JP4063435B2 - 自動車 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動モータと伝動装置とトルク伝達システム、例えばクラッチとを有する自動車であって、前記伝動装置の自動化された作動のために、制御ユニットと該制御ユニットにより制御可能な、前記伝動装置の伝動比の自動化された切換え/選択を行なう少なくとも1つのアクタとを有する装置を備え、前記制御ユニットが少なくとも1つのセンサと信号結合され、前記アクタが伝動比を切換えるために伝動部材を作動するための第1の駆動装置と、伝動比を選択するために伝動部材を作動するための第2の駆動装置とを有している形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動化された切換え伝動装置を有する自動車としては例えば液圧式のアクタを備えたものが公知である。しかしながら伝動装置内の切換え部材の液圧式の作動はきわめて大規模でかつ費用がかかる。例えば液圧式のアクタのためには種々の部材、例えば蓄圧器、弁等が必要である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、自動化された切換え伝動装置を有する自動車であって、切換え伝動装置が減少された構成部品を有し、費用的に有利であり、しかも快適性、例えば切換え快適性に関し改善されているものを提供することである。さらに本発明の課題は簡単に組み立てることができかつ必要な構成空間に関し小さい、簡単なシステムを得ることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、第1の駆動装置が第1の伝動装置を介して当該伝動装置の部材を伝動比を選択するために作動し、第2の駆動装置が第2の伝動装置を介して当該伝動装置の部材を伝動比を切換えるために作動することにより達成された。
【0005】
本発明の別の思想によれば、本発明の課題は同様に、第1の駆動装置が第1のウオーム伝動装置を介して当該伝動装置の軸を伝動比の選択のために周方向に作動し、第2の駆動装置が第2のウオーム伝動装置を介して当該伝動装置の軸を伝動比を切換えるために周方向に作動することによっても解決された。
【0006】
さらに本発明の別の思想によれば、本発明の課題は同様に第1の駆動装置が第1のウオーム伝動装置を介して当該伝動装置の軸を伝動比の選択のために軸方向で作動しかつ第2の駆動装置が第2のウオーム伝動装置を介して当該伝動装置の軸を伝動比を切換えるために周方向に作動することによっても解決された。
【0007】
さらに本発明の別の思想によれば、本発明の課題は、第1の駆動装置が第1のウオーム伝動装置を介して当該伝動装置の軸を伝動比を選択するために周方向に作動し、第2の駆動装置が第2のウオーム伝動装置を介して当該伝動装置の軸を伝動比を切換えるために軸方向に作動することによっても解決された。
【0008】
さらに本発明の別の思想によれば、本発明の課題は有利な形式で、第1の駆動装置が第1のウオーム伝動装置を介して当該伝動装置の軸を伝動比を選択するために軸方向に作動し、第2の伝動装置を第2のウオーム伝動装置を介して当該伝動装置の軸を伝動比の切換えのために軸方向に作動することによっても達成される。
【0009】
有利であるのは、第1と第2の伝動装置が単段又は多段の伝動装置であることである。
【0010】
さらに有利であるのは、第1及び/又は第2の伝動装置が、ウオーム伝動装置として構成された部分伝動装置を有していることである。
【0011】
同様に本発明の別の思想によれば、第1及び/又は第2の伝動装置が平歯車伝動装置、傘歯車伝動装置、ハイポイド伝動装置又はそれに類似したものとして構成された部分伝動装置を有していることである。
【0012】
本発明の別の構成によれば、第1及び/又は第2のウオーム伝動装置に、切換え又は選択過程の作動を制御するために少なくとも1つの別の伝動段が前置又は後置されていると有利である。
【0013】
さらに第1及び/又は第2のウオーム伝動装置に、切換え又は選択過程を制御するために別の伝動段が前置又は後置されていると有利である。
【0014】
さらにウオーム伝動装置に歯車とレバーとして構成されたセグメント歯車とを有する伝動装置が後置されていることも同様に有利である。この場合、伝動装置は平歯車伝動装置、傘歯車伝動装置、ハイポイド伝動装置又はそれに類似したものとして構成される。
【0015】
さらにレバーとして構成されたセグメント歯車が伝動装置を選択又は切換えるための伝動部材と形で結合されていると有利である。同様に有利であるのは、レバーとして構成されたセグメント歯車が伝動装置を選択又は切換えるための伝動部材と一体に構成されていることである。
【0016】
本発明の別の思想によればアクタがケーシングを有し、該ケーシング内へ駆動装置が少なくとも係合し、該ケーシング内で少なくともほぼ、切換え又は選択過程を作動するためのアクタ運動を変換するための伝動装置が配置されていると有利である。同様に有利であるのはアクタがケーシングを有し、該ケーシング内に、自動化された伝動装置を制御するための制御及び/又は出力電子装置の少なくとも部分が収容されていることである。
【0017】
さらに有利であるのは少なくとも1つの駆動装置が電気モータ、例えば直流モータ、交流モータ、コンバータ軸モータ、Switched Relvctance−Motor(SR−Motor)及び/又はステップモータとして構成されていることである。
【0018】
有利であるのは駆動装置、例えばモータが駆動軸又はモータ軸を有し、該軸が互いにほぼ平行に向けられていることである。
【0019】
さらに有利であるのは駆動装置、例えばモータがほぼ規定可能な直角を互いに成す駆動軸又はモータ軸を有していることである。
【0020】
同様に有利であることは駆動装置のモータ軸が回転軸を有し、ウオーム伝動装置がウオーム歯車を有し、第1の駆動装置のモータ軸の回転軸線が第1のウオーム伝動装置のウオーム歯車と第1の平面を形成し、第2の駆動装置のモータ軸の回転軸線が第2のウオーム伝動装置のウオーム歯車と第2の平面を形成しており、この場合、第1の平面がほぼ第2の平面と同じであることである。
【0021】
本発明の別の思想によれば、駆動装置のモータ軸が回転軸を有しかつウオーム作動装置のウオーム歯車を有しており、この場合に第1の駆動装置のモータ軸の回転軸が第1のウオーム伝動装置のウオーム歯車と第1の平面を形成しかつ第2の駆動装置のモータ軸の回転軸が第2のウオーム伝動装置のウオーム歯車と第2の平面を形成しており、この場合、第1の平面が第2の平面に対しほぼ平行に配置されている。
【0022】
有利であるのは駆動装置のモータ軸が回転軸を有し、ウオーム伝動装置がウオーム歯車を有し、この場合、第1の駆動装置のモータ軸の回転軸が第1のウオーム伝動装置のウオーム歯車と第1の平面を形成しており、第2の駆動装置のモータ軸の回転軸が第2のウオーム伝動装置のウオーム歯車と第2の平面を形成しており、この場合、第1の平面が第2の平面に対し所定の角度を成して配置されていることである。
【0023】
さらに有利であるのは少なくとも1つの駆動装置が電磁石として、例えばステップ磁石として構成されていることである。
【0024】
本発明による別の思想によれば、先行する請求項のいずれかの自動車であって、制御ユニットにより制御可能なアクタを有し、該アクタが例えば伝動部材又はトルク伝達システムの作動可能な部材を作動するために少なくとも1つの駆動装置を有し、この場合、駆動装置と作動可能な部材との間において少なくとも2つのほぼ円板状の部材がトルク伝達経路に配置されており、これらの円板状の部材の間で少なくとも1つの蓄力器が力の負荷のもとでトルクを伝達するようになっており、円板状の前記部材の相対回動が前記力の負荷に基づき行なわれる形式のものにおいては、ほぼ円板状の前記部材が半径方向外側の縁範囲に歯をインクレメンタール発信器として有し、少なくとも1つのセンサがほぼ円板状の部材の少なくとも1つの回転数を決定するようになっていると有利である。この場合、センサは運動、例えば回転を検出する誘導式又は光学式又は磁気的に過敏なセンサであって運動、例えば回転の増分を検出することができる。制御ユニットはそれから少なくとも回転数を決定する。
【0025】
この場合に特に有利であることは制御ユニットがほぼ円板状の部材の回転数から該部材の相対回動を決定することである。
【0026】
特に先きの請求項の1つに関する自動車であって、作動可能な部材例えば伝動部材又はトルク伝達システムを作動するために少なくとも1つの駆動装置を備えた制御ユニットにより制御可能なアクタを有し、駆動装置と作動可能な部材との間でトルク伝達経路にて少なくとも2つのほぼ円板状の部材が配置されており、この円板状の部材の間で少なくとも1つの蓄力器が力の負荷のもとでトルクを伝達するようになっており円板状の部材の相対回動が力の負荷にもとづきもたらされる形式のものに関しては、本発明の別の思想によれば、ほぼ円板状の部材が半径方向外側の縁部範囲に磁化範囲を有し、該範囲が周方向で見て多数の磁極を有し、少なくとも1つのセンサがこれらの磁極から発生した、結果としての磁界を用いて、少なくとも、ほぼ円板状の部材の回転数及び/又は円板状の部材相互の相対回動を検出するようになっていると有利である。
【0027】
さらに有利であるのは、ほぼ円板状の部材、例えば円板の縁範囲が交番する極を有する磁化を有しており、両方の円板状の磁極が相対回動のない状態で等しく向けられており、したがって円板の平面内/該平面に対して垂直な界磁線を有する磁場を形成しており、相対回動を有する状態でも円板に対して垂直/該平面内の界磁線を形成していると有利である。
【0028】
さらに有利であるのは少なくとも1つのセンサが1つの磁場成分を検出し、この磁場成分が相対回動がないとほぼ消滅しかつこの磁場成分が少なくとも相対回動の開始で増大するようになっており、前記センサが相対回動を表す信号を発信することである。
【0029】
同様に有利であることは、ほぼ円板状の第1の部材が半径方向外側の縁範囲に周方向に分配されて交番に磁化された磁極を有し、ほぼ円板状の第2の部材が等しく磁化された、周方向で間隔の与えられた舌状部を有し、該舌状部が第1の円板の逆に磁化された磁極を相対運動なしで覆っておりかつ少なくとも相対回動が開始した場合に次第に解放するようになっており、少なくとも1つのセンサが、結果として形成された磁界を相対回動の関数として検出することである。
【0030】
発明的な思想にしたがって有利であるのは、ほぼ円板状の第2の部材の舌状部がほぼ円板状の第1の部材とセンサとの間に配置されていることである。
【0031】
同様に有利であるのは舌状部が円板状の部材の平面に対してほぼ垂直に、円板状の部材の縁範囲に構成されかつ他方の円板状の部材の磁化された部材が前記平面に対してほぼ垂直に向けられており、舌状部が他方の円板状の部材の縁範囲を軸方向で少なくとも部分的に取囲んでいることである。
【0032】
同様に有利であるのは円板状の部材の平面に対してほぼ垂直に向けられている他方の円板状の部材の磁化された範囲が、円板状の部材の、前記平面に対して垂直な縁範囲であると有利である。
【0033】
同様に有利であるのは制御ユニットが2つの部材の検出又は決定された相対回動から、少なくとも1つの蓄力器特性線を用いて、前記部材の間に配置された蓄力器の力負荷を決定し、ひいては駆動力又は駆動モーメントを決定することである。
【0034】
【実施例】
図1には駆動モータ1、内燃機関とトルク伝達系と駆動経路における伝動装置3とを有する自動車が示されている。さらにディファレンシャル4と出力軸51と該出力軸により駆動される車輪6とが示されている。車輪には図示されていない回転数センサが配置されていることができる。該回転数センサは他の電子装置ユニット、例えばアンチブロックシステム(ABS)に機能的に所属することもできる。少なくとも1つの車輪回転数から制御ユニット7を用いて少なくとも車両速度及び/又は伝動装置回転数を決定することができる。
【0035】
駆動ユニット1はハイブリッド駆動装置として例えば電気モータ、フリーホイールを有するはずみ車、内燃機関を備えていることもできる。
【0036】
トルク伝達系2は摩擦クラッチとして構成されている。この場合、トルク伝達系は例えば磁粉クラッチ、薄板クラッチ又はコンバータロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ又は他のクラッチとして構成されていることもできる。摩擦クラッチは摩耗を後から自動調整するクラッチとして構成されていることができる。
【0037】
伝動装置3の自動化された作動のための装置は制御ユニット7と制御ユニット7によって制御可能なアクタ8とを有している。同様に制御ユニット7はトルク伝達システム2の自動化された作動のためにアクタ11を制御することができる。図1においては制御ユニット7と概略的に示されたアクタ8とを見ることができる。制御ユニット7はトルク伝達系と伝動装置との制御又は調整を行なう統合された制御ユニットとして構成されていることができる。さらにモータ電子装置も制御ユニットに統合されていることもできる。同様にトルク伝達系と伝動装置との制御は、トルク伝達系及び伝動装置を作動するためのアクタ7,11に対し、異なる制御ユニットにより行なうこともできる。
【0038】
本発明はさらに、先願DE19504847号明細書にも関連し、該明細書の内容は本願の開示内容に属するものである。
【0039】
同様に制御ユニットをトルク伝達系、伝動装置及び/又はモータ制御装置と離して配置しかつデータ及び/又は信号導線で互いに連通させておくこともできる。
【0040】
さらに制御ユニット又は電子ユニットはセンサと信号接続されており、該信号接続は制御ユニットに瞬間の運転点の運転パラメータを伝達する。
【0041】
同様に制御ユニットはすべての必要な情報をデータ導線又はデータバスを介して受取ることができる。
【0042】
制御ユニット7は到達する信号及びシステム値を受取り、処理し、記憶し、呼出しかつ伝送できるためにコンピュータユニットを備えていることができる。さらに制御ユニットはアクタを制御するため作動するため並びに他の電子ユニットに伝送するために制御値及び/又は信号を発生する。
【0043】
トルク伝達系2ははずみ車2aの上に取付けられているか又はこれと結合されている。はずみ車は一体のはずみ車として又は1次質量と2次質量とを有する分割されたはずみ車として構成されていることができる。この場合、個々のはずみ質量体の間、例えば1次質量体と2次質量体との間にはねじり振動減衰装置が配置されている。さらに始動歯環2bがはずみ車に配置されていることができる。クラッチは摩擦ライニングを有するクラッチ円板2cとプレッシャプレート2dとクラッチカバー2eと皿ばね2fとを備えている。自動調整クラッチはさらに調節と摩耗後調整を許す手段を付加的に有している。この場合にはセンサ、例えば力センサ又は距離センサが存在している。このセンサは例えば摩耗に基づき後調節が必要な情況を検出し、これが検出された場合には後調節が自動的に行なわれる。
【0044】
トルク伝達系はレリーザ9、例えばレリーズベアリング10によって作動される。レリーザ9の作動は電気モータ式に又は電気液圧式に、例えば圧力媒体で作動されて、例えば液圧式に又は他の作動メカニズムを用いて行なうことができる。レリーズベアリング10を有するレリーザ9はセントラルレリーザとして構成されていることができる。このセントラルレリーザは伝動装置入力軸に対して同軸に配置され、例えばクラッチの皿ばね舌状部の負荷でクラッチを接続したり遮断したりする。しかしながらレリーザはレリーズベヤリング又は比較可能な部材を作動するか負荷するか又は取扱われる。
【0045】
アクタ8は少なくとも1つの出力又は作動部材で又は複数の出力又は作動部材で伝動装置3を切換え及び/又は選択のために作動する。
【0046】
特に中央の切換え軸を有し、切換え又は選択過程が中央の切換え軸の軸方向の作動又は周方向の作動によってもしくはその反対で行なわれる伝動装置に注目する必要がある。アクタは例えば1つの作動部材で中央の切換え軸の軸方向の作動を行ないかつ別の1つの作動部材で軸の周方向の作動を行なう。この場合、切換え運動は周方向で行ないかつ選択作動は軸方向に行なうか又は反対に行なうことができる。
【0047】
さらに2つの軸を有し、1つの軸が伝動比の切換えのために存在しかつ他方の軸が伝動比の選択のために存在しており、両方の軸が切換え過程又は選択過程を実施するために周方向に作動される伝動装置を考慮する必要がある。
【0048】
軸又は切換え棒は伝動装置内部の切換え部材を成すか又は軸は作動に際して伝動装置内部でこのような切換え部材を作動する。アクタ8は直接的に又は間接的に伝動装置内部の切換え部材、例えば中央の切換え軸、軸又は切換え棒又は他の切換え部材を変速段又は伝動段の投入、取出し又は変換のために作動する。
【0049】
制御ユニットコレクタは信号結合12を介してアクタ8と結合されているので、制御信号及び/又はセンサ信号又は運転状態信号が交換されるか伝送されるか問合わされることができる。さらに信号結合13,14が与えられており、これらの信号結合13,14を介して制御ユニットは別のセンサ又は電子ユニットと少なくとも時折り信号結合される。このような別の電子ユニットは、例えば機関電子装置、アンチブロックシステム電子装置又はアンチスリップ調整電子装置であることができる。別のセンサは、一般的に自動車の運転状態を特徴づけるか又は検出するセンサ、例えば機関又は車輪の回転数センサ、スロットルバルブ位置センサ、ガスペダル位置センサ又は他のセンサであることもできる。信号結合15はデータバス、CANバスへの結合を成す、このデータバスを介して自動車又は他の電子装置ユニットのシステムデータが与えられる。何故ならば電子ユニットは通常はコンピュータユニットにより互いにネット化されているからである。
【0050】
自動化された伝動装置は自動車の運転者が例えばスイッチ、キー又は他の伝動装置選択装置40によって上又は下への切換えのための信号を与えることで、運転者により切換えられるか又は変速段の交換が行なわれる。さらに次に入れようとする変速段を選択する信号も与えておくこともできる。さらに相応して電子的な切換えレバーで、伝動装置をどの変速段に切換えたいかという信号を与えることもできる。
【0051】
他の伝動装置プログラムにおいては、伝動装置の自動化された作動を選択し、瞬間の変速段の選択が運転パラメータにより実施され、場合によっては切換え過程が自動化されて開始させられるようにすることもできる。しかしながら自動化された伝動装置は、運転者が変速段の切換えを指示することなく、例えば特性値、特性線又は特性域によってかつセンサ信号をベースとして所定の点で、変速段の切換えを自動的に実施することもできる。
【0052】
さらに伝動装置入力部と伝動装置出力部との間に駆動結合が存在しない中立位置Nが調節されることもできる。さらにパークロックが実現されるパーク位置Pが選択されることもできる。このパーク位置は、例えば点火キー51が点火錠から引抜かれかつ自動車の運転状態がこれを許すと自動的に選択することもできる。例えば高速で点火キーを引抜いた場合、この状態ではパークロックは自動的に行なわれないようにしたい。
【0053】
これによって伝動装置選択ユニット40は範囲M、例えば運転者側のマニュアルによる変速段の選択及び/又は範囲D、例えば走行運転のための自動的な変速段の選択及び/又は範囲P,例えばパークロック及び/又は範囲N、例えばニュートラル位置に調節することができる。さらに例えばスイッチ又はレバーを介してマニュアル切換えを開始させることもできる。
【0054】
自動車は有利には電子的なガスペダル23又は負荷レバーを備えている。この場合、ガスペダル23はセンサ24を制御し、このセンサ24で機関電子装置20、例えば燃料供給、点火時点、噴射時点又はスロットルバルブ位置を機関1の信号導線21を介して制御又は調整する。センサ24を有する電子的なガスペダル23は信号導線25を介して機関電子装置20と信号結合されている。機関電子装置20は信号導線22を介して制御ユニット7と信号結合されている。さらに伝動装置制御電子装置30もユニット7と20との信号結合に存在することができる。このためには電気モータ式のスロットルバルブ制御装置が有利である。この場合、スロットルバルブの位置は機関電子装置で制御される。このようなシステムではガスペダルへの直接的な機械的な結合はもはや不要であるか又は合目的的ではない。
【0055】
さらに自動車は機関始動装置50を有している。この機関始動装置50は、例えば点火錠における点火キー51の作動による運転者側の機関始動の試みから出発して、機関の始動及び/又は起動のために機関電子装置及びスタータを制御する。
【0056】
図2aは本発明によるアクタ100が断面されて示されている。このアクタ100は伝動装置を作動するために、例えば伝動比の切換え又は選択のために制御装置によって作動される。アクタ100は伝動比の切換え又は選択のためにそれぞれ1つの軸を有する伝動装置3を作動する。
【0057】
軸101は変速段を切換えるために作動される。この場合軸102は伝動比を選択するために制御される。切換え軸101又は選択軸102を伝動比の切換え又は選択のために作動するためには、切換え軸又は選択軸が所定の角度値だけそれぞれ1つの駆動ユニットと例えば後続の伝動装置によって旋回させられるか又は回動させられる。
【0058】
図2bには切換え通路191と選択通路192とを有する切換え通路装置190が示されている。この場合、選択過程は切換え通路191の間の選択過程であり、切換え過程は1つの切換え通路191内での作動である。切換えパターン又は切換え通路装置はバック段を有する典型的な5段変速装置で示されている。この場合、バック段の位置は破線193で示された範囲に配置されていることもできる。さらに切換え通路装置としては4段、5段又は6段変速機のための典型的な切換え通路装置を等価値と見ることができる。この場合、変速段の個々の位置は変速機の構造から与えられる。
【0059】
図2aのアクタ100は切換え及び/又は選択のために切換え軸101及び選択軸102を作動する。アクタ100は2つの駆動装置103と104を有している。これらの駆動装置103と104は制御ユニット7からの制御によって自動化された切換え過程又は選択過程を実施する。
【0060】
駆動ユニット103,104は有利な構成では電気モータ、例えば直流モータ、交流モータ、コンバータ軸モータ又はそれに類似したものとして構成されている。
【0061】
駆動ユニット103、例えば電気モータはモータ軸105を駆動する。モータ軸105は範囲106に支承されている。モータ軸105はウオーム107を保持し、該ウオーム107はウオーム歯車108と噛合う。ウオーム歯車108は軸109の範囲において回動可能に支承されている。ウオーム歯車108には歯車110が回動不能に結合され、例えば一体に構成されている。歯車110は円筒歯車、傘歯車又は他の歯車であることができる。軸101にはレバー111が回転不能に結合されている。例えば歯を介して受容されている。この場合、レバー111は一方の端部範囲111aに歯112を有し、この歯112は歯車110の歯110aに噛合っている。
【0062】
電気モータの駆動運動によって軸105が駆動され、これによってウオーム及びウオーム歯車とを介して、レバー111の歯と噛合う歯車110が駆動される。これによりレバー111が旋回させられかつ軸101が切換えのために作動される。
【0063】
これに相応したことは電気モータ104を用いて軸102を作動する点にもあてはまる。この場合、電気モータ104は軸120を駆動する。この場合、軸120にはウオーム121が回動不能に結合されている。このウオーム121はウオーム歯車122と噛合う。ウオーム歯車122は歯車123と結合されている。軸102、例えば選択軸にはレバー124が例えば歯を介して結合されている。この場合、レバーは前方範囲に歯125を有し、該歯125は歯車123の歯と作用結合されている。歯車123の回転又は回動によってレバー124は旋回させられかつこれにより軸102が選択のために作動される。
【0064】
モータ軸130,131の軸線はこの実施例では平行に配置されているので、電気モータ103と104の磁極ケーシング132,133はほぼ平行に配置されている。さらに軸130と131を零ではない所定の角を相互間に成すように配置することもできる。有利には両方のモータは例えば90°の角度を成して又は30°から150°までの角度を成して配置されていることができる。
【0065】
軸130とウオーム歯車108とが配置されている平面は軸131とウオーム歯車122とが配置されている平面と同じであることができる。さらにこれらの平面は互いに平行にずらされているか又は前もって規定可能な角度を相互に成して配置されていることもできる。
【0066】
伝動装置の選択又は切換えを行なう駆動装置は電気モータと、ウオーム伝動装置としての第1の伝動段とほぼ円筒歯車としての第2の伝動段とを有する2段の伝動装置とによって構成されている。円筒歯車段はウオーム歯車により駆動された歯車及びレバーとして構成されたセグメント歯車として形成されている。
【0067】
別の有利な思想によれば、アクタ100内に制御電子装置又は出力電子装置の少なくとも1部が受容されていることができる。本発明の別の有利な実施例においては、制御及び出力電子装置が別個のケーシングに配置されていると有利である。
【0068】
アクタ100は有利な形式で伝動装置3の上にフランジ結合又はねじ結合で受容されていることができる。
【0069】
伝動装置3は引っ張り力中断装置を有する一般的な切換え伝動装置として構成されている。アクタ100はアッド・オン・アクタとして構成されている。このアッド・オン・アクタは伝動装置をマニュアル式に作動するためのメカニックの代りに伝動装置の上に、伝動装置の自動化された作動のために載置することができる。
【0070】
アクタ100はケーシング140を有し、該ケーシング140には電気モータ103と104とが固定されているか又は該ケーシング140に電気モータ103と104とが結合されている。この場合、モータ軸は開口を通ってケーシング140内へ突入しかつ伝動装置、例えばウオーム伝動装置又は円筒歯車伝動装置又は他の伝動装置がケーシング140内に配置されている。さらに軸101と102は少なくとも1つの開口を通ってケーシング内へ突入している。別の発明的な思想によれば、切換え及び選択軸を作動するために、アクタのそれぞれ1つの出力部材が伝動装置内へ突入し、例えば形状による結合又は摩擦による結合を介して伝動装置内部の切換え部材を、伝動装置の切換え又は選択のために作動することができる。
【0071】
図3には伝動装置を作動するため、例えば伝動比を切換えるか選択するアクタ200が示されている。
【0072】
この実施例においては伝動装置は中央の切換え軸205を有している。この切換え軸205は切換えのために周方向に回動可能でありかつ選択のために軸方向に作動可能である。
【0073】
アクタ201、例えば電気モータ軸206を有し、該モータ軸206は例えば軸受207aと207bの範囲で支承されている。モータ軸206はウオーム歯車209と噛合うウオーム208を有している。ウオーム歯車209には歯車210が回動不能に結合されているか又は一体に構成されている。中央の切換え軸205にはレバー211が回動不能に、例えば歯を介して又は形による結合を介して結合されている。この場合、レバー211は先方範囲211aに歯212を有し、該歯211aは歯車210の歯210aに係合している。ウオームのためのモータ201がウオーム歯車を駆動すると、歯車210と歯212とを介してレバー211が旋回され、ひいては中央の切換え軸が周方向に作動される。
【0074】
駆動モータ202、例えば電気モータはモータ軸220を駆動する。このモータ軸220は範囲221に支承されていることができる。モータ軸220にはウオーム222が結合されている。このウオーム222はウオーム歯車を駆動するかウオーム歯車に噛合う。この場合、ウオーム歯車は軸223に関して配置されているが、しかしこの図には認めることができない。ウオーム歯車には別の歯車224が回動不能に結合されているか又は一体に構成されている。中央の切換え軸を軸方向で作動するためにはフォーク230が配置されている。該フォーク230は軸231に関し旋回可能である。フォーク230にはレバーアーム232が回動不能に結合されている。該レバーアーム232aは歯を有し、この歯で歯車224の歯に噛合っている。軸220とウオームとの駆動によってウオーム歯車は回動させられる。これによって歯車224も同様に回動させられる。これによってレバー232は軸231を中心として回動させられるので、形による結合で中央の切換え軸を作動するフォーク230は中央の切換え軸を軸方向に作動する。
【0075】
図4にはアクタ200が側面図で示されている。この場合には磁極ケーシング203,204を有する駆動ユニット201と202とが示されている。電気モータはケーシング240にねじ結合又はフランジ結合されている。この場合、モータ軸206と220は少なくとも1つの開口を通ってケーシング240内へ突入している。ウオーム222はウオーム歯車223aを駆動し、該ウオーム歯車223aは歯車224と形で又は回動不能に結合されている。歯車224を介して旋回可能なレバー232が旋回させられる。この結果、フォーク230が軸231を中心として回動させられる。フォーク230は中央の切換え軸の空間範囲に、ほぼリング状の範囲241と242との間に係合する。この場合には形による結合が保証される。フォーク230を軸231を中心として作動するか又は回動させることにより中央の切換え軸205は軸方向に作動される。
【0076】
図5のaには磁極ケーシング203とモータ軸206とを有する駆動ユニット201が示されている。この場合、ウオーム208はウオーム歯車209と噛合う。ウオーム歯車は軸260に関し回動可能に配置されている。この場合、レバー211を駆動する歯車210はウオーム歯車と回動不能に結合されている。ピン261は、この実施例では図示されていないケーシング240の範囲において歯車210及び/又はウオーム歯車209を支承するために役立つ。
【0077】
図5のbには磁極ケーシング203を有する駆動ユニット201、例えば電気モータが示されている。モータ軸206はウオーム208を有し、該ウオーム208はウオーム歯車209と噛合う。ウオーム歯車209にはほぼ円形リング状の部材270が回動不能に結合されている。この場合、ほぼ円形リング状の部材は主として部材270aと270bとにより構成されている。部材270aと270bは例えば2つの間隔をおいて配置されかつ互いに回動不能に結合された2つの円板状の部材である。円形リング状の円板状の部材270aと270bとの間にはほぼ円形リング状の部材271が配置されている。部材271は窓272を有している。この窓272内には蓄力器273が受容されている。蓄力器はバイアスがかけられて部材270aと270bの受容部に受容されている。この場合、蓄力器は部材271の窓272を通って前記受容部に達する。部材271に対して相対的な部材270a,270bの相対回動が行なわれると、蓄力器は周方向に負荷され、円板状の部材270a,270bから蓄力器を介して円板状の部材271にトルクが伝達される。この円板状の部材271には軸275が回動不能に結合されかつ歯車210は軸275と回動不能に結合されるので、ウオーム歯車209の駆動装置と歯車210との間に作用方向でばね段が接続されている。蓄力器273はバイアスがかけられて部材270a,270bと271の窓に受容されているので、一方の部材に対する他方の部材の力の負荷が前記バイアスよりも大きいとはじめて、部材270a,270bに対する部材271の相対回動が生じる。
【0078】
バイアスが力の負荷により越えられると蓄力器は弾性として作用する。
【0079】
図5のcには本発明によるアクタの1つが部分図で示されている。この場合、両方のセンサ278,279は歯277,276の運動を走査するか又は検出する。歯276と277は互いに相対的に回動可能に配置された部材、例えば円板状の部分270b,271に取付けられている。円板状の部分270bと271は歯を半径方向外側の縁範囲に有している。センサは、ほぼ不動に配置されたセンサを通過する噛合い部の歯をセンサが無接触で検出するように構成されている。センサは前記検出を例えば誘導式に又は磁気的な特性値を介してホール効果センサとして又は他の接触のない形式で、例えば光学的に行なう。光学的な信号発生器の光線は歯によって周期的に中断されるか又は解放されるので、パルス化された光線が結果として発生させられ、1つのセンサがこのパルス化された光線を検出することができる。光学的なセンサとしては光線、例えば電磁的な光線μで操作するあらゆうるセンサをみなすことができる。
【0080】
両方のセンサ278,279は部材270b,271の位置及び/又は速度及び/又は加速を別々に検出しかつ中央の制御ユニットはセンサ信号に基づき両方の部分270bと271との相対回動を算出することができる。
【0081】
図6のaとbにはほぼ窓状の切欠き272と274とを備えかつ蓄力器273を備えた円形リング状の部材270a,270b,271が示されている。円形リング状の部材271は半径方向外側の範囲275に歯276を有し、該歯276は円板271の回転数又は位置を検出する増分信号発生器として役立つ。
【0082】
窓272と例えばポケット状の押込み変形部であることのできる受容部274は蓄力器を直線的な配置で受容する。この場合、円板270a,270bと271はそれぞれ4つの蓄力器を受容する。蓄力器はそれぞれ90°互いにずらされている。蓄力器はあらかじめ湾曲された蓄力器であってもよい。該蓄力器はほぼ円形の配置で開口に受容される。さらに蓄力器273は複数の蓄力器のコンビネーション又は入子式配置、例えば互いに入子式に配置された2つの蓄力器であることもできる。蓄力器273はコイルばねとして又は例えば他の弾性的な部材として、例えば弾性的なクラッチ部材として構成されている。
【0083】
図7から図9までには断面図でアクタ300の別の実施例が示されている。該アクタ300は負荷切換え能なしで、切換え伝動装置301を自動化するために切換え及び/又は選択過程を作動するために2つの駆動ユニットを有している。
【0084】
アクタ300のケーシング302は伝送装置ケーシング303にフランジ結合されているか又は伝動装置ケーシング303に、例えば固定手段304、例えばねじを用いて固定されている。アクタは例えばアッドオン解決策としてハンド切換え装置の切換えドームの代りに、同様にハンド切換え装置のために設けることのできる伝動装置301にフランジ結合されていることもできる。それぞれ1つの駆動装置399と398、例えば電気モータが切換え運動と選択運動とのために与えられておりかつこれを作動する。さらにトルク伝達系の作動を制御する第3の駆動装置が設けられていてもよい。このようなアクタは電気モータ的なアクタであることができる。同様に圧力媒体で作動可能な、例えばハイドロ式又はニューマチック式のアクタ又は他のアクタが設けられていることもできる。
【0085】
切換え伝動装置31には伝動装置302の伝動比を切換るための及び選択するため駆動装置、例えば電気モータがフランジ結合されている。
【0086】
電気モータとして構成された駆動装置399,398は図7には示されていない。しかしながら図8と9には示されていない。しかし電気モータはモータ軸又は駆動軸305と306とを有している。モータ軸又は駆動軸305と306は断面図で示されている。モータ軸305にはウオーム307が結合されている。このウオーム307はウオーム歯車308と噛合いかつウオーム歯車308を駆動する。ウオーム歯車308にはほぼ円形リング状の部材309aと309bとがほぼ回動不能に結合されている。部材309aと309bは軸方向で見て互いに間隔をおきかつ回動不能に互いに結合されている。部材309aと309bとの回動不能な結合は例えばスペーサピン又はリベットで行なうことができる。部材309aと309bとの間にはほぼ円形リング状の部材310が受容されている。部材309a,309b及び310は窓状の切欠き312又は押込み変形部を有し、該切欠き312又は押込み変形部は蓄力器311を受容するために役立つ。蓄力器311は有利にはバイアスがかけられて前記受容部に配置されている。蓄力器311は部材309a,309bから円形リング状の部材310に対する力の伝達に役立つ。この場合、力は円形リング状の部材310から軸313に伝達されかつ伝送される。軸313はスリーブ314で部材309aに対して回転可能に支承されている。さらに軸313は少なくとも1つの軸受316でケーシング302に支承されている。蓄力器のバイアスは、切換え運動を作動させる場合の力の制限を規定するために役立つ。例えばストッパに当接すると蓄力器311のバイアス力が越えられるので、伝動装置の別の作動の前にはじめて蓄力器が力で負荷される。
【0087】
軸313は歯車315を駆動し、アクタ駆動装置の駆動運動は歯車315から歯車317を介して歯車318にかつそこから中央の切換え軸320に伝達される。歯車317は軸321と軸受け322、例えば滑り軸受又は転がり軸受とを用いてケーシングの範囲に支承されている。
【0088】
歯車318は内歯で中央の切換え軸の外歯に受容されかつ回動不能に結合されている。
【0089】
伝動装置を切換えるための切換え運動は駆動装置から出発して回転運動として中央の切換え軸320に伝達される。電気モータから中央の切換え軸320への運動変換はウオーム伝動装置を介して行なわれる。該ウオーム伝動装置のウオーム307は延長されたモータ軸305の上にある。ウオーム歯車308は軸313の上に支承されている。この場合、ウオーム歯車308と軸313は互いに相対的な回動を行なうことができる。ウオーム歯車308の横にある連行円板309aとバイアスのかけられた蓄力器311、例えばばねとを介して、駆動モーメントはウオーム歯車308から軸313に伝達される。さらに軸313の上には回動不能に歯315がある。該歯315は最終的に中間歯車317と別の歯車318とを介して中央の切換え軸320を駆動する。中間歯車317はこの実施例においては構成空間の最適化を理由に間挿されている。この中間歯車は場合によっては省略することもできる。このバックグラウンドは中央の切換え軸が行なうことができる比較的に大きな旋回角である。中間歯車317によって歯車の軸間隔、ひいては所要スペースが減少される。同様に歯車318はセグメント歯車として構成されていることができる。このセグメント歯車は1つの有効な角度範囲にだけ歯が配置されている。
【0090】
切換えパターン又は切換え通路装置の通路の選択は、スリーブ330を中央の切換え軸320上で上下に動かすことで行なわれる。該スリーブ330は側方のフィンガ340,341を介して、伝動装置内の後続の伝達部材又は切換え部材342,343との形状による結合を生ぜしめることができる。軸306の回転運動はスリーブ330に伝達されなければならない。これはこの実施例ではスプライン軸プロフィール331で保証される。しかし択一的に例えばトルクを支える直線案内も使用することができる。
【0091】
スリーブ330の行程運動は駆動装置398、例えば電気モータによって、延長されたモータ軸306の上にあるウオーム350を介して駆動される。さらに回転運動はウオーム歯車351の上に伝達される。このウオーム歯車351は回動不能に歯352を備えている。この歯352を介してセグメント歯車353が駆動される。さらにセグメント歯車353には2つのレバー354aと354bとが回転不能に結合されている。これらのレバー354aと354bとの両端にはローラ355a,355bがあり、該ローラ355a,355bはスリーブ330の外側の溝360に係合する。これによりレバー354a、354bの旋回運動がスリーブ330の行程運動に変換される。別の有利な実施例においては1つのレバーだけが片側でスリーブ330に係合することもできる。
【0092】
ローラ355a,355bは軸受371、滑り軸受、例えばスリーブを用いて又は転がり軸受を用いてレバーの受容部に支承されていることができる。
【0093】
電気モータ399,398は増分センサを備えていることができる。さらにモータ電流の電流測定を行なうこともできる。モータ電流の電流測定の信号は運転状態の特性値として使用される。この場合、前記制御装置は例えばこのモータ電流に関連して制御信号を発生させることができる。
【0094】
制御電子装置の出力送り段は先に述べた伝動装置アクタのケーシングに統合されていることができるが、電気的な出力を制御装置から伝達することもできる。信号と電気的なエネルギは外からソケット(図示せず)を介して伝動装置アクタ300に達する。
【0095】
アクタ300に統合された伝動装置は直接的に又はアクタケーシング302に挿入された保持部分370に支承されていることができる。保持部分は例えばプラスチックから成ることができる。
【0096】
駆動装置の配置はモータ軸が互いに平行に向けられるように行われる。同様に前記モータ軸が角度を成すことも同様に有利である。
【0097】
図10から図12までにはアクタ400の別の実施例が断面図で示されている。このアクタ400は負荷切換え能のない切換え伝動装置を自動化するために切換え及び/又は選択過程を作動する2つの駆動ユニット401と402とを有している。アクタ400のケーシング402は伝動装置ケーシングにフランジ結合されるか又はこれに固定、例えばねじ結合されている。アクタは例えばアッド−オン解決策として伝動装置にフランジ結合されていることができる。それぞれ1つの駆動装置401と402、例えば電気モータは、切換え運動と選択運動のために設けられておりかつ切換え運動と選択運動を作動する。さらにトルク伝達系の作動を制御する第3の駆動装置が設けられていることができる。このようなアクタは電磁モータであることができる。同様に圧力媒体で作動可能な、例えば液圧式又は空気力式のアクタ又は他のアクタが設けられていることができる。
【0098】
電気モータは断面図にて認めることのできるモータ軸又は駆動軸405,406を有している。モータ軸305にはウオーム歯車408に噛合いかつこれを駆動する。ウオーム歯車408には円板状の、ほぼ円形リング状の部材409aと409bがほぼ回動不能に結合されている。部材409aと409bは軸方向で互いに間隔を有し、互いに回動不能に結合されている。部材409aと409bの回動不能な結合は例えばスペーサピン又はリベットで行なうことができる。
【0099】
部材309aと309bとの間にはほぼ円形リング状の部材410が受容されている。部材409a,409b,410は窓状の受容部412又は押し込み変形部を有している。この受容部412又は押し込み変形部は蓄力器411を受容するために役立つ。蓄力器411は有利にはバイアスがかけられて受容部に配置されている。蓄力器411は駆動力又は駆動出力を部材409a、409bから円形リング状の部材410に伝達するために役立つ。この場合、力は円形リング状の部材410から軸413に伝達されかつ先きへ伝達される。軸413はスリーブ414を介して部材409aに対して回転可能に支承されている。さらに軸413は少なくとも1つの軸受け416によってケーシング402に支承されている。蓄力器のバイアスは切換え運動を作動させる場合の力制限を規定するために役立つ。例えばストッパに当接した場合に蓄力器411のバイアス力が克服されると、伝動装置の別の作動の前に蓄力器がはじめて力で負荷されることができる。
【0100】
軸413は歯車415を駆動し、アクタ駆動装置の駆動運動は歯車415からセグメント歯車418にかつそこから中央の切換え軸420に伝達される。
【0101】
図10から12までの実施例においては、切換え運動は中央の切換え軸420の回転運動として図7から図9までの伝動装置と比較し得る伝動装置を介して電気モータ401と切換え軸420との間で伝達される。この実施例では図8の中間歯車317は設けられていない。さらに別の有利なトルク伝達がセグメント歯車418と中央の切換え軸420との間で実現されている。
【0102】
中央の切換え軸420の上にはピン421によって2つのローラ422,423が保持されかつ回転可能に配置されている。ローラ422と423は転動路425a,425bの上をセグメント歯車418の内側で転動することができる。転動路は中央の切換え軸の軸線に対しほぼ平行に向けられている。
【0103】
これによって選択のために必要な、伝動装置ケーシング及びアクタケーシングに対する中央の切換え軸420の行程運動は、セグメント歯車418に対して中央の切換え軸420の回動を同時に防止した状態で可能になる。
【0104】
伝動装置を切換えるための切換え運動は、駆動装置401から出発してモータ軸の回転運動として中央の切換え軸420に伝達される。電気モータのモータ軸から中央の切換え軸420への運動の伝達はウオーム伝動装置を介して行なわれる。このウオーム伝動装置のウオーム407は延長されたモータ軸405の上に位置している。ウオーム歯車408は軸413の上に支承されている。この場合、両者は互いに相対回動を行なうことができる。ウオーム歯車408の側方にある連行円板409aとバイアスのかけられた蓄力器411、例えばばねとを介して駆動モーメントはウオーム歯車408から軸413に伝達される。さらに軸413の上には回動不能に歯415があり、この歯415は中央の切換え軸420をセグメント歯車418を介して駆動する。
【0105】
選択運動の制御は、電気モータ402から、延長されたモータ軸406の上にあるウオーム450を介してまずウオーム歯車451に伝達される。ウオーム歯車451のボス内にはウオーム歯451と一緒に回転するブッシュ452がある。このブッシュ452は2つのねじ状の溝453a,453bを有し、この溝453a,453bで、中央の切換え軸420に配置された別のローラ455a,455bが走行する。中央の切換え軸420が電気モータ401の停止によって不動に保持されかつ同時に電気モータ402が回転すると、ねじ状の溝453a,453bに基づき中央の切換え軸420の行程運動(選択運動)が達成される。
【0106】
ローラ455a,455bはピン456で中央の切換え軸に結合されかつ回転可能に支承されている。ピン456は中央の切換え軸の孔に受容されている。
【0107】
部材451は軸受460を用いてケーシングに対して支承されておりかつ軸受461と462とを介して部材418に対して支承されている。
【0108】
選択運動にかかわる駆動装置402から中央の切換え軸への駆動連鎖内には、同様に切換えるための力伝達経路にばね411で配置されているように弾性が配置されていることができる。
【0109】
電気モータ及び/又は402は増分センサで構成されていることができる。さらにモータ電流の電流測定を行なうことができる。モータ電流の電流測定信号は運転状態の特性値として使用される。この場合、制御は例えばこのモータ電流に関連して制御信号を形成することができる。
【0110】
制御電子装置の出力走出段は先きに記述した伝動装置アクタのケーシング内に統合されていることができる。しかしながら電気的な出力を制御装置から伝達され得るようにすることも考えられる。信号と電気的なエネルギは外部からソケット(図示せず)を介して伝動装置アクタ400にもたらされる。
【0111】
アクタ400にフランジ結合又はねじ結合された電気モータは例えばウオームとウオーム歯車とを有するモジュールとしてかつ場合によってはウオーム伝動装置のための支承部として構成され、アクタケーシングと結合されかつアクタへ統合されていることができる。
【0112】
駆動装置の配置は、モータ軸が互いに平行に向けられるように構成されている。同様に前記モータ軸の軸線が角度を成していることも有利である。
【0113】
図13の実施例は図10から図12までの実施例にほぼ相応している。この場合には選択運動の別の有利な制御装置が構成されている。
【0114】
図12に示されたねじ状の溝453a,453bを有する、図12のブッシュ452の代りに中央の切換え軸520、例えばスピンドルの上にねじ歯501があり、ウオーム歯車550は半径方向内側の範囲に相応の対抗歯502を有している。したがってウオーム歯車はスピンドルに対するナットを形成する。
【0115】
切換えのためのトルク伝達はセグメント歯車560からトルクを支える直線案内561を介して中央の切換え軸520に行なわれる。トルクを支える直線案内561は、軸方向でボス側及び軸側に転動体563のための転動路562a,562bを有している。転動体563は例えば球状に構成されていることができる。転動体はトルクを伝達するが、しかし転動路内で軸方向に移動可能であるので、中央の切換え軸は選択運動を行なうために軸方向に動かされ得る。その際、転動体は軸とボスの上を転動する。
【0116】
トルクを支える直線案内が垂直に組込まれている場合に転動体が中央の切換え軸に力が作用していない状態で下へ滑ることを阻止するためには、保持器にて案内された転動体はバイアスのかけられた蓄力器、例えばばね564でボスに対してセンタリングされている。トルクを支持する直線案内のボス側は、センタリングされた位置の転動体が直線案内へ両方向で一杯の行程を実施できるように構成されている。中央の切換え軸がどの位置にあっても両方向で一杯の行程が可能である。切換え作動装置に変速段不作状態で力が作用していないと、転動体は転動案内における遊びにより軸方向に移動できる。ばねは転動体保持器をそのバイアス力に基づきボスの中央にセンタリングする。
【0117】
図14には切換え及び/選択するための伝動装置及び連結するためのトルク伝達系の自動化された作動を行なうための装置に可能な配置のヴァリエーションを示した表である。原則的には図14の表の装置は、3つのアクタ、つまり、連結(K)、切換え(S)及び選択のためのそれぞれ1つのアクタを有する装置と、2つのアクタ、つまり組合わされた連結と切換え(K+S)を行なうためと選択(W)とを行なうアクタを有する装置と、2つのアクタ、つまり組合わされた連結と選択(K+W)を行なうためと切換え(S)とを行なうアクタとを有する装置と、組合わされた連結及び切換え及び選択(K+S+W)を行なうため1つのアクタを有する装置とに区別できる。
【0118】
さらに制御装置は装置のアクタの1つと組合わされるか又は自動車内の別個のケーシング内に配置されていることができる。アクタ又は別個の制御装置の配置は自動車の車体及び/又は伝動装置に直接に行なうことができる。
【0119】
さらに本発明は、内容の開示が本願発明の開示内容に属している特許出願19627980号明細書にも関連している。さらに本発明は開示されている内容がこの出願の開示内容に属する特許出願DE19533640号明細書にも関連する。
【0120】
2つの円板状の部材又は部分の相対回動及び/又は各回動の検出及び先きの図に相応する構成は図5のcに説明されている。ほぼ円板状の部材は互いに相対的に回動可能に配置されている。この場合、両方の部材270b,271の相対回動は少なくとも1つの蓄力器の作用に抗して行なわれる。少なくとも1つの蓄力器は例えばコイル圧縮ばね、うず巻きばね、ループばね又は弾性的なプラスチック部材として構成されていることができる。さらに少なくとも1つの蓄力器はバイアスのかけられていないかバイアスのかけられた蓄力器として構成しておくか又は配置しておくことができる。同様にバイアスのかけられた蓄力器とバイアスのかけらていない蓄力器の配置は、例えば多段の力特性を達成するために有利である。個々の円板状の部材の各位置及び/又は速度及び/又は加速の検出は、それぞれ1つの円板状の部材のための2つのセンサ278,279を用いて実施される。この場合、制御ユニットは両方の部材相互の相対回動を決定し、ひいては一方の円板から他方の円板への力の流れに配置された少なくとも1つの蓄力器の圧縮をも決定することができる。これによって発生する駆動モーメントを算出することができる。何故ならば蓄力器を負荷するためのトルクは駆動モーメントと少なくとも同じであるか又はこれに比例するか又は少なくともこれを表すからである。
【0121】
別の実施例においては有利な形式で、唯一のセンサを使用することができる。このセンサは図5のcの2つの部材270bと271の相対回動を検出する。この場合、両方の部材は相対回動の他に、共通の回転数での回転をも行なう。この1つのセンサは両方の回転可能な部材の相対回動を、磁気的な特性又は有利には無接触で検出できる他の特性に基づき検出する。
【0122】
図15のaとbとによる有利な実施例においては、ほぼ円板状の両方の部材601と602はその縁部範囲にそれぞれ1つの磁化された又は磁化可能な縁部範囲を有している。円板601は駆動側に配置されかつ円板602は被駆動側に配置されている。この場合、円板601と円板602との間には少なくとも1つの、力の作用に抗して圧縮可能な蓄力器が配置されている。1つの円板から他方の円板にトルクを伝達する場合に少なくとも1つの蓄力器が圧縮されるか又は力で負荷される。
【0123】
円板601と602の縁範囲は、周方向で見て北極と南極とが交互にかつ繰返えされるように磁化されている。同様に有利であるのは円板状の部材の縁範囲にリング磁石が配置されるか又は取付けられていることである。このリング磁石は磁石材料、例えばプラスト磁石材料から成っていることができる。磁石材料としてはフェライト又は希土コバルト、例えばザマリウムコバルト化合物であることができる。プラスト磁石材料の場合には磁石材料は例えばプラスチックマトリックスに埋込まれている。さらにプラスト磁石材料は磁気的なイオンを分子連鎖に受容又は配置されて有しているプラスチック材料から成っていることもできる。
【0124】
リング磁石は有利には多数の、周方向に分配された磁極、例えば磁気的な北極(N)と磁気的な南極(S)とを有している。外周に分配された磁極の数は所望の解像により決定される。有利には少なくとも4つの磁極が周方向に分配されている。有利であるのは主として少なくとも8極、場合によっては16極又は32極が周方向に分配されていることである。この場合には磁極は周方向で見て同じピッチを有していることが有利である。
【0125】
両方の円板状の部材601と602は、力で負荷されていない状態では、北極(N)を有する磁化された範囲603a,603bと南極(S)を有する磁化された範囲604a,604bとが互いに重なって位置するように配置されている。この配置により磁場はだいたい、円板601,602の平面内にだけ磁場線606が位置するように形成される。
【0126】
磁場に敏感なセンサ、例えばホールセンサ又は単極のホールセンサは円板601,602の半径方向外側の縁に向き合って配置され、円板平面に対して垂直に延びる磁場線607を有する磁場だけに応働しかつこの磁場をホール電圧に基づき検出するように方向づけられている。
【0127】
両方の円板の同じく磁化された磁極NとSがほぼ直線的に相上下して位置していると、磁石又は磁極の磁場の磁場線はほぼ円板の平面内を延び、センサ605は垂直な方向の磁場線を有する磁場をほぼ検出しない。円板の間に配置された蓄力器の力の作用に抗して一方の円板601から他方の円板602にトルクが伝達されるために、両方の円板601,602が互いに回動させられると、同じく磁化された範囲又は磁極の相対位置が移動し、円板平面に対して垂直に延びる磁場線を有する磁界が結果として形成される。センサ605はこの磁場の垂直な成分を検出する。磁場の垂直な成分の割合又は大きさによって、センサ信号の大きさに基づき両方の円板601,602相互の相対回動、ひいては伝達可能なトルクが決定される。
【0128】
相対回動が大きくなりかつ同じく磁化された同じ大きさの磁極が再び相上下して位置せしめられるようになると、磁場の垂直な成分は再び小さくなりかつ場合によっては消滅する。制御ユニットはアクタ又は円板の回転数信号を決定し、相対回動を決定するときにこれを考慮する。相対回動が増加すると、円板601,602の間の蓄力器の弾性的な変形が拡大し、ひいては構成部分の間で作用する力が強められる。アクタ、例えば駆動するための電気モータはより強く負荷され、ひいては回転数が低下する。アクタ回転数の経過で制御ユニットは相対回動が増大したか又は減少したかを確認することができる。
【0129】
同様に磁極を円板の周囲に亘って不均等に分配して構成することもできる。したがって回動のあとで同じく磁化されているが、しかし大きさの等しくない磁極が相上下して位置するようになる。この状態ではセンサ信号は零にならない。何故ならばこの場合にはほぼ常時、垂直な磁場線を有する磁場が存在しているからである。したがって磁場の垂直な成分の周波数が変調させられる。この場合、センサ信号の絶対値は、円板の間に相対回動が存在していないときだけ零に低下させられる。
【0130】
ホールセンサ605はアナログ又はデジタルの単極のホールセンサとして構成することができる。デュアルユニポールセンサの場合には両方の信号のXOR接続によって出力信号の所望のセンサ特性を達成することができる。
【0131】
図16のaはユニポールホールセンサ605の作用形式又は使用を説明するため又は表すための線図700である。センサの場所に元から支配している磁場強さは距離Sの関数として示されている。さらにセンサ信号702と信号閾値703と704とが示されている。磁場強さ701が閾値704よりも小さいと、センサ605から送られた信号は値705と等しくなる。磁場強さ701が閾値703に達すると、センサ信号は値706に変化する。この値703は磁場強さ701が値703の下に下がるまで維持される。この距離Sにてセンサ信号は再び値704にのせられる。
【0132】
図16のbは距離Sの関数としての磁気的な流れ密度711の経過を示している。距離Sは両方の部材601と602の移動の大きさである。磁気的な流れ密度711はほぼアナログにかつ直線的に変化する。アナログ式のセンサ605のセンサ信号712は図16のbの下方部分において流れ密度の関数として示されている。この場合、流れ密度は距離Sに比例する。センサ信号712はほぼ直線的で図16のbの上方部分において距離変化に対しほぼ連続的に変化する。
【0133】
図16のcはデュアルポール形のホールセンサ、例えば605で使用できるようなホールセンサの作用形式又は使用を説明するため又は表すための線図720を示している。センサの場所に元から支配している磁場強さ721は距離Sの関数として示されている。距離Sはほぼ、両方の部材601と602の移動の大きさである。さらにそれぞれ1つのセンサ信号722と723と信号閾値724,725及び726,727が示されている。磁場強さ721が閾値725よりも小さいと、センサから送られた信号722は最大値と等しい。磁場強さ721が閾値725に達すると、センサ信号は最小値に変化する。この値は磁場強さ721が値724の下に低下するまで維持される。この距離Sに関連してセンサ信号は再び最小値におかれる。
【0134】
磁場強さ721が閾値727よりも大きいと、センサにより送られた信号723は最大値と等しい。したがって磁場強さ721が閾値727に達すると、センサ信号は最低値に変化される。この値は磁場強さ721が再び値726の下に低下するまで維持される。この距離Sに関連してセンサ信号は再び最大値にもたらされる。
【0135】
合成されたセンサ信号は信号722と723とからXOR接続により求めることができる。
【0136】
図17のaとbには入力固定の円板750,770と出力固定の円板751,771とが配置されている実施例が示されている。図17のaにおいては、一方の円板750は軸方向で突出する突起、例えば舌状部54を有している。該舌状部は他方の円板751の上に少なくとも半径方向外側の範囲にて突出しかつこれを掴んでいる。両方の円板の縁部範囲752,753は磁化可能な磁石材料、例えば強磁性材料から製作されている。縁範囲752と753の磁化は、磁気的な北極(N)又は磁気的な南極(S)を有する範囲が円板の円周に亘って分配されて繰返えされるように行なわれている。この場合、突起はN又はSとして磁化されている。両方の円板が負荷されていない位置では突起、例えば舌状部754はN又はSで磁化されて円板751のN又はS極を覆う。これにより外から見て両方の円板のS又はN極だけが統一的な作用する磁極として確認され得る。
【0137】
センサ755は円板の縁範囲にこれに向き合って配置されている。さらにセンサはセンサが覆われた、負荷されていない状態で信号を発生しないように配置されている。何故ならばセンサは外に向かって統一的な磁化と場合によっては1つの付加的な磁石756の間に配置されているからである。この場合、磁場はセンサの位置で比較的にわずかであるように向けられている。磁石756はセンサの位置に存在する磁場強さのオープション的な増強のために設けられている。
【0138】
突起754がN極をブラインドを用いたように覆うと、センサ755は信号を発しない。両方の円板750と751との相対的な回動のもとでN極は少なくとも部分的にS極に対して解放され、センサの場所を交差する磁場線が形成されかつセンサが円板の相対回動を表す、消えないセンサ信号を送信する。
【0139】
これに相応することは図17のbからdまでに示された実施例にもあてはまる。円板770と771は蓄力器780の力の作用に抗して互いに相対的に回動不能である。図17のbからdにおいては一方の円板770は半径方向で突出する突起774を有している。この突起774は他方の円板771の上へ少なくとも半径方向外側の範囲にて突出している。両方の円板の縁範囲772,773は磁化可能な磁石材料、例えば強磁性の材料から製作されている。縁範囲772,773の磁化は、磁気的な北極(N)と磁気的な南極(S)とを有する範囲が円板の外周に亘って繰返えされるように行なわれる。この場合、突起774はN又はSとして磁化される。両方の円板の負荷されていない位置で突起774はN又はSで磁化されて円板771のN又はS極を覆う。これにより外から見て両方の円板のS又はN極だけが統一的な、有効な極として確認することができる。
【0140】
センサ775は円板770,771の縁範囲の上側又は下側に配置されている。さらにセンサはセンサが覆われた負荷されていない状態で信号を発信しないように配置されている。何故ならばセンサは外に/上に/下に向かって統一的な磁化と場合によっては付加的な磁石776との間に配置されているからである。磁石776はセンサの位置に元から存在する磁場強さのオープション的な増大のために設けられている。
【0141】
S極として磁化された突起774がN極をブラインドを用いたように覆うと、センサ775は信号を発しない。両方の円板770と771との相対的な回動のもとでN極は少なくとも部分的にS極ブラインドに対して露出させられかつセンサの場所で交差する磁場線が形成され、センサは円板の相対回動を少なくとも表す、消えない信号を発信する。
【0142】
図18のaからcには2つの回転する部材の相対運動を検出するためのセンサ820,821の本発明による配置の別の変化実施例が示されている。円板状の構成部分800と801は蓄力器によって互いに連結されかつ一方の円板800が力で負荷された場合に一方の円板800が他方の円板801に対して相対回動する。蓄力器805は円板800と801との窓状に切欠きに受容されているので、蓄力器は両方の端部範囲で又は少なくとも一方の端部範囲で窓状の切欠きの半径方向の両端部範囲又は少なくとも一方の端部範囲812に接触する。蓄力器はバイアスがかけられて窓810,811に受容されていることができるので、両方の円板の相対回動はバイアス力を克服してはじめて行なわれる。
【0143】
円板800,801の縁範囲には歯802,803が配置されている。この場合、センサ820,821、例えばディファレンシャルセンサは円板の歯を円板の回転時に走査しかつ検出する。縁範囲は磁化可能な材料、例えば強磁性の材料から成っていることができる。歯の磁化及びセンサ部材820,821の後ろに配置された磁石によって各センサ部材は各円板の磁化だけを検出し、ひいては円板の回転数、位置及び/又は加速を検出する。
【0144】
図19のaには一方のセンサ部材820と他方のセンサ部材821との2つの信号850,851の信号経過が示されている。両方の円板の相対回動が存在していないと信号850と851はほぼ同じである。両方の円板が相対回動した場合には信号850と851は図19のbに示したように異っている。カーブ860は信号850と851の差に相当しているので、例えばプルス幅862から円板の相対的な移動が検出され得る。信号860が上方の閾870よりも大きいとはじめて、信号880は信号860が第2の閾値871よりも小さくなるまである値、例えば最小値におかれる。この場合には信号861は1つの値、例えば最大値におかれる。したがって出力装置801がブロックされている場合ですら回動が検出される。
【0145】
記述したセンサ装置によっては駆動装置から作動部材への力の伝達経路内で作動の力を直接又は間接的に検出することができる。この力は切換え過程、例えば伝動装置の切換え過程の自動化された作動時の切換え力であることができる。この力は選択過程の自動化された作動、例えば伝動装置の変速段のチェンジに際して選択する力であることができる。同様にこの力はトルク伝達系を作動するための力、例えばクラッチの自動化された作動のための力であることもできる。
【0146】
制御ユニットはこの力信号で又はこの力を表す信号で制御又は調整過程を実施することができるので、例えば所定の最大力が作動に際して越えられることがなくなる。
【0147】
図20は自動車伝動装置の自動化された作動のための装置の1実施例が示されている。この場合には自動車伝動装置自体は図示されていないか又は部分的にしか示されていない。この装置は第1の駆動モータ1001、例えば電気モータと第2の駆動モータ1002、例えば電気モータを有している。モータ1001は伝動装置の切換え過程を作動しかつモータ1002は伝動装置の選択過程を作動する。両方の電気モータはほぼ円筒形又は場合によってはこれから異なった磁極鉢体1001aと1001bとを有している。磁極鉢体は円筒形から例えば面取部で異なった形を有していることもできる。モータはそれぞれ1つの駆動軸1003と1004を有し、該駆動軸1003と1004はそれぞれ1つのウオームを備えているか又はそれぞれ1つのウオームと結合され、ウオーム伝動装置を介して伝動装置の中央の切換え軸の切換えフィンガの回転もしくは行程運動を作動するようになっている。ウオーム1005はウオーム歯車1006と駆動結合されている。切換えモータ1001はその出力軸1003の回転運動をウオーム1005とウオーム歯車1006を介して、2つのほぼ平行に配置された円板部分1007aと1007bと中間に接続された蓄力器とを経てフランジ1008に伝達する。このフランジ1008は出力側で歯車1009と結合されているか又は歯車1009と一体に構成されている。歯車1009はケーシングにピン1001で支承された別の歯車1010と噛合う。この歯車1010自体はセグメント歯車1012と噛合う。モータ1003の出力軸の回転運動によって、ウオーム伝動装置と円板状の部材1007aと1007bとフランジとの間に配置された蓄力器とを介してトルクがセグメント歯車1012に伝達される。両方の円板状の部分1007aと1007bは互いに回動不能に結合されている。この場合、円板1007aのピンは有利には円板1007bの切欠きに係合する。しかしながら両方の円板状の部分はリベット結合により互いに結合されていることができる。
【0148】
ウオーム歯車1006、円板状の構成部分1007aと1007b並びにフランジ1008は差込み軸1013の上に回転可能に支承されている。差込み軸1013は一方の側で切換えモータ1020のケーシングにかつ他方の側でアクタ1021のケーシングに支えられているか又は回転可能に支承されている。ウオーム歯車1006は円板状の部材1007a及び1007bの駆動側と切欠き又はエボリュート歯を介して結合されている。このためにはウオーム歯車は軸方向の付加部1006aを有し、該付加部1006aに歯を有している。範囲1006aの外歯は部材1007aの内歯に係合する。部材1007aと1007bとの回動不能な結合によって両方の円板状の部材に対する力の伝達が行なわれる。フランジ1008は軸方向で両方の部材1007aと1007bとの間に配置されている。この場合、蓄力器1022はフランジ1008の窓に受容されておりかつ円板状の部材1007a,1007bの範囲における押込み変形部又は受容範囲に支えられている。部材1007a,1007bとフランジ1008との間で相対回動が行なわれると、力の伝達又はトルクの伝達が円板状の部材から蓄力器を介してフランジに対して行なわれる。この場合、フランジは出力側で切換え軸又は切換えフィンガを回動させる。有利には少なくとも2つの蓄力器が円板状の部材とフランジとの間にトルクを伝達するようにかつ例えばバイアスもかけられて配置されている。
【0149】
差込み軸1013をケーシングに受容することはプレス嵌めで行なうこともできる。
【0150】
ウオーム歯車1006は有利には熱可塑性のプラスチックから構成することができる。蓄力器、例えば弾性体1022は小さい熱的膨張係数を有する材料、例えば金属、ゴム又はプラスチックから製作することができる。これによって有利にはわずかな継目遊びが、特にウオーム歯車に歯付きの軸がかつ部材1006aに、弾性体の駆動側に歯付きのボスが構成されていると生じる。これは特に、継目温度が主要な運転範囲に与えられている温度の下にあると達成される。円板状の構成部分1007a,1007b並びにフランジ1008は金属及び/又はプラスチックから製作されていることもできる。
【0151】
別の実施例においては切欠き歯が弾性体の駆動側、つまり部材1007aと歯車1009との間に、わずかな継目遊びが存在するように構成されていると有利である。これは例えば歯の付けられた軸1009が熱的な膨張係数の比較的に大きい材料から製作されかつ歯付きのボスが熱的な膨張係数の比較的に小さい部材から製作されていることで達成される。円筒歯車の歯で回転運動は歯車1009から歯車1012に伝達される。この場合には1実施例においては同様に中間歯車がトルク伝達のために配置されていることができる。中間歯車は軸1011でケーシングに支承されている。部材1012、例えばセグメント歯車は、例えば歯、例えば内歯1012aを介して、中央の切換え軸の外歯1025と結合されている。セグメント歯車1012の回動のもとで中央の切換え軸1026は回動させられる。したがって切換えフィンガ1027はその角度位置を変化させる。歯対偶1012a,1025は、中央の切換え軸が軸方向で滑動させられ得るが、それでも歯の噛合いが実現され、中央の切換え軸1026と切換えフィンガ1027とが軸方向に移動したにも拘わらず切換えフィンガ1027の角度位置が維持されるように構成されている。
【0152】
切換え装置のセグメント歯車1012はセンタリングされたトルク連行部、例えば切欠き歯で、中央の切換え軸1026の上に受容されかつ支承されている。切換え軸1026はケーシング固定の案内軸1028に支承されている。切換え装置のセグメント歯車1012はケーシング固定の案内軸1028の軸方向でアクタケーシング1021において対応保持体1029によって保持されているので、中央の切換え軸1026は回転及び行程運動を実施できるが、セグメント歯車1012は回転運動しか実施できない。したがって部材は内歯と外歯で、つまり1012aと1025で、切換え軸1026が軸方向の運動をケーシング固定の案内軸1028の方向に行なうと互いに相対的に滑動する。
【0153】
選択モータ1002は出力軸1004の回転運動を、出力軸1004の上に配置されたウオーム1080でウオーム歯車1031に伝達する。ウオーム歯車1031には別の歯車1032が回動不能に結合されている。この歯車1032はセグメント歯車1033と噛合っている。セグメント歯車1033はピン1034の範囲において回転可能に支承されている。この場合、ウオーム歯車1033にはフィンガ1031が回動不能に結合されている。この回動不能な結合は例えばねじリベットを用いるか又は一体結合又は形による結合により行なわれる。フィンガ1031は選択フォーク口1030に係合している。この場合、選択フォーク口1030は中央の切換え軸1026と形状接続又は摩擦接続で結合されている。ウオームの回転運動によって部材1031は軸1034を中心として旋回させられる。したがって中央の切換え軸1026は下降又は上昇させられる。ウオーム歯車と歯車1032は差込み軸1035の上に回転可能に支承されている。この差込み軸は片側で選択モータのケーシングにかつ反対側でアクタケーシングに支えられている。歯車1032はセグメント歯車1033に噛合う。セグメント歯車にはセグメント歯車と一体に構成されるか又はこれと結合された選択フィンガ1031が固定されている。この選択フィンガ1031は中央の切換え軸に固定されるか又はこれと一体に構成された選択フォーク口に係合する。したがって選択フィンガ1031の回転運動は、中央の切換え軸1026をその案内軸1028に沿って移動させる。選択フォーク口1030は伝動装置切換えに必要な中央の切換え軸の行程及び回転運動範囲において、回転運動が選択フィンガの位置とは無関係に行なえるように構成されている。中央の切換え軸の上に案内軸の軸方向に形成された楔又は歯がセグメント歯車1012における対応溝に係合することで、中央の切換え軸の、伝動装置切換えに必要な行程及び回転運動範囲において、行程運動をセグメント歯車の位置とは無関係に実施することができる。
【0154】
選択フォーク口1030はフィンガ1031が上方範囲、例えば板状の範囲により受容されかつ下方範囲1030b、例えば板状の範囲により受容されるように構成されている。この場合、両方の部材1030aと1030bは互いに一体に構成されているか又は互いに結合されている。板状の範囲は管状の部分に一体成形されている。この場合、この管状の部分は切換え軸と結合されている。選択フォーク口の上方及び下方の制限面の範囲1030aと1030bの旋削部は、中央の切換え軸の回動にも拘わらずフィンガ1031が切換えフォーク口と形状接続により結合されているように構成されている。
【0155】
アクタケーシングは、中央の切換え軸がその回転運動及び/又は行程運動において、伝動装置切換えに必要な回転及び行程運動を許すようにしか動かされないようにストッパが存在するように構成されていると有利である。必要以上の回転又は行程運動はストッパによって制限される。これにより伝動装置を作動するための装置のコンパクトでかつ構成スペースをとらない実施形態が達成される。したがって実際に発生する運動範囲を制限することで、必要とされない運動自由度のための付加的な空間と空間範囲は実現されない。
【0156】
アクタケーシングは有利には切換え伝動装置のケーシングの上にねじ及び円筒ピンで固定されている。しかし、アクタケーシングの他の固定が設けられていることもできる。ねじ結合はねじがアクタケーシングの貫通孔に位置し、アクタケーシングが切換え伝動装置の上に緊定されるように構成することができる。しかしながらねじ結合はねじがアクタケーシングの貫通孔を通って切換え又は選択モータの貫通孔に達し、切換え又は選択モータのケーシングがアクタケーシングと一緒に切換え伝動装置ケーシングの上にねじ結合又は緊定されるように構成することもできる。
【0157】
有利であるのは電気モータ1001と1002との軸線が互いに平行に配置されており、ウオーム歯車1006の軸線が中央の切換え軸1026に対して平行に向けられていることである。この場合には電気モータの軸線はあとに述べたウオーム歯車と中央の切換え軸の軸線に対して垂直に位置している。さらに有利であることはセグメント歯車1033のウオーム歯車1031の軸線が電気モータと中央の切換え軸の軸線に対して垂直に位置していることである。これにより構成空間を節減した配置が達成される。
【0158】
図23から26までには伝動装置の自動化された作動を行なう本発明による装置の別の実施例が示されている。装置1100は切換え運動を作動するための電気モータ1101と選択運動を作動するための電気モータ1102とを有している。電気モータは出力側にウオームを有し、該ウオームはウオーム歯車1104に噛合う。ウオーム歯車には2つの間隔をおいた円板1105と1106とが結合されている。この場合、軸方向に間隔をおいたこれらの円板の間にはフランジ1107が配置されている。フランジ1107と両方の円板1105,1106との間には蓄力器、例えばばね又は弾性部材が配置されており、したがって相対運動に際して蓄力器が円板状の部材1105,1106と部材1107との間で力を伝達する。軸1108はフランジと回転不能に結合されている。この場合には、歯又は歯車1109が軸1108と形状接続で又は一体に結合されている。歯車1109はセグメント歯車1110に噛合いかつ電気モータが駆動されたときに中央の切換え軸1111を回動させる。中央の切換え軸1111には伝動装置の切換え棒の切換え口1113に係合するための単数又は複数の切換えフィンガ1112a,1112bが配置されている。切換えフィンガは前進段の切換えを作動し、切換えフィンガ1112bはこの実施例では後進段を作動するための切換え口を作動する。電気モータ1102は同様にウオーム1120を有し、該ウオーム1120はウオーム歯車1121と噛合う。ウオーム歯車は軸1122の範囲にて支承されかつ歯車1123を有している。この歯車1123は切換えフィンガ1124を有している。切換えフィンガは中央の切換え軸の切欠き1125に係合し、歯車1121が回動する際に切換えフィンガが軸1122を中心として傾動させられるので、中央の切換え軸1111は軸方向に動かされる。これにより切換えフィンガ1112a,1112bは軸方向に上昇又は下降させられる。切欠き1125は切削、例えばフライス加工で形成することができる。
【0159】
図24は他の遠近法で該装置を示している。この場合、切換えフィンガ1124は中央の切換え軸1111の切欠き1125に係合して、フィンガ1124が旋回した場合に中央の切換え軸の行程運動を制御するようになっている。セグメント歯車1110は中央の切換え軸1111の下方の端部範囲にねじ又はリベット部材1132を用いて又は溶接、例えば摩擦溶接、レザー溶接、点溶接又はそれに類似したものによって結合されている。切換えフィンガ1112a並びに切換えフィンガ1112bはセグメント歯車1110と一体に構成され、例えば薄板成形部材として製作されている。この場合には輪郭は薄板の打抜きによって製作され、次いで圧刻又は変形過程で加工される。
【0160】
図25はフィンガ1124をもう一度部分的に示している。このフィンガ1124は切欠き1125に係合している。この場合、フィンガは歯車1121と一体に結合されかつ軸1122を中心として回転可能に支承されている。
【0161】
図26は中央の切換え軸の一部をもう一度示している。中央の切換え軸の下方端部には結合部材、例えばリベットヘッド又はねじ結合によってセグメント歯車1110が切換えフィンガ1112aと1112bと結合されている。
【0162】
切換えフィンガ1112aは切換え口1113の1つに係合する。切換えフィンガ1112aを中央の切換え軸1111の軸線に沿って移動させることにより切換えフィンガは切換え口に係合させられ、これによって切換え作動装置の入れようとする変速段が選び出される。この結果、まず入れようとする変速段の案内通路が選ばれる。切換えフィンガ1112aを中央の切換え軸1111の軸線を中心として回動させることにより、切換えフォーク1130は所属の切換え棒に沿って移動させられ、ひいては伝動装置切換え及び変速段を入れることが行なわれる。伝動装置の切換えに必要な切換えフィンガ1112aの回転及び行程運動を生ぜしめるためには切換えモータ1101と選択モータ1102が使用される。切換えモータは出力軸の回転運動をウオームとウオーム歯車とを介して、つまりウオーム伝動装置を介して、バイアスのかけられた弾性体の入力部材に伝達する。この場合、入力部材は2つの円板1105と1106によって構成されている。蓄力器を介して力はフランジ1107にかつそこから軸1108にかつそこから歯車1109に流れる。歯車1109は中央の切換え軸のセグメント歯車1110と噛合っている。ウオーム歯車、緩衝部材1105から1107並びに歯車1109は回転可能に差込み軸に支承されている。この差込み軸は符号1140で示されている。差込み軸1140は片側で切換えモータのケーシングにかつ反対側でアクタケーシングに支えられている。ウオーム歯車を弾性体、例えば部材1105,1106に結合すること及び弾性体の出力側をフランジ1107に結合することは有利には歯対偶、例えば図20から22に相応して内歯と外歯とを介して行なわれる。
【0163】
円筒歯車歯を介して回転運動は歯車1109からセグメント歯車1110に伝達される。歯車1109は同様にセグメント歯車として構成されていることができる。この場合、歯車1109の軸方向の寸法又は長さは、中央の切換え軸の軸方向の移動のもとで、部材1109と1110との間の歯の噛合が保証されたままに留まるように選ばれている。同様にセグメント歯車1110も歯の噛合が保証されたままに留まるような軸方向の長さを有することができる。この場合には歯車1109は短く構成されていることができる。有利であるのはセグメント歯車1110と切換えフィンガ1112a,1112bとが形状接続により結合されているか又は一体に構成されていることである。別の切換えフィンガ1112bが切換えフィンガ1112aに付加的に存在していることができる。この場合には伝動装置は後進段が前進段とは別の切換えフィンガで切換えられるように構成される。この構成では切換えフィンガ1112bも第2の切換えフィンガ及び/又はセグメント歯車と一体に又は形状接続で結合されていることができる。
【0164】
セグメント歯車1110と切換えフィンガ1112a,1112bは中央の切換え軸と回動不能に結合されている。この場合、中央の切換え軸はアクタケーシングにプレス嵌めされた滑り軸受ブッシュに案内されている。
【0165】
選択モータは出力軸の回転運動をウオームとウオーム歯車、例えばウオーム伝動装置を介して偏心体、例えば切換えフィンガ1124に伝達する。ウオーム歯車と偏心体は選択モータ1122の差込み軸の上に回転可能に支承されている。この差込み軸は片側にて選択モータのケーシングに支えられかつ反対側でアクタケーシング自体に支えられることができる。偏心体、例えばフィンガ1124は中央の切換え軸に固定されているか又は切換え軸と一体に構成された選択フォーク口、例えば切欠き1125に係合するので、偏心体の回転運動は中央の切換え軸をその軸線の方向に移動させる。
【0166】
選択フォーク口1125は中央の切換え軸に対して伝動装置切換えのために必要な行程及び回転運動範囲において偏心体の位置とは無関係に回転運動が行なわれ得るように構成されていることができる。これは、選択フォーク口1125の大きさが、中央の切換え軸の回動により切換えフォークフィンガ1124が引続き切換えフォーク口1125に係合したままに保たれるように選択されていることを意味する。
【0167】
伝動装置を切換えるための歯車1109とセグメント歯車1110の歯は、歯側面が回転軸の方向に延びるように構成されている。中央の切換え軸の、伝動装置の切換えに必要な行程及び回転運動範囲においては、セグメント歯車及びことに固定的に結合された切換えフィンガの、中央の切換え軸の軸方向の運動はセグメント歯車の回転角とは無関係に行なうことができる。これは歯車1109又は歯車1110が中央の切換え軸の行程範囲に相当する長さを有し、中央の切換え軸が行程一杯に移動した場合にも部材1109と1110との歯の噛合が保証されたままに留められることで達成される。
【0168】
選択するための切換えフィンガ1124は円筒形に構成された部材として有利な形式で構成されていることができる。さらに選択過程を作動するためのフィンガはフィンガの角度変化に際してフィンガの回動の角度に比例して与えられる中央の切換え軸の軸方向の移動を生ぜしめるように等けいひずみ円として又は等けいひずみ円形状の輪郭で構成されていることができる。この場合には切換えフィンガの有効な半径が、中央位置から外へ旋回する場合にほぼコンスタントに保たれ、これによって中央の切換え軸の行程距離に対する偏心体の旋回角度の比がほぼ理想的な線形性を有し、選択フォーク口と偏心体との間の遊びがどの角度位置でもほぼ変わらないことが達成される。
【0169】
図27は電気モータと中央の切換え軸との間の伝力経路に配置された弾性体の1実施例を示している。この場合には円板状の部分1105は円板状の部分1106と形状接続的に、例えばスナップ結合又は突起1105aを介して結合されている。両方の部材1105と1106との間には円板状の構成部分1107が配置されている。部材1105は駆動側に内歯として構成された歯1180を有している。この歯には例えば図23のウオーム歯車1104が噛合っている。部材1107は軸方向に突出する鍔1107aを有している。この鍔1107aは内側の範囲に歯1181を有している。この歯1181には例えば軸1108が形状接続で結合されている。
【0170】
部材1105と1106は蓄力器1184を受容するためにシェル状の受容範囲1182と1183とを有している。部材1107は切欠き又は窓1185を有し、この切欠き又は窓1185内には蓄力器が入れられている。蓄力器を受容するための切欠き1182と1183は蓄力器1184の軸方向の長さとほぼ同じである長さを有しているので、蓄力器はバイアスがかけられて受容部に受容され得る。構成部分1105,1106とフランジ状の構成部分1107との間の相対回動のもとで蓄力器1184が力で負荷される。この力負荷により部材1105から部材1107へトルクの伝達が行なわれる。蓄力器のバイアスは、伝達可能なトルクが蓄力器のバイアス力よりも大きいとはじめて蓄力器の圧縮が行なわれるように選ばれていることができる。次いで作用しているモーメントが引続き上昇すると、蓄力器はほぼこの力に比例して圧縮されかつ別のあらかじめ規定可能な力値又はトルク値で、蓄力器の巻条がブロックを成すか部材1105と1107の間のストッパがブロックを成す状態に達する。この力値又はトルク値から力の伝達はトルクが上昇すると形状接続により、蓄力器の緩衝作用が発揮されることなく行なわれる。
【0171】
さらに本発明の課題は、自動化された切換え伝動装置の作動装置、例えばアクタであって、構成部材の数が少なく、さらに伝動装置製造者と自動車製造者のところで容易に組立可能でかつ必要な構成空間に関し小さいものを提供することである。さらに既存の伝動装置に大きな変更を実施する必要がないことが有利である。
【0172】
図29から図32までには本発明の別の実施例が示されている。
【0173】
切換え伝動装置1201の上には、アクタ1202、例えば切換え過程と選択過程を作動するための電気モータ1203,1204と増速伝動装置とを有する作動装置が固定されている。切換え運動は回転運動として中央の切換え軸1205に伝達される。電気モータ1203から中央の切換え軸1205への運動の伝達はウオーム伝動装置1206を介して行なわれる。電気モータの回転運動はウオーム伝動装置を介して軸1207に伝達される。さらに軸1207の上には回動不能に歯1208がある。この歯はスリーブ1210に固定された歯車セグメント1209を駆動する。スリーブ1210はピン1211を介して回動不能に中央の切換え軸1205と結合されている。したがって軸1207の駆動モーメントは中央の切換え軸に伝達される。
【0174】
切換えパターンの案内通路の選択は中央の切換え軸1205の昇降運動によって行なわれる。電気モータ1204から中央の切換え軸への運動の伝達は同様にウオーム伝動装置を介して行なわれる。電気モータの回転運動はウオーム伝動装置を介して軸1213に伝達される。さらに軸1213は回動不能に短いレバー1214を備えている。このレバー(又はフィンガ)の他方の端部はスリーブ1210の外側の溝1215に係合する。これによりレバー1214の旋回運動はスリーブ1210の行程運動に変換される。このスリーブはピン1211を介して中央の切換え軸1205に不動に結合されている。したがってレバー1214の旋回運動は中央の切換え軸の行程運動に伝達される。
【0175】
選択過程の間、つまり中央の切換え軸1205の行程運動の間、歯車セグメント1209は切換えモータの歯車1208に沿って上下に滑動する。通路3/4の内部の切換えに際して噛合は歯車1208の中間の高さで行なわれる。通路1/2もしくは5/Rにおいては噛合は歯車1208の下の1/3もしくは上の1/3において行なわれる。
【0176】
信号と電気的なエネルギは外からソケット(図示せず)を介してそれぞれ電気モータ1203と1204に達する。
【0177】
特に有利であるのは作動装置のためにスリーブ1210を使用することである。このスリーブ1210は完全なアクタを中央の切換え軸の端部に取付けることを可能にする。このような解決は使用される多くの自動車伝動装置の場合に有利である。何故ならば中央の切換え軸は直接的に伝動装置に組込まれかつ切換えドームもしくはインテグラルモジュールの構成部材ではないからである。
【0178】
図面に記述した実施例によってはすでに組立済みのアクタ1202をすでに組立済みの切換え伝動装置1201の上に取付けることが可能である。この場合には中央の切換え軸1205がアクタもしくはスリーブ1210を貫通させられかつピン1211によりスリーブ1210に回動不能に結合されていると合目的的である。次いでアクタ1202は伝動装置ケーシングにねじ結合される。
【0179】
アクタは上方でスリーブ1210が通されている個所で軸シールリング1216によって外部の汚れに対してシールされる。
【0180】
図33から図38までには本発明の別の実施例が示されている。伝動装置を作動するための装置は切換えと選択とのために2つの作動軸を有し、該作動軸がケーシングから突出している伝動装置を作動する。伝動装置の内部の構造に基づき、純然たるアッドオン解決に好ましいアクタケーシングを固定するためのねじ結合アイと作動軸の支承個所は同じ部分の上には存在しない。
【0181】
この場合に重要な点は、
・ 2つの伝動段と軸製作誤差を補償するための付加的な連行体とによる切換え軸の作動
・ 小さな軸間隔変化に対して影響を受けない噛合形式を用いた2つの伝動段による切換え軸の作動
・ クランク装置を用いた選択軸の作動
である。
【0182】
伝動装置は以下の特徴的な構成もしくは部分を有している。すなわち、伝動装置ケーシング1301、クラッチ吊鐘体1302、切換え軸1303。変速段の切換えは切換え軸の回転により行なわれる。案内通路選択は選択軸1305の回転1306によって行なわれる。同時にこれにより切換え軸1303の長手方向の運動1307が行なわれる。切換え軸1303は唯一の中央の切換え軸として切換えのための回転と選択のための並進運動を伴って使用することもできる。
【0183】
伝動装置に伝動装置アクタをアッドオン固定するためにはケーシング部分1301と1302のねじ結合1308が役立つ。分離継目1309が示されている。この存在するねじ点を使用することにより伝動装置製造者のところでのケーシング変更は不要になる。
【0184】
切換え軸1303と選択軸1305は内部の中間部分を介してクラッチ吊鐘体1302のケーシング部分に固定されている。
【0185】
切換え軸1303もしくは選択軸1305とねじ結合点1308との間の相対位置は比較的に大きな製作誤差を伴っている。
【0186】
図34には例としてEnsemble伝動装置−伝動装置アクタ装置が示されている。図面においては伝動装置1301、切換え作動のためのアクタケーシング1311a、選択作動のためのアクタケーシング1311b、伝動モータ切換え1312及び伝動モータ選択1313が確認できる。
【0187】
多くの実施例においては特に切換えアクタ装置の範囲で、2から5の範囲における減速比を有する第2の作動段の使用が有利である。この場合にはその一定の減速比のために円筒歯車段が合目的的である。これによって軸間隔と軸の角度のずれの精度に対する要求が与えられる。
【0188】
図35には切換えアクタが横断面で示されている。伝動装置ケーシング1301には存在するねじ結合点にアクトリックのための保持部分1314がねじ結合されている。切換えのための伝動モータ1312はそれができるだけ伝動装置ケーシングに密接するようにかつ出力ピニオンの軸線が製作誤差を除いて伝動装置の切換え作動軸1303に対して平行に位置するように配置されている。上側においては切換え伝動モータ1312にピニオン1315と歯セグメント1317とから成る歯車段を有するケーシング1316がフランジ結合されている。分割された両方の歯部分1315と1317の軸間隔はこの配置では十分に小さい製作誤差で現実される。第2の伝動段を有するケーシング1316と切換え伝動モータ1312は一緒に保持部分1314とねじ結合されている(1318)。
【0189】
歯セグメント1317は運動を軸1319を介してケーシング1316から連行体1320に伝達する。連行体1320はこの実施例の場合には溝が付けられている(図36参照)。この溝内には伝動装置1301の切換え作動軸1303の上に固定されたレバー1320が突入する。このレバー1321は遊びを減少させるため及び製作誤差の影響を受けないようにコンベックスに有利には等けいひずみ円として成形されている(1322)。
【0190】
図示のヴァリエーションでは連行体1320は、レバー1321に対する接触が切換え作動軸の最上位1323と最下位1324の位置でまだ保証されるように構成されていなければならい。伝動モータの磁極鉢形体1325は連行体1320とレバー1321の旋回範囲の外にある。
【0191】
図示の配置はケーシング1316が薄板成形部分として、Aluダイカスト鋳造部分として又はプラスチック射出成形部分として製作されることできわめてコスト的に有利に構成することができる。歯セグメント1317のために例えば精密切断又は精密打抜きが製作法方としては適している。連行体1320は薄板変形部分をベースとしている。この場合、溝の必要な安定性は溶接又はかしめ1326によって達成することができる。
【0192】
有利であることは保持部1314とケーシング1316とが1体に構成されていることである。この場合には切換え伝動モータは最上位の部材として配置されている。同様に有利であるのは溝付きの連行体1320とレバー1321との交換が成されていると有利である。さらに有利であることは第2の伝動段の十分に正確な軸位置がアクタケーシングにおける支承によってかつ製作誤差の補償が第2の伝動段の出力部における連行体によって与えられていることである。さらにコンパクトな配置は第2の伝動段のケーシングと保持体との分離によって与えられる。歯セグメント、軸及び溝付きの連行体を有するアクタ出力部のコスト的に有利な製作は図示の構造により実現される。
【0193】
図37には切換えアクトリックの断面が示されている。アクタケーシング1311aは存在するねじ結合点1308において伝動装置ケーシング1301と結合されている。切換え1312のための伝動装置モータは、その重心ができるだけ垂直にねじ結合点1308の上に位置するように配置される。出力ピニオン1315の軸線はできるだけ伝動装置の切換え軸に対して平行に位置するようにしたい。
【0194】
出力ピニオン1315は切換え作動1304を実現するために直接的に、切換え軸1303と結合された歯セグメント1326を駆動する。切換えモータ1312と出力ピニオン1315はアクタケーシング1311aを介して伝動装置ケーシング1301と結合されかつ切換え軸は内部の中間部分を介してクラッチ吊鐘体1302と結合されているので、噛合いの軸間隔は強く製作誤差を伴っている。噛合い遊びの影響をわずかに保つことができるように有利にはセンチミリメータ範囲の軸間隔変化に敏感でない噛合形式、例えば小さな係合角度と負のプロフィール移動を有するエボルート噛合が選択される。切換えアクトリックのコンパクトな配置と伝動装置ケーシング1301からの切換えモータ1312のできるだけわずかな間隔を達成するためには歯セグメント1320はクランク状に折曲げられて構成されている。
【0195】
アクタケーシング1311aは伝動装置1301にねじ結合されたあとで、潤滑剤が外に出ることを阻止するためにかつ噛合部を湿気と汚れから守るためにプラスチックキャップ1327で閉じられる。プラスチックキャップは切換え軸1303の選択運動を妨げないように構成されている。
【0196】
切換えアクトリックの図示の配置のためにはアクタケーシング1311aのための製作方法としてはAluダイカスト鋳造又はプラスチック射出成形、場合によっては繊維複合材料を用いたプラスチック射出成形が有利である。閉鎖キャップ1327はプラスチック射出成形体として構成され、歯セグメント1326のためには製作法方として例えば統合された変形ステップを有する精密切断が適している。
【0197】
図38はアクタケーシング1311bの断面を示している。選択モータ1313はその出力軸が差嵌められたモータレバー1329と共に選択軸1305に対してできるだけ平行に位置するように、下方及び上方に向かって開いたアクタケーシング1311bにねじ結合されている。
【0198】
モータレバーの選択運動は、回転可能に支承された選択ピン1330を介して、選択軸1305にトルク不動に結合された選択レバー1331に伝達される。選択レバー1331には選択ピン1330を受容するために溝が付けられている。この場合、選択ピンの直径と溝幅とには遊びを減少させるためにできるだけ小さい製作誤差が与えられる。
【0199】
選択レバーの製作方法としては、あとから溝と孔が精密加工される打抜き又は精密切断が適している。
【0200】
図39と40には伝動装置の自動化された作動のために伝動装置の中央の切換え軸の切換え及び選択運動を作動するための本発明による作動装置が示されている。この場合には各作動のため、例えば軸の回転と軸方向の移動のために1つの電気モータが設けられている。図41aから41cにはそれぞれ装置の部材の断面と側面が示されている。
【0201】
装置1400は1つの電気モータ1401を有し、該電気モータは出力側にウオーム伝動装置のウオーム1403を有している。このウオーム1403はウオーム歯車1405と噛合っている。このウオーム歯車1405は軸を介して歯車、例えばピニオンと結合されている。このピニオンはセグメント歯車1413の歯と噛合っている。セグメント歯車1413には切換えフィンガ1415が回動不能にかつ軸方向で不動に結合されているか又は一体に構成されている。切換えフィンガ1415は切換えフォーク口1416の1つに係合している。フィンガ1415の回動のもとで切換えフォークが作動されかつ1つの変速段が入れられる。これは電気モータ1402を用いた作動によって制御される。モータは可逆に作動されることができかつフィンガ1415を往復旋回させることができる。これによって伝動装置において1つの変速段又は他の変速段が入れられる。
【0202】
切換えフィンガ1415を中央の切換え軸1411の軸線に沿って移動させることによって切換えフィンガは1つの切換フォーク口に係合させられる。これによって、切換え伝動装置の入れようとする変速段又は相応する切換え通路又は相応する変速段グループが選択される。切換えフィンガ1415を中央の切換え軸1411の軸線を中心として回動させることによって、切換えフォークは所属の切換え棒に沿って移動させられ、ひいては伝動装置の切換えが行なわれる。
【0203】
伝動装置の切換えに必要な切換えフィンガ1415の回転及び行程運動を生ぜしめるためには切換えモータ1401と選択モータ1402が使用されかつ制御ユニットによって制御される。
【0204】
切換えモータはその回転運動をウオームと、ウオーム歯車と、間に接続されたバイアスのかけられた弾性体、例えば蓄力器とを有するウオーム伝動装置を介して伝達し、そこから切換えるためのピニオン1412に伝達する。ウオーム歯車1405、弾性体及びピニオン切換え装置1462、例えばセグメント歯車は回転可能に1つの差込み軸1414に支承されている。この差込み軸1414は片側で切換えモータのケーシングにかつ反対側でアクタケーシング1418に支えられている。軸1414は両側でアクタ又はアクチエータのケーシングに受容されかつ支承されていることもできる。
【0205】
ウオーム歯車1405と弾性体の駆動側との結合及びトルク伝達及び弾性体の被駆動側と切換えのためのピニオン1412との結合は先きに記述したように行なわれる。円筒歯車歯によってピニオン切換え装置1412から回転運動はセグメント歯車1413に伝達される。この場合、セグメント歯車1413と切換えフィンガ1415は形状接続的に結合されるか又は一体に構成されていることができる。別の切換えフィンガ1415aはセグメント歯車1413又は切換えフィンガ1415と形状接続的に結合されているか又はセグメント歯車1413又は切換えフィンガ1415と一体に構成されていることができる。
【0206】
切換えを作動するためのセグメント歯車1413と切換えフィンガ1415及び1415aは中央の切換え軸1412と不動に結合されている。切換え軸1412は例えば少なくとも1つの、アクタケーシング1418にプレス嵌めされた滑り軸受ブッシュに案内されている。
【0207】
選択モータ1402はその回転運動をウオーム伝動装置1404を介して選択運動を作動するためのピニオン1406aに伝達する。ウオーム歯車1404と選択するためのピニオン1406aは回転可能に差込み軸1407の上に支承されている。この差込み軸1407は片側で選択モータのケーシングに、他方の側でアクタケーシング1418に支えられている。中央の切換え軸1411の上には選択するためのラック1406bが回転可能に支承されているので、中央の切換え軸1411がその軸を中心として回動するとラック1406bは回動させられない。ラック1406aとラック1406bの歯は噛合いパートナの歯が相互に歯の側面にて支えられていることにより互いに平行に保たれている。軸間隔はこのようにして噛合の全副に亘ってコンスタントに保たれている。
【0208】
選択するためのラック1406bは中央の切換え軸1411の回転軸線に対して垂直な面1419を有している。中央の切換え軸1411自体は適当な対応面1420を有しているので、ピニオン歯の接線方向力はラックを介して中央の切換え軸1411に伝達される。選択のためにピニオン1406aを回動させることは選択のためのラック1406bを中央の切換え軸1411とをその軸線に沿って移動させる。これによってセグメント歯車1413とピン1415と1415aは軸方向に移動させられるのでピンは異なるフォーク口に移動させることができる。
【0209】
選択するためのラック1406bの長さが制限されていることによってかつ構成的な処置、例えば構成部分の縁に歯溝が部分的にしか押込み変形されていないことにより、運動範囲を必要なものもしくは許容されるものに制限する内部のストッパ1423が得られる。
【0210】
選択のためのピニオン1406aと中央の切換え軸1411の回転軸は互いに直交するので、中央の切換え軸1411の、伝動装置切換のために必要な行程及び回転運動範囲において回転運動が、選択するためのピニオン1406aの位置と無関係に行なうこと及びその反対が可能である。
【0211】
選択のためのラック1406bは特殊な実施例では、ラックが中央の切換え軸の回転軸線に沿ってスリット1430を有するように構成されている。スリット1430は回転案内1421へ移行している。この場合、回転案内はスリットの幅よりもわずかに大きい直径を有している。中央の切換え軸1411は直径が著しく減少させられた範囲1422を有しかつ選択のためのラック1406bの回転案内と協働する。回転案内は局部的に例えば選択のためのラック1406bの軸方向の縁部範囲又は縁だけに構成されていることができる。選択するためのラックはスリット1430で中央の切換え軸の上に差嵌められる。切換え軸1411がスリット1430に対してわずかに過剰な寸法を有していることによって、形状接続的な結合、例えばスナップ結合が達成される。選択のためのピニオンが先に述べた内部のストッパのために、選択のためのラック1406bに常に係合しておりかつ軸間隔が先に述べた歯構造によって保証されるのでラックは中央の切換え軸から押し下げられることはない。
【0212】
切換えのためのピニオン1412とセグメント歯車1413の歯は、歯側面が回転軸の方向に延びるように構成されている。伝動装置切換えに必要な中央の切換え軸の行程及び回転運動範囲においては、セグメント歯車と該セグメント歯車に不動に結合された切換えフィンガは中央の切換え軸の軸線方向でセグメント歯車の回転角とは無関係に移動させられることができる。
【0213】
切換えのためのピニオン1412とセグメント歯車1413の歯も、噛合パートナが例えば歯側面にて互いに支えあうように構成されていることができる。
【0214】
切換え運動が移動運動でかつ選択運動が回転運動である中央の切換え軸1411の別の運動機構においては、切換え運動が選択運動になりかつその反対になることで図示の構成原理を用いることができる。
【0215】
中央の切換え軸1411はその端部範囲に直径の減少された範囲1432を有している。この範囲は終端ボタン1431で制限されている。
【0216】
この範囲1432はラック1406bの切欠き1433により受容され、回転可能であるが軸方向に不動に支承されている。このためにラック1406bはスリット1419の両側に側壁1435を有し、該側壁1435はラック1406bが逃げることを阻止する。
【0217】
本発明によれば自動車は駆動モータ、伝動装置、トルク伝達系、例えばクラッチ、伝動装置の自動化された作動のための装置を有している。この装置は制御ユニットと制御ユニットによって制御可能な少なくとも1つのアクタとを伝動装置の伝動比の自動化された切換え/選択のために備えている。この場合、制御ユニットは少なくとも1つのセンサと場合によっては他の電子ユニットと信号結合されている。アクタは伝動比を切換えるための伝動部材1416を作動するための第1の駆動装置1401と伝動比を選択するため伝動部材1411を作動するための第2の駆動装置1402とを有している。この場合、第1の駆動装置1401は第1の伝動装置、例えばウオーム伝動装置1403,1405及び後ろに配置された円筒歯車伝動装置1412,1413を介して、伝動比を切換えるための伝動装置1416又は装置1411の部材を作動し、第2の駆動装置1402は第2の伝動装置、例えばウオーム伝動装置1404,1404aを介して伝動比を選択するための伝動装置又は装置1411の部材を作動する。ウオーム伝動装置1404,1404aには円筒歯車1406aが後置されている。この円筒歯車1406aはラック1406bと噛合う。この場合、ラック1406bは軸方向に移動可能でかつ回動可能な軸1411の上に回転可能に支承されて受容されている。有利であるのは、軸1411が第2の駆動装置1402によりウオーム伝動装置1404,1404aと後置された歯車1406aとラック1406bとを介して軸方向に上昇可能でかつ下降可能であることである。軸1411は第1の駆動装置1401によりウオーム1403とウオーム歯車1405と場合によっては後ろに接続された円筒歯車伝動装置1412,1413を介して回動可能である。このためには軸1411は少なくとも片側で装置のケーシングに支承されている。軸1411は第1の駆動装置1401によって回動可能でありかつ第2の駆動装置1402によって軸方向に上昇及び下降可能である。この場合、ラック1406bは軸1411の上に軸方向に不動ではあるが回動可能に受容されておりかつラック1406bと噛合う歯車1406aに対しては軸が回動したとしても回動可能ではない。これは、ラックと歯車とが歯で相互にセンタリングされていることで達成される。ラック1406bは軸方向に孔1433又はスリット1430を有している。この孔又はスリットは直径の減少された範囲1432で軸1411を回動可能ではあるが軸方向に不動に受容する。軸1411はラック1406bを回動可能に保持する、直径の減少された範囲1432を有している。この場合にはラックを軸方向で確保する終端ストッパ1431が軸と結合されている。終端ストッパ1431は有利には軸と一体に構成されている。別の実施例においてはラックは軸と形状接続で結合されている。別の実施例においてはラックは軸とねじ山でねじ結合されている。
【0218】
ラックは中央に軸方向に延びる切欠き1433、例えば孔と軸方向に延びるスリット1430を有している。この場合、ラックはスリットを制限する可撓性の弾性的な側壁1435をスリットの両側に有している。
【0219】
ラックはほぼ中空円筒形に構成されている。この場合、ラックのスリットは歯に向き合う壁範囲に配置されている。
【0220】
有利であるのはラック1406b及び/又はことに噛合う歯車1406aがプラスチック材料から成っていることである。
【0221】
図42には本発明の作動装置の1部分が示されている。この場合には軸1411とこの軸と結合されたセグメント歯車1413だけが示されている。さらに図42には切換えフィンガ1415と1415aが示され、該切換えフィンガは軸1411又はセグメント歯車1413と固定的に結合されている。切換えフィンガ1415,1415aは切換えフォーク口に係合することで切換えフォーク1416を、伝動装置にて変速段を入れるために作動する。
【0222】
軸1411の軸方向運動又は選択運動は軸の駆動装置を介して、図42に示されていない歯車又はピニオンを用いて行なわれる。このためには軸の上方端部には歯が構成されている。この歯は軸の円筒表面に構成され、噛合部の個々の歯は円形に延びるか軸の部分角度範囲に亘って延びる円セグメントとして構成されている。これにより歯車は軸1411の歯1490と噛合う。この場合、軸は無噛合部においてそれでも回動可能である。これに関連して歯1490は、軸が回動可能であるように構成することもできる。噛合部1490の歯は軸の軸線に対し同心的に構成されかつ配置されている。
【0223】
今日の交通密度のもとでは選択及び切換え過程及び場合によっては連結過程を自動化することを目的として一般的に公知である手動切換えの手動切換え伝動装置に伝動装置アクタ装置を備えることが有利である。
【0224】
伝動装置内に突入する中央の切換え軸を有する、ねじ結合可能な切換えドームを有する伝動装置の場合には、先に述べた本発明による装置の実施例が有利である。伝動装置が中央の切換え軸を有する切換えドームを有しておらず、伝動装置から突出する切換え軸を有していると、この切換え軸は切換え案内通路の選択のために回動させられかつ切換え作動のために並進的に移動させられる。このような伝動装置においては適当に、アクタを電気モータ駆動装置に連結することはこの切換え軸にて行なわれる。伝動装置アクタ装置は電気モータで駆動又は作動されるので、回転数及びトルクの調整のためには選択のためにも切換え作動のためにも別の付加的な第2の伝動段が使用されると有利である(図43参照)。
【0225】
切換え作動のための第2の伝動段は主として1つの歯車段と、歯セグメントの回転運動を直線運動に伝達するレバーとから成っている。選択運動のためには有利には第2の伝動段は立体的な4節リンクによって形成されていることができる。
【0226】
さらに有利であるのは切換え軸に固定された選択アームに対する切換え運動の影響がわずかであるか又は存在しないことである。
【0227】
この選択アームが切換えに際して一緒に動かされると、したがってここで連結解除が必要であると、適当な制御戦略によって、選択モータが切換えの間、補償曲線を介して後調整されることで連結解除が有利な形式で達成される。
【0228】
自動化しようとする伝動装置はその切換え作動軸を含めて、以下の特徴もしくは構成部分を有している。すなわち、伝動装置ケーシング、中間ケーシング、リティナ(切換ラスティング)、切換え軸を有し、変速段の切換えは切換え軸の移動によってかつ切換え通路の選択は切換え軸の回動によって行なわれる。
【0229】
伝動装置ケーシングにアッドオン伝動装置アクチエータをセンタリングしかつ配置するため、例えば固定するためには伝動装置ケーシングにおけるねじ孔が用いられる。伝動装置アクチエータの別の固定は他の孔において行なうことができる。伝動装置において既存の前記個所を利用することにより伝動装置製造者における伝動装置の変更は不要になる。
【0230】
図43においては伝動装置ケーシング1501は伝動装置アクチエータと共に示されている。図面からは伝動装置ケーシング1501、切換えモータ1511、モータプレート1512、アクタケーシング1513、伝動装置ケーシングに対して伝動装置アクチエータをセンタリングするための支承ピン1514、切換えレバー1515、選択アーム1516、4節リンクの連接棒1517、選択モータ1518、アクチエータ保持体1519が確認される。位置1510においてアクチエータ保持体1519は伝動装置ケーシングとねじ結合されている。
【0231】
図44には伝動装置アクチエータの横断面が示されている。アクチエータケーシング1513は支承ピン1514を介して伝動装置ケーシングの上にセンタリングされている。そこで支承ピンは孔に係合している。アクチエータケーシング1513内にはモータピニオン1522と歯セグメント1523とから成る歯車段がある。歯セグメント又はセグメント歯車1523は切換えレバー1515と一緒に支承ピン1514の上に回動可能に支承されている。これによって切換え軸1504とモータピニオン1522に対する歯セグメント中心点の間隔は小さい製作誤差を伴って固定される。歯セグメント1523はその旋回運動を形状接続的な結合を介して切換えレバー1515に伝達する。切換えレバー1515の旋回運動は、軸の開口に係合する球ヘッド1524を介して直線的な切換え運動1507に変換される。選択アーム1516には、その際に生じる球ヘッドの高差を補償するためにスリットが付けられている。図示の配置は、アクタケーシング1513が薄板成形部分として、Aluダイカスト鋳造部分として又はプラスチック射出成形部分として製作されることで、制作費用をきわめて低減して構成することができる。歯セグメント1523のためには有利には精密切断、焼結又は精密鋳造法が適している。切換えレバー1515は鋳造又は打抜きによって製造することができる。第2の伝動段の正確な軸位置がアクタケーシングにおける歯セグメントとモータピニオンの支承によって十分に公知であると有利である。レバー伝達比の十分に正確な軸位置は切換えレバーを支承ピンに支承することによって有利に達成できる。
【0232】
図45には選択アクチエータ装置の立体的な4節リンクが図示されている。選択モータの軸1525は伝動装置ケーシングに固定されたアクチエータ保持体に支承されている。選択レバー1521は選択モータ軸1525に差嵌められている。これにより選択レバー1521の、伝動装置1501に対する位置、ひいては切換え軸1504に対する位置は明確に規定される。選択レバー1521を回転軸1525を中心として回動させると、選択アーム1516は連接棒1517を介して連結されかつ回動させられる。この回動は形状接続的な結合を介して切換え軸1504に伝達され、これによって切換え通路の選択のために旋回運動1508を生ぜしめる。
【0233】
4節リンク解決策では選択アーム1516が切換えに際して一緒に動かされ、これによって4節リンクのレバー比と選択アーム1516の位置に対する選択レバー1521の位置の関係が変化させられる。4節リンクの緊定を回避するためには選択レバーは切換え過程の間、補償特性線に応じて回動させられる。
【0234】
図示の配置は、選択レバー1521が精密切断部分、打抜き部分、鋳造部分又はプラスチック射出成形部分として製作することで、数多くの構成部分を使用することなく構成することができる。連接棒1517のためには棒の丸材又はプラスチック射出成形が適している。選択アームは鋼鋳造体として又は溶接グループとして製作することができる。
【0235】
選択モータ軸をアクタ保持体1519に支承することで、選択レバー1521の位置は選択アーム1516に対して十分に正確に規定される。選択アクタ装置に対する切換え運動の作用をソフトウエア側で補償することによって数の少ない、簡単な構成部分を用いた配置が可能である。4節リンク解決策では4つの切換え通路に亘って選択することもできる。
【0236】
図46には滑子解決策の主要な構成部分が示されている。選択レバー1521を選択モータ軸1525を中心として回動させることで選択アーム1516は載着された滑子1526を有する球ヘッドを介して変位させられる。選択アーム1516と切換え軸1504との間の形状接続的な結合を介して選択運動が生ぜしめられる。選択アーム1516が溝状に構成されていることにより、滑子1526は妨げられずにその位置を切換え過程の間維持する。したがって滑子の位置の変化で選択アクタ装置の伝達比が変わることはない。
【0237】
本願の特許請求の範囲は請求形態の提案であるにすぎず、他の特許権利の請求を放棄するものではない。出願人はこれまで明細書の本文及び/又は図面に開示した特徴に対する特許の請求を保留する。
【0238】
従属請求項の引用はそれぞれの従属請求項の特徴による主請求項の発明の変化実施態様を示すものである。つまり、これは引用した従属項の特徴の独立した、物の発明としての特許の請求を断念したものと解されるべきではない。
【0239】
又、従属請求項の発明は先行する従属請求項の発明とは無関係な独立した発明でもある。
【0240】
又、本発明は明細書の実施例に限定されるものではない。むしろ本発明の枠内で数多くの変化実施例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車の概略図。
【図2】本発明によるアクタの断面図。aは切換え機構の略示図。
【図3】本発明によるアクタの断面図。
【図4】本発明によるアクタの断面図。
【図5】aは本発明によるアクタの断面図。bは本発明によるアクタの断面図。cはアクタの1部を示した図。
【図6】aは1つの部材を蓄力器と共に示した図。bは1つの部材を蓄力器と共に示した図。
【図7】アクタと伝動装置の1部を示した図。
【図8】本発明によるアクタの断面図。
【図9】本発明によるアクタの断面図。
【図10】本発明によるアクタの断面図。
【図11】本発明によるアクタの断面図。
【図12】アクタの1つの部材を示した図。
【図13】本発明によるアクタの断面図。
【図14】テーブル。
【図15】aはセンサの配置を示した図。bはセンサの配置を示した図。
【図16】aは線図、bは線図、cは線図。
【図17】aはセンサの配置を示した図。bはセンサの配置を示した図。cはセンサの配置を示した図。dはセンサの配置を示した図。
【図18】aはセンサの配置を示した図。bはセンサの配置を示した図。cはセンサの配置を示した図。
【図19】aは線図。bは線図。
【図20】本発明による装置を示した図。
【図21】本発明による装置を示した図。
【図22】本発明による装置を示した図。
【図23】本発明による装置を示した図。
【図24】本発明による装置を示した図。
【図25】本発明による装置を示した図。
【図26】本発明による装置を示した図。
【図27】本発明による装置を示した図。
【図28】本発明による装置を示した図。
【図29】本発明による装置を示した図。
【図30】本発明による装置を示した図。
【図31】本発明による装置を示した図。
【図32】本発明による装置を示した図。
【図33】本発明による装置を示した図。
【図34】本発明による装置を示した図。
【図35】本発明による装置を示した図。
【図36】本発明による装置を示した図。
【図37】本発明による装置を示した図。
【図38】本発明による装置を示した図。
【図39】本発明による作動装置を示した図。
【図40】本発明による作動装置を示した図。
【図41】aは図39の断面図、bは図39の平面図、cは図39の断面図。
【図42】作動装置の1部を示した図。
【図43】伝動装置ケーシングを伝動装置アクタと共に示した図。
【図44】伝動装置アクチエータの横断面図。
【図45】選択アクタ装置の4節リンクを示した図。
【図46】滑子解決策の主要構成部分を示した図。
【符号の説明】
1 駆動モータ、 2 トルク伝達系、 3 伝動装置、 7 制御ユニット、 8 作動装置、 24 センサ、 101,102 伝動装置部材、 103,104 駆動装置、 107,108 ウオーム伝動装置、 110,111 円筒歯車伝動装置、 121,122 ウオーム伝動装置、 123 円筒歯車、 124 レバー
Claims (12)
- 駆動モータと伝動装置とトルク伝達システムとを有する自動車であって、前記伝動装置の自動化された作動のために、制御ユニットと該制御ユニットにより制御可能な、前記伝動装置の伝動比の自動化された切換え/選択を行なう少なくとも1つのアクタとを有する装置を備え、前記制御ユニットが少なくとも1つのセンサと信号結合され、前記アクタが伝動比を切換えるための伝動部材を作動するために第1の駆動装置を有し、伝動比を選択するための伝動部材を作動するために第2の駆動装置を有している形式のものにおいて、前記第1の駆動装置が第1の伝動装置を介して伝動比切換えのための前記伝動部材を作動し、前記第2の駆動装置が第2の伝動装置を介して伝動比を選択するための前記伝動部材を作動し、前記第1の伝動装置が、後置された平歯車伝動装置を有するウォーム伝動装置であって、前記第2の駆動装置が後置された円筒歯車を有するウォーム伝動装置であって、前記円筒歯車がラックと噛合っており、該ラックが伝動比を切換えるための前記伝動部材である、軸方向に可動な回動可能な切換え軸に旋回可能に受容されていることを特徴とする、自動車。
- 前記切換え軸が前記第2の駆動装置によってウオーム伝動装置と後置された歯車と前記ラックとを介して軸方向に移動可能である、請求項1記載の自動車。
- 前記切換え軸が、前記第1の駆動装置によって、ウォームとウォーム歯車と後置された円筒歯車伝動装置とを介して回動可能である、請求項1記載の自動車。
- 前記切換え軸が前記第1の駆動装置により回動可能でかつ前記第2の駆動装置により軸方向に移動可能であり、前記ラックが前記切換え軸に軸方向に不動ではあるが回動可能であり、かつ前記軸が回動させられると前記ラックに噛合う歯車に対し回動可能ではない、請求項1,2又は3記載の自動車。
- 前記ラックが軸方向の孔又はスリットを有し、該孔又はスリットが前記切換え軸の減径範囲を回動可能ではあるが軸方向に不動に受容している、請求項2から4までのいずれか1項記載の自動車。
- 前記切換え軸が前記ラックを回動可能に保持する減径範囲を有し、前記ラックを軸方向に確保する終端ストッパが前記軸と結合されている、請求項5記載の自動車。
- 前記終端ストッパが前記切換え軸と一体に構成されている、請求項5記載の自動車。
- 前記終端ストッパが前記切換え軸に形で結合されている、請求項5記載の自動車。
- 前記終端ストッパが前記切換え軸にねじで螺合させられている、請求項5記載の自動車。
- 前記ラックが中央に軸方向に延びる孔と軸方向に延びるスリットとを有し、この場合、前記ラックが前記スリットを制限する可撓性の弾性の側壁を有している、請求項2から9までのいずれか1項記載の自動車。
- 前記ラックのスリットが歯に向き合った壁範囲に配置されている、請求項10記載の自動車。
- 前記ラック及び/又は該ラックと噛合う歯車がプラスチック材料から製作されている、請求項10記載の自動車。
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