JP2004036695A - 内燃機関用ベルトシステムおよびベルト張力調整装置 - Google Patents

内燃機関用ベルトシステムおよびベルト張力調整装置 Download PDF

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Abstract

【課題】内燃機関の回転数や負荷状態に基づいてベルトの張力を制御することによって、ベルトの寿命が短くなることや動力の損失を防止できる内燃機関用補機ベルトシステムおよびベルト張力調整装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関の回転数が所定値より小さければ、回転数センサがこの所定値よりも小さな回転数を検出し、ベルト9の張力を高くするようにアイドラプーリ5を移動させる信号をアイドラプーリ可動装置に出力する。このとき、アイドラプーリ5は、図中点線で示す位置まで移動させられ、上記移動によってベルト張力調整プーリ8は、図中点線に示す位置まで移動する。したがって、ベルト9の張力が高い上記位置で、ベルト張力調整プーリ8がベルト9の張力を調整するので、ベルト9と上記補機プーリ2,3,4と間に生じる滑りを回避し、動力の損失を防止できる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用補機ベルトシステムおよびベルト張力調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車の内燃機関の補機駆動にサーペンタインベルトシステムが用いられている。従来のサーペンタインベルトシステムは、図示しないが、例えば、内燃機関のクランク軸に装着されたクランクプーリと、オルタネータに装着された補機プーリと、ウォータポンプの油圧ポンプに装着された補機プーリと、パワーステアリングの油圧ポンプに装着された補機プーリと、摩擦減衰式のベルト張力調整装置に制御されて、ベルトの張力を調整するベルト張力調整プーリとを備えている。
【0003】
上記摩擦減衰式のベルト張力調整装置は、ベルトの張力を増大させるためにコイルバネの復元力を利用するような構造を有している。例えば、上記摩擦減衰式のベルト張力調整装置は、コイルバネの復元力で回動アームを回動させ、上記回動アームが軸支している上記ベルト張力調整プーリをベルトに押し付けてベルトの張力を増大させる構造を有している。
【0004】
上記摩擦減衰式のベルト張力調整装置は、内燃機関の挙動変化すなわち内燃機関の回転数の大小や内燃機関の回転変動の大小にかかわらず、設定された一定の力を上記ベルト張力調整プーリを介してベルトに長時間付与し続けることでベルトシステムの性能を維持している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のサーペンタインベルトシステムでは、上記ベルト張力調整プーリによってベルトに付与される上記一定の力が小さく設定されると、上記内燃機関の回転数が低くかつ上記内燃機関の負荷が高い時に、上記オルタネータに装着された補機プーリのように回転させるのに高負荷が必要になる補機プーリとベルトとの間に滑りが生じ、この補機プーリを効率良く回転させることができなくなるという問題があり、このとき上記ベルトにベルト鳴きが更に発生するという問題がある。
【0006】
一方、上記ベルト張力調整プーリによってベルトに付与される上記一定の力が大きく設定されると、上記内燃機関の回転数が高くベルトが高速回転している時にもベルトの張力が高くなり、上記ベルトと上記各プーリとの摩擦によって、ベルトの寿命が短くなるという問題もある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、内燃機関の回転数や負荷状態に基づいてベルトの張力を制御することによって、ベルトの寿命が短くなることや動力の損失を防止できる内燃機関用補機ベルトシステムおよびベルト張力調整装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明の内燃機関用補機ベルトシステムは、
内燃機関の駆動軸に装着された駆動プーリと、
補機に装着された補機プーリと、
上記駆動プーリと補機プーリとの間に配置されたベルト張力調整プーリによって、ベルト張力を調整するベルト張力調整装置と、
上記駆動プーリと上記ベルト張力調整プーリとの間または上記ベルト張力調整プーリと上記補機プーリの間に配置されたアイドラプーリと、
上記駆動プーリ、ベルト張力調整プーリ、アイドラプーリおよび補機プーリに掛け渡されたベルトと、
上記内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合には、上記ベルトの張力が高くなるように上記アイドラプーリの中心位置を移動させるアイドラプーリ可動装置と
を備えたことを特徴している。
【0009】
請求項1の発明の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、上記内燃機関の回転数が上記所定値よりも低い場合には、上記回転数センサが上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を検出して、上記内燃機関が所定値よりも低い回転数であることを表す信号を上記アイドラプーリ可動装置に出力する。そして、上記信号を受けた上記アイドラプーリ可動装置は、上記ベルトの張力が高くなるように上記アイドラプーリの中心位置を移動させる。このとき、上記アイドラプーリの隣に位置する上記ベルト張力調整プーリは、この高いベルトの張力によってベルトに押し出されるように移動させられ、ベルトの張力が高い状態でベルトの張力を調整することができるようになる。したがって、上記内燃機関の回転数が低い時に、ベルトと上記補機プーリとの間に生じる滑りを回避することができるので、上記補機プーリを効率良く回転させて動力の損失を防止することができ、ベルトの鳴きの発生も防止することができる。
【0010】
一方、上記内燃機関の回転数が上記所定値よりも高い場合には、上記内燃機関の回転数が上記所定値より低い場合よりもベルトの張力が小さくなる位置に、上記アイドラプーリが位置することになる。このことは、上記ベルト張力調整プーリがベルトを押し出すように移動することを意味し、上記内燃機関の回転数が所定値より低い場合よりもベルトの張力が小さくなる位置で、上記ベルト張力調整装置がベルトの張力を調整することを意味する。したがって、内燃機関の回転数が高くベルトが高速で回転している時にもベルトの張力が高くなり、上記各プーリとの摩擦によって、ベルトの寿命が短くなるという問題を回避することができる。
【0011】
また、請求項2の発明の内燃機関用補機ベルトシステムは、請求項1に記載の内燃機関用補機ベルトシステムにおいて、上記内燃機関の負荷状態を検出する負荷センサを備え、上記アイドラプーリ可動装置は、上記回転数センサから上記内燃機関の上記低い回転数を表す信号を受け、かつ、上記負荷センサから上記内燃機関の所定値よりも高い負荷状態を示す信号を受けた場合には、上記ベルトの張力が高くなるように上記アイドラプーリの中心位置を移動させることを特徴としている。
【0012】
請求項2の発明の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、上記内燃機関の回転数が上記所定値よりも低く、かつ上記内燃機関の負荷状態が上記所定値よりも高い場合には、上記回転数センサが上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を検出すると共に、上記負荷センサが上記内燃機関の所定値よりも高い負荷状態を検出して、上記回転数センサと上記負荷センサは、上記内燃機関が所定値よりも低い回転数であることを表す信号と上記内燃機関が所定値よりも高い負荷状態であることを表す信号を夫々上記アイドラプーリ可動装置に出力する。そうすれば、上記二つの信号を受けた上記アイドラプーリ可動装置が、上記ベルトの張力が高くなるように上記アイドラプーリの中心位置を移動させ、このときベルト張力調整プーリは、この高いベルトの張力によって移動させられる。したがって、上記内燃機関の回転数が低くかつ上記内燃機関の負荷が高い場合に、上記ベルト張力調整装置がベルトの張力が高い状態でベルトの張力の調整を行うことができるので、上記補機プーリとベルトとの間に生じる滑りを確実に回避することができて、動力の損失を小さくすることができる。
【0013】
一方、上記内燃機関の回転数が上記所定値よりも低い状態でかつ上記内燃機関の負荷状態が上記所定値よりも高い状態以外の場合には、上記内燃機関の回転数が低くかつ上記内燃機関の負荷が高い場合よりもベルトの張力が小さくなる位置に上記アイドラプーリが位置することになる。したがって、上記内燃機関の回転数が低い状態でかつ上記内燃機関の負荷が高い状態以外の場合に、上記内燃機関の回転数が低い状態でかつ上記内燃機関の負荷が高い状態よりもベルトの張力が小さい状態で、上記ベルト張力調整装置がベルトの張力の調整を行うことができるので、上記各プーリとの摩擦によってベルトの寿命が低下することや、過大な動力の供給に起因する燃費の低下を回避することができる。
【0014】
また、請求項3の発明の内燃機関用補機ベルトシステムは、請求項1または2に記載の内燃機関用補機ベルトシステムにおいて、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも高い回転数を示す信号を受けた場合には、上記アイドラプーリ可動装置は、上記ベルトの張力が低くなるように上記アイドラプーリの中心位置を移動させることを特徴としている。
【0015】
請求項3の発明の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、内燃機関が回転数センサのみを有する場合、上記内燃機関の低い回転数の基準となる所定値と、上記内燃機関の高い回転数の基準となる所定値とを別の値にすることができる。したがって、上記2つ設けた所定値を基準にして内燃機関回転数の低速回転、中速回転および高速回転を判断して、ベルトの張力を略3段階に制御することができる。
【0016】
また、内燃機関が回転数センサと負荷センサを有する場合、内燃機関の状態を略最大6(3×2)段階に制御することができる。
【0017】
また、請求項4の発明の内燃機関用補機ベルトシステムは、請求項1乃至3のいづれか一つに記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、上記補機プーリはオルタネータに装着させたプーリを含み、上記オルタネータは始動機能も併せ持つことを特徴としている。
【0018】
請求項4の発明の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、上記補機プーリは、発電機能と始動機能を併せ持つ。したがって、本発明の内燃機関用補機ベルトシステムを、始動機能と発電機能を併せ持つインテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ(ISG)を有するハイブリッド車などに適用できる。
【0019】
また、請求項5のベルト張力調整装置は、
アイドラプーリと、
内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
上記アイドラプーリの中心位置を移動させることによってベルトの張力を調整する油圧駆動装置と、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも小さい回転数を表す信号を受けた場合には、上記ベルトの張力を高くするようにアイドラプーリを移動させる信号を上記油圧駆動装置に出力する一方、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも高い回転数を表す信号を受けた場合には、上記ベルトの張力を低くするようにアイドラプーリを移動させる信号を上記油圧駆動装置に出力する制御回路とを備えることを特徴としている。
【0020】
また、請求項6のベルト張力調整装置は、
アイドラプーリと、
内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
上記内燃機関の負荷状態を検出する負荷センサと、
上記アイドラプーリの中心位置を移動させることによってベルトの張力を調整する油圧駆動装置と、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも小さい回転数を表わす信号を受け、かつ、上記負荷センサから上記内燃機関の所定値よりも高い負荷状態を表わす信号を受けた場合には、上記ベルトの張力を高くするようにアイドラプーリを移動させる信号を上記油圧駆動装置に出力する一方、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも高い回転数を表わす信号を受け、かつ、上記負荷センサから上記内燃機関の所定値よりも低い負荷状態を表わす信号を受けた場合には、上記ベルトの張力を低くするようにアイドラプーリを移動させる信号を上記油圧駆動装置に出力する制御回路と
を備えることを特徴としている。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0022】
(第1実施形態)
図1に、本発明の内燃機関用補機ベルトシステムの第1実施形態を模式的に示す。
【0023】
この実施形態の補機ベルトシステムは、内燃機関の駆動軸に装着された駆動プーリ1と、オルタネータに装着された補機プーリ2と、ベルト張力調整装置18によって位置が制御されると共に上記駆動プーリ1と上記補機プーリ2との間に配置されたベルト張力調整プーリ8と、パワーステアリングの油圧ポンプに装着された補機プーリ3と、エアコンの油圧ポンプに装着された補機プーリ4と、油圧駆動装置によって位置が制御されると共に上記駆動プーリ1と上記ベルト張力調整プーリ8の間に配置されたアイドラプーリ5と、駆動プーリ1、アイドラプーリ5、ベルト張力調整プーリ8、補機プーリ2,3,4に順次掛け渡されたベルト9と、上記内燃機関の回転数を検出する回転数センサ(図示せず)とを備えている。
【0024】
上記ベルト張力調整装置18は、摩擦減衰式のベルト張力調整装置18であって、ベルト9への力の付与にベルト張力調整装置18に備えられたコイルバネ(図示せず)の復元力を利用するような構造を有している。詳しくは、上記摩擦減衰式のベルト張力調整装置18は、コイルバネの復元力で回動アーム18aを回動させ、上記回動アーム18aが軸支している上記ベルト張力調整プーリ8をベルト9に押し付けてベルト9の張力を調整する構造を有している。
【0025】
上記摩擦減衰式のベルト張力調整装置18は、上記ベルト張力調整プーリ8をベルトに付勢することによって、内燃機関の挙動変化すなわち内燃機関の回転数の大小や内燃機関の回転変動数の大小にかかわらず、設定された一定の力をベルト9に長時間付与し続けることでベルトシステムの性能を維持している。
【0026】
尚、この明細書では内燃機関の回転変動数を内燃機関の1サイクルにおける内燃機関の最高回転数と最低回転数の差として定義するものとする。
【0027】
一方、上記油圧駆動装置は、バネ式油圧シリンダと、油圧制御バブルとを備えている。図2は、上記バネ式油圧シリンダの詳細を示す断面図である。
【0028】
このバネ式油圧シリンダは、アイドラプーリ5を端部30で軸支するプッシュロッド27を有している。上記バネ式油圧シリンダは、更にシリンダ25内を前室22と後室23に分ける隔壁28を有し、上記プッシュロッド27は上記隔壁28を貫通すると共に、プッシュロッド27の端部30はシリンダ25の先端壁25Aを貫通して突出している。
【0029】
また、このプッシュロッド27は、前室22内に位置する第1ピストン部31と後室23内に位置する第2ピストン部35を有している。上記前室22には、隔壁28と第1ピストン部31との間にコイルバネ37が配置され、このコイルバネ37は第1ピストン部31を先端壁25Aに向けて付勢している。また、後室23には、上記第2ピストン部35と上記隔壁28との間に形成された油圧口39からエンジン油が供給されるようになっている。このバネ式油圧シリンダに、上記エンジン油が供給されていないときには、コイルバネ37の付勢力により、第1ピストン部31が付勢され、プッシュロッド27が押し出され、プッシュロッド27の端部30に軸支されているアイドラプーリ5が押し出される。一方、このバネ式油圧シリンダに、上記エンジン油が供給されているときには、このエンジン油の圧力による力がコイルバネ37の付勢力に打ち勝って、第2ピストン部35を後端壁25Bに向かって移動させる。そして、上記第2ピストン部の上記移動によってプッシュロッド27が引き込まれることになる。このバネ式油圧シリンダの配管36は、上記油圧制御バブルとつながっている。
【0030】
上記油圧制御バブルは、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも小さい回転数を表す信号を受けた場合には、上記バネ式油圧シリンダの上記後室23内のエンジン油を後室23の外に排出し、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも大きい回転数を表す信号を受けた場合には、上記後室23内にエンジン油を供給する。
【0031】
尚、第1実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムでは、上記所定値は、上記内燃機関を備えている乗物の高速領域における内燃機関の回転数と低速領域における内燃機関の回転数の間の回転数から、内燃機関の大きさや形態に基づいて適切に選択されているものとする。
【0032】
上記構成において、第1実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムの動作を図3を用いることによって説明する。
【0033】
尚、図3における負荷センサ60は第2実施形態と関係しており、第1実施形態では必要ではない。
【0034】
今、内燃機関の回転数が上記所定値よりも低い回転数であったとする。そうすると、回転数センサ51は、この低い回転数を検出し、この低い回転数を表わす信号は、制御回路52に入力される。上記制御回路52においては、上記低い回転数を表わす信号に基づいて、上記内燃機関の回転数が所定値よりも低い回転数であることを認識して、ベルト9の張力を高くするようにアイドラプーリ5を移動させる信号を上記油圧駆動装置53に出力する。
【0035】
上記油圧駆動装置53の上記油圧制御バブルは上記信号を受けて、上記バネ式油圧シリンダの上記後室23内のエンジン油を後室23の外に排出する。このことは、上記プッシュロッド27と共に上記アイドラプーリ5が上記コイルバネ37の復元力によって上記シリンダ25から外方向に向かって押し出されることを意味し、アイドラプーリ5がベルト9の張力を大きくする図1に点線で示す位置に移動させられることを意味する。こうして、上記アイドラプーリ5は、ベルト9の張力を高くする。
【0036】
このとき、ベルト9がアイドラプーリ5に押し出されることによって、上記ベルト張力調整プーリ8は図1に点線で示す位置に移動し、上記ベルト張力調整プーリ8のベルト巻き掛け角は大きくなる。こうして、ベルト張力調整装置18は、上記点線で示されたベルト9の張力が高い場合の位置で上記ベルト9の張力を調整することになる。
【0037】
一方、内燃機関の回転数が上記所定値よりも高い回転数であったとする。そうすると、回転数センサ51は、この高い回転数を検出する。この高い回転数を表わす信号は、制御回路52に入力される。上記制御回路52においては、上記高い回転数を表わす信号に基づいて、上記内燃機関の回転数が所定値よりも高い回転数であることを認識して、上記ベルト9の張力を低くするようにアイドラプーリ5を移動させる信号を上記油圧駆動装置53に出力する。
【0038】
そうすると、上記油圧駆動装置53の上記油圧制御バブルが上記信号を受けて、上記バネ式油圧シリンダの上記後室23内にエンジン油を供給するような制御を行う。このことは、後室23内の高くなった油圧による力が上記コイルバネ37の復元力に打ち勝って、上記プッシュロッド27と共に上記アイドラプーリ5が上記シリンダ25側に向かって引き込まれることを意味する。このとき、アイドラプーリ5は、上記ベルト9と非接触になる図1に実線で示す位置まで移動して、内燃機関の回転数が低い時よりベルトの張力を小さくする。
【0039】
上記アイドラプーリ5の移動によって、上記ベルト張力調整プーリ8は図1に実線で示す位置に移動することになり、上記ベルト張力調整プーリ8のベルト巻き掛け角は内燃機関の回転数が所定値より低い時よりも小さくなる。こうして、上記ベルト張力調整装置18は、上記実線で示された上記ベルト9の張力が小さい位置でベルト9の張力を調整することになる。
【0040】
第1実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、内燃機関の回転数が上記所定値よりも低い場合には、回転数センサ51が上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を検出して、上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を制御回路52に出力する。そして、上記制御回路52から上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた上記油圧駆動装置53が、上記アイドラプーリ5の中心位置をベルト9の張力が高くなるように移動させる。したがって、上記内燃機関の回転数が所定値よりも小さい時に、この高いベルト9の張力によって、上記アイドラプーリ5の隣に位置する上記ベルト張力調整プーリ8の位置をベルト9の内側から外側に押し出すように移動させて、ベルト9の張力が高い状態で、上記ベルト張力調整プーリ8にベルト9の張力を調整させることができる。したがって、ベルト9と上記補機プーリ2,3,4と間に生じる滑りを回避して、上記補機プーリ2,3,4を効率良く回転させて動力の損失を防止することができ、ベルト9の鳴きの発生も防止することができる。
【0041】
また、第1実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、上記内燃機関の回転数が上記所定値よりも高い場合には、回転数センサ51が上記内燃機関の所定値よりも高い回転数を検出して、上記内燃機関の所定値よりも高い回転数を表す信号を制御回路52に出力する。そして、上記制御回路52から上記内燃機関の所定値よりも高い回転数を表す信号を受けた上記油圧駆動装置53が、上記内燃機関の回転数が上記所定値より低い場合よりもベルト9の張力が小さくなる位置に上記アイドラプーリ5を移動させる。このとき、上記アイドラプーリ5の移動に対応して、上記ベルト張力調整プーリ8もベルト9を外側から内側に押し出すように移動して、図1に点線で示す位置よりもべルト9の張力が小さい位置で、上記ベルト張力調整装置18がベルト9の張力を調整することになる。したがって、内燃機関の回転数が高くベルト9が高速で回転している時でも、ベルト9の張力が高くなって、上記補機プーリ2,3,4との摩擦によってベルト9の寿命が短くなるという問題を回避することができる。
【0042】
尚、第1実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムでは、内燃機関の回転数の大小を判断する内燃機関の回転数の所定値を一つだけ設けて、ベルトの張力を実質的に2段階に制御したが、上記所定値を2つ設けて、上記2つの所定値を基準にして内燃機関の回転数の低速回転、中速回転および高速回転を判断して、ベルトの張力を略3段階に制御することもできる。
【0043】
また、第1実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムでは、油圧駆動装置53に含まれるバネ式油圧シリンダとして図2に示すバネ式油圧シリンダを採用したが、これに限らず、図2と異なるバネ式油圧シリンダを採用することも出来る。例えば、プッシュロッドの一端にシリンダ内を摺動するピストン部を形成して、シリンダ内を上記ピストン部を境に二つの部分に分け、上記プッシュロッドを含む第1の部分にエンジン油を供給する油圧口を設け、上記プッシュロッドを含まない第2の部分に上記ピストン部を前方に付勢するコイルバネを設けるバネ式油圧シリンダ等を採用することもできる。
【0044】
(第2実施形態)
図4は、本発明の内燃機関用補機ベルトシステムの第2実施形態を示した模式図である。
【0045】
第2実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムでは、内燃機関の負荷状態を検出する目的で内燃機関の回転変動数を検出する負荷センサを設けた点と、第1実施形態のオルタネータに装着された補機プーリ2を、インテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ(ISG)としてのスタータジェネレータモータに装着された始動用プーリ42に取り替えた点と、アイドラプーリ5が配置される場所をベルト張力調整プーリ8と上記始動用プーリ42の間とした点のみが第1実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムと異なる。
【0046】
図4に示す第2実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムにおいては、第1実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムの構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略する。
【0047】
尚、第2実施形態においては、内燃機関の負荷状態の大小を判断する所定値として内燃機関の回転変動数から適切な値が選択されているものとする。
【0048】
また、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に図3を使用して動作を説明するが、第1実施形態における制御回路52と第2実施形態における制御回路52とは、具体的な回路構成は異なるものとする。
【0049】
以下に図3および図4を使用して第2実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムの動作を説明することにする。
【0050】
今、内燃機関の回転数が所定値よりも低い回転数であり、かつ内燃機関の負荷状態が所定値よりも高い状態であったとする。そうすると、回転数センサ51はこの低い回転数を検出し、かつ負荷センサ60はこの高い負荷状態を検出する。負荷センサ60としては、たとえばアクセルペダルの踏込量、吸入空気量や吸気温圧力、スロットル開度等を検出するセンサが挙げられる。このとき、上記回転数センサ51から出力された低い回転数を表わす信号と上記負荷センサ60から出力された高い負荷状態を表わす信号は夫々制御回路52に入力される。上記制御回路52においては、上記回転数センサ51からの低い回転数を表わす信号と上記負荷センサ60からの高い負荷状態を表す信号とを用いた論理演算結果に基づいて、上記ベルト9の張力を高くするようにアイドラプーリ5を移動させる信号を上記油圧駆動装置53に出力する。
【0051】
そうすれば、第1実施形態の場合と同様に、上記油圧駆動装置53が上記信号を受けて、プッシュロッド27を押し出し、アイドラプーリ5を図4に点線で示す位置に移動させる。このとき上記アイドラプーリ5は、上記ベルト張力調整プーリ8と上記始動用プーリ42の間でベルト9を内側から外側に押し出し、ベルト9の張力を高くする。
【0052】
このとき、上記ベルト張力調整プーリ8は、ベルト9に押し出されることにより図4に点線で示す位置に移動し、上記ベルト張力調整プーリ8のベルト巻き掛け角は大きくなる。
【0053】
こうして、図4に実線で示す位置よりもベルト9の張力が高い位置で、上記ベルト張力調整プーリ8はベルト9を調整することになる。
【0054】
一方、内燃機関の状態が、上記のように、内燃機関の回転数が所定値よりも低く上記内燃機関の負荷状態が所定値よりも高い場合以外の状態であったとする。このとき、上記制御回路52は、上記回転数センサ51から受けた信号と上記負荷センサ60から受けた信号との論理演算結果に基づいて、上記ベルト9の張力を低くするようにアイドラプーリ5を移動させる信号を上記油圧駆動装置53に出力する。
【0055】
そうすると、第1実施形態の場合と同様に、上記油圧駆動装置53は、先端にアイドラプーリ5が軸支されているプッシュロッド27をシリンダ25内に引き込んで、アイドラプーリ5をベルト9と非接触になる図1に実線で示す位置まで移動させ、内燃機関の回転数が所定値よりも低くかつ内燃機関の負荷状態が所定値より高い場合よりもベルト9の張力を小さくする。
【0056】
この場合、上記アイドラプーリ5の移動によって、内燃機関の回転数が低くかつ内燃機関の負荷状態が所定値より高い状態である時よりも上記ベルト張力調整プーリ8のベルト巻き掛け角は小さくなり、上記ベルト張力調整プーリ8の位置は図1に実線で示す位置に移動することになる。
【0057】
こうして、ベルト張力調整プーリ8は、図4に点線で示す位置よりもベルト9の張力が小さい図1に実線で示す位置でベルト9の張力を調整することになる。
【0058】
第2実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、内燃機関の回転数が所定値よりも低く、かつ内燃機関の負荷状態が所定値よりも高い場合には、上記回転数センサ51と上記負荷センサ60は、上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号と上記内燃機関の所定値よりも高い負荷状態を表す信号を夫々油圧駆動装置53に出力する。そうすれば、上記二つの信号を受けた上記油圧駆動装置53が、上記アイドラプーリ5の中心位置を移動させてベルト9の張力を高くし、このベルト9の高い張力によって、ベルト張力調整プーリ8のベルト巻きかけ角が大きくなるように、ベルト張力調整プーリ8の中心位置が移動する。そして、図4に実線で示す位置よりもベルト9の張力が高い点線で示す位置で、上記ベルト張力調整プーリ8がベルト9の張力を調整することになる。したがって、上記内燃機関の回転数が低くかつ上記内燃機関の負荷が高い場合に、上記ベルト9の張力を確実に上昇させることができるので、大きな動力が必要になるこの場合に、上記各プーリ42,3,4とベルト9の間に生じる滑りを確実に回避することができて、動力の損失を少なくすることができる。
【0059】
また、内燃機関の状態が、上記のように、内燃機関の回転数が所定値よりも低い回転数となりかつ内燃機関の負荷状態が所定値よりも高い負荷状態となっている場合以外の状態になったとすれば、上記内燃機関の回転数が所定値より低くかつ上記内燃機関の負荷が所定値より高い場合よりもベルト9の張力が小さい図4に実線で示す位置に、上記アイドラプーリ5が移動することになる。したがって、上記ベルト張力調整プーリ8は、図4に点線で示す位置よりもベルト9の張力が小さい実線で示す位置で、ベルト9の張力を調整することになるので、上記各プーリ42,3,4との摩擦によってベルトの寿命が低下することや、過大な動力の供給に起因して燃費の低下が起こることを回避することができる。
【0060】
尚、第2実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムでは、内燃機関の回転数の大小を判断する所定値と内燃機関の負荷状態を判断する所定値を夫々一つ設けて、ベルトの張力を実質的に2段階で制御したが、内燃機関の回転数の大小を判断する所定値と内燃機関の負荷状態の大小を判断する所定値のうちの少なくとも一方の所定値を二つに増やして、内燃機関の状態を略最大9(3×3)段階に制御することもできる。
【0061】
また、第2実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、従来のギア駆動によるスタータシステムから、各プーリの配置を変更することなくISGによる補機ベルトシステムを構築でき、この発明をハイブリッド車などにも適用することができる。
【0062】
上記実施形態においては、オルタネータとスタータジェネレータモータとを取り替えた場合に、アイドラプーリ5を配置した場所を異ならせた例を示したが、オルタネータをスタータジェネレータモータに取り替えた場合であっても、プーリ5を駆動プーリ1とベルト張力調整プーリ8との間に配置しても良く、また、オルタネータを用いる場合であっても、プーリ5をベルト張力調整プーリ8と補機プーリ2との間に配置しても良い。
【0063】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項1の発明の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、内燃機関の回転数が所定値よりも低い場合には、回転数センサが上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を検出して、上記内燃機関が所定値よりも低い回転数になっていることを表す信号をアイドラプーリ可動装置に出力する。そして、上記信号を受けた上記アイドラプーリ可動装置が、上記アイドラプーリの中心位置をベルトの張力が高くなるように移動させる。このとき、この高いベルトの張力によって、アイドラプーリの隣に位置する上記ベルト張力調整プーリがベルトに押し出されるように移動させられ、ベルトの張力が高い状態で上記ベルト張力調整プーリがベルトの張力を調整する。したがって、上記内燃機関の回転数が低い時に、ベルトと上記補機プーリとの間に生じる滑りを回避して、上記補機プーリを効率良く回転させて動力の損失を防止することができ、ベルトの鳴きの発生も防止することができる。
【0064】
また、上記内燃機関の回転数が上記所定値よりも高い場合には、上記内燃機関の回転数が所定値より低い場合よりもベルトの張力が小さくなる位置に、上記アイドラプーリが位置させられる。このとき、上記ベルト張力調整プーリは、ベルトを押し出すように移動して、上記内燃機関の回転数が上記所定値より小さい場合よりもべルトの張力が小さくなる位置で、ベルトの張力を調整する。したがって、内燃機関の回転数が高くベルトが高速で回転している時にもベルトの張力が高くなり、各プーリとの摩擦によってベルトの寿命が短くなるという問題を回避することができる。
【0065】
また、請求項2の発明の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、内燃機関の回転数が所定値よりも低くかつ内燃機関の負荷状態が所定値よりも高い場合には、上記回転数センサが上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を検出すると共に、上記負荷センサが上記内燃機関の所定値よりも高い負荷状態を検出して、上記回転数センサと上記負荷センサは、上記内燃機関が所定値よりも低い回転数となっていることを表す信号と上記内燃機関が所定値よりも高い負荷状態となっていることを表す信号を夫々上記アイドラプーリ可動装置に出力する。そうすれば、上記二つの信号を受けた上記アイドラプーリ可動装置が、上記アイドラプーリの中心位置を移動させてベルトの張力を高くする。したがって、上記内燃機関の回転数が所定値よりも低くかつ上記内燃機関の負荷が所定値よりも高い場合には、上記アイドラプーリの隣に位置する上記ベルト張力調整プーリの位置をこの高いベルトの張力によって移動させることができる。したがって、上記ベルト張力調整プーリが、ベルトの張力が高い状態でベルトの張力を調整することができるので、上記補機プーリとベルトの間に生じる滑りを確実に回避することができ、動力の損失を小さくすることができる。
【0066】
また、上記内燃機関の回転数が上記所定値よりも低い状態でかつ上記内燃機関の負荷状態が上記所定値よりも高い状態以外になっているときには、上記内燃機関の回転数が低くかつ上記内燃機関の負荷が高い場合よりもベルトの張力が小さくなる位置に上記アイドラプーリが位置することになる。このとき、上記ベルト張力調整プーリは、ベルトを押し出すように移動し、上記内燃機関の回転数が上記所定値より低い状態でかつ上記内燃機関の負荷状態が上記所定値より高い状態よりもベルトの張力が小さい状態で、ベルトの張力を調整する。したがって、上記各プーリとの摩擦によってベルトの寿命が低下することや、過大な動力の供給に起因する燃費の低下を回避することができる。
【0067】
また、請求項3の発明の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、内燃機関が回転数センサのみを有する場合、上記内燃機関の低い回転数の基準となる所定値と、上記内燃機関の高い回転数の基準となる所定値とを別の値にして、上記2つ設けた所定値を基準にして内燃機関回転数の低速回転、中速回転および高速回転を判断して、ベルトの張力を略3段階に制御することができる。
【0068】
また、内燃機関が回転数センサと負荷センサを有する場合、内燃機関の状態を略最大6(3×2)段階に制御することができる。
【0069】
また、請求項4の発明の内燃機関用補機ベルトシステムによれば、上記補機プーリは、発電機能と始動機能を併せ持つ。したがって、本発明の内燃機関用補機ベルトシステムを、始動機能と発電機能を併せ持つインテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ(ISG)を有するシステムに使用できて、本発明をハイブリッド車などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムの模式図である。
【図2】図1におけるアイドラプーリを移動させる油圧駆動装置に備えられるバネ式油圧シリンダの断面図である。
【図3】第1および第2実施形態において、アイドラプーリを移動させる制御システムを示すブロック図である。
【図4】本発明の第2実施形態の内燃機関用補機ベルトシステムの模式図である。
【符号の説明】
1 駆動プーリ
2,3,4 補機プーリ
5 アイドラプーリ
8 ベルト張力調整プーリ
9 ベルト
18 ベルト張力調整装置
18a 回動アーム
22,23 室
25 シリンダ
27 プッシュロッド
28 隔壁
31 第1ピストン部
35 第2ピストン部
36 配管
37 コイルバネ
39 油圧口
42 始動用プーリ
51 回転数センサ
52 制御回路
53 油圧駆動装置
60 負荷センサ

Claims (6)

  1. 内燃機関の駆動軸に装着された駆動プーリと、
    補機に装着された補機プーリと、
    上記駆動プーリと補機プーリとの間に配置されたベルト張力調整プーリによって、ベルト張力を調整するベルト張力調整装置と、
    上記駆動プーリと上記ベルト張力調整プーリとの間または上記ベルト張力調整プーリと上記補機プーリの間に配置されたアイドラプーリと、
    上記駆動プーリ、ベルト張力調整プーリ、アイドラプーリおよび補機プーリに掛け渡されたベルトと、
    上記内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
    上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合には、上記ベルトの張力が高くなるように上記アイドラプーリの中心位置を移動させるアイドラプーリ可動装置と
    を備えたことを特徴とする内燃機関用補機ベルトシステム。
  2. 請求項1に記載の内燃機関用補機ベルトシステムにおいて、上記内燃機関の負荷状態を検出する負荷センサを備え、上記アイドラプーリ可動装置は、上記回転数センサから上記内燃機関の上記低い回転数を表す信号を受け、かつ、上記負荷センサから上記内燃機関の所定値よりも高い負荷状態を示す信号を受けた場合には、上記ベルトの張力が高くなるように上記アイドラプーリの中心位置を移動させるようになっていることを特徴とする内燃機関用補機ベルトシステム。
  3. 請求項1または2に記載の内燃機関用補機ベルトシステムにおいて、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも高い回転数を示す信号を受けた場合には、上記アイドラプーリ可動装置は、上記ベルトの張力が低くなるように上記アイドラプーリの中心位置を移動させることを特徴とする内燃機関用補機ベルトシステム。
  4. 請求項1乃至3のいづれか一つに記載の内燃機関用補機ベルトシステムにおいて、上記補機プーリはオルタネータに装着させたプーリを含み、上記オルタネータは始動機能も併せ持つことを特徴とする内燃機関用補機ベルトシステム。
  5. アイドラプーリと、
    内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
    上記アイドラプーリの中心位置を移動させることによってベルトの張力を調整する油圧駆動装置と、
    上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも小さい回転数を表す信号を受けた場合には、上記ベルトの張力を高くするようにアイドラプーリを移動させる信号を上記油圧駆動装置に出力する一方、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも高い回転数を表す信号を受けた場合には、上記ベルトの張力を低くするようにアイドラプーリを移動させる信号を上記油圧駆動装置に出力する制御回路と
    を備えるベルト張力調整装置。
  6. アイドラプーリと、
    内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
    上記内燃機関の負荷状態を検出する負荷センサと、
    上記アイドラプーリの中心位置を移動させることによってベルトの張力を調整する油圧駆動装置と、
    上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも小さい回転数を表わす信号を受け、かつ、上記負荷センサから上記内燃機関の所定値よりも高い負荷状態を表わす信号を受けた場合には、上記ベルトの張力を高くするようにアイドラプーリを移動させる信号を上記油圧駆動装置に出力する一方、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも高い回転数を表わす信号を受け、かつ、上記負荷センサから上記内燃機関の所定値よりも低い負荷状態を表わす信号を受けた場合には、上記ベルトの張力を低くするようにアイドラプーリを移動させる信号を上記油圧駆動装置に出力する制御回路と
    を備えるベルト張力調整装置。
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