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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem
mit einem selektiv blockierbaren Spanner für einen flexiblen Antriebsriemen
und ein Verfahren zum Wiederanlassen eines mit einem Riemen-Generator-Anlasser-System (belt
alternator starter system, BAS-System)
ausgestatteten Verbrennungsmotors bereit.
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Mit
dem gegenwärtigen
Wunsch nach kraftstoffsparenden und schadstoffarmen Fahrzeugen sind
viele neuartige Lösungen
für eine
Verbrennungsmotorarchitektur und Betriebsstrategien entwickelt worden.
Eine derartige Idee ist das Riemen-Generator-Anlasser-System (belt
alternator starter system, BAS-System). Dieses System schafft Zuwächse bei
der Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch das Abschalten des Verbrennungsmotors
während
einer Leerlaufbetriebsart, und ermöglicht eine frühe Kraftstoffabschaltung
während
des Verzögerns.
Das BAS-System kann außerdem
ein regeneratives Bremsen ermöglichen.
Das BAS-System kombiniert Motorsteuerungen mit einem kombinierten
Generator/Anlassermotor, der mit Bezug zum Verbrennungsmotor in
einer typischen Nebenaggregatantriebsposition angebracht ist. Auf
diese Weise hat diese BAS-Strategie verglichen mit anderen Hybridstrategien
einen minimalen Einfluss auf Motor- und Kraftübertragungsarchitekturen.
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Das
typische Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem umfasst eine Antriebsriemenscheibe, die
mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors, typischerweise der
Kurbelwelle, verbunden ist. Diese Riemenscheibe ist von einem flexiblen
Antriebsriemen umschlungen, der wiederum um mehrere angetriebene
Riemenscheiben herumgeschlungen ist. Dieser flexible Antriebsriemen überträgt Antriebskräfte zwischen
der Antriebsriemenscheibe und den angetriebenen Riemenscheiben.
Die angetriebenen Riemenscheiben können an bekannten Nebenaggregaten
wie beispielsweise einer Lenkhilfepumpe, einem Klimaanlagenkompressor,
einem Generator und einer Sekundärluftpumpe
festlegbar angeordnet sein. Jedoch können einige dieser angetriebenen Riemenscheiben
Umlenkrollen sein, die zum Sicherstellen einer angemessenen Riemenumschlingung einer
bestimmten angetriebenen Riemenscheibe oder zum Sicherstellen einer
angemessenen Riemenführung
verwendet werden.
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Das
BAS-System verwendet einen kombinierten Anlasser/Generatormotor,
der mit Bezug zu den anderen Bestandteilen des Nebenaggregatantriebssystems
angebracht ist. Dieses System kombiniert den Generator und den Anlassermotor
in einer Vorrichtung, die tatsächlich
in der gleichen Weise und in tatsächlich dem gleichen Bauraum
wie ein herkömmlicher
Generator angebracht werden kann. Das BAS-System muss in der Lage
sein, ein Wiederanlassen des Verbrennungsmotors schnell und leise
zu bewirken. Der Verbrennungsmotor wird durch die kombinierte Generator/Anlassermotoreinheit
angelassen, deren angetriebene Riemenscheibe mit der an der Abtriebswelle
des Verbrennungsmotors angebrachten Antriebsriemenscheibe durch
einen flexiblen Antriebsriemen verbunden ist. Dieser flexible Antriebsriemen
besitzt eine gespannte oder straffe Seite und eine schlaffe Seite,
während
der Verbrennungsmotor in Betrieb ist. Es wird typischerweise ein
Spanner für
den flexiblen Antriebsriemen verwendet, um Spannung auf der schlaffen
Seite des flexiblen Antriebsriemens aufrechtzuerhalten. Ohne diese
Spannung kann der flexible Antriebsriemen durchrutschen, was infolge "Riemenquietschen" oder, in extremen
Fällen,
eine Beschädigung
des Riemens und einen Verlust der Nebenaggregat funktion verursachen
kann. Ein typischer Spanner für
den flexiblen Antriebsriemen umfasst eine Umlenkrolle, die mit dem
flexiblen Antriebsriemen zusammenwirkt, eine Feder zum Bereitstellen
der notwendigen Kraft an die Umlenkrolle und einen viskosen Dämpfer, der
zum Dämpfen
von jeglichen Resonanzen betreibbar ist, die durch den flexiblen
Antriebsriemen im Spanner hervorgerufen werden können.
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Wenn
eine Anforderung zum Wiederanlassen des Verbrennungsmotors durchgeführt wird,
wird die am kombinierten Generator/Anlassermotor angebrachte angetriebene
Riemenscheibe die zum Anlassen des Verbrennungsmotors notwendige
Drehkraft an die angebrachte Abtriebswelle über den flexiblen Antriebsriemen
weitergeben. Infolgedessen wird die normalerweise schlaffe Seite
des flexiblen Antriebsriemens während
des Wiederanlassens des Verbrennungsmotors zur gespannten Seite.
Um die erforderliche Reibungskraft zwischen dem flexiblen Antriebsriemen
und der Antriebsriemenscheibe und den angetriebenen Riemenscheiben
während
des Wiederanlassens aufrechtzuerhalten, wird häufig ein Spanner für den flexiblen
Antriebsriemen mit einer sehr hohen Federkraft verwendet. Diese
Federkraft ist sehr viel größer als
notwendig, um die Spannung der schlaffen Seite für ein Nicht-BAS-System oder
für das
BAS-System während
des Betriebs des Verbrennungsmotors aufrechtzuerhalten.
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US-Patent
4,758,208, an Batos et al., am 19. Juli 1988 an die Anmelderin der
vorliegenden Erfindung erteilt, und hiermit durch Bezugnahme in
seiner Gesamtheit miteinbezogen, beschreibt eine mechanische Riemenspanneranordnung,
die das Umkehrreaktionsdrehmoment verwendet, das durch den Wechsel
von der Generatorbetriebsart zur Anlassbetriebsart und umgekehrt
entsteht, um aus einem Paar von Spannerarmen einen zum Spannen der
schlaffen Seite des flexiblen Antriebsriemens eines BAS-Nebenaggregatantriebssystems
mechanisch auszuwählen.
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In
Anbetracht des Vorhergehenden stellt die vorliegende Erfindung ein
verbessertes Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem bereit, das
einen selektiv blockierbaren Spanner für einen flexiblen Antriebsriemen
umfasst, der insbesondere für
Verbrennungsmotoren nützlich
ist, die das BAS-System verwenden. Zusätzlich stellt die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zum Wiederanlassen eines mit einem BAS-System
ausgerüsteten
Verbrennungsmotors bereit.
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Die
vorliegende Erfindung verwendet ein Fluid variabler Viskosität innerhalb
des Dämpfungselements
des Spanners für
den flexiblen Antriebsriemen, das zum Blockieren des Spanners für den flexiblen
Antriebsriemen in einer Stellung betreibbar ist, wenn es mit Energie
beaufschlagt wird. Dieses Fluid variabler Viskosität kann in
seiner Eigenschaft magnetorheologisch oder elektro-rheologisch sein.
Das magneto-rheologische Fluid wird in Anwesenheit eines Magnetfeldes
einen wesentlichen Anstieg der Viskosität oder des Fließwiderstandes
zeigen. Dieses Magnetfeld ist häufig
ein durch eine Spule erzeugtes elektromagnetisches Feld. Im Gegensatz dazu
wird das elektro-rheologische Fluid durch die Anwesenheit eines
elektrischen Feldes innerhalb des Fluids mit Energie beaufschlagt.
Dieses Feld wird im elektro-rheologischen Fluid durch innerhalb
des elektrorheologischen Fluides angebrachte Elektroden erzeugt.
Die Viskosität
sowohl des magneto-rheologischen als auch des elektro-rheologischen
Fluides wird bis zu einem Punkt annähernder Verfestigung ansteigen,
wenn es mit Energie beaufschlagt wird.
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Wenn
eine Anforderung zum Anlassen von dem Bediener des mit dem BAS-System
ausgestatteten Fahrzeugs durchgeführt wird, üblicherweise durch Umdrehen
des Zündschlüssels oder
durch Loslassen des Bremspedals, wird eine Steuerungseinheit den
Spanner für
den flexiblen Antriebs remen zum Blockieren der Stellung anweisen.
Diese selektiv blockierbare Eigenschaft kann entweder durch ein Beaufschlagen
des Dämpfungselements
mit einem Magnetfeld, wenn der Dämpfer
mit magneto-rheologischem Fluid gefüllt ist, oder einem elektrischen Feld
im Fall des elektrorheologischen Fluides erreicht werden. Die Viskosität des Fluids
wird bis zu einem solchen Grad ansteigen, dass das Dämpfungselement
des Spanners blockiert wird. Die Steuerungseinheit wird nachfolgend
den kombinierten Generator/Anlassermotor zum Anlassen des Verbrennungsmotors
anweisen. Nach dem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors wird die
Steuerungseinheit das Fluid variabler Viskosität nicht mit Energie beaufschlagen,
wodurch der Spanner für
den flexiblen Antriebsriemen freigegeben wird. Sowohl das magneto-rheologische
als auch das elektro-rheologische Fluid erhalten ausgezeichnete
Dämpfungseigenschaften
zurück,
wenn sie nicht mit Energie beaufschlagt werden, wodurch der normale
Betrieb des Spanners für
den flexiblen Riemen nicht beeinträchtigt wird. Die Möglichkeit
zum selektiven Blockieren und Freigeben des Spanners für den flexiblen
Antriebsriemen wird die Notwendigkeit für eine übermäßig angreifende Federkraft
für den
Spanner für
den flexiblen Antriebsriemen umgehen. Deshalb können die Lebensdauer des flexiblen
Antriebsriemens und die Lebensdauer der Lager der Nebenaggregatantriebsbauteile
durch die Benutzung der vorliegenden Erfindung ansteigen.
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Entsprechend
stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem
bereit, welches eine mit einer Motorabtriebswelle verbundene Antriebsriemenscheibe
und mehrere angetriebene Riemenscheiben umfasst, die jeweils mit einer
von mehreren angetriebenen Vorrichtungen verbunden sind. Weiterhin
wird ein flexibler Antriebsriemen bereitgestellt, der die Antriebsriemenscheibe und
die mehreren angetriebenen Riemenscheiben verbindend koppelt und
zum Übertragen
von Antriebskräften
zwischen der Antriebsriemenscheibe und der Mehrzahl von angetriebenen
Riemenscheiben betreibbar ist. Außerdem wird ein selektiv blockierbarer
Spanner für
den flexiblen Antriebsriemen bereitgestellt, welcher zum Aufrechterhalten
eines Reibungseingriffs zwischen dem flexiblen Antriebsriemen und
der Antriebsriemenscheibe und zumindest einer von mehreren angetriebenen
Riemenscheiben betreibbar ist, wobei der Spanner für den flexiblen
Antriebsriemen ein Dämpfungselement
umfasst, welches ein darin angeordnetes Fluid variabler Viskosität aufweist.
Das Fluid variabler Viskosität
ist betreibbar zum Blockieren des Spanners für den flexiblen Antriebsriemen,
wenn das Fluid variabler Viskosität mit Energie beaufschlagt
ist, und zum Freigeben des Spanners für den flexiblen Antriebsriemen, wenn
das Fluid variabler Viskosität
nicht mit Energie beaufschlagt ist. Eine Steuerungseinheit, die
betreibbar ist, um das im Dämpfungselement
des Spanners für
den flexiblen Antriebsriemen angeordnete Fluid variabler Viskosität selektiv
mit Energie zu beaufschlagen und nicht mit Energie zu beaufschlagen, wird
ebenfalls bereitgestellt.
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Das
Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem der vorliegenden Erfindung
kann eine von mehreren angetriebenen Riemenscheiben aufweisen, die
mit einem kombinierten Generator/Anlassermotor verbunden ist.
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Das
Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem der vorliegenden Erfindung
kann eine Dämpfungselement
aufweisen, das mit einem Fluid variabler Viskosität, wie beispielsweise
einem magneto-rheologischen Fluid gefüllt ist, welches durch ein Magnetfeld
mit Energie beaufschlagbar ist, das innerhalb des magneto-rheologischen
Fluids durch eine leitfähige,
mit Bezug zum Dämpfungselement angebrachte
Spule erzeugt ist.
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Alternativ
kann das Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem der vorliegenden
Erfindung ein Dämpfungselement
aufweisen, das mit einem Fluid variabler Viskosität wie beispielsweise
einem elektro-rheologischen Fluid gefüllt ist, welches durch ein elektrisches
Feld mit Energie beaufschlagbar ist, das innerhalb des elektro-rheologischen
Fluids durch eine Mehrzahl von innerhalb des Dämpfungselements angebrachten
und mit dem elektro-rheologischen Fluid in Verbindung stehenden
Elektroden erzeugt ist.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Wiederanlassen
eines Kraftfahrzeugverbrennungsmotors bereit, der ein Riemen-Generator-Anlasser-System mit
einem Spanner für
einen flexiblen Antriebsriemen umfasst. Der Spanner für den flexiblen
Antriebsriemen umfasst ein mit einem Fluid variabler Viskosität gefülltes Dämpferelement.
Das Fluid variabler Viskosität
wird ausreichend mit Energie beaufschlagt, wenn der Kraftfahrzeugverbrennungsmotor
wieder angelassen wird, um eine gewünschte Riemenspannung zum Wiederanlassen aufrechtzuerhalten.
Der Spanner für
den flexiblen Antriebsriemen wird im Anschluss an das Wiederanlassen
des Verbrennungsmotors durch Nichtbeaufschlagen des Fluids variabler
Viskosität
im Dämpfungselement
mit Energie freigegeben. Das Fluid variabler Viskosität kann in
seiner Eigenschaft entweder magneto-rheologisch oder elektro-rheologisch sein.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ferner ein Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem
für eine Mehrzahl
von angetriebenen Vorrichtungen bereit, das eine mit einer Motorabtriebswelle
verbundene Antriebsriemenscheibe und eine Mehrzahl von angetriebenen
Riemenscheiben umfasst, von denen jede mit einer von mehreren angetriebenen
Vorrichtungen verbunden ist, wobei eine davon ein kombinierter Generator/Anlassermotor
ist. Ein flexibler Antriebsriemen koppelt verbindend die Antriebsriemenscheibe und
die Mehrzahl von angetriebenen Riemenscheiben und ist zur Übertragung
von Antriebskräften
zwischen der Antriebsriemenscheibe und der Mehrzahl von angetriebenen
Riemenscheiben betreibbar. Es wird weiterhin ein Spanner für den flexiblen
Antriebsriemen bereitgestellt, der selek tiv blockierbar ist, um einen
Reibungseingriff zwischen dem flexiblen Antriebsriemen und der Antriebsriemenscheibe
und zumindest einer von mehreren angetriebenen Riemenscheiben aufrechtzuerhalten,
wobei der Spanner für den
flexiblen Antriebsriemen ein Dämpfungselement mit
einem darin angeordneten Fluid variabler Viskosität umfasst.
Das Fluid variabler Viskosität
ist zum selektiven Blockieren des Spanners für den flexiblen Antriebsriemen
mit Energie beaufschlagbar, wenn das Fluid variabler Viskosität mit Energie
beaufschlagt wird.
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Das
Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem für eine Mehrzahl von angetriebenen
Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung kann ein Fluid variabler
Viskosität
umfassen, das in seiner Eigenschaft magneto-rheologisch ist und
innerhalb des Dämpfungselements
angeordnet ist. Das System kann ferner eine Steuerungseinheit aufweisen,
die betreibbar ist, um eine mit Bezug zum Dämpfungselement angebrachte
leitfähige
Spule anzuweisen, das im Dämpfungselement
des Spanners für
den flexiblen Antriebsriemen angeordnete magneto-rheologische Fluid
mit Energie zu beaufschlagen, und um nachfolgend die leitfähigen Spule
anzuweisen, das magneto-rheologische Fluid nicht mit Energie zu
beaufschlagen.
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Das
Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem für eine Mehrzahl von angetriebenen
Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung kann ein Fluid variabler
Viskosität
umfassen, das in seiner Eigenschaft elektro-rheologisch und innerhalb
des Dämpfungselements
angeordnet ist. Das System kann ferner eine Steuerungseinheit umfassen,
die betreibbar ist, um eine Mehrzahl von im Fluid variabler Viskosität angebrachten
Elektroden anzuweisen, das im Dämpfungselement
des Spanners für
den flexiblen Antriebsriemen angeordnete elektro-rheologische Fluid mit
Energie zu beaufschlagen, und um nachfolgend die Mehrzahl von Elektroden
anzuweisen, das elektro-rheologische Fluid nicht mit Energie zu
beaufschlagen.
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Die
oben genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung sind leicht aus der folgenden
detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
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Die
Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen
beschrieben; in diesen zeigt:
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1 eine
Vorderansicht eines BAS-Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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2a eine
unvollständige
Schnittansicht einer Ausführungsform
eines mit einem magneto-rheologischen Fluid gefüllten Dämpfungselements für einen
Spanner für
einen flexiblen Antriebsriemen in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung; und
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2b eine
unvollständige
Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines mit einem elektro-rheologischen
Fluid gefüllten
Dämpfungselements
für einen
Spanner für
einen flexiblen Antriebsriemen in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung.
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1 zeigt
einen Riemen-Generator-Anlasser-(belt alternator starter, BAS)-Nebenaggregatantriebssystem 10 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Das BAS-Nebenaggregatantriebssystem 10 umfasst
als Hauptbauteil einen kombinierten Generator/Anlassermotor 12,
der zum Bewirken eines Wiederanlassens des Verbrennungsmotors 17 sowie zum
Bereitstellen eines Ladestromkreises für das elektrische System des
Fahrzeugs betreibbar ist. Eine angetriebene Riemenscheibe 14 ist
am kombinierten Generator/Anlassermotor 12 verbindend festgelegt
und befindet sich in einem Reibungseingriff mit einem flexiblen
Antriebsriemen 16. Der flexible Antriebsriemen 16 überträgt Antriebskräfte zwischen
der angetriebenen Riemenscheibe 14 und der Antriebsriemenscheibe 18.
Die Antriebsriemenscheibe 18 ist an der Abtriebswelle 19 des Verbrennungsmotors
verbindend festgelegt. Das typische BAS-Nebenaggregatantriebssystem 10 kann ferner
andere angetriebene, an Riemenscheiben montierte Nebenaggregate
gemäß dem Stand
der Technik wie beispielsweise eine Lenkhilfepumpe, eine Wasserpumpe,
eine Sekundärluftpumpe,
oder wie in 1, einen Klimaanlagenkompressor 20 umfassen.
Zusätzlich
kann das BAS-Nebenaggregatantriebssystem 10 auch eine oder
mehrere Umlenkrollen 22 umfassen. Eine Umlenkrolle 22 kann
verwendet werden, um eine angemessene "Umschlingung" des flexiblen Antriebsriemens 16 um
eine gegebene angetriebene Riemenscheibe 14 oder eine Antriebsriemenscheibe 18 herum
zu gewährleisten,
oder kann verwendet werden, um eine angemessene Führung des
flexiblen Antriebsriemens 16 zu gewährleisten.
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Aufgrund
der drehenden Eigenschaft der Antriebsriemenscheibe 18 gegenüber den
angetriebenen Riemenscheiben 14 und 14' wird der flexible
Antriebsriemen 16 eine schlaffe Seite 24 und eine gespannte
oder straffe Seite 26 auf jeder Seite der Antriebsriemenscheibe 18 während normaler
Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors aufweisen. Die Gegenwart
einer schlaffen Seite 24 erfordert die Verwendung eines Spanners 28 für den flexiblen
Antriebsriemen. Der Spanner 28 für den flexiblen Antriebsriemen
ist zum Aufrechterhalten eines Reibungseingriffs zwischen dem flexiblen
Antriebsriemen 16 und der angetriebenen Riemenscheibe 14 betreibbar.
Beim Fehlen eines Spanners 28 für den flexiblen Antriebsriemen
würde das
BAS-Nebenaggregatantriebssystem 10 zum Durchrut schen des
flexiblen Antriebsriemens 16 neigen, was wahrscheinlich
ein unangenehmes Geräusch,
auch "Riemenquietschen" genannt, aussenden
könnte.
In extremen Fällen
kann dieses Durchrutschen zur Beschädigung des flexiblen Antriebsriemens 16 und
zum Verlust der Nebenaggregatfunktionen führen.
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Ein
Spanner 28 für
einen flexiblen Antriebsriemen umfasst typischerweise eine Umlenkrolle 22 für einen
Eingriff mit dem flexiblen Antriebsriemen 16, ein Federelement 30,
welches zum Bereitstellen der notwendigen Spannung im flexiblen
Antriebsriemen 16 betreibbar ist, und einem Dämpfungselement 32, welches
zum Dämpfen
jeglicher durch den flexiblen Antriebsriemen 16 eingebrachter
Schwingungen ausgebildet ist. Das mit BAS ausgestattete Nebenaggregatantriebssystem
gemäß dem Stand
der Technik wird typischerweise eine Feder mit einer sehr hohen Federkonstante
verwenden. Diese Federkonstante ist notwendig, um dem Vertauschen
der schlaffen Seite 24 und der gespannten oder straffen Seite 26 des
flexiblen Antriebsriemens 16 während eines Wiederanlassens
des Verbrennungsmotors durch den kombinierten Generator/Anlassermotor 12 entgegenzuwirken.
Die selektiv blockierbare Eigenschaft des Spanners 28 für den flexiblen
Antriebsriemen gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Notwendigkeit für eine Feder 30 mit
einer hohen Federkonstante durch selektives Blockieren des Spanners 28 für den flexiblen
Antriebsriemen in einer Stellung während kritischer Punkte beim
Ablauf des Wiederanlassens des Verbrennungsmotors umgehen.
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Der
Spanner 28 für
den flexiblen Antriebsriemen der vorliegenden Erfindung umfasst
ein Dämpfungselement 32,
das in elektrischer Verbindung mit der Steuerungseinheit 34 über eine
elektrische Verbindung 36 steht. 2a ist
eine Schnittdarstellung einer ersten beispielhaften Ausführungsform
eines Dämpfungselements 32 für einen
Spanner 28 für
den flexiblen Antriebsriemen. Das Dämpfungselement 32 umfasst
ein Fluid 38 variabler Viskosität, welches innerhalb von zwei
Hohlräumen 40 und 40' mit variablem
Volumen angeordnet ist, die durch den Innendurchmesser des Zylinders 42 und
des Kolbens 50 begrenzt sind, wobei der Kolben 50 innerhalb
des Zylinders 42 umkehrbar beweglich ist. In der bevorzugten
Ausführungsform
wird das Fluid 38 variabler Viskosität ein magnetorheologisches
Fluid 38' sein.
Das magneto-rheologische Fluid 38' weist eine dichte Suspension von
mikrometergroßen
Partikeln 44 in einer Flüssigkeit auf, was das magneto-rheologische Fluid 38' veranlasst,
sich in der Gegenwart eines Magnetfelds zu einer pastösen Konsistenz
von hoher Viskosität
zu verfestigen und sich nach dem Entfernen des Feldes zurück zu verflüssigen.
In diesem Beispiel weist der Zylinder 42 des Dämpfungselements 32 eine
leitfähige
Spule 46 auf, die um den äußeren Durchmesser des Zylinders 42 gewickelt
ist und mit der elektronischen Steuerungseinheit 34 über eine
elektrische Verbindung 36 in elektrischer Kommunikation
steht. Durch das Beaufschlagen der leitfähigen Spule 46 mit
Strom wird im magneto-rheologischen Fluid 38' ein elektromagnetisches Feld erzeugt.
Dieses Feld wird ein Anwachsen der Viskosität des magnetorheologischen
Fluids 38' bis
zu einem Punkt verursachen, an dem ein Durchfluss durch die Durchlässe 48,
die durch den Kolben 50 begrenzt sind, der im Zylinder 42 umkehrbar
beweglich ist, nicht länger
möglich
ist. Ab diesem Punkt werden die beiden Hohlräume 40 und 40' mit variablem
Volumen bei einem festen Volumen verharren, wodurch sie die Bewegung
des Kolbens 50 begrenzen und den Spanner 28 für den flexiblen
Antriebsriemen wirksam blockieren. Der Stab 51 koppelt
die Umlenkrolle 22 an den Kolben 50 und stellt
die Gegenkraft bereit, die notwendig ist, um die Umlenkrolle 22 in
einer festen translationalen Position gegenüber dem flexiblen Antriebsriemen 16 zu
halten. Wenn die leitfähige
Spule 46 nicht mit Energie beaufschlagt ist, wird das magneto-rheologische
Fluid 38' zu
seiner früheren
Viskosität
zurückkehren
und der normale Betrieb des Spanners 28 für den flexiblen
Antriebsriemen wird unbeeinträchtigt
bleiben.
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2b ist
eine Schnittdarstellung einer zweiten beispielhaften Ausführungsform
eines Dämpfungselements 32,
das zum selektiven Blockieren des Spanners 28 für den flexiblen
Antriebsriemen betreibbar ist. Anstatt die beiden Hohlräume 40 und 40' mit variablem
Volumen mit einem magneto-rheologischen Fluid 38 zu füllen, wird
ein elektro-rheologisches Fluid 38'' verwendet.
Elektro-rheologische Fluide 38'' funktionieren ähnlich wie
magneto-rheologische Fluide 38' mit der Ausnahme, dass sich ihre
Viskosität
in Anwesenheit eines elektrischen Feldes erhöht. In diesem Ausführungsbeispiel
beaufschlagt die elektronische Steuerungseinheit 34 selektiv
Elektroden 52 durch die elektrische Verbindung 36 mit Energie.
Die Elektroden 52 sind innerhalb des elektro-rheologischen
Fluids 38'' angebracht.
Nach der Anwendung eines elektrischen Stroms auf die Elektroden 52 wird
sich die Viskosität
des elektro-rheologischen Fluids 38'' bis
zu einem Punkt erhöhen,
an dem ein Durchfluss durch die Durchlässe 48, die durch
den Kolben begrenzt sind, der innerhalb des Zylinders 42 umkehrbar
beweglich ist, nicht länger möglich ist.
An diesem Punkt verbleiben die beiden Hohlräume 40 und 40' mit variablem
Volumen bei einem festen Volumen, begrenzen die Bewegung des Kolbens 50 und
blockieren wirksam den Spanner 28 für den flexiblen Antriebsriemen.
Der Stab 51 koppelt die Umlenkrolle 22 an den
Kolben 50 und stellt die Gegenkraft bereit, die notwendig
ist, um die Umlenkrolle 22 in einer festen translationalen
Position gegenüber
dem flexiblen Antriebsriemen 16 zu halten. Wenn die Elektroden 52 nicht
mit Energie beaufschlagt sind, wird das elektro-rheologische Fluid 38" zu seiner früheren Viskosität zurückkehren,
und der normale Betrieb des Spanners 28 für den flexiblen Antriebsriemen
wird unbeeinträchtigt
bleiben.
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Der
Spanner 28 für
den flexiblen Antriebsriemen ist wie dargestellt direkt wirksam,
was bedeutet, dass die Umlenkrolle 22 sich auf einem rein
linearen Weg bewegen wird. Es ist nicht die Absicht des Erfinders,
den Schutzbereich dieser Erfindung auf lediglich direkt wirkende
Spanner zu begrenzen. Die Umlenkrolle 22 kann ausgebildet
sein, um sich in einem Bogen unter Verwendung eines Kipphebelmechanismus
zu bewegen, während
diese immer noch in den Schutzbereich der Erfindung fällt. Zusätzlich kann
die innere Ausbildung des Dämpfungselements 32 von anderer
Bauweise als jene dargelegten zylindrischen Bauweisen sein, wie
beispielsweise Dämpfer
vom Rotationstyp, um immer noch unter die Idee des Beanspruchten
zu fallen.
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Die
selektiv blockierbare Eigenschaft des Spanners 28 für den flexiblen
Antriebsriemen ist von besonderem Nutzen, wenn sie in einem BAS-Nebenaggregatantriebssystem 10 verwendet
wird. Wenn eine Anforderung zum Anlassen vom Bediener des mit einem
BAS-Nebenaggregatantriebssystem 10 ausgestatteten Fahrzeugs
durchgeführt
wird, gewöhnlich
durch Drehen des Zündschlüssels oder durch
Loslassen des Bremspedals, wird eine elektronische Steuerungseinheit 34 das
Dämpfungselement 32 des
Spanners 28 für
den flexiblen Antriebsriemen anweisen, in seiner Stellung durch
Beaufschlagen des Fluids 38 variabler Viskosität mit Energie
zu blockieren. Die elektronische Steuerungseinheit 34 wird daraufhin
den kombinierten Generator/Anlassermotor 12 anweisen, den
Verbrennungsmotor anzulassen. Der blockierte Spanner 28 für den flexiblen
Antriebsriemen wird eine Spannung an den flexiblen Antriebsriemen
liefern, die notwendig ist, um den Reibungseingriff mit der angetriebenen
Riemenscheibe 14 und der Antriebsriemenscheibe 18 aufrechtzuerhalten.
Nach dem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors wird die elektronische
Steuerungseinheit 34 das Fluid 38 variabler Viskosität nicht
mit Energie beaufschlagen, wodurch der Spanner 28 für den flexiblen
Antriebsriemen freigegeben wird. Die Fähigkeit zum selektiven Blockieren
und Freigeben des Spanners 28 für den flexiblen Antriebsriemen wird
die Notwendigkeit für
eine übermäßig angreifende
Federkraft für
den Spanner 28 für
den flexiblen Antriebsriemen umgehen. Daher kann sich die Lebensdauer
des flexiblen Antriebsriemens 16 und die Lebensdauer der
Lager der Nebenaggregatantriebsbauteile erhöhen.
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Während die
besten Ausführungsformen
zur Ausführung
der Erfindung im Detail beschrieben wurden, wird der Fachmann, den
die Erfindung betrifft, verschiedene alternative Bauweisen und Ausführungsformen
zur Anwendung der Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche erkennen.
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Zusammengefasst
stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeugnebenaggregatantriebssystem
und ein Verfahren bereit, welches einen selektiv blockierbaren Spanner
für einen
Antriebsriemen mit einem Dämpfungselement
aufweist, das mit einem Fluid variabler Viskosität mit magneto-rheologischen oder
elektro-rheologischen Eigenschaften gefüllt ist. Wenn der kombinierte
Generator/Anlassermotor eines Riemen-Generator-Anlasser-Systems (belt alternator
starter system, BAS-System) angewiesen wird, den Verbrennungsmotor
wiederanzulassen, wird der blockierte Spanner für den Antriebsriemen eine Kraft auf
die normalerweise schlaffe Seite des flexiblen Antriebsriemens ausüben, wodurch
ein Reibungseingriff zwischen dem flexiblen Antriebsriemen und der Antriebsriemenscheibe
und den angetriebenen Riemenscheiben aufrechterhalten wird. Nach
dem Wiederanlassen des Verbrennungsmotors wird der Spanner freigeben
und den normalen Betrieb fortsetzen.