本實用新型涉及混合動力汽車技術領域，更具體地說，涉及一種基于踏板行程的汽車動力控制系統(tǒng)。

背景技術：

近年來，隨著社會的飛速發(fā)展，汽車逐漸進入千家萬戶，但隨之而來的確是環(huán)境的污染和能源的短缺。面對這一問題，各個汽車廠家開始紛紛著手研究混合動力和電動汽車等符合未來發(fā)展方向的汽車?；旌蟿恿ζ囎鳛橐环N新型動力汽車，其優(yōu)點是通過合理的模塊，能夠讓電動機和內(nèi)燃機組合驅(qū)動的優(yōu)勢發(fā)揮到較高的水平，從而讓汽車在行駛過程中實現(xiàn)低油耗、少排放等，進而保護環(huán)境、節(jié)約資源。但目前的混合動力汽車難以對行駛路況進行區(qū)分，尚不能很好的根據(jù)行駛路況對動力進行合理分配，以達到提高燃油經(jīng)濟性的目的。

目前來技術而言，混合動力汽車的動力控制裝置多種多樣，但各有利弊。如中國專利號：ZL 2013800115738，授權公告日：2016年11月16日，該專利所公開的一種混合動力傳遞方案，是讓汽車在低速行駛或者電池電量低的時候，用兩個獨立的電機進行工作，一個電機作為發(fā)電機發(fā)電供給另一個電動機，在這種情況下，內(nèi)燃機不直接驅(qū)動汽車，而是間接地驅(qū)動發(fā)電機來發(fā)電，因為發(fā)電機旋轉所需的功率穩(wěn)定，所以，就可以使發(fā)動機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，但是利用兩個電機，由于電機成本高，造成了不必要的浪費。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兩方面，在其它方面存在缺陷。

又如專利申請?zhí)枺?016201989735，申請日：2013年3月15日，該專利公開了一種混合動力總成，包括發(fā)電機、內(nèi)燃機和電動機。它是通過在發(fā)動機和電動機之間設置動力斷開機構，使內(nèi)燃機和電動機之間能夠完全地解耦，在低速情況下能夠讓內(nèi)燃機和發(fā)電機同時工作，輸出動力來驅(qū)動汽車，此時內(nèi)燃機由于完全脫離耦合，不消耗動力。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)部結構的改善，對路面狀況的情況的好壞沒有任何的反應，在需要高功率時有可能不能由內(nèi)燃機來提供動力，從而不能合理地分配電動機和發(fā)動機使用。

技術實現(xiàn)要素：

1.實用新型要解決的技術問題

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

2.技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

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

作為本實用新型更進一步的改進，所述的油門踏板位置傳感器與曲柄位置對應，并在油門踏板位置傳感器上設置有三個檢測段，分別為區(qū)域A、區(qū)域B、區(qū)域C，在區(qū)域B、區(qū)域C中設置檢測電極；所述曲柄上設置有觸點，該觸點與檢測電極配合。

作為本實用新型更進一步的改進，所述檢測電極為圓弧形，圓心與曲柄的轉動中心重合。

作為本實用新型更進一步的改進，所述區(qū)域A、區(qū)域B、區(qū)域C對應的夾角為20～28°。

作為本實用新型更進一步的改進，所述區(qū)域A對應曲柄的轉角為0～25°；區(qū)域B對應的曲柄轉角為25～45°；區(qū)域C對應的曲柄轉角為45～65°。

作為本實用新型更進一步的改進，所述動力選擇器包括動力型控制單元和經(jīng)濟型控制單元；在動力型控制單元模式下，由內(nèi)燃機提供動力；在經(jīng)濟型控制單元模式下，根據(jù)踏板行程進行動力分配。

作為本實用新型更進一步的改進，所述電池管理器與蓄電池電連接，當電機工作在電動機模式時，蓄電池處于供電狀態(tài)；當電機工作在發(fā)電機模式時，蓄電池處于充電狀態(tài)。

3.有益效果

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

(1)本實用新型的一種基于踏板行程的汽車動力控制系統(tǒng)，信息轉換模塊的信號輸入端與油門踏板位置傳感器、轉矩傳感器電連接，信息轉換模塊的信號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)行相應的動作，在不同路況下使用不同的動力驅(qū)動方式，提供動力的同時提高了燃油經(jīng)濟性，減少了污染物的排放；

(2)本實用新型的一種基于踏板行程的汽車動力控制系統(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應，使圓弧形的檢測電極的圓心與曲柄轉動中心重合，檢測區(qū)域分為三個檢測段，當曲柄位于不同的檢測段時，采用不同的驅(qū)動方式，結構簡單，信息容易采集，判別精度高；

(3)本實用新型的一種基于踏板行程的汽車動力控制系統(tǒng)，能夠通過動力選擇器直接控制系統(tǒng)工作在內(nèi)燃機提供動力模式下，適合在非常規(guī)工況下使用，結構設計合理，原理簡單，便于推廣使用。

附圖說明

圖1為本實用新型的基于踏板行程的汽車動力控制系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本實用新型中油門踏板位置傳感器與曲柄的配合結構示意圖。

示意圖中的標號說明：1、油門踏板位置傳感器；2、轉矩傳感器；3、信息轉換模塊；4、整車控制器；5、動力選擇器；6、動力匹配器；7、內(nèi)燃機；8、電機；9、電池管理器；10、蓄電池；11、踏板；12、連桿；13、曲柄；14、檢測電極。

具體實施方式

為進一步了解本實用新型的內(nèi)容，結合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。

實施例1

結合圖1，本實施例的一種基于踏板行程的汽車動力控制系統(tǒng)，包括整車控制器4、動力匹配器6、內(nèi)燃機7、電機8和電池管理器9，內(nèi)燃機7、電機8和電池管理器9均與動力匹配器6電連接，動力匹配器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的剩余電量信息實時傳遞到動力匹配器6，進而傳遞到整車控制器4。本實施例中電機8可工作在發(fā)電機狀態(tài)或電動機狀態(tài)，當電機8工作在電動機模式時，蓄電池10處于供電狀態(tài)，向電機8提供電力；當電機8工作在發(fā)電機模式時，蓄電池10處于充電狀態(tài)，電機8將內(nèi)燃機工作時的多余轉矩用于發(fā)電，并將電能存儲在蓄電池10中。動力匹配器6包括處理器和控制器，用于控制電機和內(nèi)燃機工作。

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

本實施例中信息轉換模塊3的信號輸入端與油門踏板位置傳感器1、轉矩傳感器2電連接，信息轉換模塊3的信號輸出端與整車控制器4電連接。信息轉換模塊3用于把檢測到的信息進行數(shù)模轉換，使整車控制器能夠識別。

結合圖2，踏板11通過連桿12與曲柄連接，當踩踏踏板11時，曲柄13可繞其鉸接點轉動。油門踏板位置傳感器1與曲柄13位置對應，即油門踏板位置傳感器1上設置有檢測電極14，該檢測電極14為圓弧形，其圓弧中心與曲柄13的轉動中心重合。在油門踏板位置傳感器1上設置有三個檢測段，分別為區(qū)域A、區(qū)域B、區(qū)域C，檢測電極14分別設置在區(qū)域B和區(qū)域C內(nèi)。曲柄13上設置有觸點，該觸點與檢測電極14配合，當觸點與檢測電極14接觸時，油門踏板位置傳感器1把檢測信息傳遞到信息轉換模塊3，進行信號的識別和處理。

需要說明的是，為了能夠滿足動力和燃油經(jīng)濟性需求，在沒有其他信號輸入的情況下，當曲柄13在區(qū)域A內(nèi)時，即踏板形成工作在區(qū)域A，由電動機提供動力；當檢測到曲柄13位于區(qū)域B時，由內(nèi)燃機7單獨提供動力；在區(qū)域A和區(qū)域B內(nèi)，若檢測到剩余電量不足，則由內(nèi)燃機提供動力；當檢測到曲柄13位于區(qū)域C時，由內(nèi)燃機7和電動機提供動力，通過動力匹配器6自主分配動力。在進行動力分配時，需要綜合當前轉矩信息、剩余電量信息和需求轉矩信息，再進行合理的動力分配。

實施例2

本實施例的一種基于踏板行程的汽車動力控制系統(tǒng)，其基本系統(tǒng)組成與實施例A相同，更進一步地：由于曲柄的轉動范圍有限，再結合不同路況時踩踏的踏板行程長度，設置區(qū)域A、區(qū)域B、區(qū)域C對應的夾角為20～28°，具體地，本實施例中區(qū)域A對應曲柄13的轉角為0～25°；區(qū)域B對應的曲柄13轉角為25～45°；區(qū)域C對應的曲柄13轉角為45～65°。

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

在下坡和制動的過程中，駕駛員根據(jù)對路況的判斷，一般會輕踩油門踏板，此時將油門踏板的行程工作在區(qū)域A內(nèi)，動力由電動機提供，內(nèi)燃機停止工作；在制動過程中，電機工作在發(fā)電機模式，蓄電池處于充電狀態(tài)。

怠速路況一般對應城市區(qū)域，需頻繁啟動，對動力要求較低，但對尾氣排放要求較為嚴格，側重于燃油經(jīng)濟性和尾氣排放性能，其動力分配方案為：

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)，采用電動機單獨驅(qū)動模式，內(nèi)燃機不工作；制動時，電機工作在發(fā)電機模式，回收制動能量；

若蓄電池的SOC低于正常范圍值，采用內(nèi)燃機單獨驅(qū)動模式，內(nèi)燃機穩(wěn)定在燃油經(jīng)濟區(qū)工作，怠速時則關閉內(nèi)燃機減小排放；制動時，電機工作在發(fā)電機模式，回收制動能量以提高燃油利用率。

在平穩(wěn)路況下，駕駛員一般會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前轉矩信息、剩余電量信息和需求轉矩信息，再進行合理的動力分配。其中，若是在普通公路，速度不需太高，駕駛員一般會把踏板踩踏在區(qū)域B內(nèi)，直接由內(nèi)燃機工作在燃油經(jīng)濟區(qū)，多余轉矩用于電機發(fā)電；如速度相對較高，實際轉矩較大，內(nèi)燃機工作在滿負荷區(qū)。

若是在高速路況，燃油經(jīng)濟性要求較高但對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)燃機驅(qū)動模式并讓其工作于滿負荷區(qū)，以提高燃油經(jīng)濟性，急加速時由電動機暫時提供輔助動力；若有多余動力，則電機工作于發(fā)電機模式為蓄電池充電；制動時由電機回收制動能量為蓄電池充電。

以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。