JP2001107772A - 内燃機関の二次ユニットの作動を制御する方法並びに内燃機関の二次ユニット用の駆動装置 - Google Patents

内燃機関の二次ユニットの作動を制御する方法並びに内燃機関の二次ユニット用の駆動装置

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JP2001107772A
JP2001107772A JP2000250231A JP2000250231A JP2001107772A JP 2001107772 A JP2001107772 A JP 2001107772A JP 2000250231 A JP2000250231 A JP 2000250231A JP 2000250231 A JP2000250231 A JP 2000250231A JP 2001107772 A JP2001107772 A JP 2001107772A
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JP
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internal combustion
combustion engine
secondary unit
transmission
torque
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Application number
JP2000250231A
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English (en)
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Thomas Pfund
プフント トーマス
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LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00Engines 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
    • F02B67/04Engines 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
    • F02B67/06Engines 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

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 内燃機関が冷えている場合及び二次ユニット
の伝動装置のための駆動トルクが高い場合には、特に内
燃機関が低回転数で回転する場合には、内燃機関から供
される全トルクはほぼ二次ユニット用の可変伝動装置に
よって消費され、これにより自動車の走行性が著しく損
なわれるという、状態が生ずる。 【解決手段】 内燃機関2の二次ユニット12が、内燃
機関により伝動装置5を介して可変な変速比で駆動され
る。伝動装置の変速比が、伝動装置の予め規定された最
大の駆動トルクを越えないように、制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の少なく
とも1つの二次ユニットの作動を制御する方法であっ
て、前記二次ユニットが、内燃機関により伝動装置を介
して可変な変速比で駆動される形式のものに関する。更
に本発明は、請求項4の上位概念に記載の形式の、内燃
機関の二次ユニット用の駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一面では自動車において益々高まる乗り
心地を考慮して及び他面では僅かなエネルギ消費量の重
要性を考慮して、発電機、水ポンプ、空調装置等のよう
な二次ユニットの駆動装置に重要性が高まっている。二
次ユニットの多くは、規定の回転数で最良の効率を有す
る。二次ユニットを可能な限り前記回転数で作動させる
ために、二次ユニットを伝動装置を介して可変な変速比
で駆動しかつ、エンジン回転数とは無関係に二次ユニッ
トをほぼ極めて有利な効率を有する回転数で回転させる
駆動回転数が得られるように、変速比を調節することが
公知である。二次ユニットを駆動するために伝動装置の
駆動軸において必要なトルクは、内燃機関によって駆動
される自動車を推進するために又は内燃機関によって駆
動される別の駆動装置のためには最早利用されない。内
燃機関が冷えている場合及び二次ユニットの伝動装置の
ための駆動トルクが高い場合には、特に内燃機関が低回
転数で回転する場合には、内燃機関から供される全トル
クはほぼ二次ユニット用の可変伝動装置によって消費さ
れ、これにより自動車の走行性が著しく損なわれるとい
う、状態が生ずる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
問題点の回避手段を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、請求項1記載の本発明による方法によって解決され
た。
【0005】更に前記課題は本発明によれば、請求項4
記載の本発明による、内燃機関の二次ユニット用の駆動
装置によって解決された。
【0006】
【発明の効果】請求項1による方法によれば二次ユニッ
トの伝動装置は、程度の差こそあれ著しく内燃機関の最
大トルクを下回る予め規定された駆動トルクを越えない
ように、制御される。これによりその都度十分に、自動
車を推進するために内燃機関の余剰出力もしくは余剰ト
ルクが利用されるので、自動車走行性が申し分なく制御
される。
【0007】請求項2の特徴によって二次ユニットの入
力は、二次ユニット用の伝動装置の予め規定された駆動
トルクが越えられないように、制御される。
【0008】請求項3の特徴によって、二次ユニット用
の伝動装置が内燃機関のクランク軸から取入れる予め規
定された最大の駆動トルクが、内燃機関のその都度の運
転条件、例えば内燃機関の温度に適合されるという、利
点が得られる。これにより、二次ユニット用の駆動出力
及び自動車の走行性によりできるだけ最良の乗り心地が
得られる。
【0009】駆動装置の有利な別の構成は、請求項5及
び6に記載されている。
【0010】
【発明の実施の形態】次に図示の実施例につき本発明を
説明する。
【0011】第1図によれば、内燃機関の一方の端面端
で内燃機関のクランク軸(図示せず)に回動不能に円錐
プーリ巻掛け伝動装置5の一方の円錐プーリ対4が設け
られている。円錐プーリ巻掛け伝動装置5の他方の円錐
プーリ対6は、回動不能に軸8に結合されていて、該軸
は、二次ユニット10,12、例えば発電機、空調コン
プレッサ、ステアリング補助ポンプ等を駆動する。円錐
プーリ巻掛け伝動装置5の変速比を調節するために、自
体公知の形式で各円錐プーリ対に対応配置された液力シ
リンダ14が用いられ、該液力シリンダは制御ユニット
16によって制御される。
【0012】制御機械18の入力部は、内燃機関の運転
状態を検出するためのセンサ、例えば温度センサ20、
回転数センサ22及び内燃機関2の出力調節部材の位置
を検出するためのセンサ24に接続されている。
【0013】制御機械18の別の入力部は、伝動装置5
の駆動軸に作用するトルクを検出するためのセンサ26
に接続されている。
【0014】制御機械18の出力部は、伝動装置5の変
速比を調節するために制御ユニット16に接続されてい
る。
【0015】第2図では特性曲線Aで、モータオイルが
例えば10度に過ぎない温度を有する場合に、非暖機運
転状態で内燃機関が放出する最大のトルクMを示してい
る。特性曲線Bは、例えばモータオイル温度が80度で
機関が暖機運転状態にある場合の回転数nに関連した最
大トルクMを示している。
【0016】PKW(乗用車)において内燃機関を使用
した場合に始動される典型的な負荷点は、点Xである、
即ち、回転数2000U/minでほぼ170Nmのト
ルクである。急激なフルスロットルの場合に冷えた内燃
機関が有するトルク余剰分は、二重矢印Iによって示さ
れている。機関暖機運転状態のトルク余剰分は、二重矢
印IIで示されている。線図から明らかなように、冷態
機関は僅かなトルク余剰分を有するに過ぎない。即ち、
自動車が例えば3速で作動点Xで運転され、この場合急
激なフルスロットルが行われた場合に、冷態状態では殆
ど加速は生じない。
【0017】例えば駆動軸の回転数もしくはクランク軸
の回転数に関連して伝動装置5の駆動軸の通常得られる
トルク入力が特性曲線cにより与えられている場合に
は、負荷点Xでほぼ、二次ユニットの駆動のためにエン
ジントルクの半分が消費されかつ残りの半分のみが推進
のために利用される。この状態で例えば空調コンプレッ
サが接続された場合又は発電機が強力な電気的な消費
機、例えばリアウインドヒータの接続に基づき付加的な
出力を受取る場合には、駆動軸から受取るトルクが増大
し、これにより、必要とあればフルスロットルにも拘わ
らず推進のために現存のエンジン回転数nでは最早加速
は不可能であるか又は推進トルクは一定走行を維持する
ために不十分である。
【0018】制御機械18は、トルクセンサ26を介し
て伝動装置5の駆動軸において生ずるトルクを検出しか
つ、前記トルクが特性曲線Cを越えた場合に、場合によ
っては内燃機関の回転数に関連して制御機械18のメモ
リー内にファイルされた最大値が越えられないように、
円錐プーリ巻掛け伝動装置の変速比を変更する。このこ
とは二次ユニットの設計に応じて、二次ユニットの回転
数が減少又は増大されかつこれに相応して伝動装置変速
比が変更されることによって、行われる。
【0019】有利には制御機械18のメモリー内にファ
イルされた伝動装置5の駆動トルクは、内燃機関の温度
に関連していてかつ例えば温度の上昇に伴って多少増大
する。電子的なアクセルペダルが内燃機関に装備される
場合には、アクセルペダル位置を検出できかつ僅かなア
クセルペダル位置の場合に二次ユニットのために高い駆
動トルクを生ぜしめることができる。前記駆動トルク
は、アクセルペダルを益々操作した場合に減少し、これ
により所望の推進出力が得られる。
【0020】駆動軸において使用可能なトルクもしくは
クランク軸から分岐したトルクは、二次ユニットによっ
て調達される出力が検出されるか又は自動車用の推進出
力が検出されかつ出力調節機構の位置と内燃機関の回転
数とによって検出されるエンジン出力から引算されるこ
とにより、算定することもできる。
【0021】選択的に又は付加的に予め規定された最大
の駆動トルクを越えないことは、制御機械18が二次ユ
ニットの出力調節部材(図示せず)、例えば発電機の電
流調節部材(Stromsteller)、空調コンプレッサとして
使用される回転斜板ポンプの搬送調節部材(Foerderste
ller)、ポンプのバイパス管路等に接続されることによ
って、保証されるので、駆動トルクが運転パラメータに
関連した予め規定された最大値を越えると、二次ユニッ
トの入力が取り戻される。このことは有利である。それ
というのも、二次ユニットの入力が飛躍的に増大した場
合に発電機の入力が例えば同様に飛躍的に制御機械18
によって減少されかつ次いで伝動装置5の慣性を受けた
変速比調節が行われるからであり、この場合、単数又は
複数の二次ユニットの入力が後調整される。
【0022】第3図では、二次ユニット用の駆動装置の
変化実施例が図示されている。内燃機関のクランク軸
(図示せず)には回動不能にバリエータ(Variator=無
段変速装置又は可変変速装置)が結合されている。バリ
エータは円錐プーリ対から形成されていて、該円錐プー
リ対の円錐プーリは軸方向で弾性的に互いに付勢されて
又は予圧をかけられているので、円錐プーリは、円錐プ
ーリ対間で回転する成形ベルト32を作用直径を拡大す
る方向で外向きに押圧しようとする。成形ベルト32
は、異なる二次ユニット、例えばジェネレータ、空調コ
ンプレッサ、負圧ポンプ、液力ポンプ等の駆動ホイール
34,36,38,42を循環する。変速比調節のため
に調節装置50が設けられていて、該調節装置は、セグ
メント歯車52に偏心的に支承されたローラ54と電動
モータ56とを有していて、電動モータの駆動ピニオン
58はセグメント歯車52に噛合っている。電動モータ
は制御機械、例えば第1図の制御機械18によって制御
される。一方の方向又は他方の方向でセグメント歯車5
2が回動した場合には、バリエータ30の有効直径が変
化しひいては二次ユニットとクランク軸との間で作用す
る変速比が変化する。付加的に弾性的に付勢された又は
予圧をかけられた緊張ローラ60を設けることもでき
る。
【0023】バリエータ30及び調節装置50は、極め
て異なる形式で修正することができる。例えば調節装置
を液力式に駆動することができる。バリエータの円錐プ
ーリの間隔はアクチブに調節でき、この場合、対応して
構成された緊張装置は成形ベルトの張力を保証する。
【0024】記述の実施例の別の変化実施例では、二次
ユニット用の駆動装置の変速比を制御するために又は二
次ユニット自体の入力を制御するために必要な値が、直
接センサによって検出されるか又は別の値に基づき制御
機械において算定される。特性曲線又は特性フィールド
(該特性曲線又は特性フィールドに相応して、二次ユニ
ットの入力もしくはクランク軸から調達される二次ユニ
ット駆動装置用のトルクが制御される)は、ドライバに
より選択されるようにかつ学習可能に設計されているの
で、好んでスポーティーにダイナミックに運転するドラ
イバにとって、不活性なドライバのためよりも高いトル
ク余剰分を使用できる。
【0025】全体的にみて本発明により、一面では二次
ユニットのためにできるだけ多くの駆動出力を利用でき
かつ他面では自動車走行性に不都合な形式で影響が及ぼ
されないことが、達成される。
【0026】内燃機関は自動車(図示せず)を、切換え
伝動装置、多段切換え・自動伝動装置、無段・自動伝動
装置を介して駆動することができる。二次ユニットのた
めの伝動装置は必ずしも巻掛け伝動装置である必要はな
く、別の無段切換え・又は多段切換え・伝動装置であっ
てよい。
【0027】本発明により提示された特許請求の範囲
は、広範の特許防護を得るための先例のない定式化提案
である。本願出願人は、これまで明細書及び/又は図面
でのみ開示された特徴以外の別の特徴を請求することを
保留する。
【0028】従属請求項で記載の構成によって本発明の
別の構成が可能である。しかし、従属請求項の独自の特
徴を放棄するものではない。
【0029】従属請求項の構成によって、その他の請求
項とは無関係な独自の構成が得られる。
【0030】本発明は図示の実施例に限定されるもので
はない。むしろ本発明の範囲において種々の変更及び修
正が可能である。明細書及び図面並びに請求の範囲記載
の特徴及びエレメント並びにプロセスステップに関連し
て、個々に及び組み合わせて発明性を有する変化構成、
エレメント、組み合わせ及び/又は材料も可能である。
組み合わされた特徴により、新たな構成並びに新たなプ
ロセスステップもしくはプロセスステップ順序、特に製
作、チェック及び作業プロセスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】二次ユニット及び制御機械を有する内燃機関を
概略的に示した図。
【図2】第1図による制御機械の機能形式を示す線図。
【図3】二次ユニット用の駆動装置の変化実施例図。
【符号の説明】
2 内燃機関、 4,6 円錐プーリ対、 5 円錐プ
ーリ巻掛け伝動装置、軸、 10,12 二次ユニッ
ト、 14 液力シリンダ、 16 制御ユニット、
18 制御機械、 20 温度センサ、 22 回転数
センサ、 24,26 センサ、30 バリエータ、
32 成形ベルト、 34,36,38,40,42
駆動ホイール、 50 調節装置、 52 セグメント
歯車、54 ローラ、 56 電動モータ、 58 駆
動ピニオン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // F16H 59:14 F16H 59:14 59:18 59:18 59:42 59:42 59:78 59:78 63:06 63:06 (72)発明者 トーマス プフント ドイツ連邦共和国 ライバーシュトゥング ファルケンシュトラーセ 3

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の少なくとも1つの二次ユニッ
    トの作動を制御する方法であって、前記二次ユニット
    が、内燃機関により伝動装置を介して可変な変速比で駆
    動される形式のものにおいて、予め規定された駆動トル
    クを越えないように、伝動装置が制御されることを特徴
    とする、内燃機関の二次ユニットの作動を制御する方
    法。
  2. 【請求項2】 予め規定された駆動トルクを越えないよ
    うに、二次ユニットが制御される、請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 予め規定された駆動トルクが、内燃機関
    の少なくとも1つの運転パラメータに関連している、請
    求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】 内燃機関の二次ユニット用の駆動装置で
    あって、変速比を可変な伝動装置及び伝動装置の変速比
    を制御するための制御機械が設けられており、前記伝動
    装置の駆動軸が内燃機関によって駆動されかつ伝動装置
    の被駆動軸が二次ユニットを駆動するようになっている
    形式のものにおいて、駆動軸に作用するトルクを検出す
    るための装置及び制御機械のメモリーが設けられてお
    り、該メモリー内に予め規定されたトルク値が記憶され
    ており、前記制御機械が伝動装置の変速比を、トルクが
    予め規定された値を越えないように、制御するようにな
    っていることを特徴とする、内燃機関の二次ユニット用
    の駆動装置。
  5. 【請求項5】 二次ユニットが、二次ユニットの入力を
    変更するために制御機械に接続されており、該制御機械
    が二次ユニットの入力を、トルクが予め規定された値を
    越えないように、制御するようになっている、請求項4
    記載の駆動装置。
  6. 【請求項6】 制御機械が、内燃機関の運転パラメータ
    を検出するためのセンサに接続されており、予め規定さ
    れたトルク値が内燃機関の運転パラメータに関連してい
    る、請求項4又は5記載の駆動装置。
JP2000250231A 1999-08-24 2000-08-21 内燃機関の二次ユニットの作動を制御する方法並びに内燃機関の二次ユニット用の駆動装置 Pending JP2001107772A (ja)

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