CN107848369B - 用于运行驱动机动车辅助设备的皮带轮组件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行驱动机动车的辅助设备的皮带轮组件的方法，其中，皮带轮组件具有通过皮带与辅助设备连接的皮带轮和用于使皮带轮与机动车发动机的驱动轴耦合和/或解耦的可切换的自由轮，在所述机动车发动机中，在独立式空调运行开始之前，所述自由轮被加载以切换信号(12)，用于将自由轮切换到空转位置中以便使皮带轮解耦，并且随后在独立式空调运行开始之前引入测试转矩(14)到皮带轮中，在独立式空调运行时，电机通过皮带驱动空调设备的空调压缩机，其中，测试转矩(14)具有小于驱动轴在怠速状态中的最小牵引力矩和/或小于用于运行空调压缩机的名义额定转矩的值。通过引入到皮带轮中较小的测试转矩(14)能够检查自由轮是否卡住，并且在这种情况下，在要进行独立式空调运行之前，引入合适的措施用于消除卡住，使得能够实现机动车的少干扰的独立式空调运行。

Description

用于运行驱动机动车辅助设备的皮带轮组件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行驱动机动车辅助设备的皮带轮组件的方法，借助该方法可以在不同的运行模式之间转换。

背景技术

由WO 2015/014361 A2已知一种皮带轮组件，在该皮带轮组件中，一通过皮带与辅助设备耦合的皮带轮能够通过可切换的棘爪自由轮与机动车发动机的驱动轴耦合。在独立式空调运行中，在皮带轮与关断的机动车发动机的驱动轴解耦的情况下，借助附接在皮带上的皮带启动发电机(“RSG”)能够驱动空调设备的同样附接在皮带上的空调压缩机。

存在持续的需求：避免损害独立式空调运行的干扰。

发明内容

本发明的任务是，提出能够实现机动车的干扰少的独立式空调运行的措施。

根据本发明，通过具有本发明的特征的方法解决本任务。本发明的优选构型在以下说明中给出，所述优选构型能够分别单独地或以组合的方式示出本发明的一个方面。

根据本发明，设置一种用于运行驱动机动车的辅助设备的皮带轮组件的方法，其中，所述皮带轮组件具有通过皮带与辅助设备连接的皮带轮和用于将皮带轮与机动车发动机的驱动轴耦合和/或解耦的可切换的自由轮，在所述机动车发动机中，在独立式空调运行开始之前，以切换信号加载自由轮，用于将自由轮切换到用于使皮带轮解耦的空转位置中，并且随后在独立式空调运行开始之前将测试转矩引入到皮带轮中，在所述独立式空调运行时，电机通过皮带驱动空调设备的空调压缩机，其中，测试转矩具有小于驱动轴在怠速状态中的最小牵引力矩和/或小于用于运行空调压缩机的名义额定转矩的值。

在此利用下述知识：可切换的自由轮会卡在锁止位置中(在该锁止位置中皮带轮与驱动轴耦合)并且为了切换自由轮而引入的力可能不足以使自由轮运动到空转位置中。例如，所述自由轮能够具有在第一环中可摆动地支承的、构型为锁止棘爪的锁止元件，所述锁止元件能够配合到同轴线的第二环的凹部中，用于使第二环与第一环传递转矩地锁止。在所述环在锁止的转动方向上彼此过强地相对扭转时，锁止棘爪会如此程度地直起，使得其在第一环和第二环之间这样强地卡住，使得锁止位置不能够被为了切换自由轮而设置的致动装置移动到空转位置中。这在所希望的独立式空调运行时导致，关断的机动车发动机的驱动轴被无意地保持耦合在皮带轮上并且相应地高的牵引力矩作用在皮带轮上。附加的牵引力矩会导致，由电机提供的转矩不足以克服牵引力矩并且驱动空调设备的空调压缩机。即使电机能够克服作用的牵引力矩，那么电机必须以明显更高的功率运行，使得在尤其可充电电池中存储的电能可能不足以实际实现在独立式空调运行中设置的空气调节。

通过比较低的测试转矩，电机能够尝试以低的功率使皮带和皮带轮运动。如果自由轮没有卡住并且正确地切换到空转位置中，则皮带和皮带轮能够被电机驱动。所述运动能够容易地探测到并且标志着不存在由于自由轮而损害独立式空调运行的问题。替代地，如果皮带和皮带轮不能被测试转矩驱动，则这可能标志着损害独立式空调运行的问题。在这种情况下，例如能够自动地引入措施，以便释放卡住的自由轮，和/或发出警告信号，该警告信号将该问题通知驾驶员并且告知可能不能够进行稍后的独立式空调运行。由此，在尤其打算进行独立式空调运行之前，已经能够识别和/或解决损害独立式空调运行的问题。通过引入到皮带轮中的较低的测试转矩能够检查自由轮是否卡住，并且在这种情况下，在要进行独立式空调运行之前，引入合适的措施用于消除卡住，使得能够实现机动车的干扰少的独立式空调运行。

测试转矩的大小尤其可以如此设置，以至于设置在皮带轮组件中的解耦装置的弹簧元件能够被预紧。在测试转矩减退时，该弹簧元件能够弹性地弹回到其初始位置中，由此，能够将突然的冲量沿相反的周向方向作用到自由轮上。由解耦装置发起的所述冲量已经能足够用于消除自由轮的环的过强的相对扭转并且解决卡住。自由轮尤其集成到解耦装置中，从而得到相应短的力传递路径。优选地，测试转矩的引入重复至少一次。由此能够检查，通过之前引入测试转矩是否已经消除自由轮的抱死。必要时，能够在随后的重复中相应地提高测试转矩的值。尤其当多次重复引入测试转矩之后仍然不能探测到皮带和/或皮带轮的运动时，才能够发出故障信息。在这种情况下，可能存在妨碍自由轮切换到空转位置中的其它问题，例如，去往自由轮的致动器的切换信号已经中断。

一种合适的可切换的自由轮例如在WO 2015/021974 A1中说明，在此将该文献的内容作为本发明的一部分。自由轮的第一环能够构型为内环，而第二环构型为外环。替代地，第一环能够构型为外环，而第二环构型为内环。该自由轮的一个环尤其能够与皮带轮抗扭转地耦合，而另一环尤其能够与驱动轴抗扭转地耦合。尤其多个锁止元件沿周向方向均匀分布地布置，其中，能够设置多个沿周向方向锁止的第一锁止元件和多个沿与第一周向方向相反指向的第二周向方向锁止的第二锁止元件。第一环和/或第二环尤其具有锁止凹部，锁止元件尤其能够被切换环和/或弹簧元件压入到锁止凹部中进入锁止位置，以便在第一环和第二环之间传递转矩。在锁止位置中，锁止元件尤其会形状锁合地卡在第一环和第二环之间。自由轮尤其能够设置在与机动车发动机的驱动轴耦合的皮带轮中，尤其用于驱动机动车辅助设备和/或用于附接优选地构造为启动发电机的、用于启动机动车发动机的电机，以便使皮带轮通过自由轮与驱动轴耦合。自由轮尤其能够构型为可单侧切换的自由轮或可双侧切换的自由轮。自由轮例如能够构型为棘爪自由轮、夹紧体自由轮或滚子自由轮。为此，锁止元件尤其能够构型为以能摆动的方式支承的锁止棘爪，该锁止棘爪优选地能够在锁止位置中摆动到锁止凹部中。锁止元件也能够构型为夹紧体，该夹紧体例如能够以能倾翻的方式支承在笼中并且能够被切换环倾翻到在传递转矩时在锁止位置中尤其自加强的夹紧位置中。锁止元件也能够构型为滚动体、例如柱体或球，所述滚动体能够被切换环在周向方向上沿着倾斜面移动到在传递转矩时在锁止位置中尤其自加强的夹紧位置中。根据锁止元件的构型，锁止元件能够在空转位置和锁止位置之间运动时实施摆动运动、沿径向方向移位和/或沿周向方向移位。如果例如第二环超过第一环，则在自由轮锁止的状态中能够实现由第二环沿第一周向方向到第一环上的转矩传递。如果第一环超过第二环，则在自由轮锁止的状态中能够实现由第一环沿与第一周向方向相反的第二周向方向到第二环上的转矩传递。尤其设置切换环，用于使第一锁止元件在空转位置和锁止位置之间运动。该切换环例如能够借助致动器优选地抵抗回位弹簧的弹簧力被操纵。回位弹簧能够使切换环在致动器的操纵力减退时运动返回到限定的初始位置中。

测试转矩尤其能够由电机产生。为此，电机尤其与优选地可充电的机动车蓄电池电连接。电机尤其构型为启动发电机，尤其皮带启动发电机(“RSG”)，以便通过引入相应高的启动转矩来启动机动车发动机。

皮带轮例如能够通过扁平带、楔形带、齿形带衔接到辅助设备上，例如燃料泵、机油泵、启动发电机、空调压缩机上。皮带轮组件尤其能够具有用于保护皮带的皮带轮减振器和/或用于保护驱动轴的曲轴吸振器，以便减轻或吸收旋转振动和/或峰值转矩。

测试转矩的值尤其大于自由轮的锁止元件在用于使皮带轮与驱动轴耦合的锁止位置中所希望的最大夹紧力矩。在相反于为独立式空调运行而设置的测试转矩的旋转方向的情况下，这能够实现撤消自由轮的环的过强的相对转动并且为此克服在卡住位置中存在的摩擦力。

优选地设置：从测试转矩水平出发，使引入到皮带轮中的转矩提高到用于运行空调压缩机的额定转矩，或者从测试转矩水平出发，使引入到皮带轮中的转矩下降到零并且直到静止时间结束之后才使引入到皮带轮中的转矩提高到用于运行空调压缩机的额定转矩。由此能够直接在独立式空调运行开始之前引入测试转矩，并且在没有探测到卡住的自由轮的情况下提高到为独立式空调运行所设置的水平上。由此能够省去多次接通和关断电机。然而也能够在施加测试转矩的持续时间和开始独立式空调运行之间设置静止时间，在该静止时间内不由电机产生转矩。由此能够设置足够的时间用于自由轮状态的检查。测试转矩的引入尤其能够由此直接接着下述状况进行，在该状况中，自由轮应切换到空转位置中，使得已经能够以到独立式空调运行开始的显著间隔引入自由轮的检测和必要时的纠正措施。然后，如果应引入独立式空调运行，已经确保能够执行所述独立式空调运行，那么能够没有时间延迟地开始独立式空调运行。

特别优选地，测试转矩的旋转方向与用于运行空调压缩机的额定转矩的旋转方向相反。由此能够撤销自由轮的环的过强的相对扭转。

尤其在驱动轴静止时，由电机产生的测试转矩引入到皮带轮中。如果机动车发动机关断并且驱动轴静止，则在随后的的运行状态中通常或者启动机动车发动机或者开始独立式空调运行，其中，自由轮能够位于锁止位置中用于马达启动并且能够运动到空转位置中用于独立式空调运行。这能够实现，如果存在用于引入独立式空调运行的信号就仅引入测试转矩。如果自由轮本来为了随后的马达启动应当保持在锁止位置中，则能够避免借助由电机才会产生的启动转矩不必要地切换自由轮。由此能够保持低的自由轮负荷并且能够避免不必要的能量消耗。

优选地，在关断机动车发动机之后(尤其在启/停状况中)和在驱动轴减速旋转期间，以切换信号加载自由轮，用于使自由轮切换到空转位置中。通过减速旋转的驱动轴能够使自由轮的一个环被携动，使得在自由轮的环的低相对转速和低地施加的转矩时，自由轮能够容易地运动到其空转位置中。在此能够容易地释放可能卡住的锁止元件，而不必对此在驱动轴减速旋转期间引入独立产生的测试转矩。在此，尤其能够通过机动车发动机的旋转不均匀性引入测试转矩，而不必为此由电机产生测试转矩。来自机动车发动机的并且通过驱动轴引入到自由轮中的旋转不均匀性能够有利于从锁止凹部释放锁止元件并且避免卡住。必要时在驱动轴完全减速旋转到静止状态中之后，以切换信号加载自由轮，用于使自由轮切换到锁止位置中，使得自由轮能够在锁止元件没有卡住的情况下已经位于锁止位置中或者在随后引入转矩的情况下自动地运动到锁止位置中。

特别优选地设置：为了在独立式空调运行期间尤其借助电机来启动机动车发动机，皮带轮的转速下降到用于切换自由轮的限定的切换阈值以下，随后在皮带轮的转速在切换阈值下方时，自由轮切换到锁止位置中，用于使皮带轮与驱动轴耦合，并且随后尤其借助电机来启动机动车发动机。通过下降的转速，自由轮能够在相应小的转速差的情况下切换到其锁止位置中。由此例如能够避免：锁止元件完全没有到达锁止凹部中或者这样生硬地碰撞在锁止凹部中，使得锁止元件弯曲或在卡在锁止凹部中。由此能够降低在独立式空调运行时由于自由轮而出现干扰的风险。在自由轮切换到锁止位置中之后，必要时能够提高由电机引入的转矩，以便启动机动车发动机。在此，不需要使转速完全下降到零，从而机动车发动机能够相应地从独立式空调运行快速启动。

尤其在机动车发动机关断的情况下独立式空调运行结束之后，自由轮切换到锁止位置中，用于使皮带轮与驱动轴耦合。然后通过位于锁止位置中的自由轮，能够没有时间延迟地进行机动车发动机随后的启动。

优选地，在皮带轮静止时以切换信号加载自由轮，用于将自由轮切换到锁止位置中。如果在独立式空调运行结束之后皮带轮完全停转，则能够以用于锁止位置的切换信号加载自由轮。在自由轮的环在合适的相对位置中的情况下，那么能够没有卡住危险地使锁止元件运动到锁止凹部中。当环在为此不合适的相对位置中的情况下，锁止元件能够至少运动到锁止凹部附近，并且在用于机动车发动机的启动过程开始的情况下直接到达最近的锁止凹部中，而不用在此担心强的碰撞力，锁止元件会由于所述碰撞力而卡在锁止凹部中。

特别优选地，在以切换信号加载自由轮用于使自由轮切换到锁止位置中之后，引入切换转矩到皮带轮中，以便使自由轮运动到锁止位置中，其中，切换转矩具有小于驱动轴在怠速状态中的最小牵引力矩和/或小于用于运行空调压缩机的名义额定转矩的值。如果在加载切换信号之后，自由轮的锁止元件还没有到达锁止凹部中，则通过切换转矩能够使自由轮的环相对彼此扭转，使得锁止元件能够配合到锁止凹部中。此外，自由轮的环能够如此程度地相对彼此扭转，使得锁止元件抵靠在下述止挡部上，该止挡部由锁止凹部的沿周向方向指向的端部构造，使得用于机动车发动机随后的启动过程的自由轮已经位于尽可能优化的相对位置中。在此，切换转矩的值能相应于测试转矩的值或者甚至还更小地选择，只要切换转矩的值至少这样高，使得自由轮的环能够在未锁止的状态中相互扭转。优选地，切换转矩的值这样低，使得在自由轮的锁止位置中不能克服施加的牵引力矩。

附图说明

以下参考附图根据优选的实施例示例性地阐述本发明，其中，以下所示的特征不但能够分别单独地而且能够组合地示出本发明的一个方面。其示出了：

图1：用于启动独立式空调运行的第一运行策略的图表，

图2：用于启动独立式空调运行的第二运行策略的图表，

图3：用于结束独立式空调运行的第三运行策略的图表，和

图4：用于结束独立式空调运行的第四运行策略的图表。

具体实施方式

在图1所示的运行策略中，机动车发动机在所观察的时间t开始时例如是关断的，使得机动车发动机的发动机转速n_M位于怠速转速10以下并且是零。在这种状态中，机动车例如驻车地停放并且完全冷却或在启/停状况中短暂关断。在这种状况中，皮带轮组件的自由轮没有被致动器操纵并且处于锁止位置中，该锁止位置相应于“0”的切换状态12。皮带轮组件的皮带轮同样没有转动，使得皮带轮具有零的皮带轮转速n_R。构型为皮带启动发电机的电机同样没有通过皮带作用在皮带轮上，使得所述电机输出零转矩M。为了开始独立式空调运行，首先要使关断的机动车发动机的通过自由轮耦合到皮带轮上的驱动轴解耦。为此在时间点t₁尝试通过相应的切换信号使自由轮切换到其空转位置中，该空转位置相应于“1”的切换状态12。随后电机在电动机运行中运行并且输出较低的测试转矩14，该测试转矩通过作用在电机上的皮带引入到皮带轮中，所述皮带轮由此以测试转速16转动。例如，通过测量皮带轮的转速能够确定皮带轮转动。这表明，自由轮实际上位于空转位置中，并且没有因为例如自由轮的锁止元件已被卡住而相反于切换状态12的切换信号保留在锁止位置中。如果自由轮被卡住，则不可能在施加测试转矩14时测量到皮带轮的测试转速16。取而代之的是，皮带轮的转速将会仍然基本上是零。由于在皮带轮中存在测试转速16，随后能够使由电机输出的转矩M提高到额定转矩18，在所述测试转矩时能够以额定转速20驱动皮带轮和空调设备的通过皮带驱动的空调压缩机。由此实现了没有由于自由轮卡住而导致的干扰的独立式空调运行。

在图2所示的运行策略中，相比较于在图1中所示的运行策略，由电机产生的测试转矩14仅短暂地引入到皮带轮中并且随后在静止时间22期间又返回到零。如果在稍后的限定静止时间22结束的时间点希望独立式空调运行，则能够直接触发电机的额定转矩18和空调压缩机的额定转速20，因为在静止时间22开始之前已经通过测试转矩14确保自由轮处于其空转位置中。在此也能够将皮带和皮带轮的旋转方向设置到与在独立式空调运行中相反的方向中(以虚线示出)，由此能够降低自由轮的环的、可能存在的、过强的相对转动。

如果如在图3中所示，在运转的独立式空调运行中要启动机动车发动机，则电机能够在时间点t₁由电动机模式转换到发电机模式中并且由此使皮带制动，由此所述皮带轮的转速降低。如果皮带轮的转速下降到预定的切换转速以下，则在时间点t₂以切换信号加载自由轮，以便转换到锁止状态中。在时间点t₃，当自由轮可靠地处于锁止状态时，则电机在电动机模式中将启动转矩24引入到皮带轮中和机动车发动机的通过自由轮耦合上的驱动轴中，以便启动机动车发动机。在启动机动车发动机之后，机动车发动机能够以其怠速转速10运行。在此，机动车发动机能够产生这样高的功率，使得由机动车发动机产生的转矩M足够用于以额定转速20运行皮带轮和空调压缩机并且必要时甚至驱动在发电机模式中运行的电机。由此电机能够产生电能，该电能例如能够存储在可充电的蓄电池中，用于在下一个独立式空调运行期间使电机以电动机模式工作。

如果如在图4中所示，不应在运转的独立式空调运行中启动机动车发动机，则相比较于在图3中所示的运行策略能够在时间点t₁(独立式空调运行要结束时)使由电机输出的转矩M降低到零并且使皮带轮转速n_R减速到零。当皮带轮到达静止状态时，能够以切换信号加载自由轮，用于切换到锁止位置中。为了使自由轮实际上达到锁止位置，随后能够由电机短暂地引入小的切换转矩到皮带轮中，以便确保自由轮的锁止元件插入到锁止凹部中。在随后的机动车发动机的启动中能够直接没有时间延迟地由电机产生启动转矩24，而不必担心由于自由轮导致的干扰或延迟。

在图3中和/或在图4中所示的运行策略能够时间上衔接到在图1中和/或在图2中所示的运行策略上。

附图标记列表

10 怠速转速

12 切换状态

14 测试转矩

16 测试转速

18 额定转矩

20 额定转速

22 静止时间

24 启动转矩

26 切换转矩

M 转矩

n_M 发动机转速

n_R 皮带轮转速

t 时间

Claims (12)

1.用于运行驱动机动车的辅助设备的皮带轮组件的方法，

其中，所述皮带轮组件具有通过皮带与所述辅助设备连接的皮带轮和用于使所述皮带轮与机动车发动机的驱动轴耦合和/或解耦的、可切换的自由轮，

其中，在独立式空调运行开始之前，以切换信号(12)加载所述自由轮，用于将所述自由轮切换到用于使所述皮带轮解耦的空转位置中，在所述独立式空调运行中，电机通过所述皮带驱动空调设备的空调压缩机，并且

随后在所述独立式空调运行开始之前将测试转矩(14)引入到所述皮带轮中，其中，所述测试转矩(14)具有小于所述驱动轴在怠速状态中的最小牵引力矩和/或小于用于运行所述空调压缩机的名义的额定转矩的值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测试转矩(14)的值大于所述自由轮的锁止元件在用于使所述皮带轮与所述驱动轴耦合的锁止位置中所希望的最大夹紧力矩。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从所述测试转矩(14)的水平出发，使引入到所述皮带轮中的转矩(M)提高到用于运行所述空调压缩机的所述额定转矩(18)，或者，从所述测试转矩(14)的水平出发，使引入到所述皮带轮中的所述转矩(M)下降到零并且直到静止时间(22)结束之后才使引入到所述皮带轮中的所述转矩(M)提高到用于运行所述空调压缩机的所述额定转矩(18)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述测试转矩(14)的旋转方向与用于运行所述空调压缩机的所述额定转矩的旋转方向相反地指向。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在驱动轴静止时，将由电机产生的所述测试转矩(14)引入到所述皮带轮中。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在关断所述机动车发动机之后和在所述驱动轴减速旋转期间，以切换信号加载所述自由轮，用于使所述自由轮切换到所述空转位置中。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了在所述独立式空调运行期间启动所述机动车发动机，所述皮带轮的转速(n_R)下降到用于切换所述自由轮的限定的切换阈值以下，随后在所述皮带轮的转速(n_R)处于切换阈值以下的情况下，所述自由轮切换到用于使所述皮带轮与所述驱动轴耦合的锁止位置中，并且随后启动所述机动车发动机。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在机动车发动机关断情况下的所述独立式空调运行结束之后，所述自由轮切换到用于使所述皮带轮与所述驱动轴耦合的锁止位置中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，在皮带轮静止时以切换信号(12)加载所述自由轮，用于将所述自由轮切换到所述锁止位置中。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在以切换信号(12)加载所述自由轮用于使所述自由轮切换到所述锁止位置中之后，将切换转矩(26)引入到所述皮带轮中，以便使所述自由轮运动到所述锁止位置中，其中，所述切换转矩(26)具有小于所述驱动轴在所述怠速状态中的最小牵引力矩和/或小于用于运行所述空调压缩机的名义的额定转矩的值。

11.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述机动车发动机的启/停状况中，以切换信号加载所述自由轮，用于使所述自由轮切换到所述空转位置中。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，借助所述电机启动所述机动车发动机。

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