再生性能量系统的制作方法
【专利摘要】本披露涉及一种用于储存并使用通过车辆的驱动车轮递送的能量的产品。一个可旋转元件可以随着该驱动车轮进行旋转。一个第一旋转机构在被该可旋转元件旋转时可以提供输入能量。一个储存装置可以接收并储存该输入能量。一个第二旋转机构可以对该输入能量从该储存装置到该第二旋转机构的选择性递送做出反应而进行旋转、并且可以驱动该可旋转元件。该可旋转元件可以被适配成在第一旋转方向上旋转以便使该第一旋转机构进行旋转、并且可以在与被该第二旋转机构旋转时相同的方向上进行旋转。一个热传递装置可以环绕该储存装置的至少一部分。该排气系统可以被路线确定成穿过该热交换装置以便加热该储存装置并且增大所储存的能量。
【专利说明】再生性能量系统
相关申请的交叉引用
[0001 ] 本申请要求于2015年I月20日提交的美国申请序列号14/600，578、于2014年9月9日提交的美国临时申请序列号62/047，719、以及于2014年9月9日提交的美国临时申请序列号62/047，740的权益。
技术领域
[0002]本披露总体上涉及的领域包括再生性能量系统。
背景
[0003]车辆的正常运行涉及加速和减速的重复循环。用于使车辆加速到行驶速度的能量可能实质上大于维持恒定速度所要求的能量。制动使得车辆减慢通常意味着必须消耗额外的能量来恢复到更快的速度。可能有利的是，回收车辆制动能量以便在需要时例如在该车辆的起动或加速过程中再次利用该能量。
展示性变体的概述
[0004]多个变体可以包括一种产品以用于储存并且使用可以通过车辆的驱动车轮来选择性地递送的能量。可以将一个可旋转元件连接至该驱动车轮上来随之进行旋转。一个第一旋转机构可以在被该可旋转元件旋转时递送输入能量。一个储存装置可以接收并储存该输入能量。一个第二旋转机构可以对该输入能量从该储存装置到该第二旋转机构的选择性递送做出反应而进行旋转。该第二旋转机构可以选择性地使该可旋转元件进行旋转来使该驱动车轮转动。该可旋转元件可以被适配成在第一旋转方向上旋转来使得该第一旋转机构进行旋转。该可旋转元件可以被适配成在被该第二旋转机构旋转时在该第一旋转方向上进行旋转。一个热交换装置可以环绕该储存装置的至少一部分，其中车辆的排气系统可以被确定路线成穿过该热交换装置从而加热该储存装置并且增大所储存的能量。
[0005]本发明范围内的其他展示性变体将从在此所提供的详细说明中变得清楚。应理解的是，该详细说明和具体实例在披露本发明范围内的变体的同时仅是出于展示性的目的并且不旨在限制本发明的范围。
附图的简要说明
[0006]本发明范围内的变体的选定实例将从详细说明和附图中得到更全面的理解，在附图中:
[0007]图1是根据多个变体的再生性能量储存单元的示意图。
[0008]图2是根据多个变体的再生性能量储存单元的示意图。
[0009]图3是根据多个变体的再生性能量储存单元的示意图。
[0010]图4是根据多个变体的再生性能量储存单元的示意图。
[0011 ]图5是根据多个变体的再生性能量储存单元的示意图。
[0012]图6是根据多个变体的再生性能量储存单元的示意图。
[0013]图7是根据多个变体的再生性能量储存在车桥应用中的位置的示意图。
[0014]图8a是根据多个变体的再生性能量储存在变速箱单元应用中的定位的示意图。
[0015]图8b是根据多个变体的再生性能量储存在变速箱单元应用中的定位的示意图。
[0016]图Sc是根据多个变体的再生性能量储存在变速箱单元应用中的定位的示意图。
[0017]图9a是根据多个变体的再生性能量储存在车桥应用中的定位的示意图。
[0018]图9b是根据多个变体的再生性能量储存在车桥应用中的定位的示意图。
[0019]图9c是根据多个变体的再生性能量储存在车桥应用中的定位的示意图。
[0020]图10是根据多个变体的再生性能量系统的示意图。
[0021]图11是根据多个变体的再生性能量系统的示意图。
[0022]图12是根据多个变体的再生性能量系统的示意图。
[0023]图13是根据多个变体的再生性能量系统的示意图。
[0024]图14是根据多个变体的再生性能量系统的示意图。
展示性变体的详细说明
[0025]以下对这些变体的说明在性质上仅是展示性的并且绝非旨在以任何方式限制本发明的范围、其应用或用途。
[0026]参照图1，多个变体可以包括一个呈具有轴10的再生性能量储存单元11形式的产品，该轴可以用作一个共用的输入输出轴。轴10可以连接至车辆的车桥上或者也可以用作车桥。轴10可以对一个扭绞离合器(windup clutch) 12提供输入，该扭绞离合器可以是当该扭绞离合器12分开时允许轴10自由地旋转而不增加拖拽的常开离合器。12可以包括一个致动器14，该致动器可以选择性地用来使得扭绞离合器12闭合从而使得当轴10旋转时扭矩传递元件15也旋转。轴10还可以接合一个单向离合器元件16，该单向离合器元件可以被适配成在被轴10驱动时进行空转而不传递扭矩。
[0027]旋转时，扭矩传递元件15可以驱动一个单向离合器18，该单向离合器可以被适配成用于将来自扭矩传递元件15的扭矩供应至扭矩传递元件20，只要元件15旋转时即可。单向离合器元件18还可以被适配成用于防止扭矩传递元件20的反向旋转，而使得可以防止元件20反向地驱动该扭矩传递元件15。
[0028]扭矩传递元件20可以向齿轮组22提供输入，该齿轮组可以是行星齿轮组。齿轮组22的作用可以包括使扭矩传递元件20与扭矩传递元件24之间的旋转方向反向。例如，这可以是通过固持该行星架、通过中心齿轮提供输入、并且通过环齿轮提供输出来实现的。除了使旋转反向之外，旋转速度将被减小并且扭矩将被增大。行星齿轮组的这些品质在将扭矩传递元件20的旋转传递到扭矩传递元件24方面是尤其有用的，因为元件24被用于扭绞一个扭转储存装置26。
[0029]扭转储存装置26可以是用于储存扭转能量的机械器件，该机械器件可以采用动力弹簧、长纤维缠绕物、弹性体、或具有高的能量密度和耐用性的其他材料来储存能量。扭转储存装置26可以被扭矩传递元件24扭绞并且可以由传感器28来监测，该传感器可以是一个旋转传感器，该旋转传感器通过感测该装置已被扭绞的量来辨别该扭转储存装置26中的储存能量状态。
[0030 ]当扭绞被扭绞离合器12的分开所中断时，单向离合器18防止扭矩传递元件24的反向旋转，从而维持扭转储存装置26已充到的状态。当传感器28感测到扭转储存装置26已被扭绞到其最大容量时，它是完全充满的，并且使得扭绞离合器12分开。
[0031]来自扭转储存装置26的输出可以被输送到扭矩传递元件30并且从这里输送到齿轮组32，该齿轮组可以是行星齿轮组，其中环齿轮被固持。可以通过行星架提供输入并且可以通过中心齿轮提供输出。这个安排导致在齿轮组32的输出侧上旋转速度增大并且维持扭矩传递元件30与扭矩传递元件34之间的旋转方向相同。由于齿轮组32可以用来提供来自扭转储存装置26的输出扭矩，因此这种选择是尤其有用的，因为扭矩传递单元34的旋转可以用来帮助推进车辆。
[0032]扭矩传递单元34可以向一个常闭单向输出离合器36提供输入。由于该输出离合器36是常闭的，所以储存在扭转储存装置26中的能量被捕集。发生这种情况是因为单向离合器18阻止了一个方向上的旋转，而当该输出离合器36被闭合时也阻止了另一个方向上的旋转。单向离合器元件17可以允许扭矩传递元件34向轴10提供扭矩、并且可以防止轴10向扭矩传递单元34提供扭矩。单向离合器元件17可以被提供成输出离合器36的一个整体部分、或者提供成一个单独单元。
[0033]当希望来自扭转储存装置26的输出时，例如用于帮助推进车辆，致动器38可以被供能来分开该常闭输出离合器36并且该扭矩传递元件34于是可以向轴10供应扭矩。轴10的旋转方向是与轴10提供输入来扭绞该扭转储存装置26时的旋转方向相同的(S卩使输入与输出是通过一个环路)，因为齿轮组22在扭绞过程中反转了旋转方向。
[0034]参照图2，展示了根据多个变体的一个再生性能量储存单元40。相同的元件是用与图1中使用的相同的参考数字指示的。在再生性能量储存单元40中，扭矩传递元件34可以将来自扭转储存装置26的扭矩直接递送至常闭单向输出离合器安排36和17。该扭矩可以取决于应用的需要从轴10的末端37和/或末端39处获得。
[0035]参照图3，多个变体可以包括一个呈具有轴110的再生性能量储存单元108形式的产品，该轴可以用作一个共用的输入输出轴。轴110可以连接至车辆的车桥上或者也可以用作车桥。轴110可以对一个扭绞离合器112提供输入，该扭绞离合器可以是当该扭绞离合器112分开时允许轴110自由地旋转而不增加拖拽的常开离合器。扭绞离合器112可以包括一个致动器，该致动器可以选择性地用来使得离合器112闭合从而使得当轴110旋转时一个可以是轴115的扭矩传递元件也旋转。当扭绞离合器112分开时，轴110可以自由地进行旋转。为了防止轴115进行旋转，可以提供保持离合器114，该保持离合器可以在扭绞离合器112打开时被选择性地闭合。
[0036]旋转时，轴115可以驱动一个齿轮116，该齿轮可以被适配成用于与齿轮118相接合。齿轮118可以接合在一个可以是轴120的扭矩传递元件上。只要轴115旋转时，轴120就可以旋转。轴120可以是滚珠丝杠单元122的轴的一部分并且可以被这些轴承124支撑。滚珠丝杠单元122可以包括一个丝杠126和一个滚珠螺母组件128，该滚珠螺母组件可以包括螺母129和多个滚珠(未示出)。这些滚珠可以被捕集在丝杠126中的凹槽与螺母129之间，从而提供一个低摩擦的滚动界面。
[0037]滚珠丝杠单元122可以是通过一个压缩元件或多个元件130的部署来储存能量的机械器件。压缩元件130可以是在压缩时储存能量的机械或气动元件。在允许压缩元件130膨胀时，所储存的能量可以被释放。压缩元件130在轴120旋转时可以被压缩，这致使螺母129沿着丝杠126平移从而减小螺母129与止动件131之间的距离。
[0038]传感器132可以监测压缩量，该传感器可以是通过感测螺母129朝止动件131移动的量来监测滚珠丝杠单元122中的储存能量状态的一种位置传感器。当扭绞被扭绞离合器112的分开所中断时，该保持离合器114可以防止轴120的反向旋转，从而维持滚珠丝杠单元122已充到的状态。当传感器132感测到压缩元件130已经被压缩到其最大容量时，它是完全充满的，并且使得扭绞离合器112分开并且使得保持离合器114闭合。
[0039]来自滚珠丝杠单元122的输出可以被输送经过轴120和一个齿轮134，该齿轮可以被适配成用于接合轴138上的一个齿轮136。轴120可以用作滚珠丝杠单元122的输入元件和输出元件。经过轴138的输出路径还延伸过一个齿轮组，这个齿轮组可以是行星齿轮组，其中行星架142是固持的。
[0040]可以从轴138通过环齿轮144接收输入，并且可以通过中心齿轮146提供输出。这些连接选择导致穿过该齿轮组的旋转速度增大并且在轴138与该齿轮组的输出侧上的轴148之间提供反向的旋转方向。由于齿轮组142、144、146被用来提供来自滚珠丝杠单元122的输出扭矩，所以这种选择是尤其有用的，因为轴148的旋转可以用来帮助推进车辆。
[0041]当允许压缩元件膨胀时，该滚珠螺母组件被驱动远离止动件131，这使得丝杠126在与它在压缩过程中旋转方向相反的方向上旋转。提供通过齿轮组142、144、146的旋转方向反向是指，轴148将在与滚珠丝杠单元122的充能过程中轴115的旋转相同的旋转方向上进行旋转。这是有利的，因为轴148向常开输出离合器150提供输入，该常开输出离合器在闭合时可以将扭矩从轴148递送至轴110。
[0042]当希望来自滚珠丝杠单元122的输出，例如以用于帮助通过轴110来推进车辆时，输出离合器150可以被可控地闭合并且该保持离合器114可以用使得滚珠丝杠单元122能够顺利释放扭矩的速率来被分开。常开扭绞离合器112可以保持打开。这允许轴148向轴110供应扭矩。轴110的旋转是在与轴110提供输入来压缩该压缩元件130时相同的旋转方向上的(即使输入和输出是通过一个环路)，因为齿轮组142、144、146从滚珠螺母126反转了该旋转方向。输入和输出可以来自轴110的任一端。
[0043]参照图4，展示了根据多个变体的一个再生性能量储存单元152。相同的元件是用图3中使用的相同的参考数字指示的。在再生性能量储存单元152中，轴110向多个滚珠丝杠单元122递送扭矩并且从其接收扭矩。如图所示，在轴110的相反两侧上展示了两个滚珠丝杠单元，但是可以将额外的单元以圆形或其他图案围绕轴110进行布置以提供额外的能量储存。
[0044]当车辆减速时、例如在制动过程中可获得旋转能量时，可以从轴110提供输入。该输入行进通过扭绞离合器112、轴115、齿轮116、齿轮118、以及轴120。扭绞离合器112和保持离合器114可以包括对应地用于选择性控制这些离合器的致动器155、156。
[0045]轴120可以包括一个丝杠126，该丝杠在旋转时致使滚珠螺母组件128朝向止动件131平移。这压缩了该压缩元件，该压缩元件可以呈压缩弹簧的形式(例如，在交替方向上堆叠的多个碟形盘154)以允许更大的偏转。当这些碟形盘154被压缩时，它们就提供了储存旋转能量的机械手段。当该压缩元件被完全压缩时，可以使得扭绞离合器112分开并且可以使得保持离合器114闭合以防止这些碟形盘154膨胀。
[0046]从滚珠丝杠单元122至轴110的输出依次行进通过轴120、齿轮134、齿轮136、轴138、环齿轮144、这些行星齿轮157、中心齿轮146、以及输出离合器150。输出离合器150可以包括多个致动器158，以用于选择性地使得该离合器闭合和允许扭矩从滚珠丝杠单元122传递到轴110。当希望从滚珠丝杠单元122对轴110进行驱动时，保持离合器114上的这些致动器156被激活以分开该离合器并且允许轴115、齿轮116、齿轮118并且因此允许轴120旋转。
[0047]这些致动器158还可以被激活来使得该输出离合器150闭合，从而使得随着这些碟形盘膨胀而驱动滚珠螺母组件128远离止动件131，轴120进行旋转从而致使齿轮134、齿轮136、轴138、和环齿轮144进行旋转。行星架142被保持住而不旋转，并且因此环齿轮144的旋转致使这些行星齿轮157在与环齿轮144相同的旋转方向上围绕其中心轴159进行旋转。这致使中心齿轮146在与环齿轮144相反的旋转方向上进行旋转。中心齿轮146的旋转致使输出离合器150中的这些离合器片与轴110—起进行旋转，从而对其提供来自滚珠丝杠单元122的扭矩。当希望额外的扭矩时，可以从仅一个滚珠丝杠单元122或同时从多个单元释放會ti。
[0048]参照图5，展示了根据多个变体的一个再生性能量储存单元160。相同的元件是用与图3和4中使用的相同的参考数字指示的。在再生性能量储存单元160中，轴110向多个滚珠丝杠单元122递送扭矩并且从其接收扭矩。如图所示，在轴110的相反两侧上展示了两个滚珠丝杠单元，但是可以将额外的单元以圆形图案围绕轴110布置以便提供额外的能量储存。
[0049]当车辆减速时、例如在制动过程中可获得旋转能量时，可以从轴110提供输入。该输入行进通过扭绞离合器112、轴115、齿轮116、齿轮118、以及轴120。扭绞离合器112和保持离合器114可以包括对应地用于选择性控制这些离合器的致动器155、156。
[0050]轴120可以包括一个丝杠126，该丝杠在旋转时致使滚珠螺母组件128朝向气缸夹套162平移。这压缩了该压缩元件，该压缩元件可以呈被捕集在活塞164与气缸夹套162之间的腔室163中的气体的形式。当腔室163被压缩时，该气体就提供了储存旋转能量的气动手段。当被完全压缩时，使得扭绞离合器112分开并且使得保持离合器114被闭合以便防止腔室163膨胀。可以将腔室163预先充压到优选压力，以便确保提供可用的扭矩直到腔室163完全膨胀这个点。
[0051]从滚珠丝杠单元122至轴110的输出行进通过轴120、齿轮134、齿轮136、轴138、环齿轮144、这些行星齿轮157、中心齿轮146、以及输出离合器150。输出离合器150可以包括多个致动器158，以用于选择性地使得该离合器闭合和允许扭矩从滚珠丝杠单元122传递到轴110。当希望从滚珠丝杠单元122对轴110进行驱动时，保持离合器114上的这些致动器156被激活以分开该离合器并且允许轴115、齿轮116、齿轮118并且因此允许轴120旋转。
[0052]这些致动器158还可以被激活来使得输出离合器150闭合，从而使得随着腔室163膨胀而驱动滚珠螺母组件128远离气缸夹套162，轴120进行旋转从而致使齿轮134、齿轮136、轴138、和环齿轮144进行旋转。行星架142被保持住而不旋转，并且因此环齿轮144的旋转致使这些行星齿轮157在与环齿轮144相同的旋转方向上围绕其中心轴159进行旋转。这致使中心齿轮146在与环齿轮144相反的旋转方向上进行旋转。中心齿轮146的旋转致使输出离合器150中的这些离合器片与轴110进行旋转，从而对其提供来自滚珠丝杠单元122的扭矩。当希望额外的扭矩时，可以从仅一个滚珠丝杠单元122或同时从多个单元释放能量。
[0053]参照图6，展示了根据多个变体的一个再生性能量储存单元167。相同的元件是用与图3至图5中使用的相同的参考数字指示的。在再生性能量储存单元167中，轴110向滚珠丝杠单元122递送扭矩并且从其接收扭矩。如图所示，在轴110的相反两侧上展示了两个滚珠丝杠单元，但是可以将额外的单元以圆形或其他图案围绕轴110进行布置以提供额外的能量储存。
[0054]当车辆减速时、例如在制动过程中可获得旋转能量时，可以从轴110提供输入。该输入行进通过扭绞离合器112、轴115、齿轮116、齿轮118、以及轴120。扭绞离合器112和保持离合器114可以包括对应地用于选择性控制这些离合器的致动器155、156。
[0055]轴120可以包括一个丝杠126，该丝杠在旋转时致使滚珠螺母组件128朝向止动件168和气缸夹套169平移。这压缩了该压缩元件，该压缩元件可以呈碟形弹簧170和被捕集在活塞172与气缸夹套169之间的腔室171中的气体两者的形式。在这些碟形弹簧170和腔室171被压缩时，这些弹簧就提供了储存旋转能量的机械手段并且腔室171中的气体提供了储存旋转能量的气动设定。当这些压缩元件被完全压缩时，可以使得扭绞离合器112分开并且可以使得保持离合器114闭合以防止这些碟形弹簧170和腔室171膨胀。
[0056]从滚珠丝杠单元122至轴110的输出行进通过轴120、齿轮134、齿轮130、轴138、环齿轮144、这些行星齿轮157、中心齿轮146、以及输出离合器150。输出离合器150可以包括多个致动器158，以用于选择性地使得该离合器闭合和允许扭矩从滚珠丝杠单元122传递到轴110。当希望从滚珠丝杠单元122对轴110进行驱动时，保持离合器114上的这些致动器156被激活以分开该离合器并且允许轴115、齿轮116、齿轮118并且因此允许轴120旋转。
[0057]这些致动器158还可以被激活来使得输出离合器150闭合，从而使得随着腔室163膨胀而驱动滚珠螺母组件128远离气缸夹套162，轴120进行旋转从而致使齿轮134、齿轮130、轴138、和环齿轮144进行旋转。行星架142被保持住而不旋转，并且因此环齿轮144的旋转致使这些行星齿轮157在与环齿轮144相同的旋转方向上围绕其中心轴159进行旋转。这致使中心齿轮146在与环齿轮144相反的旋转方向上进行旋转。中心齿轮146的旋转致使输出离合器150中的这些离合器片使得轴110进行旋转，从而对其提供来自滚珠丝杠单元122的扭矩。当希望额外的扭矩时，可以从仅一个滚珠丝杠单元122或同时从多个单元释放能量。
[0058]图7示出了根据多个变体的一个再生性能量储存单元。可以围绕一个共用轴提供六个再生性能量储存单元176，该共用轴例如是车辆175的驱动车轮179的车桥的轴。这六个再生性能量储存单元176可以是参照图1至图6中所描述类型中的任一种、并且可以呈圆形图案围绕该轴进行安排。
[0059]对这些再生性能量储存单元176而言，所储存的能量的量可以通过将排气管线178路径布置到围绕这些再生性能量储存单元176的腔室180之中来增大。可以使用阀182来调节被供应至腔室180的排气的量。通过使用车辆175的排气进行加热升高了温度、并且在被压缩气体的情况下可以导致这些再生性能量储存单元176的腔室内的压力增大。以排气加热这些再生性能量储存单元176有效地增大了可以被储存并且可进行使用的能量的量。
[0060]可以将再生性能量储存单元11、40、108、152、160和167应用到变速箱上，如图8a、8b和8c所示。将再生性能量储存单元11、40、108、152、160和167应用到变速箱的一个或两个输出轴上对于在四轮驱动车辆的前轮驱动和后轮驱动需要时提供额外的扭矩是有用的。
[0061]参照图8a至图Sc，展示了根据多个变体的一个再生性能量储存单元。用于四轮驱动系统的变速箱184可以包括一个箱体185，通过该箱体，输入轴186选择性地驱动后输出轴188并且驱动前输出轴189。再生性能量储存单元183可以被定位在箱体185内并且可以被应用到后输出轴188上(如图8a所示)、这两个输出轴上(如图8b所示)、以及前输出轴189上(如图8c所示)。再生性能量储存单元183可以从变速箱184的旋转元件中接收输入并且可以向变速箱184的就这同一个或一个不同的旋转元件提供输出。
[0062]还可以将再生性能量储存单元11、40、108、152、160和167应用到驱动车桥上，如图9a、9b和9c所示。这些再生性能量储存单元的输入和输出安排可以被应用来:从驱动轴195接收输入并且对差速器197提供输出；从差速器197中接收输入并且对这些半轴196提供输出;或者从这些半轴194接收输入并且对这些半轴提供输出。
[0063]参照图9a至图9c，展示了根据多个变体的一个再生性能量储存单元。车桥组件190至192可以包括多个车轮199。在图9a中，在没有驱动轴输入或差速器的情况下，这些再生性能量储存单元193被应用到半轴194上。这些再生性能量储存单元从半轴194接收输入并且对其提供输出。在图9b中，这些再生性能量储存单元193被应用到驱动轴195上。再生性能量储存单元193的输入和输出安排可以被应用来从驱动轴195接收输入并且对差速器197提供输出。在图9c中，这些再生性能量储存单元193是应用到这些半轴196以及驱动轴195二者上的。取决于多个条件，这些再生性能量储存单元可以独立地或以组合形式进行操作。
[0064]参照图10，根据多个变体的再生性能量系统200可以是与可以包括差速器203的一个车桥202相关联的。车轮206和207可以连接至驱动车桥202上。该车辆可以具有发动机208，该发动机带有用于驱动车轮210、211的一个驱动桥209。发动机208可以具有用于将燃烧气体从发动机208传送至该车辆后部的一个排气系统212。
[0065]—个加压流体回路217可以包括一个压缩机214，该压缩机通过一根管线从大气215中抽吸空气，该管线可以包括干燥器216、218，干燥器可以将排气系统212中的排气温度用作进行干燥动作的能量源。该压缩机可以被车桥202驱动并且可以使得加压气体穿过过滤器220递送至控制阀222。控制阀222可以包括一个致动器，该致动器通过连接了点A-A的导体与控制器224通讯。控制器224可以包括多个导体226(带有返回线或地线)以用于与电源以及与该车辆的电子网络互连，该控制器通过该电子网络可以接收并发送信息。
[0066]控制阀222可以使得压缩气体穿过路径228引回至大气215中、或者可以使得压缩气体穿过路径203引导至止回阀232中。当气体被引导穿过路径228返回至大气215中时，该压缩机可能做很小的功或不做功。当控制阀228可以被致动来使得流动引导穿过路径203时，可以对压缩机214的出口进行节流以致使该压缩机向车桥202施加一个制动动作。通过压缩动作可以捕集由制动获得的能量。被引导穿过止回阀232的流动继续前进至管线234，该管线可以设有一个泄压阀236。
[0067]管线234可以连接至一个呈罐的形式的能量储存装置238上。该罐可以具有五升的容量并且可以储存上至500bar的压缩气体。储存在罐238中的加压气体可以被排气系统212加热。排气可以围绕着包绕罐238的一个包绕体来引导或者被引导穿过该包绕体、并且可以被引导穿过管线234中的加热器240。可以将加压气体维持在储存罐238中、在止回阀232与控制阀242之间，该控制阀在244处是常闭的。
[0068]在管线234中可以提供一个压力传感器以用于监测流体压力并且将读数通过连接这些点C-C的导体传送至控制器224。控制阀242可以是通过连接这些点B-B的导体与控制器224通讯的以便进行选择性的致动。控制阀242的致动允许将流体压力传输过路径246并且继续穿过过滤器240到达马达250，从而对车桥202引入旋转。排气可以从马达250中穿过一个消音器252排出至大气215中。上述加压流体回路217在捕集和再次释放制动能量方面是有用的，并且可以将发动机排气用作热源来干燥和加温该压缩气体，从而提高效率。
[0069]多个其他变体可以包括如图11所示的一个再生性能量系统300。再生性能量系统300可以包括一个加压流体回路302，该加压流体回路类似于图10的加压流体回路217，但不是向大气开放的，而是一个闭环系统。加压流体回路302可以使压缩气体在高压储存罐310与低压储存容器312之间循环。该压缩气体行进通过压缩机304和马达306，该压缩机和马达各自与车桥308相接合。加压流体回路302可以用干燥气体例如氮气来操作并且可以不需要干燥器。可以在马达306与储存容器312之间提供一个分离器314以用于去除污染物。气体可以按照与穿过加压流体回路217类似的方式循环穿过加压流体回路302，从而包括来自排气系统320的附加热量。
[0070]图12展示了具有加压流体回路402的再生性能量系统400的多个变体。加压流体回路402可以使液压流体循环穿过栗404和马达406，该栗和马达各自与车桥408相接合。回路402被路线确定成在高压储存罐410与液压储箱412之间。加压流体回路402可以用高压储存罐410中的储料来操作，该高压储存罐可以采用干燥气体，例如在液压流体之上提供的氮气。发动机排气系统414可以通过加热器416或通过围绕储存罐410提供的包绕体来对储存罐410中的气体储料提供热量。液压储箱412可以包括一个排气口 418。
[0071]参照图13，根据多个变体的再生性能量系统500可以是与可以包括差速器的一个车桥502相关联的。车轮506和507可以连接至驱动车桥502上。该车辆可以具有发动机508，该发动机带有用于驱动车轮510、511的一个驱动桥509。发动机508可以具有用于将燃烧气体从发动机508传送至该车辆后部的一个排气系统512。
[0072]加压流体回路517可以包括一个压缩机514，该压缩机通过管线516从大气515中抽吸空气。压缩机514可以被车桥502驱动并且可以穿过管线519向控制阀522递送加压气体，该管线可以包括一个过滤器520。控制阀522可以包括一个致动器，该致动器通过导体束525与控制器524通讯。控制器524可以包括多个导体526以用于与电源和回线或地线、以及与该车辆的电子网络互连，该控制器通过该电子网络可以接收并发送信息。
[0073]控制阀522可以使得压缩气体穿过路径528和管线529引回至大气515中、或者可以使得压缩气体穿过路径530和管线533引导至止回阀532中。当气体被引导穿过路径528返回至大气515中时，该压缩机可能做很小的功或不做功。当控制阀522可以被致动来使得流动引导穿过路径530时，可以对压缩机514的出口进行节流以致使该压缩机向车桥502施加一个制动动作。被引导穿过止回阀532的流动继续前进至管线534，该管线可以设有一个泄压阀 536 0
[0074]管线534可以连接至一个呈罐的形式的能量储存装置538上。该罐可以具有五升的容量并且可以储存上至500bar的压缩气体。可以将加压气体维持在储存罐538中、在止回阀532与控制阀542之间，该控制阀在544处是常闭的。
[0075]在管线534中可以提供一个压力传感器545以用于监测流体压力并且将读数通过导体束537传送至控制器524。控制阀542可以是通过导体549与控制器524通讯以便进行选择性的致动的，以便允许将流体压力传输穿过路径546并且继续穿过管线551到达马达550，从而对车桥502施加旋转。排气可以从马达550穿过管线553排出至大气515中，该管线可以包括一个消音器552。通过上述加压流体回路517，可以捕集并再次释放制动能量。在气体的压缩过程中可能产生热量。
[0076]通过液体回路560可以捕集并再次释放在压缩过程中压缩机514所产生的热量以提高加压流体回路517的效率。可以通过布置在管线519中靠近压缩机出口 514的冷却器562来捕集热量。可以通过被车桥502驱动的一个栗564来使液体回路560中的液体循环。该栗可以通过管线568从蓄积器566中抽吸液体。蓄积器566可以被一个包绕体环绕，来自排气系统512的排气可以被路线确定成穿过该包绕体以便加热该液体，或者可以用其他方式将来自排气的热量传输至该液体。
[0077]两个控制阀570和571在572和573处是常闭的以便隔离蓄积器566。控制阀570可以选择性地被控制器524致动来打开流动路径574，从而使得栗564可以使液体循环穿过冷却器562来提取在该压缩气体中所携带的热量并且将该热量送到蓄积器566中。可以在通向控制阀542的管线577中提供一个加热器576，以便在压缩气体被供应至马达550之前将其选择性地加热。控制阀571可以选择性地被控制器524致动来打开流动路径579。栗564可以接着使得经加热的液体穿过管线578递送至加热器576以便将热量传递给管线577中的压缩气体。该液体可以穿过控制阀571、管线579、以及管线587返回至蓄积器566中。
[0078]参照图14，根据多个变体的再生性能量系统600可以是与可以包括差速器的一个车桥602相关联的。车轮606和607可以连接至驱动车桥602上。该车辆可以具有发动机608，该发动机带有用于驱动车轮610、611的一个驱动桥609。发动机608可以具有用于将燃烧气体从发动机608传送至该车辆后部的一个排气系统612以用于排放。
[0079]加压流体回路617可以包括一个压缩机614，该压缩机通过管线616从大气615中抽吸空气。压缩机614可以被车桥602驱动并且可以穿过管线619向控制阀622递送加压气体，该管线可以包括一个过滤器620。控制阀622可以包括一个致动器，该致动器通过导体(未示出)与控制器624通讯。控制器624可以包括多个导体626(带有返回线和地线)以用于与电源以及与该车辆的电子网络互连，该控制器通过该电子网络可以接收并发送信息。
[0080]控制阀622可以使得压缩气体穿过阀路径628和管线629引回至大气615中、或者可以使得压缩气体穿过阀路径630引导至止回阀632中。当气体被引导穿过路径628返回至大气615中时，该压缩机可能做很小的功或不做功。当控制阀628可以被致动来使得流动引导穿过路径630时，可以对压缩机614的出口进行节流以致使该压缩机向车桥602施加一个制动动作。被引导穿过止回阀632的流动现在可以行进到管线634，该管线可以设有一个泄压阀 636。
[0081]管线634可以连接至一个呈罐的形式的能量储存装置638上。罐636可以具有五升的容量并且可以储存上至500bar的压缩气体。可以将加压气体维持在储存罐638中、在止回阀636与控制阀642之间，该控制阀在644处是常闭的。
[0082]在管线634中可以提供一个压力传感器645以用于监测流体压力并且将读数通过一个导体(未示出)传送至控制器624。控制阀642可以通过导体(未示出)与控制器624通讯以进行选择性的致动，以便允许流体压力被传输穿过路径646并且接着穿过管线651到达马达650，从而对车桥602施加旋转。排气可以从马达650穿过管线653排出至大气615中，该管线可以包括一个消音器652。通过本文中的加压流体回路617，可以捕集并再次释放制动能量。在气体的压缩过程中可能产生热量。
[0083]通过液体回路660可以捕集在气体压缩过程中由压缩机614产生的热量并且进行再利用来增大加压流体回路617的效率，在该液体回路内的液体可以用喷雾或泡沫的形式引入压缩气体中。液体回路660可以包括被马达664驱动的一个栗662。马达664可以通过一个导体(未示出)与控制器624相连接以便进行选择性操作。栗662可以通过管线670从蓄积器668中抽吸液体。栗662可以向控制阀672递送液体，该控制阀在其正常位置中穿过路径674向管线676开放。管线676可以连接至管线619中的一个施加装置(例如喷嘴678)上以便将液体施加到离开压缩机614的压缩气体流之中。热量可以从该压缩气体传递给所施加的液体，所施加的液体接着可以在分离器681处被分离并且穿过管线682回到蓄积器668，而压缩气体继续前进至控制阀622。
[0084]通过控制阀672的选择性致动来将路径680与栗662相连接，就可以使用蓄积器668中所搜集的热量。这可以穿过管线682来引导栗662的输出。管线682可以通过控制阀672连接至管线686中的一个施加装置(例如喷嘴684)上以便将液体施加到被递送至马达650之前的压缩气体流之中。储存的热量可以从施加的液体传递至压缩气体，所施加的液体接着可以在分离器688处被分离并且穿过管线690回到蓄积器668中，而压缩气体继续前进至控制阀642。通过上述压缩流体回路617，提供了用于捕集并再次释放制动能量的机构，其中使用压缩产生的热量来升高压缩气体的温度，从而提供效率。
[0085]以下对变体的描述仅展示了被认为落入本发明范围内的部件、元件、动作、产品和方法，并且不旨在以任何方式限制所明确披露的或没有明确提出的范围。部件、元件、动作、产品和方法可以按不同于本文所明确描述的方式进行组合和重新安排并且仍然被认为是落入本发明的范围内。
[0086]变体I可以包括一种产品以用于储存并且使用通过具有排气系统的车辆的驱动车轮来被选择性地递送的能量。可以将一个可旋转元件连接至该驱动车轮上来随之进行旋转。一个第一旋转机构在被该可旋转元件旋转时可以提供输入能量。一个储存装置可以接收并储存该输入能量。一个第二旋转机构可以对该输入能量从该储存装置到该第二旋转机构的选择性递送做出反应而进行旋转。该第二旋转机构可以选择性地使该可旋转元件进行旋转。该可旋转元件可以被适配成在第一旋转方向上旋转来使得该第一旋转机构进行旋转。该可旋转元件可以被适配成在被该第二旋转机构旋转时在该第一旋转方向上进行旋转。一个热传递装置可以环绕该储存装置的至少一部分，其中该排气系统可以被路线确定成穿过该热交换装置以便加热该储存装置并且增大所储存的能量。
[0087]变体2可以包括根据变体I所述的产品，其中该储存装置可以具有一个输入侧和一个输出侧。当被布置在该可旋转元件与该储存装置件之间的扭绞离合器闭合时，该输入侧可以从该可旋转元件接收输入。可以在该扭绞离合器与该储存装置之间布置一个单向离合器。该单向离合器可以被适配成使得该可旋转元件能够向该储存装置递送能量并且能够防止该储存装置向该可旋转元件传递能量。
[0088]变体3可以包括根据变体I所述的产品，其中该第一旋转机构可以包括一个出口回路，并且其中该第二旋转机构可以包括一个进口系统。一个液体回路可以包括被布置在该出口回路中的一个冷却装置以及被布置在该进口系统中的一个加热装置。该液体回路可以被路线确定成穿过该冷却装置和该加热装置以便将热量从该出口回路传递至该进口系统。
[0089]变体4可以包括根据变体I或2所述的产品，其中行星齿轮组可以被连接在该可旋转元件与该储存装置的输出侧之间。该行星齿轮组可以被配置成用于减小旋转速度。
[0090]变体5可以包括根据变体4所述的产品，其中一个齿轮组可以被连接在该储存装置与该可旋转元件的输入侧之间。该齿轮组可以被适配成用于减小旋转速度。
[0091]变体6可以包括根据变体I或3所述的产品，其中该储存装置包括一个压力储箱。
[0092]变体7可以包括根据变体1、2、4或5中任一项所述的产品，其中该储存装置可以包括一个扭转元件，该扭转元件可以被该第一旋转机构扭绞。
[0093]变体8可以包括根据变体1、2、4或5中任一项所述的产品，其中该储存装置可以包括一个弹簧，其中该弹簧通过该可旋转元件的操作而被压缩。
[0094]变体9可以包括一种用于具有传动系的车辆的产品。一个可旋转轴可以与该传动系相接合。一个储存装置从该可旋转轴接收旋转输入并且向该可旋转轴提供旋转输出。第一齿轮组可以将该可旋转轴连接至该储存装置。该第一齿轮组可以被该可旋转轴驱动并且可以驱动该储存装置。一个扭绞离合器可以选择性地使得该可旋转轴与该第一齿轮组相接合。该可旋转轴可以选择性地通过该扭绞离合器和该第一齿轮组来扭绞该储存装置。第二齿轮组可以被该储存装置所驱动。一个输出离合器可以选择性地使得该第二齿轮组与该可旋转轴相连接。该储存装置可以通过该第二齿轮组和该输出离合器选择性地旋转该可旋转轴。
[0095]变体10可以包括根据变体9所述的产品，其中该可旋转轴可以仅在一个旋转方向上能够旋转。
[0096]变体11可以包括根据变体9或10所述的产品，其中该传动系可以包括一个车桥。该储存装置可以包括围绕该车桥以圆形图案布置的多个储存装置。
[0097]变体12可以包括变体9至11中任一项所述的产品，其中该车辆可以包括一个排气系统。一个包绕体可以环绕该储存装置的至少一部分。该排气系统可以被路线确定成穿过该包绕体以便加热该储存装置。
[0098]变体13可以包括根据变体9至12中任一项所述的产品，其中该储存装置可以包括一个弹簧，并且其中该弹簧可以通过该传动系的旋转而被压缩。
[0099]变体14可以包括根据变体13所述的产品，其中该弹簧是气动弹簧。
[0100]变体15可以包括根据变体9至12中任一项所述的产品，其中该储存装置可以包括一个扭转元件，该扭转元件可以被该传动系扭绞。
[0101]变体16可以包括一种产品以用于通过具有热产生装置的车辆的车桥来储存和使用能量。一个压缩机可以被该车桥驱动从而压缩一种流体。一个储存装置可以接收该流体。一个马达可以对流体从该储存装置到该马达的选择性递送做出反应而旋转以便选择性地使该车桥旋转。该车桥可以被适配成在第一旋转方向上旋转从而使该压缩机进行旋转。该车桥可以被适配成在被该马达旋转时在该第一旋转方向上进行旋转。在将流体递送至该马达之前可以通过该热产生装置来加热该流体。
[0102]变体17可以包括根据变体16所述的产品并且可以包括从该热产生源路线确定出的一个排气系统。一个包绕体可以环绕该储存装置的至少一部分并且该排气系统被路线确定成穿过该包绕体以便加热该储存装置。
[0103]变体18可以包括根据变体16或17所述的产品，其中该压缩机可以包括一个进口系统。可以在该进口系统中布置一个干燥装置。该排气系统可以被路线确定成去到该干燥装置以便加热该干燥装置。
[0104]变体19可以包括根据变体16至18中任一项所述的产品，其中该马达可以包括一个进口系统。一个液体回路可以将热量从该热产生装置传递至该进口系统。
[0105]变体20可以包括根据变体19所述的产品，其中该压缩机可以包括一个出口回路。可以在该出口回路中布置一个冷却装置。该液体回路可以被路线确定成穿过该冷却装置。
[0106]在本发明的范围内对选定变体的以上说明在性质上仅仅是说明性的，因此，其变体或变化不应被认为是脱离了本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种储存和使用通过具有排气系统的车辆的驱动车轮的能量的产品，该产品包括: 一个可旋转元件，该可旋转元件连接至该驱动车轮上以便随之进行旋转； 一个第一旋转机构，该第一旋转机构在被该可旋转元件旋转时递送输入能量； 一个储存装置，该储存装置接收并储存该输入能量； 一个第二旋转机构，该第二旋转机构对该输入能量从该储存装置到该第二旋转机构的选择性递送做出反应而进行旋转，该第二旋转机构选择性地使该可旋转元件旋转； 该可旋转元件被适配成在第一旋转方向上旋转以便使该第一旋转机构进行旋转，该可旋转元件被适配成在被该第二旋转机构旋转时在该第一旋转方向上进行旋转；以及 一个热交换装置，该热交换器装置环绕该储存装置的至少一部分，其中该排气系统被路线确定成穿过该热交换装置以便加热该储存装置并且增大所储存的能量。2.根据权利要求1所述的产品，其中，该储存装置具有一个输入侧和一个输出侧，当被布置在该可旋转元件与该储存装置件之间的扭绞离合器闭合时该输入侧从该可旋转元件接收输入，其中，一个单向离合器被布置在该扭绞离合器与该储存装置之间，其中该单向离合器被适配成使得该可旋转元件能够向该储存装置递送能量并且能够防止该储存装置向该可旋转元件传递能量。3.根据权利要求1所述的产品，其中，该第一旋转机构包括一个出口回路，并且其中，该第二旋转机构包括一个进口系统并且进一步包括一个液体回路，该液体回路包括被布置在该出口回路中的一个冷却装置以及被布置在该进口系统中的一个加热装置，其中该液体回路被路线确定成穿过该冷却装置和该加热装置以便将热量从该出口回路传递至该进口系统。4.根据权利要求1所述的产品，其中，一个行星齿轮组被连接在该可旋转元件与该储存装置的输出侧之间，其中该行星齿轮组被配置成减小旋转速度。5.根据权利要求4所述的产品，其中，一个齿轮组被连接在该储存装置与该可旋转元件的输入侧之间，其中该齿轮组被适配成用于减小旋转速度。6.根据权利要求1所述的产品，其中，该储存装置包括一个压力储箱。7.根据权利要求1所述的产品，其中，该储存装置包括一个被该第一旋转机构扭绞的扭转元件。8.根据权利要求1所述的产品，其中，该储存装置包括一个弹簧，其中该弹簧是通过该可旋转元件的操作而被压缩的。9.一种用于具有传动系的车辆的产品，该产品包括: 与该传动系可接合的一个可旋转轴； 一个储存装置，该储存装置从该可旋转轴接收旋转输入并且向该可旋转轴提供旋转输出； 一个第一齿轮组，该第一齿轮组将该可旋转轴连接至该储存装置上，该第一齿轮组被该可旋转轴驱动，并且该第一齿轮组驱动该储存装置； 一个扭绞离合器，该扭绞离合器选择性地将该可旋转轴与该第一齿轮组相接合，该可旋转轴通过该扭绞离合器和该第一齿轮组选择性地扭绞该储存装置； 被该储存装置驱动的一个第二齿轮组； 一个输出离合器，该输出离合器选择性地使得该第二齿轮组与该可旋转轴相连接，该储存装置通过该第二齿轮组和该输出离合器选择性地旋转该可旋转轴。10.根据权利要求9所述的产品，其中，该可旋转轴仅在一个旋转方向上能够旋转。11.根据权利要求9所述的产品，其中，该传动系包括一个车桥，并且其中，该储存装置包括围绕该车桥以圆形图案布置的多个储存装置。12.根据权利要求11所述的产品，其中，该车辆包括一个排气系统并且进一步包括环绕该多个储存装置的至少一部分的一个包绕体，其中该排气系统被路线确定成穿过该包绕体以便加热这些多个储存装置。13.根据权利要求9所述的产品，其中，该储存装置包括一个弹簧，并且其中，该弹簧是通过该传动系的旋转而被压缩的。14.根据权利要求13所述的产品，其中，该弹簧是一个气动弹簧。15.根据权利要求9所述的产品，其中，该储存装置包括一个被该传动系扭绞的扭转元件。
【文档编号】B60K25/00GK105882403SQ201510563355
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年9月7日
【发明人】L·A·普里查德, T·柯普
【申请人】博格华纳公司