具有空調(diào)系統(tǒng)的混合動(dòng)力車輛及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力車輛，尤其是針對(duì)空調(diào)精心設(shè)計(jì)的混合動(dòng)力車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛用空調(diào)被設(shè)置為提高乘客舒適度的裝置，已經(jīng)得到了很好的發(fā)展?？照{(diào)作為車輛電附件，其效率和性能的研發(fā)一直集中于空調(diào)裝置本身，如提高壓縮機(jī)效率或者冷凝劑的升級(jí)等。針對(duì)空調(diào)效率的提升，完全可以從空調(diào)與發(fā)動(dòng)機(jī)的配合入手。
[0003]參考空調(diào)壓縮機(jī)的工作特性，壓縮機(jī)制冷量隨著其轉(zhuǎn)速增加而增加，但制冷系數(shù)會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的增加而變低，即其制冷效率隨著轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。但是傳統(tǒng)車輛的機(jī)械空調(diào)，尤其是客車或城市公交車用空調(diào)，一般由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相同或呈一固定變比關(guān)系?？紤]到空調(diào)壓縮機(jī)的效率，我們更希望其工作在一高效轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，如700-1000rpm，這樣有利于能量的利用。城市公交車輛發(fā)動(dòng)機(jī)并不總是以恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，其根據(jù)工況轉(zhuǎn)速時(shí)高時(shí)低，在節(jié)能車輛是甚至?xí)霈F(xiàn)怠速停機(jī)。如果空調(diào)壓縮機(jī)完全依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)，則意味著其工作區(qū)間呈現(xiàn)轉(zhuǎn)速時(shí)高時(shí)低，某些工況下甚至不能工作。而且，公共車輛并不需要特別高的制冷量，只需要壓縮機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作即可，既能維持車內(nèi)涼爽的溫度，又能使壓縮機(jī)高效利用能量?，F(xiàn)有技術(shù)中能夠解決這一問(wèn)題的方案主要是采用電動(dòng)空調(diào)，雖然電動(dòng)空調(diào)可以通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，但是電動(dòng)空調(diào)成本較高，額外的電動(dòng)機(jī)安裝給車輛布置提出了更高的要求，并不是最佳的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種具有空調(diào)系統(tǒng)的混合動(dòng)力車輛，使用扭矩分配機(jī)構(gòu)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)輸出的扭矩進(jìn)行合理分配，保持空調(diào)壓縮機(jī)在預(yù)定的轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)工作，有效減少因?yàn)閴嚎s機(jī)低效工作損耗的能量。
[0005]本發(fā)明提供一種具有空調(diào)系統(tǒng)的混合動(dòng)力車輛，具有發(fā)動(dòng)機(jī)，具有發(fā)動(dòng)機(jī)軸；電動(dòng)機(jī)，具有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸；空調(diào)壓縮機(jī)，具有壓縮機(jī)軸；扭矩分配機(jī)構(gòu)，三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件，分別與所述發(fā)動(dòng)機(jī)軸、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸、空調(diào)壓縮機(jī)軸連接，進(jìn)行扭矩傳遞；
[0006]所述發(fā)動(dòng)機(jī)軸與所述變速機(jī)構(gòu)輸入軸之間設(shè)置有扭矩傳遞裝置，所述扭矩傳遞裝置包括選擇性地?cái)嚅_(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)軸和電動(dòng)機(jī)軸之間扭矩傳遞的離合部件。
[0007]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述扭矩傳遞裝置包括安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)軸的驅(qū)動(dòng)皮帶輪，安裝于扭矩分配機(jī)構(gòu)的電控離合器皮帶輪，和圍繞驅(qū)動(dòng)皮帶輪和離合器皮帶輪安裝的驅(qū)動(dòng)皮帶。
[0008]作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，所述扭矩分配機(jī)構(gòu)為行星齒輪組構(gòu)件，所述三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件分別為太陽(yáng)輪、行星架和齒圈。
[0009]進(jìn)一步，所述發(fā)動(dòng)機(jī)軸與太陽(yáng)輪延伸軸相連，所述電機(jī)軸與所述齒圈相連，所述空調(diào)壓縮機(jī)與所述行星架相連。
[0010]或者，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與行星架延伸軸相連，所述電動(dòng)機(jī)與所述齒圈相連，所述空調(diào)壓縮機(jī)與所述太陽(yáng)輪相連。
[0011]又或者，包括鎖止機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述扭矩分配機(jī)構(gòu)，選擇性地鎖止與所述空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸連接的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件。
[0012]還提供一種用于運(yùn)行混合動(dòng)力車輛空調(diào)的方法，所述的車輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)、扭矩分配裝置、用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速裝置的離合皮帶傳動(dòng)裝置、連接于變速裝置的電動(dòng)機(jī)以及連接于扭矩分配裝置的壓縮機(jī)，包括以下步驟:
[0013](a)使扭矩分配裝置的連接于離合器皮帶輪，使驅(qū)動(dòng)皮帶輪安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)軸上，以及使驅(qū)動(dòng)皮帶圍繞驅(qū)動(dòng)皮帶輪和離合皮帶輪安裝以在其間傳遞扭矩；使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸連接于扭矩分配裝置；
[0014](b)根據(jù)對(duì)空調(diào)的需求選擇步驟(c)或步驟⑷；
[0015](c)接合離合器皮帶輪，從發(fā)動(dòng)機(jī)向空調(diào)壓縮機(jī)傳遞扭矩；
[0016](d)接合離合器皮帶輪，從電動(dòng)機(jī)向空調(diào)壓縮機(jī)傳遞扭矩。
[0017](e)不需要空調(diào)時(shí)，斷開(kāi)離合器皮帶輪，并且不使用電動(dòng)機(jī)向空調(diào)壓縮機(jī)傳遞扭矩。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明提供的第一種實(shí)施例。
[0019]圖2是本發(fā)明提供的第二種實(shí)施例。
[0020]附圖標(biāo)記如下:
[0021]100是本發(fā)明的空調(diào)裝置，10是發(fā)動(dòng)機(jī)，11是發(fā)動(dòng)機(jī)軸，20是驅(qū)動(dòng)皮帶輪，21是從動(dòng)皮帶輪，22是驅(qū)動(dòng)皮帶,30是電動(dòng)機(jī),31是電動(dòng)機(jī)軸,40是空調(diào)壓縮機(jī),41是壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸，50是其它空調(diào)構(gòu)件，61是齒圈，62是行星架，63是太陽(yáng)輪，64是太陽(yáng)輪延伸軸，70是制動(dòng)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如本發(fā)明的發(fā)明主題，本發(fā)明提供的是一種混合動(dòng)力車輛方案，尤其是針對(duì)混合動(dòng)力車輛中空調(diào)的驅(qū)動(dòng)方案。
[0023]圖1給出了用于混合動(dòng)力系統(tǒng)中空調(diào)驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)的示意圖。該部分整體用100來(lái)標(biāo)示。包括發(fā)動(dòng)機(jī)10，該發(fā)動(dòng)機(jī)可以是傳統(tǒng)車輛的內(nèi)燃機(jī)，也可以是混合動(dòng)力車輛的內(nèi)燃機(jī)，在本系統(tǒng)中用于驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)軸11，可以是曲軸等，從發(fā)動(dòng)機(jī)延伸而出，能夠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力。具有電動(dòng)機(jī)30，部分情況下用于驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，從電動(dòng)機(jī)延伸出電動(dòng)機(jī)軸31。還具有一扭矩分配機(jī)構(gòu)，具有三個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件，其中兩個(gè)構(gòu)件分別連接至發(fā)動(dòng)機(jī)軸、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)軸，用于接收從發(fā)動(dòng)機(jī)和/或者電動(dòng)機(jī)輸出的扭矩；另一構(gòu)件連接于空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸，用于調(diào)節(jié)由發(fā)動(dòng)機(jī)或者電動(dòng)機(jī)輸出到空調(diào)壓縮機(jī)的扭矩。為了描述方便，本發(fā)明中發(fā)動(dòng)機(jī)10是由皮帶起動(dòng)型(BSG)的發(fā)動(dòng)機(jī)，具有驅(qū)動(dòng)皮帶輪20，安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)軸11。具有從動(dòng)皮帶輪21，安裝于扭矩分配機(jī)構(gòu)其中一構(gòu)件的延伸軸，圍繞驅(qū)動(dòng)皮帶輪20與從動(dòng)皮帶輪21安裝有驅(qū)動(dòng)皮帶。從動(dòng)皮帶輪21設(shè)置成電控離合器皮帶輪，即能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)軸11選擇性地接合扭矩分配機(jī)構(gòu)的其中一轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件，發(fā)動(dòng)機(jī)10運(yùn)行時(shí)其扭矩通過(guò)驅(qū)動(dòng)皮帶輪20、驅(qū)動(dòng)皮帶22、從動(dòng)皮帶輪21可以傳遞至扭矩分配機(jī)構(gòu)，最終作用于空調(diào)壓縮機(jī)。上述電動(dòng)機(jī)30的電動(dòng)機(jī)軸31連接于扭矩分配機(jī)構(gòu)的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件中的一個(gè)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，其扭矩可通過(guò)扭矩分配機(jī)構(gòu)傳遞至空調(diào)壓縮機(jī)。
[0024]需要說(shuō)明的是，上述的皮帶輪和驅(qū)動(dòng)皮帶裝置的組合并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解除皮帶起動(dòng)型(BSG)發(fā)動(dòng)機(jī)外，其它類型扭矩傳遞裝置，只要具有能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性地?cái)嚅_(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)軸和電動(dòng)機(jī)軸之間扭矩傳遞的離合部件的裝置都可以看成是本發(fā)明的變型。為了描述方便，本說(shuō)明書(shū)中都會(huì)以皮帶起動(dòng)型(BSG)發(fā)動(dòng)機(jī)為例，對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明中扭矩分配機(jī)構(gòu)具有三個(gè)相互連接的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件，分別連接發(fā)動(dòng)機(jī)軸11、電動(dòng)機(jī)軸31和壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸41。具有三個(gè)相互連接的轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件的扭矩分配機(jī)構(gòu)可以是平行軸變速器，也可以是類似于行星齒輪組的構(gòu)件。行星齒輪組機(jī)構(gòu)作為本發(fā)明一種優(yōu)選的變速機(jī)構(gòu)模式，被配置如下:構(gòu)成行星齒輪組的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件彼此持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，分別被稱為太陽(yáng)輪63、行星架62和齒圈61。在圖1所示的實(shí)施例中，太陽(yáng)輪63設(shè)置有延伸軸64，其連接至從動(dòng)皮帶輪21，齒圈被連接至電動(dòng)機(jī)軸31，行星架被連接至空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸41。
[0026]在本發(fā)明的另一種實(shí)施例中，行星齒輪組機(jī)構(gòu)的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件以不同于實(shí)施例1的方式連接至發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)和空調(diào)壓縮機(jī)。本發(fā)明未用附圖示出該實(shí)施方式，但是可以理解，可以將皮帶從動(dòng)輪與行星架的延伸軸相連，電動(dòng)機(jī)軸與齒圈相連，空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸與所述太陽(yáng)輪相連。
[0027]空調(diào)壓縮機(jī)40可以是常規(guī)電