一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置，具有一組行星齒輪機構(gòu)，發(fā)動機與行星齒輪機構(gòu)的齒圈相連，輔助動力源與行星齒輪機構(gòu)的太陽輪相連；空調(diào)壓縮機與行星齒輪機構(gòu)的行星架相連；具有第一連接分離機構(gòu)和第二連接分離機構(gòu)中的至少一個，所述第一連接分離機構(gòu)用于釋放或鎖止所述行星架，所述第二連接分離機構(gòu)用于分離或連接所述行星齒輪機構(gòu)中的兩個元件；不需要額外的動力源為所述空調(diào)壓縮機提供動力，可以滿足不同工況的需求；對輔助動力源的轉(zhuǎn)矩需求小，可以降低輔助動力源的成本和體積。
【專利說明】
一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于混合動力汽車領(lǐng)域，涉及空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置，特別涉及一種空調(diào)壓縮機動力來自動力總成的空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]混合動力汽車至少具有兩種動力源，包括發(fā)動機和輔助動力源。發(fā)動機是混合動力汽車驅(qū)動力的主要提供源。輔助動力源可以用來為發(fā)動機提供起動動力，也可輔助為混合動力汽車提供驅(qū)動力或?qū)l(fā)動機的動力或混合動力汽車的動能轉(zhuǎn)化為另一種便于儲存的能量。通常情況下，發(fā)動機是一般是內(nèi)燃機，輔助動力源是電動機或液壓馬達。
[0003] 具有帶驅(qū)動起動發(fā)電機(Belt-driven Starter Generator，簡稱BSG)或集成起動發(fā)電機(Integrated Starter Generator，簡稱ISG)的混合動力車，BSG/ISG具有起動發(fā)動機的功能。BSG/ISG電動機的轉(zhuǎn)矩能力由起動發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩要求決定，BSG/ISG電機的最高轉(zhuǎn)速由發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速決定。
[0004]只有發(fā)動機的汽車，空調(diào)壓縮機是由發(fā)動機的動力帶動的?；旌蟿恿ζ囍写嬖诎l(fā)動機停機的工作模式，與發(fā)動機工作解耦的空調(diào)壓縮機需要由額外的動力驅(qū)動。常用方式是獨立的電動機與空調(diào)壓縮機集成為電動空調(diào)壓縮機，但需要一套電動機系統(tǒng)，成本較尚。
[0005] 專利CN201310315498.6提出一種用于混合動力電動汽車的空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置: 采用行星齒輪機構(gòu)；空調(diào)壓縮機連接到太陽輪，且與太陽輪之間有離合器;BSG/ISG電機連接到內(nèi)齒圈；發(fā)動機通過傳動機構(gòu)連接到行星架;包括制動行星架的控制裝置。在此方案中，發(fā)動機驅(qū)動且空調(diào)壓縮機工作時，BSG/ISG電機一直處于發(fā)電狀態(tài)，所以此方案存在局限:1)發(fā)動機工作時，如果動力電池電量較高或有其他條件不允許電機發(fā)電時，空調(diào)壓縮機不能工作;2)空調(diào)壓縮機工作時，電動機不能助力。
[0006] 專利CN201410229070.4提出一種用于混合動力車輛的空調(diào)驅(qū)動裝置:采用差速齒輪組連接電動/發(fā)電機、發(fā)動機、空調(diào)壓縮機和可變負載機構(gòu);可變負載機構(gòu)與空調(diào)壓縮機連接到差速齒輪機構(gòu)的同一部件;可變負載機構(gòu)用來降低發(fā)動機停機向發(fā)動機工作轉(zhuǎn)換過程中帶給空調(diào)壓縮機的沖擊。通過空調(diào)壓縮機自身控制也可以解決此問題，需要起動發(fā)動機時，空調(diào)壓縮機進入最低負載狀態(tài)，起動發(fā)動機完成后，空調(diào)壓縮機再逐漸恢復到原來的負載狀態(tài)。此可變負載機構(gòu)的意義不大。
[0007]專利CN201410298428.9提出一種車用空調(diào)驅(qū)動系統(tǒng)，發(fā)動機連接到行星齒輪機構(gòu)的太陽輪，電動機連接到行星齒輪機構(gòu)的齒圈，空調(diào)壓縮機連接到行星齒輪機構(gòu)的行星架。 此方案的主要局限:起動發(fā)動機的工況，空調(diào)壓縮機與行星架分離，鎖止行星架，電動機施加轉(zhuǎn)矩起動發(fā)動機；由于電動機連接到齒圈，發(fā)動機連接到太陽輪，行星架固定時，電動機轉(zhuǎn)矩與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩之比大于1，所以此方案對電動機轉(zhuǎn)矩能力的需求高，會造成電機成本、 體積、重量的增加。
[0008] 專利CN201220444131.5和專利CN201120374156.8提出的混合動力汽車空調(diào)壓縮機驅(qū)動系統(tǒng)的共同點:電動機通過離合器與發(fā)動機連接，同時電動機可以與空調(diào)壓縮機連接。發(fā)動機停機時，由電動機驅(qū)動空調(diào)壓縮機。發(fā)動機工作時，由發(fā)動機的動力驅(qū)動空調(diào)壓縮機。其缺點是發(fā)動機工作時，空調(diào)壓縮機的轉(zhuǎn)速受發(fā)動機轉(zhuǎn)速限制，不能自由調(diào)整，空調(diào)壓縮機的排量很難進行優(yōu)化設(shè)計，不能充分發(fā)揮空調(diào)壓縮機電動化的優(yōu)勢。
[0009]為了解決混合動力汽車空調(diào)壓縮機驅(qū)動問題，尤其是空調(diào)壓縮機驅(qū)動問題，提出了很多方案。其中，電動空調(diào)壓縮機方案的成本比較高，而與BSG/ISG電機集成可以降低成本。但在與BSG/ISG電機集成的方案中，直接連接方案不能解耦發(fā)動機轉(zhuǎn)速和空調(diào)壓縮機轉(zhuǎn)速;行星齒輪機構(gòu)連接方案中發(fā)動機工作時電機會一直處于發(fā)電或驅(qū)動狀態(tài)，影響混合動力汽車能量管理。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置，不需要額外的動力源為所述空調(diào)壓縮機提供動力，可以滿足不同工況的需求，對輔助動力源的轉(zhuǎn)矩需求小，可以降低輔助動力源的成本和體積。
[0011]本發(fā)明所述的一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置:具有一組行星齒輪機構(gòu)，發(fā)動機與行星齒輪機構(gòu)的齒圈相連，輔助動力源與行星齒輪機構(gòu)的太陽輪相連;空調(diào)壓縮機與行星齒輪機構(gòu)的行星架相連;具有第一連接分離機構(gòu)和第二連接分離機構(gòu)中的至少一個，所述第一連接分離機構(gòu)用于釋放或鎖止所述行星架，所述第二連接分離機構(gòu)用于分離或連接所述行星齒輪機構(gòu)中的兩個元件。
[0012]還具有第三連接分離機構(gòu)，所述第三連接分離機構(gòu)用于分離或連接所述空調(diào)壓縮機和所述行星架。
[0013]還具有第四連接分離機構(gòu)，所述第四連接分離機構(gòu)用于釋放或鎖止所述齒圈。
[0014]第一連接分離機構(gòu)是摩擦離合器、牙嵌離合器或單向離合器，其中單向離合器的作用是不允許行星架反向旋轉(zhuǎn);第二連接分離機構(gòu)是摩擦離合器或牙嵌離合器;第三連接分離機構(gòu)可以采用電磁離合器;第四連接分離機構(gòu)為摩擦離合器或牙嵌離合器。
[0015]所述發(fā)動機停機且需要所述空調(diào)壓縮機工作時，所述第一連接分離機構(gòu)或所述第二連接分離機構(gòu)均保持分離，輔助動力源為空調(diào)壓縮機提供動力。
[0016]需要由輔助動力源為發(fā)動機提供起動動力時，所述第一連接分離機構(gòu)接合或第二連接分離機構(gòu)接合，輔助動力源為發(fā)動機提供起動動力，此時所述空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置不為空調(diào)壓縮機提供動力。
[0017]所述第一連接分離機構(gòu)可以降低對輔助動力源的轉(zhuǎn)矩需求，設(shè)齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比是a，設(shè)起動發(fā)動機需要施加在齒圈上的轉(zhuǎn)矩是T_Start，輔助動力源為發(fā)動機提供起動動力時，第一連接分離機構(gòu)接合，此時，需要輔助動力源在行星架上施加的轉(zhuǎn)矩大于 T_Start/a〇
[0018]只有第一連接分離機構(gòu)的方案，發(fā)動機工作且需要空調(diào)壓縮機工作時，第一連接分離機構(gòu)分離，根據(jù)空調(diào)壓縮機目標轉(zhuǎn)速控制輔助動力源轉(zhuǎn)速;發(fā)動機工作且不需要空調(diào)壓縮機工作時，第一連接分離機構(gòu)接合；
[0019]針對只有第二連接分離機構(gòu)的方案，發(fā)動機工作時，第二連接分離機構(gòu)保持接合。
[0020]針對具有第一連接分離機構(gòu)和第二連接分離機構(gòu)的方案，發(fā)動機工作時，第一連接分離機構(gòu)分離，此空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置具有兩種工作模式，
[0021]第二連接分離機構(gòu)分離時屬于工作模式1，此時空調(diào)壓縮機轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速解耦，可以根據(jù)空調(diào)壓縮機目標轉(zhuǎn)速控制輔助動力源轉(zhuǎn)速，但此時輔助動力源處于輸出動力模式；
[0022]第二連接分離機構(gòu)接合時屬于工作模式2,此時空調(diào)壓縮機轉(zhuǎn)速、輔助動力源轉(zhuǎn)速和發(fā)動機轉(zhuǎn)速關(guān)聯(lián)，但可以根據(jù)所述混合動力汽車能量管理需求控制輔助動力源的工作模式。[〇〇23]針對具有第一連接分離機構(gòu)和第二連接分離機構(gòu)的方案，發(fā)動機工作且不需要空調(diào)壓縮機工作時，第一連接分離機構(gòu)或第二連接分離機構(gòu)中，其中一個連接分離機構(gòu)接合， 另一個連接分離機構(gòu)分離。
[0024]所述空調(diào)壓縮機與行星齒輪機構(gòu)的行星架之間也可以具有第三連接分離機構(gòu)，所述第三連接分離機構(gòu)用來分離或連接所述空調(diào)壓縮機和所述行星架，不需要空調(diào)壓縮機工作或由輔助動力源為發(fā)動機提供起動動力時，第三連接分離結(jié)構(gòu)分離。
[0025]所述空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置也可以具有第四連接分離機構(gòu)，第四連接分離機構(gòu)用來釋放或鎖止所述行星齒輪機構(gòu)的齒圈，發(fā)動機停止工作時，第四連接分離機構(gòu)鎖止;發(fā)動機起動過程和發(fā)動機工作時，第四連接分離機構(gòu)釋放。[〇〇26]本發(fā)明的積極效果在于:不需要額外的動力源為所述空調(diào)壓縮機提供動力；發(fā)動機工作時，此空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置具有兩種工作模式可以滿足不同工況的需求;對輔助動力源的轉(zhuǎn)矩需求小，如果輔助動力源是電動機時，可以降低電動機的成本和體積。
[0027]技術(shù)效果如下:(1)發(fā)動機停止工作的模式下，由輔助動力源驅(qū)動空調(diào)壓縮機；(2) 輔助動力源可以為發(fā)動機提供起動動力，且起動發(fā)動機需要輔助動力源提供的起動動力較小，此時空調(diào)壓縮機與此空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置分離；(3)發(fā)動機工作時，具有兩種工作模式: 工作模式1下，空調(diào)壓縮機轉(zhuǎn)速可以與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速解耦;工作模式2下，空調(diào)壓縮機轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩關(guān)聯(lián)，但輔助動力源可以根據(jù)混合動力汽車能量管理的需要工作?！靖綀D說明】[〇〇28]圖1所示為【具體實施方式】1示意圖。
[0029] 1-發(fā)動機2-電動機3-空調(diào)壓縮機4-第一連接分離機構(gòu)5-第二連接分離機構(gòu) 6-第三連接分離機構(gòu)7-太陽輪8-行星架9-齒圈【具體實施方式】
[0030]在本實施方式中，所述發(fā)動機為具體為發(fā)動機1，所述輔助動力源具體為電動機2， 所述空調(diào)壓縮機具體為空調(diào)壓縮機3。
[0031]—種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置，具有一組行星齒輪機構(gòu)，發(fā)動機1與行星齒輪機構(gòu)的齒圈9相連，電動機2與行星齒輪機構(gòu)的太陽輪7相連;具有第一連接分離機構(gòu)4,第一連接分離機構(gòu)4用來釋放或鎖止所述行星架8;具有第二連接分離機構(gòu)5，第二連接分離機構(gòu)5用來分離或連接所述行星齒輪機構(gòu)中的齒圈9和行星架8;空調(diào)壓縮機3與行星齒輪機構(gòu)的行星架8之間具有第二連接分離機構(gòu)5,第三連接分離機構(gòu)5用來分離或連接所述空調(diào)壓縮機3和所述太陽輪7。第一連接分離機構(gòu)采用單向離合器，第二連接分離機構(gòu)采用摩擦離合器，第三連接分離機構(gòu)采用電磁離合器。
[0032]針對汽油機乘用車，一般不需要連接分離機構(gòu)4。原因是發(fā)動機轉(zhuǎn)動的阻力矩可以滿足發(fā)動機停機時驅(qū)動空調(diào)壓縮機的需求。假設(shè)設(shè)齒圈齒數(shù)與太陽輪齒數(shù)之比是a，空調(diào)壓縮機轉(zhuǎn)矩需求是!'_六(:，則作用在齒圈上的轉(zhuǎn)矩是T_AC ? a/(a+1)。一般T_AC小于1 ONm，發(fā)動機由靜止到轉(zhuǎn)動的阻力矩則一般大于20Nm，可以滿足此工況。[〇〇33]發(fā)動機1停機且需要空調(diào)壓縮機3工作時，第一連接分離機構(gòu)4分離，第二連接分離機構(gòu)5分離，第三連接分離機構(gòu)6接合，電動機2為空調(diào)壓縮機3提供動力。
[0034]需要由電動機2為發(fā)動機1提供起動動力時，第三連接分離機構(gòu)6分離，不給空調(diào)壓縮機3提供動力;第一連接分離機構(gòu)4鎖止行星架8，第二連接分離機構(gòu)5分離，電動機2為發(fā)動機1提供起動動力。[〇〇35]發(fā)動機1工作且需要空調(diào)壓縮機3工作時，第一連接分離機構(gòu)4分離，第三連接分離機構(gòu)6接合，且具有兩種工作模式。工作模式1:第二連接分離機構(gòu)5分離，根據(jù)空調(diào)壓縮機3 目標轉(zhuǎn)速控制電動機轉(zhuǎn)速2。工作模式2:第二連接分離機構(gòu)5接合，根據(jù)混合動力汽車能量管理需要控制電動機2驅(qū)動或發(fā)電。[〇〇36]發(fā)動機1工作且不需要空調(diào)壓縮機3工作時，第三連接分離機構(gòu)6分離;第一連接分離機構(gòu)4和第二連接分離機構(gòu)5中，其中一個連接分離機構(gòu)接合，另一個連接分離機構(gòu)分離。
【主權(quán)項】
1.一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置，其特征在于:具有一組行星齒輪機構(gòu)，發(fā)動機 與行星齒輪機構(gòu)的齒圈相連，輔助動力源與行星齒輪機構(gòu)的太陽輪相連;空調(diào)壓縮機與行 星齒輪機構(gòu)的行星架相連;具有第一連接分離機構(gòu)和第二連接分離機構(gòu)中的至少一個，所 述第一連接分離機構(gòu)用于釋放或鎖止所述行星架，所述第二連接分離機構(gòu)用于分離或連接 所述行星齒輪機構(gòu)中的兩個元件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置，其特征在于:還具有第 三連接分離機構(gòu)，所述第三連接分離機構(gòu)用于分離或連接所述空調(diào)壓縮機和所述行星架。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置，其特征在于:還具 有第四連接分離機構(gòu)，所述第四連接分離機構(gòu)為摩擦離合器或牙嵌離合器，用于釋放或鎖 止所述齒圈。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置，其特征在于:第一連接分離機構(gòu)是摩擦離合器、牙嵌離合器或單向離合器，其中單向離合器的作用 是不允許行星架反向旋轉(zhuǎn);第二連接分離機構(gòu)是摩擦離合器或牙嵌離合器;第三連接分離 機構(gòu)采用電磁離合器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混合動力車空調(diào)壓縮機驅(qū)動裝置，其特征在于針對具有第一連接分離機構(gòu)和第二連接分離機構(gòu)的方案，發(fā)動機工作時，此空調(diào)壓縮 機驅(qū)動裝置具有兩種工作模式，第二連接分離機構(gòu)分離時屬于工作模式1，此時空調(diào)壓縮機轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速解耦，可 以根據(jù)空調(diào)壓縮機目標轉(zhuǎn)速控制輔助動力源轉(zhuǎn)速，但此時輔助動力源處于輸出動力模式；第二連接分離機構(gòu)接合時屬于工作模式2,此時空調(diào)壓縮機轉(zhuǎn)速、輔助動力源轉(zhuǎn)速和發(fā) 動機轉(zhuǎn)速關(guān)聯(lián)，但可以根據(jù)所述混合動力汽車能量管理需求控制輔助動力源的工作模式。發(fā)動機工作且不需要空調(diào)壓縮機工作時，第一連接分離機構(gòu)或第二連接分離機構(gòu)中， 其中一個連接分離機構(gòu)接合，另一個連接分離機構(gòu)分離。
【文檔編號】F02B67/08GK106014622SQ201610522633
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】羅國鵬
【申請人】中國第汽車股份有限公司, 中國第一汽車股份有限公司