DE102018222866A1

DE102018222866A1 - Vehicle with an actuator unit

Info

Publication number: DE102018222866A1
Application number: DE102018222866.3A
Authority: DE
Inventors: Jakub Lasica; Stefan Schmidgall
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-25

Abstract

Fahrzeug (1) mit einer Steuereinrichtung (2), mit wenigstens einer Aktuatoreinheit (3) zur mechanischen Positionsänderung eines Bauteils (4), wobei die Aktuatoreinheit (3) wenigstens einen Elektromotor (5) und wenigstens eine Getriebeeinheit (7) aufweist, wobei der Elektromotor (5) und die Getriebeeinheit (7) räumlich zu einer Baugruppe zusammenfasst sind, mit einer Elektronikeinheit (8) zur elektrischen Ansteuerung und/oder elektrischen Leistungsversorgung der Aktuatoreinheit (3), wobei die Elektronikeinheit (8) von der Aktuatoreinheit (3) räumlich getrennt angeordnet ist, wobei die Elektronikeinheit (8) kommunizierend mit der Steuereinrichtung (2) verbunden ist.Vehicle (1) with a control device (2), with at least one actuator unit (3) for mechanically changing the position of a component (4), the actuator unit (3) having at least one electric motor (5) and at least one gear unit (7), the Electric motor (5) and the gear unit (7) are spatially combined to form an assembly, with an electronics unit (8) for electrical control and / or electrical power supply to the actuator unit (3), the electronics unit (8) being spatially separated from the actuator unit (3) is arranged separately, the electronics unit (8) being communicatively connected to the control device (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Steuereinrichtung und mit wenigstens einer Aktuatoreinheit zur mechanischen Positionsänderung eines Bauteils.The present invention relates to a vehicle with a control device and with at least one actuator unit for mechanically changing the position of a component.

Fahrzeuge, insbesondere Fahrzeuge mit einer Brennkraftmaschine oder auch Fahrzeuge, die teilweise oder vollständig elektrisch angetrieben werden, umfassen Systeme zur Steuerung und/oder Regelungen von Aktuatoreinheiten. Diese Aktuatoreinheiten werden zur mechanischen Positionsänderung von Bauteilen eingesetzt, um beispielsweise eine zur Verbrauchsreduktion, eine Einsparung von CO2-Emissionen und/oder Komforterhöhung zu erzielen.Vehicles, in particular vehicles with an internal combustion engine or vehicles that are partially or fully electrically driven, comprise systems for controlling and / or regulating actuator units. These actuator units are used to mechanically change the position of components, for example to reduce consumption, save CO2 emissions and / or increase comfort.

Ein Fahrzeug kann ein Kühlsystem umfassen, welches beispielsweise ein Antriebsaggregat, einen Wärmetauscher, eine Fluidpumpe und ein Regelventil für einen Hauptkühlkreislauf (Kühler, Bypass) aufweisen kann, wobei das Regelventil über eine elektrisch angetriebene Aktuatoreinheit angesteuert werden kann. Es können auch einzelne Fluidkreise für Wärmequellen oder -senken wie eine Heizungseinheit, eine Ölkühlereinheit, einen Wärmespeicher oder auch elektrische Komponenten (Batterie, Elektromotor, Leistungselektronik, ...) mit weiteren Regelventilen vorgesehen sein.A vehicle can include a cooling system, which can have, for example, a drive unit, a heat exchanger, a fluid pump and a control valve for a main cooling circuit (cooler, bypass), the control valve being able to be controlled by an electrically driven actuator unit. Individual fluid circuits for heat sources or sinks such as a heating unit, an oil cooler unit, a heat accumulator or also electrical components (battery, electric motor, power electronics, ...) with further control valves can also be provided.

Im Stand der Technik ist die Aktuatoreinheit als eine räumlich zusammengefasste Baugruppe ausgebildet, die neben einem Elektromotor auch eine Elektronikeinheit zur elektrischen Ansteuerung und/oder elektrischen Leistungsversorgung der Aktuatoreinheit umfasst. Die Elektronikeinheit wandelt bzw. übersetzt Steuersignale, die von der Steuereinrichtung übermittelt werden, in geeignete elektrische Ansteuerströme und/oder elektrische Ansteuerspannungen, um einen gewünschten Betrieb der Aktuatoreinheit, insbesondere des Elektromotors, zu ermöglichen. Da eine solche Aktuatoreinheit als eine räumlich zusammengefasste Baugruppe ausgebildet ist, ist die Elektronikeinheit hohen thermischen Belastungen ausgesetzt, die die Lebensdauer und ordnungsgemäße Funktionalität der Elektronikeinheit teilweise oder auch vollständig beinträchtigen können. Eine Ausgestaltung der Elektronikeinheit bezüglich einer thermischen Abschirmung führt zu erhöhten Produktionskosten. Eine höhere Betriebstemperaturbeständigkeit der Elektronikeinheit kann auch durch teurere Elektronikbauteile erreicht werden.In the prior art, the actuator unit is designed as a spatially combined assembly which, in addition to an electric motor, also includes an electronic unit for electrical control and / or electrical power supply to the actuator unit. The electronic unit converts or translates control signals that are transmitted by the control device into suitable electrical control currents and / or electrical control voltages in order to enable the actuator unit, in particular the electric motor, to operate as desired. Since such an actuator unit is designed as a spatially combined assembly, the electronic unit is exposed to high thermal loads, which can partially or completely impair the service life and proper functionality of the electronic unit. An embodiment of the electronics unit with regard to thermal shielding leads to increased production costs. A higher operating temperature resistance of the electronics unit can also be achieved through more expensive electronic components.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine kostengünstigere Aktuatoreinheit umfasst.The present invention is based on the object of specifying a vehicle of the type mentioned at the outset which comprises a more cost-effective actuator unit.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this problem is solved by the subjects of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Elektronikeinheit von der Aktuatoreinheit räumlich getrennt anzuordnen, sodass die thermische Belastung der Elektronikeinheit reduziert wird.The present invention is based on the general idea of arranging the electronics unit spatially separate from the actuator unit, so that the thermal load on the electronics unit is reduced.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst eine Steuereinrichtung und wenigstens eine Aktuatoreinheit zur mechanischen Positionsänderung eines Bauteils. Die Aktuatoreinheit weist wenigstens einen Elektromotor mit einer drehbar antreibbaren Antriebswelle auf. Der Elektromotor kann als Gleichstrommotor oder als Schrittmotor ausgebildet sein.The vehicle according to the invention comprises a control device and at least one actuator unit for mechanically changing the position of a component. The actuator unit has at least one electric motor with a rotatably drivable drive shaft. The electric motor can be designed as a DC motor or as a stepper motor.

Die Aktuatoreinheit weist wenigstens eine Getriebeeinheit auf, die mit der Antriebswelle antriebsmäßig verbunden ist. Die Getriebeeinheit kann wenigstens ein Stirnrad und/oder wenigstens ein Schneckenrad und/oder wenigstens eine Zahnstange aufweisen. Die Antriebswelle kann ein Stirnrad aufweisen, welches in die Getriebeeinheit und/oder ein Bauteil der Getriebeeinheit eingreift.
Der Elektromotor und die Getriebeeinheit sind räumlich zu einer Baugruppe zusammenfasst. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass der Elektromotor und die Getriebeeinheit in einem Gehäuse angeordnet sind.The actuator unit has at least one gear unit which is drivingly connected to the drive shaft. The gear unit can have at least one spur gear and / or at least one worm gear and / or at least one rack. The drive shaft can have a spur gear which engages in the gear unit and / or a component of the gear unit.
The electric motor and the gear unit are spatially combined to form an assembly. It can be provided that the electric motor and the gear unit are arranged in one housing.

Das Fahrzeug weist eine Elektronikeinheit zur elektrischen Ansteuerung und/oder elektrischen Leistungsversorgung der Aktuatoreinheit, insbesondere des Elektromotors, auf. Hierbei ist die Elektronikeinheit kommunizierend mit der Steuereinrichtung verbunden. Die Elektronikeinheit wandelt bzw. übersetzt Steuersignale, die von der Steuereinrichtung übermittelt werden, in geeignete elektrische Ansteuerströme und/oder elektrische Ansteuerspannungen, um einen gewünschten Betrieb der Aktuatoreinheit, insbesondere des Elektromotors, zu ermöglichen.The vehicle has an electronics unit for the electrical control and / or electrical power supply of the actuator unit, in particular of the electric motor. The electronics unit is communicatively connected to the control device. The electronic unit converts or translates control signals that are transmitted by the control device into suitable electrical control currents and / or electrical control voltages in order to enable the actuator unit, in particular the electric motor, to operate as desired.

Unter einer kommunizierenden Verbindung kann eine Verbindung über elektrisch leitende Leitungen zu verstehen sein, wobei über diese Leitungen eine elektrische Kommunikation zwischen wenigstens zwei Bauteilen über analoge und/oder digitale Steuersignale, insbesondere elektrische Steuerströme und/oder elektrische Steuerspannungen, ermöglicht. Eine solche kommunizierende Verbindung kann auch als Bussystem ausgebildet sein.A communicating connection can be understood to mean a connection via electrically conductive lines, with these lines enabling electrical communication between at least two components via analog and / or digital control signals, in particular electrical control currents and / or electrical control voltages. Such a communicating connection can also be designed as a bus system.

Die Elektronikeinheit ist mit der Aktuatoreinheit, insbesondere mit dem Elektromotor, kommunizierend verbunden. Die Elektronikeinheit kann eine Ansteuereinheit bzw. Treibereinheit und/oder eine Leistungselektronikeinheit aufweisen.The electronics unit is connected in a communicating manner with the actuator unit, in particular with the electric motor. The electronics unit can have a control unit or driver unit and / or a power electronics unit.

Die Elektronikeinheit ist von der Aktuatoreinheit räumlich getrennt angeordnet. Unter räumlich getrennt kann in diesem Zusammenhang zu verstehen sein, dass der kürzeste Abstand entlang einer Geraden zwischen der Aktuatoreinheit und der Elektronikeinheit größer ist als die größte Abmessung der Elektronikeinheit und/oder der Aktuatoreinheit. Eine räumliche Trennung kann auch vorliegen, wenn der kürzeste Abstand entlang einer Geraden zwischen der Aktuatoreinheit und der Elektronikeinheit so gewählt ist, dass die thermische Belastung, also Umgebungstemperatur, der Elektronikeinheit im Vergleich zur thermischen Belastung der Aktuatoreinheit um wenigstens 20 %, bevorzugt um wenigstens 40 %, besonders bevorzugt um wenigstens 60 %, reduziert ist. The electronics unit is arranged spatially separated from the actuator unit. In this context, spatially separated can be understood to mean that the shortest distance along a straight line between the actuator unit and the electronics unit is greater than the largest dimension of the electronics unit and / or the actuator unit. A spatial separation can also exist if the shortest distance along a straight line between the actuator unit and the electronics unit is selected such that the thermal load, i.e. ambient temperature, of the electronics unit is at least 20%, preferably at least 40, compared to the thermal load of the actuator unit %, particularly preferably reduced by at least 60%.

Da beim erfindungsgemäßen Fahrzeug die Elektronikeinheit in kühleren Bereichen angeordnet ist, kann auf eine kostenintensive thermische Abschirmung im Wesentlichen verzichten werden. Zusätzlich kann der lokale Bauraum, den die Aktuatoreinheit erfordert, reduziert werden.Since the electronics unit in the vehicle according to the invention is arranged in cooler areas, cost-intensive thermal shielding can essentially be dispensed with. In addition, the local installation space that the actuator unit requires can be reduced.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass mehrere Aktuatoreinheiten im Fahrzeug angeordnet sind, wobei wenigstens zwei Aktuatoreinheiten mit einer gemeinsamen Elektronikeinheit kommunizierend verbunden sind, wobei die Elektronikeinheit zur elektrischen Ansteuerung und/oder elektrischen Leistungsversorgung der wenigstens zwei Aktuatoreinheiten ausgebildet und/oder programmiert ist. Hierdurch kann der Bauraum- und Kostenbedarf bezüglich der Elektronikeinheiten erheblich reduziert werden, sodass die Gesamtkosten für den Einsatz einer Aktuatoreinheit reduziert werden können. Ferner ergibt sich hierdurch eine Kostenersparnis durch die Reduktion der Anzahl der benötigten elektrisch leitenden Leitungen.In an advantageous development of the solution according to the invention, it is provided that a plurality of actuator units are arranged in the vehicle, at least two actuator units being communicatively connected to a common electronics unit, the electronics unit being designed and / or programmed for the electrical control and / or electrical power supply of the at least two actuator units is. As a result, the installation space and cost requirements with regard to the electronic units can be considerably reduced, so that the overall costs for the use of an actuator unit can be reduced. This also results in a cost saving by reducing the number of electrically conductive lines required.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass mehrere Aktuatoreinheiten im Fahrzeug angeordnet sind, wobei alle Aktuatoreinheiten mit einer gemeinsamen Elektronikeinheit kommunizierend verbunden sind, wobei die Elektronikeinheit zur elektrischen Ansteuerung und/oder elektrischen Leistungsversorgung aller Aktuatoreinheiten ausgebildet und/oder programmiert ist. Somit lassen sich die Gesamtkosten für den Einsatz einer Aktuatoreinheit weiter reduzieren.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention it is provided that a plurality of actuator units are arranged in the vehicle, all actuator units being communicatively connected to a common electronics unit, the electronics unit being designed and / or programmed for the electrical control and / or electrical power supply of all actuator units. This means that the total costs for using an actuator unit can be reduced further.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Fluidventil, insbesondere ein Kühlmittelventil, im Fahrzeug angeordnet ist. Das Fluidventil weist wenigstens einen Fluidkanal und wenigstens einen Ventilkörper auf, wobei der Ventilkörper antriebsmäßig mit wenigstens einer Aktuatoreinheit verbunden ist. Es kann vorgesehen sein, dass der Ventilkörper antriebsmäßig mit der Getriebeeinheit verbunden sein kann. Durch diese Aktuatoreinheit ist eine mechanische Positionsänderung des Ventilkörpers im Fluidventil ausführbar, um den Fluidkanal ganz oder teilweise zu öffnen und/oder zu schließen. Unter einem Schließen des Fluidkanals kann zu verstehen sein, dass ein Strömungsquerschnitt des Fluidkanals reduziert wird. Unter einem Öffnen des Fluidkanals kann zu verstehen sein, dass ein Strömungsquerschnitt des Fluidkanals vergrößert wird. Der Ventilkörper, das Fluidventil und/oder die Getriebenheit können aus einem Thermoplast ausgebildet sein.In an advantageous development of the solution according to the invention it is provided that at least one fluid valve, in particular a coolant valve, is arranged in the vehicle. The fluid valve has at least one fluid channel and at least one valve body, the valve body being connected in terms of drive to at least one actuator unit. It can be provided that the valve body can be connected in terms of drive to the gear unit. This actuator unit can be used to mechanically change the position of the valve body in the fluid valve in order to open and / or close the fluid channel in whole or in part. Closing the fluid channel can be understood to mean that a flow cross section of the fluid channel is reduced. Opening the fluid channel can be understood to mean that a flow cross section of the fluid channel is enlarged. The valve body, the fluid valve and / or the gear mechanism can be formed from a thermoplastic.

Das Fluidventil kann als elektrisches Kühlmittelventil ausgebildet sein. Ein solches Kühlmittelventil kann einen Ventilkörper (in Form einer Scheibe, eines Zylinders oder einer Kugel/eines Rotationsellipsoiden) aufweisen, dessen Position durch die Aktuatoreinheit veränderlich ist, um einen oder mehrere Kühlmittelzugänge oder Kühlmittelabgänge (Kühlmittelanschlüsse) im Ventil Kühlmittelventil ganz oder teilweise zu öffnen und/oder zu schließen. Diese Kühlmittelanschlüsse können gegen den Ventilkörper mit einer Dichtung versehen sein, um einen Kühlmittelstrom durch einen geschlossenen Kühlmittelanschluss zu verhindern. Diese Dichtungen können auf dem Ventilkörper, im Kühlmittelanschluss und/oder in einem Gehäuse untergebracht und/oder angeordnet sein. Ferner können diese Dichtungen durch ein weiteres Element, wie beispielsweise eine Feder, ein Elastomer und/oder eine Klemmscheibe verspannt und/oder vorgespannt sein. Die Kühlmittelanschlüsse können Bestandteil des Gehäuses sein oder an dieses über Form-/Kraft- oder Stoffschluss angebracht sein. Die Kühlmittelanschlüsse können beispielsweise über einen Bajonettverschluss, einen Schraubbefestigung oder mittels Reibschweißen am Gehäuse angeordnet sein. Der Ventilkörper, das Gehäuse und/oder die Kühlmittelanschlüsse können aus einem Thermoplast ausgebildet sein.The fluid valve can be designed as an electrical coolant valve. Such a coolant valve can have a valve body (in the form of a disk, a cylinder or a ball / an ellipsoid of revolution), the position of which can be changed by the actuator unit in order to open one or more coolant inlets or coolant outlets (coolant connections) in the valve coolant valve in whole or in part and / or close. These coolant connections can be provided with a seal against the valve body in order to prevent a coolant flow through a closed coolant connection. These seals can be accommodated and / or arranged on the valve body, in the coolant connection and / or in a housing. Furthermore, these seals can be braced and / or prestressed by a further element, such as a spring, an elastomer and / or a clamping disk. The coolant connections can be part of the housing or can be attached to it via a form / force or material connection. The coolant connections can, for example, be arranged on the housing via a bayonet lock, a screw fastening or by means of friction welding. The valve body, the housing and / or the coolant connections can be formed from a thermoplastic.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der Ventilkörper ein Bestandteil einer Über- und/oder Untersetzung der Getriebeeinheit ist. Hierdurch kann eine Hysterese bei einer Bewegungsrichtungsumkehr des Ventilkörpers im Wesentlichen vermieden werden, sodass die Regelgüte des Fluidventils erhöht werden kann.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention it is provided that the valve body is a component of a step-up and / or step-down of the gear unit. As a result, a hysteresis when the direction of movement of the valve body is reversed can essentially be avoided, so that the control quality of the fluid valve can be increased.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass ein äußerer Umfangsabschnitt des Ventilkörpers wenigstens teilweise einen Zahnkranz ausbildet. Es kann vorgesehen sein, dass der Ventilkörper diesen Zahnkranz integral ausbildet. Hierdurch können die Fertigungskosten bei Verbesserung der Regelgüte des Fluidventils reduziert werden. Der Zahnkranzdurchmesser kann größer, gleich oder kleiner sein als der Ventilkörperdurchmesser.In an advantageous development of the solution according to the invention, it is provided that an outer peripheral section of the valve body at least partially forms a ring gear. It can be provided that the valve body integrally forms this ring gear. As a result, the manufacturing costs can be reduced while improving the control quality of the fluid valve. Of the Ring gear diameter can be larger, equal or smaller than the valve body diameter.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der Zahnkranz in ein Stirnrad oder ein Schneckenrad der Getriebeeinheit eingreift, um eine einer Über- und/oder Untersetzung der Getriebeeinheit mitzuwirken. Das Stirnrad und/oder das Schneckenrad können in einem Ventilgehäuse des Fluidventils gelagert sein und sich somit im Kühlmittelraum befinden, um beispielsweise eine Schmierung zur Verfügung zu stellen. Bei einem Einsatz eines Schneckenrades besteht zusätzlich der Vorteil, dass der Antrieb und/oder der Elektromotor in einem großen Bereich um das Schneckenrad herum angeordnet werden kann und somit Vorteile bezüglich einer Bauraumanpassung bestehen.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, it is provided that the toothed ring engages in a spur gear or a worm gear of the gear unit in order to participate in a gear ratio reduction and / or reduction. The spur gear and / or the worm gear can be mounted in a valve housing of the fluid valve and can therefore be located in the coolant chamber, for example to provide lubrication. If a worm wheel is used, there is the additional advantage that the drive and / or the electric motor can be arranged in a large area around the worm wheel, and there are therefore advantages with regard to adaptation to the installation space.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der Ventilkörper scheibenförmig und/oder kugelförmig und/oder zylinderförmig und/oder als Rotationsellipsoid ausgebildet ist und wenigstens einen Stirnseitenabschnitt aufweist, wobei der Zahnkranz an diesem Stirnseitenabschnitt angeordnet ist und/oder durch diesen Stirnseitenabschnitt ausgebildet ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der Zahnkranz als Innenzahnkranz ausgebildet ist, um eine verbesserte Bauraumanpassung zu erzielen.In an advantageous development of the solution according to the invention, it is provided that the valve body is disc-shaped and / or spherical and / or cylindrical and / or is designed as an ellipsoid of revolution and has at least one end section, the toothed ring being arranged on this end section and / or being formed by this end section is. In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention it is provided that the ring gear is designed as an internal ring gear in order to achieve an improved adaptation to the installation space.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der Zahnkranz bezüglich des Ventilkörpers separat ausgebildet ist und auf dem Stirnseitenabschnitt des Ventilkörpers aufgesteckt und/oder gepresst und/oder angespritzt ist. Hierdurch lässt sich der Ventilkörper beispielsweise aus einem kostengünstigen Material fertigen, wohingegen der Zahnkranz aus einem verschleißfesten und/oder gleitoptimierten Material hergestellt werden kann. Hierdurch können die Gesamtkosten des Ventilkörper bzw. des Fluidventils gesenkt werden.In an advantageous development of the solution according to the invention, it is provided that the toothed ring is designed separately with respect to the valve body and is attached and / or pressed and / or molded onto the end section of the valve body. As a result, the valve body can be manufactured, for example, from an inexpensive material, whereas the ring gear can be manufactured from a wear-resistant and / or sliding-optimized material. As a result, the total costs of the valve body or the fluid valve can be reduced.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass das Fluidventil zwei Ventilkörper aufweist, die jeweils einen Zahnkranz aufweisen, wobei die Zahnkränze der beiden Ventilkörper direkt ineinander greifen oder über ein Zwischenzahnrad antriebsmäßig verbunden sind. Hierdurch kann eine verbesserte Bauraumausnutzung erzielt werden.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, it is provided that the fluid valve has two valve bodies, each of which has a ring gear, the ring gears of the two valve bodies meshing directly with one another or being connected in terms of drive via an intermediate gearwheel. In this way, an improved use of installation space can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Getriebeeinheit ein Planetengetriebe ausbildet. Hierdurch kann eine verbesserte Bauraumausnutzung erzielt werden.In an advantageous development of the solution according to the invention, it is provided that the gear unit forms a planetary gear. In this way, an improved use of installation space can be achieved.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der Elektromotor als bürstenloser Gleichstrommotor oder als Schrittmotor ausgebildet ist, um eine gewünschte Positionierung des Ventilkörpers bzw. Stellung des Fluidventils zu ermöglichen.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, it is provided that the electric motor is designed as a brushless DC motor or as a stepping motor in order to enable the valve body to be positioned or the fluid valve to be in the desired position.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Steuereinrichtung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges, bei dem die Steuereinrichtung ein Steuersignal an wenigstens eine Elektronikeinheit übermittelt, wobei die Elektronikeinheit eine Aktuatoreinheit oder mehrere Aktuatoreinheiten ansteuert, wobei mehrere Aktuatoreinheiten seriell bzw. hintereinander oder parallel ansteuert werden.The invention further relates to a method for operating a control device of a vehicle according to the invention, in which the control device transmits a control signal to at least one electronics unit, the electronics unit controlling one actuator unit or a plurality of actuator units, wherein a plurality of actuator units are controlled in series or in succession or in parallel.

Es kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung des Fahrzeuges zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet und/oder programmiert ist.It can be provided that the control device of the vehicle is designed and / or programmed to execute the method according to the invention.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass Stellpositionen von Elektromotoren und/oder von Ventilkörpern in der Steuereinrichtung hinterlegt werden. Somit kann auf die Positionsrückmeldungssensoren in den Aktuatoreinheiten und/oder Elektromotoren verzichtet werden.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, provision is made for positioning positions of electric motors and / or of valve bodies to be stored in the control device. The position feedback sensors in the actuator units and / or electric motors can thus be dispensed with.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, the same reference symbols referring to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug,
2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges,
3 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilkörpers,
4 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilkörpers,
5 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilkörpers.

It shows, each schematically

1 a vehicle according to the invention,
2nd another embodiment of a vehicle according to the invention,
3rd a first embodiment of a valve body according to the invention,
4th a second embodiment of a valve body according to the invention,
5 a third embodiment of a valve body according to the invention.

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 1 in einer stark vereinfachten Darstellung gezeigt. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Steuereinrichtung 2, die kommunizierend mit einer ersten Elektronikeinheit 8, mit einer zweiten Elektronikeinheit 8a und einer dritten Elektronikeinheit 8b verbunden ist.In the 1 is a vehicle according to the invention 1 shown in a very simplified representation. The vehicle 1 comprises a control device 2nd communicating with a first electronics unit 8th , with a second electronics unit 8a and a third electronics unit 8b connected is.

Die Elektronikeinheit 8 ist kommunizierend mit der Aktuatoreinheit 3 verbunden, wobei die Aktuatoreinheit 3 einen Elektromotor 5 und eine Getriebeeinheit 7 aufweist. Die Elektronikeinheit 8a ist kommunizierend mit der Aktuatoreinheit 3a verbunden, wobei die Aktuatoreinheit 3a einen Elektromotor 5a und eine Getriebeeinheit 7a aufweist. Die Elektronikeinheit 8b ist kommunizierend mit der Aktuatoreinheit 3b verbunden, wobei die Aktuatoreinheit 3b einen Elektromotor 5b und eine Getriebeeinheit 7b aufweist. Die Elektronikeinheit 8 ist beabstandet zur Aktuatoreinheit 3 angeordnet. Die Elektronikeinheit 8a ist beabstandet zur Aktuatoreinheit 3a angeordnet. Die Elektronikeinheit 8b ist beabstandet zur Aktuatoreinheit 3b angeordnet.The electronics unit 8th communicates with the actuator unit 3rd connected, the actuator unit 3rd an electric motor 5 and a gear unit 7 having. The electronics unit 8a communicates with the actuator unit 3a connected, the actuator unit 3a an electric motor 5a and a gear unit 7a having. The electronics unit 8b communicates with the actuator unit 3b connected, the actuator unit 3b an electric motor 5b and a gear unit 7b having. The electronics unit 8th is spaced from the actuator unit 3rd arranged. The electronics unit 8a is spaced from the actuator unit 3a arranged. The electronics unit 8b is spaced from the actuator unit 3b arranged.

Im Fahrzeug 1 ist wenigstens ein Fluidventil 9, insbesondere ein Kühlmittelventil, angeordnet, wobei das Fluidventil 9 wenigstens einen Fluidkanal 10 und wenigstens einen Ventilkörper 11 aufweist. Der Ventilkörper 11 ist antriebsmäßig mit wenigstens einer Aktuatoreinheit 3 verbunden. Durch diese Aktuatoreinheit 3 ist eine mechanische Positionsänderung des Ventilkörpers 11 im Fluidventil 9 ausführbar ist, um den Fluidkanal 10 ganz oder teilweise zu öffnen und/oder zu schließen.In the vehicle 1 is at least one fluid valve 9 , in particular a coolant valve, arranged, the fluid valve 9 at least one fluid channel 10 and at least one valve body 11 having. The valve body 11 is drive-wise with at least one actuator unit 3rd connected. Through this actuator unit 3rd is a mechanical change in position of the valve body 11 in the fluid valve 9 is executable to the fluid channel 10 to open and / or close completely or partially.

Im Fahrzeug 1 ist wenigstens ein Fluidventil 9a, insbesondere ein Kühlmittelventil, angeordnet, wobei das Fluidventil 9a wenigstens einen Fluidkanal 10a und wenigstens einen Ventilkörper 11a aufweist. Der Ventilkörper 11a ist antriebsmäßig mit wenigstens einer Aktuatoreinheit 3a verbunden. Durch diese Aktuatoreinheit 3a ist eine mechanische Positionsänderung des Ventilkörpers 11 a im Fluidventil 9a ausführbar ist, um den Fluidkanal 10a ganz oder teilweise zu öffnen und/oder zu schließen.In the vehicle 1 is at least one fluid valve 9a , in particular a coolant valve, arranged, the fluid valve 9a at least one fluid channel 10a and at least one valve body 11a having. The valve body 11a is drive-wise with at least one actuator unit 3a connected. Through this actuator unit 3a is a mechanical change in position of the valve body 11 a in the fluid valve 9a is executable to the fluid channel 10a to open and / or close completely or partially.

Im Fahrzeug 1 ist wenigstens ein Fluidventil 9b, insbesondere ein Kühlmittelventil, angeordnet, wobei das Fluidventil 9b wenigstens einen Fluidkanal 10b und wenigstens einen Ventilkörper 11 b aufweist. Der Ventilkörper 11b ist antriebsmäßig mit wenigstens einer Aktuatoreinheit 3b verbunden. Durch diese Aktuatoreinheit 3b ist eine mechanische Positionsänderung des Ventilkörpers 11b im Fluidventil 9b ausführbar, um den Fluidkanal 10b ganz oder teilweise zu öffnen und/oder zu schließen.In the vehicle 1 is at least one fluid valve 9b , in particular a coolant valve, arranged, the fluid valve 9b at least one fluid channel 10b and at least one valve body 11 b has. The valve body 11b is drive-wise with at least one actuator unit 3b connected. Through this actuator unit 3b is a mechanical change in position of the valve body 11b in the fluid valve 9b executable to the fluid channel 10b to open and / or close completely or partially.

Im Vergleich zu 1, sind in der 2 sind die Aktuatoreinheiten 3, 3a und 3b kommunizierend mit einer gemeinsamen Elektronikeinheit 8 verbunden, wobei diese Elektronikeinheit 8 zur elektrischen Ansteuerung und/oder elektrischen Leistungsversorgung aller Aktuatoreinheiten 3, 3a und 3b ausgebildet und/oder programmiert ist.Compared to 1 , are in the 2nd are the actuator units 3rd , 3a and 3b communicating with a common electronics unit 8th connected, this electronics unit 8th for electrical control and / or electrical power supply of all actuator units 3rd , 3a and 3b trained and / or programmed.

Die Bauteile 4, 4a und 4b, die durch die Aktuatoreinheiten 3, 3a und 3b eine Positionsänderung erfahren, sind als Ventilkörper wie in der 1 ausgebildet.The components 4th , 4a and 4b by the actuator units 3rd , 3a and 3b experienced a change in position are as valve body as in the 1 educated.

In der 3 ist ein erfindungsgemäßer Ventilkörper 11 dargestellt, der eine zylindrische Ausgestaltung aufweist, wobei an einem Stirnseitenabschnitt 14 ein Zahnkranz 12 vorgesehen. Dieser Zahnkranz 12 greift in eine Getriebeeinheit 7 ein, die antriebsmäßig mit einer Antriebswelle 6 eines Elektromotors 5 verbunden ist.In the 3rd is an inventive valve body 11 shown, which has a cylindrical configuration, with an end portion 14 a ring gear 12th intended. This ring gear 12th engages in a gear unit 7 one that is driven by a drive shaft 6 an electric motor 5 connected is.

In der 4 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilkörpers 11 dargestellt, der eine kugelförmige Ausgestaltung aufweist, wobei an einem Stirnseitenabschnitt 14 ein Zahnkranz 12 vorgesehen. Dieser Zahnkranz 12 greift in eine Getriebeeinheit 7 ein, die antriebsmäßig mit einer Antriebswelle 6 eines Elektromotors 5 verbunden ist.In the 4th is a further embodiment of a valve body according to the invention 11 shown, which has a spherical configuration, with an end portion 14 a ring gear 12th intended. This ring gear 12th engages in a gear unit 7 one that is driven by a drive shaft 6 an electric motor 5 connected is.

In der 5 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilkörpers 11 dargestellt, wobei zwei Ventilkörper 11 und 11a zueinander beabstandet angeordnet sind, die jeweils einen Zahnkranz 12 bzw. 12a aufweisen. Diese Zahnkränze 12 und 12a sind über ein Zwischenzahnrad 13 antriebsmäßig verbunden. Dieses Zwischenzahnrad 13 greift in eine Getriebeeinheit 7 ein, die antriebsmäßig mit einer Antriebswelle 6 eines Elektromotors 5 verbunden ist.In the 5 is a further embodiment of a valve body according to the invention 11 shown, with two valve bodies 11 and 11a spaced from each other, each having a ring gear 12th or. 12a exhibit. These sprockets 12th and 12a are via an intermediate gear 13 connected by drive. This intermediate gear 13 engages in a gear unit 7 one that is driven by a drive shaft 6 an electric motor 5 connected is.

Claims

Vehicle (1) with a control device (2), - with at least one actuator unit (3) for mechanically changing the position of a component (4), - the actuator unit (3) has at least one electric motor (5) with a rotatably drivable drive shaft (6) , - wherein the actuator unit (3) has at least one gear unit (7) which is drivingly connected to the drive shaft (6), - the electric motor (5) and the gear unit (7) are spatially combined to form an assembly, - with one Electronics unit (8) for the electrical control and / or electrical power supply of the actuator unit (3), in particular the electric motor (5), - the electronics unit (8) being communicatively connected to the actuator unit (3), in particular to the electric motor (5) , - the electronics unit (8) being spatially separated from the actuator unit (3), wherein the electronic unit (8) is communicatively connected to the control device (2).

Vehicle (1) after Claim 1 , characterized in that - a plurality of actuator units (3) are arranged in the vehicle (1), - at least two actuator units (3) being communicatively connected to a common electronics unit (8), - the electronics unit (8) for electrical control and / or electrical power supply of the at least two actuator units (3) is designed and / or programmed.

Vehicle (1) after Claim 1 or 2nd , characterized in that - a plurality of actuator units (3) are arranged in the vehicle (1), - wherein all actuator units (3) are communicatively connected to a common electronics unit (8), - wherein the electronics unit (8) for electrical control and / or electrical power supply to all actuator units (3) is designed and / or programmed.

Vehicle (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - at least one fluid valve (9), in particular a coolant valve, is arranged in the vehicle (1), - wherein the fluid valve (9) has at least one fluid channel (10) and at least one Valve body (11), - wherein the valve body (11) is drivingly connected to at least one actuator unit (3), - whereby a mechanical change in position of the valve body (11) in the fluid valve (9) can be carried out by this actuator unit (3) To open and / or close the fluid channel (10) completely or partially.

Vehicle (1) after Claim 4 , characterized in that the valve body (11) is part of a step-up and / or step-down of the gear unit (7).

Vehicle (1) after Claim 4 or 5 , characterized in that an outer peripheral portion of the valve body (11) at least partially forms a ring gear (12).

Vehicle (1) after Claim 6 , characterized in that the ring gear (12) engages in a spur gear or a worm gear of the gear unit (7).

Vehicle (1) after Claim 6 or 7 , characterized in that - the valve body (11) is disc-shaped and / or spherical and / or cylindrical and / or in the form of an ellipsoid of revolution and has at least one end section (14), - wherein the ring gear (12) is arranged on this end section (14) and / or is formed by this end section (14).

Vehicle (1) according to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the ring gear (12) is designed as an internal ring gear.

Vehicle (1) after Claim 8 or 9 , characterized in that the toothed ring (12) is formed separately with respect to the valve body (11) and is plugged and / or pressed and / or molded onto the end face section (14) of the valve body (11).

Vehicle (1) according to one of the Claims 6 to 10 , characterized in that - the fluid valve (9) has two valve bodies (11), each of which has a ring gear (12), - the ring gears (12) of the two valve bodies (11) engaging directly with one another or via an intermediate gear (13) are connected in terms of drive.

Vehicle (1) according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the gear unit (7) forms a planetary gear.

Vehicle (1) according to one of the Claims 1 to 12th , characterized in that the electric motor (5) is designed as a brushless DC motor or as a stepper motor.

Method for operating a control device (2) of a vehicle (1) according to one of the Claims 1 to 13 , - in which the control device (2) transmits a control signal to at least one electronic unit (8), - in which the electronic unit (8) controls one actuator unit (3) or several actuator units (3), - several actuator units (3) in succession or can be controlled in parallel.

Procedure according to Claim 14 , characterized in that control positions of electric motors (5) and / or of valve bodies (11) are stored in the control device (2).