專利名稱：適于電力制動的電力活塞驅動式電動車及其工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電カ活塞電動機驅動的電動車的技術領域，具體是ー種適于電カ制動的電カ活塞驅動式電動車及其工作方法。
背景技術：
中國專利文獻CN101860168A公開了ー種電カ發(fā)動機，其把傳統(tǒng)發(fā)動機供氣、供油、排氣、點火系統(tǒng)去掉，用電磁鐵組件替代，活塞內部嵌入永久磁鐵，然后通過控制電磁鐵線圈的電流方向來控制活塞在缸內上下位移，活塞經連桿曲軸機構對外輸出動力。該電カ發(fā)動機適用于汽車、摩托車等交通工具。類似上述技術方案的專利文獻，還有CN1996724A、CN1255767A、CN200990555Y等。上述現有技術中的電カ活塞式電動機的不足之處在于通過頻繁切換流經電磁鐵線圈的電流方向來改變電磁鐵的磁極性，從而控制電磁鐵與活塞的作用力的方向，進而控制活塞的往復位移；但在實際實施過程中，由于電磁鐵線圈的電流方向不能瞬時改變，導致無法確保電動機的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性。因此，采用切換流經電磁鐵線圈的電流方向來改變電磁鐵的磁極性，從而控制活塞的位移方向的技術方案，不具有實用性。為解決上述技術問題，中國專利文獻CN101697445A公開了ー種電動機，其采用ー對上下設置的勵磁線圈交替導電，以使活塞往復位移。但在實際實施過程中，由于勵磁線圈的電流不能瞬時改變，且上下勵磁線圈存在互相串擾和磁性中和等原因，該方案也無法確保電動機的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性。如何提高電力活塞式電動機的輸出功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性，是本領域要解決的技術問題。此外，現有的電動車常采用電機直接驅動車輪，將現有的汽柴油機動車改裝成采用電機直接驅動的電動車，成本較高、エ序繁瑣且不易實現。如何將現有的汽柴油機動車中的汽柴油發(fā)動機直接換成電動式，并利用原有機動車中的飛輪、離合器、變速箱等直接驅動機動車的傳動系統(tǒng)，是本領域要解決的技術問題
發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供ー種結構簡單、利用電カ活塞電動機更換原有機動車中的汽柴油發(fā)動機以驅動傳動系統(tǒng)的適于電カ制動的電カ活塞驅動式電動車及其エ作方法。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了ー種適于電カ制動的電カ活塞驅動式電動車，其包括制動系統(tǒng)、電カ活塞電動機、連接于電カ活塞電動機中的曲軸上的飛輪、設于飛輪上的離合器、與離合器的輸出軸相連的變速箱、與變速箱的輸出軸傳動連接的車輛傳動系統(tǒng)；飛輪外緣的齒圈與ー啟動系統(tǒng)的驅動齒輪哨合；所述電カ活塞電動機包括多個缸體、設于缸體內的由永磁體制成的活塞和用于將各活塞與所述曲軸傳動連接的連桿；曲軸設于各缸體的下方；所述缸體的上端設有與缸體同軸心線的電磁鐵，電磁鐵的線圈與ー線圈驅動電路相連，該線圈驅動電路與一 CPU単元相連；電磁鐵設于由CPU單元控制的翻轉機構上；鄰近缸體的上、下止點處分別設有與CPU単元相連的上、下行程開關，缸體的底部設有與所述CPU單元相連的霍爾傳感器；所述制動系統(tǒng)包括制動踏板、由制動踏板傳動控制的制動器和與所述CPU単元相連的用于檢測制動踏板位置的制動踏板傳感器。上述電動車的工作方法電動車啟動時，采用所述啟動系統(tǒng)驅動所述飛輪并使所述曲軸轉動，所述CPU単元通過各缸體底部的霍爾傳感器檢測各活塞的 位移方向；若測得ー缸體內的活塞正向下位移，貝1J所述CPU單元通過所述線圈驅動電路向該缸體上方的電磁鐵的線圈提供相應方向的電流，以使該電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，活塞因來自電磁鐵的下斥力而在該缸體內加速下移；若測得ー缸體內的活塞正向上位移，則所述CPU單元通過所述線圈驅動電路向該缸體上方的電磁鐵的線圈提供相應方向的電流，以使該電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，活塞因來自電磁鐵的上吸カ而在該缸體內加速上移；待各電磁鐵的線圈得電后，斷開所述啟動系統(tǒng)并保持各線圈中的電流方向不變；同吋，當所述CPU単元通過所述下行程開關測得ー缸體內的活塞即將到達該缸體的下止點吋，CPU単元通過所述翻轉機構控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線旋轉180°，且此時的活塞已到達下止點，由于此時的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，活塞因來自電磁鐵的上吸力而開始在該缸體內向上位移；當所述CPU単元通過所述上行程開關測得ー缸體內的活塞即將到達該缸體的上止點吋，CPU単元通過所述翻轉機構控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線反向旋轉180°，且此時的活塞已到達上止點，由于此時的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，活塞因來自電磁鐵的下斥力而開始向下位移；如此反復，從而使各活塞經相應的連桿驅動所述曲軸運轉并帶動所述飛輪輸出正扭矩，飛輪通過離合器、變速箱驅動車輛傳動系統(tǒng)，從而驅動電動車。當CPU単元通過制動踏板傳感器測得制動踏板被踩下，即制動系統(tǒng)實施制動時，CPU單元啟動電動機制動程序，即CPU單元先控制所述線圈驅動電路停止向各線圈供電，然后由所述CPU単元通過所述霍爾傳感器檢測各活塞的位移方向，若測得ー活塞正向下位移，則CPU単元通過所述線圈驅動電路向對應的線圈提供相應方向的電流，以使相應的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，以降低活塞的下移速率，從而制動所述曲軸；若測得ー活塞正向上位移，則CPU単元通過所述線圈驅動電路向對應的線圈提供相應方向的電流，以使相應的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，以降低活塞的上移速率，從而制動所述曲軸；在所述曲軸未停止運轉時，若CPU単元通過所述下行程開關測得該活塞即將到達該缸體的下止點，則CPU単元通過所述翻轉機構控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線旋轉180°，若此時的活塞已到達下止點并開始向上位移，由于此時的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相同，活塞在開始向上位移的同時承受來自電磁鐵的下斥力而制動所述曲軸；若CPU単元通過所述上行程開關測得該活塞即將到達該缸體的上止點，則CPU単元通過所述翻轉機構控制該缸體上方的電磁鐵繞該電磁鐵的高度中心線反向旋轉180°，若此時的活塞已到達上止點并開始向下位移，由于此時的電磁鐵底部的磁極性與活塞頂部的磁極性相反，活塞因來自電磁鐵的上吸力而制動所述曲軸；如此反復，以使所述飛輪對外輸出負扭矩，直至所述曲軸即將停止運轉時，停止向各線圈供電；或，直至CPU単元通過制動踏板傳感器測得制動踏板被松開，即制動系統(tǒng)停止實施制動時，停止向各線圈供電。本發(fā)明的上述技術方案相比現有技術具有以下優(yōu)點(I)本發(fā)明的電カ活塞式電動機在工作過程中，電磁鐵的線圈電流方向始終保持不變；在活塞即將到達上、下止點吋，控制電磁鐵繞其高度中心線快速旋轉180°，以快速切換電磁鐵上下端的磁極性，從而使電磁鐵反復對活塞產生正向作用力，進而驅動曲軸并使飛輪對外輸出正扭矩。本發(fā)明采用的上述方案，避免了現有技術的因線圈電流無法實現瞬時換向而帶來的延時，進而使本發(fā)明的電動機的輸出功率或扭矩具有較好的連續(xù)性和穩(wěn)定性，實用性較好。(2)本發(fā)明的電動機在啟動時，采用啟動系統(tǒng)使所述飛輪轉動，CPU単元通過各缸體內的霍爾傳感器檢測各活塞的位移方向，以根據各活塞的位移方向通過線圈驅動電路向各線圈提供相應方向的電流，以實現各活塞通過相應的連桿驅動曲軸連續(xù)運轉，然后斷開啟動系統(tǒng)，從而實現了本發(fā)明的電動機的可靠啟動。(3)當飛輪運轉過程中，需要飛輪對外輸出負扭矩時，先停止向各線圈供電，然后CPU単元通過各缸體內的霍爾傳感器檢測各活塞的位移方向，井根據各活 塞的位移方向通過線圈驅動電路向各線圈提供相應方向的電流并保持電流方向不變，然后根據各活塞的位置，通過電磁鐵繞其高度中心線快速旋轉180°的方式快速切換電磁鐵上下端的磁極性，從而使電磁鐵反復對各活塞產生阻尼力，進而制動曲軸并使所述飛輪對外輸出負扭矩。(4)本發(fā)明中的霍爾傳感器設于缸體的底部中央，且與所述活塞的底面中央相対。由于活塞的兩個磁極與電磁鐵的兩個磁極上下同直線分布，因此霍爾傳感器獲取的電磁信號基本來自活塞底部，即霍爾傳感器基本不受電磁鐵的干擾，確保了活塞位置檢測的可靠性。具體實施時，還可采用電磁補償和/或屏蔽除垂直方向的電磁信號的屏蔽措施，來提高霍爾傳感器輸出信號的可靠性。(5)本發(fā)明中,各活塞在相應的缸體中對稱分布于缸體的高度中心線兩側，以確保各活塞作用與曲軸上的作用力具有較好的均勻性和穩(wěn)定性。
(6)本發(fā)明的電動車主要是指電動汽車，也可以是電動摩托車、電動三輪車、電動農用機械
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為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進ー步詳細的說明，其中
圖I為實施例中的電カ活塞式電動機的結構示意 圖2為實施例中的電カ活塞式電動機采用的一種用于控制電磁鐵繞其高度中心線旋轉180°的翻轉機構及缸體的結構示意 圖3為所述電カ活塞式電動機的控制電路的電路框 圖4為實施例中的電カ活塞驅動式電動車的傳動系構造 圖5為實施例中的電カ活塞式電動機采用的另ー種所述翻轉機構及缸體的結構示意圖。
具體實施例方式見圖1-3,本實施例的適于電力制動的電力活塞驅動式電動車，其包括制動系統(tǒng)、電カ活塞電動機20、連接于電カ活塞電動機20中的曲軸上的飛輪、設于飛輪上的離合器21、與離合器21的輸出軸相連的變速箱22、與變速箱22的輸出軸傳動連接的車輛傳動系統(tǒng)；飛輪外緣的齒圈與一啟動系統(tǒng)的驅動齒輪哨合。該啟動系統(tǒng)米用現有技術中的與現有的汽油發(fā)動機配套使用的啟動系統(tǒng)。所述車輛傳動系統(tǒng)包括經萬向節(jié)23與變速箱22的輸出軸傳動連接的驅動軸24、經另一萬向節(jié)與驅動軸24傳動連接的差速器27、以及與差速器27通過半軸26傳動相連的車輪。其中，在驅動軸24與差速器27可設置主減速器25。所述電カ活塞電動機20包括多個高電阻非導磁材料(如鋁合金、銅合金等)制成的缸體I、設于缸體I內的由永磁體制成的活塞5、設于各缸體I下方的曲軸2和用于將各活塞5與所述曲軸2傳動連接的連桿3 ;所述缸體I的上端設有與缸體I同軸心線的電磁鐵7，電磁鐵7的線圈8與ー線圈驅動電路相連；電磁鐵7的中央固定于ー橫向的轉軸9上，該轉軸9通過ー對軸承座4設于缸體I上方；轉軸9的一端經ー變速箱11與一步進電 機12傳動相連；所述線圈驅動電路和步進電機12與一 CPU単元相連；鄰近缸體I的上、下止點處分別設有與CPU単元相連的上、下行程開關13和14 ;所述缸體I的底部中央設有ー與所述CPU単元相連的霍爾傳感器15。所述霍爾傳感器15與所述活塞5的底面中央相対?；魻杺鞲衅?5設于ー非導磁材料的金屬管中，該金屬管與所述活塞5同軸心線。以進ー步使霍爾傳感器15獲取的電磁信號基本來自活塞的底部。所述制動系統(tǒng)包括制動踏板和與所述CPU単元相連的用于檢測制動踏板位置的制動踏板傳感器；所述上、下行程開關13和14采用接觸式或紅外線式行程開關?；钊?上設有耐磨圈。各活塞5在相應的缸體I中對稱分布于缸體I的高度中心線兩側。以確保連桿3適于連續(xù)傳動曲軸2，并使曲軸2輸出的扭矩穩(wěn)定。工作時，采用所述啟動系統(tǒng)驅動所述飛輪，以使所述曲軸2轉動，所述CPU単元通過各缸體I底部的霍爾傳感器15檢測各活塞5的位移方向；此時，若測得ー缸體I內的活塞5正向下位移，則所述CPU単元通過所述線圈驅動電路向該缸體I上方的電磁鐵7的線圈8提供相應方向的電流，以使該電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相同，活塞5因來自電磁鐵7的下斥力而在該缸體I內加速下移；或，此時若測得ー缸體I內的活塞5正向上位移，則所述CPU単元通過所述線圈驅動電路向該缸體I上方的電磁鐵7的線圈8提供相應方向的電流，以使該電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，活塞5因來自電磁鐵7的上吸カ而在該缸體I內加速上移；待各電磁鐵7的線圈8得電后，斷開所述啟動系統(tǒng)并保持各線圈8中的電流方向不變；同時，當所述CPU単元通過所述下行程開關14測得ー缸體I內的活塞5即將到達該缸體I的下止點吋，CPU単元向所述步進電機12輸出一個脈沖信號，以驅動該步進電機12按設定的方向轉動ー個固定的角度，從而使步進電機12經所述變速箱11控制所述轉軸9旋轉180° ,且此時的活塞5恰好或已到達下止點，由于此時的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反,活塞5因來自電磁鐵7的上吸力而開始在該缸體I內向上位移；當所述CPU単元通過所述上行程開關13測得該活塞5即將到達該缸體I的上止點吋，CPU単元向所述步進電機12輸出另ー脈沖信號，以驅動該步進電機12反方向轉動ー個固定的角度，從而使步進電機12經所述變速箱11控制所述轉軸9反向旋轉180°，且此時的活塞5恰好或已到達上止點，且活塞5因下斥力而開始向下位移；如此反復，從而使各活塞5經相應的連桿3驅動所述曲軸2運轉以帶動所述飛輪輸出正扭矩，飛輪通過離合器21、變速箱22驅動車輛傳動系統(tǒng)，從而驅動電動車。非松開狀態(tài)的所述調速踏板的位置不變時，所述CPU単元通過霍爾傳感器15檢測所述活塞5的位置，以得出同一缸體I內的所述活塞5與電磁鐵7的間距，井根據該間距大小實時通過所述線圈驅動電路調整所述線圈8中的電流大小，以使所述活塞5在上、下位移過程中，保持活塞5與電磁鐵7之間的作用力的大小穩(wěn)定，以使本電動機輸出的功率或扭矩的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好。當所述調速踏板的位置改變時，所述CPU単元也同一缸體I內的所述活塞5與電磁鐵7的間距實時調整各線圈8中的電流大小，以使活塞5與電磁鐵7之間的作用カ的變化呈線性，并與所述調速踏板的位置變化相對應，進而使車速呈線性變化，以通過駕駛舒適性。本電動車的調速踏板(其采用現有技術中的油門踏板)上設有與所述CPU単元相連的調速踏板傳感器，CPU単元通過調速踏板傳感器檢測調速踏板的位置，進而控制各線圈8
的電流大小，從而實現車速控制。調速踏板傳感器可選用壓カ傳感器，根據調速踏板被踏入的深度而輸出相應的壓カ值信號。所述調速踏板可以采用調速手把(其采用現有技術中的電動自行車的調速手把)來替換，以應用于電動摩托車或電動三輪車等。所述CPU単元還連接有用于檢測車輛底盤角度的車輛坡度傳感器(可采用中國專利文獻CN2703248公開的汽車坡度傳感器)；當本電動車的前行時，若通過所述車輛坡度傳感器測得當前車輛在向上爬坡，且測得調速踏板的位置不變，則CPU単元根據坡度大小自動相應調高各線圈8的電流，以使車速穩(wěn)定。若通過所述車輛坡度傳感器測得當前車輛在向下滑坡且測得調速踏板的位置不變，則CPU単元根據坡度大小自動相應調低各線圈8的電流，以使車速穩(wěn)定。當測得下坡坡度較大時，例如大于10°，且測得調速踏板已被松開，不論制動踏板是否被踩下，CPU單元啟動電動機制動程序。當CPU單元啟動電動機制動程序吋，由于所述曲軸2處于運轉狀態(tài)，CPU単元先控制所述線圈驅動電路停止向各線圈8供電；然后由所述CPU単元通過所述霍爾傳感器15檢測各活塞5的位移方向，若測得ー活塞5正向下位移，則CPU単元通過所述線圈驅動電路向對應的線圈8提供相應方向的電流，以使相應的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，以降低活塞5的下移速率，從而制動所述曲軸2，即使所述飛輪對外輸出負扭矩；若測得ー活塞5正向上位移，則CPU単元通過所述線圈驅動電路向對應的線圈8提供相應方向的電流，以使相應的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相同，以降低活塞5的上移速率，從而制動所述曲軸2。在所述曲軸2仍未停止運轉時，若CPU単元通過所述下行程開關14測得該活塞5即將到達該缸體I的下止點，則CPU単元向所述步進電機12輸出ー個脈沖信號，以驅動該步進電機12按設定的方向轉動ー個固定的角度，從而使步進電機12經所述變速箱11控制所述轉軸9旋轉180°，若此時的活塞5恰好或已到達下止點并開始向上位移，則由于此時的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相同，活塞5在開始向上位移的同時承受來自電磁鐵7的下斥力而制動所述曲軸2 ;若CPU単元通過所述上行程開關13測得該活塞5即將到達該缸體I的上止點，則CPU単元向所述步進電機12輸出另ー脈沖信號，以驅動該步進電機12反向轉動ー個固定的角度，從而使步進電機12經所述變速箱11控制所述轉軸9反向旋轉180° ,若此時的活塞5恰好或已到達上止點并開始向下位移,則由于此時的電磁鐵7底部的磁極性與活塞5頂部的磁極性相反，活塞5因來自電磁鐵7的上吸力而制動所述曲軸2 ;如此反復，以使所述飛輪對外輸出負扭矩，直至車速降至安全速度以內，如30Km/h ;或，直至CPU単元通過調速踏板傳感器測得調速踏板被重新踏下，此時CPU単元重新控制所述飛輪正常輸出正扭矩。所述CPU単元通過霍爾傳感器15檢測各活塞5的位移速率低于預設值(該預設值可通過實驗獲取)吋，即判斷所述曲軸2即將停止運轉。考慮到線圈8的電流不能瞬時變化，因此在所述曲軸2即將停止運轉時，提前切斷線圈8的電源，利于節(jié)能并確保所述曲軸 2能及時停止運轉。在通過所述曲軸2對外輸出制動扭矩時，所述線圈驅動電路向所述線圈8提供的電流為脈沖電流。所述線圈8 —側設有風冷裝置或所述線圈8設于油冷裝置中；線圈8中的脈沖電流的占空比與所述線圈8的溫度為線性或非線性負相關，以防止線圈8過熱。在電動車行駛過程中，若CPU單元通過車速傳感器測得車速低于30Km/h，則CPU單元啟動怠速滑行程序。即CPU單元控制各線圈8中電流大小，以使車速穩(wěn)定于20Km/h。本電動車的制動系統(tǒng)采用現有技術的汽油機動車的制動系統(tǒng)。 當車速較高，如大于40Km/h，CPU単元通過制動踏板傳感器測得制動踏板被踩下，即制動系統(tǒng)實施制動時，CPU單元也啟動電動機制動程序,直至所述曲軸2即將停止運轉時，停止向各線圈8供電；或，直至CPU単元通過制動踏板傳感器測得制動踏板被松開，即制動系統(tǒng)停止實施制動時，停止向各線圈8供電；CPU単元重新控制所述飛輪輸出正扭矩；若此時測得調速踏板被踩下吋，CPU単元重新控制所述飛輪輸出正扭矩。圖5為另ー種所述翻轉機構的結構不意圖，電磁鐵7設于ー小齒輪16上,且該小齒輪16的中心軸設于電磁鐵7的中心點上,該小齒輪16與一大齒輪17相哨合,該大齒輪17與所述變速箱11傳動相連；工作吋，CPU単元向所述步進電機12輸出ー個脈沖信號，以驅動該步進電機12按設定的方向轉動ー個固定的角度，從而使步進電機12經所述變速箱11、大齒輪17控制所述小齒輪16順時針或逆時針旋轉180°。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種適于電カ制動的電カ活塞驅動式電動車，其特征在于包括制動系統(tǒng)、電カ活塞電動機(20)、連接于電カ活塞電動機(20)中的曲軸上的飛輪、設于飛輪上的離合器(21)、與離合器(21)的輸出軸相連的變速箱(22)、與變速箱(22)的輸出軸傳動連接的車輛傳動系統(tǒng)； 所述飛輪外緣的齒圈與ー啟動系統(tǒng)的驅動齒輪哨合； 所述電カ活塞電動機(20)包括多個缸體(I)、設于缸體(I)內的由永磁體制成的活塞(5)和用于將各活塞(5)與所述曲軸(2)傳動連接的連桿(3);曲軸(2)設于各缸體(I)的下方； 所述缸體(I)的上端設有與缸體(I)同軸心線的電磁鐵(7)，電磁鐵(7)的線圈(8)與ー線圈驅動電路相連，該線圈驅動電路與一 CPU単元相連；電磁鐵(7)設于由CPU單元控制的翻轉機構上； 鄰近缸體(I)的上、下止點處分別設有與CPU単元相連的上、下行程開關(13、14)，缸體(O的底部設有與所述CPU単元相連的霍爾傳感器(15);所述制動系統(tǒng)包括制動踏板、由制動踏板傳動控制的制動器和與所述CPU単元相連的用于檢測制動踏板位置的制動踏板傳感器。
2.上述電動車的工作方法，其特征在于包括 電動車啟動時，采用所述啟動系統(tǒng)驅動所述飛輪并使所述曲軸(2)轉動,所述CPU單元通過各缸體(I)底部的霍爾傳感器(15)檢測各活塞(5)的位移方向； 若測得ー缸體(I)內的活塞(5)正向下位移，則所述CPU単元通過所述線圈驅動電路向該缸體(I)上方的電磁鐵(7)的線圈(8)提供相應方向的電流，以使該電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的下斥力而在該缸體(I)內加速下移； 若測得ー缸體(I)內的活塞(5)正向上位移，則所述CPU単元通過所述線圈驅動電路向該缸體(I)上方的電磁鐵(7)的線圈(8)提供相應方向的電流，以使該電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的上吸カ而在該缸體(I)內加速上移； 待各電磁鐵(7 )的線圈(8 )得電后，斷開所述啟動系統(tǒng)并保持各線圈(8 )中的電流方向不變； 同時，當所述CPU単元通過所述下行程開關(14)測得ー缸體(I)內的活塞(5)即將到達該缸體(I)的下止點時，CPU單元通過所述翻轉機構控制該缸體(I)上方的電磁鐵(7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線旋轉180°，且此時的活塞(5)已到達下止點，由于此時的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的上吸カ而開始在該缸體(I)內向上位移；當所述CPU単元通過所述上行程開關(13)測得ー缸體(I)內的活塞(5)即將到達該缸體(I)的上止點時，CPU單元通過所述翻轉機構控制該缸體(I)上方的電磁鐵(7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線反向旋轉180°，且此時的活塞(5)已到達上止點，由于此時的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的下斥力而開始向下位移；如此反復，從而使各活塞(5)經相應的連桿(3)驅動所述曲軸(2)運轉并帶動所述飛輪輸出正扭矩，飛輪通過離合器(21)、變速箱(22)驅動車輛傳動系統(tǒng)，從而驅動電動車。
3.根據權利要求2所述的電動車的工作方法，其特征在于當CPU単元通過制動踏板傳感器測得制動踏板被踩下，即制動系統(tǒng)實施制動時，CPU單元啟動電動機制動程序，即 CPU単元先控制所述線圈驅動電路停止向各線圈(8 )供電，然后由所述CPU単元通過所述霍爾傳感器(15)檢測各活塞(5)的位移方向，若測得一活塞(5)正向下位移,則CPU單兀通過所述線圈驅動電路向對應的線圈(8)提供相應方向的電流，以使相應的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，以降低活塞(5)的下移速率，從而制動所述曲軸(2);若測得ー活塞(5)正向上位移，則CPU単元通過所述線圈驅動電路向對應的線圈(8)提供相應方向的電流，以使相應的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，以降低活塞(5)的上移速率，從而制動所述曲軸(2)。
4.根據權利要求2所述的電動車的工作方法，其特征在于在所述曲軸(2)未停止運轉時，若CPU単元通過所述下行程開關(14)測得該活塞(5)即將到達該缸體(I)的下止點，則CPU単元通過所述翻轉機構控制該缸體(I)上方的電磁鐵(7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線旋轉180°，若此時的活塞(5)已到達下止點并開始向上位移，由于此時的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相同，活塞(5)在開始向上位移的同時承受來自電磁鐵(7)的下斥力而制動所述曲軸(2);若CPU単元通過所述上行程開關(13)測得該活塞(5)即將到達該缸體(I)的上止點，則CPU単元通過所述翻轉機構控制該缸體(I)上方的電磁鐵(7)繞該電磁鐵(7)的高度中心線反向旋轉180°，若此時的活塞(5)已到達上止點并開始向下位移，由于此時的電磁鐵(7)底部的磁極性與活塞(5)頂部的磁極性相反，活塞(5)因來自電磁鐵(7)的上吸力而制動所述曲軸(2);如此反復，以使所述飛輪對外輸出負扭矩，直至所述曲軸(2)即將停止運轉時，停止向各線圈(8)供電；或，直至CPU単元通過制動踏板傳感器測得制動踏板被松開，即制動系統(tǒng)停止實施制動時，停止向各線圈(8)供電。
5.根據權利要求2所述的電動車的工作方法，其特征在于所述CPU単元通過霍爾傳感器(15)檢測所述活塞(5)的位置，以得出同一缸體(I)內的所述活塞(5)與電磁鐵(7)的間距，井根據該間距大小實時通過所述線圈驅動電路調整所述線圈(8)中的電流大小，以使所述活塞(5)在上、下位移過程中，保持活塞(5)與電磁鐵(7)之間的作用力的大小穩(wěn)定。
6.根據權利要求2所述的電動車的工作方法,其特征在于各活塞(5)在相應的缸體(I)中對稱分布于缸體(I)的高度中心線兩側，以確保連桿(3)適于連續(xù)傳動曲軸(2)，并使曲軸(2)輸出的扭矩穩(wěn)定。
7.根據權利要求2所述的電動車的工作方法，其特征在于所述CPU単元通過霍爾傳感器(15)檢測各活塞(5)的位移速率低于預設值時，即判斷所述曲軸(2)即將停止運轉。
8.根據權利要求I所述的適于電カ制動的電カ活塞驅動式電動車，其特征在于所述霍爾傳感器(15)設于缸體(I)的底部中央，且與所述活塞(5)的底面中央相対。
9.根據權利要求6所述的適于電カ制動的電カ活塞驅動式電動車，其特征在于所述霍爾傳感器(15)設于ー非導磁材料的金屬管中，該金屬管與所述活塞(5)同軸心線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用電力活塞電動機更換原有機動車中的汽柴油發(fā)動機的適于電力制動的電力活塞驅動式電動車及其工作方法，所述的電動車包括電力活塞電動機、離合器、變速箱、車輛傳動系統(tǒng)和啟動系統(tǒng)；工作時，電力活塞電動機中的電磁鐵的線圈電流方向始終保持不變；在活塞即將到達上、下止點時，控制電磁鐵繞其高度中心線快速旋轉180°，以快速切換電磁鐵上下端的磁極性，從而使電磁鐵反復對活塞產生作用力以驅動曲軸，從而使飛輪對外輸出正或負扭矩，其避免了現有技術的因線圈電流無法實現瞬時換向而帶來的延時，確保了本發(fā)明的電動車行駛的穩(wěn)定性。
文檔編號H02K7/02GK102673408SQ20121018787
公開日2012年9月19日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權日2011年1月25日
發(fā)明者貝紹軼, 趙景波 申請人:江蘇技術師范學院