(jī)模式時(shí)，蓄電池10處于充電狀態(tài)，電機(jī)8將內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的多余轉(zhuǎn)矩用于發(fā)電，并將電能存儲(chǔ)在蓄電池10中。動(dòng)力匹配器6包括處理器和控制器，用于控制電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)工作。

為了更好地進(jìn)行動(dòng)力分配，本實(shí)施例中設(shè)置了動(dòng)力選擇器5和信息轉(zhuǎn)換模塊3；動(dòng)力選擇器5與整車控制器4電連接，動(dòng)力選擇器5包括動(dòng)力型控制單元和經(jīng)濟(jì)型控制單元。當(dāng)操作者選擇混合汽車在動(dòng)力型控制單元模式下工作時(shí)，由內(nèi)燃機(jī)7直接提供動(dòng)力；當(dāng)操作者選擇混合汽車在經(jīng)濟(jì)型控制單元模式下工作時(shí)，需要綜合油門踏板位置傳感器1所檢測(cè)的踏板行程進(jìn)行動(dòng)力的分配。

本實(shí)施例中信息轉(zhuǎn)換模塊3的信號(hào)輸入端與油門踏板位置傳感器1、轉(zhuǎn)矩傳感器2電連接，信息轉(zhuǎn)換模塊3的信號(hào)輸出端與整車控制器4電連接。信息轉(zhuǎn)換模塊3用于把檢測(cè)到的信息進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，使整車控制器能夠識(shí)別。

結(jié)合圖2，踏板11通過連桿12與曲柄連接，當(dāng)踩踏踏板11時(shí)，曲柄13可繞其鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。油門踏板位置傳感器1與曲柄13位置對(duì)應(yīng)，即油門踏板位置傳感器1上設(shè)置有檢測(cè)電極14，該檢測(cè)電極14為圓弧形，其圓弧中心與曲柄13的轉(zhuǎn)動(dòng)中心重合。在油門踏板位置傳感器1上設(shè)置有三個(gè)檢測(cè)段，分別為區(qū)域A、區(qū)域B、區(qū)域C，檢測(cè)電極14分別設(shè)置在區(qū)域B和區(qū)域C內(nèi)。曲柄13上設(shè)置有觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)與檢測(cè)電極14配合，當(dāng)觸點(diǎn)與檢測(cè)電極14接觸時(shí)，油門踏板位置傳感器1把檢測(cè)信息傳遞到信息轉(zhuǎn)換模塊3，進(jìn)行信號(hào)的識(shí)別和處理。

需要說(shuō)明的是，為了能夠滿足動(dòng)力和燃油經(jīng)濟(jì)性需求，在沒有其他信號(hào)輸入的情況下，當(dāng)曲柄13在區(qū)域A內(nèi)時(shí)，即踏板形成工作在區(qū)域A，由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力；當(dāng)檢測(cè)到曲柄13位于區(qū)域B時(shí)，由內(nèi)燃機(jī)7單獨(dú)提供動(dòng)力；在區(qū)域A和區(qū)域B內(nèi)，若檢測(cè)到剩余電量不足，則由內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力；當(dāng)檢測(cè)到曲柄13位于區(qū)域C時(shí)，由內(nèi)燃機(jī)7和電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過動(dòng)力匹配器6自主分配動(dòng)力。在進(jìn)行動(dòng)力分配時(shí)，需要綜合當(dāng)前轉(zhuǎn)矩信息、剩余電量信息和需求轉(zhuǎn)矩信息，再進(jìn)行合理的動(dòng)力分配。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的一種基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)，其基本系統(tǒng)組成與實(shí)施例A相同，更進(jìn)一步地：由于曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍有限，再結(jié)合不同路況時(shí)踩踏的踏板行程長(zhǎng)度，設(shè)置區(qū)域A、區(qū)域B、區(qū)域C對(duì)應(yīng)的夾角為20～28°，具體地，本實(shí)施例中區(qū)域A對(duì)應(yīng)曲柄13的轉(zhuǎn)角為0～25°；區(qū)域B對(duì)應(yīng)的曲柄13轉(zhuǎn)角為25～45°；區(qū)域C對(duì)應(yīng)的曲柄13轉(zhuǎn)角為45～65°。

本實(shí)用新型的一種基于踏板行程的汽車動(dòng)力控制系統(tǒng)，在不同路況下能夠有不同的動(dòng)力分配方式：在上坡的過程中，駕駛員根據(jù)對(duì)路況的判斷，將油門踏板的行程工作在區(qū)域A和區(qū)域B內(nèi)，對(duì)于不同區(qū)段的攀爬角，需求的轉(zhuǎn)矩也不同。在緩坡路段，駕駛員踩踏油門踏板，使其工作在區(qū)域A，汽車的動(dòng)力靠電動(dòng)機(jī)提供。在陡坡路段，需求動(dòng)力較大，使油門踏板工作對(duì)應(yīng)在區(qū)域B，完全由內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力，多余轉(zhuǎn)矩供電機(jī)發(fā)電，蓄電池處于充電狀態(tài)。若內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩不能滿足爬坡動(dòng)力需求，則駕駛員會(huì)繼續(xù)踩踏油門踏板，促使其工作在區(qū)域C內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)工作在滿負(fù)荷狀態(tài)，不足轉(zhuǎn)矩由電機(jī)提供。

在下坡和制動(dòng)的過程中，駕駛員根據(jù)對(duì)路況的判斷，一般會(huì)輕踩油門踏板，此時(shí)將油門踏板的行程工作在區(qū)域A內(nèi)，動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)提供，內(nèi)燃機(jī)停止工作；在制動(dòng)過程中，電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式，蓄電池處于充電狀態(tài)。

怠速路況一般對(duì)應(yīng)城市區(qū)域，需頻繁啟動(dòng)，對(duì)動(dòng)力要求較低，但對(duì)尾氣排放要求較為嚴(yán)格，側(cè)重于燃油經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放性能，其動(dòng)力分配方案為：

若蓄電池的SOC值在正常范圍內(nèi)，即蓄電池的剩余電量在正常范圍內(nèi)，采用電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式，內(nèi)燃機(jī)不工作；制動(dòng)時(shí)，電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式，回收制動(dòng)能量；

若蓄電池的SOC低于正常范圍值，采用內(nèi)燃機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)模式，內(nèi)燃機(jī)穩(wěn)定在燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)工作，怠速時(shí)則關(guān)閉內(nèi)燃機(jī)減小排放；制動(dòng)時(shí)，電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)模式，回收制動(dòng)能量以提高燃油利用率。

在平穩(wěn)路況下，駕駛員一般會(huì)將踏板行程工作在區(qū)域B或區(qū)域C，整車控制器需要綜合當(dāng)前轉(zhuǎn)矩信息、剩余電量信息和需求轉(zhuǎn)矩信息，再進(jìn)行合理的動(dòng)力分配。其中，若是在普通公路，速度不需太高，駕駛員一般會(huì)把踏板踩踏在區(qū)域B內(nèi)，直接由內(nèi)燃機(jī)工作在燃油經(jīng)濟(jì)區(qū)，多余轉(zhuǎn)矩用于電機(jī)發(fā)電；如速度相對(duì)較高，實(shí)際轉(zhuǎn)矩較大，內(nèi)燃機(jī)工作在滿負(fù)荷區(qū)。

若是在高速路況，燃油經(jīng)濟(jì)性要求較高但對(duì)尾氣排放要求較寬松，駕駛員一般踩踏踏板較深，踏板形成工作在區(qū)域C，速度較大。采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)模式并讓其工作于滿負(fù)荷區(qū)，以提高燃油經(jīng)濟(jì)性，急加速時(shí)由電動(dòng)機(jī)暫時(shí)提供輔助動(dòng)力；若有多余動(dòng)力，則電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)模式為蓄電池充電；制動(dòng)時(shí)由電機(jī)回收制動(dòng)能量為蓄電池充電。

以上示意性的對(duì)本實(shí)用新型及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。