CN101439663B - 混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，包括发动机和电动机，发动机分别通过离合器I和离合器II驱动空调压缩机和液压泵，电动机分别通过离合器III和离合器IV驱动空调压缩机和液压泵，本发明空调压缩机和液压泵分别通过离合器由发动机和电动机驱动，传动系统相对独立，解决了发动机停机后空调压缩机和液压泵的驱动问题；驱动时能够切断发动机与电动机的机械连接，从而消除电动机对发动机的机械负载，能够避免发动机和电动机对空调压缩机和液压泵驱动时所产生的干扰，避免液压泵和空调压缩机单独由电机驱动所带来的能量转化率低，能量损耗大的问题，达到了节能减排的目的。

Description

混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统

技术领域

本发明涉及一种汽车附属设备的驱动系统，特别涉及一种混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统。

背景技术

汽车空调以及液压助力或制动系统是汽车不可缺少的装置。传统的发动机动力汽车，是通过发动机提供动力来源，通过传动系统将动力传递至汽车空调以及液压泵，完成相应的功能，不但增加了发动机的动力消耗，还增加了对环境的污染。

随着能源枯竭和环境保护的压力日益增大，出现了混合动力汽车，混合动力汽车使用燃油驱动和电力驱动两种驱动方式，通过合理的控制策略协调两种驱动方式，以达到较高的燃油经济性和排放特性。

空调系统和液压系统在混合动力车中可以通过电动机驱动，但是，在现有技术的空调设计结构中，如果只使用电动机作为空调的动力源，动力能量需要在发动机，发电机，电池，电机等多个环节中转化，大大的增加了动力消耗，降低发动机驱动空调压缩机的效率；而为保证车辆的正常运行，要求车载液压系统必须是连续工作的且不同工况下液压系统的工作压力需求是不同的；在传统车载液压泵驱动方案中为了满足车载液压系统的正常工作，必然要求液压泵持续工作在液压系统的最大压力需求点；因此，当液压系统工作于最大工作点以外的工况时，液压泵的输出能量必然产生盈余，造成了能量的浪费。

同时，在混合动力汽车中，由于存在纯电动工况即发动机停机而完全由电动机为混合动力汽车提供动力的工况。在这种工况下，为了保证车载空调系统以及车辆运行所必须的液压转向系统的正常运行，必须存在辅助动力源为液压泵和空调驱动系统提供动力，电机驱动是很好的选择。在混合动力汽车中解决这一问题的办法就是用两个电机分别作为空调压缩机和液压泵的动力源，这样空调压缩机和液压泵就可以脱离发动机而由电机带动独立工作，解决了混合动力汽车在纯电动工况下的空调压缩机和液压泵驱动问题。但是，必然造成在有限的空间结构内布置传动设备上的困难以及成本的相对增加，从而造成安装和维修上的困难；而且传动过程会造成干扰，带动附加负载运行，必然造成能量转换效率的降低，不利于混合动力汽车节能目标的实现。

因此，需要一种混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，能够避免发动机和电动机对空调压缩机和液压泵驱动时所产生的干扰，能够解决在混合动力汽车中纯电动工况(发动机停机)下液压泵和空调压缩机的驱动问题，避免液压泵和空调压缩机单独由电机驱动所带来的能量转化率低，能量损耗大的问题，达到了节能的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，车用空调和液压泵的驱动传动系统由两套相对独立的驱动系统组成，能够避免发动机和电动机对空调压缩机和液压泵驱动时所产生的干扰，能够解决在混合动力汽车中纯电动工况(发动机停机)下液压泵和空调压缩机的驱动问题，避免液压泵和空调压缩机单独由电机驱动所带来的能量转化率低，能量损耗大的问题，达到了节能的目的。

本发明的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，包括发动机和电动机，所述发动机分别通过离合器I和离合器II驱动空调压缩机和液压泵，电动机分别通过离合器III和离合器IV驱动空调压缩机和液压泵，所述发动机与离合器I和离合器II之间分别通过传动装置I和传动装置II进行传动；电动机与离合器III和离合器IV之间分别通过传动装置III和传动装置IV进行传动；空调压缩机动力输入轴和液压泵动力输入轴并列设置。

进一步，所述离合器I和离合器III与空调压缩机同轴连接；

进一步，所述离合器II和离合器IV与液压泵同轴连接；

进一步，还包括控制器，所述离合器I、离合器II、离合器III和离合器IV为电磁离合器，所述控制器分别控制离合器I、离合器II、离合器III和离合器IV的分离或接合；

进一步，所述控制器控制电动机的启动或停止；

进一步，所述传动装置I、传动装置II和传动装置III为皮带传动机构，传动装置IV为直连式联轴器；

进一步，所述液压泵出口设置单向阀，单向阀后与被驱动装置并联设置蓄能器；

进一步，所述控制器分别通过继电器开关控制离合器I、离合器II、离合器III和离合器IV的分离或接合以及电动机的启动或停止。

本发明的有益效果是：本发明的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，保留了传统的发动机驱动空调压缩机和液压泵的结构，使空调压缩机和液压泵分别通过离合器由发动机和电动机驱动，传动系统相对独立，解决了发动机停机后空调压缩机和液压泵的驱动问题；驱动时，能够切断发动机与电动机的机械连接，从而消除电动机对发动机的机械负载，能够避免发动机和电动机对空调压缩机和液压泵驱动时所产生的干扰，能够解决在混合动力汽车中纯电动工况(发动机停机)下液压泵和空调压缩机的驱动问题，避免液压泵和空调压缩机单独由电机驱动所带来的能量转化率低，能量损耗大的问题，达到了节能的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

附图为本发明的结构示意图。

具体实施方式

附图为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，包括发动机2、蓄电池8和电动机7，蓄电池8为电动机7的电源；发动机2分别通过离合器I 12和离合器II 11驱动空调压缩机3和液压泵10，电动机7分别通过离合器III4和离合器IV9驱动空调压缩机3和液压泵10；本实施例中，离合器I 12和离合器III4与空调压缩机3同轴连接，离合器II 11和离合器IV9与液压泵10同轴连接，使整个驱动系统结构紧凑，安装维护方便，并减少传动过程中的能量损失；

还包括控制器6，离合器I 12、离合器II 11、离合器III4和离合器IV9为电磁离合器，控制器6分别通过继电器开关控制离合器I 12、离合器II 11、离合器III4和离合器IV9的分离或接合；控制器6还通过继电器开关控制电动机7的启动或停止，保证控制过程灵敏，避免传动干扰和多余能量消耗；

发动机2与离合器I 12和离合器II 11之间分别通过传动装置I 1和传动装置II 13进行传动；电动机7与离合器III4和离合器IV9之间分别通过传动装置III5和传动装置IV12进行传动，空调压缩机3动力输入轴和液压泵10动力输入轴并列设置，传动装置I 1、传动装置II 13和传动装置III5为皮带传动机构，传动装置IV12为直连式联轴器，采用本实施例的布置结构，能够最大限度的节约有限空间，使设备的安装和检修简单方便，使成本相对降低；当然，也可以是齿轮传动或链传动，也可以是多种传动方式的结合，都能达到发明目的；

本实施例中，液压泵10出口设置单向阀14，单向阀14后与被驱动装置并联设置蓄能器15；本实施例中，被驱动装置为液压制动系统16以及液压转向助力系统17，当发动机工作时，如果液压蓄能器15的压力小于液压制动系统16以及液压转向助力系统17实时需求工作压力时，可以通过控制器6控制离合器II 11结合离合器IV9分离，发动机2驱动液压泵10开始工作，为液压制动系统16以及液压转向助力系统17提供压力；此时如果液压制动系统16以及液压转向助力系统17实时需求工作压力小于液压泵10输出压力，则可利用液压泵10盈余输出能量对蓄能器15进行充能，以避免此工况下液压泵输出盈余能量的浪费，达到了节能的目的；如果液压制动系统16以及液压转向助力系统17实时需求工作压力小于液压蓄能器15的压力时，可以通过控制器6控制离合器II 11分离，切断发动机2与液压泵10之间的动力连接，液压泵10停止工作；储能器15利用储存的能量驱动液压制动系统16以及液压转向助力系统17；由于切断了发动机2与液压泵10之间的机械连接，消除了液压泵10对发动机2的机械负载，达到了节能的目的；同时，如果此工况下不需要车载空调工作时，亦可通过控制器6控制离合器I 12分离，切断发动机2与空调压缩机3之间的机械连接，消除空调压缩机3对发动机2的机械负载；如果此工况下需要车载空调工作时，可通过控制器6控制离合器I 12结合离合器III4分离，让发动机直接驱动空调压缩机工作；当汽车处于发动机停机的纯电动工况时，如果液压蓄能器15的压力小于液压制动系统16以及液压转向助力系统17实时需求工作压力时，可以通过控制器6控制离合器IV9结合离合器II 11分离，由电机7驱动液压泵10开始工作，为液压制动系统16以及液压转向助力系统17提供压力，此时如果液压制动系统16以及液压转向助力系统17实时需求工作压力小于液压泵10输出压力，则可利用液压泵10盈余输出能量对蓄能器15进行充能，以避免此工况下液压泵输出盈余能量的浪费，达到了节能的目的；如果蓄能器15的压力大于液压制动系统16以及液压转向助力系统17实时需求工作压力时，可以通过控制器6控制离合器IV9分离，切断电动机7与液压泵10之间的动力连接，液压泵10停止工作；储能器15利用储存的能量驱动液压制动系统16以及液压转向助力系统17；同时，如果此工况下不需要车载空调工作时，亦可通过控制器6控制离合器III4分离，切断电动机7与空调压缩机3之间的机械连接，消除空调压缩机对电动机7的机械负载；如果此工况下需要车载空调工作时，可通过控制器6控制离合器III4结合离合器I 12分离，让电动机7直接驱动空调压缩机3工作；由此可见，本发明将蓄能器引入车载液压系统中，不但避免了传统车载液压系统中液压泵输出盈余能量的耗散，同时亦使液压泵从传统液压驱动系统中的连续性工作状态转变成间歇性工作状态，减小了液压泵的机械磨损，延长其使用寿命。

本发明采用一个电动机7和发动机2通过四个离合器分别驱动空调压缩机3和液压泵10的结构，无论混合动力汽车处于何种工况，均可灵活切换空调压缩机和液压泵的驱动方式；当汽车处于发动机工作的工况时，可以通过发动机2直接为空调压缩机3和液压泵10提供动力，从而避免了此工况下空调压缩机和液压泵由电机驱动所造成的能量转化效率低下的问题，达到了节能减排的目的；当汽车处于发动机停机的纯电动工况时，可以通过电动机7为空调压缩机3和液压泵10提供动力，保证空调压缩机和液压泵的正常工作，从而保证该工况下车辆系统的正常运行；本实施例中，液压泵10出口设置单向阀14，单向阀14后与被驱动装置并联设置蓄能器15，通过蓄能器15的使用，在延长液压泵使用寿命的同时，避免了液压泵输出盈余能量的耗散，从而达到节能减排的目的；而且与现有技术相比本发明整套系统结构更为紧凑，布置合理，节约安装空间。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，包括发动机(2)和电动机(7)，其特征在于：所述发动机(2)分别通过离合器I(12)和离合器II(11)驱动空调压缩机(3)和液压泵(10)，电动机(7)分别通过离合器III(4)和离合器IV(9)驱动空调压缩机(3)和液压泵(10)，所述发动机(2)与离合器I(12)和离合器II(11)之间分别通过传动装置I(1)和传动装置II(13)进行传动；电动机(7)与离合器III(4)和离合器IV(9)之间分别通过传动装置III(5)和传动装置IV(12)进行传动，空调压缩机(3)动力输入轴和液压泵(10)动力输入轴并列设置。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，其特征在于：所述离合器I(12)和离合器III(4)与空调压缩机(3)同轴连接。

3.根据权利要求2所述的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，其特征在于：所述离合器II(11)和离合器IV(9)与液压泵(10)同轴连接。

4.根据权利要求3所述的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，其特征在于：还包括控制器(6)，所述离合器I(12)、离合器II(11)、离合器III(4)和离合器IV(9)为电磁离合器，所述控制器(6)分别控制离合器I(12)、离合器II(11)、离合器III(4)和离合器IV(9)的分离或接合。

5.根据权利要求4所述的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，其特征在于：所述控制器(6)控制电动机(7)的启动或停止。

6.根据权利要求5所述的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，其特征在于：所述传动装置I(1)、传动装置II(13)和传动装置III(5)为皮带传动机构，传动装置IV(12)为直连式联轴器。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，其特征在于：所述液压泵(10)出口设置单向阀(14)，单向阀(14)后与被驱动装置并联设置蓄能器(15)。

8.根据权利要求7所述的混合动力汽车空调压缩机及液压泵驱动系统，其特征在于：所述控制器(6)分别通过继电器开关控制离合器I(12)、离合器II(11)、离合器III(4)和离合器IV(9)的分离或接合以及电动机(7)的启动或停止。

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