[发明专利]适于下坡制动的电力活塞驱动式电动车

摘要

本发明涉及一种利用电力活塞电动机更换原有机动车中的汽柴油发动机的适于下坡制动的电力活塞驱动式电动车，其包括：电力活塞电动机、离合器、变速箱、车辆传动系统和启动系统；工作时，电力活塞电动机中的电磁铁的线圈电流方向始终保持不变；在活塞即将到达上、下止点时，控制电磁铁绕其高度中心线快速旋转180°，以快速切换电磁铁上下端的磁极性，从而使电磁铁反复对活塞产生作用力以驱动曲轴，从而使飞轮对外输出正或负扭矩，其避免了现有技术的因线圈电流无法实现瞬时换向而带来的延时，确保了本发明的电动车行驶的稳定性。

主权项

一种适于下坡制动的电力活塞驱动式电动车，其特征在于包括：电力活塞电动机（20）、连接于电力活塞电动机（20）中的曲轴上的飞轮、设于飞轮上的离合器（21）、与离合器（21）的输出轴相连的变速箱（22）、与变速箱（22）的输出轴传动连接的车辆传动系统；所述飞轮外缘的齿圈与一启动系统的驱动齿轮啮合；所述电力活塞电动机（20）包括：多个缸体（1）、设于缸体（1）内的由永磁体制成的活塞（5）和用于将各活塞（5）与所述曲轴（2）传动连接的连杆（3）；曲轴（2）设于各缸体（1）的下方；所述缸体（1）的上端设有与缸体（1）同轴心线的电磁铁（7），电磁铁（7）的线圈（8）与一线圈驱动电路相连，该线圈驱动电路与一CPU单元相连；所述电磁铁（7）设于由CPU单元控制的翻转机构上；邻近缸体（1）的上、下止点处分别设有与CPU单元相连的上、下行程开关（13、14），缸体（1）的底部设有与所述CPU单元相连的霍尔传感器（15）；CPU单元还连接有车辆坡度传感器、用于检测调速踏板或手把位置的调速传感器； 电动车启动时，采用所述启动系统驱动所述飞轮并使所述曲轴（2）转动，所述CPU单元通过各缸体（1）底部的霍尔传感器（15）检测各活塞（5）的位移方向；若测得一缸体（1）内的活塞（5）正向下位移，则所述CPU单元通过所述线圈驱动电路向该缸体（1）上方的电磁铁（7）的线圈（8）提供相应方向的电流，以使该电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相同，活塞（5）因来自电磁铁（7）的下斥力而在该缸体（1）内加速下移；若测得一缸体（1）内的活塞（5）正向上位移，则所述CPU单元通过所述线圈驱动电路向该缸体（1）上方的电磁铁（7）的线圈（8）提供相应方向的电流，以使该电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相反，活塞（5）因来自电磁铁（7）的上吸力而在该缸体（1）内加速上移；待各电磁铁（7）的线圈（8）得电后，断开所述启动系统并保持各线圈（8）中的电流方向不变；同时，当所述CPU单元通过所述下行程开关（14）测得一缸体（1）内的活塞（5）即将到达该缸体（1）的下止点时，CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体（1）上方的电磁铁（7）绕该电磁铁（7）的高度中心线旋转180°，且此时的活塞（5）已到达下止点，由于此时的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相反，活塞（5）因来自电磁铁（7）的上吸力而开始在该缸体（1）内向上位移；当所述CPU单元通过所述上行程开关（13）测得一缸体（1）内的活塞（5）即将到达该缸体（1）的上止点时，CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体（1）上方的电磁铁（7）绕该电磁铁（7）的高度中心线反向旋转180°，且此时的活塞（5）已到达上止点，由于此时的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相同，活塞（5）因来自电磁铁（7）的下斥力而开始向下位移；如此反复，从而使各活塞（5）经相应的连杆（3）驱动所述曲轴（2）运转并带动所述飞轮输出正扭矩，飞轮通过离合器（21）、变速箱（22）驱动车辆传动系统，从而驱动电动车；同时，CPU单元通过调速传感器检测调速踏板或手把的位置，进而控制各线圈（8）的电流大小，从而实现车速控制；在测得调速踏板或手把已被松开时，CPU单元控制所述线圈驱动电路停止向各线圈（8）供电；当CPU单元通过所述车辆坡度传感器测得当前车辆处于下坡道上且坡度大于陡坡值，同时测得调速踏板或手把已被松开时，CPU单元启动电动机制动程序，即：CPU单元通过所述霍尔传感器（15）检测各活塞（5）的位移方向，若测得一活塞（5）正向下位移，则CPU单元通过所述线圈驱动电路向对应的线圈（8）提供相应方向的电流，以使相应的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相反，以降低活塞（5）的下移速率，从而制动所述曲轴（2）；若测得一活塞（5）正向上位移，则CPU单元通过所述线圈驱动电路向对应的线圈（8）提供相应方向的电流，以使相应的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相同，以降低活塞（5）的上移速率，从而制动所述曲轴（2）；在所述曲轴（2）未停止运转时，若CPU单元通过所述下行程开关（14）测得该活塞（5）即将到达该缸体（1）的下止点，则CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体（1）上方的电磁铁（7）绕该电磁铁（7）的高度中心线旋转180°，若此时的活塞（5）已到达下止点并开始向上位移，由于此时的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相同，活塞（5）在开始向上位移的同时承受来自电磁铁（7）的下斥力而制动所述曲轴（2）；若CPU单元通过所述上行程开关（13）测得该活塞（5）即将到达该缸体（1）的上止点，则CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体（1）上方的电磁铁（7）绕该电磁铁（7）的高度中心线反向旋转180°，若此时的活塞（5）已到达上止点并开始向下位移，由于此时的电磁铁（7）底部的磁极性与活塞（5）顶部的磁极性相反，活塞（5）因来自电磁铁（7）的上吸力而制动所述曲轴（2）；如此反复，以使所述飞轮对外输出负扭矩，直至所述飞轮的转速低于一低速值时，停止向各线圈（8）供电；或，直至CPU单元测得调速踏板被踩下或手把被转动时，CPU单元重新控制所述飞轮输出正扭矩。