DE102011015273A1 - Device for actuating motor vehicle components - Google Patents

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Matthias Gramann
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Jürgen Gerhart
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung von Kraftfahrzeugkomponenten insbesondere in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mit mehreren Steuergeräten, nämlich einem zentralen, mit weiteren Fahrzeugkomponenten mittels eines ersten Bussystems kommunizierenden Zentralsteuergerät und zumindest einer mit diesem in Signalverbindung stehenden Aktoreinheit mit einem mechanischen Aktor enthaltend zumindest einen Elektromotor, einem Untersteuergerät mit einer den Aktor betreibenden Leistungselektronik und einer diesen steuernden Logikeinrichtung. Zur Gewährleistung eines sicheren Betriebs der zumindest einen Aktoreinheit für sicherheitsrelevante Anwendung wie beispielsweise der Betätigung einer Doppelkupplung und/oder eines Doppelkupplungsgetriebes wird vorgeschlagen, die Aktoreinheit direkt mit einer Betriebsspannung zu versorgen, deren Betriebszustand mittels einer Steuerleitung zu steuern und mittels eines von dem ersten Bussystem getrennt betriebenen zweiten Bussystems mit einem Steuergerät zu verbinden.The invention relates to a device for actuating motor vehicle components, in particular in a drive train of the motor vehicle, having a plurality of control units, namely a central control unit communicating with other vehicle components by means of a first bus system and at least one actuator unit with a mechanical actuator containing at least one electric motor, which is in signal connection therewith, a sub-control unit with power electronics operating the actuator and a logic device controlling this. To ensure safe operation of the at least one actuator unit for safety-relevant applications such as the actuation of a double clutch and / or a double clutch transmission, it is proposed to supply the actuator unit directly with an operating voltage, to control its operating state by means of a control line and to separate it from the first bus system by means of a operated second bus system to connect to a control unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung von Kraftfahrzeugkomponenten insbesondere in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mit einem zentralen, mit weiteren Fahrzeugkomponenten mittels eines ersten Bussystems kommunizierenden Zentralsteuergerät und zumindest einer mit diesem in Signalverbindung stehenden Aktoreinheit mit einem mechanischen Aktor enthaltend zumindest einen Elektromotor, einem Untersteuergerät mit einer den Aktor betreibenden Leistungselektronik und einer diesen steuernden Logikeinrichtung.The invention relates to a device for actuating motor vehicle components, in particular in a drive train of the motor vehicle, having a central control device communicating with further vehicle components by means of a first bus system and at least one actuator unit in signal communication with a mechanical actuator comprising at least one electric motor, a sub-control device with a the actuator operating power electronics and a controlling this logic device.

Vorrichtungen zur Betätigung von Kraftfahrzeugkomponenten, insbesondere Aktoreinheiten in einem Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen zur Betätigung zumindest einer Reibungskupplung, beispielsweise einer aus zwei Reibungskupplungen bestehenden Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes und/oder Aktoreinheiten zur Betätigung eines Getriebes wie Doppelkupplungsgetriebes mit einer Wählaktoreinheit zur Auswahl eines zu betätigenden Ganges und einer Schaltaktoreinheit zur Schaltung eines ausgewählten Ganges sind beispielsweise aus der DE 10 2005 055 221 A1 bekannt. Hierbei werden die Aktoreinheiten jeweils vor Ort eingesetzt und mittels einer Vorortelektronik versehen, die die Aktoren, bestehend aus einem Elektromotor und einer auf den Anwendungsfall abgestimmten Betätigungsmechanik, mit einer Versorgungsspannung beaufschlagt und die Lageregelung des Aktors vornimmt. Dabei werden die einzelnen Aktoreinheiten separat mit der Betriebsspannung versorgt und stehen über sogenannte Busleitungen mit einem Zentralsteuergerät in Signalverbindung.Devices for actuating motor vehicle components, in particular actuator units in a drive train of motor vehicles for actuating at least one friction clutch, for example a dual clutch of a dual-clutch transmission consisting of two friction clutches and / or actuator units for actuating a transmission such as a dual-clutch transmission with a selection actuator unit for selecting a gear to be actuated and a shift actuator unit for switching a selected gear, for example, from DE 10 2005 055 221 A1 known. Here, the actuator units are each used locally and provided by means of a local electronics, which acts on the actuators, consisting of an electric motor and an adapted to the application actuation mechanism, with a supply voltage and makes the position control of the actuator. The individual actuator units are supplied separately with the operating voltage and are connected via so-called bus lines with a central control unit in signal connection.

Infolge von Sicherheitsanforderungen beispielsweise nach ASIL-C (Automotive Safety Integrity Level), die insbesondere für die Aktoreinheiten einer Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes anzusetzen sind, wonach im Fehlerfall beide Reibungskupplungen zugleich kein Moment übertragen dürfen, müssen zumindest zwei Aktoreinheiten abhängig voneinander, beziehungsweise bei fehlender Kommunikation in einem sicheren Notbetrieb betreibbar sein. Ein Betrieb zumindest einer Aktoreinheit für eine Reibungskupplung muss daher eigensicher, selbstschützend, an raue Umgebungsbedingungen wie hohe Temperaturen, beispielsweise bis 125°C, angepasst sein und unabhängig von einer anderen Aktoreinheit oder dem Zentralsteuergerät erfolgen können.As a result of safety requirements, for example, according to ASIL-C (Automotive Safety Integrity Level), which must be especially for the actuator units of a dual clutch of a dual clutch transmission, after which both friction clutches must transmit no torque at the same time, at least two actuator units must depend on each other, or in the absence of communication in be a safe emergency operation operable. An operation of at least one actuator unit for a friction clutch must therefore be intrinsically safe, self-protecting, adapted to harsh ambient conditions such as high temperatures, for example up to 125 ° C, and can be done independently of another actuator unit or the central control unit.

Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung bekannter Vorrichtungen zur Betätigung von Kraftfahrzeugkomponenten insbesondere vor dem Hintergrund einer Erhöhung der Betriebssicherheit und Verringerung des Bauteilaufwands und Bauraumbedarfs.The object of the invention is the advantageous development of known devices for the actuation of motor vehicle components, in particular against the background of an increase in reliability and reduction of the component cost and space requirements.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Betätigung von Kraftfahrzeugkomponenten insbesondere in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mit mehreren Steuergeräten, nämlich einem zentralen, mit weiteren Fahrzeugkomponenten mittels eines ersten Bussystems kommunizierenden Zentralsteuergerät und zumindest einer mit diesem in Signalverbindung stehenden Aktoreinheit mit einem mechanischen Aktor enthaltend zumindest einen Elektromotor, einem Untersteuergerät mit einer den Aktor betreibenden Leistungselektronik und einer diesen steuernden Logikeinrichtung gelöst, wobei die Aktoreinheit direkt mit einer Betriebsspannung versorgt wird, deren Betriebszustand mittels einer Steuerleitung gesteuert und mittels eines von dem ersten Bussystem getrennt betriebenen zweiten Bussystems mit einem Steuergerät verbunden ist.The object is achieved by a device for actuating motor vehicle components, in particular in a drive train of the motor vehicle having a plurality of control devices, namely a central control device communicating with further vehicle components by means of a first bus system and at least one actuator unit in signal communication with a mechanical actuator comprising at least one electric motor , an understeer device having a power electronics operating the actuator and a logic device controlling this, the actuator unit being supplied directly with an operating voltage whose operating state is controlled by a control line and connected to a control device by means of a second bus system operated separately from the first bus system.

Durch die beiden Komponenten, nämlich erstens die zumindest eine Aktoreinheit bezüglich ihres Betriebszustandes zu steuern, beispielsweise unabhängig von dem Betriebszustand des Zentralsteuergeräts ein- und auszuschalten und zweitens eine Kommunikation zum Austausch von Signalinformationen mittels eines separaten, von dem ersten Bussystem unabhängigen zweiten Bussystem zu führen, wird die Stabilität und die Sicherheit der Vorrichtung wesentlich erhöht. Beispielsweise kann eine Aktoreinheit bei entsprechendem mittels der Steuerleitung vorgegebenem Betriebszustand eigenständig arbeiten, selbst wenn das Zentralsteuergerät oder die Busverbindung zu diesem ausgefallen ist. Weiterhin wird das zweite Bussystem stabilisiert, indem es unabhängig vom ersten Bussystem, beispielsweise CAN (Car Area Network) arbeitet, so dass sich Störungen des ersten Bussystems nicht auf das zweite Bussystem, beispielweise ein separat (private) betriebenes CAN, über das aktorspezifische Daten zwischen dem Zentralsteuergerät und den Aktoreinheiten beziehungsweise zwischen den Aktoreinheiten ausgetauscht werden, auswirken. Das zweite Bussystem ist daher für das erste Bussystem nicht wahrnehmbar, Übertragungseinheiten wie Modems der beiden Bussysteme werden unabhängig voneinander von einer entsprechenden Treibersoftware des Zentralsteuergeräts betrieben, eine Schnittstelle kann lediglich über die Treibersoftware beziehungsweise Verwaltungssoftware des Zentralsteuergeräts geschaffen werden, so dass Daten der Aktoreinheiten auf dem ersten Bussystem und auf dem ersten Bussystem präsente Daten zur Steuerung der Aktoreinheiten auf dem zweiten Bussystem bereitgehalten werden können.By the two components, namely firstly to control the at least one actuator unit with respect to its operating state, for example, on and off independently of the operating state of the central control unit and secondly to carry out a communication for the exchange of signal information by means of a separate, independent of the first bus system second bus system, the stability and safety of the device is substantially increased. For example, an actuator unit can operate independently with a corresponding operating state given by the control line, even if the central control unit or the bus connection to it has failed. Furthermore, the second bus system is stabilized by operating independently of the first bus system, for example CAN (Car Area Network), so that disturbances of the first bus system do not affect the second bus system, for example a separate (private) operated CAN, via the actuator-specific data between the central control unit and the actuator units or between the actuator units are exchanged, affect. The second bus system is therefore imperceptible to the first bus system, transmission units such as modems of the two bus systems are operated independently of each other by a corresponding driver software of the central control unit, an interface can be created only via the driver software or management software of the central control unit, so that data of the actuator units on the first bus system and present on the first bus system data for controlling the actuator units can be kept on the second bus system.

Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, zumindest zwei Gruppen von Aktoreinheiten vorzusehen, die jeweils mittels von einander getrennter zweiter Bussysteme miteinander und mit dem Zentralsteuergerät kommunizieren. Die Gruppen der Aktoreinheiten können dabei unterschiedliche Funktionseinheiten umfassen, beispielsweise kann in jeweils einer Gruppe eine von zwei eine Doppelkupplung bildenden Reibungskupplungen enthalten, so dass die Reibungskupplungen sicher über unabhängig voneinander vorgesehene Bussysteme mit dem Zentralsteuergerät und anderen Aktoreinheiten (über das Zentralsteuergerät) kommunizieren können.It has proven to be advantageous to provide at least two groups of actuator units that communicate with each other and by means of separate from each other second bus systems with each other and with the central control unit. The groups of actuator units can be different Functional units comprise, for example, in each case one of two clutch clutches forming a friction clutch containing so that the friction clutches can communicate securely via independently provided bus systems with the central control unit and other actuator units (via the central control unit).

Um die Anzahl der verwendeten Baueinheiten zu vermindern und dadurch eine kostengünstigere Vorrichtung vorschlagen zu können, kann in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung das Zentralsteuergerät in einer von mehreren Aktoreinheiten integriert sein. Eine derartige Aktoreinheit kann in demselben Gehäuse einen oder mehrere Aktoren enthalten, beispielsweise den Schalt- und/oder Wählaktor. Diese werden durch die entsprechenden, im Gehäuse vorgesehenen Steuer- und Logikeinrichtungen zu den Aktoreinheiten komplettiert. Weitere Aktoreinheiten sind über ein oder mehrere zweite Bussysteme kommunikativ an das Zentralsteuergerät mit den integrierten Aktoreinheiten und gegebenenfalls mit diesen kommunikativ gekoppelt. Beispielsweise können zwei abgekoppelte Aktoreinheiten für die Betätigung jeweils einer Reibungskupplung einer Doppelkupplung vorgesehen sein und über ein gemeinsames oder jeweils separates Bussystem an das Zentralsteuergerät kommunikativ angebunden sein.In order to be able to reduce the number of structural units used and thereby to propose a more cost-effective device, in an advantageous exemplary embodiment of a device, the central control unit can be integrated in one of a plurality of actuator units. Such an actuator unit may contain one or more actuators in the same housing, for example the switching and / or dialing actuator. These are completed by the corresponding, provided in the housing control and logic devices to the actuator units. Further actuator units are communicatively coupled via one or more second bus systems to the central control unit with the integrated actuator units and optionally communicatively with them. For example, two decoupled actuator units for the actuation of a respective friction clutch of a dual clutch may be provided and communicatively connected via a common or separate bus system to the central control unit.

Gemäß einer weiteren Variante mit in das Zentralsteuergerät integriertem oder integrierten Aktoreinheit(en) beziehungsweise einem in eine oder mehrere gemeinsam in einem Gehäuse aufgenommenen Aktoreinheiten integriertes Steuergerät kann vorgesehenen sein, dass zumindest einer der beiden Aktoren körperlich von dem Gehäuse getrennt und mittels einer Versorgungsleitung mit der im Gehäuse platzierten Leistungselektronik und mittels einer Steuerleitung mit der im Gehäuse platzierten Logikeinrichtung der zumindest einen Aktoreinheit verbunden ist. Eine Auftrennung von in das gemeinsame Gehäuse mit dem Zentralsteuergerät integrierten Aktoreinheiten in einen Steuerungs- und Logikteil und die abgetrennten Aktoren kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn für die gesamte Ausbildung vor Ort zu wenig Bauraum für das Gehäuse vorhanden ist, beispielsweise bei im Getriebe oder an diesem angeordneten Getriebeaktoren. Bei den vom Gehäuse abgesetzten Aktoren handelt es sich dabei bevorzugt um Aktoren, die beispielsweise einen geringeren Sicherheitsstandard erfüllen müssen beziehungsweise in naher Umgebung zu dem Gehäuse angeordnet werden können, so dass die vorzugsweise gepulste Betriebsspannung zur Versorgung und Lageregelung der Elektromotoren der Aktoren ohne großes Risiko über Leitungen zwischen Gehäuse und Aktoren übertragen werden kann. Unbeachtet dessen ist zumindest eine Aktoreinheit im Sinne der Erfindung mittels eines zweiten Bussystems mit dem Zentralsteuergerät kommunikativ verbunden, separat mit Betriebsspannung versorgt und mittels der Steuerleitung bezüglich ihres Betriebszustandes gesteuert.According to a further variant with integrated into the central control unit or integrated actuator unit (s) or in one or more jointly housed in a housing actuator units integrated control unit can be provided that at least one of the two actuators physically separated from the housing and by means of a supply line with the Power electronics placed in the housing and connected by means of a control line to the logic device of the at least one actuator unit placed in the housing. A separation of integrated into the common housing with the central control unit actuator units in a control and logic part and the separated actuators may be particularly advantageous if there is too little space for the housing for the entire training locally, for example, in the transmission or at this arranged gear actuators. The actuators remote from the housing are preferably actuators which, for example, must meet a lower safety standard or can be arranged in close proximity to the housing, so that the preferably pulsed operating voltage for the supply and position control of the electric motors of the actuators without great risk Lines between housing and actuators can be transferred. Irrespective of this, at least one actuator unit in the sense of the invention is communicatively connected to the central control unit by means of a second bus system, supplied separately with operating voltage and controlled with respect to its operating state by means of the control line.

Das Zentralsteuergerät als übergeordnetes Steuergerät kann über das gesamte Kraftfahrzeug hinweg Steuerungs- und Regelungsaufgaben übernehmen und deswegen mit einer Vielzahl von anderen Zwischensteuergeräten, die Steuerungseinflüsse auf weitere Funktionsbereiche wie Motorsteuerung, Lenkung, Bremsanlage, Verschlusssystem, Beleuchtung, Klimaanlage und dergleichen des Kraftfahrzeugs ausüben, über das erste Bussystem in Verbindung stehen. Weiterhin kann das Zentralsteuergerät zur longitudinalen Steuerung des Kraftfahrzeugs und/oder zur Steuerung eines Hybridantriebs mehrere untergeordnete Steuerungen, beispielsweise ein kombiniertes Kupplungs- und Getriebesteuergerät enthalten. In diesem Fall können beispielsweise hierfür vorgesehene Aktoreinheiten direkt über das zweite Bussystem an das Zentralsteuergerät kommunikativ angeordnet sein. In diesem Fall ergibt sich eine geeignete Schnittstelle zwischen dem herstellerseitig bereitgestellten Zentralsteuergerät und den lieferantenseitig bereitgestellten Aktoreinheiten.The central control unit as a higher-level control unit can take over the entire motor vehicle control and control tasks and therefore with a variety of other intermediate control devices that exert control influences on other functional areas such as engine control, steering, brake system, closure system, lighting, air conditioning and the like of the motor vehicle, over first bus system in connection. Furthermore, the central control unit for longitudinal control of the motor vehicle and / or for controlling a hybrid drive may include a plurality of subordinate controls, for example, a combined clutch and transmission control unit. In this case, for example, actuator units provided for this purpose can be arranged communicatively directly via the second bus system to the central control unit. In this case, a suitable interface results between the central control unit provided by the manufacturer and the actuator units provided by the supplier.

Gemäß dem erfinderischen Gedanken kann insbesondere zur Vereinfachung des Zentralsteuergeräts zwischen dem Zentralsteuergerät und der zumindest einen Aktoreinheit ein Zwischensteuergerät vorgesehen sein, wobei das Zentralsteuergerät mittels des ersten Bussystems mit dem Zwischensteuergerät und das Zwischensteuergerät mittels zumindest eines zweiten Bussystems mit den Aktoreinheiten kommuniziert. Das Zwischensteuergerät tritt dabei bezüglich seiner Funktion der Kommunikation mit der zumindest einen Aktoreinheit über das zweite Bussystem an die Stelle des Zentralsteuergeräts und kann mit weiteren Zwischensteuergeräten, die andere Funktionsbereiche des Kraftfahrzeugs steuern, und/oder mit dem übergeordneten Zentralsteuergerät mittels des ersten Bussystems kommunizieren wie bereitgestellte Daten austauschen. In diesem Fall wird eine vorteilhafte Schnittstelle zwischen dem Hersteller des Kraftfahrzeuges und einem Lieferanten der zumindest einen Aktoreinheit bevorzugt zwischen dem Zentralsteuergerät und dem Zwischensteuergerät vorgesehen.According to the inventive idea, an intermediate control device can be provided in particular for simplifying the central control unit between the central control unit and the at least one actuator unit, wherein the central control unit communicates with the intermediate control unit and the intermediate control unit by means of the first bus system with the actuator units by means of at least one second bus system. With regard to its function of communication with the at least one actuator unit, the intermediate control unit takes the place of the central control unit via the second bus system and can communicate with further intermediate control units controlling other functional areas of the motor vehicle and / or with the higher-level central control unit by means of the first bus system as provided Exchange data. In this case, an advantageous interface between the manufacturer of the motor vehicle and a supplier of the at least one actuator unit is preferably provided between the central control unit and the intermediate control unit.

Die vorgesehenen Aktoreinheiten können Baueinheiten mit den zu betätigenden Komponenten wie Reibungskupplungen oder deren umgebenden Gehäusebauteilen bilden oder an diese angeflanscht sein. Weiterhin können Aktoreinheiten an einem Getriebe angeflanscht oder in dieses integriert sein. Hierbei kann eine Aktoreinheit eine Wählfunktion und eine Aktoreinheit eine Schaltfunktion des Getriebes ausüben.The proposed actuator units can form assemblies with the components to be actuated, such as friction clutches or their surrounding housing components, or be flanged to them. Furthermore actuator units can be flanged to a transmission or integrated into this. In this case, an actuator unit can exercise a selection function and an actuator unit a switching function of the transmission.

Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen: The invention is based on the in the 1 illustrated embodiments illustrated in more detail. Showing:

1 ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung zur Betätigung einer Doppelkupplung und eines Doppelkupplungsgetriebes mit vier eigenständigen Aktoreinheiten und einem Zentralsteuergerät, 1 a block diagram of an apparatus for actuating a dual clutch and a dual clutch transmission with four independent actuator units and a central control unit,

2 ein Prinzipschaltbild einer der Vorrichtung der 1 ähnlichen Vorrichtung mit vier eigenständigen Aktoreinheiten, einem Zentralsteuergerät und einem diesem nachgeschalteten, mit den Aktoreinheiten in Signalverbindung stehenden Zwischensteuergerät, 2 a schematic diagram of one of the device of 1 similar device with four independent actuator units, a central control unit and a downstream, connected to the actuator units in signal communication between the control unit,

3 ein Prinzipschaltbild einer der Vorrichtung der 1 und 2 ähnlichen Vorrichtung mit zwei in ein Zwischensteuergerät integrierten Aktoreinheiten, 3 a schematic diagram of one of the device of 1 and 2 similar device with two integrated in an intermediate control actuator units,

4 ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung nach 4, bei dem in Abänderung zu diesem die Aktoren von dem Gehäuse abgekoppelt sind und 4 a schematic diagram of a device according to 4 in which, in amendment to this, the actuators are decoupled from the housing and

5 ein Prinzipschaltbild einer den vorhergehenden Vorrichtungen ähnlichen Vorrichtung mit zwei in das Zentralsteuergerät integrierten Aktoreinheiten mit abgesetzten Aktoren. 5 a schematic diagram of a device similar to the previous devices with two integrated into the central control unit actuator units with remote actuators.

1 zeigt die Vorrichtung 1 zur Betätigung einer Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen und zur Betätigung, beispielsweise einer Wählfunktion und einer Schaltfunktion eines Doppelkupplungsgetriebes mittels der Aktoreinheiten 2, 3, 4, 5, die jeweils aus einem Aktor 6, 7, 8, 9 mit einem Elektromotor und einem auf die Anwendungssituation angepassten Betätigungssystem gebildet sind. Die Aktoren 6, 7, 8, 9 werden von Untersteuergeräten 10, 11, 12, 13 gesteuert. Diese werden von den jeweils mittels einer eigenen Sicherung 15A bis 15D abgesicherten Versorgungsleitungen 14 und 16 mit Betriebsspannung versorgt und abhängig von der Steuerleitung 17 beispielsweise abhängig von einem Zündsignal oder Inbetriebssetzungssignal des Kraftfahrzeugs in Betrieb gesetzt. Die Aktoreinheiten 2, 3, 4, 5 bilden zwei gemischte Gruppen zur Betätigung einer Reibungskupplung und einem Getriebebetätigungselement, wobei die Gruppe mit den Aktoreinheiten 2, 3 die Schaltaktoreinheit und eine Kupplungsaktoreinheit und die Aktoreinheiten 4, 5 den Wählaktor und einen Kupplungsaktor bilden. 1 shows the device 1 for actuating a dual clutch with two friction clutches and for actuating, for example, a selection function and a switching function of a dual-clutch transmission by means of the actuator units 2 . 3 . 4 . 5 , each made up of an actor 6 . 7 . 8th . 9 are formed with an electric motor and an adapted to the application situation actuation system. The actors 6 . 7 . 8th . 9 be from sub-controllers 10 . 11 . 12 . 13 controlled. These are each by their own backup 15A to 15D secured supply lines 14 and 16 supplied with operating voltage and depending on the control line 17 set in operation, for example, depending on an ignition signal or commissioning signal of the motor vehicle. The actuator units 2 . 3 . 4 . 5 form two mixed groups for actuating a friction clutch and a transmission actuating element, wherein the group with the actuator units 2 . 3 the switch actuator unit and a clutch actuator unit and the actuator units 4 . 5 form the selection actuator and a clutch actuator.

Das Zentralsteuergerät 18 steht über das erste Bussystem 19 in Verbindung mit weiteren – nicht dargestellten Steuergeräten in Verbindung und tauscht relevante Daten aus. Die zentrale Recheneinheit 20 enthält die Steuer- und Überwachungssoftware und steht mit der Signalerfassungseinrichtung 21 zur Erfassung verschiedener Sensorsignale in Verbindung. Die Versorgung mit Betriebsspannung erfolgt über die Versorgungsleitungen 14, 16 analog zu den Aktoreinheiten 2, 3, 4, 5 mit einer entsprechenden Aktivierung und Abschaltung über die Steuerleitung 17. Von der Recheneinheit 20 wird im Weiteren der Sicherheitsmonitor 22 kontrolliert.The central control unit 18 is about the first bus system 19 in conjunction with other - unillustrated control devices in connection and exchanges relevant data. The central processing unit 20 Contains the control and monitoring software and is available with the signal acquisition device 21 for detecting various sensor signals in connection. The supply of operating voltage via the supply lines 14 . 16 analogous to the actuator units 2 . 3 . 4 . 5 with a corresponding activation and shutdown via the control line 17 , From the arithmetic unit 20 will be the safety monitor 22 controlled.

Unabhängig von dem ersten Bussystem 19 ist zwischen den Aktoreinheiten 2, 3 beziehungsweise 4, 5 jeweils ein zweites Bussystem 23, 24 aktiv, das zwischen den Recheneinheiten 20 des Zentralsteuergeräts 18 und den Recheneinheiten 25 Daten austauscht. Die zentrale Recheneinheit 20 kann dabei als kommunikative Schnittstelle zwischen den Bussystemen 19, 23, 24 dienen, wobei eine direkte Kommunikation zwischen den Bussystemen 19, 23, 24 nicht vorgesehen ist.Independent of the first bus system 19 is between the actuator units 2 . 3 respectively 4 . 5 in each case a second bus system 23 . 24 active, that between the arithmetic units 20 of the central control unit 18 and the computing units 25 Exchanges data. The central processing unit 20 can act as a communicative interface between the bus systems 19 . 23 . 24 serve, with a direct communication between the bus systems 19 . 23 . 24 is not provided.

Die Untersteuergeräte 10, 11, 12, 13 sind mit dem Bussystem 23 beziehungsweise 24, den Recheneinheiten 25 mit der integrierten Logikeinrichtung 26, der Leistungselektronik 27, der Filtereinrichtung 28 und dem Sicherheitsmonitor 29 im Wesentlichen identisch ausgebildet.The sub-controllers 10 . 11 . 12 . 13 are with the bus system 23 respectively 24 , the computing units 25 with the integrated logic device 26 , the power electronics 27 , the filter device 28 and the safety monitor 29 formed substantially identical.

2 zeigt im Unterschied zu der Vorrichtung 1 der 1 die Vorrichtung 1a mit dem im Wesentlichen bezüglich der Vorrichtung 1 unspezifischen, übergeordneten Zentralsteuergerät 18a und dem Zwischensteuergerät 30, das die spezifischen Funktionen bezüglich der Aktoreinheiten 2a, 3a, 4a, 5a entsprechend dem Zentralsteuergerät 18 der 1 abbildet. Das Zwischensteuergerät ist mittels des ersten Bussystems 19a mit dem Zentralsteuergerät 18a verbunden. Dementsprechend sind die zweiten Bussysteme 23a, 24a zwischen den Aktoreinheiten 2a, 3a beziehungsweise 4a, 5a und dem Zwischensteuergerät 30 wirksam. 2 shows unlike the device 1 of the 1 the device 1a essentially with respect to the device 1 Non-specific, higher-level central control unit 18a and the intermediate control device 30 that the specific functions regarding the actuator units 2a . 3a . 4a . 5a according to the central control unit 18 of the 1 maps. The intermediate control device is by means of the first bus system 19a with the central control unit 18a connected. Accordingly, the second bus systems 23a . 24a between the actuator units 2a . 3a respectively 4a . 5a and the intermediate control device 30 effective.

Im Unterschied zu der Vorrichtung 1a der 2 ist die Vorrichtung 1b der 3 mit dem Zwischensteuergerät 30a versehen, das die Aktoreinheiten 2b, 4b zur Steuerung des Getriebes in einer einzigen Baueinheit aufnimmt, so dass das zweite Bussystem 24b lediglich zwischen den beiden eigensicheren Aktoreinheiten 3b, 5b und dem Zwischensteuergerät 30a vorgesehen ist. Die Aktoreinheiten 3b, 5b dienen jeweils der sicherheitskritischen Steuerung einer Reibungskupplung einer Doppelkupplung. Die Leistungselektronik 27b und Logikeinrichtung 26b der beiden Aktoreinheiten 2b, 4b ist in dem Zwischensteuergerät 30a integriert, das über das erste Bussystem 19b kommunikativ mit dem Zentralsteuergerät 18b verbunden ist.Unlike the device 1a of the 2 is the device 1b of the 3 with the intermediate control unit 30a provided that the actuator units 2 B . 4b for controlling the transmission in a single unit, so that the second bus system 24b only between the two intrinsically safe actuator units 3b . 5b and the intermediate control device 30a is provided. The actuator units 3b . 5b each serve the safety-critical control of a friction clutch of a double clutch. The power electronics 27b and logic device 26b the two actuator units 2 B . 4b is in the intermediate control unit 30a integrated, via the first bus system 19b communicative with the central control unit 18b connected is.

4 zeigt in der Vorrichtung 1c eine Variante der Vorrichtung 1b der 3 mit dem Unterschied, dass die Aktoren 6c, 8c der Aktoreinheiten 2c, 4c räumlich von dem Zwischensteuergerät 30b getrennt sind. Die Betriebsspannung der Aktoren 6c, 8c mit der Wegsensorik 31 wie Hall-Sensoren der in diesen enthaltenen Elektromotoren zu deren Kommutation und Lageregelung der Betätigungsmechanik wird von der Leistungselektronik 27c über die Leitungen 32 auf die Elektromotoren übertragen. 4 shows in the device 1c a variant of the device 1b of the 3 with the difference that the actuators 6c . 8c the actuator units 2c . 4c spatially from the intermediate control unit 30b are separated. The operating voltage of the actuators 6c . 8c With the path sensor 31 like Hall sensors of the electric motors contained in these to their commutation and position control of the actuating mechanism is powered by the power electronics 27c over the wires 32 transferred to the electric motors.

5 zeigt die gegenüber den Vorrichtungen 1b und 1c der 3 und 4 ohne Zwischensteuergerät ausgebildete Vorrichtung 1d, bei der die Leistungselektronik 27d der Aktoreinheiten 2d, 4d in dem Zentralsteuergerät 18d angeordnet ist. Die Aktoren 6d, 8d sind entsprechend den Aktoren 6c, 8c der 4 von dem Gehäuse des Zentralsteuergeräts 18d abgesetzt und mittels der Leitungen 32 jeweils mit der zugehörigen Leistungselektronik 27d verbunden. Die eigensicher ausgeführten und mittels des zweiten Bussystems 24d mit dem Zentralsteuergerät kommunikativ verbundenen Aktoreinheiten 3d, 5d sind entsprechend den Aktoreinheiten 3, 5 der 1 ausgebildet. 5 shows the opposite to the devices 1b and 1c of the 3 and 4 designed without intermediate control device device 1d in which the power electronics 27d the actuator units 2d . 4d in the central control unit 18d is arranged. The actors 6d . 8d are according to the actuators 6c . 8c of the 4 from the housing of the central control unit 18d discontinued and by means of the lines 32 each with the associated power electronics 27d connected. The intrinsically safe and by means of the second bus system 24d Actuator units communicatively connected to the central control unit 3d . 5d are according to the actuator units 3 . 5 of the 1 educated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
1a1a
Vorrichtungcontraption
1b1b
Vorrichtungcontraption
1c1c
Vorrichtungcontraption
1d1d
Vorrichtungcontraption
22
Aktoreinheitactuator
2a2a
Aktoreinheitactuator
2b2 B
Aktoreinheitactuator
2c2c
Aktoreinheitactuator
2d2d
Aktoreinheitactuator
33
Aktoreinheitactuator
3a3a
Aktoreinheitactuator
3b3b
Aktoreinheitactuator
3d3d
Aktoreinheitactuator
44
Aktoreinheitactuator
4a4a
Aktoreinheitactuator
4b4b
Aktoreinheitactuator
4c4c
Aktoreinheitactuator
4d4d
Aktoreinheitactuator
55
Aktoreinheitactuator
5a5a
Aktoreinheitactuator
5b5b
Aktoreinheitactuator
5d5d
Aktoreinheitactuator
66
Aktoractuator
6c6c
Aktoractuator
6d6d
Aktoractuator
77
Aktoractuator
88th
Aktoractuator
8c8c
Aktoractuator
8d8d
Aktoractuator
99
Aktoractuator
1010
UntersteuergerätUnder control device
1111
UntersteuergerätUnder control device
1212
UntersteuergerätUnder control device
1313
UntersteuergerätUnder control device
1414
Versorgungsleitungsupply line
1515
Sicherungfuse
1616
Versorgungsleitungsupply line
1717
Steuerleitungcontrol line
1818
ZentralsteuergerätCentral control unit
18a18a
ZentralsteuergerätCentral control unit
18b18b
ZentralsteuergerätCentral control unit
18d18d
ZentralsteuergerätCentral control unit
1919
Bussystembus system
19a19a
Bussystembus system
19b19b
Bussystembus system
2020
Recheneinheitcomputer unit
2121
SignalerfassungseinrichtungSignal detector
2222
Sicherheitsmonitorsafety monitor
2323
Bussystembus system
23a23a
Bussystembus system
2424
Bussystembus system
24a24a
Bussystembus system
24b24b
Bussystembus system
24d24d
Bussystembus system
2525
Recheneinheitcomputer unit
2626
Logikeinrichtunglogic device
26b26b
Logikeinrichtunglogic device
2727
Leistungselektronikpower electronics
27b27b
Leistungselektronikpower electronics
27c27c
Leistungselektronikpower electronics
27d27d
Leistungselektronikpower electronics
2828
Filtereinrichtungfiltering device
2929
Sicherheitsmonitorsafety monitor
3030
ZwischensteuergerätBetween control unit
30a30a
ZwischensteuergerätBetween control unit
30b30b
ZwischensteuergerätBetween control unit
3131
WegsensorikPosition Sensor
3232
Leitungmanagement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005055221 A1 [0002] DE 102005055221 A1 [0002]

Claims (10)

Vorrichtung (1, 1a, 1b, 1c, 1d) zur Betätigung von Kraftfahrzeugkomponenten insbesondere in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mit mehreren Steuergeräten, nämlich einem zentralen, mit weiteren Fahrzeugkomponenten mittels eines ersten Bussystems (19, 19a, 19b) kommunizierenden Zentralsteuergerät (18, 18a, 18b, 18d) und zumindest einer mit diesem in Signalverbindung stehenden Aktoreinheit (3, 3a, 3b, 3d, 4, 4a, 4b, 4d) mit einem mechanischen Aktor (6, 7, 9, 8) enthaltend zumindest einen Elektromotor, einem Untersteuergerät (10, 11, 12, 13) mit einer den Aktor (6, 7, 8, 9) betreibenden Leistungselektronik (27) und einer diesen steuernden Logikeinrichtung (26), dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoreinheit (3, 3a, 3b, 3d, 4, 4a, 4b, 4d) direkt mit einer Betriebsspannung versorgt und eigenständig abgesichert wird, deren Betriebszustand mittels einer Steuerleitung (17) gesteuert und mit einem Steuergerät verbunden ist.Contraption ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) for actuating motor vehicle components, in particular in a drive train of the motor vehicle with a plurality of control devices, namely a central, with further vehicle components by means of a first bus system ( 19 . 19a . 19b ) communicating central control unit ( 18 . 18a . 18b . 18d ) and at least one actuator unit in signal connection with the latter ( 3 . 3a . 3b . 3d . 4 . 4a . 4b . 4d ) with a mechanical actuator ( 6 . 7 . 9 . 8th ) comprising at least one electric motor, a sub-control device ( 10 . 11 . 12 . 13 ) with an actuator ( 6 . 7 . 8th . 9 ) power electronics ( 27 ) and a controlling logic device ( 26 ), characterized in that the actuator unit ( 3 . 3a . 3b . 3d . 4 . 4a . 4b . 4d ) is supplied directly with an operating voltage and is independently protected, whose operating state by means of a control line ( 17 ) is controlled and connected to a control unit. Vorrichtung (1, 1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktoreinheit (3, 3a, 3b, 3d, 4, 4a, 4b, 4d) mittels eines von dem ersten Bussystem (19, 19a, 19b) getrennt betriebenen, zweiten Bussystems (23, 23a, 24, 24a, 24b, 24d) mit einem Steuergerät verbunden ist.Contraption ( 1 . 1a ) according to claim 1, characterized in that the actuator unit ( 3 . 3a . 3b . 3d . 4 . 4a . 4b . 4d ) by means of one of the first bus system ( 19 . 19a . 19b ) operated separately, second bus system ( 23 . 23a . 24 . 24a . 24b . 24d ) is connected to a control unit. Vorrichtung (1, 1a) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Gruppen von Aktoreinheiten (2, 2a, 3, 3a, 4, 4a, 5, 5a) gebildet sind, die jeweils mittels von einander getrennter zweiter Bussysteme (23, 23a, 24, 24a) miteinander und mit dem Steuergerät kommunizieren.Contraption ( 1 . 1a ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least two groups of actuator units ( 2 . 2a . 3 . 3a . 4 . 4a . 5 . 5a ) are formed, each by means of separate from each other second bus systems ( 23 . 23a . 24 . 24a ) communicate with each other and with the controller. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentralsteuergerät in einer von mehreren Aktoreinheiten integriert ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the central control unit is integrated in one of a plurality of actuator units. Vorrichtung (1d) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aktoreinheiten (2d, 4d) und das Zentralsteuergerät (18d) in einem Gehäuse untergebracht sind.Contraption ( 1d ) according to claim 4, characterized in that two actuator units ( 2d . 4d ) and the central control unit ( 18d ) are housed in a housing. Vorrichtung (1d) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beiden Aktoren (6d, 8d) körperlich von dem Gehäuse getrennt und mittels Leitungen (32) mit der Leistungselektronik (27d) der Aktoreinheit (6d, 8d) verbunden ist.Contraption ( 1d ) according to claim 5, characterized in that at least one of the two actuators ( 6d . 8d ) physically separated from the housing and by means of lines ( 32 ) with the power electronics ( 27d ) of the actuator unit ( 6d . 8d ) connected is. Vorrichtung (1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Aktoreinheiten (2b, 2c, 3b, 4b, 4c) vorgesehen sind, wobei die Leistungselektronik (27b, 27c) und/oder die Logikeinrichtung (26b) zumindest einer Aktoreinheit (2b, 2c, 4b, 4c) in einem dem Zentralsteuergerät (18b) nachgeschalteten Zwischensteuergerät 30a, 30b) untergebracht sind.Contraption ( 1b . 1c ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that a plurality of actuator units ( 2 B . 2c . 3b . 4b . 4c ) are provided, wherein the power electronics ( 27b . 27c ) and / or the logic device ( 26b ) at least one actuator unit ( 2 B . 2c . 4b . 4c ) in a central control unit ( 18b ) downstream intermediate control unit 30a . 30b ) are housed. Vorrichtung (1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zentralsteuergerät (18a, 18b) und der zumindest einen Aktoreinheit (2, 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 4a, 4b, 4c) ein Zwischensteuergerät (30, 30a, 30b) vorgesehen ist, wobei das Zentralsteuergerät (18a, 18b) mittels des ersten Bussystems (19a, 19b) mit dem Zwischensteuergerät (30, 30a, 30b) und das Zwischensteuergerät (30, 30a, 30b) mittels zumindest eines zweiten Bussystems (23a, 24a, 24b) mit den Aktoreinheiten (3a, 3b, 4a, 4b) kommuniziert.Contraption ( 1a . 1b . 1c ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the central control unit ( 18a . 18b ) and the at least one actuator unit ( 2 . 2a . 2 B . 2c . 3a . 3b . 4a . 4b . 4c ) an intermediate control device ( 30 . 30a . 30b ) is provided, wherein the central control unit ( 18a . 18b ) by means of the first bus system ( 19a . 19b ) with the intermediate control device ( 30 . 30a . 30b ) and the intermediate control device ( 30 . 30a . 30b ) by means of at least one second bus system ( 23a . 24a . 24b ) with the actuator units ( 3a . 3b . 4a . 4b ) communicates. Vorrichtung (1, 1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Aktoreinheit zumindest eine Reibungskupplung des Antriebsstrangs betätigt.Contraption ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one actuator unit actuates at least one friction clutch of the drive train. Vorrichtung (1, 1a, 1b, 1c, 1d) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Aktoreinheit ein Getriebe des Antriebsstrangs betätigt, eine Aktoreinheit eine Wählfunktion und eine Aktoreinheit eine Schaltfunktion des Getriebes ausführt.Contraption ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one actuator unit actuates a transmission of the drive train, an actuator performs a selection function and an actuator performs a switching function of the transmission.
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