CN112977360A - 储能式驱动机构、车辆起步辅助装置及系统 - Google Patents

Abstract

储能式驱动机构、车辆起步辅助装置及系统，储能式驱动机构包括套筒，套筒内设置有第一弹簧，第一弹簧上连接有能够相对套筒滑动的推杆，套筒上设置有卡接机构，卡接机构包括锁紧状态和解锁状态，在所述锁紧状态下，卡接机构卡接推杆，第一弹簧处于压缩状态，在所述解锁状态下，卡接机构与推杆分离，推杆在第一弹簧的作用下延伸至套筒外部。本发明利用车辆减速时进行驱动机构储能，不仅能够进一步降低车辆起步辅助装置的能耗，降低车辆启动的整体能耗，而且还能够辅助车辆进行减速，本发明改变了传统利用车辆发动机驱动静止的车辆的方式，降低了车辆起步时的能源消耗，使得发动机始终驱动移动中的车辆，进一步提升了车辆的续航能力。

Description

储能式驱动机构、车辆起步辅助装置及系统

技术领域

本发明涉及汽车制动装置技术领域，具体涉及储能式驱动机构、车辆起步辅助装置及系统。

背景技术

随着汽车产业的快速发展，车辆的节能减排逐渐成为汽车产业创新改革的重点研究方向，新能源汽车的诞生即很好地说明了这一点。然而，传统的燃油汽车在起步时需要低档位以获得足够大的动力，而新能源汽车也需要通过大电流进行启动，因此无论是新能源汽车还是传统的燃油汽车，车辆在启动时的能源消耗明显高于行驶时的能源消耗，尤其是负重较大的公交车辆或者运输车辆。

近年来，国内的城市交通建设的高速发展以及国民收入水平的增长使得市内车辆数量激增，为生活提供便利的同时，在上、下班高峰期或者周末不可避免地会出现道路拥堵，车辆需要频繁地停车、启动、再停车、再启动。据统计，城市的红绿灯、交通堵塞等原因造成车辆在市区行驶的能源消耗相较于车辆在高速公路上的能源消耗提升近50％，严重影响了车辆的行驶里程，并制约了续航能力要求更高的新能源汽车的发展。

因此，有必要设计一种用于辅助车辆起步的装置，以解决车辆启动时能源消耗大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供储能式驱动机构、车辆起步辅助装置及系统，以解决现有技术中机动车在起步时需要更多的能源消耗所导致的能源消耗大、相同的能源条件下行驶里程更短的问题，实现机动车辆的节能减排。

本发明通过下述技术方案实现：

用于车辆起步辅助装置的储能式驱动机构，包括套筒，所述套筒内设置有第一弹簧，所述第一弹簧上连接有能够相对套筒滑动的推杆，所述套筒上设置有卡接机构，所述卡接机构包括锁紧状态和解锁状态，在所述锁紧状态下，所述卡接机构卡接推杆，第一弹簧处于压缩状态，在所述解锁状态下，所述卡接机构与推杆分离，推杆在第一弹簧的作用下延伸至套筒外部。

本技术方案中，所述驱动机构用于驱动车辆起步辅助装置的转盘转动，进而带动与转盘连接的轮毂旋转，辅助推动静止的车辆移动，降低车辆起步时的能耗。

具体地，该驱动机构包括套筒以及能够伸出或缩回至套筒的推杆。所述推杆的底端与套筒的底面之间设置有第一弹簧。套筒上设置的卡接机构用于卡接推杆，以使得推杆能够固定于套筒内。当推杆被卡接机构锁紧于套筒中时，第一弹簧被压缩，驱动机构整体长度更短，驱动机构不与转盘接触，或者虽然接触但不对转盘产生作用力。当卡接机构解锁时，第一弹簧复位，并推动推杆朝套筒外部移动，驱动机构整体长度更长，驱动机构能够与转盘接触，推杆挤压转盘的驱动腔的壁面，也即凸起部或凹陷部的壁面，使得转盘能够转动一定角度，实现起步辅助。

车辆完成起步后，部分驱动机构仍处于伸长的状态，为避免驱动机构阻挡转盘转动而导致轮毂转动受阻，需要断开转盘和轮毂的连接，以使得轮毂在发动机的驱动下正常转动。在车辆减速或刹车时，连接转盘和轮毂，轮毂带动转盘转动的过程中，凸起部经过各个驱动机构。在经过伸长的驱动机构时，由于凸起部顶点到套筒的距离短于伸出套筒的推杆的长度，因此推杆被凸起部顶入套筒内，卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态，转盘旋转一圈后，所有驱动机构的长度再次缩短至初始状态，驱动机构完成储能。后续将特定位置的驱动机构的卡接机构切换至解锁状态即可完成辅助起步。上述储能过程中，凸起部将推杆顶入套筒中时，推杆也对凸起部产生阻力，从而一定程度上有利于车辆减速或刹车，在实现储能的同时助力车辆减速。

作为本发明中储能式驱动机构的优选实施方式，所述推杆上设置有转轴，所述转轴上设置有可转动的滚轮，所述滚轮用于挤压所述起步辅助装置的推动面。本技术方案中，推杆上设置的滚轮代替推杆接触并挤压起步辅助装置的推动面，也即转盘的驱动腔的壁面，进而推动转盘转动一定角度。当滚轮挤压凸起部时，由于凸起部为曲面，因此滚轮在施加压力的同时能够围绕转轴旋转一定的圈数或角度，卸去部分来自凸起部的反作用力，避免推动过程中由于压力过大而导致推杆损坏，提高驱动机构驱动的稳定性和安全性；另外，在减速或辅助起步过程中，滚轮与凸起部的相互挤压时，滚轮的旋转还能够减小驱动机构与凸起部之间的摩擦力，防止驱动装置与凸起部之间卡死。

作为卡接机构的优选结构，所述推杆上设置有卡槽，所述卡接机构包括电磁阀和卡凸，在所述电磁阀导通时，所述卡凸能够移出卡槽，卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态，在所述电磁阀关断且卡槽经过卡凸时，所述卡凸卡入至卡槽中，卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态。电磁阀为现有技术，通电后，电磁阀能够通过电磁力吸引卡凸，将卡凸从卡槽中吸出，失去卡凸限位的推杆在第一弹簧的弹性力的作用下延伸至套筒外部，驱动机构伸长并能够挤压转盘的凸起部。卡凸移出卡槽外后，电磁阀即可关断，失去电磁力吸引的卡凸在外力，例如弹簧力，的作用下挤压推杆的外壁上；在车辆减速时，凸起部将推杆顶入套筒后，当卡槽经过卡凸时，挤压推杆外壁卡凸插入至卡槽中，推杆固定于套筒内，从而实现驱动机构的储能。

进一步地，所述卡凸包括铰链连接的第一卡凸和第二卡凸，所述第一卡凸的活动端和第二卡凸的活动端之间连接有第二弹簧；在锁紧状态下，第一卡凸和第二卡凸在第二弹簧的作用下相互靠近并卡入卡槽中，在解锁状态下，第一卡凸和第二卡凸在电磁阀的作用下相互远离并移出卡槽。本技术方案中，第一卡凸、第二卡凸和第二弹簧构成圆环结构或近似圆环结构。在电磁阀关断时，第一卡凸和第二卡凸受第二弹簧的弹性力拉拽，活动端围绕铰接端旋转而相互靠近，圆环结构的直径减小，进而能够卡入至卡槽内；在电磁阀导通时，第一卡凸和第二卡凸受电磁力的吸引，克服第二弹簧的弹性力，活动端围绕铰接端旋转而相互远离，圆环结构的直径增大，并从卡槽中移出。通过上述设置，当驱动机构与驱动腔壁面的距离满足预设条件后，即控制驱动机构的电磁阀开启，从而释放出推杆，在车辆减速时，通过凸起部再次将推杆顶入套筒中实现储能，不仅能够更方便、快捷地转换卡接机构的状态，卡接稳定，而且转换过程所需能耗非常小，进一步降低起步助力辅助装置的整体能耗。

本发明还提供一种车辆起步辅助装置，包括转盘，所述转盘通过电磁离合机构连接至车辆的轮毂，所述转盘上设置有驱动腔，所述驱动腔的壁面上设置有若干凸起部，所述驱动腔内设置有前述任一种驱动机构，所述驱动机构上设置有距离传感器，所述距离传感器用于采集驱动机构与驱动腔的壁面之间的距离，当所述距离满足预设条件时，所述距离传感器所在的驱动机构的卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态，所述推杆延伸至套筒的外部并持续挤压凸起部以驱动转盘转动，直至第一弹簧达到行程极限或者驱动机构的卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态。

本技术方案中，起步辅助装置包括转盘，转盘上开设有凹槽或者连通转盘上、下表面的通孔，该凹槽或者通孔作为驱动腔。在一个或多个实施例中，所述凹槽或通孔为与转盘同心的圆形，优选地，凹槽或通孔的半径为转盘的半径的0.3～0.8倍。驱动腔的壁面上设置有类似凸轮结构的弧形凸起部，凸起部上到圆心的距离先逐渐减小再逐渐增大，凸起部的壁面同样为驱动腔的壁面。

驱动腔内设置的驱动机构可以围绕驱动腔的圆心均匀分布，也可以不均匀分布。在一个或多个实施例中，所述驱动机构可以直接安装于车辆的外轮轴上，在内轮轴相对于外轮轴带动轮毂、转盘旋转时，驱动机构的位置不变，进而带动转盘转动。在一个或多个实施例中，所述驱动机构可通过连接件连接至外部搭载机构，例如安装于车辆底盘悬挂上的搭载架，也能够实现驱动机构的位置固定，并且相较于直接安装于外轮轴上，搭载架可以整体取下驱动机构，便于驱动机构的拆装、维修。

所述驱动机构上设置有距离传感器，所述距离传感器可以采用市售的距离传感器，用于采集驱动机构与驱动腔的壁面之间的距离。当驱动机构与壁面的距离达到预设条件时，例如，驱动机构的前方设置有凸起部时，距离传感器所在的驱动机构的卡接机构解锁，推杆在第一弹簧弹性力的作用下伸展并持续挤压凸起部以驱动转盘转动一定角度，直至第一弹簧到达行程极限后，推杆无法继续伸长并挤压凸起部的推动面，或者在车辆减速后，该驱动机构的卡接机构受凸起部作用，由解锁状态切换至锁紧状态。

本技术方案的使用原理为：在车辆行驶过程中，电磁离合机构断开，转盘与车辆的轮毂不连接；在车辆需要起步辅助时，电磁离合机构导通，转盘与车辆的轮毂连接，距离传感器实时测量所在的驱动机构与壁面之间的距离，距离满足预设条件的驱动机构的卡接机构进入解锁状态，推杆持续伸长并挤压凸起部，利用杠杆原理推动转盘转动一定角度，弹簧到达行程极限后推杆保持伸长状态，其余的驱动机构在距离满足预设条件后，依次进入解锁状态，最终驱动转盘转动至所需的角度，之后车辆切换至发动机驱动行驶，电磁离合机构断开；车辆行驶过程中减速时，电磁离合机构导通，轮毂带动转盘转动，转动的转盘的凸起部在经过伸长的驱动机构时，将驱动机构的推杆顶入至套筒内，完成驱动机构的储能，同时驱动机构反作用于凸起部，辅助车辆减速。

通过上述设置，车辆需要起步时，先通过控制驱动机构推动凸起部驱动转盘旋转，进而带动车轮旋转一定的角度，在车轮转动后车辆开始移动，车辆切换至发动机驱动。该起步助力装置改变了传统利用车辆发动机驱动静止的车辆的方式，降低了车辆起步时的能源消耗，使得发动机始终驱动移动中的车辆，一定程度上减小了城市中行驶时需要反复停车、再启动的影响，在发动机输出功率相同的前提下，进一步提升了车辆的续航能力；此外，利用车辆减速时进行驱动机构储能，不仅能够进一步降低车辆起步辅助装置的能耗，降低车辆启动的整体能耗，而且还能够辅助车辆进行减速。

进一步地，所述电磁离合机构包括连接至转盘的第一磁极、连接至轮毂的第二磁极、以及电磁线圈；车辆行驶状态下，电磁线圈关断，第一磁极与第二磁极分离；车辆减速状态下或者辅助起步状态下，电磁线圈导通，第一磁极与第二磁极结合，其中，在所述减速状态下，所述凸起部经过卡接机构处于解锁状态的驱动机构时，推动卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态，在所述辅助起步状态下，距离满足预设条件的驱动机构的卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态。

进一步地，所述驱动腔的壁面上还设置有凹陷部，所述凹陷部与凸起部交替设置。凸起部与凹陷部的交替设置，增大了推动面，延长了滚轮能够对转盘产生推动作用的行程，提高了驱动机构的推动效果。凸起部和凹陷部的内壁均为驱动腔的壁面。

进一步地，所述预设条件为：所述距离小于预设值且在一段时间内所述距离逐渐增大。同一距离传感器的测量时间段可设置为t1，当在t1的时段内采集的距离值增大时，则表明驱动机构正对凸起部的推动面，此时，进一步判断距离是否小于预设值，只有确定距离小于预设值时，方才控制驱动机构切换至工作状态，因为当距离值过大时，虽然距离在持续增加，但驱动机构对推动面的作用力较小，对转盘的驱动力较小。

本发明还提供基于前述任一种辅助装置的车辆起步辅助系统，除车辆起步助力装置外，还包括控制模块和分析模块，其中：

所述控制模块用于在接收起步辅助信号后控制电磁离合机构连接，采集各距离传感器的距离信息，并将所述距离信息发送至分析模块，根据分析模块的判断结果控制相应的驱动机构的卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态，解锁的驱动机构推动转盘转动；在接收动力切换信号后，控制电磁离合机构断开，车辆正常行驶；在接收减速信号后，控制电磁离合机构连接，转盘在轮毂的带动下转动，转盘上的凸起部经过卡接机构为解锁状态的驱动机构时，推动卡接机构至锁紧状态；

所述分析模块用于根据距离信息判断转盘的初始状态，以及在初始状态下驱动转盘所需将卡接机构切换至解锁状态的一个或多个驱动机构，并在辅助起步状态下，根据距离信息判断各驱动机构的卡接机构是否满足切换至解锁状态的预设条件并形成判断结果。

控制模块与所有的驱动机构以及距离传感器电连接。在接收到车辆的起步辅助信号后，控制电磁离合机构连接，同时开始接收各距离传感器采集的距离信息，并将距离信息发送至分析模块。分析模块接收到各距离信息后，调取数据库内预先测定的工作表，根据同一起步助力装置中各驱动机构对应的距离值，得到转盘的初始位置，并根据初始位置，分析推动转盘顺时针或者逆时针转动时所需的切换卡接机构状态的驱动机构，将对应的驱动机构编号发送给控制模块。控制模块接收信号后，控制对应的驱动机构的卡接机构切换至解锁状态，从而推动转盘转动第一角度。

转盘转动过程中，控制模块实时采集各距离传感器采集的距离信息，并将距离信息发送至分析模块。分析模块接收到距离信息后，判断各驱动机构在一段时间内与驱动腔壁面的距离是否持续增大，若是，则向控制模块发送驱动机构的编号，控制模块控制该驱动机构的卡接机构切换至解锁状态。重复上述步骤，直至转盘旋转至所需角度后，起步助力完成，车辆切换至发动机驱动，控制模块同步接收到动力切换信号，并控制电磁离合机构断开，车辆正常行驶。

在车辆减速时，控制模块接收到减速信号后，控制电磁离合机构连接，转盘在轮毂的带动下转动，转盘上的凸起部经过卡接机构为解锁状态的驱动机构时，推动卡接机构至锁紧状态，从而实现驱动机构的储能。

上述车辆起步辅助系统的运行方法包括以下步骤：

根据起步辅助信号，连接电磁离合机构，采集距离传感器的距离信息，并根据距离信息判断转盘的初始状态以及初始状态下驱动转盘所需切换卡接机构至解锁状态的驱动机构，基于判断结果控制对应的驱动机构的卡接机构切换至解锁状态；之后，判断所述距离信息是否小于预设值且在一段时间内逐渐增大，若是，则控制该距离所对应的驱动机构切换其卡接机构至解锁状态，持续推动凸起部，直至转盘旋转至所需角度后，起步助力完成；

根据动力切换信号，断开电磁离合机构，车辆正常行驶；

根据减速信号，连接电磁离合机构，转动中的转盘的凸起部经过卡接机构为解锁状态的驱动机构时，将推杆顶入至套筒内，卡接机构切换至锁紧状态，实现驱动机构的储能。

进一步地，还包括角度传感器，所述角度传感器用于测量转盘的转动角度，并将采集到的角度信息发送至控制模块，所述控制模块将角度信息发送至分析模块，经分析模块比对当前角度与预设角度后，根据判断结果确定是否控制电磁离合机构断开。所述角度传感器可以安装于轮轴上。当分析模块检测到当前转盘转动的角度达到预设的角度时，则向控制模块发送信号，控制模块控制电磁离合机构断开。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明改变了传统利用车辆发动机驱动静止的车辆的方式，降低了车辆起步时的能源消耗，使得发动机始终驱动移动中的车辆，一定程度上减小了城市中行驶时需要反复停车、再启动的影响，在发动机输出功率相同的前提下，进一步提升了车辆的续航能力；

2、本发明利用车辆减速时进行驱动机构储能，不仅能够进一步降低车辆起步辅助装置的能耗，降低车辆启动的整体能耗，而且还能够辅助车辆进行减速；

3、本发明通过在推杆上设置滚轮，使得当滚轮挤压凸起部时，由于凸起部为曲面，因此滚轮在施加压力的同时能够围绕转轴旋转一定的圈数或角度，卸去部分来自凸起部的反作用力，避免推动过程中由于压力过大而导致推杆损坏，提高驱动机构驱动的稳定性和安全性；另外，在减速或辅助起步过程中，滚轮与凸起部的相互挤压时，滚轮的旋转还能够减小驱动机构与凸起部之间的摩擦力，防止驱动装置与凸起部之间卡死；

4、本发明在驱动机构与驱动腔壁面的距离满足预设条件后，即控制驱动机构的电磁阀开启，从而释放出推杆，在车辆减速时，通过凸起部再次将推杆顶入套筒中实现储能，不仅能够更方便、快捷地转换卡接机构的状态，卡接稳定，而且转换过程所需能耗非常小，进一步降低起步助力辅助装置的整体能耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例中储能式驱动机构在卡接机构处于锁紧状态下的结构示意图；

图2为本发明具体实施例中储能式驱动机构在卡接机构处于解锁状态下的结构示意图；

图3为本发明具体实施例中卡接机构的结构示意图；

图4为本发明具体实施例中车辆起步辅助装置的结构示意图；

图5为本发明具体实施例中车辆起步辅助装置剖面示意图；

图6为本发明具体实施例中车辆起步过程中转盘在第一状态下的结构示意图；

图7为本发明具体实施例中车辆起步过程中转盘在第二状态下的结构示意图；

图8为本发明具体实施例中车辆起步辅助系统的结构框图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-套筒，2-推杆，3-第一弹簧，4-卡槽，5-电磁阀，6-卡凸，61-第一卡凸，62-第二卡凸，63-第二弹簧，7-转轴，8-滚轮，9-距离传感器，10-转盘，11-驱动腔，12-凸起部，121-第一凸起部，122-第二凸起部，123-第三凸起部，13-凹陷部，14-驱动机构，141-第一驱动机构，142-第二驱动机构，143-第三驱动机构，144-第四驱动机构，15-连接件，16-搭载架，17-内轮轴，18-外轮轴，19-第一磁极，20-电磁线圈，21-第二磁极，22-轮毂，23-角度传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1：

如图1和图2所示的储能式驱动机构，包括套筒1，套筒1内设置有第一弹簧3，所述第一弹簧3上连接有能够相对套筒1滑动的推杆2，套筒1上设置有卡接机构，卡接机构包括锁紧状态和解锁状态，在所述锁紧状态下，所述卡接机构卡接推杆2，第一弹簧3处于压缩状态，在所述解锁状态下，所述卡接机构与推杆2分离，推杆2在第一弹簧3的作用下延伸至套筒1外部。

本实施例中，驱动机构用于驱动车辆起步辅助装置的转盘转动，进而带动与转盘连接的轮毂旋转，辅助推动静止的车辆移动，降低车辆起步时的能耗。

套筒上设置的卡接机构用于卡接推杆，以使得推杆能够固定于套筒内。当推杆被卡接机构锁紧于套筒中时，如图1所示，第一弹簧3被压缩，驱动机构整体长度更短，驱动机构不与转盘接触，或者虽然接触但不对转盘产生作用力。如图2所示，当卡接机构解锁时，第一弹簧3复位，并推动推杆朝套筒外部移动，驱动机构整体长度更长，驱动机构能够与转盘接触，推杆挤压转盘的驱动腔的壁面(图6和图7)，也即凸起部或凹陷部的壁面，使得转盘能够转动一定角度，实现起步辅助。

车辆完成起步后，部分驱动机构仍处于伸长的状态，为避免驱动机构阻挡转盘转动而导致轮毂转动受阻，需要断开转盘和轮毂的连接，以使得轮毂在发动机的驱动下正常转动。在车辆减速或刹车时，连接转盘和轮毂，轮毂带动转盘转动的过程中，凸起部经过各个驱动机构。在经过伸长的驱动机构时，由于凸起部顶点到套筒的距离短于伸出套筒的推杆的长度，因此推杆被凸起部顶入套筒内，卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态，转盘旋转一圈后，所有驱动机构的长度再次缩短至初始状态，驱动机构完成储能。后续将特定位置的驱动机构的卡接机构切换至解锁状态即可完成辅助起步。上述储能过程中，凸起部将推杆顶入套筒中时，推杆也对凸起部产生阻力，从而一定程度上有利于车辆减速或刹车，在实现储能的同时助力车辆减速。

在部分实施例中，如图1和图2所示，所述推杆2上设置有转轴7，所述转轴7上设置有可转动的滚轮8，所述滚轮8用于挤压所述起步辅助装置的推动面。当滚轮挤压凸起部时，由于凸起部为曲面，因此滚轮在施加压力的同时能够围绕转轴旋转一定的圈数或角度，卸去部分来自凸起部的反作用力，避免推动过程中由于压力过大而导致推杆损坏，提高驱动机构驱动的稳定性和安全性；另外，在减速或辅助起步过程中，滚轮与凸起部的相互挤压时，滚轮的旋转还能够减小驱动机构与凸起部之间的摩擦力，防止驱动装置与凸起部之间卡死。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图1至图2所示，推杆2上设置有卡槽4，所述卡接机构包括电磁阀5和卡凸6，在所述电磁阀5导通时，所述卡凸6能够移出卡槽4，卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态，在所述电磁阀5关断且卡槽4经过卡凸6时，所述卡凸6卡入至卡槽4中，卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态。

在部分实施例中，如图3所示，所述卡凸6包括铰链连接的第一卡凸61和第二卡凸62，所述第一卡凸61的活动端和第二卡凸62的活动端之间连接有第二弹簧63；在锁紧状态下，第一卡凸61和第二卡凸62在第二弹簧63的作用下相互靠近并卡入卡槽4中，在解锁状态下，第一卡凸61和第二卡凸62在电磁阀5的作用下相互远离并移出卡槽4。

如图3所示，第一卡凸61、第二卡凸62和第二弹簧63构成近似圆环的结构。在电磁阀关断时，第一卡凸和第二卡凸受第二弹簧的弹性力拉拽，活动端围绕铰接端旋转而相互靠近，圆环结构的直径减小，进而能够卡入至卡槽内；在电磁阀导通时，第一卡凸和第二卡凸受电磁力的吸引，克服第二弹簧的弹性力，活动端围绕铰接端旋转而相互远离，圆环结构的直径增大，并从卡槽中移出。

当驱动机构与驱动腔壁面的距离满足预设条件后，即控制驱动机构的电磁阀开启，从而释放出推杆，在车辆减速时，通过凸起部再次将推杆顶入套筒中实现储能，不仅能够更方便、快捷地转换卡接机构的状态，卡接稳定，而且转换过程所需能耗非常小，进一步降低起步助力辅助装置的整体能耗。

实施例3：

如图1至图7所示的车辆起步辅助装置，该辅助装置用于驱动车轮的轮毂。具体地，辅助装置包括转盘10，转盘10通过电磁离合机构连接至车辆的轮毂22，所述转盘10上设置有驱动腔11，所述驱动腔11的壁面上设置有若干凸起部12，所述驱动腔11内设置有前述任一种驱动机构14，所述驱动机构14上设置有距离传感器9，所述距离传感器9用于采集驱动机构14与驱动腔12的壁面之间的距离，当所述距离满足预设条件时，所述距离传感器9所在的驱动机构14的卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态，所述推杆2延伸至套筒1的外部并持续挤压凸起部12以驱动转盘1转动，直至第一弹簧3达到行程极限或者驱动机构14的卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态。

在部分实施例中，如图4所示，驱动腔的壁面上设置的凸起部的结构为凸轮结构，凸起部上到圆心的距离先逐渐减小再逐渐增大。

在部分实施例中，所述驱动机构可以围绕驱动腔的圆心均匀分布，也可以不均匀分布。

本实施例中，如图5所示，各驱动机构14可通过连接件15连接至悬挂于车辆底盘上的搭载架16，车辆的内轮轴17活动贯穿搭载架16、转盘10连接至轮毂22，利用搭载架16可以整体取下驱动机构14，便于驱动机构14的拆装、维修。在一个或多个实施例中，所述驱动机构可以直接安装于车辆的外轮轴18上，在内轮轴相对于外轮轴带动轮毂、转盘旋转时，驱动机构的位置不变，进而带动转盘转动。

本技术方案的使用原理为：在车辆行驶过程中，电磁离合机构断开，转盘与车辆的轮毂不连接；在车辆需要起步辅助时，电磁离合机构导通，转盘与车辆的轮毂连接，距离传感器实时测量所在的驱动机构与壁面之间的距离，距离满足预设条件的驱动机构的卡接机构进入解锁状态，推杆持续伸长并挤压凸起部，利用杠杆原理推动转盘转动一定角度，弹簧到达行程极限后推杆保持伸长状态，其余的驱动机构在距离满足预设条件后，依次进入解锁状态，最终驱动转盘转动至所需的角度，之后车辆切换至发动机驱动行驶，电磁离合机构断开；车辆行驶过程中减速时，电磁离合机构导通，轮毂带动转盘转动，转动的转盘的凸起部在经过伸长的驱动机构时，将驱动机构的推杆顶入至套筒内，完成驱动机构的储能，同时驱动机构反作用于凸起部，辅助车辆减速。

在部分实施例中，如图5所示，电磁离合机构包括连接至转盘1的第一磁极19、连接至轮毂22的第二磁极21、以及电磁线圈20；车辆行驶状态下，电磁线圈关断，第一磁极19与第二磁极21分离；车辆减速状态下或者辅助起步状态下，电磁线圈导通，第一磁极19与第二磁极21结合，其中，在所述减速状态下，所述凸起部3经过卡接机构处于解锁状态的驱动机构14时，推动卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态，在所述辅助起步状态下，距离满足预设条件的驱动机构14的卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态。

在部分实施例中，如图4所示，驱动腔11的壁面上还设置有凹陷部13，所述凹陷部13与凸起部12交替设置。凸起部与凹陷部的交替设置，增大了推动面，延长了滚轮能够对转盘产生推动作用的行程，提高了驱动机构的推动效果。凸起部和凹陷部的内壁均为驱动腔的壁面。在一个或多个实施例中，解锁状态下的驱动机构达到行程极限时，滚轮与凹陷部的底端接触，使得卡接机构处于解锁状态下的驱动机构的滚轮在首次挤压凸起部后，能够始终与凸起部和凹陷部接触，也即滚轮沿驱动腔的壁面滑动。

在部分实施例中，所述预设条件为：所述距离小于预设值且在一段时间内所述距离逐渐增大。同一距离传感器的测量时间段可设置为t1，当在t1的时段内采集的距离值增大时，则表明驱动机构正对凸起部的推动面，此时，进一步判断距离是否小于预设值，只有确定距离小于预设值时，方才控制驱动机构切换至工作状态，因为当距离值过大时，虽然距离在持续增加，但驱动机构对推动面的作用力非常小，若不能及时收回，则可能阻挡下一个凸起部。

实施例3：

如图8所示的车辆起步辅助系统，其特征在于，包括前述任一种车辆起步助力装置，还包括控制模块和分析模块，其中：

所述控制模块用于在接收起步辅助信号后控制电磁离合机构连接，采集各距离传感器9的距离信息，并将所述距离信息发送至分析模块，根据分析模块的判断结果控制相应的驱动机构14的卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态，解锁的驱动机构14推动转盘10转动；在接收动力切换信号后，控制电磁离合机构断开，车辆正常行驶；在接收减速信号后，控制电磁离合机构连接，转盘10在轮毂22的带动下转动，转盘10上的凸起部12经过卡接机构为解锁状态的驱动机构14时，推动卡接机构至锁紧状态；

所述分析模块用于根据距离信息判断转盘10的初始状态，以及在初始状态下驱动转盘10所需将卡接机构切换至解锁状态的一个或多个驱动机构14，并在辅助起步状态下，根据距离信息判断各驱动机构14的卡接机构是否满足切换至解锁状态的预设条件并形成判断结果。

为便于说明，如图4、图6和图7所示，围绕转盘10的圆心均匀分布有八个驱动机构，八个驱动机构上均设置有距离传感器以测量驱动机构与驱动腔11壁面的距离。驱动腔上等间距设置有第一凸起部121、第二凸起部122和第三凸起部123。

车辆需要起步辅助时，控制模块接收到车辆的起步辅助信号后控制电磁离合机构连接，同时接收各距离传感器的距离信息，并将距离信息发送至分析模块。分析模块接收到各距离信息后，调取数据库内预先测定的工作表，根据同一起步助力装置中各驱动机构对应的距离值，得到转盘的初始位置，并根据初始位置，分析推动转盘顺时针或者逆时针转动时所需的切换卡接机构状态的驱动机构，将对应的驱动机构编号发送给控制模块。本实施例中，如图6所示，满足预设条件的驱动机构为第一驱动机构141和第二驱动机构142。分析模块将第一驱动机构141和第二驱动机构142的编号发送给控制模块后，控制模块控制两个驱动机构的卡接机构的电磁阀导通，卡接机构切换至解锁状态，滚轮持续挤压第一凸起部121和第二凸起部122，推动车辆转动一定角度至图7所示的第二状态。

转盘转动过程中，控制模块实时采集各距离传感器采集的距离信息，并将距离信息发送至分析模块。分析模块接收到距离信息后，判断各驱动机构在一段时间内与驱动腔壁面的距离是否持续增大，若是，则向控制模块发送驱动机构的编号，控制模块控制该驱动机构的卡接机构切换至解锁状态。如图7所示，在达到第二状态后，第一驱动机构141和第二驱动机构142保持伸长状态，第三驱动机构143和第四驱动机构144达到了预设条件，控制模块向第三驱动机构143和第四驱动机构144发送控制信号，两个驱动机构的卡接机构切换至解锁状态，并推动转盘继续逆时针旋转一定角度。重复上述步骤，直至转盘旋转至所需角度后，起步助力完成，车辆切换至发动机驱动，控制模块同步接收到动力切换信号，并控制电磁线圈20断开，第一磁极19和第二磁极21分离，车辆由发动机驱动正常行驶。

在车辆减速时，控制模块接收到减速信号后，控制电磁线圈20通电，第一磁极19和第二磁极21结合，转盘10和轮毂22连接，转盘在轮毂的带动下转动，转盘上的凸起部经过卡接机构为解锁状态的驱动机构时，例如第一至第四驱动机构，推动卡接机构至锁紧状态，从而实现驱动机构的储能。

在部分实施例中，系统还包括角度传感器，所述角度传感器用于测量转盘的转动角度，并将采集到的角度信息发送至控制模块，所述控制模块将角度信息发送至分析模块，经分析模块比对当前角度与预设角度后，根据判断结果确定是否控制电磁离合机构断开。在部分实施例中，如图5所示，角度传感器安装于内轮轴17上。

本文中所使用的“第一”、“第二”等(例如第一弹簧、第二弹簧，第一驱动机构、第二驱动机构等)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于车辆起步辅助装置的储能式驱动机构，其特征在于，包括套筒(1)，所述套筒(1)内设置有第一弹簧(3)，所述第一弹簧(3)上连接有能够相对套筒(1)滑动的推杆(2)，所述套筒(1)上设置有卡接机构，所述卡接机构包括锁紧状态和解锁状态，在所述锁紧状态下，所述卡接机构卡接推杆(2)，第一弹簧(3)处于压缩状态，在所述解锁状态下，所述卡接机构与推杆(2)分离，推杆(2)在第一弹簧(3)的作用下延伸至套筒(1)外部。

2.根据权利要求1所述的储能式驱动机构，其特征在于，所述推杆(2)上设置有转轴(7)，所述转轴(7)上设置有可转动的滚轮(8)，所述滚轮(8)用于挤压所述起步辅助装置的推动面。

3.根据权利要求1所述的储能式驱动机构，其特征在于，所述推杆(2)上设置有卡槽(4)，所述卡接机构包括电磁阀(5)和卡凸(6)，在所述电磁阀(5)导通时，所述卡凸(6)能够移出卡槽(4)，卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态，在所述电磁阀(5)关断且卡槽(4)经过卡凸(6)时，所述卡凸(6)卡入至卡槽(4)中，卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态。

4.根据权利要求3所述的储能式驱动机构，其特征在于，所述卡凸(6)包括铰链连接的第一卡凸(61)和第二卡凸(62)，所述第一卡凸(61)的活动端和第二卡凸(62)的活动端之间连接有第二弹簧(63)；在锁紧状态下，第一卡凸(61)和第二卡凸(62)在第二弹簧(63)的作用下相互靠近并卡入卡槽(4)中，在解锁状态下，第一卡凸(61)和第二卡凸(62)在电磁阀(5)的作用下相互远离并移出卡槽(4)。

5.车辆起步辅助装置，其特征在于，包括转盘(10)，所述转盘(10)通过电磁离合机构连接至车辆的轮毂(22)，所述转盘(10)上设置有驱动腔(11)，所述驱动腔(11)的壁面上设置有若干凸起部(12)，所述驱动腔(11)内设置有若干如权利要求1～4中任一项所述的驱动机构(14)，所述驱动机构(14)上设置有距离传感器(9)，所述距离传感器(9)用于采集驱动机构(14)与驱动腔(12)的壁面之间的距离，当所述距离满足预设条件时，所述距离传感器(9)所在的驱动机构(14)的卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态，所述推杆(2)延伸至套筒(1)的外部并持续挤压凸起部(12)以驱动转盘(1)转动，直至第一弹簧(3)达到行程极限或者驱动机构(14)的卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态。

6.根据权利要求5所述的车辆起步辅助装置，其特征在于，所述电磁离合机构包括连接至转盘(1)的第一磁极(19)、连接至轮毂(22)的第二磁极(21)、以及电磁线圈(20)；车辆行驶状态下，电磁线圈关断，第一磁极(19)与第二磁极(21)分离；车辆减速状态下或者辅助起步状态下，电磁线圈导通，第一磁极(19)与第二磁极(21)结合，其中，在所述减速状态下，所述凸起部(3)经过卡接机构处于解锁状态的驱动机构(14)时，推动卡接机构由解锁状态切换至锁紧状态，在所述辅助起步状态下，距离满足预设条件的驱动机构(14)的卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态。

7.根据权利要求5所述的车辆起步辅助装置，其特征在于，所述驱动腔(11)的壁面上还设置有凹陷部(13)，所述凹陷部(13)与凸起部(12)交替设置。

8.根据权利要求5～7中任一项所述的车辆起步辅助装置，其特征在于，所述预设条件为：所述距离小于预设值且在一段时间内所述距离逐渐增大。

9.车辆起步辅助系统，其特征在于，包括权利要求5～8中任一项所述的车辆起步助力装置，还包括控制模块和分析模块，其中：

所述控制模块用于在接收起步辅助信号后控制电磁离合机构连接，采集各距离传感器(9)的距离信息，并将所述距离信息发送至分析模块，根据分析模块的判断结果控制相应的驱动机构(14)的卡接机构由锁紧状态切换至解锁状态，解锁的驱动机构(14)推动转盘(10)转动；在接收动力切换信号后，控制电磁离合机构断开，车辆正常行驶；在接收减速信号后，控制电磁离合机构连接，转盘(10)在轮毂(22)的带动下转动，转盘(10)上的凸起部(12)经过卡接机构为解锁状态的驱动机构(14)时，推动卡接机构至锁紧状态；

所述分析模块用于根据距离信息判断转盘(10)的初始状态，以及在初始状态下驱动转盘(10)所需将卡接机构切换至解锁状态的一个或多个驱动机构(14)，并在辅助起步状态下，根据距离信息判断各驱动机构(14)的卡接机构是否满足切换至解锁状态的预设条件并形成判断结果。

10.根据权利要求9所述的车辆起步辅助系统，其特征在于，还包括角度传感器，所述角度传感器用于测量转盘(10)的转动角度，并将采集到的角度信息发送至控制模块，所述控制模块将角度信息发送至分析模块，经分析模块比对当前角度与预设角度后，根据判断结果确定是否控制电磁离合机构断开。

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