用于机动车变速器的变速器执行器以及用于控制变速器执行器的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于机动车变速器的变速器执行器以及用于控制这种变速器执行器 的方法。
【背景技术】
[0002] 根据本发明的变速器执行器尤其能够理解为如下变速器执行器，所述变速器执行 器以在机动车之内操作的方式以选择操作和/或切换操作的方式作用于下述装置中的至 少一个上：车辆变速器、离合器和制动器。
[0003] 已知地，机动车变速器的、例如自动换挡变速器（ASG)的、并联换挡变速器（PSG) 或双离合变速器（DKG)的或其他类似的变速器的挡位能够借助于机动车变速器执行器接 入和分离，所述机动车变速器执行器在此形成所谓的外部的传动机构线路装置。
[0004] 例如从DE 10 2004 038 955 Al中已知：在机动车变速器执行器中应用刚好一个 电动马达，以便在变速器中执行选择运动还有换挡运动。相应的变速器执行器因此也称作 为单马达变速器执行器。
[0005] 此外从相同申请人的DE 10 2006 054 901 Al中已知：构成单马达变速器执行 器，使得将电动马达沿第一方向的转动作为用于变速器执行器的驱动力引起换挡运动并且 电动马达沿另一方向的相应的运动引起变速器的换挡轴的选择运动。为了将换挡运动切换 成选择运动，变速器执行器具有连接装置，所述连接装置将主轴螺母与相应的齿条或齿轮 親联以引起换挡轴的换挡运动或选择运动。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于：提出替选结构形式的变速器执行器、尤其单马达变速器执行 器，所述变速器执行器适合于操作自动变速器、如并联换挡变速器、自动换挡变速器或双离 合变速器。所述变速器执行器应尤其分别能够用于换挡运动或选择运动。换挡运动和选择 运动之间的转换应尽可能构件少地构成。
[0007] 因此，根据本发明，提出根据权利要求1的变速器执行器。用于操控该变速器执行 器的控制系统是权利要求10的主题。优选的改进形式从属权利要求的主题。
[0008] 因此尤其提出一种变速器执行器、即用于机动车变速器的变速器执行器。所述变 速器执行器具有刚好一个马达，所述马达驱动主轴。为此，在变速器执行器和主轴之间能 够设有传动机构，其中所述传动机构优选具有至少为一的传动比。主轴本身与主轴螺母有 效连接。主轴螺母本身与换挡轴耦联以操作机动车的变速器装置。在此，主轴螺母或者能 够轴向地沿着主轴移动，即其能够实施平移运动，或者其能够围绕主轴枢转，即实施旋转运 动。经由主轴螺母和换挡轴之间的传动机构将主轴螺母的运动、即旋转或平移移动转换成 换挡轴的选择或换挡运动。在此，例如，将主轴螺母的旋转运动转换成换挡轴的枢转运动、 即旋转运动以分离或切换一个挡位，或者将主轴螺母的旋转运动转换成换挡轴沿着其自身 的轴线的平移运动。
[0009] 为了将主轴螺母的平移运动转换成换挡轴的换挡运动，变速器执行器具有如下传 动机构，所述传动机构具有主轴螺母、至少两个齿轮和轴齿轮，所述轴齿轮与换挡轴连接。 在主轴螺母在主轴上的第一轴向调节区域中，主轴螺母本身仅刚好与一个齿轮耦联。那么， 经由这一个齿轮将主轴螺母的平移运动转换成首先该齿轮的旋转运动进而也转换成换挡 轴的相应的旋转运动作为换挡运动。
[0010] 替选于或附加于该用于将主轴螺母的平移运动转换成换挡轴的换挡运动的传动 机构，提出：变速器执行器的传动机构包括主轴螺母、传动齿轮和选择罐。选择罐本身在此 具有周期性的轨道曲线部、尤其在所述选择罐的环周之上的凹陷部的形式的轨道曲线部， 所述轨道曲线部与换挡轴有效连接。在此，所述传动机构布置成，使得存在主轴螺母在主轴 上的第二轴向调节区域，所述第二轴向调节区域与第一调节区域不同，并且在所述第二轴 向调节区域中所述主轴螺母与选择罐连接，使得主轴螺母的旋转运动引起换挡轴的基本上 周期往复的升降运动作为选择运动。
[0011] 为了将主轴螺母的平移运动转换成换挡轴的旋转运动而有利地提出：这两个齿轮 彼此脱耦，使得在第一轴向调节区域中总是仅刚好一个齿轮与主轴螺母直接或间接地有效 连接。根据哪个齿轮与主轴螺母有效连接，随后引起换挡轴沿一个或另一方向的旋转的换 挡运动。这两个齿轮和换挡轴的该结构尤其能够设置成使得这两个齿轮从基本上相反的侧 接合到换挡轴的轴齿轮中。于是，在各个齿轮转动方向相同的情况下，产生换挡轴沿不同方 向的旋转。于是，就此而言这两个齿轮彼此脱耦，使得其分别能够自由地沿一个或另一方向 旋转。如果一个齿轮经由主轴螺母驱动，那么另一齿轮能够自由地经由与换挡轴耦联而共 同旋转。在此，在任何时刻都不存在这两个齿轮经由主轴螺母的连接。因此，不能够引起齿 轮彼此间的应力。因此，脱耦尤其能够理解为关于主轴螺母的脱耦。
[0012] 为了总是确保主轴螺母一直仅与一个齿轮有效连接而提出：主轴螺母构成为具有 齿部的齿条，其中齿部仅在主轴螺母的部分环周之上环周地延伸，使得主轴螺母能够占据 至少两个不同的角位置，在所述角位置中，齿部在主轴螺母的平移运动中仅接合到一个或 另一个齿轮中。以该方式也还能够得到更多个角位置，主轴螺母的齿部或齿条在所述角位 置中接合相对于主轴螺母脱耦的齿轮。
[0013] 如所描述的那样，变速器执行器的传动机构在主轴螺母的第一轴向调节区域中构 成为，使得将主轴螺母的平移运动转换成换挡轴的旋转运动。在变速器执行器的一个尤其 优选的实施方式中提出：为此提供抗旋转装置，将主轴螺母在第一轴向调节区域中相对于 壳体固定、即支撑以防止旋转。随后，主轴的旋转在该第一轴向调节区域中总是转化成主轴 螺母的轴向运动。此外，优选地，该轴向运动不仅引起经由所描述的齿轮操作换挡轴，而且 也引起主轴螺母从第一轴向调节区域运动到第二轴向调节区域中，所述第二轴向位置位于 第一轴向调节区域之外。尤其优选的是，变速器执行器的传动机构在该第二轴向调节区域 中至少沿主轴的第一转动方向与所述主轴共同转动，而没有在此相对于主轴轴向地移位。 以该方式，有利地，能够尤其简单地将换挡轴在第一轴向调节区域中的换挡运动的切换转 换成第二轴向调节区域中的选择运动。这自动地通过主轴螺母的轴向移位进行，其中当主 轴螺母已经从第一轴向调节区域的抗转动装置的作用区域中移出时，才结束换挡。为了也 再次实现将变速器执行器的传动机构从换挡轴的选择运动切换到换挡运动，有利地设有自 由轮机构，所述自由轮机构阻止主轴螺母在主轴上的第二轴向区域中沿第二转动方向的旋 转运动。以该方式，通过主轴沿第二转动方向的旋转不造成主轴螺母的转动，这引起：所述 主轴螺母轴向地沿着主轴运动，进而从第二轴向调节区域中再次移动进入第一轴向调节区 域中。自由轮机构再次一定程度上作用为抗旋转装置。
[0014] 此外，自由轮机构有利地也实现：总是实现换挡轴的限定的选择运动，因为仅主轴 螺母沿第一转动方向的旋转运动提供用于转换成换挡轴的平移的向上和向下运动。
[0015] 为了能够正确地执行变速器执行器的马达的控制设有传感器，所述传感器应输出 如下信号，所述信号代表换挡轴本身的轴向位置或换挡轴的换挡杆的轴向位置，和/或为 了能够引导换挡杆沿正确方向的换挡运动而输出如下信号，所述信号直接地或间接地输出 关于角位置的情况、即关于主轴螺母的齿部的环周的定位的情况。该传感器为此在主轴螺 母的传动齿轮的区域中或在所述元件之间且与所述元件耦联的机构的区域中提供并且能 够从其位置或从其相应的运动中生成相应的信号。因此，信号能够用于换挡杆的轴向的位 置，以便能够中断换挡轴的向上和向下运动，其中停止马达和/或执行马达沿第一方向的 转动运动，直至换挡杆处于正确的换挡路线中，而且主轴螺母的齿部角度相关地定向，使得 齿轮在第一轴向位置中或在第一轴向调节区域中能够与主轴螺母形成接合，所述齿轮与换 挡轴耦联，使得换挡杆朝期望的挡位的方向运动。特别地，在此要注意的是：能够在两个子 变速器之间提供换挡轴，并且换挡杆沿一个方向的运动引起接入第一子变速器中的一个挡 位并且换挡杆沿另一方向的运动引起接入另一子变速器中的挡位。
[0016] 根据本发明同样提出：换挡轴或换挡杆与用于各个子变速器的换挡轨道结合地使 用Active I_n:te.rl:o.cks?，类型的换挡运动装置。即接入新的挡位自动地引起直接先分离 相同的子变速器的全部其余的挡位。由此，不能够引起子变速器中的卡住的挡位组合。为 了构成该Active丨nterlocks?:运动装置，参考DE 10 2013 203 284 A1，其在此参考换 挡杆和换挡轨道的几何方面的结构。
[0017] 为了将主轴螺母在第二轴向调节区域中的旋转运动转换成换挡轴的平移或轴向 运动设有传动齿轮，所述传动齿轮与另外的齿轮连接，所述另外的齿轮又优选能够以力矩