專利名稱：用于具有發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的皮帶附屬裝置驅(qū)動(dòng)，更具體地，涉及減小由發(fā)動(dòng) 機(jī)速度波動(dòng)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)皮帶張力變化的方法。
背景技術(shù)：
在機(jī)動(dòng)車輛上使用附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是熟知的，所述附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要皮帶 以將聯(lián)接到來自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的驅(qū)動(dòng)皮帶輪的驅(qū)動(dòng)傳送到用來驅(qū)動(dòng)附屬裝置的從動(dòng)皮帶 輪。這種附屬裝置驅(qū)動(dòng)的一個(gè)示例是驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(例如交流發(fā)電機(jī))的內(nèi)燃機(jī)的曲軸減振
ο在一般的交流發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，來自交流發(fā)電機(jī)的皮帶上的電氣負(fù)載是相對(duì)恒 定的，并且皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)隨由于發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒過程而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)速度波動(dòng)同相 地循環(huán)加速以并接著減速交流發(fā)電機(jī)。皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的這種加速和減速導(dǎo)致皮帶張力的變 化，如果這個(gè)變化在皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中是不允許的，則其可能導(dǎo)致過度的張力。過高的 張力可能引起過早的皮帶老化，這導(dǎo)致由同樣皮帶驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)或其他附屬 裝置中的提早故障或軸承故障。過分低的張力可能導(dǎo)致皮帶滑動(dòng)，其導(dǎo)致高的皮帶磨損和 噪聲。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是減小機(jī)動(dòng)車輛的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)皮帶張力的變化。根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種減小用于機(jī)動(dòng)車輛的附屬裝置皮帶驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)皮帶中張力變化的方法，所述附屬裝置皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有由所述機(jī)動(dòng)車輛的發(fā) 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)皮帶輪和驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的從動(dòng)皮帶輪，所述從動(dòng)皮帶輪通過所述驅(qū)動(dòng)皮帶驅(qū) 動(dòng)地連接到所述驅(qū)動(dòng)皮帶輪，其中所述方法包括響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出速度的變化改變由所述 發(fā)電機(jī)施加到所述驅(qū)動(dòng)皮帶的電氣負(fù)載。當(dāng)來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出速度增加時(shí)，可以減小由所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電氣負(fù)載。當(dāng)來自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出速度降低時(shí)，可以增加由所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電氣負(fù)載。可以以相對(duì)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的加速和減速的反相位方式改變由所述發(fā)電機(jī)施加的 電氣負(fù)載。所述發(fā)動(dòng)機(jī)加速可以在最大加速和最大減速之間波動(dòng)，并且可以改變所述電氣負(fù) 載，以產(chǎn)生與最大加速實(shí)質(zhì)上異相180度的最大電氣負(fù)載，以及產(chǎn)生與最大減速度實(shí)質(zhì)上 異相180度的最小電氣負(fù)載。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出速度中的所述波動(dòng)可以被用來確定發(fā)動(dòng)機(jī)加速的瞬時(shí)值。所述瞬時(shí)加速可以被用來確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化的頻率?？梢酝ㄟ^使用傳感器測量所述驅(qū)動(dòng)皮帶輪的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，以此來確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度。可以使用至少一個(gè)查找表以間接方式來確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度。[0014]所述查找表可以結(jié)合當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件使用發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線測定。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于具有發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛的附屬裝置驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)，包含驅(qū)動(dòng)皮帶；由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)皮帶輪；通過所述驅(qū)動(dòng)皮帶被驅(qū)動(dòng)地連 接到所述驅(qū)動(dòng)皮帶輪的從動(dòng)皮帶輪；由所述從動(dòng)皮帶輪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)；電子處理器，其被 配置為接收指示所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的信號(hào)并處理所述信號(hào)；以及控制器，其被配置為響應(yīng) 指示發(fā)動(dòng)機(jī)速度的信號(hào)以改變所述發(fā)電機(jī)施加到所述驅(qū)動(dòng)皮帶的電氣負(fù)載。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器進(jìn)一步被配置為當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度增加時(shí)，減小所述 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述電氣負(fù)載。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器進(jìn)一步被配置為當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度降低時(shí)，增加所述 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述電氣負(fù)載。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器進(jìn)一步被配置為以相對(duì)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的加速和減速 的反相位的方式改變所述發(fā)電機(jī)施加的所述電氣負(fù)載。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器進(jìn)一步被配置為改變所述電氣負(fù)載，以產(chǎn)生與所述發(fā) 動(dòng)機(jī)的最大加速異相180度的最大電氣負(fù)載和與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的最大減速度異相180度的最 小電氣負(fù)載。在另一個(gè)實(shí)施例中，電子處理器被配置為使用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出速度中的波動(dòng)確定發(fā)動(dòng) 機(jī)加速的瞬時(shí)值并基于瞬時(shí)加速確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化的頻率。在另一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)一步包含傳感器，傳感器被配置為測量所述驅(qū)動(dòng)皮帶輪的 瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，并向所述電子處理器提供指示所述轉(zhuǎn)速的信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，電子處理器被配置為使用查找表確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度，所述 查找表結(jié)合當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件使用發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線測定。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器被配置為通過增加和減少激勵(lì)電流控制所述電氣負(fù)載。在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器被配置為偏移所述發(fā)電機(jī)的相位以減小驅(qū)動(dòng)皮帶張力 的變化。通過使用本實(shí)用新型，由于當(dāng)使用本實(shí)用新型時(shí)產(chǎn)生的皮帶張力的較小的變化， 使靜態(tài)或平均工作張力的這個(gè)改變成為可能。

現(xiàn)在將參照附圖通過示例描述本實(shí)用新型，其中圖1是用于機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)和附屬裝置皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖2是示出了用于典型的發(fā)動(dòng)機(jī)的百分比速度波動(dòng)關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化的圖 表；圖3是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的方法的基本步驟的方框圖；圖4是示出了根據(jù)本實(shí)用新型的方法的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖5A是示出了用于傳統(tǒng)附屬裝置驅(qū)動(dòng)皮帶系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)皮帶張力關(guān)于時(shí)間的變化 的圖示；圖5B是示出了用于將本實(shí)用新型用來改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性的情況下的驅(qū)動(dòng) 皮帶張力關(guān)于時(shí)間的變化的圖示；[0033]圖5C是示出了用于將本實(shí)用新型用來提供高水平的驅(qū)動(dòng)而不損害皮帶壽命的情 況下的皮帶張力關(guān)于時(shí)間的變化的圖示；以及圖6是示出了施加于發(fā)動(dòng)機(jī)加速的電氣負(fù)載的圖示，其說明了電氣負(fù)載相對(duì)于發(fā) 動(dòng)機(jī)加速的反相位調(diào)整。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1和2，示出了具有驅(qū)動(dòng)輪的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)5，所述驅(qū)動(dòng)輪為凸面皮帶驅(qū)動(dòng)皮 帶輪6的形式，其連接到發(fā)動(dòng)機(jī)5的曲軸(未顯示)的一端以為發(fā)電機(jī)8形式的附屬裝置 提供驅(qū)動(dòng)。發(fā)電機(jī)8在這種情況下是具有由從動(dòng)皮帶輪9驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子(未顯示)的交流發(fā) 電機(jī)，所述從動(dòng)皮帶輪9通過凸面皮帶7可驅(qū)動(dòng)地連接到驅(qū)動(dòng)皮帶輪6。發(fā)動(dòng)機(jī)5使驅(qū)動(dòng)皮 帶輪6在方向‘W’上旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)皮帶輪6在凸面皮帶7上產(chǎn)生張力Tl和T2。發(fā)動(dòng)機(jī)5的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速由光學(xué)傳感器10確定，所述光學(xué)傳感器10不僅確定速度，還 確定旋轉(zhuǎn)位置。傳感器10將瞬時(shí)速度傳感器提供給電子處理器11，所述電子處理器11可 以是如圖1中所示的單獨(dú)單元的一部分，或可以形成為用于交流發(fā)電機(jī)8的交流發(fā)電機(jī)控 制單元12的一部分。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)5工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)皮帶輪6以如所示的方向‘W’旋轉(zhuǎn)，但是正如本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)理解的，由于發(fā)動(dòng)機(jī)5的燃燒沖程的相位調(diào)整，旋轉(zhuǎn)的速度不是均勻的而是波動(dòng)的。 在理想的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)5的速度可以被認(rèn)為是預(yù)確定的轉(zhuǎn)速加上或減去一個(gè)小的量，并 且以可以近似為正弦波的方式循環(huán)改變。圖2示出了百分比轉(zhuǎn)速的變化，對(duì)于典型的四氣 缸發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)5的速度以該變化波動(dòng)。所以，例如在平均轉(zhuǎn)速為1000RPM處，RMS速度 波動(dòng)是11%或110RPM (Vmin 945RPM到Vmaxl055RPM)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不得不加速以及接著減速 交流發(fā)電機(jī)8時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度的這個(gè)波動(dòng)將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)皮帶7中張力Tl和T2的變化。交流發(fā)電機(jī)8對(duì)加速和減速施加的阻力以及因此在驅(qū)動(dòng)皮帶7中產(chǎn)生的張力Tl 和T2包括三個(gè)部分，即慣量，其阻止加速；動(dòng)量，其表示所存儲(chǔ)的旋轉(zhuǎn)能量，所述旋轉(zhuǎn)能量 阻止減速；和電氣負(fù)載，其由交流發(fā)電機(jī)8當(dāng)產(chǎn)生電氣功率時(shí)產(chǎn)生，其阻止加速并且增加 減速。發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，雖然慣量和動(dòng)量由系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所固定，但是如果以與曲軸旋轉(zhuǎn)的 不規(guī)則同步的預(yù)確定的方式調(diào)節(jié)電氣負(fù)載，則可能減小驅(qū)動(dòng)皮帶中張力的變化，并且具有 若干有利效果，如將在下文中描述。現(xiàn)在參照?qǐng)D5A，其示出了對(duì)于面臨上面所描述的發(fā)動(dòng)機(jī)速度波動(dòng)的常規(guī)交流發(fā)電 機(jī)8，張力T2的變化的理想表示。作為用于皮帶驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)過程的一部分，需要考慮張力的 這些變化，使得驅(qū)動(dòng)皮帶中張力的最大值從不超過上限值Tmax并且張力的最小值從不低 于下限值Tmin。Tmax是在其之上皮帶壽命或軸承壽命將嚴(yán)重被危害的張力，Tmin是在其 之下將可能發(fā)生皮帶滑動(dòng)的張力。為了確保皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)落在這些邊界內(nèi)，預(yù)載被應(yīng)用到 驅(qū)動(dòng)皮帶，其對(duì)應(yīng)于值Tmean。也就是說，!"mean是在Tmax和 ι η之間的張力，除了其他因 素之外，還需要考慮制造容限和皮帶壽命衰退來確定Tmean。特別參照?qǐng)D3和4，其示出了根據(jù)本實(shí)用新型的用來減小驅(qū)動(dòng)皮帶張力變化的方 法的示例。特別參照?qǐng)D3，第一步驟100是確定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出變化，其不僅包括瞬時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)速度波動(dòng)，也可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)加速幅度和這些波動(dòng)的頻率。接著在步驟110中，調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī) 8的電氣負(fù)載，也就是說，將電氣負(fù)載從滿足車輛的功率要求所需的高水平改變到較低水 平。可以通過改變提供到交流發(fā)電機(jī)的線圈的激勵(lì)電流或以任何其他方便的方式來影響電 氣負(fù)載的這個(gè)變化，并且通過交流發(fā)電機(jī)控制單元12響應(yīng)來自電子處理器11的信號(hào)來控 制電氣負(fù)載的這個(gè)變化。接著在步驟120中，控制交流發(fā)電機(jī)8的調(diào)節(jié)，使得將其相對(duì)于發(fā) 動(dòng)機(jī)加速的波動(dòng)進(jìn)行相位偏移，以減小驅(qū)動(dòng)皮帶張力的變化。通過使用交流發(fā)電機(jī)8的電子控制單元12，以如下方式響應(yīng)從皮帶系統(tǒng)輸入的變 化在交流發(fā)電機(jī)8的加速階段期間，交流發(fā)電機(jī)8要求較少的電氣功率，從而允許較平滑 的加速并且減小驅(qū)動(dòng)皮帶7的張力T2，而同時(shí)防止過分低的張力Tl ；在發(fā)動(dòng)機(jī)5的減速階 段期間，需要大量的電氣功率從而幫助交流發(fā)電機(jī)8的減速，從而減小張力Tl，但是確保 張力T2不過分地下降，從而支持發(fā)動(dòng)機(jī)5的減速階段并且繼續(xù)平滑的過程。參照?qǐng)D1、4和6，示出了用于將本實(shí)用新型付諸實(shí)際的方法的一個(gè)實(shí)施例。在步驟200，光學(xué)速度傳感器直接測量驅(qū)動(dòng)皮帶輪6的轉(zhuǎn)速并且將表示它的信號(hào) 提供到電子處理器11。接著，如步驟210所指示的，對(duì)電子處理器11進(jìn)行編程，以獲取原始瞬時(shí)速度信號(hào) 并且產(chǎn)生瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)皮帶輪加速的值，并且從它確定驅(qū)動(dòng)皮帶輪速度的波動(dòng)的瞬時(shí)頻率和這 些波動(dòng)相對(duì)于固定點(diǎn)，例如用于一個(gè)氣缸的上止點(diǎn)，的相位。進(jìn)一步操作電子處理器11產(chǎn)生控制信號(hào)，交流發(fā)電機(jī)控制單元12使用所述控制 信號(hào)以調(diào)節(jié)或改變交流發(fā)電機(jī)8施加的電氣負(fù)載。在這種情況下，如步驟220中所指示的， 電子處理器11不僅產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)皮帶輪波動(dòng)相同頻率的控制信號(hào)，而且對(duì)這個(gè)控制信號(hào)進(jìn) 行相位偏移，以對(duì)驅(qū)動(dòng)皮帶張力T1、T2產(chǎn)生需要的平滑效果。應(yīng)理解，交流發(fā)電機(jī)控制單元 12可以交替地實(shí)施相位偏移。不管在哪種情況下，使用相位偏移控制信號(hào)通過增加和減小激勵(lì)電流來控制交流 發(fā)電機(jī)8的電氣負(fù)載。在圖6所示的理想情況下，相位偏移是使得以與最大加速amax成反相關(guān)系產(chǎn)生最 大電氣負(fù)載Lmax，也就是說，與最大加速amax異相180度提供最大電氣負(fù)載Lmax，或從不 同的角度來看它，與最大減速dmax同相產(chǎn)生最大負(fù)載Lmax。類似地，以與最大減速damx成反相關(guān)系產(chǎn)生最小電氣負(fù)載Lmin，也就是說，與最 大減速dmax異相180度產(chǎn)生最小電氣負(fù)載Lmin，或從不同的角度來看它，與最大加速amax 同相產(chǎn)生最小負(fù)載Lmin。應(yīng)理解，在實(shí)際中，發(fā)動(dòng)機(jī)速度的波動(dòng)頻率不是規(guī)則的，而是經(jīng)常改變的，所以電 氣負(fù)載變化常常沒有準(zhǔn)確地匹配發(fā)動(dòng)機(jī)加速和減速的變化。然而，系統(tǒng)被安排來工作以便 盡可能接近地實(shí)現(xiàn)上面所描述的理想的反相操作。系統(tǒng)可以例如提供當(dāng)發(fā)生最大電氣負(fù)載 時(shí)的相位與用于那個(gè)周期的真實(shí)測量的峰值加速的相位之間的差的反饋，用于在下一個(gè) 周期中細(xì)調(diào)電氣負(fù)載的相位調(diào)整。如果最大負(fù)載Lmax的相位與最大加速amax的相位相差180度的正負(fù)10度內(nèi)，則 將產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)皮帶張力變化的大的減小，所以保持反相位調(diào)整在準(zhǔn)確的180度對(duì)本實(shí)用新型 的性能不是關(guān)鍵的。事實(shí)上，即使最大負(fù)載Lmax與最大加速amax相位差僅為150度，也將 產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)皮帶張力變化的有用的減小。[0053]應(yīng)理解，即使電氣負(fù)載是即時(shí)可切換的，并且可以將電氣負(fù)載相對(duì)于驅(qū)動(dòng)皮帶輪 加速準(zhǔn)確地進(jìn)行反相位調(diào)整，仍然存在由于交流發(fā)電機(jī)機(jī)械負(fù)載，例如交流發(fā)電機(jī)8和從 動(dòng)皮帶輪9的旋轉(zhuǎn)部件的慣量或動(dòng)量，而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)皮帶張力的某些變化。也就是說，當(dāng)驅(qū) 動(dòng)皮帶輪6加速時(shí)，交流發(fā)電機(jī)8和從動(dòng)皮帶輪9的旋轉(zhuǎn)部件的慣量必須被加速從而增加 張力T2，當(dāng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪6減慢時(shí)，交流發(fā)電機(jī)8和從動(dòng)皮帶輪9的旋轉(zhuǎn)部件的動(dòng)量必須被耗 散從而增加張力Tl并且減小張力T2。然而，特別地當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)5工作在相對(duì)低的速度時(shí)，由于電氣負(fù)載而導(dǎo)致的張力的 幅度相對(duì)于由于機(jī)械負(fù)載而導(dǎo)致的張力幅度是顯著的，所以如上面所描述的交流發(fā)電機(jī)電 氣負(fù)載的調(diào)節(jié)通過減小驅(qū)動(dòng)皮帶張力的變化具有相當(dāng)有利的效果。雖然上面所描述的方法使用直接測量發(fā)動(dòng)機(jī)速度波動(dòng)，但是應(yīng)理解，對(duì)于當(dāng)前發(fā) 動(dòng)機(jī)工作條件，可以以間接方式建立速度變化，例如通過結(jié)合查找表使用發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線 測定。在一個(gè)示例中，可以從點(diǎn)火或噴油正時(shí)和從測功機(jī)測力試驗(yàn)工作產(chǎn)生的查找表確定 的峰值加速，來建立波動(dòng)頻率。參照?qǐng)D5A到5C，將描述本實(shí)用新型的兩個(gè)特別有利的使用。圖5A示出了用于常規(guī)交流發(fā)電機(jī)布置的張力T2的變化的理想形式，在其中交流 發(fā)電機(jī)8操作實(shí)質(zhì)上恒定的電氣負(fù)載。應(yīng)理解，圖5A中曲線T2的幅度是交流發(fā)電機(jī)8在 驅(qū)動(dòng)皮帶7上產(chǎn)生的機(jī)械負(fù)載的效果和交流發(fā)電機(jī)8在驅(qū)動(dòng)皮帶7上產(chǎn)生的電氣負(fù)載的效 果的組合。電氣負(fù)載當(dāng)然是轉(zhuǎn)矩，其必須被驅(qū)動(dòng)皮帶7施加到從動(dòng)皮帶輪9以產(chǎn)生所要求 水平的電氣功率。從圖5A可以看出，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度增加和減慢，張力T2以循環(huán)方式改變。對(duì)于 任何皮帶驅(qū)動(dòng)，存在最大張力Tmax，在其之上張力變得過度并且將導(dǎo)致快速的皮帶疲勞以 及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)5和交流發(fā)電機(jī)8的支撐軸承的潛在損害。類似地，存在最小張力值Tmin，為了 防止皮帶滑動(dòng)或在齒形驅(qū)動(dòng)皮帶情況下的跳齒，皮帶張力必須保持在其之上，這兩者均增 加皮帶磨損并且產(chǎn)生不希望的噪聲。為了確保皮帶張力落入這兩個(gè)限制內(nèi)，將預(yù)載施加到驅(qū)動(dòng)皮帶7，在圖5A中被指 示為Tmean。注意到，在所示的情況下，張力的變化是使得峰值張力T2實(shí)質(zhì)上等于Tmax并 且最小張力T2實(shí)質(zhì)上等于Tmin，但是不必須是這種情況。通過使用根據(jù)本實(shí)用新型的張力變化減小方法，由于發(fā)生的驅(qū)動(dòng)皮帶張力的較小 的變化，驅(qū)動(dòng)皮帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者增加了定制驅(qū)動(dòng)皮帶設(shè)計(jì)的范圍。例如，在圖5B中，示出了已經(jīng)定制為增加燃料經(jīng)濟(jì)性和減少CO2排放的驅(qū)動(dòng)皮帶 系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)皮帶7的張力的變化由線T2’指示，線T2’具有平均張力Tmean’。T2’和圖 5A中所示的T2之間幅度的減小是由于以下事實(shí)在圖5B中，通過使用本實(shí)用新型，已經(jīng)實(shí) 質(zhì)上消除了電氣負(fù)載的效果。為了減小寄生損耗，期望最小化驅(qū)動(dòng)皮帶預(yù)張力，而同時(shí)確保最大和最小張力T2’ 落在上限張力Tmax和下限張力Tmin之間。從圖5B中可以看出，通過將最小張力T2’布置為與下限Tmin相鄰，與圖5中所示 的現(xiàn)有技術(shù)情況Tmean相比，這允許將預(yù)張力Tmean’減小X牛頓，而同時(shí)確保不違反最小 張力限制Tmin和最大張力限制Tmax。[0065]由于本實(shí)施例使用較低的預(yù)張力，減小了寄生損耗，所以將改進(jìn)用來驅(qū)動(dòng)交流發(fā) 電機(jī)8的發(fā)動(dòng)機(jī)5的燃料經(jīng)濟(jì)性。參照?qǐng)D5C，示出了驅(qū)動(dòng)皮帶系統(tǒng)，其已經(jīng)被定制為一直提供高水平的皮帶張力，從 而允許驅(qū)動(dòng)高功率交流發(fā)電機(jī)，而不損害皮帶壽命或軸承壽命。驅(qū)動(dòng)皮帶7的張力的變化由線T2”指示，線T2”具有平均張力Tmean”。T2”和圖 5A中所示的T2之間幅度的減小是由于以下事實(shí)在圖5C中，通過使用本實(shí)用新型，已經(jīng)實(shí) 質(zhì)上消除了電氣負(fù)載的效果。為了增加驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能力，期望最大化驅(qū)動(dòng)皮帶預(yù)張力，而同時(shí)確保最大和 最小張力T2”落在上限張力Tmax和下限張力Tmin之間。從圖5C中可以看出，通過將最大張力T2”布置為與上限Tmax相鄰，與圖5中所示 的現(xiàn)有技術(shù)情況Tmean相比，這允許將預(yù)張力Tmean”增加Y牛頓，而同時(shí)確保不違反最小 張力限制Tmin和最大張力限制Tmax。因此，當(dāng)張力T2”下降到其最低值時(shí)，其比Tmin高很多，因此皮帶驅(qū)動(dòng)能夠?qū)⒏咚?平的驅(qū)動(dòng)連續(xù)地提供到交流發(fā)電機(jī)8。在某些情況下，這可以允許使用比現(xiàn)有情況小的驅(qū)動(dòng) 皮帶或少的要使用的驅(qū)動(dòng)皮帶，從而減小系統(tǒng)成本。因此，總的來說，已經(jīng)公開了一種用于減小驅(qū)動(dòng)皮帶張力變化的方法，其不僅本身 是有利的，而且在滿足所需要求的皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上允許更多的靈活性。在本實(shí)用新型的另一方面，可以使用自適應(yīng)皮帶張緊裝置，其可以改變驅(qū)動(dòng)皮帶 的靜態(tài)張力。電子控制器控制自適應(yīng)輪，使得當(dāng)發(fā)電機(jī)需要高功率輸出時(shí)，增加靜態(tài)張力， 如圖5C中所示，當(dāng)發(fā)電機(jī)需要低功率輸出時(shí)，減小靜態(tài)張力，如圖5B中所示。通過使用本 實(shí)用新型，由于當(dāng)使用本實(shí)用新型時(shí)產(chǎn)生的皮帶張力的較小的變化，使靜態(tài)或平均工作張 力的這個(gè)改變成為可能。雖然參照使用凸面皮帶驅(qū)動(dòng)已經(jīng)描述了本實(shí)用新型，但是應(yīng)理解，其可以應(yīng)用到 張力變化引起問題的任何附屬裝置皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括但不限于單凸面皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和齒 形皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。應(yīng)理解，用來驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)的同樣的皮帶可以驅(qū)動(dòng)其他附屬裝置，并且本實(shí)用 新型不限于交流發(fā)電機(jī)使用專用驅(qū)動(dòng)皮帶的布置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，雖然出于示例，參照一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例已經(jīng)描述了本實(shí) 用新型，但是本實(shí)用新型不限于所公開的實(shí)施例，并且在不偏離如隨附的權(quán)利要求中所陳 述的本實(shí)用新型的范圍的情況下，可以構(gòu)造對(duì)所公開的實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)修改或替換實(shí) 施例。
權(quán)利要求1.一種用于具有發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于包含驅(qū)動(dòng)皮帶；由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)皮帶輪；通過所述驅(qū)動(dòng)皮帶被驅(qū)動(dòng)地連接到所述驅(qū)動(dòng)皮帶輪的從動(dòng)皮帶輪；由所述從動(dòng)皮帶輪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)；電子處理器，其被配置為接收指示所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的信號(hào)并處理所述信號(hào)；以及控制器，其被配置為響應(yīng)指示發(fā)動(dòng)機(jī)速度的信號(hào)以改變所述發(fā)電機(jī)施加到所述驅(qū)動(dòng)皮 帶的電氣負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述控制器進(jìn)一步被配置 為當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度增加時(shí)，減小所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述電氣負(fù)載。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述控制器進(jìn)一步被配置 為當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度降低時(shí)，增加所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的所述電氣負(fù)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述控制器進(jìn)一步被配置 為以相對(duì)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的加速和減速的反相位的方式改變所述發(fā)電機(jī)施加的所述電氣負(fù) 載。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述控制器進(jìn)一步被配置 為改變所述電氣負(fù)載，以產(chǎn)生與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的最大加速異相180度的最大電氣負(fù)載和與所 述發(fā)動(dòng)機(jī)的最大減速度異相180度的最小電氣負(fù)載。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述電子處理器被配置為 使用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出速度中的波動(dòng)確定發(fā)動(dòng)機(jī)加速的瞬時(shí)值并基于瞬時(shí)加速確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度 變化的頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包含傳感器，所述傳 感器被配置為測量所述驅(qū)動(dòng)皮帶輪的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，并向所述電子處理器提供指示所述轉(zhuǎn)速的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述電子處理器被配置為 使用查找表確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度，所述查找表結(jié)合當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件使用發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲 線測定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述控制器被配置為通過 增加和減少激勵(lì)電流控制所述電氣負(fù)載。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述控制器被配置為偏移 所述發(fā)電機(jī)的相位以減小驅(qū)動(dòng)皮帶張力的變化。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于具有發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)車輛的附屬裝置驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包含驅(qū)動(dòng)皮帶；由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)皮帶輪；通過驅(qū)動(dòng)皮帶被驅(qū)動(dòng)地連接到驅(qū)動(dòng)皮帶輪的從動(dòng)皮帶輪；由從動(dòng)皮帶輪驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)；電子處理器，其被配置為接收指示所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的信號(hào)并處理所述信號(hào)；以及控制器，其被配置為響應(yīng)指示發(fā)動(dòng)機(jī)速度的信號(hào)以改變所述發(fā)電機(jī)施加到所述驅(qū)動(dòng)皮帶的電氣負(fù)載。
文檔編號(hào)B60K25/02GK201863718SQ20102025341
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月4日
發(fā)明者D·貝肯 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司