一种车辆制动方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用车辆惯性制动的方法和装置，在传动系统中添加由运行离合器C运4与制动离合器C制5及其闭锁ML16所组成的切换部分；以及由齿轮15、16、17、18、19，翻转离合器CFR17、CFR28，飞轮储能FES11及ML29、ECU控制端22等制动部分组成，提供一种断开发动机转矩，利用车辆惯性为动力源，经多次反复切换、转移、削减、贮存、释放、反向后，再添加到传动系统中，克服、抵消车辆原有的惯性，使车辆惯性越来越小，最终失去惯性，这种“以惯制惯”的自身制动方法和装置。制动时不拖滑、侧滑、跑偏、甩尾，且制动力强，节能效果好。
【专利说明】一种车辆制动方法及其装置
【技术领域】 [0001] 本发明涉及一种车辆的制动系统，特别是涉及一种利用车辆惯性制动 的方法及其装置。
【背景技术】 [0002] 已有的车辆制动方法包括被动式车轮的摩擦力和空气阻力制动方法、 动力制动和再生制动。
[0003] 被动式的摩擦力制动是踩下制动踏板，制动主缸压出高压油，推动分泵活塞，使制 动片在制动鼓上摩擦，从而达到停止车轮转动的制动效果，这种制动缺点是把惯性能量变 成摩擦热能放弃掉，且易出现制动拖滑、侧滑、跑偏、甩尾现象。
[0004] 动力制动则是把电动机转成发电机使用，把车辆的动能转成电能，动力制动通常 只把产生的电，经过电阻转成无用的热放走，缺点是浪费能源。
[0005] 再生制动则是把电力储存起来，或通过电网送走，再循环使用，这种制动所需设备 多，技术复杂、成本高。
[0006] 以上几种制动都是在不添加惯性的反方向力的制动，而是直接对惯性制动，因此 制动力小，制动时间长。
[0007] 本发明不是刹住车轮不动，而且利用车辆本身的惯性使传动系统施加反向转矩， 而使车辆制动。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种既能充分利用车辆惯性的能量，又具有主动 制动不拖滑、侧滑、跑偏、甩尾现象的优点，而且制动力强，时间短。
[0009] 为达到上述优点，本发明实质上在车辆传动系统任一处添加主要由运行与制动切 换的制动方法和装置及其控制部分；惯性能量转移、吸收贮存、反向、释放的制动及其控制 部分组成，提供一种断开发动机转矩，利用车辆惯性为动力源，经过多次反复利用飞轮储能 FES切换、传递、贮存、释放、反向后，再添加到传动系统中，克服、抵消车辆原有的惯性，使车 辆惯性越来越小，最终失去惯性，这种"以惯制惯"的自身制动方法和装置。
[0010] 由于利用车辆的惯性能量为制动能量来源，因而节约了能源；又由于采用了惯性 经传递后，转移、削减了原有车辆惯性；另一方面，传递、吸收贮存的惯性转矩经反向后，再 用来抵消原有剩下的惯性力矩，这种主动制动，反向制动能使车轮与地面之间的摩擦力逐 渐减小，而不会大于车轮摩擦力式的被动制动时的过刹车拖滑时的摩擦力，有效地避免了 制动拖滑、侧滑、跑偏、甩尾现象的发生。
[0011] 本发明还可另加传动系统的单向离合器以防止制动时过倒车现象的发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的工作原理框图。
[0013] 图2是本发明运行离合器Cg与制动离合器Ca等组成的切换部分与惯性能量转 移，吸收贮存、反向、释放组成的制动部分的组合之一工作原理图。
[0014] 图3?图5是本发明运行与制动的切换部分工作原理图。
[0015] 图6?图10是本发明惯性能量转移、吸收贮存、反向、释放的制动部分工作原理 图。
[0016] 图中：
[0017] 1、传动系统 2、传动系统
[0018] 3、车轮 4、运行离合器-C g
[0019] 5、制动离合器-C制
[0020] 6、运行离合器-Cg与制动离合器-ca之间的控制闭锁机构MLi
[0021] 7、翻转尚合器_CFRi 8、翻转尚合器 _CFR2
[0022] 9、翻转离合器CFK1与CFK2之间的翻转闭锁机构ML 2
[0023] 10、反向齿轮组 11、飞轮储能-FES
[0024] 12、运行离合器输出轴 13、传动系统输入轴
[0025] 14、惯性制动尚合器C制输出轴 15、制动尚合器C制输入轴（齿轮）
[0026] 16、翻转离合器CFK1输入输出轴 17、翻转离合器C FK2输入输出轴
[0027] 18、齿轮 19、齿轮
[0028] 20、齿轮 21、制动踏板
[0029] 22、ECU控制端 23、齿轮
[0030]
【具体实施方式】附图中所涉及的Cg4、C制5、CFK27、C FK28分别为各种离合器；FES11 为各种飞轮储能装置，可以是单个的飞轮，也可是一组能够提高飞轮速度的齿轮组与飞轮 的组合结构，这些都是已有技术，不再赘述。
[0031] 图1中，车辆正常运行动力路径为：发动机正转一传动系统1正转一运行离合器4 正转一传动系统2正转一车轮3正转。
[0032] 车辆制动状态动力传输路径为：当需制动时，踩下制动踏板21，因闭锁机构ML# 闭锁，运行离合器C g4断开一切断来自发动机的动力源一车辆的惯性使车轮3继续正转一 传动系统2因车辆惯性而正转一离合器C$(5接合一当翻转闭锁机构ML 29的E⑶控制端22 发出惯性能量转载指令时一CFK17接通一转载后的惯性正向转矩经反向齿轮组10反向一由 飞轮储能FES11贮能一此时因翻转闭锁机构ML 29闭锁，CFK28断开一来自C$(5分流的惯性 能量源源不断地被飞轮储能（FES) 11贮存起来；当控制机构22间隙发出翻转指令时，CFK17 断开，CFK28接通一来自C $(5的惯性能量不再通过Cfk17向飞轮储能（FES)ll转移能量，而是 将由反向齿轮组10反向后的飞轮储能（FES) 11储存的能量通过CFK28, C$(5向传动系统添 加入反向转矩的能量，反向制动。当飞轮储能的反向转矩能量耗尽时，传动系统的正向惯性 能量仍存在时，迫使制动离合器C $(5正转一翻转离合器CFK28仍接通并正转一向飞轮储能 FES11输入正向转矩的惯性能量一因翻转离合器CFK17此时闭锁断开，所以此时来自CFK28的 惯性能量源源不断地被飞轮储能（FES) 11贮存起来，此时为第二步转移消耗传动系统上的 惯性能量，使得反向齿轮组在CFK17端的反向转矩能量不能输出。
[0033] 当ECU控制端22发出翻转指令后，CFK17接通，CFK28断开一由之前飞轮储能（FES)ll 储存的正转惯性能量，经反向齿轮组10反向后一经刚刚又接通的CFK17，&Ca5向传动系统 2释放飞轮储存的经反向的反向力矩能量，抵消传动系统2上的正向惯性能量，使传动系统 中的惯性能量进一步减小。当FES11飞轮储存的能量释放完后，停转，再一次反转……这样 通过E⑶控制端22、控制C FK17和CFK28不断交替翻转，飞轮储能（FES) 11不断贮能、放能、正 转、反转、反复地转移传动系统中的惯性能量并将转移的惯性能量反向后，抵消正向转矩的 惯性能量，直至最后完全消除惯性能量，而使车辆制动、停车。
[0034] 传动系统中设有防制动时过倒车装置，如在制动离合器C$(5到车轮3之间设有单 向离合器，可有效防止制动时过倒车现象的发生，这是已有技术，不再复述。
[0035] 图2中，由制动踏板21控制的ML#对运行离合器C运4及制动离合器C制5实现 闭锁，运行离合器Cg4添加在传动系统1输出轴齿轮12之间，齿轮12齿圈的内齿分别与齿 轮13、齿轮14的外齿同向内哨合，齿轮13的另一端与之后的传动系统2轴向相连接，传动 系统2直至与车轮连接，齿轮14的另一端与制动离合器C $( 5轴向连接，C$( 5的另一端与齿 轮15轴向连接，齿轮15齿圈的内齿分别与齿轮16、齿轮17的外齿同向内啮合，齿轮16的 另一端与翻转离合器C FK17的一端轴向连接，CFK17的另一端与齿轮18相连接，这里由齿轮18 与齿轮19组成反向齿轮组10,齿轮17的另一端与翻转离合器C FK28的一端轴向连接，CFK28 的另一端与飞轮储能（FES) 11的一端轴向连接，飞轮储能（FES) 11的另一端与齿轮19的一 端轴向连接，齿轮19与齿轮18反向外啮合。
[0036] 其工作原理是：当需要制动踩下制动踏板21时，闭锁机构ML#的作用一运行离合 器G g4断开一制动离合器C$(5接通处于制动状态一传动系统2通过齿轮13,齿轮12、齿 轮14、制动离合器C $(5,齿轮15,翻转离合器CFK17,齿轮18、齿轮19、向飞轮储能FES11传递 转移惯性能量，当闭锁机构ML 29的ECU控制端22发出控制翻转时，CFK17断开，CFK28接通并 闭锁一来自C a5的惯性能量在CFK17处断开，不再向飞轮储能（FES) 11转移能量，而是将惯 性经反向后的储存在飞轮储能（FES) 11内的储存反转矩能量（此时飞轮11为反转），通过 CFK28 -齿轮17 -齿轮15 - C制5 -齿轮14 -齿轮12 -齿轮13添加入传动系统中，进行 反向制动。
[0037] 当飞轮储能（FES) 11的反向转矩能量耗尽时，若传动系统的正向惯性能量仍存 在，并迫使制动离合器C$(5变为正转，翻转离合器C FK28仍接通并正转一向飞轮储能（FES) 11 转移正向转矩的惯性能量一因翻转离合器CFK17此时闭锁而断开，所以此时来自CFK28的正 向转矩惯性能量源源不断地又被飞轮储能（FES) 11贮存起来，此时飞轮为正转，为第二步 转移消耗传动系统2上的惯性能量，此时反向齿轮组10在CFK17端的反向转矩能量不能输 出，只能将正向惯性转矩能量积蓄在飞轮储能（FES) 11内。
[0038] 又当制动到一定程度后，闭锁机构NL29的E⑶控制机构22发出翻转指令后，C FK17 接通，同时CFK8断开一由之前飞轮储能（FES) 11储存的正转惯性能量，经齿轮19 -齿轮 18 - CFK7 -齿轮16 -齿轮15 - C$(5 -齿轮14 -齿轮12 -齿轮13释放FES11飞轮储存 的经反向外啮合齿轮19、齿轮18组成的反向齿轮组10的反向转矩的能量，抵消传动系统 2上的正向惯性能量，使传动系统2中的惯性能量进一步减小。当FES11飞轮储存的能量释 放完后，飞轮停转，再一次反转……。
[0039] 这样通过E⑶控制端22控制互相闭锁的CFK7和CFK8不断翻转，飞轮储能（FES) 11 不断贮能、放能；不断正转、反转、反复地转移惯性能量，贮存后再反向，向传动系统2释放 反向能量，抵消中惯性的正向转矩能量，而使车辆制动停车。
[0040] 图3中在传动系统1与传动系统2之间添加切换装置部分：运行离合器Cg4的输 出轴齿轮12的中心轴与齿轮13的中心轴对接，这里齿轮13可省去，直接与传动系统2相 连接，C g4的输出轴齿轮12内齿圈与齿轮14的外齿同向内啮合，齿轮14的另一端与制动 离合器C制5连接，Cg4与C制5通过闭锁机构ML#实现相互闭锁，此闭锁机构ML#由制动 踏板21控制。其工作原理同图2说明类似，不复述。
[0041] 图4中，在传动系统1与传动系统2之间添加切换装置部分，运行离合器C g4的 输出轴12与齿轮13同轴相连接，齿轮13与传动系统2同轴连接，齿轮13与齿轮23反向 外啮合，齿轮23又与齿轮14反向外啮合，齿轮14与制动离合器C $(5轴向连接，Cg4与C 制5通过闭锁机构ML#实现相互闭锁，此闭锁机构ML#由制动踏板21控制。其工作原理同 上类似，不复述。
[0042] 图5中，在传动系统1与传动系统2之间，添加切换装置部分，运行离合器Cg4的 输出轴12与齿轮13同轴连接，齿轮13与传动系统2同轴连接，传动系统2与车轮3连接， 齿轮13又与齿轮14外齿反向外啮合，齿轮14与C制5同轴相连接，C g4与C制5通过闭锁 机构ML#实现相互闭锁，此闭锁机构ML#由制动踏板21控制。其工作原理同上类似，不复 述。
[0043] 图6中，制动离合器Cffl5的另一端与齿轮15的中心轴轴向连接，齿轮15的内齿 圈与齿轮16的外齿同向内啮合，齿轮16与翻转离合器C FK17轴向连接，CFK17的另一端与齿 轮18轴向连接，齿轮18与齿轮19反相外啮合，齿轮19与飞轮储能FES11轴向连接，FES11 另一端与翻转离合器C FK28轴向连接，CFK28的另一端与齿轮17同轴连接，齿轮17的外齿与 齿轮15的内齿圈同向内啮合。E⑶的22控制ML 29, ML29对CFK28实现翻转闭锁，其工作原 理同上类似，不复述。
[0044] 图7中，制动离合器C$(5的另一端与齿轮15的中心轴同轴连接，齿轮15的中心轴 另一端与齿轮16的一端轴向连接，齿轮16的另一端与翻转离合器C FK17轴向连接，CFK17的另 一端与齿轮18同轴连接，齿轮18与齿轮19反相外啮合，齿轮19另一端与飞轮储能FES11 轴向连接，FES11另一端与翻转离合器C FK28轴向连接，CFK28的另一端与齿轮17同轴连接， 齿轮17的外齿与齿轮15的内齿圈同向内啮合。ECU的22控制ML 29，ML29对CFK17，CFK28实 现翻转闭锁，其工作原理同上类似，不复述。
[0045] 图8中，制动离合器5的另一端与齿轮15的一端同轴连接，齿轮15与齿轮16 反向外啮合，齿轮16与翻转离合器C FK17轴向连接，CFK17的另一端与齿轮18同轴连接，齿轮 18与齿轮19反向外啮合，齿轮19与飞轮储能FES11同轴连接，FES11的另一端与翻转离合 器C FK28同轴连接，CFK28的另一端与齿轮17同轴连接，齿轮17与齿轮15反向外啮合。EOT 的22控制ML29, ML29对CFK17, CFK28实现翻转闭锁，其工作原理同上类似，不复述。
[0046] 图9中，制动离合器5的另一端与齿轮15同轴连接，齿轮15的另一端与齿轮 16同轴相连接，齿轮16的另一端与翻转离合器C FK17轴向连接，CFK17的另一端与齿轮18轴 向连接，齿轮18的内齿圈与齿轮19的外齿同向内啮合，齿轮19的另一端与飞轮储能FES11 的另一端轴向连接，FES11的另一端与翻转离合器C FK28的一端轴向连接，CFK28的另一端与 齿轮17轴向连接，齿轮17与齿轮16反向啮合。ECU的22控制ML 29, ML29对CFK17, CFK28实 现翻转闭锁，其工作原理同上类似，不复述。
[0047] 图10中，制动离合器C$(5的另一端与齿轮15轴向连接，齿轮15与齿轮16同轴连 接，齿轮16的另一端与翻转离合器C FK17轴向相接，CFK17的另一端与齿轮18同轴连接，齿轮 18与齿轮20反向外啮合，齿轮20又与齿轮19反向外啮合，齿轮19与飞轮储能FES11轴向 连接，FES11的另一端与翻转离合器C FK28轴向连接，CFK28的另一端与齿轮17轴向连接，齿 轮17与齿轮16反向外啮合。ECU的22端控制ML 29, ML29对CFK17, CFK28实现翻转闭锁，其 工作原理同上类似，不复述。
[0048] 本发明包括图3、图4、图5所说明的由运行离合器Cg4与制动离合器C制5及其 闭锁机构ML#、控制踏板21所组成的切换部分；以及包括图6、图7、图8、图9、图10等所说 明的由惯性能量转移、吸收、贮存、反向、释放制动部分所组成的制动执行部分及其控制部 分ML 29、22所组成的制动部分。由类似该切换部分和制动部分所任意组合而成的结构都在 本发明保护范围之内，这里就不一一列举。
【权利要求】
1. 一种车辆制动控制方法，其特征在于：在车辆传动系统的任一处，添加由运行离合 器Cg⑷与制动离合器C a (5)，由制动踏板（21)控制闭锁机构MLi (6)及齿轮（12)、（13)、 (14)或（23)所组成的切换部分；制动时由制动踏板（21)控制闭锁MU (6)而利用Cg⑷切 断发动机转矩，C$( (5)接通制动部分；制动部分包括由齿轮（15)、（16)、（17)、（18)、（19)或 (20)组成的能量转移，反向、释放、制动，由飞轮储能FES(ll)贮存和释放能量，由电控单元 ECU (22)端指令ML2 (9)控制翻转离合器CFK2 (7)、CFK2 (8)翻转切换并闭锁；切换部分和制动 部分配合利用车辆在传动系统的惯性为动力源，经一次或多次反复切换、转移、削减、贮存、 释放、反向后，克服、抵消车辆原有的惯性能量，这种"以惯制惯"的自身制动方法。
2. 实施权利要求1所述的车辆制动控制方法的装置。
3. 根据权利要求2所述装置的切换部分，其特征在于包含有运行离合器Cg (4)制动离 合器C$( (5)，制动踏板（21)及其控制闭锁MQ (6)及齿轮（12)、（13)、（14)、或（23)组成的 装直。
4. 根据权利要求2所述装置的制动部分，其特征在于包含具有贮能和释放功能的飞轮 储能FES(ll)装置。
5. 根据权利要求2所述装置制动部分，其特征在于包含具有能量转移、反向、释放、制 动功能的传动齿轮（15)、（16)、（17)、（18)、（19)或（20)。
6. 根据权利要求2所述装置的制动部分，其特征在于包含具有控制作用的ECU (22)，翻 转并相互闭锁机构ML2(9)，及其翻转离合器CFK1(7)，C FK2(8)实现翻转切换和闭锁的装置。
【文档编号】B60T1/10GK104097619SQ201410361472
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】杨富云 申请人:杨富云