DE102014203862B4 - Actuator arrangement - Google Patents
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Abstract
Aktuatoranordnung, für eine Niveauverstellung in einem Kraftfahrzeug, mit wenigstens zwei separaten Aktuatoren (2) umfassend jeweils einen Gewindetrieb (6) mit einer Gewindespindel (7) und einer Gewindemutter (8), sowie ferner umfassend einen Antriebsmotor (9, 9a, 9b) zum rotierenden Antreiben der Gewindespindel (7) oder der Gewindemutter (8) zur Erwirkung einer eine lineare Bewegungskomponente aufweisenden Stellbewegung , wobei die beiden Antriebsmotoren (9, 9a, 9b) über eine gemeinsame Steuerungseinrichtung (10, 10a, 10b) separat ansteuerbar sindActuator arrangement for level adjustment in a motor vehicle, with at least two separate actuators (2) each comprising a screw drive (6) with a threaded spindle (7) and a threaded nut (8), and further comprising a drive motor (9, 9a, 9b) for Rotating driving the threaded spindle (7) or the threaded nut (8) to achieve an actuating movement having a linear movement component, the two drive motors (9, 9a, 9b) being separately controllable via a common control device (10, 10a, 10b)
Description
Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die Erfindung betrifft eine Aktuatoranordnung, insbesondere für eine Niveauverstellung in einem Kraftfahrzeug, sowie ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an actuator arrangement, in particular for level adjustment in a motor vehicle, and a motor vehicle.
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
Ein Aktuator dient dazu, eine definierte Hub- oder Senkbewegung oder sonstige Stellbewegungen zu erwirken, wie sie in vielen Bereichen der Technik gefordert sind. Lediglich ein Beispiel ist der Bereich der Fahrwerkstechnik bei Kraftfahrzeugen, wo es mitunter erforderlich ist, hierüber eine Niveauverstellung zu erwirken und Ähnliches. Auch in Anwendungen, bei denen ein Bauteil in der Höhe verstellt werden muss, wie beispielsweise Höhenverstellungen an Tischen oder Stühlen und Ähnliches sind Einsatzgebiete für derartige Aktuatoren. Um eine solche Stellbewegung zu ermöglichen sind bekannte Aktuatoren beispielsweise als Kugelgewindetriebe ausgeführt, mit einer Gewindespindel und einer darauf kugelgeführten Mutter, die zumeist mit dem zu stellenden Bauteil gekoppelt ist. Andere Bautypen sind Planetenwälzgetriebe, Trapezgewindespindeln und dergleichen.An actuator is used to achieve a defined lifting or lowering movement or other adjusting movements, as are required in many areas of technology. Just one example is the area of chassis technology in motor vehicles, where it is sometimes necessary to achieve a level adjustment and the like. Also in applications in which the height of a component has to be adjusted, such as height adjustments on tables or chairs and the like, are areas of use for such actuators. In order to enable such an actuating movement, known actuators are designed, for example, as ball screws, with a threaded spindle and a nut guided thereon, which is usually coupled to the component to be actuated. Other types of construction are planetary roller gears, trapezoidal lead screws and the like.
Zur Erwirkung der Stellbewegung ist es erforderlich, üblicherweise die Gewindespindel rotierend anzutreiben, wozu der Aktuator einen Antriebsmotor aufweist. Dieser ist beispielsweise über eine Ritzelverbindung, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Getriebes, mit der Gewindespindel gekoppelt. Bei Antrieb des Motors rotiert die Gewindespindel, sie ist positionsfest, während die Mutter längs der Gewindespindel wandert und so die Relativbewegung zwischen den beiden über den Aktuator gekoppelten Bauteile erwirkt. Alternativ ist auch ein Antrieb der Mutter denkbar, die Spindel wandert relativ zur positionsfesten Mutter.To achieve the actuating movement, it is usually necessary to drive the threaded spindle in a rotating manner, for which purpose the actuator has a drive motor. This is coupled to the threaded spindle, for example, via a pinion connection, possibly with the interposition of a gear. When the motor is driven, the threaded spindle rotates, it is fixed in position, while the nut travels along the threaded spindle and thus effects the relative movement between the two components coupled via the actuator. Alternatively, a drive of the nut is also conceivable, the spindle moves relative to the fixed nut.
Mitunter werden zur Erwirkung aufeinander abgestimmter Verstellbewegungen auch zwei oder mehr Aktuatoren an unterschiedlichen Positionen an den relativ zueinander zu bewegenden Bauteilen angeordnet. Ein Beispiel hierfür ist eine Niveauregulierung in einem Kraftfahrzeug, wo im Bereich der Vorderachse und der Hinterachse jeweils zwei separate Aktuatoren verbaut sind, die aufeinander abgestimmte Verstellbewegungen zum kontrollierten Anheben und Absenken der Karosserie relativ zum Fahrwerk erwirken sollen.Sometimes two or more actuators are arranged at different positions on the components to be moved relative to one another in order to achieve coordinated adjustment movements. An example of this is a level control in a motor vehicle, where two separate actuators are installed in the area of the front axle and the rear axle, which are intended to effect coordinated adjustment movements for controlled raising and lowering of the body relative to the chassis.
Jeder Aktuator stellt dabei eine in sich geschlossene Einheit dar, umfassend die Stellmechanik, den Antriebsmotor sowie eine eigene Steuerungseinrichtung, die den Betrieb des jeweiligen Antriebsmotors steuert. Die Steuerungseinrichtungen sind in ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem (und Fahrzeug-Regelungssystem bei automatischer Anhebung/Absenkung) bei Integration der Aktuatoranordnung in einem Fahrzeug eingebunden, über welches sie wiederum die entsprechenden Informationen hinsichtlich der von ihnen anzusteuernden Niveauverstellung erhalten. Sind im Fahrzeug beispielsweise vier Aktuatoren verbaut, so sind folglich vier separate aktuatoreigene Steuerungseinrichtungen vorgesehen, die systemseitig hinsichtlich ihrer Funktionalität sowie den durch ihre Ansteuerung erreichten Stellbewegungen zu überwachen und zu kontrollieren sind.Each actuator represents a self-contained unit, comprising the actuating mechanism, the drive motor and its own control device that controls the operation of the respective drive motor. The control devices are integrated into a corresponding driver assistance system (and vehicle control system with automatic raising / lowering) when the actuator arrangement is integrated in a vehicle, via which the turntable in turn provides the corresponding information regarding the level adjustment to be controlled by them. If, for example, four actuators are installed in the vehicle, four separate actuator-specific control devices are consequently provided, which are to be monitored and controlled in terms of their functionality and the actuating movements achieved by their actuation.
Die
Die
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine einfacher aufgebaute Aktuatoranordnung anzugeben.The invention is therefore based on the problem of specifying a simpler actuator arrangement.
Zur Lösung dieses Problems ist eine Aktuatoranordnung nach Anspruch 1 und ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 vorgesehen.To solve this problem, an actuator arrangement according to claim 1 and a motor vehicle according to
Erfindungsgemäß weist der jeweilige Aktuator, der Teil der erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung ist, keine eigene Steuerungseinrichtung auf, vielmehr ist eine gemeinsame Steuerungseinrichtung vorgesehen, die direkt die beiden Antriebsmotoren der beiden Aktuatoren ansteuert. Über die Steuerungseinrichtung wird also die Bestromung der üblicherweise als Elektromotoren ausgeführten Antriebsmotoren angesteuert, verbunden mit einer entsprechenden Erfassung und Überwachung der Stellbewegung respektive der einzunehmenden Verstellposition. Bei einer Integration der Aktuatoranordnung in ein Kraftfahrzeug ist folglich beispielsweise pro Achse des Fahrzeugs jeweils nur eine Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche die Aktuatoren auf beiden Seiten des Fahrzeugs gemeinsam ansteuert und gemeinsam überwachen kann. According to the invention, the respective actuator, which is part of the actuator arrangement according to the invention, does not have its own control device; rather, a common control device is provided which directly controls the two drive motors of the two actuators. The control device thus controls the energization of the drive motors, which are usually designed as electric motors, combined with a corresponding detection and monitoring of the actuating movement or of the adjustment position to be assumed. When the actuator arrangement is integrated into a motor vehicle, only one control device is provided for each axle of the vehicle, for example, which controls the actuators on both sides of the vehicle and can monitor them together.
Dies führt dazu, dass die jeweiligen Aktuatoren einfacher und kleiner ausgelegt werden können, da keine separaten Steuerungseinrichtungen mehr zu integrieren sind, sondern lediglich noch entsprechende Schnittstellen, an die die gemeinsame Steuerungseinrichtung angeschlossen werden kann, um die jeweiligen Antriebsmotoren zu steuern. Durch die gemeinsame Ansteuerung beider Aktuatoren ergibt sich ferner eine einfachere und sicherere Überwachung des Zustands respektive des Betriebs der einzelnen Aktuatoren, was hinsichtlich der funktionalen Sicherheit Vorteile mit sich bringt.This means that the respective actuators can be designed to be simpler and smaller, since separate control devices no longer have to be integrated, but only corresponding interfaces to which the common control device can be connected in order to control the respective drive motors. The joint control of both actuators also results in a simpler and safer monitoring of the status or operation of the individual actuators, which has advantages in terms of functional safety.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, diese gemeinsame Steuerungseinrichtung auch relativ weit entfernt von den jeweiligen Aktuatoren anzuordnen. So kann sie im Falle der Integration der Aktuatoranordnung in einem Kraftfahrzeug beispielsweise im Bereich der Spritzwand, im Motorraum oder auch im Innenbereich des Fahrzeugs angeordnet werden. Dies ermöglicht es, die Steuerungseinrichtung einfacher auszulegen. Ja nach Verbauort kann das Temperaturintervall, dem die Steuerungseinrichtung ausgesetzt ist, mitunter deutlich schmäler sein, die benötigte Schutzklasse gegen Wassereindringen und Steinschlag kann eine andere sein, wenn die Steuerungseinrichtung beispielsweise im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, wie auch Vorkehrungen gegen Erschütterungen und Vibrationen bei Wahl eines entsprechenden Verbauorts mitunter andere sind als bei bisher bekannter aktuatorseitiger Integration. Auch kann die absolut zu ertragende Temperatur deutlich geringer sein.There is also the possibility of arranging this common control device relatively far away from the respective actuators. For example, in the case of integration of the actuator arrangement in a motor vehicle, it can be arranged in the area of the bulkhead, in the engine compartment or also in the interior of the vehicle. This makes it possible to design the control device more simply. Depending on the installation location, the temperature interval to which the control device is exposed can sometimes be significantly narrower, the required protection class against water penetration and stone chipping can be different if the control device is arranged in the vehicle interior, for example, as well as precautions against shocks and vibrations if an appropriate one is selected Installation locations are sometimes different than in the case of previously known actuator-side integration. The absolute temperature to be borne can also be significantly lower.
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, nicht nur zwei Aktuatoren über eine gemeinsame Steuerungseinrichtung anzusteuern, sondern beispielsweise vier Aktuatoren, das heißt, dass bei Integration in einem Kraftfahrzeug alle an der Vorder- und der Hinterachse vorgesehene Aktuatoren über eine gemeinsame Steuerungseinrichtung angesteuert werden. Aber auch bei Integration der Aktuatoranordnung bei anderen Gerätschaften wie beispielsweise Möbeln und Ähnlichem ist es mitunter zweckmäßig, mehr als zwei Aktuatoren über eine gemeinsame Steuerungseinrichtung zu koppeln.Of course, there is the possibility of not only controlling two actuators via a common control device, but for example four actuators, that is to say that when integrated in a motor vehicle, all actuators provided on the front and rear axles are controlled via a common control device. But even when integrating the actuator arrangement with other devices such as furniture and the like, it is sometimes expedient to couple more than two actuators via a common control device.
Neben der Aktuatoranordnung betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine im Bereich der Vorder- oder Hinterachse verbaute Aktuatoranordnung der beschriebenen Art. Bei diesem Kraftfahrzeug kommen also an der Vorderachse oder der Hinterachse oder auch an beiden Achsen jeweils eine solche Aktuatoranordnung zum Einsatz. Das heißt, dass die Motoren der beiden Aktuatoren der Vorderachse über eine gemeinsame Steuerungseinrichtung angesteuert werden, wie auch die Motoren der Aktuatoren der Hinterachse. Denkbar ist alternativ aber auch, dass sowohl an der Vorderachse als auch an der Hinterachse eine gemeinsame Aktuatoranordnung der beschriebenen Art umfassend vier Aktuatoren nebst Motoren und eine gemeinsame Steuerungseinrichtung verbaut ist.In addition to the actuator arrangement, the invention further relates to a motor vehicle, comprising an actuator arrangement of the type described, which is installed in the region of the front or rear axle. In this motor vehicle, such an actuator arrangement is used on the front axle or the rear axle or on both axles. This means that the motors of the two actuators on the front axle are controlled via a common control device, as are the motors of the actuators on the rear axle. Alternatively, however, it is also conceivable that a common actuator arrangement of the type described comprising four actuators and motors and a common control device is installed both on the front axle and on the rear axle.
FigurenlisteFigure list
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Aktuatoranordnung, -
2 eine Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer an der Vorderachse angeordneten ersten Aktuatoranordnung und einer an der Hinterachse angeordneten zweiten Aktuatoranordnung, und -
3 ein Kraftfahrzeug mit einer Aktuatoranordnung an Vorder- und Hinterachse.
-
1 1 shows a schematic diagram of an actuator arrangement according to the invention, -
2nd a schematic diagram of a motor vehicle with a first actuator arrangement arranged on the front axle and a second actuator arrangement arranged on the rear axle, and -
3rd a motor vehicle with an actuator arrangement on the front and rear axles.
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Die Aktuatoranordnung
Jeder Aktuator
Diese Relativbewegung durch Rotation entweder der Gewindespindel
Die Steuerung beider Antriebsmotoren
Die Steuerungseinrichtung
Die Antriebsmotoren
Die Steuerungseinrichtung
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- AktuatoranordnungActuator arrangement
- 22nd
- AktuatorActuator
- 33rd
- FederbeinShock absorber
- 44th
- Fahrwerklanding gear
- 55
- KarosseBody
- 66
- GewindespindeltriebLead screw drive
- 77
- GewindespindelThreaded spindle
- 88th
- GewindemutterThreaded nut
- 99
- AntriebsmotorDrive motor
- 1010th
- SteuerungseinrichtungControl device
- 1111
- StromversorgungsleitungPower supply line
- 1212th
- SteuerleitungControl line
- 1313
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 1414
- VorderachseFront axle
- 1515
- HinterachseRear axle
- 1616
- SteuerungseinrichtungControl device
Claims (3)
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DE102014203862A1 DE102014203862A1 (en) | 2015-09-10 |
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ID=53883890
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Citations (2)
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