CN113022259A - 一种商用车用行车/驻车空调系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种商用车用行车/驻车空调系统及控制方法，系统包括发动机、发电/电机一体机、空调压缩机、蓄电池、自动离心离合器、空调驱动离合器、驱动机构；发动机通过驱动机构与自动离心离合器连接，发电/电机一体机的输入轴与自动离心离合器连接，发电/电机一体机的输出轴通过空调驱动离合器与空调压缩机连接；发电/电机一体机还与蓄电池电气连接。本发明结构简单，无需额外增加多个设备，充分利用原车资源，降低成本和重量，容易实现整车布置。

Description

一种商用车用行车/驻车空调系统及控制方法
技术领域
本发明涉及商用车空调领域，具体涉及一种商用车用行车/驻车空调系统及控制方法。
背景技术
随着社会的发展，商用车用户对驻车空调需求越来越大，商用车传统空调系统驻车时要想开启空调必须保持发动机运转，极大地浪费能源，且驾驶室内无法提供安静的休息环境，不能满足用户需求。
目前燃油燃气车商用车驻车空调主要有两种方案，一种为完全独立空调系统，其脱离原车空调系统，增加重量较多且价格较昂贵，CN201910380707.2的专利的申请中公开了一种顶置驻车独立空调，其完全独立于原车空调系统，额外增加重量与成本；另一种为在原车空调系统上并联一套电动空调压缩机，由于布置困难，管路复杂，故障率较高已渐淡出市场。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供过一种商用车用行车/驻车空调系统及控制方法，充分的利用原车资源，减少新增部件，降低整车成本。
本发明的技术方案为：一种商用车用行车/驻车空调系统，包括发动机、发电/电机一体机、空调压缩机、蓄电池、自动离心离合器、空调驱动离合器、驱动机构；
发动机通过驱动机构与自动离心离合器连接，发电/电机一体机的输入轴与自动离心离合器连接，发电/电机一体机的输出轴通过空调驱动离合器与空调压缩机连接；发电/电机一体机还与蓄电池电气连接。
进一步地，驱动机构包括曲轴皮带轮、皮带；发动机的输出轴与曲轴皮带轮连接，曲轴皮带轮通过皮带与自动离心离合器连接。
进一步地，自动离心离合器包括离合器皮带轮、摩擦轮、摩擦蹄块、第一导向销、弹性橡胶块；
离合器皮带轮与驱动机构的皮带连接，第一导向销设置在离合器皮带轮上；摩擦蹄块上设置有第一穿孔，摩擦蹄块通过该第一穿孔套穿在第一导向销上，第一导向销靠近离合器皮带轮中心的一侧通过弹性橡胶块与第一穿孔侧壁连接；第一穿孔为椭圆形，使摩擦蹄块在旋转方向不移动，在径向可移动；摩擦蹄块沿径向向外移动后与摩擦轮接触连接。
进一步地，自动离心离合器还包括增力块、第二导向销、铰杆；
第二导向销设置在离合器皮带轮上；增力块上设置有第二穿孔，增力块通过该第二穿孔套穿在第二导向销上；第二穿孔为椭圆形，使增力块在旋转方向不移动，在径向可移动；
增力块和摩擦蹄块沿离合器皮带轮圆周方向相间隔排布，增力块通过铰杆与其相邻的摩擦蹄块连接。
进一步地，发电/电机一体机包括外壳、第一轴承、第二轴承；
外壳上设置有圆筒状外延部，发电/电机一体机的输入轴从外延部内伸出与自动离心离合器的摩擦轮连接，且发电/电机一体机的输入轴通过第一轴承与外延部内侧壁连接；
离合器皮带轮通过第二轴承与外延部的外侧壁连接。
进一步地，空调驱动离合器为电磁离合器。
进一步地，该系统还包括电源管理模块，发电/电机一体机通过电源管理模块与蓄电池电气连接。
本发明的技术方案还包括一种基于上述任一项所述系统的商用车行车/驻车空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测到空调开启请求时，判断车辆行车状态；
若为行车状态，自动离心离合器自动结合，发动机驱动发电/电机一体机运行，发电/电机一体机作为发电机给蓄电池充电，此时开启空调驱动离合器，使发动机通过发电/电机一体机驱动空调压缩机运行，空调开启；
若为驻车状态，自动离心离合器自动分离，此时判断蓄电池电量是否充足；
若蓄电池电量充足，则电源管理模块控制蓄电池给发电/电机一体机供电，并开启空调驱动离合器，使发电/电机一体机作为电机驱动空调压缩机运行，空调开启；
若蓄电池电量不足，则拒绝空调启动请求。
本发明提供的一种商用车行车/驻车空调系统及控制方法，设置发电/电机一体机和自动离心离合器，在行车时自动离心离合器闭合，发动机通过自动离心离合器驱动发电/电机一体机，由发电/电机一体机作为发电机给蓄电池充电，同时发动机通过发电/电机一体机驱动空调压缩机工作；在驻车时，自动离心离合器分离，由蓄电池给发电/电机一体机供电，发电/电机一体机作为电机运行驱动空调压缩机工作。本发明结构简单，无需额外增加多个设备，充分利用原车资源，降低成本和重量，容易实现整车布置。
附图说明
图1是本发明具体实施例一结构示意图；
图2是本发明具体实施例一工作原理示意图；
图3是本发明具体实施例一自动离心离合器径向剖视示意图；
图4是本发明具体实施例一自动离心离合器内部轴向示意图；
图5是本发明具体实施例二方法流程示意图。
图中，1、发动机；2、曲轴皮带轮；3、皮带；4、自动离心离合器；4-1、摩擦蹄块；4-2、摩擦轮；4-3、离合器皮带轮；4-4、第一导向销；4-5、增力块；4-6、铰杆；4-7、弹性橡胶块；4-8、第二导向销；5、发电/电机一体机；5-1、发电/电机一体机的输入轴；5-2、外壳；5-3、第一轴承；5-4、第二轴承；6、空调驱动离合器；7、空调压缩机；8、电源管理模块；9、蓄电池；10、发动机风扇；11、空调控制后台。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
实施例一
如图1和2所示，本实施例提供一种商用车用行车/驻车空调系统，包括发动机1、发电/电机一体机5、空调压缩机7、蓄电池9、自动离心离合器4、空调驱动离合器6、驱动机构。
发动机1通过驱动机构与自动离心离合器4连接，发动机1运行时，通过驱动机构带动自动离心离合器4结合，发动机1停止后，自动离心离合器4自动分离。
发电/电机一体机5的输入轴5-1与自动离心离合器4连接，发电/电机一体机5的输出轴通过空调驱动离合器6与空调压缩机7连接。行车时自动离心离合器4结合后，发动机驱动发电/电机一体机5作为发电机运行，此时控制空调驱动离合器6闭合，则发动机通过发电/电机一体机5带动空调压缩机7运行空调开启，实现行车状态下的空调运行。同时，发电/电机一体机5还与蓄电池9电气连接，在行车状态下发电/电机一体机5作为发电机运行时给蓄电池9充电，在驻车状态下自动离心离合器4分离，由蓄电池9给发电/电机一体机5供电，驱动发电/电机一体机5作为电机运行带动空调压缩机7运行空调开启，实现驻车状态下的空调运行。其中，发电/电机一体机5的额定发电电压与发电功率与原车发电机相当，其作为电机使用时其额定输出功率在1KW左右，满足驻车空调的制冷量需求。
需要说明的是，本实施例还设置电源管理模块8，发电/电机一体机5通过电源管理模块8与蓄电池9电气连接，即通过电源管理模块8给蓄电池9充电，另外在驻车时通过电源管理模块8给发电/电机一体机5供电，电源管理模块8控制蓄电池9的输出功率由空调控制后台11调节。本实施例的空调驱动离合器6采用电磁离合器，在行车时由空调控制后台11控制电磁离合器的结合和分离，在驻车时，蓄电池9给发电/电机供电的同时给电磁离合器供电，使电磁离合器结合，发电/电机一体机5作为电机运行可驱动空调压缩机7。
本实施例的驱动机构包括曲轴皮带轮2、皮带3。发动机1的输出轴与曲轴皮带轮2连接，曲轴皮带轮2通过皮带3与自动离心离合器4连接，由皮带3带动自动离心离合器4运转从而自动结合。本实施例还设置发动机风扇10，发动机风扇10与驱动机构的曲轴皮带轮2连接，给发动机1散热。
如图3和4所示，本实施例的自动离心离合器4采用蹄块式铰杆4-6增力单向离心离合器，包括离合器皮带轮4-3、摩擦轮4-2、摩擦蹄块4-1、第一导向销4-4、弹性橡胶块4-7。离合器皮带轮4-3与驱动机构的皮带3连接，第一导向销4-4设置在离合器皮带轮4-3上；摩擦蹄块4-1上设置有第一穿孔，摩擦蹄块4-1通过该第一穿孔套穿在第一导向销4-4上，第一导向销4-4靠近离合器皮带轮4-3中心的一侧通过弹性橡胶块4-7与第一穿孔侧壁连接；第一穿孔为椭圆形，使摩擦蹄块4-1在旋转方向不移动，在径向可移动；摩擦蹄块4-1沿径向向外（指远离离合器皮带轮4-3中心方向）移动后与摩擦轮4-2接触连接。
另外，为了增大摩擦蹄块4-1与摩擦轮4-2之间的静摩擦力，本实施例的自动离心离合器4还设置增力块4-5、第二导向销4-8、铰杆4-6。第二导向销4-8设置在离合器皮带轮4-3上；增力块4-5上设置有第二穿孔，增力块4-5通过该第二穿孔套穿在第二导向销4-8上；第二穿孔为椭圆形，使增力块4-5在旋转方向不移动，在径向可移动。增力块4-5和摩擦蹄块4-1沿离合器皮带轮4-3圆周方向相间隔排布，增力块4-5通过铰杆4-6与其相邻的摩擦蹄块4-1连接。
为实现与自动离心离合器4的配合，本实施例的发电/电机一体机5包括外壳5-2、第一轴承5-3、第二轴承5-4。外壳5-2上设置有圆筒状外延部，发电/电机一体机5的输入轴5-1从外延部内伸出与自动离心离合器4的摩擦轮4-2连接，且发电/电机一体机5的输入轴5-1通过第一轴承5-3与外延部内侧壁连接；离合器皮带轮4-3通过第二轴承5-4与外延部的外侧壁连接。
本系统的工作原理是：系统包括行车和驻车两种工作模式，当行车时，发动机1通过曲轴皮带轮2和皮带3驱动离合器皮带轮4-3旋转运动并达到自动离心离合器4额定转速，此时离合器皮带轮4-3通过第一导向销4-4带动摩擦蹄块4-1、通过第二导向销4-8带电增力块4-5一起同步旋转运动，在离心力作用下摩擦蹄块4-1克服弹性橡胶块4-7弹力径向向外移动与摩擦轮4-2接触，同时增力块4-5径向向外移动，其离心力通过尾端连接的铰杆4-6传递到摩蹄块上，大大增加摩擦蹄块4-1与摩擦轮4-2的正压力，继而增大静摩擦力，满足低速状态传递大扭矩而不打滑。摩擦轮4-2与发电/电机一体机5输入轴固定连接，此时发动机1通过自动离心离合器4驱动发电/电机一体机5运转，发电/电机一体机5处于发电状态，通过电源管理模块8给蓄电池9充电，若需要开启空调，则控制空调驱动离合器6结合，发动机1动力通过发电/电机一体机5输出轴驱动空调压缩机7工作，实现行车空调运行功能。当驻车时，发动机1停止运转，此时离合器皮带轮4-3处于静止状态，摩擦蹄块4-1与增力块4-5不产生离心力，此时在弹性橡胶块4-7作用下摩擦蹄块4-1与摩擦轮4-2保持分离状态，若需开启空调，空调控制后台11给电源管理模块8输入信号，使蓄电池9通过电源管理模块8给发电/电机一体机5供电，此时发电/电机一体机5作为电机使用，同时电源管理模块8给空调驱动离合器6供电，空调驱动离合器6结合，发电/电机一体机5通过空调驱动离合器6驱动空调压缩机7工作，实现驻车空调运行功能。
实施例二
如图5所示，在实施例一基础上，本实施例提供一种商用车行车/驻车空调控制方法，包括以下步骤：
S1，检测到空调开启请求时，判断车辆行车状态；
S2，若为行车状态，自动离心离合器4自动结合，发动机1驱动发电/电机一体机5运行，发电/电机一体机5作为发电机运行给蓄电池9充电，此时开启空调驱动离合器6，发动机通过发电/电机一体机5驱动空调压缩机7运行，空调开启；
S3，若为驻车状态，自动离心离合器4自动分离，此时判断蓄电池9电量是否充足；
S4，若蓄电池9电量充足，则电源管理模块8控制蓄电池9给发电/电机一体机5供电，并开启空调驱动离合器6，使发电/电机一体机5作为电机驱动空调压缩机7运行，空调开启；
S5，若蓄电池9电量不足，则拒绝空调启动请求。
需要说明的是，由空调控制后台11检测空调开启请求和判断行车状态，进而进行后续流程控制。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种商用车用行车/驻车空调系统，其特征在于，包括发动机、发电/电机一体机、空调压缩机、蓄电池、自动离心离合器、空调驱动离合器、驱动机构；
发动机通过驱动机构与自动离心离合器连接，发电/电机一体机的输入轴与自动离心离合器连接，发电/电机一体机的输出轴通过空调驱动离合器与空调压缩机连接；发电/电机一体机还与蓄电池电气连接。
2.根据权利要求1所述的商用车用行车/驻车空调系统，其特征在于，驱动机构包括曲轴皮带轮、皮带；发动机的输出轴与曲轴皮带轮连接，曲轴皮带轮通过皮带与自动离心离合器连接。
3.根据权利要求2所述的商用车用行车/驻车空调系统，其特征在于，自动离心离合器包括离合器皮带轮、摩擦轮、摩擦蹄块、第一导向销、弹性橡胶块；
离合器皮带轮与驱动机构的皮带连接，第一导向销设置在离合器皮带轮上；摩擦蹄块上设置有第一穿孔，摩擦蹄块通过该第一穿孔套穿在第一导向销上，第一导向销靠近离合器皮带轮中心的一侧通过弹性橡胶块与第一穿孔侧壁连接；第一穿孔为椭圆形，使摩擦蹄块在旋转方向不移动，在径向可移动；摩擦蹄块沿径向向外移动后与摩擦轮接触连接。
4.根据权利要求3所述的商用车用行车/驻车空调系统，其特征在于，自动离心离合器还包括增力块、第二导向销、铰杆；
第二导向销设置在离合器皮带轮上；增力块上设置有第二穿孔，增力块通过该第二穿孔套穿在第二导向销上；第二穿孔为椭圆形，使增力块在旋转方向不移动，在径向可移动；
增力块和摩擦蹄块沿离合器皮带轮圆周方向相间隔排布，增力块通过铰杆与其相邻的摩擦蹄块连接。
5.根据权利要求3或4所述的商用车用行车/驻车空调系统，其特征在于，发电/电机一体机包括外壳、第一轴承、第二轴承；
外壳上设置有圆筒状外延部，发电/电机一体机的输入轴从外延部内伸出与自动离心离合器的摩擦轮连接，且发电/电机一体机的输入轴通过第一轴承与外延部内侧壁连接；
离合器皮带轮通过第二轴承与外延部的外侧壁连接。
6.根据权利要求5所述的商用车用行车/驻车空调系统，其特征在于，空调驱动离合器为电磁离合器。
7.根据权利要求1-4、6任一项所述的商用车用行车/驻车空调系统，其特征在于，该系统还包括电源管理模块，发电/电机一体机通过电源管理模块与蓄电池电气连接。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述系统的商用车行车/驻车空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测到空调开启请求时，判断车辆行车状态；
若为行车状态，自动离心离合器自动结合，发动机驱动发电/电机一体机运行，发电/电机一体机作为发电机给蓄电池充电，此时开启空调驱动离合器，使发动机通过发电/电机一体机驱动空调压缩机运行，空调开启；
若为驻车状态，自动离心离合器自动分离，此时判断蓄电池电量是否充足；
若蓄电池电量充足，则电源管理模块控制蓄电池给发电/电机一体机供电，并开启空调驱动离合器，使发电/电机一体机作为电机驱动空调压缩机运行，空调开启；
若蓄电池电量不足，则拒绝空调启动请求。
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