JP2007518915A - 自動車の駆動伝達系を操作する方法 - Google Patents

Abstract

１ 自動車の駆動伝達系を操作する方法。
２．１． 駆動装置によって出力されたトルクが、トランスミッションを保護するために、制御装置によって制限されることがある。本発明の目的は、高過ぎる温度によりトランスミッションが損傷するのを保護する方法を提案することである。
２．２． 制御装置は、トランスミッションの温度情報に応じて、特性曲線（３２）から最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）を決定する。制御装置は、駆動装置の回転速度を用いて、前記最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）から、駆動装置によって出力されたトルクがこれに制限される最大許容トルク（Ｍ_ｍａｘ）を決定する。
２．３． 自動車内で使用する。

Description

本発明は、請求項１の前文に従って、自動車の駆動伝達系を操作する方法に関する。

特許文献１では、自動車の駆動伝達系内の駆動装置及び駆動伝達系を制御する方法について記載している。駆動伝達系は、エンジンの形態の駆動装置と、ベルト式無段変速機の形態のトランスミッションと、駆動装置によって出力されたトルクを調整できる電子制御ユニットの形態の制御装置とを備える。制御装置は、駆動ベルトの形態のベルト式無段変速機によって伝達され得る最大トルクを超えないように、駆動装置によって出力されたトルクを一時的に制限する。したがって、トランスミッションは、高過ぎる入力トルクによる損傷から保護される。

特許文献２では、自動車の自動パワーシフトトランスミッション内のトランスミッション液の温度を調節するための制御システムについて記載している。自動車は、電子エンジン制御システムと、トランスミッション液の温度と相互に関連しているトランスミッション温度を感知するための油温センサとを備える。電子エンジン制御システムは、トランスミッション温度が予め定められた温度値より高い場合には、エンジンによって出力されたトルクを連続的に減少させる。

独国特許出願公表第６９８１０７１５Ｔ２号明細書 独国特許出願公開第１９７５５１２８Ａ１号明細書

上記に対して、本発明の目的は、高過ぎる温度による損傷からトランスミッションを保護し、駆動装置によって出力されたトルクを不必要な程にまで減少させない方法を提案することである。本目的は、本発明に従って、請求項１に記載の方法によって達成される。

本発明によれば、制御装置は、トランスミッションの温度に関係する、特にトランスミッションオイルの温度に関係する温度情報を評価する。温度情報は、たとえばトランスミッション上の温度センサによって供給されることがある。しかし、制御装置は、たとえば、温度モデルを用いて、駆動装置によって出力されたトルク、トランスミッションの計算された効率レベル、外部温度、及び／又は冷却媒体の温度などの複数の入力変数から、トランスミッションの温度を予想することもできる。このような予想は、特に、コスト上の理由により温度センサを使用しない場合、又は温度センサに欠陥がある場合に、行われることがある。

制御装置は、温度情報に応じて、駆動装置によって出力されたトルクを制限する。制御装置は、温度情報に応じて、特にトランスミッションの温度が増加するにつれて減少する、駆動装置の最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）を定義する。制御装置は、駆動装置の回転速度（ω_ＡＭ）を考慮して、最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）から最大許容トルク（Ｍ_ｍａｘ）を決定する。次いで、駆動装置によって出力されたトルクは、最大許容トルク（Ｍ_ｍａｘ）に制限される。最大許容トルク（Ｍ_ｍａｘ）は、以下の式に従って計算される。即ち、

ここで、Ｍ_ｍａｘは「Ｎｍ」、Ｐ_ｍａｘは「Ｗ」、ω_ＡＭは「ｒａｄ」である。

車両運転者は、出力制御装置、たとえばアクセルペダルを使用して、駆動装置によって出力されるトルクのための設定値を調整する。制御装置は、駆動装置が要請された設定値を出力するように、駆動装置の動作要素、たとえば絞り弁又は噴射ポンプを動作させる。設定値が温度情報に依存する最大許容トルクより小さいと、車両運転者によって調整された設定値は、変化しない。車両運転者によって調整された設定値が最大許容トルクより高いと、設定値は、最大許容トルクに制限される。

自動車の駆動伝達系においては、トルクの調整は駆動装置によって行われ、回転速度の調整はトランスミッションによって行われる。トランスミッションの放散パワー（したがって必要な冷却能力）は、トランスミッションによって伝達されるパワーに依存する。

トランスミッションがオーバーヒートする危険性がある場合には、伝達されるパワーは（したがって放散パワーも）、本発明の駆動装置のトルク制限によって減少するので、放散パワーは減少して冷却能力と平衡状態を保つか、又は冷却能力より小さくなる。このことにより、トランスミッションの温度の上昇が防止される、又は放散パワーが冷却能力より小さい場合は、トランスミッションが冷却されることとなる。

トランスミッションの損失による熱の生成は、パワーが増加するにつれて増加する。本発明に従って、温度情報に応じてトルクを制限することにより、トランスミッションのオーバーヒート、したがって損傷が効果的に防止される。さらに、トランスミッションラジエータを非常にコンパクトに作り、設置空間及びコスト効果の点で最適なトランスミッションラジエータを設計することが可能である。

最大エンジンパワーが非常に急速に又は突然に変化すると、車両運転者は、不快な印象を受け、駆動伝達系の動作に従うことができない。トランスミッションの温度は非常にゆっくりとしか変化しないので、温度情報は、非常に緩慢な変数である。したがって、制限は、温度情報に直接依存することがあり、この結果、最大エンジンパワーは連続かつ調和した特性となり、この結果、制限は、事実上車両運転者にとって知覚不可能となる。傾斜をつけて移行を徐々に進行させる又は滑らかにする必要はない。この結果、本方法は、制御装置において容易に実施できるものとなる。したがって、さらに、調整可能なパラメータの数が少ないままで済み、これにより、開発段階で駆動伝達系に適用することが容易となる。

制御装置はまた、さらなる変数、たとえば自動車の周囲の温度又はトランスミッション冷却システムの冷却液の温度に応じて、最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）を定義することもできる。

駆動装置及びトランスミッションは、１つの制御装置により共に動作することもあれば、それぞれが１つの制御装置により個々に動作することもある。２つ以上の制御装置が使用される場合は、本発明による方法の処理は、種々の制御装置の間で分割される。たとえば、トランスミッションの制御装置が、温度情報に応じて最大トルクを決定し、これを駆動装置の制御装置に伝達し、次いで、制御装置がこれに対応してトルクを調整する。

駆動装置は、たとえば内燃機関又は電動機として具現化されることがある。トランスミッションは、たとえば、手動又は自動の変速歯車機構、遊星歯車式の自動変速機、又はトラクションドライブ式又はベルト式の形態の無段変速機として具現化されることがある。

本発明の１つの実施形態においては、駆動装置の最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）は、温度情報に応じて、たとえば特性曲線又は特性線図として、制御装置内に格納される。最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）は、特に温度が上昇するにつれて、たとえば直線又は異なる勾配を有する複数の線要素からなる線に沿って低下する。しかし、温度情報と最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）との間の他の任意の関数関係も可能である。最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）はまた、一定に保たれることもあれば、温度が上昇する時に一時的に上昇することもある。

したがって、最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）を決定することは、非常に容易である。

本発明の１つの実施形態においては、制御装置は、駆動装置と駆動輪との間に動力伝達が確立された場合にのみ、つまり駆動装置と駆動輪との間に駆動接続がある場合にのみ、トルクを制限する。動力伝達が作られない場合は、駆動装置のトルクを路面に伝達することができない。つまり、駆動装置によって出力されたトルクは、駆動装置を動作させ、他の荷重、たとえば空調装置の発電機又は圧縮機などに供給するために使用されるだけである。この場合、駆動装置によって出力されたトルクが制限されると、駆動装置に望ましくない作動停止が起きる（エンストする）危険性がある。本発明による方法によれば、駆動装置のエンストが効果的に防止される。

本発明の１つの実施形態においては、トランスミッションは、制御装置への信号接続を有する温度センサを備える。制御装置は、温度センサの温度情報に応じて、トルクを制限する。温度センサが、トランスミッションの温度についての非常に正確な温度情報を供給する。したがって、最大許容トルク（Ｍ_ｍａｘ）は、特に正確に定義され得る。

本発明の１つの実施形態においては、トランスミッションは、無段変速機、特にベルト式無段変速機として具現化される。無段変速機、特にベルト式無段変速機は、その原理によれば、殆どの動作点で、たとえば変速歯車機構より低い効率レベル、したがってより高い放散パワーを有する。したがって、高過ぎる温度によりトランスミッションが損傷する危険性は、無段変速機の場合に、特に高い。本発明による方法により、無段変速機のより信頼性の高い動作が確実となる。

本発明のさらなる利点が、記載及び図面から見出される。本発明の例示的実施形態が、図面に単純化された形で示されているが、これについて、以下の記載でより詳細に説明する。

図１によれば、自動車（図示せず）の駆動伝達系１０は、制御装置１２によって動作する内燃機関の形態の駆動装置１１を備える。このため、制御装置１２は、たとえば絞り弁のアクチュエータなどの動作要素（図示せず）への信号接続と、たとえば回転速度センサなどのセンサとを備える。制御装置１２はまた、アクセルペダルとして具現化され、かつこれにより車両運転者が内燃機関１１によって出力されるトルクのための設定値を調整することができる出力制御装置１３への信号接続を有する。

内燃機関１１は、流体力学的トルクコンバータ２１を介してトランスミッション１４に接続され、トランスミッション１４は、ベルト式無段変速機として具現化され、これも制御装置１２によって動作する。制御装置１２は、トランスミッション１４のギアオイルの温度を測定する温度センサ１６への信号接続を有する。したがって、制御装置１２は、温度センサ１６から、トランスミッション１４の温度に関係する温度情報を受信する。

トランスミッション１４は、トランスミッションラジエータ２２に接続され、これにより、ギアオイル、したがってトランスミッションは、たとえば外気によって冷却され得る。ギアオイルは、フィードライン２３を介してトランスミッションラジエータ２２に送られ、戻りライン２４を介してトランスミッション１４に再び送られる。トランスミッションラジエータは、駆動装置１１の冷却回路（図示せず）に接続されることがあり、したがって、トランスミッションラジエータ２２の冷却能力も、駆動装置１１の冷却液の温度に依存する。

トランスミッション１４は、出力軸１７により終減速装置１８に接続され、終減速装置１８は、知られている方法で、駆動装置１１によって出力されたトルクをドライブシャフト１９を介して駆動輪２０に伝達する。前輪、後輪、又は自動車の前輪及び後輪が駆動され得る。

制御装置１２は、トランスミッション１４の温度に応じて、格納されている特性曲線から駆動装置の最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）を決定する。このような特性曲線の一例が、図２に示されている。トランスミッション１４の温度（Ｔ）は、横軸３０上にプロットされ、駆動装置の最大パワー（Ｐ_ｍａｘ）は、縦軸上にプロットされている。特性曲線３２は、温度に対してプロットされた駆動装置の最大パワー（Ｐ_ｍａｘ）のプロファイルを反映している。駆動装置の最大パワー（Ｐ_ｍａｘ）は、たとえば、駆動装置１１の最大パワーより高い値Ｐ_ｍａｘ１で、８０℃と１４０℃との間であり得る温度Ｔ１まで一定である。したがって、トルクはこの温度Ｔ１まで制限されず、トルクは、他の方法によって制限され得る（本明細書においては検討しない）。特性曲線は、温度Ｔ１から開始し、一定の勾配を有する直線に沿って低下する。

駆動装置の最大パワー（Ｐ_ｍａｘ）及び駆動装置１１の回転速度のための特性曲線３２から読み出された値を用いて、制御装置１２は、上述した式に従って、駆動装置１１の最大許容トルク（Ｍ_ｍａｘ）を決定する。次いで、制御装置１２は、駆動装置１１と駆動輪２０との間で動力伝達が解除されたかどうかを調べる。解除された場合には、内燃機関１１で出力されるトルクのために、出力制御装置１３により車両運転者によって設定された設定値は、計算された最大許容トルク（Ｍ_ｍａｘ）によって制限される。したがって、制御装置１２は、前述の２つの値のうちの小さい方の値となる。動力伝達が作られない場合は、設定値は変化しない。

自動車の駆動伝達系を示す図である。 トランスミッションの温度に応じた駆動装置の最大パワー（Ｐ_ｍａｘ）の特性曲線を示す図である。

Claims (5)

1. − 駆動装置（１１）と、
   − トランスミッション（１４）と、
   − 前記駆動装置（１１）によって出力されたトルクを調整できる、少なくとも１つの制御装置（１２）とを備えた、
   自動車の駆動伝達系を操作する方法であり、
   前記制御装置（１２）が、
   − 前記トランスミッション（１４）の温度に関係する温度情報を評価し、
   − 前記トランスミッション（１４）を保護するために、前記温度情報に応じて前記トルクを制限する方法であって、
   前記制御装置（１２）が、
   − 前記温度情報に応じて、前記駆動装置（１１）の最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）を定義し、
   − 前記駆動装置（１１）の回転速度を考慮して、前記最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）から最大許容トルク（Ｍ_ｍａｘ）を決定し、
   − 前記駆動装置（１１）によって出力された前記トルクを前記最大許容トルク（Ｍ_ｍａｘ）に制限することを特徴とする方法。
2. 前記駆動装置（１１）の前記最大許容パワー（Ｐ_ｍａｘ）が、前記温度情報に応じて、前記制御装置（１２）内に格納されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記制御装置（１２）が、前記駆動装置（１１）と駆動輪（２０）との間で動力伝達が確立された場合にのみ、前記トルクを制限することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
4. − 前記トランスミッション（１４）が、前記制御装置（１２）との信号接続を有する温度センサ（１６）を備え、
   − 前記制御装置（１２）が、前記温度センサ（１６）の前記温度情報に応じて、前記トルクを制限することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記トランスミッション（１４）が、無段変速機、特にベルト式無段変速機として具現化されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。

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