[发明专利]汽车传动装置三角筋条皮带可调式张紧装置的控制

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机三角筋条皮带的张紧装置和相应的三角筋条皮带张紧方法及计算机程序产品。

背景技术

也称为多V形皮带的三角筋条皮带，可看到大量应用于实现汽车内的皮带传动装置，尤其用于驱动辅助或附加设备。借助这种皮带传动装置，辅助或附加设备，如冷却剂泵、空调压缩机、发电机、伺服泵等，可以由主设备或由发动机的曲轴在从动侧借助这种皮带传动装置驱动。

楔形皮带、三角筋条皮带或多V形皮带往往静力张紧，或可以有自动张紧系统，尤其用于保持尽可能恒定的皮带紧度。

在传统的皮带传动装置中，皮带紧度设计为，针对可想到的皮带传动装置所有工作状况，能保证在皮带驱动侧与皮带从动侧的皮带轮之间充分可靠地传递扭矩。能去激活或能可变地接通的辅助设备，例如空调设备的空调压缩机，在其接入皮带传动装置的时刻，导致至少短时峰值负荷。

此外，尤其在内燃机低转速区内，会出现驱动侧曲轴的旋转不均匀度，亦即偏离平均角速度。这种仅在有限时间内和工作中难得出现的峰值负荷或旋转不均匀度，要求比较大的皮带紧度。为了能应对各种极限状态，以及即使在空调压缩机接通时或在出现旋转不均匀度时仍能保证充分传递扭矩，三角筋条皮带的紧度按标准针对这些极限情况设计，以及应固定调整为比较高的紧度水平。

多V形皮带或三角筋条皮带迄今通常比较大的紧度，随之而来的是高的摩擦损失和参与的皮带轮的轴承比较高的机械负荷。这除了使耗油量增加外，还会导致三角筋条皮带或皮带轮及与三角筋条皮带作用连接的辅助设备的相关轴承缩短使用寿命。

发明内容

本发明在这方面的目的是，提供一种改进的汽车三角筋条皮带张紧装置，它可以延长三角筋条皮带的使用寿命并减小参与的皮带轮及其轴承的机械负荷。此外，按本发明张紧装置的目的是降低内燃机的耗油量。此外，张紧装置在结构和加工技术方面应能特别方便和简单地实观。

本发明的目的通过按本发明的张紧装置、按本发明的汽车发动机装置、按本发明的汽车、按本发明的方法以及按本发明的计算机程序产品达成。

按本发明的张紧装置针对汽车三角筋条皮带或多V形皮带传动装置设计。它有至少一个与三角筋条皮带直接作用连接的张紧轮以及配备一些控制器，它们设计用于，根据至少一个在驱动侧和/或从动侧与三角筋条皮带连接的皮带轮的瞬时工作状态，改变张紧轮的位置和/或构型。以此方式可以按照当前存在的工作状态，可变地调整三角筋条皮带的紧度，而且调整到与具体工作状态相适应的最佳紧度。

尤其可例如与传统的张紧装置相比降低三角筋条皮带的基本紧度，以便例如减少皮带传动装置工作时的摩擦损失，并由此降低汽车发动机的耗油量。此外，除了减少摩擦损失外，通过减小三角筋条皮带的基本紧度，业已证实也有利的是可以减小施加在参与的皮带轮轴承上的径向作用力。

通过按本发明提供的三角筋条皮带的紧度可变和符合工作条件地适应于皮带传动装置、其相关的皮带轮和与之作用连接的主设备或辅助设备的分别瞬时存在的工作状态，在需要的情况下可以增大三角筋条皮带的紧度，为的是例如在出现峰值负荷时，为了避免滑动或其他工作缺陷，能提供足够高的皮带紧度。

在这方面尤其规定，基本上仅在对于皮带传动装置为关键性工作状态的延续时间内，才将皮带紧度暂时提高到规定或可变地调整的量。

按本发明第一种有利的进一步发展，为了可变地调整三角筋条皮带紧度，在汽车发动机工作时可调整张紧轮支撑轴线的位置和/或定向，其中三角筋条皮带经由该张紧轮运行。因此可以规定，张紧轮可平移或可回转地改变其位置和/或其定向，使经由张紧轮运行的三角筋条皮带经受与之相应地增大或减小的紧度。

按其有利的进一步发展还规定，张紧轮的支承轴线可借助电动或气动伺服驱动器移动和/回转。有利的是，支承轴线的位置可以沿径向改变。此外，一个或多个伺服驱动器可以与一个或与多个蓄能器，如弹簧或气压弹簧配合作用，以便能实现张紧轮支承轴线的位置和状态调整。

此外按另一项有利的设计规定，控制器设计为，当出现发动机的低转速时和/或当发生超过规定阈值的驱动侧旋转不均匀度时，通过相应地调整张紧轮至少暂时增大三角筋条皮带的紧度。

内燃机的旋转不均匀度典型地发生在低转速区。例如曲轴角速度的波动当然伴随有曲轴相应的加速和减速。为了使这种旋转不均匀度也能尽量无滑动地传给皮带传动装置，在相应地规定的转速范围内或基于可测得的出现离曲轴平均角速度超过规定阈值的偏差，将三角筋条皮带的紧度增大例如一个规定的量。