(57)【要約】  本発明は、自動車変速装置の調整要素またはコントロール要素（１１，１２）を駆動するための調整装置に関連している。前記調整装置は、アクチュエータ（３）と、コントロール装置（４）と、変速装置要素（６）と、出力要素（８，９）と、を備えている。本発明によれば、アクチュエータ（３）は、三相モータ、好ましくは非同期モータ、として構成されている。アクチュエータ（３）のトルク（Ｍ）は、変速装置要素（６）内で、調整要素またはコントロール要素（１１，１２）に作用する駆動力（Ｓ）に変換される。
2008514170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動の自動車変速装置の調整要素または切替要素（１２，１１）を駆動するための調整装置であって、
アクチュエータ（３）と、
コントロール装置（４）と、
変速装置要素（６）と、
出力要素（８，９）と、を備え、
アクチュエータ（３）は、三相モータとして構成されていることを特徴とする調整装置。
【請求項２】
アクチュエータ（３）は、同期モータとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
【請求項３】
アクチュエータ（３）は、永久磁石を有する回転子を有していることを特徴とする請求項２に記載の調整装置。
【請求項４】
アクチュエータ（３）は、非同期モータとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
【請求項５】
アクチュエータ（３）は回転子を有し、
当該回転子は、部分棒（Profilstaben）を有するかご形回転子として構成されていることを特徴とする請求項４に記載の調整装置。
【請求項６】
複数のインバータ（２）に電流を供給するバッテリー（１）と、
コントロール装置（４）と、
アクチュエータ（３）と、
変速装置要素（６）と、を備え、
アクチュエータ（３）は、コントロール装置（４）によって、インバータ（２）を介して、制御可能であり、
変速装置要素（６）は、コントロール要素（１０）を介して切替要素（１１）に、または、ギア選択装置（Gangwahleinrichtung）（１２）に作用することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の調整装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項による調整装置の駆動方法において、
アクチュエータ（３）は、コントロール装置（４）によって、インバータ（２）を介して制御され、電気エネルギーがトルク（Ｍ）に変えられ、
当該トルク（Ｍ）は、変速装置要素（６）によって軸方向の調整力（Ｓ）を形成し、
当該調整力（Ｓ）は、出力要素（８，９）を介して、ギアの調整要素または切替要素（１２，１１）に伝達可能であることを特徴とする駆動方法。
【請求項８】
切替要素（１１）、例えばクラッチやブレーキの係合部および解離部（Ein- und Eusrucken）、の駆動のために、出力要素（８）は、コントロール要素（１０）に調整力（Ｓ）を作用させ、このことによって、切替要素（１１）は、係合または解離可能となっていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
アクチュエータ（３）によって、トルク（Ｍ）が形成され、
当該トルク（Ｍ）は調整力（Ｓ＿１）を形成し、
この調整力（Ｓ＿１）は、コントロール装置（１１）のコントロール要素（１０）に作用し、
調整力（Ｓ＿１）は、少なくとも適用されなければならない限界調整力（Ｓ＿ｇ）の値よりも小さく、このため、切替要素（１１）は、係合または解離可能となっていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
アクチュエータ（３）によって、永久的に調整力（Ｓ＿１）が形成され、
当該調整力（Ｓ＿１）は、少なくとも適用されなければならない限界調整力（Ｓ＿ｇ）よりも小さく、このため、切替要素（１１）は、コントロール装置（１０）上で係合または解離可能となっていることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
調整力（Ｓ）は、アクチュエータ（３）だけによる切替要素（１１）の駆動のための制御機能の際には、出力要素（８）の駆動のために、形成される
ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の調整装置の使用方法において、
調整装置によって、自動車インバータ内のギアの選択が行われることを特徴とする使用方法。
【請求項１３】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の調整装置の使用方法において、
調整装置によって、自動車の切替要素（１１，１２）、例えばクラッチまたはブレーキ、が係合または解離されることを特徴とする使用方法。
【請求項１４】
請求項４に記載の調整装置の使用方法において、
アクチュエータ（３）は、ギア油空間内に取り付けられていることを特徴とする使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本願請求項１の上位概念による自動の自動車変速装置の調整要素または切替要素を駆動するための調整装置、および、請求項７による本発明の調整装置の駆動方法に関している。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機内の切替要素の駆動のための調整装置は、通常、アクチュエータと、出力要素と、変速装置要素とを有し、当該変速装置要素によって、アクチュエータにより生成されたトルクが調整力に変換される。その上、さらに、アクチュエータとして、通常、直流モータが使用される。直流モータの場合には、ステータによって磁場が生成され、当該磁場は、回転子の電流供給された（stromdurchflossenen）、コア（Leiter）内において、力の作用を生成する。電流は、通常はステータによって、ブラシを介して、石炭材料部（Kohlewerkstoff）から回転子に伝達され、このため、このようなモータはブラシモータとも呼ばれる。
【０００３】
独国特許出願公開公報DE10222339A1は、クラッチの駆動に対するこのような構成を開示している。直流モータは出力要素を駆動し、当該出力要素は、球状スピンドルを介して、ピストンの軸方向の動きを生成する。このため、クラッチの係合および解離の制御が可能となる。直流モータは、エネルギー貯蔵部によって、クラッチを開けるときに、支援される。
【０００４】
直流モータは、回転数に対して直線上に傾斜したトルク特徴線を有している。高い回転数によって、速い動きが可能となり、最大トルクが下がる。さらに、このようなモータのトルクパターンは、温度に依存している。温度が上昇した場合に、コイル内の抵抗が上昇し、永久磁石による磁化作用（磁場）が落ち、回転子内により少ない電流が搬送されて、このため、トルクが下がる。特に、クラッチ駆動の場合に、損失が発生するアーマチュアコイル（Ankerwicklung）を有するわずかに(sxhlecht)冷えた回転子は、ブラシモータのさらなる欠点である。ブラシモータが設定された課題を解決するために、切替要素の駆動への適用の場合に生じる損失によって、通常、エネルギー貯蔵部が必要となる。
【０００５】
直流モータは、複数のコイルを有する制約された設計（bauartbedingt）の回転子を有している。それゆえ、コイルの数は、直流モータの最大トルクに直接関連している。所定のトルクに達することを可能にするために、直流モータは、回転子の制約された設計で最小直径を必要とする。その上、回転子の重心の回転軸からの距離は、慣性トルクのパワーに帰結する。これにより、直流モータは、比較的高い質量慣性モーメントを有している。質量慣性トルクを減少させる場合には、回転子の直径も減少させなければならず、これにより、モータの効率も下がる。このように、上述されたエネルギー貯蔵部は、乗物電気システムを軽減よう作用する。それは、ブラシモータの低い効率によって必要である。
【０００６】
直流モータのブラシシステムは、限られた寿命を有している。特に、長い寿命の商用車への適用のために、ブラシモータの十分な長さの寿命は、常には保証されていない。ブラシシステムの寿命を考慮すると、コントロールモータの限られたブレーキトルクだけが発展されることができる。これは、セッティング時間を長くしてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、切替要素または調整要素のための調整装置を可能にすることにあり、それは頑丈であり、よく冷やすことができ、高い効率を有するものである。さらに、本発明による調整装置は、高い駆動速度を可能とする。高い速度を実現するために、高い加速トルク、高い最大の回転数、および高い減速トルクの利用可能性が、決定的な意味をもつ。さらに、要求は、駆動モータの小さな質量慣性モーメントにも至る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決法は、請求項１の特徴および請求項７による方法から発生し、さらに、本発明の好ましい実施の形態および別の形態が、従属項から理解される。
【０００９】
本発明によって、実現すべき調整装置が提案される。当該調整装置は、自動変速機の切替要素の駆動を可能とし、アクチュエータ、出力要素、および変速装置要素を有し、当該変速装置要素によって、アクチュエータによって生成されたトルクを調整力に変えることができる。さらに、調整装置は、アクチュエータの駆動のために、コントロール装置に連結され、このアクチュエータは、三相モータとして構成されている。さらに、同期モータおよび非同期モータを用いることができる。
【００１０】
三相モータの場合、コイルを有するステータによって、回転磁界（Drehfeld）が形成される。これは、非同期モータの場合には、回転子に電圧（Spannung）をもたらし、同期モータの場合には、回転子の磁場に相互作用をもたらす。
【００１１】
非同期モータの場合には、回転子またはロータ（Rotor oder Laufer）は、特に好ましくは、かご形回転子として構成されている。ここで、回転子は、複数のコイルの代わりに、個々の部分棒(Profilstabe)だけを有し、当該部分棒は、例えば、銅、青銅またはアルミニウムからなっている。このことは、回転子が非同期モータの場合に課題“だけ”を有するので、強い誘起電流を生じさせることを可能とする。それゆえ、誘導のための原因は、回転磁界と回転子との間の相対速度であり、このことは、モータの回転数が回転磁界の回転数よりもますます小さくなること、を意味する。かご形回転子を有するこの実施の形態は、特に頑丈であり、汚染に対して鈍感である。このため、非同期モータは、好ましくは、油空間内に取り付けられることができる。油が、回転子とステータとの間の間隙を流れることができるので、特に、モータをよく冷却することができる。
【００１２】
同期モータの場合には、回転子が磁石として構成されているので、回転子の磁場は、誘導によって生成されなければならないわけではない。ステータの回転磁界によって、同期モータのロータ（Laufer）は、回転数の違いを作り出さずに駆動する。
【００１３】
必要なトルクに素早く達するために、高い加速が重要である。そのため、アクチュエータのトルクが回転数を介して可能な限り一定になることが、有益である。三相モータの場合には、コントロール装置によって、トルクのパターン（Verlauf）を、回転数を介して、広い範囲で一定にし続けることが可能である。
【００１４】
三相モータの場合には、ステータ内に孤立したコイルが配置されている。回転子は、永久磁石であるか、または、単純で露出したコイルを有している。このため、回転子の直径は、直流モータの場合よりも、より小さく制約された設計（bauartbedingt）で作られる。このため、質量慣性モーメントは、小さく制約された設計になっており、このことは、最大加速にも積極的に影響する。
【００１５】
極端に最も大きなパワー損失部分は、三相モータの場合には、ステータで生じ、好ましい態様は外方にある。ここで、ステータは、例えば、冷却フィンや他の構成部との熱的接触部のようなものによって、とてもよく冷やすことができる。これに対して、通常の直流モータの場合には、ほとんどの損失は回転子内に生じ、回転子はステータ内に配置されて、不十分に冷却されることができるだけである。三相モータの場合、温度補償が、コントロール部によっても行われることができる。これにより、温度の影響は、モータトルクについて、排除されることができる。アクチュエータとして、非同期モータが使用される場合には、非同期モータは油空間内に取り付けられることができ、これによって、冷却をさらに改善することができる。非同期モータは、ブラシを有する直流モータよりも、かなり鈍感（schmutzunempfindlicher）である。非同期モータの場合には、冷却流体は、回転子とステータとの間を流れることができる。
【００１６】
結局、三相モータは、優れた効率を有し、乗物電気システムは低い負荷だけを負う。すなわち、乗物電気システムの直流電圧は、インバータによって、三相電流に変換され、そこで、アイドル電流が乗物電気システムの外方に発生する。直流モータの場合、最大トルクは、アーマチュア（Anker）の停止によって達成される。この場合、モータの定格電圧はブラシに関連しており（anliegen）、これによって、乗物電気システムは直接負荷を負い、モータは高い損失を負う。さらに、三相モータのコイル抵抗は、非常に小さくなる。このため、三相モータにおいて、直流モータの場合と同じトルクの場合、非常に少ない損失のみが発生する。最大トルクは、小さな損失電力で、より長く維持され得る。乗物電気システムは、顕著に、小さな負荷しか負わない。
【００１７】
直流モータを有する既知の調整装置を、例えば、クラッチやブレーキのような切替要素を駆動するために、使用する場合には、負荷補償が必要である。負荷補償は、切替要素を開けたり閉めたりする場合に、直流モータを増大させる。例えば、予め負荷の加えられたバネによって、このような調整装置の力（Dynamik）が強化される。その上、負荷補償の所定の概念は、付加的に、ストローク補償（Wegkompensation）を必要とする。このストローク補償は、許容誤差と消耗跡（Abnutzungserscheinungen）とによって、調整装置の内部での偏りを調整する。ストローク補償によって、切替要素の係合および解離のゼロポイントがシフトしないことが補償される。
【００１８】
三相電流機械の好ましい特徴によって、調整操作またはスイッチ操作のための十分な調整力が、出力要素内で負荷補償なく形成され、それは、負荷補償を放棄させることができる。負荷補償なく、ストローク補償がないこともさらに必要である。このように、本発明による調整装置の使用方法によって、複数の部分および複雑な構造を放棄することができる。
【００１９】
本発明による調整装置によって、切替要素の許容誤差と消耗跡が直接等しくなることができる。これを可能にするために、アクチュエータからトルクが適用され、これにより低い調整力が形成される。この調整力は、限界値より低く、この限界値は少なくとも適用されなければならず、この結果、切替要素を係合または解離することができる。このように、コントロール要素は、確かに低い調整力で作用するが、切替要素の機能には悪影響を及ぼさない。このコントロール要素の負荷によって、許容誤差または消耗跡は、切替要素の駆動装置内で均衡が保たれる。このことによって、例えば、クラッチディスクの消耗の均衡をとることができる。このように、常に、切替要素の係合または解離のための全体に必要な位置調整が適用され、許容誤差からの均衡によっては適用されない、ということが保証される。
【００２０】
コントロール要素は、通常、少なくとも一つの転がり軸受けを有している。コントロール要素の負荷によって、好ましい態様では、軸受けの回転体に小さな負荷が作用される。これにより、回転体は、軸受けリング内でそれ自身がスライドしないで転がるというように、負荷を負う。回転体が負荷を負わない場合には、当該回転体は所定の位置に留まり、回転軸受けリングは回転体で研磨される。このように、軸受けの負荷によって、回転体の消耗（摩耗）も減少する。
【００２１】
実施の形態だけでなく、本発明のさらなる説明のために、図面が明細書に添付されている。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、クラッチ機能のための本発明による調整装置の概略構造を示している。バッテリー１は、インバータ２に直流電圧を供給する。この直流電圧から、インバータ２を介して、交流電圧が形成される。インバータ２は、コントロール装置４によって制御され、さらに交流電圧をアクチュエータ３に導く。アクチュエータ３は交流電圧によって駆動され、その出力部にトルクＭを出力する。これらのトルクＭは、変速装置要素６内において、直接、調整力Ｓに変換される。変速装置要素６を介して、出力要素８に調整力Ｓが作用される。それゆえ、出力要素８はコントロール要素１０に作用し、このコントロール要素１０は調整力を切替要素１１にさらに導く。切替要素１１は、例えば、クラッチやブレーキでありうる。
【００２３】
図２は、スイッチ機能のための調整装置の概略構造を示している。それゆえ、同じ部分には図１と同じ番号が付されている。ここでは、軸方向の力Ｓは、出力要素９、例えばシフトリンク（schaltschwinge）やシフトフォーク、に伝達される。そして、シフトリンクやシフトフォーク９は、調整要素１２を介して、例えば自動車変速機のあるギア段を選択する。これは、例えば、所定メッシュ（klauengeschalteten）の自動車インバータ内のギアシフトスリーブに相当しうる。
【００２４】
図３は、出力要素８、コントロール要素１２および切替要素１１を有する変速装置要素６を示している。この図は、例えば、乾燥した発進クラッチのための調整装置のアセンブリ状態を示している。この場合、変速装置要素６から出力要素８へは調整力Ｓは伝達されない。このため、出力要素８とコントロール要素１０との間には、力伝達がない。
【００２５】
図４は、図３に対応する調整装置を示し、ここで、変速装置要素から調整力Ｓ＿１が出力要素８に伝達される。この調整力Ｓ＿１は、限界調整力Ｓ＿ｇよりも小さく、この限界調整力Ｓ＿ｇは、切替要素１１を係合または解離するために必要である。このように、コントロール要素１０は負荷されるが、切替要素１１はその機能において未だ影響を受けない。この状態は、本発明によると、自動車が駆動している間、永久的に生じることができる。この負荷によって、一方において、許容誤差（Toleranzen）と消耗跡が、均衡をとることができる。他方、例えばスラスト軸受（Ausrucklager）のようなコントロール要素１０の軸受けは、負荷を負うことができる。このようにして、スラスト軸受の消耗のない動きを保証することができる。
【００２６】
図５も、図３に相当する調整装置を示しており、ここでは、切替要素１１を係合または解離するために少なくとも必要である限界調整力Ｓ＿ｇより大きな調整力Ｓが出力要素８に作用する。このようにして、切替要素１１が操作される。
【００２７】
図６は、位置調整を介して、切替要素１１を駆動するために必要な調整力Ｓの曲線ｆを示している。それゆえ、第一調整力Ｓ＿１は調整力Ｓを示しており、この調整力Ｓは、確かに、コントロール要素１０に負荷を与えるが、切替要素１１の機能に対しては影響を与えない。限界調整力Ｓ＿ｇの値は、切替要素１１が係合または解離するために、少なくとも適用されなければならない調整力Ｓ＿１の値を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による切替要素の駆動のための調整装置の概略構造。
【図２】本発明による切替要素の駆動のための調整装置の別の概略構造。
【図３】負荷状態の原理図。
【図４】負荷状態の原理図。
【図５】負荷状態の原理図。
【図６】必要な調整力のグラフ。
【符号の説明】
【００２９】
１    バッテリー  
２    インバータ
３    アクチュエータ  
４    コントロール装置
６    変速装置要素
８    出力要素
９    出力要素
１０  コントロール要素
１２  切替要素
１１  調整要素
Ｍ    トルク
Ｓ    調整力
Ｓ＿１  調整力
Ｓ＿ｇ  限界調整力
【図１】
2008514170.tif 000003
【図２】
2008514170.tif 000004
【図３】
2008514170.tif 000005
【図４】
2008514170.tif 000006
【図５】
2008514170.tif 000007
【図６】
2008514170.tif 000008
【国際調査報告】
2008514170.tif 000009
2008514170.tif 000010
2008514170.tif 000011
2008514170.tif 000012