JP2020504264A - 複数の変速比とトルク反転を伴う補機ベルト伝動システム - Google Patents

複数の変速比とトルク反転を伴う補機ベルト伝動システム Download PDF

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Abstract

第1ベルトを駆動し、一方向クラッチを介して第2ベルトに係合されるエンジンと、エンジン状態に応じて、第2ベルトを介してエンジンにより駆動され、または、第2ベルトを介してエンジンを駆動するように構成されたスタータジェネレータと、補機クラッチを介して第2ベルトに係合される補機とを備え、補機が第1ベルトまたは第2ベルトにより駆動可能であるスタータジェネレータシステム。

Description

本発明は、複数の変速比とトルク反転を伴う補機ベルト伝動システムに関し、より具体的には、エンジンの状態に応じて、第2ベルトを通してエンジンにより駆動され、または第2ベルトを通してエンジンを駆動するように構成されるスタータジェネレータと、補機クラッチを介して第2ベルトに係合され、第1ベルトまたは第2ベルトにより駆動可能な補機とに関する。
車両(ビークル)の内燃機関(ICE)は、一般にエンジンと車両の運転において使用される複数の補機を備える。このような補機には、パワステポンプ、エアコン用コンプレッサ、オルタネータ、オイルポンプ、燃料ポンプなどが含まれ得る。これらの補機は、通常サーペンタイン(多軸掛け)ベルトにより駆動される。サーペンタインベルトは、エンジンクランクシャフトに設けられるとともに各補機に設けられたプーリと係合する。エンジンクランクシャフトは、補機を駆動するトルクを提供する。
ベルトはクランクシャフトにより駆動されるので、それは必然的に車両の加速および減速時におけるエンジン速度の変化を受ける。すなわち、補機の運転速度は、エンジンの速度に直接比例する。
エンジン速度、特にアイドル速度よりも速いエンジン速度における変化は、各補機がエンジン速度の全レンジに亘って十分に動作するように設計される必要があるので、補機の非効率な運転をもたらす。これは必然的に、効率がほとんどのエンジン回転数範囲に対して最適ではないことを意味する。更に、より高いエンジン速度では、補機を駆動するためにより大きな出力が必要とされ、その結果、燃料効率の低下と利用可能なトルクの低下をもたらす。したがって、補機の一部または全部をエンジンのクランクシャフトから切り離して、より低く、より狭い最適速度範囲で駆動できるようにすることが望ましい。
更に、ICEはこれらの補機を駆動させるために常時運転している必要がある。ベルトスタータージェネレータ(BSG)を2速ベルト伝動システムと組み合わせて使用すると、補機のみを駆動する必要がある場合にICEをOFFにすることを可能にし、燃費を大幅に節約できる。
この分野の代表例は米国特許第7,798,928号明細書であり、原動回転シャフトに直接搭載されるクラッチユニットと、原動回転シャフトに直接搭載される一方向クラッチと、クラッチユニットに回転自在に接続されるとともに、一方向クラッチを介して原動回転シャフトに回転自在に接続される複数の回転補機とを備える2段ベルト伝動システムを開示する。補機は第1速度比ではクラッチユニットにより駆動され、第2速度比では前記一方向クラッチを介して原動回転シャフトにより直接駆動される。クラッチユニットはエンジン運転条件の所定値で動作し、それにより第1および第2速度比の間における切り替えを規定し、クラッチユニットはエンジン始動において繋がれる。
必要とされているのは、エンジンの状態に応じて、第2ベルトを通してエンジンにより駆動され、または、第2ベルトを通してエンジンを駆動するように構成されるスタータジェネレータシステムと補機クラッチを介して第2ベルトに係合される補機であり、補機は第1ベルトまたは第2ベルトによって駆動可能である。本発明は、この必要性を満たす。
本発明の第1の観点は、エンジンの状態に応じて、第2ベルトを通してエンジンにより駆動され、または、第2ベルトを通してエンジンを駆動するように構成されるスタータジェネレータシステムと補機クラッチを介して第2ベルトに係合される補機を提供することであり、補機は第1ベルトまたは第2ベルトによって駆動可能である。
本発明の別の観点は、本発明の以下の詳細な説明と添付図面により指摘され明らかにされる。
本発明は、第1ベルトを駆動し、一方向クラッチを介して第2ベルトに係合されるエンジンと、エンジン状態に応じて、第2ベルトを介してエンジンにより駆動され、または、第2ベルトを介してエンジンを駆動するように構成されたスタータジェネレータと、補機クラッチを介して第2ベルトに係合される補機とを備え、補機が第1ベルトまたは第2ベルトにより駆動可能であるスタータジェネレータシステムを含む。
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を例示し、詳細な説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たす。
システムの斜視図である。 システムの斜視図である。 システムの斜視図である。 ブラケットの詳細図である。 ブラケットの横断面図である。 システムの正面図である。 システムの正面図である。 テンショナの横断面図である。 テンショナの横断面図である。 クランクシャフトクラッチの横断面図である。 ACクラッチの横断面図である。 内燃機関に設けられたシステムの概略図である。 エンジンシステムの概略図である。 ブラケットの分解斜視図である。 クランクシャフトクラッチの分解斜視図である。 ACクラッチの分解斜視図である。 テンショナの分解斜視図である。
図1aは本システムの斜視図である。本システムは、スタータジェネレータ120とアダプタ101が設けられたエアコン用コンプレッサ(不図示)とを備える。テンショナ10は、ブラケット171、172を通してスタータジェネレータに取り付けられる。
クランクシャフトプーリ31は、エンジンクランクシャフト(不図示)に取り付けられる。ブラケット51もエンジンに取り付けられる。
ベルト20は、クランクシャフトプーリ31、第1クラッチプーリ104、テンショナ10のアイドラ12、スタータジェネレータプーリ13、そしてアイドラ23およびアイドラ24の間に掛け回される。アイドラ23はブラケット51に取り付けられ、アイドラ24はブラケット75に固定的に取り付けられる。
ベルト50は、クランクシャフトプーリ56と第2クラッチプーリ105およびアイドラ61の間に掛け回される。
ベルト20とベルト50は、各々マルチリブベルトである。
図1bは、本システムの斜視図である。ブラケット75は、エアコン用コンプレッサのプーリアセンブリを保護する。ブラケットは、アイドラ24の取付面として機能する。
図1cは、本システムの斜視図である。
図2は、ブラケットの詳細図である。ブラケット51はエンジン(不図示)に取り付けられる。ジャックスクリューアセンブリは、ファスナ63、67によりベアリング69に取り付けられたアイドラ61を備える。ダストシールド62は、ベアリング69を防護する。これらの構成要素は、スペーサ68とジャックスクリューベース64に取り付けられる。ファスナ63、67は、スロット51a内におけるブラケット51上のベース64の滑動を可能にする。ナット65とスクリュ66は、ベース64とブラケット51の間に取り付けられる。ナット65がスクリュ66回りに締め付けられると、それは取付部52cに押し当てられ、ベース64を引き込み、プーリ61を後退させる。ナット65が締め付けられるとベルト50は引っ張られ、ベース64は引き込まれる。ベルト50の張力は、本システムの取付作業中に調整される。
ブラケット75は、ブラケット51から突出する取付部52bと取付部52cに取り付けられる。
図3は、ブラケットの断面図である。
図4aは、本システムの正面図である。ファスナ63は、スロット51a内を移動する。アイドラ24は、ブラケット75に取り付けられる。ベルト50は図示されない。
図4bは、本システムの正面図である。ブラケット75は、ファスナ75a、75bを用いてブラケット51に取り付けられて描かれる。アイドラ24は、ファスナ24aによりブラケット75に取り付けられる。
図5は、テンショナの断面図である。テンショナ10は、スタータジェネレータとエンジンの異なるモードや速度の間において、ベルト張力における変化に反応する。テンショナ10は、ブラケット171、172を介してスタータジェネレータに取り付けられるベース150を備える。ベース150は、キャリア151に重ねることができるブッシュ168とトッププレート169を介してキャリア151に接続される。シャフト152は、キャリア151に圧入される。トーションスプリング155は、シャフト152とサイドアーム170の間に係合される。ブッシュ160、161は、シャフト152とサイドアーム170の回転を支える。プーリ157は、ファスナ154とベアリング156を介してサイドアーム170に接続される。ダストカバー158は、外部からの汚損からブッシュ160、161を保護する。
図6は、テンショナの横断面図である。キャリア151は、ベース150内を回転する。プーリ162は、ベアリング165を介してキャリア151に取り付けられる。ベリング165は、ファスナ164により保持される。ダストカバー163は、ベアリング165を保護する。運転の異なるモードにおいてベルト20の張力が変化すると、キャリア151はブッシュ168の周りに回転し得る。トーションスプリング155は、ベルト20にトルクを作用させ、ベルト20の適正な張力を維持する。ウェーブスプリング171は、プレート172に押し当てられる。プレート172は、ブッシュ166に摩擦係合する。この摩擦係合は、キャリア151の回転振動を減衰する。リング169は、ベース150内に保持する。
図7は、クランクシャフトクラッチの横断面図である。クランクアセンブリは、ベアリング32を介してシャフト34に取り付けられるクランクシャフトプーリ31を備える。ダストシールド40は、ベアリング32を保護し、止め輪33により保持される。シャフト34は、ピンとファスナ36を使用してハブ360に固定される。シャフト34は、クランクシャフトプーリ56を含むハーモニックダンパ35にも固定される。ハーモニックダンパ35は、エラストマー部材59を備える。トーションスプリング37は、接着やレーザ溶接を含む様々な方法で、クラッチキャリア38とクランクシャフトプーリ31の間に接続される。一方向ローラクラッチ39は、シャフト34に取り付けられ、クラッチキャリア38と係合する。これらの構成部は、スプライン接続(不図示)を介し、エンジンフロントカバーとの間にクリアランスをもって、ファスナ54を用いてエンジンクランクシャフト55に取り付けられる。
エンジンが第1比率で駆動しているときには、荷重はハーモニックダンパ35に伝達され、プーリ56を介してベルト50に伝達される。一方向クラッチ39は、繋がっておらずオーバーランしている。荷重は、クランクシャフト55からプーリ56、ベルト50、第2クラッチプーリ105に接続された第1クラッチプーリ104、ベルト20、そしてスタータジェネレータプーリ13へと伝達される。スタータジェネレータ120が駆動しているときには、荷重は、プーリ13からベルト20、第2クラッチプーリ105、第1クラッチプーリ104、ベルト50、プーリ56、そしてクランクシャフト55へと伝達される。電力の流れ(ICEからスタータジェネレータへ、またはスタータジェネレータからICEへ)にかかわらず、エアコン用コンプレッサが冷却目的で電力を供給される必要がある場合、エアコン用クラッチプーリ102はクラッチプレート103に係合され、これによりエアコン用シャフトに接続される。エアコン用プーリ102は、アダプタ101を介して第2クラッチプーリ105に接続されている。
エンジンが第2比率で駆動しているときには、荷重はハーモニックダンパ35に伝達され、プーリ56を介してベルト50に伝達される。一方向クラッチ39は、繋がっておらずオーバーランしている。荷重は、クランクシャフト55からプーリ56、ベルト50、第1クラッチプーリ104へと伝達され、ここで荷重伝達は終了する。この比率にあるエンジンは何れの補機も駆動していない。第1クラッチプーリ104は、第2クラッチプーリ105から切り離されている。エアコン用コンプレッサが冷却目的で電力を供給される必要がある場合、スタータジェネレータプーリ13が、第2クラッチプーリ105を駆動するベルト20を駆動する。エアコン用クラッチプーリ102はクラッチプレート103に係合され、これによりエアコン用シャフトに接続される。エアコン用プーリ102は、アダプタ101を介して第2クラッチプーリ105に接続されている。
エンジンが第3比率で駆動しているときには、荷重はシャフト55からハブ360、そしてシャフト34へと伝達される。一方向クラッチ39は、シャフト34に係合し、クラッチキャリア38に取り付けられた端部により、巻き上げ方向にトーションスプリングに荷重を掛ける。クランクプーリ31に取り付けられたトーションスプリング37の他端は荷重に抗し、トーションスプリング37はアイソレータのように作用する。これにより、トーションスプリング37は、プーリ31とベルト20を駆動させる。トルクの大きさは、そのアプリケーションに依存するが、一般に45〜60Nmである。トルクの伝達は、シャフト55からハブ360、一方向クラッチ39を介してシャフト34へ、クラッチキャリア38、トーションスプリング37、プーリ31、ベルト20、第2クラッチプーリ105、スタータジェネレータプーリ13へ、そしてアダプタ101を介してエアコン用プーリ102へと進む。空調が必要な場合、エアコン用クラッチが繋がれ、プーリ102がエアコン用コンプレッサシャフト(不図示)を駆動するクラッチプレート103に接続される。スタータジェネレータがベルト20とプーリ31を駆動しているとき、一方向クラッチ38は、シャフト34を切り離しているので、ハブ360を通してエンジンに負荷が伝達されることはない。
図8は、ACクラッチの横断面図である。エアコン用コンプレッサのアセンブリは、クラッチプレート103、プーリ102、シャフト108、ファスナ117を備える。電磁コイル(不図示)は、エアコンハウジング(不図示)に接続される。アダプタ101は、プーリ102とシャフト91に圧入される。シャフト91はファスナ108を通してプーリ105に接続される。プーリ105はベアリング109、110を介してブラケット51に取り付けられる。スペーサ113はベアリング110とベアリング111の間の適正な距離を維持する。ベアリング111とベアリング112は、プーリ104をブラケット51に取り付ける。電磁クラッチコイル107はブラケット51に取り付けられる。クラッチプレート106は、ファスナ115、114を通してプーリ105に固定される。電磁コイル107が作動されると、クラッチプレート106はプーリ104に摩擦結合し、プーリ104とプーリ105を一緒に回転させる。この結合により、スタータジェネレータに内燃機関を始動できる。クラッチ106は、エンジンがACCを駆動する場合にも繋がれる。
図9は、内燃機関に設けられたシステムの概略図である。図9は、システム構成部品間におけるベルト20の経路を示す。
図10は、エンジンシステムの概略図である。スタータジェネレータコントローラ500は、ECM(エンジンコントロールモジュール)の入力に接続される。コントローラ500は、エンジン速度、スロットルポジション、ブレーキステータス、車両速度に関わる情報を取得する。コントローラ500は、スタータジェネレータ120と一方向クラッチ39にも接続される。
パワーステアリングユニットのためのポンプPとウォータポンプWPは、各々エンジンベルト伝動システムに含まれる補機である。プーリA2、A3は、ポンプPとウォータポンプWPの回転シャフトの各々の端部に固定される。ベルト20は、スタータジェネレータ(BSG)120の回転を各々の補機に伝達するため、プーリA2、A3、13、31、105の間に係合される。
インバータ400は、BSG120に電気的に接続され、BSG120がモータモードで使用されるときにBSG120の速度を制御するためにバッテリ800からBSG120に供給される電気エネルギーの量を変えるように構成される。また、インバータ400は、BSG120で発電された電気エネルギーを電池800に充電するための制御も行う。
コントローラ500は、エンジンの運転モードの切換え動作を制御するための信号と、電磁クラッチ106へのON・OFF制御信号と、トランスミッションの電磁コイル41へのON・OFF制御信号とをインバータ400に送信する。コントローラ500は、車両の動作状態、および/または、エンジンの動作状態を示す、車両やエンジンに配置された様々なセンサからの信号も受信する。これらには、BSG120の速度を示す信号、エンジン運転モードを切り替えるための信号、エアコンの動作を切り替えるための信号、例えばエンジンの速度を示すエンジンステータス信号、車両の速度などを示す車両ステータス信号(不図示)、ホイールブレーキステータス信号、エンジンスロットルポジション信号、そしてシフトレバーにより選択されたレンジを示すA/Tのステータス信号が含まれる。ブレーキステータス信号は、車両の各ホイールのブレーキあるいはすべてのホイールのブレーキの係合状態を示す。スロットルポジション信号はスロットルの位置に関連し、加速、減速、非加速クルーズまたはアイドルのような運転者のエンジンに対する要求を示す。各信号はアナログでもデジタルでもよい。
上記信号が示す情報に従って、制御部500は、メモリ900からデータを読み出す処理と、速度比を第1、第2、第3のどれにするか決定するためにクラッチ106、BSG120、E/Gの状態を特定する演算処理を実施する。その後、コントローラ500は、コントロール信号をトランスミッション電磁コイル107(電磁クラッチ106)とインバータ400に送信する。コントローラ500は、CPU、RAM、ROM、双方向通信バス、インターフェース回路(信号変換回路など)、メモリ900を含む周知のコンポーネントを備えるコンピュータシステムであってもよい。
運転において、最初にBSG120はエンジン1を始動するために作動される。エンジン1を始動した後、BSG120はバッテリ800を再充電するための発電機として機能する。エンジンが始動されると、コントローラ500はBSG120の速度を検出する。また、制御装置500は、エンジン1の始動に必要なトルクおよび回転数が実現されるようにインバータ400にスイッチング動作を行わせる。例えば、エンジン始動時にエアコンA/Cを切り換えるための信号がONになっていると、A/CがOFFのときよりも高いトルクが要求される。したがって、コントローラ500は、BSG120がより高いトルクでより速い速度で回転することを可能にするためにスイッチング制御信号をインバータ400に印加する。
切り替え制御信号は、エンジン1、A/T2、および車両の様々な状態信号がコントローラ500に提供され、それによってメモリに格納されたマップと照合されるように決定されてもよい。あるいは、切り替え制御信号は、コントローラ500に配置されたプロセッサユニット(CPU)によって実行される計算によって決定されてもよい。
エンジン停止信号がONされると、コントローラ500は、エンジン1への燃料供給を遮断するための、例えば電動燃料ポンプ(不図示)への信号を送信することによりエンジン1を停止させる。エンジン停止操作は、例えば、車速がゼロ、ブレーキが部分的にまたは全て掛けられ、シフトレバーがDまたはNに設定されている状態で行うことができる。これにより、エンジン1のプーリ104とプーリ56との間で動力は伝達されない。これは、A/T2内に設けられた発進クラッチ(不図示)が、エンジンの再始動時に直ちに繋がって車両を円滑に走行させるために配置されているためである。
エンジン1が停止されているにも関わらず、エアコンとパワーステアリングの運転が要求されるときには、コントローラ500は、パワーステアリングユニットのポンプの負荷に対応する速度とトルクでBSG120を回転させるための切り替え制御信号をインバータ400に印加する。
車両が停止された状態からエンジン1が再始動されるとき、モータモードにあるBSG120は、電磁コイル107がONに切り替えられると、エンジン1を回転始動し、クラッチ106を繋ぐ。電磁コイル107に電力が供給され、プーリ105を所定の速度およびトルクで回転させる。
BSG120が発電機として使用され、かつ/または、エンジン1が第1、第2比率で運転される状態において補機が作動されるとき、電磁コイル107はOFFにされ、一方向クラッチ39は繋いだ状態にある。
ポンプPとコンプレッサA/Cが、エンジン1が停止された状態で、第2あるいは第3比率でBSG120によって作動されるとき、電磁コイル107はOFFにされる。このモードでは、エンジン1は停止され、エアコン用コンプレッサ、ウォータポンプ、パワーステアリングポンプを含む補機が、ベルト20を通してBSGによって駆動される。一方向クラッチ39はロックされている。
運転において、ベルト伝動システムは、少なくとも3つの比率を有する。
第1の比率は、アイドルに近く、通常650〜1120RPMのレンジのエンジン速度に対応する。エンジンとスタータジェネレータの間の比率は約3:1である。この比率は、クラッチ107がON、一方向クラッチ39がオーバーランすることによって達成される。ベルト50は、トルクをプーリ104に伝達し、プーリ105とベルト20は、トルクをスタータジェネレータに伝達する。この状態での運転により、エンジンは補機を駆動することができる。エンジンはスタータジェネレータによって始動され駆動される。
第2の比率は、650RPM〜2000RPMの間のエンジン速度に対応する。エンジンとスタータジェネレータの間の比率は約1:1である。この比率は、クラッチ106がOFF、一方向クラッチ39がオーバーランすることによって達成される。補機は、一方向クラッチ39がオーバーランする速度のスタータジェネレータによって駆動される。ベルト20のみが荷重を伝達し、スタータジェネレータによって駆動される。ベルト50は無荷重状態ある。エンジンは作動状態にあり、車両は動いている。この比率は、一方向クラッチ39がオーバーランする速度でのスタータジェネレータによる補機の駆動を可能にする。
第3比率は、2000RPM〜6500RPMの間のエンジン速度に対応する。エンジンとスタータジェネレータの比率は約1:1である。この比率は、クラッチ106がOFFなることによって達成され、補機類はエンジンによって駆動され、一方向クラッチ39はロックされる。ベルト20のみが荷重を伝達し、エンジンによって駆動される。エンジンは作動状態にあり、車両は動いている。この比率は、補機のエンジンによる駆動を可能にする。
システムがエンジン駆動とスタータジェネレータ駆動との間で切り替わるとき、ベルトの緩み側と張り側が切り替わり、アイドラ23とアイドラ24が、両運転モードにおけるベルト20の適正なベルト張力を維持する。システム動作のロジックは以下の通りである。各縦列は、所与の比率に対する異なる動作状態を示す。
Figure 2020504264
図11は、ブラケットの分解斜視図である。ファスナ63は、スロット51a内をスライドする。アイドラ23は、部分55に取り付けられる。エアコン用コンプレッサシャフト91は、穴56を通して突出する。
図12は、クランクシャフトクラッチの分解斜視図である。スナップリング33はスロット34aに係合する。
図13は、クラッチ107の分解斜視図である。クラッチプレート106は、ファスナ114、115によりプーリ105に取り付けられる。プーリ105は、ファスナ108によりシャフト91に取り付けられる。シャフト91は、101の部分101aに圧入される。
図14は、テンショナの分解斜視図である。
スタータジェネレータシステムは、第1ベルトを駆動し、一方向クラッチを介して第2ベルトと駆動可能に係合するエンジンと、エンジンの状態に応じて、第2ベルトを介してエンジンによって駆動されるか、または、順番に第2ベルトと第1ベルトとを介してエンジンを駆動するように構成されたスタータジェネレータとを備える。スタータジェネレータシステムは、エンジンがOFFのとき、または、エンジンがONで所定のエンジンRPM範囲で作動しているときに補機を駆動する。補機は、補機クラッチを介して第2ベルトに係合し、エンジンの運転状態に応じて、補機は第1ベルトを介してエンジンによって駆動可能であり、または第2ベルトを介してスタータジェネレータによって駆動可能である。
スタータジェネレータシステムは、第1ベルトを駆動し、一方向クラッチを介して第2ベルトと駆動可能に係合するエンジンと、エンジンの状態に応じて、第2ベルトを介してエンジンによって駆動されるか、または、順番に第2ベルトと第1ベルトとを介してエンジンを駆動するように構成されたスタータジェネレータとを備える。スタータジェネレータシステムは、エンジンがOFFのとき補機を駆動し、または、スタータジェネレータは、エンジンがONで所定のエンジンRPM範囲で作動しているときに補機を駆動する。補機は、電磁クラッチを介して第2ベルトに係合し、エンジンの運転状態に応じて、補機は第1ベルトを介してエンジンによって駆動可能であり、または電磁クラッチを介してスタータジェネレータによって駆動可能である。
ここで本発明の一形態が説明されたが、当業者であれば、ここで説明された発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、その構成、パーツ間の関係に様々な変更ができることは明らかである。

Claims (20)

  1. 第1ベルトを駆動し、一方向クラッチを介して第2ベルトに係合されるエンジンと、
    エンジン状態に応じて、前記第2ベルトを介して前記エンジンにより駆動され、または、前記第2ベルトを介して前記エンジンを駆動するように構成されたスタータジェネレータと、
    補機クラッチを介して前記第2ベルトに係合される補機とを備え、
    前記補機は前記第1ベルトまたは前記第2ベルトにより駆動可能である
    ことを特徴とするスタータジェネレータシステム。
  2. 前記エンジンが、前記一方向クラッチが係合する前記第2ベルトを介して前記スタータジェネレータと前記補機とを駆動することを特徴とする請求項1に記載のスタータジェネレータシステム。
  3. 前記スタータジェネレータが、前記第1ベルトと前記一方向クラッチを介してエンジンを駆動し、前記補機クラッチが繋がれていることを特徴とする請求項1に記載のスタータジェネレータシステム。
  4. 前記エンジンが、前記第1ベルトを介して前記スタータジェネレータを駆動し、前記一方向クラッチがオーバーランしていることを特徴とする請求項1に記載のスタータジェネレータシステム。
  5. 前記スタータジェネレータに取り付けられたテンショナを更に備え、前記テンショナが前記スタータジェネレータの回転軸の周りに回転するように配置されることを特徴とする請求項1に記載のスタータジェネレータシステム。
  6. 前記第1ベルトに係合される調整可能アイドラを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のスタータジェネレータシステム。
  7. 前記補機クラッチが、電磁クラッチであることを特徴とする請求項1に記載のスタータジェネレータシステム。
  8. 前記テンショナが、第1アイドラと第2アイドラを備えることを特徴とする請求項5に記載のスタータジェネレータシステム。
  9. 前記第1アイドラが、揺動アームに軸支されることを特徴とする請求項8に記載のスタータジェネレータシステム。
  10. 前記スタータジェネレータが、前記エンジンがOFFのとき、あるいは前記エンジンがONで所定のRPM範囲で作動しているときに前記補機を駆動することを特徴とする請求項1に記載のスタータジェネレータシステム。
  11. 第1ベルトを駆動し、一方向クラッチを介して第2ベルトに駆動可能に係合されるエンジンと、
    エンジン状態に応じて、前記第2ベルトを介して前記エンジンにより駆動され、または、順番に前記第2ベルトと前記第1ベルトとを介して前記エンジンを駆動するように構成されたスタータジェネレータとを備え、
    前記スタータジェネレータは、前記エンジンがOFFのとき、あるいは前記エンジンがONで所定のRPM範囲で作動しているときに補機を駆動し、
    前記補機は補機クラッチを介して前記第2ベルトに係合され、前記補機はエンジン運転状態に応じて、前記第1ベルトを介して前記エンジンにより駆動可能、または前記第2ベルトを介して前記スタータジェネレータにより駆動可能である
    ことを特徴とするスタータジェネレータシステム。
  12. 前記エンジンが、前記一方向クラッチが繋がるとき、前記第2ベルトを介して前記スタータジェネレータと前記補機とを駆動することを特徴とする請求項11に記載のスタータジェネレータシステム。
  13. 前記スタータジェネレータが、前記第1ベルトおよび前記補機を介して前記エンジンを駆動し、前記補機クラッチは繋がれていることを特徴とする請求項11に記載のスタータジェネレータシステム。
  14. 前記エンジンが、前記第1ベルトを介して前記スタータジェネレータを駆動し、前記一方向クラッチがオーバーランしていることを特徴とする請求項11に記載のスタータジェネレータシステム。
  15. 前記スタータジェネレータに取り付けられたテンショナを更に備え、前記テンショナが前記スタータジェネレータの回転軸の周りに回転するように配置されることを特徴とする請求項11に記載のスタータジェネレータシステム。
  16. 前記第1ベルトに係合する調整可能アイドラを更に備えることを特徴とする請求項11に記載のスタータジェネレータシステム。
  17. 前記補機クラッチが、電磁クラッチであることを特徴とする請求項11に記載のスタータジェネレータシステム。
  18. 前記テンショナが、第1アイドラと第2アイドラを備えることを特徴とする請求項18に記載のスタータジェネレータシステム。
  19. 前記第1アイドラが揺動アームに軸支されることを特徴とする請求項18に記載のスタータジェネレータシステム。
  20. 第1ベルトを駆動し、一方向クラッチを介して第2ベルトに駆動可能に係合されるエンジンと、
    エンジン状態に応じて、前記第2ベルトを介して前記エンジンにより駆動され、または、順番に前記第2ベルトと前記第1ベルトとを介して前記エンジンを駆動するように構成されたスタータジェネレータとを備え、
    前記スタータジェネレータは前記エンジンがOFFのときに補機を駆動し、あるいは前記スタータジェネレータは前記エンジンがONで所定のRPM範囲で作動しているときに前記補機を駆動し、
    前記補機は電磁クラッチを介して前記第2ベルトに係合され、前記補機はエンジン運転状態に応じて、前記第1ベルトを介して前記エンジンにより駆動可能、または前記電磁クラッチを介して前記スタータジェネレータにより駆動可能である
    ことを特徴とするスタータジェネレータシステム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022505590A (ja) * 2018-10-23 2022-01-14 ゲイツ コーポレイション テンショナ
WO2022137774A1 (ja) * 2020-12-25 2022-06-30 株式会社クボタ 産業用ハイブリッドエンジン

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10161374B2 (en) * 2017-01-11 2018-12-25 Gates Corporation Accessory belt drive system with multiple ratios and torque reversal
US10591042B2 (en) * 2017-07-28 2020-03-17 GM Global Technology Operations LLC Damper pulley
KR102451890B1 (ko) * 2017-10-24 2022-10-06 현대자동차 주식회사 트리플 풀리 벨트 오토 텐셔너 및 이를 적용한 엔진
US11441481B2 (en) * 2018-05-24 2022-09-13 Ford Global Technologies, Llc Mechanism for a two-speed engine accessory drive system in a vehicle
WO2022035775A1 (en) * 2020-08-10 2022-02-17 Gates Corporation Tensioner device for motor generator unit mounting
WO2022035777A1 (en) * 2020-08-10 2022-02-17 Gates Corporation Tensioner device for motor generator unit mounting
US11486475B2 (en) * 2020-08-18 2022-11-01 Illinois Tool Works Inc. Keyless coupling arrangement for a generator and associated methods

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004263672A (ja) * 2003-03-04 2004-09-24 Honda Motor Co Ltd 車両用内燃機関制御システム
JP2007530857A (ja) * 2004-03-24 2007-11-01 ザ ゲイツ コーポレイション デュアル比ベルト駆動システム
JP2010001885A (ja) * 2008-05-23 2010-01-07 Honda Motor Co Ltd 車両用動力伝達装置
JP2010281327A (ja) * 2004-01-13 2010-12-16 Gates Corp:The ツースピードトランスミッション及びベルトドライブシステム
US20130267363A1 (en) * 2010-12-15 2013-10-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Secondary assembly drive of an internal combustion engine and method for operating same
JP2016503151A (ja) * 2012-12-26 2016-02-01 リテンズ オートモーティヴ パートナーシップ オービタルテンショナ組立体
US10161374B2 (en) * 2017-01-11 2018-12-25 Gates Corporation Accessory belt drive system with multiple ratios and torque reversal

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4969857A (en) 1989-10-03 1990-11-13 Kumm Industries, Inc. Variable speed accessory drive
US7086981B2 (en) 2004-02-18 2006-08-08 The Gates Corporation Transmission and constant speed accessory drive
US20060154763A1 (en) 2004-03-24 2006-07-13 Alexander Serkh Dual ratio belt drive system
US7726275B2 (en) * 2007-07-12 2010-06-01 Ford Global Technologies, Llc System and method for powering a mechanically driven accessory component in an automotive vehicle
US20090266097A1 (en) 2007-11-14 2009-10-29 David Hamilton Mechanism for maintaining a desired temperature in a truck cab including an auxiliary motor for operating a vehicle air conditioning pump as well as a secondary generator for providing either power when the vehicle is parked or a convective heat transfer via a fluid jacket communicating with a vehicle mounted convective heat transfer network
US8808124B2 (en) * 2008-04-15 2014-08-19 GM Global Technology Operations LLC Belt alternator starter systems for hybrid vehicles
US8216113B2 (en) 2008-05-27 2012-07-10 Litens Automotive Partnership Engine powered device having accessory drive and reversing motor for selectively starting engine and powering accessory drive
WO2012139224A1 (en) 2011-04-11 2012-10-18 Litens Automotive Partnership Multi-speed drive for transferring power to a load
US20160108806A1 (en) 2014-10-15 2016-04-21 The Gates Corporation Two speed belt drive system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004263672A (ja) * 2003-03-04 2004-09-24 Honda Motor Co Ltd 車両用内燃機関制御システム
JP2010281327A (ja) * 2004-01-13 2010-12-16 Gates Corp:The ツースピードトランスミッション及びベルトドライブシステム
JP2007530857A (ja) * 2004-03-24 2007-11-01 ザ ゲイツ コーポレイション デュアル比ベルト駆動システム
JP2010001885A (ja) * 2008-05-23 2010-01-07 Honda Motor Co Ltd 車両用動力伝達装置
US20130267363A1 (en) * 2010-12-15 2013-10-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Secondary assembly drive of an internal combustion engine and method for operating same
JP2016503151A (ja) * 2012-12-26 2016-02-01 リテンズ オートモーティヴ パートナーシップ オービタルテンショナ組立体
US10161374B2 (en) * 2017-01-11 2018-12-25 Gates Corporation Accessory belt drive system with multiple ratios and torque reversal

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022505590A (ja) * 2018-10-23 2022-01-14 ゲイツ コーポレイション テンショナ
WO2022137774A1 (ja) * 2020-12-25 2022-06-30 株式会社クボタ 産業用ハイブリッドエンジン
JP2022102406A (ja) * 2020-12-25 2022-07-07 株式会社クボタ 産業用ハイブリッドエンジン
JP7168643B2 (ja) 2020-12-25 2022-11-09 株式会社クボタ 産業用ハイブリッドエンジン

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