一种车辆辅驱动系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种车辆辅驱动系统，包括发动机、车辆电附件，其中电磁扭矩传递装置具有内设绕组线圈的驱动转子和设置有永磁体的从动转子，驱动转子和从动转子分别连接电磁扭矩传递装置输出轴和输入轴，发动机轴与所述电磁扭矩传递装置输入轴连接，空调压缩机轴与所述电磁扭矩传递装置输出轴连接。本系统一种非常适用于混合动力车辆的电附件驱动，例如车辆空调，使用电磁扭矩传递装置分配发动机动力，用以驱动空调压缩机，有效利用空调压缩机效率区间，提高整车能量利用率。
【专利说明】一种车辆辅驱动系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆用空调系统，特别适用于混合动力车辆空调的驱动。
【背景技术】
[0002]车载空调作为车辆的标配已经应用十分广泛。无论是传统燃油发动机汽车还是电动汽车，都配备了各种空调。对于传统燃油发动机空调，一般直接连接于发动机输出端，由发动机提供一定的转矩。空调压缩机的特性可以看出，其制冷系断随着转速升高线性降低，即转速越高其效率越低。但是，整个工况下，发动机转速不断变化，导致空调压缩机转速随发动机变化。这样造成了某些时刻空调低转速运行。电动空调虽然可以解决空调低效率运行的问题，但由于其成本较高，需要电量较多，安装于传统汽车，尤其是公交客车上并不十分经济。尤其是近年来，混合动力车辆的出现，发动机出现怠速，在怠速条件下，更是无法使用空调，使新型号车载空调的研发显得更加急迫。同时，车辆其他电附件如水泵、空气压缩机、散热风扇等同样存在调速的需求。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种非常适用于混合动力车辆的电附件驱动，如车辆空调，使用电磁扭矩传递装置分配发动机动力，用以驱动空调压缩机，有效利用空调压缩机效率区间，提高整车能量利用率。本发明还提供了一种空调驱动方法。
[0004]一种车辆辅驱动系统，包括发动机、电磁扭矩传递装置、车辆电附件，其中所述电磁扭矩传递装置具有内设绕组线圈的驱动转子和设置有永磁体的从动转子，所述驱动转子和从动转子分别连接电磁扭矩传递装置输出轴和输入轴，所述发动机轴与所述电磁扭矩传递装置输入轴连接，所述空调压缩机轴与所述电磁扭矩传递装置输出轴连接。
[0005]所述车辆电附件为车辆空调压缩机或者空气压缩机或者散热风扇。
[0006]所述驱动转子绕组线圈中输入直流电或者交流电。
[0007]所述发动机轴与所述电磁扭矩传递装置输入轴之间设置有扭矩传递装置，所述扭矩传递装置包括安装于发动机轴的驱动皮带轮，安装于电磁扭矩传递装置输入轴的从动皮带轮，和围绕驱动皮带轮和从动皮带轮安装的驱动皮带。
[0008]所述从动皮带轮为电控离合皮带轮。
[0009]所述空调压缩机轴与所述电磁扭矩传递装置输出轴之间设置有第二离合装置。
[0010]一种控制的车辆空调系统的方法，使用电磁扭矩传递装置作为扭矩传递装置，包括以下步骤:
[0011](a)采集当前环境温度；
[0012](b)采集当前车辆驱动状态；
[0013](C)向驱动转子绕组线圈内输入直流电；
[0014](d)向驱动转子绕组线圈内输入交流电。
[0015]其中，上述方法中决定输入交流电和直流电的电流大小的因素中包含环境温度。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明提供的车辆辅驱动系统示意图。
[0017]图2是本发明的另一种实施例。
[0018]图3是本发明的第三种实施例。
[0019]10是发动机，11是发动机轴，20是驱动皮带轮，21是驱动皮带，22是从动皮带轮，23是电控离合器，30是电控装置，31是输入轴，32是输出轴，40是空调压缩机，41是空调系统构件，50是第二离合装置。
【具体实施方式】
[0020]图1是本发明的车辆辅驱动系统。所谓车辆辅驱动系统是指除维持车辆行走以外的电附件驱动，如空调压缩机驱动、空气压缩机驱动、车辆散热风扇驱动以及水泵驱动等。为了方便宜描述，以空调系统为例对本发明进行具体描述。当然，在本发明创造思想不变的情况下，可以用于上述车内其他电附件。
[0021]本发明的空调系统包括发动机10，可以是传统的内燃机，亦即用于车辆驱动的内燃机，在传统车辆中，发动机持续启动并运行。发动机具有发动机轴11(如曲柄轴等)，从发动机延伸。本实施例提供的发动机为皮带起动型，即具有安装于发动机轴的辅助驱动皮带轮20，安装于电磁扭矩传递装置输入轴的从动皮带轮22，和围绕辅助驱动皮带轮和从动皮带轮安装的驱动皮带21。合起来，辅助驱动皮带轮20、驱动皮带21和从动皮带轮22构成发动机的扭矩传递装置。虽然本发明实施例使用皮带轮和皮带作为发动机的扭矩传递装置，但该扭矩传递装置也可以是齿轮、链轮或者其他类似的装置。
[0022]从动皮带轮22由电磁扭矩传递装置的输入轴31支撑，磁滑差变速器电连接一控制装置30，该控制装置连接电源装置。该控制装置30可以从电源装置中获取电量，用于控制电磁扭矩传递装置。
[0023]空调压缩机轴转动地安装于电磁扭矩传递装置的输出轴32，由电磁扭矩传递装置传递的发动机10扭矩驱动空调压缩机40。空调压缩机40可以是常规电控可变容积制冷压缩机，以常规方式连接其它空调系统构件41。这些构件未示出或在此不再详细讨论。
[0024]电磁扭矩传递装置由驱动转子和从动转子构成，其中驱动转子具有绕组线圈，其通过交流电流或者空间周期转动获得磁场，从动转子可以设置成永磁体结构。输入轴31连接驱动转子，输出轴32连接从动转子。
[0025]下面介绍图1所示系统的工作原理。按照图1所示的系统，电磁扭矩传递装置的工作方式可以通过输入其驱动转子绕组内的电流Ia控制。具体来讲，当车辆启动后，由发动机10通过驱动皮带轮21和驱动皮带22带动从动轮23转动，进而驱动电磁扭矩传递装置驱动转子转动。向电磁扭矩传递装置外转子中输入直流电Ia，能够带动从动转子转动，从而驱动空调压缩机40工作。车辆运行中由于发动机转速时刻变化，需要调节电流Ia大小，以控制空调压缩机40在设定转速内工作。当不需要空调时，停止向电磁扭矩传递装置驱动转子内输入电流，即使驱动转子转动也不会带动从动转子，即空调压缩机不会工作。图1所示出的系统中非常适用于传统燃油汽车空调配置，驾驶控制是否使用空调以及空调的输出功率只需调整输入到电磁扭矩传递装置的电流Ia，较传统的发动机皮带直接驱动空调压缩机，并通过离合器接入空调压缩机的方式更加节能、可靠。
[0026]图2显示的是本发明所提供的另一种实施例。图2所示的系统更适用于混合动力车辆。图2中与图1相同的部件用同样的标识数字表示。本实施例中发动机同样为皮带起动型(当然也可以是其它类型的发动机起动方式)，具有安装于发动机轴的辅助驱动皮带轮，安装于电磁扭矩传递装置输入轴的电控离合器皮带轮，和围绕辅助驱动皮带轮和电控离合器皮带轮安装的驱动皮带。虽然本发明实施例使用皮带轮和皮带作为发动机的扭矩传递装置，但该扭矩传递装置也可以是齿轮、链轮或者其他类似的装置。
[0027]电控离合器皮带轮由电磁扭矩传递装置的输入轴支撑，具有电控的离合装置23，能够快速的分离和接合，以连接或者中断来自发动机的扭矩传递。这使得混合动力车辆在发动机停机期间，空调装置仍然可以用通过磁滑差变速器作为电机来驱动。磁滑差变速器电连接一控制装置，该控制装置连接电源装置。
[0028]对于实施例2所给出的系统，一般混合动力车辆都具有发动机怠速停机的工况，如果按照传统方法将空调压缩机直接连在发动机轴上，那么系统要么发动机怠速停机后空调停止使用，要么为了使用空调而发动机不得怠速。实施例2中在发动机轴和电磁扭矩传递装置输入轴间加入电控离合器皮带轮，当皮带轮脱开时，断开发动机与空调压缩机之间的动力传输。具体的，空调压缩机工作状态分为机械驱动和电驱动。机械驱动即发动机运行时，离合器皮带轮接合，驱动皮带轮和皮带驱动离合器皮带轮，离合器皮带轮又驱动磁滑差变速器的输入轴。此时需要在磁滑差变速器驱动转子绕组中施加直流电，使绕组产生励磁，与从动转子的磁场相互作用，拖动从动转子转动。从动转子的转动进一步驱动了空调压缩机的转动。空调压缩机的输出功率可以利用调节磁滑差变速器驱动转子绕组中直流电流大小来控制，即上述直流电流的大小将影响到从动转子转速，进而影响到空调压缩机的转速。电驱动状态下时，即发动机因怠速停止运行，离合器皮带轮脱开，需要空调时，与磁滑差变速器驱动转子电连接的控制装置从电源装置中获取电量，将直流电转化成交流电，使磁滑差变速器驱动转子励磁，在交流磁场的作用下驱动从动转子转动。此时磁滑差变速器的工作方式更像是一个驱动电动机，当然，必要时磁滑差变速器驱动转子需要与车体相对固定，以更好地起到驱动空调压缩机的作用。因此，即使发动机关团时，该系统也能为乘客提供舒适的空调。如果电源装置电量不足，可以重新启动发动机，并且离合皮带轮接合以通过发动机驱动空调压缩机。实施例2适用于混合动力车辆各种工况下空调的驱动使用。
[0029]此外，本发明还提供了实施例3，如图3所示。该实施例与实施例2结构相似，发动机同样为皮带起动型，通过电控离合器皮带轮连接于电磁扭矩传递装置输入轴，通过驱动皮带带动电磁扭矩传递装置转动，进而驱动空调压缩机。所不同的是，本实施例中空调压缩机轴并不直接连接于电磁扭矩传递装置输出轴，二者通过第二离合装置50传递扭矩。这样就允许由电磁扭矩传递装置当作起动电机来起动发动机。具体描述其工作方式如下:
[0030]发动机未启动，需要空调时，离合器皮带轮脱开，第二离合装置接合，固定电磁扭矩传递装置的驱动转子，并向其驱动转子绕组中充入交流电，电磁扭矩传递装置将会以电动机的方式工作，驱动空调压缩机。发动机需要启动时，离合器皮带轮脱开接合，第二离合装置脱开，固定电磁扭矩传递装置的驱动转子，并向其驱动转子绕组中充入交流电，电磁扭矩传递装置将会以电动机的方式工作，带动发动机启动。发动机启动后，由发动机驱动空调压缩机，离合器皮带轮接合，第二离合器装置接合，并向电磁扭矩传递装置驱动转子绕组中通入直流电，并调节直流电电流大小控制压缩机输出功率。实施例3适用于混合动力车辆空调系统驱动。
[0031]对于上述适用于混合动力车辆的空调装置，在使用时，首先，确定当前是否需要开启空调，若需要启动空调，进一步检测当前车辆驱动状态。如果当前车辆为纯电动行驶，即发动机未启动，由选择电驱动空调压缩机，由电磁扭矩传递装置作为电动机启动空调压缩机，即向电磁扭矩传递装置驱动转子绕组中输入交流电，以带动从动转子转动；如果当前车辆发动机启动运行，由使用机构驱动空调压缩机，向电磁扭矩传递装置驱动转子绕组线圈内输入直流电，并可根据当前车内空调功率需求调整直流电流大小。
[0032]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种车辆辅驱动系统,包括发动机、电磁扭矩传递装置、车辆电附件，其中所述电磁扭矩传递装置具有内设绕组线圈的驱动转子和设置有永磁体的从动转子，所述驱动转子和从动转子分别连接电磁扭矩传递装置输出轴和输入轴，所述发动机轴与所述电磁扭矩传递装置输入轴连接，所述空调压缩机轴与所述电磁扭矩传递装置输出轴连接。
2.根据权利要求1所述的车辆辅驱动系统，其特征在于，所述车辆电附件为车辆空调压缩机或者空气压缩机或者散热风扇。
3.根据权利要求1所述的车辆辅驱动系统，其特征在于，所述驱动转子绕组线圈中输入直流电或者交流电。
4.根据权利要求3所述的车辆辅驱动系统，其特征在于，所述发动机轴与所述电磁扭矩传递装置输入轴之间设置有扭矩传递装置，所述扭矩传递装置包括安装于发动机轴的驱动皮带轮，安装于电磁扭矩传递装置输入轴的从动皮带轮，和围绕驱动皮带轮和从动皮带轮安装的驱动皮带。
5.根据权利要求3所述的车辆辅驱动系统，其特征在于，所述从动皮带轮为电控离合皮带轮。
6.根据权利要求1或5所述的车辆辅驱动系统，其特征在于，所述空调压缩机轴与所述电磁扭矩传递装置输出轴之间设置有第二离合装置。
7.—种控制的车辆空调系统的方法，使用电磁扭矩传递装置作为扭矩传递装置，包括以下步骤: (a)采集当前环境温度； (b)采集当前车辆驱动状态； (C)向驱动转子绕组线圈内输入直流电； (d)向驱动转子绕组线圈内输入交流电。
8.—种控制权利要求7所述的车辆空调系统的方法，其特征在于，决定输入交流电和直流电的电流大小的因素中包含环境温度。
【文档编号】B60H1/00GK104071004SQ201410307216
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】张德星 申请人:天津市松正电动汽车技术股份有限公司