(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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３、又は請求項３を引用する請求項４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。
【請求項８】
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、２：１の変速比で歯列又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、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。
【請求項９】
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７、又は請求項７を引用する請求項８記載の伝動装置アクチュエータ。
【請求項１０】
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軸（７）のシフトレバー（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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車伝動装置用の伝動装置アクチュエータ（Ｇｅｔｒｉｅｂｅａｋｔｏｒ）及びこの種の伝動装置アクチュエータを制御する制御法に関する。
【０００２】
本発明に係る伝動装置アクチュエータとは、特に、自動車内において操作されて以下の装置、すなわち車両伝動装置（トランスミッション）、クラッチ及びブレーキの少なくとも１つを操作、セレクトかつ／又はシフトするように作用する伝動装置アクチュエータと解されるべきである。
【０００３】
公知のように、自動車伝動装置、例えばオートメーテッドマニュアルトランスミッション（ａｕｔｏｍａｔｉｓｉｅｒｔｅｓ  Ｓｃｈａｌｔｇｅｔｒｉｅｂｅ：ＡＳＧ）、パラレルシフトトランスミッション（Ｐａｒａｌｌｅｌｓｃｈａｌｔｇｅｔｒｉｅｂｅ：ＰＳＧ）、デュアルクラッチトランスミッション（Ｄｏｐｐｅｌｋｕｐｐｌｕｎｇｓｇｅｔｒｉｅｂｅ：ＤＫＧ）その他の類似の伝動装置のギヤ段を入れたり、外したりすることは、自動車伝動装置アクチュエータによりなされることができ、その際、自動車伝動装置アクチュエータは、外部の伝動装置切り換え部を形成している。
【０００４】
例えば独国特許出願公開第１０２００４０３８９５５号明細書において、伝動装置におけるセレクト運動とシフト運動とを実施するのに、自動車伝動装置アクチュエータにおいて単一の電動モータを使用することが公知である。それゆえ、相応の伝動装置アクチュエータは、シングルモータ型伝動装置アクチュエータとも称呼される。
【０００５】
さらに、本件出願人の独国特許出願公開第１０２００６０５４９０１号明細書において、このシングルモータ型伝動装置アクチュエータを、伝動装置アクチュエータのための駆動力としての第１の方向での電動モータの回転が、伝動装置のシフト軸のシフト運動を引き起こし、他方向での電動モータの相応の運動が、伝動装置のシフト軸のセレクト運動を引き起こすように構成することが公知である。シフト運動からセレクト運動に切り換えるために、伝動装置アクチュエータは、スピンドルナットを、対応するラックあるいは歯車に、シフト軸のシフト運動あるいはセレクト運動を引き起こすために連結する結合装置を有している。
【０００６】
本発明の課題は、自動化された伝動装置、例えばＰＳＧ、ＡＳＧ又はＤＫＧを操作するのに好適な、別の構造形態の伝動装置アクチュエータ、特にシングルモータ型伝動装置アクチュエータを提案することである。伝動装置アクチュエータは、それぞれ、特にシフト運動のためにもセレクト運動のためにも使用可能であることが望ましい。シフト運動とセレクト運動との間での切り換えは、できる限り少ない構成部材で構成されていることが望ましい。
【０００７】
それゆえ本発明は、請求項１記載の伝動装置アクチュエータを提案する。この伝動装置アクチュエータを制御する制御法は、請求項１０の対象である。好ましい態様は、従属請求項の対象である。
【０００８】
つまり、特に伝動装置アクチュエータ、すなわち自動車伝動装置用の伝動装置アクチュエータを提案する。この伝動装置アクチュエータは、スピンドルを駆動する単一のモータを備えている。このために、伝動装置アクチュエータとスピンドルとの間には、伝動装置が設けられていてもよく、この伝動装置は、好ましくは少なくとも変速比を有している。スピンドル自体は、スピンドルナットと作用結合している。スピンドルナット自体は、自動車の伝動装置を操作するシフト軸に連結されている。この場合、スピンドルナットは、軸方向でスピンドルに沿って移動することができ、すなわち並進運動を実施可能であるか、又はスピンドル周りに旋回可能、すなわち回転運動を実施可能である。スピンドルナットとシフト軸との間の伝動装置を介して、スピンドルナットの運動、すなわち回転運動及び並進運動は、シフト軸のセレクト運動又はシフト運動に変換される。このとき、例えばスピンドルナットの回転運動は、シフト軸の、ギヤ段をシフトするあるいは外すための旋回運動、すなわち回転運動に変換されるか、又はスピンドルナットの回転運動は、シフト軸の固有の軸線に沿ったシフト軸の並進運動に変換される。
【０００９】
スピンドルナットの並進運動をシフト軸のシフト運動に変換するために、伝動装置アクチュエータは、スピンドルナットと、少なくとも２つの歯車と、シフト軸に結合されている軸歯車とを有する伝動装置を備えている。スピンドル上のスピンドルナットの第１の軸方向の位置範囲において、スピンドルナット自体は、一方の歯車にのみ連結されている。そしてこの一方の歯車を介して、スピンドルナットの並進運動は、まず、この歯車の回転運動に変換され、ひいてはシフト運動としてのシフト軸の相応の回転運動に変換される。
【００１０】
スピンドルナットの並進運動をシフト軸のシフト運動に変換するこの伝動装置に対して択一的又は付加的に、伝動装置アクチュエータの伝動装置が、スピンドルナットと、変速歯車と、少なくとも１つのセレクトポットとを有している。この場合、セレクトポット自体は、シフト軸に作用結合されている周期的な軌道カム、特にセレクトポットの周面にわたる切欠きの形態の軌道カムを有している。この場合、この伝動装置は、スピンドルナットの、第１の位置範囲とは別の第２の軸方向の位置範囲であって、スピンドルナットの回転運動がセレクト運動としてのシフト軸の実質的に周期的に繰り返される昇降運動を結果として生じるようにスピンドルナットがセレクトポットに接続されている第２の軸方向の位置範囲がスピンドル上にあるように構成されている。
【００１１】
スピンドルナットの並進運動をシフト軸の回転運動に変換するために、好ましくは、両歯車は、第１の軸方向の位置範囲では、常に歯車の一方のみが、スピンドルナットと直接的又は間接的に作用結合しているように、互いに切り離されている。スピンドルナットに作用結合している歯車次第で、一方又は他方の方向でのシフト軸の回転によるシフト運動が引き起こされる。両歯車及びシフト軸のこの構造は、特に、両歯車がシフト軸の軸歯車に、実質的に反対側から係合するようになっていてもよい。そして個々の歯車の回転方向が同じであれば、それぞれ異なる方向でのシフト軸の回転がなされる。そして両歯車は、それぞれ一方向又は他方向で自由回転可能である限り、互いに切り離されている。一方の歯車がスピンドルナットを介して駆動されると、他方の歯車は、シフト軸との連結を介して一緒に自由回転可能である。このとき、両歯車の、スピンドルナットを介した結合は、いずれの時点でも存在しない。これにより歯車相互の負荷あるいは変形には至り得ない。これにより切り離しは、特にスピンドルナットに関する切り離しと解され得る。
【００１２】
それぞれ、スピンドルナットが常に１つの歯車にしか作用結合しないことを保証するために、スピンドルナットは、歯列を有するラックとして形成されており、歯列がスピンドルナットの並進運動時に歯車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スピンドルナットが占めることができるように、歯列はスピンドルナットの周囲の一部にのみわたって周方向に延在している。こうして、スピンドルナットのラックあるいは歯列が、スピンドルナットに関して切り離された歯車と係合するさらに多くの角度位置があってもよい。
【００１３】
上述のように、スピンドルナットの第１の軸方向の位置範囲において、伝動装置アクチュエータの伝動装置は、スピンドルナットの並進運動がシフト軸の回転運動に変換されるように形成されている。伝動装置アクチュエータの特に好ましい態様において、このために回動防止手段が提供され、スピンドルナットがこの第１の軸方向の位置範囲においてハウジングに対して回り止めされている、すなわち支持されるようになっている。そしてスピンドルの回転は、この第１の軸方向の位置範囲において常にスピンドルナットの軸方向運動に至らしめる。さらに好ましくは、この軸方向運動は、上述の歯車を介したシフト軸の操作に至らしめるだけではなく、スピンドルナットが第１の軸方向の位置範囲から、第１の軸方向の位置範囲外に置かれた第２の軸方向の位置範囲へと移動されることにも至らしめる。そして特に好ましくは、伝動装置アクチュエータの伝動装置は、この第２の軸方向の位置範囲において、スピンドルナットがこの第２の軸方向の位置範囲において少なくともスピンドルの第１の回転方向でスピンドルとともに連れ回り、その際にスピンドルに対して軸方向で移動することがないように形成されている。こうして、好ましくは特に簡単に、第１の軸方向の位置範囲におけるシフト軸のシフト運動から、第２の軸方向の位置範囲におけるセレクト運動への切り換えが可能である。このことは、スピンドルナットの軸方向の移動により自動的に行われる。このとき、切り換えは、スピンドルナットが第１の軸方向の位置範囲の回動防止手段の作用範囲から離れたときには完了している。再び、伝動装置アクチュエータの伝動装置の、シフト軸のセレクト運動からシフト運動への切り換えを可能にするために、好ましくは、フリーホイールが設けられている。フリーホイールは、スピンドルナットがスピンドル上の第２の軸方向の範囲において、第１の回転方向とは逆向きの第２の回転方向で回転運動することを阻止する。こうして、第２の回転方向でのスピンドルの回転によっては、スピンドルナットの回転に至らず、このことは、スピンドルナットが軸方向でスピンドルに沿って移動し、第２の軸方向の位置範囲から第１の軸方向の位置範囲へと再び移動することを引き起こす。フリーホイールは、ここではいわば回動防止手段として機能する。
【００１４】
さらにフリーホイールは、好ましくは、常にシフト軸の所定のセレクト運動を可能とする。これは、第１の回転方向でのスピンドルナットの回転運動のみが、シフト軸の並進的な昇降運動への変換を提供するからである。
【００１５】
伝動装置アクチュエータのモータの制御を正確に実施することができるように、センサが設けられている。センサは、シフト軸のシフトレバーの軸方向の位置あるいはシフト軸自体の軸方向の位置を表す信号を出力すべきである、かつ／又は正しい方向へのシフトレバーのシフト運動を導入することができるように、直接的に又は少なくとも間接的に角度位置についての情報、すなわちスピンドルナットの歯列の周方向での位置決めについての情報を出力する信号を出力する。このためにこのセンサは、変速歯車、スピンドルナット又はこれらの要素間でこれらに連結される機構の領域に提供されており、その位置あるいはそのそれぞれの運動から、相応の信号を発生させることができる。こうして、シフトレバーの軸方向の位置についての信号は、シフト軸の昇降運動を中断するために使用可能である。シフト軸の昇降運動は、モータが停止されることによって中断される、かつ／又はシフトレバーが正しいシフトゲート内にあり、シフトレバーが所望のギヤ段の方向に移動されるようにシフト軸に連結されている歯車が第１の軸方向の位置あるいは第１の軸方向の位置範囲においてスピンドルナットと係合され得るように、スピンドルナットの歯列の角度位置が方向付けられているようになるまで、モータの第１の方向での回転運動が実施されることによって中断される。特に、この場合、シフト軸が２つの部分伝動装置（サブトランスミッション）間に提供されていることができ、一方の方向でのシフトレバーの運動が、第１の部分伝動装置内でギヤ段を入れることを引き起こし、他方の方向でのシフトレバーの運動が、他の部分伝動装置内でギヤ段を入れることを引き起こすことに留意すべきである。
【００１６】
本発明においてやはり、シフト軸あるいはシフトレバーが、個々の部分伝動装置のためのシフトレールと組み合わされて、Ａｃｔｉｖｅ  ＩｎｔｅｒｌｏｃｋＲの形態のシフト機構を使用するようになっている。すなわち、新しいギヤ段を入れることは、自動的に、同じ部分伝動装置のすべての残余のギヤ段をその直前に外すことを引き起こす。これにより、１つの部分伝動装置内でのギヤ段のロックに至る組み合わせは起こり得ない。このＡｃｔｉｖｅ  ＩｎｔｅｒｌｏｃｋＲ機構の構造については、シフトレバー及びシフトレールの幾何学形状の構造を参照により引用する独国特許出願公開第１０２０１３２０３２８４号明細書を参照されたい。
【００１７】
第２の軸方向の位置範囲におけるスピンドルナットの回転運動をシフト軸の並進運動あるいは軸方向運動に変換するために、変速歯車が設けられている。変速歯車は、別の歯車に結合されている。別の歯車は、他方、好ましくはモーメントを伝達可能な形式でスピンドルナットに接続可能である。その際、変速歯車は、好ましくはセレクトポットに配置されている冠歯車として形成されている歯列に対して、好ましくは２：１の変速比を有している。これにより、軸方向でのシフト軸のより正確な位置決めが達成可能である。これは、セレクトポットによるシフトレバーの軸方向の変化が、１：１の変速比の場合と比較してゆっくりと実施されるからである。全体として、スピンドルナットの回転により、スピンドルナットと同じ回転方向での変速歯車の回転が形成される。変速歯車がセレクトポットの冠歯車と係合することにより、セレクトポットは、一平面内で変速歯車に対して９０°あるいは変速歯車に対して略９０°ずらされて回転される。特に好ましくは、セレクトポットの回転軸線は、シフト軸の軸線に対して同軸に延びる、あるいは好ましくはシフト軸の軸線と一致する。シフト軸周りのセレクトポットの回転運動は、セレクトポットの周期的な軌道カムを貫いて、ハウジング固定のスライドガイド軌道に接続されているガイドピンにより、シフト軸の昇降運動に変換される。好ましくは、スライドガイド軌道は、その際、実質的に軸方向でシフト軸に対して平行に、すなわちシフト軸に対して同軸に延びるように構成されている。これによりガイドピンは、２つの強制条件下にある。第１の強制条件は、スライドガイド軌道の延びにより規定されており、実質的にシフト軸の回転運動を阻止する一方、第２の強制運動は、周方向の成分と軸方向で延びる成分とを有するセレクトポットの軌道カムにより規定されている。これにより、セレクトポットの回転は、ガイドピンの軸方向運動、ひいてはシフト軸の昇降運動に変換される。
【００１８】
附言により明示しておくと、本発明において、スライドガイド軌道の特別な配向により、シフトレバーのシフト運動のためにシフト軸の回転運動成分と並進運動成分とが合成され得るようになっていてもよい。
【００１９】
特に好ましくは、シフト軸あるいはシフト軸上のシフトレバーによりギヤ段が自動車の伝動装置内でシフトされ得る一方、付加的又は択一的に、シフトレバーによりクラッチ又はブレーキも操作され得るようになっている。このことは、例えば、シフト軸上の軸方向の一範囲に、伝動装置内のギヤ段をシフトするシフトレールの代わりに、クラッチ又はブレーキを操作する切り換えレール又は一般に切り換え要素が提供されていることにより達成可能である。
【００２０】
さらに、本発明によるシフト動作及び／又はセレクト動作を実施するためにあるいは本発明に係る伝動装置アクチュエータを操作するために、伝動装置アクチュエータを制御する制御法が設けられている。この場合、この制御法は、特に伝動装置アクチュエータを制御する制御法と解されるべきである。さらに、この制御法を実施する制御アッセンブリも提供可能である。
【００２１】
この場合、特に、伝動装置アクチュエータをまず、伝動装置アクチュエータがスピンドルを第１の方向で駆動するように制御することにより、従前のギヤ段の外しを実施することになる。スピンドルナットは、回動防止手段に支持されており、回り止めされているので、軸方向でスピンドル上を移動し、歯車との係合によりスピンドルナットの並進運動をシフト軸の回転運動に変換する。歯車の回転により、シフト軸、さらにシフトレバーは、入れられていたギヤ段が外され、シフトレバーがニュートラルゲート内に移動されるように旋回される。
【００２２】
今やシフトレバーがニュートラルゲート内にあるとき、シフトレバーの制御に基づいて、セレクトされる新しいギヤ段を有するゲートに移動される。このことは、モータがスピンドルをさらに第１の回転方向で駆動するようにモータを制御することにより達成される。その際、スピンドルナットは、第２の軸方向の位置範囲から移動し、その結果、もはや回動防止手段により支持されず、第１の回転方向で回転し始める。この箇所でスピンドルナットは、モーメントを伝達するように、変速歯車と係合している別の歯車に接続され、変速歯車は、他方、セレクトポットの冠歯車を駆動し、これによりセレクトポットの軌道カム内及びスライドガイド軌道内でのガイドピンの運動を介してシフトレバーの軸方向の移動を引き起こす。さらにモータの制御のためにセンサが設けられており、センサ信号を出力する。このセンサ信号は、制御部により処理され、セレクトされたギヤ段のゲート内でのシフトレバーの位置が検出され、相応に制御が、次にセレクトされた新しいギヤ段が入れられるように実行される。
【００２３】
このために、さらにモータを制御し、センサ信号に基づいて、シフトレバーが、セレクトされたギヤ段のゲート内に位置し、新しくセレクトされたギヤ段がある部分伝動装置の方向でのシフトレバーの旋回を引き起こし得る歯車との係合に至り得るように、スピンドルナットの歯列の角度位置が位置決めされているようにする。このセンサ信号及びモータの制御に基づいて、モータの回転方向は、上述の位置の達成後、反転される。その結果、スピンドルナットは、ここでは回動防止手段として機能するフリーホイールに基づいて、回り止めされ、軸方向で今や再び第１の軸方向の位置範囲に移動され、そこで歯列により選択された歯車を介して、セレクトされた新しいギヤ段の方向へのシフトレバーの旋回を引き起こす。
【００２４】
こうして、上述のセンサを用いるだけで、モータの回転方向が反転され、セレクト運動がシフト運動に切り換えられるポイントを求めることが、達成される。
【００２５】
附言しておくと、付加的に、センサがモータの領域に提供されていてもよく、このモータは、少なくともスピンドル自体の位置についての情報を提供可能である。場合によっては、スピンドルナットの角度位置あるいはシフトレバーの正確な位置を規定する第２のセンサとの第１の組み合わせにより、伝動装置アクチュエータを制御する上述の制御法が実施可能である。
【００２６】
以下の図面に本発明に係る伝動装置アクチュエータの１つを図面に示すが、これは、本発明をこの伝動装置アクチュエータに限定するものではない。また、この伝動装置アクチュエータから本発明にとって本質的なさらなる特徴を見出すことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】それぞれ異なるシフト位置にある伝動装置アクチュエータを示すシステムスケルトン図である。
【図１ｂ】それぞれ異なるシフト位置にある伝動装置アクチュエータを示すシステムスケルトン図である。
【図１ｃ】それぞれ異なるシフト位置にある伝動装置アクチュエータを示すシステムスケルトン図である。
【図２ａ】図１ａ〜１ｃに示した伝動装置アクチュエータの一部を後方から見た図である。
【図２ｂ】図１ａ〜１ｃに示した伝動装置アクチュエータの一部を後方から見た図である。
【図２ｃ】図１ａ〜１ｃに示した伝動装置アクチュエータの一部を後方から見た図である。
【図３ａ】シフト運動を抽象化して示すＨ型シフトパターン図である。
【図３ｂ】シフト運動を抽象化して示すＨ型シフトパターン図である。
【図３ｃ】シフト運動を抽象化して示すＨ型シフトパターン図である。
【００２８】
図１ａ〜１ｃは、それぞれ異なる位置にある、あるいは新しいギヤ段をセレクトあるいはシフトするそれぞれ異なる方法ステップの実施段階にある伝動装置アクチュエータ１を示している。モータ２により円筒歯車歯列２５が対応するロータ軸３０を介して駆動される。そしてモータ２の回転方向次第で、ロータ軸３０は回転方向２６又は逆向きの回転方向３１で回転し、ロータ軸３０とともに相応に円筒歯車歯列２５は回転する。このとき円筒歯車歯列２５は、内歯車内歯列３２に係合する。内歯車内歯列３２は、本実施の形態では直接スピンドル３を駆動する。この場合、円筒歯車歯列２５と内歯車内歯列３２とは、少なくとも１の変速比を有する伝動装置を形成している。モータ２の回転方向２６，３１次第で、スピンドル３も第１の方向１２又はこれとは逆向きの第２の方向１４で回転する。
【００２９】
スピンドル３上には、スピンドルナット４が配置されている。スピンドル３上でのスピンドルナット４の支持に応じて、スピンドルナット４は、歯車５ａ，５ｂの一方と係合する。これに関して図２ａは、伝動装置アクチュエータ１のアッセンブリの一断面を背面から見た図である。スピンドルナット４は、図２ａに示すように、片側の歯列１１を有するラックとして形成されている。スピンドルナット４の角度位置次第で、この歯列１１は、歯車５ａ又は歯車５ｂと係合する。この場合、両歯車５ａ，５ｂは、シフト軸７の軸歯車６と確実にかみ合っている。シフト軸７自体には、シフトレバー８が配置されている。シフトレバー８は、少なくとも１つのシフトフィンガと複数のエジェクタカム（ディスエンゲージメントカム）とを有している。この場合、シフトレバー８のエジェクタカムは、「Ａｃｔｉｖｅ  ＩｎｔｅｒｌｏｃｋＲ」の形態で部分伝動装置のここには図示しないシフトレールと相互作用可能であるように形成されている。このようなＡｃｔｉｖｅ  ＩｎｔｅｒｌｏｃｋＲの作用及びこのようなＡｃｔｉｖｅ  ＩｎｔｅｒｌｏｃｋＲの構造については、本件出願人による本件出願時には未公開のＤＥ１０２０１３２０３２８４を参照されたい。ここに本明細書の一部を構成するものとしてＤＥ１０２０１３２０３２８４の内容を援用する。
【００３０】
歯列１１を介してスピンドルナット４は、角度位置次第で常に一方の歯車５ａ又は５ｂとしか係合しない。図２に示した場合、歯列１１は、右側の歯車５ａに係合している。そしてスピンドルナット４の軸方向の移動は、図１ａに示した方向１５での運動時、右側の歯車５ａの回転３３を引き起こす。そしてこの回転３３は、結果として軸歯車６の回転３５を生じる。これによりシフトレバー８は、第１の方向１３に旋回され、こうして、入れられていたギヤ段から外される。図３ａは、Ｈ型シフトパターン図であり、図１ａ及び図２ａにおいてシフトレバー８が１つの第４のギヤ段に入れられていることを示している。これにより軸歯車６の回転３５は、シフトレバー８を方向１３で第４のギヤ段から外す。図１ａ及び図２ａは、スピンドルナット４がスピンドル３の第１の軸方向の位置範囲４０にある状況を示している。この位置範囲では、スピンドルナット４は、支持要素９の形態の回動防止手段において回り止めされている。このために支持要素９は、ハウジング１０に固く結合されている。この位置でのモータ２の回転は、常に、スピンドルナット４の軸方向の運動を引き起こす。その際、第１の方向１２での回転は、モータに向かう軸方向の運動１５に相当する。そしてこのモータに向かう軸方向の運動１５は、歯列１１と右側の歯車５ａとの間の係合により、シフトレバー８の上述の運動を引き起こす。その際、同時に、スピンドルナット４は、方向１５の軸方向で支持要素９の作用範囲から離脱するように移動し、歯車１６の作用範囲に到達する。しかし、スピンドルナット４は、支持要素９を介して回り止めされている範囲では、まだ回転運動しないため、歯車１６は静止したままである。歯車１６のこの静止状態は、少なくとも、図３ａに示すような、第４のギヤ段に関してシフトレバー８を外す動作が完了するまで、継続している。この動作の完了後、シフトレバー８は、ニュートラルゲート内にある。そしてシフトレバー８は、シフト軸７に沿ってセレクト運動２４の方向で、図１ａに示すように、軸方向で自由に可動である。
【００３１】
スピンドルナット４が完全に第１の軸方向の位置範囲４０から外れ、支持要素９との作用接触を失って初めて、図１ｂ、図２ｂ及び図３ｂに示すセレクト運動２４が可能である。図１ａ〜図３ａに示したように、ギヤ段を外す運動、すなわちシフトレバー８の旋回は、モータ２の右回転により引き起こされる。このことから、結果として、スピンドル３の右回転、ひいてはスピンドルナット４の図面左方向への軸方向の移動が生じる。スピンドルナット４は、第１の軸方向の位置範囲４０から離脱すると、もはや支持要素９により支持されなくなり、もはや回り止めされていない。遅くともスピンドルナット４がスピンドルナット歯車３７に衝突するときには、スピンドルナット歯車３７は、スピンドル３と同じ方向及び同じ速度で回転する。そしてシフトレバー８は、ニュートラルゲート内に存在している。そしてモータの回転方向２６の変更なしに、伝動装置アクチュエータ１のセレクト動作が開始する。モータ２は、さらに方向２６で回転する。この回転は、上述したように、結果としてスピンドルナット４の右回転３８を生じる。この右回転３８は、歯車１６を介して相応にスピンドルナット歯車３７に伝達され、そしてスピンドルナット歯車３７も、回転方向３９で回転する。変速歯車１７を有する歯列を介して、変速歯車１７は、逆向きの方向４２に回転される。
【００３２】
変速歯車１７は、モータに面した側に歯列２７を有して、変速歯車１７の左回転方向４２を許容するようにフリーホイール２８内で支持されている。変速歯車１７の回転軸線４３上には、歯車４４が配置されている。歯車４４は、回転運動４２、すなわち方向３８でのスピンドルナットの運動を、モーメントを伝達可能な結合を経由して、冠歯車１８を介してセレクトポット１９に伝達する。これにより、方向３８でのスピンドルナット４の右回転は、セレクトポット１９の右回転に変換される。これにより、右回転するセレクトポット１９は、方向４５で回転し、セレクトポット１９の周面に配置された軌道カム２２と、ハウジング固定のスライドガイド軌道２１とにより、方向４５での回転運動を、軌道カム２２を貫いてスライドガイド軌道２１内に係合するとともにシフト軸７に結合されているガイドピン２０の昇降運動へと変換する。本実施の形態では、シフト軸７とのガイドピン２０の結合は、シフト軸７の結合箇所２３を介して実現されている。これにより、ガイドピン２０のこの昇降運動は、ニュートラル位置でのシフトレバー８のセレクト運動２４に相当する。ここに示した事例では、スライドガイド軌道２１は、シフト軸７に対して平行に延びている。軌道カム２２は、セレクトポット１９の周囲をジグザグ線状に延びている。ここでは正弦曲線も可能である。ここに示した事例では、２つのガイドピン２０が設けられており、２つのガイドピン２０は、それぞれ対向配置されたスライドガイド軌道２１内に係合する。それゆえ軌道カム２２は、周方向で周期的に繰り返し、両スライドガイド軌道２１間に軌道カム２２の少なくとも１回の整数回の周期が存在するように構成されている。こうして、両ガイドピン２０の運動方向が常にそれぞれ同じ方向２４を向いていることが保証されている。
【００３３】
シフト軸７とのガイドピン２０の結合により、シフトフィンガユニット全体、すなわちシフトレバー８は、ニュートラルゲート内を、モータ２が右回り２６している限り、上昇又は下降、すなわちセレクト運動２４を実行する。歯列２７の領域においてフリーホイール２８に用意したセンサ２９を介して、回転方向４２での歯車４４の回転数は監視可能である。変速比に関して冠歯車１８と歯車４４との間の関係が既知であるので、回転方向４２での変速歯車１７の回転数から、直接、ガイドピン２０の位置、ひいてはシフトレバー８の位置の推定が可能である。目的のゲート（目標ゲート）、この場合、図３ｂにおける第３のギヤ段と第７のギヤ段との間の点による目標ゲートの到達時、シフト軸の昇降運動は停止される。その際、シフトレバー８のためのニュートラルゲート内の各目標点は、セレクト運動２４中、上から接近されても、下から接近されてもよい。スピンドルナット４とセレクトポット１９あるいは冠歯車１８との間の変速比により、この接近方向は、スピンドルナット４の歯列１１の角度位置を決定する。既に言及したように、歯列１１のこの角度位置は、どの歯車５ａ又は５ｂがシフト軸７の旋回、すなわちシフトレバー８のシフトのために操作されるかを決定する。そしてこのことから結果として、一方又は他方のギヤ段、図３ｂに示すこの事例では例えば第３又は第７のギヤ段が入れられることが生じる。それゆえセンサ２９は、ガイドポット１９、ひいてはガイドピン２０の位置を正確に検出し、シフトレバー８の目標位置も、スピンドルナット４の歯列１１の角度位置も、所望の次のギヤ段に応じて、接近される。そうして初めてモータ２の回転２６は、停止される。
【００３４】
目標ゲートの前で、モータの回転方向は、右回り２６から左回り３１に切り換えられる。これによりスピンドル３も、今や第２の方向１４、すなわち左回りに回転する。スピンドルナット４は、今やスピンドル３とともに回転されるか、又は右方向に移動され得る状態となる。歯車１６を介してスピンドルナット４は、変速歯車１７と歯列２７とを介してフリーホイール２８に接続されている。フリーホイール２８は、回転方向４２とは逆向きの回転方向４６、すなわち右回りの変速歯車１７の回転を阻止、すなわち変速歯車１７、ひいてはスピンドルナット４を相応の回動に抗してロックする。これにより、左方向４７のスピンドルナット４の回転は、不可能であり、スピンドルナット４のこの回転自由度は、スピンドルナット４が歯車１６に連結されているこの第２の軸方向の位置範囲４１では、ロックされている。それゆえスピンドルナット４は、左回りのモータ２の回転３１時には、スピンドル３の第２の方向１４でのこの左回転に従動せず、回転的にのみ右向きの方向４８で移動され得る。フリーホイール２８による変速歯車１７のこのロックにより、相応に、モータ２からセレクト機構へのトルク伝達が阻止される。セレクトポット１９は、回転されず、これによりシフトレバー８のセレクト運動２４は阻止される。そして所望の目標ギヤ段次第で、スピンドルナット４の歯列１１は、後方から見て左側又は右側に存在し、左側では、歯車５ｂとの係合が、右側では、歯車５ａとの係合が可能である。このことは、図２ｃに示してある。目標ギヤ段として第３のギヤ段が電子システムにより決定されているここに示した事例では、シフトレバー８が、その終了位置においてニュートラルゲート内で第３のギヤ段と第７のギヤ段との間にある一方、同時に歯列１１の角度位置が、シフト軸７を旋回させるべく歯車５ｂに歯列１１が係合可能であるようにして、モータ２は相応に停止されている。図１ｃ、図２ｃ及び図３ｃは、今や左回り３１のモータ２の回転を、第３のギヤ段を入れるために第１の方向１３でシフトレバー８を入れる動きに変換することを如何にして実現するかを示している。方向４８でのスピンドルナット４の並進運動は、結果として、図２ｃに示した左側の歯車５ｂの、図平面内への回転、すなわち歯車５ｂの回転軸線に関して右回りの回転方向４９への回転を生じる。歯車５ｂと、シフト軸７の軸歯車６との間の結合により、結果として、この右回転４９は、今や再び、軸歯車６、ひいてはシフト軸７の左回転３５を生じる。その際、右側の歯車５ａは、スピンドルナット４の歯列１１に結合されておらず、軸歯車６により自由に連れ回る。そして、回転方向３５でのシフト軸７の回転は、結果として、第１の方向１３でのシフトレバー８の旋回を生じ、このことは、シフトレバー８のシフトフィンガが、ここには示さないシフトレールを相応に動かし、図３ｃに示す新しい第３のギヤ段を入れることを意味する。
【００３５】
先の図面における、第１のギヤ段を外し、第３のギヤ段を入れることは、例示である。ここで、シフトレバー８及び図示しないシフトレールにおいて提供されている「Ａｃｔｉｖｅ  ＩｎｔｅｒｌｏｃｋＲ」の機能を明示的に説明することは省略した。「Ａｃｔｉｖｅ  ＩｎｔｅｒｌｏｃｋＲ」は、新しいギヤ段を入れる前に常にすべての残余のギヤ段が外されていることを保証する。さらに、個々の歯車の配置は、ここでは例示と見なされるべきである。特に変速歯車１７とのスピンドルナット４の連結は、シフト軸７あるいは支持要素９の反対側に設けられていてもよい。このことは、結果として、スピンドルナット４が並進的に、ギヤ段を外すために右向きに動かされ、ギヤ段を入れるために左向きに動かされることになる。さらに、支持要素９あるいは回動防止手段９及びフリーホイール２８のロック方向は、それぞれ逆方向に作用するものであってもよく、これによっては、実質的にセレクトポット１９の回転方向が変化するのみである。
【００３６】
全体として、簡単に、第１の回転方向２６でのモータ２の回転が、入れられたギヤ段を完全に外すことと、シフトレバー８のセレクト運動２４による続いてのセレクト動作に結び付く、ニュートラルゲート内へシフトレバー８を移動させることとを、引き起こす一方、方向３１へのモータ２の逆回転が、他方、シフトレバー８により所望のギヤ段を入れることを引き起こすことが実現される。この場合、特にセンサ２９の機能についても指摘しておかねばならない。センサ２９は、モータ２の領域に設けられる場合のあるセンサに対して付加的に提供されていなければならず、これにより、ここでは歯列２７の回転数、すなわちセレクトポット１９の回転を介して、ニュートラルゲート内でのシフトレバー８の正確な位置も、スピンドルナット４の歯列１１の角度位置も特定可能である。こうすることでのみ正確に、正しい部分伝動装置内で所望のギヤ段を入れるための方向１３でのシフトレバー８のシフトが保証可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  伝動装置アクチュエータ
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
【図１ａ】
0006351709.tif 000002
【図１ｂ】
0006351709.tif 000003
【図１ｃ】
0006351709.tif 000004
【図２ａ】
0006351709.tif 000005
【図２ｂ】
0006351709.tif 000006
【図２ｃ】
0006351709.tif 000007
【図３ａ】
0006351709.tif 000008
【図３ｂ】
0006351709.tif 000009
【図３ｃ】
0006351709.tif 000010