CN1093478C - 蓄能型汽车电子节能系统 - Google Patents
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Abstract
一种蓄能型汽车电子节能系统，主要由手动开关、蓄能装置、信号感应装置以及自动控制装置所组成，其蓄能装置是由电机、蓄电池以及电控变速器组成，信号感应装置是由油门传感器、制动传感器、电压传感器、电流传感器、扭矩传感器、车速传感器以及档位传感器组成，自动控制装置主要是采用现有的逻辑控制电路来完成。本发明具有操作方法简单、系统结构合理、节能效果显著、自动化程度高以及无需改变现有汽车结构等优点，是一种较为理想的汽车节能系统。
Description
本发明涉及一种通过电机、蓄电池以及配套的电子自动控制系统来实现节约汽车能源目的的汽车节能系统，具体指一种蓄能型汽车电子节能系统。
随着社会的不断发展，交通已成为影响人们日常生活和社会活动的重要因素，而作为交通工具中的重要组成部分的各种类型的汽车，无论是在数量上还是在质量和车型上都得到迅速发展。但现有的汽车基本上都是采用燃油发动机作为动力驱动装置，随车设置的蓄电池仅发挥了作为车内灯光、仪表、发动机起动等电器设备能源的功能，因而现有的各种汽车节能方案均是围绕发动机的结构、燃油系统以及其它结构进行改善，并取得了许多积极的效果，使现有的汽车百公里耗油量已有明显的下降。但现有的各种技术方案均未能解决以下不足：汽车在正常行驶过程中，经常出现一些浪费能源的现象，如当汽车在制动时，或是当汽车在下坡时往往无法收集汽车多余的动能而被制动器所消耗，不必要地浪费动力；又如当汽车行驶中遇到堵车现象时(汽车时走时停)，驾驶员不得不将汽车发动机长时间怠速运行而消耗大量能源。这种能源的浪费，主要是由于现有车辆的结构所致。
本发明的目的就在于提供一种蓄能型汽车电子节能系统，以通过该系统所具有的可将多余动能自动转换为电能的蓄能结构以及可利用电池蓄能来驱动车辆的电驱动结构，较好地克服了现有技术的不足，使得其在完好地保留现有汽车的所有操作程序及方法、不改变驾驶员的驾驶习惯的同时，还具有操作方法简单、结构合理、节能效果显著、自动化程度高以及无需改变现有汽车结构等优点。
本发明的目的是通过以下方式来实现的：一种蓄能型汽车电子节能系统，主要是由手动开关、蓄能装置、信号感应装置以及自动控制装置所组成，其特征在于上述蓄能装置是由直流电机、具有快速充、放电功能的大容量蓄电池以及电控变速器组成，其中可逆电机通过电控变速器与汽车传动轴相连，蓄电池定位于车桥上；上述信号感应装置是由油门传感器、制动传感器、电压传感器、电流传感器、扭矩传感器、车速传感器以及档位传感器组成，各传感器分别设置在汽车的油门、脚踏制动器、蓄电池、工作电路、汽车传动轴、汽车传动轴以及档位转换器处，并通过电路与自动控制装置相连；上述自动控制装置主要是采用现有的逻辑控制电路来完成。
采用本发明的蓄能型汽车电子节能系统，由于采用了较为独特的可将汽车正常行驶中多余动能自动转换为电能的蓄能结构以及可利用电池蓄能来驱动车辆的电驱动结构，因而较好地克服了现有技术的不足，使得其在完好地保留现有汽车的所有操作程序及方法、不改变驾驶员的驾驶习惯的同时，还具有操作方法简单、系统结构合理、节能效果显著、自动化程度高以及无需改变现有汽车结构等优点，是一种较为理想的汽车节能系统。
附图说明：
图1是本发明的节能系统方框图；
图2是本发明的发挥节能功能时的电路示意图；
图3是本发明采用电能驱动时的电路示意图；
图4是本发明充电状态电路示意图；
图5是本发明电控变速器结构示意图。
其中：1-手动开关，2-油门传感器，3-制动传感器，4-电压传感器，5-电流传感器，6-扭矩传感器，7-车速传感器，8-档位传感器，9-仪表板，10-逻辑控制电路，11-主电路继电器，12-蓄电池，13-油门联动可变电阻，14-制动联动可变电阻，15-直流电机，16-电控变速器，17-汽车传动轴。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
上述附图是本发明的一种实施例。
如图所示，本发明的蓄能型汽车电子节能系统，主要是由蓄能装置、信号感应装置以及自动控制装置所组成，其特征在于上述蓄能装置是由可逆直流电机(15)、具有快速充、放电功能的大容量蓄电池(12)以及电控变速器(16)组成，其中直流电机通过电控变速器与汽车传动轴(17)相连，该电控变速器至少设置有三档，即可使汽车传动轴与电机轴之间作减速或增速传动或处于空档状态，其档位变化由电磁阀控制。如在节能充电时，汽车传动轴与电机轴之间作增速传动；当在放电作加力驱动时，电机轴与汽车传动轴之间为增速传动；当汽车单纯靠电能驱动时，电机轴与汽车传动轴之间为减速传动；当上述系统选择停止运作时，电机轴与汽车传动轴之间处于空档状态。上述蓄电池定位于汽车的车桥上。
上述信号感应装置由油门传感器(2)、制动传感器(3)、电压传感器(4)、电流传感器(5)、扭矩传感器(6)、车速传感器(7)以及档位传感器(8)组成，各传感器分别设置在汽车的油门、脚踏制动器、蓄电池、工作电路、汽车传动轴、汽车传动轴以及档位转换器处，并通过电路与自动控制装置相连。其中，油门传感器(2)和制动传感器(3)是将汽车运行是的工作状态转化成一定的电信号，电压传感器(4)和电流传感器(5)是分别将蓄电池的工作电压和主电路的总电流转化为一定的电信号，扭矩传感器(6)和车速传感器(7)是分别将汽车变速箱后的传动轴的扭矩参数和转速转化为电信号，而档位传感器(8)则是将汽车档位状态转化为电信号，上述各电信号全部输入到自动控制装置的逻辑控制电路中，并由该逻辑电路来完成电信号的识别和处理。
上述自动控制装置主要是采用现有的逻辑控制电路来完成。该逻辑电路完成对来自各传感器的电信号的识别和处理后，直接对系统主电路继电器(11)(用来控制电路的开、合状态)、电控变速器的电磁阀以及仪表板(9)的显示器等发出控制信号，在不改变驾驶员行车操作的条件下，使整个节能系统的运行能与行车过程中不的路况及车况相吻合，以实现本系统节能的目的。上述的手动开关(1)至少设置有三个工况选择档：节能工况、电能驱动工况以及蓄电池充电工况，该手动开关装置在汽车驾驶室内仪表板上。
本发明的蓄能型汽车电子节能系统的工作原理是：当手动开关(1)选择节能系统开通时，该系统将通过各传感器同步监测各相应部位的工况，并随时将工况变化的电信号进行识别和处理。
当汽车下坡或平地刹车时，扭矩传感器和制动传感器将工况的变化转化为电信号，并通过自动控制装置使电机通过电控变速器与汽车传动轴连接，此时电机作为发电机向蓄电池充电蓄能；而制动联动可变电阻(14)同时发生作用，制动踏板行程越大，充电电流越大，同时电机对传动轴产生的制动力也越大，当车速降至一定限度(该数值在系统设计时已设置)，自动控制装置切断主电路，以免电池反向向电机供电形成无用驱动力；当汽车在爬坡或者加速(包括起步)时，油门传感器和扭矩传感器向自动控制装置发出信号，而转速传感器确认车速低于放电加力最高车速时(该数值在系统设计时已设置)，自动控制装置使主电路接通，并使电机接受蓄电池供电以发挥驱动加力功能。油门联动可变电阻(13)同时发生作用，油门踏板行程越大，放电电流越大，同时电机对传动轴产生的驱动力也越大，当车速升至一定限度时，自动控制装置切断主电路，以免电机反向向电池供电而形成额外负荷。当蓄电池电压低于最低限值(该数值在系统设计时已设置)时，电压传感器向自动控制装置发出信号，自动控制装置关闭上述放电加力功能，只允许系统的充电蓄能功能发挥作用；而当汽车在挂倒档时，档位传感器向自动控制装置发出信号，自动控制装置切断主电路，关闭系统的充、放电功能。
本系统可使汽车仅靠电能驱动，以有效地消除汽车在低速行车时(如在道路上堵车时的长时间时走时停)的无用耗油以及释放的噪音和废气污染，改善环保，提高汽车效率。在此工作状况时，由于电机的转速和电路开合分别是通过油门联动可变电阻和制动传感器来控制，电机的转向同时由选择开关来控制，以实现汽车的前进和倒车，因而其操作与驾驶员常规驾驶动作相吻合。该工况由手动开关来进行确定。
由于在本系统中，蓄电池不仅作为汽车电器的能源，而且还将作为汽车的驱动能源，因而在系统内设置有蓄电池低压保护装置，以便当蓄电池电压低于最低限值(该数值在系统设计时已设置)，系统将自动进行充电，同时停止其它功能的工作，以有效地保证蓄电池不至于因耗电过多而损坏。
Claims (5)
1、一种蓄能型汽车电子节能系统，主要由手动开关(1)、蓄能装置、信号感应装置以及自动控制装置所组成，其特征在于上述蓄能装置是由直流电机(15)、具有快速充、放电功能的大容量蓄电池(12)以及电控变速器(16)组成，其中直流电机通过电控变速器(16)与汽车传动轴(17)相连，蓄电池定位于汽车的车桥上；上述信号感应装置是由油门传感器(2)、制动传感器(3)、电压传感器(4)、电流传感器(5)、扭矩传感器(6)、车速传感器(7)以及档位传感器(8)组成，各传感器分别设置在汽车的油门、脚踏制动器、蓄电池、工作电路、汽车传动轴、汽车传动轴以及档位转换器处，并通过电路与自动控制装置相连；上述自动控制装置主要是采用逻辑控制电路来完成。
2、根据权利要求1所述的蓄能型汽车电子节能系统，其特征在于上述电控变速器至少设置有三档，即可使汽车传动轴与电机轴之间作减速或增速运动或处于空档状态，电控变速器的各档位变化由电磁阀控制。
3、根据权利要求1所述的蓄能型汽车电子节能系统，其特征在于上述自动控制装置主要是采用逻辑控制电路来完成，该逻辑电路完成对来自各传感器的电信号的识别和处理后，直接对系统中用来控制电路的开、合状态的主电路继电器(11)、电控变速器的电磁阀以及仪表板(9)的显示器等发出控制信号。
4、根据权利要求1所述的蓄能型汽车电子节能系统，其特征在于手动开关(1)至少设置有三个工况选择档：节能工况、电能驱动工况及蓄电池充电工况，该手动开关装置在汽车仪表板上。
5、根据权利要求1所述的蓄能型汽车电子节能系统，其特征在于本系统内设置有蓄电池低压保护装置，以便当蓄电池电压低于系统设计时已设置的最低限值时，系统将自动进行充电，同时停止其它功能的工作。
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