CN101804774A - 用于车辆的再生阻尼装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及利用发电机的用于车辆的再生阻尼装置。本公开的目的是提供一种用于车辆的单独再生阻尼装置，其中，由于驾驶车辆时的振动和/或冲击而产生的运动被转换成旋转运动，从而提供一种使发电机能够再生将会损失的能量的用于车辆的再生阻尼装置，由此能够减小将要产生的噪声并且维持车辆驾驶舒适性和/或由于其减震器而产生的阻尼性能。为了实现上述目的，根据本公开的用于车辆的再生阻尼装置包括一端安装到车轮的悬架连杆；以及固定到车身的发电机，其中悬架连杆的另一端连接至发电机，由此通过悬架连杆的旋转来产生电。

Description

用于车辆的再生阻尼装置
技术领域
本公开涉及利用发电机的用于车辆的再生阻尼装置(regenerativedamping apparatus)，更具体地，涉及这样一种用于车辆的再生阻尼装置，其可以再生对在驾驶车辆时从路面传送来的振动和/或冲击进行缓冲的过程中所产生的能量。
背景技术
通常，减震器安装到运输工具(诸如，车辆等)，使得该减震器吸收并且缓冲从路面传送来的振动和/或冲击，以提高驾驶车辆时的驾驶舒适性。
减震器包括汽缸和以压缩、反弹的方式安装在汽缸中的活塞杆，并且汽缸和活塞杆分别安装到车身以及车轮或车轴。
在减震器中，在吸收振动和/或冲击的过程中，使活塞杆往复运动。近来，已经进行了利用活塞杆往复运动过程中所产生的能量以产生其它再生能量的尝试。
在常规的用于车辆的再生阻尼装置中，发电机安装到车身，并且活塞杆的往复运动被转换成向发电机传递的旋转运动。为此，再生阻尼装置具有用于将往复运动转换成旋转运动的运动转换装置。
滚珠丝杠装置可以用作运动转换装置。滚珠丝杠装置连接到活塞杆，使得滚珠丝杠响应于活塞杆的往复运动而旋转，并因此向发电机传递该旋转力，由此可以产生电。
上述这样的常规的直线型再生阻尼装置被公开在美国专利No.6,952,060等中，并且已经代替了减震器进行安装。
但是，在常规的直线型再生阻尼装置中，用于将往复运动转换成旋转运动的滚珠丝杠装置使得起始摩擦力增加，由此可能产生噪声并且可能降低驾驶舒适性。此外，尽管上述直线型再生阻尼装置已经代替了减震器进行安装，但是与减震器相比，其阻尼力的性能降低，并因此降低了车辆的整体驾驶舒适性和/或驾驶性能。
发明内容
因此，构思出本公开以解决现有技术中的上述问题。本公开的目的是提供一种用于车辆的单独再生阻尼装置，其中，由于驾驶车辆时的振动和/或冲击而产生的运动被转换成旋转运动，从而提供一种使发电机能够再生将会损失的能量的用于车辆的再生阻尼装置，由此能够减小将要产生的噪声并且维持车辆驾驶舒适性和/或由于其减震器而产生的阻尼性能。
为了实现上述目的，根据本公开提供一种用于车辆的再生阻尼装置，该再生阻尼装置用于在驾驶所述车辆时缓冲从路面传送来的振动并且将车辆的振动能量再生为电能，该再生阻尼装置包括：发电机，其在所述车辆的纵向上与下控制臂(lower arm)隔开一定距离的位置上安装到车身，所述下控制臂的一端以向上和向下可枢转的方式安装到所述车身，并且所述下控制臂的另一端连接至车轮以支撑所述车轮；以及悬架连杆，其一端连接至所述下控制臂，而另一端连接至所述发电机，其中，当所述下控制臂向上和向下枢转时，所述悬架连杆绕所述发电机的中心轴线进行旋转，由此产生电。
优选地，所述再生阻尼装置还包括变速器，该变速器安装在所述悬架连杆的所述另一端和所述发电机之间以改变旋转速度。
优选地，所述发电机包括：转子，其以可旋转的方式安装到外壳并且具有永磁铁；以及围绕所述转子的线圈，当所述转子旋转时，所述线圈产生电。
优选地，所述发电机还包括：电源，其用于向所述线圈提供电流；以及电子控制单元，其用于控制要提供到所述线圈的所述电流，其中，提供到所述发电机中的所述线圈的所述电流使所述转子和连接至所述转子的所述悬架连杆旋转，使得所述车轮处的阻尼力被改变。
优选地，所述再生阻尼装置还包括安装在所述车身和所述车轮之间的减震器或螺旋弹簧。
附图说明
图1是示出了根据本公开的用于车辆的再生阻尼装置的前视图；以及
图2是示出了根据本公开的用于车辆的再生阻尼装置的平面图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。
图1是示出了根据本公开的用于车辆的再生阻尼装置的前视图，而图2是示出了根据本公开的用于车辆的再生阻尼装置的平面图。
如图1和图2所示，根据本公开的再生阻尼装置30安装到车身10，使得其可以利用由于从车轮20传送来的振动或冲击而产生的往复运动以再生将会损失的能量。
减震器22包括汽缸23和安装成能够在汽缸23中往复运动的活塞杆24。驾驶车辆时，从车轮20传送来的振动和/或冲击使减震器22的活塞杆24能够从汽缸23伸出/收缩，使得可以吸收振动和/或冲击。
为此，汽缸23填充有操作液(如，汽油(gas)或机油(oil))，安装到活塞杆24端部的活塞阀(未示出)使汽缸23中的操作液的流动被控制，以产生阻尼力。
车身10包括横向构件12和被横向构件12所限制以能够向上和向下移动的下控制臂14。该下控制臂14支撑车轮20。并且，减震器22连结至下控制臂14以吸收从车轮20传送来的振动和/或冲击。
此外，螺旋弹簧26安装在车辆内，用于与减震器22一起吸收从路面传送来的振动和/或冲击。螺旋弹簧26可以与减震器22安装为一体。或者，螺旋弹簧26可以与减震器22分离，以被支撑在下控制臂24和车身10之间。
同时，再生阻尼装置30包括安装到车身一侧(即，安装到横向构件12)的发电机32。发电机32包括可旋转地安装在外壳33中的转子34，以及安装为围绕转子34的线圈35。转子34具有永磁铁，使得随着转子旋转，沿线圈35产生电。
再生阻尼装置30包括用于将从外界传送来的冲击和/或振动转换成转子34的旋转力的悬架连杆(suspension link)36。悬架连杆36的一端连接到下控制臂14，并且悬架连杆36的另一端连接到发电机32的转子34。两个悬架连杆36可以分别安装到右车轮和左车轮。
悬架连杆36的一端所连接到的下控制臂14可能由于驾驶车辆时从外界传送来的冲击而向上和向下枢转。下控制臂14的向上/向下枢转使悬架连杆36能够绕转子34的旋转轴线在一定角度范围内旋转。如图2所示，由于发电机32被安装在车辆的纵向上与下控制臂14隔开一定距离的位置上，因此当下控制臂14向上和向下枢转时，可以向用于将下控制臂14和发电机32彼此连接的悬架连杆36施加力矩。
换句话说，车身的振动和/或冲击使悬架连杆36能够在一定角度范围内旋转。由于在悬架连杆36的旋转运动中产生的摩擦力，悬架连杆36可用作支撑车轮26的辅助弹簧。
悬架连杆36的连接到下控制臂14的一端利用从路面传送来的振动和/或冲击而向上和向下移动。结果，悬架连杆36的连接至车身的另一端旋转。如上所述，在悬架连杆36的另一端产生的旋转运动使发电机32的转子34能够旋转，使得沿线圈35产生电。
优选地，用作变速器的增速器37可以安装在悬架连杆36和发电机32的转子34之间。该增速器37可以增加从悬架连杆36传送来的旋转运动的速度。即使悬架连杆36的旋转角很小，但增速器37也可增加转子34的旋转角(即，其每分钟转数)，使得每分钟转数可增加到足以产生电。此外，在发电机32中产生的电可以被提供给并使用在车辆中的电池充电器或电气设备中。
如上所述，根据本公开的再生阻尼装置30可以将从路面传送来的振动能量和/或冲击能量再生为电能。
同时，必要时，发电机32用作电动机，使得发电机32可以单独使用或与减震器22一起使用，用于提高车辆的驾驶舒适性和车辆的操纵稳定性。
即，发电机32可以控制反方向的电流以使旋转力能够施加在转子34上。如果在转子34中产生了旋转力，则悬架连杆36的另一端可以旋转，使得可以限制悬架连杆36的一端所连接到的下控制臂14的运动。此时，增速器37可用作减速器。
因此，可以操作发电机32以向悬架连杆36施加力，使得发电机可以用于最佳地控制车辆的驾驶情况，即，车辆的姿态和其稳定性。
为此，用于向线圈35提供电流的电源41连接至发电机32，并且车辆可以包括用于控制要从电源41提供到线圈35的电流的电子控制单元(ECU)42。
电子控制单元42从各种传感器(例如，轮速传感器、操纵角度传感器、侧向加速度传感器等)接收关于车辆的驾驶情况的信息，并且根据车辆的驾驶情况来控制发电机32的工作。因此，电子控制单元42可以用于积极地控制悬架连杆36的运动情况，使得可以调整车辆的阻尼力并且可以同时控制车辆的驾驶舒适性以及其操纵稳定性。
换句话说，可以控制发电机32中的电子控制单元42以使提供到线圈35的电流能够变化，使得转子34和连接至转子34的悬架连杆36可以旋转，并因此悬架连杆36中的旋转力可使悬架连杆36的一端能够向上和向下枢转，从而可以对下控制臂14进行施压。由此，可以用通过如上所述的悬架连杆36向上和向下地单独施加到下控制臂14的力来缓冲车辆的振动，或者也可以与减震器的阻尼力一起来缓冲车辆的振动。此外，电子控制单元42可以控制安装到右车轮和左车轮的各个悬架连杆36，以防止产生车辆的溜车现象(roll phenomenon)。
如上所述构造的根据本公开的再生阻尼装置解决了直线型再生阻尼装置的缺陷，使得悬架连杆的旋转使发电机能够再生将会损失的能量。因此，可以减小将要产生的噪声，提高驾驶舒适性以及驾驶性能，并且再生阻尼装置可以与常规的减震器一起安装以提高驾驶舒适性和驾驶性能。
此外，根据本公开的再生阻尼装置可以控制发电机以使悬架连杆旋转。
因此，可以调整根据本公开的再生阻尼装置中的发电机的输出，使得可以控制悬架连杆的反作用力，由此能够控制阻尼力。
本公开的范围并不限于上面描述和例示的实施方式，而是由所附权利要求来限定。显而易见的是，本领域技术人员可以在由权利要求书所限定的公开范围内对本公开做出各种修改和改变。因此，本公开的实际范围应当由所附权利要求的技术精神来限定。

Claims (5)

1.一种用于车辆的再生阻尼装置，该再生阻尼装置用于在驾驶所述车辆时缓冲从路面传送来的振动并且将车辆的振动能量再生为电能，该再生阻尼装置包括：
发电机，其在所述车辆的纵向上与下控制臂隔开一定距离的位置上安装到车身，所述下控制臂的一端以向上和向下可枢转的方式安装到所述车身，并且所述下控制臂的另一端连接至车轮以支撑所述车轮；以及
悬架连杆，其一端连接至所述下控制臂，而另一端连接至所述发电机，
其中，当所述下控制臂向上和向下枢转时，所述悬架连杆绕所述发电机的中心轴线进行旋转，由此产生电。
2.根据权利要求1所述的再生阻尼装置，该再生阻尼装置还包括变速器，该变速器安装在所述悬架连杆的所述另一端和所述发电机之间以改变旋转速度。
3.根据权利要求1所述的再生阻尼装置，其中所述发电机包括：
转子，其以可旋转的方式安装到外壳并且具有永磁铁；以及
围绕所述转子的线圈，当所述转子旋转时，所述线圈产生电。
4.根据权利要求3所述的再生阻尼装置，其中所述发电机还包括：
电源，其用于向所述线圈提供电流；以及
电子控制单元，其用于控制要提供到所述线圈的所述电流，
其中，提供到所述发电机中的所述线圈的所述电流使所述转子和连接至所述转子的所述悬架连杆旋转，使得所述车轮处的阻尼力被改变。
5.根据权利要求3所述的再生阻尼装置，该再生阻尼装置还包括安装在所述车身和所述车轮之间的减震器或螺旋弹簧。
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