專利名稱：：機動車輛的輔助動力系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，即，當主發(fā)動機不工作時用于驅(qū)動主發(fā)動機附件的副發(fā)動機。
背景技術：
：每年差不多有兩百萬輛長途卡車在美國各地運輸各種貨物。大多數(shù)長途卡車使用某種形式的柴油發(fā)動機。每年長途卡車行駛150,000英里并不鮮見。在旅途期間以及在裝載和卸載工作期間，卡車發(fā)動機在空轉(zhuǎn)下工作大約1900小時。當駕駛員休息時，空轉(zhuǎn)大柴油發(fā)動機必須提供運轉(zhuǎn)卡車設備、電源指示燈、儀表、通信設備和用于駕駛室和睡眠區(qū)的空氣調(diào)節(jié)或供暖所需的動力?？辙D(zhuǎn)重型卡車的發(fā)動機的燃油費用為大約$1.25/hr，預防性維護費用為S0.07/hr，并且在當前的燃油和維護率下檢修費用為S0.07/hr。盡管空轉(zhuǎn)發(fā)動機提供了維持駕駛員的舒適環(huán)境所需的動力，但是它具有不希望的后果。在輕負載下以低RPM運轉(zhuǎn)高馬力柴油發(fā)動機導致燃料的不完全燃燒并且排出不合要求的排放廢氣。另外，以低速運轉(zhuǎn)柴油發(fā)動機與行駛速度RPM相比導致內(nèi)部部件的磨損加倍。輔助動力單元(APU，s)是已知的，其在提供動力的同時顯著減少空轉(zhuǎn)主發(fā)動機的需要。使用APU，s的原因包括燃料使用和發(fā)動機磨損減小、發(fā)動機壽命延長和維護費用降低，并且在長期發(fā)動機空轉(zhuǎn)期間消除了大約70%-90%的燃燒排放。輔助動力單元是便攜式車裝系統(tǒng)，其可以為卡車提供氣候控制和動力而不需要在空轉(zhuǎn)下運轉(zhuǎn)主柴油發(fā)動機。現(xiàn)有技術系統(tǒng)通常由配備有許多附件的小內(nèi)燃機(通常是柴油機)組成。APU柴油發(fā)動機使用與主柴油發(fā)動機相同的冷卻劑和冷卻系統(tǒng)。在當主柴油機關閉時的停車期間，APU柴油機將冷卻劑循環(huán)到主柴油機，以在冬季使它保持溫暖以使啟動容易。該冷卻劑也被傳遞到車廂內(nèi)部將熱量提供給驅(qū)動器的暖器芯體。APU交流發(fā)電機可以為內(nèi)部指示燈、標記指示燈和電池再充電提供電力。換流器可以將交流發(fā)電機DC電流轉(zhuǎn)換成用于電視和廣播的110V交流電。APU空調(diào)器壓縮機使用主發(fā)動機裝有的致冷劑、膨脹閥、蒸發(fā)器和吹風機，以將冷卻和除濕空氣提供給車廂。APU具有其自身的冷凝器以從致冷劑排出熱量。作為例子，包括驅(qū)動發(fā)電機和交流發(fā)電機的雙缸柴油發(fā)動機的APU，s是已知的。所述發(fā)電機將電力提供給110VHVAC系統(tǒng)(獨立于原裝空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng))和用于廣播、TVs等的電源插座。所述交流發(fā)電機用于為電池充電和點亮標記指示燈。在一些情況下，小柴油發(fā)動機驅(qū)動水泵，所述水泵將冷卻劑循環(huán)到大柴油發(fā)動機以在冬季使它保持溫暖以用于啟動。另一種已知的APU包括驅(qū)動發(fā)電機的小柴油發(fā)動機。所述發(fā)動機為電動附件例如空氣調(diào)節(jié)壓縮機和水泵提供動力。由于附件由電動馬達驅(qū)動并且由APU提供動力，因此主柴油發(fā)動機可以關閉。每個附件的速度可以單獨地被控制，所以，僅僅提供經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣或在那時需要的其他動力。附件并非必須以發(fā)動機速度的某個固定速度比旋轉(zhuǎn)。本領域的典型例子是Tsujii等人的美國專利No.6，048，288(2000)，其公開了一種發(fā)動機，其中當發(fā)動機停止時輔助機由馬達發(fā)電機運轉(zhuǎn)以減小電力消耗。需要一種機動車輛發(fā)動機的輔助動力系統(tǒng)，當機動車輛主發(fā)動機關閉時其使用副發(fā)動機通過液壓系統(tǒng)和單向離合器驅(qū)動機動車輛發(fā)動機皮帶驅(qū)動附件。本發(fā)明滿足該要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要方面是提供一種機動車輛發(fā)動機的輔助動力系統(tǒng)，6當機動車輛主發(fā)動機關閉時，其使用副發(fā)動機通過液壓系統(tǒng)和單向離合器驅(qū)動機動車輛發(fā)動機皮帶驅(qū)動附件。通過本發(fā)明的以下描述和附圖將指出或顯而易見本發(fā)明的其他方面。本發(fā)明包括一種機動車輛發(fā)動機的輔助動力系統(tǒng)，當主發(fā)動機不工作時其用于驅(qū)動主發(fā)動機附件。所述系統(tǒng)包括驅(qū)動液壓泵的副發(fā)動機。所述液壓泵連接到液壓馬達。所述液壓馬達與主發(fā)動機上的附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)形成一體。當主發(fā)動機不工作時，副發(fā)動機通過液壓泵和液壓馬達驅(qū)動ABDS系統(tǒng)，因此當主發(fā)動機關閉時，允許各種主發(fā)動機附件例如空調(diào)運轉(zhuǎn)。當液壓馬達驅(qū)動皮帶時，主發(fā)動機曲柄軸上的單向離合器防止主發(fā)動機曲柄軸轉(zhuǎn)動。當主發(fā)動機在工作時，液壓馬達上的單向離合器防止它被驅(qū)動。結(jié)合在說明書中并且形成其一部分的附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖l是現(xiàn)有技術系統(tǒng)的示意圖。圖2是現(xiàn)有技術系統(tǒng)的示意圖。圖3是本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。圖4是備選實施例的示意圖。圖5是在APU和主發(fā)動機皮帶驅(qū)動器之間具有驅(qū)動線路連接的備選實施例。圖6是在APU和主發(fā)動機皮帶驅(qū)動器之間使用電力的備選實施例。圖7是在APU和主發(fā)動機皮帶驅(qū)動器之間使用電力的備選實施例。圖8是在APU和主發(fā)動機皮帶驅(qū)動器之間使用電力的備選實施例。圖9是在APU和主發(fā)動機皮帶驅(qū)動器之間使用電力的備選實施例。具體實施方式在當大卡車的主柴油發(fā)動機關閉的時期用于提供車廂電力和舒適性的現(xiàn)有技術輔助動力單元(APU)方案不是最佳的。許多現(xiàn)有技術系統(tǒng)使附件加倍并且難以集成到已有系統(tǒng)中。作為例子，包括驅(qū)動發(fā)電機和交流發(fā)電機的雙缸柴油發(fā)動機的APU，s是已知的。圖1是現(xiàn)有技術系統(tǒng)的示意圖。雙缸柴油發(fā)動機D驅(qū)動發(fā)電機G。所述發(fā)電機將電力提供給110V供暖通風和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)AC，所述系統(tǒng)獨立于主發(fā)動機上的原裝AC系統(tǒng)。110V電力也被提供用于其他負載L,包括廣播、TVs等。交流發(fā)電機A為電池B充電并且可以用于點亮標記指示燈和以另外方式將電力提供給其他DC負載AL。在一些情況下，小柴油發(fā)動機D驅(qū)動水泵(未顯示)以將冷卻劑循環(huán)到主柴油發(fā)動機以在冬季使它保持溫暖以使啟動更容易。圖2是另一現(xiàn)有技術系統(tǒng)的示意圖。APU驅(qū)動發(fā)電機。APU發(fā)電機與車輛電氣系統(tǒng)相連。當主柴油發(fā)動機不工作時，APU提供電能以驅(qū)動供暖通風和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)HVAC、電動附件負載EL和電動水泵WP。當然，當主柴油機工作時，APU驅(qū)動將電力提供給所述系統(tǒng)的發(fā)電機。當主柴油機工作時，APU從系統(tǒng)斷開。圖3是本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖。本發(fā)明系統(tǒng)100包括由發(fā)動機101通過皮帶1010驅(qū)動的流體驅(qū)動器102。發(fā)動機101包括雙缸柴油發(fā)動機。盡管雙缸柴油發(fā)動機容易獲得并且包括在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中。本發(fā)明系統(tǒng)并不限于這樣的發(fā)動機。其他合適的發(fā)動機是可獲得的并且可以被使用，只要選定發(fā)動機產(chǎn)生所需扭矩和速度以驅(qū)動流體驅(qū)動器102。在該實施例中選擇柴油發(fā)動機的原因是柴油是大型卡車中最經(jīng)常使用的燃料。流體驅(qū)動器102可以包括本領域中已知的任何合適的液壓泵。流體驅(qū)動器102通過液壓管系104連接到流體驅(qū)動馬達107。流體驅(qū)動馬達107可以包括本領域中已知的任何兼容的液壓馬達。過量液壓流體存儲在儲罐103中。流體系統(tǒng)管系104包括供應軟管104a和返回軟管104b。供應軟管104a將來自液壓泵102的高壓流體引導到液壓馬達107。卸壓閥105包括在液壓軟管104中以排放由系統(tǒng)失常，例如液壓馬達轉(zhuǎn)子鎖定導致的壓力偏移。從卸壓閥105釋放的任何流體通過軟管106返回罐103。在本發(fā)明系統(tǒng)中，流體驅(qū)動液壓馬達107被結(jié)合在位于主發(fā)動機PE上的附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)(ABDS)中。在多數(shù)情況下PE將包括柴油發(fā)動機，原因是這些大型卡車最常用的。然而，這并不作為限制被提供，原因是可以使用其他系統(tǒng)例如汽油或天然氣燃料發(fā)動機。ABDS包括夾帶在流體驅(qū)動馬達107至空調(diào)器壓縮才幾Aj:、動力轉(zhuǎn)向泵P一S和交流發(fā)電機ALT的每個皮帶輪之間的蛇形皮帶Bl。本領域中已知的張緊器Tl保持合適的皮帶張力。第二蛇形皮帶B2夾帶在曲柄軸CS的皮帶輪和燃料泵F一P的皮帶輪之間。本領域中已知的張緊器T2保持皮帶B2中合適的皮帶張力。當然，皮帶輪CS包括雙皮帶輪，由此允許它夾帶到每個皮帶Bl和B2。皮帶Bl和B2包括本領域中已知的多楔皮帶，但是也可以根據(jù)系統(tǒng)設計的需要包括v形皮帶或平皮帶。其他系統(tǒng)可以在不同配置中包括其他驅(qū)動附件。該配置中的這些部件并非作為限制被提供，而是僅僅作為例子被提供。單向超越離合器108安裝在主發(fā)動機曲柄軸皮帶輪CS中。單向超越離合器109也安裝在流體驅(qū)動馬達皮帶輪MP上。合適的單向離合器可從各種來源獲得，包括但不限于BorgWarner和FormspragClutchDiv.ofWarnerElectric。當主發(fā)動機將另外地處于空轉(zhuǎn)期間，本發(fā)明系統(tǒng)驅(qū)動主發(fā)動機附件。在該情況下主發(fā)動才幾關閉而APU系統(tǒng)在工作。APU發(fā)動機101通過皮帶1010驅(qū)動流體驅(qū)動器102。流體泵102通過管104a將高壓液壓流體泵送到流體馬達107。流體馬達107驅(qū)動皮帶Bl,所述皮帶又驅(qū)動所述附件。曲柄軸皮帶輪CS由流體驅(qū)動馬達107用ABDS驅(qū)動，然而，單向離合器108使曲柄軸從曲柄軸皮帶輪CS脫離，因此主發(fā)動機曲柄軸并不旋轉(zhuǎn)。A一C也由皮帶B2驅(qū)動。在任一工作情況下，即，當本發(fā)明的APU系統(tǒng)正在工作并且流體馬達107正在驅(qū)動ABDS系統(tǒng)時，或者當主發(fā)動機正在工作，曲柄軸皮帶輪CS正在驅(qū)動ABDS并且APU關閉時，張緊器Tl和T2保持合適的皮帶張力。兩個發(fā)動機共用相同的冷卻劑系統(tǒng)。主發(fā)動機的皮帶驅(qū)動冷卻劑泵C一P通過管400，401,402循環(huán)由發(fā)動機101加熱的冷卻劑。冷卻劑也通過本領域中已知的熱交換器H一E例如散熱器循環(huán)。加熱的冷卻劑循環(huán)通過和加熱主發(fā)動機并且通過HVAC系統(tǒng)將熱量提供給車廂。交流發(fā)電機提供用于燈、吹風機和110V換流器的電力。當主發(fā)動機PE正在運轉(zhuǎn)時，A/C壓縮機正常工作。車輛車廂內(nèi)的控制件用于調(diào)節(jié)溫度設置，當主發(fā)動機正在工作時就是這種情況。當主發(fā)動機正在工作時，APU系統(tǒng)脫離并且停止運轉(zhuǎn)。PE曲柄軸驅(qū)動ABDS系統(tǒng)，原因是當主發(fā)動機在工作時單向離合器108被接合。流體驅(qū)動馬達上的單向離合器109脫離，因此皮帶輪MP隨著皮帶B1旋轉(zhuǎn)，但是流體馬達107的軸保持靜止。本發(fā)明系統(tǒng)通過可靠和堅固的流體連接件簡單地將APU連接到主發(fā)動機。流體連接件將必要動力傳遞到主發(fā)動機ABDS,因此經(jīng)濟地操作ABDS,同時不需要主發(fā)動機，例如當主發(fā)動機將正常處于空轉(zhuǎn)時。除了可能有啟動電路和極少的控制電路之外，本發(fā)明系統(tǒng)完全去除了APU和主發(fā)動機系統(tǒng)之間的高成本和復雜電連接件。簡單的液壓軟管用于將APU輸出連接到主發(fā)動機附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)。所述單向離合器允許在任一工作模式中，即，主發(fā)動機開或關時，充分利用主發(fā)動機ABDS。本發(fā)明系統(tǒng)消除了對成倍的附件的任何需要，例如發(fā)電機。以下計算代表具有流體驅(qū)動馬達的典型系統(tǒng)，當主柴油發(fā)動機關閉時所述流體驅(qū)動馬達將提供足夠的扭矩以驅(qū)動ABDS。稍稍超過一立方英寸排量的流體驅(qū)動馬達就足夠了。需要在3000psi下的大約9.3gal/min的液壓流體流速來輸送在1800RPM下的大約50Nm的扭矩。在3.0的速度比下，ABDS附件工作時就如同主發(fā)動機正在以大約600RPM空轉(zhuǎn)。液壓系統(tǒng)預期輸入輸出參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>滿足這些標準的液壓馬達和液壓泵在本領域中是已知的并且可從各種供應商獲得，包括MotionIndustries,ParkerHannifinCorporation，DenisonHydraulics，EatonHydraulics，WhiteHydraulics,Inc.以及其他7〉司。雙缸柴油發(fā)動機101包括KubotaZ602型，盡管這并不作為限制被提供。流體泵102(驅(qū)動器)和流體驅(qū)動馬達(107)的估計效率如下:驅(qū)動器馬達容積效率95%(3000PSI)卯％(3000PSI)才幾械效率>900RPM時>90%85%-90%由于缺少軟管和任何所需的系統(tǒng)閥，流體驅(qū)動器的輸入和流體驅(qū)動馬達的輸出之間的總才幾械效率應當在大約75%-80%的范圍內(nèi)。圖4是備選實施例的示意圖。當主發(fā)動機正在工作時，曲柄軸將驅(qū)動ABDS系統(tǒng)，原因是曲柄軸皮帶輪上的單向離合器108將不再超程(overrunning)。然而，備選方案是使用機械驅(qū)動線路系統(tǒng)，其通過皮帶B3代替通過前述的基于液壓的系統(tǒng)連接發(fā)動機101和主發(fā)動機ABDS。在該實施例中主發(fā)動機PE和APU發(fā)動機101兩者,皮安裝，它們的曲柄軸基本平行。APU柴油發(fā)動機驅(qū)動通過皮帶B3連接到從動皮帶輪P4的曲柄軸安裝皮帶輪P2。皮帶B3可以包括v形或多楔皮帶。從動皮帶輪P4是連接到ABDS附件軸之一的雙皮帶輪。皮帶輪P4包括雙皮帶輪并且也與皮帶Bl接合。當主發(fā)動機不工作時，ABDS系統(tǒng)由皮帶B3驅(qū)動。單向離合器108和109如先前液壓APU系統(tǒng)所述地工作，即，當APU系統(tǒng)正在工作時，PE曲柄軸脫離，并且當PE正在工作時，APU通過單向離合器109脫離。在該備選系統(tǒng)中，APU系統(tǒng)效率可以增加到高達大約90-92%?？刂撇呗钥刂撇呗曰谥靼l(fā)動機的工作狀態(tài)并且可以自動執(zhí)行。在另外可以是主發(fā)動機空轉(zhuǎn)的情況下，主發(fā)動機由駕駛員通過關閉點火開關停止運轉(zhuǎn)。一旦主發(fā)動機停止，信號由車輛ECU發(fā)送到APU發(fā)動機啟動器。只要主發(fā)動機關閉，APU發(fā)動機就啟動和工作。在這期間主發(fā)動機ABDS附件由所述的APU系統(tǒng)驅(qū)動。一旦ECU收到主發(fā)動機啟動信號，例如當卡車駕駛員打開點火開關時，APU在主發(fā)動機啟動器接合之前自動停止。主發(fā)動機然后啟動并且照常工作。在希望車輛完全停止運轉(zhuǎn)的那些情況下，APU啟動信號可以被廢12棄。例如，特定點火開關位置將啟動APU發(fā)動機工作，而第二點火開關位置將停止運轉(zhuǎn)主發(fā)動機和APU發(fā)動機。第三點火開關位置將對應于主發(fā)動機啟動，并且第四點火開關位置對應于主發(fā)動機工作。該描述并非限制，可以根據(jù)各種工作要求同樣成功地開發(fā)其他控制方案。圖5是具有連接在APU發(fā)動機和主發(fā)動機ABDS的驅(qū)動件之間的機械驅(qū)動線路303的備選實施例。在該實施例中，皮帶輪300安裝在APU發(fā)動機101的曲柄軸上。皮帶301接合在皮帶輪300和皮帶輪302之間。皮帶301可以包括在本領域中均已知的多楔皮帶或單v形皮帶。皮帶301的使用允許皮帶輪302位于鄰近發(fā)動機101的方便位置，這可以由車輛設計規(guī)定。皮帶輪302連接到曲柄軸303a,由此分別連接到曲柄軸303b、303c、303d和303e。曲柄軸303e與如圖3中所述的皮帶輪MP和單向離合器109接合。在該備選實施例中流體馬達107未被j吏用。為了根據(jù)需要安排驅(qū)動軸以躲開車輛底盤和發(fā)動機架中的障礙物，萬向接頭304a、304b、304c、304d根據(jù)需要沿著驅(qū)動軸布置。軸承305、306和307也沿著驅(qū)動線路布置以便提供每個驅(qū)動軸的支撐和對準。軸承305、306、307可以包括軸臺或本領域中已知的任何其他合適類型的軸承。進一步地，每個驅(qū)動軸可以被花鍵聯(lián)接以允許例如軸承306、307之間的軸向膨脹。圖5中所示的脊位置(spinlocation)是作為例子而不是作為限制。適合于該用途的驅(qū)動軸在本領域中例如可從Reco國Prop(UK)和NDEClarkeTransmissionLtd.獲得并且是非限制性的。當發(fā)動機101在工作時，扭矩通過驅(qū)動線路303傳遞到皮帶輪MP。皮帶輪MP與主柴油發(fā)動機上的ABDS系統(tǒng)中的皮帶Bl接合。如在該說明書中另外所述，當主發(fā)動機不工作時，單向離合器109允系統(tǒng)。如在該說明書中的其他地方所述，在該模式中單向離合器108脫離。當主發(fā)動機在工作并且皮帶Bl正在由主發(fā)動才幾曲柄軸驅(qū)動時，單向離合器109脫離，并且由此不會通過皮帶301將扭矩回傳到發(fā)動機101?？梢岳斫獍?qū)動線路以將來自APU發(fā)動機的動力傳遞到主發(fā)動機的備選實施例允許實質(zhì)上沿任何取向安裝發(fā)動機101。即，發(fā)動機101的曲柄軸不需要與主發(fā)動機PE的曲柄軸平行，如圖4中所示的皮帶驅(qū)動系統(tǒng)就是這種情況。圖6是使用電力驅(qū)動主發(fā)動機附件皮帶驅(qū)動器的備選實施例。機動車輛的輔助動力系統(tǒng)通常包括具有附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)的第一或主發(fā)動機PE，所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)包括皮帶Bl和至少一個從動皮帶輪308,所述皮帶可由驅(qū)動皮帶輪1080驅(qū)動，驅(qū)動皮帶輪進一步包括單向離合器108。驅(qū)動皮帶輪1080布置在主發(fā)動機曲柄軸上。附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)進一步包括用于驅(qū)動附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動器例如馬達401和可操作以驅(qū)動電源例如發(fā)電機400的第二發(fā)動機101。電源電連接到馬達。當?shù)谝话l(fā)動機PE不工作時，馬達可由電源驅(qū)動以驅(qū)動附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)。當附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)由馬達驅(qū)動時，單向離合器108不傳遞扭矩。也存在備選實施例。除非另外指出，圖6至9中所述的特征通常在圖3中被描述。發(fā)電機400由連接到發(fā)動機101的輸出軸1011的皮帶B4驅(qū)動。發(fā)電機400通過電路500電連接到動力元件401。在該實施例中動力元件401包括電動馬達。發(fā)電機400也可以通過連接而不是通過皮帶B4直接連接到發(fā)動機101。馬達401與皮帶Bl接合并且通過皮帶輪408將動力傳遞到皮帶Bl。單向離合器407在皮帶輪408中布置在馬達401和皮帶B1之間，其允許皮帶Bl由主發(fā)動機PE驅(qū)動，即，當主發(fā)動機在工作時，單向離合器407脫離馬達401。當主發(fā)動機PE關閉并且馬達401正在驅(qū)動皮帶B1時，單向離合器407被接合。單向離合器407可以包括本領域中已知的任何離合器，包括但不限于由發(fā)動機ECU控制的電磁離合器。也可以使用斜撐式離合器。電池402電連接到發(fā)電機400的電路501并且通過電路502連接到馬達401。馬達401可以由發(fā)電機400或者由電池402驅(qū)動。當發(fā)動機101正在工作時電池402可以由發(fā)電機400再充電。主題系統(tǒng)及其部件的工作電壓可以是適合于該用途的任何電壓，包括但不限于12V、42V或120V。岸電403允許系統(tǒng)連接到遠程電源，例如在卡車加油站的120V電源。岸電403通過電路503連接到電池402以允許電池再充電。岸電403也通過電路504連接到電動馬達401,當主發(fā)動機關閉時所述電路根據(jù)要求允許電動馬達401使用岸電操作主發(fā)動機附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)。使用已知部件從岸電再充電電池。在使用岸電再充電電池期間，主發(fā)動機上的交流發(fā)電機ALT可以電斷開以避免能量的低效使用。圖6中所述的APU系統(tǒng)允許包括空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其部件的現(xiàn)有主發(fā)動機皮帶驅(qū)動附件系統(tǒng)的充分利用。主發(fā)動機空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)由皮帶Bl所驅(qū)動的空氣調(diào)節(jié)壓縮機AC組成.在主發(fā)動機PE在工作期間它通常由主發(fā)動機驅(qū)動。當主發(fā)動機關閉時空氣調(diào)節(jié)壓縮機AC由馬達401驅(qū)動。主發(fā)動機附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)所需的唯一修改是包含馬達401。主發(fā)動機附件系統(tǒng)的其他部件包括交流發(fā)電機(ALT)和動力轉(zhuǎn)向泵(P一S)。但是未顯示的其他附件可以包括燃料泵和水泵。電池402也起到功率緩沖器的功能以減小由于空氣調(diào)節(jié)壓縮機AC交替打開和關閉產(chǎn)生的發(fā)動機101上的峰值負載，即，電池402可以在峰值負載期間提供臨時補償功率。因此在該實施例中發(fā)電機負載是基本恒定的。結(jié)果，發(fā)動機101上的負載也基本恒定。這允許基于平均功耗而不是峰值功耗確定發(fā)動機101的尺寸。因此，這改善了燃料節(jié)約，原因是可以明顯改善單位燃料消耗。在備選實施例中離合器407(單向或電磁離合器)可以被去除。在該實施例中當主發(fā)動機PE在工作并且馬達401沒有通電時，電動馬達401隨著主發(fā)動機皮帶驅(qū)動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)。圖7是在APU和主發(fā)動機皮帶驅(qū)動器之間使用電力的備選實施例。在該實施例中動力元件包括包含在主發(fā)動機附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)中的組合式電動馬達/發(fā)電機600。當被通電時馬達/發(fā)電機600驅(qū)動皮帶Bl。單向離合器108布置在曲柄軸皮帶輪1080上，或者適合于該系統(tǒng)的其他驅(qū)動皮帶輪上。當主發(fā)動機不正在工作時，單向離合器108允許在馬達模式中皮帶B1由馬達/發(fā)電機600驅(qū)動。當主發(fā)動機PE正在工作時，離合器108接合，由此允許扭矩從曲柄軸皮帶輪傳遞到皮帶Bl。發(fā)電機400通過電路505連接到馬達/發(fā)電機600。岸電403通過電路503連接到電池402并且通過電路506連接到馬達/發(fā)電機600。岸電403可以用于為在馬達模式中使用時的馬達/發(fā)電機600供電，由此驅(qū)動皮帶Bl和主發(fā)動機附件。主發(fā)動機附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)稍作修改以適應馬達/發(fā)電機600的雙重模式。在該例子中當馬達/發(fā)電機用作發(fā)電機時，張緊器T5被定位在交流發(fā)電機的張緊側(cè)以保證合適的皮帶張力，相反地當它用作馬達時張緊器T5在松弛側(cè)。即，關于馬達/發(fā)電機600的皮帶的"張緊"側(cè)取決于馬達/發(fā)電機600的工作模式。在主發(fā)動機PE在工作期間，馬達/發(fā)電機600可以用作發(fā)電機以通過電路507為電池402充電或者以另外方式將電力提供給其他車輛系統(tǒng)，包括照明和其他車輛電氣部件。圖8是在APU和主發(fā)動機皮帶驅(qū)動件之間使用電力的備選實施例。在該實施例中動力元件，即電動馬達500直接連接到空氣調(diào)節(jié)壓縮機AC。AC是主發(fā)動機附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)的部件。當主發(fā)動機PE不工作時，馬達500用于驅(qū)動AC。在該實施例中，AC壓縮機包括從皮帶Bl接合/脫離AC皮帶輪308的離合器208。離合器208包括本領域中已知的電磁離合器。由于AC壓縮機具有從皮帶Bl接合/脫離其皮帶輪的它自身的電磁離合器208，因此在主發(fā)動機PE曲柄軸上的單向離合器108是不需要的，然而在備選實施例中單向離合器108可以被包括(參見圖7)以便允許馬達500驅(qū)動皮帶B1，以除了AC之外為另一附件提供動力。換句話說，當主發(fā)動機不工作時，單向離合器108當包括在系統(tǒng)中時并不傳遞扭矩。當然，當主發(fā)動機正在工作，由此驅(qū)動皮帶Bl時，電磁離合器208可以被接合以驅(qū)動AC作為正常操作的一部分。當電動馬達500直接驅(qū)動AC壓縮機時，在本實施例中，皮帶B1不移動，原因是主發(fā)動機不工作。離合器501布置在AC壓縮才幾和電動馬達500之間。離合器501可以包括在本領域中均已知的單向離合器或電磁離合器。離合器501可以通過例如從主發(fā)動機ECU接收的控制信號被接合。ECU檢測主發(fā)動機的工作狀態(tài)并且因此在當主發(fā)動機不工作而且有操作空氣調(diào)節(jié)壓縮機AC的需要的情況下啟動馬達500和接合離合器501。在備選實施例中離合器501可以被省略，意味著馬達500直接連接到AC壓縮機軸并且將由此隨著由主發(fā)動機PE通過皮帶B1驅(qū)動的AC壓縮機旋轉(zhuǎn)。電動馬達500通過電路509電連接到發(fā)電機400，通過電路510連接到電池402并且通過電路508連接到岸電403。這些電源400、402、403中的任何一個可以根據(jù)系統(tǒng)要求和主發(fā)動機的工作狀態(tài)驅(qū)動馬達500。才艮據(jù)系統(tǒng)的需要，系統(tǒng)可以是12V、42V或120V或任何其他合適的電壓。備選地離合器501可以是與離合器108相同類型的單向離合器，例如斜撐式(spragtype)。當AC沒有由皮帶Bl驅(qū)動時單向離合器501允i午馬達500驅(qū)動AC。在該實施例中，空氣調(diào)節(jié)壓縮機AC具有固定排量。在備選實施例中，AC具有可變排量并且離合器501不存在。這意味著當馬達500在工作時AC連續(xù)工作。皮帶Bl由本領域中已知的張緊器T7張緊。皮帶B2由本領域中已知的張緊器T2張緊。圖9是在APU和主發(fā)動機皮帶驅(qū)動件之間使用電力的備選實施例。在該實施例中，當主發(fā)動機PE不工作時，空氣調(diào)節(jié)壓縮機AC上的馬達500只可由電池403驅(qū)動。電池4024吏用備選能量源充電。備選能量源可以包括燃料電池或太陽能電池700。燃料電池或太陽能電池通過電路511連接到電池402以允許充電電池402。電池402通過電路509連接到馬達500。如圖8中所述岸電也可用于電動馬達500。該實施例并不包括發(fā)動機101。AC壓縮機包括與皮帶輪308接合的電磁離合器208，所述離合器從皮帶Bl接合/脫離AC。主發(fā)動機PE的曲柄軸上的單向離合器108在該實施例中是不需要的，然而在備選實施例中，單向離合器108可以被包括(參見圖7)以便允許馬達500驅(qū)動皮帶Bl以除了AC之外為另一附件提供動力。換句話說，當主發(fā)動機不工作時，單向離合器108當包括在系統(tǒng)中時并不傳遞扭矩。當電動馬達500直接驅(qū)動AC壓縮機時，在本實施例中皮帶Bl不移動，原因是主發(fā)動機不工作并且離合器208脫離。當然，當主發(fā)動機正在工作，由此驅(qū)動皮帶Bl時，電磁離合器208可以被接合以驅(qū)動AC作為正常操作的一部分。AC壓縮機可以包括固定排量或可變排量。在可變排量AC壓縮機的情況下，當1)PE運轉(zhuǎn)但是不需要AC時；或2)PE不運轉(zhuǎn)并且AC從電動馬達運轉(zhuǎn)時，離合器208用于從皮帶Bl分離皮帶輪308。燃料電池在本領域中是已知的，包括但不限于質(zhì)子交換薄膜燃料電池(PEM)，其使用與聚合物薄膜離子交換的碳氟化合物作為電解質(zhì)。PEM電池在相對低的溫度下工作并且可以改變它們的輸出以滿足可變電力需要。這些電池是車輛應用的良好候選物。其他燃料電池包括固體氧化物燃料電池(SOFC)，其使用氧化鋯的薄層作為固體陶瓷電解質(zhì)，并且包括錳酸鑭陰極和鎳-氧化鋯陽極。其他燃料電池包括直接曱醇燃料電池(DMFC),其類似于PEM電池，原因在于它使用聚合物薄膜作為電解質(zhì)。也包括堿性燃料電池，其使用堿性電解質(zhì)例如氫氧化鉀。它在氫動力車輛上應用。太陽能電池，或光電池在本領域中也是已知的。太陽能電池將太陽光直接轉(zhuǎn)換成電并且由半導體材料制造。太陽能電池包括以幾種形式使用的晶體硅(C-Si):單晶或單晶體硅，多晶或多晶體硅，帶和片硅和薄層硅。其他包括薄膜光電池，其使用僅僅幾微米厚度的半導體材料層附連到襯底，例如玻璃，撓性塑料，或不銹鋼。用在薄膜中的半導體材料包括非晶硅(a-Si)，銅銦硒化物(CIS)，和碲化鎘(CdTe)。其他包括基于元素周期表中的III和V組元素的光電技術。該類型的單晶電池通常由砷化鎵(GaAs)制造。砷化鎵可以與元素例如銦、磷和鋁組成合金以產(chǎn)生對不同太陽光的能量起反應的半導體。盡管在這里描述了本發(fā)明的形式，本領域的技術人員將顯而易見可以在構(gòu)造和部件的關系上進行變化而不脫離這里所述的本發(fā)明的精碎申和范圍。權(quán)利要求1.一種機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其包括具有附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)的第一發(fā)動機，所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)包括皮帶和至少一個從動皮帶輪，所述皮帶可由驅(qū)動皮帶輪驅(qū)動，所述驅(qū)動皮帶輪包括第一單向離合器；所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)進一步包括用于驅(qū)動所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)的動力元件；可操作以驅(qū)動電源的第二發(fā)動機，所述電源電連接到所述動力元件；當?shù)谝话l(fā)動機不工作時，所述動力元件可由所述電源驅(qū)動以驅(qū)動所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)，當所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)由馬達驅(qū)動時，所述第一單向離合器不傳遞扭矩。2.如權(quán)利要求1所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其中所述電源包括發(fā)電機。3.如權(quán)利要求l所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其中所述動力元件直接連接到附件。4.如權(quán)利要求1所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其中所述動力元件進一步包括馬達/發(fā)電機；以及當所述馬達/發(fā)電機由所述第一發(fā)動機驅(qū)動時，所述馬達/發(fā)電機工作以產(chǎn)生電力。5.如權(quán)利要求l所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其中所述電源進一步包括電池。6.如權(quán)利要求1所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其中所述電源包括燃料電池。7.如權(quán)利要求1所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其中所述電源包括岸電。8.如權(quán)利要求1所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其中所述動力元件通過離合器接合到所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)。9.一種機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其包括具有附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)的第一發(fā)動機，所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)包括皮帶和至少一個從動皮帶輪，所述皮帶可由驅(qū)動皮帶輪驅(qū)動，所述驅(qū)動皮帶輪包括第一單向離合器；所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)進一步包括用于驅(qū)動所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)的動力元件；電連接到所述動力元件的電源；以及當?shù)谝话l(fā)動機不工作時，所述動力元件可由所述電源驅(qū)動以驅(qū)動所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)，當所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)由馬達驅(qū)動時，所述第一單向離合器不傳遞扭矩。10.如權(quán)利要求9所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其中所述電源包括電池。11.如權(quán)利要求IO所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其進一步包括電連接到所述電池的燃料電池。12.如權(quán)利要求IO所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其進一步包括電連接到所述電池的太陽能電池。13.—種機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其包括具有附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)的第一發(fā)動機，所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)包括皮帶和至少一個從動皮帶輪，所述皮帶可由驅(qū)動皮帶輪驅(qū)動；所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)進一步包括附件；連接到所述附件的動力元件；電連接到所述動力元件的電源；以及當?shù)谝话l(fā)動機不工作時，所述動力元件可由所述電源驅(qū)動以驅(qū)動所述附件。14.如權(quán)利要求13所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其進一步包括布置在所述附件和所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)之間的離合器，其中當?shù)谝话l(fā)動機不工作時，所述離合器將扭矩傳遞到所述附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)。15.如權(quán)利要求13所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其進一步包括布置在所述動力元件和所述附件之間的離合器。16.如權(quán)利要求13所述的機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其中所述附件包括空氣調(diào)節(jié)壓縮機。17.—種機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，其包括布置在第一發(fā)動機和驅(qū)動皮帶輪之間的單向離合器，當?shù)谝话l(fā)動機不工作時，所述單向離合器不傳遞扭矩。全文摘要一種機動車輛的輔助動力系統(tǒng)，當主發(fā)動機不工作時其用于驅(qū)動主發(fā)動機附件。所述系統(tǒng)包括驅(qū)動液壓泵的副發(fā)動機。所述液壓泵連接到液壓馬達。所述液壓馬達與主發(fā)動機上的附件皮帶驅(qū)動系統(tǒng)形成一體。當主發(fā)動機不工作時副發(fā)動機通過液壓泵和液壓馬達驅(qū)動ABDS系統(tǒng)，因此當主發(fā)動機關閉時允許各種主發(fā)動機附件例如空調(diào)運轉(zhuǎn)。當液壓馬達驅(qū)動皮帶時，主發(fā)動機曲柄軸上的單向離合器防止主發(fā)動機曲柄軸轉(zhuǎn)動。當主發(fā)動機在工作時，液壓馬達上的單向離合器防止它被驅(qū)動。文檔編號F02B67/06GK101326352SQ200680046530公開日2008年12月17日申請日期2006年11月10日優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日發(fā)明者A·塞科,I·阿里申請人:蓋茨公司