[发明专利]一种电再生发动机缓速器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够实现制动能量回收的发动机制动技术，特指一种采用电能再生技术的发动机缓速器及其控制方法。

背景技术

车辆上常用的发动机缓速器有发动机泄漏缓速器，发动机减压缓速器等形式。发动机缓速器工作时，通过改变发动机驱动工况下的气门正时或气门正时与升程，将发动机临时转换成空气压缩机，辅助汽车主制动系统进行制动。设计合理的发动机缓速器的制动功率与驱动功率基本相当，甚至可能超过驱动功率。为了提高发动机缓速器的性能、减少零部件数量与尺寸以及减轻发动机重量，美国专利US6450144B2、US6691674B2公布了将凸轮、气门传动件长度调节装置和摇臂总成集成一体的缓速器结构。美国专利US公布了制动气体可再循环的发动机减压缓速器公布了一种发动机缓速器，该发动机缓速器通过中冷器降低进气温度，增加进气充量；公布了一种发动机泄漏缓速器，综合利用了制动气体可再循环、排气背压可调节与可变几何尺寸涡轮增压技术。但上述美国专利公布的发动机缓速器的制动能量都是通过高压制动气体转移到大气中，制动能量没有得到有效利用。

发明内容

本发明的目的是提出一种将发动机缓速器的制动能量以电能方式回收利用的电再生发动机缓速器及其控制方法。

本发明电再生发动机缓速器采用如下技术方案：包括信号处理电路和气门驱动机构，信号处理电路输入分别电连接缓速器选挡手柄、发动机转速传感器、能量转换装置和能量存储装置，输出电连接控制单元ECU ，控制单元ECU 输出电连接换向阀驱动电路和分流阀驱动电路，换向阀驱动电路输出电连接换向阀，分流阀驱动电路输出电连接排气分流机构；能量存储装置具有超级电容组与双向DC/DC变换器串联，串联后与蓄电池组、储能状态传感器和功率变换器并联，储能状态传感器输出连接信号处理电路；能量转换装置具有双作用气缸和直线发电机，双作用气缸有气缸左腔和气缸右腔；直线发电机具有直线发电机定子、直线发电机滑子，直线发电机定子两端与直线发电机定子之间是小间隙配合并固定设置在双作用气缸内左右方向中间位置且位于气缸左腔和气缸右腔之间，在气缸左腔和气缸右腔内各设一个电连接信号处理电路的滑子换向传感器，气缸左腔和气缸右腔经换向阀与排气分流机构的分流管和回流管相连，排气分流机构包括排气管及其上的分流管和回流管，在排气管内且位于分流管和回流管位置之间是分流阀，分流阀通过分流阀轴连接排气管，换向阀为三位四通阀。

本发明电再生发动机缓速器的控制方法是依次采用如下步骤：缓速器选挡手柄、发动机转速传感器、滑子换向传感器和储能状态传感器分别将选挡手柄挡位信号、发动机转速信号、直线发电机滑子换向信号和能量存储装置储能状态信号输出给信号处理电路，信号处理电路将各所述信号输出给控制单元ECU，控制单元ECU 输出控制信号到分流阀驱动电路，调节分流阀的开度；控制单元ECU 根据直线发电机滑子的换向信号，输出控制信号到换向阀驱动电路，驱动换向阀变换工作位置，换向阀中立位置时，气缸左腔和气缸右腔与排气分流机构的分流管、回流管不相通，非中立位置时，气缸左腔和气缸右腔分别与分流管、回流管相通，使直线发电机滑子作往复直线运动。

本发明的直线发电机滑子作往复直线运动时将发动机尾气吸收的车辆动能转换为电能，采用电能再生技术，提高车辆的燃油经济性、节约能源；并且再生能量为电能，易于利用。

附图说明

图1是本发明结构的电路、气路连接图。

图2是图1中能量转换装置2的结构原理示意图。

图3是图1中能量存储装置1的结构原理示意图。

图4是图1中排气分流机构4的结构原理示意图。

图中：1.能量储存装置；2.能量转换装置；3.换向阀；4.排气分流机构；5.换向阀驱动电路，6.分流阀驱动电路，7.控制单元ECU，8.气门驱动机构，9.发动机转速传感器；10.缓速器选挡手柄；11.信号处理电路；12.滑子换向传感器；13.储能状态传感器；14.气缸左腔；15.直线发电机定子；16.直线发电机滑子；17.气缸右腔； 19.气管接头；20.直线发电机输出端；21.直线发电机；22.气管接头； 24.双作用气缸；25.超级电容组；26.双向DC/DC变换器；27.铅酸蓄电池；28.储能状态传感器输出；29.储能装置输入；30.功率变换器；31.储能装置输入；32.排气管；33.分流管；34.分流阀轴；35.分流阀；36.回流管。

具体实施方式