KR20070057695A - 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동모드를 최적화하기 위한 방법 - Google Patents

차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동모드를 최적화하기 위한 방법 Download PDF

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마르쿠스 켈리
디터 라우케만
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보이트 터보 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

본 발명은 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 방식을 상기 부품과 관련된 조절 장치를 이용해서 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 따라 유체 역학적 부품에 대해 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램이 메모리 유닛 내에 저장되고; 작동점(Nist-ni; Mist-ni)을 적어도 간접적으로 특성화하는 하나 이상의 변수의 실제값(Nist-n; Mist-n)이 매 전달 과정 마다 결정되고; 상기 실제값(Nist-n; Mist-n)이 설정 특성 다이어그램으로부터 나온 설정값과 비교된다. 상기 실제값과 상기 설정값이 편차를 가지면, 상기 작동점에 대한 조절 변수가 변동되고 상기 작동점(Nist-ni; Mist - ni)에 대한 새로운 설정 조절 변수로서 저장된다.
구동 트레인, 유체 역학적 부품, 설정 특성 곡선, 실제값, 설정값, 조절 변수

Description

차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 모드를 최적화하기 위한 방법{METHOD FOR OPTIMISING THE OPERATION OF A HYDRODYNAMIC COMPONENT INTEGRATED INTO A DRIVE TRAIN OF A VEHICLE}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 차량의 구동 트레인 내에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 모드를 최적화하기 위한, 특히 전달 가능한 토크 또는 이용 가능한 제동 토크를 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 청구항 2의 전제부에 따른, 이용 가능한 제동 토크의 이용을 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다.
차량 내의 브레이크 장치로는 유압적 또는 기계적 시스템과 더불어 종종 유체 역학적 리타더(retarder)가 사용된다. 상기 리타더는 구동 트레인 내의 임의의 위치에 추가의 브레이크 장치로서 또는 메인 브레이크 장치로서 통합된다. 배치는 구동기로부터 휠로의 출력 전달 시에 변속기 전방에, 변속기 내에 또는 변속기 후방에 이루어질 수 있다. 제조업자는 유체 역학적 리타더에 특정 특성 다이어그램을 할당 배치하는데, 상기 특성 다이어그램은 예컨대 최종 시험 시에 실제 특성 다이어그램으로서 작성되었고, 특정 감속 또는 특정 제동력의 발생 후에 운전자 요구에 의존해서 상기 특성 다이어그램 내의 각각의 작동점에 상응하는 조절 변수가 할당되어 있다. 조절 변수로는 일반적으로 제어 압력이 사용된다. 선택된 작동 매 체 및 이로 인한 작동 매체 공급 시스템의 구성 및 제어 가능성에 따라, 상기 제어 압력은 작동 매체 레벨 상에 정적으로 가해질 수 있는 압력, 밸브 장치의 작동을 위한 조절 압력 또는 특히 물 펌프 리타더로서의 구현시에 유체 역학적 리타더로의 그리고 상기 리타더로부터의 공급 및 배출 단면 또는 그로부터 주어지는 차압의 제어를 위한 압력에 상응할 수 있다. 상기 미리 주어진 설정 특성 다이어그램 및 개별 작동점에 할당된 조절 변수 및 운전자 요구에 따라, 상응하는 할당 및 유체 역학적 리타더의 조절 장치의 제어가 이루어진다. 그러나, 차량의 작동 동안 상기 고정 특성 다이어그램 및 이것에 할당된, 조절 변수와 개별 작동점 사이의 고정 할당을 사용하면 종종 전체 제동력이 사용될 수 없고, 특히 그에 따라 유체 역학적 리타더가 상응하는 작동점에서 그에 의해 이용될 수 있는 최대 제동력을 발생시킬 수 없는 것으로 나타났다. 이는 개별 경우에 보다 긴 제동 거리, 및 영구 브레이크로서 사용시 소정 결과를 얻기 위해 보다 긴 시간 동안 보다 높은 제동력 요구로 인해 상응하는 냉각력을 제공해야 하는 것을 의미한다. 조립, 장착 및 작동 중의 다른 조건에 의해 주어지는 경계 조건은 고정 특성 다이어그램 설정에 의해 고려될 수 없다.
동일한 문제점이, 동일한 타입 및 동일한 경계 조건의 유닛에 대해 실제로 전달 가능한 토크가 제조 공차로 인해 매우 심하게 변할 수 있는 유체 역학적 클러치 및 유체 역학적 회전수/토크 변환기에도 유사하게 나타난다. 이는 종종 이론적으로 전달 가능한 토크가 실제로 이용될 수 없게 하고, 그에 따라 유체 역학적 부품이 처음부터 상응하게 더 크게 설계되거나 또는 구조적 특성의 추후 조치에 의해 보상되어야 한다.
본 발명의 목적은 구동기, 및 조절 장치를 가진 유체 역학적 부품을 포함하는 구동 트레인을 구비한 차량에서 이론적으로 이용 가능한 전달 파워, 특히 토크의 이용을 최적화하기 위한 방법으로서, 설정 특성 다이어그램의 하나의 작동점에서 이론적으로 전달 가능한 전체 토크가 이용되고 전달됨으로써, 과도한 치수 설계가 방지되는, 그러한 방법을 개발하는 것이다. 특히, 유체 역학적 리타더에 있어서, 추가의 구조적 조치 없이, 미리 주어진 충전률에서 특정 크기의 리타더에 의해 이론적으로 이용될 수 있는 전체 제동력이 이용될 수 있어야 한다.
상기 목적은 청구항 1 및 2의 특징에 의해 달성된다. 바람직한 실시예는 종속 청구항에 제시된다.
본 발명에 따라 공차에 의한, 또는 구동 트레인 내의, 특히 차량의 구동 트레인 내의 유체 역학적 부품, 특히 클러치, 변환기 또는 유체 역학적 리타더의 작동 동안 발생하는 다른 경계 조건에 의한, 유체 역학적 부품에 의해 얻어질 수 있는, 전달 특성을 나타내는 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이어그램의 변동은, 조절 변수의 조정, 특히 적응(adaption)에 의해 최소화되고, 그에 따라 실제값은 이론적으로 가능한 전달 특성을 나타내는 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램에 매칭됨으로써, 설정되는 실제값이 작동 모드를 적어도 간접적으로 나타내는 변수의 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 미리 규정된 공차 범위 내에 놓이고, 바람직하게는 이것에 직접 상응한다. 상기 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이어그램은 유체 역학적 리타더에서는 제동 시에 리타더에 의해 얻어질 수 있는, 제동을 나타내는 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이어그램이며, 상기 특성 곡선 또는 특성 다이어그램은 유체 역학적 리타더의 작동 모드를 적어도 간접적으로 특성화한다. 실제 특성 곡선은 조절 변수의 적응에 의해, 특정 타입의 리타더에 의해 이론적으로 얻어질 수 있는 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램에 매칭됨으로써, 설정되는 실제값은 적어도 유체 역학적 리타더의 작동 모드를 적어도 간접적으로 나타내는 변수의 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 공차 범위 내에 놓이며, 바람직하게는 이것에 직접 상응한다. 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이어그램은 유체 역학적 부품, 즉 유체 역학적 클러치, 변환기 또는 유체 역학적 리타더의 작동 모드를 적어도 간접적으로 특성화하는 변수를 포함한다. 이는 일반적으로 특정 타입의 유체 역학적 부품에 대해 이론적 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램이 메모리 유닛에 저장됨으로써 해결되며, 이 경우 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 각각의 작동점에는 그것의 설정을 위한 하나의 설정 조절 변수가 할당된다. 전달될 토크, 파워 또는 이것을 적어도 간접적으로 나타내는 변수에 따른 설정에 의존해서 또는 특정 제동 토크, 소정 감속 또는 제동을 특성화하는 다른 변수, 예컨대 제동 거리 등의 발생에 따른 설정에 의존해서, 조절 장치는 소정 작동점의 설정을 위해 미리 주어지는 설정 조절 변수에 의해 제어된다. 이는 바람직하게는 전체 제동에, 예컨대 제동의 지속 시간 동안 제동 토크를 형성하기 위한 제동에 또는 제동될 소자의 회전수를 변동시키기 위한 제동에 적용된다. 이를 위해, 상기 변수를 적어도 간접적으로 특성화하는 변수가 검출되어, 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 각각의 작동점의 상응하는 변수와 비교된다. 편차가 발생하면, 각각의 작동점에 대해 개별 작동점을 특성화하는 파라미터의 실제값에 적어도 간접적으로 영향을 주기 위해 조절 변수가 변동된다. 상기 변동된 조절 변수는 각각의 작동점에 대해 새로운 설정 조절 변수로서 저장되고, 상기 새로운 설정 조절 변수는 각각의 작동점을 새로 설정할 때 전달 특성, 특히 토크, 특히 리타더의 경우 제동 토크에 영향을 주기 위한 조절 장치의 제어를 위한 설정 조절 변수로서 사용된다.
본 발명에 따른 해결책은 주행 작동 시에 사용될 뿐만 아니라, 시험대, 특히 롤러 시험대에서 차량의 최종 시험 시에도 사용된다. 이 경우, 리타더의 시험을 위해 엔진이 제동된다.
본 발명에 따른 해결책에 의해, 부품 및 조립 공차가 크고 경계 조건이 상이할 때도 동일한 요구 조건으로 항상 동일한 토크를 전달하거나 동일한 제동력을 제공하는 것이 가능해진다. 이는 특성 다이어그램, 특히 조절 변수 특성 다이어그램의 상응하는 교정(calibration)에 의해 간단히 실현된다. 따라서, 제어 변수와 출력 변수 사이의 매칭이 개선된다. 상응하는 특성 다이어그램 또는 특성 곡선의 개별 작동점에 대해 새로운 설정 조절 변수가 적어도 기록 및 판독 가능한 메모리에 저장된다. 가장 간단한 경우에, 상기 저장은 유체 역학적 부품, 특히 클러치, 변환기 또는 유체 역학적 리타더에 할당 배치된 특성 메모리에서 이루어지고, 상기 메모리는 바람직하게는 유체 역학적 부품의 하우징에 또는 이것에 대해 짧은 공간적 거리를 두고 배치될 수 있다. 특성 메모리 자체는 특성 곡선, 바람직하게는 특성 다이어그램, 특히 리타더의 작동 모드에 대한 조절 변수 특성 다이어그램 및 설정 특성 다이어그램의 저장과 더불어, 유체 역학적 리타더의 작동 모드를 나타내는 다른 변수도 저장할 수 있다. 이를 위해, 이것에 상응하는 입력부들이 할당 배치되고, 상기 입력부들은 상응하는 검출 장치와 결합된다. 바람직하게는 하나 이상의 통신 인터페이스가 제공되고, 상기 인터페이스는 데이터를 특성 메모리 내로 판독 입력(read-in) 및 판독 출력(read-out)을 가능하게 한다. 이러한 목적을 위해, 특성 메모리는 데이터 통신 네트워크 또는 제어 장치와 접속 가능하다. 설정 특성 다이어그램 또는 설정 조절 변수는 차량에 사용시 일반적으로 첫 시동 시에 제어 장치 내로 판독된 다음, 상기 제어 장치 내에서 처리 및 조정된다. 조절 변수 특성 곡선 또는 -특성 다이어그램의 조정 후에, 특성 메모리로의 상응하는 전송이 다시 이루어짐으로써, 특히 제어 장치의 교체 시에 최적의 특성 곡선을 얻기 위해 유체 역학적 리타더에 대해 이미 결정된, 조정된 설정 조절 변수 특성 곡선이 새로운 제어에도 이용된다. 즉, 상응하는 제어 특성 곡선이 유체 역학적 부품에 항상 남아 있다. 물론, 이것이 반드시 필요한 것은 아니다. 개별 특성 곡선-설정 특성 곡선 및 설정 조절 변수-특성 곡선 및 -특성 다이어그램이 제어 장치에 저장되고 필요한 경우 처리될 수도 있다. 상기 제어 장치는 구동 트레인의 다수의 부품에 할당 배치된 중앙 제어 장치로 형성되거나 또는 유체 역학적 부품 또는 이것을 포함하는 유닛에 할당 배치된 별도의 제어 장치로 형성된다. 후자는 상기 유닛 또는 유체 역학적 부품의 하우징에 또는 이것 내에 배치될 수 있다. 상기 제어 장치는 작동 동안 다른 설정값 및 실제값을 처리하기 위해 사용된다. 특히 제어 장치는 검출된 실제값의 처리와 더불어 유체 역학적 부품의 작동 모드를 적어도 간접적으로 특성화하는 변수를 검출하고 처리한다.
매 제동 시에 바람직하게는 연속적으로 검출되는, 제동을 적어도 간접적으로 특성화하는 하나 이상의 변수의 실제값은 일반적으로 제동 토크 또는 이것을 적어도 간접적으로 나타내는 변수이고, 상기 변수는 바람직하게는 제동될 소자의 회전수 변동에 의해 결정된다. 소정 제동력에 따라 제동 토크가 단계적으로 또는 무단으로 설정될 수 있다. 전자의 경우에는 특성 다이어그램이 하나 이상의 특성 곡선, 바람직하게는 개별 브레이크 단계에 할당 배치된 개별 특성 곡선들 다수로 구성되는 한편, 다른 경우에는 각각의 작동점이 제동될 소자의 회전수, 바람직하게는 회전자 블레이드의 회전수에 대한 미리 주어진 최대- 및 최소 제동 토크 곡선 사이에서 움직일 수 있다. 특성 다이어그램 내의 각각의 개별 작동점에는 상기 작동점을 설정하는 상응하는 설정 조절 변수가 할당된다. 개별 제동 토크는 조절 변수, 특히 제어 압력의 함수이다. 이는 리타더의 충전을 결정한다.
이는 클러치 및 변환기 형태의 유체 역학적 부품에도 유사하게 적용된다. 전달 특성을 특성화하는 변수는 전체 전달 지속시간에 걸쳐, 바람직하게는 연속적으로 또는 간헐적으로 검출되거나 결정된다. 상기 전달 특성을 특성화하는 변수는 예컨대 전달 가능한 토크, 변환 또는 상기 변수들을 적어도 간접적으로 나타내는 하나 이상의 변수이다.
본 발명의 개선예에 따라 항상 설정 특성 다이어그램 또는 설정 특성 곡선에 대한 특정 공차 범위가 미리 주어지고, 이것을 나타내는 한계값이 미리 규정될 수 있거나 또는 결정된다. 공차 범위, 즉 하나의 작동점에서 상하 편차는 제동 토크의 예에서 바람직하게는 제동 토크의 최대 20%이다.
특히 바람직한 개선예에 따라 예측된 조정이 선택적으로 제공된다. 즉, 작동점의 보정 또는 적응이 추가로 저장된다. 이를 위해, 예컨대 수행된 보정이 결정된 또는 얻어진 작동점과 관련해서 저장된다. 따라서, 상이한 보정값 및 조정으로부터 차후 조정에 대한 경향이 도출될 수 있다. 예컨대, 토크를 결정하기 위해, 특정 회전수 n 및 작동 매체의 온도에서 특정 조절 압력이 조절 변수로서 주어졌다. 에이징, 특히 회로 부분의 캐비테이션, 회로 내의 누설 증가 및 그에 따라 유지되기 힘든 회로 압력으로 인해, 시간에 따라 연속적으로 조절 압력의 조정이 필요하다. 장시간 후에 작동점이 다시 제어되면, 저장된 알고리즘을 기초로 사용될 제어 압력이 흡사 예측될 수 있다. 상기 예측 조정은 특히 드물게 나타나는 작동점에 있어서 중요하다. 즉, 특정 작동점이 그 히스토리, 특히 시간에 따른 변동 및 다른 작동점, 특히 인접한 작동점의 히스토리, 특히 시간에 따른 그 에이징 특성을 기초로 적응되어야 한다.
실제 변수를 설정 변수에 매칭시키는 것은 작동 모드를 특성화하는 실제 변수, 바람직하게는 리타더의 경우 하나의 작동점에서 제동 토크를 특성화하는 실제 변수와, 상기 작동점에서 이론적으로 설정가능한 제동 토크 간의 편차가 검출될 때 조절 변수의 변동에 의해 이루어진다. 상기 변동은 기능적으로 또는 보정값에 의해 이루어질 수 있다. 상기 변동은 상기 작동점의 다음 사이클에서 또는 동일한 소정 작동점의 매 n 번째 사이클에서 편차가 발생하면 수행된다. 이는 다른 가능한 유체 역학적 부품, 클러치, 변환기에도 유사하게 적용된다. 여기서는 작동 모드를 특성화하는 변수는 예컨대 토크이다.
바람직한 개선예에 따라, 추가의 의존성이 검출된다. 예컨대, 유체 역학적 클러치 및 변환기에서는 전달 가능한 토크가 그리고 유체 역학적 리타더에서는 제동 토크가 온도에 의존하는 것이 고려된다. 따라서, 바람직하게는 이것이 함께 검출됨으로써, 적어도 3차원의 특성 다이어그램이 얻어진다. 상기 토크는 조절 압력 및 온도 형태의 조절 변수의 함수로서 나타난다. 작동 모드를 적어도 간접적으로 특성화하는 변수에 대한 특성 다이어그램이 항상 다차원이기 위해 다른 의존성도 고려될 수 있다.
보정값 k의 사용시 보정값은 조절 변수에 가해지는 고정적으로 미리 주어진 보정값일 수 있거나 또는 계산 가능한 또는 결정 가능한 보정값일 수 있고, 이 경우 함수 관계가 고려될 수 있다. 가장 간단한 경우, 보정값은 편차 시에 실제값을 설정하기 위해 현재 사용되는 설정값에 가산되거나 감산되는 고정 변수이다. 특히 바람직한 실시예에 따라, 보정값을 가변적으로 유지하기 위해, 2개의 연속하는 동일한 작동점들 사이에서 동일한 작동점의 여러 번의 사이클에서 결정된 값들에 의존해서 상기 보정값을 계산함으로써 미세 단계의 샘플링이 가능하다. 조절 변수(Ysoll)는 예컨대 현재 결정된 토크, 특히 리타더의 경우 실제 제동 토크와 상기 작동점의 선행 세팅 또는 상기 선행 세팅 중 하나에서 결정된 실제 제동 토크와의 상과 작동점의 마지막 세팅 시에 결정된 조절 변수와의 적으로부터 결정된다. 새로운 설정 변수 값에 의해 얻어질 수 있는 작동 파라미터, 특히 제동 토크에 대한 상응하는 실제값이 항상 설정 특성값의 공차 범위 내에 있으면, 결정된 설정 조절 변수는 상기 작동점에 대한 새로운 설정 조절 변수로서 설정되고 저장된다. 이 경우, 설정 변수의 매 변동이 저장될 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 나타내는 개략적인 신호 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 구동 트레인 내의 유체 역학적 부품의 기본 구성 및 배치를 나타낸 개략도.
도 3a 내지 도 3c는 회전수/토크 다이어그램으로 나타낸, 유체 역학적 리타더에 대해 이론적으로 미리 주어지는 설정 특성 다이어그램, 작동 사이클 동안 결정된, 편차를 갖는 실제 특성 다이어그램 및 본 발명에 따른 방법에 의해 주어지는, 유체 역학적 리타더의 보정된(corrected) 특성 다이어그램.
도 1은 적어도 간접적으로 구동 휠(4)과 결합되는 구동기(3)를 구비한 구동 트레인(2)을 포함하는 차량(1)에서 제동 출력 제공을 최적화하기 위한 예에서 본 발명에 따른 방법의 기본적인 진행을 개략적으로 도시한다. 구동 트레인(2) 내에는 유체 역학적 부품, 도시된 경우 유체 역학적 리타더 형태의 유체 역학적 브레이크 장치(5)가 배치된다. 구동 트레인(2)은 도 2에서 그 기능과 관련해서 개략적으 로 도시된다. 리타더(5) 형태의 유체 역학적 부품은 회전자 블레이드(R)로서 작용하는 1차 휠(P) 및 고정자 블레이드(S)로서 작용하는 2차 휠(T)을 포함한다. 2차 휠(T)은 정지 상태이다. 리타더(5)에는 하나 이상의 조절 장치(10)를 가진 작동 매체 공급 시스템(6)이 할당 배치된다. 유체 역학적 리타더(5)의 제동력이 일반적으로 작동실(7)의 충전률 및/또는 작동 매체 공급 시스템(6)의 개별 라인 내의 압력 비, 특히 작동실 내로의 하나 이상의 유입부(8) 및/또는 작동실(7)로부터의 유출부(9) 내의 압력 비에 의해 결정되기 때문에, 브레이크 장치(5)에는 조절 장치(10)가 할당 배치된다. 상기 조절 장치는 전달 가능한 제동 토크의 조절에 대한 실시예 및 방식에 따라 그리고 유체 역학적 리타더(5)의 작동 매체 공급 시스템(6)의 실시예에 따라 상이하게 구현될 수 있다. 소정 제동력을 특성화하는 제동 토크(MBrems)를 이론적으로 이용 가능한 및 설정 가능한 제동 토크에 대한 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 형태로 설정하기 위해, 조절 장치(10)에는 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 각각의 개별 작동점에 대해 상응하는 조절 변수(Y)가 할당된다. 이는 유체 역학적 리타더(5)의 설정 가능한 제동 토크에 대해 미리 규정된 또는 미리 주어진 설정 특성 곡선의 상응하는 작동점에 대한 할당을 가지고 설정 조절 변수 특성 곡선 또는 설정 조절 변수 특성 다이어그램(Ysoll)으로 나타내진다. 각각의 유체 역학적 리타더에 대해, 특히 구성 및 파워가 동일한 타입에 대해, 이러한 미리 규정된 또는 미리 주어진 설정 특성 곡선 또는 특성 다이어그램이 존재한다. 이는 일반적으로 회전수/토크 특성 다이어그램이다. 여기 서, 회전수는 회전자 블레이드(R) 또는 이것과 적어도 간접적으로, 즉 직접적으로 또는 다른 전달 소자를 통해 결합된 소자의 회전수이며, 토크는 유체 역학적 리타더(5)에 의해 얻어질 수 있는 제동 토크(MBrems)이다. 상기 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램을 얻기 위해, 각각의 작동점, 즉 각각의 회전수에 상응하는 조절 변수(YSoll1 내지 YSolln)가 할당된다. 조절 변수(YSoll)는 현재 주어지는 작동 조건에 의존해서 바람직하게는 제어 디바이스(12) 형태의 제어 장치(11)에 의해 제공된다. 조절 변수(YSoll)에 대한 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램은 제어 장치(11)에 의해 유체 역학적 리타더에 대한 할당에 따라 유체 역학적 리타더(5)에 할당 배치된 기록 및 판독 가능한 메모리(13)로부터 판독되어 조절 장치(10)에 공급될 수 있다. 이 경우, 제어 장치(11)의 기능, 특히 제어 디바이스(12)의 기능은 차량에 사용할 때 구동 트레인 내의 부품에 할당 배치된 임의의 제어 장치 또는 중앙 주행 제어부에 의해 수행될 수 있다. 소정 제동 토크, 제동력 또는 소정 감속 또는 제동을 적어도 간접적으로 나타내는 다른 변수의 설정은 차량의 제동 토크 또는 감속의 설정 후에 운전자 요구를 설정하기 위한 장치(14)에 의해 이루어진다. 일반적으로 상기 장치는 브레이크 페달의 형태로 구현되거나 또는 브레이크 단계 선택 레버로 구현된다. 또한, 1차 휠(P)의, 특히 유체 역학적 리타더(5)의 회전자 블레이드(R)의 실제 회전수(nist)를 적어도 간접적으로 나타내는 변수를 검출하기 위한 검출 장치가 제공된다. 상기 검출 장치는 도면 부호 15로 표시되고 가장 간단한 경우에 회전자 블레이드(R)에 연결된 샤프트에 할당 배치될 수 있으며 센서의 형태로 주어진다. 상기 센서는 제어 장치(11)용 신호를 발생시킨다. 상기 신호에 따라 제어 장치(11)에 저장된, 유체 역학적 리타더의 특정 작동 상태에 대한 설정 특성 곡선으로부터 조절 변수(YSoll)가 결정되어 조절 장치(10)의 제어에 사용된다. 상기 특정 회전수(n)에 대해 특정 토크 값(Mist)이 유체 역학적 리타더(5)에 설정된다. 상기 값 또는 상기 값을 적어도 간접적으로, 즉 직접적으로 또는 함수 관계 또는 비례성을 통해 특성화하는 변수는 예컨대 검출 장치(18)에 의해 검출되어, 제어 장치(11)에 저장된, 작동 모드를 적어도 간접적으로 나타내는 변수에 대한 설정 특성 다이어그램과 비교된다. 토크의 실제값은 여러 값들에서 계산될 수 있다. 편차가 발생하면, 본 발명에 따라 상기 작동점에 대한 조절 변수(YSoll)가 조정되고, 이로 인해 미리 규정된 또는 미리 주어진 설정 특성 다이어그램 또는 설정될 토크에 대한 개별 특성 곡선이 얻어진다. 상기 작동점에 대한 조절 변수(YSoll)가 변동된다. 상기 변동은 상이하게 이루어질 수 있다. 가장 간단한 경우, 각각 보정값 만큼 조정이 이루어질 수 있으며, 상기 보정값은 작동점을 새로 설정할 때마다 새로이 조정된다. 바람직하게는 상기 조치는 바람직하게는 특정 간격, 예컨대 회전수 간격을 가진 다수의 작동점에 대해 또는 모든 작동점에 대해 선택된다. 후자의 경우, 예컨대 회전수 범위에 의해 결정되는 전체 작동 범위가 순환된다. 다른 가능성은 함수 관계 형태의 조절 변수를 새로 결정하는 것이다. 이와 관련해서 많은 가능성이 있다. 가장 간단한 경우, 동일한 작동점에 대한 선행 작동 사이클의 이미 결정된 변수, 즉 결정된 실제 값이 사용된다. 이와 관련한 가능성은 도 1에서 더 정확히 설명될 것이다. 상기 조정은 가장 간단한 경우 제어 장치(11)에서 이루어진다. 이를 위해, 상기 제어 장치(11)는 적어도 비교 장치(16)와 설정값 보정 장치(17)를 포함한다. 상기 과정은 필요한 정확도가 얻어질 때까지 반복된다. 이는 예컨대 유체 역학적 부품(1)의 작동 모드를 나타내는 특정 설정 특성 곡선에 대한 공차 범위의 설정에 의해 이루어질 수 있으며, 상기 작동점에 대한 공차 범위 내의 값이 얻어질 때 출력 과정은 중단된다. 공차 범위를 전체 특성 곡선에 걸쳐 균일하게 놓거나 또는 개별 범위에서 심한 편차를 허용하는 것도 가능하다. 필요한 정확도가 얻어지면, 개별 작동점에 대해 조정된, 개별 조절 변수(Y)에 대한 설정값(Ysoll-neu)이 저장될 수 있다. 조절 변수에 대한 상기 설정 변수 특성 다이어그램이 유체 역학적 리타더(5)에 부가되어 각각의 x-임의의 제어에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 기본 원리를 신호 흐름도로 나타낸다. 이러한 목적을 위해, 특정 타입의 유체 역학적 리타더, 특히 특정 구성 및 크기의 리타더에 대해, 유체 역학적 리타더(5)의 작동 모드를 나타내는 설정 특성 다이어그램이 제어 장치(11)에 저장되고, 또한 상응하는 설정 조절 변수 특성 다이어그램이 저장된다. 작동 모드를 나타내는 설정 특성 다이어그램은 예컨대 설정 토크 다이어그램이며, 상기 토크는 리타더에서 제동 토크로 특성화된다. 전체 작동 범위에 걸친 개별 토크는 MSoll1 내지 MSolln 으로 표시된다. 각각의 작동점에는, 특히 토크 특성 다이어그램 내의 설정 토크에는 바람직하게는 조절 압력(pY) 형태의, 유체 역학적 부품에서의 상응하는 조절 변수(Y)가 할당된다. 이것으로부터 얻어지는 pYSoll 에 대한 설정 조절 변수 특성 다이어그램은 다수의 개별 조절 변수(pYSoll1 내지 pYSolln)로 이루어진다. 바람직하게는 회전자(R)의 회전수(n)에 대한 상관(correlation)이 이루어진다. MSoll1 내지 MSolln 에 대한 설정 토크 특성 다이어그램이 회전수/토크 다이어그램에 저장된다. 개별 특성 다이어그램은 다수의 개별 특성 곡선에 의해 미리 주어질 수 있다. 바람직하게는 유체 역학적 리타더의 회전자 블레이드에서의 회전수(n)에 대한 상관이 이루어진다. 상기 2개의 특성 다이어그램 즉, 설정 토크 특성 다이어그램(MSoll) 및 설정 조절 변수 특성 다이어그램(pYSoll)은 출력 베이스를 형성한다. 제동 동안, 특히 특정 제동 토크의 설정 동안, 실제 토크 특성 다이어그램(Mist)이 결정된다. 이 경우, 예컨대 회전자 블레이드의 회전수와 관련해서 토크 특성 필드 내의 개별 작동점을 나타내는 다수의 개별 토크 특성값들(Mist1 내지 Mistn)이 결정된다. 결정된 실제값, 도시된 경우 토크(Mist)와 각각의 작동점에 대한 설정값(MSoll)과의 비교에 의해, 상기 토크가 설정 토크 특성 다이어그램의 소정 설정값에 상응하는지의 여부가 결정된다. 상기 비교에서 Mist -i 가 특정 작동점에 대한 설정값(MSoll)을 초과하거나 미달하면, 조절 변수는 상응하게 조정되며, 도시된 경우 예컨대 감소되는 한편, 미달 시에는 조절 변수(YSolln)가 커지는 방향으로 변동된다. 이와 관련해서, 조절 변수(Y), 도시된 경우 pYSoll 은 고정적으로 미리 주어지거나, 자유로이 규정되거나 또는 결정될 수 있 는 보정값의 가산 또는 감산에 의해서만 변동될 수 있다. 도 1의 실시예에 따른 다른 가능성은 특히 설정 특성 다이어그램에서 이론적으로 제어되는 동일한 작동점(nist -n, Mist -n)과 조절 변수(pYSoll)의 변동 사이에 함수 관계를 형성하는 것이다. 예컨대, 특정 토크(Mist -n)에 의해 특성화되며 조절 변수(pYSoll)에 의해 설정되는 특정 작동점에 대해, 사이클이 전체 작동 범위에 걸쳐 반복될 때 2개의 동일한 설정 작동점(nist-n, Mist-n)에 대해 연속해서 결정된 값들이 고려된다. 새로이 사용되는 조절 변수(pYSollneu)는 동일한 작동점에서 실제 토크(Mist -n(i-1))와 마지막 결정과의 상과, 현재 가해지는 조절 압력(pYSoll -(i-1))과의 적으로부터 얻어진다. 상기 조절 압력은 동일한 작동점(nist-n, MIST-N)의 마지막 설정으로부터 미리 주어진 설정값(pYSoll)에 상응한다. 필요한 정확도가 얻어지지 않으면, 보정이 계속 이루어진다. 즉, 작동점(n)의 다음 사이클 동안 반복된다. 여기서, n은 구체적인 작동점을 나타내며, i는 작동점(n)의 반복되는 설정의 수를 나타낸다. 그러나, 주어진 실제 토크(Mist - ni)가 공차 범위 내에 있으면, 이를 위해 사용되는, 상기 작동점(n)에 대한 조절 변수값(pYSoll-ni)이 판독 입력될 수 있다. 상기 값은 pYSollneu 로 된다. 바람직하게는 항상 다수의 이러한 반복 단계가 이루어진다. 각각의 작동점(n)에 대해 상기 반복은 항상 작동점에 관련해서 이루어진다. 즉, 예컨대 특정 회전수(n2)에서 특정 충전률을 가정할 때 회전수(n2)와 상기 회전수(n2)에서 설정될 토크(MSoll)에서 의 조절 변수(pYSoll)가 설정값으로 사용되고, n2 에서 실제 토크(Mist2)가 결정된다. 동일한 회전수(n2)에서 Mist2 와 이론적인 설정값(MSoll2)이 편차를 가지면, 특정 회전수(n2)와 상기 회전수(n2)에 대한 토크(MSoll2)에 대한 조절 변수(pYSoll2)의 보정이 이루어진다. 이 경우, 조절 변수(pYSoll2)에 대한 설정값이 새로이 설정되는데, 상기 설정값은 회전수(n2)에서 실제 토크(Mist2)와 회전수(n2)에서 마지막 측정(Mist2 -(1))과의 상과, 회전수(n2)에서 pyist2 와의 적으로부터 결정된다. 필요한 정확도가 얻어지면, 상기 새로운 설정값은 특정 작동점(n)에 대한 고정적으로 미리 주어진 설정값으로서 판독 입력될 수 있다.
도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 방법의 작용을 설명하기 위한 여러 특성 곡선을 나타낸다. 도 3a에는 유체 역학적 리타더에 대한, 최종 시험 시에 기초가 되는 설정 특성 다이어그램이 도시된다. 이것으로부터, 최대 제동 토크(MRet - max, MRet -min)의 발생을 나타내는 2개의 리타더 특성 곡선이 상이하다는 것을 알 수 있다. 이는 항상 유체 역학적 리타더의 충전률(FG) 또는 선택된 소정 브레이크 단계에 의존하기 때문에, 여기에 도시된 2개의 상이한 특성 곡선과 더불어 다수의 이러한 특성 곡선이 미리 주어질 수 있다. 여기서 MRet - max 및 MRet - min 으로 표시되는 각각의 특성 곡선에는 상응하는 조절 변수 특성 곡선(pYmax, pYmin)이 할당된다. 상기 특성 곡선은 소위 회전수/토크 특성 다이어그램(n/M 다이어그램)이다. 회전수(n)는 예 컨대 리타더, 특히 회전자 블레이드(R)의 회전수를 나타낸다.
이에 비해, 도 3b는 개별 작동점에 대한 조절 변수(pYSoll)의 인가시에 나타나는 실제 특성 다이어그램을 도시한다. 이것으로부터 특정 범위에서 각각의 개별 실제 특성 곡선과 소위 설정 특성 곡선의 현저한 편차가 나타나는 것을 알 수 있다. 보정은 조절 변수(pYSoll)의 조정, 구체적인 경우 조절 변수(pYmax, pYmin)의 조정을 통해 이루어진다. 상기 보정은 각각의 개별 작동점에 대해 이루어진다. 이는 리타더에 의해 발생 가능한 최소 제동 토크(MRet - min)에 대해서도 유사하게 이루어진다.
개별 작동점(n)에 대해 새로이 보정된 조절 변수(pYSoll)의 판독 입력은 적어도 기록 및 판독 가능한 메모리에서 이루어진다. 이 메모리는 유체 역학적 부품(1), 특히 유체 역학적 리타더에 부착될 수 있다. 예컨대 하우징에 장착될 수 있다. 다수의 상기 개별 설정 조절 변수값으로부터 얻어진, 보정된 설정 특성 다이어그램(pYSoll)이 유체 역학적 부품(1), 특히 유체 역학적 리타더에 할당 배치된 제어 장치(8) 내로 판독되는 것도 가능하다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예는 다른 유체 역학적 부품, 유체 역학적 클러치 또는 변환기에도 유사하게 적용된다. 첫 번째 경우, 부품은 1차 휠과 2차 휠을 포함하며, 이들은 함께 작동 매체로 충전 가능한 작동실을 형성한다. 두 번째 경우에는, 추가로 하나 이상의 안내 휠이 제공된다. 이 경우에도 전달 가능한 출 력, 특히 전달 가능한 토크가 조절 변수, 특히 조절 압력 및 충전률의 조정에 의해 최적화된다.
본 발명에 따른 해결책은 여기에 설명된, 조절 변수(pYSoll)의 변동 가능성에 국한되지 않는다. 전술한 바와 같이, 특정하게 미리 규정된 또는 미리 주어진 보정값 만큼 단계적으로 변동이 이루어지는 것도 가능하다. 상기 보정값은 계산될 수 있거나 또는 자유로이 정해질 수 있다. 이는 특히 그러한 보정이 어느 간격으로 이루어져야 하는지와 관련된다. 보정은 특정 작동점의 연속하는 사이클에서 또는 작동점(n)의 매 i 번째 세팅 시에만 이루어질 수 있다.
본 발명은 구동기, 및 조절 장치를 가진 유체 역학적 부품을 포함하는 구동 트레인을 구비한 차량에서 이론적으로 이용 가능한 전달 파워, 특히 토크의 이용을 최적화하기 위한 방법으로서, 설정 특성 다이어그램의 하나의 작동점에서 이론적으로 전달 가능한 전체 토크가 이용되고 전달됨으로써, 과도한 치수 설계가 방지되는, 그러한 방법을 개발하는 것이다. 특히, 유체 역학적 리타더에 있어서, 추가의 구조적 조치 없이, 미리 주어진 충전률에서 특정 크기의 리타더에 의해 이론적으로 이용될 수 있는 전체 제동력이 이용될 수 있어야 한다.

Claims (8)

  1. 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 모드를 관련 조절 장치를 이용해서 최적화하기 위한 방법으로서,
    1.1 특정 타입의 유체 역학적 부품에 대해 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램이 메모리 유닛에 저장되고, 상기 설정 특성 곡선 또는 상기 설정 특성 다이어그램의 각각의 작동점에는 설정 조절 변수가 할당되고;
    1.2 특정 토크의 전달 후에 설정에 따라 상기 조절 장치가 설정될 작동점에 할당된 설정 조절 변수에 의해 제어되고;
    1.3
    - 하나의 작동점(nist-ni;Mist-ni)을 적어도 간접적으로 특성화하는 하나 이상의 변수의 실제값(nist-n;Mist-n)이 매 전달 과정마다 결정되고,
    - 상기 각각의 작동점(nist-ni;Mist-ni)에 대한 상기 실제값(nist-n;Mist-n)이 상기 작동점에 대한 상기 설정 특성 다이어그램으로부터 얻어진 설정값과 비교되고,
    - 상기 실제값과 상기 설정값이 편차를 가지면, 상기 작동점에 대한 상기 실제값(nist-n;Mist-n)에 적어도 간접적으로 영향을 주기 위해 상기 조절 변수가 변동되고,
    - 상기 변동된 설정 조절 변수(pYSoll - neu)가 상기 각각의 작동점(nist - ni;Mist - ni)에 대해 새로운 설정 조절 변수로서 저장되고, 상기 새로운 설정 조절 변수는 각각의 작동점(nist-ni;Mist-ni)을 새로 설정할 때 상기 조절 장치(10)를 제어하기 위한 설정 조절 변수(pYSoll)로서 사용되는, 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 모드를 최적화하기 위한 방법.
  2. 구동기, 및 조절 장치를 가진 유체 역학적 브레이크 장치를 포함하는 구동 트레인을 구비한 차량에서 이용 가능한 제동력을 이용하기 위한 방법으로서,
    2.1 특정 타입의 리타더에 대해 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램이 메모리 유닛에 저장되고, 상기 설정 특성 곡선 또는 상기 설정 특성 다이어그램의 각각의 작동점에는 하나의 설정 조절 변수가 할당되고;
    2.2 특정 제동 토크 또는 소정 감속의 발생 후에 설정에 따라 상기 조절 장치가 설정될 작동점에 할당된 설정 조절 변수에 의해 제어되고;
    2.3
    - 하나의 작동점(nist-ni;Mist-ni)을 나타내며 제동을 적어도 간접적으로 특성화하는 하나 이상의 변수의 실제값(nist-n;Mist-n)이 매 제동 시에 결정되고,
    - 상기 각각의 작동점(nist-ni;Mist-ni)에 대한 상기 실제값(nist-n;Mist-n)이 상기 작동점에 대한 상기 설정 특성 다이어그램으로부터 얻어진 설정값과 비교되고,
    - 상기 실제값과 상기 설정값이 편차를 가지면, 상기 작동점에 대한 상기 실제값(nist-n;Mist-n)에 적어도 간접적으로 영향을 주기 위해 상기 조절 변수가 변동되고,
    - 상기 변동된 설정 조절 변수(pYSoll - neu)가 상기 각각의 작동점(nist - ni;Mist -ni)에 대해 새로운 설정 조절 변수로서 저장되고, 상기 새로운 설정 조절 변수는 각각의 작동점(nist-ni;Mist-ni)을 새로 설정할 때 상기 조절 장치(10)를 제어하기 위한 설정 조절 변수(pYSoll)로서 사용되는, 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 브레이크 장치의 제동력을 이용하기 위한 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    3.1 매 제동 시에, 상기 제동 토크를 적어도 간접적으로 나타내는 변수가 제동을 나타내는 변수의 실제값으로서 연속적으로 회전자 블레이드(R)의 회전수 또는 상기 회전자 블레이드와 결합된 소자의 회전수에 대해 결정되고;
    3.2 상기 실제값과 상기 설정값이 편차를 가지면, 상기 리타더(5)의 작동실(7) 내의 충전율(FG)을 변동시키기 위한 제어 압력이 적응되는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 브레이크 장치의 제동력을 이용하기 위한 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절 변수(pYSoll)의 변동 이 미리 주어진 또는 계산 가능한 보정값(K) 만큼 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 모드를 최적화하기 위한 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 조절 변수의 변동이 각각 고정 보정값(K) 만큼 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 모드를 최적화하기 위한 방법.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개별 설정값에는 공차 범위가 할당되고, 상기 공차 범위에 이를 때까지 적응적 변동이 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 모드를 최적화하기 위한 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절 변수의 각각의 저장된 값에 대해 추가로 설정된 실제값과 설정값의 편차의 변수가 결정되어 실제 특성 다이어그램에 저장되는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 모드를 최적화하기 위한 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 실제값을 결정할 때 상기 조절 변수의 각각의 저장된 값에 대해 추가로 작동 매체의 온도 또는 상기 온도를 적어 도 간접적으로 특성화하는 변수가 결정되어 상기 실제 특성 다이어그램에 저장되는 것을 특징으로 하는 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동 모드를 최적화하기 위한 방법.
KR1020067013916A 2004-10-02 2005-09-21 차량의 구동 트레인에 통합된 유체 역학적 부품의 작동모드를 최적화하기 위한 방법 KR20070057695A (ko)

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