JP6422928B2 - エラー検出方法およびハイドロリック操作システム - Google Patents
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Description
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]DE 10 2010 047 800 A1
[特許文献2]DE 10 2010 047 801 A1
[特許文献3]ドイツ連邦共和国特許出願第10 2011 087 684.7号
[特許文献4]ドイツ連邦共和国特許出願第10 2011 087 652.9号
・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。
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)。
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。
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。
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。
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。
・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。
・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。
・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。
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。
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。
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。
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。
「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。
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。
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。
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。
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
Claims (11)
- ハイドロリッククラッチ操作システム(1)および該システムにより操作される摩擦クラッチ(8)におけるエラー検出方法であって、前記ハイドロリッククラッチ操作システム(1)は、
制御装置(2)によりアクチュエータ(3)を介して操作可能である、圧力媒体(7)を含むシリンダ(4)内のピストン(19)と、
前記圧力媒体(7)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、
を備えており、
以下の条件すなわち、
・前記クラッチ(8)の目下のサンプリングポイント(1130,1160)のポジションと、前記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(1210)よりも小さい、
・クラッチのサンプリングポイントに対し、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、
・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、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、
という条件のうち、1つまたは複数の条件を用い、当該条件が満たされているならば、前記ハイドロリッククラッチ操作システム(1)または該システムにより操作される摩擦クラッチ(8)におけるエラーであると判定することを特徴とする、
エラー検出方法。 - 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(1)におけるエラーであると判定する、
請求項1に記載の方法。 - 以下の条件すなわち、
・アクチュエータポジションが一定のときに、予め定められた前記アクチュエータ(3)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前記クラッチ(8)のそれぞれ目下のサンプリングポイント(1130,1160)と、前記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(1210)よりも大きい、
・クラッチのサンプリングポイントに対し、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、
という条件のうち、1つまたは複数の条件を用い、当該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(1)におけるエラーであると判定する、
請求項1または2に記載の方法。 - 以下の条件すなわち、
・予め定められた前記アクチュエータ(3)のポジションにおける前記圧力媒体(7)の圧力が、予め定められた最小圧力限界値(1200)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、前記アクチュエータ(3)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、
・前記クラッチ(8)の目下のサンプリングポイント(1130,1160)のポジションと、前記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(1210)よりも小さく、かつ時間が経過していく中で生じる前記クラッチ(8)のそれぞれ目下のサンプリングポイント(1130,1160)と、前記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(1210)よりも小さい、
・クラッチのサンプリングポイントに対し、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、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、
という条件のうち、1つまたは複数の条件を用い、当該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(1)により操作される摩擦クラッチ(8)におけるエラーであると判定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記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(1120)である、
請求項1または3に記載の方法。 - 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を考慮する、
請求項1または3に記載の方法。 - 予め定められたエンジン回転数限界値を、出力回転数に依存して求め、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る、
請求項1に記載の方法。 - 前記漏れ−圧力降下限界値を、予め定められた前記アクチュエータ(3)のポジションに依存して求める、
請求項3に記載の方法。 - 前記サンプリングポイント変化速度限界値は、前記漏れ−サンプリングポイント変化速度限界値よりも小さい、
請求項3、または、請求項3を引用する請求項4に記載の方法。 - ハイドロリック操作システム(1)であって、該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、
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、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法が実施されることを特徴とする、
ハイドロリック操作システム(1)。 - 前記ハイドロリック操作システム(1)は、ハイドロリッククラッチ操作システム(1)またはハイドロリック変速機操作システムである、
請求項10に記載のハイドロリック操作システム(1)。
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011087056.3 | 2011-11-24 | ||
DE102011087056 | 2011-11-24 | ||
DE102011087652 | 2011-12-02 | ||
DE102011087652.9 | 2011-12-02 | ||
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