KR20080103592A

KR20080103592A - 가변비 벨트 구동 시스템

Info

Publication number: KR20080103592A
Application number: KR1020087024214A
Authority: KR
Inventors: 알렉산더 세르크
Original assignee: 더 게이츠 코포레이션
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2008-11-27
Also published as: CA2644843A1; US20060154763A1; JP5039774B2; CA2644843C; EP1994267B1; RU2405952C2; MX2008011512A; EP1994267A1; RU2008140738A; BRPI0708899A2; CN101400877A; JP2009530551A; WO2007108887A1

Abstract

벨트 구동 시스템은 제1 엔드리스 부재(16)에 의해 제1 종동 부재(13, 15, 17, 18, 19)에 회전가능하게 연결되는 구동 부재, 구동 부재와 제2 종동 부재 사이에 회전가능하게 연결되는 제2 엔드리스 부재(12), 제1 엔드리스 부재로부터 제2 엔드리스 부재로 토크를 선택적으로 전달하기 위해 제1 엔드리스 부재와 제2 엔드리스 부재 사이에 배치되는 제1 클러치(57, SO), 제2 엔드리스 부재를 구동 부재로부터 선택적으로 디커플링하기 위해 제2 엔드리스 부재와 구동 부재 사이에 배치되는 제2 클러치(42, 82)를 포함한다.

Description

가변비 벨트 구동 시스템{VARIABLE RATIO BELT DRIVE SYSTEM}

본 출원은 2004년 3월 24일자로 출원되어 계류중인 미국 정규 출원 제10/807,937호의 일부 계속 출원이다.

본 발명은 차량 엔진 액세서리를 제1 속도비와 제2 속도비로 구동시키기 위한 이중비(dual ratio) 벨트 구동 시스템에 관한 것이다.

차량 엔진은 일반적으로 엔진과 차량의 작동에 사용되는 액세서리를 포함한다. 이러한 액세서리는 파워 스티어링 펌프, 에어컨 컴프레서, 알터네이터(alternator), 오일 펌프, 연료 펌프 등을 포함할 수 있다. 이러한 액세서리는 일반적으로 서펜타인 벨트(serpentine belt)에 의해 구동된다. 서펜타인 벨트는 엔진 크랭크 샤프트 뿐만 아니라 각각의 액세서리 상의 풀리에 맞물린다. 엔진 크랭크 샤프트는 액세서리를 구동하기 위한 토크를 제공한다.

벨트는 크랭크 샤프트에 의해 구동되기 때문에, 벨트는 차량의 가속 및 감속 중에 엔진 속도의 변화에 당연히 영향을 받는다. 다시 말해, 액세서리의 작동 속도는 엔진의 속도에 정비례한다.

각각의 액세서리는 전체 엔진 속도 범위에 걸쳐 만족스럽게 작동하도록 설계되어야 하기 때문에, 엔진 속도, 특히 아이들에서보다 큰 엔진 속도에서의 변동은 액세서리의 비효율적인 작동을 초래한다. 이것은 효율이 엔진 속도 범위의 대부분에 대한 최적치보다 낮다는 것을 의미하는 것이 분명하다. 또한, 더 높은 엔진 속도에서는 액세서리를 구동시키는 데 더 큰 동력이 필요하므로, 연비를 저감시키고 가용 토크를 감소시킨다. 그러므로, 액세서리들의 일부 또는 전부를 엔진 크랭크 샤프트로부터 분리시켜서 액세서리가 더 낮고 더 좁은 최적 속도 범위에서 구동될 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이 기술의 대표적인 예는 멕스트로쓰(Meckstroth)의 미국 특허 제5,700,121호(1977)인데 여기서는 회전하는 다양한 차량 액세서리에 동력을 공급하기 위한 시스템을 개시한다.

선행 기술은 최소화 크기의 스타터를 "보조(helping)"하기 위해서 액세서리가 엔진의 시동시에 엔진으로부터 연결이 해제될 것을 요구한다. 또한, 선행 기술은 엔진 진동이 가해지는 것을 감소시키기 위하여 크랭크 샤프트 댐퍼와 결합되는 클러치 유닛을 교시하지 않는다.

필요한 것은 제1 속도비와 제2 속도비에서 차량 엔진 액세서리를 구동시키기 위한 이중비 벨트 구동 시스템이다. 본 발명은 이 요구를 충족시킨다.

본 발명의 제1 태양은 제1 속도비와 제2 속도비에서 차량 엔진 액세서리를 구동시키기 위한 이중비 벨트 구동 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 태양은 이하의 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의해 밝혀지거나 명백해진다.

본 발명은 구동 부재를 포함하는 벨트 구동 시스템으로서, 이 구동 부재는 제1 엔드리스(endless) 부재에 의해 제1 종동 부재에 회전가능하게 연결되고, 제2 엔드리스 부재는 구동 부재와 제2 종동 부재 사이에서 회전가능하게 연결되며, 제1 엔드리스 부재로부터 제2 엔드리스 부재로 토크를 선택적으로 전달하기 위하여 제1 엔드리스 부재와 제2 엔드리스 부재 사이에 제1 클러치가 배치되고, 구동 부재로부터 제2 엔드리스 부재를 선택적으로 디커플링시키기 위하여 제2 엔드리스 부재와 구동 부재 사이에 제2 클러치가 배치된다.

본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 이루는 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명한다.

도 1은 이중비 벨트 구동 시스템의 개략도.

도 2는 이중비 벨트 구동 시스템의 개략적인 평면도.

도 3은 클러치 유닛의 절반 횡단면도.

도 4는 이중 풀리의 절반 횡단면도.

도 4a는 대안의 이중 풀리 실시예의 절반 횡단면도.

도 5는 이중비 벨트 구동 시스템의 제1 대안적 실시예의 개략도.

도 6은 이중비 벨트 구동 시스템의 제1 대안적 실시예의 개략적인 평면도.

도 7은 이중비 벨트 구동 시스템의 제2 대안적 실시예의 개략도.

도 8은 이중비 벨트 구동 시스템의 제2 대안적 실시예의 개략적인 평면도.

도 9는 이중비 벨트 구동 시스템의 클러치 유닛의 제2 대안적 실시예의 절반 횡단면도.

도 9a는 도 9의 클러치 유닛의 대안적 실시예의 도면.

도 10은 이중비 벨트 구동 시스템의 클러치 유닛의 제2 대안적 실시예를 위한 이중 풀리의 절반 횡단면도.

도 10a는 도 10의 이중 풀리의 대안적 실시예의 절반 횡단면도.

도 11은 이중비 벨트 구동 시스템의 모터 발전기를 포함하는 대안적 배치의 개략도.

도 12는 도 11의 모터 발전기를 포함하는 대안적 실시예의 평면도.

도 13은 이중비 벨트 구동 시스템을 위한 대안적 배치의 개략도.

도 14는 도 13의 대안적 실시예의 개략적인 평면도.

도 15는 복수비 벨트 구동 시스템을 위한 대안적 배치의 개략도.

도 16은 도 15의 대안적 실시예의 개략적인 평면도.

이중비 벨트 구동 시스템이 도 1에 도시되어 있다. 본 발명의 시스템은 클러치 유닛(11)을 통하여 선택되는 제1 또는 제2 풀리 구동비로 작동한다. 제1 엔진 속도에서 제1 풀리 비가 사용된다. 제2 엔진 속도에서 제2 풀리 비가 사용된다.

본 시스템은 2개의 벨트를 포함한다. 토크를 전달하는 데 사용되는 벨트는 클러치 유닛의 상태에 의해 결정된다. 제1 풀리 비 또는 제2 풀리 비는 전자기 클러치 유닛(11)을 맞물림 또는 맞물림 해제되게 함으로써 선택된다. 클러치 유닛을 맞물리면 클러치 유닛 상의 제1 풀리와 맞물리는 벨트로 시스템이 구동된다.

제1 모드(대략 아이들에서의 엔진 속도)에서는 시스템 상의 제2 벨트가 엔진 크랭크 샤프트로부터 직접 토크를 전달하지 않지만, 제1 벨트와도 맞물리는 이중 풀리로부터 엔진 액세서리에 토크를 전달한다.

제2 모드(아이들 보다 큰 엔진 속도)에서는 클러치가 해제되어서 제1 풀리와 제1 벨트가 시스템으로부터 디커플링된다. 이후에, 액세서리는 크랭크 샤프트에 대한 일방향 클러치와 맞물리는 제2 벨트에 의해 구동된다. 제2 모드에서 액세서리는 제1 벨트로 구현되는 것보다 상대적으로 더 느린 속도로 구동되는데, 이는 제2 구동 풀리 비가 제1 구동 풀리 비보다 작기 때문이다. 이것은 제2 모드의 제2 풀리가 제1 모드의 제1 풀리보다 작은 직경을 갖기 때문이다.

본 시스템은 엔진 크랭크 샤프트(CRK)와 같은 구동 회전 샤프트에 장착되는 클러치 유닛(11)을 포함한다.

클러치 유닛(11)은 크랭크 샤프트 댐퍼, 아이솔레이터(isolator) 또는 이들 모두뿐만 아니라 제1 및 제2 풀리와 전자기 클러치를 포함한다. 또한, 유닛(11)은 일방향 클러치를 포함한다.

클러치 유닛(11)은 다중 리브식 서펜타인 벨트(16)에 의해 엔진 액세서리 워터 펌프 W_P(풀리 17), 파워 스티어링 펌프 P_S(풀리 13), 알터네이터 ALT(풀리 15), 아이들러 풀리 IDL(풀리 18), 및 에어컨 컴프레서 A_C(풀리 19)에 구동적으로 연결된다. 텐셔너 TEN(풀리 14)는 크랭크 샤프트로부터 시계방향 움직임을 기준으로 파워 스티어링 펌프 이중 풀리(13) 이후에 위치한다. 벨트(16)는 해당 분야에 공지된 다중 리브식 벨트이다.

제2 다중 리브식 벨트(12)는 클러치 유닛(11)을 파워 스티어링 펌프 P_S에 연결되는 이중 풀리(13)에 연결한다. 이 실시예에서 벨트(12)는 2점(two point) 구동부 상에 설치된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 벨트(16)는 엔진과 벨트(12) 사이에 물리적으로 배치된다.

도 3에 도시된 바와 같이 클러치 유닛(11)은 허브(40)와 그 상에 장착된 일방향 클러치(42)를 포함한다. 도 3은 횡단면도의 상부 절반을 도시하는데, 하부 절반은 상부 절반에 경상(鏡像)이고 대칭이다. 이 실시예에서 허브(40)는 엔진 크랭크 샤프트(CRK)와 직접 연결된다. 풀리(66)는 내부 허브(44), 벨트 베어링 외측 부분(660), 및 허브(44)와 외측 부분(660) 사이에 배치되는 댐핑 부재(68)를 포함한다. 내부 허브(44)는 일방향 클러치(42)와 결합되어 있다. 댐핑 부재(68)는 크랭크 샤프트 댐퍼 기술분야에서 공지된 탄성중합체(elastomer) 물질을 포함한다. 외측 부분(660)은 다중 리브식 프로파일을 갖으나, 풀리 기술분야에서 공지된 어떠한 프로파일도 가질 수 있다.

제2 풀리(62)는 전자기 클러치(60)의 로터(48)에 연결된다. 로터(48)와 이로인해 풀리(62)는 베어링(46)에 의해 허브(40)와 회전가능하게 결합된다. 베어링(46)은 볼, 슬리브, 니들 또는 그 용도에 적합한 어떠한 다른 것을 포함하는 공지의 기술이다. 전자기 클러치(60)의 코일(50)은 후방 플레이트(64)에 의해 엔진 블럭에 부착된다.

허브(40)는 허브 확장부(52)와 스프링 플레이트(54)를 통하여 전자기 클러치 플레이트(56)에 연결된다. 클러치 유닛(11)은 먼지와 부스러기가 유닛으로 진입하는 것을 방지하는 커버(58)에 의해 덮어진다. 클러치 플레이트(56)는 코일(50)의 통전 상태에 따라 로터(48)와 맞물린다. 코일(50)은 엔진 전기 시스템에 연결된다. 코일(50)이 풀리(62)의 폭 내에 수용되기 때문에 클러치의 크기가 컴팩트하다는 것을 알 수 있다.

도 2를 참조하면, 클러치 유닛(11)의 풀리(66)는 파워 스티어링 펌프 상의 이중 풀리(13)의 제1 풀리(49)에 벨트(16)로 연결된다. 도 4는 이중 풀리(13)의 횡단면도이다. 도 4는 횡단면도의 상부 절반을 도시하는데, 하부 절반은 상부 절반에 경상(鏡像)이고 대칭이다. 이중 풀리(13)는 각각이 웨브(41)에 의해 연결되는 풀리(45)와 풀리(49)를 포함한다. 클러치 유닛(11)의 풀리(62)는 이중 풀리(13)의 풀리(45)에 벨트(12)로 연결된다.

이하의 실시예 각각에서 본 발명 시스템은 2가지 모드로 작동한다. 모드 1은 아이들을 포함한 상대적으로 낮은 엔진 속도에 대한 것이다. 모드 2는 다른 모든 작동 속도, 즉, 아이들보다 큰 작동 속도에 대한 것이다.

모드 1에서 전자기 클러치(60)의 코일(50)은 통전되고, 따라서 엔진 시동시 클러치가 잠겨서 벨트(12)로 엔진과 함께 액세서리의 작동을 개시하게 한다. 이 방법은 클러치가 맞물린 채로 엔진 시동 후에 액세서리가 속도를 내게 되면 엔진 속도에 있어서의 급강하(dip) 문제를 예방한다. 모드 1에서 전자기 플레이트(56)가 클러치(60)와 맞물려서, 풀리(62)를 허브(40)에 회전식으로 로킹하기 때문에, 풀리(62)와 허브(40)는 함께 회전한다. 플레이트(56)는 허브 확장부(52)를 통하여 허브(40)에 직접 연결되고, 이로써 크랭크 샤프트 CRK에 연결된다.

풀리(62)는 크랭크 샤프트로부터 벨트(12)를 통하여 파워 스티어링 펌프 P_S 상에 장착된 풀리(45)에 토크를 전달한다. 도 4는 이중 풀리의 횡단면도이다. 풀리(49)는 풀리(45)와 동일한 속도로 회전한다. 풀리(49)는 벨트(16)를 통하여 다른 모든 액세서리에 토크를 전달한다.

모드 1에서 풀리(66)는 풀리(62)의 회전 속도보다 빠른 회전 속도에서 벨트(16)에 의해 구동되므로, 일방향 클러치(42)는 해제된다. 모드 1에서 풀리(66)로부터 허브(40)로 아무런 토크가 전달되지 않을지라도, 파워 스티어링 펌프를 제외한 모든 액세서리는 벨트(12 및 16)에 의해 연속하여 구동된다.

예를 들어, 5.3L V8 엔진의 경우, mm 단위로 본 발명 시스템 풀리의 예시적 직경은 다음과 같다:

이중비 풀리 시스템 풀리 직경

크랭크 샤프트		파워 스티어링		ALT	W_P	A_C
제1 (66)	제2 (62)	제1 (49)	제2 (45)
128	165	163	140	59	150	112

표 1의 시스템에서 크랭크 샤프트/파워 스티어링 풀리 비는 다음과 같다:

165/140 = 1.17 (모드 1 [제1] 비)

128/163 = 0.78 (모드 2 [제2] 비)

모드 1에서 액세서리는 선행 기술인 직결식 액세서리 구동 시스템의 경우에서와 같이 비교적 동일한 속도로 회전한다.

비교를 위하여, 예시적 선행 기술 풀리의 직경이 mm 단위로 아래에 제시된다.

선행 기술 풀리 직경

크랭크 샤프트	파워 스티어링	ALT	W_P	A_C
193	163	59	150	112

표 2에서 선행 기술 시스템의 크랭크 샤프트/파워 스티어링 풀리 비는 다음과 같다:

193/163 = 1.18

이 비는 위의 표 1에 대해 계산된 바와 같이 모드 1 [제1] 비와 실질적으로 동일하다. 이것은 액세서리 구동 비가 표 1과 표 2의 시스템들 사이에서 실질적으로 동일하다는 것을 설명한다. 그러나, 상대적인 액세서리 풀리 직경은 중량, 제조 비용, 속도 및 다른 시스템 요구사항에 따라 본 시스템에서 상이할 수 있다.

표 2의 크랭크 샤프트 직경과 표 1의 크랭크 샤프트 풀리(66) 직경 사이의 비교하면 다음과 같다:

193/128 = 1.5

이것은 아이들보다 높은 엔진 속도에서 선행 기술 시스템에 비해 본 발명 시스템에 의해 전체적인 액세서리 속도의 감소가 달성된다는 것을 설명한다.

풀리(62)는 165 mm 대신에 193 mm의 선행 기술 시스템 직경을 가질 수 있다. 풀리(62)의 직경은 풀리(45)의 더 작은 직경, 즉, 163 mm 대신에 140 mm 직경으로 인해 본 발명의 시스템에서 165 mm로 축소될 수 있다. 모드 1에서 크랭크 샤프트 및 파워 스티어링 펌프 사이의 비는 동일하게 유지된다: 193/163 = 165/140 = 1.17.

모드 2에서 전자기 클러치(60)는 해제되고 클러치(42)는 맞물린다. 모드 1로부터 모드 2로의 전환 도중에 클러치는 벨트와 시스템에 대한 충격을 줄이기 위하여 일정 시간, 예컨대 3초에 걸쳐 해제될 수 있다. 코일(50)은 차량 배터리 또는 알터네이터와 같은 에너지 공급원에 전기적으로 연결되고, 엔진 CPU에 의해 제어된다. CPU는 컴퓨터, 메모리 및 연결 버스워크(buswork)와 배선을 포함한다. CPU는 소정의 엔진 작동 조건을 탐지하고, CPU는 복수의 감지된 작동 조건 중 적어도 하나에 근거하여 클러치 유닛을 맞물리거나 해제하기 위한 소정의 값을 계산하는데, 상기 감지된 조건은 액세서리 부하, 엔진 속도, 배터리 충전, 스로틀 위치, 엔진 냉각제 온도, 차량 기어 선택, 차량 속도, 매니폴드 절대 압력, 대기 온도, 공기 질량 유량 및 액셀러레이터 위치를 포함한다. 선택되는 작동 조건은 엔진 가속이나 감속에 의해 변하기 때문에, 이에 따라 클러치는 통전되거나 비통전된다.

모드 2에서 제2 풀리(62)는 볼 베어링(46) 상의 로터(48)와 함께 자유 회전하므로, 허브(40)와 풀리(62) 사이에 전달되는 토크는 없다. 어떠한 토크도 벨트(12)에 의해 풀리(45)와 풀리(62) 사이에 전달되지 않는다. 클러치(42)가 해제되어 있기 때문에 액세서리는 벨트(16)에 의해 단독으로 구동된다. 클러치(42)는 풀리(66)가 허브(40)에 의해 구동되게 한다. 엔진은 풀리(66)를 통하여 액세서리에 토크를 전달한다.

액세서리의 관성에 의해 액세서리가 엔진으로 토크를 전달할 수 있는 엔진의 급감속의 경우, 클러치(42)가 해제되어, 액세서리가 엔진의 감속율보다 낮은 비율로 회전수를 줄이도록 한다. 이는 벨트(16) 상의 마모를 줄인다.

풀리(66)의 직경은 풀리(62)의 직경보다 상대적으로 작다. 예컨대, 풀리(66)의 직경은 165 mm 대신에 128 mm이다. 이 감축된 풀리 비는 1.5배 만큼 구동되는 모든 액세서리의 상대 속도를 감소시킨다.

여기서 설명되는 제1 실시예는 벨트 구동 시스템을 위한 최소의 축선방향 공간을 요구하지만, 유닛(11)은 전자기 클러치(50)를 위하여 어느 정도 여분의 축선방향 공간을 필요로 한다. 이것은 대략 20 내지 25 mm 정도이다.

도 4a는 이중 풀리의 대안적 실시예의 횡단면도이다. 도 4a는 횡단면도의 상부 절반을 도시하고, 하부 절반은 상부 절반에 경상(鏡像)이고 대칭이다. 이 실시예에서 탄성중합체 부재(226)가 웨브(41)와 풀리(45) 사이에 배치된다. 이중 풀리(13)는 액세서리, 이 경우 파워 스티어링 펌프 P_S에 연결된다. 탄성중합체 부재(226)는 엔진 진동의 진폭을 감소시키는 진동 아이솔레이터로서 역할하는데, 그렇지 않으면 이 엔진 진동은 벨트(12)를 통해 크랭크 샤프트로부터 액세서리로 전달된다. 아이솔레이터는 주로 엔진 아이들에서 작동하는데, 아이들보다 높은 속도에서 클러치(11)는 크랭크 샤프트로부터 토크를 전달받는 것으로부터 풀리(45)의 연결을 끊기 때문이다. 탄성중합체 부재는 어떤 천연 또는 합성 고무이거나 천연 고무와 합성 고무의 조합을 포함할 수 있는데, 이들 모두는 공지된 것이다.

도 5 및 6은 제1 대안의 실시예를 도시하는데, 여기서는 클러치 유닛(11) 구동부가 에어컨 컴프레서에 연결되는 이중 풀리 어셈블리(29)를 포함한다.

이 경우 풀리 각각에 대한 직경은 다음과 같다:

이중비 풀리 시스템 풀리 직경

크랭크 샤프트		A_C		ALT	W_P	P_S
제1 (66)	제2 (62)	제1	제2
128	193	112	112	59	150	163

표 3의 시스템에서 크랭크 샤프트/A_C 풀리 비는 다음과 같다:

193/112 = 1.72 (모드 1 [제1] 비)

128/112 = 1.14 (모드 2 [제2] 비)

시스템의 작동은 도 1 및 도 2의 실시예에 대해 설명된 것과 동일하다. 이중 풀리를 에어컨 컴프레서 상에 장착하는 것의 장점은 전자기 클러치가 에어컨 컴프레서 풀리 내로 일반적으로 통합되기 때문에 공간을 유용하게 활용한다는 점이다.

운영상의 고려사항은 벨트 교체이다. 그러나, 벨트(12)는 기간의 5 - 10% 동안 사용되고 벨트(16)는 모든 기간 사용된다는 것을 고려해 보면, 엔진에 대해 가장 내측에 배치되는 벨트(16)에 대한 교체가 아마 더 자주 필요할 것이다. 기재된 실시예에서, 단지 하나의 벨트의 교체가 필요할지라도 벨트 양자 모두를 제거해야 한다.

이 고려사항을 설명하기 위해 또 다른 실시예를 설명한다.

도 7 및 도 8은 제2 대안의 실시예를 도시한다. 2점 구동 벨트(32)는 서펜타인 벨트(36)보다 엔진에 상대적으로 가깝게 배치되어 있다. 벨트(36)는 엔진으로부터 멀리 벨트(32)로부터 외측에 배치된다.

이 실시예의 모든 요소의 개념과 기능은 전술한 실시예와 유사할지라도, 구성요소의 설계와 배치는 다소 상이하다. 이 제2 대안의 실시예에서의 주요 차이점은 전자기 클러치 유닛(33)이 크랭크 샤프트 대신에 파워 스티어링 유닛 P_S 상에 장착된다는 것이다(도 9참조). 이 실시예에서, 이중 풀리 유닛(31)은 크랭크 샤프트에 장착된다(도 10 참조).

도 9를 참조하면, 클러치 유닛(33)은 코일(57)을 갖는 전자기 클러치를 포함한다. 도 9는 횡단면도의 상부 절반을 도시하는데, 하부 절반은 상부 절반에 경상(鏡像)이고 대칭이다. 코일(57)은 후방 플레이트(75)를 통하여 고정된 하우징(77)에 부착된다. 하우징(77)은 회전하지 않고, 클러치를 표면, 예컨대, 엔진 표면에 장착하는 데 이용된다. 풀리(71)를 갖는 로터(73)는 하우징(77) 상의 볼 베어링(55)에 회전가능하게 설치된다. 베어링(55)은 볼 베어링을 포함하지만 공지된 기술의 어떠한 적절한 베어링을 포함할 수도 있다. 클러치 플레이트(61)는 샤프트(67), 예컨대, 풀리(69)를 중심으로 대칭적으로 이격된 3개의 샤프트(67)로 제2 풀리(69)에 이동할 수 있게 부착된다. 코일(57)이 통전되어 있지 않을 때, 고무 패드(65)는 플레이트(61)를 로터(73)로부터 멀리 편향시킨다. 코일(57)이 통전되고 이로써 클러치가 맞물려질 때, 상술한 부착 방법은 플레이트(61)를 풀리(69)로부터 로터(73)를 향하여 축선방향으로 이동시킨다. 풀리(69)는 또한 허브(53)를 포함하는데, 허브에 의해 풀리(69)는 파워 스티어링 펌프 샤프트와 같은 액세서리에 직접 연결된다. 코일(57)이 풀리(71)의 폭 내에 수용되고 플레이트(61)가 풀리(69)의 폭 내에 수용되기 때문에 클러치의 크기가 컴팩트하다는 것을 알 수 있다.

도 8을 재참조하면, 이 제2 대안의 실시예에서는, 모드 1에서 전자기 클러치(57)가 맞물린다. 플레이트(61)는 로터(73)와 마찰 맞물림을 갖고, 이로써 풀리(71 및 69)가 일제히 회전하게 한다. 크랭크 샤프트에 견고하게 연결되는 풀리(90)는 토크를 풀리(71)에 전달한다. 벨트(32)는 부하를 받는다. 풀리(69)는 풀리(86)를 포함하는 모든 액세서리에 토크를 전달하지만, 일방향 클러치(82)가 해제되어서 풀리(86)로부터 허브(80)에는 토크가 전혀 전달되지 않는다. 이 모드에서 일방향 클러치(82)는 해제된다. 모든 토크는 풀리(90)로부터 벨트(32)를 통하여 전달된다.

모드 2에서, 코일(57)이 통전되어 있지 않을 때, 벨트(32)가 시스템으로부터 디커플링되기 때문에 풀리(71)는 자유롭게 회전하고 토크를 전달하지 않는다. 클러치(82)가 맞물려 액세서리에 토크를 전달한다. 풀리(69)는 액세서리 샤프트에 직접 연결되는 허브(53)에 연결되기 때문에 토크를 전달한다.

위에서 설명된 모든 풀리의 직경은 mm 단위로 다음과 같다:

이중비 풀리 시스템 풀리 직경

크랭크 샤프트		파워 스티어링		ALT	W_P	A_C
제1 (86)	제2 (90)	제1 (69)	제2 (71)
128	165	163	140	59	150	112

표 4의 시스템에서 크랭크 샤프트/파워 스티어링 풀리 비는 다음과 같다:

165/140 = 1.18 (모드 1 [제1] 비)

128/163 = 0.78 (모드 2 [제2] 비)

제1 풀리(86)의 직경은 제1 실시예에 있어서 상술한 바와 같은 방법으로 결정된다. 이 모드에서 모든 액세서리의 속도는 직결식 선행 기술 시스템보다 대략 1.5배 느리다.

이 실시예에서 전자기 클러치(33)에 의해 요구되는 축선 방향 공간은 파워 스티어링 펌프와 이의 이중 풀리 어셈블리 사이에 배치된다. 아마도, 이 여분의 길이를 수용하는 것은 파워 스티어링 펌프가 엔진 플라이 휠을 향하여 엔진 길이방향의 축선을 따라 이동하는 데에 필요하다.

기재된 모든 실시예에서의 구성요소는 공지된 구성요소이다. 예컨대, 일방향 클러치는 폼스프래그(Formsprag)로부터 얻을 수 있다. 전자기 클러치는 오구라(Ogura)로부터 얻을 수 있다. 예컨대, 도 3 및 도 9는 표준 클러치인, 타입 6 557162, 토크 용량 128 N-m (도 3) 및 타입 10 515376, 토크 용량 120 N-m 이다.

도 9a는 도 9의 클러치 유닛의 대안적 실시예이다. 도 9a는 횡단면도의 상부 절반을 도시하고, 하부 절반은 상부 절반에 경상(鏡像)이고 대칭이다. 이 실시예에서 탄성중합체 부재(246)는 풀리(71)와 로터(73) 사이에 배치된다. 유닛(33)이 크랭크 샤프트에 직접 연결될 때 탄성중합체 부재(246)는 댐퍼를 포함한다. 이 실시예에서 클러치 유닛(33)이 도 8에 도시된 바와 같이 액세서리 샤프트에 직접 연결되어 있을 때 부재(246)는 진동 아이솔레이터를 포함한다. 탄성중합체 부재(246)는 천연 또는 합성 고무이거나 천연 고무와 합성 고무의 조합을 포함할 수 있는데, 이들 모두는 공지된 것이다.

도 10은 이중비 벨트 구동 시스템의 클러치 유닛의 제2 대안 실시예에 있어서의 이중 풀리의 횡단면도이다. 도 10은 횡단면도의 상부 절반을 도시하고, 하부 절반은 상부 절반에 경상(鏡像)이고 대칭이다. 이중 풀리(31)가 도8의 시스템에 도시되어 있다. 풀리(90)는 허브(80)에 연결된다. 풀리(86)는 일방향 클러치(82)를 통하여 허브(80)에 회전가능하게 결합되어 있다. 탄성중합체 댐핑 부재(330)는 풀리(86)와 로터(84) 사이에 배치된다. 부재(330)는 크랭크 샤프트의 비틀림 진동을 감쇠시킨다. 탄성중합체 댐핑 부재는 임의의 천연 또는 합성 고무이거나 천연 고무와 합성 고무의 조합을 포함할 수 있는데, 이들 모두는 공지된 것이다. 로터(84)는 일방향 클러치(82)와 결합되어 있다. 풀리(86)는 엔진 점화에 의해 발생되는 속도 및 비틀림의 과도 현상을 감소시키도록 도와주는 관성 부재(88)를 더 포함한다. 또한, 클러치(82)가 오버라이드될 때 액세서리의 관성을 이용한다. 관성 부재(88)는 중량체를 포함하는데, 엔진 크랭크 샤프트의 진동 및 관성 특성과 시스템의 댐핑 요구조건에 따라 중량체의 크기가 선택된다.

도 10a는 도 10의 이중 풀리의 대안적 실시예의 횡단면도이다. 도 10a는 횡단면도의 상부 절반을 도시하고, 하부 절반은 상부 절반과 경상(鏡像)이고 대칭이다. 이 실시예에서 탄성중합체 댐핑 부재(302)는 풀리(90)와 허브(80) 사이에 배치된다. 이 실시예에서 이중 풀리(31)는 엔진 크랭크 샤프트에 연결된다. 부재(302)는 크랭크 샤프트 진동을 절연시키기 위한 댐퍼 역할을 하는데, 그렇지 않으면 크랭크 샤프트 진동은 벨트(16)를 통하여 액세서리에 전달된다. 댐퍼(302)는 엔진 아이들보다 높은 속도에서 가장 크게 공헌하는데, 아이들보다 높은 엔진 속도에서 클러치(60)가 해제되기 때문에 댐퍼(302)는 관성 부하는 흡수하지만 토크 부하는 흡수하지 않는다. 탄성중합체 부재는 천연 또는 합성 고무이거나 천연 고무와 합성 고무의 조합을 포함할 수 있는데, 이들 모두는 공지된 것이다.

상술한 실시예의 어느 경우에서도 벨트(12)와 벨트(16) 중 어느 하나, 또는 이들 모두는 공지 기술인 낮은 모듈러스의(low modulus) 벨트를 포함할 수 있다. 낮은 모듈러스의 벨트는 나일론 4.6 또는 나일론 6.6 또는 이 2개의 조합을 포함하는 인장 코드(cord)를 갖는 벨트를 포함한다. 벨트의 탄성 계수는 대략 1500 N/mm 내지 대략 3000 N/mm의 범위이다. 낮은 모듈러스의 벨트의 특징은 텐셔너 또는 이동가능한 샤프트 보조장치 없이 벨트 구동 시스템 상에 설치될 수 있다는 점이다. 낮은 모듈러스의 벨트는 공지된 기술인 벨트 설치 공구를 사용하여 간단하게 설치된다. 이 공구가 없다면 풀리 샤프트의 중심위치를 조절할 필요가 있는데, 이렇게 할 필요없이 변속기 풀리 또는 액세서리 풀리의 에지에 걸쳐 벨트를 감거나 축방향으로 압박하는 데 이 공구가 이용된다. 낮은 모듈러스의 벨트는 2점 벨트, 즉, 벨트(12 및 32)에 특히 적합한데, 그 이유는 그렇지 않으면, 벨트(12, 32)의 설치 및 조절을 허용하기 위해 이동할 수 있는 방식으로 변속기를 마련하는 것은 변속기가 엔진 블록과 같은 엔진 장착면에 직접 연결되도록 간단히 설계하는 것보다 비용이 많이 들수 있기 때문이다. 또한, 크랭크 샤프트에 대해 변속기 샤프트의 위치를 조정하는 것은 조립 시간도 더 소비한다.

대안의 실시예에서 본 발명 시스템은 액세서리와 결합하는 모터 발전기를 포함한다. 도 11은 모터 발전기를 포함하는 대안적 실시예의 개략도이다. 모터 발전기 M/G는 벨트(16)와 맞물리는 풀리(150)를 통하여 벨트(16)와 맞물린다. 모터 발전기 M/G는 발전기를 포함하기 때문에, 도 1에 도시된 실시예에 포함된 알터네이터가 생략된다. 또한, 적합한 벨트 장력을 확보하기 위해 이 대안의 실시예에서는 텐셔너 Ten [풀리(20)]가 포함된다. 텐셔너 TEN는 공지된 것이다. 도 12에서 설명되는 것을 제외하면, 도 11에 도시된 시스템은 도 1에서 설명되는 것과 같다.

도 12는 모터 발전기를 포함하는 대안의 실시예의 개략적인 평면도이다. 대안의 시스템은 2가지 모드에서 작동한다.

우선, 제1 모드에서 엔진이 꺼졌을 때 모터 발전기 M/G는 모터로서 작동된다. 엔진이 OFF일 때, 모터로서 작동될 때 M/G는 액세서리, 예컨대 파워 스티어링 펌프(P_S)와 에어컨 컴프레서(A_C)를 구동시킨다. 이 모드에서 M/G는 요청에 따라 엔진을 시동하는 데 이용된다. 엔진을 시동한 후에 M/G는 제2 모드에서 차량 액세서리에 동력을 공급하고 배터리(800) 충전용 전기 에너지를 공급하기 위한 동력 발전기로서 작동한다.

차량이 정차된 상태로부터 엔진이 시동될 때, 모터 모드의 M/G는 엔진을 크랭킹한다. 클러치(60)가 ON으로 전환되어서 벨트(12)와 풀리(62)에 맞물리고, 이로써 M/G로부터 벨트(16)를 통하여 풀리(13), 벨트(12) 및 풀리(62)로 토크가 전달되어 크랭크 샤프트에 토크가 전달된다.

엔진 시동 과정 중에, 제어장치(500)는 M/G의 속도를 탐지한다. 제어장치(500)는 인버터(400)가 스위칭 작동을 수행하게 하여 엔진을 시동하는 데 필요한 토크와 속도가 구현된다. 예컨대, 에어컨 A/C을 스위칭하기 위한 신호가 엔진 시동시에 ON으로 전환되면, A/C의 OFF 상태와 비교하여 더 큰 토크가 필요하다. 그러므로, 제어장치(500)는 인버터(400)에 스위칭 제어 신호를 가하여 M/G가 더 높은 속도를 가지고서 더 큰 토크로 회전하게 한다.

스위칭 제어 신호는, 제어장치(500)에 제공되어서 메모리 내에 저장된 맵 메모리(map memory)와 대조되는 엔진과 차량의 여러 상태 신호에 의해 결정될 수 있다. 대안으로, 스위칭 제어 신호는 제어장치(500) 내에 배치된 프로세서 유닛(CPU)에 의해 수행되는 계산에 의해 결정될 수도 있다.

엔진이 구동하면, M/G는 발전기로서 작동하고 본 명세서의 다른 부분에서 설명되는 이중비 풀리 작동 모드가 구현된다. 즉, 본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 엔진 시동 및 대략 아이들 속도인 제1 작동 속도 범위에 대해서는 클러치가 ON 상태이고, 대략 아이들 속도보다 큰 제2 작동 속도 범위에 대해서는 클러치(60)는 OFF 상태 또는 해제된다. 엔진이 작동할 때, 액세서리가 제1 속도비에서 클러치 유닛에 의해 구동되고 제2 속도비에서 일방향 클러치에 의해 구동되도록, 액세서리는 클러치 유닛과 일방향 클러치에 연결되는데, 제1 속도비와 제2 속도비는 엔진 작동 조건에 의해 선택된다.

본 시스템에서 M/G를 이용하는 것은 이중의 연비 개선을 실현할 수 있게 해준다. 제1 예로는 아이들보다 높은 속도에 대해 감축된 속도비에서 액세서리를 작동시킴으로써 연비 개선이 실현된다. 제2 예로는 정지신호에서와 같은, 소정의 차량 작동 상황에 대해 엔진을 정지시키고 모터 발전기를 작동시킴으로써 구현된다.

더 구체적으로, M/G가 발전기로서 사용되고 엔진이 대략 아이들 속도에서 작동될 때, 클러치(60)는 도 1에 도시된 바와 같이 ON으로 전환된다. 아이들보다 높은 엔진 속도에서, 클러치(60)는 OFF로 전환되고 일방향 클러치(42)는 맞물린 상태에 있으므로, 이에 의해 크랭크 샤프트로부터 풀리(66)를 통하고 벨트(16)를 통하여 액세서리에 토크를 전달한다.

엔진과 크랭크 샤프트가 정지되어 있으나 모터 모드인 M/G에 의해 액세서리는 작동될 때, 클러치(60)는 OFF로 전환된다. 클러치(60)는 OFF 상태이기 때문에, 실제로, 이 구성은 마치 클러치 유닛(11)이 '중립' 기어 상태인 것처럼 작동함으로써, 풀리(150) 및 벨트(12)로부터 크랭크 샤프트로의 토크 전달을 방지한다. 또한, 이 모드에서 일방향 클러치(42)는 오버-러닝 모드에 있으므로 벨트(16)로부터 크랭크 샤프트로는 어떠한 토크도 전달되지 않는다. 그러므로, 액세서리는 크랭크 샤프트를 회전시키지 않으면서 M/G에 의해 구동된다. 이 경우에 제어장치(500)는 인버터(400)에 스위칭 제어 신호를 가하여 요구되는 액세서리의 부하에 상응하는 속도와 토크에서 M/G를 회전시킨다. 물론, 클러치(60)도 도 1 및 도 2에서 설명된 바와 같이 아이들보다 높은 엔진 속도에 대해서 해제된다.

엔진 정지 신호가 수신될 때, 제어장치(500)는 엔진으로의 연료 공급의 차단을 위한 신호를, 예컨대, 전기 연료 펌프(미도시)에 전달함으로써 엔진을 정지시킨다. 엔진 정지 작동은 어떤 조건 하에서, 예컨대, 차량 속도가 0이고, 브레이크가 부분적으로 또는 완전히 가해지고, 변속 레버가 D 또는 N 설정에 있는 조건하에서 수행될 수 있다. 엔진을 정지시키는 신호는 클러치(60)를 해제하여, 크랭크 샤프트로부터 벨트(12)를 분리하는 데 사용된다.

도 13은 이중비 벨트 구동 시스템을 위한 대안적 배치의 개략도이다. 본 발명의 시스템은 엔진 아이들에서 1:1 보다 큰 속도비에서 엔진 액세서리 또는 액세서리들을 작동시키는 수단을 제공한다. 즉, 실제로 액세서리에 의해 보여지는 외견상 엔진 아이들 속도를 증가시켜서, 액세서리 또는 액세서리들은 그렇지 않은 경우 엔진 아이들에서 구현되는 속도 보다 큰 속도에서 구동될 수 있다.

엔진 알터네이터는 일반적으로 아이들보다 큰 엔진 속도에 대하여, 예컨대, 정규 작동 또는 순항 속도에서 최적으로 크기가 설정된다는 것은 알려졌다. 엔진 속도가 아이들로 감소될 때, 엔진 알터네이터는 일반적으로 충분한 충전 용량을 가지지 않는다. 엔진 아이들에서 불충분한 충전 용량의 문제점은 보다 높은 속도로, 즉, 엔진이 아이들에 있을 때 아이들보다 높은 엔진 속도에 일치하는 속도로 알터네이터를 작동함으로써 해결될 수 있다.

본 발명의 시스템은 2속 알터네이터 작동 능력을 달성하였고, 이로써 각각 소정의 비에 의해, 엔진 아이들에서 알터네이터의 속도는 실질적으로 증가되고 아이들 상태보다 높은 엔진 속도에서 알터네이터의 속도는 감소된다.

액세서리 구동 시스템은 1차 벨트 구동 회로(500)와 2차 벨트 구동 회로(701)를 포함한다. 1차 벨트 구동 회로(500)는 알터네이터 ALT를 포함하지 않는다. 대신에, 알터네이터 ALT는 2차 벨트 구동 회로(701) 내에 포함된다.

1차 벨트 구동 회로(500)에 대해서, 크랭크 샤프트 풀리(202)는 구동부, 즉, 엔진 크랭크 샤프트(801)에 부착되고 이에 의해 직접 구동된다. 엔드리스 부재 또는 벨트(1000)는 크랭크 샤프트 풀리(202)와 워터 펌프 풀리(1800), 에어컨 컴프레서 풀리(201)와 파워 스티어링 펌프 풀리(801) 사이에서 회전가능하게 연결된다. 벨트(1000)는 아이들러 풀리(1200)와도 맞물린다. 벨트(1000)는 구동 크랭크 샤프트 풀리(202)로부터 풀리(801, 1800, 201 및 1200) 각각으로 토크를 전달한다. 텐셔너 TEN 및 아이들러 IDL는 벨트 장력을 제어하고 벨트를 엔진 상에 경로 설정하는 데 이용된다. 풀리(402)의 직경은 크랭크 샤프트 풀리(202)와 동일할 수 있다.

2차 벨트 구동 회로(701)는 일방향 클러치(601)를 통하여 구동 크랭크 샤프트(801)에 맞물리는 크랭크 샤프트 풀리(402)를 포함한다. 엔드리스 부재 또는 벨트(260)는 크랭크 샤프트 풀리(402), 알터네이터 풀리(240) 및 풀리(1400) 사이에 연결된다.

풀리(1200 및 1400)는 액세서리와 같은 부하에 샤프트에 의해 직접 연결되지 않기 때문에 "아이들러(idler)"로 특징된다. 액세서리는 원한다면, 풀리(1200)에 직접 연결될 수 있다. 풀리(1200 및 1400) 직경 사이의 비는 엔진 아이들에서 알터네이터(ALT)의 속도를 부분적으로 결정한다.

전자기 클러치(1600)는 풀리(1400 및 1200) 사이에 기계적으로 배치되어 있다. 클러치(1600)가 맞물려 있을 때 풀리(1200 및 1400)는 동일한 회전 속도로 회전한다. 클러치(1600)는 일방향 클러치가 아니기 때문에, 클러치(1600)가 해제되어 있을 때 풀리(1200 및 1400)는 기계적으로 연결되지 않으므로 풀리(1200)와 풀리(1400) 사이에서는 아무런 토크 또는 동력이 전달되지 않는다.

엔진 아이들 속도, 예컨대, 900 RPM에서, 클러치(1600)가 맞물린다. 벨트(1000)는 풀리(1200)를 구동한다. 풀리(1200)는 맞물린 클러치(1600)를 통하여 풀리(1400)에 직접 연결된다. 풀리(1400)의 직경이 풀리(1200)의 직경보다 크게 주어진다면, 2차 구동(701)의 벨트(260)는 벨트(1000)보다 높은 벨트 선속도에서 구동되고, 그러므로 알터네이터 ALT는 벨트(1000)의 벨트 선속도에서 알터네이터 ALT를 직접구동시킴으로써 발생되는 것보다 상대적으로 빠른 속도로 회전한다. 이 작동 모드에서 일방향 클러치(601)의 작동에 의해 풀리(402)는 회로(500)를 회로(701)로부터 분리시키는 오버러닝 모드에 있는데, 이는 벨트(260)가 벨트(1000) 보다 높은 선속도에서 구동되기 때문이다. 이 모드에서 토크는 단지 크랭크 샤프트 풀리(202)로부터 벨트(1000)를 경유하고 클러치(1600)를 통하여 벨트(260)에 전달된다.

엔진 속도가 아이들보다 클 때, 클러치(1600)는 예컨대 엔진 ECU의 작동에 의해 자동적으로 해제된다. 엔진 ECU는 공지된 것이다. 이 모드에서 알터네이터 풀리(240)는 맞물려진 일방향 클러치(601)에 의해 구동되는 것과 같이 풀리(402)를 통하여 전달되는 토크에 의해 구동된다. 알터네이터 풀리(240)의 직경이 주어졌다고 가정하면, 알터네이터 ALT의 속도는 풀리(402)의 직경에 의해 결정된다. 풀리(402)의 직경이 풀리(202)의 직경과 동일하다면, 알터네이터 ALT의 속도도 작동 모드에서 변하지 않는다.

그러나, 풀리(402)의 직경을 감소시킴으로써 알터네이터의 효율을 증대시키기 위하여, 알터네이터 ALT의 회전 속도는 엔진이 꺼진 아이들 속도에서, 예컨대, 순항 속도에서 감소될 수 있다.

이하에서는 엔진 아이들 상태 알터네이터 ALT의 속도를 1.6 배 증가시키고 엔진이 꺼진 아이들 속도에서 알터네이터 ALT의 속도를 1.25 배 감소시키는 것에 대해 계산 예를 들어 설명하기로 한다. 클러치(1600)를 작동시켜서 알터네이터 속도를 변화시키는 스위치 지점은 예컨대 대략 2,000 RPM의 엔진 속도이다.

엔진 아이들에서 알터네이터 속도 증가 (SI)

SI = (Z1400/Z1200)

엔진이 꺼진 아이들 상태에서 알터네이터 속도 감소 (SD)

SD = (Z402/Z202)

여기서 "Z"는 풀리의 직경을 나타낸다.

SI = 1.6

SD = 1/1.25 = 0.8

이 조건을 만족시키는 풀리 직경은:

Z1400 = 96 mm

Z1200 = 60 mm

Z402 = (0.8 x Z202) mm

여기서 Z202는 크랭크 샤프트 풀리(202)의 원래 직경이고 이 계산을 위해 단일한 것으로 가정한다.

도 14는 도 13의 대안적 실시예의 개략적인 평면도이다. 각각은 1차 벨트 구동 회로(500)에 있기 때문에, 파워 스티어링 펌프, 워터 펌프 및 에어컨 컴프레서는 1:1의 엔진 속도에 대한 비에서 크랭크 샤프트 풀리(202)에 의해 구동된다.

도 15는 복수비 벨트 구동 시스템을 위한 대안적 배치의 개략도이다. 도 15 및 도 16에 도시된 실시예는 풀리(1200, 1400)와 클러치(1600)에 유사한 제2 풀리/클러치 어셈블리, 즉, 풀리(1201, 1401)와 클러치(1601)가 부가되었다는 점을 제외하고는 도 13 및 도 14에 도시된 것과 동일하다.

풀리(1401)는 벨트(260)와 맞물린다. 풀리(1201)는 벨트(1000)와 맞물린다. 클러치(1601)는 풀리(1201)와 풀리(1401) 사이에서 기계적으로 배치된다. 제2 풀리 클러치 어셈블리의 사용은 알터네이터 ALT를 구동하는 데 이용될 수 있는 속도비의 영역을 확장시킨다.

이 실시예로 복수의 작동 모드가 가능해진다. 예를 들어, 모드 2에서 클러치(1601)는 맞물린다. 벨트(1000)는 풀리(1201)를 구동시킨다. 풀리(1201)는 전자기 클러치(1601)를 통하여 풀리(1401)에 연결된다. 전자기 클러치(1601)는 공지된 엔진 ECU에 의해 작동된다.

이 모드에서 풀리(1401)의 직경은 풀리(1201)의 직경보다 크고, 따라서 2차 벨트 구동 회로(701)의 벨트(260)는 더 높은 선속도를 갖고 알터네이터 ALT는 더 빠르게 회전하는 것으로 나타난다. 일방향 클러치(601)는 오버러닝 모드에 있다. 이 모드에서 알터네이터 ALT의 속도는 도 13에 도시된 모드에서의 속도보다 느리다.

모드 3에서, 클러치(1600)와 클러치(1601)는 양자 모두 해제된다. 풀리(1400)와 풀리(1401)는 각각 아이들러로서 작동한다. 일방향 클러치(601)는 풀리(402)를 통하여 벨트(260)에 연결되고 토크를 전달한다. 알터네이터 ALT는 풀리(402)에 의해 구동된다. 이 모드에서 알터네이터 ALT의 속도는 [풀리(240)의 직경이 도 14로부터 변하지 않는다고 가정] 풀리(402)의 직경에 의해 결정된다. 풀리(402)의 직경이 풀리(202)의 직경과 동일하다면, 알터네이터 ALT의 속도는 변하지 않는다. 그러나, 알터네이터 ALT의 속도는 풀리(402)의 직경을 감소시킴으로써 알터네이터의 효율을 증대시키기 위해 감소될 수 있는데, 이 경우 이후의 알터네이터의 속도는 엔진 아이들에서 선행 기술 시스템의 속도보다 낮다.

예:

모드 1에서 2배, 모드 2에서 1.2 배 만큼 알터네이터 ALT의 속도를 증가시키고 모드 3에서 1.25배 만큼 알터네이터 ALT의 속도를 감소시킬 필요가 있다고 가정하자.

이 경우:

S1 = 2.0

S2 = 1.2

S3 = 1/1.25 = 0.8

도 13으로부터의 식을 사용하여, 이 조건을 만족시키기 위한 예시적인 풀리의 직경은:

Z1400 = 120 mm

Z1200 = 60 mm

Z1401 = 96 mm

Z1201 = 80 mm

Z402 = 0.8 * Z202

여기서 Z202는 앞선 예에서의 크랭크 샤프트 풀리(202)의 원래 직경이다.

도 16은 도 15의 대안적 실시예의 개략적인 평면도이다.

이상의 설명은 본 발명 시스템의 응용례를 제한하기 위한 것이 아니다. 이상의 각각의 실시예에서 시스템에서의 풀리 각각의 직경은 원하는 구동 비를 제공하기 위해 선택될 수 있다.

본 발명의 형태가 여기서 설명되었을지라도, 여기서 설명된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어남이 없이 부품들의 구조와 관계에 있어서 변경이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

Claims

제1 엔드리스 부재에 의해 제1 종동 부재에 회전가능하게 연결되는 구동 부재;

상기 구동 부재와 제2 종동 부재 사이에 회전가능하게 연결되는 제2 엔드리스 부재;

상기 제1 엔드리스 부재로부터 상기 제2 엔드리스 부재로 토크를 선택적으로 전달하기 위해 상기 제1 엔드리스 부재와 상기 제2 엔드리스 부재 사이에 배치되는 제1 클러치; 및

상기 구동 부재로부터 상기 제2 엔드리스 부재를 선택적으로 디커플링(decoupling) 하기 위해 상기 제2 엔드리스 부재와 상기 구동 부재 사이에 배치되는 제2 클러치

를 포함하는 것인 벨트 구동 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 클러치는 제1 풀리 및 제2 풀리를 더 포함하고, 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리는 동일하지 않은 직경을 가지며, 상기 제2 클러치는 일방향 클러치를 포함하는 것인 벨트 구동 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 종동 부재는 알터네이터를 포함하는 것인 벨트 구동 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 클러치는 전자기 클러치를 포함하는 것인 벨트 구동 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 클러치는 미리 결정된 아이들 속도에서 맞물리고 상기 제2 클러치는 해제되어 토크를 전달하는 것인 벨트 구동 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 클러치가 해제되어 있을 때, 상기 제2 클러치는 맞물려져 제2 종동 부재로 토크를 전달하는 것인 벨트 구동 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 엔드리스 부재로부터 상기 제2 엔드리스 부재로 토크를 선택적으로 전달하기 위해 상기 제1 엔드리스 부재와 상기 제2 엔드리스 부재 사이에 배치되는 제3 클러치를 더 포함하는 것인 벨트 구동 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 제3 클러치는 전자기 클러치를 포함하는 것인 벨트 구동 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 제3 클러치가 해제되어 있을 때, 상기 제2 클러치는 맞물려져 상기 제2 종동 부재에 토크를 전달하는 것인 벨트 구동 시스템.
청구항 7에 있어서, 상기 제1 클러치가 해제되어 있을 때, 상기 제2 클러치는 맞물려져 상기 제2 종동 부재에 토크를 전달하는 것인 벨트 구동 시스템.