JP5190507B2 - 車両駆動列の低温始動時保護方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に規定された車両駆動列の低温始動時保護方法に関連する。本発明はまた、車両駆動列の低温始動時保護のためのコンピュータプログラムおよびコンピュータ読取可能媒体にも関連する。

原動機としての内燃エンジンと機械的オートマチックトランスミッション（ＡＭＴ）とを装備する車両の低温始動は、主として、低温環境にある時に車両の潤滑油の潤滑性能が低下することにより、エンジンおよびＡＭＴのハードウェアに負の影響を与える。低温始動中の潤滑油の潤滑性能の低下という負の影響を緩和しようとする先行技術の解決法が、いくつか存在する。

一例は、環境温度に応じて、ギヤシフトおよび様々なトランスミッションコマンドの性能が制限される特許文献１である。ギヤシフト中の安全性を高めるため、エンジン出力トルクの低下が提案されている。

別の例は、当該技術で周知のエンジンは通常、低温始動中に最大許容エンジントルクおよび／またはエンジン回転速度を一時的に制限する機能を備えるというものである。ＡＭＴまたは他のオートマチックトランスミッションを介して車両の駆動輪にこのようなエンジンが接続されると、これにより、低温始動時のエンジン性能が予期せず制限されることによるギヤの不規則動作および／またはギヤの詰まりなど、低温始動中のトランスミッション制御問題が生じる。

独国特許出願公開第１０３２５６６６号明細書

本発明の目的は、低温始動中のトランスミッション制御への負の影響を低下させることである。

本発明による方法は、車両駆動列の低温始動時保護方法である。車両は、エンジンとオートマチックトランスミッションとを少なくとも包含し（含むが、必ずしも限定されるわけではない）、エンジンと駆動輪との間に様々なギヤ比を達成するためオートマチックトランスミッションを介してエンジンが車両駆動輪に接続され、エンジンの正常時作動温度より低い或る所定の温度リミットを温度が下回る場合には、以下の二段階、すなわち、
エンジンにより発生される最大許容トルクが、正常時作動温度に対する最大許容エンジントルクを下回る第１所定トルクに制限される、
最高許容エンジン回転速度が、正常時作動温度に対する最高許容回転速度を下回る第１所定回転速度値に制限される、
が実行され、所定のトルクおよび回転速度値が、エンジンとトランスミッションの少なくとも一方の低温始動時感度に適応した制限内駆動列作動エリアを画定する。この方法によれば、温度が所定温度リミットを下回っている限りトランスミッション制御装置を所定値に適応させることによって、低温始動中のトランスミッション制御への負の影響をどのように低下させるかという問題が解決される。

ゆえに、本発明による方法の長所は、駆動列全体の性能の向上という結果を生む良好な低温始動時トランスミッション制御である。

本発明の別の実施形態では、ギヤ選択およびギヤシフト回転速度が制限内駆動列作動エリアに適応する。こうして、シフトアップとシフトダウンの両方のシフトポイントが、支配的なエンジン作動エリア制限に適応する。

本発明のさらに好都合な実施形態は、特許請求項１に続く従属特許請求項から明らかとなる。

例示を目的として、本発明に関連するエンジン作動エリアの低温始動時制限についてのさらに好適な実施形態および技術的背景を示す添付図面を参照して、本発明をさらに詳細に以下で説明する。
二種類のエンジン作動エリア低温始動時制限についてのエンジントルク／エンジン回転速度の図を概略的に示す。 二種類のエンジン作動エリア低温始動時制限についてのエンジントルク／エンジン回転速度の図を概略的に示す。 本発明の一実施形態による装置５００を示す。

本発明は、例えば石炭水素駆動エンジンなどの内燃エンジンを推進ユニットとして装備する車両に適用される長所を備える。通常、エンジンがしばらくの間静止している時には、エンジンの温度はエンジンの作動温度を下回る。作動温度とは、エンジンの様々なシステム、例えば潤滑システムが最も効率的に作動する温度である。ゆえに、作動温度を下回る温度でのエンジンの始動は、低温始動と見なされる。低温始動は、この作動温度をある程度下回る温度である或る所定の温度を温度が下回る時に発生するものと定義され、エンジンの様々なシステムが充分効果的に作動するため、磨耗の増大またはエンジンへの他の低温始動ダメージの危険が最小となる。

エンジンの回転速度と従動輪の回転速度との間に様々なギヤ比を達成するため、エンジンはトランスミッションを介して車両の従動輪に接続されることが好ましい。エンジンおよびトランスミッションは、車両の駆動列として定義される。低温始動条件が支配的であるかどうかを判断するため、温度を測定するためのセンサを介して温度が測定される。このセンサは、エンジンの潤滑システムの潤滑油および／またはエンジンの冷却システムの冷却媒体の温度を測定するように構成されている。代替実施形態では、エンジンおよびトランスミッションの温度が測定される。別の実施形態では、低温始動が支配的であるかどうかを判断するのに、トランスミッションの温度のみが使用される。エンジンが始動する時には、エンジンでの燃料燃焼プロセスによって温度が上昇する。支配的条件に左右される或る時間の後、駆動列の温度は作動温度に到達する。

ＡＭＴタイプのトランスミッションを包含する車両駆動列では、車両速度、エンジン速度、車両速度変化率、エンジン速度変化率、スロットル制御位置、スロットル制御位置変化率、車両制動システムの起動、現在係合ギヤ比その他など、測定および／または計算される一定のパラメータに基づいて、トランスミッション制御ユニットによりギヤ選択およびギヤシフト決定が行われる。これは先行技術から周知である。温度が作動温度に到達すると、磨耗を最小に抑えて駆動列の全性能範囲が使用可能となる。

ある実施形態によれば、車両の制御ユニット（例えばエンジン制御ユニット）は、温度が所定温度を下回っているかどうかを測定するようにプログラムされている。温度が所定温度を上回っている場合には、駆動列の全性能範囲が車両推進に利用可能である。他方、温度が所定温度を下回っている場合には、温度が所定温度を下回っている時の低温始動の影響を緩和する方法で駆動列の性能を制限するように制御ユニットはプログラムされており、また本発明によれば、温度が所定温度リミットを下回っている限りトランスミッション制御に適応するようにトランスミッション制御ユニットがプログラムされている。

図１は、エンジントルクＴをｙ軸に、エンジン回転速度ｎをｘ軸にとった図を示す。エンジンの全体的最大性能範囲が曲線１によって画定されることで、エンジンの作動エリア２を制限する。曲線１の形状は概略的に描かれているが、全体としては、当該技術で周知の燃焼エンジンに典型的なトルク／回転速度曲線を少なくとも本質的に示している。この実施形態によれば、第１所定温度ｔ_ａと第２所定温度ｔ_ｂとに応じて、駆動列の性能が二段階で制限される。エンジンの作動温度がｔ_ｗである場合、これらの温度の間の関係は、
ｔ_ａ＜ｔ_ｂ＜ｔ_ｗ
である。

この第２所定温度リミットｔ_ｂは、ｔ_ｗを数度のみ下回る。温度がｔ_ａを下回る場合には、エンジンの始動中に最高許容回転エンジン速度はｎ_１に制限され、最大許容エンジントルクはＴ_１に制限される。こうして、これら二つの値を下回るエンジン作動エリアが画定されるのである。温度がｔ_ａを上回るがｔ_ｂは下回る温度まで上昇した時には、最高許容回転エンジン速度はｎ_２に制限され、最大許容エンジントルクはＴ_２に制限される。こうして、ｔ_ａとｔ_ｂとの間の値まで温度が上昇した時に、Ｔ_２とｎ_２とにより画定される拡大作動エリアが可能となる。曲線１により画定される総作動エリアと比較してより制限されたエンジン作動エリアを一つのみ画定する所定温度リミットを一つのみ含む実施形態も存在する。所定温度を二つ以上含むことで許容エンジン作動エリアをいくつか画定する実施形態も存在する。最高許容回転エンジン速度のみによって制限される低温始動時作動エリアを含む実施形態、または最大許容エンジントルクのみによって制限される低温始動時作動エリアを含む実施形態も存在する。

本発明の実施形態によれば、ギヤ選択とギヤシフト回転速度の選択とを制御するためのトランスミッション制御ユニットは、上記のように、つまり制限内最高許容回転エンジン速度および／または制限内最大許容エンジントルクとを含む制限内エンジン作動エリアに応じて、ギヤおよびシフト速度を選択する。こうして、本発明による方法が実行される時には、低温始動中のギヤ選択およびシフトアップ速度が適応化され、それは正常時と異なる。トランスミッション制御適応の程度は、利用可能なエンジン性能がどれほどであるかに左右される。例えば、図１でＴ_１およびｎ_１にしたがって制限されるエンジン性能により、例えば、ｎ_１リミットにより正常時より低い回転速度でシフトアップが実施されるか、ｎ_１およびＴ_１リミットにより正常時と比較してシフトアップが延期されるというトランスミッション制御適応が得られる。このようなトランスミッション制御戦略を一定の利用可能なエンジン性能またはエンジン作動エリアに適応させるための方法は、当該技術で周知である。

図２において、図１のような総エンジン作動エリアを画定する対応の曲線がここにも開示されている。また、例えばエンジン（エンジン圧縮ブレーキなどである補助ブレーキ）制動中の、負の最大許容エンジントルクと負のエンジントルクに対するエンジン作動エリアとを画定する曲線３も開示されている。ここでは、第１所定温度ｔ_ｘおよび第２所定温度ｔ_ｙに応じて、駆動列の性能が二段階で制限される。エンジンの作動温度がｔ_ｗである場合、これらの温度の間の関係は、
ｔ_ｘ＜ｔ_ｙ＜ｔ_ｗ
である。

エンジンの始動中に温度がｔ_ｘを下回る場合には、最高許容回転エンジン速度および最大許容エンジントルクが第１所定曲線４にしたがって制限される。あらゆる所定の最高許容エンジン回転速度について、最大許容エンジントルクの値が一つ存在する。こうして、所定の第１曲線４を下回るエンジン作動エリアが画定され、この場合には、最大許容トルクおよび回転速度の値は図１により説明された実施形態と比較して、さらに最適化される。温度ｔ_ｘを上回るが所定の第２温度ｔ_ｙは下回るまで温度が上昇した時には、第２曲線５にしたがって最高許容回転エンジン速度が制限される。こうして、ｔ_ｘとｔ_ｙの間の値まで温度が上昇すると、曲線５により画定される拡大作動エリアが可能となる。回転速度が高くなるとトルクが低くなるか、またはその逆となるように曲線４，５が形成されることが好ましい。こうして、回転速度の上昇とともに最大許容トルクが連続的に低下する。これは、同じトルクで回転速度が低い場合と比較して、回転速度が高い時には通常、比較的高いエンジントルクが駆動列にとってより有害であることによる。図２に開示されたこの実施形態によれば、同じ所定温度ｔ_ｘ，ｔ_ｙでの最大許容マイナスエンジントルクに対して、２本の曲線６，７が存在する。曲線６，７の形状は曲線４，５の形状に対応するが、正のトルクと同じ回転速度での対応の負のトルクは駆動列に対して若干異なる影響を与えるので、曲線４，５の正確な鏡像である必要はない。

本発明の一実施形態によれば、ギヤ選択とギヤシフト回転速度の選択とを制御するためのトランスミッション制御ユニットは、低温始動中に見られる、図２に示された制限内エンジン作動エリアの一つにしたがって、ギヤおよびシフト速度を選択する。こうして、本発明による方法が実行される時には、低温始動中のギヤ選択およびシフト速度が適応化され、それは正常時と異なる。

図２に見られる本発明による実施形態の変形では、低温始動中に正のエンジントルクのみが制限されるため、この発明によれば、トランスミッション制御は図２の曲線４および／または５のみに合わせて適応化される。本発明による実施形態の別の変形では、図２に見られる負のエンジントルク曲線６および／または７のみに合わせてトランスミッション制御が適応化される。

さらなる実施形態では、図２に示されたものと類似した一つまたは複数の曲線にしたがって、低音始動中にエンジントルクが制限され、図１に示されているものに対応するが負のトルクについての方法で、最高許容回転エンジン速度および最大許容エンジントルクにしたがって低温始動中に負のトルクが制限される。また本発明によれば、上述した制限内エンジン作動エリアすべてについて、制限を受けた支配的な低温始動時エンジン性能に合わせてトランスミッション制御が適応化される。こうして、図２に見られるような、つまり制限内最高許容回転エンジン速度および／または制限内最大許容エンジントルクを含む制限内エンジン作動エリアに応じて、ギヤおよびシフト速度が選択されるのである。本発明による方法が実行される時には、ギヤ選択およびシフトアップ／シフトダウン速度は正常時と異なる。

ギヤ比シフトがシフトダウンである場合には、低速ギヤに係合した状態でエンジン回転速度が最高許容低温始動時回転速度を若干下回ると予想される時の車両条件が発生するまでシフトダウンを延期するように、トランスミッションユニットはプログラムされている。さらに、ギヤ比シフトがシフトダウンである場合には、シフトダウンの後の現在車両条件において、最高許容低温始動時回転速度を若干下回るエンジン回転速度とする半低速ギヤを選択するように、トランスミッション制御ユニットはプログラムされている。

一つのみまたは二つ以上の所定温度を含むため一つのみまたは二つ以上の許容エンジン作動エリアを画定する図２による制限内作動エリアが存在し、本発明によるトランスミッション制御ユニットは自動的にこれに適応するようにプログラムされている。

また、図１に開示された実施形態は、所定の温度リミットを持つ負のエンジントルクと、これに関連する最高許容エンジン回転速度リミットおよび負のエンジントルクを含むように発展させることができる。

エンジンにより発生されるトルクおよびエンジン回転速度の制御は周知の方法で行われ、例えばエンジントルクおよび回転速度は、燃料制御を介して制御される。このような様々なエンジン制御は当該技術で周知である。

様々な所定の温度と、これに関連する回転エンジン速度およびエンジントルクは、特定の駆動列構造の試験によって得られる。こうして、様々なエンジンモデルおよび／またはトランスミッションにより、低温始動に好適な様々なリミットが得られ、可能な最善の方法で低温始動による負の影響を低下させる。

本発明のさらなる実施形態では、一定の車両条件において、支配的な低温始動時エンジン作動エリア制限を無効にするようにトランスミッション制御ユニットがプログラムされている。例えば、急な上り坂でのギヤシフト中の車両停止の可能性を回避するため、トランスミッション制御ユニットは、可能なエンジン作動エリア全体（つまり正常時のエリア）内でエンジンを一時的に作動させることにより、トランスミッション制御ユニットは、制限された支配的エンジン作動エリア制限を無効にすることができる。

トランスミッションは様々なタイプ、例えば、連続可変トランスミッション（ＣＶＴ）、パワーシフトトランスミッション（例えばデュアルクラッチトランスミッション）などのステップギヤトランスミッション、オートマチックトランスミッション、自動化機械式トランスミッション（ＡＭＴ）その他であってもよい。

様々な制限内エンジン作動エリアに関する情報は、例えば車両のＣＡＮバスシステムを介してトランスミッション制御ユニットへ伝達される。こうして、トランスミッション制御ユニットは、有効エンジン性能について連続的に更新される。

図３は、不揮発性メモリ５２０とプロセッサ５１０とリード・ライトメモリ５６０とを包含する、本発明の一実施形態による装置５００を示す。メモリ５２０は、装置５００を制御するためのコンピュータプログラムが記憶された第１メモリ部分５３０を有する。装置５００を制御するためのメモリ部分５３０のコンピュータプログラムは、オペレーティングシステムでよい。

装置５００は、例えば、上述したトランスミッション制御ユニットなどの制御ユニットに収納される。データ処理ユニット５１０は、例えばマイクロコンピュータを包含する。

メモリ５２０は、本発明により低温始動中にトランスミッションを制御するためのプログラムが記憶された第２メモリ部分５４０も有する。代替実施形態では、低温始動中にトランスミッションを制御するためのプログラムは、例えばＣＤまたは互換性半導体メモリなどの独立した不揮発性データ記憶媒体５５０に記憶される。プログラムは、実行可能形式または圧縮状態で記憶される。

データ処理ユニット５１０が特定機能を実行すると以下で記す際には、メモリ５４０に記憶されたプログラムの特定部分、または不揮発性記憶媒体５５０に記憶されたプログラムの特定部分をデータ処理ユニット５１０が実行していることは、明白なはずである。

データ処理ユニット５１０は、データバス５１４を介したメモリ５５０との通信のために構築されている。データ処理ユニット５１０は、データバス５１２を介したメモリ５２０とのとの通信のためにも構築されている。またデータ処理ユニット５１０は、データバス５１１を介したメモリ５６０との通信のためにも構築されている。データ処理ユニット５１０は、データバス５１５の使用によるデータポート５９０との通信のためにも構築されている。

本発明による方法は、メモリ５４０に記憶されたプログラムまたは不揮発性記録媒体５５０に記憶されたプログラムを実行するデータ処理ユニット５１０により、データ処理ユニット５１０により実行される。

上述した実施形態に本発明が限定されると見なすべきではなく、むしろ以下の特許請求項の範囲内でいくつかの別の変形または改良が考えられる。

１ エンジンの全体または最大性能範囲
２ エンジンの作動エリア
３ 負の最大許容エンジントルク
４ 第１曲線
５ 第２曲線
６，７ 負の最大許容エンジントルクを示す曲線
５００ 装置
５１０ プロセッサ／データ処理ユニット
５１１，５１２，５１４，５１５ データバス
５２０ 不揮発性メモリ
５３０ 第１メモリ部分
５４０ 第２メモリ部分
５５０ メモリ
５６０ リード・ライトメモリ
５９０ データポート
Ｔ エンジントルク
ｎ エンジン回転速度

Claims (15)

1. エンジンとオートマチックトランスミッションとを少なくとも包含し、前記エンジンと車両駆動輪との間に異なるギヤ比を達成するため前記エンジンが前記オートマチックトランスミッションを介して前記駆動輪に接続され、前記エンジンの正常時作動温度より低い或る所定の温度リミットを温度が下回る場合に、以下の二つの段階、すなわち、
   前記エンジンにより発生される最大許容トルク（１）が、前記正常時作動温度に対する最大許容エンジントルクを下回る第１所定トルク値（Ｔ１，Ｔ２，４，５，６，７）に制限される、
   最高許容エンジン回転速度が、前記正常時作動温度に対する最高許容回転速度を下回る第１所定回転速度値（ｎ１，ｎ２，４，５，６，７）に制限される、
   が実行され、前記所定トルクおよび回転速度値が、前記エンジンと前記トランスミッションの少なくとも一方の低温始動時感度に適応した制限内駆動列作動エリアを画定する、
   車両駆動列の低温始動時保護方法において、
   前記温度が前記所定温度リミットを下回っている限り、トランスミッション制御装置が前記所定値に適応することを特徴とする、
   方法。
2. 前記ギヤ選択およびギヤシフト回転速度が前記制限内駆動列作動エリアに合わせて適応化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１所定回転速度値と前記第１所定トルク値の両方が低温始動時保護に使用され、前記エンジンのトルク／回転速度図における前記値の交差が交点に相当する、請求項１または２に記載の方法において、前記図のいくつかの交点が、最大許容低温始動時トルクおよび最高許容低温始動時回転速度の他の所定値に相当し、前記いくつかの点が曲線（４，５，６，７）を規定し、前記曲線が、前記エンジンと前記トランスミッションの少なくとも一方の低温始動時感度に合わせて適応化される制限内エンジン作動エリアを画定することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記最大許容低温始動時トルクの前記所定値が、様々なエンジン回転速度値に対する正の最大許容エンジントルク（Ｔ１，Ｔ２，４，５）であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 最大許容低温始動時トルクの前記所定値が、様々なエンジン回転速度値に対する負の最大許容エンジントルク（６，７）であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
6. 実行時の前記ギヤ選択がシフトアップまたはシフトダウンであることを特徴とする、前記オートマチックトランスミッションがステップギヤトランスミッションである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記ギヤ比シフトが低速ギヤへのシフトダウンである時に、前記低速ギヤに係合した状態で前記エンジン回転速度が前記最高許容低温始動時回転速度を若干下回ると予想される時の車両条件が発生するまで、シフトダウンが延期されることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記ギヤ比シフトがシフトダウンである時に、シフトダウンの後の現在車両条件で前記最高許容低温始動時回転速度を若干下回るエンジン回転速度にする半低速ギヤが選択されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
9. 最大許容低温始動時トルク値が高くなると、前記最高許容低温始動時回転速度値が低くなることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
10. 前記温度が前記エンジンの潤滑油の温度であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記温度が前記エンジンでの冷却媒体の温度であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
12. 或る車両条件において、車両の前進走行を保証するため前記低温始動時エンジン作動エリア制限が一時的に無効になることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. コンピュータプログラムがコンピュータで実行される時に請求項１に記載の方法を実行するためのプログラムコードを包含する前記コンピュータプログラム。
14. コンピュータプログラムがコンピュータで実行される時に請求項１に記載の方法を実行するための、コンピュータ読取可能媒体に記憶されたプログラムコードを包含する前記コンピュータ読取可能媒体。
15. コンピュータ読取可能媒体のコンピュータプログラムがコンピュータで実行される時に請求項１に記載の方法を実行するための前記コンピュータプログラムを包含する前記コンピュータ読取可能媒体である、前記コンピュータの内部メモリへの直接ロードが可能な前記コンピュータ読取可能媒体。

Images