DE19917215A1 - Elektromotorische Stellanordnung für eine automatisierte Getriebe-Kupplungs-Baugruppe eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Es wird eine elektromotorische Stellanordnung für eine automatisierte Getriebe-Kupplungs-Baugruppe (5, 7) eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei der ein aus einem Bordnetz (15) des Fahrzeugs gespeister und abtriebsseitig mit einem zu betätigenden Organ (27, 43) der Getriebe-Kupplungs-Baugruppe (5, 7) gekoppelter elektrischer Stellmotor (25, 33, 35) erfindungsgemäß als elektronisch kommutierter Servomotor ausgeführt ist und zur Kommutierung der Treiberströme des Stellmotors (25, 33, 35) eine elektronische Kommutierungseinrichtung (31, 37) vorgesehen ist. Hierdurch lassen sich Schaltzeiten für einen kompletten Schaltvorgang der Getriebe-Kupplungs-Baugruppe erzielen, die im Bereich der Schaltzeiten von hydraulischen Aktuatoren liegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Stellanordnung für eine automatisierte Getriebe-Kupplungs-Baugruppe eines Fahrzeugs, mit einem aus einem Bordnetz des Fahrzeugs gespeisten und abtriebsseitig mit einem zu betätigenden Organ der Getriebe-Kupplungs-Baugruppe gekoppelten oder koppelbaren elektrischen Stellmotor.

In automatisierten Getriebe-Kupplungs-Baugruppen werden zunehmend elektromotorische Aktuatoren eingesetzt, da diese im Vergleich zu hydraulischen Aktuatoren einen geringeren Konstruktionsaufwand erfordern, damit preiswerter sind und auch höhere Wirkungsgrade ermöglichen. Problematisch sind jedoch bisher die mit elektromotorischen Aktuatoren erzielbaren Schaltgeschwindigkeiten bei Schaltgetrieben. Schnelle Schaltvorgänge sind erwünscht, um einen hohen Fahrkomfort zu bieten. Während mit hydraulischen Aktuatoren jedoch bereits Schaltzeiten von weniger als 200 ms für einen kompletten Schaltvorgang, also Auskuppeln, Gangwechseln und Einkuppeln, möglich sind, erlauben elektromotorische Aktuatoren bisher lediglich Schaltzeiten, die im bestmöglichen Fall bei etwa 500 ms liegen. Die Schwerfälligkeit der bisherigen elektromotorischen Aktuatoren hat folgenden Grund: Zur Betätigung der Schaltwelle eines Schaltgetriebes oder des Ausrückers einer Reibungskupplung müssen vergleichsweise hohe Stellkräfte aufgebracht werden. Beispielsweise kann die zur Verstellung der Schaltwelle erforderliche Kraft ohne weiteres im Bereich von 1200 Newton liegen, insbesondere wenn dabei der Widerstand eines Synchronisierungsmechanismus des Schaltgetriebes überwunden werden muß. Es wird daher ein entsprechend leistungsstarker Stellmotor benötigt. Um die gestellten Leistungsanforderungen zur erfüllen, wurden bisher ausschließlich Gleichstrombürstenmotoren eingesetzt, die jedoch durch ihr vergleichsweise hohes Trägheitsmoment und das bei den gegebenen Leistungsanforderungen relativ hohe Gewicht nur eine schlechte Dynamik bieten und zudem vergleichsweise großvolumig bauen. Nachteilig an Gleichstrombürstenmotoren ist zudem der durch Bürstenverschleiß bedingte Wartungsaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine elektromotorische Stellanordnung der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, daß schnellere Schaltzeiten der Getriebe-Kupplungs-Baugruppe realisierbar sind.

Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß im modernen Fahrzeugbau zunehmend an höhere Bordnetzspannungen als die bisher üblichen 12 bzw. 24 V gedacht wird. Vorteile werden dabei insbesondere in verbesserten Wirkungsgraden der verschiedenen elektrischen und elektronischen Komponenten des Fahrzeugs gesehen. Speziell wird an Bordnetze gedacht, die verschiedene Bordnetzspannungen bereitstellen, von denen eine weiterhin 12 V beträgt, andere jedoch höher liegen, beispielsweise bei 42 V oder darüber. Diesbezüglich wird verwiesen auf einen Artikel "Zukünftige Energiebordnetze im Kraftfahrzeug" von R. Schöttle, D. Schramm, J. Schenk in VDI Berichte Nr. 1287, 1996, Seiten 295-317.

Zur Lösung der Aufgabenstellung schlägt die Erfindung nun vor, daß der Stellmotor als elektronisch kommutierter Servomotor ausgeführt ist und zur Kommutierung der Treiberströme des Stellmotors eine elektronische Kommutierungseinrichtung vorgesehen ist. Servomotoren sind so ausgelegt, daß sie ein niedriges Trägheitsmoment aufweisen und eine dementsprechend hohe Dynamik besitzen. Sie weisen sehr kurze Anlaufzeiten auf und ermöglichen entsprechend schnelle Stellvorgänge. Bei Auslegung auf höhere Betriebsspannungen als die bisher üblichen Bordnetzspannungen können nun auch genügend leistungsstarke Servomotoren bereitgestellt werden, die für den Einsatz in automatisierten Getriebe-Kupplungs-Baugruppen geeignet sind und die dort benötigten vergleichsweise hohen Stellkräfte aufbringen können. Durch eine erhöhte Betriebsspannung von mehr als 30 V, beispielsweise etwa 40 V, 80 V oder 100 V, kann eine Leistungssteigerung der Servomotoren erzielt werden, ohne ihre Stromaufnahme erhöhen zu müssen. Dies ermöglicht es, kleine Drahtquerschnitte der Wicklungsdrähte beizubehalten und die elektrischen Verluste, das Gesamtgewicht und die Baugröße entsprechend klein zu halten.

Wegen der elektronischen Kommutierung fallen bei Gleichstrommotoren zudem mechanische Reibungsverluste weg, die an den Bürsten von Gleichstrombürstenmotoren auftreten. Auch dies fördert die hohe Dynamik des Servomotors und hilft, die gewünschten hohen Schaltgeschwindigkeiten zu erreichen.

Der Stellmotor kann als bürstenloser Gleichstrommotor ausgeführt sein. Alternativ kann er als Wechselstrommotor ausgeführt sein. Im letzteren Fall kommt sowohl eine Ausbildung als Synchronmotor in Frage als auch eine Ausbildung als Asynchronmotor.

Die erfindungsgemäße Stellanordnung kann selbstverständlich auch in Verbindung mit Bordnetzen eingesetzt werden, deren Spannungsniveau sich im bisher üblichen Rahmen von 12 bzw. 24 V bewegt. Um dennoch die oben angesprochenen Vorteile höherer Motorbetriebsspannungen nutzen zu können, empfiehlt es sich dann, daß der Kommutierungseinrichtung ein Spannungswandler vorgeschaltet ist, welcher eine niedrigere Bordnetzspannung auf eine höhere Motorbetriebsspannung wandelt. Für den Einbau im Fahrzeug ist es montagetechnisch günstig, wenn der Spannungswandler mit der Kommutierungseinrichtung oder/und dem Stellmotor zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist.

Das zu betätigende Organ der Getriebe-Kupplungs-Baugruppe kann insbesondere eine Getriebeschaltwelle oder ein Kupplungsausrücker sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine automatisierte Getriebe-Kupplungs- Baugruppe in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit den zu ihrer Betätigung benötigten mechanischen und elektrischen Komponenten,

Fig. 2a eine erste Variante einer Aktuatoranordnung zur Betätigung einer Getriebeschaltwelle,

Fig. 2b eine Ansicht in Richtung des Pfeils 11 der Fig. 2a,

Fig. 3 eine zweite Variante einer Aktuatoranordnung zur Betätigung einer Getriebeschaltwelle,

Fig. 4 eine dritte Variante einer Aktuatoranordnung zur Betätigung einer Getriebeschaltwelle,

Fig. 5a eine vierte Variante einer Aktuatoranordnung zur Betätigung einer Getriebeschaltwelle und

Fig. 5b eine Ansicht in Richtung des Pfeils V der Fig. 5a.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Verbrennungsmotor, dessen Kurbelwelle mit dem Rotor einer elektrischen Maschine 3 drehfest verbunden ist, der seinerseits über eine Reibungskupplung 5 mit einem Schaltgetriebe 7 verbunden ist. Das letztere, bei dem es sich um ein automatisiertes Schaltgetriebe handelt, steht in drehmomentübertragender Antriebsverbindung mit nicht näher dargestellten angetriebenen Rädern eines Fahrzeugs. Die elektrische Maschine 3 arbeitet im Fahrbetrieb des Fahrzeugs permanent als Generator. Zum Starten des Verbrennungsmotors 1 ist sie zudem motorisch betreibbar. Ein von einer zentralen Steuereinheit 9 gesteuerter Stromrichter 11 kommutiert die gegebenenfalls mehrphasigen Treiber- bzw. Generatorströme der elektrischen Maschine 3 und speist die im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine 3 erzeugten Generatorströme in eine Speicherbatterie 13 eines allgemein mit 15 bezeichneten Gleichspannungs-Bordnetzes des Fahrzeugs ein. Dieses Bordnetz 15 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zwei Zweige unterschiedlichen Spannungsniveaus auf, nämlich einen Niederspannungszweig 17 sowie einen Mittelspannungszweig 19. Das Spannungsniveau des Niederspannungszweigs 17 beträgt beispielsweise 12 V. Der Niederspannungszweig 17 dient zur Energieversorgung elektrischer Kleinverbraucher, die eine Niederspannungsversorgung benötigen, etwa Glühlampen eines Fahrzeugbeleuchtungssystems. Das Spannungsniveau des Mittelspannungszweigs 19 liegt höher und beträgt beispielsweise etwa 40 V, etwa 80 V oder sogar über 100 V. An den Mittelspannungszweig 19 sind elektrische Verbraucher 23 angeschlossen, die bei höheren Versorgungsspannungen Wirkungsgrad- oder Geschwindigkeitsvorteile bieten. Beispielsweise kann ein elektrisches Bremssystem oder eine elektromechanische Ventilsteuerung aus dem Mittelspannungszweig 19 versorgt werden.

Aus dem Mittelspannungszweig 19 wird zudem ein elektrischer Stellmotor 25 versorgt, der als antreibender Teil eines an einem Kupplungsausrücker 27 angreifenden Kupplungsaktuators 29 dient. Der Elektromotor 25 ist ein elektronisch kommutierter Servomotor und kann als bürstenloser Gleichstrommotor, aber auch als Wechselstrommotor ausgeführt sein. Seine Treiberströme werden von einer elektronischen Kommutierungseinrichtung 31 kommutiert, deren elektrische Ventile ebenfalls von der Steuereinheit 9 gesteuert werden.

Weiterhin werden aus dem Mittelspannungszweig 19 des Bordnetzes 15 zwei elektrische Stellmotoren 33 und 35 über eine weitere elektronische Kommutierungseinrichtung 37 versorgt, von denen der Stellmotor 33 den antreibenden Teil eines ersten Getriebeaktuators 39 bildet und der Stellmotor 35 als antreibender Teil eines zweiten Getriebeaktuators 41 dient. Die beiden Getriebeaktuatoren 39, 41 greifen an einer Schaltwelle 43 des Getriebes 7 an und ermöglichen eine Längsverstellung der Schaltwelle 43 längs eines sogenannten Schaltwegs und eine Drehverstellung der Schaltwelle 43 um deren Längsachse längs eines sogenannten Wählwegs. Durch geeignete gegenseitige Abstimmung von Längs- und Drehverstellung der Schaltwelle 43 können beliebige Gangwechsel des Schaltgetriebes 7 mit oder ohne Gassenwechsel bewirkt werden. Die Kommutierungseinrichtung 37 erlaubt hierzu eine voneinander unabhängige Ansteuerung der Elektromotore 33, 35. Auch die Elektromotoren 33, 35 sind als elektronisch kommutierte Servomotoren ausgeführt, wobei wiederum bürstenlose Gleichstrommotoren, aber auch Wechselstrommotoren in Frage kommen.

Will der Fahrer des Fahrzeugs einen Gangwechsel herbeiführen, so betätigt er mit der Hand einen Schaltknüppel 45, dessen Betätigung von einem Sensor 47 erfaßt und als elektrisches Signal an die Steuereinheit 9 gemeldet wird. Diese steuert daraufhin den Stellmotor 25 des Kupplungsaktuators 29 an und bewirkt ein Auskuppeln der Reibungskupplung 5. Anschließend führt die Steuereinheit 9 durch geeignete Ansteuerung der Getriebeaktuatoren 39, 41 den gewünschten Gangwechsel herbei, woraufhin die Reibungskupplung 5 mittels des Kupplungsaktuators 29 wieder eingekuppelt wird. Durch die Verwendung hochdynamischer Servomotoren für die Stellmotoren 25, 33, 35 läßt sich der gesamte Schaltvorgang ohne weiteres in 150 ms oder sogar noch schneller durchführen.

Für den Fall, daß das Bordnetz 15 keine unterschiedlichen Spannungsniveaus bereitstellt und nur für eine Spannung von 12 V ausgelegt ist oder daß mindestens ein Teil der Stellmotoren 25, 33, 35 mit einer noch höheren Spannung als derjenigen des Mittelspannungszweigs 19 betrieben werden soll, kann der betreffenden Kommutierungseinrichtung (in Fig. 1 der Kommutierungseinrichtung 31) ein Gleichspannungswandler 49 vorgeschaltet werden, der die Gleichspannung des Mittelspannungszweigs 19 auf das gewünschte Niveau transformiert.

Der Stellweg der Aktuatoren 29, 39, 41 kann mit Hilfe von in die Elektromotoren 25, 33, 35 integrierten Rotorlagegebern und gegebenenfalls zusätzlichen Drehzahlgebern ermittelt werden.

In den weiteren Figuren werden gleiche oder gleichwirkende Komponenten wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch ergänzt um einen Kleinbuchstaben. Soweit sich aus dem Nachstehenden nichts anderes ergibt, wird zur Erläuterung dieser Komponenten auf die vorstehenden Ausführungen zur Fig. 1 verwiesen.

In den Fig. 2a und 2b erkennt man eine Aktuatoranordnung für die Schaltwelle 43a des in Fig. 1 gezeigten Schaltgetriebes, bei dem der Schaltweg (dargestellt durch einen Pfeil 51a) und der Wählweg (dargestellt durch einen Pfeil 53a) der Schaltwelle 43a unabhängig voneinander von jeweils einem der Aktuatoren 39a, 41a eingeleitet werden können. Die den beiden Aktuatoren 39a, 41a zugeordneten Stellmotoren sind in den Fig. 2a und 2b nicht gezeigt. Jeder der Aktuatoren 39a, 41a weist einen Linearschlitten 55a bzw. 57a auf, von denen der Linearschlitten 55a in Richtung eines Pfeils 59a linear beweglich an einer fahrzeugfesten ersten Führungseinrichtung 61a, beispielsweise unter Vermittlung von Wälzkörpern, geführt ist. Der andere Linearschlitten 57a ist auf den Linearschlitten 55a aufgesattelt und mittels einer an dem Linearschlitten 55a fest angebrachten zweiten Führungseinrichtung 63a, wiederum beispielsweise unter Vermittlung von Wälzkörpern, linear beweglich geführt, und zwar in einer zur Führungsrichtung 59a des Linearschlittens 55a orthogonalen Richtung, die in Fig. 2b durch einen Pfeil 65a angedeutet ist. Die beiden Linearschlitten 55a, 57a bilden somit ein Kreuzschlittensystem.

Im oberen Schlitten 57a ist ein mit der Schaltwelle 43a fest verbundenes Hebelstück 67a gelenkig gelagert. Hierzu greift das Hebelstück 67a mit einem Kugelgelenkkopf 69a in eine Aussparung 71a in dem oberen Schlitten 57a ein.

Der Schaltweg der Schaltwelle 43a kann durch eine Verstellung des Schlittens 55a in Pfeilrichtung 59a realisiert werden. Unabhängig hiervon kann der Wählweg der Schaltwelle 43a durch eine Bewegung des Schlittens 57a relativ zu dem Schlitten 55a in Pfeilrichtung 65a herbeigeführt werden. Bei dieser Verstellung des Schlittens 57a erfolgt eine Verschwenkung des Hebelstücks 67a in der in Fig. 2b gezeigten Weise, was in einer Drehverstellung der Schaltwelle 43a resultiert.

Es versteht sich, daß zwischen die Schlitten 55a, 57a und die in den Fig. 2a und 2b nicht dargestellten Stellmotoren geeignete Getriebe, z. B. Spindeltriebe, montiert sein werden, um die Drehbewegung der Abtriebswellen der Stellmotoren in eine Linearbewegung der Schlitten 55a, 57a umzusetzen.

Die Schaltwelle 43a ist in einem Aktuatorgehäuse 73a längs- und drehbeweglich geführt, beispielsweise mittels einer Kugelführungsbuchse.

Die in den Fig. 2a und 2b gezeigte Aktuatoranordnung zeichnet sich dadurch aus, daß sie sehr hohe Positioniergenauigkeiten erlaubt und durch das Linearschlittenprinzip hohe Beschleunigungen und kurze Positionierzeiten erreicht werden können. Zudem läßt sich die Aktuatoranordnung in kompakter Bauweise ausführen.

Bei der Aktuatoranordnung der Fig. 3 erfolgt die Einleitung des Schaltwegs der Schaltwelle 43b (in Pfeilrichtung 51b) über den Stellmotor 33b des Aktuators 39b. Der letztere umfaßt eine auf einer Motorabtriebswelle 75b fest angebrachte Schnecke 77b, die in kämmendem Eingriff mit einem Schneckenrad 79b (oder einem Schneckenradsegment) steht, das seinerseits koaxial und drehfest mit einem Stirnrad 81b (oder einem Stirnradsegment) verbunden ist. Dieses Stirnrad 81b kämmt mit einem umlaufenden Zahnstangenprofil 83b, das am Außenumfang eines drehfest mit der Schaltwelle 43b verbundenen Wellenstücks 85b ausgebildet ist. Das Wellenstück 85b weist an seinem dem Stellmotor 35b zugekehrten Ende eine Axialausnehmung 87b auf, in die eine Abtriebswelle 89b des Stellmotors 35b hineinragt. Das Wellenstück 85b ist relativ zu der Motorabtriebswelle 89b längsverschieblich, ist jedoch drehfest mit der Motorabtriebswelle 89b gekuppelt. Zur drehfesten Kupplung kann zwischen das Wellenstück 85b und die Motorabtriebswelle 89b beispielsweise eine Paßfeder 91b eingesetzt werden. Denkbar ist auch, den in die Axialausnehmung 87b hineinragenden Abschnitt der Motorabtriebswelle 89b mit einem Vielkeilprofil auszuführen und die Axialausnehmung 87b mit einem entsprechenden Gegenkeilprofil zu gestalten.

Das Wellenstück 85b ist beispielsweise mittels Kugelführungsbuchsen an den in Fig. 3 mit 93b bezeichneten Stellen längs- und drehverschieblich geführt.

Der Wählweg der Schaltwelle 43b (dargestellt durch den Drehpfeil 53b) wird über den Stellmotor 35b eingeleitet. Die drehfeste Verbindung des Wellenstücks 85b mit der Motorabtriebswelle 89b bewirkt eine Verdrehung der Schaltwelle 43b um den gewünschten Drehwinkel. Unabhängig hiervon kann durch Betätigung des Stellmotors 33b eine Längsverstellung der Schaltwelle 43b herbeigeführt werden. Dabei gleitet das Wellenstück 85b auf der Motorabtriebswelle 89b des Stellmotors 35b.

Vorteilhaft an der in Fig. 3 gezeigten Aktuatoranordnung sind ihre einfache Bauweise und ihr einfaches Wirkprinzip. Sie kommt mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von Bauteilen aus, was den Fertigungsaufwand gering hält. Sie ermöglicht kurze Positionierzeiten und eine hohe Positioniergenauigkeit, letzteres wegen der stabilen Kraftübertragungsstellen im Kraftübertragungsweg von den Stellmotoren 33b, 35b zur Schaltwelle 43b (keine Gelenke).

Bei der in Fig. 4 gezeigten Aktuatoranordnung wird der Schaltweg der Schaltwelle 43c (längs des Pfeils 51c) durch den Aktuator 39c eingeleitet. Dieser umfaßt einen Schneckentrieb 95c mit einem drehfest auf der Abtriebswelle 75c des dem Aktuator 39c zugeordneten, hier nicht gezeigten Stellmotors befestigten Schneckenrad 97c und einem mit dem Schneckenrad 97c kämmenden Schneckenradsegment 99c, welches auf der Schaltwelle 43c sitzt. Die Schaltwelle 43c ist im Bereich des Schneckenradsegments 99c mit einem Außensteilgewinde ausgeführt, in das ein komplementäres Innensteilgewinde des Schneckenradsegments 99c eingreift. Bei Drehung der Motorabtriebswelle 75c wird deshalb über den Schneckentrieb 95c und den nicht selbsthemmenden Gewindeeingriff des Schneckenradsegments 99c mit der Schaltwelle 43c eine Längsverstellung der Schaltwelle 43c in Pfeilrichtung 51c bewirkt.

Der Wählweg der Schaltwelle 43c (in Pfeilrichtung 53c) wird über den Aktuator 41c eingeleitet. Dieser umfaßt einen weiteren Schneckentrieb 101c, der sich aus einem auf der Schaltwelle 43c sitzenden Schneckenradsegment 103c und einem mit dem Schneckenradsegment 103c kämmenden Schneckenrad 105c zusammensetzt, das drehfest an der Abtriebswelle 89c des dem Aktuator 41c zugeordneten Stellmotors (hier nicht gezeigt) befestigt ist. Das Schneckenradsegment 103c sitzt längsverschieblich auf der Schaltwelle 43c. Beispielsweise ist die Schaltwelle 43c im Bereich des Schneckenradsegments 103c an ihrem Außenumfang mit einem Vielkeilprofil ausgeführt, das in drehfestem, aber längsverschieblichem Eingriff mit einem komplementären Innenkeilprofil des Schneckenradsegments 103c steht.

Wenn in Folge einer Drehbewegung der Motorabtriebswelle 89c eine Drehverstellung der Schaltwelle 43c herbeigeführt wird, kommt zwangsläufig, sofern nicht Gegenmaßnahmen getroffen werden, wegen des Gewindeeingriffs zwischen dem Schneckenradsegment 99c und der Schaltwelle 43c auch eine Längsverstellung der Schaltwelle 43c zustande. Soll ausschließlich eine Drehverstellung der Schaltwelle 43c bewirkt werden, so muß der Schneckentrieb 95c zur Kompensation gegenläufig angetrieben werden. Zur Realisierung des Wählwegs ist demnach eine gleichzeitige Betätigung der den beiden Aktuatoren 39c, 41c zugeordneten Stellmotoren erforderlich.

Die Aktuatoranordnung der Fig. 4 zeichnet sich durch eine einfache Bauweise und ein einfaches Wirkprinzip aus. Sie erlaubt hohe Positioniergenauigkeiten und wegen des Steilgewindeprinzips auch akzeptable Positionierzeiten für den Schaltweg. Sie kommt mit einer vergleichsweise geringen Zahl an Bauteilen aus und ermöglicht eine kompakte Bauweise.

In den Fig. 5a und 5b ist schließlich eine Aktuatoranordnung gezeigt, bei der jeder der Aktuatoren 39d, 41d einen vom jeweiligen Stellmotor 33d bzw. 35d antreibbaren Linearschlitten 107d bzw. 109d umfaßt. Die beiden Schlitten 107d, 109d sind durch je eine Führungseinrichtung 111d bzw. 113d in einer zur Schaltwegrichtung 51d der Schaltwelle 43d orthogonalen Richtung 115d linearbeweglich geführt. Die Führung der Schlitten 107d, 109d an den Führungseinrichtungen 111d, 113d kann beispielsweise unter Vermittlung von Wälzkörpern realisiert sein. Es versteht sich, daß zwischen dem Stellmotor 33d und dem Schlitten 107d sowie zwischen dem Stellmotor 35d und dem Schlitten 109d jeweils ein geeignetes Getriebe, beispielsweise ein Spindeltrieb, angeordnet sein wird, das die Drehbewegung der Abtriebswelle des betreffenden Stellmotors in eine Linearbewegung umwandelt.

An der Schaltwelle 43d sind zwei Hebelstücke 117d und 119d fest angebracht, von denen das Hebelstück 117d in eine schräg zur Führungsrichtung 115d und schräg zur Schaltwegrichtung 51d verlaufende Führungskulisse 121d des Schlittens 107d eingreift. Das Hebelstück 119d greift dagegen in eine sich parallel zur Schaltwegrichtung 51d erstreckende Führungskulisse 123d des Schlittens 109d ein.

Zur Realisierung des Schaltwegs der Schaltwelle 43d wird der Stellmotor 33d betätigt, was zu einer Verstellung des Schlittens 107d in Pfeilrichtung 115d führt. Der Eingriff des Hebelstücks 117d in die schrägverlaufende Führungskulisse 121d bewirkt dabei eine Verstellung der Schaltwelle 43d in Pfeilrichtung 51d, wobei selbstverständlich die Schräglage der Führungskulisse 121d so gewählt ist, daß keine Selbsthemmung auftritt. Zur Realisierung des Wählwegs, also einer Drehverstellung der Schaltwelle 43d in Pfeilrichtung 53d, wird der Stellmotor 35d betätigt, was zu einer Linearbewegung des Schlittens 109d in Pfeilrichtung 115d führt. Weil das Hebelstück 119d in dieser Richtung kein Bewegungsspiel in der Führungskulisse 123d besitzt, wird die Schaltwelle 43d um ihre Längsachse verschwenkt. Dies bewirkt eine gleichzeitige Verschwenkung des in die schrägverlaufende Führungskulisse 121d eingreifenden Hebelstücks 117d. Soll ausschließlich eine Drehverstellung der Schaltwelle 43d realisiert werden, so muß dann auch der Stellmotor 33d kompensierend angetrieben werden, um zu verhindern, daß durch die Verschwenkung des Hebelstücks 117d zugleich eine Längsverstellung der Schaltwelle 43d bewirkt wird.

Die Aktuatoranordnung der Fig. 5a und 5b zeichnet sich durch ein einfaches Wirkprinzip, kurze Positionierzeiten und eine kompakte Bauweise aus.

Es versteht sich, daß bei den vorstehend erläuterten Aktuatoranordnungen nicht beide Stellmotoren von elektronisch kommutierten Servomotoren gebildet sein müssen. Abhängig von der aufzubringenden Kraft kann einer der Servomotoren zum Beispiel durch einen elektrischen Schrittmotor, einen elektrischen Linearmotor, einen Hydraulikzylinder oder einen hydraulischen Schwenkmotor ersetzt werden.

Claims (8)

1. Elektromotorische Stellanordnung für eine automatisierte Getriebe- Kupplungs-Baugruppe (5, 7) eines Fahrzeugs, mit einem aus einem Bordnetz (15) des Fahrzeugs gespeisten und abtriebsseitig mit einem zu betätigenden Organ (27, 43) der Getriebe-Kupplungs-Baugruppe (5, 7) gekoppelten oder koppelbaren elektrischen Stellmotor (25, 33, 35), dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (25, 33, 35) als elektronisch kommutierter Servomotor ausgeführt ist und zur Kommutierung der Treiberströme des Stellmotors (25, 33, 35) eine elektronische Kommutierungseinrichtung (31, 37) vorgesehen ist.

2. Stellanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (25, 33, 35) als bürstenloser Gleichstrommotor ausgeführt ist.

3. Stellanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (25, 33, 35) als Wechselstrommotor ausgeführt ist.

4. Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutierungseinrichtung (31, 37) ein eine niedrigere Bordnetzspannung auf eine höhere Motorbetriebsspannung wandelnder Spannungswandler (49) vorgeschaltet ist.

5. Stellanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (49) mit der Kommutierungseinrichtung (31, 37) oder/und dem Stellmotor (25, 33, 35) zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist.

6. Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das zu betätigende Organ ein Kupplungsausrücker (27) ist.

7. Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das zu betätigende Organ eine Getriebeschaltwelle (43) ist.

8. Stellanordnung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor (25, 33, 35) bei einem Spannungsniveau betrieben wird, das mehr als 30 V beträgt, beispielsweise etwa 40 V oder etwa 80 V.