專利名稱：皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力汽車用的空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及混合動(dòng)力車，更具體地涉及皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)
混合動(dòng)力汽車(belt-alternator-starter hybrid electric vehicle) 用的空調(diào)。
背景技術(shù)：
一些類型的混合動(dòng)力車不具有當(dāng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)提供舒適空調(diào) 的能力，但是為了改善車輛總體燃油經(jīng)濟(jì)性，通常要盡可能經(jīng)常地關(guān)閉 發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，與發(fā)動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行從而使空調(diào)隨時(shí)可用的傳統(tǒng)車輛相比，
不具有連續(xù)的空調(diào)能力是不能令車輛乘座者滿意的。
為了消除這個(gè)問題， 一些人已提出了即使當(dāng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)也能提供 空調(diào)的混合動(dòng)力車的系統(tǒng)。例如， 一些混合動(dòng)力車包括制冷壓縮機(jī)，這 些制冷壓縮機(jī)具有其自身的電機(jī)來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此，壓縮機(jī)獨(dú)立于發(fā)動(dòng) 機(jī)被驅(qū)動(dòng)。其他人進(jìn)一步采用這個(gè)方案，不僅使用單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷壓 縮機(jī)，而且在壓縮機(jī)脫離輔助驅(qū)動(dòng)帶被直接驅(qū)動(dòng)的情況下允許雙驅(qū)動(dòng)。 但是，由于增加了額外的壓縮機(jī)電機(jī)以及用來運(yùn)行電機(jī)的電子裝置和纜 線，這兩個(gè)方案都增加了車輛的重量和成本。其他人已設(shè) 法通過提供蓄 熱系統(tǒng)來消除這個(gè)問題，蓄熱系統(tǒng)能在發(fā)動(dòng)機(jī)停止車輛運(yùn)行期間提供舒 適的空調(diào)。但是這些蓄熱系統(tǒng)仍然增加巨大的成本，并且需要空調(diào)系統(tǒng) 額外的裝配空間，并且一些蓄熱系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)必須重新發(fā)動(dòng)之前僅提供 有限時(shí)間的舒適的空調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)實(shí)施例揭示了具有空調(diào)系統(tǒng)的混合動(dòng)力車。混合動(dòng)力車可以包 括發(fā)動(dòng)機(jī)，具有發(fā)動(dòng)機(jī)軸；電機(jī)-發(fā)電機(jī)，具有電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸；扭 矩傳遞裝置，有效接合發(fā)動(dòng)機(jī)軸和電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸以在其間傳遞扭 矩，扭矩傳遞裝置包括選擇性地?cái)嚅_發(fā)動(dòng)機(jī)軸和電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸之 間扭矩傳遞的離合部件；以及制冷壓縮機(jī)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸并由電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)軸。
一個(gè)實(shí)施例揭示了用于混合動(dòng)力車的電機(jī)-發(fā)電機(jī)及制冷壓縮機(jī)裝 置。電機(jī)-發(fā)電機(jī)具有電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸和安裝于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸 的電控離合皮帶輪。離合皮帶輪通過扭矩傳遞裝置向發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞扭矩。 制冷壓縮機(jī)包括轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸并由電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)軸。
一個(gè)實(shí)施例揭示了使用皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)式電機(jī)-發(fā)電機(jī)來運(yùn)
行混合動(dòng)力車的制冷壓縮機(jī)的方法，該方法包括以下步驟以起動(dòng)機(jī)模 式運(yùn)行電機(jī)-發(fā)電機(jī)，以在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間向發(fā)動(dòng)機(jī)軸施加扭矩；以交 流發(fā)電機(jī)模式運(yùn)行電機(jī)-發(fā)電機(jī)，以從發(fā)動(dòng)機(jī)接受扭矩并為電池充電； 以及從電機(jī)-發(fā)電機(jī)向制冷壓縮機(jī)傳遞扭矩以運(yùn)行制冷壓縮機(jī)。
實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于具有在混合動(dòng)力車發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉期間提供舒適空 調(diào)的能力，同時(shí)使額外的重量和成本降到最小程度。


圖1為用于混合動(dòng)力車的系統(tǒng)的示意圖2為與圖1相似的視圖，但示出了第二個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，示出了總體標(biāo)示為20的混合動(dòng)力車部分。混合動(dòng)力車 20為皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)類型?；旌蟿?dòng)力車20包括可以是傳統(tǒng)的內(nèi)燃 機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)22。發(fā)動(dòng)機(jī)軸24 (例如曲柄軸等)從發(fā)動(dòng)機(jī)22延伸。輔助 驅(qū)動(dòng)皮帶輪26安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)軸24。帶28圍繞輔助驅(qū)動(dòng)皮帶輪26安裝， 而且還圍繞電控離合皮帶輪30安裝。合起來，輔助驅(qū)動(dòng)皮帶輪26、帶 28和離合皮帶輪30形成發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩傳遞裝置31。雖然示出皮帶輪 和帶機(jī)構(gòu)來作為扭矩傳遞裝置31，但是如果需要，也可以使用例如鏈輪 和鏈裝置或其它類似扭矩傳遞機(jī)構(gòu)來作為替換。
離合皮帶輪30由電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸32支撐并且是電控的，以使 其能選擇性地轉(zhuǎn)動(dòng)接合電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸32。電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸32 從皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)式電機(jī)-發(fā)電機(jī)(belt-alternator-starter motor-generator ) 34延伸并驅(qū)動(dòng)(或從動(dòng)于)皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)式 電機(jī)-發(fā)電機(jī)34。電機(jī)-發(fā)電機(jī)34電連接于電池/車輛電子裝置36。電 池/車輛電子裝置36實(shí)際上可以是常規(guī)的，因此在此不再詳細(xì)討論。
壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸38轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸32(或可以是同一軸)，接合并驅(qū)動(dòng)制冷壓縮機(jī)40.壓縮機(jī)40可以是常規(guī)電控可變?nèi)?積制冷壓縮機(jī)(variable capacity refrigerant compressor)。 壓縮 機(jī)40可以常規(guī)方式接合其它空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)件42，這些構(gòu)件未示出或在此 不再詳細(xì)i寸論。
現(xiàn)在討論圖l所示的系統(tǒng)的運(yùn)行。為了起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22，離合皮帶輪 30被接合，能量從電池36向電機(jī)-發(fā)電機(jī)34提供。然后，電機(jī)-發(fā)電機(jī) 34像常規(guī)起動(dòng)機(jī)一樣動(dòng)作，通過帶28和輔助驅(qū)動(dòng)皮帶輪26驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 22，直到發(fā)動(dòng)機(jī)22運(yùn)行。
發(fā)動(dòng)機(jī)22運(yùn)行時(shí)，輔助驅(qū)動(dòng)皮帶輪26和帶28驅(qū)動(dòng)離合皮帶輪30， 離合皮帶輪30又驅(qū)動(dòng)電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸32。由于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸 32相對(duì)于壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸38轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝，所以電機(jī)-發(fā)電機(jī)34和壓縮機(jī) 40被驅(qū)動(dòng)。電機(jī)-發(fā)電機(jī)34像常規(guī)的交流發(fā)電機(jī)一樣動(dòng)作，為電池36 充電。壓縮機(jī)40像常規(guī)可變?nèi)莘e式壓縮機(jī)一樣動(dòng)作。當(dāng)車輛乘客不需 要空調(diào)時(shí)，容積將會(huì)減小到最小水平以將壓縮機(jī)40所用能量減小到最 小值。當(dāng)需要空調(diào)時(shí)，壓縮機(jī)40的容積增加到所需值以滿足要求。因 此，帶28和離合皮帶輪30的設(shè)計(jì)成能適應(yīng)電機(jī)-發(fā)電機(jī)34和制冷壓縮 機(jī)40的聯(lián)合扭矩。
如果車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)22關(guān)閉，并且需要空調(diào)(具有足夠的電池電量) 時(shí)，那么離合皮帶輪30脫離接合以使電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸32相對(duì)于輔 助驅(qū)動(dòng)帶28轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣，電機(jī)-發(fā)電機(jī)34由電池/車輛電子裝置36驅(qū) 動(dòng)，電機(jī)-發(fā)電機(jī)34又通過壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸38驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)40。因此，即 使發(fā)動(dòng)機(jī)22關(guān)閉時(shí)，也可以為車輛乘客提供空調(diào)。因此，電機(jī)-發(fā)電機(jī) 34設(shè)計(jì)成當(dāng)壓縮機(jī)40以高容積模式運(yùn)行時(shí)能提供穩(wěn)態(tài)壓縮機(jī)負(fù)栽所 需的扭矩。如果電池電量變低時(shí)，那么可以重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22,矛且離 合皮帶輪30重新接合以通過電機(jī)-發(fā)電機(jī)34為制冷壓縮機(jī)40提供扭矩。
可選地，在電機(jī)-發(fā)電機(jī)34和壓縮機(jī)40之間存在齒輪組以確保在 兩者之間不會(huì)速度失配。
圖2示出了第二實(shí)施例。由于該實(shí)施例與第一實(shí)施例相似，因此相 同的元件標(biāo)號(hào)用于相同的元件。發(fā)動(dòng)機(jī)22、扭矩傳遞裝置31、皮帶傳 動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)式電機(jī)-發(fā)電機(jī)34、電池/車輛電子裝置36和空調(diào)系統(tǒng)構(gòu) 件42與第一實(shí)施例相同。
在本例中，壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸不直接連接于制冷壓縮機(jī)40。相反，電控壓縮機(jī)離合46選擇性地控制壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸38和壓縮機(jī)從動(dòng)軸48之間 的扭矩傳遞。由于制冷壓縮機(jī)40能與電機(jī)-發(fā)電機(jī)34斷開，壓縮機(jī)40 可以是固定容積式壓縮機(jī)。但是，如果需要，可以使用可變?nèi)莘e式壓縮 機(jī)。因此，對(duì)于固定容積式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)離合46可以循環(huán)打開和關(guān) 閉以有效改變?nèi)莘e；對(duì)于可變?nèi)莘e式壓縮機(jī)，壓縮機(jī)本身的容積是可變 的；而且，對(duì)于任一類型壓縮機(jī)，都可以通過控制電機(jī)-發(fā)電機(jī)34的速 度來改變?nèi)莘e。
運(yùn)行類似于第一實(shí)施例，但增加了確定扭矩何時(shí)傳遞到壓縮機(jī)40 的靈活性。即當(dāng)不需要空調(diào)時(shí)，壓縮機(jī)離合46保持分離，以使電機(jī)-發(fā)電機(jī)獨(dú)立于壓縮機(jī)40轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)不需要空調(diào)時(shí)，這樣可以減少附加轉(zhuǎn) 動(dòng)損失和減小與壓縮機(jī)40相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性。當(dāng)然，與第一實(shí)施例相比， 本例招致了壓縮機(jī)離合46的額外重量。
在詳細(xì)描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例的同時(shí)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以
卞/ 、 施例。
權(quán)利要求
1. 一種具有空調(diào)系統(tǒng)的混合動(dòng)力車，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，具有發(fā)動(dòng)機(jī)軸；電機(jī)-發(fā)電機(jī)，具有電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸；扭矩傳遞裝置，有效接合發(fā)動(dòng)機(jī)軸和電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸以在其間傳遞扭矩，扭矩傳遞裝置包括選擇性地?cái)嚅_發(fā)動(dòng)機(jī)軸和電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸之間扭矩傳遞的離合部件；以及制冷壓縮機(jī)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸并由電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)軸。
2. 權(quán)利要求1的混合動(dòng)力車，其中，扭矩傳遞裝置包括安裝于發(fā) 動(dòng)機(jī)軸的輔助驅(qū)動(dòng)皮帶輪和圍繞輔助驅(qū)動(dòng)皮帶輪和離合部件安裝的輔 助驅(qū)動(dòng)帶，離合部件是安裝于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的電控離合皮帶輪。
3. 權(quán)利要求2的混合動(dòng)力車，其中，壓縮機(jī)軸包括從電機(jī)-發(fā)電機(jī) 延伸的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸、從制冷壓縮機(jī)延伸的壓縮機(jī)從動(dòng)軸和壓縮機(jī)離 合，壓縮機(jī)離合有效接合壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸和壓縮機(jī)從動(dòng)軸，以選擇性地從 壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)地?cái)嚅_壓縮機(jī)從動(dòng)軸。
4. 權(quán)利要求2的混合動(dòng)力車，其中，制冷壓縮機(jī)是可變?nèi)莘e式壓 縮機(jī)。
5. 權(quán)利要求l的混合動(dòng)力車，其中，壓縮機(jī)軸包括從電機(jī)-發(fā)電機(jī) 延伸的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸、從制冷壓縮才凡延伸的壓縮機(jī)從動(dòng)軸和壓縮機(jī)離 合，壓縮機(jī)離合有效接合壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸和壓縮機(jī)從動(dòng)軸，以選擇性地從 壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)地?cái)嚅_壓縮機(jī)從動(dòng)軸。
6. 權(quán)利要求5的混合動(dòng)力車，其中制冷壓縮機(jī)是可變?nèi)莘e式壓縮機(jī)。
7. 權(quán)利要求1的混合動(dòng)力車，其中，制冷壓縮機(jī)是可變?nèi)莘e式壓 縮機(jī)。
8. 權(quán)利要求l的混合動(dòng)力車，其中，電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸延伸過電 機(jī)-發(fā)電機(jī)并形成壓縮機(jī)軸。
9. 一種用于混合動(dòng)力車的電機(jī)-發(fā)電機(jī)及制冷壓縮機(jī)裝置，該裝置 包括電機(jī)-發(fā)電機(jī)，具有電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸和安裝于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 軸的電控離合皮帶輪，離合皮帶輪設(shè)置成通過扭矩傳遞裝置向發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞扭矩；以及制冷壓縮機(jī)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸并由電機(jī)-發(fā)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)軸。
10. 權(quán)利要求9的裝置，其中，壓縮機(jī)軸包括從電機(jī)-發(fā)電機(jī)延伸 的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸、從制冷壓縮機(jī)延伸的壓縮機(jī)從動(dòng)軸和壓縮機(jī)離合，壓 縮機(jī)離合有效接合壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸和壓縮機(jī)從動(dòng)軸，以選擇性地從壓縮機(jī) 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)地?cái)嚅_壓縮機(jī)從動(dòng)軸。
11. 權(quán)利要求10的裝置，其中，制冷壓縮機(jī)是可變?nèi)莘e式壓縮機(jī)。
12. 權(quán)利要求9的裝置，其中制冷壓縮機(jī)是可變?nèi)莘e式壓縮機(jī)。
13. 權(quán)利要求9的裝置，其中，電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸延伸過電機(jī)-發(fā) 電機(jī)并形成壓縮機(jī)軸。
14. 使用皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)式電機(jī)-發(fā)電機(jī)來運(yùn)行混合動(dòng)力車內(nèi) 的制冷壓縮機(jī)的方法，該方法包^"以下步驟(a) 以起動(dòng)^溪式運(yùn)行電機(jī)-發(fā)電機(jī)，以在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間向發(fā)動(dòng) 機(jī)軸施加扭矩；(b) 以交流發(fā)電機(jī)模式運(yùn)行電機(jī)-發(fā)電機(jī)，以從發(fā)動(dòng)機(jī)接受扭矩并 為電池充電；以及(c) 從電機(jī)-發(fā)電機(jī)向制冷壓縮機(jī)傳遞扭矩以運(yùn)行制冷壓縮機(jī)。
15. 權(quán)利要求14的方法，其中步驟(c)進(jìn)一步限定為斷開發(fā)動(dòng)機(jī) 和電機(jī)-發(fā)電機(jī)之間的扭矩傳遞，并電驅(qū)動(dòng)電機(jī)-發(fā)電機(jī)以驅(qū)動(dòng)制冷壓縮 機(jī)。
16. 權(quán)利要求15的方法，其中步驟(c)進(jìn)一步限定為當(dāng)不需要空 調(diào)時(shí)，通過分離壓縮機(jī)離合來選擇性地?cái)嚅_從電機(jī)-發(fā)電機(jī)向制冷壓縮 機(jī)的扭矩傳遞。
17. 權(quán)利要求15的方法，其中，該方法包括步驟(d)根據(jù)空調(diào)需 求來改變制冷壓縮機(jī)的容積。
18. 權(quán)利要求14的方法，該方法包括步驟(d)根據(jù)空調(diào)需求來改 變制冷壓縮機(jī)的容積。
19. 權(quán)利要求14的方法，其中步驟(c)進(jìn)一步限定為當(dāng)不需要空 調(diào)時(shí)，通過分離壓縮機(jī)離合來選擇性地?cái)嚅_從電機(jī)-發(fā)電機(jī)向制冷壓縮機(jī)的扭矩傳遞。
20.權(quán)利要求19的方法，其中制冷壓縮機(jī)為固定容積式制冷壓縮 機(jī)，該方法包括步驟(d)循環(huán)打開和關(guān)閉壓縮機(jī)離合以減少固定容積式 制冷壓縮機(jī)的有效容積。
全文摘要
本發(fā)明涉及皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)混合動(dòng)力汽車用的空調(diào)。具體公開了一種混合動(dòng)力車和運(yùn)行方法，混合動(dòng)力車具有空調(diào)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)，和皮帶傳動(dòng)起動(dòng)/發(fā)電機(jī)式電機(jī)-發(fā)電機(jī)。扭矩傳遞裝置例如皮帶輪和帶裝置接合發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)-發(fā)電機(jī)，并包括選擇性地?cái)嚅_發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)-發(fā)電機(jī)之間的扭矩傳遞的離合部件。制冷壓縮機(jī)包括轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸并由電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)軸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)可以由電機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)B60H1/32GK101423018SQ20081017394
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者G·A·梅杰, T·M·塔馬斯 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司