KR20190080784A - 벨트 구동기의 작동 방법 - Google Patents

벨트 구동기의 작동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190080784A
KR20190080784A KR1020180170137A KR20180170137A KR20190080784A KR 20190080784 A KR20190080784 A KR 20190080784A KR 1020180170137 A KR1020180170137 A KR 1020180170137A KR 20180170137 A KR20180170137 A KR 20180170137A KR 20190080784 A KR20190080784 A KR 20190080784A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
belt
slip
drive
belt pulley
torque
Prior art date
Application number
KR1020180170137A
Other languages
English (en)
Inventor
아틸라 후츠스바르
미햐엘 카멜라이터
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 로베르트 보쉬 게엠베하 filed Critical 로베르트 보쉬 게엠베하
Publication of KR20190080784A publication Critical patent/KR20190080784A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H7/00—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/02—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

본 발명은 구동 벨트 풀리와 피동 벨트 풀리를 토크 전달 가능하도록 연결하는 벨트를 구비한 벨트 구동기의 작동 방법에 관한 것이며, 이때 피동 벨트 풀리의 회전 속도 및 구동 벨트 풀리의 회전 속도에 따라 벨트의 전체 슬립이 결정되고(211); 벨트의 신장 슬립이 결정되며(212); 결정된 전체 슬립과 신장 슬립의 편차가 벨트의 표준 벨트 슬립으로서 결정되고(213); 표준 벨트 슬립이 임계값에 도달하면(214), 표준 벨트 슬립이 더 이상 임계값에 도달하지 않을 때까지(222) 구동 벨트 풀리의 최대 토크가 감소된다(221).

Description

벨트 구동기의 작동 방법{METHOD FOR OPERATING A BELT DRIVE}
본 발명은 벨트 구동기의 작동 방법과, 그 실행을 위한 컴퓨터 유닛 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
전기 기계는 자동차 내에서 한편으로는 내연 기관을 전기 기계의 모터 작동에서 시동하고 다른 한편으로는 전기 기계의 발전기 작동에서의 자동차 배터리 충전을 위해 그리고 차량 전기 시스템을 위해 전류를 생성하기 위한 소위 스타터 제너레이터(Starter Generator)로서 사용될 수 있다. 상기 유형의 전기 기계는 벨트, 예를 들어 내연 기관의 V-리브드 벨트(V-ribbed belt)를 통해 토크 전달 가능하도록 내연 기관 또는 크랭크축과 연결될 수 있다[벨트 구동형 스타터 제너레이터(Belt-Driven Starter Generator: BSG)].
상기 유형의 전기 기계에 의해서는 예를 들어 부스트 회생 제동 시스템(Boost Recuperation System: BRS)이 구현될 수 있다. 이 경우, 발전기 작동에서 전기 기계는 구동 토크를 수용하여 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환한다. 모터 작동에서 전기 기계는 전기적 에너지를 재차 기계적 에너지로 변환하여 구동 토크를 생성한다.
상기 유형의 벨트에서, 힘 또는 토크 전달을 위한 성능은 노화, 소모, 온도, 또는 여타 영향들을 통해 변화될 수 있다. 벨트의 최대의 힘 또는 토크 전달 한계가 초과되면, 이로 인해 벨트 슬립의 갑작스러운 상승과 벨트의 헛돌음 또는 벨트의 미끄러짐이 야기되고, 토크가 더 이상 효과적으로 전달될 수 없게 된다. EP 1 818 572 B1호 및 EP 1 522 447 B1호에는 예를 들어 벨트의 미끄러짐을 인식하기 위한 방법이 공지되어 있다.
본 발명에 따라 독립 청구항들의 특징들을 갖는, 벨트 구동기의 작동 방법과, 그 실행을 위한 컴퓨터 유닛 및 컴퓨터 프로그램이 제안된다. 바람직한 실시예들은 종속항들과 하기 설명부의 대상이다.
본 발명은 벨트 구동기 내 벨트의 헛돌음 또는 미끄러짐을 신뢰 가능하게 인식하고 보상할 수 있도록 그리고 벨트 구동기를 효과적이면서 적은 손실로 작동할 수 있도록 하는 가능성을 제공한다. 본 발명의 범주에서는 벨트의 원하지 않는 헛돌음 또는 미끄러짐을 신뢰 가능하게 인식할 수 있도록, 평가 변수를 나타내는 표준 벨트 슬립이 결정된다.
벨트 구동기의 벨트는 구동 벨트 풀리와 피동 벨트 풀리를 토크 전달 가능하도록 연결한다. 상기 방법의 범주에서는 피동 벨트 풀리의 회전 속도 및 구동 벨트 풀리의 회전 속도에 따라 벨트의 전체 슬립이 결정된다. 이러한 전체 슬립은 특히, 벨트 풀리들의 현재 회전 속도에서, 즉 구동 벨트 풀리로부터 피동 벨트 풀리로의 현재 토크 전달에서의 벨트의 실제 전체 슬립을 나타낸다.
이러한 전체 슬립은 특히 벨트 슬립의 모든 구성 요소들, 특히 벨트의 마모 효과, 노화, 소모에 의한 벨트 슬립 뿐만 아니라 벨트 풀리들의 현재의 온도 또는 회전 속도와 같은 현재 주변 조건에 의한 벨트 슬립도 고려한다. 더욱이 이러한 전체 슬립은 특히 벨트 구동기의 특별한 구조 및 특별한 상태에 의해 항상 존재하는 소위 신장 슬립 또는 신장형 슬립도 고려한다. 이러한 신장 슬립은 벨트의 탄성에 기인한다. 벨트 풀리들의 둘레를 순환할 때 벨트에 작용하는 상이한 힘들에 의해, 벨트와 벨트 풀리들 간의 상대 운동이 야기되는데, 이를 신장 슬립이라 한다. 그러나, 이러한 신장 슬립은 토크의 전달에 또는 힘 또는 토크 전달을 위한 벨트 성능에 영향을 미치지 않는다.
상기 방법의 범주에서 벨트의 이러한 신장 슬립은 특히 벨트 구동기의 이론적 모델 또는 벨트 구동기의 특정 변수에 따라 결정된다. 특히 신장 슬립은 이러한 이론적 모델을 이용하여, 상기 결정된 전체 슬립으로부터 모델링된다. 결정된 전체 슬립과 신장 슬립의 편차가 벨트의 표준 벨트 슬립으로서 결정된다. 전체 슬립은 상기 방법의 범주에서 바람직하게 두 벨트 풀리들의 회전 속도 및 직경으로부터 결정되는 반면, 신장 슬립의 결정에는 예를 들어 벨트의 탄성 계수와 같은, 벨트 구동기의 추가적인 물리적 변수들도 산입될 수 있다.
이러한 표준 벨트 슬립은 항상 존재하지는 않는 슬립의 구성 요소들, 특히 벨트의 마모 효과, 노화, 소모에 의한 벨트 슬립 및 현재 주변 조건에 의한 벨트 슬립을 나타낸다. 따라서 이러한 표준 벨트 슬립에 의해, 벨트의 원하지 않는 헛돌음 또는 미끄러짐이 특히 신뢰 가능하게 인식될 수 있다.
이러한 목적을 위해, 표준 벨트 슬립은 임계값, 특히 허용되는 최대값과 비교된다. 이러한 임계값의 도달 또는 초과는 특히 벨트의 헛돌음 또는 미끄러짐을 나타낸다. 표준 벨트 슬립이 이러한 임계값에 도달하면, 상기 방법의 범주에서는 표준 벨트 슬립이 더 이상 임계값에 도달하지 않을 때까지 구동 벨트 풀리의 최대 토크 또는 토크 상한치가 감소된다.
특히 이러한 최대 토크는 구동 벨트 풀리로부터 피동 벨트 풀리로 전달되는 토크를 위한, 시스템에서 세팅되어 작동 시 초과될 수 없는 토크 한계를 나타낸다. 특히 최대 토크는 표준 벨트 슬립이 더 이상 임계값에 도달하지 않을 때까지 예를 들어 5Nm의 사전 결정된 토크값만큼 단계별로 감소된다. 따라서 벨트의 미끄러짐이 감지될 때, 벨트의 미끄러짐이 더 이상 야기되지 않는, 구동 벨트 풀리의 최대 허용 토크를 위한 신규값이 구해진다. 이어서, 이러한 얻어진 최대 토크값은 향후의 미끄러짐을 방지하기 위해 신규 토크 한계로서 사용된다.
즉, 예를 들어 지금까지 유효했던 토크 한계에 도달하지 않았더라도 예를 들어 벨트의 점진적 노화 또는 마모 발생에 의해 벨트의 미끄러짐이 발생하면, 본 방법을 통해 자동적으로 신규 유효 토크 한계가 결정된다. 따라서 본 방법에 의하여, 항상 존재하는 신장 슬립을 통한 왜곡 없이 마모 효과, 노화, 소모의 고려 및 현재 주변 조건의 고려 하에 벨트 구동기의 효과적인 작동 및 효과적인 토크 전달이 가능해진다.
특히 바람직한 일 실시예에 따라, 최대 토크의 감소에 따라 조건이 충족되면, 최대 토크는 재상승된다. 특히 이러한 조건은 특히 사전 결정된 시간 구간 동안 벨트의 미끄러짐이 더 이상 일어나지 않는 경우에 충족된다. 이러한 경우에 최대 토크의 상승을 통해 바람직하게는, 벨트가 미끄러짐 없이 토크를 전달할 수 있는, 더 정확하고 더 높은 토크 한계가 구해질 수 있는지가 검사된다.
이 경우, 최대 토크는 바람직하게는 최대 토크가 이전에 감소되었던 만큼의 토크값보다 더 낮은, 예를 들어 3Nm의 사전 결정된 토크값만큼 특히 단계별로 상승된다. 따라서, 벨트의 미끄러짐이 감지될 때 벨트의 가능한 신속한 밀착이 가능하도록 비교적 신속한 최대 토크 감소가 가능해진다. 비교적 작은 토크값만큼의 후속적인 최대 토크 상승을 통해, 현재 벨트 구동기 조건에서의, 벨트의 미끄러짐이 일어나지 않는 가능한 높은 토크 한계에 대한 정확한 접근이 실행될 수 있다.
바람직하게, 최대 토크는 표준 벨트 슬립이 임계값 주위의 사전 결정된 범위 내에 위치할 때까지 재상승된다. 특히, 이러한 범위는 벨트가 아직 벨트 풀리들에 밀착되어있어 미끄러지지 않는, 벨트의 최대로 가능한 토크 전달을 특징화한다.
바람직한 일 실시예에 따라, 예를 들어 1s의 사전 결정된 시간 구간의 지속 시간 동안 구동 벨트 풀리의 토크가 최대 토크 미만의 예를 들어 3Nm의 사전 결정된 범위 내에 위치하고, 사전 결정된 시간 구간의 지속 시간 동안 표준 벨트 슬립이 임계값에 도달하지 않는다면, 사전 결정된 조건이 충족된다. 바람직하게 이러한 조건은, 사전 결정된 시간 구간 동안 토크가 현재 최대 토크 근처에 위치하면서, 벨트의 미끄러짐이 일어나지 않는 경우에 충족된다.
바람직하게, 벨트의 전체 슬립(S 전체 )은 피동 벨트 풀리의 원주 속도(vg)와 구동 벨트 풀리의 원주 속도(vt)의 편차에 따라 결정된다. 전체 슬립(S 전체 )은 바람직하게 하기 수학식에 따라 결정된다.
Figure pat00001
원주 속도가 벨트 풀리들의 회전 속도(n t , n g ) 및 직경(d t , d g )으로도 표현될 수 있으므로, 전체 슬립(S 전체 )은 하기와 같이 결정될 수도 있다.
Figure pat00002
신장 슬립을 통해서는, 벨트 풀리들의 원주 속도와 관련하여 벨트보다 더 빠르게 회전하는 구동 벨트 풀리와 벨트보다 더 느리게 회전하는 피동 벨트 풀리 간의 속도 손실이 발생한다. 이 경우, 피동 벨트 풀리의 원주 속도(vg)는 구동 벨트 풀리의 원주 속도(vt)보다 느리다.
상술한 바와 같이 전체 슬립은 너무 높은 토크 전달에 의한 벨트의 미끄러짐을 통해 영향을 받을 뿐만 아니라, 하기에 설명되는 바와 같이 탄성적인 벨트에서의 토크 전달 시에 항상 존재하는 신장 슬립을 통해 영향을 받기도 한다.
벨트 풀리들의 둘레를 순환할 때 벨트는 상이한 힘들에 노출된다. 이 경우, 인장 스트랜드, 즉 피동 벨트 풀리에서부터 구동 벨트 풀리로 이어지는 벨트 구간은 소위 인장 스트랜드 힘(F Z )에 노출된다. 이완 스트랜드, 즉 구동 벨트 풀리에서부터 피동 벨트 풀리로 이어지는 벨트 구간은 소위 이완 스트랜드 힘(F L )에 노출된다. 인장 스트랜드 힘(F Z )은 이완 스트랜드 힘(F L )보다 더 크고 인장 스트랜드는 이완 스트랜드보다 더 빠른 속도로 움직인다. 따라서 벨트가 피동 벨트 풀리의 둘레를 순환할 때, 벨트 힘 또는 스트랜드 힘은 소위 접선력(F U )의 전달 하에 인장 스트랜드 힘(F Z )으로부터 이완 스트랜드 힘(F L )으로 강하한다. 역으로, 벨트가 구동 벨트 풀리의 둘레를 순환할 때, 스트랜드 힘은 이완 스트랜드 힘(F L )으로부터 접선력(F U )만큼 인장 스트랜드 힘(F Z )으로 상승한다. 이러한 상이한 스트랜드 힘들은 벨트의 탄성에 의해 상이한 신장을 야기한다.
따라서 벨트는 피동 벨트 풀리의 둘레를 순환할 때 이러한 피동 벨트 풀리 상에서 신장된다. 상응하게 신장되는 벨트 구간은 말하자면 피동 벨트 풀리를 통해 당겨지고, 즉 벨트와 피동 벨트 풀리 간에 상대 운동 또는 슬라이딩이 발생한다. 역으로, 인장 스트랜드로부터 오는, 따라서 최대로 신장된 벨트 구간은 구동 풀리의 둘레를 순환할 때 감소하는 스트랜드 힘에 의해 재차 오므라든다. 벨트는 말하자면 구동 벨트 풀리 상에서 수축하고, 이에 따라 마찬가지로 상대 운동 또는 슬라이딩이 발생한다. 벨트와 상응하는 벨트 풀리 간의 상대 운동을 야기하는, 벨트 풀리 상에서의 벨트의 이러한 신장 또는 수축 과정들은 신장 슬립으로 불린다.
접선력(F U )은 스트랜드 힘들의 편차에 좌우된다(F U =F Z -F L ). 이러한 스트랜드 힘들은 두 벨트 풀리들에 대해 같으므로, 두 벨트 풀리들에서 작용하는 접선력들도 동일하다. 상이한 스트랜드 힘들은 단지 두 벨트 풀리들에서 상이한 벨트 신장만을 제공하는 반면, 작용하는 스트랜드 힘들은 벨트 내에서 같은 크기로 전달된다. 따라서, 신장 슬립은 접선력에 영향을 미치지 않으므로, 토크 변환에도 영향을 미치지 않는다.
상술한 바와 같이, 신장 슬립은 바람직하게 벨트 구동기의 이론적 모델 또는 벨트 구동기의 물리적 변수에 따라 결정된다. 바람직하게 신장 슬립(S D )은 하기와 같이 결정된다.
Figure pat00003
이 경우, "M t "는 구동 벨트 풀리의 토크이며, "k"는 예를 들어 측정값들의 분석을 통해 결정될 수 있는, 특별한 벨트 구동기에 대한 개별 매개변수이다.
전체 슬립과 신장 슬립은 구동 벨트 풀리의 회전 속도(n t )를 이용하여 특히 하기와 같은 수학식으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00004
계수 "k"를 알고 있을 때, 신장 슬립은 바람직하게 이러한 수학식을 이용하여 모델링될 수 있다.
상술한 바와 같이, 매개변수 "k"는 측정값들의 분석을 통해, 특히 구동 벨트 풀리의 전체 슬립 및 출력을 위한 측정값들로부터 결정될 수 있다. 또한, 전체 슬립은 하기와 같이 표현될 수도 있다.
Figure pat00005
이 경우, "ω t "는 구동 벨트 풀리의 각속도(angular velocity)이며, "P t = M t ω t "는 구동 벨트 풀리의 출력이다. 이러한 수학식을 푼 결과, 매개변수 "k"는 하기와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00006
예를 들어 벨트 구동기의 제조 공정 중에, 이러한 특별한 벨트 구동기에 대한 개별 매개변수가 결정될 수 있다. 그러나, 이와 관련해서 적합한 측정 범위가 사용되어야 한다. 특히 측정 가능한 출력 전달이 발생하고 급격한 토크 변화가 발생하지 않을 때는 하나의 측정 범위가 적합하다. "P t "가 분모에 있으므로, P t 값이 더 작으면 수학식이 부정확해진다.
바람직한 일 실시예에 따라, 표준 벨트 슬립이 임계값에 도달하면, 최대 토크는 사전 결정된 시간 구간 동안의 구동 벨트 풀리의 토크 평균값과 사전 결정 가능한 토크값 간의 편차에 상응하는 값으로 감소된다. 예를 들어, 이 경우 마지막 100ms의 토크 평균값이 사용될 수 있으며, 표준 벨트 슬립이 더 이상 임계값에 도달하지 않을 때까지 예를 들어 5Nm의 토크값만큼 자주 감소될 수 있다. 예를 들어, 토크 평균값을 결정하기 위해 토크 제어의 PT1 요소가 사용될 수 있다.
특히 바람직한 일 실시예에 따라, 벨트는 자동차의 전기 기계의 벨트 풀리와 내연 기관의 벨트 풀리를 토크 전달 가능하도록 연결한다. 이 경우 전기 기계가 모터로서 작동되는지 발전기로서의 작동되는지에 따라, 전기 기계의 벨트 풀리 또는 내연 기관의 벨트 풀리가 구동 벨트 풀리로서 사용된다. 힘 또는 토크 전달을 위한 최초의 최대 성능을 더 이상 갖지 않는, 소모되고 마모가 많은 벨트에서도, 본원의 방법을 사용하여 내연 기관과 전기 기계 간의 가능한 양호한 토크 전달이 가능해진다.
바람직한 방식으로, 전기 기계는 스타터 제너레이터로서, 예를 들어 벨트 구동형 스타터 제너레이터(BSG)로서 형성된다. 도입부에서 설명한 바와 같이, 상기 유형의 벨트 구동형 스타터 제너레이터는 한편으로는 모터 작동에서 내연 기관을 전기 기계에 의해 시동하고 다른 한편으로는 발전기 작동에서 자동차 배터리 충전을 위해 그리고 차량 전기 시스템을 위해 전류를 생성하기 위해 사용될 수 있다.
특히 바람직하게, 스타터 제너레이터로서 형성되는 전기 기계는 부스트 회생 제동 시스템(BRS) 내에서 사용되거나, 소위 부스트 회생 제동 기구(Boost Recuperation Machine: BRM)로서 사용된다. 상기 유형의 부스트 회생 제동 기구(BRM)는 발전기 작동에서 특히 구동 토크를 수용하여 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하고, 모터 작동에서 전기적 에너지를 재차 기계적 에너지로 변환하여 구동 토크를 생성할 수 있다. 상기 유형의 부스트 회생 제동 시스템의 작동 중에 전기 기계는 여러 가지 기능들, 특히 회생 제동, 즉 제동 시 에너지 회수와, 특히 시동 및 가속 시의 토크 보조와, 내연 기관이 자동 정지 후 재시동될 수 있는 스타트/스탑(start/stop) 기능과, 그리고/또는 예를 들어 코스팅 또는 가벼운 내리막 주행 시의 세일링 모드(sailing mode)를 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 컴퓨터 유닛, 예를 들어 자동차의 제어 장치는 특히 프로그램 기술에 의해 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 구성된다.
상기 방법의 컴퓨터 프로그램 형태의 구현도 바람직한데, 이는 실행되는 제어 장치가 다른 목적을 위해서도 사용되고 이에 따라 어차피 존재하는 경우에 특히 적은 비용이 발생하기 때문이다. 컴퓨터 프로그램을 제공하기에 적합한 데이터 매체는 특히 예를 들어 하드 드라이브, 플래시 메모리, EEPROM, DVD 등과 같은 자기식, 광학식 및 전기식 메모리이다. 컴퓨터 네트워크(인터넷, 인트라넷 등)를 통한 프로그램 다운로드도 가능하다.
본 발명의 추가의 장점들 및 실시예들은 하기 설명부와 첨부 도면에 제시된다.
본 발명은 실시예들에 의해 도면에 개략적으로 도시되어 있으며, 하기에 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예를 실행하도록 구성된 스타터 제너레이터 및 내연 기관을 구비한 자동차 벨트 구동기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예를 개략적으로 도시한 블록 회로도이다.
도 1에는 자동차 벨트 구동기가 개략적으로 도시되어 도면 부호 "100"으로 표시되어 있다.
벨트 구동기(100)의 벨트(110)를 통해서는 자동차의 내연 기관(120)이 벨트 구동식 스타터 제너레이터 형태의 전기 기계(130)와 토크 전달 가능하도록 연결된다.
이 경우, 내연 기관(120)과 전기 기계(130)는 각각 하나의 벨트 풀리(121 또는 131)를 포함하고, 이들은 벨트(110)를 통해 토크 전달 가능하도록 연결된다. 내연 기관(120)의 벨트 풀리(121)는 예를 들어 크랭크축 구동 기어로서 형성될 수 있고, 전기 기계(130)의 벨트 풀리(131)는 예를 들어 스타터 제너레이터(130)의 구동 기어로서 형성될 수 있다.
스타터 제너레이터(130)는 예를 들어 내연 기관(120)을 시동하고 보조하기 위해 모터로서 작동될 수 있으며, 이때 토크가 스타터 제너레이터(130)의 벨트 풀리(131)로부터 내연 기관(120)의 벨트 풀리(121)로 전달된다. 스타터 제너레이터(130)의 발전기로서의 작동 시에는 토크가 내연 기관(120)의 벨트 풀리(121)로부터 스타터 제너레이터(130)의 벨트 풀리(131)로 전달된다.
벨트 구동기(100)에 의한 토크 전달 시에 벨트(110)의 미끄러짐을 인식하고 보상할 수 있도록, 제어 장치(140)가 제공되며, 이러한 제어 장치는 하기에 도 2를 참조하여 설명되는 바와 같이 특히 프로그램 기술에 의해 본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예를 실행하도록 구성된다.
도 2에는 본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예가 블록 회로도로서 개략적으로 도시되어 있다.
하기에는 예시적으로 스타터 제너레이터(130)가 모터로서 작동되어, 토크가 벨트 구동기(100)에 의해 내연 기관(120)으로 전달되는 경우가 고려된다. 이 경우, 스타터 제너레이터(130)의 벨트 풀리(131)는 구동 벨트 풀리로서 작동하고, 스타터 제너레이터(130)의 벨트 풀리(121)는 피동 벨트 풀리로서 작동한다.
상기 방법의 범주에서는 우선 벨트(110)가 헛도는지 또는 미끄러지는지에 대한 검사(210)가 실행된다. 이러한 목적을 위해, 단계 "211"에서는 피동 벨트 풀리(121)의 원주 속도(vg)와 구동 벨트 풀리(131)의 원주 속도(vt)의 편차에 따른 벨트(110)의 전체 슬립(S 전체 )이 하기 수학식에 따라 결정된다.
Figure pat00007
또한, 단계 "212"에서는 특히 벨트 구동기(100)의 이론적 모델에 의해 벨트(110)의 신장 슬립(S D )이 결정된다. 예를 들어 신장 슬립(S D )은 상술한 바와 같이 하기 수학식에 의해 결정된다.
Figure pat00008
이 경우, "M t "는 구동 벨트 풀리의 토크이며, "k"는 예를 들어 벨트(110)의 전체 슬립(S 전체 ) 및 구동 벨트 풀리(131)의 출력(P t )을 위한 측정값들의 분석을 통해 하기 수학식에 따라 결정되는, 특별한 벨트 구동기에 대한 개별 매개변수이다.
Figure pat00009
예를 들어 매개변수 "k"는 벨트 구동기(100)의 제조 공정 중에 결정되어, 제어 장치(140) 내에 저장될 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 적합한 측정 범위에 유의해야 한다.
단계 "213"에서는 신장 슬립과 전체 슬립의 편차로서 벨트(110)의 표준 슬립(S)이 결정된다.
Figure pat00010
이러한 표준 슬립(S)은 단계 "214"에서 임계값과 비교된다. 표준 슬립(S)이 임계값에 도달하지 않는다면, 벨트(110)의 미끄러짐이 존재하지 않는다. 그러나 표준 슬립(S)이 임계값을 초과한다면, 벨트(110)의 미끄러짐이 인식되고, 벨트(110)가 재차 벨트 풀리들(121, 131) 상에 밀착되도록 미끄러짐의 보상(220)이 실행된다.
이 경우, 단계 "221"에서는 구동 벨트 풀리(131)의 최대 토크가 감소한다. 예를 들어, 최대 토크(M max)로서는 사전 결정된 시간 구간(Δt) 동안, 예를 들어 마지막 100ms 동안, 예를 들어 5Nm의 사전 결정된 토크값(ΔM)만큼 감소된 구동 벨트 풀리(131)의 토크의 평균값(M Δt)에 상응하는 값이 결정된다.
Figure pat00011
이어서, 단계 "222"에서는 표준 슬립(S)이 임계값을 더 이상 초과하지 않는지 검사된다. 표준 슬립(S)이 임계값을 초과하는 한, 단계 "221"에 따른 최대 토크값은 사전 결정된 토크값(ΔM)만큼 재감소된다. 표준 슬립(S)이 임계값 미만인 경우, 상응하는 최대 토크값은 단계 "223"에서 구동 벨트 풀리(131)를 위한 토크 한계로서 유지된다.
최대 토크값이 이러한 상응하는 값으로 감소된 이후, 벨트(110)의 미끄러짐이 일어나지 않는 구동 벨트 풀리(131)의 최대 가능 토크를 정확하게 산출하기 위해 최대 토크의 재상승(230)이 실행된다.
이러한 목적을 위해, 단계 "231"에서는 사전 결정된 조건이 충족되었는지, 특히 예를 들어 1s의 사전 결정된 시간 구간의 지속 시간 동안 구동 벨트 풀리(131)의 토크가 예를 들어 최대 토크 미만의 3Nm의 사전 결정된 범위 내에 있는지, 그리고 이와 동시에 이러한 1s의 시간 구간의 지속 시간 동안 표준 벨트 슬립이 임계값을 초과하지 않는지 검사된다.
사전 결정된 조건이 충족된 경우에, 최대 토크는 단계 "232"에서, 예를 들어 3Nm의 사전 결정된 토크값만큼 상승된다. 이어서 단계 "233"에서는 표준 벨트 슬립이 임계값 미만의 사전 결정된 범위 내에 있는지 검사된다. 그러한 경우가 아닌 한, 단계 "232"에 따른 최대 토크는 각각 3Nm의 사전 결정된 토크값만큼 상승된다. 표준 슬립이 임계값 미만의 사전 결정된 범위 내에 놓이자 마자, 상응하는 최대 토크값은 단계 "234"에서 구동 벨트 풀리(131)를 위한 토크 한계로서 사용된다.

Claims (12)

  1. 구동 벨트 풀리(131)와 피동 벨트 풀리(121)를 토크 전달 가능하도록 연결하는 벨트(110)를 구비한 벨트 구동기(100)의 작동 방법이며,
    피동 벨트 풀리(121)의 회전 속도 및 구동 벨트 풀리(131)의 회전 속도에 따라 벨트(110)의 전체 슬립이 결정되고(211),
    벨트(110)의 신장 슬립이 결정되며(212),
    결정된 전체 슬립과 신장 슬립의 편차가 벨트(110)의 표준 벨트 슬립으로서 결정되고(213),
    표준 벨트 슬립이 임계값에 도달하면(214), 표준 벨트 슬립이 더 이상 임계값에 도달하지 않을 때까지(222) 구동 벨트 풀리(131)의 최대 토크가 감소되는(221), 벨트 구동기의 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 최대 토크의 감소에 따라 조건이 충족되면(231), 최대 토크는 재상승되는(232), 벨트 구동기의 작동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 최대 토크는 표준 벨트 슬립이 임계값 주변의 사전 결정된 범위 내에 위치할 때까지(233) 재상승하는(232), 벨트 구동기의 작동 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 사전 결정된 시간 구간의 지속 시간 동안 구동 벨트 풀리(131)의 토크가 최대 토크 미만의 사전 결정된 범위 내에 위치하고, 사전 결정된 시간 구간의 지속 시간 동안 표준 벨트 슬립이 임계값에 도달하지 않는다면(231), 사전 결정된 조건이 충족되는, 벨트 구동기의 작동 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 벨트(110)의 전체 슬립은 피동 벨트 풀리(121)의 원주 속도와 구동 벨트 풀리(131)의 원주 속도의 편차에 따라 결정되는(211), 벨트 구동기의 작동 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 벨트(110)의 신장 슬립은 벨트 구동기(100)의 이론적 모델 및/또는 벨트 구동기(100)의 물리적 변수에 따라 결정되는, 벨트 구동기의 작동 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 표준 벨트 슬립이 임계값에 도달하면(214), 최대 토크는 사전 결정된 시간 구간 동안의 구동 벨트 풀리(131)의 토크 평균값과 사전 결정 가능한 토크값 간의 편차에 상응하는 값으로 감소되는(221), 벨트 구동기의 작동 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벨트는 전기 기계(130)의 벨트 풀리(131)와 내연 기관(120)의 벨트 풀리(121)를 토크 전달 가능하도록 연결하는, 벨트 구동기의 작동 방법.
  9. 제8항에 있어서, 전기 기계(130)는 스타터 제너레이터(Starter Generator), 특히 부스트 회생 제동 기구(Boost Recuperation Machine)인, 벨트 구동기의 작동 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 구성된 컴퓨터 유닛(140).
  11. 컴퓨터 유닛(140)에서 실행될 때, 컴퓨터 유닛(140)이 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하도록 하는 컴퓨터 프로그램.
  12. 제11항에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장된 기계 판독 가능한 저장 매체.
KR1020180170137A 2017-12-28 2018-12-27 벨트 구동기의 작동 방법 KR20190080784A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017223844.5A DE102017223844A1 (de) 2017-12-28 2017-12-28 Verfahren zum Betreiben eines Riementriebs
DE102017223844.5 2017-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190080784A true KR20190080784A (ko) 2019-07-08

Family

ID=66816955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180170137A KR20190080784A (ko) 2017-12-28 2018-12-27 벨트 구동기의 작동 방법

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20190080784A (ko)
CN (1) CN109973210B (ko)
DE (1) DE102017223844A1 (ko)
FR (1) FR3076857B1 (ko)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1094295A (ja) * 1996-09-11 1998-04-10 Nissan Motor Co Ltd ベルト駆動式発電機の制御方法及び制御装置
DE19959096A1 (de) * 1999-12-08 2001-06-21 Bosch Gmbh Robert Anordnung zur Ermittlung des Schlupfes bzw. der Keilriemenspannung bei einem Verbrennungsmotor
DE10112568A1 (de) * 2001-03-15 2002-10-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Erkennung von Schlupf bei Generator- und Startgenerator-Systemen
CN1269703C (zh) * 2001-12-28 2006-08-16 宝山钢铁股份有限公司 一种用皮带运行速率控制皮带张紧力的方法
EP1579128B1 (en) 2002-12-23 2007-08-22 Van Doorne's Transmissie B.V. Method for operating a continuously variable transmission
JP3731594B2 (ja) 2003-10-08 2006-01-05 日産自動車株式会社 車両用発電制御装置、及びこれを備えた車両用駆動制御装置
JP4252928B2 (ja) * 2004-05-11 2009-04-08 本田技研工業株式会社 ベルトのスリップ防止方法
DE102004045751A1 (de) * 2004-09-21 2006-04-27 Ina-Schaeffler Kg Verfahren zur Auslegung eines mindestens eine unrunde Scheibe aufweisenden Steuertriebes
DE102010024203A1 (de) * 2010-06-17 2011-12-22 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren und Regeleinrichtung zur Beruhigung eines Riementriebes
US8447449B2 (en) * 2010-12-21 2013-05-21 GM Global Technology Operations LLC Belt slip detection diagnostic
KR20120136829A (ko) * 2011-06-10 2012-12-20 현대자동차주식회사 Ｈｓｇ 제어방법
DE102014220926B4 (de) * 2014-10-15 2019-03-07 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Regeln der Riemenspannung eines Riementriebes für eine Brennkraftmaschine
DE102015208679A1 (de) * 2015-05-11 2016-11-17 Contitech Antriebssysteme Gmbh Verfahren zur Schlupfmessung in Riementrieben

Also Published As

Publication number Publication date
CN109973210B (zh) 2022-08-02
FR3076857A1 (fr) 2019-07-19
DE102017223844A1 (de) 2019-07-04
CN109973210A (zh) 2019-07-05
FR3076857B1 (fr) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101173050B1 (ko) 전동식 오일펌프의 구동 제어 장치 및 방법
KR101704840B1 (ko) 하이브리드 차량 내 내연 기관의 시동 단계 개시를 결정하기 위한 방법 및 장치
FR3007371B1 (fr) Procede de gestion du vieillissement d'un composant et de la consommation d'energie notamment d'un vehicule automobile
US7982435B2 (en) Battery charging and discharging control apparatus
US8112193B2 (en) Virtual tensioner travel sensor for a serpentine belt tensioner assembly
KR101316485B1 (ko) 벨트 토크 보조 시스템의 벨트 슬립 감시 장치 및 방법
CN107849996B (zh) 获取起动发电机传递到内燃机上的转矩的转矩精度的方法
FR2966412A1 (fr) Appareil de commande de production d'energie de vehicule
KR101657571B1 (ko) 차량, 제어 장치 및 제어 방법
JP2004519197A (ja) ジェネレータシステムおよびスタータジェネレータシステムでスリップを識別する方法
CN107709755B (zh) 用于运行皮带传动的起动发电机的方法
JP6195870B2 (ja) エンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法
CN111322377A (zh) 用于识别在车辆的驱动装置和输出装置之间的传递力的链的伸长的方法
FR2838251A1 (fr) Procede de transfert ou de fourniture de puissance a un systeme electrique d'un vehicule
KR20190080784A (ko) 벨트 구동기의 작동 방법
EP2937554A1 (fr) Procédé de diagnostic pour la détection d'un glissement de la courroie d'accessoires d'un groupe motopropulseur
US8825251B2 (en) Device for performing energy management in an electric vehicle
US7061130B1 (en) Method of determining transition from starter to alternator function by monitoring starter/alternator motor phase voltage or current
KR101173049B1 (ko) 전동식 오일펌프의 구동 제어 방법
KR102362854B1 (ko) 차량 제어 방법 및 차량 제어 장치
CN111479732B (zh) 车辆控制方法和车辆控制装置
CN106121811B (zh) 用于识别传动带的结构变化的方法
KR102670632B1 (ko) 벨트구동 스타트 제너레이터를 사용한 터보랙 제거장치 및 방법
US10557449B2 (en) Method for ascertaining a torque accuracy of a torque transmitted from a belt-driven starter-generator of an internal combustion engine to the internal combustion engine
JP6351803B2 (ja) エンジン始動制御装置およびエンジン始動制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal