DE102015117917A1

DE102015117917A1 - System mit schlupffähiger Drehmomentübertragungseinrichtung, die eine Kraftmaschinenkurbelwelle und eine kraftmaschinengetriebene Komponente verbindet, sowie Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015117917A1
Application number: DE102015117917.2A
Authority: DE
Inventors: Mukund S. Wankhede
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2016-05-04
Also published as: US20160121899A1; CN105564192A

Abstract

Ein System für ein Fahrzeug umfasst eine Kraftmaschine, die eine drehbare Kurbelwelle aufweist, und eine kraftmaschinengetriebene Komponente, die eine drehbare Komponentenwelle aufweist. Eine Drehmomentübertragungseinrichtung weist ein Antriebselement auf, das funktional mit der Kurbelwelle verbunden ist, und ein angetriebenes Element, das funktional mit der drehbaren Komponentenwelle verbunden ist. Die Drehmomentübertragungseinrichtung weist einen schlupfenden Zustand auf, in welchem während der Drehmomentüberführung von dem Antriebselement auf das angetriebene Element Schlupf auftritt, so dass eine Drehzahldifferenz zwischen dem Antriebselement und dem angetriebenen Element vorhanden ist. Ein elektronischer Controller ist funktional mit der Kurbelwelle, der drehbaren Komponentenwelle und der Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden. Der elektronische Controller umfasst einen Prozessor mit einem gespeicherten Algorithmus, der ausgeführt wird, um den schlupfenden Zustand herzustellen und somit eine Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle bei oder unterhalb einer vorbestimmten Drehzahl zu halten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegenden Lehren umfassen im Allgemeinen ein Fahrzeugsystem mit einer schlupffähigen Drehmomentübertragungseinrichtung, die eine Kraftmaschinenkurbelwelle und einen Kompressor verbindet.
HINTERGRUND
Kraftfahrzeuge, die ein Klimaanlagensystem aufweisen, können einen Klimaanlagenkompressor besitzen, der durch die rotierende Kraftmaschinenkurbelwelle angetrieben ist. Der Kompressor ist in der Regel für eine maximale Drehzahl bemessen. Das System ist daher konstruiert, um den Kompressor von der Kraftmaschinenkurbelwelle zu trennen, wenn die Drehzahl der Kurbelwelle sonst bewirken würde, dass die Drehzahl des Kompressors die maximale Nenndrehzahl überschreitet. Bei hohen Drehzahlen der Kraftmaschine ist somit keine Klimatisierung verfügbar.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist ein System vorgesehen, das kraftmaschinengetriebene Fahrzeugkomponenten vor zu hoher Drehzahl schützt, während dennoch ihre volle Funktionalität während Zeiträumen relativ hoher Kraftmaschinenkurbelwellendrehzahl zugelassen wird. Genauer ist ein System für ein Fahrzeug vorgesehen, das eine Kraftmaschine, die eine drehbare Kurbelwelle aufweist, und eine kraftmaschinengetriebene Komponente, die eine drehbare Komponentenwelle aufweist, umfasst. Eine Drehmomentübertragungseinrichtung weist ein Antriebselement auf, das funktional mit der Kurbelwelle verbunden ist, und ein angetriebenes Element, das funktional mit der drehbaren Komponentenwelle verbunden ist. Die Drehmomentübertragungseinrichtung weist einen schlupfenden Zustand auf, in welchem Drehmoment von dem Antriebselement auf das angetriebene Element überführt wird, so dass zwischen dem Antriebselement und dem angetriebenen Element eine Drehzahldifferenz vorhanden ist. Ein elektronischer Controller ist funktional mit der Kurbelwelle, der drehbaren Komponentenwelle und der Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden. Der elektronische Controller umfasst einen Prozessor mit einem gespeicherten Algorithmus. Der Prozessor führt den gespeicherten Algorithmus aus, um den Schlupfzustand herzustellen und somit eine Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle bei oder unterhalb einer vorbestimmten Drehzahl zu halten. In einer Ausführungsform ist die kraftmaschinengetriebene Komponente ein Klimaanlagenkompressor, wie etwa ein Kompressor mit fester Verdrängung, mit variabler Verdrängung oder ein Scrollkompressor, und die drehbare Komponentenwelle ist eine Kompressorwelle.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Lehren liefert ein oder liefern mehrere Drehzahlsensoren Drehzahlsignale, die die Drehzahl der Kurbelwelle und/oder der drehbaren Komponentenwelle angeben. Das Drehzahlsignal/Die Drehzahlsignale können verwendet werden, um zu ermöglichen, dass der elektronische Controller die Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle ermitteln und dadurch bestimmen kann, ob der schlupfende Zustand hergestellt werden sollte. Alternativ kann ein separater Kraftmaschinencontroller ein Signal, das die Kraftmaschinendrehzahl angibt, an den elektronischen Controller liefern, und ein separater HLK-Controller kann ein Signal, das die Drehzahl der kraftmaschinengetriebenen Komponente angibt, an den elektronischen Controller liefern. Diese Signale können auf Drehzahlsensoren oder auf anderen überwachten Fahrzeugbetriebsbedingungen beruhen.
Das System kann einen Zahnradstrang oder einen oder mehrere Antriebsstränge umfassen, die eine endlose drehbare Einrichtung aufweisen, wie etwa Riemenantriebsstränge. Dies erlaubt mehr als eine kraftmaschinengetriebene Komponente. Der elektronische Controller kann die Drehmomentübertragungseinrichtung steuern, um den schlupfenden Zustand herzustellen und somit eine Drehzahl der ersten drehbaren Komponentenwelle der ersten drehbaren Komponente bei oder unterhalb einer ersten vorbestimmten Drehzahl zu halten und eine Drehzahl einer zweiten drehbaren Komponentenwelle einer zweiten drehbaren Komponente bei oder unterhalb einer zweiten vorbestimmten Drehzahl zu halten. Auf diese Weise überschreitet keine der kraftmaschinengetriebenen Komponenten ihre jeweilige vorbestimmte maximale Drehzahl (d. h. ihre maximale Nenndrehzahl).
Der elektronische Controller kann ausgestaltet sein, um das durch die Kraftmaschine an der Kurbelwelle gelieferte Drehmoment zu erhöhen, wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung gesteuert wird, um von einem ausgerückten Zustand in einen eingerückten Zustand überzugehen. Durch Erhöhen des durch die Kraftmaschine gelieferten Drehmoments vermindert die zusätzliche Last der kraftmaschinengetriebenen Komponente, die durch die Kraftmaschine bei Einrückung der Drehmomentübertragungseinrichtung getragen wird, nicht das Endantriebsdrehmoment in dem Fahrzeug.
Es können verschiedene Ausführungsformen der Drehmomentübertragungskomponente verwendet werden, wie etwa, aber nicht darauf beschränkt, eine Reibplattenkupplung, eine magnetorheologische Kupplung oder eine elektromagnetische Kupplung.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der vorliegenden Lehren, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, leicht deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Systems an einem Fahrzeug, das eine schlupffähige Drehmomentübertragungseinrichtung aufweist, die eine Kraftmaschinenkurbelwelle und eine Kompressorwelle funktional verbindet, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Lehren.
2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Systems an einem Fahrzeug, das eine schlupffähige Drehmomentübertragungseinrichtung aufweist, die eine Kraftmaschinenkurbelwelle und eine Kompressorwelle funktional verbindet, gemäß einem alternativen Aspekt der vorliegenden Lehren.
3 ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Systems an einem Fahrzeug, das eine schlupffähige Drehmomentübertragungseinrichtung aufweist, die eine Kraftmaschinenkurbelwelle und eine Kompressorwelle funktional verbindet, gemäß einem anderen alternativen Aspekt der vorliegenden Lehren.
4 ist eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines Systems an einem Fahrzeug, das eine schlupffähige Drehmomentübertragungseinrichtung aufweist, die eine Kraftmaschinenkurbelwelle und eine Kompressorwelle funktional verbindet, gemäß einem anderen alternativen Aspekt der vorliegenden Lehren.
5 ist eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer schlupffähigen Drehmomentübertragungseinrichtung für die Systeme der 1 bis 4 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Lehren.
6 ist eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer schlupffähigen Drehmomentübertragungseinrichtung für die Systeme der 1 bis 4 gemäß einem alternativen Aspekt der vorliegenden Lehren.
7 ist eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform einer schlupffähigen Drehmomentübertragungseinrichtung für die Systeme der 1 bis 4 gemäß einem anderen alternativen Aspekt der vorliegenden Lehren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten verweisen, zeigt 1 ein Fahrzeug 10, das ein System 12 aufweist, das eine Drehmomentübertragungseinrichtung (TTD) 14 derart steuert, dass sie schlupft, um zu verhindern, dass eine erste kraftmaschinengetriebene Komponente 16 eine vorbestimmte Drehzahl überschreitet, die eine maximale Nenndrehzahl ist und hierin auch als eine vorbestimmte maximale Drehzahl bezeichnet wird. Dies vermeidet die Alternative eines Trennens der kraftmaschinengetriebenen Komponente 16 von der Kraftmaschine, wenn die Kraftmaschine 18 (mit E markiert) eine höhere Drehzahl als die vorbestimmte maximale Drehzahl bewirkt, wodurch die Funktionalität der kraftmaschinengetriebenen Komponente 16 über den gesamten Bereich von Kraftmaschinendrehzahlen ermöglicht wird.
Die Kraftmaschine 18 weist eine drehbare Kurbelwelle 20 auf. Ein Ende der Kurbelwelle 20 treibt ein Getriebe 22 (mit T markiert) über einen Drehmomentwandler 24 (mit TC markiert) an, der mit einer Eingangswelle 25 des Getriebes 22 verbunden ist. Das Getriebe 22 ist mit einer oder mehreren Antriebsachsen (nicht gezeigt) verbunden, um das Fahrzeug 10 voranzutreiben, wie es Fachleute verstehen. Das andere Ende der Kurbelwelle 20 ist funktional mit einem Antriebselement 26 der TTD 14 verbunden, um in Einklang mit dieser zu rotieren. Wie es hierin verwendet wird, rotieren zwei Komponenten ”in Einklang”, wenn sie verbunden sind, um mit einer gemeinsamen Drehzahl (d. h. mit der gleichen Drehzahl) zu rotieren.
Zusätzlich zu dem Antriebselement 26 weist die Drehmomentübertragungseinrichtung 14 ein angetriebenes Element 28 auf, das funktional mit einer drehbaren Komponentenwelle 30 der kraftmaschinengetriebenen Komponente 16 verbunden ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die kraftmaschinengetriebene Komponente 16 ein Klimaanlagenkompressor eines Klimaregelungssystems 32, wie etwa eines Heizungs-Lüftungs-Klimatisierungs-(HLK-)Systems. Dementsprechend wird die kraftmaschinengetriebene Komponente 16 hierin auch als ein Kompressor bezeichnet, und die drehbare Komponentenwelle 30 wird hierin auch als eine Kompressorwelle bezeichnet. In anderen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Lehren kann die kraftmaschinengetriebene Komponente 16 eine andere Komponente sein, wie etwa eine Lichtmaschine oder eine Wasserpumpe. Kühlmittel mit relativ niedrigem Druck, das durch Pfeil 34 dargestellt ist, tritt durch eine Niederdruckleitung 36 in den Kompressor 16 ein, und Kühlmittel mit relativ hohem Druck, durch Pfeil 38 dargestellt, verlässt den Kompressor 16 durch eine Hochdruckleitung 40.
Der Kompressor 16 kann eine maximale Nenndrehzahl in Umdrehungen pro Minute während des Betriebes des Fahrzeugs 10 über einen Bereich von Kraftmaschinendrehzahlen aufweisen. Zum Beispiel weist der Kompressor 16 in der gezeigten Ausführungsform eine maximale Nenndrehzahl von 9000 Umdrehungen pro Minute auf. Die TTD 14 wird durch einen elektronischen Controller 42 (in 1 mit CC markiert) gesteuert, um die Drehzahl des angetriebenen Elements 28 bei oder unterhalb der vorbestimmten maximalen Nenndrehzahl zu halten, indem die TTD 14 schlupfen gelassen wird. Genauer weist die TTD 14 einen eingerückten Zustand auf, in welchem das Antriebselement 26 und das angetriebene Element 28 mit einer gemeinsamen Drehzahl (d. h. ohne Drehzahldifferenz) rotieren, so dass jegliche Drehmomentüberführung von dem Antriebselement 26 auf das angetriebene Element 28 ohne Schlupf erfolgt. Die TTD 14 weist auch einen schlupfenden Zustand auf, in welchem eine Drehzahldifferenz zwischen dem Antriebselement 26 und dem angetriebenen Element 28 vorhanden ist, so dass jegliche Drehmomentüberführung von dem Antriebselement 26 auf das angetriebene Element mit Schlupf erfolgt. Der elektronische Controller 42 umfasst einen Prozessor 44 mit einem gespeicherten Algorithmus 46. Der Prozessor 44 führt den gespeicherten Algorithmus 46 aus, um den schlupfenden Zustand herzustellen und somit eine Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle 30 bei oder unterhalb der vorbestimmten maximalen Drehzahl zu halten.
Genauer steuert der elektronische Controller 42 in der Ausführungsform von 1 die TTD 14 derart, dass sie schlupft, so dass das Antriebselement 26 mit einer höheren Drehzahl als das angetriebene Element 28 rotiert. Der elektronische Controller 42 ist funktional mit der Kurbelwelle 20, der drehbaren Komponentenwelle 30 und der Drehmomentübertragungseinrichtung 14 verbunden, wie es durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Der elektronische Controller 42 ist funktional mit der Kurbelwelle 20 durch einen ersten Drehzahlsensor 50A verbunden, von dem zumindest ein Teil an der Kurbelwelle 20 montiert ist. Der elektronische Controller 42 ist funktional mit der drehbaren Komponentenwelle 30 durch einen zweiten Drehzahlsensor 50B verbunden, von dem zumindest ein Teil an der drehbaren Komponentenwelle 30 montiert ist. Die funktionalen Verbindungen zwischen den Sensoren 50A, 50B und dem elektronischen Controller 42 können Übertragungsleiter, wie etwa Drähte, sein oder sie können drahtlos sein. Die Drehzahlsensoren 50A, 50B können Drehzahlsignale an den elektronischen Controller 42 liefern, die jeweils die Drehzahl der Kurbelwelle 20 bzw. der drehbaren Komponentenwelle 30 angeben. Auf der Basis dieser Drehzahlsignale kann der elektronische Controller 42 die Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle 30 ermitteln und die TTD 14 steuern, um von einem eingerückten Zustand in den schlupfenden Zustand überzugehen und somit zu verhindern, dass die drehbare Komponentenwelle 30 mit einer Drehzahl oberhalb der vorbestimmten maximalen Nenndrehzahl rotiert.
Der elektronische Controller 42 kann Teil eines Steuersystems sein, das auch einen Kraftmaschinencontroller 52 (in 1 mit EC markiert) und einen Komponentencontroller, wie etwa einen Klimaanlagencontroller 54 (in 1 mit A/C C markiert) umfasst. Der Kraftmaschinencontroller 52 kann die Drehzahl der Kurbelwelle 20 aus verschiedenen überwachten Kraftmaschinenbetriebsparametern ermitteln, wie es Fachleute verstehen. Der Kraftmaschinencontroller 52 kann daher ein Signal an den elektronischen Controller 42 liefern, das die Drehzahl der Kurbelwelle 20 angibt. Der Klimaanlagencontroller 54 kann ein Signal, das die Drehzahl der drehbaren Komponente 16 angibt, auf der Basis von verschiedenen überwachten Klimaanlagenkompressorparametern liefern. Dementsprechend braucht in einer Ausführungsform weder der Sensor 50A noch der Sensor 50B vorgesehen sein. In anderen Ausführungsformen braucht nur der Drehzahlsensor 50A oder nur der Drehzahlsensor 50B vorgesehen sein, da der elektronische Controller 42 die Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle 30 von jedem solchen Drehzahlsensor 50A, 50B, wenn die TTD 14 in den eingerückten Zustand ist, und auch von jedem solchen Drehzahlsensor 50A, 50B und Information, die von dem Kraftmaschinencontroller 52 oder dem Kompressorcontroller 54 geliefert wird, wenn die TTD 14 in dem schlupfenden Zustand ist, ermitteln kann. Der schlupfende Zustand wird hergestellt, indem die TTD 14 aus dem eingerückten Zustand überführt wird, wenn der elektronische Controller 42 ermittelt, dass die Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle 30 die maximale Nenndrehzahl erreichen würde.
Die TTD 14 kann selektiv einrückbar und ausrückbar sein, so dass sie auch einen ausgerückten Zustand aufweist, in welchem eine Drehmomentüberführung von dem Antriebselement 16 auf das angetriebene Element 28 Null beträgt. Der Prozessor 44 des elektronischen Controllers 42 führt den gespeicherten Algorithmus 46 aus, um das durch die Kraftmaschine 18 an der Kurbelwelle 20 gelieferte Drehmoment zu erhöhen, wenn die TTD 14 gesteuert wird, um von dem ausgerückten Zustand in den eingerückten Zustand überzugehen. Dies ermöglicht es, dass die Kraftmaschine 18 mit der erhöhten Last des Kompressors 16 und jeder anderen kraftmaschinengetriebenen Komponente, die mit der Kraftmaschine 18 über die TTD 14 verbunden ist, ohne einen Abfall an Endantriebsdrehmoment an der Fahrzeugantriebsachse oder den Fahrzeugantriebsachsen (nicht gezeigt) umgehen kann. In 1 ist die TTD 14 in einem ausgerückten Zustand gezeigt. In einem eingerückten Zustand werden das Antriebselement 26 und das angetriebene Element 28 derart bewegt, dass sie miteinander mit einer ausreichenden Kraft in funktionalem Kontakt sind, so dass es keinen Schlupf (d. h. keine Drehzahldifferenz zwischen dem Antriebselement 26 und dem angetriebenen Element 28) gibt. In dem schlupfenden Zustand stehen das Antriebselement 26 und das angetriebene Element 28 in funktionalem Kontakt miteinander, aber ohne ausreichende Kraft, um Schlupf zu verhindern, so dass es eine Drehzahldifferenz zwischen dem Antriebselement 26 und dem angetriebenen Element 28 gibt.
Die TTD 14 kann eine von verschiedenen Typen von Drehmomentübertragungseinrichtungen sein, die zumindest einen eingerückten Zustand und einen schlupfenden Zustand und optional einen ausgerückten Zustand aufweisen kann. Zum Beispiel zeigt 5 eine TTD 14A, die als die TTD 14 von 1 verwendet werden kann. Die TTD 14A ist eine elektromagnetische Kupplung. Die TTD 14A umfasst eine selektiv erregbare elektrische Spule 60, die erregt werden kann, um ein magnetisches Element 62, das mit dem Antriebselement 26 kerbverzahnt ist, in Kontakt mit dem angetriebenen Element 28 zu ziehen. Das Erregen der Spule 60 wird gesteuert, um die Kraft zu steuern, mit der das Antriebselement 26 zu dem angetriebenen Element 28 und in Kontakt mit diesem gezogen wird, wodurch entweder der schlupfende Zustand oder der eingerückte Zustand geschaffen wird. Der Betrag an Schlupf und daher die Drehzahldifferenz, wird durch Steuern der Erregung der Spule 60 gesteuert, wobei sichergestellt wird, dass die Drehzahl des angetriebenen Elements 28 nicht die vorbestimmte maximale Nenndrehzahl überschreitet. Das Antriebselement 26 und das angetriebene Element 28 rotieren um die Drehachse A in 5.
6 zeigt eine TTD 14B, die als die TTD 14 von 1 verwendet werden kann. Die TTD 14B ist eine Reibplattenkupplung. Die TTD 14B umfasst einen ersten Satz Reibplatten 64, die mit dem Antriebselement 26 kerbverzahnt sind und mit diesem rotieren, und einen zweiten Satz Reibplatten 66, die mit dem angetriebenen Element 28 kerbverzahnt sind und mit diesem rotieren. Die Reibplatten 64 sind mit den Reibplatten 66 verschränkt. Ein Anlegekolben 68 ist von den Platten 64, 66 durch ein Federelement 70 weg vorgespannt, kann aber axial in Richtung der Platten 64, 66, wie etwa unter Hydraulikdruck, bewegt werden, um die Feder 70 zu überwinden und zu bewirken, dass benachbarte der Platten 64, 66 sich in Kontakt miteinander bewegen, wie es Fachleute verstehen. Der Hydraulikdruck kann gesteuert werden, um eine ausreichende Kraft zwischen den Platten 64, 66 zu liefern, so dass die TTD 14B den eingerückten Zustand herstellt. Mit weniger Hydraulikdruck stehen die Platten 64, 66 miteinander nur in schlupfendem Kontakt, so dass der schlupfende Zustand hergestellt ist. Der Hydraulikdruck wird gesteuert, um den Betrag an Schlupf, und daher die Drehzahldifferenz, zwischen dem Antriebselement 26 und dem angetriebenen Element 28 zu steuern, wobei sichergestellt ist, dass die Drehzahl des angetriebenen Elements 28 nicht die vorbestimmte Drehzahl überschreitet. Das Antriebselement 26 umgibt das angetriebene Element 28 in der TTD 14B konzentrisch, und beide rotieren um die Drehachse A. Die Platten 64, 66 sind derart gezeigt, dass sie sich nur zwischen dem Antriebselement 26 und dem angetriebenen Element 28 auf nur einer Seite der Achse A erstrecken, aber ringförmige Platten sind. Fachleute werden leicht verstehen, dass die Platten 66 sich auch von dem Antriebselement 28 in 6 nach unten erstrecken, und die Platten 64 sich von dem anderen Abschnitt des Antriebselements 26 nach oben erstrecken, wobei sie das angetriebene Element 28 konzentrisch umgeben, was aber in 6 nicht gezeigt ist.
7 zeigt eine andere alternative Ausführungsform einer TTD 14C, die als die TTD 14 von 1 verwendet werden kann. Die TTD 14C ist eine magnetorheologische Kupplung. Eine Spule 72 umgibt magnetorheologisches Fluid 77, das in einem Hohlraum 74 eines Gehäuses 76 enthalten ist. Ein Endabschnitt 78 des Antriebselements 26 und ein Endabschnitt 80 des angetriebenen Elements 28 sind in dem Gehäuse 76 durch Lager 82 drehbar gelagert, so dass die Endabschnitte 78, 80 mit dem magnetorheologischen Fluid 77 in Kontakt stehen. Die Spule 72 ist selektiv erregbar, um das magnetorheologische Fluid 77 zu magnetisieren, wobei dessen Viskosität erhöht wird und dadurch eine Drehmomentübertragung von dem Antriebselement 26 auf das angetriebene Element 28 gestattet wird. In dem eingerückten Zustand ist die Spule 72 ausreichend erregt, so dass das Antriebselement 16 in Einklang mit dem angetriebenen Element 28 um die Drehachse A, d. h. ohne Schlupf, rotiert. In dem schlupfenden Zustand wird die Erregung der Spule 60 gesteuert, so dass der Betrag an Schlupf (d. h. die Drehzahldifferenz) zwischen dem Antriebselement 26 und dem angetriebenen Element 28 sicherstellt, dass die Drehzahl des angetriebenen Elements 28 nicht die vorbestimmte maximale Nenndrehzahl überschreitet.
2 zeigt eine andere Ausführungsform eines Fahrzeugs 110, das ein System 112 aufweist, das die TTD 14 derart steuert, dass sie schlupft, um zu verhindern, dass die kraftmaschinengetriebene Komponente 16 die vorbestimmte maximale Nenndrehzahl überschreitet. Wie es in 1 gezeigt ist, kann die TTD 14 eine jede von verschiedenen Ausführungsformen einer steuerbaren schlupfenden Drehmomentübertragungseinrichtung sein, wie es mit Bezug auf die 5–7 beschrieben ist. Das System 112 ist in sämtlichen Aspekten und sämtlicher Funktionalität gleich wie das System 12 von 1, mit der Ausnahme, dass das Antriebselement 26 über einen Zahnradstrang 83 funktional mit der Kurbelwelle 20 verbunden ist. Der Zahnradstrang 83 weist ein erstes Zahnradelement 84 auf, das mit der Kurbelwelle 20 verbunden ist, so dass das erste Zahnradelement 84 in Einklang mit der Kurbelwelle 20 rotiert. Der Zahnradstrang 83 umfasst auch ein zweites Zahnradelement 85, das mit dem ersten Zahnradelement 84 kämmt und mit dem Antriebselement 26 verbunden ist, so dass das zweite Zahnradelement 85 in Einklang mit dem Antriebselement 26 rotiert.
Der Sensor 50A ist an dem Antriebselement 26 montiert, um in Einklang mit dem Antriebselement 26 zu rotieren. Weil die Drehzahl des Antriebselements 26 direkt proportional zu der Drehzahl der Kurbelwelle 20 gemäß dem Übersetzungsverhältnis der Zähnezahl des ersten Zahnradelements 84 zu der Zähnezahl des zweiten Zahnradelements 85 ist, gibt das Drehzahlsignal, das durch den Drehzahlsensor 50A an den elektronischen Controller 42 geliefert wird, die Drehzahl der Kurbelwelle 20 an.
3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Fahrzeugs 210, die ein System 212 aufweist, das die Drehmomentübertragungseinrichtung (TTD) 14 derart steuert, dass sie schlupft, um zu verhindern, dass die kraftmaschinengetriebene Komponente 16 die vorbestimmte maximale Nenndrehzahl überschreitet. Das System 112 ist in sämtlichen Aspekten und sämtlicher Funktionalität gleich wie System 12, mit der Ausnahme, dass das Antriebselement 26 über einen ersten Antriebsstrang 86 funktional mit der Kurbelwelle 20 verbunden ist. Der erste Antriebsstrang 86 weist ein erstes drehbares Element 87 auf, das mit der Kurbelwelle 20 verbunden ist, so dass das erste drehbare Element 87 in Einklang mit der Kurbelwelle 20 rotiert. Der erste Antriebsstrang 86 weist ein zweites drehbares Element 88 auf, das mit dem Antriebselement 26 verbunden ist, so dass das zweite drehbare Element 88 in Einklang mit dem Antriebselement 26 rotiert. Eine erste endlose drehbare Einrichtung 81 steht mit dem ersten drehbaren Element 87 und mit dem zweiten drehbaren Element 88 in Eingriff. Das erste drehbare Element 87 und das zweite drehbare Element 88 können Scheiben sein, und die erste endlose drehbare Einrichtung 81 kann ein Riemen sein, der mit den Scheiben in Eingriff steht. Alternativ können das erste drehbare Element 87 und das zweite drehbare Element 88 Kettenräder sein, und die erste endlose drehbare Einrichtung 81 kann eine Kette sein, die mit den Kettenrädern in Eingriff steht.
Der Sensor 50A ist an dem Antriebselement 26 montiert, um in Einklang mit dem Antriebselement 26 zu rotieren. Weil die Drehzahl des Antriebselements 26 direkt proportional zu der Drehzahl der Kurbelwelle 20 gemäß dem Verhältnis des Durchmessers des ersten drehbaren Elements 87 zu dem Durchmesser des zweiten drehbaren Elements 88 ist, gibt das Drehzahlsignal, das durch den Drehzahlsensor 50A an den elektronischen Controller 42 geliefert wird, die Drehzahl der Kurbelwelle 20 an.
4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Fahrzeugs 310, die ein System 312 aufweist, das die TTD 14 derart steuert, dass sie schlupft, um zu verhindern, dass die kraftmaschinengetriebene Komponente 16 die vorbestimmte maximale Nenndrehzahl überschreitet. Wie es in 1 gezeigt ist, kann die TTD 14 eine jede von verschiedenen Ausführungsformen einer steuerbaren schlupfenden Drehmomentübertragungseinrichtung sein, wie mit Bezug auf die 5–7 beschrieben ist. Das System 312 ist in sämtlichen Aspekten und sämtlicher Funktion gleich wie System 212 von 2, mit der Ausnahme, dass das angetriebene Element 28 über einen zweiten Antriebsstrang 89 funktional mit der drehbaren Komponentenwelle 30 verbunden ist.
Der zweite Antriebsstrang 89 weist ein drittes drehbares Element 90 auf, das mit dem angetriebenen Element 28 verbunden ist, so dass das dritte drehbare Element 90 in Einklang mit dem angetriebenen Element 28 rotiert. Ein viertes drehbares Element 91 ist mit der drehbaren Komponentenwelle 30 verbunden, so dass das vierte drehbare Element 91 in Einklang mit der drehbaren Komponentenwelle 30 rotiert. Eine zweite endlose drehbare Einrichtung 92 steht mit dem dritten drehbaren Element 90 und mit dem vierten drehbaren Element 91 in Eingriff. Optional kann der zweite Antriebsstrang 89 auch ein fünftes drehbares Element 93 und ein sechstes drehbares Element 94 umfassen, die auch mit der zweiten endlosen drehbaren Einrichtung 92 in Eingriff stehen. Das fünfte drehbare Element 93 ist mit einer ersten Nebenaggregatwelle 95 einer ersten Fahrzeug nebenaggregatkomponente 96 verbunden, um in Einklang damit zu rotieren, und das sechste drehbare Element 94 ist mit einer zweiten Nebenaggregatwelle 97 einer zweiten Fahrzeugnebenaggregatkomponente 98 verbunden, um in Einklang damit zu rotieren. In der gezeigten Ausführungsform ist die erste Fahrzeugnebenaggregatkomponente 96 eine Lichtmaschine (mit ALT markiert), und die zweite Fahrzeugnebenaggregatkomponente 98 ist eine Wasserpumpe 98 (mit WP markiert). Dementsprechend werden die erste und zweite Fahrzeugnebenaggregatkomponente 96, 98 auch durch die Kraftmaschine über die TTD 14 und den ersten und zweiten Antriebsstrang 86, 89 angetrieben.
Das dritte, vierte, fünfte und sechste drehbare Element 90, 91, 93, 94 können Scheiben sein, und die zweite endlose drehbare Einrichtung 92 kann ein Riemen sein, der mit den Scheiben in Eingriff steht. Alternativ können das dritte, vierte, fünfte und sechste drehbare Element 90, 91, 93, 94 Kettenräder sein, und die zweite endlose drehbare Einrichtung kann eine Kette sein, die mit den Kettenrädern in Eingriff steht.
Der zweite Drehzahlsensor 50B ist an dem angetriebenen Element 28 montiert, um in Einklang mit dem angetriebenen Element 28 zu rotieren. Weil die Drehzahl des angetriebenen Elements 28 direkt proportional zu der Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle 30 gemäß dem Verhältnis des Durchmessers des dritten drehbaren Elements 90 zu dem Durchmesser des vierten drehbaren Elements 91 ist, gibt das Drehzahlsignal, das an den elektronischen Controller 42 durch den Drehzahlsensor 50B geliefert wird, die Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle 30 an. Weil zusätzlich die Drehzahl des angetriebenen Elements 28 direkt proportional zu der Drehzahl der ersten Nebenaggregatwelle 95 gemäß dem Verhältnis des Durchmessers des dritten drehbaren Elements 90 zu dem Durchmesser des fünften drehbaren Elements 93 ist, gib das Drehzahlsignal, das durch den Drehzahlsensor 50B an den elektronischen Controller 42 geliefert wird, die Drehzahl der ersten Nebenaggregatkomponentenwelle 95 an. Weil gleichermaßen die Drehzahl des angetriebenen Elements 28 direkt proportional zu der Drehzahl der zweiten Nebenaggregatwelle 97 gemäß dem Verhältnis des Durchmessers des dritten drehbaren Elements 90 zu dem Durchmesser des sechsten drehbaren Elements 94 ist, gibt das Drehzahlsignal, das an den elektronischen Controller 42 durch den Drehzahlsensor 50B geliefert wird, die Drehzahl der zweiten Nebenaggregatkomponentenwelle 97 an. Alternativ oder zusätzlich kann das System 312 einen dritten Drehzahlsensor 50C umfassen, von dem zumindest ein Teil an der ersten Nebenaggregatwelle 95 befestigt ist, und einen vierten Drehzahlsensor 50D, von dem zumindest ein Teil an der zweiten Nebenaggregatwelle 97 befestigt ist.
Die funktionalen Verbindungen zwischen den Sensoren 50C, 50D und dem elektronischen Controller 42 können Übertragungsleiter, wie Drähte, sein, oder können drahtlos sein. Die Drehzahlsensoren 50C, 50D können ein Drehzahlsignal an den elektronischen Controller 42 liefern, das jeweils eine Drehzahl der ersten Nebenaggregatwelle 95 bzw. der zweiten Nebenaggregatwelle 97 angibt. Der Prozessor 44 kann weiter den gespeicherten Algorithmus 46 ausführen, um den schlupfenden Zustand der TTD 14 herzustellen und somit eine Drehzahl der ersten Nebenaggregatwelle 95 und/oder eine Drehzahl der zweiten Nebenaggregatwelle 97 unterhalb einer zweiten vorbestimmten maximalen Nenndrehzahl zu halten.
Obgleich die besten Ausführungsarten der vielen Aspekte der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben worden sind, werden Fachleute, die diese Lehren betreffen, verschiedene alternative Aspekte der praktischen Ausführung der vorliegenden Lehren erkennen, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

System an einem Fahrzeug, umfassend: eine Kraftmaschine, die eine drehbare Kurbelwelle aufweist; eine kraftmaschinengetriebene Komponente, die eine drehbare Komponentenwelle aufweist; eine Drehmomentübertragungseinrichtung, die ein Antriebselement, das funktional mit der Kurbelwelle verbunden ist, und ein angetriebenes Element, das funktional mit der drehbaren Komponentenwelle verbunden ist, aufweist; wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung einen schlupfenden Zustand aufweist, in welchem während einer Drehmomentüberführung von dem Antriebselement auf das angetriebene Element Schlupf auftritt, so dass eine Drehzahldifferenz zwischen dem Antriebselement und dem angetriebenen Element vorliegt; einen elektronischen Controller, der funktional mit der Kurbelwelle, der drehbaren Komponentenwelle und der Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden ist; wobei der elektronische Controller einen Prozessor mit einem gespeicherten Algorithmus umfasst; und wobei der Prozessor den gespeicherten Algorithmus ausführt, um den schlupfenden Zustand herzustellen und somit eine Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle bei oder unterhalb einer vorbestimmten Drehzahl zu halten.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Drehzahlsensor, der funktional mit dem elektronischen Controller und mit einer von der Kurbelwelle und der drehbaren Komponentenwelle verbunden und ausgestaltet ist, um ein Drehzahlsignal, das die Drehzahl der einen von der Kurbelwelle und der drehbaren Komponentenwelle angibt, zu liefern; und wobei der elektronische Controller die Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle auf der Basis des Drehzahlsignals liefert.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Kraftmaschinencontroller, der funktional mit der Kraftmaschine und mit dem elektronischen Controller verbunden und ausgestaltet ist, um ein erstes Signal zu liefern, das die Drehzahl der Kurbelwelle angibt; einen Komponentencontroller, der funktional mit der kraftmaschinengetriebenen Komponente und mit dem elektronischen Controller verbunden und ausgestaltet ist, um ein zweites Signal, das die Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle angibt, zu liefern; und wobei der elektronische Controller die Drehzahl der drehbaren Komponentenwelle auf der Basis von einem oder beiden von dem ersten Signal und dem zweiten Signal ermittelt.
System nach Anspruch 1, wobei das Antriebselement in Einklang mit der Kurbelwelle rotiert, und das angetriebene Element in Einklang mit der drehbaren Komponentenwelle rotiert.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Zahnradstrang mit: einem ersten Zahnradelement, das mit der Kurbelwelle verbunden ist, so dass das erste Zahnradelement in Einklang mit der Kurbelwelle rotiert; und einem zweiten Zahnradelement, das mit dem ersten Zahnradelement kämmt und mit dem Antriebselement verbunden ist, so dass das zweite Zahnradelement in Einklang mit dem Antriebselement rotiert.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen ersten Antriebsstrang mit: einem ersten drehbaren Element, das mit der Kurbelwelle verbunden ist, so dass das erste drehbare Element in Einklang mit der Kurbelwelle rotiert; einem zweiten drehbaren Element, das mit dem Antriebselement verbunden ist, so dass das zweite drehbare Element in Einklang mit dem Antriebselement rotiert; und einer ersten endlosen drehbaren Einrichtung, die mit dem ersten drehbaren Element und mit dem zweiten drehbaren Element in Eingriff steht.
System nach Anspruch 6, ferner umfassend: einen zweiten Antriebsstrang mit: einem dritten drehbaren Element, das mit dem angetriebenen Element verbunden ist, so dass das dritte drehbare Element in Einklang mit dem angetriebenen Element rotiert; einem vierten drehbaren Element, das mit der drehbaren Komponentenwelle verbunden ist, so dass das vierte drehbare Element in Einklang mit der drehbaren Komponentenwelle rotiert; und einer zweiten endlosen drehbaren Einrichtung, die mit dem dritten drehbaren Element und mit dem vierten drehbaren Element in Eingriff steht.
System nach Anspruch 7, wobei die vorbestimmte Drehzahl eine erste vorbestimmte Drehzahl ist, und ferner umfassend: eine Fahrzeugnebenaggregatkomponente, die eine drehbare Nebenaggregatwelle aufweist; wobei der zweite Antriebsstrang ferner umfasst: ein fünftes drehbares Element, das mit der Nebenaggregatwelle verbunden ist, so dass das fünfte drehbare Element in Einklang mit der Nebenaggregatwelle rotiert; wobei die zweite endlose drehbare Einrichtung mit dem fünften drehbaren Element in Eingriff steht; und wobei der Prozessor ferner einen gespeicherten Algorithmus ausführt, um den schlupfenden Zustand herzustellen und somit eine Drehzahl der Nebenaggregatwelle bei oder unterhalb einer zweiten vorbestimmten Drehzahl zu halten.
System nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung einen ausgerückten Zustand aufweist, in welchem eine Drehmomentüberführung von dem Antriebselement auf das angetriebene Element Null beträgt; wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung einen eingerückten Zustand aufweist, in welchem das Antriebselement und das angetriebene Element mit einer gemeinsamen Drehzahl rotieren; und wobei der elektronische Controller den gespeicherten Algorithmus ausführt, um das durch die Kraftmaschine an der Kurbelwelle gelieferte Drehmoment zu erhöhen, wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung gesteuert wird, um aus dem ausgerückten Zustand in den eingerückten Zustand überzugehen.
System nach Anspruch 1, wobei die kraftmaschinengetriebene Komponente ein Klimaanlagenkompressor ist; und wobei die vorbestimmte Drehzahl 9000 Umdrehungen pro Minute ist.