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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem für eine Fahrzeugklimaanlage zum Antrieb des Klimaanlagensystems bei mit Riemenstartergeneratorsystemen versehenen Fahrzeugen während des Startens und Stoppens im Leerlauf.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Wie bereits bekannt, wird das Klimaanlagensystem bei Fahrzeugen üblicherweise durch eine vom Motor ausgehende Kraft angetrieben. 1 zeigt eine schematische Ebenenansicht des Antriebssystems einer Fahrzeugklimaanlage des Stands der Technik. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Komplettsystem einen Motor, ein Klimaanlagensystem und einen Riemenstartergenerator (BAS – Belt Alternator Starter), wobei die Kurbelwellenriemenscheibe 5’ und der Motor miteinander verbunden sind, das Klimaanlagensystem eine Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7’ umfasst und der Riemenstartergenerator eine Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9’ umfasst und wobei ein einzelner Übertragungsriemen die Kurbelwellenriemenscheibe 5’, die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7’ und die Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9’ umschlingt, um ein Drehmoment zu übertragen.
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In dem System in 1 wird durch einen einzelnen Übertragungsriemen zwischen der Kurbelwellenriemenscheibe 5’, der Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7’ und der Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9’ ein Drehmoment übertragen. Daher werden bei einem Stopp des Motorbetriebs die Kurbelwellenriemenscheibe 5’, die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7’ und die Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9’ gestoppt, weshalb das Klimaanlagensystem des Fahrzeugs nicht mehr arbeiten kann.
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Um das technische Problem der weiteren Aufrechterhaltung des Betriebs der Klimaanlage bei einem Stopp des Motorbetriebs zu lösen, wurde gemäß dem Stand der Technik eine schaltbare Riemenscheibe mit integriertem Entkoppler (Switchable Pulley Integrated Decoupler) vorgestellt, wobei an der Kurbelwellenseite des Motors eine schaltbare Einwegkupplung angeordnet ist. Allerdings sind die Abmessungen eines solchen Produkts relativ groß und außerdem benötigt es eine zusätzliche Betätigungseinheit und besitzt einen relativ komplizierten Aufbau.
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Weiterhin wurde gemäß dem Stand der Technik von der japanischen Firma Denso ein Kältespeicherverdampfer vorgestellt, wobei der Kältespeicherverdampfer im Klimaanlagensystem des Fahrzeugs angeordnet ist und beim Stopp des Motorbetriebs für die Insassen in der Fahrgastzelle weiterhin für einen sehr kurzen Zeitraum gekühlte Luft bereitstellen kann. Dieser Kältespeicherverdampfer ist nicht in der Lage, über einen längeren Zeitraum den Ausstoß gekühlter Luft zu unterstützen und kann außerdem nur nach einem längeren Betrieb des Fahrzeugs arbeiten und die Kapazität des Kältespeichers stellt bei diesem Kältespeicherverdampfer den großen Entwicklungsengpass dar.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Angesichts der oben aufgeführten Probleme beim Stand der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Entwicklung eines Antriebssystems für eine Fahrzeugklimaanlage, das besser in der Lage ist, bei einem Motorstopp den Betrieb der Klimaanlage aufrechtzuerhalten und eine angenehme Fahrzeuginnentemperatur bereitzustellen.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Antriebssystem für eine Fahrzeugklimaanlage bereit, das Folgendes umfasst:
einen Motor, wobei der Motor mit der Kurbelwelle verbunden ist und auf der Kurbelwelle eine Kurbelwellenriemenscheibe montiert ist;
ein Klimaanlagensystem, wobei das Klimaanlagensystem eine zur Einspeisung einer Antriebskraft in das Klimaanlagensystem verwendete Klimaanlagenantriebsriemenscheibe umfasst; sowie
einen Riemenstartergenerator, wobei der Riemenstartergenerator im Stoppzustand des Motors in der Lage ist, den Motor erneut zu starten und außerdem im Betriebszustand des Motors in der Lage ist, vom Motor angetrieben zu werden und so als Generator Strom zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Riemenstartergenerator eine auf der Riemenstartergeneratorwelle montierte erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe und zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe umfasst, wobei die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe an die Kurbelwellenriemenscheibe über einen ersten Übertragungsriemen ein Drehmoment überträgt und die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe an die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe über einen zweiten Übertragungsriemen ein Drehmoment überträgt und wobei die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe über eine schaltbare Einwegkupplung auf der Riemenstartergeneratorwelle montiert ist, die verwendet wird, um im Stoppzustand des Motors den Riemenstartergenerator für den Antrieb des Klimaanlagensystems zu nutzen.
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Vorzugsweise umfasst die Riemenstartergeneratorwelle entlang ihrer axialen Richtung einen ersten Axialteil und einen zweiten Axialteil, wobei der erste Axialteil vom zweiten Axialteil entlang der axialen Richtung der Riemenstartergeneratorwelle nach außen erstreckt ist und wobei die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe auf dem ersten Axialteil montiert ist und die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe auf dem zweiten Axialteil montiert ist.
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Vorzugsweise ist die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe eine Generatorfreilaufriemenscheibe und die schaltbare Einwegkupplung ist an der einen Seite der zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe in axialer Richtung der Riemenstartergeneratorwelle angeordnet.
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Vorzugsweise ist an der schaltbaren Einwegkupplung eine Kupplungsfriktionsscheibe angeordnet und an der zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe eine Riemenscheibenfriktionsscheibe angeordnet und die Kupplungsfriktionsscheibe und die Riemenscheibenfriktionsscheibe sind in axialer Richtung der Riemenstartergeneratorwelle einander gegenüberliegend angeordnet, wobei im geschlossenen Zustand der schaltbaren Einwegkupplung die Kupplungsfriktionsscheibe und die Riemenscheibenfriktionsscheibe miteinander in Kontakt treten und so die Drehzahl der zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe und die Drehzahl der Riemenstartergeneratorwelle synchronisieren.
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Vorzugsweise ist am Gehäuse des Riemenstartergenerators eine entkoppelbare Riemenspannvorrichtung angeordnet, wobei die entkoppelbare Riemenspannvorrichtung die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe umgebend montiert ist, die entkoppelbare Riemenspannvorrichtung eine erste Spannrolle und eine zweite Spannrolle umfasst, die erste Spannrolle und die zweite Spannrolle durch ein Spannelement verbunden sind und wobei der erste Übertragungsriemen, nachdem er durch die erste Spannrolle und die zweite Spannrolle gespannt wird, ausgestreckt ist.
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Vorzugsweise ist die schaltbare Einwegkupplung eine elektromagnetisch gesteuerte Einwegkupplung und im Fahrzeug ist eine elektronische Motorsteuereinheit angeordnet, wobei die elektronische Motorsteuereinheit an die schaltbare Einwegkupplung ein Steuersignal senden kann, um die schaltbare Einwegkupplung in einen geöffneten oder geschlossenen Zustand zu versetzen.
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Vorzugsweise ist am Schwungradende des Motors ein Startermotor montiert, wobei der Startermotor beim Kaltstart des Motors verwendet wird, um den Motor zu starten und wobei der Riemenstartergenerator beim Warmstart des Motors verwendet wird, um den Motor zu starten.
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Vorzugsweise wird der Motor beim Kaltstart durch den am Schwungradende des Motors montierten Startermotor gestartet, wodurch sich die Kurbelwellenriemenscheibe dreht und die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe auf der Riemenstartergeneratorwelle drehend angetrieben wird, womit die Riemenstartergeneratorwelle drehend angetrieben wird, womit die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe auf der Riemenstartergeneratorwelle drehend angetrieben wird, womit die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe drehend angetrieben wird.
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Vorzugsweise sendet bei vorübergehendem Stopp des Fahrzeugs und vorübergehendem Stopp des Motorbetriebs die elektronische Motorsteuereinheit ein Steuersignal an den Riemenstartergenerator, der Riemenstartergenerator arbeitet als Elektromotor, die schaltbare Einwegkupplung ist geöffnet, die Übertragung zwischen der Generatorfreilaufriemenscheibe am zweiten Axialteil und der Kurbelwellenriemenscheibe ist unterbrochen, der Riemenstartergenerator treibt die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe auf der Riemenstartergeneratorwelle drehend an, womit die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe drehend angetrieben wird.
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Vorzugsweise kann, um den Motor nach einem vorübergehenden Stopp des Fahrzeugs und vorübergehenden Stopp des Motorbetriebs erneut zu starten, die elektronische Motorsteuereinheit ein Steuersignal an die schaltbare Einwegkupplung senden, so dass die schaltbare Einwegkupplung in einen geschlossenen Zustand versetzt wird, wodurch die Riemenstartergeneratorwelle mit der Generatorfreilaufriemenscheibe durch Druck verbunden wird, wodurch der erste Übertragungsriemen angetrieben wird, um die Kurbelwellenriemenscheibe drehend anzutreiben und den Motor zu starten und wobei gleichzeitig das Ausgangsdrehmoment des Riemenstartergenerators die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe auf der Riemenstartergeneratorwelle drehend antreibt und damit die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe drehend angetrieben wird.
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Vorzugsweise ist die schaltbare Einwegkupplung eine im Normalzustand geöffnete, elektromagnetisch gesteuerte Einwegkupplung, wobei sich die im Normalzustand geöffnete, elektromagnetisch gesteuerte Einwegkupplung nur dann im geschlossenen Zustand befindet, wenn der Motor nach vorübergehendem Stopp des Fahrzeugs und vorübergehendem Stopp des Motorbetriebs erneut gestartet wird.
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Vorzugsweise sind die Betriebsspannung der schaltbaren Einwegkupplung und die Betriebsspannung des Riemenstartergenerators gleich.
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Das Antriebssystem für eine Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung kann bei gestopptem Motor besser den Betrieb des Klimaanlagensystems des Fahrzeugs aufrechterhalten, somit eine geeignete Temperatur in der Fahrgastzelle aufrechterhalten und eine angenehme Fahrzeuginnentemperatur bereitstellen, so dass das Komfortgefühl der Fahrzeuginsassen erhöht wird.
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Beschreibung der beigefügten Figuren
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Um die technische Lösung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung deutlicher zu erläutern, werden im Folgenden die in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels benötigten, beigefügten Figuren in einfacher Weise vorgestellt.
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1 zeigt eine schematische Ebenenansicht des Antriebssystems einer Fahrzeugklimaanlage des Stands der Technik.
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2 zeigt eine schematische Ansicht des Antriebssystems einer Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der Riemenstartergeneratorwelle des Riemenstartergenerators und der darauf montierten zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt eine schematische Ansicht der entkoppelbaren Riemenspannvorrichtung (bidirektionale Spannvorrichtung) der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen
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Um Fachleuten des technischen Gebiets die technische Lösung der vorliegenden Erfindung noch besser verständlich zu machen, wird im Folgenden die technische Lösung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beigefügten Figuren klar und vollständig beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung zur Realisierung einer unabhängigen Antriebsfunktion der Klimaanlage bei ausgeschaltetem Motor für Fahrzeuge mit Riemenstartergenerator(BAS – Belt Alternator Starter/BSG – Belt Starter Generator)-Systemen bereit.
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Gemäß den 2–4 werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zum Antriebssystem einer Fahrzeugklimaanlage beschrieben.
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2 zeigt eine schematische Ansicht des Antriebssystems einer Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung. Gemäß 2 umfasst das Antriebssystem einer Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung einen Motor 3, wobei am Motor 3 eine Einheit des Aggregatetriebs, beispielsweise eine Kurbelwellenriemenscheibe 5 angeordnet ist und wobei der Motor 3 mit der Kurbelwelle verbunden ist und an der Kurbelwelle die Kurbelwellenriemenscheibe 5 montiert ist. In der Anordnung in 2 ist der Motor 3 an der Rückseite der Kurbelwellenriemenscheibe 5 angeordnet, daher ist in der Figur der konkrete Aufbau des Motors 3 nicht dargestellt und nur in 2 ist seine ungefähre Position dargestellt. Das Antriebssystem für eine Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung umfasst außerdem ein Klimaanlagensystem 6. Das Klimaanlagensystem 6 wird zur Regulierung der Lufttemperatur in der Fahrgastzelle verwendet. Das Klimaanlagensystem 6 umfasst eine zur Einspeisung einer Antriebskraft in das Klimaanlagensystem 6 verwendete Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7, wobei die Drehung der Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7 in der Lage ist, das Klimaanlagensystem anzutreiben. In der Anordnung in 2 ist das Klimaanlagensystem 6 an der Rückseite der Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7 angeordnet, daher ist in der Figur der konkrete Aufbau des Klimaanlagensystems 6 nicht dargestellt und nur in 2 ist seine ungefähre Position dargestellt. Das Antriebssystem für eine Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung umfasst außerdem einen Riemenstartergenerator 8, wobei der Riemenstartergenerator 8 im Stoppzustand des Motors 3 den Motor 3 erneut starten kann. Der Teil auf der rechten Seite in 2 zeigt eine Grobdarstellung des Riemenstartergenerators 8. In der vorliegenden Erfindung ist das Klimaanlagensystem 6 ein mechanisches Klimaanlagensystem, das durch die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7 mechanisch angetrieben wird.
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Im Normalbetrieb des Motors 3 nimmt der Riemenstartergenerator 8 das vom Motor 3 übertragene Drehmoment auf und nutzt es als Generator, wobei die dabei erzeugte elektrische Energie in der angeschlossenen Fahrzeugbatterie gespeichert wird (der Riemenstartergenerator 8 befindet sich im Generatormodus). Beim Warmstart des Motors 3 kann der Riemenstartergenerator 8 als Elektromotor verwendet werden, wobei die Fahrzeugbatterie die elektrische Energie für den Riemenstartergenerator 8 bereitstellt und mit dem Ausgangsdrehmoment des Riemenstartergenerators 8 der Motor 3 gestartet wird (der Riemenstartergenerator 8 befindet sich im Startermodus). Der "Warmstart des Motors" ist ein für Fachleute des technischen Gebiets allgemein bekannter Fachbegriff, der sich auf eine Situation bezieht, bei der der Motor nach einer kurzen Zeit des Motorstopps erneut gestartet wird. Das heißt, dass der Riemenstartergenerator 8 der vorliegenden Erfindung einen Startermodus und einen Generatormodus aufweisen kann. Im Startermodus startet der Riemenstartergenerator 8 im Stoppzustand des Motors 3 den Motor 3 erneut. Im Generatormodus wird der Riemenstartergenerator 8 im Betriebszustand des Motors 3 vom Motor 3 angetrieben, so dass er als Generator Strom erzeugen kann.
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Gemäß 2 umfasst der Riemenstartergenerator 8 eine auf der Riemenstartergeneratorwelle 13 montierte erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9 und zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10. Der erste Übertragungsriemen 11 umschlingt die Kurbelwellenriemenscheibe 5 und die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10, so dass zwischen der Kurbelwellenriemenscheibe 5 und der zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 ein Drehmoment übertragen wird, d.h. die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 und die Kurbelwellenriemenscheibe 5 übertragen ein Drehmoment über den ersten Übertragungsriemen 11. Der zweite Übertragungsriemen 12 umschlingt die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7 und die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9, so dass zwischen der Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7 und der ersten Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9 ein Drehmoment übertragen wird, d.h. die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9 und die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7 übertragen ein Drehmoment über den zweiten Übertragungsriemen 12. Aus den obigen Ausführungen lässt sich erkennen, dass das Antriebssystem einer Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung zwei Übertragungsriemen umfasst, nämlich den ersten Übertragungsriemen 11 und den zweiten Übertragungsriemen 12. Die Riemenstartergeneratorwelle 13 ist die Ausgangs-/Eingangswelle des Riemenstartergenerators.
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Die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 ist über die schaltbare Einwegkupplung 14 auf der Riemenstartergeneratorwelle 13 montiert, die verwendet wird, um im Stoppzustand des Motors 3 den Riemenstartergenerator 8 zu nutzen, um das Klimaanlagensystem 6 anzutreiben.
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Da bei der vorliegenden Erfindung zwei Übertragungsriemen angeordnet sind, nämlich der erste Übertragungsriemen 11 und der zweite Übertragungsriemen 12, kann der erste Übertragungsriemen 11 verwendet werden, um die Übertragung zwischen dem Motor 3 und dem Riemenstartergenerator 8 zu realisieren und der zweite Übertragungsriemen 12 kann verwendet werden, um die Übertragung zwischen dem Klimaanlagensystem 6 und dem Riemenstartergenerator 8 zu realisieren und somit kann beim Stopp des Motorbetriebs der Riemenstartergenerator 8 für den unabhängigen Antrieb des Klimaanlagensystems 6 verwendet werden.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die Riemenstartergeneratorwelle 13 entlang ihrer axialen Richtung einen ersten Axialteil 1 und einen zweiten Axialteil 2, wobei der erste Axialteil 1 vom zweiten Axialteil 2 entlang der axialen Richtung der Riemenstartergeneratorwelle 13 zur axialen Außenseite des Riemenstartergenerators erstreckt ist und wobei die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9 auf dem ersten Axialteil 1 montiert ist, beispielsweise indem sie auf dem ersten Axialteil befestigt ist und die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 auf dem zweiten Axialteil 2 montiert ist, beispielsweise indem sie über eine Einwegkupplung auf dem zweiten Axialteil 2 montiert ist. In der vorliegenden Erfindung ist die zum Antrieb des Klimaanlagensystems verwendete erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9 auf dem erstreckten Teil der Riemenstartergeneratorwelle 13 des Riemenstartergenerators 8 befestigt, wobei sie auf dem axialen Außenseitenteil der Riemenstartergeneratorwelle 13 montiert ist. Da im Zustand vor dem Warmstart des Motors (der Motorbetrieb ist gestoppt, aber der Motor befindet sich wegen eines vorherigen länger andauernden Betriebs in einem warmen Zustand) die vom Klimaanlagensystem aufgenommene Leistung nur bei beispielsweise 2–3 kW liegt (da das Klimaanlagensystem zuvor bereits eine Zeit lang in Betrieb war und die Fahrgastzelle eine angemessene Temperatur aufweist), kann der Riemenstartergenerator 8 das Klimaanlagensystem mühelos antreiben. Außerdem wird unter den Bedingungen der oben stehenden Anordnung der vorliegenden Erfindung der erstreckte Teil der Riemenstartergeneratorwelle 13 die Last auf die die Riemenstartergeneratorwelle 13 tragenden Lager nicht übermäßig erhöhen, was im Sinne einer Wahrung bzw. sogar einer Verlängerung der Lebensdauer der Lager der Riemenstartergeneratorwelle von Nutzen ist.
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3 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der Riemenstartergeneratorwelle des Riemenstartergenerators und der darauf montierten zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt, kann die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 eine Generatorfreilaufriemenscheibe (OAP – Overrunning Alternator Pulley) sein, wobei die schaltbare Einwegkupplung 14 an der einen Seite der zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 in axialer Richtung der Riemenstartergeneratorwelle 13 angeordnet ist. Die Generatorfreilaufriemenscheibe weist eine Einwegkupplungsfunktion auf. Die Generatorfreilaufriemenscheibe erlaubt dem Riemenrad nur, sich in einer Richtung zu drehen und ist damit in der Lage, die Schwingungen des zu ihm in Beziehung stehenden Aggregatetriebs des Motors zu verringern, wodurch die Lebensdauer der Baugruppen des Aggregatetriebs deutlich verlängert werden kann. Die Generatorfreilaufriemenscheibe kann weitestgehend die unregelmäßigen Schwingungen des Aggregatetriebs des Motors minimieren, so dass der Abrieb der Riemen und der anderen Baugruppen des Aggregatetriebs stark verringert wird, womit die Lebensdauer deutlich verlängert werden kann. Die Generatorfreilaufriemenscheibe selbst ist ein auf dem vorliegenden Gebiet bereits bekanntes Bauteil, daher werden die Details zu ihrem Aufbau hier nicht erneut beschrieben.
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An der schaltbaren Einwegkupplung 14 kann eine Kupplungsfriktionsscheibe 15 angeordnet sein und an der zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 kann eine Riemenscheibenfriktionsscheibe 16 angeordnet sein, wobei die Kupplungsfriktionsscheibe 15 und die Riemenscheibenfriktionsscheibe 16 in axialer Richtung der Riemenstartergeneratorwelle 13 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Wenn sich die schaltbare Einwegkupplung 14 im geschlossenen Zustand befindet, treten die Kupplungsfriktionsscheibe 15 und die Riemenscheibenfriktionsscheibe 16 miteinander in Kontakt, so dass die Drehzahl der zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 und die Drehzahl der Riemenstartergeneratorwelle 13 synchronisiert werden.
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4 zeigt eine schematische Ansicht der entkoppelbaren Riemenspannvorrichtung (bidirektionale Spannvorrichtung) gemäß der vorliegenden Erfindung. Am Gehäuse des Riemenstartergenerators 8 ist wie in 4 gezeigt eine entkoppelbare Riemenspannvorrichtung (bidirektionale Spannvorrichtung) 17 montiert, wobei die entkoppelbare Riemenspannvorrichtung (bidirektionale Spannvorrichtung) 17 die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 umgebend montiert ist und die entkoppelbare Riemenspannvorrichtung 17 eine erste Spannrolle 18 und eine zweite Spannrolle 19 umfasst, wobei die erste Spannrolle 18 und die zweite Spannrolle 19 durch ein dazwischenliegendes Spannelement (beispielsweise eine Feder) verbunden sind und wobei der die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 umschlingende erste Übertragungsriemen 11, nachdem er durch die erste Spannrolle 18 und die zweite Spannrolle 19 gespannt wird, ausgestreckt ist. Die entkoppelbare Riemenspannvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine in Riemensystemen verwendete Haltevorrichtung, die dem Riemen im Übertragungsprozess eine geeignete Spannkraft verleihen kann, wodurch ein Rutschen des Riemens verhindert und damit der Verschleiß von Riemenscheibe und Riemen vermindert wird. In der vorliegenden Erfindung kann an der zweiten Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 eine entkoppelbare Riemenspannvorrichtung 17 bereitgestellt werden, wodurch die vorliegende Erfindung ein komfortableres Fahrerlebnis bereitstellen kann.
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Die schaltbare Einwegkupplung 14 kann eine elektromagnetisch gesteuerte Einwegkupplung sein und im Fahrzeug eine elektronische Motorsteuereinheit angeordnet sein, wobei die elektronische Motorsteuereinheit an die schaltbare Einwegkupplung 14 ein Steuersignal senden kann, um die schaltbare Einwegkupplung 14 in einen geöffneten oder geschlossenen Zustand zu versetzen.
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Am Schwungradende des Motors 3 ist ein Startermotor montiert, wobei der Startermotor beim Kaltstart des Motors verwendet wird, um den Motor 3 zu starten und wobei der oben angeführte Riemenstartergenerator 8 beim Warmstart des Motors verwendet wird, um den Motor 3 zu starten. Der "Kaltstart des Motors" ist ein für Fachleute des technischen Gebiets allgemein bekannter Fachbegriff, der sich auf eine Situation bezieht, bei der, nachdem das Fahrzeug für eine längere Zeit gestoppt und nicht in Betrieb war und der Motor ebenfalls für eine längere Zeit gestoppt und nicht in Betrieb war, der Motor erneut gestartet wird.
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Beim Kaltstart des Motors 3 wird der Motor 3 durch den Startermotor am Schwungradende des Motors 3 gestartet, so dass sich die Kurbelwellenriemenscheibe 5 dreht, worauf die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 auf der Riemenstartergeneratorwelle 13 drehend angetrieben wird und die Riemenstartergeneratorwelle 13 drehend angetrieben wird, so dass der Riemenstartergenerator 8 in den Generatormodus übergeht und worauf die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9 auf der Riemenstartergeneratorwelle 13 drehend angetrieben wird, worauf die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7 drehend angetrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Riemenstartergenerator 8 im Generatormodus und das Klimaanlagensystem des Fahrzeugs wird durch die Kraft angetrieben, die von dem bis zum Kurbelwellenende des Motors ausgestreckten ersten Übertragungsriemen 11 übertragen wird.
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Außerdem sendet bei einem vorübergehenden Fahrzeugstopp und einem vorübergehenden Stopp des Betriebs des Motors 3 (beispielsweise wenn das Fahrzeug bei einer Fahrt auf der Straße auf eine relativ lange rote Ampelphase trifft und beim Anhalten der Motorbetrieb ebenfalls gestoppt wird) die elektronische Motorsteuereinheit ein Steuersignal an den Riemenstartergenerator 8, der Riemenstartergenerator 8 wechselt in den Startermodus und der Riemenstartergenerator 8 arbeitet im Startermodus als Elektromotor. Obwohl sich die Riemenstartergeneratorwelle 13 zu diesem Zeitpunkt weiter dreht, wird, da die Generatorfreilaufriemenscheibe mit einer Einwegkupplungsfunktion versehen und die schaltbare Einwegkupplung 14 geöffnet ist, die Übertragung zwischen der Generatorfreilaufriemenscheibe auf dem zweiten Axialteil 2 und der Kurbelwellenriemenscheibe 5 unterbrochen. Zu diesem Zeitpunkt wird vom Ausgangsdrehmoment des Riemenstartergenerators 8 die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9 auf der Riemenstartergeneratorwelle 13 drehend angetrieben, worauf die Klimaanlagenantriebsriemenscheibe 7 drehend angetrieben wird, so dass die Klimaanlagenfunktion des Klimaanlagensystems 6 bei ausgeschaltetem Motor normal arbeiten kann. Zum Beispiel kann bei einer Leistungsaufnahme von 2–3 kW im Betrieb des Klimaanlagensystems des Fahrzeugs das Antriebssystem einer Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung den normalen Betrieb des Klimaanlagensystems mindestens 120 Sekunden lang aufrechterhalten. Durch eine Erhöhung der Speicherkapazität der Fahrzeugbatterie kann das Antriebssystem einer Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung den normalen Betrieb des Klimaanlagensystems über noch längere Zeit aufrechterhalten.
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Außerdem kann nach einem vorübergehenden Fahrzeugstopp und einem vorübergehenden Stopp des Betriebs des Motors 3, um den Motor 3 erneut zu starten (beispielsweise wenn bei einem Umschalten der Ampel von Rot auf Grün der Motor erneut gestartet werden soll, um mit dem Fahrzeug weiter zu fahren), die elektronische Motorsteuereinheit ein Steuersignal an die schaltbare Einwegkupplung 14 senden, um die schaltbare Einwegkupplung 14 in einen geschlossenen Zustand zu versetzen, worauf die Riemenstartergeneratorwelle 13 und die Generatorfreilaufriemenscheibe durch Druck verbunden werden, worauf der erste Übertragungsriemen 11 angetrieben wird, dieser das Kurbelwellenriemenrad 5 drehend antreibt und so der Motor 3 gestartet wird. Dabei werden durch das Ausgangsdrehmoment des Riemenstartergenerators 8 gleichzeitig die erste Riemenstartergeneratorriemenscheibe 9 und die zweite Riemenstartergeneratorriemenscheibe 10 auf der Riemenstartergeneratorwelle 13 drehend angetrieben (zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Riemenstartergenerator 8 im Startermodus), worauf die Kurbelwelle des Motors drehend angetrieben wird und somit der Motor 3 gestartet wird und gleichzeitig wird das Klimaanlagenantriebsriemenrad 7 drehend angetrieben (das Klimaanlagensystem ist im Startprozess des Motors ausgeschaltet und das Klimaanlagensystem arbeitet nicht), wobei während des Starts des Motors 3 durch den Riemenstartergenerator 8 die Verwendung von Klimaanlagenteilfunktionen des Klimaanlagensystems 6 vorübergehend untersagt werden kann. Die vorübergehende Untersagung von Klimaanlagenteilfunktionen des Klimaanlagensystems 6 zu diesem Zeitpunkt bezieht sich beispielsweise auf ein Ausschalten der "A/C"-Funktion des Fahrzeugs, so dass das Klimaanlagensystem nicht arbeitet. Eine solche Einstellung spart am Riemenstartergenerator 8 Antriebskraft, um dessen Antriebskraft vollständig für das Starten des Motors 3 nutzen zu können. Anschließend, nach weiteren ca. 400 ms (d.h. der Riemenstartergenerator braucht ca. 400 ms, um den Motor 3 zu starten), geht das System in den Motorantriebszustand, d.h. das Klimaanlagensystem 6 und der Riemenstartergenerator 8 werden durch den Motor angetrieben. Zu diesem Zeitpunkt wechselt der Riemenstartergenerator 8 vom Startermodus wieder in den Generatormodus und zu diesem Zeitpunkt wird die "A/C"-Funktion des Klimaanlagensystems 6 eingeschaltet und es kann normal betrieben werden.
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Die schaltbare Einwegkupplung 14 kann eine im Normalzustand geöffnete, elektromagnetisch gesteuerte Einwegkupplung sein, wobei sich die im Normalzustand geöffnete, elektromagnetisch gesteuerte Einwegkupplung nur dann im geschlossenen Zustand befindet, wenn nach vorübergehendem Stopp des Fahrzeugs und vorübergehendem Stopp des Betriebs des Motors 3 der Motor 3 erneut gestartet wird.
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Die Betriebsspannung der schaltbaren Einwegkupplung 14 und die Betriebsspannung des Riemenstartergenerators 8 können gleich sein, beispielsweise können beide 12 V oder 48 V betragen. In einer solchen Anordnung kann die Betriebsspannung der Kupplung an die ursprüngliche Betriebsspannung des Riemenstartergenerators angepasst werden, womit die Kupplung und der Riemenstartergenerator eine gemeinsame Spannungsquelle verwenden können und die Anordnung einer zusätzlichen Spannungswandlungseinrichtung bzw. Spannungsquelle eingespart werden kann.
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In der vorliegenden Erfindung ist zwischen der Riemenstartergeneratorwelle und der Klimaanlagenantriebswelle ein erster Übertragungsriemen angeordnet, wobei bei der Anordnung dieses Übertragungsriemens ein relativ niedriges Drehmoment auf die Riemenstartergeneratorwelle einwirkt. Darüber hinaus ist zwischen der Kurbelwelle des Motors und der Riemenstartergeneratorwelle ein zweiter Übertragungsriemen angeordnet und gleichzeitig ist an der Riemenstartergeneratorwelle eine schaltbare Einwegkupplung angeordnet. Im Vergleich zu schaltbaren Riemenscheiben mit integriertem Entkoppler des Stands der Technik verwendet die vorliegende Erfindung eine elektromagnetische Einwegkupplung und die Kupplung kann eine im Normalzustand geöffnete Kupplung sein und das Antriebssystem einer Fahrzeugklimaanlage der vorliegenden Erfindung benötigt keine zusätzliche externe Betätigungseinheit, wodurch die Kosten gesenkt werden können. Die vorliegende Erfindung kann außerdem eine entkoppelbare Riemenspannvorrichtung (bidirektionale Spannvorrichtung) verwenden, was mit Blick auf den Wechsel des Arbeitsmodus des Riemenstartergenerators eine äußerst günstige Lösung ist. Die entkoppelbare Riemenspannvorrichtung (bidirektionale Spannvorrichtung) ist einfach zu montieren und kann die Spannkraft üblicher Spannvorrichtungen auf den Riemen und weitere Funktionsanforderungen reduzieren und damit ein komfortableres Fahrerlebnis bereitstellen. Die Pendelbewegung der entkoppelbaren Riemenspannvorrichtung (bidirektionale Spannvorrichtung) um die Achse der Riemenstartergeneratorwelle herum kann die Unregelmäßigkeiten der Drehzahl an der Riemenstartergeneratorwelle verringern und beim Moduswechsel den Wechsel des Riemens von der gespannten Seite zur lockeren Seite automatisch regulieren, so dass sich der Riemen immer in einem angemessen gespannten Zustand befindet.
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Die obigen Ausführungen sind nur einige konkrete Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Durchschnittsfachmann des technischen Gebiets, unter der Voraussetzung, dass nicht von den Prinzipien und Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abgewichen wird, zu den oben stehenden Ausführungsbeispielen noch alle Arten von Kombinationen durchführen oder diverse Verbesserungen und Modifikationen vornehmen kann und dass diese Kombinationen, Verbesserungen und Modifikationen ebenfalls als in den Schutzumfang und die Grundgedanken der vorliegenden Erfindung fallend zu betrachten sind.
