本發(fā)明涉及一種用于確定在皮帶傳動(dòng)器中、例如在內(nèi)燃機(jī)的皮帶傳動(dòng)的起動(dòng)發(fā)電機(jī)中的皮帶磨損的方法。

背景技術(shù)：

在文獻(xiàn)de10045143a1中說(shuō)明了一種皮帶傳動(dòng)的起動(dòng)發(fā)電機(jī)，其不僅可用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，而且可在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)用作發(fā)電機(jī)。起動(dòng)發(fā)電機(jī)具有受馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的帶輪，該帶輪由楔形皮帶纏繞，楔形皮帶附加地圍繞內(nèi)燃機(jī)的曲軸從動(dòng)軸放置。起動(dòng)發(fā)電機(jī)設(shè)有張緊系統(tǒng)，以確保楔形皮帶在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上具有足夠的預(yù)緊。張緊系統(tǒng)包括兩個(gè)張緊輪，張緊輪貼靠在楔形皮帶處并且通過(guò)杠桿臂可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在輪轂處。整個(gè)張緊系統(tǒng)可圍繞居中地布置在輪轂中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線擺動(dòng)。

由文獻(xiàn)de10112568a1已知確定在驅(qū)動(dòng)起動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)期間的滑動(dòng)并且限制傳遞的驅(qū)動(dòng)力矩，使得滑動(dòng)在允許的值內(nèi)。由此還應(yīng)限制了皮帶磨損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

借助于根據(jù)本發(fā)明的方法可確定皮帶傳動(dòng)器中的當(dāng)前的皮帶磨損。皮帶傳動(dòng)器例如為內(nèi)燃機(jī)的皮帶傳動(dòng)的起動(dòng)發(fā)電機(jī)，可通過(guò)該起動(dòng)發(fā)電機(jī)起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)，并且該起動(dòng)發(fā)電機(jī)可附加地在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)用作發(fā)電機(jī)。皮帶傳動(dòng)器包括皮帶帶輪和至少一個(gè)可擺動(dòng)地支承在皮帶帶輪處的張緊臂，張緊輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置在該張緊臂處，其中，皮帶傳動(dòng)器的皮帶圍繞皮帶帶輪和張緊輪來(lái)引導(dǎo)。張緊輪引起皮帶中的足夠的張力。

皮帶帶輪有利地與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、尤其驅(qū)動(dòng)電馬達(dá)耦聯(lián)，通過(guò)其產(chǎn)生扭矩來(lái)確定皮帶磨損。在驅(qū)動(dòng)電馬達(dá)的情況下，驅(qū)動(dòng)電馬達(dá)還可作為發(fā)電機(jī)來(lái)運(yùn)行。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，為了識(shí)別皮帶磨損，以限定的扭矩加載皮帶，并且確定皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角，作為對(duì)扭矩的反應(yīng)出現(xiàn)該轉(zhuǎn)角。附加地或備選于皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角，還可確定與之有關(guān)的參數(shù)。皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角–或與之有關(guān)的參數(shù)–用作在皮帶中當(dāng)前存在的皮帶磨損的尺度。隨著皮帶磨損逐漸增加，出現(xiàn)皮帶伸長(zhǎng)，由此作為對(duì)施加的扭矩的反應(yīng)的皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角或與之相關(guān)的參數(shù)也升高。

用于識(shí)別皮帶磨損的扭矩優(yōu)選地以限定的扭矩脈沖的形式來(lái)施加，其中，扭矩脈沖具有確定的持續(xù)時(shí)間、確定的走向和確定的大小。扭矩脈沖的走向例如至少近似是矩形。

識(shí)別當(dāng)前的皮帶磨損允許在正常的運(yùn)行中調(diào)節(jié)、尤其限制皮帶傳動(dòng)器中的最大扭矩，以便最小化皮帶傳動(dòng)器中的進(jìn)一步的磨損和滑動(dòng)。例如可確定與磨損相關(guān)的扭矩上限，在皮帶傳動(dòng)器運(yùn)行時(shí)不應(yīng)超過(guò)該扭矩上限。

用于確定皮帶磨損的施加的扭矩的大小以及持續(xù)時(shí)間受到限制。例如施加最大1秒或最大0.5秒的扭矩，扭矩的大小例如為最大10nm或最大5nm。

扭矩尤其通過(guò)與皮帶帶輪耦聯(lián)的電馬達(dá)產(chǎn)生。

根據(jù)一種有利的實(shí)施方案(其涉及的皮帶傳動(dòng)器包括兩個(gè)可圍繞電馬達(dá)的皮帶帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的、分別具有一個(gè)張緊輪的張緊臂)，為皮帶在時(shí)間上依次地相應(yīng)加載在相反的方向上的扭矩。備選地，張緊臂還可支承成可圍繞與電馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸不同軸的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。

尤其緊接依次地、例如在最大2秒或最大0.5秒的時(shí)間間隔內(nèi)在相反的方向上產(chǎn)生扭矩。

作為對(duì)施加的扭矩的反應(yīng)，將皮帶帶輪的總轉(zhuǎn)角或與轉(zhuǎn)角有關(guān)的參數(shù)確定為皮帶磨損的尺度。總之，通過(guò)產(chǎn)生在相反的方向上的兩個(gè)扭矩得到可通過(guò)傳感器更好地探測(cè)的更大的轉(zhuǎn)角或與之相關(guān)的參數(shù)，從而得到更高的測(cè)量精度。有利地，在兩個(gè)相反的方向上的扭矩一樣大，亦即，扭矩的大小以及存在的扭矩的持續(xù)時(shí)間一樣大。在備選的實(shí)施方案中，在相反的方向上的扭矩還可彼此不同，其中，可在大小和/或持續(xù)時(shí)間上有所不同。有利地，皮帶可在測(cè)試序列之前在一方向上被預(yù)緊，由此已經(jīng)到達(dá)最終位置，以便降低干擾因素(例如摩擦)并且由此提高測(cè)量精度。

代替皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角或除了皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角之外，例如可將皮帶帶輪到達(dá)與扭矩相應(yīng)的最終位置所需的時(shí)間段確定為皮帶磨損的尺度。在皮帶傳動(dòng)器(其包括具有張緊輪的至少一個(gè)張緊臂)中的張緊系統(tǒng)的角度旋轉(zhuǎn)也與皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角相關(guān)并且可考慮用來(lái)確定皮帶磨損。

根據(jù)涉及作為內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)發(fā)電機(jī)的皮帶傳動(dòng)器的又一有利的實(shí)施方案，將施加的扭矩的大小的最大值限制到小于內(nèi)燃機(jī)的曲軸的起動(dòng)力矩。這保證了施加用于確定皮帶磨損的扭矩沒(méi)有影響到曲軸位置。

根據(jù)同樣涉及作為內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)發(fā)電機(jī)的皮帶傳動(dòng)器的又一有利的實(shí)施方案，僅在內(nèi)燃機(jī)的限定的運(yùn)行狀態(tài)中、尤其在內(nèi)燃機(jī)的停車狀態(tài)中施加扭矩。但同樣可為有利的是，在馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、尤其在內(nèi)燃機(jī)的穩(wěn)態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)下(例如在空轉(zhuǎn)中)通過(guò)施加扭矩確定皮帶磨損。

根據(jù)又一有利的實(shí)施方案，為了確定皮帶磨損而多次施加限定的扭矩并且確定皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角或與之相關(guān)的參數(shù)。通過(guò)重復(fù)產(chǎn)生扭矩和測(cè)量轉(zhuǎn)角或與之有關(guān)的參數(shù)可使統(tǒng)計(jì)方差的影響最小化并且改善在確定磨損時(shí)的精度。有利地，在相同的邊界條件下、尤其以扭矩的相同的大小和相同的持續(xù)時(shí)間以及內(nèi)燃機(jī)的相同的運(yùn)行狀態(tài)(尤其在內(nèi)燃機(jī)的切斷的狀態(tài)中)執(zhí)行測(cè)量。

附圖說(shuō)明

從其他的權(quán)利要求、附圖說(shuō)明和附圖中可得悉其他的優(yōu)點(diǎn)和適宜的實(shí)施方案。其中：

圖1示出了皮帶傳動(dòng)的起動(dòng)發(fā)電機(jī)的示意性的圖示，該起動(dòng)發(fā)電機(jī)通過(guò)皮帶與內(nèi)燃機(jī)的曲軸耦聯(lián)，其中，張緊系統(tǒng)在傳遞在第一方向上的扭矩時(shí)處于第一偏轉(zhuǎn)中，該張緊系統(tǒng)與起動(dòng)發(fā)電機(jī)同軸地安裝，

圖2示出了與圖1相應(yīng)的圖示，然而傳遞在相反的方向上的扭矩，其中，張緊系統(tǒng)還相對(duì)于圖1偏轉(zhuǎn)到不同的方向上，

圖3以在相應(yīng)施加在不同的方向上的扭矩之后的兩個(gè)圖示以及一個(gè)用于確定作為皮帶磨損的尺度的皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角的兩個(gè)狀態(tài)的疊加的圖示示出了起動(dòng)發(fā)電機(jī)。

在附圖中，相同的構(gòu)件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

在圖1和圖2中分別示出了內(nèi)燃機(jī)1，內(nèi)燃機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)的起動(dòng)發(fā)電機(jī)3來(lái)起動(dòng)或在發(fā)電的運(yùn)行狀況下驅(qū)動(dòng)起動(dòng)發(fā)電機(jī)3。圖1為用于起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)和用于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)地支持內(nèi)燃機(jī)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況，圖2是發(fā)電的運(yùn)行狀況，在其中起動(dòng)發(fā)電機(jī)3由內(nèi)燃機(jī)1驅(qū)動(dòng)并且產(chǎn)生電流。與此相應(yīng)地，對(duì)于皮帶帶輪4來(lái)說(shuō)，在不同的方向上傳遞起動(dòng)發(fā)電機(jī)3中的扭矩mrsg。

內(nèi)燃機(jī)1和皮帶傳動(dòng)的起動(dòng)發(fā)電機(jī)3通過(guò)起動(dòng)發(fā)電機(jī)的皮帶5耦聯(lián)，皮帶圍繞內(nèi)燃機(jī)的曲軸從動(dòng)帶輪2來(lái)放置。起動(dòng)發(fā)電機(jī)3還包括皮帶帶輪4，該皮帶帶輪尤其不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地或通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與電馬達(dá)連接，電馬達(dá)在根據(jù)圖1的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況下用作驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，并且在根據(jù)圖2的發(fā)電的運(yùn)行狀況下用作發(fā)電機(jī)。

皮帶5圍繞可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承的皮帶帶輪4來(lái)放置。在起動(dòng)發(fā)電機(jī)3處與皮帶帶輪4同軸地且可擺動(dòng)地支承有兩個(gè)張緊臂8和9，張緊臂8和9的擺動(dòng)軸線與皮帶帶輪4的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合。張緊臂8和9的可擺動(dòng)性不依賴于皮帶帶輪4圍繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的可轉(zhuǎn)動(dòng)性。

張緊臂8和9在其背對(duì)皮帶帶輪4的一側(cè)上分別是張緊輪6和7的支架，張緊輪分別以從外向內(nèi)指向的力加載皮帶5，以便張緊皮帶5。通過(guò)張緊輪6和7施加到皮帶5上的張緊力面向彼此。具有張緊輪6和7的張緊臂8和9為張緊系統(tǒng)或皮帶張緊器，在其中對(duì)皮帶5橫向于其縱向延伸加載張緊力。為了產(chǎn)生張緊力，張緊輪6和7或相關(guān)聯(lián)的張緊臂8和9設(shè)有預(yù)緊部，其尤其安排成使得即使在皮帶5的靜止?fàn)顩r下也通過(guò)張緊輪6和7加載張緊力。

在該實(shí)施例中，兩個(gè)張緊臂8和9不受彼此影響地可擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)地支承在皮帶帶輪4處并且通過(guò)彈簧元件10力耦聯(lián)，彈簧元件例如構(gòu)造為拉力彈簧。

皮帶5可附加地纏繞在一個(gè)或多個(gè)輔助機(jī)組11上并且對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。輔助機(jī)組11例如為車輛中的助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機(jī)組、水泵或空調(diào)設(shè)備。

在根據(jù)圖1的驅(qū)動(dòng)狀況下，在曲軸從動(dòng)帶輪2和皮帶帶輪4之間的皮帶區(qū)段形成張緊邊，并且在皮帶帶輪4和輔助機(jī)組11之間的皮帶區(qū)段形成松弛邊。而在根據(jù)圖2的發(fā)電的運(yùn)行狀況中，在曲軸從動(dòng)帶輪2和皮帶帶輪4之間的皮帶區(qū)段是松弛邊，并且在皮帶帶輪4和輔助機(jī)組11之間的皮帶區(qū)段形成張緊邊。

在圖3中示出了三個(gè)單幅圖形，其中左圖示出了在施加限定的扭矩之后的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況，并且中間的圖示出了在施加相反方向的扭矩之后的發(fā)電的運(yùn)行狀況。右圖示出了左圖和中間的圖的重疊，具有皮帶張緊器的皮帶帶輪4和兩個(gè)張緊輪6和7。

施加扭矩用于確定皮帶磨損。扭矩的大小小于內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)力矩。在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況中以及在發(fā)電的運(yùn)行狀況中的扭矩優(yōu)選在內(nèi)燃機(jī)的停車狀態(tài)中施加。扭矩的持續(xù)時(shí)間和大小對(duì)于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況和發(fā)電的運(yùn)行狀況來(lái)說(shuō)可一樣大，然而相反地指向。通過(guò)操縱與皮帶帶輪4連接的電馬達(dá)產(chǎn)生扭矩。扭矩的持續(xù)時(shí)間優(yōu)選最大為1秒，例如為半秒。扭矩的大小優(yōu)選最大為10nm，例如5nm。

為了確定皮帶磨損，適宜的是，以有規(guī)律的時(shí)間間隔優(yōu)選緊接依次地在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況和發(fā)電的運(yùn)行狀況的兩個(gè)相反的方向上施加扭矩并且確定皮帶帶輪4的轉(zhuǎn)角。由轉(zhuǎn)角的變化可推出皮帶的當(dāng)前的磨損狀態(tài)。如果存在參考值，還可從皮帶帶輪的轉(zhuǎn)角的絕對(duì)值推出當(dāng)前的皮帶磨損。

在已經(jīng)確定皮帶磨損之后，必要時(shí)可限制在皮帶傳動(dòng)器中起作用的最大扭矩，以防止皮帶傳動(dòng)器失靈。

在圖3的右圖中疊置地示出了在為了確定皮帶磨損而施加扭矩的情況下的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況和發(fā)電的運(yùn)行狀況，其中，通過(guò)虛線示出了馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況，并且通過(guò)實(shí)線示出了發(fā)電的運(yùn)行狀況。在施加正扭矩和負(fù)扭矩之后皮帶帶輪在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況和發(fā)電的運(yùn)行狀況之間的轉(zhuǎn)角可通過(guò)傳感器來(lái)確定并且用作皮帶磨損的尺度。附加地或備選地，還可考慮與轉(zhuǎn)角相關(guān)的其他參數(shù)，例如皮帶帶輪4到達(dá)其相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)所需的時(shí)間段。

此外，在圖3的右圖中示出了角度α，皮帶張緊器的張緊輪6在從馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀況過(guò)渡到發(fā)電的運(yùn)行狀況時(shí)經(jīng)過(guò)該角度。必要時(shí)還可考慮α，以確定皮帶磨損。