(57)【要約】  本発明は、無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法に関する。本発明によれば、当該方法が、以下のステップ：すなわち、摩擦係合によってトルクを伝達する接触箇所の損傷量に対して重要な運転パラメータに関連した損傷値を有する損傷量モデルを準備し、運転の間の運転パラメータの値を検出し、検出された運転パラメータに基づき、達成された損傷値を規定し、目下達成された損傷値から導き出された量を表示する：を有していることが提案される。
2008544183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法において、当該方法が、以下のステップ：すなわち、
−摩擦係合によってトルクを伝達する接触箇所の損傷量に対して重要な運転パラメータに関連した損傷値を有する損傷量モデルを準備し、
−運転の間の運転パラメータの値を検出し、
−検出された運転パラメータに基づき、達成された損傷値を規定し、
−目下達成された損傷値から導き出された量を表示する：
を有していることを特徴とする、無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法。
【請求項２】
所定の運転サイクルの終了時に達成された損傷値を記憶し、該損傷値が、後続の運転サイクルの開始時の損傷値の開始値を形成している、請求項１記載の方法。
【請求項３】
以下の運転パラメータ：すなわち、摩擦係合の箇所の温度、摩擦係合する構成部材の間の圧着量、摩擦係合する構成部材の間のスリップ量、摩擦係合の場所、摩擦係合の期間：の少なくとも１つを損傷量モデルで考慮する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
無段式に調節可能な変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置が、円錐形ディスク式巻掛け伝動装置である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
高い損傷を伴った接触箇所の間の摩擦係合を回避するように、伝動装置を制御する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法のための装置において、摩擦係合によってトルクを伝達する接触箇所の損傷量に対して重要な運転パラメータを検出するためのセンサ（３０，３２，３４，３６，４２，４４）と、該センサに接続された評価ユニット（５０）とが設けられており、該評価ユニット（５０）が、ファイルされた損傷量モデルにつき、運転パラメータの検出された値から損傷値を規定するようになっていて、記憶装置を有しており、該記憶装置に、所定の運転サイクルの間に達成された損傷値が記憶されるようになっており、これによって、該損傷値が、後続の運転サイクルに対する開始値として提供されるようになっており、さらに、目下達成された導き出された量を表示するための表示装置（５２）が設けられていることを特徴とする、無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法のための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法のための装置に関する。
【０００３】
無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する種々異なる形式の伝動装置、たとえば摩擦車伝動装置、摩擦リング伝動装置、円錐形ディスク式巻掛け伝動装置等が存在する。これらの伝動装置には、摩擦接続が可能となるように、摩擦係合によって力もしくはトルクを伝達する構成部材が、それぞれ相対的に押圧される面状エレメントに相互に接触しなければならないことが共通している。この場合、相互に摩擦係合する面状エレメントは、圧着、生じ得るスリップおよび高い温度に基づき著しく負荷される。このことは、伝動装置の機能性を損なう表面の損傷に繋がり得る。
【０００４】
本発明の課題は、無段階に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法を改良して、運転確実性が損なわれる前に、運転確実性に関する表出が許容され、警告もしくは対策が可能となるようにすることである。さらに、本発明の課題は、無段階に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための装置を提供することである。
【０００５】
この課題を解決するために本発明の方法では、当該方法が、以下のステップ：すなわち、摩擦係合によってトルクを伝達する接触箇所の損傷量に対して重要な運転パラメータに関連した損傷値を有する損傷量モデルを準備し、運転の間の運転パラメータの値を検出し、検出された運転パラメータに基づき、達成された損傷値を規定し、目下達成された損傷値から導き出された量を表示する：を有しているようにした。
【０００６】
本発明の方法の有利な実施態様によれば、所定の運転サイクルの終了時に達成された損傷値を記憶し、該損傷値が、後続の運転サイクルの開始時の損傷値の開始値を形成している。
【０００７】
本発明の方法の有利な実施態様によれば、以下の運転パラメータ：すなわち、摩擦係合の箇所の温度、摩擦係合する構成部材の間の圧着量、摩擦係合する構成部材の間のスリップ量、摩擦係合の場所、摩擦係合の期間：の少なくとも１つを損傷量モデルで考慮する。
【０００８】
本発明の方法の有利な実施態様によれば、無段式に調節可能な変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置が、円錐形ディスク式巻掛け伝動装置である。
【０００９】
本発明の方法の有利な実施態様によれば、高い損傷を伴った接触箇所の間の摩擦係合を回避するように、伝動装置を制御する。
【００１０】
さらに、前述した課題を解決するために本発明の装置では、摩擦係合によってトルクを伝達する接触箇所の損傷量に対して重要な運転パラメータを検出するためのセンサと、該センサに接続された評価ユニットとが設けられており、該評価ユニットが、ファイルされた損傷量モデルにつき、運転パラメータの検出された値から損傷値を規定するようになっていて、記憶装置を有しており、該記憶装置に、所定の運転サイクルの間に達成された損傷値が記憶されるようになっており、これによって、該損傷値が、後続の運転サイクルに対する開始値として提供されるようになっており、さらに、目下達成された導き出された量を表示するための表示装置が設けられているようにした。
【００１１】
本発明の課題の、方法に向けられた部分は、無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法において、当該方法が、以下のステップ：すなわち、
−摩擦係合によってトルクを伝達する接触箇所の損傷量に対して重要な運転パラメータに関連した損傷値を有する損傷量モデルを準備し、
−運転の間の運転パラメータの値を検出し、
−検出された運転パラメータに基づき、達成された損傷値を規定し、
−目下達成された損傷値から導き出された量を表示する：
を有していることによって提供される。
【００１２】
したがって、本発明によれば、伝動装置の全損傷量および／または相互に摩擦係合される個々の表面エレメントの損傷量を提供する損傷量モデルが使用される。この損傷量モデルは、数学的な算出、試験台試験または両方の組合せから導き出すことができる。それぞれ伝動装置の運転の間に測定された運転パラメータから、損傷量モデルにつき、その都度達成された目下の損傷値を算出することができる。伝動装置に対して、予め規定された損傷値もしくは個々の表面領域に割り当てられた損傷値が規定される。この損傷値は上回られてはならない。目下の１つまたはそれ以上の損傷値は、許容可能な１つまたはそれ以上の損傷値に関して表示することができるかまたは評価することができ、これによって、その都度伝動装置の損傷状態に関する表出が可能となる。有利には、許容可能な損傷値を上回った場合に警告が生ぜしめられる。
【００１３】
有利には、所定の運転サイクルの終了時に達成された損傷値が記憶され、その後、この損傷値が、後続の運転サイクルの開始時の損傷値の開始値を形成している。
【００１４】
以下の運転パラメータ：すなわち、摩擦係合の箇所の温度、摩擦係合する構成部材の間の圧着量、摩擦係合する構成部材の間のスリップ量、摩擦係合の場所、摩擦係合の期間：の少なくとも１つを損傷量モデルで考慮する。温度は直接測定することができ、かつ／または圧着量、スリップ量および期間から算出することができる。
【００１５】
本発明による方法は、トルクを伝達する全ての形式の伝動装置に対して使用することができる。有利には、本発明による方法は、円錐形ディスク式巻掛け伝動装置に対して使用される。
【００１６】
個々の表面領域の損傷値の検出は、高い損傷を伴った接触箇所の間の摩擦係合が回避されるように、伝動装置を制御するために使用することができる。
【００１７】
無段式に可変の変速比を備えた、摩擦係合によってトルクを伝達する伝動装置の運転確実性を監視するための方法のための装置は、摩擦係合によってトルクを伝達する接触箇所の損傷量に対して重要な運転パラメータを検出するためのセンサと、このセンサに接続された評価ユニットとを有しており、この評価ユニットが、これにファイルされた損傷量モデルにつき、運転パラメータの検出された値から損傷値を規定しかつ記憶装置を有しており、この記憶装置に、所定の運転サイクルの間に達成された損傷値が記憶され、これによって、この損傷値が、後続の運転サイクルに対する開始値として提供され、さらに、当該装置が、目下達成された損傷値から導き出された量を表示するための表示装置を有している。表示ユニットは、必ずしも視覚的である必要はない。表示ユニットは、達成された１つまたはそれ以上の損傷値を伝動装置制御装置に伝送するように形成されていてもよい。この伝動装置制御装置は伝動装置の運転を、達成された１つまたはそれ以上の損傷値に関連して変更する。
【００１８】
本発明を以下に概略図につき例示的にさらに詳しく説明する。
【００１９】
図１によれば、その構造において全体的に知られている円錐形ディスク式巻掛け伝動装置は２つの円錐形ディスク対４，６を有している。両円錐形ディスク対４，６は、互いに平行な軸線Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂを中心として回動可能である。円錐形ディスク対４は固定ディスク８と調整ディスク１２とを有している。固定ディスク８は軸１０に剛性的に結合されている。調整ディスク１２は軸１０に相対回動不能に結合されていて、ハイドロリックユニット１４によって軸１０に対して相対的に摺動可能である。
【００２０】
類似しているものの、逆の形式で、円錐形ディスク対６は、軸１６に剛性的に結合された固定ディスク１８と、調整ディスク２０とを有している。この調整ディスク２０は軸１６に相対回動不能に結合されていて、ハイドロリックユニット２２によって軸１６に対して軸方向に摺動可能である。
【００２１】
ハイドロリックユニット１４，２２は弁アッセンブリ２４を介して圧着圧で負荷される。この圧着圧はポンプ２６によって発生させられる。このポンプ２６はハイドロリック媒体を蓄え容器２８から圧送する。この蓄え容器２８内には、戻し管路３０が開口している。
【００２２】
軸１０，１６の回転数は、回転数センサ３０，３２によって検出される。ハイドロリックユニット１４，２２内に形成された、各調整ディスクを固定ディスクに向かって押し退ける圧力は、圧力センサ３４，３６によって検出される。円錐形ディスクに摩擦接続的に当て付けられた巻掛け手段３８の速度は、速度センサ４０によって検出される。調整ディスク１２，２０のその都度の位置は、位置センサ４２，４４によって検出される。
【００２３】
前述したセンサは制御・評価ユニット５０の入力部４６に接続されている。制御・評価ユニット５０の出力部４８は弁アッセンブリ２４と、場合により別のエレメント（図示せず）、たとえば自動的なクラッチ等を制御する。制御・評価ユニットの別の入力部は、たとえば車両（図示せず）のアクセルペダルセンサ、ブレーキペダルセンサおよび伝動装置セレクトレバーに接続されている。
【００２４】
電子的に制御される前述した構造形式の円錐形ディスク式巻掛け伝動装置の構造および機能はその制御を含めて自体公知であるので、詳しく説明しない。
【００２５】
所属の記憶装置を備えたマイクロプロセッサを有する制御・評価ユニットはその機能に関して制御ユニットとして同じく公知であるので、詳しく説明しない。
【００２６】
表示ユニット５２に接続された本発明による制御・評価ユニットは、主にソフトウェアによって実行される付加的な機能範囲を有している。この機能範囲を以下に説明する。
【００２７】
円錐形ディスク対４；６の円錐形ディスク８，１２；１８，２０の、半径ｒ１；ｒ２に関して規定された個々の周面領域は、巻掛け手段３８の個々の部材をジョイント式に互いに結合するピンの端面の間のその都度の圧着圧と、ピンの端面と円錐面の対応面との間のスリップ量もしくは相対速度とに関連して負荷される。圧着圧、特にスリップ量が、高い圧着圧の場合に大きければ大きいほど、巻掛け手段３８のピンの端面と、円錐形ディスクの円錐面の相応の対応面エレメントとはますます多く損傷される。
【００２８】
端面と円錐面との間の圧着圧は、センサ３４，３６によって検出されるハイドロリック圧と、円錐面に対する端面の当付けのジオメトリとに基づき規定することができる。円錐面の、その都度負荷される周面セグメントの半径ｒ１；ｒ２は、各円錐形ディスク対の円錐形ディスクの間の、センサ４２，４４によって検出される間隔に基づき規定されてもよい。巻掛け手段３８と各円錐形ディスク対との間のスリップ量は、センサ３０，３２によって検出される回転数と、巻掛け手段の、センサ４０によって検出される速度とに基づき規定することができる。
【００２９】
巻掛け手段３８のピンの端面の損傷量ＳＢに対して、たとえば一般的な関係：すなわち、
ＳＢ＝ｆＢ（ｐ，ｓ，ｔ）
が当てはまる。この場合、ｐは、圧着圧であり、ｓは、その都度のスリップ量であり、ｔは、その都度の圧着圧ｐとその都度のスリップ量ｓとが存在する期間である。
【００３０】
円錐面の半径ｒを備えた周面エレメントの損傷量ＳＳｒに対して、たとえば：
ＳＳｒ＝ｆＳ（ｐ，ｓ，ｔ）
が当てはまる。この場合、関数関係ｆＳは、それぞれ異なる材料体積および材料のため、一般的に関数関係ｆＢと異なっている。
【００３１】
関数ｆＢ，ｆＳは一般的に一次ではない。損傷量は、ｐとｓとの積が増加するにつれて一般的に指数的に増加する。規定された期間の間に生ぜしめられた個々の損傷量が合算され、これによって、関数が積分を有する。
【００３２】
関数ｆＢ，ｆＳは、分析的に関数により導き出すことができるかまたは試験台試験につき検出することができる。分析的に導き出されたアルゴリズムが試験台試験によってパラメータ化され、検証されることによって、両方法が使用されてもよい。
【００３３】
制御・評価ユニット５０には、関数ｆＢ，ｆＳが記憶されており、これによって、伝動装置の運転の間に得られる各損傷値Ｓを制御・評価ユニット５０で算出することができる。伝動装置が運転されない場合には、達成された各損傷値が、不揮発性のメモリにファイルされ、これによって、この損傷値が再度の運転開始時に開始値として提供される。さらに、制御・評価ユニット５０には、臨界的な損傷値が記憶されている。この損傷値の達成時には、評価ユニット５２が、たとえば作動させられ、警告を発する。
【００３４】
複数回の運転サイクル後に得られた各損傷値は、別の類似の運転形式の前提下で外挿することができ、これによって、臨界的な損傷値に到達するまでの残り運転時間を予言することができ、場合により表示することができる。
【００３５】
半径方向の個々の周面領域に特に高い損傷値が得られる場合には、伝動装置もしくは伝動装置の変速比を制御することができ、これによって、高い損傷を伴った円錐形ディスク面の半径方向の領域が、まだほんの少し使用されるかまたはもはや使用されず、これによって、可能な限り均一な損傷と、その上、高い寿命とが得られる。
【００３６】
前述した関数ｆＢ，ｆＳは、ｐおよびｓの代わりに、摩擦接続の箇所における温度Ｔを含んでいてよい。この温度Ｔは、たとえばｐとｓとに基づき算出されるかまたは直接測定される。さらに、付加的な運転パラメータとして、各軸の回転数が関数に含められていてよい。
【００３７】
図２につき、以下に本発明による方法のフローチャートを説明する。
【００３８】
たとえばステップ６０で車両の点火装置がオンされるかもしくは車両が運転されると、ステップ６２で個々の損傷値が不揮発性のメモリ（たとえばＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ）から読み出され、ステップ６４でクロックジェネレータが作動させられる。このクロックジェネレータは、それぞれ連続する時間要素に対して、損傷量に関して重要な運転パラメータの規定をステップ６６で制御し、円錐面の、巻掛け手段のピンに摩擦係合する環状領域の各半径の規定を制御する。ステップ６６，６８で検出された値から、損傷量モデルにつき、それぞれ時間要素の間に生ぜしめられる付加的な損傷量増分が算出され、ステップ７０で、先の時間要素の終了時に存在する目下の全損傷値に加算される。この場合、クロックジェネレータの始動時の全損傷値は、ステップ６２で読み出された損傷値に相当している。ステップ７２で、その都度ステップ７０で検出された累積された損傷値ΣＳが、予め規定された臨界的な損傷値ＳＶと比較される。この臨界的な損傷値が達成されている事例では、ステップ７４で表示器が作動させられる。この表示器は、臨界的な損傷量の達成を表示する。たとえば臨界的な損傷量が達成されている箇所での摩擦係合が可能な限り回避されるように、伝動装置制御の変更に繋がり得る臨界的な損傷量を考慮して、この臨界的な損傷値が達成されていないかまたはまだどこにも達成されていないことがステップ７２で確認される事例と同様にシステムが引き続き運転される。
【００３９】
ステップ７６で点火装置がオフされると、ステップ７０で検出された全損傷値が、ステップ７８で不揮発性のメモリに記憶され、これによって、この全損傷値が、後続の運転サイクルにおいてステップ６２で読み出され得る。
【００４０】
当然ながら、全損傷値ΣＳは、有利には、それぞれ多数の全損傷値に代用される。これらの全損傷値は、巻掛け手段のピンの端面の損傷値と、円錐形ディスクの円錐面の、半径に関連した個々の環状面エレメントの損傷量とに相当している。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】制御・評価ユニットを備えた円錐形ディスク式巻掛け伝動装置のブロック回路図である。
【図２】本発明による方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
４  円錐形ディスク対、  ６  円錐形ディスク対、  ８  固定ディスク、  １０  軸、  １２  調整ディスク、  １４  ハイドロリックユニット、  １６  軸、  １８  固定ディスク、  ２０  調整ディスク、  ２２  ハイドロリックユニット、  ２４  弁アッセンブリ、  ２６  ポンプ、  ２８  蓄え容器、  ３０  戻し管路または回転数センサ、  ３２  回転数センサ、  ３４  圧力センサ、  ３６  圧力センサ、  ３８  巻掛け手段、  ４０  速度センサ、  ４２  位置センサ、  ４４  位置センサ、  ４６  入力部、  ４８  出力部、  ５０  制御・評価ユニット、  ５２  表示ユニット
【図１】
2008544183.tif 000003
【図２】
2008544183.tif 000004
【国際調査報告】
2008544183.tif 000005
2008544183.tif 000006
2008544183.tif 000007
2008544183.tif 000008
2008544183.tif 000009
2008544183.tif 000010