專利名稱：汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種帶有改良的傳動皮帶張緊器的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于當前對燃料高效且排放低的汽車的希望，已經(jīng)研究了許多針 對內(nèi)燃機構(gòu)造和操作策略的新穎的解決方案。 一種此類思想是交流發(fā)
電機/皮帶起動器(BAS)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過在處于空轉(zhuǎn)操作模式時關(guān) 閉發(fā)動機和在減速期間及早斷掉燃料而提高燃料的經(jīng)濟效率。該BAS 系統(tǒng)也能夠幫助重新產(chǎn)生制動。該BAS系統(tǒng)將發(fā)動機控制器與相對于 處在典型的附件驅(qū)動位置上的發(fā)動機裝配的組合的交流發(fā)電機/起動器 馬達結(jié)合。這樣，與其它混合策略相比，該BAS策略對發(fā)動機和傳動 構(gòu)造的影響最小。
典型的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)包括連接到發(fā)動機的輸出軸(通常為曲 軸)上的主動皮帶輪。柔性傳動皮帶巻繞在該主動皮帶輪上，并依次 巻繞在多個從動皮帶輪上。該柔性傳動皮帶在主動皮帶輪與從動皮帶 輪之間傳送驅(qū)動力。從動皮帶輪可以固定地附接在本領(lǐng)域公知的附件 上，諸如動力轉(zhuǎn)向泵、空調(diào)壓縮機、交流發(fā)電機和二次空氣泵。然而， 這些從動皮帶輪中的一部分可以是惰輪，它們可被用來確保皮帶正確 地巻繞在給定從動皮帶輪上，或者可被用來確保正確的皮帶走向。
該BAS系統(tǒng)采用相對于附件驅(qū)動系統(tǒng)的其他零件安裝的組合的起 動器/交流發(fā)電機馬達。該系統(tǒng)將交流發(fā)電機和起動器馬達組合成一個 設(shè)備，該設(shè)備能夠有效地以與傳統(tǒng)交流發(fā)電機一樣的方式進行安裝并 安裝到相同的封裝空間內(nèi)。該BAS系統(tǒng)必須能夠快速而安靜地重新啟 動發(fā)動機。發(fā)動機由組合的交流發(fā)電機/起動器馬達單元起動，其中所 述組合單元的從動皮帶輪通過柔性傳動皮帶與安裝在發(fā)動機輸出軸上 的主動皮帶輪相聯(lián)接。在發(fā)動機運行時，該柔性傳動皮帶具有張緊或 拉緊邊和松弛邊。柔性傳動皮帶張緊器通常被用來維持該柔性傳動皮 帶的松弛邊上的張緊。如果沒有這種張緊，那么該柔性傳動皮帶可能會打滑，這進而可能會導(dǎo)致"皮帶尖叫，，，或者在極端情況下導(dǎo)致皮
帶受損和喪失附件功能。典型的柔性傳動皮帶張緊器包括與柔性傳 動皮帶相聯(lián)的惰輪，用于向惰輪提供必要作用力的彈簧，和粘性阻尼 器，該阻尼器可被操作用于抑制可能由柔性傳動皮帶在張緊器中引起 的任何諧振。
當要求重新起動發(fā)動機時，安裝在組合的交流發(fā)電機/起動器馬達 上的從動皮帶輪將通過柔性傳動皮帶向所安裝的輸出軸施加起動發(fā)動 機所必需的轉(zhuǎn)動力。因此，在發(fā)動機重新起動期間，柔性傳動皮帶的 正常情況下處于松弛狀態(tài)的那邊變成張緊邊。為了在重新起動期間保 持在柔性傳動皮帶與主動和從動皮帶輪之間存在所需的摩擦力，通常 使用具有非常高的彈簧負載的柔性傳動皮帶張緊器。該彈簧負載大大 高于在發(fā)動機處于運行模式時保持非BAS系統(tǒng)或BAS系統(tǒng)中的松弛邊 張緊所必需的負載。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)合改良的傳動皮帶張緊器的汽車附件 驅(qū)動系統(tǒng)。該汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)包括以可操作的方式與發(fā)動機相連的 主動皮帶輪，和多個以可操作的方式與多個從動設(shè)備之一相連的從動 皮帶輪。柔性傳動皮帶連接地耦聯(lián)主動皮帶輪和所述多個從動皮帶輪， 且可被操作以在主動皮帶輪與從動皮帶輪之間傳送驅(qū)動力。該汽車附 件驅(qū)動系統(tǒng)還包括柔性傳動皮帶張緊器，其可被操作以維持柔性傳動 皮帶與主動皮帶輪和至少一個從動皮帶輪之間的摩擦接合。柔性傳動 皮帶張緊器具有阻尼構(gòu)件，該阻尼構(gòu)件優(yōu)選地包括阻尼器殼體和設(shè)置 在阻尼器殼體內(nèi)的可變粘度流體。該可變粘度流體被配置成提供可變 的阻尼率，且可選擇性操作以鎖緊柔性傳動皮帶張緊器。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可變粘度流體是磁流變流體。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，阻尼構(gòu)件包括導(dǎo)電線圏，其被配置成 產(chǎn)生磁場以選擇性地改變所述磁流變流體的粘度。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，阻尼構(gòu)件包括限定有凹槽的活塞，其 中所述凹槽被配置成保持導(dǎo)電線圈。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，阻尼構(gòu)件包括設(shè)置在阻尼器殼體的端 部內(nèi)的壓縮氣體增壓器。
通過在下文中結(jié)合附圖對實施本發(fā)明的最佳模式進行的詳細描 述，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點、以及其他特征和優(yōu)點將變得顯而易見。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的BAS汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)的前視圖；以及 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的柔性傳動皮帶張緊器的剖面圖。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機/皮帶起動器(BAS)附件驅(qū) 動系統(tǒng)10。BAS附件驅(qū)動系統(tǒng)IO具有作為其主要零件的組合的交流發(fā) 電機/起動器馬達12，該組合的交流發(fā)電機/起動器馬達12可被操作以 重新起動發(fā)動機17和向車輛電子系統(tǒng)提供充電回路。從動皮帶輪14 以連接的方式裝配到該組合的交流發(fā)電機/起動器馬達12，且與柔性傳 動皮帶16形成摩擦接合。柔性傳動皮帶16在從動皮帶輪14與主動皮 帶輪18之間傳送驅(qū)動力。主動輪18以連接的方式裝配到發(fā)動機的輸 出軸19。典型的BAS附件驅(qū)動系統(tǒng)IO還可以包括本領(lǐng)域公知的安裝 在其他從動皮帶輪上的附件，諸如動力轉(zhuǎn)向泵、水泵、二次空氣泵、 或在圖1中示出的空調(diào)壓縮機20。另外，BAS附件驅(qū)動系統(tǒng)IO還可以 包括一個或多個惰輪，諸如惰輪22。惰輪22可被用來確保柔性傳動皮 帶16正確"巻繞，，在給定從動皮帶輪14或主動皮帶輪18上，或可以 被用來確保柔性傳動皮帶16的正確走向。
由于主動皮帶輪18對從動皮帶輪14和14，的轉(zhuǎn)動特性，在發(fā)動 機的正常運行狀態(tài)下，柔性傳動皮帶16將在主動皮帶輪18的兩側(cè)具 有松弛邊24和張緊或拉緊邊26。松弛邊24的存在使得必需使用柔性 傳動皮帶張緊器28。該柔性傳動皮帶張緊器28可被操作以維持柔性傳 動皮帶16與從動皮帶輪14之間的摩擦接合。在缺少柔性傳動皮帶張 緊器28的情況下，BAS附件驅(qū)動系統(tǒng)10將容易出現(xiàn)柔性傳動皮帶16 發(fā)生滑動的現(xiàn)象，這極有可能會發(fā)出稱為"皮帶尖叫，，的令人感到不 適的噪聲。在極端情況下，這種滑動可能導(dǎo)致柔性傳動皮帶16損壞和 喪失附件功能。
柔性傳動皮帶張緊器28通常包括用于柔性傳動皮帶16接合的 惰輪22，可被操作以在柔性傳動皮帶16中提供必要張緊的彈簧構(gòu)件
30，以及能夠衰減由柔性傳動皮帶16引起的任何振動的阻尼構(gòu)件32。 通常情況下，現(xiàn)有技術(shù)中的裝備BAS的附件驅(qū)動系統(tǒng)將使用具有非常 高的彈簧剛度的彈簧。這個彈簧剛度是在由組合的交流發(fā)電機/起動器 馬達12重新起動發(fā)動機的過程中阻礙柔性傳動皮帶16的松弛邊24和 張緊或拉緊邊26的翻轉(zhuǎn)所必需的。通過在發(fā)動機重新起動程序的臨界 點期間選擇性地將柔性傳動皮帶張緊器28鎖緊在合適位置上，本發(fā)明 的柔性傳動皮帶張緊器28的可選擇鎖緊的特性將消除對具有高彈簧剛 度的彈簧30的需求。
參見圖2，示出了柔性傳動皮帶張緊器28的剖面圖。阻尼構(gòu)件32 受到彈簧30的限制，且通過電子接觸件36(在圖1中示出)與電子控 制單元(ECU) 34 (在圖1中示出)形成電連接。阻尼構(gòu)件32包括阻 尼器殼體41,其限定出大致為圓柱形的內(nèi)部表面42。然而，應(yīng)認識到 阻尼器殼體41的內(nèi)部構(gòu)造可以具有除給出的圓柱形設(shè)計以外的其他設(shè) 計，諸如回轉(zhuǎn)式阻尼器，而仍然落在所請求的精神內(nèi)。
阻尼構(gòu)件32包括設(shè)在兩個體積可變的空腔40和40'內(nèi)的可變粘 度流體38，其中所述空腔至少部分地由阻尼器殼體41的內(nèi)徑80與可 在阻尼器殼體41內(nèi)部往復(fù)運動的活塞50來限定?；钊?0限定出外徑 82，外徑82小于阻尼器殼體41的內(nèi)徑80，以便在活塞50與阻尼器殼 體41的圓柱形內(nèi)部表面42之間形成通道48。通道48被配置成在活塞 50發(fā)生平移時允許可變粘度流體38在空腔40和40，之間轉(zhuǎn)移。在優(yōu) 選的實施例中，可變粘度流體38是磁流變(MR)流體38';然而， 還可以預(yù)見到諸如電流變流體這樣的替換流體。MR流體38，具有密 集地懸浮在液體中的微米級顆粒44，這將導(dǎo)致MR流體38，在存在磁 場的時候凝固成具有高粘度的糊狀稠度，而在除去磁場時重新液化。
活塞桿51建立活塞50與惰輪22之間的連接，這將在下文中詳細 描述。因此，活塞桿51從活塞50中伸出，穿過MR流體38'，并伸 出阻尼器殼體41。在阻尼器殼體41的端部附近，環(huán)繞活塞桿51的圓 周設(shè)置密封件60，以使得在活塞桿51伸出阻尼器殼體41時MR流體 38，不會發(fā)生泄漏。定心盤62圍繞活塞桿51裝配在活塞50與密封件 60之間的軸向位置上，以使得定心盤62在活塞桿51的整個運動范圍 內(nèi)始終保持在阻尼器殼體41內(nèi)。定心盤62的外徑略小于阻尼器殼體 41的內(nèi)徑80，以使得活塞桿51和與之附連的活塞50徑向居中地位于
阻尼器殼體41內(nèi)。定心盤62限定出多個通道64，當活塞50在阻尼器 殼體41內(nèi)平移時，這些通道64允許MR流體38'以受到最小限制的 方式流過定心盤62。
優(yōu)選地，活塞50限定出圍繞其圓周的環(huán)形凹槽53,導(dǎo)電線圏46 在環(huán)形凹槽53內(nèi)巻繞活塞50。設(shè)置成穿過活塞51的線團引頭47電連 接導(dǎo)電線圏46和電連接件36，以使得電流可通過ECU34傳送給導(dǎo)電 線圈46。由ECU34提供給導(dǎo)電線圏46的電流形成電磁場。該電磁場 將導(dǎo)致設(shè)在通道48內(nèi)的MR流體38，的粘度變大，從而限制活塞50 的運動和增加阻尼構(gòu)件32的阻力。有利地，MR流體38，的粘度可增 至使得流體不再能夠流過通道48的值，從而有效地鎖緊柔性傳動皮帶 張緊器28。應(yīng)認識到阻尼構(gòu)件32的阻尼率是可變的，且能夠通過改 變供給導(dǎo)電線圏46的電流從而改變MR流體38，的粘度由ECU34來 控制。通過諸如使用常規(guī)傳感器(未示出)檢測彈簧的位移，供給導(dǎo) 電線圈46的電流可得到連續(xù)調(diào)節(jié)以提供使柔性傳動皮帶張緊器28的 相對速率、加速度和/或位移最小的阻尼率。
優(yōu)選地，在阻尼器殼體41內(nèi)設(shè)置壓縮氣體增壓器70。當活塞桿 51被完全擠壓在阻尼器殼體41內(nèi)時，活塞桿51占據(jù)了一預(yù)定體積， 該體積必須在活塞桿51伸出阻尼器殼體41時進行計算。更明確地， 在將活塞桿51平移出阻尼器殼體41時，會形成真空，從而導(dǎo)致阻尼 構(gòu)件32的阻尼特性不一致和/或MR流體38，發(fā)生泄漏。因此，為了 避免形成真空，提供壓縮氣體增壓器70以膨脹和占據(jù)在活塞桿51移 出阻尼器殼體41時留下的空白空間。
阻尼器殼體41的端部剛性地連接到裝配板74,且活塞桿聯(lián)接裝配 架72和活塞50，從而提供為抵抗柔性傳動皮帶16將惰輪22 (在圖1 中示出)維持在固定的平移位置上而所必需的反作用力。根據(jù)替換實 施例，傳動皮帶張緊器28可以被裝配在倒置的位置上，以便裝配板74 剛性地連接活塞桿51和惰輪22;然而，可以預(yù)見到許多其他的常規(guī)連 接方法。圖示的柔性傳動皮帶張緊器28是直接作用的，這意味著惰輪 22將沿著純粹地直線路徑行進。本發(fā)明人并不想將本發(fā)明的范圍限制 為僅僅直接作用的張緊器。例如通過添加鐘形曲軸機構(gòu)，可使惰輪22 沿著弧線行進，而這些仍然落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
再次參見圖1,在用于BAS附件驅(qū)動系統(tǒng)10中時，柔性傳動皮帶
張緊器28的可選擇鎖緊的特性特別有益。當裝備BAS附件驅(qū)動系統(tǒng) 10的車輛的操作者給出啟動請求(這通常是通過轉(zhuǎn)動點火器鑰匙或抬 起剎車踏板來實現(xiàn)的)時，ECU34將通過激勵阻尼構(gòu)件32內(nèi)的可變粘 度流體38(在圖2中示出)命令柔性傳動皮帶張緊器28的阻尼構(gòu)件32 鎖緊在合適位置上。ECU34隨后將命令組合的交流發(fā)電機/起動器馬達 12起動發(fā)動機。鎖緊的柔性傳動皮帶張緊器28將向柔性傳動皮帶16 提供為維持與從動皮帶輪14和主動皮帶輪18的摩擦接合而必需的張 緊。在發(fā)動機重新起動時，電子控制單元34將去除對可變粘度流體38 的激勵，從而解鎖柔性傳動皮帶張緊器28。這種可選擇性地鎖緊和解 鎖柔性傳動皮帶張緊器28的能力將消除對用于柔性傳動皮帶張緊器28 的過強的彈簧負栽的需求。因此，可以提高柔性傳動皮帶16的壽命和 附屬設(shè)備的承受壽命。
雖然已經(jīng)詳細描述了用于實施本發(fā)明的最佳模式，但是本領(lǐng)域技 術(shù)人員將認識到，用于實施本發(fā)明的各種替換設(shè)計和實施例將包括在 附屬的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，包括以可操作的方式與發(fā)動機相連的主動皮帶輪；多個從動皮帶輪，其中每個從動皮帶輪都以可操作的方式與多個從動設(shè)備之一相連；柔性傳動皮帶，其連接地耦聯(lián)所述主動皮帶輪和所述多個從動皮帶輪，且可被操作以在所述主動皮帶輪和所述多個從動皮帶輪之間傳送驅(qū)動力；以及柔性傳動皮帶張緊器，其可被操作以維持所述柔性傳動皮帶與所述主動皮帶輪和所述多個從動皮帶輪中的至少一個之間的摩擦接合，所述柔性傳動皮帶張緊器具有包括可變粘度流體的阻尼構(gòu)件，所述流體被配置成提供可變的阻尼率。
2. 如權(quán)利要求l所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述多個從動皮帶輪中的一個與組合的交流發(fā)電機/起動器馬達相連。
3. 如權(quán)利要求2所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述可變粘度流體是磁流變流體。
4. 如權(quán)利要求3所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述阻尼構(gòu)件包括導(dǎo)電線圈，所述導(dǎo)電線圈被配置成產(chǎn)生適于選擇性地改變所述磁流變流體的粘度的磁場。
5. 如權(quán)利要求4所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述阻尼構(gòu)件包括限定有凹槽的活塞，所述凹槽被配置成保持所述導(dǎo)電線圏。
6. 如權(quán)利要求5所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，還包括 電連接到所述導(dǎo)電線圈的控制器，所述控制器被配置成方便選擇性地將電力傳送給導(dǎo)電線圈以改變所述磁流變流體的粘度。
7. 如權(quán)利要求3所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述阻尼構(gòu)件包括阻尼器殼體，所述殼體^J&置成保持所述磁流變流體。
8. 如權(quán)利要求7所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述阻尼構(gòu)件包括設(shè)置在所述阻尼器殼體的端部內(nèi)的壓縮氣體增壓器。
9. 一種汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，包括 與發(fā)動機輸出軸相連的主動皮帶輪；多個從動皮帶輪，其中每個從動皮帶輪以可操作的方式與多個從 動設(shè)備中的一個相連；柔性傳動皮帶，其連接地耦聯(lián)所述主動皮帶輪和所述多個從動皮 帶輪，且可被操作以在所述主動皮帶輪和所述多個從動皮帶輪之間傳 送驅(qū)動力；以及柔性傳動皮帶張緊器，其可被操作以維持所述柔性傳動皮帶與所 述主動皮帶輪和所述多個從動皮帶輪中的至少一個之間的摩擦接合， 所述柔性傳動皮帶張緊器具有阻尼構(gòu)件，所述阻尼構(gòu)件包括阻尼器殼體；設(shè)置在所述阻尼器殼體的端部內(nèi)的壓縮氣體增壓器； 設(shè)置在所述阻尼器殼體內(nèi)的可變粘度流體，所述可變粘度流體被配置成提供可變的阻尼率，且可被選擇性地操作以鎖緊所述柔性傳動皮帶張緊器；以及導(dǎo)電線圈，其被配置成產(chǎn)生適于選擇性地改變所述可變粘度流體的粘度的磁場。
10. 如權(quán)利要求9所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述多個從動皮帶輪中的一個與組合的交流發(fā)電機/起動器馬達相連。
11. 如權(quán)利要求10所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述可變粘度流體是磁流變流體。
12. 如權(quán)利要求ll所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述阻尼構(gòu)件包括設(shè)置在所述阻尼器殼體內(nèi)的活塞，所述活塞限定有凹槽，所述凹槽被配置成保持所述導(dǎo)電線圈。
13. 如權(quán)利要求12所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，還包括 電連接到所述導(dǎo)電線圏的控制器，所述控制器被配置成方便選擇性地將電力傳送給導(dǎo)電線圏以改變所述磁流變流體的粘度。
14. 一種汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，包括 與發(fā)動機輸出軸相連的主動皮帶輪；多個從動皮帶輪，其中每個從動皮帶輪與所述多個從動設(shè)備之一 相連，所述多個從動設(shè)備之一是組合的交流發(fā)電機/起動器馬達； 柔性傳動皮帶，其連接地耦聯(lián)所述主動皮帶輪和所述多個從動皮 帶輪，且可被操作以在所述主動皮帶輪和所述多個從動皮帶輪之間傳送驅(qū)動力；以及柔性傳動皮帶張緊器，其可被操作以維持所述柔性傳動皮帶與所 述主動皮帶輪和所述多個從動皮帶輪中的至少一個之間的摩擦接合， 所述柔性傳動皮帶張緊器具有阻尼構(gòu)件，所述阻尼構(gòu)件包括阻尼器殼體；設(shè)置在所述阻尼器殼體內(nèi)的可變粘度流體，所述可變粘度流體被 配置成提供可變的阻尼率，且可被選擇性地操作以鎖緊所述柔性傳動 皮帶張緊器；導(dǎo)電線圈，其被設(shè)置在所述阻尼器殼體內(nèi)并緊靠所述可變粘度流 體，所述導(dǎo)電線圏被配置成產(chǎn)生適于選擇性地改變所述可變粘度流體 的粘度的磁場；以及設(shè)置在所述阻尼器殼體內(nèi)的活塞，所述活塞限定有凹槽，所述凹 槽被配置成保持所述導(dǎo)電線圈。
15. 如權(quán)利要求14所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述可變粘度流體是磁流變流體。
16. 如權(quán)利要求15所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，還包括電連接到所述導(dǎo)電線圏的控制器，所述控制器被配置成方便選擇 性地將電力傳送給導(dǎo)電線圈以改變所述磁流變流體的粘度。
17. 如權(quán)利要求16所述的汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)，其中 所述阻尼構(gòu)件包括設(shè)置在所述阻尼器殼體的端部內(nèi)的壓縮氣體增壓器。
全文摘要
本發(fā)明的裝置提供一種汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)。該汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)包括以可操作的方式與發(fā)動機相連的主動皮帶輪，和多個以可操作的方式與多個從動設(shè)備之一相連的從動皮帶輪。柔性傳動皮帶連接地耦聯(lián)主動皮帶輪和多個從動皮帶輪，且可被操作以在它們之間傳送驅(qū)動力。該汽車附件驅(qū)動系統(tǒng)還包括柔性傳動皮帶張緊器，所述張緊器可被操作以維持柔性傳動皮帶與主動皮帶輪和至少一個從動皮帶輪之間的摩擦接合。該柔性傳動皮帶張緊器具有阻尼構(gòu)件，所述阻尼構(gòu)件優(yōu)選地包括阻尼器殼體和設(shè)置在該阻尼器殼體內(nèi)的可變粘度流體。該可變粘度流體被配置成提供可變的阻尼率，且可選擇性地被操作以鎖緊柔性傳動皮帶張緊器。
文檔編號F16H7/08GK101360931SQ200680050964
公開日2009年2月4日 申請日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月23日
發(fā)明者C·S·納穆杜里 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司