TWI635973B - 動力回收輔助裝置 - Google Patents

Abstract

一種動力回收輔助裝置，用以解決習知煞車系統無法回收煞車能的問題。係包含：一調速組件，設有一變速構件，具有一接收端及一穩速端；一產能件，具有一第一輸入端及一第一輸出端，該第一輸入端與該穩速端相連接；一儲能件，具有一第二輸入端及一第二輸出端，該第二輸入端與該第一輸出端相連接；及一動力件，件具有一進能端及一第三輸出端，該進能端與該第二輸出端相連接。

Description

動力回收輔助裝置

本發明係關於一種動力回收輔助裝置，尤其是一種可回收煞車能的動力回收輔助裝置。

現今運輸載具常見的動力來源是引擎，引擎是將汽油或電等轉換為機械能作為輸出動力。

駕駛在行駛車輛時，車輛的車速會依據車流量、交通號誌或路面狀況而會有所改變，行車狀況順暢時的車速較高，當車流量變多時，駕駛常會藉由煞車來減慢車速，以維持行車安全距離；或是前方路面有坑洞時，駕駛也會藉由煞車來減慢車速，以降低車輛的震動。尤其駕駛在市區行駛車輛時，常常會因為路況的變化而需要煞車及重新加速。

然而，目前車輛的煞車系統中並無可回收煞車能的功能，故駕駛進行煞車時，原本車輛的動能只會完全地被浪費掉。又，再重新加速時，若車輛是從靜止狀態起步，車輛將因需要耗費較多的能量來克服靜摩擦力才能再移動，使得整體行車耗能難以下降。

有鑑於此，習知的煞車系統確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明提供一種動力回收輔助裝置，可以將運輸載具煞車減速所產生的煞車能回收儲存，以作為輔助運輸載具下一次加速時的動力。

本發明以下所述方向性或其近似用語，例如「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明所述之「齒輪比」，係指變速系統的輸入端與輸出端之齒數或周長的比值，係本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解。

本發明的動力回收輔助裝置，包含：一調速組件，設有一變速構件，該變速構件具有一接收端及一穩速端，該變速構件設有一第一離合件及一第二離合件，該第一離合件的兩端分別直接或間接地連接一腳煞車踏板與該接收端的其中一側，該第二離合件的兩端則分別直接或間接地連接一運輸載具的車輪轉軸與該接收端的另一側，用以使該調速組件得以於該運輸載具的腳煞車踏板作用時同時啟動；一空壓機，該空壓機具有一第一輸入端及一第一輸出端，該第一輸入端與該穩速端相連接；一氣瓶，該氣瓶具有一第二輸入端及一第二輸出端，該第二輸入端與該第一輸出端相連接；及一氣動馬達，該氣動馬達具有一進能端及一第三輸出端，該進能端與該第二輸出端相連接。

據此，本發明的動力回收輔助裝置，可以將運輸載具煞車減速所產生的煞車能回收儲存，以作為輔助運輸載具下一次加速時的動力，從而降低整體行車所需耗能，達到節能的功效。尤其是，本發明的動力回收輔助裝置可藉由該調速組件使輸入該產能件的轉速變化較平緩，以達到更進一步提升煞車能回收效率的功效。

其中，該變速構件可選用為一連續無段變速箱，使轉速變化更為平順，且可依據輸入轉速而自動調節輸出轉速。

其中，該變速構件具有一初始齒輪比，該初始齒輪比小於1，以由該變速構件的穩速端放大輸出扭力，可較易驅使該產能件啟動。

其中，該變速構件之接收端於輸入軸方向相對該接收端具有兩側，該調速組件之第一離合件及該第二離合件至少一設於該接收端之任一側；該離合件可使該調速組件於行駛中不與該運輸載具作用，故該運輸載具所需消耗的動力將不會隨時受到該調速組件牽動而增加。

本發明的動力回收輔助裝置可另包含一控制模組，該控制模組設於該氣瓶與該氣動馬達之間，用以控制該氣瓶的第二輸出端或該氣動馬達的進能端的開啟或關閉，以便控制儲存在該氣瓶中的能源能適時地對該氣動馬達提供輔助動力，防止浪費該氣瓶中所儲存的能源，及提升操作安全性。

其中，該氣動馬達的第三輸出端與一變速件連接，藉以調整該第三輸出端的轉速及扭力，例如使該氣動馬達的輸出扭力增加，達到提升輔助動力之功效。

其中，該氣瓶設有一過載保護部連通該氣瓶的內部與外部；該過載保護部可洩出該氣瓶中多餘的能量，使該氣瓶不會過載而有危險，有助提升使用安全性。

〔本發明〕

1‧‧‧調速組件

11‧‧‧變速構件

111‧‧‧接收端

112‧‧‧穩速端

12‧‧‧第一離合件

13‧‧‧第二離合件

2‧‧‧產能件(空壓機)

21‧‧‧第一輸入端

22‧‧‧第一輸出端

3‧‧‧儲能件(氣瓶)

31‧‧‧第二輸入端

32‧‧‧第二輸出端

33‧‧‧過載保護部

4‧‧‧動力件(氣動馬達)

41‧‧‧進能端

42‧‧‧第三輸出端

43‧‧‧變速件

5‧‧‧控制模組

R1‧‧‧第一轉速

R2‧‧‧第二轉速

R1’‧‧‧第三轉速

R2’‧‧‧第四轉速

W‧‧‧車輪轉軸

W’‧‧‧車輪轉軸

B‧‧‧腳煞車踏板

F‧‧‧油門

第1圖：本發明一實施例的結構示意圖。

第2a圖：本發明一實施例之變速構件的高轉速變速示意圖。

第2b圖：本發明一實施例之變速構件的低轉速變速示意圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1圖，其係本發明動力回收輔助裝置的較佳實施例，該動力回收輔助裝置大致上包含一調速組件1、一產能件2、一儲能件 3及一動力件4。該調速組件1與該產能件2相連接，該產能件2另與該儲能件3相連接，該儲能件3另與該動力件4相連接。

該調速組件1包括一變速構件11，該變速構件11具有一接收端111及一穩速端112，該接收端111可直接或間接地連接一運輸載具的車輪轉軸W(例如車輛的後輪轉軸)，該穩速端112則與該產能件2相連接。據此，該變速構件11可以依據開始煞車時該車輪轉軸W的轉速改變齒輪比，使該穩速端112的輸出轉速能大致上維持平穩，以對該產能件2輸入相對穩定的轉速，有助提升該產能件2的產能效率。

另，該變速構件11之接收端111於輸入軸方向相對該接收端111具有兩側。該調速組件1還可以設有一第一離合件12及一第二離合件13，該第一離合件12的兩端分別直接或間接地連接一腳煞車踏板B與該接收端111的其中一側，該第二離合件13的兩端則分別直接或間接地連接該運輸載具的車輪轉軸W與該接收端111的另一側，使該調速組件1得以於該腳煞車踏板B作用時才同時啟動，故該運輸載具的車輪轉軸W所需消耗的動力將不會隨時受到該調速組件1牽動而增加。

該產能件2可接收來自該調速組件1的輸入轉速而運轉產生能源。該產能件2具有一第一輸入端21及一第一輸出端22，該第一輸入端21可與該調速組件1的穩速端112連接，使該穩速端112的轉速可傳遞至該第一輸入端21，讓該產能件2開始運作。該產能件2可為一發電機或一空壓機，本發明例如但不限制地選用一空壓機，該產能件2經運作能產生一壓縮氣體，該第一輸出端22連接該儲能件3，使該壓縮氣體可儲存於該儲能件3。

值得注意的是，若該產能件2所接受到的輸入轉速過低，該產能件2將因運作效率過低而形同虛設；相對地，若輸入轉速過高，則可能會造成該產能件2過載而降低使用壽命。為此，本發明在該產能件2的 前端設置有前述的變速構件11，由該變速構件11調節該車輪轉軸W的轉速，以對該產能件2提供一相對穩定的轉速變化範圍，使該產能件2可以有效產能的運作時間延長。

詳言之，請同時參照第1及2a、2b圖，該變速構件11的接收端111受該車輪轉軸W帶動而有一第一轉速R1，經煞車減速作用，該第一轉速R1會下降至一第二轉速R2，從該第一轉速R1變化至該第二轉速R2會有一有效運作時間，該有效運作時間係指經該調速組件1作用後的轉速，可供該產能件2有效運作的時間。該第一轉速R1經該調速組件1作用，於該穩速端112有一第三轉速R1’；該第二轉速R2經該調速組件1作用，於該穩速端112有一第四轉速R2’。

其中，於該有效運作時間中，該調速組件1的齒輪比隨該接收端111的轉速降低而增加。且於該有效運作時間中，該第三轉速R1’至該第四轉速R2’的轉速變動範圍相對該第一轉速R1至該第二轉速R2的轉速變動範圍穩定；亦即，即使該第一轉速R1對該產能件2而言為過高的轉速，以及該第二轉速R2對該產能件2而言為過低的轉速，本發明都能藉由該調速組件1的變速功能，將該過高的第一轉速R1降低，及提升該過低的第二轉速R2，以對該產能件2持續提供適當的輸入轉速，使該產能件2在該有效運作時間中都能正常運作並持續產能。

於本實施例中，該變速構件11可選用一連續無段變速箱，使轉速的變化更為平順，且可依據輸入轉速而自動調節輸出轉速。又，該變速構件11具有一初始齒輪比，並較佳選擇使該初始齒輪比小於一，以由該變速構件11的穩速端112放大輸出扭力，可較易驅使該產能件2啟動。

請再參照第1圖，該儲能件3可儲存該產能件2所產生的能源，並於適當時機輸出。該儲能件3具有一第二輸入端31及一第二輸出端32，該第二輸入端31與該產能件2的第一輸出端22連接，該第二輸出端 32與該動力件4連接。該儲能件3依據該產能件2可選用不同的容置裝置，例如該產能件2選用一發電機時，該儲能件3可選用一充電電池；該產能件2選用一空壓機時，該儲能件3則可選用一氣瓶。本實施例中例如但不限制地選用一氣瓶，其好處是該氣瓶維護較容易。此外，該儲能件3還可以設有一過載保護部33。該過載保護部33例如但不限制地可選用一洩壓閥，使該儲能件3可以在其內部氣體儲存過多時，讓過多的氣體可以通過該過載保護部33排出，以自動調節壓力，使該儲能件3能維持適當的工作壓力，提升使用安全性。

該動力件4可將該儲能件3的能源轉換成動力，輔助該運輸載具加速。該動力件4具有一進能端41及一第三輸出端42，該進能端41與該儲能件3的第二輸出端32相連接，該第三輸出端42可直接或間接地與另一車輪轉軸W’(例如車輛的前輪轉軸)連接。該動力件4另可配合該儲能件3選用相符之元件，如該儲能件3為充電電池時，該動力件4可選用電動馬達，該儲能件3為氣瓶時，該動力件4則可選用氣動馬達。該第三輸出端42還可以由一變速件43間接地連接至該車輪轉軸W’，藉此以調整該第三輸出端42的轉速及扭力，以符合輔助動力的需求；該變速件43可選用一齒輪組，於本發明中不予以限制。

較佳地，該動力回收輔助裝置還可以設有一控制模組5，該控制模組5可以設於該儲能件3與該動力件4之間，用以控制該儲能件3的第二輸出端32或該動力件4的進能端41的開啟或關閉，以便控制儲存在該儲能件3中的能源能適時地對該動力件4提供輔助動力，防止浪費該儲能件3中所儲存的能源，及提升操作安全性。於本實施例中，該控制模組5可與該運輸載具的一油門F連接，以於使用者踩踏該油門F時，才由該控制模組5控制該儲能件3的第二輸出端32開啟以對該動力件4供給輔助動力。

請參照第1、2a、2b圖，據由前述結構，本發明之動力回收輔助裝置是在該運輸載體運轉的情形下，以踩踏該腳煞車踏板B來啟動。該腳煞車踏板B觸發該第一離合件12及該第二離合件13，使該轉動的輪胎經由該輪胎轉軸W將轉速傳動至該變速構件11的接收端111，並經由該變速構件11的變速功能，於該第一轉速R1下降至該第二轉速R2的有效運作時間內，使該變速構件11的穩速端112的轉速能從該第三轉速R1’變化至該第四轉速R2’，且該第三轉速R1’變化至該第四轉速R2’的轉速變動範圍相對平緩，使該產能件2能正常運作以產生能源的時間加長，且產能速度穩定，以提升該產能件2的運作效率。

該產能件2所產生的能源可儲存至該儲能件3，以完成煞車能的回收。待駕駛欲重新加速時，該儲能件3即可由其第二輸出端32向該動力件4的進能端41供給能源，使該動力件4之第三輸出端42可提供一扭力於該運輸載具的車輪轉軸W’，以對該運輸載具增加引擎之外的一個輔助動力，從而降低整體行車所需耗能，達到節能的功效。

綜上所述，本發明的動力回收輔助裝置，可以將運輸載具煞車減速所產生的煞車能回收儲存，以作為輔助運輸載具下一次加速時的動力，從而降低整體行車所需耗能，達到節能的功效。尤其是，本發明的動力回收輔助裝置可藉由該調速組件使輸入該產能件的轉速變化較平緩，以達到更進一步提升煞車能回收效率的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (7)

1. 一種動力回收輔助裝置，包含：一調速組件，設有一變速構件，該變速構件具有一接收端及一穩速端，該變速構件設有一第一離合件及一第二離合件，該第一離合件的兩端分別直接或間接地連接一腳煞車踏板與該接收端的其中一側，該第二離合件的兩端則分別直接或間接地連接一運輸載具的車輪轉軸與該接收端的另一側，用以使該調速組件得以於該運輸載具的腳煞車踏板作用時同時啟動；一空壓機，該空壓機具有一第一輸入端及一第一輸出端，該第一輸入端與該穩速端相連接；一氣瓶，該氣瓶具有一第二輸入端及一第二輸出端，該第二輸入端與該第一輸出端相連接；及一氣動馬達，該氣動馬達具有一進能端及一第三輸出端，該進能端與該第二輸出端相連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之動力回收輔助裝置，其中，該變速構件為一連續無段變速箱。
3. 如申請專利範圍第1項所述之動力回收輔助裝置，其中，該變速構件具有一初始齒輪比，該初始齒輪比小於1。
4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之動力回收輔助裝置，其中，該變速構件之接收端於輸入軸方向相對該接收端具有兩側，該調速組件之第一離合件及該第二離合件至少一設於該接收端之任一側。
5. 如申請專利範圍第1項所述之動力回收輔助裝置，另包含一控制模組，該控制模組設於該氣瓶與該氣動馬達之間，用以控制該氣瓶的第二輸出端或該氣動馬達的進能端的開啟或關閉。
6. 如申請專利範圍第1項所述之動力回收輔助裝置，其中，該氣動馬達的 第三輸出端與一變速件連接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之動力回收輔助裝置，其中，該氣瓶設有一過載保護部。