利用制動(dòng)踏板和油門踏板控制汽車彈射起步的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械工業(yè)的汽車技術(shù)領(lǐng)域，是一種新型的汽車控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]衡量汽車的動(dòng)力性能和機(jī)動(dòng)性能，往往采用100公里/小時(shí)加速時(shí)間作為標(biāo)準(zhǔn)。有些自動(dòng)檔的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車，為了縮短加速時(shí)間，采用彈射起步的控制方法，具有彈射起步控制程序。具有彈射起步功能的汽車，在踩住制動(dòng)踏板的同時(shí)可以踩住油門踏板，甚至可以把油門踏板踩到底，使得發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速(大負(fù)荷)運(yùn)行狀態(tài)，一旦松開(kāi)制動(dòng)踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)向行走系統(tǒng)輸送較大或者最大動(dòng)力(功率或者扭矩)輸出，使得汽車快速起步，在最短時(shí)間加速到100公里/小時(shí)速度，或者更高速度(例如200公里/小時(shí))，或者用最短時(shí)間跑完400米(400米加速賽)。
[0003]進(jìn)入彈射起步程序后，為了避免內(nèi)燃機(jī)的扭矩輸出過(guò)分大，導(dǎo)致車輪打滑，汽車控制器(ECU，或者行車電腦)會(huì)控制內(nèi)燃機(jī)的功率輸出，使得汽車在起步時(shí)，在避免車輪打滑的前提下，獲得最大驅(qū)動(dòng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1、現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題:
[0005](I)、現(xiàn)有的汽車彈射起步控制方法，涉及許多專門的開(kāi)關(guān)，操作過(guò)程繁瑣，汽車制造成本增加。
[0006](2)、現(xiàn)有的汽車彈射起步控制方法，主要應(yīng)用在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))汽車。油電混合動(dòng)力汽車，或者純電動(dòng)汽車沒(méi)有彈射起步控制程序。
[0007](3)、油電混合動(dòng)力汽車，尤其是插電式油電混合動(dòng)力汽車，在電池有電的情況下，在起步階段僅僅使用電機(jī)作為汽車的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，只有在油門踏板行程增加到一定位置，表明汽車需要的動(dòng)力輸出超過(guò)電機(jī)的輸出能力時(shí)(需要更大功率或者更大扭矩輸出時(shí))，車載的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)(內(nèi)燃機(jī))才會(huì)啟動(dòng)，并且輸出相應(yīng)的動(dòng)力。
[0008]這種設(shè)計(jì)，不能夠在起步階段就控制燃油發(fā)動(dòng)機(jī)處在高速運(yùn)行狀態(tài)。燃油發(fā)動(dòng)機(jī)從停止?fàn)顟B(tài)突然啟動(dòng)，并且立即進(jìn)入高速高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，存在三個(gè)缺點(diǎn):第一，反應(yīng)時(shí)間滯后，從啟動(dòng)到高速運(yùn)行這個(gè)過(guò)程需要時(shí)間；配備渦輪增壓裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪增壓裝置發(fā)揮作用需要更長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間燃油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出對(duì)油門踏板行程不響應(yīng)的現(xiàn)象。第二對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)有損害，在潤(rùn)滑系統(tǒng)尚未開(kāi)始正常工作的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)被強(qiáng)制進(jìn)入大負(fù)荷高轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)機(jī)件的磨損嚴(yán)重。第三發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷車狀態(tài)，突然進(jìn)入大負(fù)荷工況，熱功轉(zhuǎn)換效率低下，不能達(dá)到燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率輸出水平。因此，現(xiàn)有技術(shù)(現(xiàn)有控制方法)不能滿足用戶的快速起步性能需求，以及縮短百公里/小時(shí)加速時(shí)間的駕控需求，也不能滿足400米加速賽對(duì)汽車的性能需求。
[0009]2、本發(fā)明的內(nèi)容(新的方法):
[0010](I)、省略現(xiàn)有的為實(shí)現(xiàn)汽車彈射起步程序所設(shè)計(jì)的各種專門開(kāi)關(guān)，利用汽車制動(dòng)踏板和油門踏板，配合制動(dòng)踏板傳感器和油門踏板傳感器，以及行車電腦(開(kāi)關(guān)電路)替代這些專門的開(kāi)關(guān)，作為控制汽車進(jìn)入彈射起步狀態(tài)和退出彈射起步狀態(tài)的開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生裝置。參見(jiàn)圖1，汽車彈射起步開(kāi)關(guān)電路示意。
[0011](2)、在不增加汽車零部件和開(kāi)關(guān)設(shè)備的前提下(不增加汽車制造成本)，實(shí)現(xiàn)或者增加汽車彈射起步功能。
[0012](3)、油電混合動(dòng)力汽車使用以上信號(hào)發(fā)生裝置，增加彈射起步功能(現(xiàn)在的油電混合動(dòng)力汽車沒(méi)有彈射起步功能)，行車電腦自動(dòng)和分別控制燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的扭矩輸出，避免扭矩過(guò)大導(dǎo)致車輪打滑。一般情況下，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)汽車的前后輪。
[0013]對(duì)于油電混合動(dòng)力汽車，汽車進(jìn)入彈射起步程序后，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)將一直處于運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以被充分預(yù)熱，處于隨時(shí)待命狀態(tài)，并且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(或者輸出功率)可以隨油門踏板行程增加而增加。但是起步時(shí)的扭矩輸出要根據(jù)輪胎和地面的情況，做適當(dāng)?shù)南拗?，避免車輪打滑?br>[0014]關(guān)于汽車控制器控制汽車彈射起步時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)或者電機(jī)的扭矩輸出的具體方法，是現(xiàn)有技術(shù)。
[0015]對(duì)于油電混合動(dòng)力汽車，還可以設(shè)置專門的彈射起步開(kāi)關(guān)，作為控制這種汽車進(jìn)入彈射起步狀態(tài)和退出彈射起步狀態(tài)的開(kāi)關(guān)信號(hào)發(fā)生裝置。開(kāi)關(guān)打開(kāi)后，行車電腦自動(dòng)和分別控制燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的扭矩輸出，避免扭矩過(guò)大導(dǎo)致車輪打滑，同時(shí)輸出最大扭矩(車輪不打滑前提下的最大扭矩)。
[0016](4)、電力(電機(jī))驅(qū)動(dòng)的汽車，或者油電混合動(dòng)力的汽車，利用超級(jí)電容(或者超級(jí)電容電池)的儲(chǔ)電和放電功能，在汽車處于彈射起步狀態(tài)，并且在實(shí)際起步運(yùn)行階段，控制超級(jí)電容(或者超級(jí)電容電池)放電，汽車向電機(jī)施加更高的電壓或者釋放更大的電流，使得電機(jī)在較短時(shí)間內(nèi)能夠輸出較大的功率(或者輸出最大的功率)，實(shí)現(xiàn)彈射起步。
[0017]3、本發(fā)明應(yīng)用的效果:
[0018](I)、省略現(xiàn)有的汽車彈射起步程序所設(shè)計(jì)或者應(yīng)用的各種專門開(kāi)關(guān)，利用汽車制動(dòng)踏板和油門踏板，配合制動(dòng)踏板傳感器和油門踏板傳感器，以及行車電腦(開(kāi)關(guān)電路)替代這些專門的開(kāi)關(guān)，節(jié)約成本，簡(jiǎn)化控制過(guò)程。
[0019]對(duì)于沒(méi)有彈射起步功能的油電混合動(dòng)力汽車，也可以通過(guò)設(shè)置“彈射起步開(kāi)關(guān)”的方法，或者更換“電動(dòng)、燃油”切換開(kāi)關(guān)，增加“彈射起步”開(kāi)關(guān)信號(hào)功能，配合汽車控制器和離合器(包括離合器控制器，或者離合器電腦)，實(shí)現(xiàn)彈射起步功能。
[0020](2)、油電混合動(dòng)力汽車，尤其是插電式油電混合動(dòng)力汽車，可以增加彈射起步程序的選擇項(xiàng)目，增加彈射起步功能。在電池有電的情況下，在起步階段，當(dāng)油門踏板被踩到底，松開(kāi)制動(dòng)踏板的時(shí)刻，不僅電機(jī)可以作為汽車的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，輸出最大功率，而且燃油發(fā)動(dòng)機(jī)也可以處于最大(有效)輸出功率的運(yùn)行狀態(tài)，汽車在瞬間獲得最大起步動(dòng)力。
[0021](3)、對(duì)于油電混合動(dòng)力汽車，汽車進(jìn)入彈射起步程序后，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)一直處于運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)被預(yù)熱，在汽車按照彈射起步要求起步時(shí)，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)可以迅速提供熱功轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較高(或者熱功轉(zhuǎn)換效率最高)的動(dòng)力輸出。
[0022](4)、油電混合驅(qū)動(dòng)的汽車，可以利用超級(jí)電容(或者超級(jí)電容電池)的儲(chǔ)電和放電功能，在汽車處于彈射起步狀態(tài)，并且在實(shí)際起步運(yùn)行階段，控制超級(jí)電容(或者超級(jí)電容電池)放電，汽車向電機(jī)施加更高的電壓或者釋放更大的電流，使得電機(jī)在較短時(shí)間內(nèi)能夠輸出較大(或者最大)的功率，實(shí)現(xiàn)電力單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的彈射起步；或者實(shí)現(xiàn)電力驅(qū)動(dòng)疊加燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力輸出的彈射起步。汽車控制器控制超級(jí)電容或者超級(jí)電容電池放電的時(shí)機(jī)，要保證車輪不打滑。
[0023]超級(jí)電容，就是電容量較大，放電時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的電容。超級(jí)電容電池又叫黃金電容、法拉電容，它通過(guò)極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能，屬于雙層電容的一種。使用超級(jí)電容(或者超級(jí)電容電池)對(duì)電動(dòng)汽車的電機(jī)供電時(shí)，與原有的電池供電系統(tǒng)電壓疊加，一般可以為電機(jī)提供兩倍電壓的電力，電機(jī)動(dòng)力輸出能力因此在短時(shí)間可以大幅度提升。超級(jí)電容(或者超級(jí)電容電池)在電機(jī)低負(fù)荷或者零負(fù)荷工作狀態(tài)時(shí)，使用電池(或者發(fā)電機(jī)，或者充電樁等充電系統(tǒng))或者回收的電力充電。對(duì)于油電混合動(dòng)力的汽車，超級(jí)電容(或者超級(jí)電容電池)在汽車彈射起步階段的工作方法與純電動(dòng)汽車彈射起步階段的工作方法相同。
[0024]作為優(yōu)選的方案，使用超級(jí)電容(或者超級(jí)電容電池)對(duì)電機(jī)供電，當(dāng)汽車處于彈射起步狀態(tài)，并且油門踏板被踩到底時(shí)，松開(kāi)油門踏板后，間隔一個(gè)短暫的時(shí)間(例如0.2秒)再將超級(jí)電容(或者超級(jí)電容電池)的電壓施加(疊加)到電機(jī)，以免汽車彈射起步的開(kāi)始時(shí)間因?yàn)閯?dòng)力(扭矩)輸出過(guò)大，車輪打滑，將寶貴的電容電量用在有效的彈射起步運(yùn)行時(shí)間。
[0025]進(jìn)入彈射起步程序時(shí)，上述汽車控制器的作用對(duì)象一般是離合器，而這里的離合器一般是雙離合器(離合器或者雙離合器又包括離合器控制器，或者離合器電腦)，以及內(nèi)燃機(jī)或者電機(jī)的動(dòng)力輸出控制器。
[0026]關(guān)于超級(jí)電容或者超級(jí)電容電池，超級(jí)電容或者超級(jí)電容電池的充電放電(及其應(yīng)用)，汽車控制器(ECU，或者控制器，或者行車電腦)，以及行車電腦的計(jì)數(shù)器、開(kāi)關(guān)電路，以及彈射起步的控制策略、控制程序，內(nèi)燃機(jī)、汽車、自動(dòng)檔汽車(自動(dòng)變速器、離合器)、油電混合動(dòng)力汽車，汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)，等等，都是現(xiàn)有技術(shù)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例一，以插電式油電混