CN113593353B - 一种无变速器电动教练车 - Google Patents
一种无变速器电动教练车 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113593353B CN113593353B CN202110869567.2A CN202110869567A CN113593353B CN 113593353 B CN113593353 B CN 113593353B CN 202110869567 A CN202110869567 A CN 202110869567A CN 113593353 B CN113593353 B CN 113593353B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pedal
- gear
- transmission
- accelerator pedal
- simulation device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
- G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
- G09B9/04—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of land vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
Abstract
本发明提供了一种无变速器电动教练车和一种用于无变速器电动教练车的操控模拟方法，旨在进一步简化现有电动教练车的机械结构，提高整车使用性能。本发明的无变速器电动教练车主要包括电力驱动系统、车身和底盘。此外，为了模拟传统内燃教练车的操纵性能，配备了传统内燃教练车操控模拟系统，其主要由控制器、非线性离合器踏板力模拟装置、加速踏板模拟装置、变速操纵模拟装置和电磁离合器等构成；所述控制器用于实时采集变速操纵模拟装置的挡位信号、离合器踏板和加速踏板的位置信号，并对驱动电机的转速和输出转矩以及电磁离合器的通断进行控制。本发明可模拟传统内燃教练车的操纵方式和驾驶效果，从而代替传统内燃教练车进行驾驶考试训练。
Description
技术领域
本发明属于纯电动汽车技术领域，提供了一种无变速器电动教练车和一种用于无变速器电动教练车的操控模拟方法。
背景技术
随着经济的稳步发展和人民生活水平的不断提高，我国汽车的保有量快速增长，人们的驾驶需求不断增多，驾培学校和教练车的需求数量也随之上升。近年来，考虑到尾气排放和能源消耗等因素，许多驾校培训机构开始呼吁发展电动教练车，现已有许多省市的驾校培训机构采用电动教练车。然而，目前驾校培训机构采用的电动教练车大多数是基于传统的燃油教练车改装而成，并未对其传动系统进行改造，导致电动教练车的结构过于复杂，从而造成一定程度的资源浪费。
基于以上现状，本发明提出了一种无变速器电动教练车和一种用于无变速器电动教练车的操控模拟方法。
发明内容
1.为了解决上述问题，本发明提供了一种无变速器电动教练车和一种用于无变速器电动教练车的操控模拟方法。所述的无变速器电动教练车主要包括车身、底盘、电力驱动系统和传统内燃教练车操控模拟系统：所述车身包括车体(1)和通用车身附件；所述底盘不同于传统汽车的底盘结构，其传动系统不包含离合器和变速器；所述的电力驱动系统主要包括电池(2)、功率转换器(3)和驱动电机(4)；所述的传统内燃教练车操控模拟系统包括控制器(5)、非线性离合器踏板力模拟装置(6)、加速踏板模拟装置(8)、变速操纵模拟装置(12)和电磁离合器(13)。
所述电池(2)为无变速器电动教练车提供动力源；所述功率转换器(3)将所述电池(2)提供的直流电转变为定频定压或调频调压的交流电，供驱动电机(4)使用，同时将制动回收的能源转化为直流电充入电池(2)；所述驱动电机(4)将电能转化为机械能输出，从而驱动无变速器电动教练车行驶；所述控制器(5)可在无变速器电动教练车的运行过程中实时采集变速操纵模拟装置(12)的挡位信号、离合器踏板和加速踏板的位置状态信号，并对驱动电机(4)的转速和输出转矩以及电磁离合器(13)的通断进行控制；所述非线性离合器踏板力模拟装置(6)用于模拟传统内燃教练车踩踏离合器的踏板感，并通过控制器(5)对驱动电机电路的通断进行控制；所述加速踏板模拟装置(8)用于模拟传统内燃教练车踩踏加速踏板的踏板感，并通过控制器(5)控制驱动电机(4)的输出转速和力矩；所述变速操纵模拟装置(12)用于模拟传统内燃教练车在实际使用变速器操纵杆进行换挡时的换挡阻力和换挡过程中的“吸入感”，此外，所述变速操纵模拟装置(12)还用于车辆挡位的识别；所述电磁离合器(13)用于控制电力驱动系统中动力的传递或断开。
此外，为了使所述的无变速器电动教练车与传统内燃教练车有相同的驾驶习惯和驾驶感觉，将所述非线性离合器踏板力模拟装置安装在驾驶员左脚附近，同传统内燃教练车离合器踏板的位置，所述加速踏板模拟装置安装在驾驶员右脚附近，同传统内燃教练车加速踏板的位置，所述变速操纵模拟装置安装在驾驶员右手附近，同传统内燃教练车变速操纵杆的位置。
所述加速踏板模拟装置(8)采用弹性随动踏板机构，其主要包括踏板转轴(8-1)、踏板转臂合件(8-2)、加速踏板(8-3)、可伸缩式弹簧导向杆(8-4)、伸缩弹簧(8-5)、弹簧底座(8-6)和踏板支架体合件(8-7)：所述加速踏板(8-3)与踏板转臂合件(8-2)通过轴销连接；所述踏板转臂合件(8-2)通过踏板转轴(8-1)与踏板支架体合件(8-7)连接，且所述踏板转臂合件(8-2)可绕踏板转轴(8-1)自由转动；所述伸缩弹簧(8-5)在驾驶员踩加速踏板(8-3)时提供支反力，用于模拟传统内燃教练车驾驶员踩加速踏板的踏板感，且在驾驶员放松加速踏板(8-3)时，可使加速踏板(8-3)具有自动回复的随动作用；所述可伸缩式弹簧导向杆(8-4)既用于踏板转臂合件(8-2)的固定与支撑，又用于伸缩弹簧(8-5)的导向、限位和固定。
所述变速操纵模拟装置(12)包括底座(12-1)、压力传感器(12-2)、阻力弹簧(12-3)、安装支座(12-4)、选挡拨块(12-5)、变速操纵杆(12-6)、选挡轴(12-7)、换挡拨块(12-8)和挡位换挡轴(12-9)：为了防止变速操纵模拟装置(12)受到破坏，在底座(12-1)上方通过螺栓连接一个箱体；所述阻力弹簧(12-3)与挡位换挡轴(12-9)一起安装在底座(12-1)与箱体间的圆柱座孔中，其一端与挡位换挡轴(12-9)轴端相接，另一端与压力传感器(12-2)相接；所述变速操纵模拟装置(12)在换挡时，挡位换挡轴(12-9)的轴向移动使得阻力弹簧(12-3)发生形变，阻力弹簧(12-3)产生的阻力和挡位换挡轴(12-9)与座孔间的摩擦力模拟换挡过程中的换挡阻力；所述压力传感器(12-2)的数目与阻力弹簧(12-3)的数目相同，每一根挡位换挡轴(12-9)的前后两段各安装一个压力传感器(12-2)，作为一组压力传感器，每组压力传感器可识别两个挡位；所述挡位换挡轴(12-9)的轴向移动使两端的阻力弹簧(12-3)处于压缩或拉伸状态，所述压力传感器(12-2)可通过阻力弹簧(12-3)的压缩或拉伸状态判断挡位；所述选挡轴(12-7)固装在箱体上部的相应座孔中；所述换挡拨块(12-8)与选挡轴(12-7)通过换挡拨块(12-8)中部的通孔间隙配合，使其可沿选挡轴(12-7)轴向移动和周向摆动；所述选挡拨块(12-5)上端与变速操纵杆(12-6)下端的球头连接，下端伸入换挡拨块(12-8)的半圆柱形的凹槽中，驾驶员可通过变速操纵杆(12-6)控制选挡拨块(12-5)的左右移动和前后摆动，从而实现选挡和换挡。
所述非线性离合器踏板力模拟装置(6)可用于模拟传统汽车上膜片弹簧离合器的非线性踏板力感，其主要包括铰链(6-1，6-3)，离合器踏板(6-2)，踏板安装支架(6-4)，推杆(6-5)，力矩电机(6-6)，从动盘(6-7)和从动盘安装支架(6-8)：所述离合器踏板(6-2)通过铰链(6-3)安装在踏板安装支架(6-4)上；所述推杆(6-5)的一端通过铰链(6-1)与离合器踏板(6-2)连接，另一端通过铰链(6-1)固定在从动盘(6-7)上偏离中心的位置；所述从动盘(6-7)上装有光电编码器，可实时检测从动盘(6-7)的转动角度；所述推杆(6-5)与从动盘(6-7)形成凸轮传动机构，可将离合器踏板(6-2)的圆弧运动转换为从动盘(6-7)的圆周运动。
所述无变速器电动教练车非线性离合器踏板力感的模拟方法如下：首先针对所模拟的某款燃油教练车，利用拉线式位移传感器和踏板力传感器采集离合器踏板行程和踏板力数据，并将实验数据预处理后进行曲线拟合，得到离合器踏板行程和踏板力的关系曲线，即需要模拟的无变速器电动教练车离合器踏板特性曲线；当驾驶员踩离合器踏板(6-2)时，所述非线性离合器踏板力模拟装置(6)中的光电式编码器实时检测从动盘(6-7)的转动角度；所述控制器(5)采集从动盘(6-7)的转动角度信号并将其转换为对应的离合器踏板行程，通过查图的方式获取期望的离合器踏板力；随后根据所述非线性离合器踏板力模拟装置(6)分析离合器踏板力和电机输出转矩的关系，进而计算出力矩电机(6-6)的期望转矩，并将期望转矩输入电机驱动系统，控制力矩电机(6-6)的输出转矩达到期望值，从而实现无变速器电动教练车离合器非线性踏板力感的模拟。
另外，本发明提供的用于无变速器电动教练车的操控模拟方法不仅包括无变速器电动教练车非线性离合器踏板力感的模拟方法，还包括无变速器电动教练车变速、空挡怠速和起步时可能存在的熄火情况的模拟方法，以及无变速器电动教练车加速踏板力感的模拟方法。
所述无变速器电动教练车没有变速机构，首先根据所模拟的某款燃油教练车的发动机转速与节气门开度的变化规律制定无变速器电动教练车不同挡位下加速踏板开度和行驶车速的关系，使其近似符合燃油教练车输出特性。
所述无变速器电动教练车车速控制及变速功能的模拟方法如下：所述变速操纵模拟装置(12)包括空挡、一挡、二挡、三挡、四挡、五挡和倒挡七个挡位，除空挡外，每个挡位对应一个信号引脚，其输出信号为所述变速操纵模拟装置(12)中的压力传感器信号，信号的不同组合代表不同的挡位状态；所述控制器(5)采集变速操纵模拟装置(12)中的六路压力传感器信号并对其进行处理，判断当前所在挡位；所述加速踏板模拟装置(8)中的踏板位移传感器采集加速踏板位置信号；最后由控制器(5)根据加速踏板位置信号和挡位信号通过查表、查图的方式获得当前加速踏板的开度和当前挡位下的期望车速，并将期望车速转换为驱动电机(4)的期望转速，从而实现无变速器电动教练车的车速控制。
所述无变速器电动教练车空挡怠速的模拟方法如下：在电磁离合器驱动电路中加入电磁开关，由变速操纵模拟装置(12)产生的挡位信号控制该电磁开关的通断；当所述变速操纵模拟装置(12)的挡位处于空挡位置时，电磁离合驱动电路中的电磁开关保持断开状态，励磁电流电路不导通，即电磁离合器(13)保持断开状态，从而实现无变速器电动教练车空挡怠速工况的模拟。
所述无变速器电动教练车起步熄火的模拟方法如下：在所述驱动电机(4)的驱动电路中加入电磁开关，并设定所述离合器踏板行程变化率或所述非线性离合器踏板力感模拟装置(6)中从动盘转角变化率的阈值；所述控制器(5)对离合器踏板(6-2)的位移数据进行处理得到离合器踏板(6-2)行程变化率，或直接对光电编码器测得的从动盘(6-7)的转角数值进行处理得到转角变化率；将变化率的数值与设置的阈值进行对比，当所述离合器踏板(6-2)的行程变化率或从动盘(6-7)的转角变化率小于阈值时，输出控制电磁开关的信号为1，驱动电机(4)正常运行；当所述离合器踏板(7-1)的行程变化率或从动盘(6-7)的转角变化率大于阈值时，输出控制电磁开关的信号为0，驱动电机(4)电路断开，驱动电机(4)停止运转，从而实现无变速器电动教练车起步熄火工况的模拟。
所述无变速器电动教练车加速踏板力感的模拟方法如下：首先针对多模拟的某款燃油教练车，利用拉线式位移传感器和踏板力传感器采集加速踏板的行程和踏板力数据，并将实验数据预处理后进行曲线拟合，得到加速踏板行程与踏板力的关系曲线，即需要模拟的无变速器电动教练车加速踏板特性曲线，并按照此特性曲线设计踏板伸缩弹簧(8-5)；当驾驶员踩加速踏板(8-3)时，所述加速踏板模拟装置(8)中的踏板转臂合件(8-2)绕踏板转轴(8-1)顺时针转动，所述伸缩弹簧(8-5)被压缩，形成弹簧反作用力，该弹簧反作用力通过踏板转臂合件(8-2)及加速踏板(8-3)作用至驾驶员脚部，从而实现无变速器电动教练车加速踏板力感的模拟。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
本发明所述的一种无变速器电动教练车的机械结构相较于现有的电动教练车更加简单，取消变速传动机构，还可减轻汽车自重，增加续驶里程，提高整车使用性能。
本发明提供了一种用于无变速器电动教练车的操控模拟方法，进一步细化了无变速器电动教练车的模拟操控系统，提出了针对无变速器电动教练车变速、空挡怠速以及起步时可能存在的熄火情况的模拟方法。此外，本发明还提出一种适用于非线性离合器踏板力和加速踏板力的模拟方法，可使所述的无变速器电动教练车具有与燃油教练车同样的操纵方式、驾驶感觉以及驾驶效果，从而替代传统内燃教练车进行驾驶考试训练。
附图说明
图1示出本发明无变速器电动教练车的结构简图；
图2示出本发明所述加速踏板模拟装置的结构示意图；
图3示出本发明所述变速操纵模拟装置的结构示意图；
图4示出本发明所述非线性离合器踏板力模拟装置的结构示意图；
图5示出本发明所述无变速器电动教练车离合器踏板特性曲线；
图6示出本发明所述非线性离合器踏板力感模拟方法原理图；
图7示出示出本发明所述无变速器电动教练车不同挡位下加速踏板开度与行驶速度的关系曲线；
图8示出本发明所述无变速器电动教练车车速控制原理图；
图9示出本发明所述无变速器电动教练车挡位状态组合图；
图10示出本发明所述无变速器电动教练车挡位与电磁开关状态关系图；
图11示出本发明所述无变速器电动教练车起步熄火工况操控模拟原理图；
图12示出本发明所述无变速器电动教练车加速踏板特性曲线；
其中，附图标记包括：1.车体，2.电池，3.功率转换器，4.驱动电机，5.控制器，6.非线性离合器踏板力模拟装置，6-1.铰链，6-2.离合器踏板，6-3.铰链，6-4.踏板安装支架，6-5.推杆，6-6.力矩电机，6-7.从动盘，6-8.从动盘安装支架，7.制动踏板，8.加速踏板模拟装置，8-1.踏板转轴，8-2.踏板转臂合件，8-3.加速踏板，8-4.可伸缩式弹簧导向杆，8-5.伸缩弹簧，8-6.弹簧底座，8-7.踏板支架体合件，9.主减速器和差速器，10.半轴，11.车轮，12.变速操纵模拟装置，12-1.底座，12-2.压力传感器，12-3.阻力弹簧，12-4.安装支架，12-5.选挡拨块，12-6.变速操纵杆，12-7.选挡轴，12-8.换挡拨块，12-9.挡位换挡轴，13.电磁离合器。
具体实施方式
下面将依照附图来说明本发明的优选实施方式。需要注意的是，以下具体实施方式只用作解释本发明的基本技术原理，并非限制本发明的保护范围，本技术领域人员可以根据实际情况需要作出相应的调整。
此外，需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内侧”、“上”、“下”等指示相对位置关系的术语是基于附图中的相对位置关系，仅仅为了便于描述。
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1，所述的无变速器电动教练车主要包括车身、底盘、电力驱动系统和传统内燃教练车操控模拟系统：所述车身包括车体(1)和通用车身附件；所述底盘不同于传统汽车的底盘结构，其传动系统不包含离合器和变速器；所述的电力驱动系统主要包括电池(2)、功率转换器(3)和驱动电机(4)；所述的传统内燃教练车操控模拟系统包括控制器(5)、非线性离合器踏板力模拟装置(6)、加速踏板模拟装置(8)、变速操纵模拟装置(12)和电磁离合器(13)。所述电池(2)为无变速器电动教练车提供动力源；所述功率转换器(3)将所述电池(2)提供的直流电转变为定频定压或调频调压的交流电，供驱动电机(4)使用，同时将制动回收的能源转化为直流电充入电池(2)；所述驱动电机(4)将电能转化为机械能输出，从而驱动无变速器电动教练车行驶；所述控制器(5)可在无变速器电动教练车的运行过程中实时采集变速操纵模拟装置(12)的挡位信号、离合器踏板和加速踏板的位置状态信号，并对驱动电机(4)的转速和输出转矩以及电磁离合器(13)的通断进行控制；所述非线性离合器踏板力模拟装置(6)用于模拟传统内燃教练车踩踏离合器的踏板感，并通过控制器(5)对驱动电机电路的通断进行控制；所述加速踏板模拟装置(8)用于模拟传统内燃教练车踩踏加速踏板的踏板感，并通过控制器(5)控制驱动电机(4)的输出转速和力矩；所述变速操纵模拟装置(12)用于模拟传统内燃教练车在实际使用变速器操纵杆进行换挡时的换挡阻力和换挡过程中的“吸入感”，此外，所述变速操纵模拟装置(12)还用于车辆挡位的识别；所述电磁离合器(13)用于控制电力驱动系统中动力的传递或断开。
继续参阅图1，为了使所述的无变速器电动教练车与传统内燃教练车有相同的驾驶习惯和驾驶感觉，将所述非线性离合器踏板力模拟装置安装在驾驶员左脚附近，同传统内燃教练车离合器踏板的位置，所述加速踏板模拟装置安装在驾驶员右脚附近，同传统内燃教练车加速踏板的位置，所述变速操纵模拟装置安装在驾驶员右手附近，同传统内燃教练车变速操纵杆的位置。
参阅图2，所述加速踏板模拟装置(8)采用弹性随动踏板机构，其主要包括踏板转轴(8-1)、踏板转臂合件(8-2)、加速踏板(8-3)、可伸缩式弹簧导向杆(8-4)、伸缩弹簧(8-5)、弹簧底座(8-6)和踏板支架体合件(8-7)：所述加速踏板(8-3)与踏板转臂合件(8-2)通过轴销连接；所述踏板转臂合件(8-2)通过踏板转轴(8-1)与踏板支架体合件(8-7)连接，且所述踏板转臂合件(8-2)可绕踏板转轴(8-1)自由转动；所述伸缩弹簧(8-5)在驾驶员踩加速踏板(8-3)时提供支反力，用于模拟传统内燃教练车驾驶员踩加速踏板的踏板感，且在驾驶员放松加速踏板(8-3)时，可使加速踏板(8-3)具有自动回复的随动作用；所述可伸缩式弹簧导向杆(8-4)既用于踏板转臂合件(8-2)的固定与支撑，又用于伸缩弹簧(8-5)的导向、限位和固定。
参阅图3，所述变速操纵模拟装置(12)包括底座(12-1)、压力传感器(12-2)、阻力弹簧(12-3)、安装支座(12-4)、选挡拨块(12-5)、变速操纵杆(12-6)、选挡轴(12-7)、换挡拨块(12-8)和挡位换挡轴(12-9)：为了防止变速操纵模拟装置(12)受到破坏，在底座(12-1)上方通过螺栓连接一个箱体；所述阻力弹簧(12-3)与挡位换挡轴(12-9)一起安装在底座(12-1)与箱体间的圆柱座孔中，其一端与挡位换挡轴(12-9)轴端相接，另一端与压力传感器(12-2)相接；所述变速操纵模拟装置(12)在换挡时，挡位换挡轴(12-9)的轴向移动使得阻力弹簧(12-3)发生形变，阻力弹簧(12-3)产生的阻力和挡位换挡轴(12-9)与座孔间的摩擦力模拟换挡过程中的换挡阻力；所述压力传感器(12-2)的数目与阻力弹簧(12-3)的数目相同，每一根挡位换挡轴(12-9)的前后两段各安装一个压力传感器(12-2)，作为一组压力传感器，每组压力传感器可识别两个挡位；所述挡位换挡轴(12-9)的轴向移动使两端的阻力弹簧(12-3)处于压缩或拉伸状态，所述压力传感器(12-2)可通过阻力弹簧(12-3)的压缩或拉伸状态判断挡位；所述选挡轴(12-7)固装在箱体上部的相应座孔中；所述换挡拨块(12-8)与选挡轴(12-7)通过换挡拨块(12-8)中部的通孔间隙配合，使其可沿选挡轴(12-7)轴向移动和周向摆动；所述选挡拨块(12-5)上端与变速操纵杆(12-6)下端的球头连接，下端伸入换挡拨块(12-8)的半圆柱形的凹槽中，驾驶员可通过变速操纵杆(12-6)控制选挡拨块(12-5)的左右移动和前后摆动，从而实现选挡和换挡。
参阅图4，所述非线性离合器踏板力模拟装置(6)可用于模拟传统汽车上膜片弹簧离合器的非线性踏板力感，其主要包括铰链(6-1，6-3)，离合器踏板(6-2)，踏板安装支架(6-4)，推杆(6-5)，力矩电机(6-6)，从动盘(6-7)和从动盘安装支架(6-8)：所述离合器踏板(6-2)通过铰链(6-3)安装在踏板安装支架(6-4)上；所述推杆(6-5)的一端通过铰链(6-1)与离合器踏板(6-2)连接，另一端通过铰链(6-1)固定在从动盘(6-7)上偏离中心的位置；所述从动盘(6-7)上装有光电编码器，可实时检测从动盘(6-7)的转动角度；所述推杆(6-5)与从动盘(6-7)形成凸轮传动机构，可将离合器踏板(6-2)的圆弧运动转换为从动盘(6-7)的圆周运动。
参阅图4、图5和图6，所述无变速器电动教练车非线性离合器踏板力感的模拟方法如下：首先针对所模拟的某款燃油教练车，利用拉线式位移传感器和踏板力传感器采集离合器踏板行程和踏板力数据，并将实验数据预处理后进行曲线拟合，得到离合器踏板行程和踏板力的关系曲线，即需要模拟的无变速器电动教练车离合器踏板特性曲线；当驾驶员踩离合器踏板(6-2)时，所述非线性离合器踏板力模拟装置(6)中的光电式编码器实时检测从动盘(6-7)的转动角度；所述控制器(5)采集从动盘(6-7)的转动角度信号并将其转换为对应的离合器踏板行程，通过查图的方式获取期望的离合器踏板力；随后根据所述非线性离合器踏板力模拟装置(6)分析离合器踏板力和电机输出转矩的关系，进而计算出力矩电机(6-6)的期望转矩，并将期望转矩输入电机驱动系统，控制力矩电机(6-6)的输出转矩达到期望值，从而实现无变速器电动教练车离合器非线性踏板力感的模拟。
另外，本发明提供的用于无变速器电动教练车的操控模拟方法不仅包括无变速器电动教练车非线性离合器踏板力感的模拟方法，还包括无变速器电动教练车变速、空挡怠速和起步时可能存在的熄火情况的模拟方法，以及无变速器电动教练车加速踏板力感的模拟方法。
参阅图7，所述无变速器电动教练车没有变速机构，首先根据所模拟的某款燃油教练车的发动机转速与节气门开度的变化规律制定无变速器电动教练车不同挡位下加速踏板开度和行驶车速的关系，使其近似符合燃油教练车输出特性。
参阅图8和图9，所述无变速器电动教练车车速控制及变速功能的模拟方法如下：所述变速操纵模拟装置(12)包括空挡、一挡、二挡、三挡、四挡、五挡和倒挡七个挡位，除空挡外，每个挡位对应一个信号引脚，其输出信号为所述变速操纵模拟装置(12)中的压力传感器信号，信号的不同组合代表不同的挡位状态；所述控制器(5)采集变速操纵模拟装置(12)中的六路压力传感器信号并对其进行处理，判断当前所在挡位；所述加速踏板模拟装置(8)中的踏板位移传感器采集加速踏板位置信号；最后由控制器(5)根据加速踏板位置信号和挡位信号通过查表、查图的方式获得当前加速踏板的开度和当前挡位下的期望车速，并将期望车速转换为驱动电机(4)的期望转速，从而实现无变速器电动教练车的车速控制。
参阅图10，所述无变速器电动教练车空挡怠速的模拟方法如下：在电磁离合器驱动电路中加入电磁开关，由变速操纵模拟装置(12)产生的挡位信号控制该电磁开关的通断；当所述变速操纵模拟装置(12)的挡位处于空挡位置时，电磁离合驱动电路中的电磁开关保持断开状态，励磁电流电路不导通，即电磁离合器(13)保持断开状态，从而实现无变速器电动教练车空挡怠速工况的模拟。
参阅图11，所述无变速器电动教练车起步熄火的模拟方法如下：在所述驱动电机(4)的驱动电路中加入电磁开关，并设定所述离合器踏板行程变化率或所述非线性离合器踏板力感模拟装置(6)中从动盘转角变化率的阈值；所述控制器(5)对离合器踏板(6-2)的位移数据进行处理得到离合器踏板(6-2)行程变化率，或直接对光电编码器测得的从动盘(6-7)的转角数值进行处理得到转角变化率；将变化率的数值与设置的阈值进行对比，当所述离合器踏板(6-2)的行程变化率或从动盘(6-7)的转角变化率小于阈值时，输出控制电磁开关的信号为1，驱动电机(4)正常运行；当所述离合器踏板(7-1)的行程变化率或从动盘(6-7)的转角变化率大于阈值时，输出控制电磁开关的信号为0，驱动电机(4)电路断开，驱动电机(4)停止运转，从而实现无变速器电动教练车起步熄火工况的模拟。
参阅图2和图12，所述无变速器电动教练车加速踏板力感的模拟方法如下：首先针对多模拟的某款燃油教练车，利用拉线式位移传感器和踏板力传感器采集加速踏板的行程和踏板力数据，并将实验数据预处理后进行曲线拟合，得到加速踏板行程与踏板力的关系曲线，即需要模拟的无变速器电动教练车加速踏板特性曲线，并按照此特性曲线设计踏板伸缩弹簧(8-5)；当驾驶员踩加速踏板(8-3)时，所述加速踏板模拟装置(8)中的踏板转臂合件(8-2)绕踏板转轴(8-1)顺时针转动，所述伸缩弹簧(8-5)被压缩，形成弹簧反作用力，该弹簧反作用力通过踏板转臂合件(8-2)及加速踏板(8-3)作用至驾驶员脚部，从而实现无变速器电动教练车加速踏板力感的模拟。
需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本发明的原理，并非旨在与限制本发明的保护范围，在不偏离本发明原理的条件下，本领域技术人员能够对上述结构进行调整，以便本发明能够应用于更加具体的应用场景。
至此，已经结合附图中的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种无变速器电动教练车，其特征在于，所述的无变速器电动教练车主要包括车身、底盘、电力驱动系统和传统内燃教练车操控模拟系统：所述车身包括车体（1）和通用车身附件；所述底盘不同于传统汽车的底盘结构，其传动系统不包含离合器和变速器；所述的电力驱动系统主要包括电池（2）、功率转换器（3）和驱动电机（4）；所述的传统内燃教练车操控模拟系统包括控制器（5）、非线性离合器踏板力模拟装置（6）、加速踏板模拟装置（8）、变速操纵模拟装置（12）和电磁离合器（13）；
所述电池（2）为无变速器电动教练车提供动力源；所述功率转换器（3）将所述电池（2）提供的直流电转变为定频定压或调频调压的交流电，供驱动电机（4）使用，同时将制动回收的能源转化为直流电充入电池（2）；所述驱动电机（4）将电能转化为机械能输出，从而驱动无变速器电动教练车行驶；所述控制器（5）可在无变速器电动教练车的运行过程中实时采集变速操纵模拟装置（12）的挡位信号、离合器踏板和加速踏板的位置状态信号，并对驱动电机（4）的转速和输出转矩以及电磁离合器（13）的通断进行控制；所述非线性离合器踏板力模拟装置（6）用于模拟传统内燃教练车踩踏离合器的踏板感，并通过控制器（5）对驱动电机电路的通断进行控制；所述加速踏板模拟装置（8）用于模拟传统内燃教练车踩踏加速踏板的踏板感，并通过控制器（5）控制驱动电机（4）的输出转速和力矩；所述变速操纵模拟装置（12）用于模拟传统内燃教练车在实际使用变速器操纵杆进行换挡时的换挡阻力和换挡过程中的“吸入感”，此外，所述变速操纵模拟装置（12）还用于车辆挡位的识别；所述电磁离合器（13）用于控制电力驱动系统中动力的传递或断开；
此外，为了使所述的无变速器电动教练车与传统内燃教练车有相同的驾驶习惯和驾驶感觉，将所述非线性离合器踏板力模拟装置安装在驾驶员左脚附近，同传统内燃教练车离合器踏板的位置，所述加速踏板模拟装置安装在驾驶员右脚附近，同传统内燃教练车加速踏板的位置，所述变速操纵模拟装置安装在驾驶员右手附近，同传统内燃教练车变速操纵杆的位置；
所述加速踏板模拟装置（8）采用弹性随动踏板机构，其主要包括踏板转轴（8-1）、踏板转臂合件（8-2）、加速踏板（8-3）、可伸缩式弹簧导向杆（8-4）、伸缩弹簧（8-5）、弹簧底座（8-6）和踏板支架体合件（8-7）：所述加速踏板（8-3）与踏板转臂合件（8-2）通过轴销连接；所述踏板转臂合件（8-2）通过踏板转轴（8-1）与踏板支架体合件（8-7）连接，且所述踏板转臂合件（8-2）可绕踏板转轴（8-1）自由转动；所述伸缩弹簧（8-5）在驾驶员踩加速踏板（8-3）时提供支反力，用于模拟传统内燃教练车驾驶员踩加速踏板的踏板感，且在驾驶员放松加速踏板（8-3）时，可使加速踏板（8-3）具有自动回复的随动作用；所述可伸缩式弹簧导向杆（8-4）既用于踏板转臂合件（8-2）的固定与支撑，又用于伸缩弹簧（8-5）的导向、限位和固定；
所述变速操纵模拟装置（12）包括底座（12-1）、压力传感器（12-2）、阻力弹簧（12-3）、安装支座（12-4）、选挡拨块（12-5）、变速操纵杆（12-6）、选挡轴（12-7）、换挡拨块（12-8）和挡位换挡轴（12-9）：为了防止变速操纵模拟装置（12）受到破坏，在底座（12-1）上方通过螺栓连接一个箱体；所述阻力弹簧（12-3）与挡位换挡轴（12-9）一起安装在底座（12-1）与箱体间的圆柱座孔中，其一端与挡位换挡轴（12-9）轴端相接，另一端与压力传感器（12-2）相接；所述变速操纵模拟装置（12）在换挡时，挡位换挡轴（12-9）的轴向移动使得阻力弹簧（12-3）发生形变，阻力弹簧（12-3）产生的阻力和挡位换挡轴（12-9）与座孔间的摩擦力模拟换挡过程中的换挡阻力；所述压力传感器（12-2）的数目与阻力弹簧（12-3）的数目相同，每一根挡位换挡轴（12-9）的前后两段各安装一个压力传感器（12-2），作为一组压力传感器，每组压力传感器可识别两个挡位；所述挡位换挡轴（12-9）的轴向移动使两端的阻力弹簧（12-3）处于压缩或拉伸状态，所述压力传感器（12-2）可通过阻力弹簧（12-3）的压缩或拉伸状态判断挡位；所述选挡轴（12-7）固装在箱体上部的相应座孔中；所述换挡拨块（12-8）与选挡轴（12-7）通过换挡拨块（12-8）中部的通孔间隙配合，使其可沿选挡轴（12-7）轴向移动和周向摆动；所述选挡拨块（12-5）上端与变速操纵杆（12-6）下端的球头连接，下端伸入换挡拨块（12-8）的半圆柱形的凹槽中，驾驶员可通过变速操纵杆（12-6）控制选挡拨块（12-5）的左右移动和前后摆动，从而实现选挡和换挡。
2.根据权利要求1所述的一种无变速器电动教练车的操控模拟方法，其特征在于，所述无变速器电动教练车的操控模拟方法包括无变速器电动教练车变速、空挡怠速和起步时可能存在的熄火情况的模拟方法，以及无变速器电动教练车加速踏板力感的模拟方法；
所述无变速器电动教练车没有变速机构，首先根据所模拟的某款燃油教练车的发动机转速与节气门开度的变化规律制定无变速器电动教练车不同挡位下加速踏板开度和行驶车速的关系，使其近似符合燃油教练车输出特性；
所述无变速器电动教练车车速控制及变速功能的模拟方法如下：所述变速操纵模拟装置（12）包括空挡、一挡、二挡、三挡、四挡、五挡和倒挡七个挡位，除空挡外，每个挡位对应一个信号引脚，其输出信号为所述变速操纵模拟装置（12）中的压力传感器信号，信号的不同组合代表不同的挡位状态；所述控制器（5）采集变速操纵模拟装置（12）中的六路压力传感器信号并对其进行处理，判断当前所在挡位；所述加速踏板模拟装置（8）中的踏板位移传感器采集加速踏板位置信号；最后由控制器（5）根据加速踏板位置信号和挡位信号通过查表、查图的方式获得当前加速踏板的开度和当前挡位下的期望车速，并将期望车速转换为驱动电机（4）的期望转速，从而实现无变速器电动教练车的车速控制；
所述无变速器电动教练车空挡怠速的模拟方法如下：在电磁离合器驱动电路中加入电磁开关，由变速操纵模拟装置（12）产生的挡位信号控制该电磁开关的通断；当所述变速操纵模拟装置（12）的挡位处于空挡位置时，电磁离合驱动电路中的电磁开关保持断开状态，励磁电流电路不导通，即电磁离合器（13）保持断开状态，从而实现无变速器电动教练车空挡怠速工况的模拟；
所述无变速器电动教练车起步熄火的模拟方法如下：在所述驱动电机（4）的驱动电路中加入电磁开关，并设定所述离合器踏板行程变化率或所述非线性离合器踏板力感模拟装置（6）中从动盘转角变化率的阈值；所述控制器（5）对离合器踏板（6-2）的位移数据进行处理得到离合器踏板（6-2）行程变化率，或直接对光电编码器测得的从动盘（6-7）的转角数值进行处理得到转角变化率；将变化率的数值与设置的阈值进行对比，当所述离合器踏板（6-2）的行程变化率或从动盘（6-7）的转角变化率小于阈值时，输出控制电磁开关的信号为1，驱动电机（4）正常运行；当所述离合器踏板（7-1）的行程变化率或从动盘（6-7）的转角变化率大于阈值时，输出控制电磁开关的信号为0，驱动电机（4）电路断开，驱动电机（4）停止运转，从而实现无变速器电动教练车起步熄火工况的模拟；
所述无变速器电动教练车加速踏板力感的模拟方法如下：首先针对多模拟的某款燃油教练车，利用拉线式位移传感器和踏板力传感器采集加速踏板的行程和踏板力数据，并将实验数据预处理后进行曲线拟合，得到加速踏板行程与踏板力的关系曲线，即需要模拟的无变速器电动教练车加速踏板特性曲线，并按照此特性曲线设计踏板伸缩弹簧（8-5）；当驾驶员踩加速踏板（8-3）时，所述加速踏板模拟装置（8）中的踏板转臂合件（8-2）绕踏板转轴（8-1）顺时针转动，所述伸缩弹簧（8-5）被压缩，形成弹簧反作用力，该弹簧反作用力通过踏板转臂合件（8-2）及加速踏板（8-3）作用至驾驶员脚部，从而实现无变速器电动教练车加速踏板力感的模拟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110869567.2A CN113593353B (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种无变速器电动教练车 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110869567.2A CN113593353B (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种无变速器电动教练车 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113593353A CN113593353A (zh) | 2021-11-02 |
| CN113593353B true CN113593353B (zh) | 2022-09-20 |
Family
ID=78252420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110869567.2A Active CN113593353B (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种无变速器电动教练车 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113593353B (zh) |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2848076B2 (ja) * | 1992-01-20 | 1999-01-20 | 日産自動車株式会社 | 自動変速機搭載車両における制御装置 |
| JP3634436B2 (ja) * | 1995-03-27 | 2005-03-30 | 三菱プレシジョン株式会社 | 模擬運転装置用クラッチペダル反力発生装置、模擬運転装置用ブレーキペダル反力発生装置及び模擬運転装置用ペダル反力発生装置 |
| JP2001106055A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-17 | Toyota Motor Corp | ブレーキシステム |
| DE10250456B4 (de) * | 2001-11-05 | 2015-04-02 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Vorrichtung mit zusätzlicher Rückstellkraft am Gas-Pedal in Abhängigkeit von der Sollwert-Abweichung eines Fahrzeugparameters |
| JP2004076897A (ja) * | 2002-08-21 | 2004-03-11 | Toyota Motor Corp | 車載クラッチの制御装置 |
| KR100644796B1 (ko) * | 2005-12-13 | 2006-11-15 | (주) 동희산업 | 전자 오르간식 가속페달 장치 |
| GB201114197D0 (en) * | 2011-08-18 | 2011-10-05 | Raicam Clutch Ltd | Vehicle drivelines including clutches |
| CN108573074B (zh) * | 2017-03-07 | 2021-11-23 | 华南理工大学 | 一种汽车离合器踏板力特性的计算方法 |
| CN107230410B (zh) * | 2017-07-21 | 2023-09-19 | 吉林大学 | 一种纯电动教练车的变速操纵模拟装置 |
| CN107204138B (zh) * | 2017-07-21 | 2024-03-29 | 吉林大学 | 一种基于小型纯电动车的电动教练车操控模拟装置 |
| CN108674403B (zh) * | 2018-04-19 | 2020-09-29 | 中山大学 | 电动助力制动装置和制动方法 |
| CN109941249A (zh) * | 2019-04-22 | 2019-06-28 | 南京经纬达汽车科技有限公司 | 一种可控式踏板感觉模拟器 |
| JP7287213B2 (ja) * | 2019-09-20 | 2023-06-06 | いすゞ自動車株式会社 | 車両の制御装置及び、制御方法 |
| CN111873818A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-03 | 上海元城汽车技术有限公司 | 增程器能量管理方法、装置、车辆和存储介质 |
-
2021
- 2021-07-30 CN CN202110869567.2A patent/CN113593353B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113593353A (zh) | 2021-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109177742B (zh) | 一种电动汽车模拟手动挡燃油车扭矩控制方法 | |
| CN109050348B (zh) | 电动汽车模拟燃油车发动机熄火工况的控制方法、系统和电动汽车 | |
| CN104175901B (zh) | 一种电动教练车及其控制方法 | |
| MXPA00005350A (es) | Sistema de tren de potencia para un vehiculo electrico hibrido. | |
| CN202703273U (zh) | 为纠正油门当刹车用的带压力触发开关式油门踏板系统 | |
| CN209409831U (zh) | 一种电动汽车手动挡挡位模拟装置及手动挡电动汽车 | |
| CN102393308B (zh) | 用于汽车试验的驾驶机器人 | |
| CN101140198A (zh) | 汽车双离合器式自动变速器硬件在环仿真试验台 | |
| CN109291805B (zh) | 一种电动汽车模拟手动挡燃油车发动机制动扭矩控制方法 | |
| CN203148676U (zh) | 一种车辆传动系统试验台 | |
| CN101476985A (zh) | 硬件在回路半实物汽车传动-制动综合模拟实验台 | |
| CN109606132A (zh) | 一种电动汽车手动挡挡位模拟装置及手动挡电动汽车 | |
| CN100532889C (zh) | 具有通过电驱动增压的发动机的车辆的变速控制装置 | |
| CN113593353B (zh) | 一种无变速器电动教练车 | |
| CN102445351A (zh) | 滑轮钢丝式汽车试验驾驶机器人 | |
| CN108061664B (zh) | 一种行星混联混合动力系统试验台 | |
| CN106504609A (zh) | 一种整车控制器模拟传动系统过程的方法 | |
| CN114677872B (zh) | 一种模拟手动挡的电机扭矩控制方法和装置 | |
| CN101612893A (zh) | 一种刹车时误踩油门的刹车方法以及刹车装置 | |
| CN2735324Y (zh) | 一种发动机、自动变速器、abs综合实验台 | |
| CN102384850A (zh) | 一种汽车试验用换挡机械手 | |
| CN202257357U (zh) | 线盘式汽车试验用机械腿执行机构 | |
| CN113593354B (zh) | 一种无变速器电动教练车离合器操控模拟装置 | |
| CN214112289U (zh) | 一种电动汽车离合踏板模拟装置 | |
| CN2205327Y (zh) | 汽车电子控制自动变速器的油门控制器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |