JP2004108483A - Belt system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関用ベルトシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車の内燃機関の補機駆動にサーペンタインベルトシステムが用いられている。従来のサーペンタインベルトシステムは、図示しないが、例えば、内燃機関のクランク軸に装着されたクランクプーリと、オルタネータに装着されたオルタネータプーリと、ウォータポンプに装着されたウォーターポンププーリと、エアコンプレッサーに装着されたコンプレッサープーリと、パワーステアリングの油圧ポンプに装着された油圧ポンププーリと、摩擦減衰式のベルト張力調整装置に制御されて、ベルトの張力を調整するベルト張力調整プーリとを備えている。
【0003】
上記ベルト張力調整装置の一例を図6に示す。このベルト張力調整装置110は、コイルバネ101の復元力で回動アーム102を回動させ、この回動アーム102が軸支しているベルト張力調整プーリ103をベルト(図示せず)に押し付けて上記ベルトの張力を増大させる。
【0004】
上記ベルト張力調整装置110は、内燃機関の挙動変化すなわち内燃機関の回転数の大小や内燃機関の回転変動の大小にかかわらず、設定された一定の力を上記ベルト張力調整プーリ103を介して上記ベルトに長時間付与し続けることでベルトシステムの性能を維持している。
【0005】
また、このベルト張力調整装置110は、上記回動アーム102の回動中心部102Aが支持部104に嵌合されて軸支され、支持部104は固定部105に固定されている。この支持部104と上記回動中心部102Aとの間にコイルバネ101が縮装されている。このコイルバネ101の圧縮力で、回動中心部102Aの背面102A−1が摩擦板107を支持部104の軸方向の端部104Aに嵌合,固定された固定円板106に押し付けている。この固定円板106と摩擦板107が減衰部となって、上記ベルトからの力を受けるベルト張力調整プーリ103に減衰力を付与している。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−59555号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のベルトシステムでは、内燃機関の低速回転時およびエンジン負荷が高いときには、クランクの回転変動が大きくなり、特に、最近の希薄燃料エンジンや直噴エンジンとかディーゼルエンジンなどでは、上記回転変動が大きくなる。このため、上記ベルト張力調整装置110の回動アーム102の揺動が増大したり、ベルトの張力変動が大きくなったりして、ベルト張力調整装置110やベルトの寿命低下を招き、ベルトシステムの寿命確保が困難となる。
【0008】
一方、上記ベルト張力調整装置110が上記ベルトに与える張力を高く設定することで、上記回動アーム102の揺動の抑制、上記張力変動の抑制を図る場合には、内燃機関の高速回転時における高いベルト張力に起因してベルト寿命の低下を招く。
【0009】
そこで、この発明の目的は、内燃機関の挙動の変化に対応した最適なトルク特性を実現して十分な寿命を確保できる内燃機関用ベルトシステムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明の内燃機関用ベルトシステムは、内燃機関の駆動軸に装着された駆動プーリと、
補機に装着された補機プーリと、
上記駆動プーリおよび補機プーリに掛け渡されたベルトと、
上記内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記ベルトの張力が高くなるように制御する制御装置を備えたことを特徴としている。
【0011】
この請求項1の発明の内燃機関用ベルトシステムでは、上記制御装置は、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記ベルトの張力が高くなるように制御する。この発明によれば、内燃機関の回転変動が大きくなる低速回転域において、ベルトの張力を高めることで、ベルトの張力変動を抑えることができる。したがって、この発明の内燃機関用ベルトシステムによれば、内燃機関の挙動の変化に対応して、最適なトルク特性とすることができ、システム寿命を十分に確保できる。
【0012】
また、請求項2の発明の内燃機関用ベルトシステムは、内燃機関の駆動軸に装着された駆動プーリと、
補機に装着された補機プーリと、
上記駆動プーリおよび補機プーリに掛け渡されたベルトと、
上記内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記ベルトに張力を与えるオートテンショナの減衰力が高くなるように制御する制御装置を備えたことを特徴とする。
【0013】
この請求項2の発明の内燃機関用ベルトシステムでは、上記制御装置は、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記オートテンショナの減衰力が高くなるように制御する。この発明によれば、内燃機関の回転変動が大きくなる低速回転域において、オートテンショナの減衰力を高めることで、ベルトの張力変動を抑えることができる。したがって、この発明の内燃機関用ベルトシステムによれば、内燃機関の挙動の変化に対応して、最適なトルク特性とすることができ、システム寿命を十分に確保できる。
【0014】
また、請求項3の発明の内燃機関用ベルトシステムは、請求項1に記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、
上記内燃機関の負荷を検出する負荷検出器を備え、
上記制御装置は、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記負荷検出器が検出した上記内燃機関の負荷に応じて、上記ベルトの張力が高くなるように制御することを特徴としている。
【0015】
この請求項3の発明の内燃機関用ベルトシステムでは、上記制御装置は、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記負荷検出器が検出した上記内燃機関の負荷に応じて、上記ベルトの張力が高くなるように制御する。この発明によれば、内燃機関の回転変動が大きくなる低速回転域において、内燃機関の負荷に応じて、ベルトの張力を高めることで、ベルトの張力変動を確実に抑制できる。例えば、内燃機関の負荷が高いときには、内燃機関の回転変動が大きくなるので、ベルトの張力を高める値を大きくすることで、ベルトの張力変動を確実に抑制できる。
【0016】
また、請求項4の発明は、請求項2に記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、
上記内燃機関の負荷を検出する負荷検出器を備え、
上記制御装置は、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記負荷検出器が検出した上記内燃機関の負荷に応じて、上記オートテンショナの減衰力が高くなるように制御することを特徴としている。
【0017】
この請求項4の発明の内燃機関用ベルトシステムでは、上記制御装置は、上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記負荷検出器が検出した上記内燃機関の負荷に応じて、上記オートテンショナの減衰力が高くなるように制御する。この発明によれば、内燃機関の回転変動が大きくなる低速回転域において、内燃機関の負荷に応じて、オートテンショナの減衰力を高めることで、ベルトの張力変動を確実に抑制できる。例えば、内燃機関の負荷が高いときには、内燃機関の回転変動が大きくなるので、オートテンショナの減衰力を高める値を大きくすることで、ベルトの張力変動を確実に抑制できる。
【0018】
また、請求項5の発明は、請求項1に記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、
上記制御装置は、上記回転数センサから上記内燃機関の上記所定値よりも高い回転数を表す信号を受けた場合に、上記ベルトの張力が低くなるように制御することを特徴とする。
【0019】
この請求項5の発明では、内燃機関の回転数が所定値よりも高い場合には、上記制御装置は上記ベルトの張力が低くなるように制御する。したがって、内燃機関の高速回転域ではベルト張力を低く抑えてベルト寿命を向上できる。
【0020】
また、請求項6の発明は、請求項2に記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、上記制御装置は、上記回転数センサから上記内燃機関の上記所定値よりも高い回転数を表す信号を受けた場合に、上記オートテンショナの減衰力が低くなるように制御することを特徴とする。
【0021】
この請求項6の発明では、内燃機関の回転数が所定値よりも高い場合には、上記制御装置は上記オートテンショナの減衰力が低くなるように制御する。したがって、内燃機関の高速回転域ではオートテンショナの減衰力を低く抑えてベルト寿命を向上できる。
【0022】
また、請求項7の発明は、請求項1または3に記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、
上記制御装置は、
ベルト張力調整プーリと回動アームを有すると共に上記ベルトに所定の張力を与えるプーリ保持部と、
上記プーリ保持部が取り付けられ、上記プーリ保持部を支持する支持部と、
上記支持部を上記内燃機関に対して所定の方向に駆動するアクチュエータとを有することを特徴としている。
【0023】
この請求項7の発明では、上記制御装置は、上記アクチュエータを駆動することで、上記内燃機関に対して支持部を動かし、これにより、プーリ保持部の回動アームを回動させ、ベルト張力調整プーリで上記ベルトに所定の張力を与える。この発明によれば、上記ベルト張力調整プーリと回動アームを有するプーリ保持部と上記支持部と上記アクチュエータとでもって、上記ベルトに所定の張力を与える上記制御装置を実現できる。
【0024】
また、請求項8の発明は、請求項2または4に記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、上記制御装置は、
ベルト張力調整プーリと回動アームを有すると共に上記ベルトに所定の張力を与えるプーリ保持部と、
上記プーリ保持部が回動可能に取り付けられ、上記プーリ保持部を支持する支持部と、
上記プーリ保持部を所定の方向に付勢する付勢部材と、
上記プーリ保持部の回動に対して減衰を発生させる第1の減衰部と、
上記内燃機関の回転数に応じて、または、上記内燃機関の回転数および上記内燃機関の負荷に応じて、上記プーリ保持部の回動に対する減衰力を制御可能な第2の減衰部とを有することを特徴とする。
【0025】
この請求項8の発明では、上記付勢部材がプーリ保持部を所定の方向に付勢し、このプーリ保持部の回動アームが支持部に支持されながら回動してベルト張力調整プーリでもって上記ベルトに所定の張力を与える。また、上記制御装置は、第1の減衰部でプーリ保持部の回動に対して減衰を発生させ、かつ、第2の減衰部で内燃機関の回転数(または内燃機関の回転数と負荷)に応じて、上記プーリ保持部の回動に対する減衰力を制御する。
【0026】
したがって、この発明によれば、上記制御装置は、内燃機関の回転数が所定値よりも低い場合には、第2減衰部を制御して、プーリ保持部の回動に対して減衰を発生させて上記オートテンショナをなすプーリ保持部の減衰力を高め、これにより、ベルトの張力変動を抑制できる。
【0027】
また、請求項9の発明の内燃機関用ベルトシステムは、請求項1に記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、上記制御装置が上記ベルトの張力を制御することで、トルク特性を10〜60N・mの範囲で制御可能であることを特徴とする。
【0028】
この請求項9の発明では、上記制御装置により、トルク特性を10〜60N・mの範囲で制御可能であるから、内燃機関の挙動の変化に対応して、最適なトルク特性とすることができ、システム寿命を十分に確保できる。
【0029】
また、請求項10の発明は、請求項2に記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、上記制御装置は、上記オートテンショナの減衰力を制御することで、ダンピング率を10乃至50%の範囲で制御可能であることを特徴とする。
【0030】
この請求項10の発明では、上記制御装置により、ダンピング率(減衰率)を10〜50%の範囲で制御可能であるから、内燃機関の挙動の変化に対応して、最適な減衰特性とすることができ、システム寿命を十分に確保できる。なお、ダンピング特性が10%未満では、ベルトの張力変動を抑制するのに不足となり、一方、ダンピング特性が50%を越えると、プーリに対するベルトの追随性が低下し、ベルトでプーリを駆動する力が不足する等の現象が起こる。
【0031】
また、請求項11の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関用ベルトシステムにおいて、上記補機は上記内燃機関の始動機であり、上記補機プーリは始動プーリであり、上記制御装置は、上記駆動プーリと上記始動プーリとの間に配置されていることを特徴とする。
【0032】
この請求項11の発明では、上記制御装置は、内燃機関の始動時にベルトの駆動源となる始動プーリと、内燃機関の始動後にベルトの駆動源となる駆動プーリとの間に配置されている。したがって、この発明によれば、上記制御装置は、内燃機関の挙動変化によるベルトの張力変動が最も大きくなる位置に配置されているから、この制御装置でもって、ベルトの張力あるいはオートテンショナの減衰力を制御することで、ベルトの張力変動を効率よく抑制できる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0034】
図1に、この発明の内燃機関用ベルトシステムの実施形態を模式的に示す。この実施形態のベルトシステムは、内燃機関であるエンジンの駆動軸に装着された駆動プーリ1と、オルタネータに装着された補機プーリ2と、ウォータポンプに装着された補機プーリ3と、パワーステアリングの油圧ポンプに装着された補機プーリ4とを備える。また、この実施形態のベルトシステムは、上記駆動プーリ1,補機プーリ2,3および4に順次掛け渡されたベルト7を備える。
【0035】
また、この補機ベルトシステムは、上記駆動プーリ1と始動用プーリ2との間に配置されたベルト張力調整プーリ11を有する制御装置としてのベルト制御装置12を有する。このベルト制御装置12は、ベルト張力調整プーリ11でもって、このベルト張力調整プーリ11に掛けられたベルト7を外周側から内周側に押し付けてベルト7の張力を調整する。
【0036】
このベルト制御装置12は、図3に示すように、上記エンジン10に対して固定された例えば円柱状のアクチュエータ21と、このアクチュエータ21の駆動軸21Aに嵌合,固定された略円筒形状の支持部22と、この支持部22に嵌合され支持部22に対して回動可能な回動アーム23を備える。この回動アーム23の先端部23Aには、ベルト張力調整プーリ11が軸支されている。
【0037】
この回動アーム23の先端部23Aに形成されたボルト穴25には座付きボルト26が螺合されナット27で締結されている。この先端部23Aの鍔部23A−1と上記ボルト26の座部28との間には玉軸受30が配置されている。この玉軸受30の外輪31はベルト張力調整プーリ11の内周面11Aに嵌合,固定され、玉軸受30の内輪32は座部28から延びる筒部28Aおよび先端部23Aの筒部23A−2に嵌合,固定されている。この回動アーム23とベルト張力調整プーリ11がプーリ保持部29を構成している。
【0038】
また、回動アーム23の基部23Bに形成された軸方向の環状凹部31と、支持部22に形成された軸方向の環状凹部32とが形成する筒状空間Sにはコイルバネ33が配置されている。このコイルバネ33の一端33Aは支持部22に固定され、他端33Bは回動アーム23の基部23Bに固定されている。また、支持部22の嵌合部22Aの外周面と基部23Bの内周面との間には、嵌合部22Aと基部23Bとを相対回転可能に支持するスペーサ35が嵌合されている。
【0039】
また、上記支持部22の先端部22Bには環状の固定板36が固定され、この固定板36と上記基部23Bの軸方向端面23B−1との間に、環状の摩擦部材37が配置されている。上記固定板36と上記基部23Bの軸方向端面23B−1と上記摩擦部材37とが第1の減衰部40を構成している。この第1の減衰部40は、回動アーム23と支持部22との相対回転に際し、摩擦部材37が固定板36および軸方向端面23B−1の間に摩擦力を発生させ、回動アーム23と支持部22との間に減衰力を発生させる。なお、この摩擦部材37は、上記コイルバネ33の付勢力でもって、軸方向端面23B−1によって固定板36に押圧されている。
【0040】
また、上記ベルト制御装置12は、摩擦部材45,46およびアクチュエータ47を有する第2の減衰部41を備える。この摩擦部材45は、支持部22の外筒部22Cと基部23Bの外筒部23B−2との間のスペースに配置されている。また、上記摩擦部材46は、基部23Bの外筒部23B−2の外周側に配置されている。上記摩擦部材45および46は、アクチュエータ47の径方向に伸縮されるロッド47Aの先端に取り付けられた押圧部47Bによって、径方向外方から径方向内方へ押される。これにより、摩擦部材45の径方向内端45Aが基部23Bの内筒部23B−3の外周面に摩擦接触され、摩擦部材46の径方向内端46Aが外筒部23B−2の外周面に摩擦接触される。
【0041】
また、この実施形態は、図4に示すように、上記エンジンの回転数を検出してこの回転数を表す回転数信号を出力する回転数センサ51と上記エンジンにかかる負荷の大きさを検出してこの負荷の大きさを表す負荷信号を出力する負荷センサ52と制御回路53とを備える。この制御回路53は、上記回転数センサ51からの回転数信号と負荷センサ52からの負荷信号を受けて、この回転数信号と負荷信号とに基いて、上記アクチュエータ21を制御し駆動する。
【0042】
上記構成の内燃機関用ベルトシステムでは、上記制御回路53が、上記回転数センサ51から受けた上記回転数信号が所定値よりも低い回転数を表す信号であると判断したときに、上記アクチュエータ21を駆動して、支持部22を回転させ、コイルバネ33のねじり角度を増大させる。これにより、例えば、図2に示すように、回動アーム23は破線で示された位置から実線で示された位置に移動し、回動アーム23に軸支されたベルト張力調整プーリ11はベルト7の張力が高くなる位置に移動される。
【0043】
また、上記制御回路53が、上記回転数センサ51から受けた上記回転数信号が所定値よりも低い回転数を表す信号であると判断したときに、上記アクチュエータ47を駆動して、ロッド47A,押圧部47Bを介して、摩擦部材45,46を内筒部23B−3,外筒部23B−2に押圧させる。これにより、第1減衰部40に加えて第2減衰部41でもって、回動アーム23を含むオートテンショナとしてのプーリ保持部29の減衰力を高めて、ベルト7に張力を付与するプーリ保持部29の減衰力を高める。
【0044】
このように、ベルト7の張力および上記オートテンショナの減衰力を高めることで、エンジン10の駆動軸の回転変動が高くなるような低速回転時に、回動アーム23,ベルト張力調整プーリ11の揺動が増大する現象を防止でき、ベルト7の張力変動が大きくなる現象を防止できる。したがって、ベルト制御装置12を含むベルトシステムの短寿命を回避して寿命向上を図れる。
【0045】
次に、図5に、上記回転数センサ51から受けた上記回転数信号が表す回転数に応じて、上記制御回路53がアクチュエータ21を制御し駆動して回動アーム23,ベルト張力調整プーリ11を駆動することによって設定するベルト張力の一例を示す。図5に示す一例では、制御回路53は、エンジンの回転数が所定値N1よりも低くなると上記回転数が所定値N2(N2<N1)まではエンジンの回転数の低下に応じて、張力T1から張力T2に略直線的にベルト張力が上昇するようにアクチュエータ21を駆動する。一方、制御回路53は、エンジンの回転数が所定値N1以上になると略一定のベルト張力T1を維持するように、アクチュエータ21を駆動する。また、上記制御回路53は、エンジンの回転数が上記所定値N2よりも低くなった場合には、上記ベルト張力T1よりも高いベルト張力T2を維持するように、アクチュエータ21を駆動する。
【0046】
また、図6には、上記制御回路53によるベルト7に張力を付与するオートテンショナをなすプーリ保持部29の減衰力制御の一例を示す。この一例では、制御回路53は、エンジンの回転数が上記所定値N1よりも低いときには、アクチュエータ47を駆動して、摩擦部材45,46を内筒部23B−3,外筒部23B−2に押圧させて、第1減衰部40と第2減衰部41の両方で回動アーム23を減衰させる。この減衰によるダンピング率(減衰率)は略一定の所定値D1に維持される。一方、上記エンジンの回転数が上記所定値N1以上のときには、アクチュエータ47を駆動して、摩擦部材45,46を内筒部23B−3,外筒部23B−2から離隔させ、第1減衰部40だけで回動アーム23を減衰させる。この第1の減衰部40のみの減衰によって、ダンピング率は上記所定値D1よりも低い略一定の所定値D2に維持される。
【0047】
さらに、上記制御回路53は、回転数センサ51からエンジンの所定値N1よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、負荷センサ52が検出した上記エンジンの負荷に応じて、ベルト7の張力が高くなるように制御する。つまり、エンジンの回転変動が大きくなる低速回転域において、エンジンの負荷に応じて、ベルト7の張力を高める値を調節することで、ベルト7の張力変動をより確実に抑制できる。例えば、エンジンの負荷が高いときには、エンジンの回転変動が大きくなるので、ベルト7の張力を高める値を大きくすることで、ベルト7の張力変動を確実に抑制できる。
【0048】
さらにまた、上記制御回路53は、回転数センサ51から上記エンジンの所定値N1よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記負荷センサ52が検出した上記エンジンの負荷に応じて、ベルト7に張力を与えるプーリ保持部29の減衰力が高くなるように制御する。つまり、エンジンの回転変動が大きくなる低速回転域において、エンジンの負荷に応じて、プーリ保持部29の減衰力を高めることで、ベルト7の張力変動を確実に抑制できる。例えば、上記第2減衰部41において、アクチュエータ47に替えて、2つのアクチュエータを備えて、この2つのアクチュエータでもって、2つの摩擦部材45,46を、それぞれ、独立して駆動するようにする。この構成では、上記エンジンの回転数が上記低速回転域で、かつ、上記エンジンの負荷が高いときには、上記エンジンの回転変動が大きくなるので、上記2つのアクチュエータを駆動して上記2つの摩擦部材45,46を内筒部23B−3,外筒部23B−2に押圧させる。これにより、ベルト7に張力を付与するプーリ保持部29の減衰力を高める値を大きくして、ベルト7の張力変動を確実に抑制できる。一方、上記エンジンの回転数が上記低速回転域で、かつ、上記エンジンの負荷が高くないときには、上記2つのアクチュエータのうちの一方のみを駆動して上記2つの摩擦部材45,46のうちの一方のみを内筒部23B−3あるいは外筒部23B−2に押圧させる。これにより、エンジンの負荷の大きさに応じて、ベルト7に張力を付与するプーリ保持部29の減衰力を高めることができ、ベルト7の張力変動をより確実に抑制できる。
【0049】
また、この実施形態では、エンジンの回転数が所定値N1よりも高い場合には、上記制御回路53はベルト7の張力が低くなるように制御する。したがって、上記エンジンの高速回転域ではベルト張力を低く抑えてベルト寿命を向上できる。また、この実施形態では、エンジンの回転数が所定値N1よりも高い場合には、上記制御回路53はアクチュエータ47を制御して第2減衰部41による減衰をなくして、プーリ保持部29の減衰力が低くなるように制御する。こうして、エンジンの高速回転域ではプーリ保持部29の減衰力を低く抑えることで、ベルト寿命の向上を図れる。
【0050】
また、この実施形態の内燃機関用ベルトシステムでは、上記制御回路53がベルト7の張力を制御することで、このベルトシステムにおけるトルク特性を10乃至60N・mの範囲で制御可能である。したがって、エンジンの挙動の変化に対応して、最適なトルク特性とすることができ、システム寿命を十分に確保できる。
【0051】
また、この実施形態の内燃機関用ベルトシステムでは、上記制御回路53は、第2減衰部41のアクチュエータ47を駆動,制御して、上記オートテンショナをなすプーリ保持部29の減衰力を制御することで、このベルトシステムにおけるダンピング率を10乃至50%の範囲で制御可能である。したがって、エンジンの挙動の変化に対応して、最適な減衰特性とすることができ、システム寿命を十分に確保できる。なお、ダンピング率が10%未満では、ベルト7の張力変動を抑制するのに不足となり、一方、ダンピング率が50%を越えると、プーリ1〜4に対するベルト7の追随性が低下し、ベルト7でプーリ1〜4を駆動する力が不足する等の現象が起こる。
【0052】
なお、この実施形態の内燃機関用ベルトシステムでは、上記補機プーリ2をオルタネータに装着したが、上記補機プーリ2をスタータ(始動機)に装着してもよい。この場合、上記補機プーリ2は始動プーリとなり、上記制御装置としてのベルト制御装置12は、駆動プーリ1と始動プーリ2との間に配置されていることになる。この場合には、上記ベルト制御装置12は、エンジンの始動時にベルト7の駆動源となる始動プーリ2と、エンジンの始動後にベルト7の駆動源となる駆動プーリ1との間に配置されている。したがって、この場合には、上記ベルト制御装置12は、エンジンの挙動変化によるベルト7の張力変動が最も大きくなる位置に配置されているから、このベルト制御装置12でもって、ベルト7の張力あるいはオートテンショナとしてのプーリ保持部29の減衰力を制御することで、ベルト7の張力変動を効率よく抑制できる。また、上記スタータをスタータジェネレータモータとしてもよい。また、上記実施形態では、ベルト制御装置12を駆動プーリ1と補機プーリ2との間に配置したが、補機プーリ2と3の間、もしくは補機プーリ3と4の間に配置してもよく、補機プーリ4と駆動プーリ1の間に配置してもよい。また、上記実施形態では、補機プーリの個数を3個としたが、4個以上であってもよく、2個あるいは1個であってもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の内燃機関用ベルトシステムでは、制御装置は、回転数センサから内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、ベルトの張力が高くなるように制御する。この発明によれば、内燃機関の回転変動が大きくなる低速回転域において、ベルトの張力を高めることで、ベルトの張力変動を抑えることができる。したがって、この発明の内燃機関用ベルトシステムによれば、内燃機関の挙動の変化に対応して、最適なトルク特性とすることができ、システム寿命を十分に確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の内燃機関用ベルトシステムの実施形態のプーリ配置を示す模式図である。
【図2】上記実施形態における動作を説明する模式図である。
【図3】上記実施形態のベルト制御装置の構造を示す断面図である。
【図4】上記実施形態の電気系統のブロック図である。
【図5】上記実施形態のベルト制御装置がエンジン回転数に応じてベルト張力を制御する制御特性を示す図である。
【図6】上記実施形態のベルト制御装置がエンジン回転数に応じてダンピング率を制御する制御特性を示す図である。
【図7】従来の内燃機関用ベルトシステムにおけるベルト張力調整装置の断面図である。
【符号の説明】
1 駆動プーリ
2,3,4 補機プーリ
7 ベルト
10 エンジン
11 ベルト張力調整プーリ
12 ベルト制御装置
21,47 アクチュエータ
22 支持部
23 回動アーム
29 プーリ保持部
33 コイルバネ
40 第1減衰部
41 第2の減衰部
51 回転数センサ
52 負荷センサ
53 制御回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt system for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a serpentine belt system has been used for driving an auxiliary device of an internal combustion engine of an automobile. Although not shown, the conventional serpentine belt system includes, for example, a crank pulley mounted on a crankshaft of an internal combustion engine, an alternator pulley mounted on an alternator, a water pump pulley mounted on a water pump, and mounted on an air compressor. Compressor pulley, a hydraulic pump pulley mounted on a power steering hydraulic pump, and a belt tension adjusting pulley controlled by a friction damping type belt tension adjusting device to adjust the belt tension.
[0003]
FIG. 6 shows an example of the belt tension adjusting device. The belt
[0004]
The belt
[0005]
Further, in the belt
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-59555 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional belt system, when the internal combustion engine is rotating at a low speed and the engine load is high, the rotation fluctuation of the crank becomes large. Becomes larger. For this reason, the swing of the rotating
[0008]
On the other hand, when the tension applied to the belt by the belt
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a belt system for an internal combustion engine capable of realizing an optimum torque characteristic corresponding to a change in the behavior of the internal combustion engine and ensuring a sufficient life.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a belt system for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention includes: a driving pulley mounted on a driving shaft of the internal combustion engine;
An accessory pulley attached to the accessory,
A belt stretched over the drive pulley and the auxiliary pulley,
A rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the internal combustion engine,
When receiving a signal indicating a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine from the rotation speed sensor, the control device controls the tension of the belt to increase.
[0011]
In the belt system for an internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, when the control device receives a signal indicating a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine from the rotation speed sensor, the tension of the belt is increased. Control. According to the present invention, in a low-speed rotation region where the rotation fluctuation of the internal combustion engine becomes large, the belt tension fluctuation can be suppressed by increasing the belt tension. Therefore, according to the belt system for an internal combustion engine of the present invention, optimal torque characteristics can be obtained in response to changes in the behavior of the internal combustion engine, and the system life can be sufficiently ensured.
[0012]
A belt system for an internal combustion engine according to a second aspect of the present invention includes: a driving pulley mounted on a driving shaft of the internal combustion engine;
An accessory pulley attached to the accessory,
A belt stretched over the drive pulley and the auxiliary pulley,
A rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the internal combustion engine,
When a signal representing a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine is received from the rotation speed sensor, a control device that controls the damping force of the auto tensioner that applies tension to the belt to be higher is provided. Features.
[0013]
In the belt system for an internal combustion engine according to the second aspect of the present invention, when the control device receives a signal indicating a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine from the rotation speed sensor, the control device controls the damping force of the auto tensioner. Is controlled to be higher. According to the present invention, it is possible to suppress the belt tension fluctuation by increasing the damping force of the auto-tensioner in the low-speed rotation range where the rotation fluctuation of the internal combustion engine becomes large. Therefore, according to the belt system for an internal combustion engine of the present invention, optimal torque characteristics can be obtained in response to changes in the behavior of the internal combustion engine, and the system life can be sufficiently ensured.
[0014]
Further, the belt system for an internal combustion engine according to the invention of
A load detector for detecting a load of the internal combustion engine,
The control device includes:
When a signal representing a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine is received from the rotation speed sensor, the tension of the belt is increased according to the load of the internal combustion engine detected by the load detector. It is characterized by controlling.
[0015]
In the belt system for an internal combustion engine according to the third aspect of the present invention, when the control device receives a signal representing a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine from the rotation speed sensor, the load detector detects the signal. The belt is controlled to increase in tension according to the load of the internal combustion engine. According to the present invention, in a low-speed rotation region in which the rotation fluctuation of the internal combustion engine becomes large, the belt tension is increased in accordance with the load of the internal combustion engine, so that the belt tension fluctuation can be reliably suppressed. For example, when the load of the internal combustion engine is high, the fluctuation of the rotation of the internal combustion engine increases. Therefore, the fluctuation of the belt tension can be reliably suppressed by increasing the value for increasing the belt tension.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the belt system for an internal combustion engine according to the second aspect,
A load detector for detecting a load of the internal combustion engine,
The control device includes:
When a signal indicating a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine is received from the rotation speed sensor, the damping force of the auto tensioner increases according to the load of the internal combustion engine detected by the load detector. Is controlled in such a manner.
[0017]
In the belt system for an internal combustion engine according to a fourth aspect of the present invention, when the control device receives a signal representing a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine from the rotation speed sensor, the load detector detects the signal. Control is performed so that the damping force of the auto tensioner increases according to the load of the internal combustion engine. According to the present invention, in a low-speed rotation range where the rotation fluctuation of the internal combustion engine becomes large, the fluctuation of the belt tension can be reliably suppressed by increasing the damping force of the auto tensioner according to the load of the internal combustion engine. For example, when the load on the internal combustion engine is high, the rotation fluctuation of the internal combustion engine becomes large. Therefore, by increasing the value for increasing the damping force of the auto tensioner, it is possible to reliably suppress the belt tension fluctuation.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the belt system for an internal combustion engine according to the first aspect,
When the control device receives a signal indicating a rotation speed higher than the predetermined value of the internal combustion engine from the rotation speed sensor, the control device controls the tension of the belt to be low.
[0019]
According to the fifth aspect of the invention, when the rotational speed of the internal combustion engine is higher than a predetermined value, the control device controls the tension of the belt to be lower. Therefore, in the high-speed rotation range of the internal combustion engine, the belt tension can be kept low and the belt life can be improved.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in the belt system for an internal combustion engine according to the second aspect, the control device receives a signal representing a rotation speed higher than the predetermined value of the internal combustion engine from the rotation speed sensor. In this case, control is performed so that the damping force of the auto tensioner is reduced.
[0021]
According to the sixth aspect of the invention, when the rotational speed of the internal combustion engine is higher than a predetermined value, the control device performs control so that the damping force of the auto tensioner is reduced. Therefore, in the high-speed rotation range of the internal combustion engine, the damping force of the auto-tensioner can be kept low and the belt life can be improved.
[0022]
According to a seventh aspect of the present invention, in the belt system for an internal combustion engine according to the first or third aspect,
The control device includes:
A pulley holding unit having a belt tension adjusting pulley and a rotating arm and applying a predetermined tension to the belt;
A support unit to which the pulley holding unit is attached and which supports the pulley holding unit;
An actuator for driving the support portion in a predetermined direction with respect to the internal combustion engine is provided.
[0023]
In the invention according to claim 7, the control device drives the actuator to move the support portion with respect to the internal combustion engine, thereby rotating the turning arm of the pulley holding portion, and adjusting the belt tension. A predetermined tension is applied to the belt by a pulley. According to the present invention, it is possible to realize the control device that applies a predetermined tension to the belt by using the belt tension adjusting pulley, the pulley holding unit having the rotating arm, the support unit, and the actuator.
[0024]
According to an eighth aspect of the present invention, in the belt system for an internal combustion engine according to the second or fourth aspect, the control device includes:
A pulley holding unit having a belt tension adjusting pulley and a rotating arm and applying a predetermined tension to the belt;
A support portion to which the pulley holding portion is rotatably mounted, and which supports the pulley holding portion;
An urging member for urging the pulley holding portion in a predetermined direction;
A first damping unit that generates damping with respect to the rotation of the pulley holding unit,
A second damping unit capable of controlling a damping force with respect to the rotation of the pulley holding unit according to the rotation speed of the internal combustion engine or according to the rotation speed of the internal combustion engine and the load of the internal combustion engine. It is characterized by the following.
[0025]
According to the eighth aspect of the present invention, the urging member urges the pulley holding portion in a predetermined direction, and the turning arm of the pulley holding portion turns while being supported by the support portion, thereby holding the pulley holding pulley. A predetermined tension is applied to the belt. Further, the control device causes the first damping unit to generate a damping relative to the rotation of the pulley holding unit, and the second damping unit controls the rotation speed of the internal combustion engine (or the rotation speed and load of the internal combustion engine). The damping force with respect to the rotation of the pulley holding unit is controlled according to.
[0026]
Therefore, according to the present invention, when the rotation speed of the internal combustion engine is lower than the predetermined value, the control device controls the second damping unit to generate damping for the rotation of the pulley holding unit. As a result, the damping force of the pulley holding portion forming the above-mentioned auto tensioner is increased, whereby the fluctuation of the tension of the belt can be suppressed.
[0027]
The belt system for an internal combustion engine according to the ninth aspect of the present invention is the belt system for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the control device controls the tension of the belt so that the torque characteristic is 10 to 60 N · m. It is controllable in the range.
[0028]
According to the ninth aspect of the present invention, since the torque characteristic can be controlled in the range of 10 to 60 N · m by the control device, the optimum torque characteristic can be obtained according to the change in the behavior of the internal combustion engine. The system life can be sufficiently ensured.
[0029]
According to a tenth aspect of the present invention, in the belt system for an internal combustion engine according to the second aspect, the control device controls a damping force of the auto tensioner to control a damping ratio in a range of 10 to 50%. It is characterized by being possible.
[0030]
According to the tenth aspect of the present invention, since the damping rate (attenuation rate) can be controlled in the range of 10% to 50% by the control device, the optimum damping characteristic is obtained in accordance with a change in the behavior of the internal combustion engine. And the system life can be sufficiently ensured. If the damping characteristic is less than 10%, it is insufficient to suppress the fluctuation of the tension of the belt. On the other hand, if the damping characteristic exceeds 50%, the followability of the belt to the pulley is reduced, and the driving force of the belt by the belt is reduced. Phenomena, such as a shortage, occur.
[0031]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the belt system for an internal combustion engine according to the first or second aspect, the auxiliary device is a starter of the internal combustion engine, the auxiliary pulley is a start pulley, and the control device Is disposed between the driving pulley and the starting pulley.
[0032]
In the eleventh aspect, the control device is disposed between the starting pulley serving as a driving source of the belt when the internal combustion engine is started, and the driving pulley serving as the driving source for the belt after starting the internal combustion engine. Therefore, according to the present invention, the control device is arranged at a position where the belt tension fluctuation due to a change in the behavior of the internal combustion engine is greatest, so that the control device uses the belt tension or the damping force of the auto tensioner. , The fluctuation of the belt tension can be suppressed efficiently.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.
[0034]
FIG. 1 schematically shows an embodiment of a belt system for an internal combustion engine according to the present invention. The belt system of this embodiment includes a
[0035]
The accessory belt system has a
[0036]
As shown in FIG. 3, the
[0037]
A
[0038]
A
[0039]
An
[0040]
Further, the
[0041]
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 4, a
[0042]
In the belt system for an internal combustion engine having the above configuration, when the
[0043]
When the
[0044]
As described above, by increasing the tension of the belt 7 and the damping force of the auto tensioner, the swinging motion of the
[0045]
Next, in FIG. 5, the
[0046]
FIG. 6 shows an example of control of the damping force of the
[0047]
Further, when the
[0048]
Further, when the
[0049]
In this embodiment, when the engine speed is higher than the predetermined value N1, the
[0050]
Further, in the belt system for an internal combustion engine of this embodiment, the
[0051]
In the belt system for an internal combustion engine according to this embodiment, the
[0052]
In the belt system for an internal combustion engine of this embodiment, the
[0053]
【The invention's effect】
As is clear from the above, in the belt system for an internal combustion engine of the present invention, when the control device receives a signal indicating a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine from the rotation speed sensor, the belt tension increases. Control. According to the present invention, in a low-speed rotation region where the rotation fluctuation of the internal combustion engine becomes large, the belt tension fluctuation can be suppressed by increasing the belt tension. Therefore, according to the belt system for an internal combustion engine of the present invention, optimal torque characteristics can be obtained in response to changes in the behavior of the internal combustion engine, and the system life can be sufficiently ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a pulley arrangement of an embodiment of a belt system for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an operation in the embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of the belt control device of the embodiment.
FIG. 4 is a block diagram of an electric system of the embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing control characteristics for controlling the belt tension in accordance with the engine speed by the belt control device of the embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing control characteristics of the belt control device of the embodiment for controlling a damping ratio according to an engine speed.
FIG. 7 is a sectional view of a belt tension adjusting device in a conventional belt system for an internal combustion engine.
[Explanation of symbols]
1 Drive pulley
2,3,4 Auxiliary pulley
7 belt
10 Engine
11 Belt tension adjustment pulley
12 Belt control device
21, 47 Actuator
22 Support
23 Rotating arm
29 Pulley holder
33 coil spring
40 First damping part
41 2nd attenuation part
51 Speed sensor
52 Load sensor
53 control circuit
Claims (11)
補機に装着された補機プーリと、
上記駆動プーリおよび補機プーリに掛け渡されたベルトと、
上記内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記ベルトの張力が高くなるように制御する制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。A drive pulley mounted on a drive shaft of the internal combustion engine,
An accessory pulley attached to the accessory,
A belt stretched over the drive pulley and the auxiliary pulley,
A rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the internal combustion engine,
A belt for an internal combustion engine, comprising: a control device that controls the tension of the belt to be increased when a signal indicating a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine is received from the rotation speed sensor. system.
補機に装着された補機プーリと、
上記駆動プーリおよび補機プーリに掛け渡されたベルトと、
上記内燃機関の回転数を検出する回転数センサと、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記ベルトに張力を与えるオートテンショナの減衰力が高くなるように制御する制御装置を備えたことを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。A drive pulley mounted on a drive shaft of the internal combustion engine,
An accessory pulley attached to the accessory,
A belt stretched over the drive pulley and the auxiliary pulley,
A rotation speed sensor for detecting the rotation speed of the internal combustion engine,
When a signal indicating a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine is received from the rotation speed sensor, a control device that controls the damping force of the auto tensioner that applies tension to the belt to be higher is provided. A belt system for an internal combustion engine.
上記内燃機関の負荷を検出する負荷検出器を備え、
上記制御装置は、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記負荷検出器が検出した上記内燃機関の負荷に応じて、上記ベルトの張力が高くなるように制御することを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。The belt system for an internal combustion engine according to claim 1,
A load detector for detecting a load of the internal combustion engine,
The control device includes:
When a signal indicating a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine is received from the rotation speed sensor, the tension of the belt is increased according to the load of the internal combustion engine detected by the load detector. A belt system for an internal combustion engine characterized by controlling.
上記内燃機関の負荷を検出する負荷検出器を備え、
上記制御装置は、
上記回転数センサから上記内燃機関の所定値よりも低い回転数を表す信号を受けた場合に、上記負荷検出器が検出した上記内燃機関の負荷に応じて、上記オートテンショナの減衰力が高くなるように制御することを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。The belt system for an internal combustion engine according to claim 2,
A load detector for detecting a load of the internal combustion engine,
The control device includes:
When a signal representing a rotation speed lower than a predetermined value of the internal combustion engine is received from the rotation speed sensor, the damping force of the auto tensioner increases according to the load of the internal combustion engine detected by the load detector. A belt system for an internal combustion engine, characterized in that the belt system is controlled as described above.
上記制御装置は、
上記回転数センサから上記内燃機関の上記所定値よりも高い回転数を表す信号を受けた場合に、上記ベルトの張力が低くなるように制御することを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。The belt system for an internal combustion engine according to claim 1,
The control device includes:
A belt system for an internal combustion engine, wherein when a signal indicating a rotation speed higher than the predetermined value of the internal combustion engine is received from the rotation speed sensor, the belt tension is reduced.
上記制御装置は、
上記回転数センサから上記内燃機関の上記所定値よりも高い回転数を表す信号を受けた場合に、上記ベルトに張力を与えるオートテンショナの減衰力が低くなるように制御することを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。The belt system for an internal combustion engine according to claim 2,
The control device includes:
When receiving a signal indicating a rotation speed higher than the predetermined value of the internal combustion engine from the rotation speed sensor, control is performed such that a damping force of an auto tensioner that applies tension to the belt is reduced. Engine belt system.
上記制御装置は、
ベルト張力調整プーリと回動アームを有すると共に上記ベルトに所定の張力を与えるプーリ保持部と、
上記プーリ保持部が取り付けられ、上記プーリ保持部を支持する支持部と、
上記支持部を上記内燃機関に対して所定の方向に駆動するアクチュエータとを有することを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。The belt system for an internal combustion engine according to claim 1 or 3,
The control device includes:
A pulley holding unit having a belt tension adjusting pulley and a rotating arm and applying a predetermined tension to the belt;
A support unit to which the pulley holding unit is attached and which supports the pulley holding unit;
An internal combustion engine belt system, comprising: an actuator that drives the support section in a predetermined direction with respect to the internal combustion engine.
上記制御装置は、
ベルト張力調整プーリと回動アームを有すると共に上記ベルトに所定の張力を与えるプーリ保持部と、
上記プーリ保持部が回動可能に取り付けられ、上記プーリ保持部を支持する支持部と、
上記プーリ保持部を所定の方向に付勢する付勢部材と、
上記プーリ保持部の回動に対して減衰を発生させる第1の減衰部と、
上記内燃機関の回転数に応じて、または、上記内燃機関の回転数および上記内燃機関の負荷に応じて、上記プーリ保持部の回動に対する減衰力を制御可能な第2の減衰部とを有することを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。The belt system for an internal combustion engine according to claim 2 or 4,
The control device includes:
A pulley holding unit having a belt tension adjusting pulley and a rotating arm and applying a predetermined tension to the belt;
A support portion to which the pulley holding portion is rotatably mounted, and which supports the pulley holding portion;
An urging member for urging the pulley holding portion in a predetermined direction;
A first damping unit that generates damping with respect to the rotation of the pulley holding unit,
A second damping unit capable of controlling a damping force with respect to the rotation of the pulley holding unit according to the rotation speed of the internal combustion engine or according to the rotation speed of the internal combustion engine and the load of the internal combustion engine. A belt system for an internal combustion engine, comprising:
上記制御装置が上記ベルトの張力を制御することで、トルク特性を10〜60N・mの範囲で制御可能であることを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。The belt system for an internal combustion engine according to claim 1,
A belt system for an internal combustion engine, wherein the control device controls a tension of the belt so that a torque characteristic can be controlled within a range of 10 to 60 N · m.
上記制御装置が上記オートテンショナの減衰力を制御することで、ダンピング率を10乃至50%の範囲で制御可能であることを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。The belt system for an internal combustion engine according to claim 2,
A belt system for an internal combustion engine, wherein the control device controls a damping force of the auto-tensioner to control a damping ratio in a range of 10 to 50%.
上記補機は上記内燃機関の始動機であり、上記補機プーリは始動プーリであり、
上記制御装置は、上記駆動プーリと上記始動プーリとの間に配置されていることを特徴とする内燃機関用ベルトシステム。The belt system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The accessory is a starter of the internal combustion engine, the accessory pulley is a start pulley,
The belt system for an internal combustion engine, wherein the control device is disposed between the driving pulley and the starting pulley.
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-
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Effective date: 20081224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090507 |