JP2016516965A - 自動車伝動装置用の伝動装置アクチュエータ及び伝動装置アクチュエータの制御法 - Google Patents
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Abstract
Description
2 モータ
3 スピンドル
4 スピンドルナット
5a,b 歯車
6 軸歯車
7 シフト軸
8 シフトレバー
9 支持要素
10 ハウジング
11 歯列
12 第1の方向
13 第1の方向
14 第2の方向
15 運動
16 歯車
17 変速歯車
18 冠歯車
19 セレクトポット
20 ガイドピン
21 スライドガイド軌道
22 軌道カム
23 結合箇所
24 セレクト運動
25 円筒歯車歯列
26,31 回転
27 歯列
28 フリーホイール
29 センサ
30 ロータ軸
32 内歯車内歯列
33 回転
35 回転
37 スピンドルナット歯車
38 回転
39 回転
40 第1の軸方向の位置範囲
41 第2の軸方向の位置範囲
42 回転方向
43 回転軸線
44 歯車
45 方向
46 回転方向
47 左方向
48 方向
49 回転方向
Claims (10)
- 伝動装置アクチュエータであって、
単一のモータ(2)と、
前記モータ(2)により場合によっては伝動装置、好ましくは少なくとも1の変速比を有する伝動装置を介して駆動されるスピンドル(3)と、
前記スピンドル(3)に作用結合しているスピンドルナット(4)と、
前記スピンドルナット(4)に少なくとも間接的に作用結合されるシフト軸(7)と、
を備え、前記スピンドルナット(4)は、回転運動及び並進運動の群からの第1及び第2の運動形態を実施可能であり、第1の運動形態と第2の運動形態とは異なっており、
前記伝動装置アクチュエータは、前記スピンドルナット(4)の第1の運動形態を前記シフト軸(7)のセレクト運動にかつ/又は前記スピンドルナット(4)の第2の運動形態を前記シフト軸(7)のシフト運動に変換する少なくとも1つの伝動装置をさらに備える、
伝動装置アクチュエータにおいて、
前記伝動装置は、
前記スピンドルナット(4)と、2つの歯車(5a,5b)と、前記シフト軸(7)に結合されており、第1の軸方向の位置範囲(40)で前記スピンドルナット(4)の並進運動を前記2つの歯車(5a,5b)の一方の歯車を介してシフト運動としての前記シフト軸(7)の回転運動に変換する1つの軸歯車(6)とを有する、
かつ/又は
前記スピンドルナット(4)と、1つの変速歯車(17)と、実質的に周期的な軌道カム(22)を有し、前記軌道カム(22)は、前記シフト軸(7)に作用結合されており、第2の軸方向の位置範囲で前記スピンドルナット(4)の回転運動を、セレクト運動としての前記シフト軸(7)の実質的に周期的に繰り返される昇降運動に変換する1つのセレクトポット(19)とを有する、
ことを特徴とする、伝動装置アクチュエータ。 - 前記歯車(5a,5b)は互いに切り離されており、その結果、第1の軸方向の位置範囲(40)では、常に前記歯車(5a,5b)の一方のみが、前記スピンドルナット(4)と直接的又は間接的に作用結合しており、一方向(13)での前記シフト軸(7)のシフト運動を引き起こし、前記歯車(5a,5b)の第1の歯車(5a)の旋回は、第1の方向(13)での前記シフト軸の旋回を引き起こし、前記歯車(5a,5b)の第2の歯車(5b)の旋回は、第1の方向(13)とは逆向きの第2の方向での前記シフト軸(7)の旋回を引き起こす、請求項1記載の伝動装置アクチュエータ。
- 前記スピンドルナット(4)は、歯列(11)を有するラックとして形成されており、前記歯列(11)が前記スピンドルナット(4)の並進運動時に前記歯車(5a,5b)の一方又は他方にのみ係合する少なくとも2つの異なる角度位置を前記スピンドルナット(4)が占めることができるように、前記歯列(11)は前記スピンドルナット(4)の周囲の一部にわたって周方向に延在している、請求項2記載の伝動装置アクチュエータ。
- 回動防止手段(9)を備え、該回動防止手段(9)により、前記スピンドルナット(4)は、第1の軸方向の位置範囲でハウジング(10)に対して回り止めされており、前記スピンドルナット(4)は、第1の軸方向の位置範囲で軸方向可動であり、かつ前記スピンドルナット(4)は、第1の軸方向の位置範囲(40)外に置かれた第2の軸方向の位置又は第1の軸方向の位置範囲(40)外に置かれた第2の軸方向の位置範囲で、両回転方向のうちの第1の回転方向での前記スピンドル(3)の回転時に、前記スピンドル(3)に対して軸方向で移動することなく、前記スピンドル(3)とともに回転する、請求項1から3までのいずれか1項記載の伝動装置アクチュエータ。
- フリーホイール(28)を備え、該フリーホイール(28)は、前記スピンドルナット(4)が前記スピンドル(3)上の第2の軸方向の範囲において第2の回転方向で回転運動することを阻止し、その結果、前記シフト軸(7)のセレクト運動を引き起こす前記スピンドルナット(4)の回転運動は、第1の回転方向でしか可能でない、請求項1から4までの少なくとも1項記載の伝動装置アクチュエータ。
- 前記スピンドルナット(4)は、前記スピンドル(3)上の第2の軸方向の位置範囲において変速歯車(17)を介してフリーホイール(28)に連結されており、前記スピンドル(3)の第2の方向での回転時、前記フリーホイール(28)は、前記スピンドルナット(4)を回転運動に抗して支持し、回動防止手段として機能し、その結果、前記スピンドル(3)の第2の方向での回転により、前記スピンドル(3)上の第2の軸方向の位置範囲から第1の軸方向の位置範囲(40)への前記スピンドルナット(4)の軸方向の運動が引き起こされる、請求項4又は5記載の伝動装置アクチュエータ。
- 次に挙げる要素、すなわち変速歯車(17)、スピンドルナット(4)又はこれらの要素間でこれらの要素に連結される機構のうちの1つの要素の位置を検出し、前記シフト軸(7)、あるいは前記シフト軸(7)のシフトレバー(8)の、目標ゲートに関する軸方向の位置についての信号及び/又は前記歯車(5a,5b)に関する前記歯列(11)の周方向の位置決めについての信号を発生させる少なくとも1つのセンサ(29)を備え、前記信号は、前記シフトレバー(8)が、セレクトされたゲートに置かれ、前記スピンドルナット(4)により前記歯車(5a,5b)の一方に、所望のギヤ段のシフトのために所望の方向で前記シフトレバー(8)を旋回させるために係合されることにより、セレクトされたギヤ段をシフトレバー(8)により適切に入れるべく、前記モータ(2)の制御のために使用可能である、請求項1から6までのいずれか1項記載の伝動装置アクチュエータ。
- 前記伝動装置は、前記スピンドルナット(4)の運動形態を変換するために、変速歯車(17)を有し、該変速歯車(17)は、第2の軸方向の位置範囲において好ましくは1つの歯車(16)を介してモーメントを伝達可能な形式で前記スピンドルナット(4)に接続されることができ、
前記変速歯車(17)は、好ましくは2:1の変速比で歯列、好ましくは冠歯車により前記セレクトポット(19)に接続されており、これにより第1の回転方向での前記スピンドルナットの回転は、前記シフト軸(7)周りの前記セレクトポット(19)の回転を引き起こし、
前記セレクトポット(19)は、前記セレクトポット(19)の軸線周りに回動可能であり、該軸線は、前記シフト軸(7)の軸線に対して同軸に延び、好ましくは前記シフト軸(7)の軸線と一致しており、
前記シフト軸(7)は、前記セレクトポット(19)の周期的な軌道カムを貫くガイドピン(20)により前記セレクトポットに連結されており、かつ
前記ガイドピン(20)が係合するハウジング固定のスライドガイド軌道(21)が設けられており、これにより、前記軌道カム(22)内及び前記スライドガイド軌道(21)内での前記ガイドピン(20)の運動が合成されることで、前記スピンドルナット(4)の回転運動は、前記シフト軸(7)の昇降運動(24)に変換される、
請求項1から7までのいずれか1項記載の伝動装置アクチュエータ。 - 前記シフトレバーによる伝動装置内でのギヤ段のシフトに対して付加的に又は択一的に、クラッチ又はブレーキを操作する、請求項1から8までのいずれか1項記載の伝動装置アクチュエータ。
- 請求項1から9までのいずれか1項記載の伝動装置アクチュエータ(1)を制御する制御法であって、新しいギヤ段をセレクトするとき、以下の方法ステップ、すなわち:
i)従前のギヤ段を外す方法ステップであって、
前記伝動装置アクチュエータのモータ(2)を、前記モータ(2)がまず前記スピンドル(3)を第1の回転方向(12)で駆動するように制御し、
このとき、前記スピンドルナット(4)は、第1の軸方向の位置範囲(40)において回動防止手段(9)により回り止めされ、軸方向で前記スピンドル(3)上を移動し、かつ前記スピンドルナット(4)の軸方向の運動により前記歯車(5a,5b)が前記シフト軸(7)、さらには前記シフトレバー(8)を旋回させ、入れられていたギヤ段が外され、前記シフトレバー(8)がニュートラルゲート内に移動されるように、歯車(5a,5b)と係合する、
ことにより、従前のギヤ段を外す方法ステップと、
ii)セレクトされる新しいギヤ段を有するゲート内に前記シフトレバー(8)を移動させる方法ステップであって、
ギヤ段を外した後、前記モータ(2)を制御し、前記モータ(2)が前記スピンドル(3)をさらに第1の回転方向(12)で駆動し、その結果、前記スピンドルナット(4)が第1の軸方向の位置範囲(40)から回動防止手段(9)なしの第2の軸方向の位置範囲に軸方向で移動され、
前記スピンドルナット(4)は、第2の軸方向の位置範囲においてモーメントを伝達するように歯車(16)に接続されており、
前記スピンドルナット(4)の回転は、前記歯車(16)と、前記歯車(16)にかみ合う変速歯車(17)と、冠歯車(18)とを介してセレクトポット(19)に伝達され、
前記セレクトポット(19)の回転運動は、ガイドピン(20)を介した前記シフト軸(7)の周期的な昇降運動を引き起こし、
こうして前記シフトレバー(8)は、軸方向で前記シフト軸(7)とともに、セレクトされる新しいギヤ段のゲート内へ移動され、このとき、制御部は、センサ(29)のセンサ信号に基づいて、セレクトされたギヤ段のゲート内の前記シフトレバー(8)の位置を検出する、
ことにより、セレクトされる新しいギヤ段を有するゲート内に前記シフトレバー(8)を移動させる方法ステップと、
iii)セレクトされた新しいギヤ段を入れる方法ステップであって、
前記シフト軸(7)に関するセレクトされたギヤ段の位置に基づいて、
前記モータ(2)を制御し、前記モータ(2)は、前記スピンドル(3)を第1の回転方向(12)に駆動して、前記スピンドルナット(4)を回転させ、前記スピンドルナット(4)の角度位置を、前記スピンドルナット(4)の歯列(11)が第1の軸方向の位置範囲(40)において、前記シフト軸(7)、ひいては前記シフトレバー(8)の、セレクトされた新しいギヤ段の方向での旋回を引き起こし得る前記歯車(5a,5b)と係合可能である位置に相当するようにし、前記モータ(2)の回転方向を第1の回転方向(12)とは逆方向に変換し、その結果、前記スピンドルナット(4)は、前記変速歯車(17)に設けられたフリーホイール(28)に基づいて回り止めされ、その結果、軸方向で第1の軸方向の位置範囲(40)に向かって移動され、そこで前記歯列(11)の、前記歯車(5a,5b)への係合を介して、セレクトされた新しいギヤ段を入れるための前記シフトレバー(8)の旋回を引き起こす、
ことにより、セレクトされた新しいギヤ段を入れる方法ステップと、
を実施することを特徴とする制御法。
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