CN108253103B - Bsg***和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种BSG***和车辆,该***包括:BSG轮系,BSG轮系包括依次通过皮带传动的BSG电机、第一调整轮、惰轮、水泵、曲轴减震皮带轮、空调和第二调整轮;传感装置,用于获取第一调整轮和第二调整轮的转速,以及第一调整轮和第二调整轮的重载压力;驱动装置,用于根据控制器发送的驱动信号调节第一调整轮和第二调整轮在BSG轮系中的位置;控制器,用于根据述第一调整轮和第二调整轮的转速、第一调整轮和第二调整轮的重载压力,以及选定工况模式生成驱动信号。本发明可以提升轮系工作可靠性、全面诊断皮带***故障并可调节皮带***消除故障。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,特别涉及一种传动启动/发电一体机(Belt DrivenStarter and Generator,BSG)***和车辆。
背景技术
具有带BSG的微混合动力***已在主流汽车上广泛应用,BSG混合动力***是对传统发动机的发电机进行改装,由于起动/发电一体机必须在皮带传动的作用下,发动机启动时要克服很大的阻力矩,因此该装置的皮带传动***对张紧装置的要求很高。
相关技术中,发动机附件带传动***存在以下问题:
1、传统汽车的发动机张紧皮带传动是由单弹簧臂构成,但单臂张紧在BSG***中会出现皮带的过度松弛和过紧;
2、传统的BSG附件带传动***采用的了一个自动张紧器来保持皮带张紧力,在张紧轮所在位置采用了一个惰轮以保证足够的包角,在张紧器上施加很大的初始预紧力矩,这会大大降低张紧器和皮带的使用寿命;将张紧器装在皮带松边,也为附件轮系振动噪声过高和皮带跑偏留下隐患;
3、传统BSG附件带传动无法根据BSG电机4种工作模式实时调整张紧力,导致出现张紧力太小引起皮带和带轮之间的打滑,传动效率低,而且还会增大皮带的横向振动,使整个附件***的振动和噪声水平大幅度提高;张紧力过大,皮带绷得太紧,降低了皮带的使用寿命,增大了轴承径向载荷,加剧轴承磨损,使用寿命降低;
4、对于自动锁止功能的液压张紧器,轮系***匹配难度大,制造成本高,可靠性低(漏液)的问题成为了此类张紧器的弊端。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种BSG***,该***可以提升轮系工作可靠性、全面诊断皮带***故障并可调节皮带***消除故障。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种BSG***,包括:BSG轮系,所述BSG轮系包括依次通过皮带传动的BSG电机、第一调整轮、惰轮、水泵、曲轴减震皮带轮、空调压缩机带轮和第二调整轮;传感装置,所述传感装置用于获取所述第一调整轮和所述第二调整轮的转速,以及所述第一调整轮和所述第二调整轮的重载压力;驱动装置,所述调节装置用于根据控制器发送的驱动信号调节所述第一调整轮和所述第二调整轮在所述BSG轮系中的位置;所述控制器,所述控制器用于根据所述第一调整轮和所述第二调整轮的转速、所述第一调整轮和所述第二调整轮的重载压力,以及选定工况模式生成所述驱动信号。
进一步的,所述控制器还用于根据所述述第一调整轮和所述第二调整轮的转速,以及所述第一调整轮和所述第二调整轮的重载压力计算所述BSG轮系的带轮包角、带轮跨距、带轮尺寸和张紧力,进而根据所述带轮包角、所述带轮跨距、所述带轮尺寸、所述张紧力和选定工况模式生成所述驱动信号。
进一步的,所述控制器还用于在所述第一调整轮和所述第二调整轮的转速差值大于等于预设转速差值阈值,且在所述第一调整轮和所述第二调整轮的压力差值大于等于预设压力差值阈值时判断所述皮带跑偏。
进一步的,还包括:挡块,设置在所述BSG电机的传动滚筒上;第一传感部件,设置在所述第一调整轮的内部,所述第一传感模块用于在所述挡块靠近时,生成第一传感信号;计时模块,用于获取多个所述第一传感信号时的时间信息;计数模块,用于获取多个所述第一传感信号的数量信息;其中,所述第一调整轮靠近所述BSG电机设置,所述控制器还用于根据多个所述第一传感信号的时间信息和多个所述第一传感信号的数量信息计算所述BSG电机的传动滚筒的第一转动周期,进而根据所述第一转动周期和标准转动周期判断所述皮带是否打滑。
进一步的,还包括:第二传感部件,设置在所述第二调整轮的内部,所述第二传感模块用于在所述挡块靠近时,生成第二传感信号;其中,所述计时模块还用于获取多个所述第二传感信号时的时间信息,所述计数模块还用于获取多个所述第二传感信号的数量信息,所述控制器还用于根据多个所述第一传感信号的时间信息、多个所述第一传感信号的数量信息、多个所述第二传感信号的时间信息和多个所述第二传感信号的数量信息计算所述BSG电机的传动滚筒的第二转动周期,进而根据所述第二转动周期和所述标准转动周期判断所述皮带是否打滑。
进一步的,还包括:调节装置,用于根据所述控制器发送的第一调节信号调节所述第一调整轮和所述第二调整轮的位置,以纠正所述皮带的跑偏;所述控制器还用于当判断所述皮带跑偏时生成所述第一调节信号。
进一步的,还包括:调节装置,用于根据第二调节信号调节所述第一调整轮和所述第二调整轮的位置,以纠正所述皮带的打滑;所述控制器还用于当判断所述皮带打滑时生成所述第二调节信号。
进一步的,还包括:安装架,所述安装架上设置有用于减震的凸起部;其中,所述BSG电机固定设置在所述安装架上。
进一步的,所述驱动装置包括:第一驱动部,用于驱动所述第一调整轮运动;第二驱动部,用于驱动所述第二调整轮运动;过渡圆弧,所述第一驱动部和所述第二驱动部通过所述过渡圆弧连接,所述过渡圆弧用于减震。
相对于现有技术,本发明所述的BSG***具有以下优势:
本发明所述的BSG***,使用第一调整轮和第一调整轮取代了相关技术中使用张紧轮和助力泵的方式,具有结构简单,轮系工作可靠的优点;通过传感装置采集第一调整轮和第二调整轮的转速和重载压力,进而可以实现皮带***故障的全面检测、并可根据选定的工况模式实时调整皮带***张紧力;采用特殊的结构实现了降噪和减震。
本发明的另一个目的在于提出一种车辆,该车辆可以提升轮系工作可靠性、全面诊断皮带***故障并可调节皮带***消除故障。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种车辆,设置有如上述实施例所述的BSG***。
所述的车辆与上述的BSG***相对于现有技术所具有的优势相同,在此不再赘述。
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BSG***的结构框图;
图2为本发明一个实施例的BSG***的安装结构示意图;
图3为本发明一个实施例的BSG电机、第一调整轮和第二调整轮之间结构的***图;
图4为本发明一个实施例的BSG电机、第一调整轮和第二调整轮之间结构的结构示意图;
图5(A)为本发明一个实施例的安装架的俯视结构示意图;
图5(B)为本发明一个实施例的安装架的侧视结构示意图;
图6为本发明一个实施例的BSG***的驱动结构的结构示意图。
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。
图1是本发明实施例的BSG***的结构框图。如图1所示,根据本发明一个实施例的BSG***,包括:BSG轮系100、传感装置200、驱动装置300和控制器400。
其中,如图2所示,BSG轮系100包括依次通过皮带传动的BSG电机110、第一调整轮120、惰轮130、水泵140、曲轴减震皮带轮150、空调压缩机带轮160和第二调整轮170。
图3为本发明一个实施例的BSG电机、第一调整轮和第二调整轮之间结构的***图,图4为本发明一个实施例的BSG电机、第一调整轮和第二调整轮之间结构的结构示意图。如图3和图4所示,在本发明的一个实施例中,BSG***还包括安装架111、垫圈112、驱动装置300、第一调整轮下调节臂121、第一调整轮上调节臂122、第一调整轮安装保持架123、第一调整轮安装架124、第一调整轮120、第二调整轮调节臂171、第二调整轮安装架172和第二调整轮170。
其中,第二调整轮调节臂171组装在第一调整轮下调节臂121、第一调整轮上调节臂122之间。将第二调整轮安装保持架172卡装在第二调整轮调节臂171外部,通过第二调整轮170上的螺柱与第二调整轮调节臂171螺接在一起。
将第一调整轮上调节臂122卡装在第一调整轮下调节臂121、第一调整轮上调节臂122的外部,通过第一调整轮120上的螺柱将第一调整轮下调节臂121、第一调整轮安装保持架123和第一调整轮上调节臂122螺接在一起。
通过驱动装置300将第二调整轮调节臂171、第一调整轮下调节臂121和第一调整轮上调节臂122卡装在安装架111上,驱动装置300分别与第一调整轮安装保持架123和第二调整轮安装保持架172的外部接触,通过驱动第一调整轮安装保持架123调节第一调整轮120的位置,通过驱动第二调整轮安装保持架172调节第二调整轮170的位置。
传感装置200用于获取第一调整轮120和第二调整轮170的转速,第一调整轮120和第二调整轮170的重载压力。
具体地,在第一调整轮120和控制器第二调整轮170内部分别集成轮速传感器和重载压力传感器以分别获取上述第一调整轮120和第二调整轮170的转速,以及第一调整轮120和第二调整轮170的重载压力。
控制器400用于根据第一调整轮120和第二调整轮170的转速、第一调整轮和第二调整轮的重载压力,以及选定工况模式生成驱动信号。
具体地,启动工况下,为了保证BSG电机能在短时间内将发动机加速至怠速转速以上,根据第一调整轮120和第二调整轮170的转速、第一调整轮120和第二调整轮170的重载压力计算整体BSG轮系110的带轮包角、带轮跨距、带轮尺寸和张紧力,再通过驱动装置300将第一调整轮120和第二调整轮170固定在1档位置,在本发明的一个示例中,第一调整轮120和第二调整轮170受皮带张紧力因素影响夹角在72°±3°范围内。
停车工况自动切断汽油机供油,发动机处于关闭状态。此时将第一调整轮120和第二调整轮170设定在1档位置
减速工况驾驶员踩下制动踏板,向BSG电机110传送信号,使其将车辆的动能转化为电能并储存。在本发明的一个示例中,此时将第一调整轮120和第二调整轮170设定在2档位置,即第一调整轮120在1档位置上向左侧旋转7.5°±2°,此时第一调整轮120和第二调整轮170最大夹角范围在79°±2°。
车辆低档低速均匀行驶时,BSG电机110作为驱动电机工作,发动机断油熄火。此时将第一调整轮120和第二调整轮170在3档位置。在本发明的一个示例中,即将第一调整轮120在1档位置上向左侧旋转4°±2°,第二调整轮170在1档位置上向右侧旋转3°±0.75°,此时第一调整轮120和第二调整轮170最大夹角范围在79°±2°。
车辆起步加速时,BSG电机110作为驱动电机给发动机扭矩辅助。此时将第一调整轮120和第二调整轮170设定在4档位置。在本发明的一个示例中,即将第二调整轮170在1档位置上向右侧旋转5°±1°,此时第一调整轮120和第二调整轮170的最大夹角范围在77°±2°。
其他正常行驶工况发动机正常工作,BSG电机110发电给电池充电。此时将第一调整轮120和第二调整轮170设定在1档位置。
在本发明的一个实施例中,控制器400还用于在第一调整轮120和第二调整轮170的转速差值大于等于预设转速差值阈值,且在第一调整轮120第二调整轮170的压力差值大于等于预设压力差值阈值时判断皮带跑偏。
在本发明的一个示例中,当第一调整轮120和第二调整轮170的转速差值≥1000r/min,且第一调整轮120和第二调整轮170压力差值≥30N时,此时第一调整轮120和第二调整轮170平面偏差角度≥1.7°,角度偏差≥2°。
在本发明的一个实施例中,BSG***还包括调节装置,调节装置用于根据控制器400发送的第一调节信号调节第一调整轮120和第二调整轮170的位置,以纠正皮带的跑偏;控制器400还用于当判断皮带跑偏时生成第一调节信号。
具体地,在控制器400判断带跑偏后,如果第一调整轮120所受力矩大于第二调整轮170,则将第一调整轮120的位置向下微调,将第二调整轮170的位置向上微调以纠正皮带的跑偏现象。在本发明的一个示例中,调整后的第一调整轮120和第二调整轮170平面偏差角度<0.7°,角度偏差≤1°,A轮与B轮张紧力偏差±25N。
在本发明的一个实施例中,BSG***还包括:挡块,挡块设置在BSG电机110的传动滚筒上;第一传感部件,设置在第一调整轮120的内部,第一传感模块用于在挡块靠近时,生成第一传感信号;计时模块,用于获取多个第一传感信号时的时间信息;计数模块,用于获取多个第一传感信号的数量信息。其中,第一调整轮120靠近BSG电机110设置。控制器400还用于根据多个第一传感信号的时间信息和多个第一传感信号的数量信息计算BSG电机110的传动滚筒的第一转动周期,进而根据第一转动周期和标准转动周期判断皮带是否打滑。
在本发明的一个实施例中,BSG***还包括:第二传感部件,设置在第二调整轮170的内部,第二传感模块用于在挡块靠近时,生成第二传感信号。其中,计时模块还用于获取多个第二传感信号时的时间信息,计数模块还用于获取多个第二传感信号的数量信息,控制器400还用于根据多个第一传感信号的时间信息、多个第一传感信号的数量信息、多个第二传感信号的时间信息和多个第二传感信号的数量信息计算BSG电机110的传动滚筒的第二转动周期,进而根据第二转动周期和标准转动周期判断皮带是否打滑。
在本发明的一个示例中,在第一调整轮120和第二调整轮170的内部增设两组转速传感器,并在BSG电机的传动滚筒内缘上设置一个与转速传感器配合使用的挡块,转速传感器与BSG电机上的挡块对应,安装在带芯固定架上。以BSG电机传动滚筒每转一周为一个周期,设定一个大于周期0.5S的时间段0.2~0.75S,利用计数和计时装置实时检查两组转速传感器的输出开关信号;如果在时间段0.2~0.75S内检查不到检查开关发送的输出开关信号,则判断为皮带打滑。
在本发明的一个实施例中,控制器400还用于当判断皮带打滑时生成第二调节信号,调节装置还用于根据第二调节信号调节第一调整轮和第二调整轮的位置,以纠正皮带的打滑。即当皮带打滑时,在档位模式基础上进行公差范围调整,细化调节BSG轮系110***所受张紧力,消除皮带打滑现象。
本发明的实施例通过设置特定结构的安装架111、第一调整轮安装保持架123、第二调整轮安装保持架172、驱动装置300对第一调整轮120和第二调整轮170进行限位防护,保护BSG电机110带芯不发生抽出风险,进而防止皮带撕裂。
图5(A)为本发明一个实施例的安装架的俯视结构示意图,图5(B)为本发明一个实施例的安装架的侧视结构示意图。如图5(A)和图5(B)所示,在本发明的一个实施例中,安装架111上设置有用于减震的凸起部111A。在本发明的一个实施例中,通过4个安装角的拱起特征衰减整个轮系的振动衰减。
图6为本发明一个实施例的BSG***的驱动结构的结构示意图。如图6所示,在本发明的一个实施例中,驱动装置包括:第一驱动部310,用于驱动第一调整轮120运动;第二驱动部320,用于驱动第二调整轮170运动;过渡圆弧,第一驱动部和第二驱动部通过过渡圆弧连接,过渡圆弧用于减震。在本发明的一个示例中,过渡圆弧包括位于中间位置的第一过渡圆弧330、与第一驱动部310连接的第二过渡圆弧340和、与第二驱动部320连接的第三过渡圆弧350,通过多个过渡圆弧可以平衡皮带运动过程中产生的噪音。
根据本发明实施例的BSG***,使用第一调整轮和第一调整轮取代了相关技术中使用张紧轮和助力泵的方式,具有结构简单、安装及拆卸方便、轮系工作可靠的优点;通过传感装置采集第一调整轮和第二调整轮的转速和重载压力,进而可以实现皮带***故障的全面检测、并可根据选定的工况模式实时调整皮带***张紧力;采用特殊的结构实现了降噪和减震。
进一步地,本发明的实施例公开了一种车辆,设置有如上述任意一个实施例中的BSG***。该车辆以提升轮系工作可靠性、全面诊断皮带***故障并可调节皮带***消除故障。
另外,根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的,为了减少冗余,此处不做赘述。
以上实施例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。
Claims (9)
1.一种BSG***,其特征在于,包括:
BSG轮系,所述BSG轮系包括依次通过皮带传动的BSG电机、第一调整轮、惰轮、水泵、曲轴减震皮带轮、空调压缩机带轮和第二调整轮;
传感装置,所述传感装置用于获取所述第一调整轮和所述第二调整轮的转速,以及所述第一调整轮和所述第二调整轮的重载压力;
调节装置,所述调节装置用于根据控制器发送的驱动信号调节所述第一调整轮和所述第二调整轮在所述BSG轮系中的位置;
所述控制器,所述控制器用于根据所述第一调整轮和所述第二调整轮的转速、所述第一调整轮和所述第二调整轮的重载压力,以及选定工况模式生成所述驱动信号;其中,所述BSG***还包括:
挡块,设置在所述BSG电机的传动滚筒上;
第一传感部件,设置在所述第一调整轮的内部,所述第一传感模块用于在所述挡块靠近时,生成第一传感信号;
计时模块,用于获取多个所述第一传感信号时的时间信息;
计数模块,用于获取多个所述第一传感信号的数量信息;
其中,所述第一调整轮靠近所述BSG电机设置,所述控制器还用于根据多个所述第一传感信号的时间信息和多个所述第一传感信号的数量信息计算所述BSG电机的传动滚筒的第一转动周期,进而根据所述第一转动周期和标准转动周期判断所述皮带是否打滑。
2.根据权利要求1所述的BSG***,其特征在于,所述控制器还用于根据所述述第一调整轮和所述第二调整轮的转速,以及所述第一调整轮和所述第二调整轮的重载压力计算所述BSG轮系的带轮包角、带轮跨距、带轮尺寸和张紧力,进而根据所述带轮包角、所述带轮跨距、所述带轮尺寸、所述张紧力和选定工况模式生成所述驱动信号。
3.根据权利要求1所述的BSG***,其特征在于,所述控制器还用于在所述第一调整轮和所述第二调整轮的转速差值大于等于预设转速差值阈值,且在所述第一调整轮和所述第二调整轮的压力差值大于等于预设压力差值阈值时判断所述皮带跑偏。
4.根据权利要求1所述的BSG***,其特征在于,还包括:
第二传感部件,设置在所述第二调整轮的内部,所述第二传感模块用于在所述挡块靠近时,生成第二传感信号;
其中,所述计时模块还用于获取多个所述第二传感信号时的时间信息,所述计数模块还用于获取多个所述第二传感信号的数量信息,所述控制器还用于根据多个所述第一传感信号的时间信息、多个所述第一传感信号的数量信息、多个所述第二传感信号的时间信息和多个所述第二传感信号的数量信息计算所述BSG电机的传动滚筒的第二转动周期,进而根据所述第二转动周期和所述标准转动周期判断所述皮带是否打滑。
5.根据权利要求3所述的BSG***,其特征在于,还包括:
调节装置,用于根据所述控制器发送的第一调节信号调节所述第一调整轮和所述第二调整轮的位置,以纠正所述皮带的跑偏;
所述控制器还用于当判断所述皮带跑偏时生成所述第一调节信号。
6.根据权利要求4所述的BSG***,其特征在于,还包括:
调节装置,用于根据第二调节信号调节所述第一调整轮和所述第二调整轮的位置,以纠正所述皮带的打滑;
所述控制器还用于当判断所述皮带打滑时生成所述第二调节信号。
7.根据权利要求1所述的BSG***,其特征在于,还包括:
安装架,所述安装架上设置有用于减震的凸起部;
其中,所述BSG电机固定设置在所述安装架上。
8.根据权利要求1所述的BSG***,其特征在于,所述调节装置包括:
第一驱动部,用于驱动所述第一调整轮运动;
第二驱动部,用于驱动所述第二调整轮运动;
过渡圆弧,所述第一驱动部和所述第二驱动部通过所述过渡圆弧连接,所述过渡圆弧用于减震。
9.一种车辆,其特征在于,设置有如权利要求1-8中任一项所述的BSG***。
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