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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 9. Juni 2017 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2017-0072430 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, und insbesondere einen variablen Riemenspanner für einen Motor (z.B. einen Verbrennungsmotor) und ein Verfahren zur Steuerung eines Mildhybridfahrzeuges unter Verwendung des variablen Riemenspanners für einen Motor.
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Ein Hybridelektrofahrzeug verwendet sowohl einen Verbrennungsmotor als auch eine Batterieantriebsquelle. Das Hybridelektrofahrzeug kombiniert effizient das Drehmoment des Verbrennungsmotors und das Drehmoment eines Elektromotors.
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Hybridelektrofahrzeuge können entsprechend einem Leistungsaufteilungsverhältnis zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor in entweder einen Starktyp oder einen Mildtyp eingeteilt werden. Im Falle des Hybridelektrofahrzeuges des Mildtyps (oder eines Mildhybridelektrofahrzeuges) wird anstelle einer Lichtmaschine (oder eines Wechselstromgenerators) ein schwacher Hybrid-Startergenerator (MHSG) verwendet, welcher derart konfiguriert ist, dass er den Verbrennungsmotor startet oder elektrischen Strom erzeugt. Im Falle des Hybridelektrofahrzeuges des Starktyps wird zusätzlich zu einem integrierten Startergenerator (ISG), welcher derart konfiguriert ist, dass er den Verbrennungsmotor startet oder elektrischen Strom erzeugt, ein Antriebsmotor zum Erzeugen des Antriebsdrehmoments verwendet.
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Das Mildhybridelektrofahrzeug bietet keinen Antriebsmodus, in welchem das Drehmoment des MHSG für das Hauptantriebsdrehmoment verwendet wird, sondern der MHSG kann das Drehmoment des Verbrennungsmotors entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges unterstützen und durch regeneratives Bremsen eine Batterie (z.B. eine 48V-Batterie) laden. Dementsprechend kann die Kraftstoffeffizienz des Mildhybridelektrofahrzeuges verbessert werden.
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Ein Fahrzeug kann ein Hilfssystem aufweisen, das durch Aufnehmen von Drehleistung eines Verbrennungsmotors arbeitet. Das Hilfssystem weist einen Generator (oder eine Lichtmaschine bzw. einen Wechselstromgenerator), einen Kompressor für eine Klimaanlage, eine Hydraulikvorrichtung und eine Wasserpumpe auf.
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Die Drehleistung des Verbrennungsmotors wird von einer Kurbelwelle über einen Riemen an das Hilfssystem übertragen. Das Hilfssystem weist eine Riemenscheibe zum Aufnehmen der Drehleistung von dem Riemen auf.
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Der Riemen, der um die Riemenscheibe gewickelt ist, tendiert dazu, dass er zu einem einzigen integriert wird, so dass die Länge des Riemens erhöht wurde, um das Hilfssystem durch einen Riemen anzutreiben. Daher ist es wichtig, die Spannung des Riemens für eine problemlose Übertragung der Drehleistung angemessen zu halten.
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Um die Spannung des Riemens richtig zu halten, wird ein Riemenspanner verwendet. Es gibt verschiedene Typen von Riemenspannern, wie einen mechanischen Typ und einen hydraulischen Typ.
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Mit der Erfindung werden ein variabler Riemenspanner für einen Motor und ein Verfahren zur Steuerung eines Mildhybridfahrzeuges unter Verwendung des variablen Riemenspanners für den Motor geschaffen, welche geeignet sind, eine Spannung eines Riemens, der mit einer Kurbelwellenriemenscheibe eines Motors verbunden ist, in drei Stufen einzustellen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein variabler Riemenspanner für einen Motor (z.B. einen Verbrennungsmotor) einen ersten Dämpfer und einen zweiten Dämpfer auf, der über eine Antriebsvorrichtung mit dem ersten Dämpfer verbunden ist. Der erste Dämpfer, der zweite Dämpfer und die Antriebsvorrichtung können veranlassen, dass ein Riemen, der mit einer Kurbelwellenriemenscheibe und einer Startergeneratorriemenscheibe verbunden ist, eine erste Zugspannung hat, wenn der Motor, der die Kurbelwellenriemenscheibe aufweist, startet, der erste Dämpfer, der zweite Dämpfer und die Antriebsvorrichtung können veranlassen, dass der Riemen eine zweite Zugspannung, die kleiner als die erste Zugspannung ist, hat, wenn ein elektrischer Strom durch die Startergeneratorriemenscheibe erzeugt wird, und der erste Dämpfer, der zweite Dämpfer und die Antriebsvorrichtung können veranlassen, dass der Riemen eine dritte Zugspannung, die kleiner als die zweite Zugspannung ist, hat, wenn das Fahrzeug durch den Motor beschleunigt wird.
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Die Antriebsvorrichtung kann eine Solenoidvorrichtung mit einer Feder aufweisen.
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Die Solenoidvorrichtung kann ferner ein Solenoid aufweisen, das die Feder komprimiert.
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Der variable Riemenspanner kann ferner eine erste Riemenscheibe, die von dem ersten Dämpfer und der Antriebsvorrichtung angetrieben wird, um eine Spannung des Riemens als die erste Zugspannung, die zweite Zugspannung oder die dritte Zugspannung zu setzen, und eine zweite Riemenscheibe aufweisen, die von dem zweiten Dämpfer und der Antriebsvorrichtung angetrieben wird, um eine Spannung des Riemens als die erste Zugspannung, die zweite Zugspannung oder die dritte Zugspannung zu setzen.
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Der Riemen, der mit der Kurbelwellenriemenscheibe und der Startergeneratorriemenscheibe verbunden ist, kann mit einer Kompressorriemenscheibe verbunden sein.
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Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines Mildhybridfahrzeuges unter Verwendung eines variablen Riemenspanners für einen Motor (z.B. einen Verbrennungsmotor) die Schritte Steuern einer Antriebsvorrichtung, die mit einem ersten Dämpfer und einem zweiten Dämpfer verbunden ist, die in dem variablen Riemenspanner einbezogen sind, bei einem Start des Motors, der eine Kurbelwellenriemenscheibe aufweist, durch eine Steuereinrichtung, um eine Spannung eines Riemens, der mit der Kurbelwellenriemenscheibe und einer Startergeneratorriemenscheibe verbunden ist, auf eine erste Zugspannung zu setzen; Steuern der Antriebsvorrichtung durch die Steuereinrichtung, um die Spannung des Riemens auf eine zweite Zugspannung, die kleiner als die erste Zugspannung ist, zu setzen, wenn ein elektrischer Strom durch die Startergeneratorriemenscheibe erzeugt wird; und Steuern der Antriebsvorrichtung durch die Steuereinrichtung, um die Spannung des Riemens auf eine dritte Zugspannung, die kleiner als die zweite Zugspannung ist, zu setzen, wenn das Mildhybridfahrzeug durch den Motor beschleunigt wird.
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Das Steuern der Antriebsvorrichtung, um die Spannung des Riemens auf die erste Zugspannung zu setzen, kann den das Komprimieren einer Feder der Antriebsvorrichtung durch die Steuereinrichtung, um die Spannung des Riemens auf die erste Zugspannung zu setzen, umfassen.
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Das Verfahren zur Steuerung des Mildhybridfahrzeuges kann ferner den Schritt Steuern der Antriebsvorrichtung durch die Steuereinrichtung, um die Spannung des Riemens auf die zweite Zugspannung zu setzen, wenn eine Schwankung der Winkelgeschwindigkeit einer Kurbelwelle des Motors einen maximalen Wert hat, umfassen.
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Das Verfahren zur Steuerung des Mildhybridfahrzeuges kann ferner den Schritt Steuern der Antriebsvorrichtung durch die Steuereinrichtung, um die Spannung des Riemens auf die dritte Zugspannung zu setzen, wenn eine Schwankung der Winkelgeschwindigkeit einer Kurbelwelle des Motors reduziert wird, umfassen.
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Der variable Riemenspanner für den Motor und das Verfahren zur Steuerung des Mildhybridfahrzeuges gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung können einen Betriebsbereich des Mildhybridfahrzeuges in drei Bereiche teilen und können eine erforderliche Spannung entsprechend dem geteilten Betriebsbereich (oder einer auf den Motor des Mildhybridfahrzeuges ausgeübten Last) unterschiedlich setzen. Daher kann die beispielhafte Ausführungsform der Erfindung einen Verlust oder einen Leistungsverlust des Motors reduzieren, um die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeuges zu verbessern.
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Ferner kann die beispielhafte Ausführungsform der Erfindung die Spannung des Riemens entsprechend dem Betriebsbereich unter Verwendung von drei Stufen der Spannung des Riemens, der mit dem Motor des Mildhybridfahrzeuges verbunden ist, optimieren.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine Ansicht zur Erläuterung eines Beispiels eines Motors eines Mildhybridfahrzeuges;
- 2 eine Ansicht zur Erläuterung eines Beispiels einer in 1 gezeigten Spannvorrichtung;
- 3 eine Ansicht, die einen variablen Riemenspanner für einen Motor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- 4 bis 6 Ansichten, die Betriebszustände einer in 3 gezeigten Antriebsvorrichtung darstellen; und
- 7 ein Blockdiagramm, das ein Mildhybridfahrzeug darstellt, bei welchem ein Verfahren zur Steuerung des Mildhybridfahrzeuges unter Verwendung des variablen Riemenspanners für den Motor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
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Um die vorliegende Erfindung und das durch die Ausführung der Erfindung erreichte Ziel ausreichend zu verstehen, wird auf die begleitenden Zeichnungen, die beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung darstellen, und die in den begleitenden Zeichnungen beschriebenen Zusammenhänge Bezug genommen.
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Nachfolgend wird die Erfindung durch Beschreiben von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Bei Beschreiben der Erfindung werden wohlbekannte Konfigurationen oder Funktionen nicht ausführlich beschrieben, da sie den Gedanken der Erfindung unnötig verschleiern können. Durch die begleitenden Zeichnungen hinweg werden dieselben Bezugszeichen zum Benennen derselben Komponenten verwendet.
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Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe werden nur benutzt, um vielmehr spezielle beispielhafte Ausführungsformen zu beschreiben als die Erfindung zu beschränken. Singularformen schließen mehrere Formen ein, wenn nicht der Zusammenhang deutlich anderes besagt. Es versteht sich, dass die in der Beschreibung verwendeten Begriffe „aufweisen“ oder „haben“ das Vorhandensein von Merkmalen, Zahlen, Schritten, Vorgängen, Komponenten oder Teilen, die in der Beschreibung erwähnt sind, oder einer Kombination davon präzisieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Zahlen, Schritten, Vorgängen, Komponenten, Teilen oder einer Kombination davon ausschließen.
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Durch diese Beschreibung und die folgenden Ansprüche hinweg kann, wenn es beschrieben ist, dass ein Element mit einem anderen Element „gekuppelt“ ist, das Element mit dem anderen Element „direkt gekuppelt“ oder über ein drittes Element mit dem anderen Element „elektrisch oder mechanisch gekuppelt“ sein.
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Wenn nicht anderweitig definiert, versteht es sich, dass die in der Beschreibung verwendeten Begriffe, die technische und wissenschaftliche Begriffe umfassen, dieselben Bedeutungen haben wie jene, die für technisch versierte Fachleute allgemein verständlich sind. Es versteht sich, dass die durch das Lexikon definierten Begriffe mit den Bedeutungen im Zusammenhang mit dem Stand der Technik identisch sind, und sie sollten nicht ideal oder übermäßig formal definiert werden, wenn nicht der Zusammenhang deutlich etwas anderes vorschreibt.
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Mit Bezug auf 1 kann eine feststehende Spannvorrichtung (z.B. ein feststehender Riemenspanner) mittels eines Halters zum Montieren eines Mildhybrid-Startergenerators (MHSG) an dem Motor installiert sein. Daher kann ein Riemen, der mit einer Dämpferriemenscheibe (z.B. einer Kurbelwellenriemenscheibe, die mit einer Kurbelwelle des Motors verbunden ist) des Motors verbunden ist, keine andere Spannung haben. Detaillierter bewirkt die feststehende Spannvorrichtung, dass der Riemen während des Start- und Normalbetriebs des Motors dieselbe Spannung hat.
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Daher ist, wenn der Motor durch Antreiben des MHSG (z.B. eines riemenbetriebenen integrierten Startergenerators (BSG)) startet, die Spannvorrichtung derart gestaltet, dass der Riemen eine große Spannung von 500 N hat, um der größten Belastungsschwankung des Motors gerecht zu werden.
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Die Spannung von 500 N kann eine Spannung sein, die nur beim Start des Motors erforderlich ist, und eine Spannung von etwa 250 N kann den Antriebscharakteristika eines Hilfsmaschinenriemens (z.B. eines Wasserpumpenantriebsriemens und eines MHSG-Antriebsriemens) während des Motorbetriebsbereichs außer dem Startbereich des Motors genügen. Um diesen Spannungen gerecht zu werden, kann die in 1 gezeigte Spannvorrichtung eine Spannvorrichtung sein, welche die Spannung des Riemens in zwei Stufen variiert.
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Die Dämpferriemenscheibe kann über den Riemen mit einer Wasserpumpenriemenscheibe, einer MHSG-Riemenscheibe, einer Kompressorriemenscheibe und einer Umlenkrolle verbunden sein.
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Mit Bezug auf 2 ist die Spannvorrichtung ein feststehender Riemenspanner, der eine festgelegte Federkraft einer Schraubenfeder 10 und Dämpfungskräfte von zwei Dämpfern verwendet, um zu bewirken, dass ein Riemen 22, der mit der Dämpferriemenscheibe 30, der MHSG-Riemenscheibe 20 und der Kompressorriemenscheibe 35 verbunden ist, eine Spannung hat. Ein erster Dämpfer ist über einen Arm mit einer Spannvorrichtungsriemenscheibe 15 und der Schraubenfeder 10 verbunden. Ein zweiter Dämpfer ist über einen Arm mit einer Spannvorrichtungsriemenscheibe 25 und der Schraubenfeder 10 verbunden.
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Wenn der mit der Dämpferriemenscheibe 30 verbundene Motor startet, und durch die MHSG-Riemenscheibe 20 ein elektrischer Strom erzeugt wird, bewirkt die Spannvorrichtung mittels des ersten Dämpfers, des zweiten Dämpfers und der Schraubenfeder 10, dass die Spannung des Riemens 22 eine gleiche Zugspannung ist.
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Mit Bezug auf die 3 bis 7 weist ein variabler Riemenspanner für einen Motor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen ersten Dämpfer 105, einen zweiten Dämpfer 110, eine Antriebsvorrichtung 100, wie eine Solenoidvorrichtung, eine erste Riemenscheibe 115 und eine zweite Riemenscheibe 120 auf. Der variable Riemenspanner kann an dem in 1 gezeigten Motor installiert sein. Der erste Dämpfer 105 und der zweite Dämpfer 110 können Vorrichtungen sein, welche Vibrationen eines Riemens 140 dämpfen oder steuern. Jeder von dem ersten Dämpfer 105 und dem zweiten Dämpfer 110 kann eine Feder aufweisen.
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Die Antriebsvorrichtung kann eine Solenoidvorrichtung 100 aufweisen, die ein Solenoid (z.B. ein Solenoidbetätigungsventil) 102 und eine Feder 104, wie eine Schraubenfeder, aufweisen kann.
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Der variable Riemenspanner kann in drei Stufen gesteuert oder eingestellt werden. Der variable Riemenspanner kann bewirken, dass der Riemen 140, der mit einer Kurbelwellenriemenscheibe (z.B. einer Dämpferriemenscheibe) 130, einer Startergeneratorriemenscheibe (z.B. einer MHSG-Riemenscheibe) 125 und einer Kompressorriemenscheibe 135 verbunden ist, eine Spannung unter Verwendung von drei Stufen einer Federkraft der Solenoidvorrichtung 100 und von Dämpfungskräften (z.B. Dämpfungskräften durch Reibung) der zwei Dämpfer 105 und 110 hat. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Riemen 140 nur mit der Kurbelwellenriemenscheibe 130 und der Startergeneratorriemenscheibe 125 verbunden sein.
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Die Kurbelwellenriemenscheibe 130 kann an einer Kurbelwelle eines Motors 210 installiert sein. Die Startergeneratorriemenscheibe 125 kann in einen Startergenerator (z.B. einen Mildhybrid-Startergenerator (MHSG)) 230 einbezogen sein. Die Kompressorriemenscheibe 135 kann in einen Kompressor einer Klimaanlage einbezogen sein.
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Die Kurbelwellenriemenscheibe 130, die Startergeneratorriemenscheibe 125 und die Kompressorriemenscheibe 135 können über den Riemen 140, der Leistung überträgt, miteinander verbunden sein. Detaillierter kann eine Drehkraft des Motors 210 von der Kurbelwellenriemenscheibe 130 über den Riemen 140 an die Kompressorriemenscheibe 135 und die Startergeneratorriemenscheibe 125 übertragen werden, und eine Drehkraft des Startergenerators 230 kann von der Startergeneratorriemenscheibe 125 über den Riemen 140 an die Kurbelwellenriemenscheibe 130 und die Kompressorriemenscheibe 135 übertragen werden.
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Der erste Dämpfer 105 kann über einen ersten Arm 112 mit der ersten Riemenscheibe (z.B. einer ersten Spannerriemenscheibe) 115 und der Solenoidvorrichtung 100 verbunden sein. Der erste Dämpfer 105 kann in einer Öffnung des ersten Armes 112 installiert sein. Der zweite Dämpfer 110 kann über einen zweiten Arm 114 mit der zweiten Riemenscheibe 120 und der Solenoidvorrichtung 100 verbunden sein. Der zweite Dämpfer 110 kann in einer Öffnung des zweiten Armes 114 installiert sein.
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Eine Dämpfungskraft infolge von Reibung kann zwischen dem ersten Dämpfer 105 und dem ersten Arm 112 und zwischen dem zweiten Dämpfer 110 und dem zweiten Arm 114 erzeugt werden.
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Die erste Riemenscheibe 115 kann an dem ersten Arm 112 abgestützt sein. Die zweite Riemenscheibe 120 kann an dem zweiten Arm 114 abgestützt sein. Die erste Riemenscheibe 115 und die zweite Riemenscheibe 120 können den Riemen 140 abstützen und können von dem Riemen 140 gedreht werden. Die erste Riemenscheibe 115 kann von dem ersten Dämpfer 105 und der Antriebsvorrichtung 100 angetrieben oder bewegt werden, um eine Spannung des Riemens 140 als eine erste Zugspannung, die eine hohe Zugspannung ist, eine zweite Zugspannung, die eine mittlere Zugspannung ist und kleiner als die erste Zugspannung ist, oder eine dritte Zugspannung zu setzen, die eine niedrige Zugspannung ist und kleiner als die zweite Zugspannung ist. Die zweite Riemenscheibe 120 kann von dem zweiten Dämpfer 110 und der Antriebsvorrichtung 100 angetrieben oder bewegt werden, um die Spannung des Riemens 140 als die erste Zugspannung, die zweite Zugspannung oder die dritte Zugspannung zu setzen.
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Der variable Riemenspanner kann einen Spannerkörper 101, an welchem der erste Dämpfer 105 und der zweite Dämpfer 110 installiert sind. Der Spannerkörper 101 kann an dem Startergenerator 230 angebracht oder installiert sein.
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Wenn der Motor 210, der die Kurbelwellenriemenscheibe 130 aufweist, startet, kann der variable Riemenspanner bewirken, dass der Riemen 140 durch den ersten Dämpfer 105, den zweiten Dämpfer 110 und einen in 6 gezeigten Betriebszustand der Solenoidvorrichtung 100 die erste Zugspannung haben. Detaillierter können der erste Dämpfer 105, der zweite Dämpfer 110 und die Solenoidvorrichtung 100 die Spannung des Riemens 140 mittels der ersten Riemenscheibe 115 und der zweiten Riemenscheibe 120 auf die erste Zugspannung setzen oder einstellen. Mit anderen Worten können die Feder 104 der Solenoidvorrichtung 100, der erste Dämpfer 105 und der zweite Dämpfer 110 den ersten Arm 112 in Bezug auf den ersten Dämpfer 105, der ein Drehmittelpunkt ist, drehen und den zweiten Arm 114 in Bezug auf den zweiten Dämpfer 110, der ein Drehmittelpunkt ist, drehen, so dass die Spannung des Riemens 140 auf die erste Zugspannung gesetzt wird.
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Mit Bezug auf die 3 und 6 kann das Solenoid 102 der Solenoidvorrichtung 100 derart angetrieben oder betätigt werden, dass es die Feder 104 um eine erste Länge komprimiert, so dass die Spannung des Riemens 140 auf die erste Zugspannung gesetzt wird.
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Wenn durch die Startergeneratorriemenscheibe 125 oder das Abbremsen des in 7 gezeigten Mildhybridfahrzeuges ein elektrischer Strom erzeugt wird, kann der variable Riemenspanner bewirken, dass der Riemen 140 durch den ersten Dämpfer 105, den zweiten Dämpfer 110 und einen in 5 gezeigten Betriebszustand der Solenoidvorrichtung 100 die zweite Zugspannung hat. Detaillierter können der erste Dämpfer 105, der zweite Dämpfer 110 und die Solenoidvorrichtung 100 die Spannung des Riemens 140 mittels der ersten Riemenscheibe 115 und der zweiten Riemenscheibe 120 auf die zweite Zugspannung setzen. Mit anderen Worten können die Feder 104 der Solenoidvorrichtung 100, der erste Dämpfer 105 und der zweite Dämpfer 110 den ersten Arm 112 in Bezug auf den ersten Dämpfer 105, der ein Drehmittelpunkt ist, drehen und den zweiten Arm 114 in Bezug auf den zweiten Dämpfer 110, der ein Drehmittelpunkt ist, drehen, so dass die Spannung des Riemens 140 auf die zweite Zugspannung gesetzt wird.
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Mit Bezug auf die 3 und 5 kann das Solenoid 102 der Solenoidvorrichtung 100 derart angetrieben oder betätigt werden, dass es die Feder 104 um eine zweite Länge komprimiert, die kleiner als die erste Länge ist, so dass die Spannung des Riemens 140 auf die zweite Zugspannung gesetzt wird.
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Wenn das in 7 gezeigte Mildhybridfahrzeug durch den Motor 210 beschleunigt wird, kann der variable Riemenspanner bewirken, dass der Riemen 140 durch den ersten Dämpfer 105, den zweiten Dämpfer 110 und einen in 4 gezeigten Betriebszustand der Solenoidvorrichtung 100 die dritte Zugspannung hat. Detaillierter können der erste Dämpfer 105, der zweite Dämpfer 110 und die Solenoidvorrichtung 100 die Spannung des Riemens 140 mittels der ersten Riemenscheibe 115 und der zweiten Riemenscheibe 120 auf die dritte Zugspannung setzen. Mit anderen Worten können die Feder 104 der Solenoidvorrichtung 100, der erste Dämpfer 105 und der zweite Dämpfer 110 den ersten Arm 112 in Bezug auf den ersten Dämpfer 105, der ein Drehmittelpunkt ist, drehen und den zweiten Arm 114 in Bezug auf den zweiten Dämpfer 110, der ein Drehmittelpunkt ist, drehen, so dass die Spannung des Riemens 140 auf die dritte Zugspannung gesetzt wird.
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Mit Bezug auf die 3 und 4 kann das Solenoid 102 der Solenoidvorrichtung 100 derart angetrieben oder betätigt werden, dass es die Feder 104 um eine dritte Länge komprimiert, die kleiner als die zweite Länge ist, so dass die Spannung des Riemens 140 auf die dritte Zugspannung gesetzt wird. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann das Solenoid 102 nicht angetrieben oder betätigt werden, um die Feder 104 zu komprimieren, so dass die Spannung des Riemens 104 auf die dritte Zugspannung gesetzt wird.
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Nachfolgend wird ein Betriebsbereich des Mildhybridfahrzeuges (oder des Motors 210) beschrieben, der entsprechend der Antriebsspannung klassifiziert ist, die in einem Riemensystem des Mildhybridfahrzeuges verwendet wird.
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Ein erster Betriebsbereich kann ein Bereich sein, in welchem der Motor 210 (oder das Mildhybridfahrzeug) unter Verwendung des Startergenerators 230 startet, der über den Riemen 140 mit dem Motor 210 verbunden ist, und die Spannung des Riemens 140, der mit dem Motor 210 und dem Startergenerator 230 verbunden ist, wird auf die erste Zugspannung gesetzt. Die Informationen über den ersten Betriebsbereich können durch einen Sensor (z.B. einen Motorbetriebserfassungssensor), der in das Mildhybridfahrzeug einbezogen ist, erfasst werden und zu einer Steuereinrichtung 280 geführt werden.
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Ein momentaner Schlupf des Riemens beim Start des Motors kann um bis zu 25% erhöht werden, und ein Betriebswinkel des Armes des Riemenspanners kann um etwa das 2-fache erhöht werden. Daher kann die hohe Zugspannung in dem ersten Betriebsbereich gesetzt werden.
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Ein zweiter Betriebsbereich kann ein Bereich sein, in dem der Motor 210 durch den Startergenerator 230 kaltgestartet wird, das Mildhybridfahrzeug in 7 wird abgebremst, um elektrischen Strom zu erzeugen, der Motor ist in einem Leerlaufzustand, oder eine Drehzahl des Motors ist kleiner als 1.000 U/min, und die Schwankung der Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit hat einen maximalen Wert. Die Spannung des Riemens 140 kann auf die zweite Zugspannung in dem zweiten Betriebsbereich gesetzt werden. Der zweite Betriebsbereich kann ein Bereich sein, in dem eine Last infolge des unterstützenden Antreibens einer Hilfsmaschine des Motors 210 einen maximalen Wert hat und ein Verlust infolge des Hilfsmaschinenriemens in Bezug auf das Motorantriebsdrehmoment groß ist. Die Informationen über den zweiten Betriebsbereich können durch einen Sensor (z.B. einen Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungssensor), der in das Mildhybridfahrzeug einbezogen ist, erfasst werden und zu der Steuereinrichtung 280 geführt werden.
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Ein dritter Betriebsbereich kann ein Bereich sein, in dem das Mildhybridfahrzeug in 7 beschleunigt oder eine Drehzahl des Motors 210 größer als oder gleich wie 1.000 U/min ist, und die Schwankung der Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit verringert wird. Die Spannung des Riemens 140 kann auf die dritte Zugspannung in dem dritten Betriebsbereich gesetzt werden. Der dritte Betriebsbereich kann ein normaler Antriebsbereich des Motors, ein Nicht-Stromerzeugungsbereich des Startergenerators 230, und ein Bereich sein, in dem der Verlust infolge des Hilfsmaschinenriemens relativ zu dem Motorantriebsdrehmoment gering ist. Die Informationen über den dritten Betriebsbereich können durch einen Sensor (z.B. einen Beschleunigungssensor), der in das Mildhybridfahrzeug einbezogen ist, erfasst werden und zu der Steuereinrichtung 280 geführt werden.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die 3 bis 7 ein Verfahren zur Steuerung des Mildhybridfahrzeuges unter Verwendung des variablen Riemenspanners für den Motor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Gemäß einem ersten Einstellungsschritt kann die Steuereinrichtung 280 die Antriebsvorrichtung 100, die mit dem ersten Dämpfer 105 und dem zweiten Dämpfer 110 verbunden ist, beim Start des Motors 210, der die Kurbelwellenriemenscheibe 130 aufweist, derart steuern, dass sie die Spannung des Riemens 140, der mit der Kurbelwellenriemenscheibe 130 und der Startergeneratorriemenscheibe 125 verbunden ist, auf die erste Zugspannung setzt. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinrichtung 280 die Feder 104 der Antriebsvorrichtung 100 komprimieren, um die Spannung des Riemens 140 auf die erste Zugspannung zu setzen.
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Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung 280 ein oder mehrere Mikroprozessoren, die von einem Programm betrieben werden, oder eine Hardware (z.B. eine elektronischen Steuereinrichtung (ECU)) sein, die den Mikroprozessor aufweist. Das Programm kann eine Reihe von Befehlen zum Ausführen des Verfahrens zur Steuerung des Mildhybridfahrzeuges unter Verwendung des variablen Riemenspanners für den Motor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung aufweisen. Die Befehle können in einem Speicher gespeichert werden. Die Steuereinrichtung 280 kann den gesamten Betrieb des Mildhybridfahrzeuges steuern.
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Das Mildhybridfahrzeug weist den Motor 210, ein Getriebe 220, den Startergenerator 230, eine Batterie 240, eine Differentialgetriebevorrichtung 250, Räder 260 und die Steuereinrichtung 280 auf.
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Der Motor 210 kann chemische Energie durch Verbrennen von Kraftstoff und Luft in mechanische Energie umwandeln. Das Drehmoment des Motors 210 kann an eine Eingangswelle des Getriebes 220 übertragen werden, und die Drehmomentabgabe von einer Ausgangswelle des Getriebes 220 kann über die Differentialgetriebevorrichtung 250 an eine Achse des Fahrzeuges übertragen werden. Die Achse kann die Räder 260 drehen, so dass das Mildhybridfahrzeug angetrieben werden kann.
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Der Startergenerator 230 kann elektrische Energie in mechanische Energie oder mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln. Mit anderen Worten kann der Startergenerator 230 den Motor 210 starten oder elektrischen Strom entsprechend einer Leistung des Motors 210 erzeugen. Außerdem kann der Startergenerator 230 das Drehmoment des Motors 210 unterstützen. Das Mildhybridfahrzeug kann das Drehmoment des Startergenerators 230 als einen Hilfsantrieb verwenden, während das Verbrennungsdrehmoment des Motors 210 ein Hauptantrieb ist. Der Motor 210 und der Startergenerator 230 können über den Riemen 140 (oder eine Riemenscheibe und einen Riemen) verbunden sein.
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Die Batterie 240 kann elektrischen Strom zu dem Startergenerator 230 führen oder kann durch elektrischen Strom, der durch den Startergenerator 230 in einem regenerativen Bremsmodus des Fahrzeuges gesammelt wird, geladen werden. Die Batterie 240 kann eine 48V-Batterie sein. Das Mildhybridfahrzeug kann ferner einen Niederspannungs-DC-DC-Wandler (LDC), der eine von der Batterie 240 zugeführte Spannung in eine Niederspannung umwandelt, und eine 12V-Batterie aufweisen, welche die Niederspannung zu einer elektrischen Last des Fahrzeuges führt.
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Bei dem Mildhybridfahrzeug kann der Startergenerator 230 ein Teil sein, das Funktionen einer Lichtmaschine (oder eines Wechselstromgenerators), einer Motordrehmomentunterstützung oder einer regenerativen Bremsung durchführt.
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Der Startergenerator 230 kann den Motor 210 des Fahrzeuges in einem Anlass- und Drehmomentsteuermodus des Fahrzeuges (oder des Motors) antreiben und kann elektrischen Strom entsprechend einer Leistung des Motors erzeugen, um die 48V-Batterie 240 in einem Stromerzeugungsmodus des Fahrzeuges zu laden. Der Startergenerator 230 kann in einem Betriebsmodus entsprechend einem Antriebszustand des Fahrzeuges arbeiten. Der Betriebsmodus kann einen Motorstartmodus, einen Motordrehmomentunterstützungsmodus zum Unterstützen des Drehmoments des Motors durch Betreiben als ein Motor, einen Modus zum Laden der 48V-Batterie, welche die 12V-Batterie lädt, die über den LDC mit der 48V-Batterie verbunden ist, einen regenerativen Bremsmodus zum Laden der 48V-Batterie oder einen Trägheitsfahrmodus zum Erweitern der Kilometerleistung des Fahrzeuges aufweisen. Der Startergenerator 230 kann entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeuges optimale gesteuert werden, um die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeuges zu erhöhen.
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Gemäß einem zweiten Einstellschritt kann, wenn ein elektrischer Strom durch die Startergeneratorriemenscheibe 125 erzeugt wird, die Steuereinrichtung 280 die Antriebsvorrichtung 100, die mit dem ersten Dämpfer 105 und dem zweiten Dämpfer 110 verbunden ist, derart steuern, dass die Spannung des Riemens 140 auf die zweite Zugspannung gesetzt wird, die kleiner als die erste Zugspannung ist. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann, wenn eine Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle des Motors 210 einen maximalen Wert hat, die Steuereinrichtung 280 die Antriebsvorrichtung 100, die mit dem ersten Dämpfer 105 und dem zweiten Dämpfer 110 verbunden ist, derart steuern, dass sie die Spannung des Riemens 140 auf die zweite Zugspannung setzt.
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Gemäß einem dritten Einstellungsschritt kann, wenn das Mildhybridfahrzeug durch den Motor 210 beschleunigt wird, die Steuereinrichtung 280 die Antriebsvorrichtung 100, die mit dem ersten Dämpfer 105 und dem zweiten Dämpfer 110 verbunden ist, derart steuern, dass sie die Spannung des Riemens 140 auf die dritte Zugspannung setzt, die kleiner als die zweite Zugspannung ist. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann, wenn die Schwankung der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle des Motors 210 reduziert wird, die Steuereinrichtung 280 die Antriebsvorrichtung 100, die mit dem ersten Dämpfer 105 und dem zweiten Dämpfer 110 verbunden ist, derart steuern, dass sie die Spannung des Riemens 140 auf die dritte Zugfestigkeit setzt.
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Wie oben beschrieben, kann der variable Riemenspanner gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, um das Mildhybridfahrzeug in 7 basierend auf dem Betriebsbereich des Motors, der in drei Bereiche geteilt ist, zu steuern.
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Die Komponenten, Einheiten, Blöcke oder Module, die in der beispielhaften Ausführungsform verwendet werden, können in Software, wie einer Anwendung, einer Klasse, einem Unterprogramm, einem Prozess, einem Objekt, einem Ausführungsstrang oder einem Programm, welches in einem vorbestimmten Bereich in dem Speicher ausgeführt wird, oder Hardware, wie einer anwendungsspezifisch programmierbaren Gatteranordnung (FPGA) oder einem anwendungsspezifisch integrierten Schaltkreis (ASIC), realisiert werden, und können mit einer Kombination der Software und der Hardware durchgeführt werden. Die Komponenten, Teile oder dergleichen können in einem computerlesbaren Speichermedium eingebaut sein, und manche Teile davon können in einer Mehrzahl von Computern verteilt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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