特許 6238902 ハイドロリック操作装置の適正な充填を検査する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6238902

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】ハイドロリック操作装置の適正な充填を検査する方法

(51)【国際特許分類】

   F16D 25/08 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F16D25/08 C

【請求項の数】13

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2014-542711(P2014-542711)

(86)(22)【出願日】2012年11月6日

(65)【公表番号】特表2014-533815(P2014-533815A)

(43)【公表日】2014年12月15日

(86)【国際出願番号】DE2012001060

(87)【国際公開番号】WO2013075687

(87)【国際公開日】20130530

【審査請求日】2015年11月2日

(31)【優先権主張番号】102011087056.3

(32)【優先日】2011年11月24日

(33)【優先権主張国】DE

(31)【優先権主張番号】102011087652.9

(32)【優先日】2011年12月2日

(33)【優先権主張国】DE

(31)【優先権主張番号】102012200052.6

(32)【優先日】2012年1月3日

(33)【優先権主張国】DE

(31)【優先権主張番号】102012201105.6

(32)【優先日】2012年1月26日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】515009952

【氏名又は名称】シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100099483

【弁理士】

【氏名又は名称】久野 琢也

(72)【発明者】

【氏名】エッケハート ライボルト

(72)【発明者】

【氏名】マーティン フォアネーム

(72)【発明者】

【氏名】マークス ベーア

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー エスィヒ

(72)【発明者】

【氏名】ルーカス ホルツァー

(72)【発明者】

【氏名】ヨハネス モースハイマー

(72)【発明者】

【氏名】ヴェアナー シュミット

(72)【発明者】

【氏名】トアステン エスィヒ

【審査官】 尾形 元

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５１６９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０２００９０５９０８１（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 英国特許出願公開第０２３９６８９３（ＧＢ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４５０４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ２５／００−３９／００

Ｆ１６Ｄ ４８／００−４８／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハイドロリック操作システム（１）の適正な充填を検査する方法であって、前記ハイドロリック操作システム（１）には、
制御装置（２）によりアクチュエータ（３）を介して操作可能な、シリンダ（４）内のピストン（１９）と、
前記シリンダ（４）内の圧力を測定する第１のセンサ（５）と、
アクチュエータ経路を辿る前記アクチュエータ（３）のポジションを検出する第２のセンサ（６）と、
が設けられており、
圧力媒体（７）による前記ハイドロリック操作システム（１）の適正な充填を検査するために、以下の検査ステップを実施し、すなわち、
・前記アクチュエータ（３）を予め定められた最大アクチュエータポジション（１７０）まで移動させ、前記最大アクチュエータポジション（１７０）における圧力を測定し、測定された圧力を予め定められた最大圧力値（１８０）と比較する検査ステップを実施し、測定された圧力が予め定められた前記最大圧力値（１８０）と第１の許容範囲内で一致していれば、該検査ステップが成功したものとみなし、
・ポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０，１３０，１４０）の最大圧力勾配（２１０，２２０，２３０，２４０）を、該特性曲線の予め定められた範囲において求める検査ステップを実施し、求められた最大圧力勾配（２１０，２２０，２３０，２４０）が、第２の許容範囲を考慮に入れて、予め定められた圧力勾配閾値（２５０）よりも大きければ、該検査ステップが成功したものとみなし、
・ポジション−圧力特性曲線を、２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）が得られるまで求め、該２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）を比較する検査ステップを実施し、該２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）が第３の許容範囲内で一致していれば、該検査ステップが成功したものとみなし、
前記３つの検査ステップすべてが成功していれば、適正な充填が行われていると判定することを特徴とする、
ハイドロリック操作システム（１）の適正な充填を検査する方法。

【請求項2】

前記２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）の比較を、時間的に相前後して求められた２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）において実施する、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）の比較を、該２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）相互間のシフトが生じているのか否かを求めるようにして実施する、
請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）の比較を、時間的に前に求められたポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）に対する時間的にあとで求められたポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）のシフトが、いっそう小さいアクチュエータポジションに向かっているのか否かを求めるようにして実施する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記比較を、予め定められた共通の比較圧力値のところで前記２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）からそれぞれ生じる２つのポジション値の比較により実施する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

前記比較を、前記２つのポジション−圧力特性曲線（１１０，１２０）からそれぞれ生じる２つのサンプリングポイントの比較により実施する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

前記最大圧力勾配が前記圧力勾配閾値よりも小さければ、不適正な充填が行われていると判定する、
請求項１に記載の方法。

【請求項8】

不適正な充填が行われていた場合には、前記制御装置（２）により排気を行わせる、
請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記アクチュエータ経路に沿って前記アクチュエータ（３）によりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配（３３０）を求める、
請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

ブリーディング開口（１８）周囲の予め定められたポジション範囲で、前記アクチュエータ経路に沿って前記アクチュエータ（３）によりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配（３３０）を求める、
請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

予め定められた圧力値において前記アクチュエータ経路に沿って、前記アクチュエータ（３）によりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配（３３０）を求め、前記予め定められた圧力値は、０．５ｂａｒ〜６ｂａｒである、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

予め定められた圧力範囲において前記アクチュエータ経路に沿って、前記アクチュエータ（３）によりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配（３３０）を求め、前記予め定められた圧力範囲は、０ｂａｒ〜７．５ｂａｒである、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

前記ハイドロリック操作システム（１）を圧力媒体（７）により新たに充填した後または再充填した後、前記適正な充填の検査を実施する、
請求項１から１２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、請求項１の上位概念に記載の特徴を備えた方法、ならびに請求項１３の上位概念に記載の特徴を備えたハイドロリック操作装置に関する。

【0002】

本発明は、保守サービスの際つまりたとえばサービス工場において、ハイドロリック操作装置特にハイドロリッククラッチシステムのハイドロリック操作装置の適正な充填状態を監視するために用いられる。

【0003】

ハイドロリッククラッチシステムは、圧力センサを備えたクラッチア作動機構によって作動され、これはたとえば図１、DE 10 2010 047 800 A1 ならびにDE 10 2010 047 801 A1に示されている。この場合、クラッチ作動機構は、いわゆるハイドロスタティッククラッチアクチュエータＨＣＡ（Hydrostatic Clutch Actuator）である。この種のハイドロスタティックアクチュエータとは、ハイドロスタティックな伝達区間を備えたアクチュエータのことであり、たとえばハイドロリック流体を含む圧力管路を備えたアクチュエータのことである。圧力管路の圧力は圧力センサによって捕捉される。ハイドロスタティックアクチュエータによって、このアクチュエータと結合された部材を動かそうとする場合、伝達区間ないしは圧力管路内でハイドロリック流体が動かされ、これはたとえばスレーブシリンダによって引き起こされ、スレーブシリンダはハイドロリック流体により結合されてマスタシリンダを動かす。この部材が自身のポジションを保持するようにすべきであるならば、伝達区間内のハイドロリック流体は静止し、アクチュエータの名称となったハイドロリック流体のハイドロスタティックな状態が生じる。

【0004】

クラッチの連結解除システムとして用いられるたとえばハイドロリッククラッチアクチュエータ（ＨＣＡ）などのハイドロリッククラッチシステムは、問題のない機能を保証するために空気が含まれていないようにする必要がある。したがって、ハイドロリッククラッチ連結解除システムを備えた自動車の初稼動時に、真空充填を行うことが知られている。保守サービスの際、たとえばサービス工場などでは、このような複雑でコストのかかる補助手段を通常は利用できず、したがって相応の工場規則に従い、ハイドロリッククラッチ連結解除システムについて初稼動時と等価の再充填を可能にするフローが定められている。この場合、充填において重要であるのは、充填の形式にかかわらず、充填すべき区間が完全に充填されていること、つまりは残留空気が存在しないことである。

【0005】

部品の公差に起因して、充填量もしくは充填圧力の設定は条件付きでしか利用できない。ドイツ連邦共和国特許出願第10 2011 087 684.7号ならびにドイツ連邦共和国特許出願第10 2011 087 652.9号に記載されているように、従来技術によれば、残留空気がハイドロリック区間に残されたままとなる充填プロセスを、残留空気のない完全に充填されたシステムと十分明確には区別できない。ただし車両動作中も、本来であればハイドロリック流体しか存在すべきでない伝達区間もしくは圧力管路において、このような残留空気を検出できるようにすべきである。一般的に望まれているのは、伝達区間もしくは圧力管路内に存在するまたは形成されるガス状成分を検出できるようにすることである。基本的にこの種のガス状成分を排出するために、いわゆるブリーディング開口ないしはスニファ開口（ブリーディングホールないしはスニファホールとも称する）がサージタンクに対して設けられる。これは従来技術においてかなり以前から知られており、DE 10 2010 047 800 A1ならびにDE 10 2010 047 801 A1に記載されており、ドイツ連邦共和国特許出願第10 2011 103 774.1号にも記載されている。この目的で、クラッチ制御装置はクラッチ作動機構を、ブリーディング開口に対し相対的な規定のポジションまで移動させて、伝達区間の空気を抜き出すことができるようにし、その際、伝達区間とサージタンクとの間の接続をブリーディング開口を介して開放し、空気を排出できるようにする。

【0006】

本願において「残留空気」という用語は、たとえばクラッチ作動機構または変速機作動機構などのハイドロリック操作装置におけるハイドロリック伝達区間内の他のすべてのガス状成分のことも意味する。

【0007】

それぞれ２つの圧力値Ｐ１とＰ２に対して生じる２つの経路差の相違は、クラッチ「標準」のケース（伝達区間が残留空気を含まない場合）と、クラッチ「残留空気」のケース（伝達区間が残留空気を含む場合）とでは著しく僅かであり、したがって従来技術によればこれらのケースを十分確実には区別できない。

【0008】

保守サービスの際、たとえばサービス工場などでクラッチを交換する場合、ハイドロスタティックシステムの真空圧充填は実施されない。そこでは空気排出のための排気手順（クラッチを継続的に開閉するためのポジション傾斜ないしはポジションランプ）を用いて、ハイドロリック区間の空気が抜き出される。このような排気プロセスを監視し、最終的に終了させる必要がある。

【0009】

本発明の課題は、保守サービスの際たとえばサービス工場などにおいて、真空圧充填を行わないハイドロリック操作装置たとえばハイドロスタティッククラッチシステムのハイドロリック操作装置の適正な充填を監視する方法を提案することである。特に、ハイドロリック操作装置内の残留空気を確実に識別する方法を提供することにある。

【0010】

この課題は、請求項１に記載された特徴を備えた方法ならびに請求項１３に記載された特徴を備えたハイドロリック操作装置によって解決される。

【0011】

本発明による方法ならびに本発明によるハイドロリック操作システムによれば、ハイドロリック伝達区間におけるガス状の物質の識別特に残留空気の識別をさらに改善することができる。

【0012】

方法に関する技術的な観点において、上述の課題は以下で説明する方法によっても解決される。

【0013】

ポジション−圧力特性曲線ならびに変位−圧力特性曲線という用語は、本発明では同義語として扱う。また、変位またはポジションという用語は、アクチュエータ経路に関連して用いられる概念であって、このアクチュエータ経路に沿って、アクチュエータにおいてクラッチを動かす部材たとえばスレーブシリンダ内のピストンが移動する。

【0014】

本発明は、ハイドロリック操作システムの適正な充填を検査する方法に関する発明に関する。この場合、ハイドロリック操作システムには、制御装置によりアクチュエータを用いて操作可能な、シリンダ内のピストンと、シリンダ内の圧力を測定するための第１のセンサと、アクチュエータ経路に沿って移動するアクチュエータのポジションを検出する第２のセンサとが設けられている。本発明によれば、圧力媒体によるハイドロリック操作システムの適正な充填を検査するために、以下の検査ステップを実施する。すなわち、
・アクチュエータを予め定められた最大アクチュエータポジションまで移動させ、最大アクチュエータポジションにおける圧力を測定し、測定された圧力を予め定められた最大圧力値と比較する検査ステップを実施し、測定された圧力が予め定められた最大圧力値と第１の許容範囲内で一致していれば、この検査ステップが成功したものとみなし、そうでなければこの検査ステップは成功しなかったものとみなし、不適正な充填が行われていると判定する。
・ポジション−圧力特性曲線の最大圧力勾配を、この特性曲線の予め定められた範囲において求める検査ステップを実施し、求められた最大圧力勾配が、第２の許容範囲を考慮に入れて、予め定められた圧力勾配閾値よりも大きければ、この検査ステップが成功したものとみなし、そうでなければこの検査ステップは成功しなかったものとみなし、不適正な充填が行われていると判定する。
・ポジション−圧力特性曲線を、２つのポジション−圧力特性曲線が得られるまで求め、この２つのポジション−圧力特性曲線を比較する検査ステップを実施し、この２つのポジション−圧力特性曲線が第３の許容範囲内で一致していれば、この検査ステップが成功したものとみなし、そうでなければこの検査ステップは成功しなかったとみなし、不適正な充填が行われていると判定する。
その際、これら３つの検査ステップすべてが成功していれば、適正な充填が行われていると判定する。

【0015】

最大圧力勾配が圧力勾配閾値を下回っていれば、まだ確実にシステム内に空気が存在している。この閾値の値の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。それというのも、技術的な個々のケースを考慮しなければならないからである。

【0016】

本発明の格別有利な実施形態によれば、２つのポジション−圧力特性曲線の比較が、時間的に相前後して求められた２つのポジション−圧力特性曲線において実施される。

【0017】

本発明のさらに別の格別有利な実施形態によれば、２つのポジション−圧力特性曲線の比較は、この２つのポジション−圧力特性曲線相互間のシフトが生じているのか否かを求めるようにして実施される。

【0018】

さらに本発明の別の有利な実施形態によれば、２つのポジション−圧力特性曲線の比較が、時間的に前に求められたポジション−圧力特性曲線に対する時間的にあとで求められたポジション−圧力特性曲線のシフトが、いっそ小さいアクチュエータポジションに向かっているのか否かを求めるようにして実施される。

【0019】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、上記の比較が、予め定められた共通の比較圧力値のところで２つのポジション−圧力特性曲線からそれぞれ生じる２つのポジション値の比較により実施される。

【0020】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、上記の比較が、２つのポジション−圧力特性曲線からそれぞれ生じる２つのサンプリングポイントの比較により実施される。

【0021】

本発明のさらに別の格別有利な実施形態によれば、不適正な充填が行われていた場合には、制御装置により排気すなわち空気排出を行わせる。これは直後に行われ、あるいは次の機会に行われる。

【0022】

本発明のさらに別の格別有利な実施形態によれば、アクチュエータ経路に沿ってアクチュエータによりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配が求められる。

【0023】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、ブリーディング開口周囲の予め定められたポジション範囲で、アクチュエータ経路に沿ってアクチュエータによりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配が求められる。この場合、アクチュエータ経路を求めるためにたとえば、シリンダ内のピストンの流体側の端面を利用することができる。

【0024】

本発明のさらに別の択一的な有利な実施形態によれば、予め定められた圧力値においてアクチュエータ経路に沿って、アクチュエータによりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配が求められ、予め定められた圧力値は、有利には０．５ｂａｒ〜６ｂａｒである。予め定められた圧力値の値の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。それというのも、技術的な個々のケースを考慮しなければならないからである。

【0025】

本発明のさらに別の実施形態によれば、別の選択肢として、あるいはさらに付加的に、予め定められた圧力範囲においてアクチュエータ経路に沿って、アクチュエータによりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配が求められ、予め定められた圧力範囲は、有利には０ｂａｒ〜７．５ｂａｒであり、殊に有利には０ｂａｒ〜５．５ｂａｒである。予め定められた圧力範囲の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。それというのも、技術的な個々のケースを考慮しなければならないからである。

【0026】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、ハイドロリック操作システムを圧力媒体で新たに充填した後あるいは再充填した後、適正な充填を検査するための方法が実施される。

【0027】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、ハイドロリック操作システムの可用性をチェックするために適正な充填を検査する方法は、規則的な間隔で実施される。

【0028】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、本発明による検査方法は、ハイドロリック操作システムの操作による特定の走行状況中に実施される。

【0029】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、適正な充填を検査するための方法は、テストルームコンピュータ、テスタ、あるいはハイドロリック操作システムが組み込まれた機構に設けられた制御装置によって実施される。

【0030】

本発明のさらに別の実施形態によれば、適正なおよび／または不適正な検査の結果がエラーメモリに格納され、および／またはディスプレイに表示される。

【0031】

装置に関する技術的な観点において、上述の課題は以下で説明するハイドロリック操作システムによっても解決される。

【0032】

本発明によれば、以下の構成を備えたハイドロリック操作システムが提案される。すなわちこのハイドロリック操作システムには、制御装置によりアクチュエータを介して操作可能な、シリンダ内のピストンと、シリンダ内の圧力を測定する第１のセンサと、アクチュエータのポジションを検出する第２のセンサとが設けられている。本発明によれば、圧力媒体によるハイドロリック操作システムの適正な充填を検査するために、既述の方法が実施される。

【0033】

本発明の１つの格別有利な実施形態によれば、ハイドロリック操作システムはハイドロリッククラッチ操作システムである。

【0034】

本発明の別の有利な実施形態によれば、ハイドロリック操作システムはハイドロリック変速機操作システムである。

【0035】

ただし本発明によるハイドロリック操作システムは、ハイドロリッククラッチ操作システムまたはハイドロリック変速機操作システムにおいて用いられるだけでなく、変速機システムにおける変速段切換装置においても、また、スロットルバルブ、補助装置、補助駆動装置のためのエンジンシステム内の操作システムとしても、ならびに排気ガスシステムおよびチャージシステム、ブレーキシステムにおける操作システムとしても、さらに、輸送用車両などの商用車あるいは建設機械や土木機械における操作のためにも、有効に用いることができる。

【0036】

以下の図面ならびにそれらの図面の説明には、本発明のさらに別の利点ならびに有利な実施形態が示されている。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】ハイドロスタティッククラッチシステムの構造を示す図

【図2】ハイドロリック区間内の種々の空気量における変位−圧力特性曲線を示す図

【図3】図２による４つの変位−圧力特性曲線の下方の圧力範囲における最大圧力勾配を示す図

【図4】本発明による方法の実施例を説明するための圧力と経路の特性曲線を示す図

【図5】検査に関連する領域に目印を付けた変位−圧力特性曲線を示す図

【図6】最大圧力勾配を有する下方の圧力範囲における変位−圧力特性曲線を示す図

【0038】

図１には、ハイドロリックのハイドロスタティッククラッチアクチュエータ（ＨＣＡ）の一例として、ハイドロリッククラッチシステム１の構造が示されている。ハイドロリッククラッチシステム１には供給側１５に、アクチュエータ３を制御する制御装置２が設けられている。アクチュエータ３とシリンダ４内のピストン１９の位置が、アクチュエータ経路に沿って右側に変化すると、シリンダ４の容積が変化する。それによってシリンダ４内に圧力Ｐが形成され、この圧力は圧力媒体７によりハイドロリック管路９を介してハイドロリッククラッチシステム１のマスタ側１６へ伝達される。ハイドロリック管路９の長さと形状は、車両の構造スペースに整合されている。マスタ側１６において、シリンダ４′内の圧力媒体７の圧力Ｐによって距離が変化し、クラッチ８の操作のために、この変化がクラッチ８に伝達される。ハイドロリッククラッチシステム１のスレーブ側１５におけるシリンダ４内の圧力Ｐは、第１のセンサ５によって求めることができる。第１のセンサ５は、有利には圧力センサである。アクチュエータ３がアクチュエータ経路に沿って辿る移動距離は、第２のセンサ６によって求められる。

【0039】

本発明による１つの実施形態は、ブリーディング開口領域のすぐ近くでクラッチを閉じたときに圧力上昇を評価する方法である。

【0040】

クラッチが閉じられたときに変位−圧力特性曲線が求められる。図２には、４つのこの種の変位−圧力特性曲線が示されている（１１０，１２０，１３０，１４０）。図２には、クラッチの閉鎖（経過特性曲線のそれぞれ上方部分）についても、クラッチの開放（経過特性曲線のそれぞれ下方部分）についても、それらに典型的なヒステリシス作用とともにそれぞれ描かれている。妨害作用を低減するために、変位信号と圧力信号がそのまま分析されるのではなく、それらがいくらかフィルタリングされる（たとえばＰＴ１フィルタ）。

【0041】

フィルタリングされた信号から、圧力勾配（圧力差と変位差の比）が求められる。圧力勾配を求めるために、これに代わる手法（たとえばカルマンフィルタ）を使用することもできる。

【0042】

ハイドロリック区間にまだ空気が存在しているならば、ブリーディング開口領域でクラッチが閉じられたときに小さい圧力勾配が生じる。

【0043】

ブリーディング開口領域および変位−圧力特性曲線の安定領域のすぐ近くでクラッチが閉じられたときに達成可能な最大圧力、最大圧力勾配を評価する方法である。

【0044】

排気手順の一部分として、クラッチが規則的に完全に開放され、すなわちブリーディング開口が開かれ、これによってハイドロリック補償が可能となり、これは完全に閉じられるまで、すなわち最大変位または最大許容圧力に達するまで行うことができ、ついで再び開放される。

【0045】

・ステップ１：達成可能な最大圧力の監視
ハイドロリック区間に多量の空気が存在していると、最大のアクチュエータポジション１７０（図２の２２ｍｍ）であっても、最大要求圧力１８０（図２の４０ｂａｒ）に到達しない（図２の変位−圧力特性曲線１４０）。ハイドロリック区間において空気量が減少していくと、達成可能な最大圧力が上昇していき、最終的には最大要求圧力に達する（図２の変位−圧力特性曲線１３０）。

【0046】

・ステップ２：ブリーディング開口領域のすぐ近くでクラッチを閉じたときの最大圧力勾配の監視
クラッチが閉じられると、ブリーディング開口閉鎖後、板ばねプリロードの領域（図２の約５ｂａｒ）まで、最初の圧力上昇が発生する。ドイツ連邦共和国特許出願第10 2011 087 652.9などに記載されている方法によれば、この領域において最大圧力勾配が求められ、監視のために利用される。図３には、個々の変位−圧力特性曲線１１０，１２０，１３０，１４０に対して求められた最大圧力勾配２１０，２２０，２３０，２４０が示されている。この監視ステップを首尾よく行うためには、最大圧力勾配が予め定められた閾値２５０（たとえば図３の３ｂａｒ／ｍｍ）を上回る必要がある。ただしこの基準は、最適な排気（図２の変位−圧力特性曲線１２０）を識別するためには、まだ十分ではない。

【0047】

最大圧力勾配を以下のようにして求めることができる：
ハイドロリック区間にまだ空気が存在しているならば、ブリーディング開口領域でクラッチが閉じられたときに小さい圧力勾配が生じる。評価のために２つの選択肢ＡとＢがある。

【0048】

Ａ．圧力が一定のとき（たとえば２ｂａｒ）、圧力勾配が固定的に定められた閾値と比較される。この閾値を下回っているならば、空気はまだシステム内に確実に存在している。このことがクラッチ制御装置へ通知され、それによってさらに排気を行わせることができる。つまりこのプロセスフローＡによれば、クラッチアクチュエータ３はクラッチ閉鎖方向で、有利には０．５ｂａｒ〜６ｂａｒの圧力範囲の設定圧力が生じるようなポジションに動かされ、殊に有利には２ｂａｒの設定圧力が生じるようなポジションに動かされる。このポジションにおいて、圧力勾配がたとえば直前に測定された変位値と圧力値から求められ、あるいは別の選択肢として、クラッチ閉鎖方向での小さい運動が予め定められた圧力の範囲で実行され、これによって予め定められた圧力の範囲における圧力勾配を求めるための測定値を得ることができる。このようにして求められた圧力勾配は、以降のプロセスフローに対し最大圧力勾配とみなされる。ついで求められた最大圧力勾配が予め定められた圧力勾配閾値２５０と比較される。求められた最大圧力勾配の値が予め定められた圧力勾配閾値２５０よりも小さければ、ガス状の成分が伝達区間内に存在しているとみなされる。予め定められた圧力の値の具体的な設定ならびに圧力勾配閾値２５０の値の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。なぜならば、クラッチにおけるハイドロリック操作システムの技術的な個別ケースならびにガス状成分の特性を、圧力に留意して考慮しなければならないからである。その際に当業者は、予期される圧力勾配がブリーディング開口付近で著しく大きくなるような圧力値を設定することになる。

【0049】

Ｂ．下方のポジション範囲（たとえばブリーディング開口周辺の拡張領域、すなわちピストン１９の流体側の端面がシリンダ４内においてブリーディング開口１８の拡張領域に位置する場合）、および／または下方の圧力領域（たとえば０〜５ｂａｒ）において、フィルタリングされた変位−圧力特性曲線１１０の最大圧力勾配２１０が求められる。この最大圧力勾配が、予め固定的に定められた閾値２５０と比較される。この閾値２５０を下回っているならば、空気はまだシステム内に確実に存在している。このことがクラッチ制御装置へ通知され、それによってさらに排気を行わせることができる。つまりフローＢによれば、クラッチアクチュエータ３はクラッチ閉鎖方向でポジション移動されて、ピストン１９の流体側端面がシリンダ４内で、ブリーディング開口１８の拡張領域の予め定められたポジション範囲の始端に位置するようになる。ここでブリーディング開口の拡張領域とは、ブリーディング開口周囲のポジション範囲のことであり、本発明によればこの範囲では最大の圧力勾配が見込まれ、たとえば図２または図３に示されているように、有利には−２．５ｍｍ〜＋１２．０ｍｍのポジション範囲に該当する。このポジション範囲の設定に対する別の選択肢として、あるいはこのことに加えて、クラッチアクチュエータ３がクラッチ閉鎖方向でポジション移動され、有利には０ｂａｒから７．５ｂａｒ殊に有利には０ｂａｒ〜５．５ｂａｒである予め定められた圧力範囲のうち、最も低い圧力（予め定められた圧力範囲の始端）となるポジションに動かされる。ブリーディング開口の拡張領域における予め定められたポジション範囲において、または別の選択肢として、予め定められた圧力範囲において、あるいはさらに別の選択肢として、予め定められたポジション範囲のポジションにもあり予め定められた圧力範囲の圧力にもあるとき、そのつど予め定められた範囲にある最大圧力勾配が求められる。この場合、最大圧力勾配を求めるために、予め定められた上述の範囲をアクチュエータがクラッチ閉鎖方向で通過するようにして、変位−圧力特性曲線が求められ、この特性曲線から最終的に、予め定められた範囲に対する最大圧力勾配が求められる。ついで求められた最大圧力勾配が、（有利にはフローＡの場合と同じ値を有する）予め定められた圧力勾配閾値２５０と比較される。求められた最大圧力勾配の値が予め定められた圧力勾配閾値２５０よりも小さければ、フローＡの場合のように、ガス状の成分が伝達区間内に存在しているとみなされる。ブリーディング開口付近の予め定められたポジション範囲の具体的な設定、予め定められた圧力範囲の具体的な設定、ならびに圧力勾配閾値２５０の値の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。なぜならば、クラッチにおけるハイドロリック操作システムの技術的な個別ケース、ならびにガス状成分の特性を、圧力に留意して考慮しなければならないからである。その際に当業者は、予期される圧力勾配がブリーディング開口付近で著しく大きくなるような範囲を設定することになる。

【0050】

・ステップ３：変位−圧力特性曲線の安定性の監視
次の監視ステップでは、相前後する空気排出傾斜において、変位−圧力特性曲線がいっそう小さいアクチュエータポジションにシフトするか否かがチェックされる（図２の変位−圧力特性曲線１１０と変位−圧力特性曲線１２０との比較）。簡単にするためこの比較は、予め定められた圧力において実施される（たとえば図２の２０ｂａｒのところ）。対応するアクチュエータポジションが格納される。相前後する空気排出傾斜においてそれらのアクチュエータポジションが一定に保持されていれば、あるいは少なくとも狭い許容範囲内に維持されていれば、空気排出が成功したとみなすことができる。

【0051】

予め定められた圧力のときではなく、別の選択肢として、比較すべき圧力−変位特性曲線１１０，１２０の位置ないしは状態を、これらの特性曲線１１０，１２０を辿りながら評価することもできる。

【0052】

さらに別の選択肢として、ドイツ連邦共和国特許出願第10 2011 088 430.0などによって求められるような個々の変位−圧力特性曲線の識別されたサンプリングポイントに基づき、比較を評価することもできる。

【0053】

・ステップ４：空気排出手順の終了
空気排出が成功したとみなされたならば、空気排出手順を終了させることができる。これに加え空気排出手順の終了が、クラッチ制御装置ならびに空気排出手順をスタートさせたテスタに通知される。

【0054】

ここで述べた数ステップにわたる方法により、保守サービスにおいてハイドロスタティッククラッチシステムの適正な充填を確実に監視することができる。これらのステップによる方法を用いることで、どのような時点においても目下の空気排出状態を推定することができる。このことは、ステップ３を単独で使用したとしても不可能である。

【0055】

ここで提案されるのは、ブリーディング開口領域および変位−圧力特性曲線の安定領域のすぐ近くでクラッチが閉じられたときに達成可能な最大圧力、最大圧力勾配の評価に基づき、ハイドロリック操作システム特にハイドロスタティッククラッチシステムの適正な充填を監視する方法である。

【0056】

本発明は、請求項１５の上位概念に記載の特徴を備えた方法にも関する。

【0057】

本発明は、ハイドロスタティック操作システムの制御に用いられ、たとえば自動化された変速機特にツインクラッチ変速機におけるハイドロスタティッククラッチ操作システムの制御に関する。

【0058】

ハイドロリッククラッチシステムは、圧力センサならびに変位センサを備えたクラッチアクチュエータ機構によって作動され、これはたとえば図１、DE 10 2010 047 800 A1 ならびにDE 10 2010 047 801 A1に示されている。クラッチ作動機構は、いわゆるハイドロスタティッククラッチアクチュエータＨＣＡ（Hydrostatic Clutch Actuator）である。この種のハイドロスタティックアクチュエータとは、ハイドロスタティックな伝達区間を備えたアクチュエータのことであり、たとえばハイドロリック流体を含む圧力導管を備えたアクチュエータのことである。圧力導管の圧力は圧力センサによって捕捉される。ハイドロスタティックアクチュエータによって、このアクチュエータと結合された部材を動かそうとする場合、伝達区間ないしは圧力管路内でハイドロリック流体が運動し、これはたとえばスレーブシリンダによって引き起こされ、スレーブシリンダはハイドロリック流体により結合されてマスタシリンダを動かす。この部材が自身のポジションを保持するようにすべきであるならば、伝達区間内のハイドロリック流体は静止し、アクチュエータの名称となったハイドロリック流体のハイドロスタティックな状態が生じる。

【0059】

クラッチ特にツインクラッチシステムの操作のために、ハイドロスタティッククラッチアクチュエータＨＣＡがクラッチ連結解除システムとして用いられる。このアクチュエータはピストンから成り、このピストンは、相応の機械的接続部材を介して電動モータにより駆動され、ハイドロリック区間を介してクラッチの連結解除システムを操作する。クラッチは通常、（クラッチアクチュエータによる支援なくばね機構により）自律的に開放されるクラッチ（ノーマリ−・オープン・クラッチnormaly open clutch）であり、他方、このクラッチはハイドロスタティッククラッチアクチュエータＨＣＡによって、ばね機構のばね力に抗して閉鎖される。ハイドロスタティッククラッチアクチュエータＨＣＡは、すでに述べたように、アクチュエータ変位を捕捉する内部変位センサと、ハイドロリック区間内の圧力を捕捉する内部圧力センサとを装備している。

【0060】

自動的には調整できないクラッチの操作を耐用期間全体にわたり保証できるようにする目的で、ハイドロスタティック連結解除システムには、十分に大きいアクチュエータ変位のリザーブが設けられており、ないしはアクチュエータ変位に余裕が設けられている。クラッチの摩耗および／またはハイドロスタティックシステムにおける漏れが生じることによって、要求されるクラッチトルクと実際に伝達されるクラッチトルクとの間に偏差が引き起こされる。工場においてそのつど原因に従い、ハイドロスタティックシステムにおける漏れを取り除かなければならず、あるいは摩耗したクラッチパーツを交換しなければならない。目下のところ、ハイドロスタティックシステムにおいて、クラッチの摩耗もしくはハイドロリッククラッチの故障つまりクラッチアクチュエータとクラッチ連結装置との間の漏れを識別する方法は存在しない。また、これら両方の故障の可能性は区別されない。つまりドライバにとっては、要求されたクラッチトルクが遵守されない、という結果だけしか感じとれない。

【0061】

工場での検査に伴い、多大な手間やコストが生じる。この場合、エラーエントリは存在しない。クラッチが故障し場合には、ハイドロリック区間が故障したときとは別の修理措置を講じなければならない。

【0062】

本発明が基礎とする課題は、クラッチが故障した場合にエラー原因の検出と区別を行えるようにすることである。すなわち工場でのエラー分析の負担を軽減するために、早期のクラッチ摩耗の検出およびクラッチシステムにおける漏れの識別、ならびにこれら双方のエラーの可能性の区別を行えるようにした解決手段を見つけ出すことである。

【0063】

この課題は、請求項１５に記載された方法によって解決される。

【0064】

本発明によれば、ハイドロリッククラッチ操作システムおよびこのシステムによって操作される摩擦クラッチにおけるエラー検出方法が提供される。このハイドロリッククラッチ操作システムは、制御装置によりアクチュエータを介して操作可能な、圧力媒体を含むシリンダ内のピストンと、圧力媒体の圧力を測定する第１のセンサと、アクチュエータ経路を辿るアクチュエータのポジションを検出する第２のセンサを備えている。この場合、本発明によれば、以下の条件のうち１つまたは複数の条件が満たされているならば、ハイドロリッククラッチ操作システムまたはこのシステムによって操作される摩擦クラッチにおいてエラーが発生していると判定される。すなわち、
・アクチュエータの予め定められたポジションにおける圧力媒体の圧力が、予め定められた最小圧力限界値よりも小さい。
・クラッチの目下のサンプリングポイントのポジションと、アクチュエータ経路上の予め定められたポジションとの間の距離が、予め定められたポジション差限界値よりも小さい。
・クラッチのサンプリングポイントに対し、直前の測定時点ないしは最終測定時点で終了する予め定められた期間内に求められた値の変化速度が、予め定められたサンプリングポイント変化速度限界値よりも大きい。ここでサンプリングポイントの変化速度は、サンプリングポイントに対し求められた値の時間経過特性の時間勾配である。
・クラッチトルクが予め定められた出力クラッチ目標トルクから予め定められた別のクラッチ目標トルクに高められたときに、エンジン回転数が、出力回転数と予め定められたエンジン回転数値との和を超えている。
・クラッチの摩擦値に対し、直線の測定時点ないしは最終測定時点で終了する予め定められた期間内に求められた値の変化速度が、予め定められた摩擦値変化速度限界値を超えている。ここで摩擦値の変化速度は、摩擦値に対し求められた値の時間経過特性の時間勾配である。

【0065】

このようにして有利には、ハイドロリッククラッチ操作システムにおけるエラーつまりハイドロリッククラッチ操作システムにおける漏れを検出することができ、および／または摩擦クラッチにおけるエラーつまりクラッチライニングの摩耗を検出することができる。

【0066】

個々の条件は、互いに代替となる選択肢を成している。本発明による方法は、選択肢すべてを順次実施しようというものではなく、１つの格別有利な実施形態によれば、単一の条件だけによって、またはいくつかの条件だけによって、本発明による方法を実施するのが有利である。１つまたは複数の有利な条件の選択は、技術的な個別ケースを考慮して当業者の手に委ねられる。

【0067】

本発明による方法のさらに別の格別有利な実施形態によれば、アクチュエータポジションが一定のときに時間の経過に伴う圧力降下が、予め定められた圧力降下限界値よりも大きいならば、ハイドロリッククラッチ操作システムにおけるエラーであると判定される。

【0068】

このようにして有利には、ハイドロリッククラッチ操作システムにおけるエラーつまり漏れを検出することができる。

【0069】

本発明による方法のさらに別の格別有利な実施形態によれば、以下の条件のうち１つまたは複数の条件が満たされているならば、ハイドロリッククラッチ操作システムにおいてエラーが発生していると判定される。すなわち、
・アクチュエータポジションが一定のときに、予め定められたアクチュエータのポジションにおいて、時間の経過に伴う圧力降下が、予め定められた漏れ−圧力降下限界値よりも大きい。
・時間が経過していく中で生じるクラッチのそれぞれ目下のサンプリングポイントと、アクチュエータ経路上の予め定められたポジションとの間の、時間の経過に伴う距離の変化が、予め定められたポジション差変化限界値よりも大きい。ここでサンプリングポイントの変化速度は、サンプリングポイントに対し求められた値の時間経過特性の時間勾配である。
・クラッチのサンプリングポイントに対し、直前の測定時点ないしは最終測定時点で終了する予め定められた期間内に求められた値の変化速度が、予め定められた漏れ−サンプリングポイント変化速度限界値よりも大きい。

【0070】

このようにして有利には、ハイドロリッククラッチ操作システムにおけるエラーつまりハイドロリッククラッチ操作システムにおける漏れを、個々の条件各々に従って検出することができ、摩擦クラッチにおけるエラーと区別することができ、つまりクラッチライニングの摩耗が個々の条件各々によれば生じていないことと、区別することができる。

【0071】

個々の条件は、互いに代替となる選択肢を成している。本発明による方法は、これらすべての選択肢を順次実施しようというものではなく、１つの格別有利な実施形態によれば、単一の条件だけによって、またはいくつかの条件だけによって、本発明による方法を実施するのが有利である。１つまたは複数の有利な条件の選択は、技術的な個別ケースを考慮して当業者の手に委ねられる。

【0072】

本発明による方法のさらに別の格別有利な実施形態によれば、以下の条件のうち１つまたは複数の条件が満たされているならば、ハイドロリッククラッチ操作システムによって操作される摩擦クラッチおいてエラーが発生していると判定される。すなわち、
・予め定められたアクチュエータのポジションにおける圧力媒体の圧力が、予め定められた最小圧力限界値よりも小さく、かつアクチュエータポジションが一定のときの、アクチュエータの予め定められたポジションにおける時間の経過に伴う圧力降下が、予め定められた漏れ−圧力降下限界値よりも小さい。
・クラッチの目下のサンプリングポイントのポジションと、アクチュエータ経路上の予め定められたポジションとの間の距離が、予め定められたポジション差限界値よりも小さく、かつ時間が経過していく中で生じるクラッチのそれぞれ目下のサンプリングポイントと、アクチュエータ経路上の予め定められたポジションとの間の、時間の経過に伴う距離の変化が、予め定められた漏れ−ポジション差変化限界値よりも小さい。ここでサンプリングポイントの変化速度は、サンプリングポイントに対し求められた値の時間経過特性の時間勾配である。
・クラッチのサンプリングポイントに対し、直前の測定時点ないしは最終測定時点で終了する予め定められた期間内に求められた値の変化速度が、予め定められたサンプリングポイント変化速度限界値よりも大きく、かつクラッチのサンプリングポイントに対し、直前の測定時点ないしは最終測定時点で終了する予め定められた期間内に求められた値の変化速度が、予め定められた漏れ−サンプリングポイント変化速度限界値よりも小さい。

【0073】

このようにして有利には、摩擦クラッチにおけるエラーつまりクラッチライニングの摩耗を、個々の条件各々に従って検出することができ、ハイドロリッククラッチ操作システムにおけるエラーと区別することができ、つまりハイドロリック操作システムにおける漏れが個々の条件各々によれば生じていないことと、区別することができる。

【0074】

個々の条件は、互いに代替となる選択肢件を成している。本発明による方法は、選択肢すべてを順次実施しようというものではなく、１つの格別有利な実施形態によれば、単一の条件だけによって、またはいくつかの条件だけによって、本発明による方法を実施するのが有利である。１つまたは複数の有利な条件の選択は、技術的な個別ケースを考慮して当業者の手に委ねられる。

【0075】

本発明による方法のさらに別の格別有利な実施形態によれば、アクチュエータ経路上の予め定められたポジションは、クラッチ閉鎖方向における最大アクチュエータ変位である。

【0076】

本発明による方法のさらに別の有利な実施形態によれば、クラッチ閉鎖方向で時間的に相前後して行われた２つのサンプリングポイント測定間のサンプリングポイント変化だけが考慮される。

【0077】

本発明による方法のさら別の有利な実施形態によれば、予め定められたエンジン回転数限界値が、出力回転数に依存して求められ、および／または予め定められたクラッチ目標トルクと出力クラッチ目標トルクとの間のトルク差に依存して求められる。

【0078】

本発明による方法のさらに別の有利な実施形態によれば、漏れ−圧力降下限界値および／または最小圧力限界値が、予め定められたアクチュエータのポジションに依存して求められる。

【0079】

本発明による方法のさらに別の有利な実施形態によれば、サンプリングポイント変化速度限界値は、漏れ−サンプリングポイント変化速度限界値よりも小さい。

【0080】

以下の図面ならびにそれらの図面の説明には、本発明のさらに別の利点ならびに有利な実施形態が示されている。

【0081】

図面の簡単な説明
図１は、ハイドロスタティッククラッチシステムの構造を示す図、
図４は、本発明による方法の実施例を説明するための圧力と経路の特性曲線を示す図。

【0082】

図１には、ハイドロリックのハイドロスタティッククラッチアクチュエータ（ＨＣＡ）の一例として、ハイドロリッククラッチシステム１の構造が示されている。ハイドロリッククラッチシステム１にはスレーブ側１５に、アクチュエータ３を制御する制御装置２が設けられている。アクチュエータ３とシリンダ４内のピストン１９の位置が、アクチュエータ経路に沿って右方向に変化すると、シリンダ４の容積が変化する。それによってシリンダ４内に圧力Ｐが形成され、この圧力は圧力媒体７によりハイドロリック管路９を介してハイドロリッククラッチシステム１のマスタ側１６へ伝達される。ハイドロリック管路９の長さと形状は、車両の構造スペースに整合されている。マスタ側１６において、シリンダ４′内の圧力媒体７の圧力Ｐによって距離が変化し、クラッチ８の操作のために、この変化がクラッチ８に伝達される。ハイドロリッククラッチシステム１のスレーブ側１５におけるシリンダ４内の圧力Ｐは、第１のセンサ５によって求めることができる。第１のセンサ５は、有利には圧力センサである。アクチュエータ３がアクチュエータ経路に沿って辿る移動距離は、第２のセンサ６によって求められる。この図では、ただ１つのクラッチのためのハイドロリッククラッチシステム１が描かれている。ツインクラッチシステムであれば、第２のクラッチが同様に操作される。

【0083】

ハイドロスタティッククラッチアクチュエータＨＣＡによるハイドロスタティックな操作によって、個々のクラッチに特徴的なクラッチ特性曲線（圧力およびトルクの特性曲線）が生じる。これらの特性曲線は、たとえばアクチュエータ変位または加わるクラッチ力（圧力）の関数のダイアグラムとして表すことができる。ハイドロスタティックシステム内の圧力変化つまりは操作すべきクラッチの位置変化に続いて、内部の電動モータによるハイドロスタティッククラッチアクチュエータが操作される。

【0084】

特徴的なクラッチ−トルク特性曲線は圧力信号として表れ、この信号は、ハイドロスタティッククラッチシステム内に存在する内部の圧力センサによって測定技術的に捕捉され評価される。図４の曲線Ａとして、ハイドロスタティックに操作されるクラッチの典型的な圧力−変位特性曲線が描かれている。

【0085】

図４において曲線Ａは、室温で正常に機能しているクラッチの典型的な圧力−変位特性曲線を表している。ハイドロスタティックシステム内に存在する流体の温度が上昇すると、クラッチ特性曲線はいっそう小さいアクチュエータポジションにシフトし（このことは曲線Ｂによって表されている）、要求されるクラッチトルクは、システム内の流体が膨張することですでに小さいアクチュエータ変位において達成される。ハイドロスタティックシステムにおいて漏れが発生した場合、および／または予想より早くクラッチが摩耗してしまった場合、特徴的な圧力−変位特性曲線がいっそう大きいアクチュエータポジションにシフトされ（これは曲線Ｃにより表されている）、ドライバによって最大に要求されたクラッチトルクはもはや達成されず、このことは感じ取れる程度に走行特性に表れる。

【0086】

「ハイドロスタティック区間における漏れ」および／または「予想よりも早いクラッチ摩耗」という故障原因を検出し、両者を区別するために、複数の評価ルーチンを考慮することができる。

【0087】

ａ）最大アクチュエータ変位距離におけるハイドロスタティッククラッチアクチュエータのアクチュエータ変位の関数としての圧力信号の監視：
摩耗したクラッチおよび／またはハイドロスタティッククラッチ連結解除システムにおける漏れに特徴的であるのは、最大可能なアクチュエータ変位Ｓｍａｘ１１２０の場合、低減された最大圧力Ｐ（Ｓｍａｘ）１１５０，１１８０となることである。故障したクラッチの圧力値Ｐ（Ｓｍａｘ）Ｃ １１８０は、最大可能なアクチュエータ変位Ｓｍａｘ１１２０の場合、規定の最小圧力すなわち予め定められた最小圧力限界値１２００を下回り、これは流体の漏れおよび／または対象となるクラッチ部材の予想よりも早い損耗によって引き起こされる。これに対しＳｍａｘ１１２０のときには、および圧力信号Ｐ（Ｓｍａｘ）Ａ １１５０のＳｍａｘよりも小さいアクチュエータポジションのときにも、正常に機能しているクラッチの規定の最小圧力１２００を上回る。したがって最大アクチュエータ変位距離Ｓｍａｘ１１２０において規定の最小圧力１２００を下回った場合には、クラッチが故障しているとすることができる。

【0088】

ｂ）クラッチ接触ポイントと最大可能なアクチュエータ変位との間のアクチュエータ距離の監視：
ａ）の代わりに、クラッチ接触ポイントＴＰ １１３０，１１６０（これは継続的に整合される）と、最大可能なアクチュエータ距離Ｓｍａｘ１１２０との間の変位距離を評価することができる。クラッチが故障していない場合、差分距離は、クラッチが故障している場合（Ｓ（ＴＰ）Ｃ １１７０）よりも著しく大きい（Ｓ（ＴＰ）Ａ １１４０）。したがってａ）と同様、限界値（ここではポジション差限界値１２１０）を規定して予め設定することができる。この値は、それを下回っている場合は「ハイドロスタティック区間における漏れ」および／または「早期のクラッチ摩耗」に特徴的な状態でありし、上回っている場合は、クラッチが正常であることを表す。

【0089】

両方の限界値の設定すなわち最小圧力限界値１２００とポジション差限界値１２１０の設定は、技術的な個別のケースを考慮しながら、殊にクラッチの仕様を考慮しながら、当業者の手に委ねざるを得ない。

【0090】

ｃ）変化方向を考慮に入れた接触ポイント整合の監視：
温度変化、クラッチ摩耗など動作条件の変化に対し反応できるようにする目的で、クラッチ制御装置は動作時間中、接触ポイントを整合させる。この接触ポイントの変化速度を、変化方向を考慮しながら監視することによって（大きい変化ポジションへ向かう接触ポイントの変化のみが重要）、クラッチの故障を検出することができる。接触ポイントの変化が大きすぎる場合、このことは「ハイドロスタティック区間における漏れ」および／または「早期のクラッチ摩耗」を表す。摩耗は耐用年数による作用である。漏れは短期間の作用である。

【0091】

ｄ）アクチュエータ変位距離がほぼ一定のときの圧力信号の監視：
「ハイドロスタティック区間における漏れ」を検出するためのさらに別の可能性は、アクチュエータ変位距離がほぼ一定のときに圧力信号を監視することである。漏れが発生した場合、アクチュエータポジションが同じままで急速な圧力降下を監視することができ、これはハイドロスタティックシステムにおける漏れの発生に起因して生じる。ポジションがほぼ一定のときの規定の最大圧力降下値を超えたならば、つまりはシステムに漏れが発生しているはずである。

【0092】

ｅ）エンジン回転数の監視：
クラッチの故障を検出するためのさらに別の測定量として、エンジン回転数を評価することができる。クラッチの摩耗および／またはハイドロスタティックシステムにおける漏れが発生した場合、要求されたクラッチトルクが達成されず、つまりはエンジンから供給されるトルクが伝達されず、その結果として、エンジン回転数の上昇もしくは「意図しない吹き上がりないしは空ぶかし」"Wegtouren"が生じる。クラッチ目標トルクとクラッチ実際トルクが異なるときに、エンジン回転数が出力回転数に関する正の回転数限界値を超えたならば、クラッチシステムが故障しているとすることができる。

【0093】

ｆ）クラッチ摩耗値の監視：
クラッチ摩耗値変化勾配が閾値を超えたならば、クラッチシステムにおいて重大なエラーが発生したと推定される。

【0094】

評価手法ａ）〜ｃ）によって、エラーの原因である「クラッチシステムにおける漏れ」と「クラッチの摩耗」とを付加的に区別することができる。すなわちこの場合、測定量（Ｓｍａｘにおける最大圧力、接触ポイントとＳｍａｘとの差分距離、接触ポイント整合値）の急速な変化によってシステム内の漏れが表される一方、クラッチ摩耗の徴候はそれよりも著しく緩慢に現れる。したがってこれらの点を考慮すれば、もしくは関連する測定量の変化勾配を評価すれば、エラーの原因に関する情報を供給することができる。

【0095】

種々の測定量（圧力信号、変位信号、エンジン回転数）を評価することによって、もしくはクラッチ操作システムのモデルパラメータ（接触ポイント値、摩耗値）を評価することによって、正常なクラッチと故障したクラッチとを区別することができる。さらに測定量履歴（変化勾配）を考慮することで、エラー原因である「クラッチシステム内の漏れ」と「クラッチの摩耗」とを区別することができ、したがって向上におけるエラー分析を軽減することができる。

【0096】

本発明は、請求項２４の上位概念に記載の特徴を備えた方法、ならびに請求項３２の上位概念に記載の特徴を備えたハイドロリック操作装置にも関する。

【0097】

本発明は、生産ライン終端において、および／または走行動作中、特にハイドロスタティッククラッチシステムにおけるハイドロスタティック操作システムの適正な充填状態を識別するために用いられる。

【0098】

ハイドロリッククラッチシステムは、圧力センサを備えたクラッチアクチュエータ機構によって作動され、これはたとえば図１、DE 10 2010 047 800 A1 ならびにDE 10 2010 047 801 A1に示されている。クラッチ作動機構は、いわゆるハイドロスタティッククラッチアクチュエータＨＣＡ（Hydrostatic Clutch Actuator）である。この種のハイドロスタティックアクチュエータとは、ハイドロスタティックな伝達区間を備えたアクチュエータのことであり、たとえばハイドロリック流体を含む圧力導管を備えたアクチュエータのことである。圧力導管の圧力は圧力センサによって捕捉される。ハイドロスタティックアクチュエータによって、このアクチュエータと結合された部材を動かそうとする場合、伝達区間ないしは圧力管路内でハイドロリック流体が運動し、これはたとえばスレーブシリンダによって引き起こされ、スレーブシリンダはハイドロリック流体により結合されてマスタシリンダを動かす。この部材が自身のポジションを保持するようにすべきであるならば、伝達区間内のハイドロリック流体は静止し、アクチュエータの名称となったハイドロリック流体のハイドロスタティックな状態が生じる。

【0099】

クラッチの連結解除システムとして用いられるたとえばハイドロリッククラッチアクチュエータ（ＨＣＡ）などのハイドロリッククラッチシステムは、問題のない機能を保証するために空気が含まれていないようにする必要がある。したがって、ハイドロリッククラッチ連結解除システムを備えた自動車の初稼動時に、真空充填を行うことが知られている。保守サービスの際、このような複雑でコストのかかる補助手段を通常は利用できず、したがって相応の工場規則に従い、ハイドロリッククラッチ連結解除システムについて自動車の初稼動時と等価の再充填を可能にするフローが定められている。この場合、充填において重要であるのは、充填の形式にかかわらず、充填すべき区間が完全に充填されていること、つまりは残留空気が存在しないことである。部品の公差に起因して、充填量もしくは充填圧力の設定は条件付きでしか利用できない。ドイツ連邦共和国特許出願第10 2010 055 906.7に記載されているように、従来技術によれば、残留空気がハイドロリック区間に残されたままとなる充填プロセスを、残留空気のない完全に充填されたシステムと十分明確には区別できない。ただし車両動作中も、本来であればハイドロリック流体しか存在すべきでない伝達区間もしくは圧力管路において、このような残留空気を検出できるようにすべきである。一般的に望まれているのは、伝達区間もしくは圧力管路内に存在するまたは形成されるガス状成分を検出できるようにすることである。基本的にこの種のガス状成分を排出するために、いわゆるブリーディング開口ないしはスニファ開口（ブリーディングホールないしはスニファホールとも称する）がサージタンクに対して設けられる。これは従来技術においてかなり以前から知られており、DE 10 2010 047 800 A1ならびにDE 10 2010 047 801 A1に記載されており、ドイツ連邦共和国特許出願第10 2011 103 774.1号にも記載されている。

【0100】

この目的で、クラッチ制御装置はクラッチ作動機構を、ブリーディング開口に対し相対的な規定のポジションまで移動させて、伝達区間の空気を抜き出すことができるようにし、その際、伝達区間とサージタンクとの間の接続をブリーディング開口を介して開放し、空気を排出できるようにする。

【0101】

それぞれ２つの圧力値Ｐ１とＰ２に対して生じる２つの経路差の相違は、クラッチ「標準」のケース（伝達区間が残留空気を含まない場合）と、クラッチ「残留空気」のケース（伝達区間が残留空気を含む場合）とでは著しく僅かであり、したがって従来技術によればこれらのケースを十分確実には区別できない。

【0102】

本願において「残留空気」という用語は、たとえばクラッチ作動機構または変速機作動機構などのハイドロリック操作システムにおけるハイドロリック伝達区間内の他のすべてのガス状成分のことも意味する。

【0103】

したがって本発明の課題は、ハイドロスタティック操作システム特にハイドロスタティッククラッチシステムにおける残留空気を確実に識別するための方法を提供することにある。

【0104】

この課題は、請求項２４に記載の特徴を備えた方法、ならびに請求項３２に記載された特徴を備えたハイドロリック操作システムによって解決される。

【0105】

本発明による方法ならびに本発明によるハイドロリック操作システムによれば、ハイドロリック伝達区間におけるガス状の物質の識別特に残留空気の識別をさらに改善することができる。

【0106】

方法に関する技術的な観点において、上述の課題は以下で説明する方法によっても解決される。

【0107】

本発明によれば、ハイドロリック操作システムの適正な充填を検査する方法が提供される。この場合、ハイドロリック操作システムには、制御装置によりアクチュエータを介して操作可能な、シリンダ内のピストンと、シリンダ内の圧力を測定する第１のセンサと、アクチュエータ経路を辿るアクチュエータのポジションを検出する第２のセンサとが設けられている。本発明によれば、圧力媒体によるハイドロリック操作システムの適正な充填を検査するために、ポジション−圧力特性曲線の最大圧力勾配を、この特性曲線の予め定められた範囲において求め、求められた最大圧力勾配が、予め定められた圧力勾配閾値よりも大きければ、適正な充填が行われていると判定する。

【0108】

ポジション−圧力特性曲線ならびに変位−圧力特性曲線という用語は、本発明では同義語として扱う。また、変位またはポジションという用語は、アクチュエータ経路に関連して用いられる概念であって、このアクチュエータ経路に沿って、アクチュエータにおいてクラッチを動かす部材たとえばスレーブシリンダ内のピストンが移動する。

【0109】

本発明の格別有利な実施形態によれば、最大圧力勾配が圧力勾配閾値よりも小さければ、不適正な充填が行われていると判定される。この閾値を下回っているならば、空気はまだシステム内に確実に存在している。この閾値の値の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。それというのも、技術的な個々のケースを考慮しなければならないからである。

【0110】

本発明のさらに別の格別有利な実施形態によれば、不適正な充填が行われていた場合には、制御装置により排気すなわち空気排出を行わせる。これは直後に行われ、あるいは次の機会に行われる。

【0111】

本発明のさらに別の格別有利な実施形態によれば、アクチュエータ経路に沿ってアクチュエータによりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配が求められる。

【0112】

本発明のさらに有利な実施形態によれば、ブリーディング開口周囲の予め定められたポジション範囲で、アクチュエータ経路に沿ってアクチュエータによりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配が求められる。この場合、アクチュエータ経路を求めるためにたとえば、シリンダ内のピストンの流体側の端面を利用することができる。

【0113】

本発明のさらに別の択一的な有利な実施形態によれば、予め定められた圧力値においてアクチュエータ経路に沿って、アクチュエータによりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配が求められ、予め定められた圧力値は、有利には０．５ｂａｒ〜６ｂａｒである。予め定められた圧力値の値の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。それというのも、技術的な個々のケースを考慮しなければならないからである。

【0114】

本発明のさらに別の実施形態によれば、別の選択肢として、あるいはさらに付加的に、予め定められた圧力範囲においてアクチュエータ経路に沿って、アクチュエータによりクラッチを閉鎖方向に動かすことにより、最大圧力勾配が求められ、予め定められた圧力範囲は、有利には０ｂａｒ〜７．５ｂａｒであり、殊に有利には０ｂａｒ〜５．５ｂａｒである。予め定められた圧力範囲の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。それというのも、技術的な個々のケースを考慮しなければならないからである。

【0115】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、ハイドロリック操作システムを圧力媒体で新たに充填した後あるいは再充填した後、適正な充填の検査が実施される。

【0116】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、ハイドロリック操作システムの可用性をチェックするための適正な充填の検査は、規則的な間隔で実施される。

【0117】

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、ハイドロリック操作システムの操作による特定の走行状況中に検査が実施される。

【0118】

本発明のさらに別の実施形態によれば、適正なおよび／または不適正な検査の結果がエラーメモリに格納され、および／またはディスプレイに表示される。

【0119】

装置に関する技術的な観点において、上述の課題は以下で説明するハイドロリック操作システムによっても解決される。

【0120】

本発明によれば、以下の構成を備えたハイドロリック操作システムが提案される。すなわちこのハイドロリック操作システムには、制御装置によりアクチュエータを介して操作可能な、シリンダ内のピストンと、シリンダ内の圧力を測定する第１のセンサと、アクチュエータのポジションを検出する第２のセンサとが設けられている。本発明によれば、圧力媒体によるハイドロリック操作システムの適正な充填を検査するために、既述の方法が実施される。

【0121】

本発明の１つの格別有利な実施形態によれば、ハイドロリック操作システムはハイドロリッククラッチ操作システムである。

【0122】

本発明の別の有利な実施形態によれば、ハイドロリック操作システムはハイドロリック変速機操作システムである。

【0123】

ただし本発明によるハイドロリック操作システムは、ハイドロリッククラッチ操作システムまたはハイドロリック変速機操作システムにおいて用いられるだけでなく、変速機システムにおける変速段切換装置においても有効に用いることができるし、スロットルバルブ、補助装置および補助駆動装置のためのエンジンシステム内の操作システムとしても、また、排気ガス案内システムおよびチャージシステム、ブレーキシステムにおける操作システムとしても、さらには輸送用車両などの商用車あるいは建設機械や土木機械における操作のためにも、有効に用いることができる。

【0124】

以下の図面ならびにそれらの図面の説明には、本発明のさらに別の利点ならびに有利な実施形態が示されている。

【0125】

図面の簡単な説明
図１は、ハイドロスタティッククラッチシステムの構造を示す図、
図５は、検査に関連する領域に目印を付けた変位−圧力特性曲線を示す図、
図６最大圧力勾配を有する下方の圧力範囲における変位−圧力特性曲線を示す図。

【0126】

図１には、ハイドロリックのハイドロスタティッククラッチアクチュエータ（ＨＣＡ）の一例として、ハイドロリッククラッチシステム１の構造が示されている。ハイドロリッククラッチシステム１には供給側１５に、アクチュエータ３を制御する制御装置２が設けられている。アクチュエータ３とシリンダ４内のピストン１９の位置が、アクチュエータ経路に沿って右側に変化すると、シリンダ４の容積が変化する。それによってシリンダ４内に圧力Ｐが形成され、この圧力は圧力媒体７によりハイドロリック管路９を介してハイドロリッククラッチシステム１のマスタ側１６へ伝達される。ハイドロリック管路９の長さと形状は、車両の構造スペースに整合されている。マスタ側１６において、シリンダ４′内の圧力媒体７の圧力Ｐによって距離が変化し、クラッチ８の操作のために、この変化がクラッチ８に伝達される。ハイドロリッククラッチシステム１のスレーブ側１５におけるシリンダ４内の圧力Ｐは、第１のセンサ５によって求めることができる。第１のセンサ５は、有利には圧力センサである。アクチュエータ３がアクチュエータ経路に沿って辿る移動距離は、第２のセンサ６によって求められる。

【0127】

本発明による１つの実施形態は、ブリーディング開口領域のすぐ近くでクラッチを閉じたときに圧力上昇を評価する方法である。

【0128】

クラッチが閉じられたときに変位−圧力特性曲線が求められる。図５には、この種の変位−圧力特性曲線が示されている。図５には、クラッチの閉鎖（上方部分）についても、クラッチの開放（下方部分）についても、それらに典型的なヒステリシス作用とともに描かれている。図５には、本発明による検査に関連する領域に、楕円３６０で目印が付けられている。妨害作用を低減するために、変位信号と圧力信号３１０がそのまま分析されるのではなく、それらがいくらかフィルタリングされる（たとえばＰＴ１フィルタ）。このことは図６に示されており、図６には関連する領域が図５よりも拡大されて描かれている。

【0129】

フィルタリングされた信号から、圧力勾配（圧力差と変位差の比）が求められる。圧力勾配を求めるために、これに代わる手法（たとえばカルマンフィルタ）を使用することもできる。

【0130】

ハイドロリック区間にまだ空気が存在しているならば、ブリーディング開口領域でクラッチが閉じられたときに小さい圧力勾配が生じる。評価のために２つの選択肢ＡとＢがある。

【0131】

Ａ．圧力が一定のとき（たとえば２ｂａｒ）、圧力勾配が固定的に定められた閾値と比較される。この閾値を下回っているならば、空気はまだシステム内に確実に存在している。このことがクラッチ制御装置へ通知され、それによってさらに排気を行わせることができる。つまりこのプロセスフローＡによれば、クラッチアクチュエータ３はクラッチ閉鎖方向で、有利には０．５ｂａｒ〜６ｂａｒの圧力範囲の設定圧力が生じるようなポジションに動かされ、殊に有利には２ｂａｒの設定圧力が生じるようなポジションに動かされる。このポジションにおいて、圧力勾配がたとえば直前に測定された変位値と圧力値から求められ、あるいは別の選択肢として、クラッチ閉鎖方向での小さい運動が予め定められた圧力の範囲で実行され、これによって予め定められた圧力の範囲における圧力勾配を求めるための測定値を得ることができる。このようにして求められた圧力勾配は、以降のプロセスフローに対し最大圧力勾配とみなされる。ついで求められた最大圧力勾配が予め定められた圧力勾配閾値と比較される。求められた最大圧力勾配の値が予め定められた圧力勾配閾値よりも大きければ、ガス状の成分は伝達区間内に存在していないとみなされる。予め定められた圧力の値の具体的な設定ならびに圧力勾配閾値の値の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。なぜならば、クラッチにおけるハイドロリック操作システムの技術的な個別ケースならびにガス状成分の特性を、圧力に留意して考慮しなければならないからである。その際に当業者は、予期される圧力勾配がブリーディング開口付近で著しく大きくなるような圧力値を設定することになる。

【0132】

Ｂ．下方のポジション範囲（たとえばブリーディング開口周辺の拡張領域、すなわちピストン１９の流体側の端面がシリンダ４内においてブリーディング開口１８の拡張領域に位置する場合）、および／または下方の圧力領域（たとえば０〜５ｂａｒ）において、フィルタリングされた変位−圧力特性曲線３２０の最大圧力勾配３３０が求められる（図６参照）。この最大圧力勾配が、予め固定的に定められた閾値と比較される。この閾値を下回っているならば、空気はまだシステム内に確実に存在している。このことがクラッチ制御装置へ通知され、それによってさらに排気を行わせることができる。つまりフローＢによれば、クラッチアクチュエータ３はクラッチ閉鎖方向でポジション移動されて、ピストン１９の流体側端面がシリンダ４内で、ブリーディング開口１８の拡張領域の予め定められたポジション範囲の始端に位置するようになる。ここでブリーディング開口の拡張領域とは、ブリーディング開口周囲のポジション範囲のことであり、本発明によればこの領域では最大の圧力勾配が見込まれ、たとえば図５または図６に示されているように、有利には−２．５ｍｍ〜＋２．０ｍｍのポジション範囲に該当する。このポジション範囲の設定に対する別の選択肢として、あるいはこのことに加えて、クラッチアクチュエータ３がクラッチ閉鎖方向でポジション移動され、有利には０ｂａｒから７．５ｂａｒ殊に有利には０ｂａｒ〜５．５ｂａｒである予め定められた圧力範囲のうち、最も低い圧力（予め定められた圧力範囲の始端）となるポジションに動かされる。このポジション範囲の設定に対する別の選択肢として、あるいはこのことに加えて、クラッチアクチュエータ３がクラッチ閉鎖方向でポジション移動され、有利には０ｂａｒから７．５ｂａｒ殊に有利には０ｂａｒ〜５．５ｂａｒである予め定められた圧力範囲のうち、最も低い圧力（予め定められた圧力範囲の始端）となるポジションに動かされる。ブリーディング開口の拡張領域における予め定められたポジション範囲において、または別の選択肢として、予め定められた圧力範囲において、あるいはさらに別の選択肢として、予め定められたポジション範囲のポジションにもあり予め定められた圧力範囲の圧力にもあるとき、そのつど予め定められた範囲にある最大圧力勾配が求められる。この場合、最大圧力勾配を求めるために、予め定められた上述の範囲をアクチュエータがクラッチ閉鎖方向で通過するようにして、変位−圧力特性曲線が求められ、この特性曲線から最終的に、予め定められた範囲に対する最大圧力勾配が求められる。ついで求められた最大圧力勾配が、（有利にはフローＡの場合と同じ値を有する）予め定められた圧力勾配閾値と比較される。求められた最大圧力勾配の値が予め定められた圧力勾配閾値よりも大きければ、フローＡの場合のように、ガス状の成分が伝達区間内に存在していないとみなされる。ブリーディング開口付近の予め定められたポジション範囲の具体的な設定、予め定められた圧力範囲の具体的な設定、ならびに圧力勾配閾値の値の具体的な設定は、当業者の手に委ねざるを得ない。なぜならば、クラッチにおけるハイドロリック操作システムの技術的な個別ケース、ならびにガス状成分の特性を、圧力に留意して考慮しなければならないからである。その際に当業者は、予期される圧力勾配がブリーディング開口付近で著しく大きくなるような範囲を設定することになる。

【0133】

この検査を、車両工場および／または変速機工場の生産ライン終端で実施することができ、さらに走行動作中に実施することができる。

【0134】

別の選択肢として、要求された最大圧力がクラッチ閉鎖時に達成されるか否かを検査することもできる。この検査は、比較的簡単でありかつ効果的であるが、ハイドロリックシステムにおいて識別可能な残留空気量は、圧力勾配を用いた方法の場合よりも著しく多くなる。

【0135】

圧力勾配および／または達成可能な最大圧力の評価に基づき、ハイドロスタティッククラッチシステムの具体的な充填状態を識別するための方法が提案される。

【符号の説明】

【0136】

１ ハイドロリッククラッチシステム
２ 制御装置
３ アクチュエータ
４，４′ シリンダ
５ 第１のセンサ
６ 第２のセンサ
７ 圧力媒体
８ クラッチ
９ ハイドロリック導管
１０ 変位−圧力特性曲線
１５ スレーブ側
１６ マスタ側
１７ サージタンク
１８ ブリーディング開口
１９ ピストン
３２０ フィルタリングされた変位−圧力特性曲線
３３０ フィルタリングされた変位−圧力特性曲線の最大圧力勾配
３４０ 圧力［ｂａｒ］
３５０ アクチュエータ変位［ｍｍ］
３６０ 目印
１１０ 変位−圧力特性曲線
１２０ 変位−圧力特性曲線
１３０ 変位−圧力特性曲線
１４０ 変位−圧力特性曲線
１５０ アクチュエータポジション［ｍｍ］、変位
１６０ 圧力［ｂａｒ］
１７０ 最大圧力ポジション
１８０ 最大圧力
２１０ 変位−圧力特性曲線１１０の下方の圧力範囲における最大圧力勾配
２２０ 変位−圧力特性曲線１２０の下方の圧力範囲における最大圧力勾配
２３０ 変位−圧力特性曲線１３０の下方の圧力範囲における最大圧力勾配
２４０ 変位−圧力特性曲線１４０の下方の圧力範囲における最大圧力勾配
２５０ 閾値
２６０ インデックス
２７０ 最大圧力勾配［ｂａｒ／ｍｉｎ］
Ａ 圧力−変位特性曲線「室温で正常に機能しているクラッチ」
Ｂ 圧力−変位特性曲線「温度が上昇したときに正常に機能しているクラッチ」
Ｃ 圧力−変位特性曲線「故障したクラッチ」
１１００ 圧力［ｂａｒ］
１１１０ アクチュエータ変位［ｍｍ］
１１２０ Ｓｍａｘ
１１３０ ＴＰ Ａ
１１４０ Ｓ（ＴＰ）Ａ
１１５０ Ｐ（Ｓｍａｘ）Ａ
１１６０ ＴＰ Ｃ
１１７０ Ｓ（ＴＰ）Ｃ
１１８０ Ｐ（Ｓｍａｘ）Ｃ
１２００ 最小圧力限界値
１２１０ ポジション差限界値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】