一种多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统及控制方法，当发动机转速传感器检测到发动机转速n=0，如果蓄电池组剩余电量SOC≥10%，则由直流无刷电机单独承担空调压缩机的负载；当发动机转速传感器检测到发动机转速n≠0，如果剩余电量SOC≥90%，空调压缩机的负载由直流无刷电机和发动机共同承担；当剩余电量SOC＜90%，空调压缩机的负载由发动机单独承担；本发明专利技术系统中，压缩机既可以采用机械式驱动也可以由电机驱动，也可以由两者共同驱动，避免混合动力汽车空调在发动机关闭情况下耗光蓄电池组电量导致发动机无法正常启动的现象，合理有效地利用混合动力汽车的能源。

A multi driving mode HEV compressor system and control method

The invention discloses a multi-drive mode air-conditioning compressor system for hybrid electric vehicles and a control method. When the engine speed sensor detects the engine speed n=0, if the remaining battery SOC is greater than 10%, the DC brushless motor alone bears the load of the air-conditioning compressor; when the engine speed sensor detects the start-up. The machine speed n_0, if the residual power SOC is greater than 90%, the load of the air-conditioning compressor is shared by the DC brushless motor and the engine; when the residual power SOC is less than 90%, the load of the air-conditioning compressor is assumed by the engine alone; in the system of the present invention, the compressor can be driven either mechanically or by the motor, or by two. They drive together to avoid the phenomenon that the air-conditioner of hybrid electric vehicle can not start properly when the engine is shut down, and the energy of hybrid electric vehicle can be reasonably and effectively utilized.

【技术实现步骤摘要】
一种多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统及控制方法
本专利技术涉及一种混合动力汽车空调压缩机系统的结构以及在该结构基础上汽车空调压缩机的驱动方法，适用于混合动力汽车。
技术介绍
混合动力汽车与传统汽车一样也需要配备空调系统，较之传统汽车，混合动力汽车的空调压缩机可供选择的驱动方式有多种而不是单纯由发动机直接驱动。现有的混合动力汽车空调压缩机系统主要有以下两种类型：第一种类型是发动机、发电机、压缩机串联式，由用发动机输出到的发电机，再由发电机的输出端驱动空调压缩机，发电机输出轴与空调压缩机的输入轴用一对皮带轮联接采用皮带传动；这种方式下，压缩机的运行是以发动机的开启为前提条件的，即：只要空调处于开启状态，发动机也要开启；但当车辆处于纯电动工作模式下，空调就失去制冷的功能。为了避免这种情况的发生，在空调制冷时，不能采用纯电动运行，因此，耗油量也相对的增加。第二种类型是采用纯电动驱动方案，由电动汽车蓄电池组为一台电机提供能量，再由电机驱动压缩机；这种方式下由于需要由混合动力汽车蓄电池组提供能量，蓄电池组需要车载发电机发电提供能量，再为汽车空调压缩机系统中的电机提供能量，导致整体效率低下，且当蓄电池组电量耗尽时压缩机无法正常工作。
技术实现思路
本专利技术针对现有混合动力汽车空调压缩机系统存在的只能依靠机械驱动或者依靠纯电驱动的问题，提出了一种多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统，同时结合汽车蓄电池组电量以及发动机状态提出了汽车空调压缩机的具体驱动模式及模式切换控制方法，解决现有的几种汽车空调压缩机系统由单一动力源进行驱动且效率低下的问题，实现了混合动力汽车空调压缩机的驱动模式的灵活切换。本专利技术所述的一种多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统采用的技术方案是：空调压缩机的输入轴同轴连接直流无刷电机的输出轴，直流无刷电机的输入轴通过皮带传动结构传动装置连接发动机，发动机上装有发动机转速传感器，直流无刷电机上装有霍尔转子位置传感器，霍尔转子位置传感器通过信号线连接控制器，直流无刷电机的输入轴上设置电磁离合器，发动机转速传感器检测发动机的发动机转速并将转速信号输出至控制器，电池管理系统将蓄电池组剩余电量SOC信号输出至控制器，控制器的输出端连接电磁离合器的继电器开关，控制器的输出端连接直流无刷电机驱动执行单元，直流无刷电机驱动执行单元控制直流无刷电机运行。所述的一种多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统的控制方法采用的技术方案是：包括以下步骤：A、当发动机转速传感器检测到发动机转速n=0，控制器判别蓄电池组剩余电量SOC，如果剩余电量SOC≥10%，则控制器控制继电器开关断开，向直流无刷电机驱动执行单元输出控制信号，空调压缩机工作，由直流无刷电机单独承担空调压缩机的负载；B、当发动机转速传感器检测到发动机转速n≠0，则控制器判别蓄电池组剩余电量SOC，如果剩余电量SOC≥90%，控制器控制继电器开关接合，驱动空调压缩机工作，空调压缩机的负载由直流无刷电机和发动机共同承担；C、当发动机转速传感器检测到发动机转速n≠0，则控制器判别蓄电池组剩余电量SOC，当剩余电量SOC＜90%，控制器控制继电器开关闭合，同时控制直流无刷电机断开，空调压缩机的负载由发动机单独承担。进一步地，步骤B中，当剩余电量SOC＜40%时，控制器控制继电器开关闭合，同时控制直流无刷电机断开，空调压缩机的负载由发动机单独承担。进一步地，步骤C中，当剩余电量SOC≥90%时，控制器控制继电器开关接合，驱动空调压缩机工作，空调压缩机的负载由直流无刷电机和发动机共同承担。本专利技术采用上述技术方案后显现的有益效果是：1、本专利技术系统中，压缩机既可以采用机械式驱动也可以由电机驱动，也可以由两者共同驱动，空调压缩机可以在发动机驱动、电机驱动以及混合驱动三种模式之间根据发动机状态以及蓄电池组状态灵活切换。2、由于在发动机和压缩机之间采用直流无刷电机，可以根据发动机转速和转子位置信号对压缩机提供辅助转矩，减轻发动机负载。3、本专利技术可以避免混合动力汽车空调在发动机关闭情况下耗光蓄电池组电量导致发动机无法正常启动的现象，合理有效地利用混合动力汽车的能源，达到节能减排的效果。附图说明图1为本专利技术所述的一种多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统的安装结构图；图2为图1的控制框图；图3为图1的控制流程图；图中：1.发动机；2.皮带传动结构传动装置；3.空调压缩机；4.直流无刷电机；5.电磁离合器；6.继电器开关；7.霍尔转子位置传感器；8.控制器；9.直流无刷电机驱动执行单元；10.发动机转速传感器；11.电池管理系统。具体实施方式如图1所示，本专利技术系统包括涡旋式空调压缩机3，空调压缩机3安装在混合动力汽车上。空调压缩机3的输入轴采用轴套同轴连接直流无刷电机4的输出轴，直流无刷电机4的输入轴上设置电磁离合器5，并且直流无刷电机4的输入轴通过皮带传动结构传动装置2连接发动机1，发动机1能通过皮带传动结构传动装置2带动直流无刷电机4工作。电磁离合器5通过继电器开关6与控制器8相连接，电磁离合器5受控制器8的控制。在直流无刷电机4上安装霍尔转子位置传感器7，霍尔转子位置传感器7通过信号线连接控制器8，霍尔转子位置传感器7用于检测直流无刷电机4的转子位置信号，并将转子位置信号输出给控制器8。控制器8的输出端连接直流无刷电机驱动执行单元9，经输出控制信号给直流无刷电机驱动执行单元9，直流无刷电机驱动执行单元9控制直流无刷电机4的运行。如图2所示，在混合动力汽车上配有电池管理系统11，在发动机1上安装发动机转速传感器10，发动机转速传感器10和电池管理系统11的输出端连接控制器8，发动机转速传感器10用于检测发动机1的发动机转速n，并将发动机转速n信号输出至控制器8，电池管理系统11将蓄电池组剩余电量SOC信号输出至控制器8。控制器8的输出端连接继电器开关6和直流无刷电机驱动执行单元9，控制器8向继电器开关6输出使能信号，控制电磁离合器5的闭合和断开，控制器8还向直流无刷电机驱动执行单元9输出PWM控制信号。如图1、2、3所示，本专利技术系统工作时，当控制器8接收到空调开启命令后，依次对发动机1、蓄电池组剩余电量SOC的状态进行判别，具体是：1、如果发动机转速传感器10检测到发动机转速n=0，即判别发动机1处于关闭状态，控制器8再判别蓄电池组剩余电量SOC，如果剩余电量SOC＜10%，则控制器8不向直流无刷电机驱动执行单元9输出控制信号，不对空调压缩机3进行驱动。反之，如果剩余电量SOC≥10%，则进入模式一：即由直流无刷电机4单独承担空调压缩机3的负载。结合图1，控制器8控制继电器开关6使得电磁离合器5断开，向直流无刷电机驱动执行单元9输出控制信号，直流无刷电机驱动执行单元9输出相应电流驱动直流无刷电机4，使得空调压缩机3正常工作，控制器8同时接收霍尔转子位置传感器7的转子位置信号。此时蓄电池组处于放电状态，空调压缩机3由直流无刷电机4单独驱动，控制器8对蓄电池组电量SOC信号进行监控，在剩余电量SOC≥10%时始终保持直流无刷电机4对空调压缩机3的驱动，直至当剩余电量SOC＜10%时，控制器8停止直流无刷电机4对空调压缩机3的驱动。该模式解决了传统混合动力汽车空调压缩机系统在发动机没有启动的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统，其特征是：空调压缩机（3）的输入轴同轴连接直流无刷电机（4）的输出轴，直流无刷电机（4）的输入轴通过皮带传动结构传动装置（2）连接发动机（1），发动机（1）上装有发动机转速传感器（10），直流无刷电机（4）上装有霍尔转子位置传感器（7），霍尔转子位置传感器（7）通过信号线连接控制器（8），直流无刷电机（4）的输入轴上设置电磁离合器（5），发动机转速传感器（10）检测发动机（1）的发动机转速并将转速信号输出至控制器（8），电池管理系统（11）将蓄电池组剩余电量SOC信号输出至控制器（8），控制器（8）的输出端连接电磁离合器（5）的继电器开关（6），控制器（8）的输出端连接直流无刷电机驱动执行单元（9），直流无刷电机驱动执行单元（9）控制直流无刷电机（4）运行。

【技术特征摘要】
1.一种多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统，其特征是：空调压缩机（3）的输入轴同轴连接直流无刷电机（4）的输出轴，直流无刷电机（4）的输入轴通过皮带传动结构传动装置（2）连接发动机（1），发动机（1）上装有发动机转速传感器（10），直流无刷电机（4）上装有霍尔转子位置传感器（7），霍尔转子位置传感器（7）通过信号线连接控制器（8），直流无刷电机（4）的输入轴上设置电磁离合器（5），发动机转速传感器（10）检测发动机（1）的发动机转速并将转速信号输出至控制器（8），电池管理系统（11）将蓄电池组剩余电量SOC信号输出至控制器（8），控制器（8）的输出端连接电磁离合器（5）的继电器开关（6），控制器（8）的输出端连接直流无刷电机驱动执行单元（9），直流无刷电机驱动执行单元（9）控制直流无刷电机（4）运行。2.一种如权利要求1所述的多驱动模式混合动力汽车空调压缩机系统的控制方法，其特征是包括以下步骤：A、当发动机转速传感器（10）检测到发动机转速n=0，控制器（8）判别蓄电池组剩余电量SOC，如果剩余电量SOC≥10%，则控制器（8）控制继电器开关（6）断开，向直流无刷电机驱动执行单元（9）输出控制信号，空调压缩机（3）工作，由直流无刷电机（4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓东，施周，陈龙，杨泽斌，李可，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32