KR20070057696A - 유체 역학적 부품의 최종 테스트 동안 유체 역학적 부품의실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기위한 방법 - Google Patents

유체 역학적 부품의 최종 테스트 동안 유체 역학적 부품의실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기위한 방법 Download PDF

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디터 라우케만
마틴 베케
마르쿠스 켈리
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보이트 터보 게엠베하 운트 콤파니 카게
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Abstract

본 발명은 유체 역학적 부품의 최종 테스트 동안 유체 역학적 부품의 작동 모드를 특성화하는 실제 특성 곡선 또는 특성 다이어그램을 유체 역학적 부품의 작동 모드를 특성화하는 설정 특성 곡선 또는 특성 다이어그램에 매칭하기 위한 방법에 관한 것이다. 유체 역학적 부품의 최종 테스트 동안 유체 역학적 부품의 작동 모드를 특성화하는 실제 특성 곡선 또는 특성 다이어그램을 유체 역학적 부품의 작동 모드를 특성화하는 설정 특성 곡선 또는 특성 다이어그램에 매칭하기 위한 본 발명에 따른 방법은 소정 작동 모드를 나타내는 유체 역학적 부품의 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램이 상기 유체 역학적 부품에 할당 배치된 기록/판독 가능한 메모리 유닛에 저장되고, 각각의 작동점에는 설정 조절 변수가 할당되며; 현재 실제 특성 곡선이 개별 작동 상태를 특성화하는 작동 파라미터들로부터 결정되어, 각각의 작동점에 대해 미리 주어진 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램과 비교되며, 편차가 미리 설정된 공차 범위를 벗어나면, 각각의 작동점에 대해 설정 조절 변수의 보정이 이루어지며; 편차가 발생하지 않을 때 현재 설정값이 새로운 설정값으로 설정되어 설정 조절 변수로서 메모리 유닛에 판독 입력되는 것을 특징으로 한다.
유체 역학적 부품, 실제 특성 곡선, 설정 특성 곡선, 메모리 유닛, 설정 조절 변수.

Description

유체 역학적 부품의 최종 테스트 동안 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법{METHOD FOR MATCHING THE ACTUAL CHARACTERISTIC CURVE OF A HYDRODYNAMIC COMPONENT TO A PREDEFINED SET CHARACTERISTIC CURVE DURING THE FINAL TEST OF THE HYDRODYNAMIC COMPONENT}
본 발명은 유체 역학적 부품의 최종 테스트 동안 유체 역학적 부품의 작동 모드를 특성화하는 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이어그램을 미리 규정된 또는 미리 주어진 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램에 매칭하기 위한 방법에 관한 것이다.
유체 역학적 부품들은 제조 시에 일반적으로 최종 테스트되며, 테스트 스탠드에서 상기 테스트 시에 상기 설정 가능한 특성 다이어그램이 측정되어 고정 특성 곡선으로서 저장된다. 일반적으로 설정값의 설정은 고객의 요구에 의해 정해지고, 동일한 타입의 모든 유체 역학적 부품들은 상기 설정값 요구 내에서 일정한 공차 범위 내에 놓여야 한다. 이 경우 실제로 유체 역학적 부품에 의해 얻어지는 실제값들이 측정되어 특성 곡선으로 저장된다. 얻어진 실제값과 소정 설정값이 매우 큰 편차를 가지면, 구조적인 후가공 조치가 예컨대, 유체 역학적 리타더의 경우 유출구의 확대에 의해 이루어진다. 그러나, 공차 범위의 설정에 의해, 종종 이용될 수 있는 이론적 전체 제동력이 완전히 사용되지 않는 경우가 있다. 따라서, 동일한 타입의 유체 역학적 리타더의 경우, 동일한 제어 시에도 상이한 제동 토크가 얻어질 수 있다.
제조 편차 중 에이징 현상을 보상하기 위해, 예컨대 차량 변속기, 특히 차량 자동 변속기에서 전환 과정을 최적화하기 위해, 이것을 적응 제어되도록 형성하는 것은 이미 공지되어 있다. 전기 유압식으로 작동 가능한 마찰 소자는 상이한 변속단 간의 전환을 야기한다. 전환 과정을 특성화하는 실제 변수(바람직하게는 드래그 시간, 전환 시간 또는 드래그 시간 동안 회전수 기울기)이 저장된 설정 변수와 비교되고, 미리 주어진 편차를 초과하는 경우 보정값이 저장된다. 이는 후속하는 전환 과정에서 마찰 소자용 제어 변수, 바람직하게는 유압의 형성과 관련한 적응적 제어의 의미로 보정을 일으킨다. 이 방법은 작동 중에야 적응적 제어가 이루어짐으로써 매칭이 특정 작동 시간 후에야 가능하다는 것을 특징으로 한다.
EP 1 437 520 A2에는, 유체 역학적 클러치 형태의 유체 역학적 부품에 있어서, 자동 작동식 클러치의 제어 방법이 공지되어 있으며, 이 방법에서는 전달하려는 토크가 클러치 특성 곡선에 따라 클러치 위치에 의존해서 제어되고 클러치 특성의 변동을 보상하기 위해 클러치 특성 곡선이 보정된다. 이를 위해, 클러치 특성 곡선이 적응되고, 이를 위해 최대 및 최소 허용 특성 곡선이 발생되고, 클러치 특성에 대한 조절 변수에 따라 적응된 보간된 특성 곡선 형태의 유효 클러치 특성 곡선은 최소 특성 곡선의 값과 최대 특성 곡선의 값 사이의 보간에 의해 계산된다. 이러한 방식의 조절에 의해, 상이한 팩터에 의한 클러치 특성 변동에 대한 반응이 이루어진다.
또한, 작동 중에 유체 역학적 부품의 제어를 위한 방법은 DE 106 45 443 C2 및 DE 33 35 259 호에 공지되어 있다. 상기 실시예에서는 작동 중에 조절에 의해 실제값이 설정값에 매칭된다.
본 발명의 목적은 유체 역학적 부품의 작동 모드를 특성화하는 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이어그램을 설정 특성 다이어그램에 매칭하기 위한 방법으로서, 구조적 변동 없이, 소정 설정 특성 곡선 또는 소정 설정 특성 다이어그램에 대한 편차가 최소화되는, 그러한 방법을 개발하는 것이다.
본 발명에 따른 해결책은 청구항 1의 특징에 나타난다. 바람직한 실시예는 종속 청구항에 제시된다.
본 발명에 따라, 유체 역학적 부품에 의해 얻어질 수 있는 특성 곡선 또는 특성 다이어그램에서, 즉 유체 역학적 부품의 작동 모드를 적어도 간접적으로 특성화하는 변수를 포함하는 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이그램에서 공차에 기인한 편차들은 이들이 적어도 유체 역학적 부품의 작동 모드를 적어도 간접적으로 나타내는 유체 역학적 부품의 변수의 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 공차 범위 내에 놓이도록, 바람직하게는 이것에 직접 상응하도록, 최종 테스트 시에 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램에 매칭된다. 이는 최종 테스트 시에 유체 역학적 부품에 의해 얻어지는 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이어그램이 바람직하게는 상이한 작동 요구를 가진 전체 작동 범위의 사이클에서 결정되어, 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 상응하는 작동점과 비교되며, 편차의 발생 시에 작동 모드를 특성화하는 파라미터의 조정을 위해 조절 변수가 변동되고, 상기 변동은 상응하는 작동점의 다음 조정 시에, 공차 범위를 고려해서 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 미리 주어진 또는 미리 규정된 설정값에 대한 매칭 또는 근사가 일어나도록 이루어진다. 상기 상태가 주어지면, 즉 후속 사이클에서 얻어지는 실제값이 적어도 소정 설정값의 공차 범위 내에 놓이거나 또는 이것에 상응하면, 조절 변수가 상기 특정 작동점의 설정을 위한 설정값, 즉 설정 조절 변수로 설정되고 상기 작동점을 얻기 위한 조절 변수로서 저장된다.
본 발명에 따른 해결책에 의해, 동일한 타입의 유체 역학적 부품들 간의 공차가 클 때도 작동 모드를 특성화하는 실질적으로 동일한 특성 곡선이 설정되어 동일한 토크가 전달되거나 발생될 수 있다. 이는 간단한 방식으로 특성 다이어그램, 특히 조절 변수 특성 다이어그램의 상응하는 교정(calibration)에 의해 실현된다. 즉, 하나의 유체 역학적 부품에 대해 작동점을 얻기 위한 조절 변수들이 매칭된다. 따라서, 제어 변수와 출력 변수 사이의 매칭이 개선된다. 새로운 설정 조절 변수는 개별 작동점에 대해 상응하는 특성 다이어그램의 형태로 기록 및 판독 가능한 메모리에 저장되어, 유체 역학적 부품의 후속 작동을 위한 작동점의 설정 시에 제어를 위한 베이스를 형성한다. 이렇게 얻어진 특성 다이어그램은 사용 영역에 조립 전에 유체 역학적 부품에 할당되어 가급적 즉각적인 최적의 작동 모드를 위한 베이스를 형성한다. 가장 간단한 경우, 상기 저장은 유체 역학적 부품에 할당된 특성 메모리에서 이루어지고, 상기 특성 메모리는
- 유체 역학적 부품의 하우징에 또는
- 유체 역학적 부품 내에
배치될 수 있다.
특성 메모리 자체는 특성 다이어그램, 특히 조절 변수 특성 다이어그램의 저장과 더불어, 최종 테스트 동안 또는 나중에 유체 역학적 부품의 작동 시에도 검출되는 다른 특성도 포함할 수 있다. 상기 특성 메모리는 또한 통신 인터페이스를 포함하고, 상기 인터페이스를 통해 상기 특성 메모리가 데이터 통신 네트워크 또는 제어 장치에 접속 가능하다. 차량에 사용시 상응하는 특성 다이어그램 결정 작동 파라미터가 첫 시동 시에 판독 출력(read-out)된다.
다른 가능성은 유체 역학적 리타더 자체에 제어 장치를 할당 배치하는 것이다. 이는 유체 역학적 리타더의
- 하우징 상에 또는
- 하우징 내에
배치될 수 있다. 상기 제어 장치는 작동 동안 다른 설정값 및 실제값을 처리하는 역할을 한다. 특히, 최종 테스트 시에 상기 가능성은, 별도의 제어 장치가 필요 없고 유체 역학적 부품에 할당된 제어 장치에서 특성 곡선의 매칭이 수행되는 장점을 갖는다. 단 하나의 특성 메모리만이 사용되면, 상응하는 특성 다이어그램 처리를 위한 별도의 제어 장치가 필요하다.
유체 역학적 부품은 바람직하게는 유체 역학적 리타더이다. 상기 리타더는 회전자 블레이드 형태의 1차 휠 및 고정된 고정자 블레이드 형태의 2차 블레이드 또는 1차 블레이드에 대한 상대 회전수로 회전하는 블레이드를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 방법을 유체 역학적 클러치 및 유체 역학적 회전수/토크 변환기의 최종 테스트 시에도 적용할 수 있다. 유체 역학적 리타더의 최종 테스트를 위해 사용하는 경우, 작동 모드를 특성화하는 특성 곡선은 회전수/토크 특성 곡선이다. 회전수는 회전자 블레이드의 회전수를 적어도 간접적으로 특성화하는 변수로부터 결정된다. 토크는 발생 가능한 제동 토크(MBrems)이다. 소정 제동력에 따라 제동 토크가 단계적으로 또는 무단으로 설정될 수 있다. 전자의 경우, 특성 다이어그램이 하나 이상의 특성 곡선, 바람직하게는 개별 브레이크 단계에 할당된 개별 특성 곡선들 다수로 구성되는 한편, 다른 경우에는 각각의 작동점이 회전수에 대한 미리 주어진 최대- 및 최소 제동 토크 사이에서 움직일 수 있다. 특성 다이어그램 내의 각각의 개별 작동점에는 상기 작동점을 설정하는 상응하는 조절 변수가 할당된다.
본 발명의 개선예에 따라 항상 특정 특성 다이어그램 또는 특성 곡선에 대한 특정 공차 범위가 미리 주어지고, 상기 한계값이 미리 규정될 수 있다. 공차 범위, 즉 하나의 특성 곡선에서 상하 편차는 바람직하게는 Mmax 의 20%이다.
조절 변수의 매칭은 작동 모드를 특성화하는 변수들, 바람직하게는 하나의 작동점에서 그러한 변수들의 편차 검출 시에 보정값 k 만큼 조절 변수의 변동에 의해 이루어지며, 상기 변동은 상기 작동점의 다음 사이클에서 또는 동일한 소정 작동점의 매 n 번째 사이클마다 수행된다. 상기 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 현재 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 실제 토크와 상기 작동점의 마지막 세팅 시에 결정된 작동 파라미터의 실제 토크와의 상과 작동점의 마지막 세팅 시에 결정된 조절 변수와의 적으로부터 결정된다. 새로운 설정 변수 값에 의해 얻어질 수 있는 작동 파라미터, 특히 상응하는 특성값이 항상 설정 특성값의 공차 범위 내에 있으면, 결정된 설정 조절 변수는 상기 작동점에 대한 새로운 설정 조절 변수로서 설정된다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따라 설정 조절 변수의 저장 시에 상기 설정 조절 변수와 최적 상태 간의 편차 시에 주어지는 공차가 결정되어 마찬가지로 저장된다. 따라서, 작동점의 설정을 위한 다차원 특성 다이어그램이 주어지고, 조절 변수와 더불어 개별 작동점에서 상기 조절 변수와 최적 상태와의 편차가 결정되어, 공차 변수가 후속 공정에 대한 판단 기준으로서 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 해결책을 도면을 참고로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예를 나타낸 신호 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 테스트 스탠드의 기본 구성을 나타낸 개략도.
도 3a는 유체 역학적 리타더의 주어진 설정 특성 곡선을 나타낸 회전수/토크 다이어그램.
도 3b는 작동 사이클 동안 검출된, 유체 역학적 리타더의 실제 특성 다이어그램.
도 3c는 공차 편차의 크기를 추가로 선택적으로 검출하는 유체 역학적 리타터의, 본 발명의 방법에 따라 보정된 특성 다이어그램.
도 1은 테스트 장치(2)에서 유체 역학적 부품(1)의 최종 테스트 시에 유체 역학적 부품에 의해 실시되는 작동 모드를 특성화하는 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이어그램과 미리 규정된 또는 미리 주어진, 작동 모드를 특성화하는 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램의 편차를 제한하기 위한 본 발명에 따른 방법의 기본 구성을 개략적으로 도시한다. 테스트 장치(2)는 도 2에서 그 기능적 구성과 관련해서 개략적으로 도시된다. 유체 역학적 부품(1)에는 작동 매체 공급 시스템(3; 파선으로만 도시)이 할당 배치된다. 상기 작동 매체 공급 시스템은 여러 방식으로 구현될 수 있으며, 실시예에서는 테스트 스탠드에서 최소 기능을 충족시키는 변형예로 주어질 수 있다. 유체 역학적 부품(1)의 개별 기능은 일반적으로 작동실(4)의 충전률(FG) 및/또는 작동 매체 공급 시스템(3)의 개별 라인 내의 압력 비, 특히 하나 이상의 유입부(5) 및/또는 작동실(4)로부터 하나 이상의 유출부(6) 에서의 압력 비에 의해 결정되기 때문에, 이것에는 조절 장치(10)가 할당 배치된다. 상기 조절 장치는 유체 역학적 부품(1)의 전달 특성의 조절에 대한 실시예 및 방식에 따라 그리고 유체 역학적 리타더(5)의 작동 매체 공급 시스템(6)의 실시예에 따라 여러 방식으로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 밸브 장치의 형태로 구현될 수 있다. 작동 모드를 나타내는 소정 전달 특성을 미리 규정된 또는 미리 주어진 설성 특성 곡선의 형태로 설정하기 위해, 조절 장치(7)는 작동 모드를 나타내는 설정 특성 곡선의 개별 작동점에 대해 상응하는 조절 변수(Y)를 할당한다. 이는 유체 역학적 부품(1)의 작동 모드에 대한 미리 규정된 또는 미리 주어진 설정 특성 곡선의 상응하는 작동점에 대한 할당을 가지고 조절 변수(Y)에 대한 설정 특성 곡선, 바람직하게는 조절 변수(YSoll)에 대한 설정 특성 다이어그램으로 나타내진다. 도 2에 도시된 유체 역학적 부품(1)은 유체 역학적 리타더로서 구현된다. 이는 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. 각각의 개별 유체 역학적 부품(1)에 대해, 특히 구성 및 출력이 동일한 타입에 대해 작동 모드에 대한 미리 규정된 또는 미리 주어진 설정 특성 곡선이 일반적으로 소위 회전수/토크 특성 곡선(n-M 특성 곡선)의 형태로 존재한다. 이러한 설정 특성 곡선을 얻기 위해, 각각의 작동점에, 즉 각각의 임의의 회전수에 상응하는 조절 변수(YSoll1 내지 YSolln)가 할당된다. 조절 변수(YSoll)는 현재 주어지는 작동 조건에 따라 바람직하게는 제어 디바이스(9) 형태의 제어 장치(8)에 의해 제공된다. 조절 변수(YSoll)에 대한 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램은 제어 장치(8)에 의해 유체 역학적 부품(1)에 대한 할당에 따라 유체 역학적 부품(1)에 할당 배치된 기록 및 판독 가능한 메모리(10)로부터 판독되어 제어 장치(8)에 공급될 수 있다. 이 경우, 제어 장치, 특히 제어 장치(8)의 기능은 차량에 사용할 때 구동 트레인 내의 부품에 할당 배치된 임의의 제어 장치 또는 중앙 주행 제어부에 의해 수행될 수 있다. 테스트 장치(2)에 있어서 소정 제동 토크를 설정하기 위한 장치(15) 및 유체 역학적 부품(1)의 1차 휠(P)의 실제 회전수(nist)를 적어도 간접적으로 나타내는 변수를 검출하기 위한 검출 장치는 검출 장치(11)의 형태로 제공된다. 이는 가장 간단한 경우 1차 휠(P)과 연결된 샤프트에 할당 배치될 수 있다. 검출 장치(11)는 예컨대 센서(12)의 형태로 구현된다. 상기 센서는 제어 장치(8)용 신호를 발생시킨다. 상기 신호에 따라 제어 장치(8)에 저장된, 유체 역학적 리타더의 특정 작동 상태에 대한 설정 특성 곡선으로부터 조절 변수(YSoll)가 결정되어 조절 장치(7)의 제어에 사용된다. 상기 특정 회전수(n)에 대해 특정 토크 값(Mist)이 유체 역학적 부품(1)에 설정된다. 상기 값 또는 상기 값을 적어도 간접적으로, 즉 직접적으로 또는 함수 관계 또는 비례성을 통해 특성화하는 변수는 예컨대 검출 장치(16)에 의해 검출되어, 제어 장치(8)에 저장된, 작동 모드를 적어도 간접적으로 나타내는 변수에 대한 설정 특성 다이어그램과 비교된다. 편차가 발생하면, 본 발명에 따라 상기 작동점에 대한 조절 변수(YSoll)가 매칭되고, 이로 인해 미리 규정된 또는 미리 주어진 설정 특성 다이어그램 또는 설정될 토크에 대한 개별 특성 곡선이 얻어진다. 이 경우, 상기 작동점에 대한 조절 변수(YSoll)가 변동된다. 상기 변동은 상이하게 이루어질 수 있다. 가장 간단한 경우, 각각 보정값 만큼 매칭이 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 매칭은 가장 간단한 경우 제어 장치(8)에서 이루어진다. 이를 위해, 상기 제어 장치(8)는 적어도 비교 장치(13)와 설정값 보정 장치(14)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 있다. 공차 범위를 전체 특성 곡선에 걸쳐 균일하게 놓거나 또는 개별 범위에서 심한 편차를 허용하는 것도 가능하다. 필요한 정확도가 얻어지면, 개별 작동점에 대해 매칭된, 개별 조절 변수(Y)에 대한 설정값(Ysoll-neu)이 저장될 수 있다. 조절 변수에 대한 상기 설정 변수 특성 다이어그램이 유체 역학적 부품(1)에 부가되어 각각의 x-임의의 제어에 사용될 수 있다.
도 1은 작동 모드의 나중 사용 범위를 소정 설정 특성 곡선의 범위로 설정할 목적으로, 유체 역학적 부품(1)의 최종 테스트 동안 유체 역학적 부품(1)의 작동 모드를 특성화하는 실제 특성 곡선을 미리 주어진 또는 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 본 발명에 따른 방법의 기본 원리를 신호 흐름도로 나타낸다. 이러한 목적을 위해, 특정 타입의 유체 역학적 부품(1), 예컨대 특정 구성 및 크기의 유체 역학적 리타더에 대해, 유체 역학적 부품(1)의 작동 모드를 나타내는 설정 특성 다이어그램이 제어 장치(8)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 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 부품(1)의 1차 휠에서의 회전수(n)에 대한 상관이 이루어진다. 상기 1차 휠은, 유체 역학적 부품이 유체 역학적 클러치, 회전수/토크 변환기 또는 유체 역학적 리타더로서 구현되 는 경우 펌프 휠 또는 회전자 블레이드로 구현된다. 상기 2개의 특성 다이어그램 즉, 설정 토크 특성 다이어그램(MSoll) 및 설정 조절 변수 특성 다이어그램(pYSoll)은 출력 베이스를 형성한다. 테스트 스탠드 상에서 최종 테스트 시에 실제 토크 특성 다이어그램(Mist)이 결정된다. 이 경우, 예컨대 1차 휠의 회전수와 관련해서 토크 특성 다이어그램 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 매칭되며, 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 있는 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, 사이클 이 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(Mistn (i-1))와 마지막 결정과의 상과, 현재 가해지는 조절 압력(pYSolln-(i-1))과의 적으로부터 얻어진다. 상기 조절 압력은 동일한 작동점(nist -n, MIST-N)의 마지막 설정으로부터 미리 주어진 그것의 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(Mistn -i)가 공차 범위 내에 있으면, 이를 위해 사용되는, 상기 작동점(n)에 대한 조절 변수값(pYSolln-i)이 판독 입력(read-in)될 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)에서의 조절 변수(pYSoll)가 설정값으로 사용되고, n2 에서 실제 토크(Mist2)가 결정된다. 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 결정되는데, 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 회전자 블레이드 형태의 1차 휠 및 2차 블레이드를 포함하는 유체 역학적 리타더에 본 발명에 따른 방법의 적용을 예시적으로 도시한다. 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 예컨대 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 매칭, 구체적인 경우 조절 변수(pYmax, pYmin)의 매칭을 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 판독 입력되는 것도 가능하다.
저장된 설정 조절 변수의 사용시 설정된 실제 작동점의 실제 편차가 예시적으로 추가로 도시된다. 상기 편차는 유체 역학적 부품의 작동시 후속 제어 과정에 대한 추가의 평가 기준으로 사용될 수 있다.
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 어떤 간격으 로 이루어져야 하는지와 관련된다. 보정은 특정 작동점의 연속하는 사이클에서 또는 작동점(n)의 매 i 번째 세팅 시에만 이루어질 수 있다.
본 발명은 유체 역학적 부품의 작동 모드를 특성화하는 실제 특성 곡선 또는 실제 특성 다이어그램을 설정 특성 다이어그램에 매칭하기 위한 방법으로서, 구조적 변동 없이, 소정 설정 특성 곡선 또는 소정 설정 특성 다이어그램에 대한 편차가 최소화되는, 그러한 방법을 개발하는 것이다.

Claims (12)

  1. 유체 역학적 부품(1)의 최종 테스트 동안 상기 유체 역학적 부품의 작동 모드를 특성화하는 실제 특성 곡선 또는 특성 다이어그램을 상기 유체 역학적 부품의 작동 모드를 특성화하는 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램에 매칭하기 위한 방법에 있어서,
    1.1 상기 유체 역학적 부품(1)의 소정 작동 모드를 나타내는 하나 이상의 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램이 상기 유체 역학적 부품(1)에 할당 배치된 기록 및 판독 가능한 메모리 유닛에 저장되고, 상기 설정 특성 다이어그램에 포함된 각각의 작동점(n)에는 설정 조절 변수(YSolln)가 할당되고;
    1.2 a) 개별 작동 상태를 특성화하는 작동 파라미터들로부터, 상기 유체 역학적 부품(1)의 작동 모드를 나타내는 현재 실제 특성 곡선이 결정되어, 개별 작동점(n)에 대해 미리 주어진 설정 특성 곡선 또는 설정 특성 다이어그램과 비교되고, 1.2 a) 편차가 미리 주어질 수 있는 공차 범위을 벗어나면, 작동점(n) 제어의 반복 시에, 설정 조절 변수(YSoll)가 공차 범위 내에 놓일 때까지 각각의 작동점(n)에 대한 상기 설정 조절 변수(YSoll)의 보정이 이루어지고,
    b) 편차가 공차 범위 내에 있거나 또는 일치되면, 설정 조절 변수의 현재 값이 새로운 설정값으로서 설정되고, 각각의 작동점(n)에 대한 설정 조절 변수(YSollneu)의 최종값으로서 메모리 유닛 내로 판독되는 것을 특징으로 하는 유체 역 학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 특정 작동점에 대한 설정 조절 변수(YSolln)가 보정값(k) 만큼 변동되는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 보정값(k)이 미리 규정될 수 있거나 또는 계산될 수 있는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 하나의 작동점에 할당된 상기 설정 조절 변수(YSolln)의 변동이 동일한 작동점(n)에 대한 선행 검출된 실제 변수로부터 계산에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정 조절 변수(YSoll)의 변동이 상기 작동점(n)의 매 사이클마다 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정 조절 변수(YSoll)의 변동이 상기 작동점(n)의 매 n 번째 사이클마다 이루어지며, 상기 n은 1 보다 큰 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 역학적 부품(1)의 상기 실제 특성 곡선 및 설정 특성 곡선이 회전수/토크 특성 곡선(n,M)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동점(n)의 설정을 위해 필요한 조절 변수(YSoll)가 제어 압력(pYSoll)으로 형성되고, 상기 제어 압력은 조절 장치(7)에 제공되는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 변동된 설정 조절 변수가 하기 식으로부터 주어지는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법:
    Figure 112006049436602-PCT00001
    상기 식에서,
    PYSolln -i 은 실제값(Mistn-i)의 현재 설정 시에 상기 실제값과 미리 주어진 설정값(MSolln)과의 편차가 발생하면 작동점의 다음 제어 시에 조절 변수에 대한 설정값으로서 주어지는 새로운 설정 조절 변수이고,
    PYSolln -(i-1) 은 마지막 설정 시에 작동점(n)에 대해 결정되는, Mistn - i 의 설정을 위한 설정 조절 변수이며,
    MIstn -i 는 PYSolln (i-1) 에 의해 설정되었던 현재 실제값이고,
    MIstn -(i-1) 은 작동점(n)의 마지막 설정 시에 결정되었던 실제값임.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공차 범위가 특성 곡선과 관련해서 전체 특성 곡선에 걸쳐 균일하게 선택되는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장된 설정 조절 변수에 의해 결정된 각각의 작동점에 대해, 상기 작동점을 나타내는 각각의 실제 파라미터와 이론적으로 설정 가능한 설정값과의 편차 크기, 즉 공차의 크기가 검출되어 저장되는 것을 특징으로 하는 유체 역학적 부품의 실제 특성 곡선을 미리 규정된 설정 특성 곡선에 매칭하기 위한 방법.
  12. 유체 역학적 리타더의 최종 테스트 시에 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 방법의 용도.
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