WO2020127352A1 - Actuation unit for actuating at least two functional units in a powertrain of a motor vehicle - Google Patents

Actuation unit for actuating at least two functional units in a powertrain of a motor vehicle Download PDF

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WO2020127352A1
WO2020127352A1 PCT/EP2019/085760 EP2019085760W WO2020127352A1 WO 2020127352 A1 WO2020127352 A1 WO 2020127352A1 EP 2019085760 W EP2019085760 W EP 2019085760W WO 2020127352 A1 WO2020127352 A1 WO 2020127352A1
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WO
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unit
functional units
functional
electrical machine
separation
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PCT/EP2019/085760
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German (de)
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Fabian BUCHEGGER
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Magna powertrain gmbh & co kg
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K25/00—Auxiliary drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K25/00—Auxiliary drives
    • B60K2025/005—Auxiliary drives driven by electric motors forming part of the propulsion unit

Definitions

  • Actuating unit for actuating at least two
  • the present invention relates to an actuation unit for actuating at least two functional units in a drive train of a motor vehicle, comprising an electrical machine and a control unit for controlling the electrical machine, the electrical machine being connected to at least two functional units in a drive-effective manner.
  • a motor vehicle In a motor vehicle are usually th for different functional units, such as a parking lock mechanism, a cooling and lubrication system of a gear extraction unit or a mechanism for switching gear stages and / or clutches, different, specially designed actuators, mostly electrical machines, for actuation of these functional units.
  • these actuators require significant installation space.
  • the functional units are often only used for a short period of time during the operation of a motor vehicle, which necessitates inefficient use of the actuation units.
  • the actuation unit comprises an electrical machine and a control unit.
  • the electrical machine can be controlled via the control unit.
  • the control unit can comprise a measuring unit, such as at least one sensor, or can be connected to the measuring unit in a control-effective manner.
  • the electrical machine is preferably operated as an electric motor.
  • the electrical machine is connected to at least two functional units for effective driving.
  • a functional unit is to be understood in particular as a parking lock mechanism, a compressor and / or pump unit and / or a transmission and / or clutch switching mechanism.
  • the actuation unit according to the invention thus represents an electromechanical actuator unit in which the electrical drive power of the electrical machine is converted into mechanical drive power for operating at least two functional units.
  • the functional units are at least via a separation unit can be functionally decoupled from the electrical machine.
  • the two functional units according to the present invention can optionally be operated independently of one another, namely sequentially, and / or simultaneously via the electrical machine.
  • two or more functional units can be operated simultaneously, that is to say simultaneously, and / or sequentially, that is to say independently of one another in time.
  • the bundling of functions achieved means that individual components, such as the electrical machine, its control unit, control lines, housing, bearings, seals, energy supply, connecting element, etc., can be used several times.
  • the resulting cost and performance advantages result from an improved space density, weight saving, integration advantages and ecological advantages, for example by saving rare earths and / or other resources.
  • the functional units and the separating units are particularly preferably connected in a drive-effective manner via a one-part or multi-part rotor shaft of the electrical machine.
  • the separation units are each preferably designed as a mechanical separation unit, hy metallic separation unit, pneumatic separation unit and / or electrical separation unit.
  • a separation unit is understood to mean a separate structural unit and / or a structural measure on a component of a functional unit or a functional measure on a functional unit.
  • the separating unit is mechanical, that is to say as a mechanical separating unit
  • the functional separation of the functional units is preferably carried out by means of an opening at the beginning and / or end of a single or multi-start thread on, for example, a threaded push rod, a ball Rotating spindle or a worm shaft, which is connected to the rotor shaft of the electrical machine for effective driving, a free passage at a beginning and / or an end of a shifting gate of a shift drum, a freewheel and / or a centrifugal clutch.
  • a hydraulic and / or pneumatic separation unit takes place in particular in connection with at least one pump and / or compressor unit as a functional unit.
  • a functional separation is preferably carried out via a defined pump and / or compressor characteristic or geometry.
  • a pump unit and / or a compressor unit can be designed such that a noteworthy delivery effect is only achieved from a certain minimum speed.
  • the pump and / or compressor unit can either be designed for operation independent of the direction of rotation, or operation independent of the direction of rotation is represented by the logical interconnection of passive "AND / OR valves".
  • the Visco coupling is an independent hydraulic separation unit that is independent of the functional unit.
  • a separation unit is designed electrically, that is to say as an electrical separation unit
  • the functional separation of the functional units is preferably carried out by means of an integrated switching logic using the time delimitation of discrete operating points of the functional units.
  • any combination of the above-mentioned separation units (electrical, mechanical, hydraulic, pneumatic) can be used in the actuation unit.
  • the Separating units can be actuated via the control unit as a function of a direction of rotation and / or a rotational speed of the electrical machine and / or as a function of defined switching or angular pulses.
  • the electrical machine is preferably arranged coaxially or parallel to the separation units and / or the functional units.
  • the spatial arrangement of the functional units and the separating units can be carried out on a left and / or a right side of the one- or multi-part rotor shaft of the electrical machine in accordance with the given installation space and / or to achieve the required switching logic. Due to the coaxial arrangement of the electrical machine and the functional units, the functional units can be actuated along a common shaft via the electrical machine.
  • actuation unit in addition to the electrical machine, further structural units, such as the control unit and / or the sensor system, can be used for the independent actuation of at least two functional units.
  • FIG. 1 shows a schematic overview of possible components of an actuation unit.
  • Fig. 2 shows schematically a first embodiment of an actuation unit.
  • 3 schematically shows a second exemplary embodiment of a modular actuation unit.
  • Fig. 4 shows schematically a third embodiment of an actuation unit.
  • Fig. 5 shows schematically a fourth embodiment of a
  • Fig. 6 shows schematically a fifth embodiment of a
  • Fig. 7 shows schematically a sixth embodiment of a
  • Fig. 8 shows schematically a seventh embodiment of a
  • Fig. 10 shows schematically a ninth embodiment of a
  • Fig. 1 1 a - Fig. 11 e schematically each show embodiments for under different separation units.
  • Fig. 12a - Fig. 12b each schematically show an embodiment for a direction-independent pump and / or compressor unit.
  • 13 shows a table with examples of logic modules for the functional separation of functional units.
  • FIG. 15e shows, in accordance with the circuit diagram in FIG. 15a, the respective status of the functional units as a function of the rotor shaft rotations of the rotor shaft that are carried out in a specific direction of rotation.
  • FIG. 16 shows possible operating states of a modular actuation unit and their temporal delimitation on the basis of an exemplary driving cycle of a motor vehicle.
  • the actuation unit 1 always comprises an electrical machine 2 as a drive-related structural unit, which converts an electrical signal into mechanical movements, and a control unit 3, the control unit 3 for actuation or for Control of the electrical machine 2 is used and is functionally connected to this.
  • the control unit 3 can, however, also be integrated in the “controller board” of an inverter, for example.
  • the Control unit 3 can be attached to a housing of actuation unit 1 (FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 9, FIG. 10) or independently of it, ie not be mounted on this, (Fig. 8). If the Steuerein unit 3 is designed as an add-on module, it can be mounted inside or outside a housing of the actuation unit 1.
  • the electrical machine 2 is connected to the drive with at least two functional units 4, 5, 6 via a rotor shaft 9 which is made in one or more parts. Subsequently, between one
  • first functional unit namely a parking lock mechanism 4
  • second functional unit namely a pump and / or compressor unit 5 and
  • a third functional unit namely a transmission and / or clutch switching mechanism 6
  • the pump and / or compressor unit 5 is part of a cooling and / or lubrication system and / or a gear extraction unit (vacuum pump) of a motor vehicle.
  • the transmission and or clutch switching mechanism 6 is a mechanism for switching any positive and / or friction clutch system.
  • the functional units 4, 5, 6 can each be functionally decoupled from the electrical machine 2 via a separation unit. In this way, the two functional units 4, 5, 6 can optionally be operated independently of one another, namely sequentially, and / or simultaneously via the electrical machine 2.
  • the separation units can be designed the same or different.
  • a separation unit can be designed as a mechanical separation unit, as a hydraulic separation unit, as a pneumatic separation unit and / or as an electrical separation unit.
  • a mechanical separation unit can, for example, be designed as a centrifugal clutch 7, a freewheel 8, a free passage at a beginning and / or at an end of a thread passage 10 or a free passage at a beginning and / or at one end of a shifting gate of a shift drum 11. Clearances at the beginning and / or at the end of a thread 10 and at the beginning and / or at the end of a shifting gate of a shift drum 1 1 do not constitute separate structural components, but structural expansions of the first functional unit, namely the parking lock mechanism 4, and the third functional unit, namely of the transmission and / or clutch switching mechanism 6.
  • a hydraulic separation unit comes in connection with a pump unit 5, this is preferably carried out via a defined pump characteristic or geometry.
  • a separation in the literal sense does not take place here, but only a speed-dependent or independent and / or a direction-dependent or independent operation is guaranteed.
  • a pump unit 5 can be designed such that a delivery effect is only achieved from a certain minimum speed.
  • the pump unit 5 can either be designed for operation independent of the direction of rotation due to its design, or the operation of the pump unit 5 independent of the direction of rotation is represented by the logical interconnection of passive valves. Examples of passive valves are the two-pressure valve 13 ("logical AND") and the shuttle valve 14 ("logical OR").
  • the rotary piston pump 5 '(gerotor pump) and the vane pump 5 are exemplary embodiments of pump units 5 which are dependent on the direction of rotation.
  • the piston pumps like the ben pump 5 '"and the axial piston pump 5""design examples for direction-independent pump units 5.
  • Another hydraulic separation unit is the viscous coupling 12.
  • a certain maximum torque is only transmitted from an input shaft to an output shaft of a coupling after a minimum speed has been reached.
  • a pneumatic separating unit comes in connection with a compressor ter unit 5, this is preferably carried out via a defined compressor characteristic or geometry.
  • a separation in the literal sense does not take place here, but only a speed-dependent or independent and / or a direction-independent or independent operation is guaranteed.
  • a compressor unit 5 can be designed such that a noteworthy delivery effect is only achieved from a certain minimum speed.
  • the compressor unit 5 can either be designed for operation independent of the direction of rotation, or the operation of the pump unit which is independent of the direction of rotation is represented by the logical interconnection of passive valves.
  • Exemplary embodiments for passive valves are the two-pressure valve 13 (“logical AND”) and the shuttle valve 14 (“logical OR”).
  • the rotary compressors 5 ′′, 5 ′′ are exemplary embodiments of compressor units 5 that are dependent on the direction of rotation.
  • diaphragm or piston compressors 5 ′′, 5 ′′ are exemplary embodiments for compressor units 5 that are independent of the direction of rotation.
  • a separation unit is designed electrically, that is to say as an electrical separation unit
  • the functional separation of the functional units 4, 5, 6 is preferably carried out by means of an integrated switching logic using the time delimitation of discrete operating points of the functional units 4, 5, 6.
  • the time delimitation of discrete operating points results from the operating strategy (Fig. 16) and / or the gear spread (Fig. 15a - Fig. 15d, by and / or translation of the drive shafts of the functional units 4, 5, 6) and / or a mechanism which is reactive to defined switching or angular momentum, for example a Maltese cross gear, a switching heart or a comparable technical solution.
  • the functional unit 4, 5, 6 to be operated can be determined via a defined switching logic.
  • Separation units such as logic modules.
  • a combination of logic modules that is to say a combination of separation units, enables discrete and / or simultaneous operation of the functional units 4, 5, 6 with only one electrical machine 2 and only one control unit 3.
  • the electrical machine 2, the control unit 3 and the functional units 4, 5, 6 can be connected to one another in one or more housing parts, and in conjunction with housings of adjacent components, such as an adjacent spur gear 15, of the motor vehicle.
  • the interfaces to the bearing and sealing points are designed such that a rotor of the electrical machine 2 that can be scaled in length and diameter can be fitted on both shaft sides of the rotor shaft 9.
  • the function of the control unit 3 can also be integrated in components of the environment, such as an inverter.
  • Fig. 2 to Fig. 7 show schematically different embodiments of the actuation unit 1.
  • the arrangement of the electrical machine 2, the control unit 3, the functional units 4, 5, 6 and the separating units can take place in any spatial and geometrical position.
  • the first embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 2 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which is connected to a parking lock mechanism 4, on the one hand, and with a pump and / or compressor unit 5, for example.
  • the pump and / or compressor unit 5 is in the present embodiment as a gerotor pump 5 'out.
  • the second embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 3 shows the electrical machine 2 with the control unit 3, which is connected to the drive via a centrifugal clutch 7 with a parking lock mechanism 4 and via a freewheel 8 with a transmission and / or clutch switching mechanism 6 .
  • the third embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 4 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which on the one hand has a first centrifugal clutch 7 with a transmission and / or clutch switching mechanism 6 and, on the other hand, has a second centrifugal clutch 7 'with a parking lock mechanism 4 is connected to the drive.
  • the fourth exemplary embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 5 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which is connected to a pump and / or compressor unit 5 on the one hand and with a parking lock mechanism 4 via a centrifugal clutch 7 on the other hand.
  • the pump and / or compressor unit 5 is designed in the present embodiment as a Ge rotor pump 5 '.
  • the fifth exemplary embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 6 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which is connected to the drive via a freewheel 8 with a transmission and / or clutch switching mechanism 6 and via a single-stage spur gear 15 with a parking lock mechanism 4 is.
  • the spur gear 15 represents an optional part of the actuation unit 1.
  • the sixth exemplary embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 7 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which is connected to two pump and / or compressor units 5 in a drive-effective manner.
  • Both pump and / or compressor units 5 are designed as gerotor pumps 5 ′ in the present exemplary embodiment.
  • One pump and / or compressor unit 5 is designed as an oil pump that pumps in both directions of rotation, while the other pump and / or compressor unit 5 is designed as a coolant pump that only pumps in one direction of rotation.
  • the seventh exemplary embodiment shown in FIG. 8, the eighth exemplary embodiment shown in FIG. 9 and the ninth exemplary embodiment of the actuating unit 1 shown in FIG. 10 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, with two pump and / or compressor units 5 connected to drive is, wherein a pump and / or compressor unit 5 is designed as a gerotor pump 5 'and the other pump and / or compressor unit as a vane pump.
  • Fig. 1 1 a shows an clearance 10, namely a thread without pitch, at the beginning and / or at one end of a threaded push rod, a ball screw or a worm shaft.
  • Fig. 1 1 b shows a clearance 1 1, namely a groove rotating on a shift drum without a slope, at the beginning and end of a shifting gate of the shift drum.
  • Fig. 1 1 c shows a viscous coupling 12 as a further embodiment of a separation unit.
  • a two-pressure valve 13 (Fig. 1 1 d) and a shuttle valve 14 (Fig. 1 1 e) are also exemplary separation units, in particular in connection with a pump and / or compressor unit 5, 5 ', such as a pump with a direction of rotation that is independent of the direction of rotation .
  • FIGS. 12 a and 12b each show an exemplary embodiment of a pump and / or compressor unit 5 that is independent of the direction of rotation.
  • FIG. 12 a shows a fluid piston pump 5 ′′ ”.
  • Fig. 12b is an axial piston pump 5 "" Darge represents.
  • Fig. 13 shows a table with examples of speed and / or direction of rotation dependent or independent logic modules (separation units). By using one or the combination of several logic modules, several functional units 4, 5, 6 can be operated discretely or simultaneously, depending on the speed and / or the direction of rotation of the electrical machine 2.
  • FIG. 14a to 14d each show an embodiment for the combination of separation units to achieve a functional separation of two functional units 4, 5, 6.
  • the second exemplary embodiment (FIG. 10b), the third exemplary embodiment (FIG. 10c) and the fourth exemplary embodiment (FIG. 10d) each show further possible combinations of separation units in order to achieve the required switching logic.
  • 15a, 15b, 15c and 15d each show a combined circuit diagram for two functional units 4, 5, 6, subsequently to explain the diagrams in FIGS. 15a to 15d and the table in FIG 15e referred to as “functional unit 1” 4, 5, 6 and “functional unit 2” 4, 5, 6.
  • the number of rotor shaft revolutions U is plotted on the abscissa.
  • the ordinate shows the path s, that is to say the feed of the respective switching element of a functional unit 4, 5, 6.
  • the lines L1 and L2 show the course of the switching path as a function of the rotor revolutions U.
  • the first switching range B1 represents that for the complete switching of the “functional unit 1 "4, 5, 6 required travel s on the switching element of" functional unit 1 "4, 5, 6.
  • the second switching area B2 represents the travel s required for complete switching of" functional unit 2 "4, 5, 6 on the switching element of" Functional unit 2 "4, 5, 6.
  • a first tolerance range T 1 includes the path s that the switching element of" functional unit 1 "4, 5, 6 has to cover before the actual switching operation of" functional unit 1 "4, 5, 6 is started (this corresponds to an idle or lost motion).
  • a second tolerance range T2 encompasses the path s which the switching element of the "functional unit 2" 4, 5, 6 must cover before the actual switching operation of the "functional unit 2" 4, 5, 6 is started (this corresponds to an empty or Dead gang).
  • the safety area S1 represents the number of rotor revolutions U which, after the complete switching process, the “functional unit 1” 4, 5, 6 must also be applied before the switching process on "Function unit 2" 4, 5, 6 is started.
  • the ratio of feed (path s on switching element) to rotor revolutions U for each functional unit 4, 5, 6 can be specifically changed.
  • This under- and / or translation can be achieved by a single or multi-stage spur gear 15, a planetary gear and / or by means of different gradients of threads, ball ramps, shifting gates or comparable technical solutions. Due to the different under- or translation ratios spread, the functional units 4, 5, 6 can be functionally separated from each other. Accordingly, the rotor revolutions U1 are required in FIGS. 15a, 15b and 15c for complete switching of the “functional unit 1” 4, 5, 6. On the other hand, the rotor revolutions U2 are required for the complete switching of the "Function unit 2" 4, 5, 6.
  • the step-up or step-down ratios of the two functional units 4, 5, 6 are designed such that the feed available for switching on the switching element of “functional unit 1” 4, 5, 6 is greater is than the feed available for switching on the switching element of "functional unit 2" 4, 5, 6.
  • rotor shaft 9 must therefore make fewer revolutions than for switching "functional unit 2" 4, 5, 6. This in turn results in a faster connection time and a proportionally smaller switching force on “functional unit 1” 4, 5, 6.
  • the table in FIG. 15e shows the respective status of “functional unit 1” 4 in accordance with the switching diagram in FIG.
  • both functional units 4, 5, 6, (functional unit 1 and functional unit 2) are active.
  • both functional units 4, 5, 6, (functional unit 1 and functional unit) are inactive again.
  • the step-up or step-down ratios between the two functional units 4, 5, 6 are adapted such that the first tolerance range T1 and the second tolerance range T2 are the same and the first switching range B1 is the same second switching range B2.
  • both switching elements travel the same distance s to carry out a switching.
  • the rotor shaft 9 only has to make a third of the rotor shaft revolutions U than to switch the "functional unit 2" 4, 5, 6. This in turn results in three times faster connection time, but three times lower switching force on the "functional unit 1" 4, 5, 6.
  • 15c shows an exemplary embodiment in which the switching curve (line L2) of the “functional unit 2” 4, 5, 6 does not run linearly but in a curve.
  • This course can be achieved, for example, by a multi-stage shifting gate, a Kugelram pe or a comparable technical solution.
  • the course of line L2 can be carried out in such a way that within the switching area of "functional unit 1" 4, 5, 6 (U1) there is little or no feed at the switching element of "functional unit 2" 4, 5, 6.
  • the second tolerance range T2 can be passed quickly along the security range S1.
  • the switching curve can flatten out again after reaching the second switching range B2.
  • 15d shows an exemplary embodiment with a curved course of lines L1 and L2.
  • the line L1 has no slope after leaving the first switching range B1. This means that from this point on, every further rotation of the rotor shaft U in the same direction of rotation does not result in any further feed on the switching element of the "functional unit 1" 4, 5, 6.
  • FIG. 16 shows possible operating states of the actuation unit 1 and their temporal delimitation on the basis of an exemplary driving cycle.
  • the description of the diagram is based on an actuation unit 1 according to FIG. 2.
  • the diagram shows the time in seconds on the x axis (hereinafter referred to as "s") and the y axis on the speed in kilometers per hour (hereinafter referred to as "km / h").
  • a first section A describes the time period from 0 s to 10 s.
  • the motor vehicle At a speed of 0 km / h, the motor vehicle is in a safe state; the parking lock mechanism 4 is inserted, that is, activated.
  • the pump and / or compressor unit 5 can already be active, for example, for preventive oiling or for the formation of a lubricating film.
  • the parking lock mechanism 4 is active in this first section up to point a; the pump and / or compressor unit 5 (cooling and / or lubrication) is, depending on the design of the pump and / or compressor unit 5, either in operation or idling (no pumping action in this direction of rotation and / or at this speed) .
  • a second section B describes the time period from 10 s to 20 s.
  • the motor vehicle is at a speed of 40 km / h accelerates.
  • the parking lock mechanism 4 is inactive; the pump and / or compressor unit 5 is active for the lubrication and / or cooling of motor vehicle components from point b.
  • a third section C describes the time period from 20 s to 30 s.
  • the motor vehicle runs constantly in this third section C at a speed of 40 km / h.
  • point c the lubrication and / or cooling capacity of the pump and / or compressor unit 5 can be throttled if necessary.
  • a fourth section D describes the time period from 30 s to 40 s.
  • the motor vehicle is accelerated from a speed of 40 km / h to a speed of 130 km / h.
  • the parking lock mechanism 4 is inactive; the pump and / or compressor unit 5 is active for the lubrication and / or cooling of motor vehicle components.
  • a gear change is made by the transmission and / or clutch switching mechanism 6 as an alternative functional unit to the parking lock mechanism 4 or the pump and / or compressor unit 5.
  • the pump and / or compressor unit 5 is, depending on the version, either in operation or idling.
  • a fifth section E describes the time period from 40 s to 50 s.
  • the motor vehicle drives constantly at a speed of 130 km / h.
  • the lubrication and / or cooling capacity of the pump and / or compressor unit 5 can be increased if necessary.
  • An additional lubrication and / or cooling circuit can be activated via an additional pump or compressor unit 5 as an alternative functional unit to the parking lock mechanism 4 or the transmission and / or clutch switching mechanism 6.
  • a sixth section F describes the time period from 50 s to 60 s.
  • the motor vehicle is driven at a speed of Delayed 130 km / h to a speed of 0 km / h.
  • the parking lock mechanism 4 is inactive; the pump and / or compressor unit 5 is active for lubrication and / or cooling.
  • the transmission and / or clutch switching mechanism 6 switches to sailing mode as an alternative to the parking lock mechanism 4 or to the pump and / or compressor unit 5 or changes gear.
  • the pump and / or compressor unit 5 depending on the version, is either in operation or idling.
  • a seventh section G describes the time period from 60 s to 80 s.
  • the motor vehicle is again at a standstill, i.e. the speed corresponds to 0 km / h.
  • the pump and / or compressor unit 5 can remain active, for example, for curative (post) cooling.
  • the parking lock mechanism 4 is activated at point g.
  • the pumps and / or compressor unit 5 (cooling and / or lubrication) are, depending on the version, either in operation or idle.
  • the pump and / or compressor unit 5 can be used without restriction at any point in the driving cycle for cooling and / or lubrication.

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Abstract

An actuation unit (1) for actuating at least two functional units (4, 5, 6) in a powertrain of a motor vehicle, comprising at least two functional units (4, 5, 6), an electrical machine (2), wherein the electrical machine (2) is drivingly connected to the functional units (4, 5, 6), as well as a control unit (3) for controlling the electrical machine (2). The functional units (4, 5, 6) can be functionally decoupled from the electrical machine (2) at least via a separation unit, and thus the functional units (4, 5, 6) can be selectively actuated independently of one another, namely sequentially or simultaneously, via the electrical machine (2).

Description

Aktuierunqseinheit zum Betätigen von zumindest zwei Actuating unit for actuating at least two
Funktionseinheiten in einem Antriebsstrana eines Functional units in a drive train
Kraftfahrzeugs Motor vehicle
Gebiet der Erfindung Field of the Invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aktuierungseinheit zum Betätigen von zu mindest zwei Funktionseinheiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine und eine Steuereinheit zur Ansteuerung der elektrischen Maschine, wobei die elektrische Maschine mit zumindest zwei Funkti onseinheiten antriebswirksam verbunden ist. The present invention relates to an actuation unit for actuating at least two functional units in a drive train of a motor vehicle, comprising an electrical machine and a control unit for controlling the electrical machine, the electrical machine being connected to at least two functional units in a drive-effective manner.
Stand der Technik State of the art
In einem Kraftfahrzeug werden in der Regel für unterschiedliche Funktionseinhei ten, wie beispielsweise einen Parksperrenmechanismus, ein Kühl- und Schmier system einer Getriebeabsaugeinheit oder einen Mechanismus zum Schalten von Getriebestufen und/oder Kupplungen, unterschiedliche, eigens dafür ausgelegte Aktuatoren, meist elektrische Maschinen, zum Betätigen eben dieser Funktions einheiten verwendet. Diese Aktuatoren benötigen neben dem Kosten- und Kon struktionsaufwand maßgeblichen Bauraum. Weiterhin werden die Funktionseinhei ten oftmals nur über einen kurzen Zeitraum während des Betriebs eines Kraftfahr zeugs genutzt, was eine ineffiziente Nutzung der Aktuierungseinheiten bedingt.In a motor vehicle are usually th for different functional units, such as a parking lock mechanism, a cooling and lubrication system of a gear extraction unit or a mechanism for switching gear stages and / or clutches, different, specially designed actuators, mostly electrical machines, for actuation of these functional units. In addition to the cost and design effort, these actuators require significant installation space. Furthermore, the functional units are often only used for a short period of time during the operation of a motor vehicle, which necessitates inefficient use of the actuation units.
Ein Beispiel hierfür ist insbesondere ein Parksperrenmechanismus, der lediglich während des sicheren Abstellens beziehungsweise kurz vor dem Anfahren des Fahrzeugs in Betrieb ist und ansonsten ungenutzt ist. Zusammenfassung der Erfindung An example of this is, in particular, a parking lock mechanism that is only in operation when it is safely parked or shortly before the vehicle is started and is otherwise unused. Summary of the invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Aktuierungseinheit zum Betätigen von zumindest zwei Funktionseinheiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die sich insbesondere durch einen effizienten Betrieb auszeichnet. It is an object of the invention to provide an actuation unit for actuating at least two functional units in a drive train of a motor vehicle, which is characterized in particular by efficient operation.
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß dem unabhängigen ersten Anspruch gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrie ben. This need can be met by the subject matter of the present invention according to the independent first claim. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Aktuierungseinheit umfasst eine elektrische Maschine sowie eine Steuereinheit. Über die Steuereinheit ist die elektrische Maschine an steuerbar. Die Steuereinheit kann eine Messeinheit, wie beispielsweise zumindest einen Sensor, umfassen oder mit der Messeinheit regelungswirksam verbunden sein. Die elektrische Maschine wird bevorzugt als Elektromotor betrieben. The actuation unit according to the invention comprises an electrical machine and a control unit. The electrical machine can be controlled via the control unit. The control unit can comprise a measuring unit, such as at least one sensor, or can be connected to the measuring unit in a control-effective manner. The electrical machine is preferably operated as an electric motor.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die elektrische Maschine mit zumin dest zwei Funktionseinheiten antriebswirksam verbunden. Unter einer Funktions einheit ist in diesem Zusammenhang insbesondere ein Parksperrenmechanismus, eine Verdichter- und/oder Pumpeneinheit und/oder ein Getriebe- und/oder Kupp lungsschaltmechanismus zu verstehen. According to the present invention, the electrical machine is connected to at least two functional units for effective driving. In this context, a functional unit is to be understood in particular as a parking lock mechanism, a compressor and / or pump unit and / or a transmission and / or clutch switching mechanism.
Die erfindungsgemäße Aktuierungseinheit stellt somit eine elektromechanische Aktuatoreinheit dar, bei der die elektrische Antriebsleistung der elektrischen Ma schine in mechanische Antriebsleistung zum Betrieb von zumindest zwei Funkti onseinheiten umgewandelt wird. The actuation unit according to the invention thus represents an electromechanical actuator unit in which the electrical drive power of the electrical machine is converted into mechanical drive power for operating at least two functional units.
Erfindungsgemäß sind die Funktionseinheiten zumindest über eine Trenneinheit funktional von der elektrischen Maschine abkoppelbar. Derart sind die beiden Funktionseinheiten entsprechend der vorliegenden Erfindung wahlweise unab hängig voneinander, nämlich sequentiell, und/oder simultan über die elektrische Maschine betätigbar. According to the invention, the functional units are at least via a separation unit can be functionally decoupled from the electrical machine. In this way, the two functional units according to the present invention can optionally be operated independently of one another, namely sequentially, and / or simultaneously via the electrical machine.
Über die erfindungsgemäße Aktuierungseinheit können zwei oder mehrere Funkti onseinheiten simultan, also gleichzeitig, und/oder sequentiell, also zeitlich unab hängig voneinander, betrieben werden. Durch die erzielte Funktionsbündelung können einzelne Komponenten, wie beispielsweise die elektrische Maschine, deren Steuereinheit, Steuerleitungen, Gehäuse, Lager, Dichtungen, Energiever sorgung, Verbindungselement etc., mehrfach genutzt werden. Die daraus resultie renden Kosten- und Leistungsvorteile ergeben sich durch eine verbesserte Bau raumdichte, Gewichtseinsparung, Integrationsvorteile sowie ökologische Vorteile, zum Beispiel durch Einsparung seltener Erden und/oder anderer Ressourcen. Via the actuation unit according to the invention, two or more functional units can be operated simultaneously, that is to say simultaneously, and / or sequentially, that is to say independently of one another in time. The bundling of functions achieved means that individual components, such as the electrical machine, its control unit, control lines, housing, bearings, seals, energy supply, connecting element, etc., can be used several times. The resulting cost and performance advantages result from an improved space density, weight saving, integration advantages and ecological advantages, for example by saving rare earths and / or other resources.
Besonders bevorzugt sind die Funktionseinheiten und die Trenneinheiten über eine ein- oder mehrteiligen Rotorwelle der elektrischen Maschine antriebswirksam verbunden. The functional units and the separating units are particularly preferably connected in a drive-effective manner via a one-part or multi-part rotor shaft of the electrical machine.
Die Trenneinheiten sind jeweils bevorzugt als mechanische Trenneinheit, hydrau lische Trenneinheit, pneumatische Trenneinheit und/oder elektrische Trenneinheit ausgeführt. Unter einer Trenneinheit ist in diesem Zusammenhang eine separate Baueinheit und/oder eine bauliche Maßnahme an einer Komponente einer Funkti onseinheit oder eine funktionale Maßnahme an einer Funktionseinheit zu verste hen. The separation units are each preferably designed as a mechanical separation unit, hy metallic separation unit, pneumatic separation unit and / or electrical separation unit. In this context, a separation unit is understood to mean a separate structural unit and / or a structural measure on a component of a functional unit or a functional measure on a functional unit.
Ist die Trenneinheit mechanisch ausgeführt, also als mechanische Trenneinheit, so erfolgt die funktionale Trennung der Funktionseinheiten bevorzugt mittels ei nem Freigang an einem Anfang und/oder einem Ende eines ein- oder mehrgängi gen Gewindeganges an beispielsweise einer Gewindeschubstange, einer Kuge- lumlaufspindel oder einer Schneckenwelle, die antriebswirksam mit der Rotorwelle der elektrischen Maschine verbunden ist, einem Freigang an einem Anfang und/oder einem Ende einer Schaltkulisse einer Schaltwalze, einem Freilauf und/oder einer Fliehkraftkupplung. If the separating unit is mechanical, that is to say as a mechanical separating unit, the functional separation of the functional units is preferably carried out by means of an opening at the beginning and / or end of a single or multi-start thread on, for example, a threaded push rod, a ball Rotating spindle or a worm shaft, which is connected to the rotor shaft of the electrical machine for effective driving, a free passage at a beginning and / or an end of a shifting gate of a shift drum, a freewheel and / or a centrifugal clutch.
Eine hydraulische und/oder pneumatische Trenneinheit erfolgt insbesondere im Zusammenhang mit zumindest einer Pumpen- und/oder Verdichtereinheit als Funktionseinheit. Eine funktionale Trennung erfolgt vorzugsweise über eine defi nierte Pumpen- und/oder Verdichtercharakteristik bzw. -geometrie. Beispielsweise kann eine Pumpeneinheit und/oder eine Verdichtereinheit so ausgeführt sein, dass erst ab einer bestimmten Mindestdrehzahl eine nennenswerte Förderwirkung erreicht wird. Weiters kann die Pumpen- und/oder Verdichtereinheit entweder aufgrund ihrer Bauart für einen drehrichtungsunabhängigen Betrieb ausgelegt sein, oder der drehrichtungsunabhängige Betrieb wird über die logische Verschal tung von passiven„UND/ODER-Ventilen“ dargestellt. Eine eigenständige, von der Funktionseinheit unabhängige hydraulische Trenneinheit ist die Visco-Kupplung. A hydraulic and / or pneumatic separation unit takes place in particular in connection with at least one pump and / or compressor unit as a functional unit. A functional separation is preferably carried out via a defined pump and / or compressor characteristic or geometry. For example, a pump unit and / or a compressor unit can be designed such that a noteworthy delivery effect is only achieved from a certain minimum speed. Furthermore, due to its design, the pump and / or compressor unit can either be designed for operation independent of the direction of rotation, or operation independent of the direction of rotation is represented by the logical interconnection of passive "AND / OR valves". The Visco coupling is an independent hydraulic separation unit that is independent of the functional unit.
Ist eine Trenneinheit elektrisch ausgeführt, also als elektrische Trenneinheit, so erfolgt die funktionale Trennung der Funktionseinheiten bevorzugt mittels einer integrierten Schaltlogik unter Ausnutzung der zeitlichen Abgrenzung diskreter Betriebspunkte der Funktionseinheiten. If a separation unit is designed electrically, that is to say as an electrical separation unit, the functional separation of the functional units is preferably carried out by means of an integrated switching logic using the time delimitation of discrete operating points of the functional units.
Es sind jedoch auch andere technische Lösungen möglich, die eine funktionale Trennung der Funktionseinheiten erlaubt. However, other technical solutions are also possible that allow functional separation of the functional units.
In der Aktuierungseinheit können beliebige Kombinationen der oben genannten Trenneinheiten (elektrisch, mechanisch, hydraulisch, pneumatisch) eingesetzt werden. Any combination of the above-mentioned separation units (electrical, mechanical, hydraulic, pneumatic) can be used in the actuation unit.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung sind die Trenneinheiten über die Steuereinheit in Abhängigkeit von einer Drehrichtung und/oder einer Drehzahl der elektrischen Maschine und/oder in Abhängigkeit von definierten Schalt- oder Drehimpulsen betätigbar. In a preferred embodiment variant of the present invention, the Separating units can be actuated via the control unit as a function of a direction of rotation and / or a rotational speed of the electrical machine and / or as a function of defined switching or angular pulses.
Die elektrische Maschine ist vorzugsweise koaxial oder parallel zu den Trennein heiten und/oder den Funktionseinheiten angeordnet. Die räumliche Anordnung der Funktionseinheiten und der Trenneinheiten kann dabei, entsprechend dem gege benen Bauraum und/oder zur Erreichung der geforderten Schaltlogik an einer linken und/oder einer rechten Seite der ein- oder mehrteiligen Rotorwelle der elektrischen Maschine erfolgen. Durch koaxiale Anordnung der elektrischen Ma schine und der Funktionseinheiten sind die Funktionseinheiten entlang einer ge meinsamen Welle über die elektrische Maschine aktuierbar. The electrical machine is preferably arranged coaxially or parallel to the separation units and / or the functional units. The spatial arrangement of the functional units and the separating units can be carried out on a left and / or a right side of the one- or multi-part rotor shaft of the electrical machine in accordance with the given installation space and / or to achieve the required switching logic. Due to the coaxial arrangement of the electrical machine and the functional units, the functional units can be actuated along a common shaft via the electrical machine.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Aktuierungseinheit können neben der elektrischen Maschine weitere Baueinheiten, wie beispielsweise die Steuer einheit und/oder die Sensorik, zur unabhängigen Betätigung von zumindest zwei Funktionseinheiten genutzt werden. Due to the inventive design of the actuation unit, in addition to the electrical machine, further structural units, such as the control unit and / or the sensor system, can be used for the independent actuation of at least two functional units.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeich nungen beschrieben. The invention is described below by way of example with reference to the drawings.
Fig. 1 zeigt eine schematische Übersicht möglicher Komponenten einer Aktuierungseinheit. 1 shows a schematic overview of possible components of an actuation unit.
Fig. 2 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Aktu ierungseinheit. Fig. 3 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer modularen Aktuierungseinheit. Fig. 2 shows schematically a first embodiment of an actuation unit. 3 schematically shows a second exemplary embodiment of a modular actuation unit.
Fig. 4 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Aktu ierungseinheit. Fig. 4 shows schematically a third embodiment of an actuation unit.
Fig. 5 zeigt schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel einer Fig. 5 shows schematically a fourth embodiment of a
Aktuierungseinheit. Actuation unit.
Fig. 6 zeigt schematisch ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Fig. 6 shows schematically a fifth embodiment of a
Aktuierungseinheit. Actuation unit.
Fig. 7 zeigt schematisch ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Fig. 7 shows schematically a sixth embodiment of a
Aktuierungseinheit. Actuation unit.
Fig. 8 zeigt schematisch ein siebtes Ausführungsbeispiel einer Fig. 8 shows schematically a seventh embodiment of a
Aktuierungseinheit. Actuation unit.
Fig. 9 zeigt schematisch ein achtes Ausführungsbeispiel einer 9 schematically shows an eighth exemplary embodiment of a
Aktuierungseinheit. Actuation unit.
Fig. 10 zeigt schematisch ein neuntes Ausführungsbeispiel einer Fig. 10 shows schematically a ninth embodiment of a
Aktuierungseinheit. Actuation unit.
Fig. 1 1 a - Fig. 11 e zeigen schematisch jeweils Ausführungsbeispiele für unter schiedliche Trenneinheiten. Fig. 1 1 a - Fig. 11 e schematically each show embodiments for under different separation units.
Fig. 12a - Fig. 12b zeigen jeweils schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine drehrichtungsunabhängige Pumpen- und/oder Verdich tereinheit. Fig. 13 zeigt eine Tabelle mit Beispielen von Logikbausteinen zur funktionalen Trennung von Funktionseinheiten. Fig. 12a - Fig. 12b each schematically show an embodiment for a direction-independent pump and / or compressor unit. 13 shows a table with examples of logic modules for the functional separation of functional units.
Fig. 14a - Fig. 14d zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel für die Kombination von Trenneinheiten zur Erzielung einer funktionalen Tren nung zweier Funktionseinheiten. 14a-14d each show an exemplary embodiment for the combination of separation units to achieve a functional separation of two functional units.
Fig. 15a - 15d zeigen jeweils ein schematisches Schaltdiagramm für zwei 15a-15d each show a schematic circuit diagram for two
Funktionseinheiten. Functional units.
Fig. 15e zeigt entsprechend des Schaltdiagrams in Fig. 15a den je weiligen Status der Funktionseinheiten in Abhängigkeit der, in einer bestimmten Drehrichtung getätigten, Rotorwel lenumdrehungen der Rotorwelle. 15e shows, in accordance with the circuit diagram in FIG. 15a, the respective status of the functional units as a function of the rotor shaft rotations of the rotor shaft that are carried out in a specific direction of rotation.
Fig. 16 zeigt anhand eines exemplarischen Fahrzyklus eines Kraft fahrzeugs mögliche Betriebszustände einer modularen Aktu- ierungseinheit und deren zeitliche Abgrenzbarkeit. 16 shows possible operating states of a modular actuation unit and their temporal delimitation on the basis of an exemplary driving cycle of a motor vehicle.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Detailed description of the invention
Fig.1 zeigt eine Übersicht möglicher Komponenten einer modularen Aktuierungs- einheit 1. Die Aktuierungseinheit 1 umfasst immer eine elektrische Maschine 2 als eine antriebstechnische Baueinheit, die ein elektrisches Signal in mechanische Bewegungen umsetzt und eine Steuereinheit 3, wobei die Steuereinheit 3 zur Ansteuerung beziehungsweise zur Steuerung der elektrischen Maschine 2 dient und mit dieser funktional verbunden ist. Die Steuereinheit 3 kann jedoch bei spielsweise auch in das„Controller-Board“ eines Inverters integriert sein. Die Steuereinheit 3 kann als Anbaumodul an einem Gehäuse der Aktuierungseinheit 1 (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7, Fig. 9, Fig. 10) oder unabhängig von diesem, d.h. nicht an diesem montiert, (Fig. 8) ausgeführt sein. Ist die Steuerein heit 3 als Anbaumodul ausgeführt, kann sie innerhalb oder außerhalb eines Ge häuses der Aktuierungseinheit 1 montiert sein. 1 shows an overview of possible components of a modular actuation unit 1. The actuation unit 1 always comprises an electrical machine 2 as a drive-related structural unit, which converts an electrical signal into mechanical movements, and a control unit 3, the control unit 3 for actuation or for Control of the electrical machine 2 is used and is functionally connected to this. The control unit 3 can, however, also be integrated in the “controller board” of an inverter, for example. The Control unit 3 can be attached to a housing of actuation unit 1 (FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 9, FIG. 10) or independently of it, ie not be mounted on this, (Fig. 8). If the Steuerein unit 3 is designed as an add-on module, it can be mounted inside or outside a housing of the actuation unit 1.
Die elektrische Maschine 2 ist mit zumindest zwei Funktionseinheiten 4, 5, 6 über eine Rotorwelle 9, die ein- oder mehrteilig ausgeführt ist, antriebswirksam verbun den. In weiterer Folge ist zwischen einer The electrical machine 2 is connected to the drive with at least two functional units 4, 5, 6 via a rotor shaft 9 which is made in one or more parts. Subsequently, between one
ersten Funktionseinheit, nämlich einem Parksperrenmechanismus 4, zweiten Funktionseinheit, nämlich einer Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 und first functional unit, namely a parking lock mechanism 4, second functional unit, namely a pump and / or compressor unit 5 and
einer dritten Funktionseinheit, nämlich einem Getriebe- und/oder Kupplungs schaltmechanismus 6 a third functional unit, namely a transmission and / or clutch switching mechanism 6
zu unterscheiden. to distinguish.
Die Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 ist Teil eines Kühl- und/oder Schmier systems und/oder einer Getriebeabsaugeinheit (Vakuumpumpe) eines Kraftfahr zeugs. The pump and / or compressor unit 5 is part of a cooling and / or lubrication system and / or a gear extraction unit (vacuum pump) of a motor vehicle.
Der Getriebe- und oder Kupplungsschaltmechanismus 6 ist ein Mechanismus zum Schalten eines beliebigen formschlüssigen und/oder reibschlüssigen Kupplungs systems. The transmission and or clutch switching mechanism 6 is a mechanism for switching any positive and / or friction clutch system.
Die Funktionseinheiten 4, 5, 6 sind jeweils über eine Trenneinheit funktional von der elektrischen Maschine 2 abkoppelbar. Derart sind die beiden Funktionseinhei ten 4, 5, 6 wahlweise unabhängig voneinander, nämlich sequentiell, und/oder simultan über die elektrische Maschine 2 betätigbar. Die Trenneinheiten können dabei gleich oder unterschiedlich ausgeführt sein. Eine Trenneinheit kann als mechanische Trenneinheit, als hydraulische Trenneinheit, als pneumatische Trenneinheit und/oder als elektrische Trenneinheit ausgeführt sein. The functional units 4, 5, 6 can each be functionally decoupled from the electrical machine 2 via a separation unit. In this way, the two functional units 4, 5, 6 can optionally be operated independently of one another, namely sequentially, and / or simultaneously via the electrical machine 2. The separation units can be designed the same or different. A separation unit can be designed as a mechanical separation unit, as a hydraulic separation unit, as a pneumatic separation unit and / or as an electrical separation unit.
Eine mechanische Trenneinheit kann beispielsweise als eine Fliehkraftkupplung 7, ein Freilauf 8, ein Freigang an einem Anfang und/oder an einem Ende eines Ge windeganges 10 oder ein Freigang an einem Anfang und/oder an einem Ende einer Schaltkulisse einer Schaltwalze 1 1 ausgebildet sein. Freigänge am Anfang und/oder am Ende eines Gewindeganges 10 und am Anfang und/oder am Ende einer Schaltkulisse einer Schaltwalze 1 1 stellen keine eigenständigen baulichen Komponenten, sondern bauliche Erweiterungen der ersten Funktionseinheit, näm lich des Parksperrenmechanismus 4, und der dritten Funktionseinheit, nämlich des Getriebe- und/oder Kupplungsschaltmechanismus 6, dar. A mechanical separation unit can, for example, be designed as a centrifugal clutch 7, a freewheel 8, a free passage at a beginning and / or at an end of a thread passage 10 or a free passage at a beginning and / or at one end of a shifting gate of a shift drum 11. Clearances at the beginning and / or at the end of a thread 10 and at the beginning and / or at the end of a shifting gate of a shift drum 1 1 do not constitute separate structural components, but structural expansions of the first functional unit, namely the parking lock mechanism 4, and the third functional unit, namely of the transmission and / or clutch switching mechanism 6.
Kommt eine hydraulische Trenneinheit im Zusammenhang mit einer Pumpenein heit 5 zu tragen, erfolgt diese vorzugsweise über eine definierte Pumpen- Charakteristik bzw. -geometrie. Eine Trennung im wörtlichen Sinn erfolgt hier nicht, sondern es wird lediglich ein drehzahlab- oder unabhängiger und/oder ein drehrichtungsab- oder unabhängiger Betrieb gewährleistet. Beispielsweise kann eine Pumpeneinheit 5 so ausgeführt sein, dass erst ab einer bestimmten Mindest drehzahl eine Förderwirkung erreicht wird. Weiters kann die Pumpeneinheit 5 entweder aufgrund ihrer Bauart für einen drehrichtungsunabhängigen Betrieb ausgelegt sein, oder der drehrichtungsunabhängige Betrieb der Pumpeneinheit 5 wird über die logische Verschaltung von passiven Ventilen dargestellt. Ausfüh rungsbeispiele für passive Ventile sind das Zweidruckventil 13 („logisch UND“) und das Wechselventil 14 („logisch ODER“). Ausführungsbeispiele für drehrichtungs abhängige Pumpeneinheiten 5 sind die Rotationskolbenpumpe 5‘ (Gerotorpumpe) und die Flügelzellenpumpe 5“. Flingegen sind die Kolbenpumpen, wie die Flubkol- benpumpe 5‘“ und die Axialkolbenpumpe 5““ Ausführungsbeispiele für drehrich tungsunabhängige Pumpeneinheiten 5. If a hydraulic separation unit comes in connection with a pump unit 5, this is preferably carried out via a defined pump characteristic or geometry. A separation in the literal sense does not take place here, but only a speed-dependent or independent and / or a direction-dependent or independent operation is guaranteed. For example, a pump unit 5 can be designed such that a delivery effect is only achieved from a certain minimum speed. Furthermore, the pump unit 5 can either be designed for operation independent of the direction of rotation due to its design, or the operation of the pump unit 5 independent of the direction of rotation is represented by the logical interconnection of passive valves. Examples of passive valves are the two-pressure valve 13 ("logical AND") and the shuttle valve 14 ("logical OR"). The rotary piston pump 5 '(gerotor pump) and the vane pump 5 "are exemplary embodiments of pump units 5 which are dependent on the direction of rotation. The piston pumps, like the ben pump 5 '"and the axial piston pump 5""design examples for direction-independent pump units 5.
Eine weitere hydraulische Trenneinheit ist die Visco-Kupplung 12. In Abhängigkeit der Auslegung der Visco-Kupplung 12, wird erst nach Erreichen einer Mindest drehzahl ein bestimmtes Maximalmoment von einer Eingangswelle an eine Aus gangswelle einer Kupplung übertragen. Another hydraulic separation unit is the viscous coupling 12. Depending on the design of the viscous coupling 12, a certain maximum torque is only transmitted from an input shaft to an output shaft of a coupling after a minimum speed has been reached.
Kommt eine pneumatische Trenneinheit im Zusammenhang mit einer Verdich tereinheit 5 zu tragen, erfolgt diese vorzugsweise über eine definierte Verdichter charakteristik bzw. -geometrie. Eine Trennung im wörtlichen Sinn erfolgt hier nicht, sondern es wird lediglich ein drehzahlab- oder unabhängiger und/oder ein dreh- richtungsab- oder unabhängiger Betrieb gewährleistet. Beispielsweise kann eine Verdichtereinheit 5 so ausgeführt sein, dass erst ab einer bestimmten Mindest drehzahl eine nennenswerte Förderwirkung erreicht wird. Weiters kann die Ver dichtereinheit 5 entweder aufgrund ihrer Bauart für einen drehrichtungsunabhän gigen Betrieb ausgelegt sein, oder der drehrichtungsunabhängige Betrieb der Pumpeneinheit wird über die logische Verschaltung von passiven Ventilen darge stellt. Ausführungsbeispiele für passive Ventile sind das Zweidruckventil 13 („lo gisch UND“) und das Wechselventil 14 („logisch ODER“). Ausführungsbeispiele für drehrichtungsabhängige Verdichtereinheiten 5 sind die Rotationsverdichter 5‘, 5“. Hingegen sind Membran- oder Kolbenverdichter 5‘“, 5““ Ausführungsbeispiele für drehrichtungsunabhängige Verdichtereinheiten 5. If a pneumatic separating unit comes in connection with a compressor ter unit 5, this is preferably carried out via a defined compressor characteristic or geometry. A separation in the literal sense does not take place here, but only a speed-dependent or independent and / or a direction-independent or independent operation is guaranteed. For example, a compressor unit 5 can be designed such that a noteworthy delivery effect is only achieved from a certain minimum speed. Furthermore, the compressor unit 5 can either be designed for operation independent of the direction of rotation, or the operation of the pump unit which is independent of the direction of rotation is represented by the logical interconnection of passive valves. Exemplary embodiments for passive valves are the two-pressure valve 13 (“logical AND”) and the shuttle valve 14 (“logical OR”). The rotary compressors 5 ″, 5 ″ are exemplary embodiments of compressor units 5 that are dependent on the direction of rotation. In contrast, diaphragm or piston compressors 5 ″, 5 ″ are exemplary embodiments for compressor units 5 that are independent of the direction of rotation.
Unter einem drehrichtungsunabhängigen Betrieb ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Drehrichtung der Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 kei nen Einfluss auf die Förderrichtung hat. In this context, an operation independent of the direction of rotation is to be understood that the direction of rotation of the pump and / or compressor unit 5 has no influence on the direction of delivery.
Ist eine Trenneinheit elektrisch ausgeführt, also als elektrische Trenneinheit, so erfolgt die funktionale Trennung der Funktionseinheiten 4, 5, 6 bevorzugt mittels einer integrierten Schaltlogik unter Ausnutzung der zeitlichen Abgrenzung diskre ter Betriebspunkte der Funktionseinheiten 4, 5, 6. Die zeitliche Abgrenzbarkeit diskreter Betriebspunkte ergibt sich aus der Betriebsstrategie (Fig. 16) und/oder der Getriebespreizung (Fig. 15a - Fig 15d, durch Unter- und/oder Übersetzung der Antriebswellen der Funktionseinheiten 4, 5, 6) und/oder einer auf definierte Schalt- bzw. Drehimpulse reaktiven Mechanik, beispielsweise einem Malteserkreuzgetrie be, einem Schaltherz oder einer vergleichbaren technischen Lösung. If a separation unit is designed electrically, that is to say as an electrical separation unit, the functional separation of the functional units 4, 5, 6 is preferably carried out by means of an integrated switching logic using the time delimitation of discrete operating points of the functional units 4, 5, 6. The time delimitation of discrete operating points results from the operating strategy (Fig. 16) and / or the gear spread (Fig. 15a - Fig. 15d, by and / or translation of the drive shafts of the functional units 4, 5, 6) and / or a mechanism which is reactive to defined switching or angular momentum, for example a Maltese cross gear, a switching heart or a comparable technical solution.
Durch die Ausnutzung beider Drehrichtungen und des zur Verfügung stehenden Drehzahlbandes der elektrischen Maschine 2 kann über eine definierte Schaltlogik die zu betreibende Funktionseinheit 4, 5, 6 bestimmt werden. By using both directions of rotation and the available speed range of the electrical machine 2, the functional unit 4, 5, 6 to be operated can be determined via a defined switching logic.
Durch definierte Ausführung und/oder die gezielte Ansteuerung wirken die Through defined execution and / or the targeted control, the
Trenneinheiten wie Logikbausteine. In Abhängigkeit der zu erfüllenden Anforde rungen kann durch eine Kombination von Logikbausteinen, also eine Kombination von Trenneinheiten, ein diskreter und/oder simultaner Betrieb der Funktionseinhei ten 4, 5, 6 mit nur einer elektrischen Maschine 2 und nur einer Steuereinheit 3 dargestellt werden. Separation units such as logic modules. Depending on the requirements to be met, a combination of logic modules, that is to say a combination of separation units, enables discrete and / or simultaneous operation of the functional units 4, 5, 6 with only one electrical machine 2 and only one control unit 3.
Die elektrische Maschine 2, die Steuereinheit 3 sowie die Funktionseinheiten 4, 5, 6 können in einem oder in mehreren Gehäuseteilen, sowie in Verbindung mit Ge häusen angrenzender Komponenten, wie beispielsweise eines angrenzenden Stirnradgetriebes 15, des Kraftfahrzeugs miteinander verbunden werden. Je nach Ausführung sind die Schnittstellen zu Lager- und Dichtstellen so ausgeführt, dass ein in Länge und Durchmesser skalierbarer Rotor der elektrischen Maschine 2, von beiden Wellenseiten der Rotorwelle 9 bestückt werden kann. Alternativ kann die Funktion der Steuereinheit 3 auch in Komponenten der Umgebung integriert werden, wie beispielsweise einem Inverter. Fig. 2 bis Fig. 7 zeigen schematisch unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Aktuierungseinheit 1. Im Allgemeinen kann die Anordnung der elektrischen Ma schine 2, der Steuereinheit 3, der Funktionseinheiten 4, 5, 6 und der Trenneinhei ten in räumlich und geometrisch beliebiger Lage erfolgen. The electrical machine 2, the control unit 3 and the functional units 4, 5, 6 can be connected to one another in one or more housing parts, and in conjunction with housings of adjacent components, such as an adjacent spur gear 15, of the motor vehicle. Depending on the design, the interfaces to the bearing and sealing points are designed such that a rotor of the electrical machine 2 that can be scaled in length and diameter can be fitted on both shaft sides of the rotor shaft 9. Alternatively, the function of the control unit 3 can also be integrated in components of the environment, such as an inverter. Fig. 2 to Fig. 7 show schematically different embodiments of the actuation unit 1. In general, the arrangement of the electrical machine 2, the control unit 3, the functional units 4, 5, 6 and the separating units can take place in any spatial and geometrical position.
Das in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der Aktuierungseinheit 1 zeigt eine elektrische Maschine 2 mit Steuereinheit 3, die zum einen mit einem Park sperrenmechanismus 4 und zum anderen mit einer Pumpen- und/oder Verdich tereinheit 5 antriebswirksam verbunden ist. Die Pumpen- und/oder Verdichterein heit 5 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Gerotorpumpe 5‘ ausge führt. The first embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 2 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which is connected to a parking lock mechanism 4, on the one hand, and with a pump and / or compressor unit 5, for example. The pump and / or compressor unit 5 is in the present embodiment as a gerotor pump 5 'out.
Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Aktuierungseinheit 1 zeigt elektrische Maschine 2 mit Steuereinheit 3, die zum einen über eine Flieh kraftkupplung 7 mit einem Parksperrenmechanismus 4 und zum anderen über einen Freilauf 8 mit einem Getriebe- und/oder Kupplungsschaltmechanismus 6 antriebswirksam verbunden ist. The second embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 3 shows the electrical machine 2 with the control unit 3, which is connected to the drive via a centrifugal clutch 7 with a parking lock mechanism 4 and via a freewheel 8 with a transmission and / or clutch switching mechanism 6 .
Das in Fig. 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel der Aktuierungseinheit 1 zeigt eine elektrische Maschine 2 mit Steuereinheit 3, die zum einen über eine erste Fliehkraftkupplung 7 mit einem Getriebe- und/oder Kupplungsschaltmechanismus 6 und zum anderen über eine zweite Fliehkraftkupplung 7‘ mit einem Parksper renmechanismus 4 antriebswirksam verbunden ist. The third embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 4 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which on the one hand has a first centrifugal clutch 7 with a transmission and / or clutch switching mechanism 6 and, on the other hand, has a second centrifugal clutch 7 'with a parking lock mechanism 4 is connected to the drive.
Das in Fig. 5 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der Aktuierungseinheit 1 zeigt eine elektrische Maschine 2 mit Steuereinheit 3, die zum einen mit einer Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 und zum anderen über eine Fliehkraftkupplung 7 mit einem Parksperrenmechanismus 4 antriebswirksam verbunden ist. Die Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Ge rotorpumpe 5‘ ausgeführt. Das in Fig. 6 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel der Aktuierungseinheit 1 zeigt eine elektrische Maschine 2 mit Steuereinheit 3, die zum einen über einen Freilauf 8 mit einem Getriebe- und/oder Kupplungsschaltmechanismus 6 und zum anderen über ein einstufiges Stirnradgetriebe 15 mit einem Parksperrenmechanismus 4 antriebswirksam verbunden ist. Das Stirnradgetriebe 15 stellt einen optionalen Teil der Aktuierungseinheit 1 dar. Es kann erforderlich sein um in einen gegebenen Bauraum zu passen (parallele Anordnung,„offset“) oder durch die Über- /Untersetzung können die erforderlichen Umdrehungen zum Schalten der Funkti onseinheiten 4, 5, 6 gespreizt werden (siehe Fig. 15a, Fig. 15b, Fig. 15c). The fourth exemplary embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 5 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which is connected to a pump and / or compressor unit 5 on the one hand and with a parking lock mechanism 4 via a centrifugal clutch 7 on the other hand. The pump and / or compressor unit 5 is designed in the present embodiment as a Ge rotor pump 5 '. The fifth exemplary embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 6 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which is connected to the drive via a freewheel 8 with a transmission and / or clutch switching mechanism 6 and via a single-stage spur gear 15 with a parking lock mechanism 4 is. The spur gear 15 represents an optional part of the actuation unit 1. It may be necessary to fit into a given installation space (parallel arrangement, "offset") or, by means of the step-up / step-down, the revolutions required to switch the function units 4, 5 , 6 can be spread (see FIGS. 15a, 15b, 15c).
Das in Fig. 7 dargestellte sechste Ausführungsbeispiel der Aktuierungseinheit 1 zeigt eine elektrische Maschine 2 mit Steuereinheit 3, die mit zwei Pumpen- und/oder Verdichtereinheiten 5 antriebswirksam verbunden ist. Beide Pumpen- und/oder Verdichtereinheiten 5 sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Gerotorpumpen 5‘ ausgeführt. Eine Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 ist als eine in beide Drehrichtungen fördernde Ölpumpe ausgeführt, während die andere Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 als eine nur in eine Drehrichtung fördernde Kühlmittelpumpe ausgeführt ist. The sixth exemplary embodiment of the actuation unit 1 shown in FIG. 7 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, which is connected to two pump and / or compressor units 5 in a drive-effective manner. Both pump and / or compressor units 5 are designed as gerotor pumps 5 ′ in the present exemplary embodiment. One pump and / or compressor unit 5 is designed as an oil pump that pumps in both directions of rotation, while the other pump and / or compressor unit 5 is designed as a coolant pump that only pumps in one direction of rotation.
Das in Fig. 8 dargestellte siebte Ausführungsbeispiel, das in Fig. 9 dargestellte achte Ausführungsbeispiel und das in Fig. 10 dargestellte neunte Ausführungsbei spiel der Aktuierungseinheit 1 zeigt eine elektrische Maschine 2 mit Steuereinheit 3, mit zwei Pumpen- und/oder Verdichtereinheiten 5 antriebswirksam verbunden ist, wobei eine Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 als Gerotorpumpe 5‘ und die andere Pumpen- und/oder Verdichtereinheit als Flügelzellenpumpe ausgeführt ist. The seventh exemplary embodiment shown in FIG. 8, the eighth exemplary embodiment shown in FIG. 9 and the ninth exemplary embodiment of the actuating unit 1 shown in FIG. 10 shows an electrical machine 2 with a control unit 3, with two pump and / or compressor units 5 connected to drive is, wherein a pump and / or compressor unit 5 is designed as a gerotor pump 5 'and the other pump and / or compressor unit as a vane pump.
Fig. 1 1 a zeigt einen Freigang 10, nämlich einen Gewindegang ohne Steigung, an einem Anfang und/oder an einem Ende einer Gewindeschubstange, einer Kuge lumlaufspindel oder einer Schneckenwelle. Fig. 1 1 b zeigt einen Freigang 1 1 , nämlich eine auf einer Schaltwalze umlaufende Nut ohne Steigung, an einem Anfang und einem Ende einer Schaltkulisse der Schaltwalze. Fig. 1 1 a shows an clearance 10, namely a thread without pitch, at the beginning and / or at one end of a threaded push rod, a ball screw or a worm shaft. Fig. 1 1 b shows a clearance 1 1, namely a groove rotating on a shift drum without a slope, at the beginning and end of a shifting gate of the shift drum.
Fig. 1 1 c zeigt eine Visco-Kupplung 12 als weiteres Ausführungsbeispiel einer Trenneinheit. Fig. 1 1 c shows a viscous coupling 12 as a further embodiment of a separation unit.
Ein Zweidruckventil 13 (Fig. 1 1 d) und ein Wechselventil 14 (Fig. 1 1 e) sind ebenso beispielhafte Trenneinheiten insbesondere im Zusammenhang mit einer Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5, 5‘, wie beispielsweise einer Pumpe mit einer Dreh richtungsunabhängigen Förderrichtung. A two-pressure valve 13 (Fig. 1 1 d) and a shuttle valve 14 (Fig. 1 1 e) are also exemplary separation units, in particular in connection with a pump and / or compressor unit 5, 5 ', such as a pump with a direction of rotation that is independent of the direction of rotation .
Fig. 12 a und Fig. 12b zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel für eine drehrich tungsunabhängige Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5. In Fig. 12a ist eine Flubkolbenpumpe 5‘“ dargestellt. In Fig. 12b ist eine Axialkolbenpumpe 5““ darge stellt. FIGS. 12 a and 12b each show an exemplary embodiment of a pump and / or compressor unit 5 that is independent of the direction of rotation. FIG. 12 a shows a fluid piston pump 5 ″ ”. In Fig. 12b is an axial piston pump 5 "" Darge represents.
Fig. 13 zeigt eine Tabelle mit Beispielen von Drehzahl und/oder drehrichtungsab hängigen oder unabhängigen Logikbausteinen (Trenneinheiten). Durch die Ver wendung eines oder die Kombination mehrerer Logikbausteine können mehrere Funktionseinheiten 4, 5, 6 diskret oder simultan, in Abhängigkeit der Drehzahl und/oder der Drehrichtung der elektrischen Maschine 2, betrieben werden. Fig. 13 shows a table with examples of speed and / or direction of rotation dependent or independent logic modules (separation units). By using one or the combination of several logic modules, several functional units 4, 5, 6 can be operated discretely or simultaneously, depending on the speed and / or the direction of rotation of the electrical machine 2.
Fig. 14a bis Fig. 14d zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel für die Kombination von Trenneinheiten zur Erzielung einer funktionalen Trennung zweier Funktions einheiten 4, 5, 6. Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 10a) werden zwei drehzahl abhängige Fliehkraftkupplungen 7, 7‘ unterschiedlicher Charakteristik kombiniert. Die„Trenneinheit 1“ ist normal offen (bei Drehzahl = 0) und schließt erst über einer Drehzahl von 600 rpm, hingegen ist die„Trenneinheit 2“ normal geschlossen (bei Drehzahl = 0) und öffnet erst über einer Drehzahl von 1200 rpm. Durch die Über lappung der Grenzdrehzahlen beider Fliehkraftkupplungen 7, 7‘ innerhalb des Drehzahlbandes der elektrischen Maschine 2, können die Funktionseinheiten 4, 5, 6, in Abhängigkeit der gestellten Solldrehzahl, entweder jeweils einzeln oder ge meinsam betrieben werden. Das zweite Ausführungsbeispiel (Fig. 10b), das dritte Ausführungsbeispiel (Fig. 10c) und das vierte Ausführungsbeispiel (Fig. 10d) zei gen jeweils weitere Kombinationsmöglichkeiten von Trenneinheiten zur Erreichung einer geforderten Schaltlogik. 14a to 14d each show an embodiment for the combination of separation units to achieve a functional separation of two functional units 4, 5, 6. In the first embodiment (Fig. 10a) two speed-dependent centrifugal clutches 7, 7 'of different characteristics are combined . The "separation unit 1" is normally open (at speed = 0) and only closes at a speed of 600 rpm, whereas the "separation unit 2" is normally closed (at Speed = 0) and only opens at a speed of 1200 rpm. By overlapping the limit speeds of both centrifugal clutches 7, 7 'within the speed range of the electrical machine 2, the functional units 4, 5, 6, depending on the set target speed, can either can be operated individually or together. The second exemplary embodiment (FIG. 10b), the third exemplary embodiment (FIG. 10c) and the fourth exemplary embodiment (FIG. 10d) each show further possible combinations of separation units in order to achieve the required switching logic.
Fig. 15a, Fig. 15b, Fig. 15c und Fig. 15d zeigen jeweils ein kombiniertes Schaltdi agramm für zwei Funktionseinheiten 4, 5, 6, in weiterer Folge zur Erklärung der Diagramme in Fig. 15a bis Fig. 15d und der Tabelle in Fig. 15e als„Funktionsein heit 1“ 4, 5, 6 und„Funktionseinheit 2“ 4, 5, 6 bezeichnet. Auf der Abszisse ist die Anzahl der Rotorwellenumdrehungen U aufgetragen. Die Ordinate zeigt den Weg s, also den Vorschub des jeweiligen Schaltelements einer Funktionseinheit 4, 5, 6. Die Linien L1 und L2 zeigen den Verlauf des Schaltweges in Abhängigkeit der Rotorumdrehungen U. Der erste Schaltbereich B1 repräsentiert den zum vollstän digen Schalten der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 erforderlichen Weg s am Schalt element der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6. Der zweite Schaltbereich B2 repräsentiert den zum vollständigen Schalten der„Funktionseinheit 2“ 4, 5, 6 erforderlichen Weg s am Schaltelement der„Funktionseinheit 2“ 4, 5, 6. Ein erster Toleranzbe reich T 1 umfasst jenen Weg s, den das Schaltelement der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 zurücklegen muss, bevor der eigentliche Schaltvorgang der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 gestartet wird (dies entspricht einem Leer- bzw. Totgang). Ein zweiter Toleranzbereich T2 umfasst jenen Weg s, den das Schaltelement der„Funktions einheit 2“ 4, 5, 6 zurücklegen muss, bevor der eigentliche Schaltvorgang der „Funktionseinheit 2“ 4, 5, 6 gestartet wird (dies entspricht einem Leer- bzw. Tot gang). Der Sicherheitsbereich S1 repräsentiert die Anzahl der Rotorumdrehungen U, welche nach vollständigem Schaltvorgang der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 zu- sätzlich aufgebracht werden müssen, bevor der Schaltvorgang an„Funktionsein heit 2“ 4, 5, 6 gestartet wird. 15a, 15b, 15c and 15d each show a combined circuit diagram for two functional units 4, 5, 6, subsequently to explain the diagrams in FIGS. 15a to 15d and the table in FIG 15e referred to as “functional unit 1” 4, 5, 6 and “functional unit 2” 4, 5, 6. The number of rotor shaft revolutions U is plotted on the abscissa. The ordinate shows the path s, that is to say the feed of the respective switching element of a functional unit 4, 5, 6. The lines L1 and L2 show the course of the switching path as a function of the rotor revolutions U. The first switching range B1 represents that for the complete switching of the “functional unit 1 "4, 5, 6 required travel s on the switching element of" functional unit 1 "4, 5, 6. The second switching area B2 represents the travel s required for complete switching of" functional unit 2 "4, 5, 6 on the switching element of" Functional unit 2 "4, 5, 6. A first tolerance range T 1 includes the path s that the switching element of" functional unit 1 "4, 5, 6 has to cover before the actual switching operation of" functional unit 1 "4, 5, 6 is started (this corresponds to an idle or lost motion). A second tolerance range T2 encompasses the path s which the switching element of the "functional unit 2" 4, 5, 6 must cover before the actual switching operation of the "functional unit 2" 4, 5, 6 is started (this corresponds to an empty or Dead gang). The safety area S1 represents the number of rotor revolutions U which, after the complete switching process, the “functional unit 1” 4, 5, 6 must also be applied before the switching process on "Function unit 2" 4, 5, 6 is started.
Durch Unter- und/oder Übersetzung der Rotordrehzahl zu den jeweiligen Funkti onseinheiten 4, 5, 6, kann das Verhältnis von Vorschub (Weg s an Schaltelement) zu Rotorumdrehungen U für jede Funktionseinheit 4, 5, 6 gezielt verändert wer den. Diese Unter- und/oder Übersetzung kann durch ein ein- oder mehrstufiges Stirnradgetriebe 15, ein Planetengetriebe und/oder mittels unterschiedlicher Stei gungen von Gewindegängen, Kugelrampen, Schaltkulissen oder vergleichbaren technischen Lösungen erzielt werden. Durch die unterschiedlichen Unter- bzw. Übersetzungsverhältnisse erzielte Spreizung, können die Funktionseinheiten 4, 5, 6 funktional voneinander getrennt werden. Demgemäß sind in der Figur 15a, 15b und 15c zur vollständigen Schaltung der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6, die Rotorum drehungen U1 erforderlich. Flingegen sind zur vollständigen Schaltung der„Funk tionseinheit 2“ 4, 5, 6, die Rotorumdrehungen U2 erforderlich. By under and / or translation of the rotor speed to the respective func ons units 4, 5, 6, the ratio of feed (path s on switching element) to rotor revolutions U for each functional unit 4, 5, 6 can be specifically changed. This under- and / or translation can be achieved by a single or multi-stage spur gear 15, a planetary gear and / or by means of different gradients of threads, ball ramps, shifting gates or comparable technical solutions. Due to the different under- or translation ratios spread, the functional units 4, 5, 6 can be functionally separated from each other. Accordingly, the rotor revolutions U1 are required in FIGS. 15a, 15b and 15c for complete switching of the “functional unit 1” 4, 5, 6. On the other hand, the rotor revolutions U2 are required for the complete switching of the "Function unit 2" 4, 5, 6.
Im Diagramm der Fig. 15a sind die Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse der beiden Funktionseinheiten 4, 5, 6 (Funktionseinheit 1 und Funktionseinheit 2) so ausgeführt, dass der zum Schalten verfügbare Vorschub am Schaltelement der „Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 größer ist als der zum Schalten verfügbare Vorschub am Schaltelement der„Funktionseinheit 2“ 4, 5, 6. Zum Schalten der„Funktions einheit 1“ muss die Rotorwelle 9 daher weniger Umdrehungen vollziehen als zum Schalten der„Funktionseinheit 2“ 4, 5, 6. Dies resultiert wiederum in einer schnel leren Zuschaltzeit und einer dazu proportional kleineren Schaltkraft an„Funktions einheit 1“ 4, 5, 6. Die Tabelle in Fig. 15e zeigt entsprechend des Schaltdiagrams in Fig. 15a, den jeweiligen Status der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 und der„Funkti onseinheit 2“ 4, 5, 6 in Abhängigkeit der, in einer bestimmten Drehrichtung getätig ten Rotorwellenumdrehungen U der Rotorwelle 9. So ist ausgehend vom Koordi natenursprung (Endanschlag) des Schaltdiagrams nach 50 Rotorwellenumdre hungen U nach rechts die„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 aktiv und die„Funktionsein- heit 2“ 4, 5, 6 inaktiv. Nach größer 25 Rotorwellenumdrehungen U nach links sind wieder beide Funktionseinheiten 4, 5, 6 (Funktionseinheit 1 und Funktionseinheit 2) inaktiv. Nach weiteren kleiner 25 Rotorwellenumdrehungen U nach links befin den sich beide Schaltelemente wieder am Koordinatenursprung des Schaltdia gramms. Nach 100 Rotorwellenumdrehungen U nach rechts sind beide Funkti onseinheiten 4, 5, 6, (Funktionseinheit 1 und Funktionseinheit 2) aktiv. Nach mehr als 75 Rotorwellenumdrehungen U nach links sind beide Funktionseinheiten 4, 5, 6, (Funktionseinheit 1 und Funktionseinheit) wieder inaktiv. In the diagram in FIG. 15 a, the step-up or step-down ratios of the two functional units 4, 5, 6 (functional unit 1 and functional unit 2) are designed such that the feed available for switching on the switching element of “functional unit 1” 4, 5, 6 is greater is than the feed available for switching on the switching element of "functional unit 2" 4, 5, 6. To switch "functional unit 1", rotor shaft 9 must therefore make fewer revolutions than for switching "functional unit 2" 4, 5, 6. This in turn results in a faster connection time and a proportionally smaller switching force on “functional unit 1” 4, 5, 6. The table in FIG. 15e shows the respective status of “functional unit 1” 4 in accordance with the switching diagram in FIG. 15a , 5, 6 and the "Funkti onseinheit 2" 4, 5, 6 depending on the rotor shaft revolutions U of the rotor shaft 9 which are carried out in a certain direction of rotation. Thus, starting from the coordinate origin (end stop), the circuit diagram s after 50 rotations of the rotor shaft U to the right, "Functional unit 1" 4, 5, 6 active and the "Functional unit 2 “4, 5, 6 inactive. After more than 25 rotor shaft revolutions U to the left, both functional units 4, 5, 6 (functional unit 1 and functional unit 2) are again inactive. After a further less than 25 rotor shaft revolutions U to the left, the two switching elements are again at the coordinate origin of the switching diagram. After 100 rotor shaft revolutions U to the right, both functional units 4, 5, 6, (functional unit 1 and functional unit 2) are active. After more than 75 rotor shaft revolutions U to the left, both functional units 4, 5, 6, (functional unit 1 and functional unit) are inactive again.
In Figur 15b sind die Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse zwischen beiden Funktionseinheiten 4, 5, 6, (Funktionseinheit 1 und Funktionseinheit 2) so ange passt, dass der erste Toleranzbereich T1 und der zweite Toleranzbereich T2 gleich groß sind und der erste Schaltbereich B1 gleich dem zweiten Schaltbereich B2 ist. Das heißt, dass beide Schaltelemente den gleichen Weg s zurücklegen um eine Schaltung durchzuführen. Jedoch muss zum Schalten der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 die Rotorwelle 9 nur ein Drittel der Rotorwellenumdrehungen U vollzie hen als zum Schalten der„Funktionseinheit 2“ 4, 5, 6. Dies resultiert wiederum in einer dreimal schnelleren Zuschaltzeit, jedoch dreimal kleineren Schaltkraft and der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6. In FIG. 15b, the step-up or step-down ratios between the two functional units 4, 5, 6 (functional unit 1 and functional unit 2) are adapted such that the first tolerance range T1 and the second tolerance range T2 are the same and the first switching range B1 is the same second switching range B2. This means that both switching elements travel the same distance s to carry out a switching. However, to switch the "functional unit 1" 4, 5, 6, the rotor shaft 9 only has to make a third of the rotor shaft revolutions U than to switch the "functional unit 2" 4, 5, 6. This in turn results in three times faster connection time, but three times lower switching force on the "functional unit 1" 4, 5, 6.
Fig. 15c zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Schaltverlauf (Linie L2) der „Funktionseinheit 2“ 4, 5, 6 nicht linear, sondern kurvenförmig verläuft. Dieser Verlauf kann beispielsweise durch eine mehrstufige Schaltkulisse, eine Kugelram pe oder einer vergleichbaren technischen Lösung erzielt werden. So kann der Verlauf der Linie L2 beispielsweise so ausgeführt werden, dass innerhalb des Schaltbereichs der„Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 (U1 ) nur kein oder nur ein geringer Vorschub am Schaltelement der„Funktionseinheit 2“ 4, 5, 6 erfolgt. Während entlang des Sicherheitsbereichs S1 der zweite Toleranzbereich T2 schnell durch fahren werden kann. Zur Erreichung einer größeren Schaltkraft kann die Schalt kurve nach Erreichen des zweiten Schaltbereichs B2 wieder abflachen. Fig. 15d zeigt ein Ausführungsbeispiel, mit kurvenförmigem Verlauf der Linien L1 und L2. Die Linie L1 hat nach Verlassen des ersten Schaltbereichs B1 keine Stei gung. Das bedeutet, dass ab diesem Punkt jede weitere Rotorwellenumdrehung U in die gleiche Drehrichtung keinen weiteren Vorschub am Schaltelement der „Funktionseinheit 1“ 4, 5, 6 zur Folge hat. 15c shows an exemplary embodiment in which the switching curve (line L2) of the “functional unit 2” 4, 5, 6 does not run linearly but in a curve. This course can be achieved, for example, by a multi-stage shifting gate, a Kugelram pe or a comparable technical solution. For example, the course of line L2 can be carried out in such a way that within the switching area of "functional unit 1" 4, 5, 6 (U1) there is little or no feed at the switching element of "functional unit 2" 4, 5, 6. While the second tolerance range T2 can be passed quickly along the security range S1. To achieve a greater switching force, the switching curve can flatten out again after reaching the second switching range B2. 15d shows an exemplary embodiment with a curved course of lines L1 and L2. The line L1 has no slope after leaving the first switching range B1. This means that from this point on, every further rotation of the rotor shaft U in the same direction of rotation does not result in any further feed on the switching element of the "functional unit 1" 4, 5, 6.
Fig. 16 zeigt anhand eines exemplarischen Fahrzyklus mögliche Betriebszustände der Aktuierungseinheit 1 und deren zeitliche Abgrenzbarkeit. Die Beschreibung des Diagramms basiert auf einer Aktuierungseinheit 1 gemäß Fig. 2. Alternative Konfigurationsmöglichkeiten der Aktuierungseinheit 1 , abweichend von der in Fig.16 shows possible operating states of the actuation unit 1 and their temporal delimitation on the basis of an exemplary driving cycle. The description of the diagram is based on an actuation unit 1 according to FIG. 2. Alternative configuration options of the actuation unit 1, deviating from that in FIG.
2 dargestellten Konfiguration, sind jedoch auch beschrieben. Das dargestellte Diagramm zeigt auf der Achse x die Zeit in Sekunden (in weiterer Folge als„s“ bezeichnet) und auf der Achse y die Geschwindigkeit in Kilometern pro Stunde (in weiterer Folge als„km/h“ bezeichnet) an. 2 configuration, but are also described. The diagram shows the time in seconds on the x axis (hereinafter referred to as "s") and the y axis on the speed in kilometers per hour (hereinafter referred to as "km / h").
Ein erster Abschnitt A beschreibt die Zeitdauer von 0 s bis 10 s. Bei einer Ge schwindigkeit von 0 km/h befindet sich das Kraftfahrzeug in einem sicheren Zu stand; der Parksperrenmechanismus 4 ist eingelegt, also aktiviert. Die Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 kann beispielsweise zur präventiven Beölung bezie hungsweise zur Schmierfilmbildung bereits aktiv sein. Kurz vor dem Anfahren des Kraftfahrzeugs (Geschwindigkeit > 0 km/h) wird an Punkt a (Geschwindigkeit =A first section A describes the time period from 0 s to 10 s. At a speed of 0 km / h, the motor vehicle is in a safe state; the parking lock mechanism 4 is inserted, that is, activated. The pump and / or compressor unit 5 can already be active, for example, for preventive oiling or for the formation of a lubricating film. Shortly before starting the motor vehicle (speed> 0 km / h) at point a (speed =
0 km/h) der Parksperrenmechanismus 4 gelöst. Der Parksperrenmechanismus 4 ist in diesem ersten Abschnitt bis zum Punkt a aktiv; die Pumpen- und/oder Ver dichtereinheit 5 (Kühlung und/oder Schmierung) ist je nach Ausführung der Pum pen- und/oder Verdichtereinheit 5 entweder auch im Betrieb oder im Leerlauf (kei ne Pumpwirkung in dieser Drehrichtung und/oder bei dieser Drehzahl). 0 km / h) the parking lock mechanism 4 released. The parking lock mechanism 4 is active in this first section up to point a; the pump and / or compressor unit 5 (cooling and / or lubrication) is, depending on the design of the pump and / or compressor unit 5, either in operation or idling (no pumping action in this direction of rotation and / or at this speed) .
Ein zweiter Abschnitt B beschreibt die Zeitdauer von 10 s bis 20 s. In diesem zwei ten Abschnitt B wird das Kraftfahrzeug auf eine Geschwindigkeit von 40 km/h beschleunigt. Der Parksperrenmechanismus 4 ist inaktiv; die Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 ist zur Schmierung und/oder Kühlung von Kraftf ahrzeug ko m- ponenten ab Punkt b aktiv. A second section B describes the time period from 10 s to 20 s. In this two-th section B, the motor vehicle is at a speed of 40 km / h accelerates. The parking lock mechanism 4 is inactive; the pump and / or compressor unit 5 is active for the lubrication and / or cooling of motor vehicle components from point b.
Ein dritter Abschnitt C beschreibt die Zeitdauer von 20 s bis 30 s. Das Kraftfahr zeug fährt in diesem dritten Abschnitt C konstant mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h. In Punkt c kann die Schmier- und/oder Kühlleistung der Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 bei Bedarf gedrosselt werden. A third section C describes the time period from 20 s to 30 s. The motor vehicle runs constantly in this third section C at a speed of 40 km / h. In point c, the lubrication and / or cooling capacity of the pump and / or compressor unit 5 can be throttled if necessary.
Ein vierter Abschnitt D beschreibt die Zeitdauer von 30 s bis 40 s. In diesem vier ten Abschnitt D wird das Kraftfahrzeug von einer Geschwindigkeit von 40 km/h auf eine Geschwindigkeit von 130 km/h beschleunigt. Der Parksperrenmechanismus 4 ist inaktiv; die Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 ist zur Schmierung und/oder Kühlung von Kraftfahrzeugkomponenten aktiv. In Punkt d, bei 85 km/h, wird durch den Getriebe- und/oder Kupplungsschaltmechanismus 6 als alternative Funktions einheit zu dem Parksperrenmechanismus 4 oder der Pumpen- und/oder Verdich tereinheit 5 ein Gangwechsel vorgenommen. Während des Schaltvorganges ist die Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 je nach Ausführung entweder in Betrieb oder im Leerlauf. A fourth section D describes the time period from 30 s to 40 s. In this fourth section D, the motor vehicle is accelerated from a speed of 40 km / h to a speed of 130 km / h. The parking lock mechanism 4 is inactive; the pump and / or compressor unit 5 is active for the lubrication and / or cooling of motor vehicle components. In point d, at 85 km / h, a gear change is made by the transmission and / or clutch switching mechanism 6 as an alternative functional unit to the parking lock mechanism 4 or the pump and / or compressor unit 5. During the switching process, the pump and / or compressor unit 5 is, depending on the version, either in operation or idling.
Ein fünfter Abschnitt E beschreibt die Zeitdauer von 40 s bis 50 s. Das Kraftfahr zeug fährt konstant mit einer Geschwindigkeit von 130 km/h. In Punkt e kann die Schmier- und/oder Kühlleistung der Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 bei Bedarf erhöht werden. Über eine zusätzliche Pumpen- oder Verdichtereinheit 5 als alternative Funktionseinheit zu dem Parksperrenmechanismus 4 oder dem Getrie be- und/oder Kupplungsschaltmechanismus 6 kann ein zusätzlicher Schmier und/oder Kühlkreislauf aktiviert werden. A fifth section E describes the time period from 40 s to 50 s. The motor vehicle drives constantly at a speed of 130 km / h. In point e, the lubrication and / or cooling capacity of the pump and / or compressor unit 5 can be increased if necessary. An additional lubrication and / or cooling circuit can be activated via an additional pump or compressor unit 5 as an alternative functional unit to the parking lock mechanism 4 or the transmission and / or clutch switching mechanism 6.
Ein sechster Abschnitt F beschreibt die Zeitdauer von 50 s bis 60 s. In diesem sechsten Abschnitt F wird das Kraftfahrzeug von einer Geschwindigkeit von 130 km/h auf eine Geschwindigkeit von 0 km/h verzögert. Der Parksperrenmecha nismus 4 ist inaktiv; die Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 ist zur Schmierung und/oder Kühlung aktiv. In Punkt f, bei 60 km/h, wird durch den Getriebe- und/oder Kupplungsschaltmechanismus 6 als Alternative zum Parksperrenmechanismus 4 oder zur Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 in den Segelbetrieb geschaltet oder ein gangwechsle vorgenommen. Während des Schaltvorganges ist die Pum pen- und/oder Verdichtereinheit 5 je nach Ausführung entweder in Betrieb oder im Leerlauf. A sixth section F describes the time period from 50 s to 60 s. In this sixth section F the motor vehicle is driven at a speed of Delayed 130 km / h to a speed of 0 km / h. The parking lock mechanism 4 is inactive; the pump and / or compressor unit 5 is active for lubrication and / or cooling. At point f, at 60 km / h, the transmission and / or clutch switching mechanism 6 switches to sailing mode as an alternative to the parking lock mechanism 4 or to the pump and / or compressor unit 5 or changes gear. During the switching process, the pump and / or compressor unit 5, depending on the version, is either in operation or idling.
Ein siebter Abschnitt G beschreibt die Zeitdauer von 60 s bis 80 s. Das Kraftfahr zeug befindet sich wieder im Stillstand, d.h. die Geschwindigkeit entspricht 0 km/h. Die Pumpen- und/oder Verdichtereinheit 5 kann beispielsweise zur kurativen (Nach-)Kühlung aktiv bleiben. Kurz nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs wird an Punkt g der Parksperrenmechanismus 4 aktiviert. Während dieses Schaltvor ganges ist die Pumpen und/oder Verdichtereinheit 5 (Kühlung und/oder Schmie rung) je nach Ausführung entweder auch in Betrieb oder im Leerlauf. A seventh section G describes the time period from 60 s to 80 s. The motor vehicle is again at a standstill, i.e. the speed corresponds to 0 km / h. The pump and / or compressor unit 5 can remain active, for example, for curative (post) cooling. Shortly after parking the motor vehicle, the parking lock mechanism 4 is activated at point g. During this switching operation, the pumps and / or compressor unit 5 (cooling and / or lubrication) are, depending on the version, either in operation or idle.
Mit Ausnahme der Punkte a, d, f und g, kann die Pumpen- und/oder Verdich tereinheit 5 uneingeschränkt an jedem Punkt des Fahrzyklus zur Kühlung und/oder Schmierung verwendet werden. With the exception of points a, d, f and g, the pump and / or compressor unit 5 can be used without restriction at any point in the driving cycle for cooling and / or lubrication.
Jede Konfiguration kann für rein elektrische sowie für hybrid-elektrische Kraftfahr zeugantriebe und Kraftfahrzeuggetriebe in beliebiger Art, Anordnung und Architek tur angewendet werden. Bezuqszeichenliste Each configuration can be used for purely electrical as well as for hybrid-electric motor vehicle drives and motor vehicle transmissions in any type, arrangement and architecture. Reference list
1 Aktuierungseinheit 1 actuation unit
2 Elektrische Maschine 2 electrical machine
3 Steuereinheit 3 control unit
4 Parksperrenmechanismus (erste Funktionseinheit) 4 parking lock mechanism (first functional unit)
5 Pumpen- und/oder Verdichtereinheit (zweite Funktionseinheit) 5 pump and / or compressor unit (second functional unit)
5‘ Rotationskolbenpumpe, Rotationsverdichter 5 ‘rotary piston pump, rotary compressor
5“ Flügelzellenpumpe, Rotationsverdichter 5 “vane pump, rotary compressor
5‘“ Flubkolbenpumpe, Membran- oder Kolbenverdichter 5 ″ “fluid piston pump, diaphragm or piston compressor
5““ Axialkolbenpumpe, Membran- oder Kolbenverdichter 5 ““ axial piston pump, diaphragm or piston compressor
6 Getriebe- und/oder Kupplungsschaltmechanismus (dritte Funktions einheit) 6 transmission and / or clutch shift mechanism (third functional unit)
7, 7‘ Fliehkraftkupplung 7, 7 'centrifugal clutch
8 Freilauf 8 freewheel
9 Rotorwelle 9 rotor shaft
10 Freigang an einem Gewindegang 10 Clearance on one thread
1 1 Freigang an einer Schaltwalze 1 1 Clearance on a shift drum
12 Visco-Kupplung 12 viscous coupling
13 Zweidruckventil 13 two-pressure valve
14 Wechselventil 14 shuttle valve
15 Stirnradgetriebe 15 spur gear
A Erster Abschnitt A First section
B Zweiter Abschnitt B Second section
C Dritter Abschnitt C Third section
D Vierter Abschnitt D Fourth section
E Fünfter Abschnitt E Fifth section
F Sechster Abschnitt G Siebter Abschnitt a Punkt a F sixth section G Seventh section a point a
b Punkt b b point b
c Punkt c c point c
d Punkt d d point d
e Punkt e e point e
f Punkt f f point f
g Punkt g g point g
U, 111 , 112 Rotorwellenumdrehungen s Weg U, 111, 112 rotor shaft revolutions s way
L1. L2 Linie L1. L2 line
B1 Erster Schaltbereich B1 First switching range
B2 Zweiter SchaltbereichB2 Second switching range
T 1 Erster T oleranzbereichT 1 First tolerance range
T2 Zweiter ToleranzbereichT2 Second tolerance range
S1 Sicherheitsbereich S1 security area

Claims

Patentansprüche Claims
1. Aktuierungseinheit (1 ) zum Betätigen von zumindest zwei Funktionseinhei ten (4, 5, 6) in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend 1. Actuating unit (1) for actuating at least two functional units (4, 5, 6) in a drive train of a motor vehicle, comprising
zumindest zwei Funktionseinheiten (4, 5, 6), at least two functional units (4, 5, 6),
eine elektrische Maschine (2), wobei die elektrische Maschine (2) mit den Funktionseinheiten (4, 5, 6) antriebswirksam verbunden ist, so wie an electrical machine (2), the electrical machine (2) being connected to the functional units (4, 5, 6) in a drive-effective manner, such as
eine Steuereinheit (3) zur Ansteuerung der elektrischen Maschine (2), a control unit (3) for controlling the electrical machine (2),
wobei die Funktionseinheiten (4, 5, 6) zumindest über eine Trenneinheit funktional von der elektrischen Maschine (2) abkoppelbar sind und so die Funktionseinheiten (4, 5, 6) wahlweise unabhängig voneinander, nämlich sequentiell, oder simultan über die elektrische Maschine (2) betätigbar sind. wherein the functional units (4, 5, 6) can be functionally decoupled from the electrical machine (2) at least via a separating unit, and so the functional units (4, 5, 6) can be selected independently of one another, namely sequentially, or simultaneously via the electrical machine (2 ) can be operated.
2. Aktuierungseinheit (1 ) nach Anspruch 1 , 2. actuation unit (1) according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Funktions einheiten (4, 5, 6) über eine ein- oder mehrteiligen Rotorwelle (9) der elektrischen Maschine (2) antriebswirksam verbunden sind. That means that the functional units (4, 5, 6) are connected to the drive via a single or multi-part rotor shaft (9) of the electrical machine (2).
3. Aktuierungseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, 3. actuation unit (1) according to claim 1 or 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Trennein heit als mechanische T renneinheit (7,8,10, 11), als hydraulische T rennein- heit (12, 13, 14), als pneumatische T renneinheit (13, 14) und/oder als elekt rische Trenneinheit ausgeführt ist. characterized in that the separating unit as a mechanical separating unit (7, 8, 10, 11), as a hydraulic separating unit (12, 13, 14), as a pneumatic separating unit (13, 14) and / or as an electrical separating unit is executed.
4. Aktuierungseinheit (1) nach Anspruch 3, 4. actuation unit (1) according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der elektri schen Trenneinheit die funktionale Trennung mittels einer integrierten Schaltlogik unter Ausnutzung der zeitlichen Abgrenzung diskreter Betriebs punkte der Funktionseinheiten (4, 5, 6) erfolgt. d a d u r c h g e k e n c e n c h n e t that the functional separation of the electrical separation unit takes place by means of an integrated switching logic using the time delimitation of discrete operating points of the functional units (4, 5, 6).
5. Aktuierungseinheit (1) nach Anspruch 3, 5. actuation unit (1) according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der mecha nischen Trenneinheit die funktionale Trennung der Funktionseinheiten (4, 5, 6) mittels einem Freigang an einem Anfang und/oder einem Ende eines Gewindeganges (10), einem Freilauf (8), einer Fliehkraftkupplung (7) und/oder einem Freigang an einem Anfang und/oder einem Ende einer Schaltkulisse einer Schaltwalze (11) erfolgt. characterized in that, in the mechanical separation unit, the functional separation of the functional units (4, 5, 6) by means of an opening at the beginning and / or end of a thread (10), a freewheel (8), a centrifugal clutch (7) and / or a clearance at a beginning and / or an end of a shifting gate of a shift drum (11).
6. Aktuierungseinheit (1) nach Anspruch 3, 6. actuation unit (1) according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der hydrau lischen Trenneinheit die funktionale Trennung der Funktionseinheiten (4, 5, 6) mittels zumindest eines passiven Ventils (13, 14) und/oder zumindest ei ner Visco-Kupplung (12) erfolgt. Because of the hydraulic separation unit, the functional separation of the functional units (4, 5, 6) takes place by means of at least one passive valve (13, 14) and / or at least one viscous coupling (12).
7. Aktuierungseinheit (1) nach Anspruch 3, 7. actuation unit (1) according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass bei der pneu matischen Trenneinheit die funktionale Trennung der Funktionseinheiten (4, 5, 6) mittels zumindest eines passiven Ventils (13, 14) erfolgt. that the functional separation of the functional units (4, 5, 6) is carried out by means of at least one passive valve (13, 14) in the pneumatic separation unit.
8. Aktuierungseinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. actuation unit (1) according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Trennein heit über die Steuereinheit (3) in Abhängigkeit von einer Drehrichtung und/oder einer Drehzahl der elektrischen Maschine (2) und/oder in Abhän gigkeit von definierten Schalt- oder Drehimpulsen betätigbar ist. characterized in that the separating unit can be actuated via the control unit (3) as a function of a direction of rotation and / or a rotational speed of the electrical machine (2) and / or as a function of defined switching or angular pulses.
9. Aktuierungseinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrische Maschine (2) koaxial oder parallel zu der Trenneinheit und/oder den Funkti- onseinheiten (4, 5, 6) angeordnet ist. 9. Actuating unit (1) according to one of the preceding claims, that the electrical machine (2) is arranged coaxially or parallel to the separating unit and / or the functional units (4, 5, 6).
PCT/EP2019/085760 2018-12-19 2019-12-17 Actuation unit for actuating at least two functional units in a powertrain of a motor vehicle WO2020127352A1 (en)

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Citations (6)

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