專利名稱：汽車傳動裝置三角筋條皮帶可調式張緊裝置的控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車發(fā)動機三角筋條皮帶的張緊裝置和相應的三角筋條皮帶張緊方法及計算機程序產品。
背景技術：
也稱為多V形皮帶的三角筋條皮帶，可看到大量應用于實現(xiàn)汽車內的皮帶傳動裝置，尤其用于驅動輔助或附加設備。借助這種皮帶傳動裝置，輔助或附加設備，如冷卻劑泵、 空調壓縮機、發(fā)電機、伺服泵等，可以由主設備或由發(fā)動機的曲軸在從動側借助這種皮帶傳動裝置驅動。楔形皮帶、三角筋條皮帶或多V形皮帶往往靜力張緊，或可以有自動張緊系統(tǒng)，尤其用于保持盡可能恒定的皮帶緊度。在傳統(tǒng)的皮帶傳動裝置中，皮帶緊度設計為，針對可想到的皮帶傳動裝置所有工作狀況，能保證在皮帶驅動側與皮帶從動側的皮帶輪之間充分可靠地傳遞扭矩。能去激活或能可變地接通的輔助設備，例如空調設備的空調壓縮機，在其接入皮帶傳動裝置的時刻， 導致至少短時峰值負荷。此外，尤其在內燃機低轉速區(qū)內，會出現(xiàn)驅動側曲軸的旋轉不均勻度，亦即偏離平均角速度。這種僅在有限時間內和工作中難得出現(xiàn)的峰值負荷或旋轉不均勻度，要求比較大的皮帶緊度。為了能應對各種極限狀態(tài)，以及即使在空調壓縮機接通時或在出現(xiàn)旋轉不均勻度時仍能保證充分傳遞扭矩，三角筋條皮帶的緊度按標準針對這些極限情況設計，以及應固定調整為比較高的緊度水平。多V形皮帶或三角筋條皮帶迄今通常比較大的緊度，隨之而來的是高的摩擦損失和參與的皮帶輪的軸承比較高的機械負荷。這除了使耗油量增加外，還會導致三角筋條皮帶或皮帶輪及與三角筋條皮帶作用連接的輔助設備的相關軸承縮短使用壽命。

發(fā)明內容
本發(fā)明在這方面的目的是，提供一種改進的汽車三角筋條皮帶張緊裝置，它可以延長三角筋條皮帶的使用壽命并減小參與的皮帶輪及其軸承的機械負荷。此外，按本發(fā)明張緊裝置的目的是降低內燃機的耗油量。此外，張緊裝置在結構和加工技術方面應能特別方便和簡單地實觀。本發(fā)明的目的通過按本發(fā)明的張緊裝置、按本發(fā)明的汽車發(fā)動機裝置、按本發(fā)明的汽車、按本發(fā)明的方法以及按本發(fā)明的計算機程序產品達成。按本發(fā)明的張緊裝置針對汽車三角筋條皮帶或多V形皮帶傳動裝置設計。它有至少一個與三角筋條皮帶直接作用連接的張緊輪以及配備一些控制器，它們設計用于，根據(jù)至少一個在驅動側和/或從動側與三角筋條皮帶連接的皮帶輪的瞬時工作狀態(tài)，改變張緊輪的位置和/或構型。以此方式可以按照當前存在的工作狀態(tài)，可變地調整三角筋條皮帶的緊度，而且調整到與具體工作狀態(tài)相適應的最佳緊度。
尤其可例如與傳統(tǒng)的張緊裝置相比降低三角筋條皮帶的基本緊度，以便例如減少皮帶傳動裝置工作時的摩擦損失，并由此降低汽車發(fā)動機的耗油量。此外，除了減少摩擦損失外，通過減小三角筋條皮帶的基本緊度，業(yè)已證實也有利的是可以減小施加在參與的皮帶輪軸承上的徑向作用力。通過按本發(fā)明提供的三角筋條皮帶的緊度可變和符合工作條件地適應于皮帶傳動裝置、其相關的皮帶輪和與之作用連接的主設備或輔助設備的分別瞬時存在的工作狀態(tài)，在需要的情況下可以增大三角筋條皮帶的緊度，為的是例如在出現(xiàn)峰值負荷時，為了避免滑動或其他工作缺陷，能提供足夠高的皮帶緊度。在這方面尤其規(guī)定，基本上僅在對于皮帶傳動裝置為關鍵性工作狀態(tài)的延續(xù)時間內，才將皮帶緊度暫時提高到規(guī)定或可變地調整的量。按本發(fā)明第一種有利的進一步發(fā)展，為了可變地調整三角筋條皮帶緊度，在汽車發(fā)動機工作時可調整張緊輪支撐軸線的位置和/或定向，其中三角筋條皮帶經(jīng)由該張緊輪運行。因此可以規(guī)定，張緊輪可平移或可回轉地改變其位置和/或其定向，使經(jīng)由張緊輪運行的三角筋條皮帶經(jīng)受與之相應地增大或減小的緊度。按其有利的進一步發(fā)展還規(guī)定，張緊輪的支承軸線可借助電動或氣動伺服驅動器移動和/回轉。有利的是，支承軸線的位置可以沿徑向改變。此外，一個或多個伺服驅動器可以與一個或與多個蓄能器，如彈簧或氣壓彈簧配合作用，以便能實現(xiàn)張緊輪支承軸線的位置和狀態(tài)調整。此外按另一項有利的設計規(guī)定，控制器設計為，當出現(xiàn)發(fā)動機的低轉速時和/或當發(fā)生超過規(guī)定閾值的驅動側旋轉不均勻度時，通過相應地調整張緊輪至少暫時增大三角筋條皮帶的緊度。內燃機的旋轉不均勻度典型地發(fā)生在低轉速區(qū)。例如曲軸角速度的波動當然伴隨有曲軸相應的加速和減速。為了使這種旋轉不均勻度也能盡量無滑動地傳給皮帶傳動裝置，在相應地規(guī)定的轉速范圍內或基于可測得的出現(xiàn)離曲軸平均角速度超過規(guī)定閾值的偏差，將三角筋條皮帶的緊度增大例如一個規(guī)定的量。此外按另一項有利的設計在這方面可以規(guī)定，控制器設計為，已經(jīng)在準備階段和/ 或當作用在三角筋條皮帶上的從動側負荷出現(xiàn)增大或提高時，至少暫時增大三角筋條皮帶的緊度。這種情況尤其發(fā)生在空調設備的接通過程中或在將空調壓縮機接入三角筋條皮帶傳動裝置中時。為了使三角筋條皮帶的那些無法拒絕出現(xiàn)的峰值負荷不會引發(fā)滑動或類似的工作缺陷，按本發(fā)明優(yōu)選地在空調壓縮機皮帶輪接入前便已經(jīng)增大三角筋條皮帶的緊度。在這方面尤其可以規(guī)定，將空調壓縮機在時間上遲于使用者開始操作空調設備地接入皮帶傳動裝置中。一旦空調壓縮機已接入皮帶傳動裝置并通過三角筋條皮帶受到盡量均勻的驅動， 三角筋條皮帶的緊度便能有利地重新降低到原先規(guī)定的基本緊度。因此按本發(fā)明另一項優(yōu)選的設計還規(guī)定，控制器設計為，基于驅動側旋轉不均勻度減小和/或基于從動側負荷減小，將三角筋條皮帶的緊度重新降低到一個規(guī)定的量。按一種進一步發(fā)展也可以規(guī)定，控制器根據(jù)至少一個皮帶輪的可測量的工作狀態(tài)參數(shù)，自動確定張緊輪構型的調整或改變量。就此而言，三角筋條皮帶緊度可以按大小可變和最佳地適應皮帶傳動裝置具體存在的工作狀態(tài)。
此外按另一項有利的設計可以規(guī)定，控制器測量多個通過三角筋條皮帶互相直接作用連接的皮帶輪的角速度，以及基于測得或發(fā)生的那些角速度彼此相比的偏離，提高或降低三角筋條皮帶的緊度，直至可測量的偏差重新下降到低于規(guī)定的閾值。就此而言，控制器不僅定性而且也定量地確定緊度增大或緊度減小的程度，和/ 或為了達到使消耗優(yōu)化的三角筋條皮帶緊度反復改變。按本發(fā)明有利的進一步發(fā)展還規(guī)定，控制器可以集成在發(fā)動機控制設備內。在這方面業(yè)已證實特別有利的是，在發(fā)動機控制設備中本來就存在的汽車或發(fā)動機專用參數(shù)， 可用于確定皮帶傳動裝置或通過它接合的輔助和主設備的瞬時工作狀態(tài)。就此而言，可有利地取消單獨通過傳感器檢測三角筋條皮帶或通過它互相接合的皮帶輪的工作狀態(tài)參數(shù)。因此可例如規(guī)定，控制器直接組合在發(fā)動機控制設備中并因而集成在發(fā)動機電子設備內。就此而言僅需按本發(fā)明的方式在結構上進一步發(fā)展現(xiàn)有三角筋條皮帶傳動裝置張緊裝置的張緊輪，尤其應設置一個可電控的伺服驅動器并將其與發(fā)動機控制設備接合。在這里，控制器本身可以優(yōu)選地以計算機執(zhí)行的電路的形式實現(xiàn)。此外本發(fā)明還涉及一種汽車發(fā)動機裝置，包括一臺內燃機和三角筋條皮帶以及上述的用于在發(fā)動機工作時可變地和暫時改變三角筋條皮帶緊度的張緊裝置。在這里，本發(fā)明還涉及一種汽車，其包括一個這種汽車發(fā)動機裝置或按本發(fā)明設計的、用于可變地尤其暫時使三角筋條皮帶緊度適應于皮帶傳動裝置當時存在的工作參數(shù)的張緊裝置。在另一個獨立的方面，本發(fā)明還涉及一種改變汽車三角筋條皮帶緊度的方法，在方法的第一個步驟中，確定至少一個在驅動側和/或從動側的皮帶輪的瞬時工作狀態(tài)。為此可能的皮帶輪全部以傳遞扭矩的方式與三角筋條皮帶連接。皮帶輪可例如承擔驅動三角筋條皮帶的功能并與之相應地例如安裝在內燃機的曲軸上。其他與三角筋條皮帶機械上相互作用的皮帶輪大多可設置在皮帶從動側，也就是說，它們由環(huán)繞的三角筋條皮帶驅動。從動側的皮帶輪例如規(guī)定用于發(fā)電機、伺服泵、空調壓縮機和/或用于冷卻劑泵。在另一個步驟中，根據(jù)獲知的至少一個皮帶輪的工作狀態(tài)，通過改變一個與三角筋條皮帶直接作用連接的張緊輪的位置和/或通過改變其構型，針對工作條件調整三角筋條皮帶緊度。在這里，尤其規(guī)定與基本緊度相比至少暫時增大三角筋條皮帶緊度，為的是例如在曲軸出現(xiàn)旋轉不均勻度時或在接入空調壓縮機的情況下，能充分截獲并補償對于皮帶傳動裝置而言為關鍵性的工作狀態(tài)，從而甚至在皮帶傳動裝置這種關鍵性的工作狀態(tài)下也能可靠工作。為了針對工作條件調整或根據(jù)具體情況優(yōu)化三角筋條皮帶緊度，張緊輪的位置必要時還有構型，例如其外圓周，相對比先有技術低的基本緊度可變但優(yōu)選地僅暫時改變，尤其提高，以增大或減小三角筋條皮帶緊度。按本發(fā)明另一種有利的進一步發(fā)展，為了確定主設備和輔助設備皮帶傳動裝置或皮帶輪的工作狀態(tài)，測量發(fā)動機轉速和/或至少一個驅動三角筋條皮帶的軸，優(yōu)選曲軸的旋轉不均勻度。作為補充，按一種進一步發(fā)展可以規(guī)定，還通過傳感器檢測施加在三角筋條皮帶上的從動側負荷。為此例如可以應用張緊輪的一種彈簧加載裝置，其中，從動側負荷和/或三角筋條皮帶瞬時存在的緊度，可借助彈簧或類似的蓄力件的偏移測量或通過傳感器檢測。按另一種有利的設計，施加在三角筋條皮帶上的從動側負荷，也可以借助由三角筋條皮帶驅動的輔助設備的數(shù)量和/或借助其瞬時的構型確定。在這里，為了按本發(fā)明調整三角筋條皮帶緊度，僅借助接通的輔助設備的數(shù)量便已足以估算從動側的負荷。例如可以規(guī)定，在空調設備的接通過程中，三角筋條皮帶緊度在規(guī)定的時間段內從其基本緊度出發(fā)提高一個預先給定的固定量，其中，所述時間段的長度典型地大于為將空調壓縮機接入三角筋條皮帶傳動裝置所需要的時間間隔。在另一個獨立的方面，本發(fā)明還涉及一種針對工作條件調整汽車三角筋條皮帶緊度用的計算機程序產品，它配備有用于確定至少一個在驅動側和/或從動側與三角筋條皮帶連接的皮帶輪瞬時工作狀態(tài)的程序方法，以及用于根據(jù)獲知的工作狀態(tài)，針對工作條件調整三角筋條皮帶緊度的程序方法，其中后者還設計用于，改變與三角筋條皮帶直接作用連接的張緊輪的位置和/或構型。


從下面借助附圖對實施例的說明中可看出本發(fā)明的其他特征、目的和有利的應用可能性。圖1示意表示具有按本發(fā)明的張緊裝置的汽車發(fā)動機三角筋條皮帶傳動裝置；以及圖2示意表示包括發(fā)動機的汽車簡圖，發(fā)動機有圖1所示的張緊裝置。
具體實施例方式圖2示意表示形式上為轎車(PKW)的汽車1簡圖，它有一臺在圖1中詳細表示的內燃機10。圖1示意表示內燃機10的三角筋條皮帶傳動裝置簡圖，內燃機10的曲軸在從動側設有一個皮帶輪18。在圖1所示的汽車發(fā)動機裝置10中，還設有另一些在這里沒有詳細表示的輔助或附加設備。皮帶輪16例如配屬于發(fā)電機，以及皮帶輪14配屬于冷卻劑泵。在圖1中表示的全部皮帶輪14、16、18，通過閉合環(huán)繞的三角筋條皮帶12互相接合。在發(fā)動機運行并因而皮帶輪18旋轉時，輔助或附加設備，例如發(fā)電機或冷卻劑泵，被持續(xù)驅動，或例如空調壓縮機被臨時驅動。圖示的皮帶傳動裝置還有一個張緊輪20，它的旋軸軸線或支承軸線觀在發(fā)動機工作時可以就地移動。圖1借助虛線22、24J6表示張緊輪20 —些可能的不同狀態(tài)和位置。 借助張緊輪20通過伺服驅動器34實現(xiàn)的移動到一個用虛線M表示的位置，可以增加三角筋條皮帶12的緊度，以及通過張緊輪20相應地反向移動到例如用數(shù)字沈表示的線上，可以減小其緊度。張緊輪20的位置可借助在這里沒有詳細表示的控制器30，例如在位置22J4和 26之間，可變地和在發(fā)動機10工作時改變。尤其規(guī)定，三角筋條皮帶12采用比較小的基本緊度，以及張緊輪20總是僅根據(jù)具體狀況和暫時為了增加三角筋條皮帶緊度而移動或也可以回轉。暫時增加三角筋條皮帶緊度，應例如就在將一個在這里沒有具體表示的空調壓縮機接入皮帶傳動裝置之前或在其接入期間，和/或例如在出現(xiàn)曲軸18旋轉不均勻度時實施。在這里，實際上的控制器30可以以軟件的形式在發(fā)動機控制設備32中執(zhí)行。圖示的實施形式僅展示本發(fā)明可能的設計，對此可以設想并在本發(fā)明框架內的其他許多變型方案。作為范例表示的實施例絕不在本發(fā)明的范圍、可用性或構型可能性方面限制設計。本說明書只是向專業(yè)人員表明按本發(fā)明的實施例一種可能的執(zhí)行。因此，對所介紹的構件的功能及配置可以進行各式各樣的變更，此時并不脫離通過下面的權利要求書確定的保護范圍或與其等同保護范圍。附圖標記列表
1汽車
10汽車發(fā)動機裝置
12三角筋條皮帶
14、16、18皮帶輪
20張緊輪
22,24,26旋轉或支承軸線的位置
28張緊輪的旋轉或支承軸線
30控制器
32發(fā)動機控制設備
34伺服驅動器
權利要求
1.一種用于汽車(1)的三角筋條皮帶(1 的張緊裝置，包括至少一個與三角筋條皮帶(1 直接作用連接的張緊輪00)和一些控制器(30)，這些控制器(30)設計用于，根據(jù)至少一個在驅動側和/或從動側與三角筋條皮帶(1 連接的皮帶輪(14、16、18)的瞬時工作狀態(tài)，改變張緊輪00)的位置和/或構型，用于針對工作條件調整三角筋條皮帶(12)的緊度。
2.按照權利要求1所述的張緊裝置，其中，在汽車發(fā)動機(10)工作時可調整所述張緊輪00)的支承軸線08)的位置和/或定向。
3.按照權利要求2所述的張緊裝置，其中，所述張緊輪OO)的支承軸線08)可借助電動或氣動伺服驅動器(34)移動和/回轉。
4.按照上述任一項權利要求所述的張緊裝置，其中，所述控制器(30)設計為，當出現(xiàn)發(fā)動機的低轉速時和/或當發(fā)生超過規(guī)定閾值的驅動側旋轉不均勻度時，增大三角筋條皮帶(12)的緊度。
5.按照上述任一項權利要求所述的張緊裝置，其中，所述控制器(30)設計為，在準備階段和/或當作用在三角筋條皮帶(1 上的從動側負荷出現(xiàn)增大或提高時，增大三角筋條皮帶(12)的緊度。
6.按照權利要求4或5所述的張緊裝置，其中，所述控制器(30)設計為，在驅動側的旋轉不均勻度減小和/或從動側負荷減小時，將三角筋條皮帶(1 的緊度降低到規(guī)定的量。
7.按照上述任一項權利要求所述的張緊裝置，其中，所述控制器(30)設計為，根據(jù)至少一個皮帶輪(14、16、18)的可測量的工作狀態(tài)參數(shù)確定張緊輪OO)構型的調整或改變量。
8.按照上述任一項權利要求所述的張緊裝置，其中，所述控制器(30)可以集成在發(fā)動機控制設備(32)內。
9.一種汽車發(fā)動機裝置，包括三角筋條皮帶(1 和按照上述任一項權利要求所述的張緊裝置。
10.一種汽車，包括按照權利要求9所述的汽車發(fā)動機裝置和按照權利要求1至8之一所述的張緊裝置。
11.一種改變汽車的三角筋條皮帶(1 緊度的方法，包括下列步驟-確定至少一個在驅動側和/或從動側與三角筋條皮帶(1 處于連接狀態(tài)的皮帶輪 (14、16、18)的瞬時工作狀態(tài)，-根據(jù)獲知的工作狀態(tài)，通過改變一個與三角筋條皮帶(12)直接作用連接的張緊輪 (20)的位置和/或構型，針對工作條件調整三角筋條皮帶的緊度。
12.按照權利要求11所述的方法，其中，為了確定工作狀態(tài)，測量發(fā)動機轉速和/或至少一個驅動三角筋條皮帶(1 的軸(18)的旋轉不均勻度。
13.按照權利要求11或12所述的方法，其中，通過傳感器檢測施加在三角筋條皮帶 (12)上的從動側負荷。
14.按照權利要求11至13之一所述的方法，其中，施加在三角筋條皮帶(1 上的從動側負荷，借助由三角筋條皮帶(12)驅動的輔助設備的數(shù)量和/或它們瞬時的構型確定。
15.一種改變汽車三角筋條皮帶(1 緊度的計算機程序產品，包括-用于確定至少一個在驅動側和/或從動側與三角筋條皮帶(1 連接的皮帶輪(14、·16.18)瞬時工作狀態(tài)的程序方法，以及-用于根據(jù)獲知的工作狀態(tài)，通過改變與三角筋條皮帶(12)直接作用連接的張緊輪 (20)的位置和/或構型,針對工作條件調整三角筋條皮帶緊度的程序方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車三角筋條皮帶(12)的張緊裝置，包括至少一個與三角筋條皮帶(12)直接作用連接的張緊輪(20)和一些控制器(30)，它們設計用于，根據(jù)至少一個在驅動側和/或從動側與三角筋條皮帶(12)連接的皮帶輪(14、16、18)的瞬時工作狀態(tài)，改變張緊輪(20)位置和/或構型，用于針對工作條件調整三角筋條皮帶(12)的緊度。
文檔編號F16H7/08GK102401097SQ20111026649
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權日2010年9月9日
發(fā)明者T.米勒 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司