CN204567312U - 一种混合动力叉车的油门控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种混合动力叉车的油门控制系统，包括油门踏板，所述油门踏板底部设有角度传感器，所述角度传感器的输出端输出电压信号给主控VCU，所述主控VCU的输出端输出两组独立控制的控制信号通过CAN总线分别传输给内燃机和电动机。本实用新型通过一个油门踏板控制内燃机和电动机的两种动力源，实现了能量的合理分配；各部件之间相互独立，通过CAN总线进行信号传输，数据传输可靠、迅速，且简化线路结构，提高控制的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及油门控制系统，具体涉及一种混合动力叉车的油门控制系统。
背景技术
随着社会对节能环保的要求越来越高，内燃叉车的高油耗、高污染逐渐引起人们的注意，使得混合动力技术的应用为内燃叉车的发展提供了新的方向。混合动力叉车一般是指分别由油或电提供动力，即柴油和电能的混合。其是根据叉车的工作状态，将内燃机和电机进行搭配工作，通过一定的控制算法使两种能量源得到合理的分配，使叉车获得较高的燃油经济性，有效的降低整车的油耗、排放和噪音。
因此在混合动力叉车中，如何通过一个油门踏板同时控制内燃机和电动机的转速就变成一个急需解决的问题。而目前内燃叉车的油门机械拉锁方式和电动叉车的模拟量电子踏板方式均不能满足使用要求。这就需要设计一种新型的油门控制系统，该系统不但能通过一个油门踏板同时控制内燃机和电动机的转速，完成两种能量源在不同整车状态下的控制，实现两种能量源的合理分配；而且内燃机控制信号和电动机控制信号相互独立，互不干扰，控制精准、安装简便。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种混合动力叉车的油门控制系统。
本实用新型的技术方案是：一种混合动力叉车的油门控制系统，包括油门踏板，所述油门踏板底部设有角度传感器，所述角度传感器的输出端输出电压信号给主控VCU，所述主控VCU的输出端输出两组独立控制的控制信号通过CAN总线分别传输给内燃机和电动机。
进一步，所述角度传感器的通过放大器与主控VCU电连接。
进一步，所述内燃机的输入端通过油门执行器与主控VCU连接，所述油门执行器包括驱动电路、油门拉索和驱动电机，所述驱动电路与所述主控VCU交互式连接，驱动电路的输出端与驱动电机电连接，所述驱动电机的输出端与油门拉索连接，所述油门拉索与内燃机上的机械油门拉杆连接；所述油门拉索的信号输出端与所述驱动电路连接。
进一步，所述电动机的输入端通过电机控制器与主控VCU连接，所述电机控制器分别与主控VCU、电动机交互式连接。
更进一步，所述主控VCU为HC-G19控制器。
本实用新型的油门控制系统通过角度传感器检测油门踏板的实时位置情况，并转化为一定的电压信号经放大器放大后输送给主控VCU，其中当油门踏板在不动作状态时，角度传感器输出电压为0V，当油门踏板受力被踩到底时，角度传感器输出电压为5V。主控VCU接收到电压信号后通过两组独立的运算方式计算后，输出两组各自独立控制的控制信号给油门执行器、电机控制器，用来分别控制内燃机和电动机的转速。
油门执行器中驱动电路接收主控VCU输出的信号数据后，控制驱动电机进行工作，驱动电机带动油门拉索带动内燃机上的机械油门拉杆运行，从而实现控制内燃机的油门和转速大小。同时油门执行器还将油门拉锁的位置反馈给主控VCU，形成油门位置的闭环控制，提高控制精度。
电机控制器接收主控VCU输出的信号数据后，驱动电动机进行转动，并同时检测电动机的转速信号，反馈给主控VCU，通过转速信号反馈实现高精度的电机转速控制。
本专利中控VCU采用的是现有的HC-G19控制器，该款控制器为可编程的智能控制器，是一款专门针对行走机械控制而设计的控制器。通过该控制器可以实现油门控制逻辑的编程以及完成一定的数字处理能力，并把一路油门输入信号转变为两路独立控制信号输出。
本装置的工作过程如下：当驾驶员踩踏油门踏板时，油门踏板的变化实时通过角度传感器检测并转化为电压信号传输到主控VCU，主控VCU通过一定的控制逻辑和算法输出两路独立的控制信号，通过CAN总线分别传输给油门执行器和电机控制器。油门执行器和电机控制器根据接受到的控制信号分别驱动内燃机和电动机工作，并把检测到的油门位置信号和电机转速信号反馈给主控VCU，通过与油门踏板需求值的比较后再对内燃机和电动机的控制进行微调。例如：当整车爬坡时，整车车速较油门踏板需求值低，此时主控VCU会自动增大内燃机和电动机的转速控制信号，使两者转速提高，满足整车速度要求；当整车下坡时，整车车速较油门踏板需求值高，此时主控VCU会自动减小内燃机和电动机的转速控制信号，使两者转速降低。通过这种转速的负反馈调节从而实现油门的闭环控制，提高整车速度控制精度。
所以本实用新型的油门控制系统中各部件之间相互独立，仅通过电信号进行连接，省去复杂的机械连接，安装方便。部件之间通过CAN总线进行信号传输，数据传输可靠、迅速，且简化线路结构，提高控制的稳定性和可靠性。
本实用新型通过一个油门踏板控制内燃机和电动机的两种动力源，实现了能量的合理分配；另外，通过采集油门拉索位置和电机转速，实现整个油门系统的闭环控制，控制精度高。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：
图1是本实用新型的结构原理图；
图2是油门踏板受力情况与内燃机、电动机转速之间的第一种状态图；
图3是油门踏板受力情况与内燃机、电动机转速之间的第二种状态图；
图4是油门踏板受力情况与内燃机、电动机转速之间的第三种状态图。
图2-4中：单线“—”表示内燃烧机转速，双线“＝”表示电动机转速。
具体实施方式
如图1所示，一种混合动力叉车的油门控制系统，包括油门踏板1，所述油门踏板1的底部设有角度传感器2，所述角度传感器2的输出端通过放大器3与主控VCU 4电连接，所述主控VCU 4的输出端输出两组独立控制的控制信号通过CAN总线分别传输给与控制内燃机油门8-2大小的油门执行器5、控制电动机7转速的电机控制器6。
进一步，所述油门执行器5包括驱动电路5-1、油门拉索5-3和驱动电机5-2，所述驱动电路5-1与主控VCU 4交互式连接，驱动电路5-1的输出端通过驱动电机5-2与油门拉索5-3连接，所述油门拉索5-3与内燃机上的机械油门拉杆8-1连接；所述油门拉索5-3的信号输出端与所述驱动电路5-1连接，将油门反馈给主控VCU 4。所述电机控制器6分别与主控VCU 4、电动机7交互式连接。
更进一步，所述主控VCU 4为HC-G19控制器，其为可编程的智能控制器，是一款专门针对行走机械控制而设计的控制器。通过该控制器可以实现油门控制和数字处理，并把一路油门输入信号转变为两路独立控制信号输出。即HC-G19控制器通过对接收到的电压信号处理将一路油门信号变为独立的两路油门控制信号，且控制逻辑和算法可根据整车状态进行相应变化。
设油门踏板在不受力时为0%状态，踏板下压到底时为100%状态；转速x%为内燃机最佳工作点或设定的转速，则有下述三个状态，但叉车工作时又不仅限于这三种状态，其是要根据整车的状态和需要具体设定：
整车状态1：只内燃机工作，而电动机不工作，它们与油门踏板之间的对应关系如图2所示；此时可以看出内燃机转速对应油门踏板的线性变化，油门踏板下压越深，则角度传感器传输的电压值越大，内燃机的转速越大、油门开度越大，而电动机的转速维持在0rpm。
整车状态2：只电动机工作，而内燃机不工作，与油门踏板之间的对应关系如图3所示：可看出电动机转速对应油门踏板的线性变化，油门踏板下压越深，则角度传感器传输的电压值越大，电动机转速越大，而内燃机转速维持在0rpm。
整车状态3：油门踏板下压0-50%状态时，油门执行器中的驱动电机对应转速0-x%，电动机不工作；油门踏板下压50%-100%状态时，油门执行器中的驱动电机维持x%转速，电动机则加速运转0-100%，油门踏板与内燃机、电动机之间的对应关系如图4。该状态为整车的两种动力源混合工作状态，油门控制逻辑和运算，决定了两个动力源做工的大小，对整车能量分配起到重要作用。
以上实施例并非仅限于本实用新型的保护范围，所有基于本实用新型的基本思想而进行修改或变动的都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种混合动力叉车的油门控制系统，包括油门踏板，其特征在于：所述油门踏板底部设有角度传感器，所述角度传感器的输出端输出电压信号给主控VCU，所述主控VCU的输出端输出两组独立控制的控制信号通过CAN总线分别传输给内燃机和电动机。
2.根据权利要求1所述的混合动力叉车的油门控制系统，其特征在于：所述角度传感器的通过放大器与主控VCU电连接。
3.根据权利要求1所述的混合动力叉车的油门控制系统，其特征在于：所述内燃机的输入端通过油门执行器与主控VCU连接，所述油门执行器包括驱动电路、油门拉索和驱动电机，所述驱动电路与所述主控VCU交互式连接，驱动电路的输出端与驱动电机电连接，所述驱动电机的输出端与油门拉索连接，所述油门拉索与内燃机上的机械油门拉杆连接；所述油门拉索的信号输出端与所述驱动电路连接。
4.根据权利要求1所述的混合动力叉车的油门控制系统，其特征在于：所述电动机的输入端通过电机控制器与主控VCU连接，所述电机控制器分别与主控VCU、电动机交互式连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的混合动力叉车的油门控制系统，其特征在于：所述主控VCU为HC-G19控制器。
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| CN201520163837.8U CN204567312U (zh) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | 一种混合动力叉车的油门控制系统 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110588631A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-20 | 安徽合力股份有限公司 | 一种混合动力系统的控制方法 |
| CN112277845A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆加速踏板开度获取方法、主动发声系统及车辆 |
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| CN110588631B (zh) * | 2019-09-20 | 2021-03-26 | 安徽合力股份有限公司 | 一种混合动力系统的控制方法 |
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