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Diese
Erfindung betrifft einen Riemennebenaggregatantrieb für ein Kraftfahrzeug
und insbesondere ein Verfahren zum Verringern von Veränderungen
der Antriebsriemenspannung, die durch Schwankungen der Motordrehzahl
erzeugt werden.
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Es
ist gut bekannt, ein Nebenaggregatantriebssystem bei einem Kraftfahrzeug
zu verwenden, das einen Riemen zum Übertragen von Antrieb von einer
an dem Ausgang eines Motors befestigten Antriebsscheibe zu einer
Abtriebsscheibe, die zum Antreiben des Nebenaggregats verwendet
wird, erfordert. Ein Beispiel eines solchen Nebenaggregatantriebssystems
ist ein Kurbelwellendämpfer
eines Verbrennungsmotors, der einen elektrischen Generator, beispielsweise
einen Drehstromgenerator, antreibt.
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Bei
einem normalen Drehstromgenerator-Antriebssystem ist die elektrische
Last an dem Riemen von dem Drehstromgenerator relativ konstant,
und das Riemenantriebssystem beschleunigt und verzögert den
Drehstromgenerator dann aufgrund des in dem Motor auftretenden Verbrennungsprozesses
zyklisch phasengleich mit Motordrehzahlschwankungen. Diese Beschleunigung
und Verzögerung
des Riemenantriebssystems führt
zu Schwankungen der Spannung in dem Riemen, die, falls sie bei der
Auslegung des Riemenantriebssystems nicht berücksichtigt werden, zu extremen
Spannungen führen
können.
Eine übermäßig hohe
Spannung kann eine vorzeitige Riemenalterung bewirken, die zu einem
frühzeitigen
Defekt oder Lagerdefekt entweder im Motor, dem Drehstromgenerator
oder anderen Nebenaggregaten führt,
die von dem gleichen Riemen angetrieben werden. Eine übermäßig niedrige
Spannung kann zu Riemenschlupf mit resultierendem hohen Riemenverschleiß und Geräusch führen.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Veränderung der Antriebsriemenspannung
in einem Nebenaggregatantriebssystem eines Kraftfahrzeugs zu verringern.
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Nach
einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zum
Verringern von Spannungsveränderungen
in einem Antriebsriemen für
einen Nebenaggregatantriebsriemen eines Kraftfahrzeugs vorgesehen,
das eine von einem Motor des Kraftfahrzeugs angetriebene Antriebscheibe
und eine einen elektrischen Generator antreibende Abtriebsscheibe
aufweist, wobei die Abtriebsscheibe durch den Antriebsriemen treibend
mit der Antriebsscheibe verbunden ist, wobei das Verfahren das Verändern der
durch den elektrischen Generator an dem Antriebsriemen angelegten
elektrischen Last als Reaktion auf Veränderungen der Motorabtriebsdrehzahl umfasst.
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Wenn
die Abtriebsdrehzahl von dem Motor steigt, kann die von dem elektrischen
Generator erzeugte elektrische Last verringert werden.
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Wenn
die Abtriebsdrehzahl von dem Motor sinkt, kann die von dem elektrischen
Generator erzeugte elektrische Last angehoben werden.
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Die
von dem elektrischen Generator angelegte elektrische Last kann in
einer gegenphasigen Weise im Verhältnis zu Beschleunigung und
Verzögerung
des Motors verändert
werden.
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Die
Motorbeschleunigung kann zwischen einer maximalen Beschleunigung
und einer maximalen Verzögerung
schwanken, und die elektrische Last kann so verändert werden, dass die maximale
elektrische Last im Wesentlichen um 180 Grad phasenverschoben zur
maximalen Beschleunigung erzeugt wird und die elektrische Mindestlast
im Wesentlichen um 180 Grad phasenverschoben zur maximalen Verzögerung erzeugt
wird.
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Die
Schwankungen der Motorabtriebsdrehzahl können genutzt werden, um momentane
Werte der Motorbeschleunigung zu ermitteln.
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Die
momentane Beschleunigung kann genutzt werden, um eine Frequenz von
Motordrehzahlveränderung
zu ermitteln.
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Die
Motordrehzahl kann durch Messen der momentanen Drehzahl der Antriebsscheibe
unter Verwenden eines Sensors ermittelt werden.
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Die
Motordrehzahl kann in indirekter Weise unter Verwenden mindestens
einer Lookup-Tabelle ermittelt
werden.
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Die
Lookup-Tabelle kann Motorkennfelder kombiniert mit aktuellen Motorbetriebsbedingungen verwenden.
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Nun
wird die Erfindung beispielhaft unter Verweis auf die Begleitzeichnungen
beschrieben, wobei:
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1 ein
schematisches Diagramm eines Motors und eines Nebenaggregatriemenantriebssystems
für ein
Kraftfahrzeug ist;
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2 ein
Schaubild ist, das die Veränderung der
Drehzahlschwankung in Prozent mit Motordrehzahl für einen
typischen Motor zeigt;
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3 ein
Blockdiagramm ist, das die wesentlichen Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zeigt;
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4 ein
Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt;
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5A ein
Graph ist, der die Veränderung der
Antriebsriemenspannung gegen Zeit für ein herkömmliches Nebenaggregatantriebsriemensystem zeigt;
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5B ein
Graph ist, der die Veränderung der
Antriebsriemenspannung gegen Zeit für einen Fall zeigt, da die
Erfindung zum Verbessern von Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Motors
verwendet wird;
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5C ein
Graph ist, der die Veränderung der
Antriebsriemenspannung gegen Zeit für einen Fall zeigt, da die
Erfindung zum Vorsehen eines hohen Antriebswerts ohne Beeinträchtigen
von Riemenlebensdauer genutzt wird; und
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6 ein
Graph ist, der elektrische Last überlagert
auf Motorbeschleunigung zeigt, was den Gegenphasenverlauf der elektrischen
Last im Verhältnis
zur Motorbeschleunigung veranschaulicht.
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Unter
Bezug auf 1 und 2 ist ein
Verbrennungsmotor 5 mit einem Antriebsrad in Form einer
Keilrippenriemen-Antriebsscheibe 6 gezeigt, die mit dem
Ende einer (nicht gezeigten) Kurbelwelle des Motors 5 verbunden
ist, um einem Nebenaggregat in Form eines elektrischen Generators 8 Antrieb
zu liefern. Der elektrische Generator 8, der in diesem
Fall ein Drehstromgenerator ist, weist einen (nicht gezeigten) Rotor
auf, der von einer Abtriebsriemenscheibe 9 angetrieben
wird, die mit der Antriebsscheibe 6 durch einen Keilrippenriemen 7 treibend verbunden
ist. Die Antriebsscheibe 6 wird durch den Motor 5 in
der Richtung ,w' gedreht
und erzeugt in dem Keilrippenriemen 7 Spannungen T1 und
T2.
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Die
momentane Drehzahl des Motors 5 wird durch einen optischen
Sensor 10 ermittelt, der nicht nur die Drehzahl, sondern
auch die Drehstellung ermittelt. Der Sensor 10 sieht einen
Sensor für
momentane Drehzahl für
einen elektronischen Prozessor 11 vor, der Teil einer separaten
Vorrichtung sein kann, wie in 1 gezeigt
ist, oder der als Teil einer Drehstromgenerator-Steuervorrichtung 12 für den Drehstromgenerator 8 ausgebildet
sein kann.
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Wenn
der Motor 5 arbeitet, dreht die Antriebsscheibe 6 wie
gezeigt in der Richtung ,w',
wie sich für
den Fachmann aber versteht, ist die Drehzahl nicht gleichmäßig, sondern
schwankt aufgrund der Phasenregelung der Verbrennungstakte des Motors 5.
Idealisiert gesagt kann die Drehzahl des Motors 5 als vorbestimmte
Drehzahl plus oder minus einer kleinen Menge gesehen werden und
verändert
sich zyklisch in einer Weise, die als Sinuswelle approximiert werden
kann. 2 zeigt die Veränderung der Drehzahl in Prozent,
um die die Drehzahl des Motors 5 bei einem typischen Vierzylindermotor
schwankt. Bei einer mittleren Drehzahl von 1.000 U/min. beträgt daher
zum Beispiel die Effektivwert-Drehzahlschwankung 11% oder 100 U/min.
(Vmin 945 U/min. bis Vmax 1055 U/min). Diese Schwankung der Motordrehzahl
führt zu
Veränderungen
der Spannungen T1 und T2 im Antriebsriemen 7, da der Motor
den Drehstromgenerator 8 beschleunigen und dann verzögern muss.
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Der
von dem Drehstromgenerator 8 gegenüber Beschleunigung und Verzögerung aufgebrachte Widerstand
und somit die Spannungen T1 und T2, die in dem Antriebsriemen 7 erzeugt
werden, umfassen drei Komponenten, nämlich die Trägheit, die
einer Beschleunigung entgegenwirkt, das Moment, das eine gespeicherte
Drehungsenergie darstellt, die einer Verzögerung entgegenwirkt, und die
elektrische Last, die von dem Drehstromgenerator 8 erzeugt wird,
wenn elektrische Leistung erzeugt wird, die einer Beschleunigung
entgegenwirkt und die Verzögerung
verstärkt.
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Der
Erfinder hat erkannt, dass die Trägheit und das Moment zwar durch
die Auslegung des Systems festgelegt sind, dass es aber, wenn die
elektrische Last in vorbestimmter Weise synchronisiert mit Kurbelwellen-Drehungsunregelmäßigkeiten
moduliert wird, dann möglich
ist, die Veränderung
der Spannung in dem Antriebsriemen zu verringern, mit mehreren vorteilhaften
Wirkungen, die hierin nachstehend beschrieben werden.
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Unter
Bezug nun auf 5A ist eine idealisierte Darstellung
der Veränderung
der Spannung T2 für
einen herkömmlichen
Drehstromgenerator 8 gezeigt, der den vorstehend beschriebenen
Schwankungen der Motordrehzahl unterliegt. Als Teil des Konstruktionsprozesses
für einen
Antriebsriemen müssen
diese Veränderungen
der Spannung berücksichtigt
werden, so dass der maximale Wert der Spannung im Antriebsriemen
nie einen oberen Grenzwert Tmax übersteigt
und der Mindestwert der Spannung nie unter einen unteren Grenzwert
Tmin fällt.
Tmax ist die Spannung, oberhalb derer die Riemenlebensdauer oder
die Lagerlebensdauer ernsthaft beeinträchtigt wird, und Tmin ist die
Spannung, unterhalb derer Riemenschlupf wahrscheinlich auftritt.
Um sicherzustellen, dass ein Riemenantriebssystem in diese Grenzen
fällt,
wird an dem Antriebsriemen eine Vorlast angelegt, die dem Wert Tmean entspricht.
D. h. Tmean ist eine Spannung zwischen Tmax und Tmin, die mit Blick
auf u. a. Fertigungstoleranzen und Abnahme der Riemenlebensdauer
ermittelt werden muss.
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Unter
besonderem Bezug auf 3 und 4 sind Beispiele
eines Verfahrens gezeigt, die gemäß dieser Erfindung verwendet
werden, um Veränderungen der Antriebsriemenspannung zu verringern.
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Unter
besonderem Bezug auf 3 besteht der erste Schritt 100 darin,
die Motorleistungsänderungen
zu ermitteln, die momentane Motordrehzahlschwankungen umfassen,
aber auch Beschleunigungsgrößenordnungen
des Motors und die Frequenz dieser Schwankungen umfassen können. Dann
wird bei Schritt 110 die elektrische Last des Drehstromgenerators 8 moduliert,
d. h. die elektrische Last wird von einem hohen Wert, der zum Erfüllen der
Leistungsforderungen des Fahrzeugs erforderlich ist, zu einem niedrigeren
Wert verändert.
Diese Veränderung
der elektrischen Lasst kann durch Verändern des Erregerstroms, der
den Wicklungen des Drehstromgenerators zu geführt wird, oder in jeder anderen
passenden Weise verändert
werden und wird von der Drehstromgenerator-Steuervorrichtung 12 als
Reaktion auf ein Signal von dem elektronischen Prozessor 11 gesteuert.
Dann wird bei Schritt 120 die Modulation des Drehstromgenerators 8 so gesteuert,
dass sie im Verhältnis
zu den Schwankungen der Motorbeschleunigung phasenverschoben ist, um
Veränderungen
der Antriebsriemenspannung zu verringern.
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Durch
Verwenden des elektronischen Steuergeräts 12 des Drehstromgenerators 8 wird
auf die sich verändernde
Eingangsleistung von dem Riemensystem so reagiert, dass während einer
Beschleunigungsphase des Drehstromgenerators 8 weniger
elektrische Leistung von dem Drehstromgenerator 8 gefordert
wird, was eine gleichmäßigere Beschleunigung
ermöglicht
und die Spannung T2 des Antriebsriemens 7 verringert, während eine übermäßig niedrige
Spannung T1 verhindert wird, und dass während der Verzögerungsphase
des Motors 5 eine signifikante elektrische Leistung gefordert
wird, wodurch die Verzögerung
des Drehstromgenerators 8 unterstützt wird, was die Spannung
T1 verringert, aber sicherstellt, dass die Spannung T2 nicht übermäßig fällt, wodurch
die Verzögerungsphase
des Motors 5 unterstützt
und der Glättungsprozess
fortgeführt
wird.
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Unter
Bezug auf 1, 4 und 6 wird
eine Ausführungsform
eines Verfahrens zum Umsetzen der Erfindung in die Praxis gezeigt.
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Bei
Schritt 200 misst der optische Drehzahlsensor die Drehzahl
der Antriebsscheibe 6 direkt und sieht ein Signal vor,
das diese dem elektronischen Prozessor 11 anzeigt.
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Dann
wird wie durch Schritt 210 gezeigt der elektronische Prozessor 11 programmiert,
um das momentane Rohdrehzahlsignal zu nehmen und Werte von momentaner
Antriebsscheibenbeschleunigung zu erzeugen und daraus die momentane
Frequenz der Schwankungen der Antriebsscheibendrehzahl und die Phase
dieser Schwankungen im Verhältnis
zu einem festen Punkt zu ermitteln, beispielsweise dem oberen Totpunkt
für Zylinder
Eins.
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Der
elektronische Prozessor 11 ist weiterhin betreibbar, um
ein Steuersignal zur Verwendung durch das Drehstromgenerator-Steuergerät 12 zu
erzeugen, um die von dem Drehstromgenerator 8 auferlegte
Last zu modulieren oder zu verändern.
In diesem Fall erzeugt der elektronische Prozessor 11 wie in
Schritt 220 gezeigt nicht nur ein Steuersignal der gleichen
Frequenz wie die Antriebsscheibenschwankungen, sondern erzeugt auch
eine Phasenverschiebungen dieses Steuersignals, um die erforderliche Glättungswirkung
an den Antriebsriemenspannungen T1, T2 zu erzeugen. Es versteht
sich, dass die Phasenverschiebung alternativ von dem Drehstromgenerator-Steuergerät 12 ausgeführt werden
könnte.
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In
jedem Fall wird das phasenverschobene Steuersignal verwendet, um
die elektrische Last des Drehstromgenerators 8 durch Steigern
und Reduzieren des Erregerstroms zu steuern.
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In
einem in 6 gezeigten idealisierten Fall ist
die Phasenverschiebung solcher Art, dass die maximale elektrische
Last Lmax in einer Gegenphasenbeziehung zur maximalen Beschleunigung
amax erzeugt wird, d. h. die maximale elektrische Last Lmax wird
um 180 phasenverschoben zu der maximalen Beschleunigung amax geliefert,
oder aus anderer Perspektive gesehen wird die maximale Last Lmax phasengleich
mit der maximalen Verzögerung
dmax erzeugt.
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Analog
wird die elektrische Mindestlast Lmin in einer Gegenphasenbeziehung
zu der maximalen Verzögerung
dmax erzeugt, d. h. die elektrische Mindestlast Lmin wird um 180
Grad phasenverschoben zur maximalen Verzögerung dmax geliefert, oder
aus anderer Perspektive gesehen wird die Mindestlast Lmin phasengleich
mit der maximalen Beschleunigung amax erzeugt.
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Es
versteht sich, dass die Frequenz der Schwankungen der Motordrehzahl
in der Praxis nicht regelmäßig ist,
sondern sich ständig ändert, und
daher entsprechen die elektrischen Lastveränderungen häufig nicht exakt den Veränderungen
der Beschleunigung und Verzögerung
des Motors. Das System ist aber so ausgelegt, dass es arbeitet,
um den vorstehend beschriebenen idealisierten Gegenphasenbetrieb
so nah wie möglich
zu verwirklichen. Das System kann zum Beispiel eine Rückmeldung
der Differenz zwischen der Phase, da die maximale elektrische Last
auftrat, verglichen mit der tatsächlichen
gemessenen Spitzenbeschleunigung für diesen Zyklus zur Verwendung
bei der Feinabstimmung der Phasenregelung der elektrischen Last
in einem folgenden Zyklus vorsehen.
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Vorausgesetzt
die Phase der maximalen Last Lmax ist zu der maximalen Beschleunigung amax
innerhalb von plus oder minus 10 Grad von 180 Grad phasenverschoben,
wird eine große
Reduzierung der Veränderung
der Antriebsriemenspannung erzeugt, und somit ist es für die Leistung
der Erfindung nicht kritisch, dass die Phasenverschiebung bei exakt
180 Grad gehalten wird. Selbst wenn die maximale Last Lmax zur maximalen
Beschleunigung amax um nur 150 Grad phasenverschoben ist, wird eine
brauchbare Verringerung der Veränderung
der Antriebsriemenspannung erzeugt.
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Es
versteht sich, dass, selbst wenn die elektrische Last sofort umschaltbar
ist und im Verhältnis zu
Antriebsscheibenbeschleunigungen exakt phasenverschoben werden könnte, immer
noch eine gewisse Veränderung
der Antriebsriemenspannung aufgrund von mechanischen Lasten des
Drehstromgenerators, beispielsweise Trägheit oder Moment der Drehkomponenten
des Drehstromgenerators 8 und der Abtriebsscheibe 9,
vorliegen können.
D. h. wenn die Antriebsriemenscheibe 6 beschleunigt, muss
die Trägheit
der Drehkomponenten des Drehstromgenerators 8 und der Abtriebsscheibe 9 beschleunigt
werden, was die Spannung T2 erhöht,
und wenn die Antriebsscheibe 6 langsamer wird, muss das
Moment der Drehkomponenten des Drehstromgenerators 8 und
der Abtriebsscheibe 9 aufgelöst werden, wodurch die Spannung
T1 erhöht
und die Spannung T2 verringert wird.
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Insbesondere
wenn aber der Motor 5 bei relativ niedrigen Drehzahlen
arbeitet, ist die Größenordnung
der Spannung aufgrund der elektrischen Last im Verhältnis zur
Spannung aufgrund der mechanischen Lasten signifikant, und daher
hat die vorstehend beschriebene Modulation der elektrischen Last
des Drehstromgenerators eine beträchtliche vorteilhafte Wirkung
durch Verringern von Veränderungen
der Antriebsriemenspannung.
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Auch
wenn das vorstehend beschriebene Verfahren eine direkte Messung
der Schwankungen der Motordrehzahl nutzt, versteht sich, dass die Drehzahlveränderungen
in einer indirekten Weise ermittelt werden können, zum Beispiel durch Verwenden
von Motorkennfeldern kombiniert mit Lookup-Tabellen für die aktuellen
Motorbetriebsbedingungen. In einem Beispiel kann die Frequenz der
Schwankungen aus Zünd-
oder Kraftstoffeinspritzzeiten ermittelt werden, und die Spitzenbeschleunigung
kann aus einer Lookup-Tabelle ermittelt werden, die durch Prüfstand-Testarbeit
erzeugt wird.
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Unter
Bezug auf 5A bis 5C werden zwei
besonders vorteilhafte Nutzungen der Erfindung beschrieben.
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5A zeigt
in einer idealisierten Form die Veränderungen der Spannung T2 für eine herkömmliche
Drehstromgenerator-Anordnung, bei der der Drehstromgenerator 8 mit
einer im Wesentlichen konstanten Last arbeitet. Es versteht sich,
dass die Amplitude der Kurve T2 in 5A eine
Kombination der Wirkung der mechanischen Lasten, die von dem Drehstromgenerator 8 an
dem Antriebsriemen 7 erzeugt werden, und der Wirkung der
elektrischen Last, die von dem Drehstromgenerator 8 an
dem Antriebsriemen 7 erzeugt wird, ist. Die elektrische
Last ist natürlich
ein Drehmoment, das von dem Antriebsriemen 7 an der Abtriebsscheibe 9 angelegt
werden muss, um den geforderten Wert elektrischer Leistung zu erzeugen.
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Aus 5A ist
ersichtlich, dass die Spannung T2 in zyklischer Weise variiert,
wenn die Motordrehzahl zunimmt und langsamer wird. Für jeden Riemenantrieb
gibt es eine maximale Spannung Tmax, oberhalb derer die Spannung übermäßig wird und
zu einer schnellen Riemenermüdung
und potentiellen Schädigung
der tragenden Lager des Motors 5 und des Drehstromgenerators 8 führt. Analog
gibt es einen Mindestwert der Spannung Tmin, oberhalb dessen die
Riemenspannung gehalten werden muss, um Riemenschlupf und bei einem
Zahnriemen Zähnespringen
zu verhindern, die beide Riemenverschleiß verstärken und unerwünschtes
Geräusch
erzeugen.
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Um
sicherzustellen, dass die Riemenspannung innerhalb dieser beiden
Grenzwerte fällt,
wird an dem Antriebsriemen 7 eine Vorlast angelegt, die als
Tmean in 5A gezeigt ist. Zu beachten
ist, dass in dem gezeigten Fall die Veränderungen der Spannung solcher
Art sind, dass die Spitzenspannung T2 im Wesentlichen gleich Tmax
ist und die Mindestspannung T2 im Wesentlichen gleich Tmin ist,
aber dies muss nicht sein.
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Durch
Verwenden eines Verfahrens zum Verringern von Spannungsveränderung
gemäß dieser
Erfindung hat ein Konstrukteur eines Antriebsriemensystems aufgrund
der kleineren Veränderungen der
Antriebsriemenspannung, die auftreten, einen größeren Spielraum zum Anpassen
der Antriebsriemenkonstruktion.
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In 5 ist zum Beispiel ein Antriebsriemensystem
gezeigt, das angepasst wurde, um Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu
verbessern und CO2-Emissionen zu verringern.
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Die
Veränderung
der Spannung in dem Antriebsriemen 7 wird durch die Linie
T2' angezeigt, die eine
mittlere Spannung von Tmean' hat.
Die Verringerung der Amplitude zwischen T2' und T2, die in 5A gezeigt
ist, ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass
die Wirkung des Anlegens der elektrischen Last in 5B durch
die Verwendung der Erfindung praktisch eliminiert wurde.
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Um
parasitäre
Verluste zu verringern, ist es wünschenswert,
die Antriebsriemen-Vorspannung
zu minimieren, während
sichergestellt wird, dass die maximale Spannung und Mindestspannung
T2' zwischen den
oberen und unteren Spannungsgrenzwert Tmax und Tmin fallen.
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Wie
in 5B ersichtlich ist, wurde durch Positionieren
der Mindestspannung T2' benachbart zu
dem unteren Grenzwert Tmin ein Verringern der Vorspannung Tmean' um X Newton verglichen
mit einem in 5 gezeigten Fall des
Stands der Technik Tmean ermöglicht,
während
sichergestellt wurde, dass der Mindestspannungsgrenzwert und der
maximale Spannungsgrenzwert Tmin und Tmax nicht überschritten werden.
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Da
die parasitären
Verluste aufgrund der mit dieser Ausführungsform verwendeten niedrigeren Vorspannung
verringert werden, wird dann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des
Motors 5, der zum Antreiben des Drehstromgenerators 8 verwendet
wird, verbessert.
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Unter
Bezug auf 5C ist ein Antriebsriemensystem
gezeigt, das angepasst wurde, um jederzeit einen hohen Wert an Riemenspannung
vorzusehen, was das Antreiben eines Drehstromgenerators hoher Leistung
ohne Beeinträchtigen
der Riemenlebensdauer oder der Lagerlebensdauer ermöglicht.
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Die
Veränderung
der Spannung des Antriebsriemens 7 ist durch die Linie
T2'' gezeigt, die eine
mittlere Spannung Tmean'' aufweist. Die Verringerung
der Amplitude zwischen T2'' und T2, die in 5A gezeigt
ist, ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass
die Wirkung des Anlegens der elektrischen Last in 5C durch
die Verwendung dieser Erfindung praktisch eliminiert wurde.
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Um
die Antriebskapazität
des Antriebssystems zu steigern, ist es wünschenswert, die Antriebsriemen-Vorspannung
zu maximieren, während
sichergestellt wird, dass die maximale Spannung und die Mindestspannung
T2'' zwischen die oberen
und unteren Spannungsgrenzwerte Tmax und Tmin fallen.
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Wie
in 5C ersichtlich ist, wurde durch Positionieren
der maximalen Spannung T2'' benachbart zu dem
oberen Grenzwert Tmax ein Erhöhen
der Vorspannung Tmean'' um Y Newton verglichen
mit einem in 5 gezeigten Fall des
Stands der Technik Tmean ermöglicht,
während
sichergestellt wurde, dass der Mindestspannungsgrenzwert und der
maximale Spannungsgrenzwert Tmin und Tmax nicht überschritten werden.
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Wenn
daher die Spannung T2'' auf ihren niedrigsten
Wert fällt,
ist er beträchtlich
höher als Tmin
und der Riemenantrieb kann kontinuierlich einen hohen Antriebswert
zu dem Drehstromgenerator 8 liefern. Dies kann unter manchen
Umständen
die Verwendung eines kleineren Antriebsriemens oder von weniger
zu verwendenden Antriebsriemen ermöglichen als andernfalls der
Fall wäre,
wodurch Systemkosten verringert werden.
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Daher
wird zusammenfassend ein Verfahren zum Verringern von Veränderungen
der Antriebsriemenspannung offenbart, das allein genommen vorteilhaft
ist, aber auch mehr Flexibilität
bei der Auslegung eines Riemenantriebssystems erlaubt, um eine nötige Forderung
zu erfüllen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ein adaptiver Riemenspanner
verwendet werden, der die statische Spannung des Antriebsriemens
verändern
kann. Die adaptive Scheibe wird durch ein elektronisches Steuergerät gesteuert,
um die statische Spannung wie in 5C gezeigt
zu erhöhen,
wenn eine hohe Leistungsabgabe von dem elektrischen Generator gefordert
wird, und um die statische Spannung wie in 5B gezeigt
zu verringern, wenn von dem elektrischen Generator eine niedrige
Leistungsabgabe gefordert wird. Diese Änderung der statischen oder
mittleren Betriebsspannung wird aufgrund der kleineren Veränderungen
der Riemenspannung, die bei Verwenden der Erfindung erzeugt werden,
durch die Verwendung der Erfindung möglich gemacht.
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Auch
wenn die Erfindung unter Bezug auf die Verwendung eines Keilrippenriemens
beschrieben wurde, versteht sich, dass sie auf ein beliebiges Nebenaggregatriemenantriebssystem
anwendbar ist, bei dem Veränderungen
der Spannung ein Problem verursachen, einschließlich und ohne Einschränkung auf
ein Keilriemenantriebssystem und ein Zahnriemenantriebssystem.
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Es
versteht sich, dass andere Nebenaggregate von dem gleichen Riemen
angetrieben werden können,
der zum Antreiben des Drehstromgenerators verwendet wird, und dass die
Erfindung nicht auf eine Anordnung beschränkt ist, bei der ein dedizierter Antriebsriemen
für einen
Drehstromgenerator verwendet wird.
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Es
versteht sich für
den Fachmann, dass die Erfindung zwar beispielhaft unter Bezug auf
eine oder mehrere Ausführungsformen
beschrieben wurde, sie aber nicht auf die offenbarten Ausführungsformen
beschränkt
ist, und dass eine oder mehrere Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen oder
alternative Ausführungsformen
konstruiert werden könnten,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen dargelegt
ist.
