JPS63501635A - 車両用蓄力式駆動システムの制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 °　工”　φシスームの１′　法およびτこの発明は、特には車両用の、蓄力式 静水力学的駆動システムの制御方法および制御装置に関するものであり、上記シ ステムは、駆動軸への動力伝達装置と静水力学的機械とを有する主のエンジンを 具え、その静水力学的機械は、上記駆動軸に選択的に結合可能でありかつ液圧流 体回路に接続されている。ここで、前記液圧流体回路は、液圧流体の、少なくと も一つの高圧圧力源および少なくとも一つの低圧圧力源を具え、前記静水力学的 機械は、例えば車両の減速中には、前記駆動軸に結合されて、前記高圧圧力源の 充填のためのポンプとして作用し、その高圧圧力源は、例えば車両の加速中には 、前記静水力学的機械をモータとして駆動して、前記駆動軸を駆動する。

近年、環境保護に関し、エネルギーの節約にも係わる世界の多くの場所での努力 の一環として、内燃機関により駆動される車両に関する改善が達成され得るか否 かにつき、より詳細な検討がなされており、特にバス、さらに特定すれば、建物 の密集した区域における交通の中でのバスが、強力な加速と、駆動エンジン、好 ましくはディーゼルエンジンの経済的作動速度での短距離の走行と、強力な制動 とからなる運転サイクルを呈することから、特に車両の制動期間が、車両の慣性 あるいは運動エネルギーの再利用の可能性に関して研究されている。

検討された提案の一つは、自動変速機を有する内燃機関と車両の駆動軸との間の 動力伝達装置に、液圧作動機械が分離可能に結合され、その液圧作動機械が、液 圧流体用の高圧アキュームレークおよび低圧アキュームレータを具える閉じた液 圧流体回路に接続されているシステムを含んでおり、これを特に車両への適用に 関連づけるならば、スペースおよび経済上の理由から、そのアキュームレータの 容積を小さく保ち、かつ可能な限り充分に利用することは重要である。しかしな がら、その作動のいくつかの状態の中には最終的な状態もあり、かかる状態は、 機能不全となる危険性あるいは、機械部品の物理的損傷さえもたらす可能性があ る。それゆえ、該システムの作動中、そのシステム内、特に高圧アキュームレー タ内における液圧流体の状態を、連続的に、しかも正確かつ信頼性を有するよう に監視し得るということは、極めて重要なことである。

従来の上述した監視および制御を行う試みは、高圧アキュームレータの圧力の監 視が基礎とされており、そのアキュームレータの圧力はガス体によってもたらさ れているが、ガスの圧力は、周知の如く温度に左右される。このため、かかる温 度依存性を避けるべくこれに代えて、高圧および低圧アキュームレータの両方の ピストンの位置を連続的に検知する試みも行われたが、この試みは、例えば長い リンク装置を含む複雑で高価な構成を必要として、リンク装置および他の不都合 についての危険性を負う結果となった。

また、液圧流体がいかにしてシステム内を移動するかを計算のみによって監視す ることも、その精度が低いために不充分な結果に終わった。

この発明の目的は、かかる蓄力式静水力学的駆動システムの、高価で複雑な解決 構成を必要とすることのない制御方法を提供することにあり、この発明にあって は、高圧圧力源内の液圧流体の残量をめるために、高圧圧力源から低圧圧力源へ 向かう液圧流体の流動の間の、・一つの圧力源内における流体の所定量への到達 が検知され、その所定流体量の検知が低圧アキュームレータ内で行われる場合に は、前記残量をめるために、液圧流体の温度に関する補正係数が組込まれるとと もに、液圧流体の与えられた全量が考慮され、前記検知の後は、主のエンジンの みによる駆動への円滑な移行を可能ならしめるために必要な液圧流体の最少量が 、前記静水力学的機械の瞬間速度および容量に基づき連続的にめられると同時に 、高圧圧力源の液圧流体の残量変化も、その静水力学的機械の瞬間速度および容 量に基づき連続的にめられ、前記二つのめられた結果が連続的に比較される。そ して高圧圧力源内の液圧流体の残量を最大限利用すべく、ここでは、それらの結 果が等しくなったときに前記移行が開始される。

この発明によれば、駆動システム内における液圧流体の量の瞬間的な状態を極め て正確にめることができ、このことにて、液圧流体が空の状態で作動する危険や 、エンジン駆動への移行の際の、駆動軸への動力伝達の中断および急激な再開な しに、高圧圧力源を、それが完全に使い切られた状態と、その高圧アキュームレ ータの全容量の０．５％のオーダーの極めて少ない量だけ液圧流体が残る状態と の間の状態まで利用することができる。

この発明の他の目的は、前記方法の実施のための、添付請求の範囲第３項の序文 に記した種類の装置を提供することにあり、その装置を本質的に特徴づける要素 は、上記請求の範囲第３項の特徴部分に述べられている。

以下には添付図面を参照して、この発明が例示の形でさらに詳細に説明されてお り、ここで、第１図は、蓄力式静水力学的駆動システムの原理を路線図にて示し 、第２図は、自動車に適用した上記駆動システムをこれも路線図にて示している 。

第１図から明らかなように、ここにおける静水力学的駆動システムは、軸１を介 して、例えば車両駆動用エンジンの如き適当な動力ａ（図示せず）に連結された 静水力学的機械２を具えており、前記機械は可逆的なものであって、モータもし くはポンプとして選択的に作動するよう適合されている。前記機械はまた、液圧 流体回路に接続されており、この回路は、液圧流体の高圧アキュームレータ３お よびそれと同じ流体用の低圧アキュームレータ４を具えている。ここで、前記静 水力学的機械は、好ましくは、その機械の調節ヨークを角度αとする角度調節に よって容量変更がなされる可変容量形の、いわゆる斜軸式ピストン機械とする。

そして、上記システムの制御のためにはさらに、高圧アキュームレータ３に圧力 計Ｐが設けられる一方、低圧アキュームレータ４が温度サンサＴを有していると 都合が良い。

第２図には、車両駆動システムへの実施例がより詳細に示されており、前記例に おいては、静水力学的機械２は、この場合はバスの後車軸である駆動軸６への動 力伝達装置５に連結されている。ここで、その連結のための手段は、好ましくは 、所要に応じて解放可能なカップリング７と、適当な歯車装置８とを含む。尚、 上記車両もしくはバスは、主駆動用エンジンとしてのディーゼルエンジン９を有 し、そしてこのエンジン９は、好ましくは、自動変速機あるいはギヤボックス１ ０を介して動力伝達装置５に連結されており、そのギヤボックス１０は、シフト 部材１１によって、中立状態Ｎと、駆動状態りとに移行可能である。

またここにおける静水力学的機械２は、可変容量形のものとされており、その容 量変更は、車両のエンジン９によって駆動されるポンプ１３から制御流体回路１ ２を介して供給される制御流体により、通常の方法で達成される。ここで、その 制御流体は、好ましくは、作動流体のための低圧アキュームレータ４から取出さ れる。この一方、上記車両駆動用エンジン９は、補償シリンダ１６を具えるリン ク装置１５を介しそのエンジン９に連結された加速もしくはスピードペダル１４ の助力により、通常の方法で制御されている。そして、上記車両にはさらに、そ の制御のためにブレーキペダル１７が設けられており、このブレーキペダル１７ は、ここにおける静水力学的駆動システムの監視および制御のために、後述する 機能を持つ電子制御ユニット２０に接続されている。

第２図では、上記静水力学的駆動システムおよび上記車両が、高圧アキュームレ ータ３からの液圧流体のみによる駆動状態から車両駆動用エンジン９のみによる 駆動状態へ移行する直前の状態にて示されており、ここにおける高圧アキューム レータ３からの液圧流体は、そのアキュームレータ３から低圧アキュームレータ ４へ向かって流れ続け、その低圧アキュームレータ４内における流体の所定量り の到達は、適当な検知手段２１（この場合は低圧アキュームレータ４に配置され ている）によって検知される。尚、かかる検知は実際上は、低圧アキュームレー タのピストン２２に、スイッチ２１の近傍を通過するときに信号を出力させる、 磁気を帯びた細片（図示せず）を設けることにて行うことができ、その出力信号 は、上記電子制御ユニット２０に供給される。静水力学的システムが上述した状 態にあるときは、高圧液圧流体の量は急速にゼロに近づき、電子制御ユニット２ ０は、スイッチ２１から出力信号を受取った時点で、前記高圧アキュームレーク ３の液圧流体の残量をめる。しかしながら、液圧流体の確かな量は、その範囲に ついての温度に依存するので、上記の高圧アキュームレータ３内の液圧流体の残 量をめるには、この温度依存性を考慮に入れなければならない。このため、液圧 流体の温度は、上述した温度センサＴによって検知され、この温度センサＴは、 電子制御ユニット２０内で、前記残量をめるための補正要素を形成させるために 、その電子制御ユニット２０へ出力信号を送出する。尚、前記残量をめる過程に は、このシステム内に含まれている液圧流体のあらかじめ知られている全量が考 慮される。

電子制御ユニット２０は、その後、上記静水力学的機械２の瞬間速度および容量 を基にして、高圧圧力源３内の液圧流体の残量変化を連続的にめ続け、これと同 時に、車両駆動用エンジン９のみによる駆動への円滑な移行を可能ならしめるた めに必要な液圧流体の最小量を、これも静水力学的機械２の瞬間速度および容量 を基にしてめ続ける。

そして、これら二つのめた結果が等しくなったことが判明したら、動力の急、激 な変動を避けるために必然的に車両駆動用エンジン９のみによる駆動へ移行しな ければならない時点に到達したのであって、その時点で制御ユニット２０は、前 記移行のための出力信号を送出する。かかる制御ユニッ）２０に、多様な制御用 補助変数を適当に用いれば、高圧アキュームレータ３内の液圧流体の量をほとん ど全て利用することができ、このことにて、車両駆動用エンジン９のみによる駆 動への移行が終了した後の高圧アキュームレータ３内の残量を、その全容量の０ ．５％のオーダーのみにすることができる。

この発明の実施例における実際の圧力および量の限定するものでない例として、 第２図に示す駆動システムの高圧アキュームレータ３内の液圧流体の残量は、圧 力２４０バール（ｂａｒ）で１１リツトル（りであり、この時のガス体の量は１ ４０リツトル（りである。°そしてこの状態では、低圧アキュームレータ４は、 ガス体を５９リツトル（２）有するとともに、４．５バール（ｂａｒ）の圧力の 液圧流体を５４リツトル（り含有している。

この一方、車両の制動時には、車両の運動エネルギーを再利用するべく、空の高 圧アキュームレータ３は再充填され、このとき、静水力学的機械２は、高圧アキ ュームレータ３の充填のためのポンプとして作動を開始する。

約５５ｋｍ／ｈの経済速度からの、車両の制動の初期段階では、ギヤボックス１ ０ば結合状態あるいは駆動状態りに保たれているが、高圧アキュームレータ３内 の液圧流体の量が所定の最少量に到達した後は、エネルギーの不必要な寄生的損 失をさけるため、電子制御ユニット２ｏを介するシフト部材１１の作動によって 、その自動変速機は中立状態Ｎに移行される。かかる経済速度から概略停止速度 におちるまでの如き比較的長時間の制動が車両に必要な場合には、適当な寸法に 設定された高圧アキュームレータの概ね全容量に液圧流体を満たす、もしくは再 充填することが意図され、その再充填では、例えば１１０リツトル（１）のガス 体量にて、４１リツトルＣ１）の液圧流体が３６０バール（Ｂａｒ）の圧力に到 達し、これに対応する低圧アキュームレータ４での値は、８９リツトル（２）の ガス体量にて、２４リツトル（ｆ）の液圧流体が２．５バール（ｂａｒ）の圧力 となる。

いわゆる当業者にとっては、上述した制御方法および装置がさらに有利な創造的 発展をもたらすことは明白であろう。例えば、高圧アキュームレータ内の液圧流 体による加速が終了してその高圧アキュームレータが実質的に空になった後の車 両の制動中、すなわち、低圧アキュームレータから高圧アキュームレータへ液圧 流体が戻り流動して高圧アキュームレータが再充填される間も、高圧アキューム レータ内の液圧流体の量の変化を連続的にめ続け、これと同時に、その高圧アキ ュームレータによる駆動の再開に必要な、静水力学的機械の瞬間速度における液 圧流体の最少量もめ続けるという実施の態様も有利であり、前記二つのめた結果 は連続的に比較され、それらが等しくなったときには、摩擦によるエネルギー損 失を最小化すべく主のエンジンと駆動軸との間の連結を解除して静水力学的機械 により駆動を行うことが許容される。

国際調査報告

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．駆動軸への動力伝達装置と静水力学的機械とを有する主のエンジンを具え、 前記静水力学的機械が、前記駆動軸に選択的に結合可能でありかつ液圧流体回路 に接続されており、前記液圧流体回路が、液圧流体の、少なくとも一つの高圧圧 力源および少なくとも一つの低圧圧力源を具え、前記静水力学的機械が、例えば 車両の減速中には、前記駆動軸に結合されて、前記高圧圧力源の充填のためのポ ンプとして作用し、前記高圧圧力源が、例えば車両の加速中には、前記静水力学 的機械をモータとして駆動して、前記駆動軸を駆動する、特には車両用の、蓄力 式静水力学的駆動システムを制御するに際し、前記高圧圧力源から前記低圧圧力 源へ前記液圧流体が流動する間、前記高圧圧力源内の液圧流体の残量を求めるた めに、前記圧力源の一つにおける前記液圧流体の所定量への到達が検知され、そ の流体量の検知が低圧アキュームレータ内で行われる場合には、前記残量を求め るために、前記液圧流体の温度に関する補正係数が組込まれるとともに、その液 圧流体の、与えられた全量が考慮され、前記検知の後は、前記主のエンジンのみ による駆動への円滑な移行を可能ならしめるために必要とされる、前記液圧流体 の最少量が、前記静水力学的機械の瞬間速度および容量に基づき連続的に求めら れると同時に、前記高圧圧力源内の前記液圧流体の残量変化も、その静水力学的 機械の瞬間速度および容量に基づき連続的に求められ、前記二つの求められた結 果が連続的に比較され、そして、前記高圧圧力源内の前記液圧流体の残量を最大 限利刀すべく、前記二つの求められた結果が等しくなったときに前記移行が開始 されることを特徴とする、車両用蓄力式静水力学的駆動システムの制御方法。
2. ２．前記高圧圧力源内の前記液圧流体による加速が終了した後の車両の制動中、 すなわち、前記低圧圧力源から前記高圧圧力源へ前記液圧流体が戻り流動してそ の高圧圧力源が再充填される間も、その高圧圧力源内の前記液圧流体の量の変化 が連続的に求め続けられ、これと同時に、その高圧圧力源による駆動の再開に必 要な、前記静水力学的機械の瞬間速度における前記液圧流体の最少量も連続的に 求め続けられ、前記二つの求められた結果が連続的に比較され、そして、前記二 つの求められた結果が等しくなったときに、摩擦によるエネルギー損失を最少化 すべく前記主のエンジンと前記駆動軸との間の連結を解除して前記静水力学的機 械により駆動を行うことが許容されることを特徴とする、請求の範囲第１項に記 載の制御方法。
3. ３．駆動軸（６）への動力伝達装置（５）と静水力学的機械（２）とを有する主 のエンジン（９）を具え、前記静水力学的機械（２）が、前記駆動軸（６）に選 択的に結合可能でありかつ液圧流体回路に接続されており、前記液圧流体回路が 、液圧流体の、少なくとも一つの高圧圧力源（３）および少なくとも一つの低圧 圧力源（４）を具え、前記静水力学的機械（２）が、例えば車両の制動中には、 前記駆動軸（６）に結合されかつ前記高圧圧力源（３）の充填のためにその高圧 圧力源（３）内に前記液圧流体を送り込むポンプとして適合され、また前記静水 力学的機械（２）が、例えば車両の加速中には、前記駆動軸（６）の駆動のため に、モータとして、前記高圧圧力源（３）からの前記液圧流体により駆動される よう適合された、特には車両用の蓄力式静水力学的駆動システムを制御するため の装置において、検知手段（２１）が、前記高圧圧力源（３）から前記低圧圧力 源（４）へ向かう前記液圧流体の流動の間、前記圧力源（３，４）の一つにおけ る所定流体量の到達を検知して、その検知に基づき電子制御ユニット（２０）へ 、前記高圧圧力源（３）内の前記液圧流体の残量を求めるための出力信号を送出 すべく適合され、温度検知手段（Ｔ）が、前記液圧流体の温度を検知すべく適合 され、前記流体残量検知手段（２１）が前記流体残量の検知のために前記低圧圧 力源（４）に配置されるとともに前記残量を求めるための補正要素の形成のため に前記電子制御ユニット（２０）へ出力信号を送出する場合には前記残量が、前 記液圧流体のあらかじめ知られた全量を考慮して求められることを特徴とし、ま た、前記制御ユニット（２０）が前記残量検知手段（２１）からの出力信号を受 信した後には、その制御ユニット（２０）が、一方では、前記静水力学的機械（ ２）の速度の瞬間値および容量としてその制御ユニット（２０）に送られて来る 信号を基にして、前記高圧圧力源（３）内の前記液圧流体の残量変化を連続的に 求め、他方では、前記静水力学的機械（２）の前記瞬間速度および前記容量を基 にして、前記主の駆動用エンジン（９）のみによる駆動状態への円滑な移行を可 能ならしめるために必要な、前記液圧流体の最少量を求め、さらに、前記二つの 求めた結果を連続的に比較して、それらの結果が等しくなったときに、前記移行 を開始させるための出力信号を送出することを特徴とする、車両用蓄力式静水力 学的駆動システムの制御装置。