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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, insbesondere für ein Luftleitelement eines Kraftfahrzeugs.
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Kraftfahrzeuge weisen als Luftleitelemente bekannterweise Spoilerelemente auf, die je nach Fahrzustand bzw. Fahrgeschwindigkeit ausgefahren bzw. verstellt werden. So ist es beispielsweise bekannt, dass ein Heckspoiler bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten eingefahren ist und ab einer vordefinierten Fahrzeuggeschwindigkeit ausgefahren wird, um den Abtrieb zu erhöhen.
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Die
DE 10 2013 100 518 A1 offenbart eine Anordnung eines Antriebsmotors, welcher über zwei Antriebswellen mit jeweils einem damit verbundenen Getriebe gekoppelt ist, wobei die Abtriebswelle des jeweiligen Getriebes mit der Verstellkinematik des Heckspoilers verbunden ist.
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Wird die Stellung des Spoilerelements mit einem Sensor am Spoilerelement oder an der Verstellkinematik des Spoilerelements überwacht, kann bei einer mechanischen Manipulation an dem Spoilerelement die detektierte Einstellung des Spoilerelements nicht mehr der tatsächlichen Einstellung des Spoilerelements entsprechen, so dass bei einer nachfolgenden Verstellung des Spoilerelements dieses dann nicht mehr wie vorgesehen eingestellt wird.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinheit zu schaffen, welche eine verbesserte Detektion der Einstellung eines einzustellenden Elements, wie eines Luftleitelements, erlaubt.
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Die Aufgabe zu der Antriebseinheit wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, insbesondere für ein Luftleitelement eines Kraftfahrzeugs, mit einem Antriebsmotor mit einer Motorwelle und mit zumindest einem Getriebe mit einer Getriebeausgangswelle, welches mit dem Antriebsmotor als Baueinheit verbunden ist und eine Antriebsmotor-Getriebeeinheit bilden, wobei ein erster Sensor vorgesehen ist, welcher als Inkrementalgeber ausgebildet ist, welcher die Motorwelle überwacht und wobei ein zweiter Sensor vorgesehen ist, welcher eine Winkelposition der Getriebeausgangswelle detektiert. Durch die zweifache Überwachung kann eine verbesserte und genauere Überwachung der Einstellung eines verstellbaren Elements erfolgen, wobei der erste Sensor feine Veränderungen durch Überwachung der Drehung der Motorwelle detektiert und der zweite Sensor Absolutwertänderungen auch bei manueller Veränderung der Einstellung des verstellbaren Elements, selbst wenn diese Änderung der Einstellung in einem ausgeschalteten und damit nicht direkt überwachten Zustand der Antriebseinheit erfolgt.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Inkrementalgeber in dem Antriebsmotor, wie Elektromotor, integriert ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass der erste Sensor als Inkrementalgeber bei der Montage des Antriebsmotors gleich mit integriert vorgesehen sein, kann, so dass keine nachträgliche, zusätzliche Montage eines Sensors notwendig wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Inkrementalgeber mit der Motorwelle des als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotors verbunden ist. Dadurch kann eine direkte Überwachung der Drehung der Motorwelle erfolgen, wobei durch eine feine Auflösung des Inkrementalgebers auch kleine Drehwinkel der Motorwelle bereits aufgelöst werden können.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zweite Sensor als Absolutwinkelgeber ausgebildet ist. Dadurch kann die absolute Verdrehung der Getriebeausgangswelle detektiert werden, unabhängig davon, ob die Getriebeausgangswelle im eingeschalteten Zustand oder im ausgeschalteten Zustand der Antriebseinheit verdreht wurde.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn eine Steuereinheit vorgesehen ist zur Auswertung der Signale des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors. Dadurch kann in der Antriebseinheit bereits die Auswertung der Sensorsignale des ersten und/oder des zweiten Sensors erfolgen, was eine schnelle Steuerung bevorteilt.
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Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Steuereinheit in/an dem Antriebsmotor oder in/an einem Getriebe angeordnet ist. Dadurch kann eine vorteilhafte Baueinheit ausgebildet werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine perspektivische Teilansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit,
- 2 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Antriebseinheit,
- 3 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Antriebseinheit, und
- 4 eine perspektivische Teildarstellung einer Antriebseinheit.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 2 insbesondere zur Verstellung bzw. Betätigung eines Luftleitelements 3, wie beispielsweise eines Heckspoilers. Dabei kann das Luftleitelement auch beispielsweise ein anderes Luftleitelement sein, wie beispielsweise ein Frontspoiler etc.
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Die Antriebseinheit 2 für die Verstellung des Luftleitelements 3 des Kraftfahrzeugs 1 weist einen Antriebsmotor mit zumindest einem Getriebe auf, welches mit dem Antriebsmotor als Baueinheit verbunden ist und eine Antriebsmotor-Getriebeeinheit bilden, wobei die Antriebsmotor-Getriebeeinheit an ihren beiden axialen Endbereichen eine drehbare Welle 4 aufweist, welche von dem zumindest einen Getriebe antreibbar ist, zur Verstellung des Luftleitelements 3.
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Dabei treibt die jeweilige Welle 4 einen Mechanismus 5 an, welcher beiderseits des Luftleitelements vorgesehene Hebel 6 zum Heben oder Senken des Luftleitelements 3 veranlassen.
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Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 10 mit einem Antriebsmotor 11 und mit einem Getriebe 12, welches axial benachbart zu dem Antriebsmotor 11 angeordnet und mit diesem zu einer Baueinheit verbunden ist. Das Getriebe 12 ist entsprechend an einem axialen Endbereich 13 des Antriebsmotors 11 angeordnet. Ausgangsseitig des Antriebsmotors 11 ist eine Hohlwelle 14 vorgesehen, welche ein Getriebeeingangselement antreibt. Ausgangsseitig des Getriebes 12 ist eine Welle 15 vorgesehen. Diese Welle 15 ist mit einem Ausgangselement 16 des Getriebes 12 antriebsseitig verbunden.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 ist das Getriebe 12 ein Planetengetriebe, insbesondere ein mehrstufiges Planetengetriebe, wie insbesondere ein dreistufiges oder vierstufiges Planetengetriebe.
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Das Ausgangselement 16 des Getriebes 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Planetenträger. Die Welle 15 wird also von dem Planetenträger angetrieben, die Welle 15 ist entsprechend mit einem Planetenträger einer Planetenstufe des Planetengetriebes verbunden.
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Alternativ kann das Ausgangselement 16 jedoch auch ein anderes Element des Getriebes sein.
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Die 2 zeigt, dass die Welle 15 in einer ersten axialen Richtung 17 von dem Getriebe 12 abragt und in der anderen, zweiten axialen Richtung 18 durch den hohl ausgebildeten Antriebsmotor 11 durchgreift und von diesem abragt.
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Der Antriebsmotor 11 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Hohlwellenmotor, welcher von der Welle 15 durchgriffen ist. Dabei wird auch die Hohlwelle 14 von der Welle 15 durchgriffen.
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Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 20 mit einem Antriebsmotor 21 und mit zwei Getrieben 22, 23, die an jeweils einem axialen Endbereich 24, 25 des Antriebsmotors 21 angeordnet und insbesondere befestigt sind und mit diesem zu einer Baueinheit verbunden sind.
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An beiden axialen Endbereichen 24, 25 des Antriebsmotors 21 ist somit ein Getriebe 22, 23 angeordnet, wobei der Antriebsmotor 21 jeweils an beiden Endbereichen 24, 25 eine Welle 26, 27 aufweist, die antriebsseitig mit dem jeweiligen Getriebe 22, 23 mit einem Getriebeeingangselement verbunden ist.
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Ausgangsseitig ist jeweils eine Welle 28, 29 vorgesehen, die jeweils von dem jeweiligen Getriebe angetrieben wird. Mittels des jeweiligen Getriebes 22, 23 ist somit jeweils eine drehbare Welle 28, 29 antreibbar, wobei die jeweilige Welle 28, 29 in einer axialen Richtung 30, 31 von dem jeweiligen Getriebe 22, 23 abragt.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das jeweilige Getriebe 22, 23 ein Planetengetriebe ist, wie insbesondere das jeweilige Getriebe 22, 23 ein mehrstufiges Planetengetriebe, wie insbesondere ein dreistufiges oder vierstufiges Planetengetriebe, ist.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die jeweilige Welle 28, 29 mit einem Planetenträger einer Planetenstufe des Planetengetriebes als Ausgangselement verbunden ist.
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Alternativ kann als Ausgangselement des jeweiligen Getriebes 22, 23 auch ein anderes Element des Getriebes vorgesehen sein.
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Die 4 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebseinheit 51 zur Verstellung beispielsweise eines Luftleitelements eines Kraftfahrzeugs als verstellbares Element.
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Die Antriebseinheit 51 weist dabei einen Antriebsmotor 52 und zumindest ein Getriebe 53 auf, welches mit dem Antriebsmotor 52 als Baueinheit verbunden ist und eine Antriebsmotor-Getriebeeinheit bilden. Der Antriebsmotor 52 weist dabei als Elektromotor eine Motorwelle 54 auf, welche beim Betrieb des Antriebsmotors 52 angetrieben ist. Mit der Motorwelle 54 ist eine Getriebeeingangswelle 56 verbunden. Das Getriebe 53 weist auch eine Getriebeausgangswelle 57 auf, die vorteilhaft mit einer Verstellkinematik eines verstellbaren Elements, wie eines Luftleitelements, koppelbar ist.
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Die Antriebseinheit 51 ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass ein erster Sensor 55 vorgesehen ist, welcher als Inkrementalgeber ausgebildet ist, welcher die Motorwelle 54 überwacht und dass ein zweiter Sensor 58 vorgesehen ist, welcher eine Winkelposition der Getriebeausgangswelle 57 detektiert.
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Dabei ist der als Inkrementalgeber ausgebildete erste Sensor 55 in dem Antriebsmotor 52, wie Elektromotor, integriert. Vorteilhaft ist der Inkrementalgeber mit der Motorwelle 54 des als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotors 52 verbunden, insbesondere in einem Motorgehäuse.
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Der zweite Sensor 58 ist als Absolutwinkelgeber ausgebildet und er ist vorteilhaft mit der Getriebeausgangswelle 57 direkt gekoppelt, um diese in ihrer Drehstellung oder Absolutstellung zu überwachen.
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Weiterhin kann optional eine Steuereinheit 59 vorgesehen sein zur Auswertung der Signale des ersten Sensors 55 und/oder des zweiten Sensors 58. Dabei kann die Steuereinheit 59 beispielsweise in/an dem Antriebsmotor 52 oder in/an dem Getriebe 53 angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Antriebseinheit
- 3
- Luftleitelement
- 4
- Welle
- 5
- Mechanismus
- 6
- vorgesehene Hebel
- 10
- Antriebseinheit
- 11
- Antriebsmotor
- 12
- Getriebe
- 13
- axialer Endbereich
- 14
- Hohlwelle
- 15
- Welle
- 16
- Ausgangselement
- 17
- erste axiale Richtung
- 18
- zweite axiale Richtung
- 20
- Antriebseinheit
- 21
- Antriebsmotor
- 22
- Getriebe
- 23
- Getriebe
- 24
- axialer Endbereich
- 25
- axialer Endbereich
- 26
- Welle
- 27
- Welle
- 28
- Welle
- 29
- Welle
- 30
- axiale Richtung
- 31
- axiale Richtung
- 51
- Antriebseinheit
- 52
- Antriebsmotor
- 53
- Getriebe
- 54
- Motorwelle
- 55
- erster Sensor
- 56
- Getriebeeingangswelle
- 57
- Getriebeausgangswelle
- 58
- zweiter Sensor
- 59
- Steuereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013100518 A1 [0003]
