具有发动机辅助系统的车辆及其控制方法与流程

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种具有发动机辅助系统的车辆，同时本发明也涉及该具有发动机辅助系统的车辆的控制方法。

背景技术：

随着汽车产业的发展，汽车保有量不断增加，也造成了日益严峻的环境污染及能源问题，由此汽车节能减排技术得到了越来越多的关注。在拥堵的城市中，汽车低速爬行、怠速运转会浪费大量的燃油，并且也会污染空气环境，而汽车采用智能启停系统则可以较好地解决这些问题。汽车智能启停技术由于具有节能减排效果显著、成本较低等优势，已成为汽车节能减排开发的首要技术手段。

发动机智能启停技术，具体的是指车辆在行驶过程中出现临时停车时(例如等红灯)，发动机自动熄火，而当需要继续前进的时候，系统自动重启发动机。智能启停技术的核心在于自动控制熄火和启动，其可以有效降低发动机怠速空转的时间，从而在城市走走停停的交通状况下，能够在一定程度上降低排放、并提高燃油经济性。

目前，常规的汽车智能起停系统为避免蓄电池亏电问题多采用大容量蓄电池方案，同时考虑到应用智能起停技术后整车的频繁起动，也会采用耐久起动次数提升的增强型起动机，这些极大的提升了整车的开发成本。同时由于频繁的由起动机带动飞轮起动发动机，还容易造成发动机工作不平顺，从而使整车产生较强的顿挫感。

此外，在夏季使用智能起停技术时，由于发动机熄火，空调压缩机也会停止运转，空调压缩机的停止会降低乘车的舒适度，易造成顾客报怨。而对于采用智能起停技术的传统汽车，其在起步、爬坡、低速大负荷以及急加速、急减速等工况下也普遍存在动力性不足或油耗偏高问题，其亦使得整车的经济性及动力性变差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种具有发动机辅助系统的车辆，以能够克服现有技术中的至少一点不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有发动机辅助系统的车辆，该车辆具有可由起动机起动的发动机、且所述车辆可进行发动机智能启停，所述起动机与所述车辆上的蓄电池电连接，所述车辆中还具有空调压缩机，以及由所述发动机的曲轴轮系驱使、以带动所述车辆运行的发动机轮系，且所述发动机辅助系统包括：

控制单元，位于所述车辆中；

动力电池单元，装设于所述车辆上；

集成电机单元，装设于所述车辆上，与所述动力电池单元电连接、并控制联接于所述控制单元上，且所述集成电机单元被设置为至少可于所述车辆进行发动机智能启停、而所述发动机时，接受所述动力电池单元的输出电力以驱使所述空调压缩机运转。

进一步的，所述集成电机单元包括电机机构与传动机构，所述传动机构构成所述电机机构分别与所述曲轴轮系及所述空调压缩机间的传动连接，且与所述曲轴轮系和所述空调压缩机间传动连接的通断分别由所述控制单元单独控制；所述电机机构被设置为承接所述曲轴轮系驱使时可向所述蓄电池和所述动力电池单元充电、并于接受所述动力电池单元输出电力时可驱使所述曲轴轮系和/或所述空调压缩机运转。

进一步的，所述控制单元为车辆ecu。

进一步的，所述电机机构采用电动发电机。

进一步的，所述传动机构包括分别与所述电动发电机的转轴连接的空调压缩机传动轮和曲轴轮系传动轮，以及于所述空调压缩机传动轮和所述转轴之间、与所述曲轴轮系传动轮和所述转轴之间分别设置的电磁离合器；所述空调压缩机传动轮与所述空调压缩机传动连接，所述曲轴轮系传动轮与所述曲轴轮系传动连接，所述电磁离合器控制联接于所述控制单元。

进一步的，所述空调压缩机传动轮和所述空调压缩机之间、所述曲轴轮系传动轮和所述曲轴轮系之间，以及所述曲轴轮系和所述发动机轮系之间采用传动带传动连接。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的具有发动机辅助系统的车辆，通过动力电池单元和集成电机单元的设置，在车辆使用发动机智能启停，发动机熄火后，可由集成电机单元驱动空调压缩机运转，以在有空调需求时使空调一直处于正常工作状态，而提升乘车舒适度；并且在使用发动机智能启停时，亦可通过集成电机单元起动发动机，避免现有技术中采用大容量蓄电池、及使用增强型起动机的不足，从而可有着很好的实用性。

本发明同时提出了上述具有发动机辅助系统的车辆的控制方法，该控制方法包括：

于所述车辆正常行驶中，由所述发动机的曲轴轮系驱使所述发动机轮系运转，并在有空调使用需求时，由所述发动机的曲轴轮系通过所述集成电机单元驱使所述空调压缩机运转；

于所述车辆采用发动机智能启停、而所述发动机熄火时，若有空调使用需求，由所述集成电机单元驱使所述空调压缩机运转。

进一步的，于所述车辆采用发动机智能启停、而所述发动机熄火时，由所述集成电机单元驱使所述曲轴轮系、以起动所述发动机。

进一步的，于所述车辆正常行驶中，在低速大负荷工况、急加速工况和制动工况下，所述发动机熄火运转，并由所述集成电机单元通过所述曲轴轮系驱使所述发动机轮系运转。

进一步的，在低速大负荷工况、急加速工况和制动工况下，所述集成电机单元运转设定时间阈值后，所述发动机熄火运转。

本发明上述的控制方法可在车辆采用发动机智能启停、而发动机熄火后，使空调一直处于运转状态，而提升乘车舒适度。

此外，在发动机智能启停时，本发明的控制方法可通过集成电机单元起动发动机，而可避免采用现有的大容量蓄电池及增强型起动机。而通过在低速大负荷工况、急加速工况和制动工况时，由集成电机单元驱使车辆，可提升整车动力性与经济性；同时，使得集成电机单元运转设定时间阈值后，发动机再停止运转，亦可保证整车运行的平顺性和舒适性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的具有发动机辅助系统的车辆的构成图；

附图标记说明：

1-控制单元；

2-蓄电池；

3-动力电池单元；

4-曲轴轮系；

5-发动机轮系；

6-空调压缩机；

7-集成电机单元；

8-传动带；

9-传动带；

10-涨紧轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种具有发动机辅助系统的车辆，该车辆具有可由起动机起动的发动机，并能够进行发动机智能启停，且如图1中所示，上述起动机与车辆上的蓄电池2电连接，而在车辆中还具有空调压缩机6，以及由发动机的曲轴轮系4驱使，以带动车辆运行的发动机轮系5。

其中，所述起动机、蓄电池2、空调压缩机6均可参见现有车辆中的相关结构，而本发明的曲轴轮系4指作为发动机动力输出端的曲轴带轮及相关部件，发动机轮系5则指可由上述曲轴带轮或下述集成电机单元驱动、进而带动整车运行的各传动轮及其相关部件，两个轮系亦可参见现有车辆中的相关结构，且需要说明的是，通过使车辆设置本发明的发动机辅助系统，上述蓄电池2采用普通电池便可，无需使用大容量电池，起动机同样普通起动机即可满足使用要求，亦无需采用增强型起动机。

而本实施例的发动机辅助系统，其包括位于车辆中的控制单元1，装设在车辆上的动力电池单元3，以及同样装设于车辆上，与上述动力电池单元3电连接、并与控制单元1控制联接的集成电机单元7。具体的，控制单元1优选的可为车辆ecu，动力电池单元3采用固定在车辆底盘位置的如三元锂或磷酸锂动力电池包便可。集成电机单元7则被设置为至少可于车辆进行发动机智能启停、而发动机熄火时，其可接受动力电池单元3的输出电力以驱使空调压缩机6运转。

详细来说，本实施例的集成电机单元7则包括电机机构、以及与该电机机构连接设置的传动机构。上述传动机构用以构成电机机构分别与曲轴轮系4以及空调压缩机6的传动连接，并且本实施例中在设计上，与曲轴轮系4和空调压缩机6之间的传动连接的通断亦由控制单元1单独控制。而上述电机机构则被设置为可承接曲轴轮系4的驱使、也即由发动机驱使时，可向蓄电池2以及动力电池单元3充电，并在该电机机构接受动力电池单元3输出的电力时，其又可驱使曲轴轮系4和/或空调压缩机6，以驱动空调压缩机6工作、或是带动车辆运行。

本实施例中，针对于发动机辅助系统中的集成电机单元，优选的其电机机构可采用现有的集成有发电机与电动机两种功能的电动发电机。此时，与电机机构连接的传动机构则包括分别与电动发电机的转轴连接的空调压缩机传动轮以及曲轴轮系传动轮，还包括于空调压缩机传动轮和所述的转轴之间，以及曲轴轮系传动轮和所述的转轴之间分别设置的电磁离合器。其中，空调压缩机传动轮与空调压缩机6传动连接，曲轴轮系传动轮与曲轴轮系4传动连接，电磁离合器则控制联接于控制单元1。

详细来说，电动发电机通过接受控制单元1的控制执行功能切换，在作为发电机使用时，其可由发动机的曲轴轮系4驱动进行发电，以对蓄电池2和动力电池单元3进行充电，且在充电时蓄电池2的优先级也高于动力电池单元3如此可保证车辆各用电器件的正常工作。当电动发电机在作为电动机使用时，其输出旋转动力，进而可驱使空调压缩机6运转，并还可由曲轴轮系4驱动发动机轮系5，实现对整车运行的驱使。

而作为传动机构设置的一种示例，本实施例中例如可将空调压缩机传动轮和曲轴轮系传动轮分别布置于电动发电机的两端，执行各传动轮与电动发电机的转轴间通断的电磁离合器同样为位于电动发电机两端部的两个，且该电磁离合器在设置上，其参见现有车辆中已成熟运用的带皮带轮的汽车空调电磁离合器即可。

当然，除了采用电动发动机，并采用如上的传动机构的结构设置，本实施例中前述的电机机构也可由发电机与电动机组成，且此时发电机和电动机均与曲轴轮系4传动连接，电动机也与空调压缩机6传动连接，另外发电机亦和蓄电池2及动力电池单元3电连接，电动机则与动力电池单元3电连接。上述连接设置，同样能够实现发电机发电以对蓄电池2和动力电池单元3充电，以及由电动机对空调压缩机6和曲轴轮系4(即发动机轮系5)的驱使。

本实施例空调压缩机传动轮轮和空调压缩机6之间，曲轴轮系传动轮和曲轴轮系4之间，以及曲轴轮系4和发动机轮系5之间均可采用传动带传动连接，不过，除了使用传动带的带传动方式，使用诸如传动链传动或其它传动结构也是可行的。

此外，为了简化结构，并提升传动的可靠性，本实施例仍如图1中所示出的，集成电机单元7处的曲轴轮系传动轮和曲轴轮系4、发动机轮系5之间可仅采用一条传动带9实现三者之间的传动连接，并还可设置涨紧轮10，以保证传动的稳定性。空调压缩机传动轮和空调压缩机6之间则采用传动带8进行连接，且对应传动带8亦可设置涨紧轮结构。

本实施例通过传动带8和传动带9，以及用于控制空调压缩机传动轮和曲轴轮系传动轮的电磁离合器的设置，构成了分别以空调压缩机6和曲轴轮系4为联动对象的两个轮系，且其中通过控制单元1对电磁离合器的控制，空调压缩机传动轮与曲轴轮系传动轮可同步运转，以在车辆正常行驶中进行发电及驱使空调工作。

除了两个传动轮同步运转，仍以处于上述的车辆正常行驶状态为例，若不需要空调工作，则可使对应电磁离合器断开空调压缩机传动轮的连接，此时集成电机单元7仅用作发电使用，以能够减少空调压缩机运转带来的能耗浪费。

而当车辆采用发动机智能启停时，发动机熄火，集成电机单元7作为电动机使用，此时通过控制电磁离合器，可使空调压缩机传动轮连接，曲轴轮系传动轮不连接，从而使空调压缩机6持续运转，保证车辆乘坐的舒适性。当然，在没有空调使用需求时，空调压缩机传动轮也可断开连接，以避免能量损失。

值得说明的是，除了以上所述的对空调压缩机传动轮及曲轴轮系传动轮连接通断的控制情况，结合于集成电机单元7的发电、电动功能切换，以及车辆正常行驶、发动机智能启停等工况的变化，毫无疑问的对本领域技术人员而言，在控制单元1的控制下，还能够实现其他多种控制情形，以达到相应的控制目的，鉴于参照本实施的上述示例其他情形的实施并不存有难度，故对其将不再一一列举。

基于如上介绍的具有发动机辅助系统的车辆的结构，本实施例进一步的也涉及该车辆的控制方法，该控制方法具体阐述如下。

其中，本实施例在车辆正常行驶中，集成电机单元7作为发电机使用，发动机的曲轴轮系4驱使发动机轮系5，以驱动车辆运行，且若有空调使用需求，则可控制集成电机单元7处的空调压缩机传动轮与曲轴轮系传动轮均连接，以使曲轴轮系4经由集成电机单元7实现对空调压缩机6的驱动，满足空调使用需求。而若蓄电池2及动力电池单元3的电量处于不饱和状态，则曲轴轮系4驱动集成电机单元7发电，以对蓄电池2与动力电池单元3充电，且充电逻辑上也为在蓄电池2电量饱和后，再对动力电池单元3充电，以满足前述的充电优先级要求。

在车辆采用发动机智能启停时，由于发动机熄火，此时若有空调使用需求，则控制单元1控制集成电机单元7作为电动机使用，且空调压缩机传动轮连接，以驱动空调压缩机6持续工作满足空调使用要求。同时，发动机智能启停而发动机熄火时，若发动机要起动，控制单元1可控制曲轴轮系传动轮连接，以由集成电机单元7带动发动机起动。通过集成电机单元7带动发动机起动，可避免现有技术中因发动机频繁起动，而需配置大容量的蓄电池2以及增强型起动机的不足。

此外，本实施例的控制方法中，在车辆的正常行驶中，若车辆处于低速大负荷工况、急加速工况和制动工况，控制单元1此时亦会使发动机熄火，集成电机单元7仍作为电动机使用，并由集成电机单元7通过曲轴轮系4驱使发动机轮系5，进而带动车辆运行。上述工况下，通过由集成电机单元7驱使车辆运行，可提升整车的动力性与经济性，从而获得更好的驾乘感受。

而在低速大负荷工况、急加速工况以及制动工况时，由于车辆动力源由发动机转换至集成电机单元7，此时若动力突然由发动机切换至集成电机单元7的话，会导致车辆运行中产生顿挫感，造成车辆工作的不平顺，且也容易造成车辆部件的损坏。为此，本实施例的控制方法中，在上述低速大负荷工况、急加速工况和制动工况下，也设置在集成电机单元7运转设定时间阈值后，发动机再停止运转，由此，使两者间的切换存在一过渡阶段，通过该过渡消除顿挫感，使车辆运行更为平顺。上述过渡阶段的设定时间阈值具体根据设计要求选择便可，例如其可为2s、3s或4s等等。

本实施例的车辆及其控制方法通过发动机辅助系统中集成电机单元7和动力电池单元3的设置，可在车辆采用发动机智能启停、发动机熄火后，使空调一直处于运转状态，而能够提升乘车舒适度；同时，其还可避免采用现有的大容量蓄电池及增强型起动机，并能够通过在低速大负荷工况、急加速工况和制动工况时，提升整车动力性与经济性，而有着很好的实用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。