CN105564179B - 利用悬架装置的电子发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用悬架装置的电子发电装置。所述电子发电装置，包括：减震器，其包括设置在车辆的轮轴而填充用于吸收车辆行驶时施加到所述车辆的冲击量的流体的气缸，及沿着所述气缸的内部而向上下方向运转的活塞；阀，其包括：主体，形成于所述气缸的侧面，一端部形成喷嘴而通过流体移动管而向涡轮机工具供应填充到所述气缸内部的所述流体；喷针，在所述主体的内部直线移动而控制所述喷嘴的开闭量；电磁石，形成于所述主体的外侧面，根据被施加的电流而磁化，从而生成控制所述喷针的直线移动的磁力；以及阀控制部，车辆行驶时，感知所述冲击量，将对应所述感知的冲击量的所述电流施加到所述电磁石。

Description

利用悬架装置的电子发电装置
技术领域
本发明涉及电子发电装置，更详细地说，涉及与车辆的悬架装置(suspensiondevice)相关的电子发电装置。
背景技术
由弹簧、减震器(damper或Shock Absober)及平衡杆(Stabilizer bars)等大类构成的悬架装置(suspension device)是通过操控弹簧常数、减震力(damping force或衰减力)及车高的3种功能而提供乘车感及稳定性的装置。
其中，减震器具备活塞组件，该活塞组件形成使得已填充到其内部的油在其内部向上下循环的循环通道，起到吸收及缓冲施加到车辆的冲击及振动的作用。
另外，最近除了将悬架装置用于单纯改善车辆的乘车感及稳定性的用途之外，还开发出使其与发电装置相联系的技术，作为这种技术的一例，曾公开了以“利用悬架装置的发电装置”为发明名称的韩国公开专利第2009-0128822号(以下称在先专利)。
该在先专利通过管(tube)连接用于构成悬架装置的减震器及涡轮机(turbine)工具等能源回收装置(energy recovery device)，公开了通过减震器内部活塞的向上下运动，通过所述管(tube)而将填充到其内部的油移动到所述能源回收装置的内部，以移动到内部的油使得所述涡轮机工具的翼旋动的方式生成电能的技术结构。
但是，上述的在先专利中公开的能源回收装置反而会作用为妨碍悬架装置的原有功能的要素。
在先专利中，因能源回收装置的运转速度与悬架装置的运转速度之间发生差距，可以预想到大的泵(Bump)在未铺路或施工道路中，会发生无法顺畅吸收冲击的现象。即，能源回收装置会妨碍悬架装置的原有功能即冲击吸收动作。
平衡杆(Stabilizer bars)起到减少车体的横摇运动(roll motion)的作用，因所述能源回收装置，若平衡杆的故障或收敛行为(convergence behavior)慢，会降低乘车感。
发明内容
(要解决的技术问题)
因此，本发明的目的在于，提供一种利用悬架装置的电子发电装置，车辆行驶预想到大的泵(Bump)在未铺路或施工道路时，通过部分地断绝悬架装置与能源回收装置之间的连接，而能够减少因悬架装置的减震(衰减)运转速度与能源回收装置之间的运转速度差异引起的悬架装置的减震性能的降低。
(解决问题的手段)
为达成如所述的目的的，根据本发明的一方面的利用悬架装置的电子发电装置，作为包括接收悬架装置(suspension)供应的流体而生成动能的涡轮机工具，并将所述涡轮机工具中生成的动能变换成电能的利用悬架装置的电子发电装置，包括：减震器，其包括设置在车辆的轮轴而填充用于吸收车辆行驶时施加到所述车辆的冲击量的流体的气缸，及沿着所述气缸的内部而向上下方向运转的活塞；阀，形成于所述气缸的侧面，通过流体移动管而向涡轮机工具供应填充到所述气缸内部的所述流体；以及阀控制部，车辆行驶时，根据路面状态而感知施加到所述车辆的冲击量，向所述阀施加根据已感知的冲击量的磁力(magnetic force)而控制所述阀的开闭量。
根据本发明的另一面的利用悬架装置的电子发电装置，作为包括接收悬架装置(suspension)供应的流体而生成动能的涡轮机工具，并将所述涡轮机工具中生成的动能变换成电能的利用悬架装置的电子发电装置，包括：减震器，其包括设置在车辆的轮轴而填充用于吸收车辆行驶时所述施加到车辆的冲击量的流体的气缸，及沿着所述气缸的内部而向上下方向运转的活塞；阀，形成于所述气缸的侧面，通过流体移动管而向涡轮机工具供应填充到所述气缸内部的所述流体；以及阀控制部，车辆行驶时，根据路面状态而感知施加到所述车辆的冲击量，向所述阀施加根据已感知的冲击量的机械力(mechanical power)而控制所述阀的开闭量。
(发明的效果)
根据本发明，车辆行驶预想到大泵(Bump)在未铺路或施工道路时，通过适应性地调整(或断绝)从悬架装置向能源回收装置移动的流体的流量，从而不会因能源回收装置的运转而妨碍悬架装置执行原有功能。
并且，现有的减震器上利用压缩、膨胀运动而通过能源回收装置回收因冲击吸收要消失的能源，从而能够提高车辆的燃比。
并且，作为调整流体流量的阀，使得能源回收装置更快速旋转，从而更能提高能源回收率。
附图说明
图1是概略性地呈现根据本发明的一实施例的利用悬架装置的电子发电装置的整体结构的立体图。
图2A及2B是详细地呈现图1中利用悬架装置的电子发电装置的部分结构中的减震器与涡轮机工具之间的连接结构的图。
图3A及3B是根据本发明的第1实施例的上部排出阀的结构的图。
图4A及4B是呈现根据本发明的第2实施例的上部排出阀的结构的图。
图5A及5B是呈现根据本发明的一实施例的减震运转模式及能源回收运转模式中的流量的流动的图。
具体实施方式
本发明的利用悬架装置的电子发电装置中提供当车辆行驶在预想到大泵(Bump)在未铺路或施工道路时能够部分地断绝悬架装置(或减震器)与能源回收装置(或涡轮机工具)之间的连接的阀结构。
根据本发明中公开的阀结构，能够解决车辆行驶未铺路或施工道路时因悬架装置的减震(衰减)运转速度与能源回收装置之间运转速度的差异而产生的悬架装置的原有功能即冲击吸收性能降低的以往的问题。
本发明的优点及特征，以及达成这些的方法，可通过参照附图和详细说明的实施例而明确理解。但本发明并不限定于以下公开的实施例，而是能够以多种形态体现，提出这些实施例的目的仅在于，使本发明公开完整，并向本发明所述技术领域具有一般知识的人完整地告知本发明的范畴，因此本发明的权利范围应根据权利要求的记载而定。
另外，本说明书中使用的用语是为了说明本发明，而不是为了限制本发明。除了有特殊说明的以外，本说明书中的单数型包括复数型。说明书中使用的“包括(comprises)”及/或“包括的(comprising)”涉及的构成要素、阶段、动作及/或要素并不排除一个以上的其他构成要素、阶段、动作及/或要素的存在或增加。
下面，参照附图而详细说明本发明的实施例。
图1是概略性地呈现根据本发明的一实施例的利用悬架装置的电子发电装置的整体结构的立体图。
参照图1，根据本发明的一实施例的电子发电装置100包括悬架装置110、能源回收装置120及阀控制部130。
悬架装置110
所述悬架装置110包括减震器112、上臂114(upper arm)及下臂116(lower arm)。
所述减震器112是设置于车辆的轮轴而在车辆行驶时吸收车辆根据路面状态而受到的冲击量的结构，对此，参照图2进行详细说明。
所述上臂114(upper arm)是横向设置于上部的臂，其一端部连接到车体(未图示)，另一端部通过上部球形接头14(upper ball joint)连接到转向节18(steeringknuckle)的一端部，从而吸收路面冲击及振动。
所述下臂116(lower arm)作为设置于所述上臂114下方的臂，其一端部连接到车体(未图示)，另一端部通过下部球形接头16(lower ball joint)等而连接到所述转向节18(steering knuckle)的另一端部，行驶时吸收路面冲击及振动。
能源回收装置120
所述能源回收装置120包括涡轮机工具121、增幅部123、能量变换部125、蓄电部127、电池129及阀控制部130。
所述涡轮机工具121通过下降流体移动管125-1及上升流体移动管125-2而与所述减震器112连接，根据从所述减震器112移动的流体而生成动能。
所述增幅部123是对涡轮机工具121中生成的动能进行增幅的结构，由齿轮方式、皮带轮(belt pulley)方式中的其中一个构成。
所述能量变换部125将根据所述增幅部123增幅的动能变换成电能。在此，所述能量变换部125可以是交流发电机。
所述蓄电部127储蓄根据所述能量变换部125而变换的电能。
所述电池129根据所述蓄电部储蓄的电能而充电。
所述阀控制部130作为控制减震器112的阀(图2中图示)的开闭的结构，车辆行驶时，感知根据路面状态而向所述车辆施加的冲击量，根据对应于冲击量的磁力(magneticforce)或机械力(mechanical power)而控制所述阀的开闭量。对此的详细说明参照图2进行说明。
图2A及图2B是详细地呈现图1中利用悬架装置的电子发电装置的部分结构中的减震器与涡轮机工具之间的连接结构的图。
参照图2A及图2B，所述减震器112包括气缸112-1及活塞112-2。
所述气缸112-1的内部填充设置在车辆的轮轴而用于吸收车辆行驶时施加到所述车辆的冲击量的流体。
所述活塞112-2构成为沿着所述气缸112-1的内部而向上下方向移动。
所述气缸112-1的侧面形成阀112A、112B、112C、112D，其将内部填充的流体供应到所述涡轮机工具121。
所述阀112A、112B、112C、112D包括上部阀112A、112B及下部阀112C、112D。
所述上部阀112A、112B包括上部排出阀112A及上部吸入阀112B，所述下部阀112C、112D包括下部排出阀112C及下部吸入阀112D。
所述上部排出阀112A及所述下部吸入阀112D通过下降流体移动管125-1而连接，所述上部吸入阀112B及所述下部排出阀112C通过上升流体移动管125-2而连接。
所述涡轮机工具121根据所述下降流体移动管125-1及所述上升流体移动管125-2而设置于所述上部阀112A、112B与所述下部阀112C、112D之间，包括涡轮机轮121B及粘贴到所述涡轮机轮121B的叶片121A。
所述涡轮机工具121如图2A所图示，利用根据所述活塞112-2的上升过程中通过所述上部排出阀112A排出的气缸112-1内的流体及如图2B所图示，在所述活塞112-2的下降过程中通过所述下部排出阀112C排出的气缸112-1内的流体而旋转的叶片的旋转力而生成动能。
本发明的一实施例中，提供车辆在未铺路或施工道路行驶时能够部分地断绝减震器112与涡轮机工具121之间的连接的阀结构。
因此，根据本发明的一实施例的阀结构适用于所述上部排出阀112A及下部排出阀112C。这时，上部吸入阀112B及下部吸入阀112D可由向一方向开放并防止流体的逆流的止回阀构成。
下面，详细说明所述上部排出阀112A及下部排出阀112C的结构。另外，因所述上部排出阀112A及下部排出阀112C具有相同的结构及功能，只说明所述上部排出阀112A的结构，对所述下部排出阀112C结构的说明以对所述上部排出阀112A结构的说明代替。
并且，下面提出对所述上部排出阀112A结构的2个实施例，参照图3而说明根据第1实施例的所述上部排出阀112A，然后，参照图4而说明根据第2实施例的所述上部排出阀112A。第1及第2实施例中，相同的结构标记为相同的参照图号。
第1实施例
图3A及3B是图示根据本发明的第1实施例的上部排出阀的剖面结构及图1中图示的阀控制部的内部结构的图，图3A是封闭上部排出阀的状态，图3B图示了开放上部排出阀的状态。
参照图3A及图3B，根据本发明的第1实施例的上部排出阀112A构成为利用电磁石的开闭控制方式而断绝所述减震器112及涡轮机工具121。
具体地说，根据本发明的第1实施例的上部排出阀112A包括：主体112A-9，一端部形成喷嘴112A-10；喷针112A-1，在所述主体112A-9内部移动；弹簧部件112A-7，将所述喷针112A-1推向所述喷嘴112A-10处；及电磁石112A-11，具备于所述主体112A-9的外侧面上。
所述喷针112A-1根据由所述电磁石112A-11施加的磁力而在所述主体112A-9的内部移动，控制所述喷嘴112A-10的开闭量。
因所述磁力而在所述主体112A-9的内部移动，所述喷针112A-1的内部内置永久磁石112A-3。即，根据作用于所述永久磁石112A-3的磁力与所述电磁石112A-11中生成的磁力之间的力，所述喷针112A-1在所述主体112A-9的内部移动。
所述电磁石112A-11根据由所述阀控制部130施加的电流而生成所述磁力。
所述阀控制部130在车辆行驶时根据路面状态而感知施加到所述车辆的冲击量，生成对应于感知的冲击量的电流而施加到所述电磁石112A-11。
所述阀控制部130，为了将所述电流施加到所述电磁石112A-11，包括加速度传感器132及电流生成部134。
所述加速度传感器132根据路面状态而感知施加到所述车辆的冲击量。在此，假设路面为由X轴及Y轴构成的平面，所述冲击量可定义为向与所述路面垂直的方向即Z轴方向施加的力的变动量。
所述电流生成部134根据所述加速度传感器132感知的冲击量而生成电流。
第1实施例中，所述电流生成部134生成具有与所述感知的冲击量与基准冲击量之间的差值成反比的所述电流值的电流，若所述差值为临界值以上，中断所述电流的生成。
根据第1实施例，车辆在路面状态良好的道路行驶的过程中，如图3B所图示，固定到所述主体112A-10外侧面上的电磁石112A-11根据电流生成部134施加的电流而磁化，从而生成磁力。图3B中，为了呈现所述电磁石为112A-11磁化状态，所述电磁石112A-11中图示了阴影线。这时，所述电磁石112A-11中图示的阴影方向与所述永久磁石112A-3中图示的阴影方向不同。这表示所述电磁石112A-11的极性与所述永久磁石112A-3的极性相反。
由所述电磁石112A-11生成的磁力与喷针112A-1内部内置的永久磁石112A-3的磁力之间的相互作用力(彼此间的引力)，所述喷针112A-1向弹簧部件112A-7处移动。即，车辆在路面状态良好的道路行驶的过程中，所述喷嘴112A-10维持开放状态。
所述开放状态中，所述车辆若进入未铺路或施工道路，所述加速度传感器132感知施加到所述车辆的冲击量，这时，若感知的冲击量超过基准冲击量，所述电流生成部134中断向所述电磁石112A-11的电流供应。
断绝从所述电流生成部134的电流供应的所述电磁石112A-11丧失磁力，所述电磁石112A-11与所述喷针112A-1之间的相互作用力也会消失。
因此，所述喷针112A-1，如图3A所图示，根据所述弹簧部件112A-7的推力(复原力或弹性强度)而向喷嘴112A-10处移动，所述喷嘴112A-10根据所述喷针112A-1而维持封闭状态。
如所述，若所述车辆进入未铺路或施工道路，如图3A所图示，封闭所述喷嘴112A-10，因此断绝所述减震器112及所述涡轮机工具121。因此，所述减震器112能够顺畅(或充实)地执行原有功能即减震功能(缓冲功能)。
另外，根据喷针112A-1而阶段性地调整喷嘴112A-10的封闭程度，在不降低减震动作性能的范围内执行能源回收动作。这可以使用所述电流生成部134将阶段性调整的电流施加到所述电磁石112A-11的方式。
第2实施例
图4A及图4B是同时图示根据本发明的第2实施例的上部排出阀的剖面结构及图1中图示的所述阀控制部130的内部结构的图，图4A图示上部排出阀的封闭状态，图4B图示上部排出阀的开放状态。
参照图4A及图4B，根据本发明的第2实施例的上部排出阀112A根据利用一对螺栓-螺母的开闭控制方式，在断绝所述减震器112及涡轮机工具121的构成上与第1实施例不同。
具体地说，根据本发明的第2实施例的上部排出阀112A包括：主体，一端部形成喷嘴112A-10；喷针112A-1，在所述主体的内部直线移动，从而控制所述喷嘴的开闭量；一对螺栓-螺母112A-4、112A-6，根据马达驱动力而控制所述喷针的直线移动；所述一对螺栓-螺母112A-4、112A-6包括结合到所述喷针112A-1的末端部的螺母112A-4及以螺丝结合到所述螺母112A-4的螺栓部件112A-6。
根据第2实施例的阀控制部130，在车辆行驶时，根据道路的路面状态而感知施加到所述车辆的冲击量，将对应已感知的冲击量的所述马达驱动力施加到一对螺栓-螺母112A-4、112A-6。
具体地说，所述根据第2实施例的阀控制部130，包括：加速度传感器131，根据所述道路的路面状态而感知施加到所述车辆的冲击量；马达驱动部133，根据所述冲击量而生成第1及第2马达驱动电流中的其中一个马达驱动电流；马达135，根据所述其中一个马达驱动电流而输出马达驱动力。
虽然图4A及图4B未图示，所述螺栓部件112A-6的外周面上形成公螺丝，在所述螺母112A-4的内周面上形成母螺丝，从而所述螺栓部件112A-6与所述螺母112A-4以螺丝结合结构(screw combination structure)结合。
根据这种螺丝结合结构，根据所述马达驱动力而旋转的所述螺栓部件112A-6的旋转运动可变换成螺丝结合到所述螺栓部件112A-6的所述螺母112A-4的直线运动。
根据这种所述螺母112A-4的直线运动，固定结合到所述螺母112A-4的所述喷针112A-1在所述主体112A-9内部进行直线移动而控制所述喷嘴112A-10的开闭量。
如所述，根据本发明的第2实施例，所述上部排出阀112A基于包括所述马达驱动力、所述螺栓部件112A-6的旋转运动及所述螺母的直线运动的机械力(mechanical power)而控制所述喷嘴112A-10的开闭量。
另外，所述马达驱动部133在所述感知的冲击量为基准冲击量以上时，生成使所述喷针112A-1移动到所述喷嘴112A-10处的所述第1马达驱动电流，所述感知的冲击量为所述基准冲击量以下时，生成使所述喷针112A-1移动到远离所述喷嘴112A-10的方向的所述第2马达驱动电流。这种第1及第2马达驱动电流具有相互不同的相位。
根据这种第2实施例，所述上部排出阀112A利用基于所述车辆进入未铺路或施工道路时施加到车辆的冲击量的机械力，部分地执行减震器112与涡轮机工具121之间的断绝。
图5A及图5B是呈现根据本发明的一实施例的减震运转模式及能源回收运转模式的流量的流动的图，图5A呈现能源回收运转模式的流量流动，图5B呈现减震运转模式的流量流动。
参照图5A，所述能源回收运转模式中，上部/下部排出阀112A、112C根据磁力或机械力而开放，形成通过涡轮机工具121的流体移动线，执行能源回收动作。
与此相反，参照图5B，所述减震运转模式中，因根据磁力或机械力而封闭上部/下部排出阀112A、112C，流体通过活塞112-2的孔板(orifice)而移动，与所述能源回收运转模式不同地调整了减震力(衰减力)，能够充实执行减震器112的原有功能。
如所述，本发明中利用磁力或机械力而适当地调整上部/下部排出阀112A、112C，从而能够调整涡轮机工具121内的叶片的旋转速度，能够根据路面状态而多样地设定减震器112的减震力。
现有的能源再生的减震器以反向(backward)驱动能源回收装置的方式变化了减震器内的压力，但本发明中，通过调整上部/下部排出阀112A、112C的流量而同时实现了能源回收及减震器的性能变化。
以上参考了优选实施例及附图而具体说明了本发明的结构，但这只是例示性的，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可实现多种变形。因此，本发明的范围不应局限于以上说明的实施例，应根据后述的专利权利要求范围所定义。

Claims (5)

1.一种利用悬架装置的电子发电装置，作为包括接收悬架装置供应的流体而生成动能的涡轮机工具，并将所述涡轮机工具中生成的动能变换成电能的利用悬架装置的电子发电装置，其特征在于，包括：
减震器，其包括设置在车辆的轮轴而填充用于吸收车辆行驶时施加到所述车辆的冲击量的流体的气缸，及沿着所述气缸的内部而向上下方向运转的活塞；
阀，其包括：主体，形成于所述气缸的侧面，一端部形成喷嘴而通过流体移动管而向涡轮机工具供应填充到所述气缸内部的所述流体；喷针，在所述主体的内部直线移动而控制所述喷嘴的开闭量；及电磁石，形成于所述主体的外侧面，根据被施加的电流而磁化，从而生成控制所述喷针的直线移动的磁力；及
阀控制部，车辆行驶时，感知所述冲击量，将对应所述感知的冲击量的所述电流施加到所述电磁石，
所述阀控制部，包括：
加速度传感器，根据道路的路面状态而感知施加到所述车辆的冲击量；及
电流生成部，生成对应所述感知的冲击量的所述电流，
所述电流生成部，生成具有与所述感知的冲击量与基准冲击量之间的差值成反比的所述电流值的电流，
所述电流生成部，当所述差值为临界值以上时，中断所述电流的生成。
2.根据权利要求1所述的利用悬架装置的电子发电装置，其特征在于，
所述喷针，其内部内置永久磁石。
3.根据权利要求2所述的利用悬架装置的电子发电装置，其特征在于，
所述喷针，根据所述内置的永久磁石生成的磁力与所述电磁石生成的磁力之间的作用力而在所述主体的内部移动。
4.根据权利要求1所述的利用悬架装置的电子发电装置，其特征在于，
所述阀，还包括：弹簧部件，所述喷嘴开放时，根据所述喷针的移动而收缩；
所述弹簧部件，若所述电磁石丧失所述磁力，将所述喷针推向所述喷嘴处，封闭所述喷嘴。
5.利用悬架装置的电子发电装置，作为包括接收悬架装置供应的流体而生成动能的涡轮机工具，并将所述涡轮机工具中生成的动能变换成电能的利用悬架装置的电子发电装置，其特征在于，包括：
减震器，其包括设置在车辆的轮轴而填充用于吸收车辆行驶时施加到所述车辆的冲击量的流体的气缸，及沿着所述气缸的内部而向上下方向运转的活塞；
阀，其包括：主体，其一端部上形成喷嘴；喷针，在所述主体的内部直线移动而控制所述喷嘴的开闭量；及阀，根据马达驱动力而控制所述喷针的直线移动；及
阀控制部，车辆行驶时，根据道路的路面状态而感知施加到所述车辆的冲击量，向一对螺栓-螺母施加所述马达驱动力，
所述阀控制部，包括：
加速度传感器，感知所述冲击量；
马达驱动部，根据所述感知的冲击量而生成第1及第2马达驱动电流中的其中一个马达驱动电流；及
马达，根据所述其中一个马达驱动电流而向一对螺栓-螺母施加所述马达驱动力，
所述马达驱动部，当所述感知的冲击量为基准冲击量以上时，生成使所述喷针移动到所述喷嘴处的所述第1马达驱动电流，
当所述感知的冲击量为所述基准冲击量以下时，生成使所述喷针移动到远离所述喷嘴的方向的所述第2马达驱动电流。
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