(57)【要約】  本発明は、流体機械が作動させられる作動媒体サイクルにおける圧力ピークを抑止するための方法に関し、流体機械は、一次ホイールから二次ホイールへとトルクを流体力学的に伝達するために、作動媒体導入口および作動媒体排出口を介して充填および排出可能なトロイダル作動チャンバーを協働で形成する一次ホイールおよび二次ホイールを備える。本発明は、作動チャンバー内に流入しかつ／またはそこから流出する作動媒体のための流動断面の変化率が、流体機械を連結および分離するとき、予め決定された入力変数に依存して変更されることを特徴とする。
2012523337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その中で流体機械(１)が作動させられる作動媒体回路(２)内の圧力ピークを回避するための方法であって、
前記流体機械(１)は、一次ホイール(３)および二次ホイール(４)を具備してなり、前記一次ホイール(３)および二次ホイール(４)は、前記一次ホイール(３)から前記二次ホイール(４)へと流体力学的にトルクを伝達するために作動媒体導入口(５)および作動媒体排出口(６)を介して充填および排出が可能なトロイダル作動チャンバー(７)を協働で形成しており、前記流体機械(１)の稼働中および非稼働中、前記作動チャンバー(７)内へと流入しかつ／または前記作動チャンバー(７)から流出する作動媒体のための流動断面の変化速度は所定の入力変数に依存して変更されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記変化速度は、操作量の前記時間的プログレッションの可変設定によって、特に制御圧力、前記操作力、前記バルブ(８,９.６,９.７)の前記作動経路あるいはポジションが前記操作量として使用されながら変更され、かつ、前記バルブ(８,９.６,９.７)は、特に、前記流体機械(１)の前記作動チャンバー(７)内の充填の度合いを設定するのに使用される充填制御デバイス(９)の空気圧式、液圧式、機械式、電気式あるいは電磁式作動バルブ(８,９.６,９.７)であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記作動媒体の圧力および／または温度が、前記入力変数として使用され、これは測定されるかあるいは計算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。
【請求項４】
前記流動断面の前記変化速度、特に前記操作量の時間的プログレッションは、設定されるべき前記流体機械のパワー伝達あるいは現在検出された、特に検出された一次ホイールあるいは二次ホイール速度に依存して、かつ／または駆動エンジン(１５)のパワーあるいはその現行の速度に依存して、設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記入力変数への、前記操作量の時間的プログレッションの依存は、特に前記流体機械(１)の制御装置に記憶させられた、特性グラフ、特性ラインおよび／またはパラメーターのセットに記憶させられることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
作動媒体の温度および／または圧力が入力変数として使用され、かつ、作動媒体のための前記流動断面の変化速度が、より低い温度およびより低い圧力に比べて、より高い温度およびより高い圧力においては、より遅く設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記作動媒体回路(２)内に配置された前記流体機械(１)の速度および／または循環ポンプおよび／または作動媒体回路(２)内に配置されたエンジン、特に内燃エンジン(１５)の速度が入力変数として使用され、かつ、比較的高い速度において、作動媒体のための流動断面の変化速度は比較的低い速度におけるよりも低く設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記流体機械(１)を作動させる際、急激に少なくとも部分的に作動媒体のための流動断面を開放するために、前記操作量は所定の最大値(ｂ)までインパルス状に増大させられ、かつ、その後、前記操作量は、所定のインパルス継続時間(ａ)の後、所定の最小値(ｃ)まで低減され、かつ、続いて、所定の基準値まで増大させられることを特徴とする請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体機械の運転の結果として生じる作動媒体回路における圧力ピークを抑止するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体機械は作動チャンバーを備え、これは、流体機械の二次ホイールへと一次ホイールから駆動力に関連するトルクを伝達するために作動媒体によって充填可能である。
【０００３】
そうした流体機械(これは、たとえば流体式コンバーターあるいは流体式カップリングとして配置される)は当業者には知られている。それは、特に、駆動ホイールあるいはその他のユニットへと自動車の駆動エンジンから駆動力を流体的に伝達するために、自動車のドライブトレーン内で使用される。そうした流体機械はまたリターダとして配置でき、二次ホイールは、この場合には静止様式で、あるいは一次ホイールとは反対方向に回転する回転様式で配置される。これによって、作動媒体が充填されたとき、一次ホイールの、特に、一次ホイールと捩れが生じないように配置されたシャフト、たとえば車両の駆動ホイールとあるいはトランスミッション出力シャフトと間接的に連結されたユニバーサルシャフトの減速が可能となる。本発明は、とりわけ、上記流体機械に関する。
【０００４】
一次ホイールから二次ホイールへと伝達される駆動力あるいはトルク、あるいは流体式リターダとして流体機械が構成された場合の制動トルクは、流体機械の作動チャンバーの充填の度合いに依存する。伝達されるパワーあるいは伝達されるトルクは、完全に充填されるか完全に排出された状態から始まって十分に充填された状態まで、充填の上昇度合いと共に増大する。流体機械は、作動チャンバーを充填しかつ排出するかあるいは流体機械を冷却するために、外部作動媒体回路に対して、作動媒体導入口および作動媒体排出口を介して接続される。
【０００５】
外部作動媒体回路(これはそれが流体機械の外部で延在することを意味する)に含まれる流体機械の稼働および非稼働は、作動媒体回路内で循環する作動媒体の切り換えを引き起こし、これによって作動媒体回路には圧力ピークが生じる。たとえば流体機械がスイッチオンされるか、あるいはその作動媒体がさらなる作動媒体によって急速に満たされる場合、これは、流体機械の外部の作動媒体回路中の圧力降下につながり、そして流体機械がスイッチオフされるか、あるいはその作動チャンバーが極めて急速に排出される場合、流体機械は、その外部の作動媒体回路へと特定量の作動媒体を供給し、個々の圧力増大を引き起こす。圧力ピークは、作動媒体回路内に設けられた冷却システム、特に一実施形態に基づく本願発明に関連するような外部作動媒体回路としての車両冷却システム内のユニットへの、たとえばウォーターポンプあるいは水冷駆動エンジンのライナーへの負荷を生じる。急激な圧力降下の発生(これはまた負圧ピークとして知られている)はキャビテーションの発生の可能性につながる。
【０００６】
従来型の冷却回路は補償リザーバを備えるが、そうした従来型の補償リザーバは、大きく変動する体積流量あるいは急速な圧力変動を素早く補償する付加的手段(導入および／または排出の特別なダクト形態など)なしでは機能しない。
【０００７】
特許文献１は、自動車の冷却回路内にリターダを備えた駆動ユニットを開示しており、その中には、リターダがスイッチオフされたとき冷却回路から所定量のクーラントを取り出すための、そしてリターダがスイッチオンされたとき冷却回路に対して所定量のクーラントを供給するための手段が設けられる。こうした手段の結果、冷却回路内で循環するクーラント流は、リターダのオン・オフ切り換えに関係なく、比較的一定のレベルで維持される。だが、装置および制御ユニットに関する、さらなる必要性が不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第2004/026652号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、流体機械の働きの結果として生じる作動媒体回路中の圧力ピークを回避するための方法を提供するという目的に基づくものであり、当該方法は従来技術の欠点を回避する。正あるいは負の圧力ピークの発生は、特に、外部作動媒体回路内のあるいはその外部の流体機械の稼働あるいは非稼働中に既に抑止されるか、あるいは少なくとも低減される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、独立請求項に記載の方法によって達成される。従属請求項には、本発明の好ましい実施形態が記載されている。
【００１１】
本発明者は、所定の入力変数に依存して、流体機械の作動チャンバーを充填および／または排出するために流体機械内へのおよび／またはそこからの作動媒体流のための流動断面の、変化速度(変化の速度)の意図的な変化の結果、流体機械の稼働および非稼働中の望ましくない圧力ピークの発生を抑止でき、そして作動媒体回路中に配置されたユニットへの負荷を軽減できることを見出した。流体機械が作動させられるとき、それは、作動媒体誘導に関する外部作動媒体回路へと切り換えられ、かつ、非稼働中、それは外部作動媒体回路から分離するように切り換えられ、すなわちそこからスイッチオフされる。
【００１２】
一次ホイールから二次ホイールへとトルクを流体力学的に伝達するために、作動媒体導入口および作動媒体排出口を介して充填および排出が可能なトロイダル作動チャンバーを協働で形成する一次ホイールおよび二次ホイールを備えた流体機械を用いて、流体機械の作用によって生じる外部作動媒体回路内の圧力ピークを回避するための本発明に基づく方法においては、操作量は、有利なことには、流体機械の稼働および非稼働中、その時間的プログレッション内で変更され、その結果、作動チャンバー内に流入しかつ／またはそこから流出する作動媒体のための流動断面の変化速度が決定される。このようにして、操作量の時間的プログレッションは所定の入力変数に依存して設定できる。
【００１３】
ある実施形態によれば、設定操作量の時間的プログレッションは流体機械における設定されるパワートランスミッションに、あるいは流体機械において設定されるトルクに依存して変更される。操作量の変化は、したがって作動媒体のための流動断面の変化速度は、流体機械における比較的低いパワー伝達の設定の間、特に好ましい様式で比較的より迅速に生じ、そして操作量の変化は、したがって作動媒体のための流動断面の変化速度は、流体機械における比較的高いパワー伝達の設定の間、比較的よりゆっくりと生じる。特に、流体機械内へ流入する作動媒体のための流動断面は、比較的低いパワー伝達においてより急速に増大する。設定されるパワー伝達に依存して操作量の時間的プログレッションの変化に加えてあるいはそれに代えて、操作量の時間的プログレッションはまた、特に内燃エンジンの形態の駆動エンジンの速度に依存して変更可能であり、これによって作動媒体を循環させるために外部作動媒体回路あるいは流体機械内に配置されたポンプが駆動される。この結果、流体機械の作動チャンバー内に流入しかつ／またはその作動チャンバーから流出する作動媒体のための流動断面の変化速度は、比較的低い速度におけるよりも駆動エンジンの比較的高い速度において、より高くなるように設定できる。望ましくない圧力ピークは、特に、駆動エンジンによって駆動されるポンプ、特に車両冷却回路などの冷却回路内のクーラントポンプが、低い速度におけるよりも、駆動エンジンのより高い速度で外部作動媒体回路あるいは冷却回路内で、作動媒体あるいは冷却媒体のより大きな体積流量を循環させる場合に、こうして低減できる。流体機械の稼働および／または非稼働中、比較的大きな体積流量の切り換えの結果、大きな体積流量は、より大きな圧力変動の高い可能性をもたらす。
【００１４】
流動断面の変化速度を変更するために操作量の時間的プログレッションの意図的な変化のための入力値として付加的にあるいは代替的に使用できる、さらなる変数は、作動媒体の温度である。特に、作動媒体の流動断面の変化速度は、比較的高い温度において低減される。
【００１５】
さらなる可能性のある入力変数は、作動媒体の圧力、および／または作動媒体回路内に設けられた補償リザーバあるいは貯蔵タンクの圧力、特に空気圧である。この例では、特に、比較的高い圧力では作動媒体のための流動断面の変化速度がより小さいということもまた当てはまる。特に、流体機械の作動媒体導入口におけるバルブの開放は、よりゆっくりと生じる。
【００１６】
最後に、外部作動媒体回路内に配置された作動媒体ポンプの速度および／または流体機械の、特にその一次ホイールの速度はまた、流動断面の変化速度を可変的に設定するためにあるいは操作量の時間的プログレッションを変更するために、検出あるいは決定可能であり、かつ、入力変数として使用可能であり、変化速度は、有利なことには、より高い回転速度において、より低いものである。先に述べたとおり、このことは、バルブの開放速度に関するこの例においても当てはまる。
【００１７】
操作量自体は特に時間とは関係なく変更されるので、特に所定の入力変数に依存して流体機械を作動させるとき、作動媒体のための流動断面の変化速度を変更することも可能である。変位、たとえばバルブの作動経路あるいはそのポジションおよび／または力の成分、たとえばバルブの制御圧力あるいは操作力は特に操作量として使用される。この結果、バルブの流動断面の速度変化を変更するために作動経路(荷重変位プログレッション)に依存して操作力を変更することができる。そうした荷重変位プログレッションは、続いて、作動媒体回路内で生じる圧力反作用力に依存して設定可能である。この実施形態は、たとえば、既に説明した実施形態の代わりにあるいはそれに加えて使用可能である。
【００１８】
以下、実施形態および図面を参照して、本発明について例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】自動車の作動媒体回路内に配置された流体式リターダを備えたドライブとレーンの概略図である。
【図２】流体機械の稼働プロセスにおける時間に依存した操作量のプログレッションを示す図である。
【図３】流体機械の稼働プロセスにおける時間に依存した操作量のプログレッションを示す図である。
【図４】流体機械の稼働プロセスにおける時間に依存した操作量のプログレッションを示す図である。
【図５】稼働および非稼働プロセスを含む、流体機械のための本発明に基づく充填プロセスを示す図である。
【図６】作動媒体のための流動断面を調整するためのバルブの概略図である。
【図７】さらなる実施形態に基づく流体機械の稼働プロセス中の経路に依存した制御圧力の象徴的プログレッションを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、外部作動媒体回路２を備えた自動車のドライブトレーン１０を示している。この例では、作動媒体回路２は冷却回路を構成している。さらに、流体機械１(これは、この例では、流体式リターダである)は外部作動媒体回路２内に配置されており、当該リターダは、この例では、ウォータリターダとして構成されており、したがって、その作動媒体は、同時に、車両の冷却回路の冷却媒体の役割を果たす。
【００２１】
以下のコンポーネント、すなわち、バルブ９.７、補償リザーバ１７のオリフィス、熱交換器１８、循環ポンプ１６およびさらなるバルブ９.６が、作動媒体回路２内において、流れの方向に見たときにリターダの後方に配置されている。バルブ９,７は、この例では、作動媒体排出口６の領域に配置されており、かつ、バルブ９.６は作動媒体回路２内の作動媒体導入口５の領域に配置されている。内燃エンジン１５は、流体式リターダと並列に作動媒体回路２内の流れの方向に配置されている。流体式リターダと内燃エンジン１５とを互いに直列に配置することも可能である。さらに、二つのバルブ９.６および９.７は組み合わせて共有バルブ(組合せバルブ)とすることができる。
【００２２】
流体式リターダは、この例では、二次リターダとして配置されており、これは、それが車両の移動速度に依存して駆動されることを意味する。この例では、リターダは、トランスミッション１４のパワーテイクオフシャフト１９上に配置されている。リターダは、パワーテイクオフシャフト１９と捩れが生じないように配置された一次ホイール１３を備える。さらに、リターダは、この例では、固定様式で配置されかつたとえばリターダハウジングの一部を形成する二次ホイール４を備える。
【００２３】
パワーテイクオフシャフト１９は、スパーギアセットを介して、かつ、トランスミッション出力シャフト１２を介して、駆動ホイール１１と駆動接続状態にある。ドライバーが、たとえばブレーキペダルあるいはブレーキレバーを操作することによって制動力を必要とする場合、駆動ホイール１１は、トランスミッション出力シャフト１２、スパーギアセット、パワーテイクオフシャフト１９およびリターダによって減速される。流体式リターダの作動チャンバー内の所定の作動媒体圧力を調整するために、少なくとも一つのバルブ９.６,９.７の流動断面が、作動媒体による作動チャンバーの充填の度合いを調整するために変更される。この例では、二つのバルブ９.６,９.７は、この例では空気圧バルブとして構成された制御圧力バルブ８によって作動させられる。空気圧は、この目的のために、空気圧タンク９.８あるいは圧搾空気システムによって提供される。制御圧力バルブ８を比例バルブあるいはサーボバルブなどの連続作動バルブとして配置できる。
【００２４】
制御圧力バルブ８は、この例では、充填制御バルブ９によって作動させられる。ブレーキ要求１３の形態のブレーキプロセスを開始するための信号が、ブレーキペダルあるいはセレクターレバー(図示せず)などのその他のアクチュエータを作動させることによって公知のリターダ内で追従される。制御圧力バルブ８の圧搾空気のための流動断面は増大し、この結果、圧搾空気タンク９.８あるいは圧搾空気システムからの圧搾空気は、増大する圧力によって両方のバルブ９.６および９.７を同時に加圧する。この例では、特に、バルブ９.６は、通過ポジションへと切り換えられ、この結果、作動媒体回路２からの作動媒体は作動媒体導入口５を介してリターダに到達し、かつ、バルブ９.７は、所望の制動トルクの調整を引き起こす制御ポジションへと導かれる。一次ホイール３、そしてそれと組み合わされたパワーテイクオフシャフト１９、トランスミッション出力シャフト１２および最後にホイール１１は、一次ホイール３と二次ホイール４との間のリターダの作動チャンバー内の流体回路の形成によって減速される。
【００２５】
特に、この例ではオン／オフバルブとして構成されたバルブ９.６の過度に急速な切り換え(開閉)は、外部作動媒体回路２内に圧力ピークを発生させる。こうした圧力ピークを抑えるかあるいはその程度に関してそれを低減するために(これは、この例では、少なくともバルブ９.６に、特にバルブ９.７にも関連する)、作動媒体のための流動断面は、本発明に基づいて、急激にではなく、意図的な様式で時間と共に変化させられる。意図的な様式での変更とは、少なくとも作動媒体導入口５内のバルブ９.６に関して、流体機械が非稼働状態とされた際の最小値に基づいて、流動断面が、流体機械を稼働させる際の最大流動断面まで制御／調整されるか、あるいは流動断面が、特に閉塞あるいは開放ポジションでの、その初期値から、流体機械の所要のパワー伝達あるいは所要のトルクあるいは制動トルクに対応する断面まで、作動媒体排出口６内のバルブ９.７において変更されることを意味する。この開ループ／閉ループ制御は、作動媒体のための流動断面の変化速度を決定する操作量の設定された時間的プログレッションによって、充填制御デバイス９の外的に作動可能な制御圧力バルブ８を用いて実施される。制御圧力バルブ８内で調整される空気圧は、たとえば操作量として使用される。
【００２６】
バルブ９.６および／または９.７内の作動媒体のための流動断面の変化速度に影響を及ぼすその他のパラメーターを付加的にあるいは代替的に使用可能である。バルブ９.６および／または９.７が電磁作動バルブとして構成される場合、磁力を発生させる電流および／または電圧が操作量として使用できる。流体式あるいは機械式作動バルブの場合、流体作動圧力あるいは空気圧式のあるいは機械式のあるいはその他の方式の作動バルブにおいて使用されるようなバルブピストンの経路あるいはポジションが操作量として使用できる。
【００２７】
操作量の時間的プログレッションは、所定の入力変数に依存して変更される。入力変数はセンサーによって検出あるいはまた計算できる。図１は、四つのセンサー９.２,９.３,９.４および９.５を大まかに示している。たとえば、センサー９.２は、作動媒体回路２あるいは特に補償リザーバ１７内の作動媒体の温度を検出できる。センサー９.３は、特に上記ポイントにおいて、作動媒体の圧力を検出できる。センサー９.４は、例として、ドライバーが要求する制動力を、特にブレーキペダルあるいはセレクターレバーのポジションを検出するために設けられる。センサー９.５は、例として、回転速度、たとえば内燃エンジン１５、トランスミッション出力シャフト１２、パワーテイクオフシャフト１９あるいは駆動ホイール１１の速度を検出するために設けられる。車両の速度あるいは加速度に依存して操作量の時間的プログレッションの意図的な変更を実現することも可能であり、この場合、変数を直に検出するかあるいはそこから変数を計算できる測定値を提供する個々のセンサー(図示せず)を再び設けることができる。
【００２８】
図示するセンサー９.２ないし９.５およびその数は単なる例であると理解すべきであり、その他の入力変数を操作量の時間的プログレッションを変化させるために使用可能である。
【００２９】
センサー９.２ないし９.５は、信号ラインによって制御デバイス９.１と接続状態とすることができる。センサー９.２ないし９.５に加えて、あるいはこれに代えて、制御デバイス９.１は、車両支援システム、エンジンあるいはトランスミッション制御ユニットと接続状態となることができ、この結果、これらの制御ユニットあるいはシステムによって提供される変数に依存して、操作変数あるいは作動チャンバー内に流入しかつ／またはそこから流出する作動媒体のための流動断面の変化速度が変更される。
【００３０】
有利なことには、特性ラインおよび／または特性グラフを制御デバイス９.１内に記憶させることができ、ここで、操作量の時間的プログレッションあるいは流体機械(これは、この例では、リターダ内にあるいはその外にある)内に流入しかつ／またはそこから流出する作動媒体のための流動断面の変化速度は、少なくとも一つの入力変数に依存して、少なくとも間接的に予め決定される。特に、トリガー圧力の時間的プログレッション(これは、この例では、制御圧力バルブ８によって設定された空気圧である)は、一つあるいは複数の入力変数と関連付けられる。
【００３１】
図２、図３および図４は、流体機械１の作動プロセスを示しており、最大値までの入力変数(基準値)に依存して意図的な様式で設定される作動変数の時間的プログレッションを図示している。基準値は、たとえば、流体機械に生じたパワー要求に基づいて要求される作動チャンバー内の充填の度合いを設定するために必要な制御圧力に対応する。それは、所望の切り換えポジションあるいは制御ポジションへとバルブ９.７(図１)を作動させるために従来のリターダにおいて必要とされる圧力に対応する。
【００３２】
図２ないし図５によれば、制御圧力バルブ８の空気圧ｐ、バルブポジションｓ、操作力Ｆあるいは流動断面Ａなどの可能性のある操作量が時間ｔにわたって入力される。
【００３３】
図２は、操作量のリニアな時間的プログレッションを示している。この例では、流動断面の変化速度は単位時間当たり作動媒体に関して一定であり、直線の上昇勾配は変化速度の大きさを示している。上昇勾配は、一つあるいは複数の予め決定された単位(ユニット)変数に依存して変更される(破線参照)。
【００３４】
図３は、操作量の漸進的時間プログレッションを示している。破線は、入力変数に依存した潜在的変化形を示している。
【００３５】
図４は、所望の公称値までの操作量の段階的な時間的プログレッションを示している。
【００３６】
特に一定様式で延在しかつ特に不連続ポイントが存在しない、それ以外のプログレッションも可能である。
【００３７】
図２ないし図４とは対照的に、図５は流体機械の完全な稼働および非稼働プロセスを示している。図示するように、稼働は、図２のプログレッションに基づいて、ｔ＝０から始まってｔ１まで行われる。所望の基準値および特に基準圧力はポイントｔ１に達する。圧力は、その後(ｔ軸線と平行なセクションｔ１ないしｔ２)、実質的に一定に維持され、この結果、個々のパワー伝達のために望ましい充填の度合いを実現するために必要な作動媒体量が作動チャンバー内で得られる。流体機械がスイッチオフされる場合、流体機械１は、この例ではバルブ９.６(図１)を作動させることによって外部作動回路２から切り離される。これは、再度、急激には生じないが、この例では直線的プログレッションをたどる。基準値は、ポイントｔ２から始まってｔ３に至る非稼働中、最小値まで低減される。図５に示すように、稼働および非稼働プロセスのセクションは異なる上昇勾配を示す。これは、流体機械は、たいてい、作動回路２内の循環ポイントのポンピング作用を増幅するポンピング作用を発揮し、これによって、特に非稼働中に圧力ピークの可能性の増大に至る、という事実によってもたらされる。破線によって示されるプログレッションは、比較的急速な稼働および緩慢な非稼働化を示している。
【００３８】
任意選択的に、入力変数に依存して、その他の時間的プログレッションを設定すること、そして、特に特性グラフにおける図２ないし図４に基づくプログレッションを組み合わせることも可能である。
【００３９】
図６は、それを用いて、流体機械の作動チャンバー内で充填度合いを設定できる、使用可能なバルブの概略図である。このバルブは、たとえば図１のバルブ９.６の代わりに使用でき、それは、特に、組み合わされたバルブの一部として上記バルブ９.６の機能を実現し、かつ、組み合わされたバルブは図１のバルブ９.６および９.７の両方を備える。図６に基づくバルブはバルブシート２１およびバルブタペット２０を備えるが、後者は、スプリングによって、バルブシート２１に対して弾性的に予荷重が加えられる。流体機械の非稼働状態(これは図６に基づくバルブバルブタペット２０がバルブシート２１上に密閉様式で着座するように閉鎖される場合を意味する)における流体機械の周囲のバイパス(図示せず)の結果、バルブタペット２０の両側(これは、先の図においては、バルブタペット２０の上方およびバルブタペット２０の下方を意味する)の作動媒体の圧力間にはバランスが存在する。流体機械周囲のバイパスは、作動媒体を案内するように、バルブタペット２０の二つの側を互いに接続し、一方、バルブの開放状態では、バルブタペット２０は有利なことにはバイパスを部分的にあるいは完全にシールし、そして、同時に、特にバルブタペット２０の上から、流体機械の作動チャンバー内へと、作動媒体流をリリースする。
【００４０】
作動媒体圧力によって加圧されると共に互いに対向するバルブタペット２０の表面積は、バルブシート２１に対するバルブタペット２０のシーリング２２の結果、大きく異なる。これは、バルブの閉塞期間内はバルブタペット２０の両側の作動媒体圧力は同じであるにもかかわらず、バルブタペット２０への結果的な押圧力を、したがって予荷重スプリングの力に対する積み増し生じる。この形態の一つの利点は、流体機械の非稼働状態でバルブが確実に閉塞された状態で維持されることである。バルブを開放するバルブタペット２０に大きな力を加える必要があることは不利である。
【００４１】
特に、バルブタペット２０上の適切な位置で作用する制御空気圧ｐによって、あるいはその他の適当な力によって、バルブシート２１から離れる方向にバルブタペット２０が移動させられるとき、バルブを閉塞する力および作動媒体圧力によって加圧されたその両側においてバルブタペット２０の大きく異なる表面積間の差に由来する力に打ち勝つ、バルブシート２１からバルブタペット２０を持ち上げるための力を加えることが必要である。バルブタペット２０が、この力によってバルブシート２１からリフトオフされると直ぐに、作動媒体圧力によって加圧された表面積はバルブタペット２０の両側で等しくなり、この結果、バルブを開放する力、特に制御圧力ｐからの力は、予荷重スプリングの力によって抵抗を受けるだけとなる。対抗手段がない場合、これは、バルブの急激な開放に、そしてバルブタペット２０およびスプリングに対する、かなりの負荷につながる。
【００４２】
これを防止するために、図６に基づくバルブ、そして特に図１に基づくバルブ９.６は、図７に示すように、操作力Ｆあるいは制御圧力ｐの時間的プログレッションの可変設定によって開放される。図は、時間の経過と共に記録した、操作力Ｆおよび作用圧力ｐ、特に作用空気圧を示している。流体機械１(図１)が作動させられたとき、制御圧力ｐは最大値ｂまで急に増大することが示されている。最大値ｂは、ａで示すように、たとえば特定の持続期間(インパルスの持続期間)にわたって維持できる。その後、制御圧力ｐは最小値ｃまで低減される。最小値ｃに基づいて、制御圧力ｐ(あるいは操作力Ｆ)はその後、先の実施形態において説明したように、基準値(ここでは値ｄ)へと設定される。作動媒体のための流動断面の変化速度は、操作力Ｆあるいは制御圧力の、この時間的プログレッションの可変設定によって所定の入力変数に依存して変更可能である。特に、図２ないし図５に示すようなその他のプログレッションもまた可能である。特に値ａ,ｂおよびｃに関するインパルスバーストの形状あるいはプログレッションを変化させることも明らかに可能である。
【００４３】
最小値ｂおよびインパルス持続時間ａは、特に異なるエンジン速度および作動媒体の温度において、たとえば試行によって決定でき、この作動媒体は、特に、同時に、エンジンの冷却媒体である。エンジンが冷却媒体ポンプを駆動する場合、異なるシステム過剰圧力が、異なるエンジン速度、したがって異なるポンプ速度および冷却媒体の異なる温度において、冷却媒体回路中で実現され、この冷却媒体回路は同時に作動媒体回路であってもよい。特に図７に示すように、時間的プログレッションを設定するための値は、有利なことには、作動媒体回路内の圧力低減が流体機械が作動させられたときに最小であるように選択できる。最小値ｃは、最小調整可能な制御圧力に対応してもよい。
【００４４】
同時に、操作力あるいは制御圧力あるいはその他の操作量の時間的プログレッションは、流体機械の作動時間がデフォルト値を超えないように選択されるべきである。
【００４５】
設定可能な図７に示すインパルスバーストは、流体機械の起動時における、繰り返される起動の場合である。
【００４６】
本発明に基づく解決策によって、作動媒体回路内の体積流量および／または圧力が車両速度および／またはエンジン速度に依存して変化するにもかかわらず、稼働および非稼働時間は、同時に作動媒体回路内の最小圧力ピークと組み合わされて、全速度および車両のエンジン速度レンジにわたって同じままであることが、あるいは切り換え時間の意図的な変更が可能であることが保証される。
【符号の説明】
【００４７】
１  流体機械
２  外部作動媒体回路
３  一次ホイール
４  二次ホイール
５  作動媒体導入口
６  作動媒体排出口
７  作動媒体チャンバー
８  制御圧力バルブ
９  充填制御デバイス
９.１  制御デバイス
９.２,９.３,９.４,９.５  センサー
９.６,９.７  バルブ
９.８  圧縮空気リザーバ
１０  ドライブトレーン
１１  ドライブホイール
１２  トランスミッション出力シャフト
１３  ブレーキ要求
１４  トランスミッション
１５  内燃エンジン
１６  循環ポンプ
１７  補償リザーバ
１８  熱交換器
１９  パワーテイクオフシャフト
２０  バルブタペット
２１  バルブシート
２２  シール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年10月1日(2010.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
特許文献１は、車両の冷却回路内にリターダを備えた駆動ユニットを開示しており、その中には、リターダがスイッチオフされたとき冷却回路から所定量のクーラントを取り出すための、そしてリターダがスイッチオンされたとき冷却回路に対して所定量のクーラントを供給するための手段が設けられる。こうした手段の結果、冷却回路内で循環するクーラント流は、リターダのオン・オフ切り換えに関係なく、比較的一定のレベルで維持される。だが、装置および制御に関する、さらなる必要性が不利である。
特許文献２は、流体機械内へ作動媒体を供給するための二つの導入口および流体機械から作動媒体を排出するための二つの排出口を備えた流体機械のための充填制御装置を開示している。全ての導入口および排出口は、協同で、力および／または変位センサーあるいは共通制御バルブ内のそうしたセンサーのための接続部を備え、これは、第１のバルブ本体を含むと共に、それが力および／または変位センサーによって導入口および排出口への作動媒体流を少なくとも間接的に制御あるいは調整するように、力および／または変位センサーによって作動させることが可能である。バルブ本体の加圧は、流体機械の稼働中、たとえばランプ様式で、徐々に増大させられる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第2004/026652号パンフレット
【特許文献２】独国特許出願公開第10 2006 008 110号明細書
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、流体機械の働きの結果として生じる作動媒体回路中の圧力ピークを回避するための方法を提供するという目的に基づくものであり、当該方法は従来技術の欠点を回避する。正あるいは負の圧力ピークの発生は、外部作動媒体回路内のあるいはその外部の流体機械の稼働あるいは非稼働中に既に抑止されるか、あるいは少なくとも低減される。
【国際調査報告】
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