(57)【要約】本発明は、ベルト張力を自動制御するベルト伝動システムに関する。このシステムは、コントロールモジュールにより制御されるアクチュエータを備える。アクチュエータはピボットプーリを操作する。ベルトは、様々な補機を駆動する他のプーリとともにピボットプーリに掛け回される。システムの一連のセンサはベルト張力を含むベルトの状態を検知する。センサの信号は、コントロールモジュールに送られる。コントロールモジュールはこの信号を処理し、ピボットプーリを動かすようにアクチュエータに指令し、これによりベルト張力を増大あるいは低減する。センサからコントロールモジュールへのフィードバックループは、ベルト張力が一秒間に何回も連続的にモニタされ調整されることを可能にする。システムは、センサの信号をコントロールモジュールのメモリに格納された命令と比較することによりベルト騒音を防止するためにシステムの状態を予測してベルト張力を能動的に制御できる。
2005507064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝動部材パラメータを有する無端伝動部材と、
前記伝動部材パラメータを検出し、センサ信号を有するセンサと、
前記センサから前記センサ信号を受け取り、前記センサ信号を処理し、制御信号を生成するためのモジュールと、
前記制御信号を受信し、その動きが伝動部材の張力を調整する可動部材と
を備えることを特徴とする無端伝動部材張力制御システム。
【請求項２】
前記モジュールが、コンピュータプロセッサを備えるコントロールモジュールであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記可動部材は、固定ベースに接続された端部を備え、他端が前記伝動部材に回転可能に係合された１つの伝動システムコンポーネントに接続されていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記センサ信号が電気信号であることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記可動部材が流体アクチュエータであることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記伝動システムがエンジンの補機駆動システムであることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記伝動部材パラメータが伝動部材張力を含むことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
伝動部材パラメータを検出するステップと、
伝動部材パラメータのセンサ信号を生成するステップと、
伝動部材パラメータのセンサ信号をコントロールモジュールに送信するステップと、
前記センサ信号を処理するステップと、
コントロールモジュール信号を生成するステップと、
コントロールモジュール信号をアクチュエータに送信するステップと、
アクチュエータを作動させるステップと、
伝動部材パラメータを調整するステップと
を備えることを特徴とする伝動部材調整方法。
【請求項９】
更に、前記コントロールモジュールを制御するためのプログラムされた命令をもたらすステップを備えることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
センサを用いて伝動部材張力を検知するステップと、
センサ信号を生成するステップと、
前記センサ信号を処理するステップと、
制御信号を生成するステップと、
前記制御信号を可動部材に送信するステップと、
伝動部材の張力を調整するために前記可動部材を動かすステップと
を備えることを特徴とする伝動部材張力調整方法。
【請求項１１】
更に、複数のセンサから複数の信号を受信するステップと、
制御信号を生成するために前記複数の信号を前記センサ信号とともに処理するステップとを備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
更に、前記可動部材を電気的に動かすステップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
更に、前記可動部材を水力学的に動かすステップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
更に、前記可動部材を機械的に動かすステップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
更に、前記センサ信号とともに処理するために、プログラムされた命令をメモリに格納するステップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
更に、乗物の信号生成機から前記複数の信号を受信するステップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
センサを用いて伝動部材の張力を検知するステップと、
センサ信号を生成するステップと、
伝動部材騒音状態を特定するために前記センサ信号を処理するステップと、
制御信号を生成するステップと、
可動部材に前記制御信号を送信するステップと、
伝動部材の張力を調整するために前記可動部材を動かし、伝動部材のスリップを防止するステップと
を備えることを特徴とする伝動部材スリップ防止方法。
【請求項１８】
更に、複数のセンサから複数の信号を受信するステップと、制御信号を生成するために前記複数の信号を前記センサ信号とともに処理するステップとを備えることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
更に、乗物の信号生成機から前記複数の信号を受信することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
更に、閉ループモードにおいて作動するステップを備えることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
伝動部材張力を検知するステップと、
エンジンパラメータを検知するステップと、
前記伝動部材張力とエンジンパラメータを解析するステップと、
結果を計算するステップと、
前記結果に基づいて伝動部材張力を調整するステップと
を備えることを特徴とする無端伝動部材調整方法。
【請求項２２】
前記結果を計算するステップが、コンピュータプロセッサを用いた処理を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
更に、前記伝動部材張力をメモリ装置に格納されたパラメータと比較するステップを備えることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
更に、前記エンジンパラメータをメモリ装置に格納されたパラメータと比較するステップを備えることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
更に、前記伝動部材張力をセンサ部材から受け取るステップを備えることを請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
更に、伝動部材張力を調整するために、前記伝動部材に係合する回転部材を動かすステップを備えることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
更に、前記伝動部材を少なくとも２つのプーリに掛け回すステップを備えることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
更に、ベルトスリップの騒音を防止するステップを備えることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
伝動部材張力を検知するステップと、
前記伝動部材張力を、システムモデルとともに解析するステップと、
結果を計算するステップと、
前記結果に基づいて伝動部材張力を調整するステップと
を備えることを特徴とする伝動部材スリップ防止用無端伝動部材調整方法。
【請求項３０】
更に、エンジンパラメータを検知するステップと、結果を計算するために前記エンジンパラメータを前記伝動部材張力とともに解析するステップとを備えることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
更に、ベルトスリップを防止するステップを備えることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
更に、ベルトスリップの騒音を防止するステップを備えることを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
第１補機と第２補機とに係合されたベルトを有し、前記ベルトが張力を有する動力伝達を操作するステップと、
第１補機ハブ荷重、第２補機ハブ荷重、及びに第２補機回転速度を計測するステップと、
第１補機弛緩側張力を第１補機ハブ荷重、第２補機ハブ荷重、及びに第２補機回転速度を用いて計算するステップと、
第１補機荷重状態を検出するステップと、
第１補機荷重状態を用いて第１補機ベルト弛緩側張力を計算するステップと、
第１補機荷重状態を用いて計算された第１補機ベルト弛緩側張力を、第１補機ハブ荷重、第２補機ハブ荷重、及び第２補機回転速度を用いて計算された第１補機ベルト弛緩側張力と比較するステップと、
ベルト張力を調整するステップと
を備えることを特徴とするベルトスリップ防止方法。
【請求項３４】
更に、前記ベルト張力をメモリ装置に格納されたパラメータと比較するステップを備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
更に、ベルト張力をセンサ部材により検出するステップを備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
更に、ベルト張力を調整するために前記ベルトと係合する回転部材を動かすステップを備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
更に、少なくとも２つのプーリに前記ベルトを掛け回すステップを備えることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
更に、ベルトスリップを防止するステップを備えることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
更に、ベルト騒音を防止するステップを備えることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト伝動システムに関し、特に自動ベルト張力制御機能を有するエンジンのベルト伝動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに用いられるエンジンの殆どは、乗物の適正作動に必要とされ、ベルトにより駆動される多数の補機システムを有する。補機システムには、オルタネータ、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプが含まれる。
【０００３】
補機システムは一般に、エンジンの前面に取り付けられる。各補機は、何らかの形式のベルト伝動から動力を受け取るためにシャフトに取り付けられたプーリを備える。初期のシステムでは、各補機は補機とクランクシャフトとの間で走行する個別のベルトにより駆動されていた。ベルト技術の進歩により、単一の多軸掛けベルトが開発され、今日では殆どのアプリケーションにおいて利用されている。複数の補機は、多数の補機コンポーネントの間で掛け回された単一の多軸掛けベルトによって駆動される。多軸掛けベルトは、エンジンのクランクシャフトにより駆動される。
【０００４】
多軸掛けベルトは全ての補機に掛け回される必要があるため、それは一般に従来品よりも長くなる。適正に作動させるために、ベルトは所定の張力で取り付けられる。作動すると、それは幾分引き伸ばされる。これは、ベルト張力を低減させ、ベルトスリップを引き起こし得る。したがって、使用中にベルトが伸びても適正なベルト張力を維持するためにベルトテンショナが用いられる。ベルト張力は、テンショナの利用を通して、プーリの動きにより制御される。
【０００５】
システム作動中にベルト張力をユーザが調整することを可能にする制御システムが知られている。これらのシステムは一般に、駆動ホイールの位置を調整するためにシリンダや他の機械的装置を用いる。制御システムは、ベルトのスピードに応じてベルト張力を調整することもある。
【０００６】
この技術の代表は、デンソーの日本国特許公開２００１−０５９５５５号公報であり、これは第１及び第２タコメータから検出した値からスリップ因子(factor)を計算してベルトスリップを制御するベルト伝動システムを開示し、第１タコメータはエンジンの速度を検知し、第２タコメータは補機モジュールの速度を検知する。
【０００７】
また、この技術の代表は、マートン(Merten)等の米国特許第５，６４１，０５８号明細書（１９９７）であり、これは自動検出と駆動ホイール及びリターンホイールの運動による無端ベルトの調整のために圧力及び変位センサを採用する発明を開示する。
【０００８】
低い張力しか要求されない場合には低いベルト張力を設定してベルトの寿命を増大させるとともに、ベルトスリップを低減するためベルト張力を能動的に制御することは従来技術ではできず、ベルトスリップとこれに牽連する騒音とを防止するために過渡的状態においてそのようなことが要求される場合に張力を瞬間的かつ一時的に増大させるだけである。
【０００９】
必要とされているのは、ベルトの作動状態を検知するためのセンサを備えるベルト張力制御システムである。必要とされているのは、アクチュエータを能動的に制御するためにベルト作動状態信号を利用するコントロールモジュールを備えるベルト張力制御システムである。必要とされているのは、ベルト張力を能動的に制御することによりベルト寿命を増大させるためのベルト張力制御システムである。必要とされているのは、ベルトスリップによる騒音の発生を予測して防止することができるベルト張力制御システムである。本発明はこれらの要求に合致する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の第１の特徴は、ベルト張力を調整するためにピボットプーリ(pivoted pulley)を動かすコントロールモジュールにより制御されるアクチュエータを備えるベルト張力制御システムを提供することである。
【００１１】
本発明の別の特徴は、ベルト作動状態を検知するためにセンサを備えるベルト張力制御システムを提供することである。
【００１２】
本発明の別の特徴は、アクチュエータを能動的に制御するためにベルト作動状態信号を利用するコントロールモジュールを備えるベルト張力制御システムを提供することである。
【００１３】
本発明の別の特徴は、ベルト張力を能動的に制御することによりベルト寿命を増大させるためにベルト張力制御システムを提供することである。
【００１４】
本発明の別の特徴は、ベルトスリップによる騒音の発生を予測し防止することができるベルト張力制御システムを提供することである。
【００１５】
本発明の他の特徴は、本発明の以下の説明と添付された図面により指摘され明らかとされる。
【００１６】
本発明は、ベルト張力を自動制御するためのベルト伝動システムを構成する。このシステムはコントロールモジュールにより制御されるアクチュエータを備える。アクチュエータはピボットプーリを作動する。ベルトは様々な補機を駆動するその他のプーリとともにピボットプーリに掛け回される。このシステムの一連のセンサは、ベルト張力を含むベルトの状態を検知する。センサの信号はコントロールモジュールに送られる。コントロールモジュールは、信号を処理し、アクチュエータにピボットプーリを動かすように指令し、これによりベルト張力を増大または低減する。センサからのコントロールモジュールへのフィードバックループは、ベルト張力が一秒毎に何回も連続的にモニタされ調整されることを可能とする。システムはセンサの信号をコントロールモジュールのメモリに格納されたシステムモデルと比較することにより、ベルトの騒音を防止するためにシステムの状態を予測してベルト張力を能動的に制御してもよい。
【００１７】
この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示し、説明とともに本発明の原理を説明するのに供せられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明のシステムの模式図である。システムはフロントエンド補機伝動システムにおけるベルトスリップを予測するとともに防止し、これによりシステムの騒音を低減し、ベルト寿命を増大させる。ベルトがスリップし得る範囲は、主に荷重とベルト張力に依存する。ベルトとプーリにおける摩擦表面係数(surface coefficient of friction)もまた重要な役割を果たす。ベルトスリップは、作動中にベルトにより発せられる騒音により最も容易に確認される。ベルトスリップは、騒音を引き起こすことなく早期のベルトの故障をももたらし得るが、これはベルトとプーリとの間の摩擦によるベルト温度の上昇の結果によるものである。摩擦はベルト温度を長期のベルト寿命に有害なレベルにまで上昇させる。ベルトのスリップは、システムの状態が急速変化しているエンジン加速時や減速時などの過渡的状態において起こる。このようなことが発生することを防止するために、本発明は、ベルト張力が検出され、解析され、ベルトのスリップを防止するために瞬時に調整されるベルト作動状態を提供する。
【００１９】
本発明のシステムは、通常無端ベルトすなわち伝動部材６により駆動される幾つかの補機を備える。ベルトにより駆動される補機は乗物のエンジンの前面あるいは複数の面に搭載される。補機とベルトはフレームに搭載されることもあり、この場合ベルトと補機を備えるフレームは完結的なユニットとしてエンジン面に搭載される。
【００２０】
補機には、オルタネータ２（ＡＬＴ）、プーリ４、アイドラ８（Ｉｄｒ）、パワーステアリングポンプ１０（ＰＳ），エアコン１２（ＡＣ）、ウオータポンプ１４（ＷＰ）、及びクランクシャフトプーリ１６（ＣＲＫ）が含まれ、各補機はベルトに係合されたプーリを備える。クランクシャフトプーリは、ベルトを方向Ｄに駆動し、これにより補機を駆動する。プーリとベルトは、周知の如何なる形態のものであってもよく、Ｖベルト、マルチリブドや歯付きのものが含まれる。
【００２１】
オルタネータ２は、ピボット３０においてエンジン面すなわちベース（不図示）に枢軸的に取り付けられるフレームを備える。オルタネータ２はまた、一端においてアクチュエータ２０により係合されるアーム３８を備える。ピボット３０は、アクチュエータ２０の動きにより、オルタネータ、そしてそれによってプーリをピボット３０の周りに回動させることを可能にする。オルタネータ２の枢軸的な動きは、ベルト張力が調整されることを可能にする。
【００２２】
コントロールモジュール１８は、センサ２２、４６、４８、及び５８から受け取るセンサの信号を受信し処理可能なコンピュータプロセッサを備える。それはまたアクチュエータ２０の動きと相対的な位置を制御するための制御信号を生成し送信する。センサ２２は、オルタネータアーム３８に作用しているベルト張力により発生する荷重を検出するためのロードセル(load cell)である。センサ４６は、ベルト６によりアイドラ８に作用する荷重を検知することによりベルト張力を検出する。センサ４８は、アクチュエータ２０の変位を検出する。センサ５８は、クランクシャフトプーリ１６の回転速度を検出し、これはエンジンスピードとも同等視される。各センサは、アナログあるいはデジタルの構成を含むかもしれず、これはユーザの要求に依存する。
【００２３】
コントロールモジュール１８は、センサ２２、４６、４８、５８に信号線６０、６３、６２、６４によりそれぞれ接続される。それはまたアクチュエータ２０に信号線６１により電気的に接続される。システムは、上述のものに加えて別のセンサを含んでもよい。付加的なセンサは、ベルトの状態を調整するために別の信号をコントロールモジュールに提供してもよく、これには周囲の温度やベルトのアライメントが含まれる。各センサには更に、コントロールモジュールにＲＦ受信機を設けるとともにＲＦ送信機を設けてもよく、これによりセンサとコントロールモジュールとの間における信号線などの物理的な接続部材の必要性を除去する。
【００２４】
制御信号はコントロールモジュール１８により信号線６１を介してアクチュエータ２０に送られる。アクチュエータ２０には、電気モータ、ソレノイド、あるいは流体シリンダ(hydraulic cylinder)や、コントロールモジュールから制御信号を受け取りアーム３８の変位や動きに有効である従来知られた他の形式の機構が含まれる。
【００２５】
コントロールモジュール１８は、ユーザによりプログラム可能であってもよく、これによりユーザが動作パラメータを調整することが可能となる。コントロールモジュールはまた、「ハード配線(hard-wired)」であってもよく、この場合この分野のユーザによってプログラムすることができない。何れの場合においても、コントロールモジュールは、この分野において知られている方法により、命令セットが初期ロードされることを可能とするために初期においてはプログラム可能でなければならない。
【００２６】
作動中において、ベルト６は図１に示されるように伝動システムのプーリに掛け回される。センサ２２、４６、４８、及び５８は、ベルト伝動システムにおいて所定の位置に据え付けられる。センサ４６は、アイドラ８においてベルト張力を検出する。これは、オルタネータに対してベルトの「緊張側」と呼ばれる。センサ２２は、オルタネータプーリ４に対してピボット３０からアーム３８の位置まで延出する長さＬのモーメントアームを通して作用するベルト張力の作用である荷重を検出する。センサ４８は、アクチュエータ２０の相対位置を検出する。センサ５８（タコメータでもよい）は、クランクシャフトの回転速度を検出する。
【００２７】
図２は、閉ループ制御原理の模式図である。各センサ２２、４６、４８、及び５８は、荷重、張力、変位、あるいはベルト速さに比例する信号をコントロールモジュール１８に送る。コントロールモジュールによって受け取られた各センサからの信号は、計測され、計算された作動パラメータ、あるいはコントロールモジュールメモリに格納されたパラメータ、より具体的には、特定のパラメータ参照値と比較される。コントロールモジュール１８はその後、格納された参照パラメータを信号パラメータと比較して、これに応じて制御信号を生成する。結果として生成されたコントロールモジュール信号は、アクチュエータ２０に送られ、アクチュエータ２０はオルタネータアーム３８をピボット３０の周りに部分的に回転することによりオルタネータプーリの位置を変化するために動く。オルタネータ２の動きは、ベルト６の張力を増大または低減する。ベルトやエンジン作動状態の変化、すなわちベルト張力の増大または低減は、各センサ２２、４６、４８、５８によって検知され、その後、繰り返しのためにサイクルをなす。この閉ループシステムは、コントロールモジュールが迅速かつ正確にベルト張力を計測されたベルト張力に対応して制御することを可能にする。これは、作動上の要求に基づいて、ベルト張力の「リアルタイム」での調整を可能にする。
【００２８】
これは、ベルト寿命を増大させる点、過渡的状態においてベルトスリップや騒音が起こることを防止するためにベルト張力が一時的に変化することを可能にする一方で、ほんどの作動状態においてベルト張力を標準レベルに維持可能にする点において、従来技術にまさる顕著な進歩を示す。
【００２９】
ベルト張力における変動の大きさは、その時の支配的な作動状態に基づいて調整可能である。例えば、ある高い遷移的荷重状態においては、ベルトスリップやベルトスリップによる騒音の発生を防止するのに、ベルト張力を２００Ｎ増大させる必要があるかもしれないが、別の場合には、たった１００Ｎの増大で十分かもしれない。何れの場合においても、コントロールモジュールは、センサ信号を解析し、アクチュエータを適正なアーム３８の位置に配置して適正なベルト張力を設定するように信号を送る。一旦過渡的状態が過ぎると、アクチュエータの位置、すなわちベルト張力は標準作動値に戻される。一般的には、過渡状態はエンジンの加速／減速に対応し、その持続期間は数秒のオーダである。
【００３０】
過渡状態の発生を予測し定量するのに用いられるエンジンとベルト伝動システムの計測可能な特性（characteristics）は、コントロールモジュールにプログラムされていてもよい。これらは、各センサにおける荷重の差異であってもよく、それは、それら各々のシステムにおける配置に基づく。これらのパラメータには、エンジンの加速度や周囲の温度が含まれてもよい。ベルトとエンジンのパラメータが変動すると、それらはセンサにより測定され送信され、コントロールモジュールプロセッサにより受信される。プロセッサは、これらセンサの信号を処理し、ベルトスリップや騒音を引き起こす状態が発生する前にベルト張力を増大または低減するためにアクチュエータを作動させるための制御信号を送信する。
【００３１】
例としては、エンジン加速などの過渡状態が差し迫っていると、コントロールモジュールは、ベルトスリップが発生する前にベルト張力を維持または増大させるために位置を調整するようにアクチュエータに指令するであろう。例えば、６０００ＲＰＭ／ｓｅｃのエンジン加速では、加速持続期間は約１秒である。図３における制御ループを通した１つの完全なサイクルに要する処理時間は、約１０〜２０ミリ秒である。１サイクルは、システムの状態を検知するのにかかる時間、適正なアクチュエータの動きを計算する時間、アクチュエータを動かし、変動したシステムの状態を計測するのにかかる時間を含む。これが毎秒５０回から１００回の調整の割合でシステムを作動可能とすることは容易に理解でき、これはベルトスリップとベルト張力を制御するのに十分である。したがって、ベルト張力とそれによるベルトスリップ騒音のリアルタイムの能動的制御が本発明により実現される。
【００３２】
更に、本発明の能動的制御の特徴を強調するために、コントロールモジュールは乗物の中央処理ユニット（ＣＰＵ）と一体化されていてもよい。この実施形態では、乗物のＣＰＵは、ベルトの騒音を発生すると予測されるエンジンとベルトの作動状態を解析するようにプログラムされている。エンジンの作動状態は、エンジン速度、エンジン加速度、エンジン温度、周囲温度などの変数からなる。乗物のＣＰＵは、上記の各変数に加え、スロットルポジション、トランスミッションギア、電気負荷や、様々な補機プーリの回転速度などの信号を受信して処理する。システムは、ベルトと補機プーリとの間の速度差が、選択された変数（プーリ速度など）の所定値を越える場合に、ベルトスリップを防止するために作動してもよい。
【００３３】
信号線７０を介した乗物のＣＰＵからの制御信号の受け取りに際し、コントロールモジュール１８は、制御アルゴリズムが運動を求める場合には、動くようにアクチュエータ２０に指示し、これによりベルト張力を増大あるいは低減する。これはセンサ信号のコントロールモジュールにおける解析と同時に発生する。乗物の制御信号は、アクチュエータに送られた信号が競合するのを防止するためにコントロールモジュール信号と調和させられる。この実施形態では、コントロールモジュールは、独立した存在ではなく、むしろ乗物のＣＰＵ内に一体化されており、乗物のＣＰＵ全体の処理能力及び記憶容量のほんの僅かな部分しか必要としない。
【００３４】
別の実施形態では、コントロールモジュールは、信号線７０を介して乗物のＣＰＵから上記形式の複数の信号を受信する。この実施形態では、コントロールモジュールは、制御信号を生成するために、センサ信号と一緒に乗物のＣＰＵ信号の処理を課される。制御信号はベルト張力を調整するためにアクチュエータに送信される。
【００３５】
更に、別の実施形態では、システムは、例えば制御命令がコントロールモジュールに入力される開ループモードにおいて作動される。制御命令は例えば予めプログラムされており、あるいはそのような命令は外部ユーザによって入力されるか、あるいは乗物のＣＰＵなど別のソース(source)から受け取られる。コントロールモジュールは、アクチュエータに送信される制御信号を生成するために制御命令を処理する。個々のセンサからのフィードバックは行なわれず、システムはアクチュエータの変更された位置に基づいて平衡状態を達成する。この実施形態は、ユーザがベルト張力をシステム作動パラメータとは独立して調整することを可能にする。コントロールモジュールは、システムに過剰な応力を掛け、ベルトの早期故障が起こることを防止するために、制御命令をメモリに格納された既知の数値群と比較するかもしれない。
【００３６】
図３は、本発明のシステムに関する制御アルゴリズムのダイアグラムである。このアルゴリズムは閉ループを有する。ダイアグラムにおいて用いられる変数には、“Ｔｓ”が含まれ、スリップを防止するのに必要なオルタネータの論理上の弛緩側張力を意味する。他の変数はここで定義される。
【００３７】
１００１において、コントロールモジュールへの入力には、センサ２２からのオルタネータのハブ荷重、センサ４６からのアイドラのハブ荷重、センサ５８からのエンジン速度が含まれる。これらの計測されたパラメータは、オルタネータのトルクであるオルタネータＴｓｍ、オルタネータＴｔｍを計算するのに用いられる。「ハブ荷重」はベルト張力によりプーリに掛かる荷重を表わす。
【００３８】
式は、
【数１】
2005507064.tif 000003
【数２】
2005507064.tif 000004
【数３】
2005507064.tif 000005
であり、ここで
Ｔｓｍ＝測定データから計算されたＡｌｔ弛緩側張力
Ｔｔｍ＝測定データから計算されたＡｌｔ緊張側張力
ＦIdr＝アイドラにおいて測定された力
ＨAlt＝オルタネータハブ荷重
Ｌ1＝ピボットからＡｌｔプーリ中心までの距離
Ｌ2＝Ａｌｔプーリ中心からロードセルまでの距離
θIdr＝アイドルプーリのラップ(wrap)
θAlt＝オルタネータプーリのラップ(wrap)
ＲAlt＝オルタネータプーリのピッチ径
ＴAlt＝オルタネータトルク
【００３９】
１００２では、コントロールモジュールは、１００１において計算されたオルタネータＴｓｍ、Ｔｔｍに基づいてオルタネータが荷重が掛かってている荷重が掛かっていないかを判定する。「オルタネータ荷重」の測定には、乗物の作動によりオルタネータに掛かる電気負荷が含まれ、それは乗物の一部である。
【００４０】
もしオルタネータに荷重が掛かっていれば、１００３においてコントロールモジュールは、荷重が掛かったシステムのために、必要とされるオルタネータＴｓ、すなわち弛緩側張力を計算する。この場合、荷重が掛かったシステムには、特定のエンジン速度において荷重が掛かったパワーステアリングポンプ、エアコン、ウオータポンプ、そしてオルタネータが含まれる。１００７では、コントロールモジュールは、１００１からのオルタネータＴｓｍが計算された１００３におけるオルタネータＴｓよりも小さいか否かが判定される。もし答えが“ｙｅｓ”であれば、コントロールモジュールは、アクチュエータ２０を作動させることによりオルタネータハブ荷重を増大させるための信号を送出する（１００８参照）。答えが“ｎｏ”の場合には、コントロールモジュールは、アクチュエータ２０を作動させることによりオルタネータハブ荷重を低減するための信号を送出する（１００９参照）。センサ２２は、１０１０において、アクチュエータの動きに対応してアクチュエータ位置信号を供給する。
【００４１】
１０１０においては、アクチュエータが行程の何れかの限界に達したか否かを判定するために、センサ４８から信号がコントロールモジュールにより受信される。もし、答えが“ｙｅｓ”であれば、過剰なベルト伸張、あるいは破損を示すために警告信号が生成される（１０１１参照）。答えが“ｎｏ”の場合には、ループが繰り返され１００１が開始される。センサ４８とこれに関連する行程の限界は、ベルトが取り付けられ適正に張力が掛けられた後に設定される。
【００４２】
１００２に戻り、もしオルタネータに荷重が掛けられていなければ、コントロールモジュールは、エアコンに荷重が掛けられているか否かを判定する（１００４参照）。この場合「エアコンの荷重」は、エアコンのコンプレッサが稼動されていることに当たる。
【００４３】
もし、エアコンに荷重が掛かっていれば、１００５において、コントロールモジュールは荷重が掛かったシステムのために必要とされるオルタネータＴｓを計算する。この場合の荷重が掛かったシステムには、特定のエンジン速度において荷重された、荷重が掛かったパワーステアリングポンプ、エアコン、そしてウオータポンプが含まれ、オルタネータには荷重が掛けられない。１００７において、コントロールモジュールは、この作動状態にとって、１００１からのオルタネータＴｓｍが１００５において計算されたオルタネータＴｓよりも小さいか否かが判定される。もし答えが“ｙｅｓ”であれば、コントロールモジュールは、アクチュエータ２０を作動させることにより、オルタネータハブ荷重を増大させるために信号を送出する（１００８参照）。答えが“ｎｏ”の場合には、コントロールモジュールは、アクチュエータ２０を作動させることにより、オルタネータハブ荷重を低減するために信号を送出する（１００９参照）。上述のように、１０１０では、アクチュエータが行程の何れかの限界に達したか否かを判定するために、信号がコントロールモジュールにより受信される。もし答えが“ｙｅｓ”であれば、過剰なベルト伸張、あるいは破損を示すために警告信号が生成される（１０１１参照）。答えが“ｎｏ”の場合には、ループが繰り返され１００１が開始される。
【００４４】
１００４に戻り、もしエアコンに荷重が掛けられていなければ、コントロールモジュールは、測定されたエンジン速度において荷重された、荷重が掛かったパワーステアリングとウオータポンプとからなるシステムのために必要とされるオルタネータＴｓを計算する（１００６参照）。１００７において、コントロールモジュールは、この状態にとって、計測されたオルタネータＴｓｍが計算されたオルタネータＴｓよりも小さいか否かが判定される。もし答えが“ｙｅｓ”であれば、コントロールモジュールは、アクチュエータ２０を作動させることにより、オルタネータハブ荷重を増大させるために信号を送出する（１００８参照）。答えが“ｎｏ”の場合には、コントロールモジュールは、アクチュエータ２０を作動させることにより、オルタネータハブ荷重を低減するために信号を送出する（１００９参照）。センサ２２は、１０１０において、アクチュエータの動きに対応してアクチュエータ位置信号を供給する。上述のように、１０１０では、アクチュエータが行程の何れかの限界に達したか否かを判定するために、信号がコントロールモジュールにより受信される。もし答えが“ｙｅｓ”であれば、過剰なベルト伸張、あるいは破損を示すために警告信号が生成される（１０１１参照）。答えが“ｎｏ”の場合には、ループが繰り返され１００１が開始される。
【００４５】
ここにおいて説明されたシステムは、エアコンプレッサーや機械式燃料ポンプを含む追加のベルト伝動補機を備えることも可能である。それは更に多本ベルト掛け(multiple belt trains)を含んでもよく、各々クランクシャフトプーリにより駆動され、各々ピボットプーリとアクチュエータを備える。
【００４６】
ここでは、本発明の１つの形態について説明されたが、当業者にとっては、ここで説明された本発明の精神と範囲を逸脱することなく、その構成や構成部の関係を様々に変形できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明のシステムの模式図である。
【図２】閉ループ制御原理の模式図である。
【図３】本発明のシステムにおける制御アルゴリズムのダイアグラムである。
【図１】
2005507064.tif 000006
【図２】
2005507064.tif 000007
【図３】
2005507064.tif 000008
【国際公開パンフレット】
2005507064.tif 000009
2005507064.tif 000010
2005507064.tif 000011
2005507064.tif 000012
2005507064.tif 000013
2005507064.tif 000014
2005507064.tif 000015
2005507064.tif 000016
2005507064.tif 000017
2005507064.tif 000018
2005507064.tif 000019
2005507064.tif 000020
2005507064.tif 000021
2005507064.tif 000022
2005507064.tif 000023
2005507064.tif 000024
2005507064.tif 000025
2005507064.tif 000026
2005507064.tif 000027
2005507064.tif 000028
2005507064.tif 000029
2005507064.tif 000030
2005507064.tif 000031
2005507064.tif 000032
2005507064.tif 000033
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005507064.tif 000034
2005507064.tif 000035
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005507064.tif 000036
【国際調査報告】
2005507064.tif 000037
2005507064.tif 000038
2005507064.tif 000039
2005507064.tif 000040