(57)【要約】  本発明は、ピストンシリンダユニットを備えた圧力生成装置（ＤＥ）に関し、ピストンシリンダユニットは、シリンダの２つの作動室（３ａ，３ｂ）を互いに封止して分離する、両側に作用するピストン（１）を有し、ピストン（１）は、２つの、特に異なる大きさの作用面（Ａ１，Ａ２）を有し、ピストン（１）の各作用面（Ａ１，Ａ２）は、それぞれ１つの作動室（３ａ，３ｂ）を区切っており、各作動室（３ａ，３ｂ）は、それぞれ流体圧路（Ｈ３，Ｈ４）を介して１つの流体圧回路（Ｋ１，Ｋ２）に接続されており、各流体圧回路（Ｋ１，Ｋ２）にはそれぞれ、負荷（Ｖ１，Ｖ１Ｋ１，Ｖ１Ｋ２，Ｖ２Ｋ，Ｖ３Ｋ，Ｖ４Ｋ）の少なくとも１つの流体圧チャンバが接続されており、駆動装置（Ｍ）がピストンシリンダユニット（ＤＥ）のピストン（１）を駆動し、各作動室（３ａ，３ｂ）がそれぞれ流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）を用いて、作動媒体のリザーバ（５）に連通されており、各流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）にそれぞれ、当該流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）を選択的に阻止または開路するための少なくとも１つの切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）が配置されており、または一方または双方の作動室（３ａ，３ｂ）が流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）を用いて作動媒体のリザーバ（５）に連通されており、一方または双方の流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）に、当該流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）を選択的に阻止または開路するための切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）が配置されており、かつ／または負荷の１つまたは複数の流体圧チャンバにそれぞれ、各チャンバからリザーバ（５）へ直接的な圧力消失を行うためのアウトレットバルブ（ＡＶｉ）が設けられており、作動室（３ａ，３ｂ）および／または流体圧路（Ｈ３，Ｈ４）は連通路（Ｈ５）を介して互いに連通しており、連通路（Ｈ５）には、当該連通路（Ｈ５）を選択的に開路または阻止するための切替弁（ＳｈＶ）が配置されている。
2018518621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンシリンダユニットを備えた圧力生成装置（ＤＥ）であって、
前記ピストンシリンダユニットは、シリンダの２つの作動室（３ａ，３ｂ）を互いに封止して分離する、両側に作用するピストン（１）を有し、
前記ピストン（１）は、２つの、特に異なる大きさの作用面（Ａ１，Ａ２）を有し、前記ピストン（１）の各作用面（Ａ１，Ａ２）は、それぞれ１つの作動室（３ａ，３ｂ）を区切っており、
前記各作動室（３ａ，３ｂ）は、それぞれ流体圧路（Ｈ３，Ｈ４）を介して１つの流体圧回路（Ｋ１，Ｋ２）に接続されており、
前記各流体圧回路（Ｋ１，Ｋ２）にはそれぞれ、負荷（Ｖ１，Ｖ１Ｋ１，Ｖ１Ｋ２，Ｖ２Ｋ，Ｖ３Ｋ，Ｖ４Ｋ）の少なくとも１つの流体圧チャンバが接続されており、
駆動装置（Ｍ）が前記ピストンシリンダユニット（ＤＥ）の前記ピストン（１）を駆動する圧力生成装置（ＤＥ）において、
前記各作動室（３ａ，３ｂ）がそれぞれ流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）を用いて、作動媒体のリザーバ（５）に連通されており、前記各流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）にそれぞれ、前記流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）を選択的に阻止または開路するための少なくとも１つの切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）が配置されており、
または、
一方または双方の作動室（３ａ，３ｂ）が流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）を用いて、作動媒体のリザーバ（５）に連通されており、前記一方または双方の流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）に、前記流体圧路（Ｈ１，Ｈ２）を選択的に阻止または開路するための切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）が配置されており、かつ／または、前記負荷の１つまたは複数の流体圧チャンバにそれぞれ、各チャンバから前記リザーバ（５）へ直接的な圧力消失を行うためのアウトレットバルブ（ＡＶｉ）が設けられており、前記作動室（３ａ，３ｂ）および／またはは前記流体圧路（Ｈ３，Ｈ４）は連通路（Ｈ５）を介して互いに連通しており、前記連通路（Ｈ５）には、前記連通路（Ｈ５）を選択的に開路または阻止するための切替弁（ＳｈＶ）が配置されている、
ことを特徴とする圧力生成装置（ＤＥ）。
【請求項２】
前記ピストンシリンダユニット（ＤＥ）の前記駆動装置は、リニアアクチュエータ、特にリニアモータ（１５，１６）を有し、または、回転モータ（１０，１１，１２）および動力伝達機構（８）を有する、
請求項１記載の圧力生成装置。
【請求項３】
前方の前記作動室（３ａ）のみが、バルブ（ＰＤ１）を介して前記リザーバに連通しており、もしくは連通可能であり、
または、
前記両作動室（３ａ，３ｂ）が、バルブ（ＰＤ１，ＰＤ２）を介して前記リザーバに連通しており、もしくは連通可能である、
請求項１記載の圧力生成装置。
【請求項４】
前記作用面（Ａ１，Ａ２）は、異なっており、前記作用面（Ａ１，Ａ２）の相互間の比は１．５：１〜２．５：１であり、特に２：１である、
請求項１記載の圧力生成装置。
【請求項５】
前記作動室（３ａ，３ｂ）および／または前記流体圧路または流体圧回路Ｋ１／Ｋ２（Ｈ３，Ｈ４）は、連通路（Ｈ５）を介して互いに連通しており、
前記連通路（Ｈ５）には、前記連通路（Ｈ５）を選択的に開路または阻止するための少なくとも１つの切替弁（ＳｈＶ）、特に複数の並列接続された切替弁（ＳｈＶ）が配置されている、
請求項１記載の圧力生成装置。
【請求項６】
前記切替弁（ＳｈＶ）は、大きな流れ断面を有し、前記連通路（Ｈ５）は、小さい流れ抵抗を有する、
請求項２記載の圧力生成装置。
【請求項７】
前記両作動室が、前記リザーバに連通しており、
前記連通は、前記圧力生成装置（ＤＥ）の前記作動室から前記リザーバに向かう阻止方向を有するチェックバルブ（４ａ，４ｂ）を介して、または、切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）を介してなされており、
使用される前記切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ１およびＰＤ２）も、前記チェックバルブに対して並列に配置することができる、
請求項１から６までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項８】
少なくとも１つの圧力センサ（７，７ａ）が、前記負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）に繋がっている前記流体圧路（Ｈ３，Ｈ４）のうち少なくとも１つにおける圧力を測定する、
請求項１から７までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項９】
１つの流体圧回路（Ｋ１またはＫ２）においてのみ圧力センサが使用されており、さらに、１つまたは複数の電流センサ（６ｂ）を用いて測定された前記駆動装置（リニアモータ、電気モータ）の相電流と、トルク定数ｋｔから算出されたトルクと、前記作動室の現在作用している流体力学的面と、を用いて、前記連通バルブ（ＳｈＶ）の切替状態（Ａ１，Ａ２，Ａ１−Ａ２）と、設けられている場合には動力伝達機構の効率と、を考慮して、圧力が算出されて、圧力制御に用いられる、
請求項１から８までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項１０】
圧力センサは、使用されず、冗長的な電流センサ（６ｂ）を用いて測定された前記駆動装置（リニアモータ、電気モータ）の相電流と、トルク定数ｋｔから算出されたトルクと、前記作動室の現在作用している流体力学的面と、を用いて、前記連通バルブ（ＳｈＶ）の切替状態（Ａ１，Ａ２，Ａ１−Ａ２）と、設けられている場合には動力伝達機構の効率と、を考慮して、圧力が算出されて、圧力制御に用いられる、
請求項１から９までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項１１】
前記圧力生成装置（ＤＥ）に対して各流体圧路を選択的に阻止または開路するための切替弁（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，ＳＶ５）が、前記負荷（Ｖｉ）の流体力学的に作用する各作動室（Ｖ１ｋ，Ｖ２Ｋ，Ｖ１Ｋ１，Ｖ１Ｋ２）に対してそれぞれ設けられている、
請求項１から１０までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項１２】
前記圧力ビルドアップおよび前記圧力消失は、前記往復ピストン（１）の変位距離制御を用いて行われる、
請求項１から１１までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項１３】
前記往復ピストンの前記変位距離制御は、前記モータ（Ｍ）の角度位置（回転モータ）または前記リニアモータのストローク位置（１７）または前記往復ピストンの位置（６ｃ）を用いて行われる、
請求項１２記載の圧力生成装置。
【請求項１４】
一方または双方の前記流体圧路（Ｈ３，Ｈ４）における圧力ビルドアップおよび圧力消失は、前記連通路における前記切替弁（ＳｈＶ）の開閉によって変化することができる、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの負荷における圧力消失は、前記ピストン（１）の変位によって、かつ／または、少なくとも１つの切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２、ＳｈＶ，ＡＶＫ１，ＡＶＫ２）の開弁によって行われ、
各切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）が開弁している状態において、前記作動媒体が、前記各作動室（３ａ，３ｂ）を介して、または、前記アウトレットバルブ（ＡＶＫ１，ＡＶＫ２）を介して直接、前記リザーバ（５）内へ、前記負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５）のうち１つまたは複数において圧力消失を行うために、弛緩ないしは流出することができる、
請求項１から１４までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項１６】
前記一方または双方の作動室（３ａ，３ｂ）と前記切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）とを介しての前記リザーバへの圧力消失の際に、制御装置は、一方または双方の流体圧回路に設けられた１つまたは複数の圧力センサ（７，７ｂ）を用いて求められた圧力、および／または、前記相電流センサ（６ｂ）から算出された圧力を、制御のために用いる、
請求項１５記載の圧力生成装置。
【請求項１７】
１つの回路（Ｋ１，Ｋ２）における圧力消失と第２の回路における圧力ビルドアップとが同時に行われる際に、制御装置は、前記流体圧回路に設けられた圧力センサ（７，７ｂ）を用いて求められた圧力、および／または、前記相電流センサから算出された圧力（６ｂ）を用いる、
請求項１５記載の圧力生成装置。
【請求項１８】
前記ピストン（１）の変位を用いて、前記切替弁（ＳｈＶ）が設けられている場合には前記切替弁（ＳｈＶ）が閉弁されて、少なくとも１つの負荷における圧力がビルドアップまたは消失し、かつ、少なくとも１つの他の負荷において圧力が消失する、
請求項１から１７までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項１９】
少なくとも２つの負荷への圧力供給は、多重動作（ＭＵＸ）で、特に、対応するバルブ（ＳＶｉ）を用いて前記負荷を遮断することにより行われる、
請求項１から１８までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項２０】
前記連通路（Ｈ５）と前記流体圧路（Ｈ３）とは１点（Ｐ１）において合流し、前記流体圧路（Ｈ３）のうち前記１点（Ｐ１）と前記作動室（３ａ）とを接続する部分（Ｈ３’）に、切替弁（ＳＶ１）が配置されており、
前記連通路（Ｈ５）と前記流体圧路（Ｈ４）とは１点（Ｐ２）において合流し、前記流体圧路（Ｈ４）のうち前記１点（Ｐ２）から前記少なくとも１つの負荷まで繋がっている部分（Ｈ４’）に、他の切替弁（ＳＶ２）が配置されている、
請求項１から１９までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項２１】
前記圧力生成装置は、少なくとも２つの負荷に圧力を供給し、
１つの負荷は、車両クラッチ、ギアセレクタもしくはトランスミッションのチャンバである、
請求項１から２０までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項２２】
前記圧力生成装置は、少なくとも流体圧チャンバに圧力を供給し、
最初の２つの前記各負荷は、それぞれ、両側に作用するピストンを作動するための、特にステアリングロッドを作動するための負荷のチャンバである、
請求項１から２１までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項２３】
前記圧力生成装置は、少なくとも２つの負荷に圧力を供給し、
前記各負荷は、内燃機関のシリンダヘッド内のバルブ流体圧チャンバであり、１つまたは２つのガス交換バルブの作動のために使用されるものである、
請求項１から２２までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項２４】
前記負荷の１つまたは複数の流体圧チャンバに対してそれぞれ、各チャンバから前記リザーバ（５）へ直接的な圧力消失を行うためのアウトレットバルブ（ＡＶｉ）が設けられている、
請求項１から２３までのいずれか１項記載の圧力生成装置。
【請求項２５】
圧力生成装置を用いて、特に請求項１から２４までのいずれか１項記載の圧力生成装置を用いて、１つまたは複数の負荷の少なくとも２つの流体圧チャンバにおいて選択的に圧力ビルドアップと圧力消失とを行う方法であって、
前記圧力生成装置は、ピストンシリンダユニット（ＤＥ）を備えており、
前記ピストンシリンダユニット（ＤＥ）は、シリンダの２つの作動室（３ａ，３ｂ）を互いに封止して分離する、両側に作用するピストン（１）を有し、
前記ピストン（１）は、２つの作用面（Ａ１，Ａ２）を有し、前記ピストン（１）の各作用面（Ａ１，Ａ２）は、それぞれ１つの作動室（３ａ，３ｂ）を区切っており、
前記各作動室（３ａ，３ｂ）は、それぞれ流体圧路（Ｈ３，Ｈ４）を介して１つの流体圧回路（Ｋ１，Ｋ２）に接続されており、
前記各流体圧回路（Ｋ１，Ｋ２）にはそれぞれ、負荷の少なくとも１つの流体圧チャンバ（Ｖ１Ｋ，Ｖ１Ｋ１，Ｖ１Ｋ２，Ｖ２Ｋ，Ｖ３Ｋ，Ｖ４Ｋ）が接続されており、駆動装置（Ｍ）が前記ピストンシリンダユニット（ＤＥ）の前記ピストン（１）を駆動する方法において、
圧力容積特性曲線に基づいて、前記ピストンのピストン変位距離制御を介して、前記流体圧チャンバにおける圧力ビルドアップを制御し、
１つの作動室（３ａ，３ｂ）、および／または、１つまたは複数のアウトレットバルブ（ＡＶｉ，ＰＤ１，ＰＤ２）を介して前記圧力生成装置のピストン変位距離制御によって、流体圧回路（Ｋ１またはＫ２）の少なくとも１つの流体圧チャンバ（Ｖ１ｋ，Ｖ１ｋ１，Ｖ１ｋ２，Ｖ２ｋ、Ｖ３ｋ、Ｖ４ｋ）における圧力消失を、前記ピストン（１）の前進ストロークまたは後退ストロークにおいて行い、かつ、少なくとも一時的に同時に、前記圧力生成装置（ＤＥ）の第２の作動室（３ｂ，３ａ）は、第２の回路（Ｋ２またはＫ１）内の他の流体圧チャンバ（Ｖ１ｋ，Ｖ１ｋ１，Ｖ１ｋ２，Ｖ２ｋ、Ｖ３ｋ、Ｖ４ｋ）に圧力を印加する
ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
選択的に切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）を介して、かつ／または、前記ピストン（１）の変位によって、前記圧力消失を行い、
切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）を介して前記圧力消失を行う場合には、前記圧力センサ（７，７ａ）によって求められた圧力、または、回路において相電流から求められた圧力を、前記切替弁（ＰＤ１，ＰＤ２）の制御の際に用いる、
請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
アウトレットバルブ（ＡＶＫ１，ＡＶＫ２）を介して、かつ／または、前記ピストン（１）の変位によって、前記圧力容積特性曲線を用いた変位距離制御によって前記圧力消失を行い、
アウトレットバルブ（ＡＶＫ１，ＡＶＫ２）を介して前記圧力消失を行う場合には、前記圧力センサ（７，７ａ）によって求められた圧力、または、回路（Ｋ１，Ｋ２）において相電流から求められた圧力を、前記切替弁（ＡＶ１，ＡＶ２）の制御の際に使用し、圧力生成装置または前記圧力生成装置の作動室（３ａ，３ｂ）とアウトレットバルブとの間に流体力学的な連通部が、特に中間接続された切替弁（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ４）の開弁によって得られる、
請求項２５記載の方法。
【請求項２８】
前記ピストンシリンダユニット（ＤＥ）の前記圧力容積特性曲線を用いて変位距離制御によって前記圧力ビルドアップの制御を行い、
前記ピストン（１）の前進ストロークと後退ストロークとにおいて、前記各切替弁（ＳＶｉ）を前記各負荷（Ｖｉ）の圧力変化のために開弁した状態で、前記各負荷の圧力ビルドアップおよび圧力消失を行う、
請求項２６または２７記載の方法。
【請求項２９】
前進ストロークと後退ストロークとの間の切替時、または、前記作用面（Ａ１，Ａ２，Ａ１−Ａ２）の切替時に、前記少なくとも１つのバルブ（ＳｈＶ）を作動させ、特に、前進ストロークにおいて１つの作用面（Ａ１−Ａ２）を実現するために高圧力での圧力ビルドアップの際に作動させ、特に開弁する、
請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前進ストローク動作において最大動作圧力付近でＳｈＶバルブの開弁により、前記往復ピストン（１）の大きい方の作用面（Ａ１）から小さい方の作用面（Ａ１−Ａ２）への切替えを行い、
前記ＳｈＶバルブの作動の際には、面積比Ａ１／Ａ２＝１．５〜２．５、前記面積比により生じる作用面縮小（Ａ１−Ａ２）およびモータの最大トルクを考慮する、
請求項２５から２９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３１】
前記ピストンシリンダユニット（ＤＥ）の前記圧力容積特性曲線を用いて変位距離制御によって前記圧力消失の制御を行い、
前記ピストン（１）の前進ストロークと後退ストロークとにおいて、前記各切替弁（ＳＶｉ）を前記各負荷（Ｖｉ）の圧力変化のために開弁した状態で、前記各負荷の圧力ビルドアップおよび圧力消失を行う、
請求項２５から３０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３２】
前進ストロークと後退ストロークとの間の切替時、または、前記作用面（Ａ１，Ａ２，Ａ１−Ａ２）の切替時に、前記少なくとも１つのバルブ（ＳｈＶ）を作動させ、特に開弁し、
前記圧力消失の際に、有効な前記作用面（Ａ１，Ａ２，Ａ１−Ａ２）と前記ピストンの変位速度とによって、前記基本消失勾配および／または前記圧力生成装置の容積収支を制御することができる、
請求項２５から３１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３３】
１つまたは複数の負荷（Ｖｉ）に蓄積されたエネルギーと前記負荷の容積とを、前記駆動装置（Ｍ）の支援のため、および、前記ピストンシリンダユニット（ＤＥ）の容積収支のため、特に他の負荷（Ｖｉ）における圧力ビルドアップのときに使用し、少なくとも一時的に、１つの流体圧回路における圧力ビルドアップと他の流体圧回路における圧力消失とを同時に行う、
請求項２５から３２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３４】
圧力ビルドアップ／圧力消失を、前記圧力容積特性曲線に基づいて前記ピストンシリンダユニット（ＤＥ）の変位距離制御によって制御し、
少なくとも一時的に、２つの流体圧チャンバの切替過程全部が完了するまで、切替弁（ＳｈＶ，ＰＤ１，ＰＤ２）と圧力情報（圧力センサ、算出された圧力）とを圧力制御のために使用する、
請求項２５から３３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３５】
前記モータ（Ｍ）の角度位置（回転モータ）または前記リニアモータのストローク位置（１７）または前記往復ピストンの位置（６ｃ）を用いて、前記往復ピストンの前記変位距離制御を行う、
請求項２５から３４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３６】
前記往復ピストン（１）の切替可能な作用面（Ａ１，Ａ２）を変化させることにより、前記往復ピストン（１）の両ストローク方向において、前記往復ピストンの圧力制御（圧力ビルドアップおよび圧力消失）を行い、
前記連通バルブ（ＳｈＶ）の切替えによる圧力制御のため、かつ、圧力制御のため、相電流測定による圧力算出／圧力センサによる圧力情報を使用する、
請求項２５から３５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３７】
１つの流体圧回路（Ｋ１またはＫ２）においてのみ圧力センサを使用し、さらに、１つまたは複数の電流センサ（６ｂ）を用いて測定された前記駆動装置（リニアモータ、電気モータ）の相電流と、トルク定数ｋｔから算出されたトルクと、前記作動室の現在作用している流体力学的面と、を用いて、前記連通バルブ（ＳｈＶ）の切替状態（Ａ１，Ａ２，Ａ１−Ａ２）と、設けられている場合には動力伝達機構の効率と、を考慮して、圧力が算出されて、圧力制御に用いられる、
請求項２５から３６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３８】
圧力センサを使用せず、冗長的な電流センサ（６ｂ）を用いて測定された前記駆動装置（リニアモータ、電気モータ）の相電流と、トルク定数ｋｔから算出されたトルクと、前記作動室の現在作用している流体力学的面と、を用いて、前記連通バルブ（ＳｈＶ）の切替状態（Ａ１，Ａ２，Ａ１−Ａ２）と、設けられている場合には動力伝達機構の効率と、を考慮して、圧力を算出して、圧力制御に用いる、
請求項２５から３７までのいずれか１項記載の方法。
【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構成を備えた圧力生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第１０２０１４２２４２０１号明細書（DE 10 2014 224 201 A1）から、マスタシリンダおよびスレーブシリンダを介して摩擦クラッチを作動させるために流体圧路を介して複数のクラッチアクチュエータを互いに接続した構成が公知であり、このマスタシリンダは電気モータと動力伝達機構とを介して作動される。かかる作動手法は、シングルクラッチ作動の場合、たとえばＥクラッチの場合に有利であり、デュアルクラッチの場合には、作動システムごとにそれぞれ個別の作動を行うためのシステムが必要となる。これにより、デュアルクラッチシステムに係るコストがＥクラッチのほぼ２倍となる。その上、他の流体力学的負荷の作動のためのコストも加わる。
【０００３】
独国特許出願公開第１０２００６０３８４４６号明細書（DE 10 2006 038 446A1）には、電磁バルブを備えたデュアルクラッチ作動システムが記載されており、このシステムでは、１つまたは２つの電動ピストン駆動装置を介してクラッチおよびギアセレクタの双方を作動させる。ギアセレクタはクラッチと同時には作動できないので、この手法は、コスト削減の観点において、クラッチアクチュエータおよび流体圧式または電気機械式ギアセレクタを用いるよりも有利である。しかし、１つのアクチュエータを用いた２つのクラッチの作動を実現するためのコストは非常に高い。というのも、このシフト過程中に同時に２つのクラッチを作動させるからである。このことは、１つの操作部を用いると、対応するバルブ切替を介して実現するのが非常に困難になる。
【０００４】
国際公開第２０１５／０３６６２３号（WO 2015/036623 A2）に、往復ピストンを備えた、電気的に駆動される圧力制御容量送出ユニットが記載されており、この圧力制御容量送出ユニットによって、ピストン変位距離制御を介して圧力をビルドアップおよび消失することができる。圧力制御容量送出ユニットには切替弁が設けられており、流体力学的な有効面を縮小して駆動モータのトルクを減少させるため、この切替弁を用いて、往復ピストンの両作動チャンバを互いに連通させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、電気的に駆動されるサーボアクチュエータシステムであって、複数の流体力学的負荷、特に、たとえばクラッチ、ギアセレクタ、１つもしくは２つの流体圧チャンバを備えた流体圧作動式シリンダ、電動流体圧式のバルブ駆動機構もしくは操舵装置用のピストンの形態のスレーブシリンダを、少数の切替弁で操作することができ、なおかつ正確な圧力制御を実現できるサーボアクチュエータシステムを達成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題は、請求項１記載の特徴を有する圧力生成装置によって解決される。
【０００７】
本発明の圧力生成装置を用いて、リニアアクチュエータまたはモータ‐動力伝達機構ユニットによって電気的に駆動される流体圧式ピストン操作部であって、要求に応じて非常に正確に複数の負荷において同時に圧力をビルドアップおよび消失させ、なおかつ、容積の貯蔵エネルギーを利用して１つの負荷において圧力を消失させ、かつ他の負荷において圧力をビルドアップすることができる流体圧式ピストン操作部が、２つの流体圧チャンバを用いた往復ピストン方式で実現される。また、ダブルチャンバ型の負荷（たとえば操舵装置、ギアセレクタ）の１つのチャンバの容積は、圧力生成装置を介して当該ダブルチャンバ型の負荷の第２チャンバへ、圧力生成ユニットを介して制御して移動させることができる。圧力制御は、ピストンによる圧力容積制御によって、かつ／または圧力センサを用いた圧力制御によって行われる。
【０００８】
たとえば、圧力生成装置を用いて流体圧スレーブピストン、たとえばクラッチ操作部に圧力をビルドアップし、それと同時に他のクラッチ操作部において圧力を消失させることができる。その際には、特に動的な操作過程において、サーボ駆動装置に係る出力要求を軽減するために、蓄積された圧力の少なくとも一部を使用する。操作位置、たとえば操舵装置のロッドないしはギアセレクタの操作位置も、往復ピストンを介する圧力制御によって非常に正確に、電気機械作動とほぼ同等に調整することができる。このことは、両ストローク方向（往復ピストンの前進ストロークおよび後退ストローク）において達成することができる。この構成は特に、一方のクラッチを解除すると同時に他方のクラッチを作動させるデュアルクラッチトランスミッション（図４）の制御、ないしはピストンを両側に移動させるデュアルクラッチトランスミッション（図６）の制御に適している。
【０００９】
本発明の可能な一実施形態は、圧力生成ユニットのピストンシリンダユニットの各作動室が流体圧路を用いて、作動媒体のリザーバに連通されており、往復ピストンの少なくとも１つの作動チャンバの各流体圧路にそれぞれ、当該流体圧路を選択的に阻止または開路するための少なくとも１つの切替弁が配置されていることを特徴とする。本発明のこの構成により、各流体圧回路の圧力は、当該流体圧回路に接続された作動室と、開弁状態の切替弁とを介して、リザーバへ消失させることができる。その際には、各流体圧回路内の圧力を、各流体圧回路における圧力測定に基づいて消失させることができる。（１つまたは複数の）圧力容積特性曲線に基づいて往復ピストンのピストンのストローク制御をさらに用いることにより、所定の期間ないしは計算された期間にわたって切替弁を開弁することによって、各流体圧回路内の圧力と、これに接続されている（１つまたは複数の）負荷における圧力とを変化させることもできる。各負荷に対して、当該負荷をその流体圧回路から切り離すための追加の切替弁が設けられているので、流体圧回路の全ての負荷より少数の負荷における圧力を消失させ、ないしはビルドアップすることもできる。本実施形態ではさらに、ピストンの変位によって、各接続された流体圧回路における圧力を所定の通りに低減するように、作動室を拡大することもできる。これを「容積制御」という。流体圧回路と、接続された負荷とにおいて圧力をさらに迅速に消失させるためには、もちろん、切替弁が開弁されている状態でリザーバへの流体圧路において同時に、ピストンの変位により作動室を拡大することも可能である。これによって、圧力生成ユニットのダイナミクスが格段に向上する。
【００１０】
他の一実施形態では、作動室から負荷まで繋がっている流体圧路および／または圧力室は、連通路を介して互いに連通されており、この連通路には、当該連通路を選択的に開路または阻止するための切替弁が配置されている。本実施形態では、圧力生成ユニットのピストンシリンダユニットの１つの作動室のみが、各流体圧路を選択的に阻止または開路するための１つの切替弁が配置された流体圧路を用いてリザーバに連通されていればよい。しかし、圧力生成装置のフレキシビリティを向上させるためには、両作動室が別個の流体圧路を用いてリザーバに連通されており、各流体圧路にそれぞれ、当該流体圧路を選択的に開路または阻止するための切替弁が配置されていることが有利である。
【００１１】
上述の実施形態では、圧力制御は往復ピストンのピストン変位による圧力制御だけで実現することが可能である（容積制御）。追加的に、連通路に配置された切替弁と、リザーバへの流体圧路に配置された１つないしは複数の切替弁とのバルブ駆動制御により、圧力ビルドアップおよび圧力消失を規定通りに制御することもできる。
【００１２】
さらに、圧力消失を代替的に、リザーバへのバルブの開弁だけで行うこともできる。その際には圧力消失は、ピストンシリンダユニットの各作動室のみによって行われる。正確な圧力制御を達成するためには、さらに圧力センサも使用することができ、特に、流体力学的負荷のスレーブシリンダからの圧力消失のために使用することができる。作動室（ＳｈＶ）とリザーバ（ＰＤ１，ＰＤ２）との間のバルブは、ブレーキシステムから知られているアウトレットバルブにほぼ代わるものであり、よって「減圧バルブ」とも称し得る。本発明では、圧力センサを用いて監視される流体圧路を介して圧力消失を行うことにより、減圧バルブを介して圧力制御される圧力消失が可能になるという利点が奏される。この圧力消失は、時間制御されて動作する古典的なアウトレットバルブに比して著しい利点を奏する。というのも、かかるアウトレットバルブでは各負荷にそれぞれ切替弁が前置接続されており、圧力消失中の圧力情報は得られないからである。機能的には、電気的駆動装置の相電流測定を行ってトルク定数ｋｔを介して圧力を算出することにより、制御のための圧力センサを省略することができる。モータの温度監視と、往復ピストンを駆動する電気モータないしはリニアモータの永久磁石の温度の算出とにより、典型的には１０％未満の、温度に対するトルク定数の変化が可能であり、トルクをさらに向上することができる。リニアモータの場合、面積を介して圧力を直接算出することができ、モータ‐動力伝達機構‐駆動装置の場合には、動力伝達機構の効率をさらに考慮しなければならない。これは特にボールねじの場合には非常に高く、効率に生じる変動は僅かである。しかし、流体圧回路において圧力センサを使用することは、圧力容積特性曲線の調整と圧力計算の較正とのために有利である。さらに、フェールセーフ性も向上する。これに代えて、冗長的な電流測定センサも使用することができる。
【００１３】
図１ｃに示されているように、さらに往復ピストンの出力部に切替弁を使用する場合、有利には、圧力制御のさらなる自由度が得られる。減圧バルブを１つのみ用いる場合でも、圧力ビルドアップおよび圧力消失のほぼ全ての自由度を実現することができ、特に、回路ごとに個別の圧力ビルドアップおよび圧力消失、両回路の同時の圧力ビルドアップおよび圧力消失を実現することができる。また、負荷に蓄積された圧力を切替弁の閉弁によって閉じ込めることにより、ピストンの変位後のモータの負荷を軽減することもできる。
【００１４】
さらに、前進ストローク方向または後方ストローク方向における１回の変位ストロークによって負荷が完全に１バールまで低減し、かつ他の負荷には通常の作動圧が印加されるようにすべく、１つまたは複数の負荷を作動するための圧力容積要求を適合するように、ピストンシリンダユニットのピストンの作用面を前方チャンバと後方チャンバとの間で異なる形態とすることができる。すなわち、複数の負荷の異なるスレーブピストンの作動時の所要容積が面積比によって、前進ストローク操作変位距離と後退ストローク操作変位距離とがほぼ等しくなるように補償される。
【００１５】
さらに、システムにおける圧力消失が、ピストンシリンダユニットのチャンバから容積をリザーバへ放出する必要なくピストンのストローク運動によって実現されるように、往復ピストンの両チャンバのそれぞれ異なる大きさの作用面を使用することもできる。このようにして、蓄積されたエネルギーを完全に使用することができる（ばね質量振動体原理）。このとき、圧力制御、および両流体圧回路間の容積均衡を実現するためには、主に両回路間の連通バルブを使用する。圧力容積特性曲線が変化すると、たとえば蒸気が形成されると、容積収支の変化が生じる。この場合、その不均衡は、リザーバからの追加吐出ないしはリザーバへの圧力放出によって補償される。このことは、特定の圧力時間推移が必要である場合にも当てはまる。この場合、両減圧バルブが必要となる。
【００１６】
特に圧力ビルドアップおよび圧力消失のときに圧力制御を行うために行われる、複数の異なる大きさの流体力学的面の切替えないしは作用の仕方は、流れ断面積が大きい連通路に設けられた１つまたは複数の切替弁を介して往復ピストンの前側と後側とを連通し、かつ一方のチャンバの往復ピストンの最終ストロークの領域において第２のチャンバの往復ピストンの開始ストロークと連通する小流量の短い流体力学的な連通路を介して前側と後側とを直接連通することによって実現することができる。よってその連通長は、往復ピストンの全ストロークとほぼ等しくなる。小流量の構成の場合に有利なのは、ピストンシリンダユニットのシリンダおよび連通路が流体圧ブロックの一部となることである。切替弁も、有利にはこの流体圧ブロックに配置される。連通路に設けられる切替弁の他、上述の少なくとも１つの減圧バルブも流体圧ブロックに配置することができる。
【００１７】
さらに最適化の観点（リニアアクチュエータのダウンサイジングの観点）では、往復ピストンの前側と後側との間の断面積の選択が決定的に重要となる。有効的なダウンサイジングを達成するためには、往復ピストンの前側と後側との間の有効面積の比を１．５〜２．５の比に、有利には２にすべきである。面積比が２：１である場合（前側面積Ａ１／後側面積Ａ２）、両作動チャンバ間の連通バルブＳｈＶが開弁した場合には、前進ストロークでも後退ストロークでも、サーボモータにかかる流体力学的な作用面を半分にすることができる。というのも、前進ストロークではＡ１−Ａ２が、後退ストロークではＡ２が作用するからである。このことによって、駆動モータのトルクを半分にすることができ、動力伝達機構にかかる軸方向力は半分になる。このことによって、モータのコスト削減の他、トルクを並進力に変換するために低コストの台形スピンドル駆動機構を使用することもできる。
【００１８】
さらに、圧力ビルドアップにおいて、またオプションとして圧力消失においても、リニアアクチュエータの変位距離制御によって正確な圧力制御が機能的に実現される。こうするためには、圧力センサを用いて圧力容積（変位距離）特性曲線をモデルとして表現し、制御のために使用する。
【００１９】
リニアアクチュエータに代えて、モータ‐動力伝達機構構成を用いて往復ピストンを作動させることもできる。詳細には示されていないこの事例では、モータと、往復ピストンをモータに対して直角に配置できるようにするための往復ピストンタイロッドとの間に、動力伝達機構が配置される。
【００２０】
本発明の装置によって、たとえばクラッチの連結の他、たとえばギアセレクタ等の１つまたは複数の流体力学的負荷に高効率で圧力および容積を供給することができ、なおかつ、負荷の正確な制御も保証することができる。主な用途は、クラッチ作動を補足する、デュアルクラッチトランスミッションのギアセレクタである。
【００２１】
本発明の有利な実施形態ないしは実施態様は、従属請求項の発明特定事項によって導き出すことができる。
【００２２】
換言すると、本発明の解決手段ないしはその実施形態および実施態様によって、特に以下の機能を実現することができ、ないしは総合的に以下の利点を達成することができる：
・ＤＨＫ圧力ピストンユニットの出力要求を軽減するためにスレーブピストンに流体力学的に蓄積されたエネルギーを使用して、１つの流体圧回路における圧力ビルドアップと、他の第２の流体圧回路における圧力ビルドアップとを同時に行うことができる（ばね質量系原理）。
・１つの操作部（たとえば操舵装置、ギアセレクタ）の位置制御用の、２つの流体圧チャンバを備えた負荷のチャンバごとに、圧力消失と圧力ビルドアップとを同時に行うことができる。
・圧力制御に代えて変位距離制御により、圧力‐容積／変位距離関係を介して、往復ピストンを用いて圧力ビルドアップおよび圧力消失の双方において正確に圧力制御を行うことができる。
・流体圧回路における圧力情報を使用して、往復ピストンチャンバおよび（１つまたは複数の）減圧バルブを介して正確な圧力消失開ループ制御ないしは閉ループ制御を行うことができる。
・１つの回路Ｋ１または複数の回路Ｋ１＋Ｋ２において、正確な圧力制御の多くの自由度を達成することができる（個別の圧力ビルドアップおよび圧力消失）。
・閉じ込められた圧力を維持するために切替弁を使用することにより、要求に応じた高エネルギー効率の圧力生成（オンデマンド圧力（Pressure-on-Demand））と、駆動装置の電流負荷軽減とを実現することができる。
・各供給路に設けられた電磁式切替弁によって負荷を投入および遮断することにより、たとえばクラッチ、ギアセレクタ等の複数の流体力学的負荷に、多重動作で（すなわち、主に往復ピストンによる圧力容積制御を介して複数の負荷において順次または半同時に圧力制御を行うことにより）供給することができる。
・連通バルブ（ＳｈＶ）を介して２つの切替可能な流体力学的断面積によって電気モータの力ないしはトルクを低減することにより、モータ／動力伝達機構がダウンサイジングすることによって、非常にコンパクトである低コストの圧力容積および移送ユニットが実現されること、およびこれによって、より小型のモータと、当該モータに組み込まれるより低コストの台形スピンドルを使用することができる。
・流体圧システムの最適化の自由度が非常に高いこと（面倒な圧力消失制御方法の省略、複数のサーボモータの圧力センサ、電気的に作動される１つの流体圧源への複数の負荷の接続）。
【００２３】
かかる自由度および正確な圧力制御により、負荷のバルブ回路を簡略化することができ、たとえば複雑な比例弁に代えて簡単な電磁弁を用いることができる。さらに、圧力生成装置のピストンシリンダユニットのリニア駆動装置を、切替可能な作用面によって格段に簡略化することができ、また、１つの圧力生成装置に多数の負荷を接続するように上述の自由度を利用することができる。駆動モータに冗長的な６相巻線と冗長的な駆動制御部とを設け、流体圧回路の不具合時には未だ第２の流体圧回路を使用できるようにすることにより、冗長性を達成することができる。
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の圧力生成装置の種々の可能な実施形態を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１ａ】減圧バルブを備えた２つの流体圧回路に圧力供給を行うためのモータ‐動力伝達機構ユニットを有する、往復ピストンを備えた圧力生成装置（以下「ＤＨＫ圧力制御ユニット」ともいう）の基本的構成を示す図である。
【図１ｂ】減圧バルブおよびシフトバルブを備えた２つの流体圧回路に圧力供給を行うためのモータ‐動力伝達機構ユニットを備えたＤＨＫ圧力制御ユニットの基本的構成を示す図である。
【図１ｃ】圧力制御のさらなる自由度を達成するため、１つの減圧バルブ、代替的に２つの減圧バルブと切替弁とを流体圧回路に備えた、２つの流体圧回路に圧力供給を行うためのモータ‐動力伝達機構ユニットを備えたＤＨＫ圧力制御ユニットの基本的構成を示す図である。
【図２】動力伝達機構を有しないリニア駆動装置を備えた圧力生成装置の基本的構成を示す図である。
【図３ａ】切替可能な面を考慮した圧力制御方法を示す図である。
【図３ｂ】複数の異なる負荷ないしは流体力学的な有効断面によるクラッチ作動時の圧力制御方法を示す図である。
【図４】多重動作を行うために負荷においてＳｈＶバルブおよび切替弁をさらに使用する２つの流体力学的負荷（とりわけクラッチ）のピストン操作部としての圧力生成装置の使用を示す図である。
【図４ａ】対応するアウトレットバルブを介して負荷のチャンバにおける圧力消失を行う、または行うことができる、代替的な実施形態を示す図である。
【図５】２つより多くの負荷（特に、クラッチおよびシフト操作部の圧力制御を多重方式で行う２つのクラッチおよび２つのシフト操作部）に対応するシフト操作部およびピストン操作部としての圧力生成装置の使用を示す図である。
【図６】２つの流体力学的な作用面を有する負荷（たとえばギアセレクタ、操舵装置）と、オプションとして多重動作による他の負荷とに対応したシフト操作部およびクラッチ操作部としての圧力制御ユニットの使用を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１ａは、本発明の圧力生成装置（「圧力制御および容積移送ユニット」とも称することができ、以下「ＤＨＫ圧力制御ユニット」とも称することができる）の可能な第１の実施形態の基本的構成を示している。この圧力生成装置は、両側に作用するピストン１（以下「往復ピストンＤＨＫ」ともいう）を備えており、これは電気モータＭと動力伝達機構とから成るリニア駆動装置を用いて、プッシュロッド２を介して、変位距離ｓｋにわたって双方向に変位することができる。動力伝達機構は、特にボールねじである。サーボモータＭには、角度センサ６ａおよび（１つまたは複数の）相電流測定センサ６ｂが設けられている。角度センサに代えて、ピストンストローク位置を求めるために直接、センサ（６ｃ）を使用することもできる。このことは特に、動力伝達機構においてすべりが生じた場合に、位置制御を改善するために有用となる。往復ピストン１は、第１の作動室ないしは圧力チャンバ３ａと第２の作動室ないしは圧力チャンバ３ｂとを区切る。両作動室３ａ，３ｂはチェックバルブ４ａおよび４ｂを介してリザーバ５に連通している。チェックバルブ４ａ，４ｂは、絞り作用を回避すべく、大きな開口断面積を有する。
【００２７】
圧力生成装置は、２つの流体圧回路Ｋ１およびＫ２両方における圧力を調整する。作動室３ａ，３ｂと流体圧回路Ｋ１およびＫ２との間の供給路Ｈ３，Ｈ４に、圧力センサ７および７ａが配置されている。相電流測定を介してモータＭのトルクを算出し、有効断面積を介して、圧力センサが設けられていない流体圧路Ｈ３，Ｈ４におけるシステム圧を算出することにより、圧力センサ７または７ａを制御に際して省略することができる。しかし、安全上の観点から、また圧力容積特性曲線を較正するため、少なくとも１つの圧力センサを設けるのが有利である。また、圧力センサを完全に省略できるようにするため、相電流測定を冗長に構成することもできる。
【００２８】
さらに、各作動室３ａ，３ｂとリザーバ５とをそれぞれ連通させる流体圧路Ｈ１，Ｈ２に配置された２つの切替可能なバルブＰＤ１またはＰＤ２も設けられている。これらのバルブＰＤ１，ＰＤ２は「減圧バルブ」とも称し得る。これにより、両作動室３ａ，３ｂからリザーバ５への圧力消失を行うことができる。一方または双方のバルブＰＤ１またはＰＤ２の開弁により、往復ピストン１の変位距離制御ｓｋによる前進ストロークまたは後退ストローク時に、または往復ピストン１の静止制御時に、圧力を制御下で消失させることができる。かかる圧力消失制御を行うためには、両圧力センサ７，７ａのうち少なくとも１つ、または電流測定を使用する。このことはとりわけ、ＰＷＭ動作を行う古典的なアウトレットバルブによる圧力制御に比して有利である。というのも、圧力を高精度で、制御下で消失できるからである。前置接続された切替弁（たとえばＳＶ１と負荷Ｖ１との間のアウトレットバルブ、ないしは、負荷Ｖ２とＳＶ２との間のアウトレットバルブ。図４ｂ参照）を閉弁して行われる古典的な吐出制御の場合、上述の圧力制御精度は実現できない。というのもかかる構成では、ブレーキ制御システムにおいて通例であるように、圧力消失制御のために圧力センサを使用できないからである。
【００２９】
図１ｂは、本発明の圧力生成装置の他の可能な一実施形態を示しており、当該実施形態では、作動室３ａはピストン１の作用面Ａ１によって区切られており、第２の作動室３ｂは当該ピストン１の作用面Ａ２によって区切られている。面Ａ１と面Ａ２との比は約２：１であるが、少なくとも１．５：１であり、最大２．５：１である。さらに、チャンバ３ａ，３ｂ間には、切替可能な圧力補償バルブＳｈＶが配置されている。この切替可能なバルブＳｈＶは、高ダイナミクスのシステムの場合、絞り機能を有しない切替弁として構成されるので、大きな流れ断面を有する。圧力チャンバ３ａ，３ｂ、ないしは、圧力チャンバ３ａ，３ｂから負荷まで連絡している流体圧路Ｈ３，Ｈ４を連通する、切替弁ＳｈＶを含む連通路は、可能な限り短く、かつ少なくとも１つの圧力チャンバにおいてピストンシリンダユニットの出力部の可能な限り直ぐ近くを起点とする。特に、流れ抵抗を増大させる要素、たとえば追加のバルブ等は、この領域では可能な限り回避すべきである。代替的に、１つの切替弁ＳｈＶを用いる代わりに、連通路Ｈ５において複数の切替弁を並列接続することもできる。かかる並列接続により、量産による標準的なバルブを使用することができる。圧力補償バルブＳｈＶの切替えにより、往復ピストン１の前側と後側とを連通させることができ、ピストンストローク時には、異なる作用面を圧力補償により実現することができる。比較的低ダイナミクスのシステムの場合、ないしは、システムにおいて使用される負荷が少ない場合、切替弁ＳｈＶの流れ断面、および往復ピストンの作動室を連通させる流体圧路の流れ抵抗の重要性は、比較的低くなり、その連通は、たとえば流体圧回路において複数のバルブを用いて行うこともできる。
【００３０】
圧力生成装置によって、２つの流体圧回路Ｋ１およびＫ２へ供給がなされる。バルブＳｈＶが閉弁状態である場合、前進ストロークでは回路１へ圧力が供給され、後退ストロークでは回路２へ圧力が供給される。バルブＳｈＶが開弁状態である場合、前進ストロークおよび後退ストロークにおいて、回路Ｋ１および回路Ｋ２の双方に、有効面Ａ１−Ａ２（前進ストローク）ないしは有効面Ａ２（後退ストローク）によって、共に供給がなされる。少なくとも１つの流体圧路Ｈ３，Ｈ４における圧力は、圧力センサ７を用いて求められ、オプションとして、両圧力センサ７，７ａを用いても求められる。相電流測定を介してモータＭのトルクを算出し、有効断面積を介してシステム圧を算出する場合、圧力センサを制御に際して省略することができる。
【００３１】
図１ｃは、図１ｂの圧力生成装置の一拡張態様を示しており、当該態様では、流体圧路Ｈ３，Ｈ４に他の切替弁ＳＶ１，ＳＶ１ａおよびＳＶ２が設けられている。本回路では、前方チャンバ３ａおよび後方チャンバ３ｂの出口に切替弁ＳＶ１およびＳＶ２が配置されており、切替弁ＳｈＶは流体圧回路Ｋ１を直接、チャンバ３ｂと連通させている。切替弁ＳＶ１ａは、連通路Ｈ５および流体圧回路Ｋ１より上流に配置されている。
【００３２】
本拡張態様により、負荷の制御に係る機能範囲が拡大する。往復ピストン１は、本実施形態ではストローク制御により、部分的に圧力容積特性曲線と圧力センサ７ａおよび７ｂとを用いて（図３ｂの実施形態を参照のこと）、以下の自由度を有する：
・回路Ｋ１と回路Ｋ２とにおいて個別に行われる圧力ビルドアップ、
・回路Ｋ１と回路Ｋ２とにおいて共に行われる圧力ビルドアップ、
・回路Ｋ１と回路Ｋ２とにおいて個別に行われる圧力消失、
・回路Ｋ１と回路Ｋ２とにおいて共に行われる圧力消失、
・回路１における圧力ビルドアップと、回路２における圧力消失とを同時に行うこと、
・回路２における圧力ビルドアップと、回路１における圧力消失とを同時に行うこと。
【００３３】
これらの機能を実現するためには、図１ｃのバルブを以下のように切り替える。ここで留意すべき点は、以下説明する制御に際してはバルブＰＤ２および流体圧路Ｈ２を省略することもできることである。というのも、上記にて挙げた機能では常に閉じた状態で動作し、よって、その機能はチェックバルブに相当するからである。
【００３４】
【表１】
2018518621.tif 000003
【００３５】
【表２】
2018518621.tif 000004
【００３６】
【表３】
2018518621.tif 000005
【００３７】
符号：
０：閉弁
１：開弁
【００３８】
バルブＰＤ１およびバルブＰＤ２の双方を設けて使用する場合、制御下での同時の圧力ビルドアップおよび圧力消失のさらなる自由度を利用することができる。このことにより、上掲の手段の他にさらに、両流体圧回路Ｋ１，Ｋ２のうち１つにおいて、または両流体圧回路Ｋ１およびＫ２において、圧力センサ７および７ａおよびバルブＰＤ１，ＰＤ２を用いて往復ピストンのチャンバ３ａ，３ｂを介して圧力制御により圧力を制御下で消失させることができる。
【００３９】
図２は、プッシュロッドピストン２が、永久磁石１５ａを有するアーマチュア１５と、励磁コイルを有するステータ１６と、直線変位距離センサ１７と、から構成されたリニアアクチュエータを介して作動されることができるという相違点を除いて、図１ａと同一の圧力生成装置を示している。その機能動作は、図１ａと同一である。モータ‐ねじ駆動装置と比較した場合のリニアアクチュエータの利点は、往復ピストンが小さいストロークに合わせて構成され、システムにおいて生じる力が僅かであることである。オプションとして、図１ｂにて記載されているのと同様の作用を有する連通バルブＳｈＶが使用される。
【００４０】
図３ａは、圧力容積（変位距離）特性曲線の表現を介して、プッシュロッド変位距離ｓｋと圧力ｐとの間の関係において正確な圧力制御を行う制御ストラテジーを示している。圧力容積特性曲線を表現するためには、図１ａ、図１ｂ、図１ｃの圧力センサ７を使用する。動作中に、この圧力容積特性曲線を調整することができる。
【００４１】
当該方法は特に、クラッチ操作部、およびたとえばギアセレクタ等の他の負荷の圧力ビルドアップおよび圧力消失の際に、圧力ビルドアップと圧力消失とを同時に行う必要がない場合、すなわちクラッチまたはギアセレクタのいずれかを順次動作させる場合に使用される。
【００４２】
同図では、往復ピストンのチャンバ面積の比がほぼＡ１／Ａ２＝２であることを基礎としている。圧力ビルドアップは、初期圧力ｓ０Ａ１から開始する。所望の制御圧力ｐ１は、面Ａ１による圧力ビルドアップｐａｕｆI の場合にはたとえば位置Ｓｐ１まで前進ストロークするとき、面Ａ２による圧力ビルドアップｐａｕｆII の場合にはたとえば位置Ｓｐ３まで後退ストロークするときに、リニアアクチュエータの最大駆動によって調整される。その制御の際には、圧力と変位距離との非線形の関係を表す圧力変位距離特性曲線を基礎とする。この圧力変位距離特性曲線を介して、ｐ１より小さい圧力に制御することもできる。作用面Ａ２へ切り替えられる場合、圧力容積特性曲線はシフトする。新たな参照変位距離ｓｐ３が得られる。圧力変化は、差分変位距離Ｄｓｋの調整により調整することができる。このような変位距離制御による圧力制御ストラテジーの利点は、圧力センサを用いずにストロークを介して制御を行う場合、圧力を格段に良好に調整できることである。というのもかかる制御により、送圧路の圧力振動および弾性が妨害量として制御に影響することがなく、また、圧力センサの精度に高い要求を課す必要もないからである。
【００４３】
図１ｂの圧力制御ユニットが使用される場合、すなわち減圧バルブＰＤ１が使用される場合、変位距離制御ｓｋを用いて、圧力‐変位距離関係を介して、消失時にも圧力を制御することができる（ｐａｂＩ）。こうするためには、ピストン１を後退ストロークで動作させる。その際には、第２のチャンバ３ｂ内の容積が圧縮されないように、すなわち当該容積がＰＤ２を介してリザーバ内へ漏れることがないようにしなければならない。比較的小さい作用面の場合、前進ストロークにおいても、同等の圧力消失（ｐａｂII）を制御することができる。こうするためには、バルブＰＤ２を介して容積をリザーバ内へ放出する。後退ストロークにおいてＳｈＶバルブを開弁した場合、圧力消失プロセスｐａｂIIにおける同一の効果が達成される。この場合、圧力消失のためにＰＤ１バルブまたはＰＤ２バルブを用いる必要はない。押し退けられた容積は、往復ピストンの後方チャンバ３ｂから前方チャンバへ送られる。
【００４４】
図３ｂは、ＤＨＫの両チャンバを介して圧力ビルドアップと圧力消失とを同時に行う場合（たとえば、図５のシステム構成における２つのクラッチを作動させる場合）の制御手法を示している。本制御手法では、２つのスレーブピストンの圧力容積特性曲線が僅かに異なること、ないしは代替的に、両スレーブピストンの圧力容積特性曲線が同一であることと、流体力学的面の面積比がＡ１／Ａ２＝Ｓ２／Ｓ１である往復ピストン構成とを基礎としている。
【００４５】
この制御手法を行うためには、位置Ｓ１から出発して、ピストンを位置Ｓ１から位置Ｓ２へ後退ストロークで移動させる。クラッチＫ１の圧力は動作圧力ｐＫ１からほぼ０まで低減され、それと同時にクラッチＫ２の圧力はほぼ０からｐＫ２ まで上昇される。その後、動作圧力ｐＫ２ に達するまで、操作部をさらに位置Ｓ２まで動かす。後退ストローク運動の際には、圧力不足を回避するため、不足分の容積がリザーバチャンバからチェックバルブを介してＤＨＫの前方チャンバへ送られる。かかる手法は、順次的な手法と比較して、クラッチＫ１を非常に迅速に解除することができ、それと同時にクラッチＫ２をかけることができるという顕著な利点を有する。
【００４６】
このことはとりわけ、最小の時間遅延でシフト過程を行うために達成されるものであり、最小の時間遅延でのシフト過程は、デュアルクラッチシステムにおいて必要とされる。さらに、クラッチにある圧力をエネルギー源として使用することにより、最小所要出力の駆動モータだけで足りるようにすること、ないしは、シフト過程におけるモータが同一である場合、シフト過程のダイナミクスを２アクチュエータシステムより格段に改善することができる。というのも、蓄積された流体圧エネルギーをシフト過程において使用できるからである。
【００４７】
ＳｈＶバルブを使用して、これに対応する駆動制御を行うことにより、さらに、たとえばクラッチＫ１の解除過程を第２のクラッチの作動過程と同期するように、すなわち、移動行程がＳ１とＳ２との間の中間で（すなわち、Ｓ＝０．５・（Ｓ１＋Ｓ２）で）当該過程が完了するように、制御を最適化することができる。
【００４８】
とりわけ、上記過程とは逆の過程で（すなわち、クラッチＫ２を動作圧力ｐＫ２から）移動行程Ｓ２によって解除する場合、ＡＶバルブを用いるのが有利である。そうしないと、クラッチＫ１が動作圧力ｐＫ１を超えてしまう。また、放出バルブ（ＰＤ１またはＰＤ２）ないしは他のアウトレットバルブをシステムにおいて使用することも有用である。ここで、クラッチＫ１における圧力消失は、ＳｈＶバルブを使用しなくても、Ｋ１において圧力センサを使用して放出バルブＰＤ１を介して正確に制御できるので、ＰＤ１バルブがその重要性を増している。よって、ＰＤ１およびＳｈＶは代替関係にあり、必ずしも双方を用いる必要はない。面積比Ａ１／Ａ２がほぼ等しく、クラッチ操作部Ｋ２がより大きな容積を有する場合、ＰＤ２バルブも同様の重要性を有する。
【００４９】
圧力供給ユニットに代えて、図２にて説明したようなバルブ回路を備えたＤＨＫ圧力供給ユニットを使用することもできる。
【００５０】
図４は、図１ｂの構成の圧力生成装置の一実施形態を示しており、本実施形態では、往復ピストン１のポテンシャルが利用される。この圧力生成装置は、図１ｃの、切替弁ＳＶ１およびＳＶ２が圧力供給ユニットの構成部分である実施形態においても、使用することができる（ＳＶ１ａ＝ＳＶ１，ＳＶ２＝ＳＶ２）。各作動室３ａ，３ｂはそれぞれ、両クラッチＶ１およびＶ２のスレーブシリンダＶ１Ｋ，Ｖ２Ｋに接続されている。かかるシステム形態により、往復ピストンの前方チャンバ３ａを介してクラッチＫ１の圧力消失（ｐａｂＫ１）を行うと同時に、当該往復ピストンの後退ストローク方向での移動によってクラッチＫ２の圧力ビルドアップ（ｐａｕｆＫ２）を行うことができる。このように圧力ビルドアップと圧力消失とを同時に行うことは、前進ストローク方向でも行うことができる。この場合には、往復ピストンの前進ストローク運動によって、負荷Ｖ２において圧力を消失させ、かつ負荷Ｖ１において圧力をビルドアップする。補助的に、ＰＤ１およびＰＤ２の双方を圧力消失制御のために使用することができる。ＳｈＶバルブも同様に、圧力消失制御のために、また圧力ビルドアップ制御のためにも開弁することができ、回路Ｋ１とＫ２とを連通させることにより、往復ピストンの運動によって変化する圧力に影響を及ぼすことができる。
【００５１】
圧力制御の他の一手段が図４ａに示されており、これは、負荷Ｖ１，Ｖ２のうち少なくとも１つから、各対応するアウトレットバルブＡＶＫ１，ＡＶＫ２を介して別個の流体圧路Ｈ６，Ｈ７を介して直接、圧力をリザーバ５内へ消失させる、というものである。当該アウトレットバルブＡＶＫ１，ＡＶＫ２は有利には、負荷と切替弁ＳＶ１との間に接続されている。図４ａではこのことは、回路Ｋ２における圧力消失（ｐａｂＫ２）と、これと同時に回路Ｋ２において行われる圧力ビルドアップ（ｐａｕｆＫ１）とを例に示されている。とりわけ、作動室３ａと３ｂとにおいて面積が異なる場合、前進ストローク時にチャンバＶ１Ｋへ送られる容積は、チャンバＶ２Ｋから排出される容積より多くなる。圧力消失時と圧力ビルドアップ時とにおいて対称性を達成するためには、ＡＶＫ１を介して（ｐａｂＫ１）容積をリザーバ内へ放出する。圧力制御を行うためには、Ｈ３の圧力センサも同様に、ＡＶＫ１を介しての圧力消失のために用いることができる。というのも、圧力変化プロセス時にはＳＶ１は負荷に対して開弁状態になるからである。圧力制御は、独国特許出願公開第１０２０１５１０３８５８．７号明細書（DE 10 2015 103 858.7）に記載された方法（開路状態の流体圧回路における圧力容積制御（Druckvolumenregelung im offenen Hydraulikkreis））により行われる。各負荷において、ないしは、各流体圧回路Ｋ１，Ｋ２の、当該回路とリザーバとを接続する１つまたは複数のアウトレットバルブごとに、複数のアウトレットバルブＡＶＫ１，ＡＶＫ２を使用することもできる。アウトレットバルブＡＶＫ１，ＡＶＫ２は、一方または双方のバルブＰＤ１およびＰＤ２と置き換わることができる。バルブＰＤ１およびＰＤ２のいずれも設けられていない場合には、圧力消失のために流体圧回路Ｋ１またはＫ２をリザーバに接続する少なくとも１つの減圧バルブＡＶＫｉが必要である。ＰＤ１およびＰＤ２に代えて切替弁が前置接続されたＡＶバルブを使用することは、切替弁ＳＶ１が閉弁状態の場合、圧力消失は圧力情報を使用することができず、よって、正確な圧力消失精度を満たすため、かつ製造誤差のため、バルブは小さい開口断面を備えている必要があり、ないしはＰＷＭ制御により動作しなければならないという欠点を有する。しかし、当該特殊な解決手段は、システム導入の移行期間において、量産される標準的なアウトレットバルブと、ブレーキシステムの動作から公知である圧力消失制御用ソフトウェアとを使用できるという利点を有する。
【００５２】
アウトレットバルブを設けることにより、システム導入時に最初のステップにおいて、ピストン変位距離制御を介した正確な圧力ビルドアップ制御の利点と、それと同時に、往復ピストンの作用により圧力変化（チャンバＶ１ｋにおける圧力消失、チャンバＶ２Ｋにおける圧力ビルドアップ）を行えることとを利用することができる。このことは特に、同時に切り替えなければならない２つのクラッチの作動時に当てはまる。
【００５３】
さらに、面積比Ａ１／Ａ２がほぼ２：１であり、かつクラッチＶ１およびＶ２の容積収支が同じである場合、バルブＳｈＶを使用して駆動モータのトルクのダウンサイジングを行うこともできる。このことにより、前進ストロークにおいて所定の動作圧力（動作圧力の約５０％）に達した後は、流体力学的な有効面積を半分にし、その後、後退ストロークとほぼ同じ面積にすることができる。
【００５４】
常開型の切替弁ＳＶ１およびＳＶ２により、クラッチが目標圧に達した場合、通電によって閉鎖し、僅かなバルブ流量でスレーブピストン流体圧システムの圧力を維持することができる。このことにより、モータＭの電流負荷を軽減して所要出力を低減し、制御を簡単にすることができ、特に、目標圧に達した場合に負荷を遮断し、次のステップにおいて、圧力容積制御によって他の負荷を目標圧レベルに制御することができる。
【００５５】
圧力供給ユニットに代えて、図２にて説明したようなバルブ回路を備えた圧力生成装置を使用することもできる。図２のバルブ回路は、図１ｂと同様に、図１ｃに合わせて調整することができる。同様のことが、以下の図５および図６のシステムについての説明に当てはまる。
【００５６】
図５は、複数の負荷Ｖ３，Ｖ４を追加的に作動させ、かつ回路Ｋ２の圧力センサを省略するため、図４に記載されたシステムを拡張したものを示している。これに代えて、回路Ｋ２に圧力センサを設けて、回路Ｋ１において圧力センサを省略することもできる。こうするためには、各負荷Ｖ１〜Ｖ４に対してそれぞれ切替弁ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４を設ける。ギアセレクタはいわゆる多重方式で制御される。すなわち、流体力学的負荷ＶＳ３またはＶＳ４の作動時には、クラッチ操作部の常開型の切替弁が閉弁状態になることにより、電磁バルブの通電によって圧力が維持され、ないしは、当該作動によっては圧力がビルドアップされないようにする。負荷Ｖ３ないしはＶ４のスレーブピストンの圧力は、既に説明したように、圧力容積特性曲線を考慮して往復ピストンを介してビルドアップまたは消失する（ｐＭＵＸ，Ｖ３，ｐＭＵＸ，Ｖ４）。圧力に達すると、切替弁ＳＶ３ないしはＳＶ４を閉弁し、次のフローにおいて他の負荷を作動させることができる。本方法は通常、特にギアセレクタの使用時に順次的に行われる。というのも、ギアセレクタの同時の作動は行われず、その上デュアルクラッチトランスミッションでは、変速段選択過程はクラッチ作動過程と同時には行われないからである。しかし本方法により、本願発明者の多重動作から公知であるように、同時または半同時に圧力ビルドアップと圧力消失とを行うことができる。
【００５７】
クラッチ作動システムを上述のように他の負荷に拡張することにより、ギアセレクタごと、かつクラッチごとに駆動機構を設けた、従来のデュアルクラッチシステムに比して、システムを格段に簡素化することができる。切替弁は、小さい流れ抵抗であっても比較的好適かつ軽量であるから、上述のことによって著しいコスト削減および軽量化を達成することができる。
【００５８】
図６は図５に代わる代替的態様を示しており、本態様では、本発明の圧力生成装置を用いて、第２の負荷Ｖ２の他に多重動作で負荷Ｖ１の２つのチャンバＶ１Ｋ１およびＶ１Ｋ２に圧力を印加する。図５との相違点は、負荷Ｖ１のピストンが双方向に変位することができ、Ｖ１のロッドの変位時には、往復ピストンの１つのチャンバにおいて圧力を消失させ、かつ当該ピストンの移動によって他のチャンバにおいて圧力をビルドアップすることにより、両流体圧回路Ｋ１およびＫ２が使用されることである。制御を行うためには、バルブＰＤ１，ＰＤ２またはＳＨＶを追加的に使用する。ただし、制御に必要なのは最大２つのバルブのみである。図４ａと同様に、負荷の流体圧チャンバ（ここでは一例として、負荷Ｖ３についてのみ図示されている）と各切替弁ＳＶ３との間にアウトレットバルブＡＶＫ３も接続することができ、これを介して、チャンバＶ３ｋから別個の流体圧路Ｈ８を経由してリザーバ５へ直接、圧力を導出することができる。その際には、図４ａについて説明した欠点を甘受しなければならない。
【００５９】
本構成では、チャンバＶ１Ｋ１またはＶ１Ｋ２内の圧力に圧力が供給され、ピストンは、本発明の圧力制御方法により非常に正確に変位する。使用時には、負荷はたとえば操舵装置またはギアセレクタ（Ｖ１）となることができ、またクラッチ（Ｖ２）となることもできる。
【００６０】
流体圧回路Ｋ１およびＫ２には、切替弁ＳＶ４およびＳＶ５が前置接続された、負荷Ｖ１ないしはＶ２の作用原理を具備する他の負荷Ｖ３，Ｖ４を接続することができ、また多重動作で動作することができる。たとえば、１つの完全なデュアルクラッチトランスミッション（２つのクラッチ、４つのギアセレクタを備えたもの）、ないしは、１つ複数のクラッチと操舵装置とを、１つの圧力供給ユニットによって動作することができ、ないしは、中央操作部を備えた他の流体圧システム（たとえば電気流体圧バルブ駆動機構）に圧力を供給することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１      両側に作用するピストン、ないしは往復ピストン
２      プッシュロッドピストン
３ａ    チャンバ
４ａ    チェックバルブ
４ｂ    チェックバルブ
５      リザーバ
６ａ    チェックバルブ
６ｂ    チェックバルブ
７      圧力センサ
８      ボールねじ
９ａ    ベアリング
９ｂ    ベアリング
１０    ロータ
１１    ステータ
１２    励磁コイル
１３    ケーシング
１４    センサ
１５    アーマチュア
１５ａ  永久磁石
１６    励磁コイルを有するステータ
１７    直線変位距離センサ
２０    圧力制御ユニット
２１ａ  圧力ビルドアップバルブ
２１ｂ  圧力放出バルブ
２２ａ  圧力ビルドアップバルブ
２２ｂ  圧力放出バルブ
２３    送路
２４    送路
３２ａ  送路
３２ｂ  送路
３３ａ  電磁バルブ
３３ｂ  電磁バルブ
３４    サーボピストンシリンダユニット
３５    圧力チャンバ
３６    シール
３７    圧力ピストン
３８    スプリング
３９    作用ピストン
４０    サーボピストンシリンダユニット
４１    圧力室
４２    圧力室
４３    サーボピストン
４４    シール
４５    スニッファ孔シール
４６    リザーバ
４７    圧力センサ
４８    変位シミュレータ
４９    ペダルユニット
５０    流体圧回路
５１    流体圧回路
５２    圧力センサ
５３    圧力センサ
５４    変位距離センサ
５５    電子制御ユニット（ＥＣＵ）
ＡＶ    切替可能な圧力補償バルブ
Ｄ１    シール
Ｄ２    シール
Ｋ１    流体圧回路
Ｋ２    流体圧回路
ＳｉＶ  安全バルブ
Ｓｋ    変位距離
ＴＶ    保持バルブ
Ｖ１    負荷
Ｖ２    負荷
Ｖ３    負荷ないしはクラッチ作動部
Ｖ４    負荷ないしはブレーキシステム
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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