一種混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油門(mén)控制系統(tǒng)，具體涉及一種混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求越來(lái)越高，內(nèi)燃叉車的高油耗、高污染逐漸引起人們的注意，使得混合動(dòng)力技術(shù)的應(yīng)用為內(nèi)燃叉車的發(fā)展提供了新的方向。混合動(dòng)力叉車一般是指分別由油或電提供動(dòng)力，即柴油和電能的混合。其是根據(jù)叉車的工作狀態(tài)，將內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)進(jìn)行搭配工作，通過(guò)一定的控制算法使兩種能量源得到合理的分配，使叉車獲得較高的燃油經(jīng)濟(jì)性，有效的降低整車的油耗、排放和噪音。
[0003]因此在混合動(dòng)力叉車中，如何通過(guò)一個(gè)油門(mén)踏板同時(shí)控制內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就變成一個(gè)急需解決的問(wèn)題。而目前內(nèi)燃叉車的油門(mén)機(jī)械拉鎖方式和電動(dòng)叉車的模擬量電子踏板方式均不能滿足使用要求。這就需要設(shè)計(jì)一種新型的油門(mén)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但能通過(guò)一個(gè)油門(mén)踏板同時(shí)控制內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，完成兩種能量源在不同整車狀態(tài)下的控制，實(shí)現(xiàn)兩種能量源的合理分配；而且內(nèi)燃機(jī)控制信號(hào)和電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)相互獨(dú)立，互不干擾，控制精準(zhǔn)、安裝簡(jiǎn)便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)，包括油門(mén)踏板，所述油門(mén)踏板底部設(shè)有角度傳感器，所述角度傳感器的輸出端輸出電壓信號(hào)給主控VCU，所述主控VCU的輸出端輸出兩組獨(dú)立控制的控制信號(hào)通過(guò)CAN總線分別傳輸給內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)。
[0006]進(jìn)一步，所述角度傳感器的通過(guò)放大器與主控V⑶電連接。
[0007]進(jìn)一步，所述內(nèi)燃機(jī)的輸入端通過(guò)油門(mén)執(zhí)行器與主控VCU連接，所述油門(mén)執(zhí)行器包括驅(qū)動(dòng)電路、油門(mén)拉索和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電路與所述主控VCU交互式連接，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與油門(mén)拉索連接，所述油門(mén)拉索與內(nèi)燃機(jī)上的機(jī)械油門(mén)拉桿連接；所述油門(mén)拉索的信號(hào)輸出端與所述驅(qū)動(dòng)電路連接。
[0008]進(jìn)一步，所述電動(dòng)機(jī)的輸入端通過(guò)電機(jī)控制器與主控VCU連接，所述電機(jī)控制器分別與主控VCU、電動(dòng)機(jī)交互式連接。
[0009]更進(jìn)一步，所述主控VCU為HC-G19控制器。
[0010]本實(shí)用新型的油門(mén)控制系統(tǒng)通過(guò)角度傳感器檢測(cè)油門(mén)踏板的實(shí)時(shí)位置情況，并轉(zhuǎn)化為一定的電壓信號(hào)經(jīng)放大器放大后輸送給主控VCU，其中當(dāng)油門(mén)踏板在不動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，角度傳感器輸出電壓為0V，當(dāng)油門(mén)踏板受力被踩到底時(shí)，角度傳感器輸出電壓為5V。主控VCU接收到電壓信號(hào)后通過(guò)兩組獨(dú)立的運(yùn)算方式計(jì)算后，輸出兩組各自獨(dú)立控制的控制信號(hào)給油門(mén)執(zhí)行器、電機(jī)控制器，用來(lái)分別控制內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
[0011]油門(mén)執(zhí)行器中驅(qū)動(dòng)電路接收主控VCU輸出的信號(hào)數(shù)據(jù)后，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行工作，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)油門(mén)拉索帶動(dòng)內(nèi)燃機(jī)上的機(jī)械油門(mén)拉桿運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)控制內(nèi)燃機(jī)的油門(mén)和轉(zhuǎn)速大小。同時(shí)油門(mén)執(zhí)行器還將油門(mén)拉鎖的位置反饋給主控VCU，形成油門(mén)位置的閉環(huán)控制，提高控制精度。
[0012]電機(jī)控制器接收主控VCU輸出的信號(hào)數(shù)據(jù)后，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，反饋給主控VCU，通過(guò)轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋實(shí)現(xiàn)高精度的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制。
[0013]本專利中控VCU采用的是現(xiàn)有的HC-G19控制器，該款控制器為可編程的智能控制器，是一款專門(mén)針對(duì)行走機(jī)械控制而設(shè)計(jì)的控制器。通過(guò)該控制器可以實(shí)現(xiàn)油門(mén)控制邏輯的編程以及完成一定的數(shù)字處理能力，并把一路油門(mén)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕藩?dú)立控制信號(hào)輸出。
[0014]本裝置的工作過(guò)程如下:當(dāng)駕駛員踩踏油門(mén)踏板時(shí)，油門(mén)踏板的變化實(shí)時(shí)通過(guò)角度傳感器檢測(cè)并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)傳輸?shù)街骺豓CU，主控VCU通過(guò)一定的控制邏輯和算法輸出兩路獨(dú)立的控制信號(hào)，通過(guò)CAN總線分別傳輸給油門(mén)執(zhí)行器和電機(jī)控制器。油門(mén)執(zhí)行器和電機(jī)控制器根據(jù)接受到的控制信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)工作，并把檢測(cè)到的油門(mén)位置信號(hào)和電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋給主控VCU，通過(guò)與油門(mén)踏板需求值的比較后再對(duì)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的控制進(jìn)行微調(diào)。例如:當(dāng)整車爬坡時(shí)，整車車速較油門(mén)踏板需求值低，此時(shí)主控VCU會(huì)自動(dòng)增大內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，使兩者轉(zhuǎn)速提高，滿足整車速度要求；當(dāng)整車下坡時(shí)，整車車速較油門(mén)踏板需求值高，此時(shí)主控VCU會(huì)自動(dòng)減小內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，使兩者轉(zhuǎn)速降低。通過(guò)這種轉(zhuǎn)速的負(fù)反饋調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)油門(mén)的閉環(huán)控制，提高整車速度控制精度。
[0015]所以本實(shí)用新型的油門(mén)控制系統(tǒng)中各部件之間相互獨(dú)立，僅通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行連接，省去復(fù)雜的機(jī)械連接，安裝方便。部件之間通過(guò)CAN總線進(jìn)行信號(hào)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，且簡(jiǎn)化線路結(jié)構(gòu)，提高控制的穩(wěn)定性和可靠性。
[0016]本實(shí)用新型通過(guò)一個(gè)油門(mén)踏板控制內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的兩種動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)了能量的合理分配；另外，通過(guò)采集油門(mén)拉索位置和電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)整個(gè)油門(mén)系統(tǒng)的閉環(huán)控制，控制精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0019]圖2是油門(mén)踏板受力情況與內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的第一種狀態(tài)圖；
[0020]圖3是油門(mén)踏板受力情況與內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的第二種狀態(tài)圖；
[0021]圖4是油門(mén)踏板受力情況與內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的第三種狀態(tài)圖。
[0022]圖2-4中:單線“一”表示內(nèi)燃燒機(jī)轉(zhuǎn)速，雙線“=”表示電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，一種混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)，包括油門(mén)踏板I，所述油門(mén)踏板I的底部設(shè)有角度傳感器2，所述角度傳感器2的輸出端通過(guò)放大器3與主控VCU 4電連接，所述主控VCU 4的輸出端輸出兩組獨(dú)立控制的控制信號(hào)通過(guò)CAN總線分別傳輸給與控制內(nèi)燃機(jī)油門(mén)8-2大小的油門(mén)執(zhí)行器5、控制電動(dòng)機(jī)7轉(zhuǎn)速的電機(jī)控制器6。
[0024]進(jìn)一步，所述油門(mén)執(zhí)行器5包括驅(qū)動(dòng)電路5-1、油門(mén)拉索5-3和驅(qū)動(dòng)電機(jī)5_2，所述驅(qū)動(dòng)電路5-1與主控VCU 4交互式連接，驅(qū)動(dòng)電路5-1的輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)5-2與油門(mén)拉索5-3連接，所述油門(mén)拉索5-3與內(nèi)燃機(jī)上的機(jī)械油門(mén)拉桿8-1連接；所述油門(mén)拉索5-3的信號(hào)輸出端與所述驅(qū)動(dòng)電路5-1連接，將油門(mén)反饋給主控VCU 4。所述電機(jī)控制器6分別與主控VCU 4、電動(dòng)機(jī)7交互式連接。
[0025]更進(jìn)一步，所述主控VCU 4為HC-G19控制器，其為可編程的智能控制器，是一款專門(mén)針對(duì)行走機(jī)械控制而設(shè)計(jì)的控制器。通過(guò)該控制器可以實(shí)現(xiàn)油門(mén)控制和數(shù)字處理，并把一路油門(mén)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕藩?dú)立控制信號(hào)輸出。即HC-G19控制器通過(guò)對(duì)接收到的電壓信號(hào)處理將一路油門(mén)信號(hào)變?yōu)楠?dú)立的兩路油門(mén)控制信號(hào)，且控制邏輯和算法可根據(jù)整車狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)變化。
[0026]設(shè)油門(mén)踏板在不受力時(shí)為0%狀態(tài)，踏板下壓到底時(shí)為100%狀態(tài)；轉(zhuǎn)速x%為內(nèi)燃機(jī)最佳工作點(diǎn)或設(shè)定的轉(zhuǎn)速，則有下述三個(gè)狀態(tài)，但叉車工作時(shí)又不僅限于這三種狀態(tài)，其是要根據(jù)整車的狀態(tài)和需要具體設(shè)定:
[0027]整車狀態(tài)1:只內(nèi)燃機(jī)工作，而電動(dòng)機(jī)不工作，它們與油門(mén)踏板之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖2所示；此時(shí)可以看出內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)油門(mén)踏板的線性變化，油門(mén)踏板下壓越深，則角度傳感器傳輸?shù)碾妷褐翟酱?，?nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速越大、油門(mén)開(kāi)度越大，而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速維持在Orpm0
[0028]整車狀態(tài)2:只電動(dòng)機(jī)工作，而內(nèi)燃機(jī)不工作，與油門(mén)踏板之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示:可看出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)油門(mén)踏板的線性變化，油門(mén)踏板下壓越深，則角度傳感器傳輸?shù)碾妷褐翟酱?，電?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越大，而內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速維持在Orpm。
[0029]整車狀態(tài)3:油門(mén)踏板下壓0-50%狀態(tài)時(shí)，油門(mén)執(zhí)行器中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速0-x%，電動(dòng)機(jī)不工作；油門(mén)踏板下壓50%-100%狀態(tài)時(shí)，油門(mén)執(zhí)行器中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)維持x%轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)則加速運(yùn)轉(zhuǎn)0-100%，油門(mén)踏板與內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖4。該狀態(tài)為整車的兩種動(dòng)力源混合工作狀態(tài)，油門(mén)控制邏輯和運(yùn)算，決定了兩個(gè)動(dòng)力源做工的大小，對(duì)整車能量分配起到重要作用。
[0030]以上實(shí)施例并非僅限于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，所有基于本實(shí)用新型的基本思想而進(jìn)行修改或變動(dòng)的都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)，包括油門(mén)踏板，其特征在于:所述油門(mén)踏板底部設(shè)有角度傳感器，所述角度傳感器的輸出端輸出電壓信號(hào)給主控VCU，所述主控VCU的輸出端輸出兩組獨(dú)立控制的控制信號(hào)通過(guò)CAN總線分別傳輸給內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述角度傳感器的通過(guò)放大器與主控VCU電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述內(nèi)燃機(jī)的輸入端通過(guò)油門(mén)執(zhí)行器與主控VCU連接，所述油門(mén)執(zhí)行器包括驅(qū)動(dòng)電路、油門(mén)拉索和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電路與所述主控VCU交互式連接，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端與油門(mén)拉索連接，所述油門(mén)拉索與內(nèi)燃機(jī)上的機(jī)械油門(mén)拉桿連接；所述油門(mén)拉索的信號(hào)輸出端與所述驅(qū)動(dòng)電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電動(dòng)機(jī)的輸入端通過(guò)電機(jī)控制器與主控VCU連接，所述電機(jī)控制器分別與主控V⑶、電動(dòng)機(jī)交互式連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控VCU為HC-G19控制器。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種混合動(dòng)力叉車的油門(mén)控制系統(tǒng)，包括油門(mén)踏板，所述油門(mén)踏板底部設(shè)有角度傳感器，所述角度傳感器的輸出端輸出電壓信號(hào)給主控VCU，所述主控VCU的輸出端輸出兩組獨(dú)立控制的控制信號(hào)通過(guò)CAN總線分別傳輸給內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型通過(guò)一個(gè)油門(mén)踏板控制內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的兩種動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)了能量的合理分配；各部件之間相互獨(dú)立，通過(guò)CAN總線進(jìn)行信號(hào)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，且簡(jiǎn)化線路結(jié)構(gòu)，提高控制的穩(wěn)定性和可靠性。
【IPC分類】B60K26-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204567312
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520163837
【發(fā)明人】江博, 楊國(guó), 陳偉林, 陳仕勝
【申請(qǐng)人】安徽合力股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月23日