CN104648135A - 一种车辆动能回收再释放装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种车辆动能回收再释放装置，包括传动连接于动能提供装置的输入轴、变速箱、传动轴及储能装置，所述输入轴连接于变速箱的输入端，所述传动轴的一端连接于所述变速箱的输出端，另一端连接于储能装置，并且传动轴上还设置有驻车锁。本发明还提供这种装置的控制方法，根据车辆或发动机不同的运转状态，进而控制变速箱改变输入轴与传动轴之间的传动状态，以达到最好的阻力调节效果和最高的动能回收利用效率。

Description

一种车辆动能回收再释放装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种车辆动能回收再释放装置及其控制方法。

背景技术

通过车辆动能回收再释放刹车系统可以回收制动时本应该消耗的能量，在车辆启动或加速时为车辆供能，达到降低车辆启动或加速时油耗的目的。但是如果系统产生的刹车阻力过小则制动距离会过长，同时制动距离长则车辆克服地面阻力消耗的制动能越多，相对的制动能回收装置回收的制动能则少；若刹车时阻力过大，则可造成刹车时车轮不旋转，类似传统刹车系统的抱死状态，车轮不旋转则无法对储能器做功，既车辆制动能无法转换为装置势能，影响制动能回收，且车轮抱死状态的刹车效果不好。车辆动能回收再释放刹车系统通过储能装置自身变化和摩擦盘配合调节刹车阻力大小，尽量避免上述状况发生，但是储能装置自身变化改变阻力能力有限，配合的摩擦盘在介入调节阻力大小时会消耗部分能量，不利于装置高效的回收利用制动能。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆动能回收再释放装置，具有阻力调节效果好，且制动能回收效率高的优点，同时本发明还提供应用于该种装置的控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种车辆动能回收再释放装置，包括传动连接于动能提供装置的输入轴、变速箱、传动轴及储能装置，所述输入轴还连接于变速箱的输入端，所述传动轴的一端连接于所述变速箱的输出端，另一端连接于储能装置，并且传动轴上还设置有驻车锁。

根据以上方案，所述传动轴包括前轴、后轴及齿轮组，所述前轴连接于变速箱，后轴连接于储能装置，前轴与后轴之间通过齿轮组相连接。

根据以上方案，所述齿轮组包括啮合的小齿与大齿，所述小齿与前轴固定，大齿与后轴固定。

根据以上方案，还包括控制所述变速箱进行状态切换的控制器。

根据以上方案，所述动能提供装置为车辆的车轮或发动机的飞轮。

本发明还提供了一种应用于上述车辆动能回收再释放装置的控制方法，包括：

当动能提供装置正常运转时，控制变速箱处于断开状态，使输入轴与传动轴分离，驻车锁锁定传动轴；

当动能提供装置处于减速状态时，控制变速箱处于正向传动状态，使输入轴与传动轴正向传动连接，驻车锁不锁定传动轴；

当动能提供装置处于加速状态时，控制变速箱处于反向传动状态，使输入轴与传动轴反向传动连接，驻车锁不锁定传动轴。

根据以上方案，当所述动能提供装置为车辆的车轮并且当车辆处于刹车的减速状态时，还包括检测车辆刹车踏板行程，并且根据踏板行程以线性函数关系来控制变速箱的传动比。

根据以上方案，还包括计算车辆刹车踏板的移动速度，当刹车踏板的移动速度大于设定值时，控制变速箱的传动比达到最大值。

根据以上方案，当动能提供装置处于加速状态时，还包括检测储能装置的储能值，并且当储能装置的储能值小于设定值时，控制变速箱处于断开状态，使输入轴与传动轴分离。

根据以上方案，当动能提供装置处于加速状态时，还包括检测动能提供装置的运转速度，并且当动能提供装置的运转速度高于设定值时，控制变速箱处于断开状态，使输入轴与传动轴分离。

本发明的车辆动能回收再释放装置及其控制方法，可以提高制动能回收的效率，应对车辆行驶过程中需要刹车效果的不同产生最适合的刹车阻力大小以应对车辆行驶过程中的各种复杂状况。释放时应对车辆行驶状况中需要的动力效果不同产生最适合的动力大小，以应对车辆行驶过程中的各种复杂状况。装置配合控制方法可以在车辆刹车时有效制动并将车辆制动能高效转化为可利用的弹性势能或电能等其他可存储的能量形式，以便在机车启动时利用存储的能量对车辆做功，增加车辆动能，有效利用能量，达到降低启动和加速时能耗的节能效果，合理使用可以提高机动车启动或加速效果。装载此系统的车辆能充分利用启停阶段的能量，既把制动时的能量转变为启动或加速时所需要的能量，可以有效降低车辆的碳排放量，有利于节能减排，建立节约型交通，在城市环境需要频繁使用制动器的工况下回收制动能多节能效果明显。搭载本装置的车辆在制动时，大多数非紧急制动时可使用本装置产生的制动阻力进行有效制动，而不用传统制动器制动，减少了传统制动器的损耗。同时本装置将动能转化为势能或电能等其他可存储的能量形式，而不是装置内能，避免了在制动过程中产生大量热能，大大减少部件发热。此外，在车辆发动机停机过程中，可以将飞轮的动能转化为势能进行保存，在发动机启动时可为发动机飞轮提供启动需要的回转能量，节省油耗。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：10、输入轴；20、变速箱；30、传动轴；40、储能装置；50、驻车锁；31、前轴；32、后轴；33、齿轮组；34、小齿；35、大齿；60、动能提供装置

具体实施方式

如图1所示，即为本发明所述的一种车辆动能回收再释放装置结构示意图，下面结合装备及控制方法对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明的车辆动能回收再释放装置，包括传动连接于动能提供装置60的输入轴10、变速箱20、传动轴30及储能装置40，所述输入轴10连接于变速箱20输入端，所述传动轴30的一端连接于所述变速箱20的输出端，另一端连接于储能装置40，并且传动轴30上还设置有驻车锁50。

进一步地，所述传动轴30包括前轴31、后轴32及齿轮组33，所述前轴31连接于变速箱20，后轴32连接于储能装置40，前轴31与后轴32之间通过齿轮组33相连接，所述齿轮组33具有固定不变的传动比；所述齿轮组33包括啮合的小齿34与大齿35，所述小齿34与前轴31固定，大齿35与后轴32固定；根据以上方案，还包括控制所述变速箱20进行状态切换的控制器。

当动能提供装置60正常运转时，控制变速箱20处于断开状态，使输入轴10与传动轴30传动断开，驻车锁50锁定传动轴30，动能提供装置60正常运转不受影响。当动能提供装置60处于减速状态时，控制变速箱20处于正向传动状态，使输入轴10与传动轴30正向传动连接，驻车锁50不锁定传动轴30，使动能提供装置60对储能装置40做功，将动能转化为势能或其他形式能量储存。当动能提供装置60处于加速状态时，控制变速箱20处于反向传动状态，使输入轴10与传动轴30反向传动连接，驻车锁50不锁定传动轴30，使储能装置40的势能或其他形式能量进行释放转化为动能提供装置60的驱动动能，以提供辅助动力。

储能装置40可以是发条组，将传动轴30传递过来的动能转化为弹性势能进行保存，在释放能量时弹性势能可以直接转化为传动轴30的动能；储能装置40也可以是发电机与蓄电装置的组合，将动能转化为电能进行保存，在释放能量时，蓄电装置对发电机供电，使发电机成为电动机将电能转化为传动轴的动能。动能提供装置60可以是车辆的车轮，也可以是发动机的飞轮。当动能提供装置60为发动机的飞轮时，情况较为简单，不进一步说明，以下针对动能提供装置60是车辆的车轮这种情况进行进一步的说明。

当所述动能提供装置60为车辆的车轮并且当车辆处于刹车的减速状态时，还包括检测车辆刹车踏板行程，并且根据踏板行程以线性函数关系来控制变速箱20的传动比。具体地，当刹车踏板行程较小，控制变速箱20传动比保持较小值，当刹车踏板行程较大，控制变速箱20传动比保持较大值，使刹车踏板行程与变速箱20传动比保持线性函数关系，以便使本发明的装置对车轮提供符合刹车要求预期的制动力。进一步地，还包括计算车辆刹车踏板的移动速度，计算车辆刹车踏板的移动速度可以通过检测刹车踏板行程与计时来进行，通过计算可以得出车辆刹车踏板的移动速度，若刹车踏板的移动速度大于设定值时，即刹车目的为需要尽快刹车减速，因此控制变速箱20的传动比达到最大值，以提供最大的制动力。对于刹车踏板的移动速度的设定值，可以通过多次实验，针对不同车况获得较为合适的数值。

此外，当动能提供装置60处于加速状态时，还包括检测储能装置40的储能值，并且当储能装置40的储能值小于设定值时，控制变速箱20处于断开状态，使输入轴10与传动轴30分离，避免储能装置40能量过低受到损坏。进一步地，还包括检测动能提供装置60的运转速度，并且当动能提供装置60的运转速度高于设定值时，即不需要额外的辅助加速动力，控制变速箱20处于断开状态，使输入轴10与传动轴30分离，避免储能装置40的能量浪费，可以有效节省能量留待下一次提供。

本发明的车辆动能回收再释放装置及其控制方法，可以提高制动能回收的效率，应对车辆运转过程中需要刹车的效果不同产生最适合的刹车阻力大小以应对车辆行驶过程中的各种复杂状况，或者将发动机的飞轮动能进行回收再利用，释放时应对车辆或发动机运转状况中需要的动力效果不同产生最适合的动力大小，以应对车辆行驶过程中的各种复杂状况。

Claims (10)

1.一种车辆动能回收再释放装置，其特征在于，包括传动连接于动能提供装置(60)的输入轴(10)、变速箱(20)、传动轴(30)及储能装置(40)，所述输入轴(10)还连接于变速箱(20)的输入端，所述传动轴(30)的一端连接于所述变速箱(20)的输出端，另一端连接于储能装置(40)，并且传动轴(30)上还设置有驻车锁(50)。

2.根据权利要求1所述的车辆动能回收再释放装置，其特征在于，所述传动轴(30)包括前轴(31)、后轴(32)及齿轮组(33)，所述前轴(31)连接于变速箱(20)，后轴(32)连接于储能装置(40)，前轴(31)与后轴(32)之间通过齿轮组(33)相连接。

3.根据权利要求2所述的车辆动能回收再释放装置，其特征在于，所述齿轮组(33)包括啮合的小齿(34)与大齿(35)，所述小齿(34)与前轴(31)固定，大齿(35)与后轴(32)固定。

4.根据权利要求2所述的车辆动能回收再释放装置，其特征在于，还包括控制所述变速箱(20)进行状态切换的控制器。

5.根据权利要求1～4任一所述的车辆动能回收再释放装置，其特征在于，所述动能提供装置(60)为车辆的车轮或发动机的飞轮。

6.应用于上述权利要求1～5任一所述的车辆动能回收再释放装置的控制方法，其特征在于，包括：

当动能提供装置(60)正常运转时，控制变速箱(20)处于断开状态，使输入轴(10)与传动轴(30)分离，驻车锁(50)锁定传动轴(30)；

当动能提供装置(60)处于减速状态时，控制变速箱(20)处于正向传动状态，使输入轴(10)与传动轴(30)正向传动连接，驻车锁(50)不锁定传动轴(30)；

当动能提供装置(60)处于加速状态时，控制变速箱(20)处于反向传动状态，使输入轴(10)与传动轴(30)反向传动连接，驻车锁(50)不锁定传动轴(30)。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当所述动能提供装置为车辆的车轮并且当车辆处于刹车的减速状态时，还包括检测车辆刹车踏板行程，并且根据踏板行程以线性函数关系来控制变速箱(20)的传动比。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括计算车辆刹车踏板的移动速度，当刹车踏板的移动速度大于设定值时，控制变速箱(20)的传动比达到最大值。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当动能提供装置(60)处于加速状态时，还包括检测储能装置(40)的储能值，并且当储能装置(40)的储能值小于设定值时，控制变速箱(20)处于断开状态，使输入轴(10)与传动轴(30)分离。

10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，当动能提供装置(60)处于加速状态时，还包括检测动能提供装置(60)的运转速度，并且当动能提供装置(60)的运转速度高于设定值时，控制变速箱(20)处于断开状态，使输入轴(10)与传动轴(30)分离。