DE102006019252A1 - Electromotive actuator e.g. hand gear actuator, for e.g. vehicle, has two screws screwed together with socket heads of gear, where actuator is driven in electromotive manner, and electric motor radially fixed and gripped to socket - Google Patents

Electromotive actuator e.g. hand gear actuator, for e.g. vehicle, has two screws screwed together with socket heads of gear, where actuator is driven in electromotive manner, and electric motor radially fixed and gripped to socket Download PDF

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Abstract

The actuator has two screws that are screwed together with socket heads of a gear, where the actuator is provided on a base plate (14) and driven in an electromotive manner. An electric motor (3) is radially fixed and gripped to a socket from outside by a hole in the socket and a center coil in the actuator in a shaft. A spring (16) is concentrically arranged to a screw connection and operates at a lower end on a hand gear (13). A roller unit (15) driven by a ball screw, has a roller pair, where one of the rollers operates on the plate and another roller operates at the hand gear.

Description

Der Entwicklung von Doppelkupplungsgetrieben wird gegenwärtig bei fast allen Fahrzeugherstellern große Aufmerksamkeit beigemessen, versprechen sie doch, den hohen Komfort eines Stufenautomaten mit dem guten Basiswirkungsgrad eines Handschaltgetriebes zu verbinden. Neben den leistungsführenden Komponenten Doppelkupplung und Radsatz ist die automatische Betätigung der Kupplungs- und Schaltelemente im Getriebe von besonderer Bedeutung, denn sie beeinflusst ganz wesentlich die oben genannten Kriterien Komfort und Wirkungsgrad. Bei der Auswahl geeigneter Aktoren werden gegenwärtig ganz verschiedene, konkurrierende Konzepte betrachtet. Darin spiegelt sich die Tatsache wider, dass Doppelkupplungsgetriebe am Markt noch recht jung sind und ihnen ein konzeptioneller Reifeprozess bevorsteht. Erste Erfahrungen über mögliche Aktoriken kommen aus dem Automatgetriebebereich sowie von den automatisierten Schaltgetrieben. In den 1 bis 9 werden Konzepte für elektronische Motoren für die Betätigung von Doppelkupplungen dargestellt.The development of dual-clutch transmissions is currently receiving a great deal of attention from almost all vehicle manufacturers, since they promise to combine the high level of comfort of a stepped automatic transmission with the good basic efficiency of a manual transmission. In addition to the high-performance components dual clutch and wheelset, the automatic actuation of the clutch and shift elements in the transmission is of particular importance, because it significantly influences the above-mentioned criteria of comfort and efficiency. When selecting suitable actuators, very different, competing concepts are currently considered. This reflects the fact that dual-clutch transmissions are still quite young on the market and that they are facing a conceptual maturity process. First experiences about possible actuators come from the automatic gearbox as well as the automated manual transmissions. In the 1 to 9 concepts for electronic motors for the actuation of double clutches are presented.

Mit einem in 1 gezeigten modularen Konzept für eine nasse und eine trockene Doppelkupplung, wobei oberhalb der angedeuteten Getriebeeingangswelle schematisch eine trockene und unterhalb der angedeuteten Getriebeeingangswelle eine nasse Doppelkupplung dargestellt ist, sind Voraussetzungen für eine Vereinheitlichung nicht nur des Basisgetriebes sondern darüber hinaus auch für dessen Automatisierung geschaffen worden. Somit eröffnen sich für beide Varianten Synergiemöglichkeiten bei Steuergeräten und Aktorik.With a in 1 shown modular concept for a wet and a dry double clutch, wherein above the indicated transmission input shaft schematically a dry and below the indicated transmission input shaft a wet dual clutch, conditions have been created for a standardization not only of the basic transmission but also for its automation. This opens up synergy possibilities for control units and actuators for both variants.

Für ein Getriebekonzept, das sich zum Ziel gesetzt hat, die besten Eigenschaften von Stufenautomaten und Handschaltern zu kombinieren, muss die Aktorik für das Doppelkupplungsgetriebe die folgenden technischen Anforderungen erfüllen:

  • 1. Funktion • Hohe Stelldynamik • Präzise Regelbarkeit • Definiertes Notlaufverhalten
  • 2. Lebensdauer • Fahrzeuglebensdauer von 240.000 km und mehr • Wartungsfreiheit • Robustheit gegenüber allen Umgebungsbedingungen (Temperaturen, Schwingungen, Schmutz)
  • 3. Integration und Bauraumbedarf • Möglichst geringer zusätzlicher Bauraumbedarf, daher möglichst hoher Getriebeintegrationsgrad • Kompakte Komponenten • Einfache Montageprozesse
  • 4. Energiebedarf • Möglichst geringer Energiebedarf der Aktoren und somit möglichst geringer zusätzlicher Kraftstoffverbrauch • Zusatzanforderung bei Erweiterungswunsch zum Hybridsystem • Energiequelle unabhängig vom Verbrennungsmotor
For a transmission concept that aims to combine the best features of stepper and manual controls, the actuators for the dual-clutch transmission must meet the following technical requirements:
  • 1. Function • High dynamic range • Precise controllability • Defined run-flat behavior
  • 2. Lifetime • Vehicle life of 240,000 km and more • Maintenance-free • Robustness against all environmental conditions (temperatures, vibrations, dirt)
  • 3. Integration and space requirements • As little additional space as possible, therefore the highest possible degree of gear integration • Compact components • Easy assembly processes
  • 4. Energy requirement • As low as possible energy requirement of the actuators and thus the lowest possible additional fuel consumption • Additional requirement if the hybrid system is to be extended • Energy source independent of the internal combustion engine

Insbesondere die letzten beiden Anforderungen nach minimalem Einfluss auf Kraftstoffverbrauch sowie die Unabhängigkeit der Energiequelle vom Verbrennungsmotor schränken die Auswahlmöglichkeiten ein. Es hat sich gezeigt, dass Elektromotoren diese Anforderung am besten erfüllen. Es wurde deshalb ein Baukasten von EC-Motoren für den Antrieb von Kupplungs- und Getriebeaktorik entwickelt, wie er in 2 dargestellt ist. Die Baugrößen dieser Elektromotoren sind so dimensioniert, dass sie die Leistungsanforderungen an die Verstelldynamik für die verschiedenen Aufgaben der Kupplungs- und Schaltungsbetätigung erfüllen.In particular, the last two requirements for minimal influence on fuel consumption and the independence of the source of energy from the internal combustion engine limit the choices. It has been shown that electric motors best meet this requirement. Therefore, a kit of EC motors for driving clutch and gearbox actuators has been developed, as in 2 is shown. The sizes of these electric motors are dimensioned so that they meet the performance requirements of the Verstelldynamik for the various tasks of clutch and shift operation.

Die Verwendung dieser Elektromotoren ist dabei nicht auf das Doppelkupplungsgetriebe beschränkt. Basierend auf den nachfolgend gezeigten Aktoren lassen sich ebenso Betätigungselemente für automatisierte Handschaltgetriebe, Verteilergetriebe oder Hybridkupplungen ableiten.The Use of these electric motors is not on the dual-clutch transmission limited. Based on the actuators shown below can be as well actuators for automated Derive manual transmissions, transfer cases or hybrid clutches.

Nachfolgend wird ein Hebelaktor zur Kupplungsbetätigung näher betrachtet.following a lever actuator for clutch actuation is considered in more detail.

Nach der Vorfestlegung auf elektromotorisch angetriebene Aktoren kommt den Kriterien Integration und Bauraumbedarf die größte Bedeutung zu. Gesucht sind Lösungen, die nach Möglichkeit Bauräume nah an den Betätigungsstellen nutzen, um letztendlich das Gesamtgetriebe nicht unnötig zu vergrößern.To the predetermination comes on electric motor driven actuators the criteria integration and space requirements the greatest importance to. We are looking for solutions the if possible installation spaces close to the operating points use, so as ultimately not to unnecessarily increase the overall transmission.

Ausgehend von diesen Überlegungen ist ein Betätigungskonzept für die Doppelkupplung entstanden, bei dem Hebel in der Getriebeglocke über Einrücklager auf die Kupplung einwirken und die Elektromotoren direkt an die Glocke angeschraubt werden. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines solchen Hebelaktors.Based on these considerations, an actuation concept for the double clutch has arisen in which the lever in the bell housing acts on the clutch via engagement bearings and the electric motors are screwed directly onto the bell. 3 shows a schematic representation of such a lever actuator.

Die Einrückkraft für die Kupplung wird durch eine im Aktor befindliche vorgespannte Feder aufgebracht. Diese wirkt am anderen Ende auf den Hebel ein. Dazwischen befindet sich ein verschieblicher Auflagerpunkt, dessen Längsbewegung mittels eines Kugelgewindetriebes durch die Rotation des E-Motors erzeugt wird.The apply force for the Coupling is by a preloaded spring located in the actuator applied. This acts on the lever at the other end. Between there is a displaceable bearing point whose longitudinal movement by means of a ball screw drive by the rotation of the electric motor is produced.

Mit einem einfachen Hebelmodell, das aus 4 ersichtlich ist, lässt sich der Wirkmechanismus des Hebelaktors erklären. Dabei ist

Figure 00030001
wobei L als die Länge des Hebels zum Federkrafteinleitungspunkt und x als die zurückgelegte Wegstrecke des Drehpunktes vom Federkrafteinleitungspunkt definiert ist. Die Vorspannkraft der Feder (FFeder) und das aus der Stellposition x resultierende Hebelübersetzungsverhältnis bestimmen die Einrückkraft der Kupplung (FKupplung).With a simple lever model that made 4 can be seen, can explain the mechanism of action of the lever actuator. It is
Figure 00030001
where L is the length of the lever for spring force line point and x is defined as the distance traveled by the pivot point from the spring force introduction point. The preload force of the spring (F spring ) and the lever transmission ratio resulting from the setting position x determine the engagement force of the clutch (F clutch ).

In der 5 ist ein Hebelaktor dargestellt, dessen Einrückung durch Fußpunktverschiebung erfolgt.In the 5 is a lever actuator shown, the indentation is effected by Fußpunktverschiebung.

In der 5 ist der Hebelaktor von links nach rechts in den Stellungen der Kupplung „ausgerückt" (M = 0 Nm), „Hebelaktor an die Kupplung angelegt" (z. B. M = 10 Nm) und „Kupplung ausgerückt" (M = Mmax) dargestellt.In the 5 is the lever actuator "disengaged" from left to right in the positions of the clutch (M = 0 Nm), "lever actuator attached to the clutch" (eg M = 10 Nm) and "clutch disengaged" (M = M max ) shown.

Eine wichtige Anforderung an die Aktoren für Doppelkupplungen ist das passive Öffnen bei Stromausfall („normally open"). Hier unterscheidet sich das Doppelkupplungsgetriebe von den automatisierten Handschaltgetrieben. Das dort zulässige „Einfrieren" der Aktoren („normally stay") in dieser Situation könnte beim Doppelkupplungsgetriebe zu einem unlösbaren Verspannungszustand beider Kupplungen führen.A important requirement for the actuators for double clutches is the passive opening in case of power failure ("normally open "). Here is different the dual-clutch gearbox of the automated manual transmissions. The permissible "freezing" of the actuators ("normally stay ") in this Situation could in the double-clutch transmission to a permanent state of tension lead both couplings.

Die Forderung nach einem selbstöffnenden Doppelkupplungssystem hat für die Aktorik zur Folge, dass die mechanischen Einzelübersetzungen im Aktor nicht selbsthemmend sein dür fen, was wiederum bedeutet, dass der E-Motor im Normalbetrieb die Kupplung aktiv durch Dauerbestromung zuhalten muss.The Demand for a self-opening double clutch system has for the actuators result in the mechanical single translations in the actuator should not be self-locking, which in turn means that the electric motor in normal operation, the clutch active by continuous power must hold.

Die 6a und 6b zeigen, durch welche Konstruktionsmerkmale des Hebelaktors dieses Selbstöffnen sichergestellt wird. Im Falle eines aktiven Motors muss im Kontaktpunkt zwischen dem Einrückhebel und der axial verschieblichen Rolleneinheit immer ein positiver Kontaktwinkel α gegeben sein, wie in 6a dargestellt. Bei einem passiven Motor ergibt die Summe der einwirkenden Kräfte von Feder und Kupplung multipliziert mit diesem Winkel α eine rückstellende Kraft (FSpindel) auf den Kugelgewindetrieb. Dieser wiederum erzeugt entsprechend seiner Spindelsteigung ein rückdrehendes Moment (MSpindel) am E-Motor, so dass der Auflagerpunkt, wie in 6b dargestellt, für den Hebel in seine motornahe Ausgangsstellung zurückgeschoben werden kann. Damit der E-Motor diesem Rückstellmoment nicht entgegenwirkt, müssen die Wicklungen im passiven Zustand geöffnet sein.The 6a and 6b show which design features of the lever actuator this self-opening is ensured. In the case of an active motor, there must always be a positive contact angle α at the contact point between the engagement lever and the axially displaceable roller unit, as in FIG 6a shown. In a passive motor, the sum of the acting forces of spring and clutch multiplied by this angle α gives a restoring force (F spindle ) to the ball screw. This in turn generates according to its spindle pitch a back-rotating torque (M spindle ) on the electric motor, so that the support point, as in 6b represented, for the lever can be pushed back into its engine-near starting position. So that the electric motor does not counteract this restoring torque, the windings must be opened in the passive state.

Die Dauerbestromung des E-Motors beim Anpressen einer Kupplung darf nicht zu einer thermischen Überlastung des E-Motors führen. Die Grenze für die Dauerbelastung liegt bei ca. 20 Watt elektrischem Energieeintrag. Das Profil des Einrückhebels (Wippkurve) muss nun so ausgelegt sein, dass einerseits der Kontaktwinkel α immer positiv ist, um das passive Selbstöffnen zu gewährleisten, und andererseits muss er klein genug sein, um das notwendige Haltemoment am E-Motor gering zu halten.The Continuous power of the electric motor when pressing a clutch may not to a thermal overload lead the electric motor. The limit for the continuous load is about 20 watts of electrical energy input. The profile of the engagement lever (rocking cam) must now be designed so that on the one hand the contact angle α always positive is to open the passive self to ensure, and on the other hand, it must be small enough to hold the necessary holding moment low on the electric motor.

Diese Bedingungen gelten für alle Toleranzen der Kupplungskennlinie unter Berücksichtigung des Einbaus von Kupplung und Aktorik ins Getriebe. Insgesamt kann es zu einer möglichen Kennlinienverschiebung in der Größenordnung von ca. 50 % des Einrückweges der Kupplung im Neuzustand kommen. 7c zeigt den Einfluss der Kennlinientoleranzen auf den Betriebspunkt von Kupplung und Aktor.These conditions apply to all tolerances of the clutch characteristic, taking into account the installation of the clutch and actuator in the transmission. Overall, there may be a possible characteristic shift in the order of about 50% of the engagement of the clutch in new condition. 7c shows the influence of the characteristic tolerances on the operating point of coupling and actuator.

Um den Betriebspunkt der Kupplung möglichst konstant zu halten, sollte die Feder im Hebelaktor vorgespannt und möglichst weich sein. Bezüglich des Weges am Einrücklager (sEinrück) resultiert für ein gegebenes Hebelverhältnis (konstante Stellposition x) als wirksame Federkennlinie eine Gerade 10. Als stabiler Betriebspunkt ergibt sich der Schnittpunkt dieser Geraden 10 mit der jeweiligen Kupplungskennlinie 11 oder 12.To keep the operating point of the clutch as constant as possible, the spring should be preloaded in the lever actuator and be as soft as possible. With regard to the travel at the engagement bearing (s engagement ) results for a given lever ratio (constant position x) as an effective spring characteristic line 10 , As a stable operating point, the intersection of this line results 10 with the respective clutch characteristic 11 or 12 ,

In den 7a bis 7c sind folgende Toleranzsituationen gezeigt:In the 7a to 7c the following tolerance situations are shown:

7a Die Kupplung mit dem geringsten Lüftspiel und der steilsten Kennlinie 11 über alle Toleranzen ist auf maximal übertragbares Moment eingestellt. Dazu wird die Rolleneinheit im Aktor auf die Position xa gestellt. Der Winkel α ist gerade so groß, dass der E-Motor nicht überlastet wird. 7a The coupling with the lowest clearance and the steepest characteristic 11 All tolerances are set to a maximum transmittable torque. For this purpose, the roller unit in the actuator is set to the position x a . The angle α is just so great that the electric motor is not overloaded.

7b Nun ist der Aktor in der gleichen Stellposition (xb = xa) mit der Kupplung mit dem größten Lüftspiel und der Kennlinie 12 mit der geringsten Steigung gepaart. Da der Gegendruck durch die Einrückkraft am unteren Hebelende geringer ist, dreht sich der Hebel bei konstanter Stellposition x im Uhrzeigersinn und folgt der Kupplung. Theoretisch ergibt sich dadurch der stabile Betriebspunkt c), bei dem die Anpresskraft und damit das übertragbare Moment aufgrund der weichen Federkennlinie nur geringfügig niedriger liegen als im Betriebspunkt a). 7b Now the actuator is in the same position (x b = x a ) with the coupling with the largest clearance and the characteristic curve 12 paired with the lowest grade. Since the counter pressure is lower due to the engagement force at the lower end of the lever, the lever rotates clockwise at a constant positioning position x and follows the clutch. Theoretically, this results in the stable operating point c), in which the contact pressure and thus the transmittable torque due to the soft spring characteristic are only slightly lower than at the operating point a).

In der Praxis jedoch ist die Kennlinienspreizung bei arithmetischer Grenzlage der Toleranzen meist so groß, dass in diesem Punkt der für die Rückstellung des Aktors zulässige Mindestwinkel αmin unterschritten wird. Um das zu vermeiden ist ein Hebelanschlag im Aktor vorgesehen, der am oberen Hebelende die Rotation begrenzt, sodass immer noch ein positiver Winkel α sichergestellt wird. Der Kraftanteil der Feder, welcher jetzt an diesem Anschlag abgestützt wird, fehlt aber zum Erzeugen der notwendigen Einrückkraft an der Kupplung. Die Momentenkapazität reicht nicht ganz aus. Es stellt sich der Betriebspunkt b) ein.In practice, however, the characteristic curve spread at the arithmetic limit position of the tolerances is usually so great that in this point the minimum angle α min which is permissible for the return of the actuator is undershot. To avoid this, a lever stop is provided in the actuator, which limits the rotation at the upper end of the lever, so that a positive angle α is still ensured. The force component of the spring, which is now supported on this stop, but missing to generate the necessary engagement force on the clutch. The torque capacity is not quite enough. It adjusts the operating point b).

7c Um die notwendige Momentenkapazität der Kupplung zu erreichen, muss der Auflagerpunkt im Aktor noch ein Stückchen weiter in Richtung Einrückung verschoben werden (Position xc). Durch das geänderte Hebelverhältnis steigen die resultierende Vorspannung und Steifigkeit der Feder bzgl. des Einrückwegs und die Kupplung wird weiter angepresst. 7c In order to achieve the necessary torque capacity of the coupling, the support point in the actuator must be moved a little further towards the indentation (position x c ). Due to the changed lever ratio, the resulting preload and stiffness of the spring increase with respect to the engagement travel and the clutch is pressed further.

Das System ist so ausgelegt, dass der Anschlag bei arithmetischer Toleranzrechnung nur im äußersten Grenzbereich der möglichen Kennlinien zum Tragen kommt. Im Normalfall arbeitet der Aktor ohne diesen Anschlag. In dieser Betriebsart ist er durch das selbsteinstellende Kräftegleichgewicht in der Lage, ca. 2/3 einer Kennlinienverschiebung der Kupplung selbst auszuregeln. Das Hebelsystem arbeitet also wie ein der elektronischen Kupplungsregelung unterlagerter, mechanischer P-Regler mit nur ca. 30% bleibender Regelabweichung.The System is designed so that the stop at arithmetic tolerance calculation only in the extreme Limit of possible Characteristics comes into play. Normally, the actuator works without this stop. In this mode, it is by the self-adjusting Balance of power capable of about 2/3 of a characteristic shift of the clutch itself auszuregeln. The lever system works like one of the electronic ones Coupling control of subordinate, mechanical P-controller with only approx. 30% permanent control deviation.

In der 8 ist eine mögliche konstruktive Ausgestaltung eines Hebelaktors dargestellt. Die Mechanik wird über eine Grundplatte 14 und zwei Schrauben mit dem Glockenboden des Getriebes verschraubt. Der E-Motor 3 wird radial von außen an der Glocke befestigt und greift durch ein Loch in der Glocke und einen Zentrierbund in der Aktormechanik in die Spindel ein. Konzentrisch zu den Verschraubungen sind die Federn 16 angeordnet, die am unteren Ende auf den Hebel 13 (geschnitten dargestellt) einwirken. Die Rolleneinheit 15, angetrieben durch den Kugelgewindetrieb, besitzt Rollenpaare, die einerseits auf der Grundplatte 14 und andererseits im Hebel 13 laufen und damit den verschieblichen Auflagerpunkt darstellen.In the 8th is a possible structural design of a lever actuator shown. The mechanics is about a base plate 14 and two screws bolted to the bell bottom of the gearbox. The electric motor 3 is attached radially from the outside to the bell and engages through a hole in the bell and a centering collar in the actuator mechanism in the spindle. Concentric to the glands are the springs 16 arranged at the lower end on the lever 13 (shown in section). The reel unit 15 , driven by the ball screw, has pairs of rollers, on the one hand on the base plate 14 and on the other hand in the lever 13 run and thus represent the movable support point.

Aus den gemeinsamen Kernelementen E-Motor 3, Kugelgewindetrieb und Rolleneinheit 15 lassen sich jetzt gleichartige Aktoren an verschiedene Bauräume anpassen. In den 9a und 9b wird dies beispielhaft für eine Kupplungsglocke mit Trockenkupplung (9a) und eine Kupplungsglocke mit Nasskupplung (9b) gezeigt.From the common core elements e-motor 3 , Ball screw and roller unit 15 Now similar actuators can be adapted to different installation spaces. In the 9a and 9b this is exemplified for a clutch bell with dry clutch ( 9a ) and a clutch bell with wet clutch ( 9b ).

Die geforderten Leistungseckdaten dieser Kupplungsaktoren sind beachtlich. Um eine für eine komfortable Kupplungssteuerung hinreichende Auflösung zu erhalten, muss die Stellposition der Rolleneinheit auf kleiner 1/10 mm eingeregelt werden können. Gleichzeitig muss der Aktor bei nominalen Kupplungskennlinien in 100–120 ms die Kupplung vollständig schließen bzw. öffnen können. Die maximalen Einrückkräfte der Kupplungen können dabei deutlich über 3000 N liegen, wobei an der Rolleneinheit dann aufgrund der Hebelmechanik über das Doppelte dieser Kräfte anliegt.The Required Leistungsseckdaten these clutch actuators are considerable. Order one for a comfortable clutch control sufficient resolution too received, the setting position of the reel unit to less than 1/10 mm can be adjusted. At the same time, the actuator must have nominal clutch characteristics in 100-120 ms the clutch completely shut down or open can. The maximum engagement forces of the Couplings can while clearly over 3000 N lie, wherein at the reel unit then due to the lever mechanism over the double of these forces is applied.

Aber nicht nur die Mechanik, auch die E-Motoren sind dabei gefordert. Sie müssen in kritischen Lastkollektiven ihr maximales Haltemoment bei Flanschtemperaturen bis zu 125°C dauerhaft aufbringen können.But Not only the mechanics but also the electric motors are required. You need to in critical load collectives their maximum holding torque at flanged temperatures up to 125 ° C can apply permanently.

Mit diesem Leistungsprofil stellt der Hebelaktor eine ideale Kombination aus Regelbarkeit, Dynamik und Wirkungsgrad für die Automatisierung der trockenen und nassen Doppelkupplungen dar, wobei er durch den teilweisen Einbau in die Kupplungsglocke nur ein Minimum an zusätzlichem Bauraum benötigt.With This performance profile makes the lever actuator an ideal combination from controllability, dynamics and efficiency for the automation of dry and wet double clutches, whereby it by the partial installation needed in the clutch bell only a minimum of additional space.

Zu einem vollständig elektromotorisch angetriebenen Automatisierungssystem für ein Doppelkupplungsgetriebe gehört neben der oben beschriebenen Aktorik für die Doppelkupplung auch die Aktorik zur Betätigung der Schaltelemente im Getriebe.To one completely Electric motor-driven automation system for a dual-clutch transmission belongs in addition to the above-described actuators for the dual clutch and the Actuator for actuation the switching elements in the transmission.

Die 10 bis 25 zeigen die unterschiedlichsten Konzepte für Aktoren für dieses Anwendungsgebiet.The 10 to 25 show a wide variety of concepts for actuators for this application area.

Hierfür kommen Elektromotoren aus dem gleichen Baukasten zum Einsatz (siehe 2). Um Komplexität und Bauraumbedarf für die Getriebebetätigung minimal zu halten, wurde das Active Interlock System entwickelt. Damit ist es möglich, mit einer gemeinsamen Aktorik Gänge in beiden Teilgetrieben in beliebiger Kombination vorzuwählen.For this purpose, electric motors from the same kit are used (see 2 ). In order to minimize the complexity and space requirements for the transmission actuation, the Active Interlock System was developed. This makes it possible to preselect gears with a common actuator in both partial transmissions in any combination.

Aus der 10 ist ein Aktor für beide Teilgetriebe (Active Interlock) ersichtlich
Der Active Interlock Getriebeaktor 17 besteht im Wesentlichen aus zwei Modulen:

  • 1. der Schalt-Wähl-Welle mit Schaltfingereinheit und
  • 2. der Antriebseinheit.
From the 10 is an actuator for both partial transmissions (Active Interlock) can be seen
The Active Interlock transmission actuator 17 consists essentially of two modules:
  • 1. the shift-select shaft with shift finger unit and
  • 2. the drive unit.

Die Schaltfingereinheit mit dem Schaltfinger 18 sowie den Sperr- und Auswerferelementen 21 bildet die Schnittstelle zur inneren Schaltung des Getriebes. Sie interagiert mit den Schaltschienen 19 und 20 zur Betätigung der Schiebemuffen, wie in 11 dargestellt.The shift finger unit with the shift finger 18 as well as the locking and ejector elements 21 forms the interface to the internal circuitry of the transmission. It interacts with the shift rails 19 and 20 for actuating the sliding sleeves, as in 11 shown.

Das Einlegen der Gänge erfolgt mit dem Schaltfinger 18 analog der Betätigung von Handschaltgetrieben. Das Besondere beim Active Interlock sind die im Vergleich zur Schaltfingerbreite deutlich weiteren Mäuler an den Schaltschienen 19, 20. Dadurch wird es möglich, auch bei eingelegtem Gang die Schaltwelle in die Mittelstellung zurückzudrehen und eine andere Gasse mit dem Schaltfinger 18 auszuwählen, wie in den 12 und 13 dargestellt.The gears are engaged with the shift finger 18 analogous to the operation of manual transmissions. The special feature of the Active Interlock are the significantly wider mouths on the shift rails compared to the shift finger width 19 . 20 , This makes it possible to turn back the shift shaft in the center position and another gear with the shift finger even when the gear is engaged 18 select as in the 12 and 13 shown.

Soll ein neuer Gang im gleichen Teilgetriebe vorgewählt werden (siehe 12), übernehmen die Sperr- und Auswerferelemente 21 gleichzeitig das Auslegen eines zuvor noch eingelegten Ganges. Dabei spielt es keine Rolle, in welche Richtung sich die Schaltwelle dreht bzw. der Schaltfinger bewegt (13).If a new gear in the same sub-transmission to be preselected (see 12 ), take over the locking and ejector elements 21 at the same time laying out a previously inserted corridor. It does not matter in which direction the Shift shaft rotates or the shift finger moves ( 13 ).

Für die Ausführung der Schalt- und Wählbewegung ist jeweils ein E-Motor 22, 23 vorgesehen, wie in 14 dargestellt. Der Schaltmotor 22 übernimmt das Ein- und Auslegen der Gänge sowie die Rückbewegung des Schaltfingers 18 in die mittlere Wählstellung (Drehbewegung der zentralen Schaltwelle). Der Wählmotor 23 ist für die Positionierung des Schaltfingers 18 in der gewünschten Gasse verantwortlich (Axialbewegung der Schaltwelle).For the execution of the switching and selection movement is in each case an electric motor 22 . 23 provided as in 14 shown. The switching motor 22 assumes the in and out of the gears as well as the return movement of the shift finger 18 in the middle selection position (rotary movement of the central shift shaft). The selector motor 23 is for the positioning of the shift finger 18 in the desired alley responsible (axial movement of the shift shaft).

Ausgehend von gemeinsamen Grundelementen, wie den Elektromotoren und den Funktionselementen des Active Interlock Systems, lassen sich flexible Anordnungen von Getriebeaktoren am Gesamtgetriebe finden. Dies lässt gleichzeitig dem Getriebekonstrukteur Freiräume bei der Gestaltung der inneren Schaltung und bei der Anordnung der Schaltschienen 19, 20. Die 15a und 15b zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen für den Anbau eines Schaltaktors an das Getriebe.Based on common basic elements, such as the electric motors and the functional elements of the Active Interlock System, flexible arrangements of geared actuators can be found on the overall gearbox. At the same time, this leaves the gear designer with freedom in designing the inner circuit and in the arrangement of the shift rails 19 . 20 , The 15a and 15b show two different embodiments for the cultivation of a switching actuator to the transmission.

Die 15a zeigt den Schaltaktor als Einschubmodul und die 15b den Schaltaktor als ein Modul für eine seitliche Montage.The 15a shows the switch actuator as a plug-in module and the 15b the switch actuator as a module for a lateral mounting.

Der 1-Motoren Getriebeaktor ist, wie in 16b dargestellt, eine Weiterentwicklung der Antriebseinheit für die Acitve Interlock Getriebebetätigung unter Verwendung derselben Schalt-Wähl-Welle mit Schaltfingereinheit. Ihm liegt die Idee zu Grunde, nicht mehr zwei Motoren, wie in 16a dargestellt, für die unterschiedlichen Teilfunktionen Schalten und Wählen zu verwenden, sondern, wie in 16b gezeigt, die beiden Drehrichtungen eines einzigen E-Motors.The 1-engine gearbox actuator is as in 16b shown, a further development of the drive unit for the Acitve Interlock transmission actuation using the same shift selector shaft with shift finger unit. It is based on the idea, no longer two engines, as in 16a shown, for the different sub-functions switching and selecting to use, but, as in 16b shown, the two directions of rotation of a single electric motor.

Drehrichtung 1:Direction of rotation 1:

Dreht sich der E-Motor in Drehrichtung 1, wird der Schaltfinger in Schaltrichtung zum Einlegen des Ganges bewegt (rote Pfeile im Schema des 1-Motoren-Aktors). Im ersten Bewegungsabschnitt erfolgt dabei mittels der Schaltfingereinheit das Auslegen des zuvor noch eingelegten Ganges im gleichen Teilgetriebe.rotates the electric motor in direction of rotation 1, the shift finger is in the switching direction moved to engage the gear (red arrows in the diagram of the 1-motor actuator). In the first movement section takes place by means of the switching finger unit the laying of the previously still engaged gear in the same sub-transmission.

Drehrichtung 2:Direction of rotation 2:

Dreht der E-Motor nun in der entgegen gesetzten Richtung, wird der Schaltfinger zunächst in die mittlere Stellung zurückgebracht und wenn er dort angekommen ist, schließt sich die Wählbewegung, d. h. das Positionieren des Schaltfingers und der Auswerferelemente in den einzelnen Schaltgassen, an.rotates the electric motor now in the opposite direction, the shift finger first returned to the middle position and when he gets there, the voting movement closes, d. H. the positioning of the shift finger and the ejector elements in the individual shift lanes, on.

Die 17 zeigt den inneren Aufbau eines solchen 1-Motoren Getriebeaktors. Die verschiedenen Bewegungsphasen werden in den 18a bis 18c verdeutlicht. Kernelemente für die Wählfunktion dieser Aktormechanik sind eine Kurvenscheibe 27, die über einen Pin 33 am Umfang das Heben und Senken der Schaltwelle 29 bewirkt und Freiläufe, welche beim Wechsel von Drehrichtung 2 in Drehrichtung 1 (Wählen in Schalten) die aktuell gewählte Gassenposition fixieren, indem sie ein Zurückdrehen der Kurvenscheibe 27 verhindern. Die Schaltbewegung wird über zwei gegenläufige Spindelmuttern 32 aufgebracht, die bei Rotation des Antriebs in Drehrichtung 1 auf einer Spindel mit zwei Abschnitten unterschiedlicher Gewinderichtung auseinander laufen. Komplementäre Nockenanordnungen auf den beiden Muttern 32 sind so angeordnet, dass jeweils die Bewegung einer Mutter 32 auf einen Mitnehmer übertragen wird, während die Nocken der anderen Mutter 32 in Nuten des Mitnehmers 28 laufen. Diese Nocken-Nuten-Kombination bildet das Schaltgassenprofil 30 ab. Über die auf dem Mitnehmer 28 befindliche Zahnstange wird die Schaltwelle 29 rotierend angetrieben und damit die Schalttingereinheit 31 in Schaltrichtung aus der Mittellage ausgelenkt.The 17 shows the internal structure of such a 1-motor gear actuator. The different phases of movement are in the 18a to 18c clarified. Core elements for the selection function of this actuator mechanism are a cam 27 that have a pin 33 on the circumference the lifting and lowering of the stem 29 causes and freewheels, which fix when changing from direction of rotation 2 in direction of rotation 1 (select in switching) the currently selected lane position by turning back the cam 27 prevent. The switching movement is via two opposing spindle nuts 32 applied, which diverge on rotation of the drive in the direction of rotation 1 on a spindle with two sections of different thread direction. Complementary cam arrangements on the two nuts 32 are arranged so that each movement of a mother 32 is transferred to a driver while the cams of the other nut 32 in grooves of the driver 28 to run. This cam-groove combination forms the shift gate profile 30 from. About the on the driver 28 located rack is the shift shaft 29 driven in rotation and thus the Schalttingereinheit 31 deflected in the switching direction from the middle position.

Die 18a bis 18c zeigen die Schaltbewegung des 1-Motoren Getriebeaktors. In der 18b hat sich die Drehrichtung des Elektromotors 26 geändert. Die Schaltfingereinheit 31 bewegt sich zurück in die Mittelstellung. Diese Bewegung stoppt, wenn beide gegenläufige Spindelmuttern 32 soweit aufeinander zugelaufen sind, dass sie sich berühren. Nunmehr bleibt nur noch der Freiheitsgrad der Drehung für die Funktion Wählen und somit wird die Kurvenscheibe 27 angetrieben. Aus der 18c ist erkennbar, dass sich die Schaltwelle 29 in Wählrichtung über die Kurvenscheibe 27 hebt und senkt.The 18a to 18c show the switching movement of the 1-motor gearbox actuator. In the 18b has the direction of rotation of the electric motor 26 changed. The shift finger unit 31 moves back to the middle position. This movement stops when both opposing spindle nuts 32 as far as one another are touching each other. Now only the degree of freedom of the rotation remains for the function Select and thus becomes the cam 27 driven. From the 18c it can be seen that the shift shaft 29 in the direction of selection via the cam 27 raises and lowers.

Ausgehend von der Vorauswahl für elektrische Motoren als Antriebe für die Aktorik von Doppelkupplung und Getriebeschaltung sind zunächst rein elektromechanische Lösungen vorgestellt worden. Auch elektrohydraulische Lösungen mit einer elektrisch angetriebenen Pumpe erfüllen die Bedingung der Unabhängigkeit der Aktorik vom Zustand des Verbrennungsmotors. Folglich muss auch ein elektrohydraulisches Power Pack im Wettbewerb der verschiedenen Betätigungssysteme für Doppelkupplungsgetriebe betrachtet werden.outgoing from the preselection for electric motors as drives for the actuators of double clutch and gear shift are first purely electromechanical solutions been presented. Also electrohydraulic solutions with an electric satisfy driven pump the condition of independence the actuator of the state of the internal combustion engine. Consequently, too an electrohydraulic power pack in competition of different operating systems for dual-clutch transmission to be viewed as.

Während sich für automatisierte Kupplungen und automatisierte Handschaltgetriebe rein elektromechanische Betätigungssysteme als kostengünstiger erwiesen haben, muss diese Betrachtung beim Doppelkupplungsgetriebe mit einem weiteren aktiven Element, der zweiten Kupplung, neu angestellt werden. Dazu ist es wichtig, die Erfahrungen des Add-on ASG Systems mit elektrohydraulischer Betätigung zu nutzen. Hierzu werden folgende Optimierungspotenziale gesehen:

  • 1. Integration des elektrohydraulischen Power Packs in eine Einheit ohne teure Verbindungselemente wie Schläuche und Kabel
  • 2. Integration eines kostengünstigen, tellerfederbasierten Druckspeichers anstelle der teuren und oft nicht dauerhaltbaren Gasspeicher
  • 3. Vereinfachungen bei den Ventilkonzepten durch Verwendung von Ventilsitzen direkt in der Steuerplatte anstelle von Cartridgeventilen
  • 4. Drehschieberventil für die Wählfunktion des Getriebeaktors an Stelle mehrerer Linearventile
While automated electromechanical actuation systems have proven to be less expensive for automated clutches and automated manual transmissions, this consideration must be re-established in the dual-clutch transmission with a further active element, the second clutch. For this it is important to use the experience of the add-on ASG system with electro-hydraulic actuation. For this the following optimization potentials are seen:
  • 1. Integration of electro-hydraulic power Packs in a unit without expensive fasteners such as hoses and cables
  • 2. Integration of a cost-effective, spring plate-based accumulator instead of expensive and often not sustainable gas storage
  • 3. Simplification of valve concepts by using valve seats directly in the control plate instead of cartridge valves
  • 4. Rotary valve for the selection function of the gear actuator instead of several linear valves

Die 19 zeigt den Hydraulikplan für ein elektrohydraulisches Power Pack eines Doppelkupplungsgetriebes und hebt die angesprochenen Optimierungspotenziale entsprechend der oben gezeigten Nummerierung (1. bis 4.) mit den Bezugszeichen 1) bis 4) hervor.The 19 shows the hydraulic plan for an electro-hydraulic power pack of a dual-clutch transmission and raises the mentioned optimization potentials according to the above numbering (1 to 4) with the reference numerals 1 ) to 4 ).

Als weiteres Optimierungspotenzial wird die Verwendung von ATF anstelle von Hydrauliköl als Betätigungsfluid untersucht, wodurch sich prinzipiell die Möglichkeit eines gemeinsamen Ölkreislaufes mit dem Getriebe eröffnet.When Further optimization potential will be the use of ATF instead of hydraulic oil as actuating fluid investigated, which in principle the possibility of a common oil circulation opened with the gear.

Das Drehschieberventil 4) für die Wählfunktion wird durch einen Elektromotor rotatorisch angetrieben. In den einzelnen Stellungen des Drehschieberventils wird jeweils ein Schaltzylinder im Getriebe so mit dem Schaltdruckventil verbunden, dass der vom Schaltdruckventil erzeugte Hydraulikdruck zur Schaltbewegung an einer Schaltschiene führt.The rotary valve 4 ) for the dialing function is rotationally driven by an electric motor. In the individual positions of the rotary valve each shift cylinder in the transmission is so connected to the switching pressure valve that the hydraulic pressure generated by the switching pressure valve leads to the switching movement to a shift rail.

Anhand der 20a bis 20c wird die Funktion des Drehschiebers für das „Wählen" beschrieben.Based on 20a to 20c the function of the rotary valve for "Select" is described.

20a zeigt das Einlegen des 1. Ganges. Im Anschluss daran (siehe 20b) wird durch den Drehschieber das Schaltelement des 2. Ganges ausgewählt und der entsprechende Gang geschaltet. Daran schließt sich gemäß 20c das Auslegen des 1. und Vorwählen des 3. Ganges an. 20a shows the insertion of the 1st gear. Afterwards (see 20b ) is selected by the rotary valve, the switching element of the 2nd gear and the corresponding gear is switched. This is followed accordingly 20c laying out the 1st and selecting 3rd gear.

Dieses Ventilkonzept für die Vorwahlschaltung im Getriebe führt zu einer Aufwandsminimierung und ist erheblich einfacher als vergleichbare existierende Konzepte. Hinsichtlich Dynamik und Notlaufverhalten ist es absolut gleichwertig zur elektromechanischen Getriebebetätigung mit Active Interlock.This Valve concept for the preselection in the transmission leads to an effort minimization and is considerably simpler than comparable existing concepts. In terms of dynamics and emergency response, it is absolutely equivalent for electromechanical gearbox actuation with Active Interlock.

Gasdruckspeicher in elektrohydraulischen Power Packs sind oftmals Schwachstellen und werden im Lauf der Fahrzeuglebensdauer getauscht. Deshalb wird an einem Tellerfederspeicher (siehe 2) in 19) gearbeitet, welcher mittels zweier Tellerfedern rechts und links der Ventilplatten Hydrauliköl speichern kann.Gas accumulators in electro-hydraulic power packs are often weak points and are replaced in the course of the vehicle's life. Therefore, on a disc spring memory (see 2 ) in 19 ), which can store hydraulic oil by means of two disc springs on the right and left of the valve plates.

Eine schematische Darstellung eines im Power Pack integrierten Tellerfederspeichers geht aus 21 hervor.A schematic representation of a built-in power pack disc spring memory goes out 21 out.

Durch die Kennlinien der verwendeten Tellerfedern ist es möglich, einen relativ großen Konstantdruckbereich zu realisieren, wodurch der Spitzendruck auf 25 bar reduziert werden kann. Dies bedeutet im Vergleich zu Hochdruck-Power Packs entweder reduzierte Leckagen bei vergleichbaren Spaltwerten, oder aber vergleichbare Leckagewerte bei erweiterten Spaltwerten. Bei dem hier gezeigten Niederdruck-Power Pack wird dieser Vorteil dahingehend ausgenutzt, dass bei vergleichbarer Leckagebilanz erheblich kostengünstigere Ventilsitze direkt in der Ventilplatte 36 eingesetzt werden.Due to the characteristics of the disc springs used, it is possible to realize a relatively large constant pressure range, whereby the peak pressure can be reduced to 25 bar. Compared to high-pressure power packs, this means either reduced leakage at comparable gap values or comparable leakage values with extended gap values. In the case of the low-pressure power pack shown here, this advantage is exploited to the effect that, with a comparable leakage balance, considerably more cost-effective valve seats are located directly in the valve plate 36 be used.

Zu den oben genannten Eigenschaften des Tellerfederspeichers, wie Niederdruck- und Lebensdauerfähigkeit bietet er zusätzlich den Vorteil, dass er sich hervorragend an den Bauraum des Power Packs anpasst, wie aus der 21 ersichtlich ist.In addition to the above-mentioned properties of the disc spring memory, such as low pressure and durability, it also has the advantage that it adapts perfectly to the space of the power pack, such as from the 21 is apparent.

Aus 22 geht der gesamte Aufbau eines Power Packs mit den vorgenannten Merkmalen hervor, wobei alle Funktionen in einem einzigen Modul integriert sind (Lebensdauerfester Tellerfederspeicher 43, Ventilblock 40 mit Ventilsitzen, Drehschieber 41 für die Wählfunktion, Pumpenmotor 44, Kupplungsbetätigungen 42, Pumpenmotor 44, Gangbetätigungen 45)Out 22 shows the entire structure of a power pack with the aforementioned features, all functions are integrated in a single module (life-resistant disc spring memory 43 , Valve block 40 with valve seats, rotary valve 41 for the dialing function, pump motor 44 , Clutch operations 42 , Pump motor 44 , Gear operations 45 )

In den vorangegangenen Ausführungen über die Doppelkupplung sind auch Nachstellmechanismen für den Verschleiß bei Verwendung von trockenen Doppelkupplungen vorgestellt worden. Bei der Gesamtsystemoptimierung stellt sich die Frage, in wie weit eine Verschleißnachstellung im Einrücksystem Vorteile gegenüber der Nachstellung in der Kupplung bietet. Kosten und Bauraum sind auch bei dieser Aufgabenstellung wichtige Randbedingungen.In the previous comments on the Double clutch are also adjusting mechanisms for wear when in use been presented by dry double clutches. In the overall system optimization The question arises in how far a wear adjustment in the engagement system Advantages over the adjustment in the clutch offers. Cost and space are also with this task important boundary conditions.

Es wurde daher ein Konzept für den Toleranzausgleich und die Verschleißnachstellung im Einrücksystem einer Doppelkupplung entwickelt. Der Prinzipaufbau für diese Nachstellung wird beispielhaft in 23 gezeigt.Therefore, a concept for tolerance compensation and wear adjustment in the engagement system of a dual clutch has been developed. The basic structure for this adjustment is exemplified in 23 shown.

Zwischen der Betätigung 51 und dem Einrücklager 49 sind ein Verschleißsensor 47, eine den zu sensierenden Hub χ1 definierende Hülse 48 und ein Rampensystem 46 angeordnet. Die Funktion des Nachstellsystems wird anhand der 24a bis 24d verdeutlicht. In der oberen Hälfte der vier Darstellungen ist jeweils das Ausgangssystem ohne Verschleiß an der Kupplung gezeigt, in der unteren Hälfte das Ausgangssystem mit Verschleiß.Between the operation 51 and the pickup warehouse 49 are a wear sensor 47 a sleeve defining the stroke χ 1 to be sensed 48 and a ramp system 46 arranged. The function of the adjustment system is based on the 24a to 24d clarified. In the upper half of the four illustrations, the output system is shown without wear on the coupling, in the lower half of the output system with wear.

Die 24a bis 24d zeigen:The 24a to 24d demonstrate:

24a Kupplung in unbetätigter Stellung 24a Clutch in unactuated position

24b Die Kupplung ist bis zur zuletzt sensierten Position eingerückt, was im Ausgangszustand der maximalen Momentenkapazität entspricht (Feder komprimiert in oberer Hälfte). Auf Grund von zusätzlichem Verschleiß (untere Hälfte) ist die Kupplung noch nicht maximal eingerückt. 24b The clutch is engaged to the last sensed position, which in the initial state corresponds to the maximum torque capacity (spring compressed in the upper half). Due to additional wear (lower half), the clutch is not yet fully engaged.

24c Um auch bei Verschleiß das notwendige Moment übertragen zu können, muss die Kupplung weiter eingerückt werden. Dabei wird der Verschleißsensor 47 verschoben (untere Hälfte). 24c In order to be able to transmit the necessary torque even when worn, the clutch must be further engaged. This is the wear sensor 47 moved (lower half).

24d Der Verschleißsensor 47 ist rückwärts selbsthemmend. Die Hülse 48 stößt am Sensor 47 an und blockiert somit die Rückbewegung des Einrücklagers 49 beim Ausrücken der Kupplung. Der Rampenmechanismus 46 wird durch vorgespannte Federn verdreht, gespreizt und füllt die dadurch entstehende Lücke zwischen Hebel und Hülse 48 aus (untere Hälfte). 24d The wear sensor 47 is backwards self-locking. The sleeve 48 abuts the sensor 47 and thus blocks the return movement of the engagement bearing 49 when disengaging the clutch. The ramp mechanism 46 is twisted by prestressed springs, spreads and fills the resulting gap between lever and sleeve 48 off (lower half).

Aus 25 geht eine schematische Darstellung von zwei selbstnachstellenden Einrücksystemen für eine Doppelkupplungsbetätigung hervor.Out 25 is a schematic representation of two self-adjusting engagement systems for a dual clutch operation.

Dieses System ist insbesondere dann interessant, wenn die Doppelkupplung für kleine Momente (kleine Motorisierungen) und geringe Verschleißreserven sehr kompakt ausgeführt werden kann. Der Wegfall von Verschleißnachstellungen in der Kupplung vereinfacht dadurch die Kupplung selbst. Der zusätzliche Einrückwegbedarf an den Einrücklagern infolge von Verschleiß, der dann im Einrücksystem kompensiert wird, kann gering gehalten werden.This System is particularly interesting when the double clutch for little ones Moments (small engines) and low wear reserves very compact can be. The elimination of wear adjustments in the clutch This simplifies the clutch itself. The additional engagement travel requirement at the engagement camps as a result of wear, then compensated in the engagement system is, can be kept low.

Zusammenfassend stellt das Doppelkupplungsgetriebe in der Ausführungsform mit trockenen Kupplungen zur Zeit das automatische Getriebekonzept mit dem größten Potential hinsichtlich Kosten und Wirkungsgrad dar. Zur Automatisierung von Kupplungs- und Schaltvorgängen werden elektromotorisch angetriebene Aktoren eingesetzt.In summary provides the dual clutch transmission in the embodiment with dry clutches currently the automatic gearbox concept with the highest potential in terms of cost and efficiency. To automate clutch and switching operations Electrically driven actuators are used.

Die gezeigte Ausführung einer elektromechanischen Aktorik für die Doppelkupplung als Hebelaktor bietet hervorragende Eigenschaften hinsichtlich Steuerbarkeit und Dynamik. Gleichzeitig benötigt dieser Kupplungsaktor ein Minimum an Hilfsenergie. Durch seine Teilintegration in die Kupplungsglocke ist der Aktorikanteil am Gesamtgetriebepackage gering. Ergänzt wird diese Kupplungsaktorik um den Active Interlock Schaltaktor mit ebenfalls hervorragender Leistungsfähigkeit und minimalem Energiebedarf. In der Ausführung als 1-Motoren-Getriebeaktor bietet sich weiteres Potenzial zur Kosten- und Bauraumreduktion.The shown execution an electromechanical actuator for the double clutch as lever actuator offers excellent properties in terms of controllability and Dynamics. At the same time this needs Clutch actuator a minimum of auxiliary power. Through its partial integration in the clutch bell is the Aktorikanteil the overall gearbox package low. Added This clutch actuator becomes the active interlock switch actuator with equally excellent performance and minimal energy consumption. In the execution as a 1-motor gearbox actuator offers further potential for cost and space reduction.

Die Ausführung der Aktorik als elektrohydraulisches „Power Pack" ist eine alternative Option mit vergleichbarer Leistungsfähigkeit. Gelingt es, die gezeigten Optimierungspunkte wie mechanischen Druckspeicher, Drehschieber sowie vereinfachte Steuerventile zu realisieren, so muss sich im Einzelfall entscheiden, welche Aktorik für den jeweiligen Anwendungsfall eines Doppelkupplungsgetriebes die bessere Lösung darstellt.The execution The actuator as an electro-hydraulic "power pack" is an alternative Option with comparable performance. If it succeeds, the shown Optimization points such as mechanical pressure accumulator, rotary valve As well as to realize simplified control valves, so must in the Individual case decide which actuator for the particular application a dual-clutch transmission is the better solution.

Ein weiterer Potentialträger zur Vereinfachung eines trockenen Doppelkupplungssystems könnte die Verlagerung der Verschleißnachstellung in das Einrücksystem sein. Aufgrund der geforderten Wege und Kräfte ist der Einsatz einer solchen Lösung bei kleinen Drehmomenten bis etwa 150 Nm denkbar.One further potential carrier to simplify a dry dual clutch system, the Displacement of wear adjustment in the engagement system be. Due to the required paths and forces is the use of such solution at low torques up to about 150 Nm conceivable.

Bei nassen Doppelkupplungsgetrieben stellt, wie bei klassischen Automatgetrieben, die direktangetriebene Steuerhydraulik den Stand der Technik dar. Die hohen Verluste der Hydraulik kompensieren jedoch einen großen Teil der Wirkungsgradvorteile des Basisgetriebes. Durch die Ausführung der nassen Doppelkupplung mit Tellerfedern und Einrücklagern bietet sich aber die Möglichkeit, auch hier die gezeigte elektromechanische oder elektrohydraulische Aktorik in Kombination mit einer Niederdruck-Kühlölpumpe einzusetzen. Damit ergibt sich ein System, das einen erheblich niedrigeren Hilfsenergiebedarf hat.at wet dual-clutch transmissions, as in classic automatic transmissions, the directly driven control hydraulics represent the state of the art. However, the high losses of the hydraulic compensate for a large part the efficiency advantages of the basic transmission. By the execution of wet double clutch with disc springs and engagement bearings but offers the Possibility, Again, the shown electromechanical or electro-hydraulic Actuator in combination with a low-pressure cooling oil pump use. This results a system that requires significantly less auxiliary energy Has.

Darüber hinaus stellt die vorgestellte elektromotorische Aktorik sowohl für trockene als auch für nasse Doppelkupplungsgetriebe die ideale Basis für eine Erweiterung zum Hybridsystem dar. Die für die Hybridfunktionen wie Stopp/Start oder Segelbetrieb mit Rekuperation notwendigen Aktionen im Getriebe können aus eigenem Antrieb und unabhängig vom Verbrennungsmotor durchgeführt werden.Furthermore presents the featured electromotive actuator for both dry as well as wet Dual clutch transmission is the ideal basis for an extension to the hybrid system. The for the hybrid functions such as stop / start or sail operation with recuperation necessary actions in the transmission can of its own accord and independently performed by the internal combustion engine become.

Die elektromotorische Aktorik spielt somit eine zentrale Rolle für den Erfolg des Doppelkupplungsgetriebes und für die Erweiterung dieser Getriebe zum Hybridsystem. Sie stellt für das trockene Doppelkupplungsgetriebe eine Schlüsselkomponente dar und bietet für das nasse Doppelkupplungsgetriebe ein enormes Potenzial zur Verbrauchsreduktion. Durch ihre modulare Einsetzbarkeit für nasse und trockene Kupplungen lassen sich Getriebefamilien mit gleichem Basisgetriebe und an die jeweilige Applikation angepasster Kupplungstechnologie darstellen.The Electromotive actuators thus play a central role in the success of the dual-clutch transmission and for the extension of these transmissions to the hybrid system. She represents for the dry dual clutch transmission is a key component and offers for the wet dual-clutch transmissions have enormous potential for reducing fuel consumption. Due to their modular applicability for wet and dry couplings can be geared families with the same base gear and to the represent respective application of adapted coupling technology.

11
EC-Motor mit maximal 170 WattEC motor with a maximum of 170 watts
22
EC-Motor mit maximal 110 WattEC motor with a maximum of 110 watts
33
E-MotorE-Motor
44
KupplungsglockeKupplungsglocke
55
Federspeicherspring
66
KugelumlaufmutterBall nut
77
Rollenroll
88th
EinrückhebelEngaging lever
99
axiale Fixierungaxial fixation
1010
FederkennlinieSpring characteristic
1111
KupplungskennlinieClutch characteristic
1212
KupplungskennlinieClutch characteristic
1313
Hebellever
1414
Grundplatte mit Laufbahnbaseplate with career
1515
Rolleneinheit mit Kugelumlaufmutterroller unit with recirculating ball nut
1616
Federfeather
1717
Active Interlock GetriebeaktorActive Interlock transmission actuator
1818
Schaltfingershift finger
1919
Schaltschienen (Teilgetriebe 1)shift rails (Partial transmission 1)
2020
Schaltschienen (Teilgetriebe 2)shift rails (Partial transmission 2)
2121
Sperr- und Auswerfelementeoutsize and ejection elements
2222
Schaltmotor (mit Sensor)motor (with sensor)
2323
Wählmotor (mit Sensor)select motor (with sensor)
2424
Schaltkulisseshift gate
2525
SchaltfingereinheitShift finger unit
2626
E-MotorE-Motor
2727
Kurvenscheibe (Wählen)cam (Choose)
2828
Mitnehmer (Schalten)takeaway (Switching)
2929
Schaltwelleshift shaft
3030
SchaltgassenprofilSwitching lanes Profile
3131
SchaltfingereinheitShift finger unit
3232
Spindelmutter (gegenläufige Steigung-Schalten)spindle nut (opposite Gradient switching)
3333
Pin (Wählen)Pin code (Choose)
3434
Freilauffreewheel
3535
Gehäusecasing
3636
Ventilplattevalve plate
3737
Fluid (unter Druck)fluid (vacuum)
3838
TellerfederBelleville spring
3939
Expansionsvolumenexpansion volume
4040
Ventilblock (Ventilsitze im Block)manifold (Valve seats in the block)
4141
Motor für Drehschieber (Wählen)engine for rotary valve (Choose)
4242
Kupplungsbetätigungenclutch controls
4343
TellerfederspeicherPlate spring
4444
Pumpenmotorpump motor
4545
GangbetätigungenGang activities
4646
Rampensystemramp system
4747
Verschleißsensorwear sensor
4848
Hülseshell
4949
Einrücklagerengagement bearing
5050
Führungsrohrguide tube
5151
Betätigungactivity
5252
Gehäusecasing
5353
Verschleißnachstellung Kupplung 1wear adjustment Coupling 1
5454
Verschleißnachstellung Kupplung 2wear adjustment Coupling 2
5555
Hebelaktor Kupplung 2Hebelaktor Coupling 2
5656
Führungsrohrguide tube
x1 x 1
sensierter Hubsensierter stroke
K1K1
Kupplung 1clutch 1
K2K2
Kupplung 2clutch 2

Claims (1)

Aktorik zur Betätigung sowohl für trockene als auch für nasse Doppelkupplungen und Getriebe, insbesondere für Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass diese Aktorik elektromotorisch angetrieben wird.Actuator for actuating both dry and wet double clutches and gearbox, especially for vehicles, characterized in that this actuator is driven by an electric motor.
DE200610019252 2006-04-26 2006-04-26 Electromotive actuator e.g. hand gear actuator, for e.g. vehicle, has two screws screwed together with socket heads of gear, where actuator is driven in electromotive manner, and electric motor radially fixed and gripped to socket Withdrawn DE102006019252A1 (en)

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