專利名稱：電力活塞驅(qū)動式電動車的下坡制動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力活塞電動機(jī)驅(qū)動的電動車的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種電力活塞驅(qū)動式電動車的下坡制動方法。
背景技術(shù)：
中國專利文獻(xiàn)CN101860168A公開了一種電力發(fā)動機(jī)，其把傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)供氣、供油、排氣、點(diǎn)火系統(tǒng)去掉，用電磁鐵組件替代，活塞內(nèi)部嵌入永久磁鐵，然后通過控制電磁鐵線圈的電流方向來控制活塞在缸內(nèi)上下位移，活塞經(jīng)連桿曲軸機(jī)構(gòu)對外輸出動力。該電力發(fā)動機(jī)適用于汽車、摩托車等交通工具。 類似上述技術(shù)方案的專利文獻(xiàn)，還有CN1996724A、CN1255767A、CN200990555Y等。上述現(xiàn)有技術(shù)中的電力活塞式電動機(jī)的不足之處在于通過頻繁切換流經(jīng)電磁鐵線圈的電流方向來改變電磁鐵的磁極性，從而控制電磁鐵與活塞的作用力的方向，進(jìn)而控制活塞的往復(fù)位移；但在實(shí)際實(shí)施過程中，由于電磁鐵線圈的電流方向不能瞬時(shí)改變，導(dǎo)致無法確保電動機(jī)的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性。因此，采用切換流經(jīng)電磁鐵線圈的電流方向來改變電磁鐵的磁極性，從而控制活塞的位移方向的技術(shù)方案，不具有實(shí)用性。為解決上述技術(shù)問題，中國專利文獻(xiàn)CN101697445A公開了一種電動機(jī)，其采用一對上下設(shè)置的勵(lì)磁線圈交替導(dǎo)電，以使活塞往復(fù)位移。但在實(shí)際實(shí)施過程中，由于勵(lì)磁線圈的電流不能瞬時(shí)改變，且上下勵(lì)磁線圈存在互相串?dāng)_和磁性中和等原因，該方案也無法確保電動機(jī)的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性。如何提高電力活塞式電動機(jī)的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性，是本領(lǐng)域要解決的技術(shù)問題。此外，現(xiàn)有的電動車常采用電機(jī)直接驅(qū)動車輪，將現(xiàn)有的汽柴油機(jī)動車改裝成采用電機(jī)直接驅(qū)動的電動車，成本較高、工序繁瑣且不易實(shí)現(xiàn)。如何將現(xiàn)有的汽柴油機(jī)動車中的汽柴油發(fā)動機(jī)直接換成電動式，并利用原有機(jī)動車中的飛輪、離合器、變速箱等直接驅(qū)動機(jī)動車的傳動系統(tǒng)，是本領(lǐng)域要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、適于下坡制動的電力活塞驅(qū)動式電動車。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電力活塞驅(qū)動式電動車的下坡制動方法，該電力活塞驅(qū)動式電動車包括電力活塞電動機(jī)、連接于電力活塞電動機(jī)中的曲軸上的飛輪、設(shè)于飛輪上的離合器、與離合器的輸出軸相連的變速箱、與變速箱的輸出軸傳動連接的車輛傳動系統(tǒng)；飛輪外緣的齒圈與一啟動系統(tǒng)的驅(qū)動齒輪哨合；所述電力活塞電動機(jī)包括多個(gè)缸體、設(shè)于缸體內(nèi)的由永磁體制成的活塞和用于將各活塞與所述曲軸傳動連接的連桿；曲軸設(shè)于各缸體的下方；所述缸體的上端設(shè)有與缸體同軸心線的電磁鐵，電磁鐵的線圈與一線圈驅(qū)動電路相連；所述線圈驅(qū)動電路與一CPU單元相連；所述電磁鐵設(shè)于由CPU單元控制的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上；鄰 近缸體的上、下止點(diǎn)處分別設(shè)有與CPU單元相連的上、下行程開關(guān)，缸體的底部設(shè)有與所述CPU單元相連的霍爾傳感器；CPU單元還連接有車輛坡度傳感器、用于檢測調(diào)速踏板或手把位置的調(diào)速傳感器。上述電力活塞驅(qū)動式電動車的下坡制動方法,包括電動車啟動時(shí),采用所述啟動系統(tǒng)驅(qū)動所述飛輪并使所述曲軸轉(zhuǎn)動，所述CPU單元通過各缸體底部的霍爾傳感器檢測各活塞的位移方向；若測得一缸體內(nèi)的活塞正向下位移，則所述CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向該缸體上方的電磁鐵的線圈提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，活塞因來自電磁鐵的下斥力而在該缸體內(nèi)加速下移；若測得一缸體內(nèi)的活塞正向上位移，則所述CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向該缸體上方的電磁鐵的線圈提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，活塞因來自電磁鐵的上吸力而在該缸體內(nèi)加速上移；待各電磁鐵的線圈得電后，斷開所述啟動系統(tǒng)并保持各線圈中的電流方向不變；同時(shí)，當(dāng)所述CPU單元通過所述下行程開關(guān)測得一缸體內(nèi)的活塞即將到達(dá)該缸體的下止點(diǎn)時(shí)，CPU單元通過所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞已到達(dá)下止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，活塞因來自電磁鐵的上吸力而開始在該缸體內(nèi)向上位移；當(dāng)所述CPU單元通過所述上行程開關(guān)測得一缸體內(nèi)的活塞即將到達(dá)該缸體的上止點(diǎn)時(shí)，CPU單元通過所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線反向旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞已到達(dá)上止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，活塞因來自電磁鐵的下斥力而開始向下位移；如此反復(fù)，從而使各活塞經(jīng)相應(yīng)的連桿驅(qū)動所述曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動所述飛輪輸出正扭矩，飛輪通過離合器、變速箱驅(qū)動車輛傳動系統(tǒng)，從而驅(qū)動電動車；同時(shí)，CPU單元通過調(diào)速傳感器檢測調(diào)速踏板或手把的位置，進(jìn)而控制各線圈的電流大小，從而實(shí)現(xiàn)車速控制；在測得調(diào)速踏板或手把已被松開時(shí)，CPU單元控制所述線圈驅(qū)動電路停止向各線圈供電。當(dāng)CPU單元通過所述車輛坡度傳感器測得當(dāng)前車輛處于下坡道上且坡度大于陡坡值，同時(shí)測得調(diào)速踏板或手把已被松開時(shí)，CPU單元啟動電動機(jī)制動程序，即CPU單元通過所述霍爾傳感器檢測各活塞的位移方向，若測得一活塞正向下位移，則CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向?qū)?yīng)的線圈提供相應(yīng)方向的電流，以使相應(yīng)的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，以降低活塞的下移速率，從而制動所述曲軸；若測得一活塞正向上位移，則CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向?qū)?yīng)的線圈提供相應(yīng)方向的電流，以使相應(yīng)的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，以降低活塞的上移速率，從而制動所述曲軸；在所述曲軸未停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若CPU單元通過所述下行程開關(guān)測得該活塞即將到達(dá)該缸體的下止點(diǎn)，則CPU單元通過所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線旋轉(zhuǎn)180°，若此時(shí)的活塞已到達(dá)下止點(diǎn)并開始向上位移，由于此時(shí)的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，活塞在開始向上位移的同時(shí)承受來自電磁鐵的下斥力而制動所述曲軸；若CPU單元通過所述上行程開關(guān)測得該活塞即將到達(dá)該缸體的上止點(diǎn)，則CPU單元通過所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線反向旋轉(zhuǎn)180°，若此時(shí)的活塞已到達(dá)上止點(diǎn)并開始向下位移，由于此時(shí)的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，活塞因來自電磁鐵的上吸力而制動所述曲軸；如此反復(fù)，以使所述飛輪對外輸出負(fù)扭矩，直至所述飛輪的轉(zhuǎn)速低于一低速值時(shí)，停止向各線圈供電；或，直至CPU單元測得調(diào)速踏板被踩下或手把被轉(zhuǎn)動時(shí)，CPU單元重新控制所述飛輪輸出正扭矩。一種應(yīng)用上述下坡制動方法的電力活塞驅(qū)動式電動車，其中，各活塞在相應(yīng)的缸體中對稱分布于缸體的高度中心線兩側(cè)；所述霍爾傳感器設(shè)于缸體的底部中央，且與所述活塞的底面中央相對。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明的電力活塞式電動機(jī)在工作過程中，電磁鐵的線圈電流方向始終保持不變 ；在活塞即將到達(dá)上、下止點(diǎn)時(shí)，控制電磁鐵繞其高度中心線快速旋轉(zhuǎn)180°，以快速切換電磁鐵上下端的磁極性，從而使電磁鐵反復(fù)對活塞產(chǎn)生正向作用力，進(jìn)而驅(qū)動曲軸并使飛輪對外輸出正扭矩。本發(fā)明采用的上述方案，避免了現(xiàn)有技術(shù)的因線圈電流無法實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)換向而帶來的延時(shí)，進(jìn)而使本發(fā)明的電動機(jī)的輸出功率或扭矩具有較好的連續(xù)性和穩(wěn)定性，實(shí)用性較好。(2)本發(fā)明的電動機(jī)在啟動時(shí)，采用啟動系統(tǒng)使所述飛輪轉(zhuǎn)動，CPU單元通過各缸體內(nèi)的霍爾傳感器檢測各活塞的位移方向，以根據(jù)各活塞的位移方向通過線圈驅(qū)動電路向各線圈提供相應(yīng)方向的電流，以實(shí)現(xiàn)各活塞通過相應(yīng)的連桿驅(qū)動曲軸連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，然后斷開啟動系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的電動機(jī)的可靠啟動。(3)當(dāng)飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，需要飛輪對外輸出負(fù)扭矩時(shí)，先停止向各線圈供電，然后CPU單元通過各缸體內(nèi)的霍爾傳感器檢測各活塞的位移方向，并根據(jù)各活塞的位移方向通過線圈驅(qū)動電路向各線圈提供相應(yīng)方向的電流并保持電流方向不變，然后根據(jù)各活塞的位置，通過電磁鐵繞其高度中心線快速旋轉(zhuǎn)180°的方式快速切換電磁鐵上下端的磁極性，從而使電磁鐵反復(fù)對各活塞產(chǎn)生阻尼力，進(jìn)而制動曲軸并使所述飛輪對外輸出負(fù)扭矩并實(shí)施制動。本發(fā)明的的電動機(jī)在陡坡下行時(shí)自動實(shí)施制動，確保了駕駛安全。
(4)本發(fā)明中的霍爾傳感器設(shè)于缸體的底部中央，且與所述活塞的底面中央相對。由于活塞的兩個(gè)磁極與電磁鐵的兩個(gè)磁極上下同直線分布，因此霍爾傳感器獲取的電磁信號基本來自活塞底部，即霍爾傳感器基本不受電磁鐵的干擾，確保了活塞位置檢測的可靠性。具體實(shí)施時(shí)，還可采用電磁補(bǔ)償和/或屏蔽除垂直方向的電磁信號的屏蔽措施，來提高霍爾傳感器輸出信號的可靠性。(5 )本發(fā)明中,各活塞在相應(yīng)的缸體中對稱分布于缸體的高度中心線兩側(cè)，以確保各活塞作用與曲軸上的作用力具有較好的均勻性和穩(wěn)定性。(6)本發(fā)明的電動車主要是指電動汽車，也可以是電動摩托車、電動三輪車、電動農(nóng)用機(jī)械車等。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖I為實(shí)施例中的電力活塞式電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 圖2為實(shí)施例中的電力活塞式電動機(jī)采用的一種用于控制電磁鐵繞其高度中心線旋轉(zhuǎn)180°的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及缸體的結(jié)構(gòu)示意 圖3為所述電力活塞式電動機(jī)的控制電路的電路框 圖4為實(shí)施例中的電力活塞驅(qū)動式電動車的傳動系構(gòu)造 圖5為實(shí)施例中的電力活塞式電動機(jī)采用的另一種所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及缸體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式見圖1-3，本實(shí)施例的適于下坡制動的電力活塞驅(qū)動式電動車，其包括制動系統(tǒng)、電力活塞電動機(jī)20、連接于電力活塞電動機(jī)20中的曲軸上的飛輪、設(shè)于飛輪上的離合器21、與離合器21的輸出軸相連的變速箱22、與變速箱22的輸出軸傳動連接的車輛傳動系統(tǒng)；飛輪外緣的齒圈與一啟動系統(tǒng)的驅(qū)動齒輪哨合。該啟動系統(tǒng)米用現(xiàn)有技術(shù)中的與現(xiàn)有的汽油發(fā)動機(jī)配套使用的啟動系統(tǒng)。所述車輛傳動系統(tǒng)包括經(jīng)萬向節(jié)23與變速箱22的輸出軸傳動連接的驅(qū)動軸24、經(jīng)另一萬向節(jié)與驅(qū)動軸24傳動連接的差速器27、以及與差速器27通過半軸26傳動相連的車輪。其中，在驅(qū)動軸24與差速器27可設(shè)置主減速器25。所述電力活塞電動機(jī)20包括多個(gè)高電阻非導(dǎo)磁材料(如鋁合金、銅合金等)制成的缸體I、設(shè)于缸體I內(nèi)的由永磁體制成的活塞5、設(shè)于各缸體I下方的曲軸2和用于將各活塞5與所述曲軸2傳動連接的連桿3 ;所述缸體I的上端設(shè)有與缸體I同軸心線的電磁鐵7，電磁鐵7的線圈8與一線圈驅(qū)動電路相連；電磁鐵7的高度中心線上設(shè)有轉(zhuǎn)軸9，該轉(zhuǎn)軸9通過一對軸承座4設(shè)于缸體I上方；轉(zhuǎn)軸9的一端經(jīng)一變速箱11與一步進(jìn)電機(jī)12傳動相連；所述線圈驅(qū)動電路和步進(jìn)電機(jī)12與一 CPU單元相連；鄰近缸體I的上、下止點(diǎn)處分別設(shè)有與CPU單元相連的上、下行程開關(guān)13和14 ;所述缸體I的底部中央設(shè)有一與所述CPU單元相連的霍爾傳感器15。所述霍爾傳感器15與所述活塞5的底面中央相對?；魻杺鞲衅?5設(shè)于一非導(dǎo)磁材料的金屬管中，該金屬管與所述活塞5同軸心線。以進(jìn)一步使霍爾傳感器15獲取的電磁信號基本來自活塞的底部。CPU單元還連接有車輛坡度傳感器、用于檢測調(diào)速踏板或手把位置的調(diào)速傳感器。所述制動系統(tǒng)包括制動踏板、由制動踏板傳動控制的制動器和與所述CPU單兀相連的用于檢測制動踏板位置的制動踏板傳感器；所述上、下行程開關(guān)13和14采用接觸式或紅外線式行程開關(guān)。柱形的活塞5上設(shè)有耐磨圈。各活塞5在所述缸體I中處于不同的行程位置，且各活塞5在相應(yīng)的缸體I中對稱分布于缸體I的高度中心線兩側(cè)，以確保連桿3適于連續(xù)傳動曲軸2，并使曲軸2輸出的
扭矩穩(wěn)定。電動車啟動時(shí)，采用所述啟動系統(tǒng)驅(qū)動所述飛輪，以使所述曲軸2轉(zhuǎn)動，所述CPU單元通過各缸體I底部的霍爾傳感器15檢測各活塞5的位移方向；此時(shí)，若測得一缸體I內(nèi)的活塞5正向下位移，則所述CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向該缸體I上方的電磁鐵7的線圈8提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相同，活塞5因來自電磁鐵7的下斥力而在該缸體I內(nèi)加速下移；或，此時(shí)若測得一缸體I內(nèi)的活塞5正向上位移，則所述CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向該缸體I上方的電磁鐵7的線圈8提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，活塞 5因來自電磁鐵7的上吸力而在該缸體I內(nèi)加速上移；待各電磁鐵7的線圈8得電后，斷開所述啟動系統(tǒng)并保持各線圈8中的電流方向不變；同時(shí)，當(dāng)所述CPU單元通過所述下行程開關(guān)14測得一缸體I內(nèi)的活塞5即將到達(dá)該缸體I的下止點(diǎn)時(shí)，CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12輸出一個(gè)脈沖信號，以驅(qū)動該步進(jìn)電機(jī)12按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱11控制所述轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞5恰好或已到達(dá)下止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反,活塞5因來自電磁鐵7的上吸力而開始在該缸體I內(nèi)向上位移；當(dāng)所述CPU單元通過所述上行程開關(guān)13測得該活塞5即將到達(dá)該缸體I的上止點(diǎn)時(shí)，CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12輸出另一脈沖信號，以驅(qū)動該步進(jìn)電機(jī)12反方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱11控制所述轉(zhuǎn)軸9反向旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞5恰好或已到達(dá)上止點(diǎn)，且活塞5因下斥力而開始向下位移；如此反復(fù)，從而使各活塞5經(jīng)相應(yīng)的連桿3驅(qū)動所述曲軸2運(yùn)轉(zhuǎn)以帶動所述飛輪輸出正扭矩，飛輪通過離合器21、變速箱22驅(qū)動車輛傳動系統(tǒng)，從而驅(qū)動電動車。
非松開狀態(tài)的所述調(diào)速踏板或手把的位置不變時(shí)，所述CPU單元通過霍爾傳感器15檢測所述活塞5的位置，以得出同一缸體I內(nèi)的所述活塞5與電磁鐵7的間距，并根據(jù)該間距大小實(shí)時(shí)通過所述線圈驅(qū)動電路調(diào)整所述線圈8中的電流大小，以使所述活塞5在上、下位移過程中，保持活塞5與電磁鐵7之間的作用力的大小穩(wěn)定，以使本電動機(jī)輸出的功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好。在所述調(diào)速踏板或手把的位置改變時(shí)，所述CPU單元也同一缸體I內(nèi)的所述活塞5與電磁鐵7的間距實(shí)時(shí)調(diào)整各線圈8中的電流大小，以使活塞5與電磁鐵7之間的作用力的變化呈線性，并與所述調(diào)速踏板或手把的位置變化相對應(yīng)，進(jìn)而使車速呈線性變化，以通過駕駛舒適性。本電動車的調(diào)速踏板(其采用現(xiàn)有技術(shù)中的汽車的油門踏板)或手把(其采用現(xiàn)有技術(shù)中的電動自行車的調(diào)速手把)上設(shè)有與所述CPU單元相連的調(diào)速傳感器，CPU單元通過調(diào)速傳感器檢測調(diào)速踏板或手把的位置，進(jìn)而控制各線圈8的電流大小，從而實(shí)現(xiàn)車速控制。調(diào)速傳感器可選用壓力傳感器，根據(jù)調(diào)速踏板被踏入的深度而輸出相應(yīng)的壓力值信號。所述CPU單元還連接有用于檢測車輛底盤角度的車輛坡度傳感器(可采用中國專利文獻(xiàn)CN2703248公開的汽車坡度傳感器)；當(dāng)本電動車的前行時(shí)，若通過所述車輛坡度傳感器測得當(dāng)前車輛在向上爬坡，且測得調(diào)速踏板或手把的位置不變，則CPU單元根據(jù)坡度大小自動相應(yīng)調(diào)高各線圈8的電流，以使車速穩(wěn)定。若通過所述車輛坡度傳感器測得當(dāng)前車輛在向下滑坡且測得調(diào)速踏板或手把的位置不變，則CPU單元根據(jù)坡度大小自動相應(yīng)調(diào)低各線圈8的電流，以使車速穩(wěn)定。當(dāng)CPU單元通過所述車輛坡度傳感器測得當(dāng)前車輛處于下坡道上坡度大于陡坡值(例如大于10° )，同時(shí)測得調(diào)速踏板或手把已被松開時(shí)，不論制動踏板是否被踩下，CPU單元啟動電動機(jī)制動程序，即
CPU單元通過所述霍爾傳感器15檢測各活塞5的位移方向，若測得一活塞5正向下位移，則CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向?qū)?yīng)的線圈8提供相應(yīng)方向的電流，以使相應(yīng)的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，以降低活塞5的下移速率，從而制動所述曲軸2，即使所述飛輪對外輸出負(fù)扭矩；若測得一活塞5正向上位移，則CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向?qū)?yīng)的線圈8提供相應(yīng)方向的電流，以使相應(yīng)的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相同，以降低活塞5的上移速率，從而制動所述曲軸2。在所述曲軸2未停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若CPU單元通過所述下行程開關(guān)14測得該活塞5即將到達(dá)該缸體I的下止點(diǎn)，則CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12輸出一個(gè)脈沖信號，以驅(qū)動該步進(jìn)電機(jī)12按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱11控制所述轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)180°，若此時(shí)的活塞5恰好或已到達(dá)下止點(diǎn)并開始向上位移，則由于此時(shí)的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相同，活塞5在開始向上位移的同時(shí)承受來自電磁鐵7的下斥力而制動所述曲軸2 ;若CPU單元通過所述上行程開關(guān)13測得該活塞5即將到達(dá)該缸體I的上止點(diǎn)，則CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12輸出另一脈沖信號，以驅(qū)動該步進(jìn)電機(jī)12反向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱11控制所述轉(zhuǎn)軸9反向旋轉(zhuǎn)180° ,若此時(shí)的活塞5恰好或已到達(dá)上止點(diǎn)并開始向下位移,則由于此時(shí)的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，活塞5因來自電磁鐵7的上吸力而制動所述曲軸2 ;如此反復(fù)，以使所述飛輪對外輸出負(fù)扭矩，直至車速降至低于一低速值(如15Km/h)時(shí)，停止向各線圈8供電；或，直至CPU單元通過調(diào)速傳感器測得調(diào)速踏板被重新踏下或手把被轉(zhuǎn)動時(shí)，此時(shí)CPU單元重新控制所述飛輪正常輸出正扭矩。所述CPU單元通過霍爾傳感器15檢測各活塞5的位移速率來判斷所述曲軸2是否停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在通過所述曲軸2對外輸出制動扭矩時(shí)，所述線圈驅(qū)動電路向所述線圈8提供的電流為脈沖電流。所述線圈8 —側(cè)設(shè)有風(fēng)冷裝置或所述線圈8設(shè)于油冷裝置中；線圈8中 的脈沖電流的占空比與所述線圈8的溫度為線性或非線性負(fù)相關(guān)，以防止線圈8過熱。在電動車行駛過程中，若CPU單元通過車速傳感器測得車速低于30Km/h，且調(diào)速踏板或手把已被松開時(shí)，則CPU單元啟動怠速滑行程序。即CPU單元控制各線圈8中電流大小，以使車速穩(wěn)定于20Km/h。本電動車的制動系統(tǒng)采用現(xiàn)有技術(shù)的汽油機(jī)動車的制動系統(tǒng)。當(dāng)車速較高，如大于40Km/h，CPU單元通過制動踏板傳感器測得制動踏板被踩下，即制動系統(tǒng)實(shí)施制動時(shí)，CPU單元也啟動電動機(jī)制動程序,直至所述曲軸2即將停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，停止向各線圈8供電；或，直至CPU單元通過制動踏板傳感器測得制動踏板被松開，即制動系統(tǒng)停止實(shí)施制動時(shí)，停止向各線圈8供電。圖5為另一種所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不意圖，電磁鐵7設(shè)于一小齒輪16上,且該小齒輪16的中心軸設(shè)于電磁鐵7的中心點(diǎn)上,該小齒輪16與一大齒輪17相哨合,該大齒輪17與所述變速箱11傳動相連；工作時(shí)，CPU單元向所述步進(jìn)電機(jī)12輸出一個(gè)脈沖信號，以驅(qū)動該步進(jìn)電機(jī)12按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度，從而使步進(jìn)電機(jī)12經(jīng)所述變速箱
11、大齒輪17控制所述小齒輪16順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種電力活塞驅(qū)動式電動車的下坡制動方法，其特征在于該電力活塞驅(qū)動式電動車包括電力活塞電動機(jī)(20)、連接于電力活塞電動機(jī)(20)中的曲軸上的飛輪、設(shè)于飛輪上的離合器(21)、與離合器(21)的輸出軸相連的變速箱(22)、與變速箱(22)的輸出軸傳動連接的車輛傳動系統(tǒng)；所述飛輪外緣的齒圈與一啟動系統(tǒng)的驅(qū)動齒輪嚙合； 所述電力活塞電動機(jī)(20 )包括多個(gè)缸體(I)、設(shè)于缸體(I)內(nèi)的由永磁體制成的活塞(5)和用于將各活塞(5)與所述曲軸(2)傳動連接的連桿(3);曲軸(2)設(shè)于各缸體(I)的下方； 所述缸體(I)的上端設(shè)有與缸體(I)同軸心線的電磁鐵(7)，電磁鐵(7)的線圈(8)與一線圈驅(qū)動電路相連，該線圈驅(qū)動電路與一 CPU單元相連；所述電磁鐵(7)設(shè)于由CPU單元 控制的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上； 鄰近缸體(I)的上、下止點(diǎn)處分別設(shè)有與CPU單元相連的上、下行程開關(guān)(13、14)，缸體(O的底部設(shè)有與所述CPU單元相連的霍爾傳感器(15) ；CPU單元還連接有車輛坡度傳感器、用于檢測調(diào)速踏板或手把位置的調(diào)速傳感器； 所述電力活塞驅(qū)動式電動車的下坡制動方法，包括 電動車啟動時(shí)，采用所述啟動系統(tǒng)驅(qū)動所述飛輪并使所述曲軸(2)轉(zhuǎn)動,所述CPU單元通過各缸體(I)底部的霍爾傳感器(15)檢測各活塞(5)的位移方向； 若測得一缸體(I)內(nèi)的活塞(5)正向下位移，則所述CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向該缸體(I)上方的電磁鐵(7 )的線圈(8 )提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵(7 )底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的下斥力而在該缸體(I)內(nèi)加速下移； 若測得一缸體(I)內(nèi)的活塞(5)正向上位移，則所述CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向該缸體(I)上方的電磁鐵(7 )的線圈(8 )提供相應(yīng)方向的電流，以使該電磁鐵(7 )底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的上吸力而在該缸體(I)內(nèi)加速上移； 待各電磁鐵(7 )的線圈(8 )得電后，斷開所述啟動系統(tǒng)并保持各線圈(8 )中的電流方向不變； 同時(shí)，當(dāng)所述CPU單元通過所述下行程開關(guān)(14)測得一缸體(I)內(nèi)的活塞(5)即將到達(dá)該缸體(I)的下止點(diǎn)時(shí)，CPU單元通過所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體(I)上方的電磁鐵(7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞(5)已到達(dá)下止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的上吸力而開始在該缸體(I)內(nèi)向上位移；當(dāng)所述CPU單元通過所述上行程開關(guān)(13)測得一缸體(I)內(nèi)的活塞(5)即將到達(dá)該缸體(I)的上止點(diǎn)時(shí)，CPU單元通過所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體(I)上方的電磁鐵(7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線反向旋轉(zhuǎn)180°，且此時(shí)的活塞(5)已到達(dá)上止點(diǎn)，由于此時(shí)的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的下斥力而開始向下位移；如此反復(fù)，從而使各活塞(5)經(jīng)相應(yīng)的連桿(3)驅(qū)動所述曲軸(2)運(yùn)轉(zhuǎn)并帶動所述飛輪輸出正扭矩，飛輪通過離合器(21)、變速箱(22)驅(qū)動車輛傳動系統(tǒng)，從而驅(qū)動電動車； 同時(shí)，CPU單元通過調(diào)速傳感器檢測調(diào)速踏板或手把的位置，進(jìn)而控制各線圈(8)的電流大小，從而實(shí)現(xiàn)車速控制；在測得調(diào)速踏板或手把已被松開時(shí)，CPU單元控制所述線圈驅(qū)動電路停止向各線圈(8)供電； 當(dāng)CPU單元通過所述車輛坡度傳感器測得當(dāng)前車輛處于下坡道上且坡度大于陡坡值，同時(shí)測得調(diào)速踏板或手把已被松開時(shí)，CPU單元啟動電動機(jī)制動程序，即 CPU單元通過所述霍爾傳感器(15)檢測各活塞(5)的位移方向，若測得一活塞(5)正向下位移，則CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向?qū)?yīng)的線圈(8)提供相應(yīng)方向的電流，以使相應(yīng)的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，以降低活塞(5)的下移速率，從而制動所述曲軸(2);若測得一活塞(5)正向上位移，則CPU單元通過所述線圈驅(qū)動電路向?qū)?yīng)的線圈(8)提供相應(yīng)方向的電流，以使相應(yīng)的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，以降低活塞(5)的上移速率，從而制動所述曲軸(2)； 在所述曲軸(2)未停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若CPU單元通過所述下行程開關(guān)(14)測得該活塞(5)即將到達(dá)該缸體(I)的下止點(diǎn)，則CPU單元通過所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體(I)上方的電磁鐵 (7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線旋轉(zhuǎn)180°，若此時(shí)的活塞(5)已到達(dá)下止點(diǎn)并開始向上位移，由于此時(shí)的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，活塞(5)在開始向上位移的同時(shí)承受來自電磁鐵(7)的下斥力而制動所述曲軸(2);若CPU單元通過所述上行程開關(guān)(13)測得該活塞(5)即將到達(dá)該缸體(I)的上止點(diǎn)，則CPU單元通過所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制該缸體(I)上方的電磁鐵(7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線反向旋轉(zhuǎn)180°，若此時(shí)的活塞(5)已到達(dá)上止點(diǎn)并開始向下位移，由于此時(shí)的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的上吸力而制動所述曲軸(2);如此反復(fù)，以使所述飛輪對外輸出負(fù)扭矩，直至所述飛輪的轉(zhuǎn)速低于一低速值時(shí)，停止向各線圈(8)供電；或，直至CPU單元測得調(diào)速踏板被踩下或手把被轉(zhuǎn)動時(shí)，CPU單元重新控制所述飛輪輸出正扭矩。
2.一種應(yīng)用權(quán)利要求I所述的下坡制動方法的電力活塞驅(qū)動式電動車，其特征在于各活塞(5)在相應(yīng)的缸體(I)中對稱分布于缸體(I)的高度中心線兩側(cè)； 所述霍爾傳感器(15)設(shè)于缸體(I)的底部中央，且與所述活塞(5)的底面中央相對。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電力活塞驅(qū)動式電動車的下坡制動方法，電動車包括電力活塞電動機(jī)、連接于電力活塞電動機(jī)中的曲軸上的飛輪、設(shè)于飛輪上的離合器、與離合器的輸出軸相連的變速箱、與變速箱的輸出軸傳動連接的車輛傳動系統(tǒng)；飛輪外緣的齒圈與啟動系統(tǒng)的驅(qū)動齒輪嚙合；電動機(jī)包括多個(gè)缸體、設(shè)于缸體內(nèi)的由永磁體制成的活塞和用于將各活塞與曲軸傳動連接的連桿；曲軸設(shè)于各缸體的下方；缸體的上端設(shè)有與缸體同軸心線的電磁鐵，電磁鐵的線圈與線圈驅(qū)動電路相連；線圈驅(qū)動電路與CPU單元相連；電磁鐵設(shè)于翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上；鄰近缸體的上、下止點(diǎn)處分別設(shè)有與CPU單元相連的上、下行程開關(guān)，缸體的底部設(shè)有與CPU單元相連的霍爾傳感器。
文檔編號B60K17/12GK102774280SQ201210306780
公開日2012年11月14日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者貝紹軼, 趙景波 申請人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院