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用于蛇形皮带故障检测和减轻的方法和设备

阅读：877发布：2020-05-08

专利汇可以提供用于蛇形皮带故障检测和减轻的方法和设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本申请整体涉及一种用于机动车辆中的蛇形皮带故障的检测的方法和设备，以及故障检测之后的对应损伤减轻技术。特别地，所述系统操作用于确定诸如交流发电机的第一装置的输出，响应于所述第一装置的所述输出的非期望值而启用由所述相同蛇形皮带所驱动的第二装置，和响应于具有非期望值的所述第二装置的所述输出而预测皮带故障。，下面是用于蛇形皮带故障检测和减轻的方法和设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种设备，包括：
-第一装置，具有第一输出；
-第二装置，具有第二输出；
-处理器，用于响应于所述第一输出小于第一期望值且所述第二输出小于第二期望值，生成指示驱动皮带故障的控制信号，；和
-用户界面，用于响应于所述控制信号而生成警示。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一装置为交流发电机，并且所述第一输出为电压。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二装置为空气调节压缩机，并且所述第二输出为压力。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一装置和所述第二装置由蛇形皮带驱动。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器还操作用于响应于所述第一输出小于所述第一期望值且所述第二输出小于所述第二期望值，停用第三装置。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二装置响应于所述第一装置具有小于所述第一期望值的输出而启用。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述用户界面为车辆舱室内的仪表板灯。
8.一种用于预测蛇形皮带故障的设备，所述设备包括：
-交流发电机，具有输出电压；
-空气调节压缩机，具有输出压力；
-蛇形皮带，用于驱动所述交流发电机和所述空气调节压缩机，其中所述蛇形皮带由汽车发动机驱动；
-处理器，用于响应于所述输出电压小于期望电压且所述输出压力小于期望输出压力，生成控制信号；和
-用户界面，用于响应于所述控制信号而生成指示蛇形皮带故障的警报。
9.一种方法，包括：
-确定由蛇形皮带所驱动的第一发动机附件的第一输出；
-确定由所述蛇形皮带所驱动的第二发动机附件的第二输出；
-响应于所述第一输出小于第一期望值且所述第二输出小于第二期望值，生成控制信号；和
-响应于所述控制信号而生成用户通知。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括响应于所述控制信号而改变发动机性能参数。

说明书全文

用于蛇形皮带故障检测和减轻的方法和设备

技术领域

[0001] 本公开涉及附件驱动系统，并更具体地涉及用于附件驱动系统的蛇形皮带故障监测器。更具体地，本公开的一些方面涉及用于确定机动车辆发动机中的蛇形皮带的故障和潜在故障以用于减轻由其引起的损伤效应的系统、方法和装置。

背景技术

[0002] 本文所提供的背景技术描述是出于整体呈现本公开的背景的目的。当前署名的发明人的工作(就背景技术章节所描述的范围而言)，以及在提交时说明书中不必认为是现有技术的多个方面描述，既不明确地也不隐含地认可为本公开的现有技术。

[0003] 机动车辆可包括内燃机、发电机和电机驱动附件，诸如空调。此外，混合动力车辆可包括电动电机和对该电机供能的可充电电池。电机可传输功率并且可对电池进行充电。接合部可使电机与发动机曲轴连接。接合部可包括附件驱动系统。附件驱动系统可包括接合曲轴和电机的输入端/输出端的蛇形皮带以在其间传送旋转。

[0004] 附件驱动系统的蛇形皮带的故障可导致对发动机部件的机械损伤。当蛇形皮带的故障可疑时，可采取预防措施以减小机械损伤。然而，在机械故障之后得到部件性能是检测到皮带故障的原因。将期望的是在发生机械损伤之前识别蛇形皮带的故障。

[0005] 该背景技术章节所公开的上述信息仅用于增强本发明的背景技术的理解，并且因此其可包含未形成现有技术的信息，该现有技术在该国对于本领域的技术人员而言为已知的。

发明内容

[0006] 本文公开了用于蛇形皮带故障的检测的蛇形皮带故障方法和系统以及相关控制逻辑，以及故障检测之后的对应损伤减轻技术。该方法和系统操作用于识别多个相关故障的根本原因以采取预防措施。

[0007] 根据本发明的一个方面，一种设备，包括具有第一输出的第一装置、具有第二输出的第二装置、用于响应于第一输出小于第一期望值且第二输出小于第二期望值而生成指示驱动皮带故障的控制信号的处理器，和响应于控制信号而生成警示的用户界面。

[0008] 根据本发明的另一个方面，一种用于预测蛇形皮带故障的设备，包括具有输出电压的交流发电机、具有输出压力的空气调节压缩机、用于驱动交流发电机和空气调节压缩机的蛇形皮带(其中蛇形皮带由汽车发动机驱动)、用于响应于输出电压小于期望电压且输出压力小于期望输出压力而生成控制信号的处理器，和用于响应于控制信号而生成指示蛇形皮带故障的警报的用户界面。

[0009] 根据本发明的另一个方面，一种用于预测蛇形皮带故障的方法，包括：确定由蛇形皮带所驱动的第一发动机附件的第一输出；确定由蛇形皮带所驱动的第二发动机附件的第二输出；响应于第一输出小于第一期望值且第二输出小于第二期望值而生成控制信号；和响应于控制信号而生成用户通知。

[0010] 当结合附图考虑时，本公开的上述优点和其它优点以及特征根据优选实施例的下述具体实施方式将为显而易见的。

附图说明

[0011] 通过参考结合附图所考虑的本发明的实施例的下述描述，本发明的上述和其它特征和优点以及实现它们的方式将变为更显而易见的，并且本发明将得到更佳理解，其中：

[0012] 图1根据本公开的实施例、示出了用于检测和减轻机动车辆的蛇形皮带故障的方法和设备的示例性应用。

[0013] 图2根据本公开的实施例示出了框图，该框图示出了用于检测和减轻机动车辆的蛇形皮带故障的示例性系统。

[0014] 图3根据本公开的另一个实施例示出了流程图，该流程图示出了用于检测和减轻蛇形皮带故障的示例性方法。

[0015] 本文所解释的例证示出了本发明的优选实施例，并且此类例证不应视为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

[0016] 本公开的实施例在本文进行描述。然而，应当理解，所公开的实施例仅为实例，并且其它实施例可采取各种和另选形式。附图未必按比例绘制；一些特征可放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性的，而是仅为代表性的。参考附图的任一者所示出和所描述的各种特征可与一个或多个其它附图所示的特征相组合以制备未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施方式可为期望的。

[0017] 图1根据本公开示意性地示出了用于检测和减轻机动车辆100中的蛇形皮带故障的方法和设备的示例性应用。在该示例性实施例中，附件驱动系统40存在并且包括第一毂体50、第二毂体52、第三毂体54、蛇形皮带56和张紧器组件58。第一毂体50固定至曲轴42以用于与之一起旋转。第二毂体52固定至交流发电机36的输出端。第三毂体54固定至额外部件60，额外部件60由曲轴42和/或电机36驱动，诸如冷却剂泵。皮带56接合第一毂体50、第二毂体52和第三毂体54以在其间传送旋转。

[0018] 张紧器组件58包括托架62、第一皮带张紧器毂体64和第二皮带张紧器毂体66、摩擦阻尼旋转张紧器68、液压支柱张紧器70和枢轴联接件72。托架62包括位于其第一端部76和第二端部78之间的孔74。第一皮带张紧器毂体64和第二皮带张紧器毂体66分别可旋转地联接至第一端部76和第二端部78。更具体地，第二皮带张紧器毂体66联接至摩擦阻尼旋转张紧器68，摩擦阻尼旋转张紧器68联接至第二端部78。液压支柱张紧器70包括联接至托架62的第一端部76的第一端部80，和联接至发动机22的第二端部82。

[0019] 现转向图2，示出了框图，该框图示出了用于检测和减轻机动车辆中的蛇形皮带故障的示例性系统200。在该示例性实施例中，系统200包括交流发电机220、空气调节(AC)压缩机230、冷却剂泵240、系统处理器210和用户界面250。该示例性系统操作用于检测蛇形皮带故障来采取故障弱化动作和/或提供用户通知。通过观察多个皮带驱动系统的输出(诸如交流发电机220输出、冷却剂温度和AC压力，等等)而得到该结果。这些系统的每一者可独立地发生故障，但它们不可能一起发生故障，除非蛇形皮带发生故障。

[0020] 在示例性实施例中，系统处理器210操作用于以蛇形皮带故障的情况下的快速变化输出而监测装置(诸如交流发电机220)的输出。在蛇形皮带故障的情况下，交流发电机220的电压输出将立即下降至零。在这种情形下，交流发电机220已发生故障，或蛇形皮带已发生故障。系统处理器210然后操作用于检查另一迅速响应装置的输出，诸如由AC压缩机
230所生成的压力。如果AC压缩机压力已下降，那么蛇形皮带故障为可能的。不可能的是，交流发电机220和AC压缩机230均已同时停止工作，所以驱动皮带故障为可能的。系统处理器然后操作用于在用户界面250上生成指示。用户界面可包括仪表板上的报警灯、车辆的舱室内部的视频屏幕上的消息，或声音警报(诸如鸣响)以向驾驶员通知故障。此外或另选地，系统处理器210可接合预防措施以减少机械损伤的可能性或避免机械损伤。例如，如果蛇形皮带故障可疑，那么系统处理器210可使发动机停止以防止由停用冷却剂泵240所引起的热损伤。另选地，发动机可重新配置来以大幅减少的输出进行操作，诸如仅在两个汽缸上运行以减少热输出并减少机械损伤的可能性。

[0021] 系统处理器210操作用于监测部件的输出，该部件的输出在皮带驱动多个系统的应用中将迅速地响应于皮带故障。如果一个迅速响应系统发生故障并且另一迅速响应系统停用，那么系统处理器可暂时启用第二系统。如果第二系统未响应，那么系统处理器210然后可预测较慢响应系统的即将发生的故障。系统处理器210然后可在发生损伤之前对于那些系统采取故障弱化动作。一个系统的性能变化可迅速地识别，但其它系统可更缓慢地反应。相关“迅速”故障(诸如AC压力和交流发电机输出)允许在“缓慢”故障之前的故障弱化动作(诸如冷却剂温度)变为可检测的。

[0022] 现转向图3，示出了流程图，该流程图示出了用于检测和减轻机动车辆中的蛇形皮带故障的示例性方法300。方法300可通过机动车辆中的处理器来执行。示例性方法首先在305处操作用于监测附件驱动系统内的第一系统的输出，诸如交流发电机电压输出。该方法然后在310处操作用于确定第一系统的输出是否在期望操作输出范围内。如果输出在期望范围内，那么该方法然后返回305处监测第一系统的输出。

[0023] 如果第一系统的输出不在期望操作输出范围内，那么该方法然后在315处操作用于监测第二系统的输出，诸如空气调节压缩机的压力。该方法然后在320处确定第二系统的输出是否在期望操作输出范围内。如果第二系统的输出在期望操作输出范围内，那么该方法可在325处向驾驶员任选地提供第一系统的故障的通知等。该方法然后返回305处监测第一系统的输出。

[0024] 如果第二系统的输出不在期望操作输出范围内，那么在330处蛇形皮带故障得以预测。在蛇形皮带故障预测的情况下，故障动作在335处得以执行。该故障动作可包括驾驶员通知、损伤控制动作(诸如发动机功率的减少、作用汽缸的数量减少或车辆发动机的关闭)。另选地，故障动作可涉及冷却剂温度的密切监测，其中向驾驶员连续通知即将到来的发动机关闭。这可向驾驶员提供充分时间以在发生发动机关闭之前将车辆移动至安全区域来防止机械损伤。该方法然后在305处操作用于返回监测第一系统的输出。

[0025] 应当强调，可对本文所描述的实施例做出许多变型和修改，这些实施例的元素应理解为其它可接受实例等。所有此类修改和变型旨在包括于本文的本公开的范围内，并且受下述权利要求书保护。此外，本文所描述步骤的任一者可同时执行或以不同于如本文所排序的步骤的次序执行。此外，如应显而易见的是，本文所公开的具体实施例的特征和属性可以不同方式进行组合以形成额外实施例，所有这些实施例落入本公开的范围内。

[0026] 除非另行明确地陈述，或以其它方式在所用上下文中所理解，条件语言(诸如“可(can)”、“可(could)”、“可能(might)”、“可能(may)”或“例如”等)通常旨在表达：某些实施例包括(同时其它实施例不包括)某些特征、元件和/或状态。因此，此类条件语言通常不旨在暗示：特征、元素和/或状态以任何方式对于一个或多个实施例为所需的，或一个或多个实施例在或无用户输入或提示的情况下必然地包括用于决定这些特征、元素和/或状态是否包括于任何特定实施例中或是否在任何特定实施例中执行的逻辑。

[0027] 此外，下述术语可已在本文使用。单数形式“一”、“一个”和“该”包括多个指代物，除非上下文另行清楚地指出。因此，例如，对条目的引用包括对一个或多个条目的引用。术语“那些(ones)”指示一者、两者或更多者，并且通常应用于一些或所有的数量的选择。术语“多个”指示两个或更多个的条目。术语“约”或“大约”意指：数量、维度、尺寸、配方、参数、形状和其它特性无需为精确的，而是可为近似的和/或较大的或较小的(根据需要)，从而反映可接受公差、转换因数、舍入、测量误差等以及对于本领域的技术人员而言已知的其它因素。术语“大体”意指：所列举特性、参数或值无需精确地实现，而是偏差或变型(包括例如公差、测量误差、测量精度限制，和对于本领域的技术人员而言已知的其它因素)可以不排除旨在提供特性的效果的量出现。

[0028] 数字数据在本文可以范围格式来表达或呈现。应当理解，此类范围格式仅用于方便和简洁目的，并且因此不仅应灵活地解释为包括明确地列举为该范围的限值的数值，而且应解释为包括该范围所涵盖的所有的独立数值或子范围，如同每个数值和子范围被明确地列举。例如，“约1至5”的数字范围不仅应解释为包括约1至约5的明确列举值，而且应解释为还包括所指示范围内的独立值和子范围。因此，该数字范围包括独立值(诸如2,3和4)和子范围(诸如“约1至约3”、“约2至约4”和“约3至约5”、“1至3”、“2至4”、“3至5”等)。该相同原理适用于仅列举一个数值(例如，“大于约1”)的范围，并且在不考虑正描述的范围或特性的广度的情况下应适用。多个条目出于方便目的可呈现于共同列表中。然而，这些列表应理解为：如同该列表的每个成员独立地识别为单独且唯一成员。因此，在无相反指示的情况下，此类列表的独立成员不应仅基于其在共同组中的呈现而解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。此外，在术语“和”和“或”结合条目列表来使用的情况下，这些术语应广义地解释：所列条目的的任一者或多者可单独地使用或与其它所列条目组合地使用。术语“另选地”指示两个或更多个替代方式中的一者的选择，并且不旨在限制对仅那些所列替代方式的选择或一次对所列替代方式的仅一者的选择，除非上下文另行明确地指示。

[0029] 本文所公开的工艺、方法或算法可递送至处理装置、控制器或计算机(或由其实施)，该处理装置、控制器或计算机可包括任何现有可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，工艺、方法或算法可以许多形式存储为由控制器或计算机可执行的数据和指令，这些形式包括但不限于永久地存储于不可写入存储介质(诸如，ROM装置)上的信息和可变地存储于可写入存储介质(诸如软盘、磁带、CD、RAM装置，和其它磁介质和光介质)上的信息。工艺、方法或算法还可在软件可执行对象中实施。另选地，工艺、方法或算法可整体地或部分地利用合适硬件部件(诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器，或其它硬件部件或装置)或硬件、软件和固件部件的组合来实现。此类实例装置可机载为车辆计算系统的一部分或可非机载地定位，并且可执行与一个或多个车辆上的装置的远程通信。

[0030] 尽管示例性实施例在上文进行描述，但不意味着这些实施例描述了权利要求书所涵盖的所有可能形式。说明书所用的词语为描述性而非限制性的词语，并且应理解，可做出各种改变而不脱离本公开的精神和范围。如先前所描述，各种实施例的特征可进行组合以形成可未明确地描述或示出的本公开的其它示例性方面。尽管各种实施例可已描述为提供优点或就一个或多个期望特性而言相比于其它实施例或现有技术实施方式为优选的，但是本领域的技术人员认识到，一个或多个特征或特性可进行折衷以实现期望整体系统属性，这些期望整体系统属性取决于具体应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、畅销度、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、组装简便性，等等。因此，描述为就一个或多个特性而言相比于其它实施例或现有技术实施方式较不期望的实施例非在本公开的范围之外，并且对于特定应用可为期望的。

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