用于驱动机动车辆的辅助单元的皮带传动装置的皮带轮装置和用于驱动机动车辆的经由 ...的制作方法
【专利说明】用于驱动机动车辆的辅助单元的皮带传动装置的皮带轮装置和用于驱动机动车辆的经由皮带轮装置连接的辅助单元的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于驱动机动车辆的辅助单元的皮带传动装置的皮带轮装置和一种用于驱动机动车辆的经由皮带轮装置连接的辅助单元的方法，借助于所述皮带轮装置和所述方法，经由牵引机构借助于由机动车辆发动机提供的转矩能够驱动机动车辆的辅助单元、例如冷却水泵。
【背景技术】
[0002]从DE 101 48 961 Al中已知一种具有输入皮带轮的皮带传动装置用于驱动辅助单元，所述皮带传动装置经由行星齿轮传动装置与内燃机的曲轴连接，其中经由由皮带轮驱动的牵引机构能够经由输出皮带轮驱动不同的辅助单元。附加地，电机也经由另一个输出皮带轮连接到牵引机构上，以便在发电机运行时从牵引机构的机械能产生电能或者在发动机运行时能够将附加的转矩输入到牵引机构中。
[0003]存在减少用于机动车辆部件的结构空间的持久需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出下述措施，所述措施能够实现减小用于机动车辆部件的结构空间、尤其机动车辆的可经由皮带传动装置驱动的辅助单元的结构空间。
[0005]该目的根据本发明通过具有权利要求1的特征的皮带轮装置以及具有权利要求10的特征的用于驱动机动车辆的经由皮带轮装置连接的辅助单元的方法来实现。本发明的优选的设计方案在从属权利要求中提出。
[0006]根据本发明，提出一种用于驱动机动车辆的辅助单元的皮带传动装置的皮带轮装置，具有:用于导入可经由牵引机构提供的转矩的皮带轮；用于驱动辅助单元、尤其冷却水泵的输出轴；用于在皮带轮和输出轴之间传递转矩的电机，其中电机具有与皮带轮连接的转子和与输出轴连接的定子，其中电机能够与用于加速输出轴的电能源和/或与制动输出轴的电耗能器电连接；用于检测皮带轮的转速的时间曲线的第一转速测量装置和/或用于检测输出轴的转速的时间曲线的第二转速测量装置，以及；与电能源和/或与电耗能器连接的调控装置，用于作为对所检测的转速的时间曲线的响应通过能源和/或耗能器的时间有限的电连接来调控输出轴的转速的时间曲线。
[0007]借助于通过转子和定子构成的电机，输出轴能够与皮带轮电磁地耦联，使得通过影响在转子和定子之间构成的电场和/或磁场能够改变皮带轮和输出轴之间的能通量。由此，尤其可能的是，即使在皮带轮的高转速小于允许的最大转速时和/或在皮带轮的低转速大于预设的最小转速时也能够运行输出轴。通过皮带轮和输出轴之间可由电机影响的能通量，不需要针对最不利的工作点设计经由输出轴连接的辅助单元，使得辅助单元的尺寸能够设计得更小并且能够实现减小用于机动车辆部件的结构空间、尤其机动车辆的可经由皮带传动装置驱动的辅助单元的结构空间。
[0008]能源和/或耗能器能够与电机的定子的和/或转子的绕组连接。能源和耗能器尤其能够是相同的构件、优选是可充电的电池(蓄电池)、例如机动车辆电池。优选地，能够将之前在耗能器中存储的电能用作为用于加速输出轴的能源。通过将电能从能源输入给电机和/或将电能从电机输出给耗能器，能够有针对性地改变在皮带轮的转速和输出轴的转速之间的转速差的绝对值和/或符号。在输入电能的情况下，除了由皮带轮导入的转速之外能够加速输出轴，由此输出轴超速皮带轮(“超速运行”)。在输出电能的情况下，与由皮带轮导入的转速相比能够制动输出轴，由此输出轴与皮带轮相比更慢地转动(“制动运行”)。在制动运行中，优选地，能够将耗电器和/或将电储存器连接到电机上。尤其地，所连接的消耗器的电阻是无穷大的，由此基本上不再出现拖曳力矩。尤其地，输出轴的额定转速能够与皮带轮的转速脱耦。尤其可能的是，通过将电机与耗能器连接，为机动车辆的车载电网或为了存储电能而产生电能(“发电机运行”)或者在机动车辆的制动过程中回收制动功率的一部分作为电能(“再生”)。
[0009]借助于调控装置，输出轴的转速曲线能够几乎任意地与皮带轮的转速曲线脱耦。由此，尤其机动车辆发动机的转速波动能够以在时间上改变的方式传递给驱动轴，所述转速波动完全地或部分地在皮带轮装置的牵引机构中传播。尤其地，在驱动轴中出现的转速波动能够相对于皮带轮的转速波动相移，其中振幅减小，频率改变、衰减和/或基本上完全清除地存在。为了调控驱动轴的期望的转速曲线，能够由调控装置考虑驱动轴的由第二转速测量装置检测的转速曲线，例如以便确定连接能源和/或耗能器的适当的时间点和/或适当的持续时间。借助于第一转速测量装置，能够实现前馈调控，其中驱动轴的转速的要期望的改变能被及早识别并且能够在调控驱动轴的转速时进行考虑。
[0010]电机尤其仅作为机电的转换器运行。电机例如构成为直流驱动器或交流驱动器。电机尤其能够是永久励磁的或是他励的。尤其可能的是，将电机设计成同步机或异步机。在转子和定子之间构成的电场和/或磁场例如能够通过下述方式改变:转子能够相对于定子轴向移动，使得能够改变轴向延伸，对于传递磁通量重要的构件、尤其永磁体和/或转子的和定子的绕组沿径向方向在所述轴向延伸上依次重叠地设置。尤其可能的是，转子以一定程度相对于定子轴向移动，使得能够中断在转子和定子之间的功率传递，例如以便将经由输出轴连接的辅助单元与皮带传动装置退耦。
[0011]电机的转子能够以皮带轮的转速转动。转子的驱动尤其经由皮带轮通过作用于皮带轮的牵引机构进行。牵引机构尤其构成为皮带、平皮带、楔形皮带、齿带、多V形带、索、链等构成。借助于一个或多个转向轮，能够提高牵引机构在皮带轮上的包络角度和/或设定牵引机构的预紧。电机的定子能够以输出轴的转速旋转。这就是说，在正常运行中，不仅转子、而且定子能够旋转，其中通过影响转子和定子之间的电磁场，尤其通过对定子的和/或转子的绕组的可单独设定的通电，能够提高或减小定子和转子之间的转速差，尤其以便能够调控输出轴上的期望的额定转速。输出轴的期望的额定转速尤其能够是可变的并且在运行进行时改变。例如，与要由所述冷却水泵冷却的机动车辆部件的温度相关地能够对构成为冷却水泵的辅助单元的期望的体积流进行调控，使得为了设定期望的体积流能够改变与所述冷却水泵连接的输出轴的额定转速。如果辅助单元在此期间不应运行，那么例如能够提出，机械地或电地阻止输出轴并且禁止到辅助单元中的功率输入。优选地，转子能够经由尤其可切换的飞轮与皮带轮连接和/或定子能够经由尤其可切换的飞轮与输出轴连接。这能够为特定的运行状况实现中断从皮带轮至输出轴的能通量，而不经由电机产生不必要的无功功率或将辅助机组、尤其在启动-停机情形、想法改变情形或机动车辆发动机启动时为了驱动机动车辆至少暂时地以纯电的方式运行。辅助单元例如是冷却水泵、油泵、空调设施的空调压缩机、燃料泵、发电机、润滑油泵、在机动车辆增压发动机中用于增压空气压缩的机械增压机/压缩机。
[0012]尤其地，能源和/或耗能器的所连接的电功率能够尤其波