CN110254224B - 汽车起步辅助装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车起步辅助装置及方法。其中装置包括储能部分和输入输出部分；储能部分包括储能配件，储能配件被配置为用于储存储机械能；输入输出部分包括传动机构，传动机构被配置为用于实现汽车制动机构与储能部分之间的机械能传递。本发明汽车起步辅助装置，通过将汽车制动时的能量保存为弹性势能，并在汽车启步时为其提供辅助动力，实现对汽车制动产生的机械能进行重复利用，有效减少能耗损失，提高能源循环利用率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种汽车起步辅助装置及方法。
背景技术
汽车是人们生活中最重要的交通工具，在日常生活中也越发频繁使用，随着社会及汽车市场的发展，现如今汽车不仅需满足日益多样的功能要求，还需要满足绿色健康、节能减排、保护环境等要求。
为了达到绿色健康的要求，现如今汽车主要从减少排放方面等着手，例如随着全球石油资源的日益消耗引起能源供应的紧张和全球环境的恶化，出于缓解资源紧张局面和保护环境的角度出发，以及满足各国政府的法规要求和政府的鼓励措施的促进作用，生产混合动力汽车作为新能源汽车。但现阶段距离新能源汽车完全普遍化还具有一段距离，因此还需要通过对汽车进行技术创新来提高能源利用率，即通过对现有车辆细节的改良实现汽车优化。
汽车制动一般是指使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车，而进行强制减速甚至停止的过程即为强制将机械能转化为零的过程，即汽车制动过程产生的机械能并未能得到很好的利用，而对汽车制动产生的机械能进行重复利用也是实现能源利用率提高的一种有效方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的汽车没有对制动产生的机械能进行很好的利用，进而实现能源利用率的提高。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车起步辅助装置，其特征在于，
包括储能部分和输入输出部分；
所述储能部分包括储能配件，所述储能配件被配置为用于储存储机械能；
所述输入输出部分包括传动机构，所述传动机构被配置为用于实现汽车制动机构与所述储能部分之间的机械能传递。
优选地，所述储能配件包括中间轴，依次套装于所述中间轴上的储能齿轮、储能弹簧和释能齿轮，以及用于将所述储能齿轮和所述释能齿轮固定在所述中间轴上的固定零件；其中所述储能弹簧两端分别固定于所述储能齿轮和所述释能齿轮上。
优选地，所述固定零件包括分别安装于所述储能齿轮和所述释能齿轮相对侧面上的两个固定摩擦片，以及分别套装于所述中间轴两端上的两个滑动摩擦片。
优选地，所述滑动摩擦片通过膜片弹簧来控制其在所述中间轴上移动。
优选地，所述传动机构包括花键轴、设置于所述花键轴一端的摩擦轮、安装于所述花键轴键槽上的滑动齿轮组以及用于控制所述滑动齿轮组移动的控制组件，其中所述摩擦轮被设置为用于所述汽车制动机构的制动盘联动。
优选地，所述控制组件包括与所述滑动齿轮组配合安装的拨叉、与所述拨叉配套的拨叉轴以及拨叉移动控制部件。
优选地，汽车起步辅助装置还包括移动控制部分，所述移动控制部分包括固定于所述中间轴两端的固定支架，以及设置于所述固定支架上的控制泵，所述控制泵用于控制所述输入输出部分整体的移动。
优选地，所述汽车起步辅助装置固定于汽车的转向节或制动器上。
为了解决上述技术问题，本发明还供了一种应用于如汽车起步辅助装置的汽车起步辅助方法，包括：
在汽车制动时控制对所述汽车制动时产生的机械能进行存储；
在汽车起步时利用存储的机械能对汽车提供辅助动力。
优选地，在汽车制动时控制对所述汽车制动时产生的机械能进行存储步骤包括：
在汽车制动时汽车起步辅助装置的控制部分控制输入输出部分分别与储能部分和汽车的汽车制动机构啮合，以使得所述汽车制动机构通过所述输入输出部分将所述汽车制动时产生的机械能存储到所述储能部分。
优选地，在汽车起步时利用存储的机械能对汽车提供辅助动力步骤包括：
在汽车起步时，汽车起步辅助装置的控制部分再次控制输入输出部分分别与储能部分和汽车的汽车制动机构啮合，以使得所述储能部分通过所述输入输出部分将存储的机械能传递给所述汽车制动机构，以为所述汽车提供辅助动力。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
应用本发明实施例提供的汽车起步辅助装置，通过将汽车制动时的能量保存为弹性势能，并在汽车启步时为其提供辅助动力，实现对汽车制动产生的机械能进行重复利用，有效减少能耗损失，提高能源循环利用率。进一步地，通过设置储能部分实现对汽车制动产生的机械能进行存储，并通过输入输出部分的设置在汽车制动时将多余机械能传递到存储部分以实现汽车制动时机械能的存储，并在汽车启动时将存储的机械能传递给汽车制动机构以为汽车的启动提供辅助动力。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了本发明实施例一汽车起步辅助装置的外部结构示意图；
图2示出了本发明实施例一汽车起步辅助装置的内部结构示意图；
图3示出了本发明实施例一汽车起步辅助装置的内部结构侧面示意图；
图4示出了本发明实施例二汽车起步辅助方法步骤示意图；
图5示出了本发明实施例二汽车起步辅助装置在储能时齿轮转动示意图；
图6示出了本发明实施例二汽车起步辅助装置在释放能量时齿轮转动示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
为了达到绿色健康的要求，现如今汽车主要从减少排放等方面着手，同时还可通过对汽车进行技术创新来提高能源利用率，即通过对现有车辆细节的改良实现汽车优化。汽车制动一般是指使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车，而进行强制减速甚至停止的过程即为强制将机械能转化为零的过程，即汽车制动过程的机械能未能得到很好的利用，而对汽车制动产生的机械能进行重复利用也是实现能源利用率提高的一种有效方式。
实施例一
为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种汽车起步辅助装置。
图1示出了本发明实施例一汽车起步辅助装置的外部结构示意图；图2示出了本发明实施例一汽车起步辅助装置的内部结构示意图；图3示出了本发明实施例一汽车起步辅助装置的内部结构侧面示意图；参考图1-图3，本发明实施例汽车起步辅助装置包括储能部分、输入输出部分和移动控制部分。
需要说明的是，储能部分、输入输出部分和移动控制部分外部还可设置一壳体，壳体形状可依照装置内部结构调整及装置布置空间进行调整。同时为了使汽车起步辅助装置更好的实现机械能的存储以及利用存储的机械能为汽车启动提供辅助动力，本实施例将汽车起步辅助装置固定于汽车的转向节或制动器上。
储能部分包括储能配件，储能配件被配置为可用于储存储机械能。
具体地，储能配件包括中间轴5，依次套装于中间轴5上的储能齿轮7、储能弹簧8和释能齿轮9，其中储能弹簧8两端分别固定于储能齿轮7和释能齿轮9上。储能配件还包括可用于将储能齿轮7和释能齿轮9固定在中间轴5上的固定零件。储能部分实现存储机械能方式为：通过固定零件将储能齿轮7和释能齿轮9中的一个固定到中间轴5上，使另外一个进行转动，进而将机械动能转换为储能弹簧8的弹性势能。
优选地，固定零件包括两个固定摩擦片4和两个滑动摩擦片6，两个固定摩擦片4分别安装于储能齿轮7和释能齿轮9相对的侧面上，两个滑动摩擦片6分别套装于中间轴5两端。需要说明的是，一个固定摩擦片4和一个滑动摩擦片6可作为一个固定组件，用于固定储能齿轮7或释能齿轮9，在本实施例中只需将套装于中间轴5上的滑动摩擦片6移动到与储能齿轮7或释能齿轮9贴合即可达到固定储能齿轮7或释能齿轮9的目的。优选地，滑动摩擦片6通过膜片弹簧来控制其在中间轴5上的移动。
输入输出部分包括传动机构，传动机构被配置为用于实现汽车制动机构与储能部分之间的机械能传递。
具体地，传动机构包括花键轴10、设置于花键轴10一端的摩擦轮11、安装于花键轴键槽上的滑动齿轮组12以及配合控制滑动齿轮组12移动的控制组件。需要说明的是，摩擦轮11被设置为可与汽车的制动机构的制动盘3联动，且根据传动机构结构可知摩擦轮11与制动盘3联动时会带动滑动齿轮组12进行同步运动。优选地，摩擦轮11与制动盘3通过齿轮啮合或仅靠擦力联动的皮带联动等方式进行联动；当使用皮带联动的时候使摩擦轮一直与制动盘联动，此时需要本装置取消移动控制部分的设置，并在摩擦轮与花键轴中间添加离合器结构以用于实现动力的传递及断开。同时滑动齿轮组12包括两个齿轮，两个齿轮被设置为分别能与储能部分的储能齿轮7和释能齿轮9啮合，该种设置确保了在进行机械能传递过程中能够通过滑动齿轮组12带动储能部分进行机械能的存储或释放。
优选地，控制组件包括与滑动齿轮组12配合安装的拨叉13、与拨叉13配套的拨叉轴以及拨叉移动控制部件(图中未画出)。优选地，拨叉移动控制部件为其他控制泵或拉线，设置于花键轴10的另一端。本实施例主要通过拨叉移动控制部件对拨叉13的控制来带动滑动齿轮组12在花键轴10上移动，进而实现滑动齿轮组12根据功能需要与储能齿轮7或释能齿轮9啮合，进一步通过滑动齿轮组12带动储能部分进行机械能的存储或释放。
移动控制部分包括固定支架1和固定于固定支架1上的控制泵2，控制泵2用于控制输入输出部分与制动盘的分离与联动。即在对制动机械能进行收集过程中配合控制输入输出部分的摩擦轮11与制动盘的分离与联动，在不进行收集机械能和为汽车启动提供辅助动力时，摩擦轮11与制动盘3分离，以避免对汽车的正常运行产生影响。优选地，固定支架1设置固定于中间轴5两端。需要说明的是，固定支架1形状及安装点可依据汽车起步辅助装置各部分布置空间进行调整，包括但不限于支架形状。进一步地，本实施例通过对移动控制部分控制泵2的控制实现对输入输出部分的移动，进一步实现输入输出部分的摩擦轮11与制动盘3的分离与联动，使得输入输出部分实现汽车制动机构与储能部分之间的机械能传递。
需要说明的是，本实施例中机械能的储存与释放，可通过调整储能齿轮7、释能齿轮9、储能弹簧8及滑动齿轮组12的齿轮比来达到一定的能量放大效果。
进一步需要说明的是，当摩擦轮11与制动盘3之间的分离与联动通过离合器实现时，摩擦轮与制动盘处于常关联状态，离合器的设置是为了保护储能装置及实现动力传递与断开，进一步即通过对离合器的控制实现储能装置与摩擦轮11的分离与联动控制。
应用本发明实施例提供的汽车起步辅助装置，通过将汽车制动时的能量保存为弹性势能，并在汽车启步时为其提供辅助动力，实现对汽车制动产生的机械能进行重复利用，有效减少能耗损失，提高能源循环利用率。进一步地，通过设置储能部分实现对汽车制动产生的机械能进行存储，并通过输入输出部分的设置在汽车制动时将多余机械能传递到存储部分以实现汽车制动时机械能的存储，并在汽车启动时将存储的机械能传递给汽车制动机构以为汽车的启动提供辅助动力。
实施例二
为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种应用于如实施例一所述的汽车起步辅助装置的汽车起步辅助方法。
图4示出了本发明实施例二汽车起步辅助方法步骤示意图；参考图4，本发明实施例汽车起步辅助方法包括如下步骤。具体利用实施例一提供的汽车起步辅助装置实现对汽车的起步辅助，且摩擦轮11与制动盘3之间的分离与联动通过控制泵2控制输入输出部分整体移动来实现。
步骤S101，在汽车制动时控制对汽车制动时产生的机械能进行存储。
具体地，图5示出了本发明实施例二汽车起步辅助装置在储能时齿轮转动示意图；图中黑色箭头表示冲动，灰色箭头表示主动。参考图5，在汽车制动时，汽车起步辅助装置的控制部分控制输入输出部分分别与储能部分和汽车的汽车制动机构啮合，以使得汽车制动机构通过输入输出部分将汽车制动时产生的机械能存储到储能部分。进一步地，当汽车制动时，通过膜片弹簧控制靠近释能齿轮9的滑动摩擦片6移动到与释能齿轮9贴合，此时固定在释能齿轮9上的固定摩擦片4与贴合在释能齿轮9上的滑动摩擦片6共同固定释能齿轮9；需要说明的是此时储能齿轮7处于可转动状态。之后通过控制控制组件的拨叉移动控制部件控制拨叉13移动，进而实现输入输出部分的滑动齿轮组12中一个与储能齿轮7啮合。最后控制泵2控制输入输出部分整体移动，以使得摩擦轮11与制动盘3通过啮合或其他方式处于联动状态，此时汽车制动时制动盘3转动带动摩擦轮11转动，摩擦轮11相应带动滑动齿轮转动，滑动齿轮相应带动储能齿轮7转动，储能齿轮7转动带动储能弹簧8储能。当储能弹簧8储能到最大能量值或汽车静置时，控制泵2控制输入输出部分整体移动，以使得摩擦轮11与制动盘3处于分离状态，而后膜片弹簧控制靠近储能齿轮7的滑动摩擦片6移动到与储能齿轮7贴合，此时固定在储能齿轮7上的固定摩擦片4与贴合在储能齿轮7上的滑动摩擦片6共同固定储能齿轮7，储能完成。汽车起步辅助装置处于静置阶段。
步骤S102，在汽车启动时利用存储的机械能对汽车提供辅助动力。
具体地，图6示出了本发明实施例二汽车起步辅助装置在释放能量时齿轮转动示意图；图中黑色箭头表示冲动，灰色箭头表示主动。参考图6，在汽车起步时，汽车起步辅助装置的控制部分再次控制输入输出部分分别与储能部分和汽车的汽车制动机构啮合，以使得储能部分通过输入输出部分将存储的机械能传递给汽车制动机构，以为汽车提供辅助动力。进一步地，当汽车启动时，控制泵2控制输入输出部分整体移动，以使得控制摩擦轮11与制动盘3通过啮合或其他方式处于联动状态；同时拨叉移动控制部件控制拨叉移动进而控制输入输出部分的滑动齿轮组12中另一个齿轮与释能齿轮9啮合；最后膜片弹簧控制与靠近释能齿轮9的滑动摩擦片6移动到与释能齿轮9脱离，脱离约束的储能弹簧8中的机械能得到释放，储能弹簧8带动释能齿轮9转动，释能齿轮9相应带动滑动齿轮组12转动，滑动齿轮组12转动相应带动摩擦轮11转动，摩擦轮11又相应带动制动盘3转动，进而达到在汽车启动时为汽车起步提供辅助的作用。当汽车完成起步后，控制泵2控制输入输出部分整体移动，以使得摩擦轮11与制动盘3分离，滑动齿轮组12被拨叉13拨动至与储能齿轮7啮合，靠近释能齿轮9的滑动摩擦片6移动到与释能齿轮9贴合，此时固定在释能齿轮9上的固定摩擦片4与贴合在释能齿轮9上的滑动摩擦片6共同固定释能齿轮9，并控制与靠近储能齿轮7的滑动摩擦片6移动到与储能齿轮7分离，等待下次使用。
应用本发明实施例提供的汽车起步辅助方法，通过将汽车制动时的能量保存为弹性势能，并在汽车启步时为其提供辅助动力，实现对汽车制动产生的机械能进行重复利用，有效减少能耗损失，提高能源循环利用率。进一步地，通过设置储能部分实现对汽车制动产生的机械能进行存储，并通过输入输出部分的设置在汽车制动时将多余机械能传递到存储部分以实现汽车制动时机械能的存储，并在汽车启动时将存储的机械能传递给汽车制动机构以为汽车的启动提供辅助动力。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种汽车起步辅助装置，其特征在于，包括储能部分和输入输出部分；
所述储能部分包括储能配件，所述储能配件被配置为用于存储机械能；
所述输入输出部分包括传动机构，所述传动机构被配置为用于实现汽车制动机构与所述储能部分之间的机械能传递；
其中，所述传动机构包括花键轴、设置于所述花键轴一端的摩擦轮、安装于所述花键轴键槽上的滑动齿轮组以及用于控制所述滑动齿轮组移动的控制组件，其中所述摩擦轮被设置为用于所述汽车制动机构的制动盘联动；
所述储能配件包括中间轴，依次套装于所述中间轴上的储能齿轮、储能弹簧和释能齿轮，所述储能齿轮直径大于所述释能齿轮的直径；
所述滑动齿轮组包括两个齿轮，两个齿轮被设置为分别能与所述储能齿轮和所述释能齿轮啮合，且所述滑动齿轮组中能与所述储能齿轮啮合的齿轮直径小于能与所述释能齿轮啮合的齿轮直径；
所述汽车起步辅助装置还包括移动控制部分，所述移动控制部分包括固定于所述中间轴两端的固定支架，以及设置于所述固定支架上的控制泵，所述控制泵用于控制所述输入输出部分整体的移动。
2.根据权利要求1所述的汽车起步辅助装置，其特征在于，所述储能配件还包括用于将所述储能齿轮和所述释能齿轮固定在所述中间轴上的固定零件；其中所述储能弹簧两端分别固定于所述储能齿轮和所述释能齿轮上；
所述固定零件包括分别安装于所述储能齿轮和所述释能齿轮相对侧面上的两个固定摩擦片，以及分别套装于所述中间轴两端上的两个滑动摩擦片。
3.根据权利要求2所述的汽车起步辅助装置，其特征在于，所述滑动摩擦片通过膜片弹簧来控制其在所述中间轴上移动。
4.根据权利要求1所述的汽车起步辅助装置，其特征在于，所述控制组件包括与所述滑动齿轮组配合安装的拨叉、与所述拨叉配套的拨叉轴以及拨叉移动控制部件。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的汽车起步辅助装置，其特征在于，所述汽车起步辅助装置固定于汽车的转向节或制动器上。
6.一种应用于如权利要求1所述的汽车起步辅助装置的汽车起步辅助方法，包括：
在汽车制动时控制对所述汽车制动时产生的机械能进行存储；
在汽车起步时利用存储的机械能对汽车提供辅助动力。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在汽车制动时控制对所述汽车制动时产生的机械能进行存储步骤包括：
在汽车制动时，汽车起步辅助装置的控制部分控制输入输出部分分别与储能部分和汽车的汽车制动机构啮合，以使得所述汽车制动机构通过所述输入输出部分将所述汽车制动时产生的机械能存储到所述储能部分。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在汽车起步时利用存储的机械能对汽车提供辅助动力步骤包括：
在汽车起步时，汽车起步辅助装置的控制部分再次控制输入输出部分分别与储能部分和汽车的汽车制动机构啮合，以使得所述储能部分通过所述输入输出部分将存储的机械能传递给所述汽车制动机构，以为所述汽车提供辅助动力。
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