用于機(jī)動(dòng)車變速器的變速器執(zhí)行器以及用于控制變速器執(zhí)行器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車變速器的變速器執(zhí)行器以及用于控制這種變速器執(zhí)行器 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 根據(jù)本發(fā)明的變速器執(zhí)行器尤其能夠理解為如下變速器執(zhí)行器，所述變速器執(zhí)行 器以在機(jī)動(dòng)車之內(nèi)操作的方式以選擇操作和/或切換操作的方式作用于下述裝置中的至 少一個(gè)上：車輛變速器、離合器和制動(dòng)器。
[0003] 已知地，機(jī)動(dòng)車變速器的、例如自動(dòng)換擋變速器（ASG)的、并聯(lián)換擋變速器（PSG) 或雙離合變速器（DKG)的或其他類似的變速器的擋位能夠借助于機(jī)動(dòng)車變速器執(zhí)行器接 入和分離，所述機(jī)動(dòng)車變速器執(zhí)行器在此形成所謂的外部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)線路裝置。
[0004] 例如從DE 10 2004 038 955 Al中已知：在機(jī)動(dòng)車變速器執(zhí)行器中應(yīng)用剛好一個(gè) 電動(dòng)馬達(dá)，以便在變速器中執(zhí)行選擇運(yùn)動(dòng)還有換擋運(yùn)動(dòng)。相應(yīng)的變速器執(zhí)行器因此也稱作 為單馬達(dá)變速器執(zhí)行器。
[0005] 此外從相同申請(qǐng)人的DE 10 2006 054 901 Al中已知：構(gòu)成單馬達(dá)變速器執(zhí)行 器，使得將電動(dòng)馬達(dá)沿第一方向的轉(zhuǎn)動(dòng)作為用于變速器執(zhí)行器的驅(qū)動(dòng)力引起換擋運(yùn)動(dòng)并且 電動(dòng)馬達(dá)沿另一方向的相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)引起變速器的換擋軸的選擇運(yùn)動(dòng)。為了將換擋運(yùn)動(dòng)切換 成選擇運(yùn)動(dòng)，變速器執(zhí)行器具有連接裝置，所述連接裝置將主軸螺母與相應(yīng)的齒條或齒輪 親聯(lián)以引起換擋軸的換擋運(yùn)動(dòng)或選擇運(yùn)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于：提出替選結(jié)構(gòu)形式的變速器執(zhí)行器、尤其單馬達(dá)變速器執(zhí)行 器，所述變速器執(zhí)行器適合于操作自動(dòng)變速器、如并聯(lián)換擋變速器、自動(dòng)換擋變速器或雙離 合變速器。所述變速器執(zhí)行器應(yīng)尤其分別能夠用于換擋運(yùn)動(dòng)或選擇運(yùn)動(dòng)。換擋運(yùn)動(dòng)和選擇 運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換應(yīng)盡可能構(gòu)件少地構(gòu)成。
[0007] 因此，根據(jù)本發(fā)明，提出根據(jù)權(quán)利要求1的變速器執(zhí)行器。用于操控該變速器執(zhí)行 器的控制系統(tǒng)是權(quán)利要求10的主題。優(yōu)選的改進(jìn)形式從屬權(quán)利要求的主題。
[0008] 因此尤其提出一種變速器執(zhí)行器、即用于機(jī)動(dòng)車變速器的變速器執(zhí)行器。所述變 速器執(zhí)行器具有剛好一個(gè)馬達(dá)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)主軸。為此，在變速器執(zhí)行器和主軸之間能 夠設(shè)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)選具有至少為一的傳動(dòng)比。主軸本身與主軸螺母有 效連接。主軸螺母本身與換擋軸耦聯(lián)以操作機(jī)動(dòng)車的變速器裝置。在此，主軸螺母或者能 夠軸向地沿著主軸移動(dòng)，即其能夠?qū)嵤┢揭七\(yùn)動(dòng)，或者其能夠圍繞主軸樞轉(zhuǎn)，即實(shí)施旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)。經(jīng)由主軸螺母和換擋軸之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將主軸螺母的運(yùn)動(dòng)、即旋轉(zhuǎn)或平移移動(dòng)轉(zhuǎn)換成 換擋軸的選擇或換擋運(yùn)動(dòng)。在此，例如，將主軸螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成換擋軸的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、 即旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以分離或切換一個(gè)擋位，或者將主軸螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成換擋軸沿著其自身 的軸線的平移運(yùn)動(dòng)。
[0009] 為了將主軸螺母的平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成換擋軸的換擋運(yùn)動(dòng)，變速器執(zhí)行器具有如下傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有主軸螺母、至少兩個(gè)齒輪和軸齒輪，所述軸齒輪與換擋軸連接。 在主軸螺母在主軸上的第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中，主軸螺母本身僅剛好與一個(gè)齒輪耦聯(lián)。那么， 經(jīng)由這一個(gè)齒輪將主軸螺母的平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成首先該齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而也轉(zhuǎn)換成換擋 軸的相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作為換擋運(yùn)動(dòng)。
[0010] 替選于或附加于該用于將主軸螺母的平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成換擋軸的換擋運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)，提出：變速器執(zhí)行器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主軸螺母、傳動(dòng)齒輪和選擇罐。選擇罐本身在此 具有周期性的軌道曲線部、尤其在所述選擇罐的環(huán)周之上的凹陷部的形式的軌道曲線部， 所述軌道曲線部與換擋軸有效連接。在此，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置成，使得存在主軸螺母在主軸 上的第二軸向調(diào)節(jié)區(qū)域，所述第二軸向調(diào)節(jié)區(qū)域與第一調(diào)節(jié)區(qū)域不同，并且在所述第二軸 向調(diào)節(jié)區(qū)域中所述主軸螺母與選擇罐連接，使得主軸螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起換擋軸的基本上 周期往復(fù)的升降運(yùn)動(dòng)作為選擇運(yùn)動(dòng)。
[0011] 為了將主軸螺母的平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成換擋軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而有利地提出：這兩個(gè)齒輪 彼此脫耦，使得在第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中總是僅剛好一個(gè)齒輪與主軸螺母直接或間接地有效 連接。根據(jù)哪個(gè)齒輪與主軸螺母有效連接，隨后引起換擋軸沿一個(gè)或另一方向的旋轉(zhuǎn)的換 擋運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)齒輪和換擋軸的該結(jié)構(gòu)尤其能夠設(shè)置成使得這兩個(gè)齒輪從基本上相反的側(cè) 接合到換擋軸的軸齒輪中。于是，在各個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的情況下，產(chǎn)生換擋軸沿不同方 向的旋轉(zhuǎn)。于是，就此而言這兩個(gè)齒輪彼此脫耦，使得其分別能夠自由地沿一個(gè)或另一方向 旋轉(zhuǎn)。如果一個(gè)齒輪經(jīng)由主軸螺母驅(qū)動(dòng)，那么另一齒輪能夠自由地經(jīng)由與換擋軸耦聯(lián)而共 同旋轉(zhuǎn)。在此，在任何時(shí)刻都不存在這兩個(gè)齒輪經(jīng)由主軸螺母的連接。因此，不能夠引起齒 輪彼此間的應(yīng)力。因此，脫耦尤其能夠理解為關(guān)于主軸螺母的脫耦。
[0012] 為了總是確保主軸螺母一直僅與一個(gè)齒輪有效連接而提出：主軸螺母構(gòu)成為具有 齒部的齒條，其中齒部?jī)H在主軸螺母的部分環(huán)周之上環(huán)周地延伸，使得主軸螺母能夠占據(jù) 至少兩個(gè)不同的角位置，在所述角位置中，齒部在主軸螺母的平移運(yùn)動(dòng)中僅接合到一個(gè)或 另一個(gè)齒輪中。以該方式也還能夠得到更多個(gè)角位置，主軸螺母的齒部或齒條在所述角位 置中接合相對(duì)于主軸螺母脫耦的齒輪。
[0013] 如所描述的那樣，變速器執(zhí)行器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在主軸螺母的第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中構(gòu) 成為，使得將主軸螺母的平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成換擋軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在變速器執(zhí)行器的一個(gè)尤其 優(yōu)選的實(shí)施方式中提出：為此提供抗旋轉(zhuǎn)裝置，將主軸螺母在第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中相對(duì)于 殼體固定、即支撐以防止旋轉(zhuǎn)。隨后，主軸的旋轉(zhuǎn)在該第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中總是轉(zhuǎn)化成主軸 螺母的軸向運(yùn)動(dòng)。此外，優(yōu)選地，該軸向運(yùn)動(dòng)不僅引起經(jīng)由所描述的齒輪操作換擋軸，而且 也引起主軸螺母從第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域運(yùn)動(dòng)到第二軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中，所述第二軸向位置位于 第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域之外。尤其優(yōu)選的是，變速器執(zhí)行器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在該第二軸向調(diào)節(jié)區(qū)域 中至少沿主軸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述主軸共同轉(zhuǎn)動(dòng)，而沒有在此相對(duì)于主軸軸向地移位。 以該方式，有利地，能夠尤其簡(jiǎn)單地將換擋軸在第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中的換擋運(yùn)動(dòng)的切換轉(zhuǎn) 換成第二軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中的選擇運(yùn)動(dòng)。這自動(dòng)地通過主軸螺母的軸向移位進(jìn)行，其中當(dāng)主 軸螺母已經(jīng)從第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域的抗轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的作用區(qū)域中移出時(shí)，才結(jié)束換擋。為了也 再次實(shí)現(xiàn)將變速器執(zhí)行器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從換擋軸的選擇運(yùn)動(dòng)切換到換擋運(yùn)動(dòng)，有利地設(shè)有自 由輪機(jī)構(gòu)，所述自由輪機(jī)構(gòu)阻止主軸螺母在主軸上的第二軸向區(qū)域中沿第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。以該方式，通過主軸沿第二轉(zhuǎn)動(dòng)方向的旋轉(zhuǎn)不造成主軸螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)，這引起：所述 主軸螺母軸向地沿著主軸運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而從第二軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中再次移動(dòng)進(jìn)入第一軸向調(diào)節(jié)區(qū) 域中。自由輪機(jī)構(gòu)再次一定程度上作用為抗旋轉(zhuǎn)裝置。
[0014] 此外，自由輪機(jī)構(gòu)有利地也實(shí)現(xiàn)：總是實(shí)現(xiàn)換擋軸的限定的選擇運(yùn)動(dòng)，因?yàn)閮H主軸 螺母沿第一轉(zhuǎn)動(dòng)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供用于轉(zhuǎn)換成換擋軸的平移的向上和向下運(yùn)動(dòng)。
[0015] 為了能夠正確地執(zhí)行變速器執(zhí)行器的馬達(dá)的控制設(shè)有傳感器，所述傳感器應(yīng)輸出 如下信號(hào)，所述信號(hào)代表換擋軸本身的軸向位置或換擋軸的換擋桿的軸向位置，和/或?yàn)?了能夠引導(dǎo)換擋桿沿正確方向的換擋運(yùn)動(dòng)而輸出如下信號(hào)，所述信號(hào)直接地或間接地輸出 關(guān)于角位置的情況、即關(guān)于主軸螺母的齒部的環(huán)周的定位的情況。該傳感器為此在主軸螺 母的傳動(dòng)齒輪的區(qū)域中或在所述元件之間且與所述元件耦聯(lián)的機(jī)構(gòu)的區(qū)域中提供并且能 夠從其位置或從其相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)中生成相應(yīng)的信號(hào)。因此，信號(hào)能夠用于換擋桿的軸向的位 置，以便能夠中斷換擋軸的向上和向下運(yùn)動(dòng)，其中停止馬達(dá)和/或執(zhí)行馬達(dá)沿第一方向的 轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，直至換擋桿處于正確的換擋路線中，而且主軸螺母的齒部角度相關(guān)地定向，使得 齒輪在第一軸向位置中或在第一軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中能夠與主軸螺母形成接合，所述齒輪與換 擋軸耦聯(lián)，使得換擋桿朝期望的擋位的方向運(yùn)動(dòng)。特別地，在此要注意的是：能夠在兩個(gè)子 變速器之間提供換擋軸，并且換擋桿沿一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)引起接入第一子變速器中的一個(gè)擋 位并且換擋桿沿另一方向的運(yùn)動(dòng)引起接入另一子變速器中的擋位。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明同樣提出：換擋軸或換擋桿與用于各個(gè)子變速器的換擋軌道結(jié)合地使 用Active I_n:te.rl:o.cks?，類型的換擋運(yùn)動(dòng)裝置。即接入新的擋位自動(dòng)地引起直接先分離 相同的子變速器的全部其余的擋位。由此，不能夠引起子變速器中的卡住的擋位組合。為 了構(gòu)成該Active丨nterlocks?:運(yùn)動(dòng)裝置，參考DE 10 2013 203 284 A1，其在此參考換 擋桿和換擋軌道的幾何方面的結(jié)構(gòu)。
[0017] 為了將主軸螺母在第二軸向調(diào)節(jié)區(qū)域中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成換擋軸的平移或軸向 運(yùn)動(dòng)設(shè)有傳動(dòng)齒輪，所述傳動(dòng)齒輪與另外的齒輪連接，所述另外的齒輪又優(yōu)選能夠以力矩