CN102840289A - 具有电动机-发电机单元的发动机系统的传动带张紧组件 - Google Patents

Abstract

一种用于保持传动带中的张力的系统，包括：第一传动带张紧器，第一传动带张紧器包括安装在第一杆臂上的第一皮带轮；以及第二传动带张紧器，第二传动带张紧器包括安装在第二杆臂上的第二皮带轮。第一传动带张紧器配置并定位成在传动带从联接到电动机-发电机单元上的皮带轮离开之后的第一位置处抵靠传动带偏压第一皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持传动带上的张力。所述第二传动带张紧器配置并定位成在传动带朝向所述皮带轮趋近之前的第二位置处抵靠传动带偏压第二皮带轮，从而在驱动和从动模式两者期间保持第二位置处传动带上的张力。

Description

具有电动机-发电机单元的发动机系统的传动带张紧组件

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2011年6月20日提交的美国临时专利申请序列号61/498,878的优先权权益，上述申请在此作为参考全文引入。

技术领域

本发明涉及内燃发动机，且更具体地涉及用于BAS动力系统的发动机附件驱动装置和用于BAS动力系统的传动带张紧器。

背景技术

混合动力车辆的带式交流发电机起动器(“BAS”)动力系统与传统的、非混合动力系统不同。在BAS动力系中，发动机曲轴(即，输出轴)不是用于沿其路径牵拉传动带的唯一动力(即，扭矩)源。在BAS动力系中，可以采用多个操作模式，且用于驱动传动带的动力不仅可以由发动机提供，而且可以由电动机-发电机单元(MGU)提供。当BAS动力系在操作模式之间过渡时，在沿传动带路径各个位置处的传动带张力通常变化。张力的这些变化对于BAS动力系的设计者提出多个问题。

如本文使用的，措辞“从动”和“驱动”指的是各个系统部件和传动带之间的相互作用。这些相互作用通常涉及传动带与联接到部件的轴上的皮带轮接合。每个部件通常配置成以单个操作方向旋转，且在传动带用以对抗皮带轮的旋转(即，以与皮带轮旋转的方向相反的方向施加扭矩到皮带轮)时，那么皮带轮(和联接到皮带轮的部件)称为驱动所述传动带。当传动带用以增强皮带轮的旋转(即，以与皮带轮旋转的方向相同的方向施加扭矩到皮带轮)时，那么皮带轮(和联接到皮带轮的部件)称为由所述传动带驱动。

应当注意的是，传动带施加扭矩到皮带轮的范围与传动带趋近皮带轮时传动带中的张力和传动带离开皮带轮时传动带中的张力之间的差直接相关。当具体部件由传动带驱动时，传动带离开皮带轮时传动带中的张力大于传动带趋近皮带轮时传动带中的张力，从而导致以与皮带轮旋转的方向相同的方向施加净扭矩到皮带轮(即，趋于增强皮带轮的旋转)。当具体部件操作驱动传动带时，传动带离开皮带轮时传动带中的张力小于传动带趋近皮带轮时传动带中的张力，从而导致以与皮带轮旋转的方向相反的方向施加净扭矩到皮带轮(即，趋于对抗皮带轮的旋转)。

在常规操作模式中，BAS动力系的发动机通过其曲轴(即，输出轴)提供动力，从而将扭矩施加到其连接的皮带轮。皮带轮沿其传动带路径牵拉传动带，从而传动带对抗从曲轴提供的扭矩在皮带轮上施加扭矩。在稳态操作下，由输出轴施加到皮带轮上的扭矩等于由传动带施加到皮带轮上的扭矩，且从发动机传输给传动带的功率与皮带轮速度和皮带轮两侧上的传动带张力的差的乘积大约成比例。当传动带沿其路径行进通过BAS动力系的部件(例如，起动器-发电机、空气调节压缩机、电动转向泵、和电动机-发电机单元(MGU))时，传动带与联接到每个部件的轴上的皮带轮接合，从而与部件相互作用且将功率传输给其中每个。当功率传输时，传动带中的张力用以增强每个部件的旋转。

在该常规操作模式中，发动机驱动传动带，传动带驱动可产生电功率的其余部件，例如MGU。因而，在该模式中，联接到发动机输出轴上的皮带轮操作为驱动皮带轮，且联接到系统中的每个部件上的皮带轮操作为从动皮带轮。此外，当附件传动带施加力以旋转每个附加部件的皮带轮从而将机械功率传输给该部件时，每个从动部件增加传动带的张力，使得传动带离开每个从动部件时传动带中的张力超过传动带趋近该从动部件时传动带中的张力。因此，传动带中的张力在其紧接在传动带离开驱动皮带轮之后趋近一系列从动部件中的第一从动部件时最少。类似地，传动带中的张力在其紧接在传动带离开一系列从动部件中的最后从动部件之后趋近驱动皮带轮时最大。

在增压或混合动力操作模式中，不是由传动带驱动，MGU可以操作为帮助发动机驱动传动带，从而供应功率用于驱动其它附件。在该模式中，MGU可通达并消耗存储能量(例如，来自于蓄电池的电能)以便产生功率以帮助驱动传动带。在该模式中，由MGU提供给传动带的机械功率可能足以给所有其它附件供电，从而在发动机输出轴处施加的扭矩为中性，因而，在传动带与输出轴皮带轮相互作用时，传动带中的张力不变。

在增压或起动模式中，由MGU提供给传动带的机械功率可能不仅足以驱动附件，而且足以提供附加功率以有助于发动发动机(例如，用于起动发动机或者用于增大通过曲轴提供给输出变速器的功率，例如用于车辆)。在这种增压或起动模式中，MGU操作驱动传动带，且传动带帮助驱动发动机。因此，在增压或起动模式中，联接到发动机输出轴上的皮带轮由传动带驱动，从而离开输出轴皮带轮的传动带中的张力超过在传动带趋近输出轴皮带轮时传动带中的张力。

如上所述，在传动带趋近从动部件时传动带中的张力小于在传动带离开该部件时传动带中的张力。传动带中的不同张力的这些区域通常称为与每个皮带轮有关的拉紧侧和松弛侧，松弛侧是具有相对较小张力的一侧。由于每个部件都对张力有贡献，因而，不同传动带张力的区域沿传动带路径发生。因此，在这种系统中可能需要一个或多个传动带张紧器。此外，惰轮通常用于缩短传动带跨距，以使得在传动带中产生松弛的可能最小。

从上文讨论应当理解，在传动带路径的各个位置张力的分布取决于与传动带接合的部件操作的模式。此外，应当理解的是，如果/当部件从一个操作模式过渡至另一个时，传动带路径中具体位置处的传动带张力也可能变化。除了上述模式变化之外，诸如空气调节压缩机的附件可能间歇性地打开或关闭。因而，尽管曲轴速度保持恒定，且尽管可能没有操作模式之间的变化，沿传动带路径的张力分布也可以变化。另外，当曲轴速度变化时，因而当附件传动带和从动附件部件的速度变化时，由每个部件施加到传动带的张力可能变化。因而，在单个操作模式内系统的可变操作可引起附件传动带中张力分布的瞬时变化。

在MGU和其它附件的常规发动机驱动操作期间，在传动带上放置的负载由驱动包括MGU单元在内的附件所需要的功率决定。附件驱动负载可相对轻，因此可需要中到低的传动带张力以避免传动带打滑。另一方面，在其它模式(例如，传动带由MGU驱动的增压模式或发动机起动)期间，MGU必须提供功率以旋转发动机(曲轴、活塞、凸轮轴等)和附件。这种模式，特别是发动机发动模式，可需要明显更高水平的传动带张力以控制带的松弛侧上的运动(即，飘动(flapping))，并且以确保传动带不会打滑。

当例如在混合动力车辆中的BAS动力系改变操作模式时，传动带中的张力分布可能经受比在单个操作模式内操作期间经历的剧烈很多的变化。在曲轴皮带轮操作驱动传动带的操作模式中，传动带的最大张力区域将在传动带趋近曲轴皮带轮时存在。类似地，在MGU皮带轮操作驱动传动带的操作模式中，传动带的最大张力区域将在传动带趋近MGU皮带轮时存在。因而，当系统在这两个模式或其它模式之间过渡时，可能发生传动带张力的分布和幅值的极度瞬变变化。

因而，传动带张紧器必须配置和设置成不仅提供可接受水平的传动带张力，而且适应并补偿BAS动力系的附件传动带中的各种张力分布。另外，传动带张紧器必须能够对张力分布的瞬变变化作出响应。包装约束通常需要采用具有不同枢转位置的独立张紧器、惰轮臂和皮带轮，以获得所需的传动带几何形状。不幸的是，虽然使用多个张紧器、惰轮臂和皮带轮可能增加附件驱动系统的部件之间的间距要求，但是在一些车辆构造中可甚至不利地影响BAS动力系的包装。因而，传动带张紧器必须配置并设置成适应和补偿系统操作期间附件传动带中发生的张力范围。

因此，期望具有适应并补偿附件传动带系统(例如BAS动力系)的路径中的张力分布的显著变化的传动带张紧组件。

发明内容

在第一方面，一种用于保持BAS动力系的传动带中的张力的示例性系统，其中，所述BAS动力系包括发动机和电动机-发电机单元，所述系统包括：第一传动带张紧器，所述第一传动带张紧器包括可旋转地安装在第一可枢转杆臂上的第一张紧皮带轮；以及第二传动带张紧器，所述第二传动带张紧器包括可旋转地安装在第二可枢转杆臂上的第二张紧皮带轮。所述传动带限定传动带路径，所述传动带路径配置成使得传动带与联接到发动机输出轴上的发动机皮带轮和联接到电动机-发电机单元上的MGU皮带轮接合，从而在发动机和电动机-发电机单元之间传输功率。

所述发动机配置成以驱动模式和从动模式操作，在驱动模式中，传动带由发动机皮带轮驱动，在从动模式中，发动机皮带轮由传动带驱动。所述电动机-发电机单元配置成以驱动模式和从动模式操作，在驱动模式中，传动带由MGU皮带轮驱动，在从动模式中，MGU皮带轮由传动带驱动。所述第一传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上在传动带从MGU皮带轮离开之后的第一位置处抵靠传动带偏压第一张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持传动带上的张力。所述第二传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上在传动带朝向MGU皮带轮趋近之前的第二位置处抵靠传动带偏压第二张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持第二位置处传动带上的张力。

在第二方面，一种用于BAS动力系的示例性附件驱动系统，所述BAS动力系包括发动机和电动机-发电机单元，所述附件驱动系统包括发动机皮带轮，所述发动机皮带轮联接到发动机曲轴，用于随发动机曲轴一起旋转。MGU皮带轮联接到电动机-发电机单元的输出轴，用于随电动机-发电机单元的输出轴一起旋转。所述发动机配置成以驱动模式和从动模式操作，所述电动机-发电机单元配置成以驱动模式和从动模式操作。所述系统还包括与发动机皮带轮和MGU皮带轮接合的传动带，从而限定传动带路径且利于在发动机皮带轮和MGU皮带轮之间传输功率。所述系统还包括安装到发动机上且与传动带接合的传动带张紧组件。

根据附件驱动系统的该示例性实施例，所述传动带张紧组件包括：第一传动带张紧器，所述第一传动带张紧器包括可旋转地安装在第一可枢转杆臂上的第一张紧皮带轮；以及第二传动带张紧器，所述第二传动带张紧器包括可旋转地安装在第二可枢转杆臂上的第二张紧皮带轮。所述第一传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上与传动带从MGU皮带轮离开相对应的第一位置处抵靠传动带偏压第一张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持传动带上的张力。所述第二传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上与传动带朝向MGU皮带轮趋近相对应的第二位置处抵靠传动带偏压第二张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持第二位置处传动带上的张力。

方案1.一种用于保持BAS动力系的传动带中的张力的系统，所述BAS动力系包括发动机和电动机-发电机单元，所述系统包括：

第一传动带张紧器，所述第一传动带张紧器包括可旋转地安装在第一可枢转杆臂上的第一张紧皮带轮；以及

第二传动带张紧器，所述第二传动带张紧器包括可旋转地安装在第二可枢转杆臂上的第二张紧皮带轮；

其中，所述传动带限定传动带路径，所述传动带路径配置成使得传动带与联接到发动机输出轴上的发动机皮带轮和联接到电动机-发电机单元上的MGU皮带轮接合，从而在发动机和电动机-发电机单元之间传输功率；

其中，所述发动机配置成以驱动模式和从动模式操作，在驱动模式中，传动带由发动机皮带轮驱动，在从动模式中，发动机皮带轮由传动带驱动；

其中，所述电动机-发电机单元配置成以驱动模式和从动模式操作，在驱动模式中，传动带由MGU皮带轮驱动，在从动模式中，MGU皮带轮由传动带驱动；

其中，所述第一传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上在传动带从MGU皮带轮离开之后的第一位置处抵靠传动带偏压第一张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持传动带上的张力；以及

其中，所述第二传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上在传动带朝向MGU皮带轮趋近之前的第二位置处抵靠传动带偏压第二张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持第二位置处传动带上的张力。

方案2.如方案1所述的附件驱动系统，其中，第一和第二传动带张紧器中的每个都包括配置为线性支柱组件的偏压组件。

方案3.如方案1所述的系统，其中，第一传动带张紧器被液压阻尼。

方案4.如方案1所述的系统，其中，第二传动带张紧器被液压阻尼。

方案5.如方案1所述的系统，其中，第一传动带张紧器被液压阻尼，且其中，第二传动带张紧器被液压阻尼。

方案6.如方案1所述的系统，其中，第一传动带张紧器独立于第二传动带张紧器操作。

方案7.如方案1所述的系统，其中，第一传动带张紧器近距离联接到MGU皮带轮。

方案8.如方案1所述的系统，其中，第二传动带张紧器近距离联接到MGU皮带轮。

方案9.如方案1所述的系统，其中，惰轮沿传动带路径置于第一传动带张紧器和MGU皮带轮之间。

方案10.如方案1所述的系统，其中，惰轮沿传动带路径置于第二传动带张紧器和MGU皮带轮之间。

方案11.一种用于BAS动力系的附件驱动系统，所述BAS动力系包括发动机和电动机-发电机单元，所述附件驱动系统包括：

发动机皮带轮，所述发动机皮带轮联接到发动机曲轴，用于随发动机曲轴一起旋转，所述发动机配置成以驱动模式和从动模式操作；

MGU皮带轮，所述MGU皮带轮联接到电动机-发电机单元的输出轴，用于随电动机-发电机单元的输出轴一起旋转，所述电动机-发电机单元配置成以驱动模式和从动模式操作；

与发动机皮带轮和MGU皮带轮接合的传动带，从而限定传动带路径且利于在发动机皮带轮和MGU皮带轮之间传输功率；以及

安装到发动机上且与传动带接合的传动带张紧组件；

其中，所述传动带张紧组件包括：

第一传动带张紧器，所述第一传动带张紧器包括可旋转地安装在第一可枢转杆臂上的第一张紧皮带轮；以及

第二传动带张紧器，所述第二传动带张紧器包括可旋转地安装在第二可枢转杆臂上的第二张紧皮带轮；

其中，所述第一传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上与传动带从MGU皮带轮离开相对应的第一位置处抵靠传动带偏压第一张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持传动带上的张力；以及

其中，所述第二传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上与传动带朝向MGU皮带轮趋近相对应的第二位置处抵靠传动带偏压第二张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动模式和从动模式两者期间保持第二位置处传动带上的张力。

方案12.如方案11所述的附件驱动系统，其中，第一和第二传动带张紧器中的每个都包括配置为线性支柱组件的偏压组件。

方案13.如方案11所述的附件驱动系统，其中，第一传动带张紧器被液压阻尼。

方案14.如方案11所述的附件驱动系统，其中，第二传动带张紧器被液压阻尼。

方案15.如方案11所述的附件驱动系统，其中，第一传动带张紧器被液压阻尼，且其中，第二传动带张紧器被液压阻尼。

方案16.如方案11所述的附件驱动系统，其中，第一传动带张紧器独立于第二传动带张紧器操作。

方案17.如方案11所述的附件驱动系统，其中，第一传动带张紧器近距离联接到MGU皮带轮。

方案18.如方案11所述的附件驱动系统，其中，第二传动带张紧器近距离联接到MGU皮带轮。

方案19.如方案11所述的附件驱动系统，其中，惰轮沿传动带路径置于第一传动带张紧器和MGU皮带轮之间。

方案20.如方案11所述的附件驱动系统，其中，惰轮沿传动带路径置于第二传动带张紧器和MGU皮带轮之间。

本发明的这些特征和优点以及其它特征和优点从本发明的以下详细描述结合附图显而易见。

附图说明

其它目的、特征、优点和细节在实施例的以下详细描述中仅通过示例的方式显现，详细描述参考附图，在附图中：

图1是体现本发明特征的发动机系统的前视图；

图2是图1的发动机系统的电动机-发电机单元和传动带张紧器的立体图；和

图3是图1的发动机系统的电动机-发电机单元和传动带张紧器的立体图。

具体实施方式

下面的描述在本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明、应用或使用。应当理解，相应的参考标记在全部的附图中表示类似或相应的部分和特征。

根据示例性的实施例，图1示意地图示了BAS动力系统10，其用于具有带式交流发电机起动器(“BAS”)附件驱动系统12的混合动力车辆(未示出)。BAS附件驱动系统12包括安装于发动机曲轴16端部上以用于旋转的发动机皮带轮14。电动机-发电机单元(“MGU”)18包括电机，该电机可被驱动以作为发电机而产生电功率，或者可作为起动器使用电功率驱动BAS动力系统10。MGU 18，可操作为起动器/发电机，在距发动机皮带轮14一定横向距离处安装于BAS动力系统10上，并且包括MGU皮带轮20，MGU皮带轮20安装于MGU转子的轴22上以便旋转。空气调节器压缩机24也可安装在BAS动力系统10上，并包括安装在空气调节器压缩机24的轴28上以用于离合控制的旋转的空气调节器皮带轮26。另外，水泵30安装于BAS动力系统10上，并且类似地包括安装在水泵30的轴34上以用于旋转的水泵皮带轮32。其它类似安装的附件部件，例如空气泵(未示出)或电动转向泵(未示出)，也可与BAS附件驱动系统12相关联。附件传动带36连接在所有的驱动和从动皮带轮14、20、26、32之间并与它们接合，以一起旋转发动机曲轴16、MGU 18、空气调节器压缩机24、水泵30和任何其它任选附件。因此，附件传动带36限定与系统皮带轮接合的传动带路径且利于在驱动和从动皮带轮之间传输功率，从而在发动机曲轴16和MGU 18之间传输功率。

当发动机以其各种混合动力模式中的任一种操作时，MGU 18用作发电机、起动电动机和/或增压电动机。在发电模式中，MGU 18被附件传动带36“驱动”。在起动或发动或增压模式中，MGU 18“驱动”所述附件传动带36。在所示实施例中，发动机曲轴16以顺时针方向旋转。因而，附件传动带36的上部运行段36’是传动带离开MGU皮带轮20的部分，下部运行段36”是附件传动带36趋近MGU皮带轮20的部分。在MGU由附件传动带36驱动的发电模式中，附件传动带36的上部运行段36’通常拉紧(即，典型地处于相对更大张力的状态)而下部运行段36”通常松弛(即，典型地处于相对更小张力的状态)。在MGU 18“驱动”附件传动带36的起动或发动或增压模式期间相对张力的该分布相反。在这些模式中，离开MGU皮带轮20的上部运行段36’通常松弛且处于较小张力下，而趋近MGU皮带轮20的下部运行段36”通常拉紧且处于较大张力下。

本领域技术人员将理解，瞬变状况，例如发动机加速/减速、附件启用/停用、操作模式之间的切换、传动带的间歇性打滑等，可能引起局部传动带张力从上述典型状态瞬变地变化。这些瞬变变化可能增加传动带打滑和/或飘动的可能性。因而，为了适当地张紧附件传动带36，BAS附件驱动系统12包括一个或多个张紧装置和惰轮，以防止例如当MGU18从从动模式切换到驱动模式时传动带打滑。

参考图1-3，在示例性实施例中，第一传动带张紧组件138包括具有枢轴142的皮带轮支撑件140和从枢轴142延伸的杆臂144。杆臂144包括在杆臂144上的第一位置154处可旋转地安装在轴152上的张紧皮带轮150。偏压组件170联接到杆臂144，且定位和配置成在附件传动带36上从MGU皮带轮20离开后的位置处抵靠附件传动带36偏压张紧皮带轮150。张紧皮带轮150被偏压以便以在传动带离开MGU皮带轮20时趋于增加附件传动带36中的张力的方向压靠附件传动带36。在该实施例中，张紧皮带轮150和杆臂144还定位和配置成使得张紧皮带轮150被偏压以便还趋于增加附件传动带36与MGU皮带轮20接触的范围。在一些应用中，可期望将一个或多个惰轮或其它皮带轮驱动部件定位在MGU皮带轮20和张紧皮带轮150之间，从而在张紧皮带轮150经过其围绕枢轴142的运动范围时附件传动带36与MGU皮带轮20之间的接触范围可以保持恒定。

在示例性实施例中，偏压组件170配置为线性支柱组件。因而，偏压组件170包括设置在BAS动力系统10上的偏压支撑点176和杆臂144上的杆臂附连点178之间的盘簧172和液压阻尼器174。在示例性实施例中，液压阻尼器174沿盘簧172的中心轴线设置。在该配置中，盘簧172在张紧皮带轮150压靠附件传动带36时置于压缩状态。然而应当注意的是，用于将张紧皮带轮150抵靠附件传动带36以趋于增加期望传动带位置中的张力或者在一些实施例中趋于增加附件传动带36与MGU皮带轮20接触的范围的方向偏压张紧皮带轮150的其它配置是可能的。例如，盘簧172可置于张紧状态，其中，偏压支撑点176定位成使得张紧皮带轮150以期望方向抵靠附件传动带36偏压。此外，盘簧172可以用其它偏压装置取代，例如配置并定位成作用于杆臂144上的扭簧或者与杆臂144整体形成的悬臂弹簧。

然而应当注意的是，通过将偏压组件170配置为线性支柱组件，如图1所示，可以实现各种包装和设计优点。例如，当偏压组件170配置为线性支柱组件时，杆臂144的几何形状、盘簧172的弹簧特性、以及液压阻尼器174的阻尼特性的变化均可以容易地操控从而产生系统的期望性能特性，同时满足包装约束。例如，在示例性实施例中，增加或减少皮带轮支撑件140和枢轴142之间的距离可能是有利的。同时，增加或减少皮带轮支撑件140和杆臂附连点178之间的距离可能是有利的。

本领域技术人员将理解，杆臂144的几何形状，包括相对于枢轴142位置的各个位置和附连点，可连同偏压支撑点176的位置一起配置，从而产生张紧皮带轮150的期望运动范围，因为其用于保持附件传动带36中的可接受张力水平且防止附件传动带36打滑，例如在MGU 18在从动模式和驱动模式之间切换时或者在其它瞬变事件期间。另外，增加或减少盘簧172的刚度(即，弹簧系数)或者调节盘簧172的长度(例如，通过调节偏压支撑点176的位置)可能是有利的。因而，通过将偏压组件170配置为线性支柱组件，设计者可利用多个附加自由度以提供系统的动态特性的期望组合，包括保持离开MGU皮带轮20的附件传动带36的部分中的可接受张力，同时满足性能、可靠性、包装效率和重量的竞争要求。

皮带轮支撑件140和杆臂144由被选择在端部154处加载时展现预定柔性程度的材料构成，如更详细所述。选择用于构成皮带轮支撑件的材料可包括适当刚性或柔性的金属、复合物、层压物或在与发动机应用相同的环境中展现稳定而可重复的刚性或柔性的其它材料。杆臂144的结构配置以及材料的刚性、柔性、弹簧系数或材料柔顺属性(弹性模量等)将由在MGU 18以发动机起动模式操作时施加在附件驱动系统12上的力确定，如下文更详细所述。

第一传动带张紧组件138在枢轴142处安装到BAS动力系统10，且配置成围绕枢轴142自由旋转。在示例性实施例中，这通过将枢轴142轴颈地安装到BAS动力系统10来实现。

进一步参考图1-3，在示例性实施例中，第二传动带张紧组件238包括具有枢轴242的皮带轮支撑件240和从枢轴242延伸的杆臂244。杆臂244包括在杆臂244上的第一位置254处可旋转地安装在轴252上的张紧皮带轮250。偏压组件270联接到杆臂244，且定位和配置成在附件传动带36上与其趋近(即，在与其接合之前)MGU皮带轮20有关的位置处抵靠附件传动带36偏压张紧皮带轮250。张紧皮带轮250被偏压以便以在附件传动带36趋近MGU皮带轮20时趋于增加附件传动带36中的张力的方向压靠附件传动带36。在该实施例中，张紧皮带轮250和杆臂244还定位和配置成使得张紧皮带轮250被偏压以便还趋于增加附件传动带36与MGU皮带轮20接触的范围。在一些应用中，可期望将一个或多个惰轮或其它皮带轮驱动部件定位在MGU皮带轮20和张紧皮带轮250之间，从而在张紧皮带轮250经过其围绕枢轴242的运动范围时附件传动带36与MGU皮带轮20之间的接触范围可以保持恒定。

在示例性实施例中，偏压组件270配置为线性支柱组件。因而，偏压组件270包括设置在BAS动力系统10上的偏压支撑点276和杆臂244上的杆臂附连点278之间的盘簧272和液压阻尼器274。在示例性实施例中，液压阻尼器274沿盘簧272的中心轴线设置。在该配置中，盘簧272在张紧皮带轮250压靠附件传动带36时置于压缩状态。然而应当注意的是，用于将张紧皮带轮250抵靠附件传动带36以趋于增加期望传动带位置中的张力或者在一些实施例中趋于增加附件传动带36与MGU皮带轮20接触的范围的方向偏压张紧皮带轮250的其它配置是可能的。例如，盘簧272可置于张紧状态，其中，偏压支撑点276定位成使得张紧皮带轮250以期望方向抵靠附件传动带36偏压。此外，盘簧272可以用其它偏压装置取代，例如配置并定位成作用于杆臂244上的扭簧或者与杆臂244整体形成的悬臂弹簧。

然而应当注意的是，通过将偏压组件270配置为线性支柱组件，如图1所示，可以实现各种包装和设计优点。例如，当偏压组件270配置为线性支柱组件时，杆臂244的几何形状、盘簧272的弹簧特性、以及液压阻尼器274的阻尼特性的变化均可以容易地操控从而产生系统的期望性能特性，同时满足包装约束。例如，在示例性实施例中，增加或减少皮带轮支撑件240和枢轴242之间的距离可能是有利的。同时，增加或减少皮带轮支撑件240和杆臂附连点278之间的距离可能是有利的。

本领域技术人员将理解，杆臂244的几何形状，包括相对于枢轴242位置的各个位置和附连点，可连同偏压支撑点276的位置一起配置，从而产生张紧皮带轮250的期望运动范围，因为其用于保持附件传动带36中的可接受张力水平且防止附件传动带36打滑，例如在MGU 18在从动模式和驱动模式之间切换时或者在其它瞬变事件期间。另外，增加或减少盘簧272的刚度(即，弹簧系数)或者调节盘簧272的长度(例如，通过调节偏压支撑点276的位置)可能是有利的。因而，通过将偏压组件270配置为线性支柱组件，设计者可利用多个附加自由度以提供系统的动态特性的期望组合，包括保持离开MGU皮带轮20的附件传动带36的部分中的可接受张力，同时满足性能、可靠性、包装效率和重量的竞争要求。

皮带轮支撑件240和杆臂244由被选择在端部254处加载时展现预定柔性程度的材料构成，如更详细所述。选择用于构成皮带轮支撑件的材料可包括适当刚性或柔性的金属、复合物、层压物或在与发动机应用相同的环境中展现稳定而可重复的刚性或柔性的其它材料。杆臂244的结构配置以及材料的刚性、柔性、弹簧系数或材料柔顺属性(弹性模量等)将由在MGU 18以发动机起动模式操作时施加在附件驱动系统12上的力确定，如下文更详细所述。

第二传动带张紧组件238在枢轴242处安装到BAS动力系统10，且配置成围绕枢轴242自由旋转。在示例性实施例中，这通过将枢轴242轴颈地安装到BAS动力系统10来实现。

如图1和3所示，附件传动带36围绕MGU皮带轮20和张紧皮带轮150和250以蛇形配置周向延伸。在BAS动力系统10以MGU被驱动(即，通过曲轴)的模式操作期间，第二传动带张紧组件238的张紧皮带轮250施加偏压力，所述偏压力趋于增加附件传动带36离开MGU皮带轮20的相对松弛跨距36”中的张力，从而吸收可能存在的任何松弛。在BAS动力系统10以MGU驱动附件传动带36(从而驱动可能联接到传动带的其它部件，例如曲轴)的模式操作期间，第一传动带张紧组件138的张紧皮带轮150施加偏压力，所述偏压力趋于增加附件传动带36趋近MGU皮带轮20的相对松弛上部运行段36’(即，相对松弛跨距)中的张力，从而吸收可能存在的任何松弛。

由于传动带张紧组件138和238，附件传动带36经受的张紧力相对适中，但足以在发动机驱动各个附件和MGU 18的上述操作期间控制传动带运行段36’和36”两者。由此，作用在各个皮带轮和附件的轴承系统上的力经受中等负载，该中等负载仅足以从发动机皮带轮14驱动附件和MGU 18，而没有传动带/皮带轮打滑。

在BAS动力系统10的瞬变操作期间发动机速度迅速改变期间，或者在MGU 18从从动模式切换到发动机发动或起动模式时，由MGU 18在下部传动带运行段36”上产生的力将以导致盘簧272中的存储能量增加的方向推动第二传动带张紧组件238，因为下部传动带运行段瞬时地置于快速和显著增加张力下。因而，传动带被允许在不会折断(snapping)的情况下适应瞬变脉冲，同时盘簧272变形，从而提供下部传动带运行段36”的松弛的增加。同时，在上部运行段36’上产生的力将减少，从而允许第一传动带张紧组件138释放存储在盘簧172中的能量，因为上部传动带运行段经受张力的瞬变、快速和显著的减少。因而，传动带被允许在不与任何皮带轮脱离或者在皮带轮上打滑或者以其它方式飘动的情况下适应瞬变脉冲，同时盘簧172调节从而吸收上部运行段36’中的任何过多松弛的产生。

偏压组件170和270均产生偏压动作，其中，其相应液压阻尼器内部地设计成自由移动以及抵靠上部和下部运行段36’、36”偏压张紧皮带轮150、250以将传动带保持在适合于MGU 18和各种其它发动机附件由曲轴安装的发动机皮带轮14正常稳态驱动的张力。然而，液压阻尼器包括限制由可作用于其上的力引起的压缩率的内部速度敏感阻尼特征(未示出)。

通过提供包括多个张紧皮带轮150和250的多个传动带张紧组件138、238，所述张紧皮带轮150和250可操作保持附件传动带36的上部和下部运行段36’和36”两者中的适当张力，可以适应经受传动带张力的显著瞬变变化的发动机组件(例如，BAS混合动力发动机应用)的操作，而对每个发动机/车辆应用都无需重大的重新包装工作或者发动机改造。

应当注意的是，在示例性实施例中，传动带张紧组件可包括被液压阻尼的第一传动带张紧器。此外，第二传动带张紧器也可以被液压阻尼。此外，第一传动带张紧器和第二传动带张紧器均可以被液压阻尼。

本领域技术人员将理解，第一传动带张紧器响应于传动带的动作且基于几何形状以及阻尼和能量吸收特性的选择来操作。类似地，第二传动带张紧器响应于传动带的动作且基于几何形状以及阻尼和能量吸收特性的选择来操作。因而，第一传动带张紧器和第二传动带张紧器均被允许响应于传动带的在传动带与相应张紧器接触的位置处的动作彼此独立地操作。

应当注意的是，第一传动带张紧器可近距离联接到电动机-发电机单元，从而没有中间皮带轮置于第一传动带张紧器和电动机-发电机单元之间。可选地，惰轮(即，仅需要微小扭矩以便旋转的皮带轮，与驱动附件部件或发动机或者由附件部件或发动机驱动的皮带轮不同)可置于第一传动带张紧器和电动机-发电机单元之间，从而限定和保持传动带离开电动机-发电机单元和/或趋近电动机-发电机单元的期望角度，因而限定和保持传动带与电动机-发电机单元的期望接触程度。类似地，第二传动带张紧器可近距离联接到电动机-发电机单元，从而没有中间皮带轮置于第一传动带张紧器和电动机-发电机单元之间。可选地，惰轮可置于第二传动带张紧器和电动机-发电机单元之间，从而限定和保持传动带离开电动机-发电机单元和/或趋近电动机-发电机单元的期望角度，因而限定和保持传动带与电动机-发电机单元的期望接触程度。

虽然本发明主要地参考BAS混合动力发动机系统描述，但预期本发明在非BAS系统中也能应用，该非BAS系统可能需要高的短期传动带张紧度，例如在更高性能的发动机中，在这些发动机中可频繁出现迅速的速度偏移，因此本发明将不限制为包含于此所描述的实施例。

虽然本发明已经参考示例性实施例进行描述，但是本领域技术人员将理解的是，可以作出各种变化且等价物可替代其元件，而不偏离本发明的范围。此外，可以作出许多修改以使得具体情况或材料适合于本发明的教导，而不偏离其实旨范围。因而，本发明并不旨在限于所公开的具体实施例，而本发明将包括落入本申请范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于保持BAS动力系的传动带中的张力的系统，所述BAS动力系包括发动机和电动机-发电机单元，所述系统包括：

第一传动带张紧器，所述第一传动带张紧器包括可旋转地安装在第一可枢转杆臂上的第一张紧皮带轮；以及

第二传动带张紧器，所述第二传动带张紧器包括可旋转地安装在第二可枢转杆臂上的第二张紧皮带轮；

其中，所述传动带限定传动带路径，所述传动带路径配置成使得传动带与联接到发动机输出轴上的发动机皮带轮和联接到电动机-发电机单元上的MGU皮带轮接合，从而在发动机和电动机-发电机单元之间传输功率；

其中，所述发动机配置成以驱动模式和从动模式操作，在驱动模式中，传动带由发动机皮带轮驱动，在从动模式中，发动机皮带轮由传动带驱动；

其中，所述电动机-发电机单元配置成以驱动模式和从动模式操作，在驱动模式中，传动带由MGU皮带轮驱动，在从动模式中，MGU皮带轮由传动带驱动；

其中，所述第一传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上在传动带从MGU皮带轮离开之后的第一位置处抵靠传动带偏压第一张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持传动带上的张力；以及

其中，所述第二传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上在传动带朝向MGU皮带轮趋近之前的第二位置处抵靠传动带偏压第二张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持第二位置处传动带上的张力。

2.如权利要求1所述的附件驱动系统，其中，第一和第二传动带张紧器中的每个都包括配置为线性支柱组件的偏压组件。

3.如权利要求1所述的系统，其中，第一传动带张紧器被液压阻尼。

4.如权利要求1所述的系统，其中，第二传动带张紧器被液压阻尼。

5.如权利要求1所述的系统，其中，第一传动带张紧器被液压阻尼，且其中，第二传动带张紧器被液压阻尼。

6.如权利要求1所述的系统，其中，第一传动带张紧器独立于第二传动带张紧器操作。

7.如权利要求1所述的系统，其中，第一传动带张紧器近距离联接到MGU皮带轮。

8.如权利要求1所述的系统，其中，第二传动带张紧器近距离联接到MGU皮带轮。

9.如权利要求1所述的系统，其中，惰轮沿传动带路径置于第一传动带张紧器和MGU皮带轮之间。

10.一种用于BAS动力系的附件驱动系统，所述BAS动力系包括发动机和电动机-发电机单元，所述附件驱动系统包括：

发动机皮带轮，所述发动机皮带轮联接到发动机曲轴，用于随发动机曲轴一起旋转，所述发动机配置成以驱动模式和从动模式操作；

MGU皮带轮，所述MGU皮带轮联接到电动机-发电机单元的输出轴，用于随电动机-发电机单元的输出轴一起旋转，所述电动机-发电机单元配置成以驱动模式和从动模式操作；

与发动机皮带轮和MGU皮带轮接合的传动带，从而限定传动带路径且利于在发动机皮带轮和MGU皮带轮之间传输功率；以及

安装到发动机上且与传动带接合的传动带张紧组件；

其中，所述传动带张紧组件包括：

第一传动带张紧器，所述第一传动带张紧器包括可旋转地安装在第一可枢转杆臂上的第一张紧皮带轮；以及

第二传动带张紧器，所述第二传动带张紧器包括可旋转地安装在第二可枢转杆臂上的第二张紧皮带轮；

其中，所述第一传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上与传动带从MGU皮带轮离开相对应的第一位置处抵靠传动带偏压第一张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动和从动模式两者期间保持传动带上的张力；以及

其中，所述第二传动带张紧器配置并定位成在传动带路径上与传动带朝向MGU皮带轮趋近相对应的第二位置处抵靠传动带偏压第二张紧皮带轮，从而在电动机-发电机单元的驱动模式和从动模式两者期间保持第二位置处传动带上的张力。

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