EP1429936A1 - Modul für aktuatoren in einem fahrzeug - Google Patents

Modul für aktuatoren in einem fahrzeug

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EP1429936A1
EP1429936A1 EP02772242A EP02772242A EP1429936A1 EP 1429936 A1 EP1429936 A1 EP 1429936A1 EP 02772242 A EP02772242 A EP 02772242A EP 02772242 A EP02772242 A EP 02772242A EP 1429936 A1 EP1429936 A1 EP 1429936A1
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EP
European Patent Office
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switching device
electric motor
movement
switching
module
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02772242A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rüdiger NITZSCHKE
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/46—Signals to a clutch outside the gearbox

Definitions

  • the invention relates to a module for actuators in a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Switching devices on manual transmissions usually have an actuating device mounted on the manual transmission, which adjusts elements in the manual transmission in accordance with the selection and shift commands of the vehicle driver. These commands can be transmitted mechanically or electrically to the actuating device. It is also known that the selection and shift commands are generated automatically in accordance with predefined calculation rules and transmitted to the actuating device, and that the transmission is then shifted. In addition to the commands for the switching device of the manual transmission, manually or automatically generated commands for adjusting a friction clutch between a drive motor and the manual transmission can also be issued to a clutch adjusting device which is arranged on the friction clutch.
  • the object of the invention is to improve an electromechanical switching device.
  • a switching device for a transmission of a vehicle comprises actuators for a first drive device for performing a selection movement of the switching device with a first electric motor and for a second drive device for performing a switching movement of the switching device with a second electric motor.
  • a controller is provided for receiving sensor signals, for processing the sensor signals and for outputting control signals to the electric motors.
  • the first and the second drive device are provided in a module together with a further actuator for a third drive device for performing an adjustment movement of a coupling device which has a third electric motor.
  • the electric motor for the selection movement and the electric motor for the switching movement are each connected to a cable pull, which acts on an element of the switching device on or in the transmission.
  • the electric motor is for the selection movement and the electric motor for the switching movement are each connected to a master cylinder for actuating fluid of the switching device, which acts via a fluid line on a slave cylinder on the switching device on or in the transmission.
  • the electric motor for the adjustment movement of the clutch device is preferably connected to a master cylinder for actuating fluid of the clutch device, which acts on a slave cylinder on the clutch via a fluid line.
  • the fluid is advantageously air or a hydraulic fluid.
  • displacement sensors are provided on the electric motors for detecting the adjustment path of the actuated element, the signals of which are fed to the control.
  • the sizes of the electric motors are preferably different, since the force required for the selection movement can be less than the force required for the shifting movement or the adjusting movement of the clutch.
  • the module is arranged at any position in the vehicle.
  • the module can be placed in the vehicle where there is either sufficient space, the risk of damage can be kept low or the system in the module is not exposed to the vibrations and temperatures and other environmental influences that usually prevail directly on the transmission, thereby providing the best possible protection for the system can be achieved.
  • Such a module enables a subsequent automated shifting to be carried out on a large number of manual transmissions, since only little consideration is required for the space requirement.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a vehicle
  • Fig. 2 shows a module of the switching device.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a vehicle 2 with a drive motor 4, which acts on a transmission 8 via a friction clutch 6.
  • the transmission 8 is connected via an output shaft 10 to a differential 12 which drives a vehicle wheel 16 via a semi-axis 14.
  • the friction clutch 6 is actuated by a slave cylinder 18 of a clutch adjusting device 30, which is connected to a module 34 via a fluid line 68.
  • the gear 8 is actuated by a gear actuator 24 of a switching device, which is arranged on the housing 26 of the gear 8 and which is connected to the module 34 via a cable 44 for performing a selection movement and via a cable 60 for performing a switching movement.
  • FIG. 2 shows a module 34 as part of the switching device, in which a first electric motor 36 is provided for the selection movement.
  • a spindle 38 is rotated and adjusts a spindle nut 42 to which the cable 44 is attached via an adapter 40.
  • the side of the spindle nut 42, a path sensor is arranged ⁇ 46, 50 can be passed and detected with an adjustment movement of the spindle nut 42 tion as a signal to a Steue ⁇ .
  • a second electric motor 52 for the switching movement is arranged next to the first electric motor 36.
  • the electric motor 52 rotates a spindle 54 is rotated and adjusts a spindle nut 56 to which the cable pull 60 is fastened via an adapter 58.
  • a displacement sensor 48 is arranged on the side of the spindle nut 56, with which a displacement movement of the spindle nut 56 can be detected and transmitted to the controller 50 as a signal.
  • a third electric motor 62 is arranged next to the two first electric motors 36 and 52. When the electric motor 62 rotates, a piston 66 is displaced by rotating a spindle 70 in a master cylinder 64, which moves a fluid in the master cylinder 64 and passes it on to the slave cylinder 18 of the friction clutch 6 via the fluid line 68.
  • the electric motors 36, 52, 62 and the controller 50 are supplied with electrical energy and control signals via lines (not shown here) from a manual switching device or a further controller in which switching commands for the electric motors 36, 52, 62 are generated according to predetermined computing rules.

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Abstract

Eine Schalteinrichtung für ein Getriebe (8) eines Fahrzeugs (2) umfasst Aktuatoren für eine erste Antriebs-vorrichtung zu Ausübung einer Wählbewegung der Schalteinrichtung mit einem ersten Elektromotor (36) und für eine zweite Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Schaltbewegung der Schalteinrichtung mit einem zweiten Elektromotor (52) sowie eine Steuerung (50) zum Empfang von Sensorsignalen, zur Verarbeitung der Sensorsignale und zur Ausgabe von Steuerungssignalen an die Elektromotoren (36, 52). Die erste und zweite Antriebsvorrichtung ist in einem Modul (34) zusammen mit einem weiteren Aktuator für eine dritte Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Verstellbewegung einer Kupplungsvorrichtung (6) vorgesehen, die einen dritten Elektromotor (62) aufweist.

Description

Modul für Aktuatoren in einem Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Modul für Aktuatoren in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Schalteinrichtungen an Schaltgetrieben weisen üblicherweise eine an dem Schaltgetriebe montierte Stellvorrichtung auf, die entsprechend der Wähl- und Schaltbefehle des Fahrzeugführers Elemente im Schaltgetriebe verstellt. Diese Befehle können mechanisch oder auch elektrisch an die Stellvorrichtung übertragen werden. Bekannt ist auch, dass die Wähl- und Schaltbefehle entsprechend vorgegebener Rechenregeln automatisch erzeugt und an die Stellvorrichtung übertragen werden und dass danach das Getriebe geschaltet wird. Außer den Befehlen für die Schalteinrichtung des Schaltgetriebes können entsprechend auch manuell oder automatisch erzeugte Befehle für die Verstellung einer Reibungskupplung zwischen einem Antriebsmotor und dem Schaltgetriebe an eine Kupplungsverstellvorrichtung abgegeben werden, die an der Reibungskupplung angeordnet ist. Aus der US 6 016 717 ist eine Schalteinrichtung bekannt geworden für ein Automatgetriebe, bei dem vom Fahrzeugführer über einen Handschalter Wähl- bzw. Schaltbefehle auf einen Handschalthebel übertragen werden, in elektrische Signale umgewandelt werden und von dort an einen am Getriebe montierten Elektromotor weitergegeben werden. Der Elektromotor schaltet über einen Seilzug die Stellvorrichtung im Getriebe .
Aus der EP 0 377 848 Bl ist eine Schalteinrichtung mit ei¬ nem elektromechanischen Getriebesteller bekannt geworden, der unmittelbar am Getriebe angeordnet ist und bei dem ein Schaltfinger von zwei Elektromotoren auf zwei senkrecht zueinander stehenden Bewegungsachsen geführt wird. Die Schalteinrichtung ist unmittelbar am Getriebe angeordnet und muss in seinen Bauabmessungen an das Getriebegehäuse angepasst sein. Durch Schwingungen, Temperaturen und Verschmutzungen, denen ein Getriebe unterworfen ist, wird auch die Schalteinrichtung in Mitleidenschaft gezogen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elekt- romechanische Schalteinrichtung zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schalteinrichtung mit einem Modul für Aktuatoren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Nach der Erfindung umfasst eine Schalteinrichtung für ein Getriebe eines Fahrzeugs Aktuatoren für eine erste Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Wählbewegung der Schalteinrichtung mit einem ersten Elektromotor und für eine zweite Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Schaltbewegung der Schalteinrichtung mit einem zweiten Elektromotor. Eine Steuerung ist zum Empfang von Sensorsignalen, zur Verarbeitung der Sensorsignale und zur Ausgabe von Steuerungssignalen an die Elektromotoren vorgesehen. Die erste und die zweite Antriebsvorrichtung sind in einem Modul zusammen mit einem weiteren Aktuator für eine dritte Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Verstellbewegung einer Kupplungsvorrichtung vorgesehen, die einen dritten Elektromotor aufweist. In einer Ausführungsform ist der Elektromotor für die Wählbewegung und der Elektromotor für die Schaltbewegung je mit einem Seilzug verbunden, der auf ein Element der Schalteinrichtung am oder im Getriebe einwirkt. In einer anderen Ausführungsform ist der Elektromotor für die Wählbewegung und der Elektromotor für die Schaltbewegung je mit einem Geberzylinder für Betätigungsfluid der Schalteinrichtung verbunden, der über eine Fluidleitung auf einen Nehmerzylinder an der Schalteinrichtung am oder im Getriebe einwirkt. Vorzugsweise ist der Elektromotor für die Verstellbewegung der Kupplungsvorrichtung mit einem Geberzylinder für Betätigungsfluid der Kupplungsvorrichtung verbunden, der über eine Fluidleitung auf einen Nehmerzylinder an der Kupplung einwirkt. Vorteilhafterweise ist das Fluid Luft oder eine Hydraulikflüssigkeit. In einer Ausgestaltung sind an den Elektromotoren Wegsensoren vorgesehen zur Erfassung des Verstellweges des jeweils betätigten Elementes, deren Signale der Steuerung zugeleitet werden. Vorzugsweise sind die Größen der Elektromotoren unterschiedlich, da die für die Wählbewegung benötigte Kraft geringer ausfallen kann, als die für die Schaltbewegung oder die Verstellbewegung der Kupplung erforderliche Kraft. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Modul an einer beliebigen Position im Fahrzeug angeordnet. Das Modul kann dort im Fahrzeug platziert sein, wo entweder ausreichend Platz vorhanden ist, eine Beschädigungsgefahr gering gehalten werden kann oder das System im Modul nicht den Schwingungen und Temperaturen und sonstigen Umwelteinflüssen ausgesetzt ist, wie sie üblicherweise direkt am Getriebe herrschen, wodurch ein bestmöglicher Schutz für das System erreicht werden kann. Durch ein solches Modul lässt sich eine nachträgliche automatisierte Schaltung an einer Vielzahl von Schaltgetrieben vornehmen, da auf einen Bauraumbedarf nur wenig Rücksicht genommen werden braucht.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläu¬ tert. Es zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs und
Fig. 2 ein Modul der Schalteinrichtung.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges 2 mit einem Antriebsmotor 4, der über eine Reibungskupplung 6 auf ein Getriebe 8 einwirkt. Das Getriebe 8 ist über eine Abtriebswelle 10 mit einem Differential 12 verbunden, das über je eine Halbachse 14 ein Fahrzeugrad 16 antreibt. Die Reibungskupplung 6 wird von einem Nehmerzylinder 18 einer Kupplungsverstellvorrichtung 30 betätigt, der über eine Fluidleitung 68 mit einem Modul 34 verbunden ist. Das Getriebe 8 wird von einem Getriebesteller 24 einer Schalteinrichtung betätigt, der an dem Gehäuse 26 des Getriebes 8 angeordnet ist und der über einen Seilzug 44 zur Durchführung einer Wählbewegung und über einen Seilzug 60 zur Durchführung einer Schaltbewegung mit dem Modul 34 verbunden ist.
Die Fig. 2 zeigt ein Modul 34 als Teil der Schalteinrichtung, in dem ein erster Elektromotor 36 für die Wählbewegung vorgesehen ist. Bei der Drehung des Elektromotors 36 wird eine Spindel 38 verdreht und verstellt eine Spindelmutter 42, an der über einen Adapter 40 der Seilzug 44 befestigt ist. Seitlich an der Spindelmutter 42 ist ein Weg¬ sensor 46 angeordnet, mit dem eine Verstellbewegung der Spindelmutter 42 erfasst und als Signal an eine Steue¬ rung 50 weitergegeben werden kann. Ein zweiter Elektromotor 52 für die Schaltbewegung ist neben dem ersten Elektromotor 36 angeordnet. Bei der Drehung des Elektromotors 52 wird eine Spindel 54 verdreht und verstellt eine Spindelmutter 56, an der über einen Adapter 58 der Seilzug 60 befestigt ist. Seitlich an der Spindelmutter 56 ist ein Wegsensor 48 angeordnet, mit dem eine Verstellbewegung der Spindelmutter 56 erfasst und als Signal an die Steuerung 50 weitergegeben werden kann. Ein dritter Elektromotor 62 ist neben den beiden ersten Elektromotoren 36 und 52 angeordnet. Bei der Drehung des Elektromotors 62 wird durch Drehung einer Spindel 70 in einem Geberzylinder 64 ein Kolben 66 verschoben, der ein Fluid in dem Geberzylinder 64 bewegt und über die Fluidleitung 68 an den Nehmerzylinder 18 der Reibungskupplung 6 weitergibt.
Die Elektromotoren 36, 52, 62 und die Steuerung 50 werden über hier nicht gezeigte Leitungen mit elektrischer Energie und Steuerungssignalen von einer manuellen Schalteinrichtung oder einer weiteren Steuerung, in der nach vorgegebenen Rechenregeln Schaltbefehle für die Elektromotoren 36, 52, 62 erzeugt werden, versorgt.
Bezugszeichen
2 Fahrzeug
4 Antriebsmotor
6 Reibungskupplung
8 Getriebe
10 Abtriebswelle
12 Differential
14 Halbachse
16 Fahrzeugrad
18 Nehmerzylinder
24 Getriebesteiler
26 Gehäuse
34 Modul
36 Elektromotor
38 Spindel
40 Adapter
42 Spindelmutter
44 Seilzug
46 Wegsensor
48 Wegsensor
50 Steuerung
52 Elektromotor
54 Spindel
56 Spindelmutter
58 Adapter
60 Seilzug
62 Elektromotor
64 Geberzylinder
66 Kolben
68 Fluidleitung
70 Spindel

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schalteinrichtung für ein Getriebe (8) eines Fahrzeugs (2) , die Aktuatoren für eine erste Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Wählbewegung der Schalteinrichtung mit einem ersten Elektromotor (36) , für eine zweite Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Schaltbewegung der Schalteinrichtung mit einem zweiten Elektromotor (52) und eine Steuerung (50) zum Empfang von Sensorsignalen, zur Verarbeitung der Sensorsignale und zur Ausgabe von Steuerungssignalen an die Elektromotoren (36, 52) umfasst, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die erste und zweite Antriebsvorrichtung in einem Modul (34) zusammen mit einem weiteren Aktuator für eine dritte Antriebsvorrichtung zur Ausübung einer Verstellbewegung einer Kupplungsvorrichtung (6) vorgesehen ist, die einen dritten Elektromotor (62) aufweist.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Elektromotor (36) für die Wählbewegung und der Elektromotor (52) für die Schaltbewegung je mit einem Seilzug (44, 60) verbunden ist, der auf ein Element der Schalteinrichtung am oder im Getriebe (8) einwirkt.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Elektromotor (36) für die Wählbewegung und der Elektromotor (52) für die Schaltbewegung je mit einem Geberzylinder für Betätigungsfluid der Schalteinrichtung verbunden ist, der über eine Fluidleitung auf einen Nehmerzylinder an der Schalteinrichtung am oder im Getriebe (8) einwirkt.
4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Elektromotor (52) für die Verstellbewegung der Kupplungsvorrichtung (6) mit einem Geberzylinder (64) für Betätigungsfluid der Kupplungsvorrichtung (6) verbunden ist, der über eine Fluidleitung (68) auf einen Nehmerzylinder (18) an der Kupplung (6) einwirkt.
5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Fluid Luft ist.
6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Fluid eine Hydraulikflüssigkeit ist.
7. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an den Elektromotoren (36, 52, 62) Wegsensoren (46, 48) vorgesehen sind zur Erfassung des Verstellweges des jeweils betätigten Elementes .
8. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Größen der Elektromotoren (36, 52, 62) unterschiedlich sind.
9. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Modul (34) an einer beliebigen Position im Fahrzeug (2) angeordnet ist.
EP02772242A 2001-09-24 2002-08-30 Modul für aktuatoren in einem fahrzeug Withdrawn EP1429936A1 (de)

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DE10146958A DE10146958A1 (de) 2001-09-24 2001-09-24 Modul für Aktuatoren in einem Fahrzeug
DE10146958 2001-09-24
PCT/EP2002/009713 WO2003029040A1 (de) 2001-09-24 2002-08-30 Modul für aktuatoren in einem fahrzeug

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Publication Number Publication Date
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ID=7700047

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