KR20020005621A - Method for controlling a belt-pulley drive system, and belt-pulley drive system - Google Patents

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헨드리쿠스 얀 카판
빈덴 요아네스 알베르투스 반
에두아르두스 게라르두스 마리아 홀베크
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이페 판 란덴
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Abstract

구동 벨트(4)가 텐션 하에서 둘레에 감겨진 1개 이상의 구동 및 피동 풀리(1, 2, 3)와, 이 텐션에 영향을 주는 텐셔닝 수단(5, 6)과, 이 텐셔닝 수단(5, 6)을 제어하는 제어 수단(10)을 구비한 벨트-풀리 구동 시스템에서 텐션을 제어하는 방법이 개시되며, 이 방법은 구동 시스템에서 진동 또는 구동 시스템의 진동 진동 거동과 관련된 파라미터를 측정하는 단계와, 이 진동 또는 파라미터의 크기에 기초하여 구동 벨트에서의 텐션을 제어하는 단계를 포함한다.One or more drive and driven pulleys 1, 2, 3, in which the drive belt 4 is wound around the tension, tensioning means 5, 6 affecting this tension, and the tensioning means 5 6) A method of controlling tension in a belt-pull drive system with control means 10 for controlling 6) is disclosed, which method comprises the steps of measuring parameters relating to vibration or vibrational vibration behavior of the drive system in the drive system. And controlling the tension in the drive belt based on the vibration or the magnitude of the parameter.

Description

벨트-풀리 구동 시스템의 제어 방법 및 벨트-풀리 구동 시스템{METHOD FOR CONTROLLING A BELT-PULLEY DRIVE SYSTEM, AND BELT-PULLEY DRIVE SYSTEM}METHOD FOR CONTROLLING A BELT-PULLEY DRIVE SYSTEM, AND BELT-PULLEY DRIVE SYSTEM

이러한 구동 시스템은 가령 연소 엔진으로부터 요구되는 동력에 따라 회전 속도의 범위 내에서 작동한다. 이러한 변동하는 작동 조건의 결과로서, 벨트-풀리 구동 시스템에서 진동이 발생될 수 있다. 그와 같은 진동은 벨트의 텐션(tension)에 의존하기도 하고, 벨트-풀리 구동 시스템의 마모 상태에 의존하기도 한다.Such drive systems operate within a range of rotational speeds, for example, in accordance with the power required from the combustion engine. As a result of these varying operating conditions, vibrations may occur in the belt-pull drive system. Such vibrations also depend on the tension of the belt and also on the wear state of the belt-pull drive system.

그러한 진동의 발생은 바람직하지 않은데, 진동은 구동 시스템에 손상을 유발할 수 있고, 마모를 악화시킬 수 있기 때문이다. 게다가, 발생된 소음은 예컨대 동력 차량 용도에서는 용납되지 않을 수도 있다.The occurrence of such vibrations is undesirable because vibrations can cause damage to the drive system and worsen wear. In addition, the generated noise may not be tolerated, for example, in power vehicle applications.

본 발명은 벨트-풀리 구동 시스템의 분야, 구체적으로는 부하가 걸린 상태에서 벨트-풀리 구동 시스템의 거동에 관한 것이다. 벨트-풀리 구동 시스템은 다양한 분야에 사용된다. 일례로서, 연소 엔진의 보조 장비, 예컨대 다이나모(dynamo), 워터 펌프 등을 구동시키기 위한 벨트-풀리 구동 시스템이 있다.The present invention relates to the field of belt-pull drive systems, in particular to the behavior of belt-pull drive systems under load. Belt-pulley drive systems are used in a variety of applications. As an example, there is a belt-pull drive system for driving auxiliary equipment of combustion engines such as dynamo, water pumps and the like.

도 1은 본 발명에 따른 벨트-풀리 구동 시스템을 보여주는 개략도이다.1 is a schematic view showing a belt-pull drive system according to the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 부하가 걸린 상태에서 그러한 구동 시스템의 거동을 개선하는 방법을 제공하는 것이다. 이 목적은 구동 벨트가 텐션 하에서 둘레에 감겨진 1개 이상의 구동 및 피동 풀리와, 이 텐션에 영향을 주는 텐셔닝 수단(tensioning means)과, 이 텐셔닝 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하는 벨트-풀리 구동 시스템에서 텐션을 제어하는 방법에 의해 달성되며, 이 방법은It is therefore an object of the present invention to provide a method for improving the behavior of such a drive system under load. This object comprises a belt comprising one or more drive and driven pulleys in which the drive belt is wound around under tension, tensioning means influencing the tension, and control means for controlling the tensioning means. Is achieved by a method of controlling tension in a pulley drive system.

구동 시스템에서 진동 또는 구동 시스템의 진동 거동과 관련된 파라미터를 측정하는 단계와,Measuring a parameter related to vibration or vibration behavior of the drive system in the drive system,

상기 진동 또는 상기 파라미터의 크기에 기초하여 구동 벨트에서의 텐션을 제어하는 단계를 포함한다.Controlling the tension in the drive belt based on the vibration or the magnitude of the parameter.

상기 구동 시스템에서 진동을 측정한 후에는, 진동이 감소되거나 완전하게 억제되는 그런 방식으로 벨트 텐션에 영향을 미치는 것이 가능하다. 이는 표준 풀리 벨트 구동 시스템이 여전히 사용될 수 있다는 장점을 가지며, 이와 동시에 부가적인 제어 단계에 의해 그 시스템의 진동 거동에 대한 개선이 이루어진다.After measuring the vibration in the drive system, it is possible to influence the belt tension in such a way that the vibration is reduced or completely suppressed. This has the advantage that a standard pulley belt drive system can still be used, while at the same time an improvement in the vibration behavior of the system is achieved by an additional control step.

이 외에도, 벨트-풀리 구동 시스템의 거동에 영향을 미치는 다른 현상도 마찬가지로 고려될 수 있다. 일례로서, 구동 벨트와 풀리 사이에서 발생하는 바람직하지 못한 슬립이 있다.In addition to this, other phenomena affecting the behavior of the belt-pull drive system can likewise be considered. As an example, there is an undesirable slip that occurs between the drive belt and the pulley.

여기에서도 역시, 본 발명은 다음의 단계를 사용함으로써 유용하게 이용될 수가 있다. 즉,Here too, the present invention can be usefully used by using the following steps. In other words,

구동 벨트와 1개 이상의 풀리 사이의 슬립을 측정하는 단계와,Measuring the slip between the drive belt and the one or more pulleys,

상기 슬립의 크기에 기초하여 구동 벨트에서의 텐션을 제어하는 단계를 포함한다.Controlling the tension in the drive belt based on the size of the slip.

따라서, 본 발명에 따르면, 벨트와 풀리의 마모에 기여하는 슬립도 역시 억제될 수 있다.Therefore, according to the present invention, the slip which contributes to the wear of the belt and the pulley can also be suppressed.

본 발명에 따른 방법은 다양한 방식으로 실시할 수 있다. 예를 들면, 이 방법은 슬립 등과 같은 진동 현상을 검출하는 모니터링 시스템과 조합하여 이용할 수 있다. 그때, 텐션은 모니터링 시스템에 의해 제공되는 신호에 기초하여 제어된다.The method according to the invention can be carried out in various ways. For example, this method can be used in combination with a monitoring system that detects vibrational phenomena such as slip. At that time, the tension is controlled based on the signal provided by the monitoring system.

상기 방법에 대한 다른 실용적인 응용도 마찬가지로 가능하다. 대부분의 경우, 벨트-풀리 구동 시스템이 동일하면 동일한 환경에서, 가령 연소 엔진용 보조 구성 요소로서 사용된다는 것도 기억해야만 한다. 그 경우, 본 발명에 따르면, 그 방법은 이하의 단계, 즉Other practical applications for the method are likewise possible. It should also be remembered that in most cases the belt-pulley drive system is used in the same environment, for example as an auxiliary component for a combustion engine. In that case, according to the invention, the method comprises the following steps, i.e.

시험 벨트-풀리 구동 시스템에서 벨트 텐션을 위한 제어 절차를 결정하는 단계와,Determining a control procedure for belt tensioning in the test belt-pull drive system,

상기 제어 절차와 상기 구동 시스템 특성 사이의 관계를 설정하는 단계와,Establishing a relationship between the control procedure and the drive system characteristics;

상기 시험 벨트-풀리 구동 시스템과 동일한 공칭 벨트-풀리 구동 시스템의 제어 수단에서 상기 제어 절차를 복제하는 단계와,Duplicating said control procedure in the control means of the same nominal belt-pull drive system as said test belt-pull drive system;

상기 특성과 상기 제어 절차에 기초하여 상기 공칭 벨트-풀리 구동 시스템을 제어하는 단계에 의해 적용될 수 있다.Control of the nominal belt-pull drive system based on the characteristic and the control procedure.

본 발명에 따른 방법의 이러한 변형 형태에 따르면, 단지 하나의 벨트-풀리 구동 시스템만을 시험할 필요가 있으며, 다음에 후속하는 벨트-풀리 구동 시스템의 제조는 표준 방식으로 이루어진다.According to this variant of the method according to the invention, only one belt-pull drive system needs to be tested, and the subsequent manufacture of the belt-pull drive system follows in a standard manner.

본 발명에 따른 방법에 이용될 특성으로는 예컨대 엔진 속도, 진동 등이 있다.Properties to be used in the method according to the invention include, for example, engine speed, vibration and the like.

또한, 본 발명은 벨트에 관한 것이며, 여기에서는 텐셔닝 수단은 작동 수단과 결합된 공전 롤러를 구비하며, 상기 작동 수단은 공전 롤러를 풀리 사이에 있는 벨트의 일부 위로 가압하도록 배열된다.The invention also relates to a belt, wherein the tensioning means has an idle roller associated with the actuating means, the actuating means being arranged to press the idle roller over a portion of the belt between the pulleys.

상기 텐셔닝 수단은 예컨대, 상기 작동 수단에 결합된 공전 롤러를 구비하며, 상기 작동 수단은 공전 롤러를 풀리 사이의 벨트의 일부 위로 가압하도록 배열된다.The tensioning means has, for example, an idle roller coupled to the actuation means, the actuation means being arranged to press the idle roller over a portion of the belt between the pulleys.

이제, 본 발명을 도면에 도시된 실시 형태를 참조로 하여 상세하게 설명한다.The present invention will now be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings.

도면은 벨트(4)에 의해 연결된 롤러(1, 2, 3)를 구비하는 벨트-풀리 구동 시스템을 보여준다. 이 벨트-풀리 구동 시스템은 예컨대, 연소 엔진에 사용되어 다이나모(dynamo) 및/또는 워터 펌프를 구동시킬 수 있다.The figure shows a belt-pull drive system with rollers 1, 2, 3 connected by a belt 4. This belt-pull drive system can be used, for example, in combustion engines to drive dynamo and / or water pumps.

상기 벨트(4)의 일부는 텐션 휠(5)에 의해 영향을 받으며, 이 휠은 선형 액츄에이터(6)에 의해 벨트(4)의 일부를 향해 가압된다. 액츄에이터(6)는 고정점에, 예컨대 해당 엔진에 연결된다.A part of the belt 4 is affected by the tension wheel 5, which is pushed towards the part of the belt 4 by the linear actuator 6. The actuator 6 is connected to a fixed point, for example to the engine in question.

또한, 벨트(4)에는 특정 현상, 구체적으로는 진동을 검출하기 위한 센서(8)가 사용된다. 이 센서(8)는 그러한 진동을 나타내는 신호를 발생시키며, 이 신호는 케이블(9)에 의해 제어 유닛(10)으로 전송된다. 상기 센서(8)는 선형 액츄에이터(6)에 일체형으로 될 수도 있다.In addition, the belt 4 uses a sensor 8 for detecting a specific phenomenon, specifically, vibration. This sensor 8 generates a signal indicative of such vibrations, which are transmitted by the cable 9 to the control unit 10. The sensor 8 may be integral to the linear actuator 6.

상기 제어 유닛(10)은 텐션 휠(5)에 의해 벨트 텐션이 영향을 받아서 진동이 제거되도록 하는 그런 방식으로 선형 액츄에이터에 영향을 준다.The control unit 10 affects the linear actuator in such a way that the belt tension is affected by the tension wheel 5 so that vibration is eliminated.

상기 제어 유닛은 예컨대 벨트의 진동 스펙트럼이 기억되는 메로리를 구비한다. 이는 벨트-풀리 구동 시스템에 "자가 학습(self learning)" 능력을 제공한다. 이러한 저장 데이터를 기초로 하여, 상기 제어 유닛은 액츄에이터에 자동으로 영향을 주며, 따라서 향후의 부정적인 현상, 예컨대 진동이 초기에 완화 및 방지되는 그런 방식으로 텐션 휠과 텐셔닝 벨트(4)에 영향을 준다.The control unit has, for example, a memory in which the vibration spectrum of the belt is stored. This provides the belt-pulley drive system with "self learning" capability. On the basis of this stored data, the control unit automatically affects the actuator and thus affects the tension wheel and the tensioning belt 4 in such a way that future negative phenomena, such as vibrations, are initially mitigated and prevented. give.

Claims (13)

구동 벨트가 텐션 하에서 둘레에 감겨진 1개 이상의 구동 및 피동 풀리와, 이 텐션에 영향을 미치는 텐셔닝 수단과, 이 텐셔닝 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하는 벨트-풀리 구동 시스템의 텐션 제어 방법 으로서,One or more drive and driven pulleys in which the drive belt is wound around the tension, tensioning means influencing the tension, and a control means for controlling the tensioning means. As 상기 구동 시스템의 진동 또는 상기 구동 시스템의 진동 거동과 관련된 파라미터를 측정하는 단계와,Measuring a parameter related to vibration of the drive system or vibration behavior of the drive system; 상기 진동 또는 상기 파라미터의 크기에 기초하여 구동 벨트에서의 텐션을 제어하는 단계를 포함하는 것인 벨트-풀리 구동 시스템의 제어 방법.Controlling the tension in the drive belt based on the vibration or the magnitude of the parameter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 구동 벨트와 1개 이상의 풀리 사이의 슬립을 측정하는 단계와,Measuring the slip between the drive belt and the one or more pulleys, 상기 슬립의 크기에 기초하여 상기 구동 벨트에서의 텐션을 제어하는 단계를 포함하는 것인 벨트-풀리 구동 시스템의 텐션 제어 방법.Controlling the tension in the drive belt based on the size of the slip. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 시험 벨트-풀리 구동 시스템에서 벨트 텐션을 위한 제어 절차를 결정하는 단계와,Determining a control procedure for belt tensioning in the test belt-pull drive system, 상기 구동 시스템의 제어 절차와 특성 사이의 관계를 설정하는 단계와,Establishing a relationship between control procedures and characteristics of the drive system; 상기 벨트-풀리 구동 시스템과 동일한 공칭 벨트-풀리 구동 시스템의 제어수단에서 상기 제어 절차를 복제하는 단계와,Duplicating the control procedure in the control means of the same nominal belt-pull drive system as the belt-pull drive system; 상기 제어 절차 및 동일한 특성에 기초하여 상기 공칭 벨트-풀리 구동 시스템을 제어하는 단계를 포함하는 것인 벨트-풀리 구동 시스템의 텐션 제어 방법.Controlling the nominal belt-pulley drive system based on the control procedure and the same characteristics. 제3항에 있어서, 상기 구동 시스템은 상기 피동 풀리에 결합된 엔진을 구비하며, 상기 특성은 엔진 속도인 것인 벨트-풀리 구동 시스템의 텐션 제어 방법.4. The method of claim 3, wherein the drive system has an engine coupled to the driven pulley and the characteristic is engine speed. 선행항들 중 어느 하나에 있어서,In any one of the preceding claims, 상기 구동 시스템의 진동 스펙트럼을 감소시키는 단계와,Reducing the vibration spectrum of the drive system; 상기 기록된 진동 스펙트럼에 기초하여 상기 구동 벨트에서의 텐션을 제어하는 단계를 포함하는 것인 벨트-풀리 구동 시스템의 텐션 제어 방법.Controlling the tension in the drive belt based on the recorded vibration spectrum. 선행항들 중 어느 하나에 있어서,In any one of the preceding claims, 상기 진동 또는 이와 관련된 파라미터를 메모리에 저장하는 단계와,Storing the vibration or related parameter in a memory; 상기 저장된 진동 또는 파라미터에 기초하여 상기 구동 벨트에서의 텐션을 제어하는 단계를 포함하는 것인 벨트-풀리 구동 시스템의 텐션 제어 방법.And controlling the tension in the drive belt based on the stored vibrations or parameters. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서, 상기 텐셔닝 수단은 휴지 위치 및 상기 구동 벨트의 텐션을 증가시키기 위한 텐셔닝 위치를 제공하는 온/오프 전자석을 구비하는 것인 벨트-풀리 구동 시스템의 텐션 제어 방법.The belt-pull drive system as claimed in claim 1, wherein the tensioning means has an on / off electromagnet providing a resting position and a tensioning position for increasing the tension of the drive belt. Tension control method. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서, 상기 텐셔닝 수단은 스크류 액츄에어터 및 회전 모터, 또는 스크류 액츄에어터 및 선형 모터와 같은 액츄에이터인 것인 벨트-풀리 구동 시스템의 텐션 제어 방법.The method of any one of claims 1 to 6, wherein the tensioning means is an actuator such as a screw actuator and a rotating motor, or an actuator such as a screw actuator and a linear motor. 구동 벨트가 텐션 하에서 둘레에 감겨진 2개 이상의 풀리와, 상기 텐션에 영향을 주는 텐셔닝 수단과, 상기 텐셔닝 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하며, 상기 제어 수단은 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 방법에 따른 상기 텐셔닝 수단을 제어하는 것인 벨트-풀리 구동 시스템.The drive belt includes two or more pulleys wound around the tension under tension, tensioning means affecting the tension, and control means for controlling the tensioning means, the control means comprising: A belt-pull drive system for controlling the tensioning means according to any one of the methods. 제9항에 있어서, 상기 텐셔닝 수단은 작동 수단에 결합된 공전 롤러를 구비하며, 상기 작동 수단은 상기 공전 롤러를 상기 풀리 사이의 벨트의 일부 위로 가압하도록 배열되어 있는 것인 벨트-풀리 구동 시스템.10. The belt-pull drive system as claimed in claim 9, wherein the tensioning means has an idle roller coupled to the actuation means, the actuating means being arranged to press the idle roller over a portion of the belt between the pulleys. . 제10항에 있어서, 상기 작동 수단은 상기 벨트의 일부와 맞물려 있는 작동 위치와 비작동 위치 사이에서 상기 공전 롤러를 변위시키는 자석을 구비하는 것인 벨트-풀리 구동 시스템.11. A belt-pull drive system as set forth in claim 10, wherein said actuating means comprises a magnet for displacing said idle roller between an actuated position and a non actuated position engaged with a portion of said belt. 제10항에 있어서, 상기 작동 수단은 스크류 액츄에이터 및 회전 모터, 또는 스크류 액츄에이터 및 선형 모터와 같은 스크류 액츄에이터를 구비하는 것인 벨트-풀리 구동 시스템.11. A belt-pull drive system as claimed in claim 10, wherein the actuating means comprises a screw actuator and a rotating motor, or a screw actuator such as a screw actuator and a linear motor. 제6항, 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 풀리에는 일정한 직경의 그루브가 형성되어 있는 것인 벨트-풀리 구동 시스템.The belt-pull drive system according to claim 6, 7, or 8, wherein the pulley is formed with a groove having a constant diameter.
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