DE102006014556A1

DE102006014556A1 - Aktor, insbesondere Kupplungsaktor oder Getriebeaktor

Info

Publication number: DE102006014556A1
Application number: DE102006014556A
Authority: DE
Inventors: Gerd Ahnert
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2006-10-19

Abstract

Es wird ein Aktor, insbesondere ein Kupplungsaktor oder ein Getriebeaktor, für ein automatisiertes Getriebe eines Fahrzeuges vorgeschlagen, welcher einen Aktorantrieb und zumindest eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stellweges des Aktors aufweist. Erfindungsgemäß ist als Antrieb ein elektrischer Bürstenmotor vorgesehen, bei dem die Erfassungseinrichtung an dem Motorgehäuse angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aktor, insbesondere einen Kupplungsaktor oder einen Getriebeaktor, für ein automatisiertes Getriebe eines Fahrzeuges mit einem Aktorantrieb und zumindest einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stellweges eines Aktors.

Aus der Druckschrift EP 1 400 880 A2 ist eine Positionierungseinrichtung bekannt, welche einen bürstenlosen Elektromotor verwendet. Der bürstenlose Elektromotor ist mit einem Positionierungsmechanismus zum Positionieren eines bewegbaren Elements gekoppelt, wobei das bewegbare Element innerhalb eines vorbestimmten bewegbaren Bereichs entsprechend der Rotation des bürstenlosen Motors verschiebbar ist. Um den bürstenlosen Motor anzusteuern, ist ein Motoransteuerschaltkreis vorgesehen, welcher den Motor sequentiell mit einem Ansteuerimpuls versorgt. Der Motoransteuerschaltkreis ermöglicht eine Bewegung des bewegbaren Elements zwischen einer vorderen Begrenzung und einer hinteren Begrenzung. Die Motordrehzahl des bürstenlosen Motors kann durch das Reduzieren der Antriebsimpulse verringert werden, wenn die gegenwärtige Position der vorderen oder hinteren Begrenzungsposition entspricht.

Ferner ist aus der Fahrzeugtechnik bekannt, dass die Kupplungs- und Getriebeaktoren bei einem automatisierten Getriebe, wie z. B. einem Parallelschaltgetriebe, eingesetzt werden können. Die bekannten Aktoren haben als Antrieb bürstenlose Elektromotoren. Diese Elektromotoren besitzen in der Regel einen Inkrementalsensor zur Erfassung der Drehbewegung des Motors. Die von den Inkrementalsensoren erzeugten Signale werden für die Wegbestimmung bei den Aktoren verwendet. Bei der verwendeten Relativwegmessung ist jedoch ein Nullpunktabgleich (Referenzierung) erforderlich. Ferner ist aus der Fahrzeugtechnik bekannt, dass, wenn bürstenlose Elektromotoren eingesetzt werden, ein erheblicher Aufwand für die erforderliche Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Absolutweges bei dem Aktor zu erwarten ist. Insbesondere ergeben sich Nachteile hinsichtlich des größeren Bauraumbedarfs und der Kosten durch die zusätzliche Verkabelung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aktor der eingangsgenannten Gattung vorzuschlagen, welcher kostengünstig und einen geringen Bauraumbedarf aufweist und eine Absolutwegmessung als Referenzierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Aktor gelöst, welcher z.B. als Kupplungsaktor oder als Getriebeaktor in einem automatisierten Getriebe, insbesondere einem Parallel schaltgetriebe, aber auch bei einem elektronischen Kupplungsmanagement eines Fahrzeuges eingesetzt werden kann, wobei der Aktor einen Aktorantrieb und zumindest eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stellweges des Aktors aufweist. Erfindungsgemäß kann als Antrieb ein elektrischer Bürstenmotor oder dergleichen vorgesehen sein, bei dem die Erfassungseinrichtung an dem Motorgehäuse, quasi ortsfest, angeordnet ist.

Auf diese Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Aktor die Erfassungseinrichtung nicht im Bereich der bewegbaren Bauteile des Motors angeordnet, sondern ortsfest vorzugsweise im Bereich der elektrischen Bauteile des Motors vorgesehen, um den Stellweg des Aktors absolut zu erfassen. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnungsmöglichkeit liegt darin, dass dieser Bereich in dem abgedichteten Teil des Motors liegt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung an dem Motorgehäuse z. B. vorstehend angeordnet ist, und zwar derart, dass die Erfassungseinrichtung mit dem Stellglied zum Erfassen des Stellweges bzw. des Verschiebeweges korrespondiert. Bei dieser vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Aktors wird durch die spezielle Ausgestaltung bzw. Form der Erfassungseinrichtung ermöglicht, das eine Verfassung der Verschiebung des Stellgliedes ermöglicht wird, ohne dass eine Anpassung des Stellgliedes an die Erfassungseinrichtung erforderlich ist.

Eine weitergehende Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass beispielsweise die Erfassungseinrichtung etwa stabförmig oder dergleichen ausgebildet ist, sodass diese etwa parallel zu einem Verschiebeelement des Stellgliedes ausgerichtet werden kann, um den Verschiebeweg zu erfassen.

Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass die Erfassungseinrichtung in das Motorgehäuse integriert ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Erfassungseinrichtung in die Motorgehäusekontur derart integriert, dass kein zusätzlicher Bauraum für die Erfassungseinrichtung erforderlich ist. Eine Verbindung bzw. eine Kopplung zwischen den verschiebbaren Aktorteilen und der Erfassungseinrichtung kann gemäß einer nächsten Weiterbildung dadurch erreicht werden, dass die Erfassungseinrichtung einen Aufnahmebereich aufweist, welcher das z. B. angepasste Verschiebeelement des Stellgliedes aufnehmen kann. Somit wird aufgrund der angepassten Form des Verschiebelements eine Koppelung zwischen der Erfassungseinrichtung und dem Stellglied zum Erfassen des Verschiebeweges realisiert.

Eine weitere mögliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass die Erfassungseinrichtung in einem Steckermodul eines Versorgungsmoduls an dem Motorge häuse vorgesehen ist. Auf diese Weise kann gegenüber der Verwendung von bürstenlosen Motoren die Verkabelung und die Montage der Erfassungseinrichtung erheblich vereinfacht werden. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung in das Steckermodul integriert sein. Um eine universelle Motorgehäuseform zu erhalten, kann es vorteilhaft sein, nicht das Motorgehäuse zu verändern, sondern die Form des Steckergehäuses derart zu verändern, dass eine Erfassungseinrichtung entsprechend integriert werden kann. Es ist möglich, dass als Steckermodul ein Kabelbaumstecker zum Verbinden des Bürstenmotors mit einem Steuergerät verwendet wird.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Aktor kann vorzugsweise als Erfassungseinrichtung einen Wegsensor oder dergleichen aufweisen, welcher den Stellweg zur Referenzierung erfassen kann. Dabei kann vorzugsweise ein so genannter Wipphebelaktor mit einer Gewindespindel und einer mit der Gewindespindel zusammenwirkenden Traverse oder dergleichen eingesetzt werden. Jedoch ist die Anwendung nicht nur auf Aktoren mit direkt angebundener Gewindespindel beschränkt. Auch bei anderen Aktorgetriebeformen, wie z. B. Schneckenradgetriebe, Stirnradgetriebe oder dergleichen, kann eine derartige Integration des Sensors bzw. der Erfassungseinrichtung in den Bürstenelektromotor vorteilhaft sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1a und 1b schematische Teilansichten einer ersten möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aktors mit einer an einem Motorgehäuse des Aktors vorstehend angeordneten Erfassungseinrichtung;
2a und 2b schematische Teilansichten einer zweiten Ausführungsform des Aktors mit einer in das Motorgehäuse integrierten Erfassungseinrichtung; und
3 eine schematische Teilansicht einer dritten Ausführungsform des Aktors mit einer in ein Steckermodul integrierten Erfassungseinrichtung.
In den Figuren gemäß der vorliegenden Erfindung sind verschiedene Ausführungsformen eines Aktors zur Kupplungsbetätigung oder zur Getriebebetätigung eines automatisierten Getriebes oder eines elektronischen Kupplungsmanagements eines Fahrzeuges dargestellt.
Der erfindungsgemäße Aktor, der als Kupplungsaktor oder als Getriebeaktor eingesetzt werden kann, weist als Aktorantrieb einen elektrischen Bürstenmotor 1 auf. Zudem ist zumindest eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stellweges des Aktors vorgesehen. Der Bürstenmotor 1 ist über einen Motorflansch 10 an dem Gehäuse 11, z. B. der Kupplungsglocke, befestigt. Bei den verschiedenen Ausführungsformen sind unterschiedliche Anordnungsmöglichkeiten der Erfassungseinrichtung an dem ortsfesten Motorgehäuse 6 vorgesehen, wobei die Erfassungseinrichtung nicht an rotierenden Bauteilen des Bürstenmotors 1 angeordnet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Aktor wird die Erfassungseinrichtung zur Absolutwegmessung verwendet, um einen Nullpunktabgleich bzw. eine Referenzierung an dem Aktor durchführen zu können. Aufgrund der vorteilhaften Anordnung der Erfassungseinrichtung im Bereich des Motorgehäuses 6 des Aktors kann nicht nur eine kostengünstige, sondern auch bauraumsparende Bauweise des erfindungsgemäßen Aktors realisiert werden. Vorzugsweise kann ein Wipphebelaktor zur Kupplungsbetätigung eingesetzt werden, da bei dieser Ausführungsform der Motor und die zu verschiebende Traverse 4 als Stellglied sehr nahe zusammen angeordnet sind. Der verwendete Bürstenmotor 1 kann entweder direkt mit einer Gewindespindel 2 zum Betätigen des Stellgliedes bzw. der Traverse 4 oder auch zusätzlich bestimmte Aktorgetriebeformen, wie z.B. Schneckenradgetriebe, Stirnradgetriebe oder dergleichen, zum Koppeln mit der Gewindespindel 2 aufweisen.
Gemäß der 1a und 1b ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktors mit einem elektrischen Bürstenmotor 1 gezeigt, der direkt mit einer Gewindespindel 2 gekoppelt ist, durch deren Rotation eine Spindelmutter 3 bewegbar ist, die mit einer Traverse 4 zum Betätigen, z. B. einer Kupplung oder von Schaltelementen eines Getriebes, welche nicht weiter dargestellt sind, gekoppelt ist.
Bei dieser ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktors ist an der Spindelmutter 3 ein Verschiebeelement 5 vorgesehen, welches parallel zur Gewindespindel 2 ausgerichtet ist. Die als Wegsensor 7 ausgebildete Erfassungseinrichtung ist bei dieser ersten Ausführungsform an dem Motorgehäuse 6 des elektrischen Bürstenmotors 1 angeordnet, wobei der Wegsensor 7 etwas stabförmig ausgebildet ist und etwa parallel zu dem Verschiebeelement 5 der Spindelmutter 3 ausgerichtet ist, um den absoluten Verschiebeweg des Stellgliedes bzw. der Spindelmutter 3 zu erfassen, wobei in 1a ein erster Betriebszustand und in 1b ein zweiter Betriebszustand dargestellt sind.
In den 2a und 2b ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktors dargestellt, bei dem der Wegsensor 7' in das Motorgehäuse 6 des Bürstenmotors 1 eingelassen ist. Bei dieser Ausführungsform weist der Wegsensor 7' einen Aufnahmebereich 8 auf, wobei das Verschiebeelement 5' an die Form des Wegsensors 7' angepasst ist, indem das Verschiebestück 5' derart abgewinkelt ausgebildet ist, dass es in den Aufnahmebereich 8 eingeführt werden kann, so dass der Verschiebeweg des Stellgliedes bzw. der Spindelmutter 3 durch den Wegsensor 7' erfasst werden kann, wobei in 2a ein erster Betriebszustand und in 2b ein zweiter Betriebszustand dargestellt sind.
In 3 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Aktors gezeigt. Bei dieser dritten Ausführungsform ist der Wegsensor 7'' in ein Steckermodul 9 an dem Motorgehäuse 6 des elektrischen Bürstenmotors 1 integriert. Dabei ist der Wegsensor 7'' derart geformt, dass er mit dem Verschiebestück 5 korrespondiert und somit der absolute Verschiebeweg des Stellgliedes bzw. der Spindelmutter 3 erfassbar ist. Vorzugsweise ist das Steckermodul 9 ein Kabelbaumstecker zum Verbinden des Bürstenmotors 1 über Versorgungskabel 12 mit einem nicht weiter dargestellten Steuergerät zum Ansteuern des erfindungsgemäßen Aktors.

1: Elektrischer Bürstenmotor
2: Gewindespindel
3: Spindelmutter
4: Traverse
5, 5': Verschiebeelement
6: Motorgehäuse
7, 7', 7'': Wegsensor
8: Aufnahmebereich
9: Steckermodul
10: Motorflansch
11: Gehäuse
12: Versorgungskabel

Claims

Aktor, insbesondere Kupplungsaktor oder Getriebeaktor, für ein automatisiertes Getriebe eines Fahrzeuges, mit einem Aktorantrieb und zumindest einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stellweges des Aktors, dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb ein elektrischer Bürstenmotor (1) vorgesehen ist, bei dem die Erfassungseinrichtung an dem Motorgehäuse (6) angeordnet ist.
Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung an dem Motorgehäuse (6) derart vorstehend angeordnet ist, dass die Erfassungseinrichtung mit dem Stellglied zum Erfassen des absoluten Verschiebeweges korrespondiert.
Aktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung etwa stabförmig ausgebildet und etwa parallel zu einem Verschiebeelement (5) des Stellgliedes ausgerichtet ist.
Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung in das Motorgehäuse (6) integriert ist.
Aktor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung einen Aufnahmebereich (8) aufweist, mit dem ein angepasstes Verschiebeelement (5') des Stellgliedes korrespondiert.
Aktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung in einem Steckermodul (9) eines Versorgungskabels (12) an dem Motorgehäuse (6) vorgesehen ist.
Aktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung in das Steckermodul (9) integriert ist.
Aktor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Steckermodul (9) ein Kabelbaumstecker zum Verbinden des Bürstenmotors (1) mit einem Steuergerät vorgesehen ist.
Aktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Erfassungseinrichtung ein Wegsensor (7, 7', 7'') zum Erfassen des Stellweges zur Referenzierung vorgesehen ist.
Aktor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wipphebelaktor mit einer Gewindespindel (2) und einer mit der Gewindespindel (2) zusammenwirkenden Traverse (4) als Stellglied vorgesehen sind.