[发明专利]一种具有路况识别功能的汽车馈能式减振器及控制系统

说明书

本发明公开了一种具有路况识别功能的汽车馈能式减振器，包括动力传输组件、直流发电机和摩擦纳米发电机；动力传输组件经轴承座安装在机箱内的第一动力轴和第二动力轴，第一动力轴的一端与直流发电机输入端连接，另一端与摩擦纳米发电机的输入端连接，机箱内的第一动力轴上套设有反向设置的第一单向离合器齿轮和第二单向离合器齿轮，第二动力轴上套设有与第二单向离合器齿轮啮合的传动齿轮，机箱内还设置有与第一单向离合器齿轮、第二单向离合器齿轮、传动齿轮啮合的齿条，机箱、直流发电机以及摩擦纳米发电机安装在车架上，齿条安装在车身上，本发明在吸收汽车振动的同时又能够将能量回收利用起来，并可以实现对路况的识别功能。

技术领域

本发明涉及一种汽车馈能器，特别涉及一种汽车馈能式减振器。

背景技术

大多数汽车的悬架系统中都安装有减振器，传统的减振器如液力减振器等只能用来吸收地面垂直激励，而不能实现对能量的回收利用，导致汽车振动能量的浪费，在世界资源日益匮乏的国际背景之下，设计出一种在汽车减振的同时，又能巧妙地将振动能量储存起来的装置具有十分重要的意义，另外如果能够将振动信息反馈给ECU将大大改善汽车驾驶的舒适性与安全性，针对这种想法，国内外很多专家学者都曾提出各种方法，设计出来的馈能减振器主要有四种结构形式，即液电式、滚珠丝杆式、直线电机式和齿轮齿条式。现有的馈能器虽然能够有效地回收汽车在振动过程中散失的能量，但是其对于振动信息的拾取并未做到，加上结构加工工艺要求较高，因此其结构仍需完善。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有路况识别功能的汽车馈能式减振器，在吸收汽车振动的同时又能够将能量回收利用起来，并可以实现对路况的识别功能。

本发明的目的是这样实现的：一种具有路况识别功能的汽车馈能式减振器，包括动力传输组件、直流发电机和摩擦纳米发电机；所述动力传输组件经轴承座安装在机箱内的第一动力轴和第二动力轴，所述第一动力轴的两端伸出机箱设置，且第一动力轴的一端与直流发电机的输入端传动连接，第一动力轴的另一端与摩擦纳米发电机的输入端传动连接，所述机箱内的第一动力轴上套设有反向设置的第一单向离合器齿轮和第二单向离合器齿轮，所述第二动力轴上套设有与所述第二单向离合器齿轮啮合的传动齿轮，所述机箱内还设置有滑槽，滑槽内设置有与所述第一单向离合器齿轮、第二单向离合器齿轮、传动齿轮啮合的齿条，所述机箱、直流发电机以及摩擦纳米发电机安装在车架上，所述齿条安装在车身上。

作为本发明的进一步限定，所述直流发电机外接有调节用可变电阻，通过调节可变电阻阻值来调节齿轮与齿条的阻尼力。

作为本发明的进一步限定，所述直流发电机的输入端通过增速齿轮副与第一动力轴的一端传动连接。增速齿轮副的设置可得到更快的转速。

一种具有路况识别功能的汽车馈能式阻尼控制系统，包括汽车馈能式减振器以及：

主控单元，用以接收摩擦纳米发电机，并根据电信号测量车辆的振动幅度，再根据振动幅度来识别路况；

调节用可变电阻，用以接收主控单元的信号，并控制直流发电机的阻尼力；

所述主控单元的信号输入端连接摩擦纳米发电机的信号输出端和直流发电机的信号输出端，所述主控单元的信号输出端与可变电阻相连，可变电阻与直流发电机电连接。

作为本发明的进一步限定，控制阻尼力根据以下公式进行：

其中，为阻尼力，为直流发电机的转矩常数，为直流发电机的反电动势常数，为直流发电机的转速，为直流发电机外接可变电阻的等效电阻，为直流发电机电枢的等效电阻，为齿条齿距；由上式可知减振器阻尼力与电机转速成正比，与可变电阻成反比，因此可以通过控制外接电阻的方式实现阻尼力的调节。

作为本发明的进一步限定，主控单元在识别路况时对电信号进行有效数据提取，具体为：当相干函数的阈值大于0.75时，才可用作路况分析，相干函数为：