实施方案
[0017] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0018] 汽车所采用的悬架系统1采用齿轮齿条式结构,齿条22与簧上质量19相连,与之啮合的是齿轮组A2一端的小齿轮,另一端的大齿轮与齿轮B3啮合,其中齿轮B3与电磁离合器A4的同轴相连,电磁离合器的另一端与齿轮C5同轴相连,同时齿轮C5与齿轮D6相啮合,齿轮D6同时与电机和电磁离合器B7同轴相连,电磁离合器B的另一端与齿轮E8同轴相连,而齿轮E8通过链条18与车轮轴齿轮9相连,这样就组成了悬架振动能量与车轮制动能量的传递系统。
[0019] 电机的一端连接整流器11,整流器11的输出端与滤波器12输入端相连,滤波器12的输出端与稳压器13的输入端相连,稳压器13的输出端与蓄能系统14相连,同时蓄能系统14又与逆变器15相连,逆变器15的另一端与集成电机10的另一端相连,所述的各模块就能回收到的能量经电机转化为交流电,所产生交流电依次经整流器11、滤波器12、稳压器13后转化为适合电压的直流电输入蓄能系统14进行能量储存,在需要释放时可以经过逆变器15转化为合适的三相交流带动集成电机10运转,实现电能到机械能的转化。
[0020] 电子控制单元可以采用单片机,其输入端接收悬架系统信号a、制动踏板传感器信号d、加速踏板传感器信号b、发动机信号c以及蓄能系统e的信号,用以识别汽车的运行状态与驾驶员的操作意图;电子控制单元的输出端分别与电磁离合器A和电磁离合器B连接,通过对这组电磁离合器的开闭实现能量的储存与释放,以及控制汽车制动时的车身姿态。
[0021] 悬架系统1采用齿轮齿条机构,其中齿条22与簧上质量19连接,齿轮组A2一端为小齿轮,与悬架系统1的齿条22相啮合,另一端为大齿轮,与齿轮B3相啮合,齿轮组A2与簧下质量连接,齿轮B3与电磁离合器A4连接。
[0022] 下面结合附图对本发明具体实施过程作进一步说明。
[0023] 由路面不平的激励以及复杂的道路工况引起簧上质量(车身)与簧下质量(车轮)之间产生相对运动,从而引起悬架系统1产生振动,由于所采用悬架系统为齿轮齿条式结构,其中齿条22与簧上质量19连接,故在车身与车轮相对运动过程中,齿条22和与之相啮合的齿轮组A2的小端齿轮产生相对运动,从而大端齿轮带动与之相啮合的齿轮B3转动,在汽车正常行驶过程中,电磁离合器A4在电控单元16的控制信号f作用下保持结合状态,这样,作用到齿轮B3的转矩便可以通过电磁离合器A4带动与之同轴的齿轮C5转动,由于齿轮C5与齿轮D6啮合,故齿轮D6此时也随之运转,并带动与之同轴的集成电机10的转子转动,集成电机10此时以发电机的形式工作,将振动能量转化为三相交流电,所产生的交流电首先经过整流器11被转变为直流,然后由滤波器12滤去减小脉动直流中的交流成分,在通过稳压器13进行稳压后,所产生的电能便可以被蓄能系统14储存起来,由于在汽车正常行驶过程中,电磁离合器B7在控制信号g处于常分离状态,故悬架振动不会通过该装置干扰到车轴运动。
[0024] 在汽车制动时,电控单元16接收到制动踏板传感器信号d,通过电磁离合器B7控制信号信号g使电磁离合器B7闭合,此时,汽车制动时的能量就可以一次经过车轮17、车轮轴齿轮9、链条18、齿轮E8、电磁离合器B7、齿轮D6传到集成电机10,集成电机10此时以发电机的形式工作,将振动的能力转化为三相交流电,所产生的交流电首先经过整流器11被转变为直流,然后由滤波器12滤去减小脉动直流中的交流成分,在通过稳压器13进行稳压后,所产生的电能便可以被蓄能系统14储存起来;另一方面,有一部分制动能量经过齿轮D6、齿轮C5、电磁离合器A4、齿轮B3以及齿轮组A2传递给悬架系统1,对蓄能悬架进行主动控制,减小汽车制动时车身的“制动点头”现象,电控单元16接收悬架系统信号a,并根据电磁离合器B控制信号g检测电磁离合器B7是否结合,若结合,且车身姿态满足要求时,则电磁离合器A4接收到其控制信号f而分离,中断制动能量向悬架系统的传递,制动能量被系统转化为电能进行回收;当不满足条件时,电磁离合器A4重新闭合,接收部分制动能量进行主动控制,调整车上姿态。
[0025] 当汽车加速(或启动)时,电控单元16会对加速踏板传感器信号b(或发动机启动信号c)以及蓄能系统信号e进行接受判断,若蓄能系统能量足够,此时电控单元16根据信号向两个电磁离合器发出指令,使电磁离合器A4断开,而使电磁离合器B7闭合,蓄能系统14储存的电能经过逆变器15将直流电转化为三相交流电驱动集成电机10运转,此时其以电动机的形式工作,从而将转矩经过电磁离合器B7传递给车轮,驱动车轮运动,当蓄能系统能量不足时,电磁离合器B7分离,此时,电控单元16根据电磁离合器B7的分离信号,发出指令控制电磁离合器A4接合。
[0026] 电磁离合器A4在两种情况下处于分离状态:①、汽车制动时,电磁离合器B7接合且车身悬架系统信号a满足车身姿态要求;②、汽车加速(或启动)时,电磁离合器B7接合,蓄能系统14能量满足设定的最小值条件,其余条件下保持接合状态。
[0027] 电磁离合器B7在两种情况下处于接合状态:①、汽车制动时;②、汽车加速(或启动)时,蓄能系统14能量大于设定值,电能转化为机械能驱动车轮运转,其余条件下保持分离状态。
[0028] 通过这样一个过程,系统就能有效地回收汽车在行驶过程中的悬架振动能量和制动能量,降低燃油消耗,减少废气排放;在汽车制动过程中,能够有效地利用制动能量进行车身姿态的控制,减少制动时车身的质量转移,提高了乘坐舒适性和制动安全性;悬架振动过程中,通过与齿条相啮合的悬架的惯性能作用,能够缓和悬架振动时的冲击。