JP2010241426A - 車両の冷却回路における冷却媒体の正確な充填レベルを調整するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充填すべき冷却媒体量を正確に決定できるようにする。
【解決手段】車両の冷却回路における冷却媒体の配分を調整する本方法においては、駆動モータおよび／または他のユニットを冷却するための媒体が攪拌され、冷却回路に流体式リターダが設けられ、当該リターダは駆動される第１および第２の翼車を含んでおり、当該第１および第２の翼車は共に、選択的に作動媒体で充填可能でかつ空にすることが可能であるトーラス形作動室を形成し、それによってトルクが第１の翼車から第２の翼車に伝達され、冷却回路の冷却媒体は同時に流体式リターダの作動媒体であり、当該方法は車両の停止プロセスの開始および／または終了の直前、車両の停止プロセスの開始および／または終了の間、あるいは車両の停止プロセスの開始および／または終了の直後に、流体式リターダの作動室が、常に完全にあるいはほぼ完全に作動媒体で充填されるステップを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は特に冷却媒体貯蔵容器内の冷却媒体、車両の冷却回路における冷却媒体の正確な充填レベルを調整するための方法に関する。当該方法においては、駆動モータおよび／またはその他のユニットを冷却するための冷却媒体が攪拌される。このとき冷却回路内に流体式リターダが設けられており、当該流体式リターダの作動媒体は冷却回路の冷却媒体である。

このような冷却回路は多くのものが従来技術から知られている。従来、流体式リターダを用いて制動を行うために、冷却回路において攪拌される冷却媒体の一部は、第１の翼車(ロータ)と第２の翼車(ステータ)とによって形成される作動室に導入される。作動室内に作動媒体として存在する冷却媒体の量(充填レベル)に応じて、多少のトルクが流体力学的に、第２の翼車から第２の翼車に伝動され、それによって第１の翼車と、当該第１の翼車に連結されている車両の駆動輪または駆動モータが減速される。

車両が例えば駐車するために停止され、その直前に流体式リターダが作動された場合、当該リターダの作動室内には車両の停止後、一定量の作動媒体が残留している。当該残量は例えばその時点において必要とされる制動トルクに依存し、従って選択された減速段に依存し得る。当該選択された減速段は運転者が変速レバーにおいて調節したものである。しかしながらこれは、停止プロセス後にリターダの作動室内に残留している残留作動媒体量が、停止プロセスごとに異なるという意味でもある。

このようにリターダにおいて作動媒体もしくは冷却媒体の残量が規定されていないことは、特に冷却回路もしくは冷却システムに全体として存在する冷却媒体量を、例えば貯蔵容器における冷却媒体レベルを読み取ることによって検知する観点からは不利である。停止プロセスごとに冷却媒体レベルが調整される場合、リターダに残留している残量のために、実際の冷却媒体予備量に関して信頼できない測定結果が生じる。すなわち言い換えればリターダに存在する冷却媒体量のために、一般に充填レベルとして表される冷却媒体レベルからは、冷却回路／冷却システムにおいて冷却媒体が不足しているか、あるいは冷却媒体が十分に存在しているかどうか、正確に検出され得ない。この点は車両の冷却回路もしくは冷却システムが過剰充填される危険を孕んでいる。

本発明の課題は従来技術による不利点を回避することである。従来技術による不利点の回避にあたっては、特に貯蔵容器における充填レベルもしくは冷却媒体レベルから、減速のために流体式リターダが用いられたか否かに関わらず、後から充填すべき冷却媒体量を、過剰充填する危険なしに正確に決定できるようにするために、措置が講じられなければならない。

本発明の課題は独立請求項によって解決される。従属請求項は本発明の特に有利な実施の形態を記載している。

車両の冷却回路における冷却媒体の正確な充填レベルを調整するための本発明に係る方法であって、当該方法において駆動モータおよび／またはその他のユニットを冷却するための冷却媒体が攪拌され、当該冷却回路に流体式リターダが設けられており、当該流体式リターダは駆動される第１の翼車と、第２の翼車を含んでおり、当該第１の翼車と第２の翼車は共に、選択的に作動媒体で充填可能であるとともに空にできるトーラス形状の作動室を形成し、それによってトルクが流体力学的に第１の翼車から第２の翼車に伝達され、冷却回路の冷却媒体は同時に流体式リターダの作動媒体である、方法は、以下のステップを含んでいる。すなわち車両の停止プロセスの開始および／または終了の直前、車両の停止プロセスの開始および／または終了の間、あるいは車両の停止プロセスの開始および／または終了の直後に、流体式リターダの作動室は常に同一の所定の作動媒体量で、特に常に完全に、またはほとんど完全に作動媒体で充填されるか、あるいは常に完全に空にされている。このとき停止プロセスの終了とは、車両の寿命の終わりではなく、車両をその後多少の時間にわたって停止させるプロセスの終了を意味する。

これは、リターダの作動室が停止プロセスの開始または終了の際に、減速の希望があるか、もしくはあったか、あるいはなかったかに関らず、常に同一の充填レベルにされることを意味する。常に同一の充填レベルとは、本発明において以下のように達成され得る。すなわち、リターダの作動室において常に同一の作動媒体量が調整されるか、リターダの作動室が常に完全に充填されるか、あるいはリターダの作動室が常に完全に空にされているかによって同一の充填レベルが達成される。しかしながら、以下にさらに記載するように、流体式リターダの作動室が常に完全に充填されれば、特に有利である。

車両が停止されると、作動室における所望の作動媒体量の調整が自動的に実施される。従って停止プロセスの直前、停止プロセスの間、あるいは停止プロセスの直後に作動室における所望の作動媒体量の調整が実施される。停止プロセスとは寿命の終わりではなく、停止させることの終わりを意味する。

停止プロセスの開始は例えば、点火回路(点火)の接続を切ることまたは点火回路を中断することによって、ロック装置(例えばハンドブレーキ)の作動によって、車両が自動変速装置／自動化された変速装置を有している場合は変速段を「パーキング」に入れることによって、あるいは比較的長い時間にわたる車両の停止を特徴づけるその他の信号に応じて行われる。しかしながら停止プロセスは単に駆動モータの作動を停止させることもしくは駆動モータを切ることによっても開始され得る。

停止プロセスの開始および／または終了を停止の直前、停止の間、あるいは停止の直後に特徴づける信号は、例えば点火におけるイグニションキーの実際の位置を検知することによって生じる。イグニションキーが実際の位置から他の位置に移動されると、リターダの作動室はすでにイグニションキーの回転する前またはイグニションキーの回転する間に、あるいはイグニションキーが次の位置または最終位置に回転された後、直接的に、すなわち遅延も有して充填されるか、あるいは空にされることができ、それによって所望の常に同一の充填レベルが実現される。

車両の停止時にリターダの作動室が常に完全に、または同一の所定の作動媒体量によって充填される場合、当該作動室は好適に車両を新たに作動させる際に完全に、または所定の残留作動媒体量を除いて空にされる。すなわちリターダは当該リターダから見て外部の冷却回路内に冷却媒体を移動させ、冷却システムにおける圧力増加を促進させる。これは望ましいことである。車両の停止時にリターダの作動室が常に完全に、または所定の量の作動媒体によって充填される場合のさらなる有利点は、いわゆる高温停止の際に、すなわち冷却媒体もしくは冷却すべき部材が比較的熱い場合に、リターダもしくは当該リターダの作動室が氾濫することによって、外部の冷却回路内の圧力が減少されるとともに、冷却システムに通常設けられている圧力制御弁が開放され、かつ吹き飛び、場合によっては冷却媒体が排出されるという事態が避けられることである。

流体式リターダの作動室は、充填装置によって好適に充填される。

流体式リターダの作動室は、静水圧として作用する冷却回路における作動媒体／冷却媒体の正圧によって有利に充填される。これは、リターダが測地学的により低い位置に、冷却回路の冷却媒体をガイドする他の部分として、特に冷却回路に備えられている冷却媒体のための貯蔵容器として設けられることを意味する。これによりリターダの作動室への通路が開放されるだけで、冷却媒体は重力によってリターダの作動室に流入する。代替的に当然ながら、リターダを測地学的により高い位置に設けることも可能である。それによって当該リターダは、特に通路を開放することによって、作動室内の作動媒体に作用する重力によって空になる。

代替的な構成によれば、流体式リターダの作動室は、車両の圧縮空気システムから得られる圧縮空気の正圧によって充填される。従って例えば圧縮空気は膜あるいはピストン、特にシリンダのピストンにもたらされ、それによって作動媒体を作動室内に移動させる。正圧、特に圧縮空気の正圧によって、流体式リターダの作動室を吹き清めるという意味で空にすることも可能である。作動室を吹き清めるために、圧縮空気の代わりに水蒸気などの他の媒体を用いることも可能であろう。

さらなる構成によれば、流体式リターダの作動室は、車両の駆動モータまたは付加的に設けられたモータ、例えば電気モータによって、第１の翼車を回転駆動させることにより充填される。このとき駆動モータもしくは付加的に設けられたモータは、充填後に停止される。この場合、第１の翼車を相応に構成することによる吸引作用が利用される。

しかしながら代替的な構成によれば、第１の翼車のポンプ作用を利用して、リターダもしくは当該リターダの作動室を本発明の代替的な実施の形態に応じて空にすることもできる。その後、相応に注入口は閉止される。このために駆動モータが用いられるとき、当該駆動モータは、当該駆動モータを(例えば点火装置を切ることによって)不活化させるための信号が生じている場合でも、流体式リターダの作動室が望む通りに充填されるか、あるいは空にされるまで相応に短時間続けて作動される。

さらなる構成によれば、流体式リターダの作動室は、冷却回路に設けられている冷却媒体ポンプを駆動することによって充填されるか、あるいは空にされる。その場合、冷却媒体ポンプは充填プロセスが終了して初めて停止され得る。例えば冷却媒体ポンプは車両の駆動モータのみならず、さらなる駆動モータ、例えば電気モータなどによって駆動され、それによってリターダの作動室は車両の駆動モータがすでに切られているか、不活化されているときでも充填され、あるいは空にされ得る。

車両の停止時に行われるリターダの作動室の充填プロセスに基づいて説明された前記の全ての実施の形態は、基本的に以下のように用いられる。すなわち、本発明の代替的な構成に応じてリターダの作動室を、常に車両の停止時に完全に、または所定の作動媒体量まで、空にするために用いることができる。例えば作動室から作動媒体を排出させるためにポンプを用いることができ、あるいは重力を用いて作動室から作動媒体を排出させることができる。すでに述べたように、作動室を空気圧によって空にすることも可能である。

以下に本発明を唯一の図に基づいて例を挙げて説明する。

本発明に係る方法を応用するための車両の冷却回路の概略図である。

図１において好適な実施の形態による車両の冷却回路１の概略図が示されている。本図において冷却回路１には、第１の翼車４および第２の翼車５を備える流体式リターダ３が設けられており、当該第１の翼車および第２の翼車はトーラス形状の作動室６を形成している。このとき冷却回路１の冷却媒体は同時に流体式リターダ３の作動媒体である。本図において第２の翼車５は固定的に実装されている。代替的にリターダ３は逆転リターダとして実装されていてもよい。第１の翼車４は本図において、駆動モータ２の駆動軸と駆動連結されている変速装置８のパワーテイクオフ１２を介して回転駆動される。このようにリターダ３はセカンダリーリターダとして実装されており、走行速度に応じて車両を減速させる。代替的にリターダは当然ながらプライマリーリターダとして実装されていてもよく、その場合、車両をエンジン回転数に応じて減速させる。

冷却媒体の流れ方向で見た場合、本図にはリターダ３もしくは当該リターダの作動室６から見て、さらに以下の部材が冷却回路１内に連続的に設けられている。すなわち、リターダ制御弁１１、熱交換器１３、冷却媒体ポンプ７およびリターダ吸入弁１０である。リターダ吸入弁１０とリターダ制御弁１１とは充填制御装置９によって作動され、それによって流体式リターダの作動室６内の充填レベル、すなわち当該作動室を充填すること、あるいは空にすることを開ループ制御および／または閉ループ制御する。

冷却回路１には、さらに駆動モータ２、サーモスタット１４および流体容器１５が設けられている。

流体式リターダ３が運転者により、例えば変速レバーまたはブレーキペダルを作動することによって始動されると、充填制御装置９を介して弁１０,１１の開放断面は、要求される制動トルクに応じて変えられる。本図において冷却媒体ポンプ７によって送出される冷却媒体は、リターダ吸入弁１０を介して作動室６に流入する。このとき第１の翼車４がパワーテイクオフ１２を介して回転駆動されると、第１の翼車４から、固定されている第２の翼車５に流体力学的にトルクが伝えられ、それによって車両は制動される。

車両が停止される、すなわち停止プロセスが開始されると、車両の停止プロセスの開始の直前、車両の停止プロセスの開始の間、あるいは車両の停止プロセスの開始の直後に、流体式リターダ３は所定の作動媒体量によって充填される。当該充填は一方で例えば回路に設けられている充填制御装置９を介して、当該充填制御装置が流体式リターダ３を「オンにする」ことによって、特に最大の減速段に切り替えることによって行われ、リターダ３の作動室６の充填プロセスが終了して初めて、駆動モータ２は不活化される。付加的あるいは代替的に、駆動モータ２の停止後、冷却媒体ポンプ７は図に示されていないさらなる駆動モータ、例えば電気モータを介して駆動され得る。それによって冷却回路１内の冷却媒体が、特に充填制御装置９と協働して、流体式リターダ３を充填するために必要な正圧が保証される。

当然ながら駆動モータ２の停止後、流体式リターダ３の作動室６を流体容器１５内の静水圧によって充填することも想定可能である。図１から分かるように、当該流体容器は流体式リターダ３よりも測地学的により高く設置されており、それによって例えばリターダ制御弁１１および／またはリターダ吸入弁１０を介して相応の供給管が設けられれば、冷却媒体は作動室６に流入する。同様に例えば、前もって冷却回路１の冷却媒体への入熱が生じていたことによって、冷却回路１にすでに存在している正圧によって、流体式リターダ３を充填することも考えられる。

代替的に、冷却回路１内に設けられているとともに流れを導くように作動室６と接続されている、図に示されていない充填装置を設けることも想定可能である。このような充填装置は例えば小型ポンプであってよく、当該小型ポンプは駆動モータ２の停止後も、流体式リターダ３を充填するために必要な正圧を増大させる。当該小型ポンプは例えばエネルギー貯蔵部から電気モータによって、あるいは車両の圧縮空気システムの圧縮空気容器における正圧を介して空気圧によって、動力を供給される。充填装置はピストンシリンダユニットから成ってもよく、このときシリンダの容積は好適に作動室の容積もしくは作動媒体の一定の残量の容積にほぼ一致する。

車両の発進(ならし運転)の直前または発進(ならし運転)の際に、流体式リターダ３は好適に完全に、または残量を除いて空にされる。このとき作動媒体は流体式リターダ３の搬送作用によって、圧力下で冷却回路に流入し、同時に始動時の車両の冷却回路１全体における圧力増大を促進する。

流体式リターダ３が走行中に比較的長い時間作動され、その後車両が停止される場合、冷却回路１内の正圧は、入熱のために圧力制御弁を作動させることがある。それによって例えば冷却媒体は冷却回路１および特に流体容器１５から排出される。本発明によってリターダが停止プロセスに際して所定の作動媒体量で充填されると、冷却媒体回路１における圧力が減少し、それによって冷却媒体の望ましくない排出が起こらず、従って冷却媒体の損失が生じない。

以上のように本発明は、流体式リターダの所定の充填によって車両の冷却回路における冷却媒体の配分を調整し、それによってリターダが停止プロセスの前に作動されたかどうかに関わらず、リターダ内に含まれている冷却媒体量を考慮しながら、常に所定の充填レベルを生じさせることを可能にする。それによって、冷却媒体の損失を直接的に認識するとともに補償することが可能となる。

１ 冷却回路
２ 駆動モータ
３ 流体式リターダ
４ 第１の翼車
５ 第２の翼車
６ 作動室
７ 冷却媒体ポンプ
８ 変速装置
９ 充填制御装置
１０ リターダ吸入弁
１１ リターダ制御弁
１２ パワーテイクオフ
１３ 熱交換器
１４ サーモスタット
１５ 流体容器

Claims (8)

1. 車両の冷却回路(１)における冷却媒体の正確な充填レベルを調整するための方法であって、当該方法において、駆動モータ(２)および／またはその他のユニットを冷却するための冷却媒体が攪拌される方法であり、
   前記冷却回路(１)に流体式リターダ(３)が設けられており、当該流体式リターダは駆動される第１の翼車(４)と、第２の翼車(５)を含んでおり、当該第１の翼車と第２の翼車は共に、選択的に作動媒体で充填可能であるとともに空にすることが可能であるトーラス形状の作動室(６)を形成し、それによってトルクが流体力学的に前記第１の翼車(４)から前記第２の翼車(５)に伝達され、
   前記冷却回路(１)の前記冷却媒体は同時に前記流体式リターダ(３)の前記作動媒体であり、
   前記車両の停止プロセスの開始および／または終了の直前、前記車両の停止プロセスの開始および／または終了の間、あるいは前記車両の停止プロセスの開始および／または終了の直後に、前記流体式リターダ(３)の前記作動室(６)は、常に同一の所定の作動媒体量で充填されるか、あるいは常に完全に空にされるステップを含むことを特徴とする方法。
2. 前記車両の停止プロセスの開始および／または終了の直前、前記車両の停止プロセスの開始および／または終了の間、あるいは前記車両の停止プロセスの開始および／または終了の直後に、前記流体式リターダ(３)の前記作動室(６)は、常に完全に、あるいはほとんど完全に作動媒体で充填されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記流体式リターダ(３)の前記作動室(６)は前記車両の発進の直前に完全に、または残量を除いて空にされることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記流体式リターダ(３)の前記作動室は充填装置によって充填されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記流体式リターダ(３)の前記作動室は静水圧として作用する前記冷却回路(１)内の前記作動媒体の正圧によって充填または空にされることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記流体式リターダ(３)の前記作動室(６)は、前記車両の圧縮空気システムから得られる空気圧による正圧によって充填されるか、あるいは空にされることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記流体式リターダ(３)の前記作動室(６)は、前記駆動モータ(２)あるいは前記駆動モータ(２)に加えて設けられているモータによって前記第１の翼車(４)を回転駆動することにより充填されるか、あるいは空にされ、前記駆動モータ(２)あるいは前記付加的モータは前記充填後に停止されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記流体式リターダ(３)の前記作動室(６)は、前記冷却回路(１)内に設けられている冷却媒体ポンプ(７)を駆動することによって充填されるか、あるいは空にされ、前記冷却媒体ポンプ(７)は前記充填後に停止されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。

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