专利名称：调整或换挡部件的调整装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种依据权利要求1前序部分所述用于操作汽车自动变速器的调整或换挡部件的调整装置以及一种按权利要求7所述用于操作依据本发明的调整装置的方法。
背景技术：
操作自动变速器中换挡部件的调整装置大多具有调整驱动装置、从动链节和传输链节，通过其将由调整驱动装置产生的转矩转换为调整力。在此方面，作为调整驱动装置大多使用直流电动机。在直流电动机上通过定子产生磁场，该磁场在转子的带电导体上产生力的作用。电流由定子大多通过由碳组成电刷传递到转子，因此这种电动机也称为电刷电动机。
DE 10222339 A1介绍了这样一种用于操作离合器的设置。直流电动机驱动输出部件，该部件通过球面轴产生活塞的轴向运动。由此可以控制离合器的接合和分离。直流电动机通过蓄能器在打开离合器时进行支持。
直流电动机具有随着转速线性下降的转矩特性曲线。在允许快速运动的高转速时因此最大转矩下降。此外，这种电动机的转矩分布取决于温度。温度上升时因此线圈中的电阻增高，永久磁铁的磁化强度下降并会使越来越少的电流传递到转子内，由此电动机转矩然后下降。特别是在离合器操作的情况下，冷却很差的转子连同产生损耗的电枢绕组是电刷电动机的另一个缺点。由于在用于换挡部件时出现损耗，大多需要蓄能器，以便为调整目的使电刷电动机卸载。
直流电动机出于结构原因具有大量绕组。绕组的数量在此方面直接与直流电动机的最大转矩相关。为能够达到确定的转矩，直流电动机因此需要转子出于结构原因的最小直径。在此方面，转子的重心与其旋转轴的距离以4次乘方作用于惯性矩，由此直流电动机具有相当高的惯性矩。如果需要降低惯性矩，那么必须减小转子直径，由此然后电动机的效率下降。上述的蓄能器因此也用于汽车电路卸载，这一点必须通过降低电刷电动机的效率进行。
直流电动机电刷系统的使用寿命也非常有限。特别是对于长寿命的NKW应用来说，电刷电动机足够的使用寿命始终没有保证。考虑到电刷系统的使用寿命，也只能开发调整电动机有限的制动力矩。这一点导致延长了调整时间。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于调整或换挡部件的调整装置，该装置经久耐用、能够良好冷却并具有很高的效率。为此应可以使依据本发明的调整装置快速操作。为实现高速度，高加速力矩、高最大转速和高减速力矩的可支配性具有重要意义。对此要求驱动电动机的小惯性矩。
该目的通过权利要求1所述特征的调整装置和权利要求7所述的方法得以实现，而本发明具有优点的构成和进一步构成来自从属权利要求。
依据本发明提出一种用于操作自动变速器换挡部件的调整装置，具有调整驱动装置、从动链节和传输链节，通过该传输链节可以将由调整驱动装置产生的力矩转换为调整力。调整装置因此与用于控制调整驱动装置的控制装置连接和调整驱动装置作为三相电动机构成。在此方面可以使用同步以及异步电动机。
在三相电动机的情况，通过定子利用其绕组产生磁场。该磁场在异步电动机的情况下在转子上感生电压或者在同步电动机的情况下与转子的磁场相互作用。
在异步电动机的情况，转子或者电枢特别具有优点地作为笼型转子构成。在这里，转子取代大量的绕组仅具有单个例如由铜、青铜或者铝组成的异型棒材。这一点是可能的，因为转子在异步电动机情况下的目的‘仅’在于产生力的感应电流。感应的原因在此方面是旋转场与转子之间的相对速度，这意味着，电动机转速始终小于旋转场转速。采用笼型转子的结构特别经久耐用且抗污染。由此异步电动机也可以具有优点的方式安装在油室的内部。因为油可以通过转子与定子之间的间隙流动，所以这样电动机可以得到良好冷却。
在同步电动机情况下，转子的磁场并非必须通过感应产生，因为转子本身作为磁铁构成。通过定子的磁场同步电动机的转子无转速差运动。
为迅速达到所要求的力矩，重要的是很高的加速度。对此的优点是，调整驱动装置的转矩相对于转速尽可能衡定分布。在三相电动机情况下，可以通过控制装置将转矩相对于转速的分布在大范围内保持恒定。
在三相电动机情况下，绝缘的绕组处于定子内。转子或者是永久磁铁或者具有普通不绝缘的绕组。出于这一原因，转子直径根据结构可以小于直流电动机上的转子直径。由此根据结构降低惯性矩，从而对最大加速度也产生积极作用。
在三相电动机上的情况，最大损耗功率部分来自最好外置的定子。在该位置上定子例如通过散热片或者与其他部件的热接触可以得到非常好的冷却。与此相反，在常用的直流电动机的情况，绝大部分损耗来自其处于定子内部且冷却效果很差的转子。在三相电动机的情况，通过控制也可以进行温度补偿。由此可以消除温度对电动机力矩的影响。作为调整驱动装置，只要使用异步电动机，该电动机就甚至可以安装在油室的内部，由此可以进一步改善冷却。异步电动机比具有电刷的直流电动机更耐污染。在异步电动机的情况，冷却液体在转子与定子之间流动。
总而言之，三相电动机具有良好的效率并仅使汽车电路增加少量负荷。汽车电路的直流电压因此只有通过逆变器转换为三相电流并仅在那里-也就是汽车电路的外部-存在无功电流。在直流电动机情况下，在电枢停止工作时达到最大力矩。在这种状态下，然后必须向电刷施加电动机的额定 电压，由此直接增加汽车电路的负荷和电动机产生高损耗。对此三相电动机的绕组电阻明显更小。因此在三相电动机上，在与直流电动机相同力矩的情况下出现明显更低的损耗。最大力矩然后可以由于损耗功率而保持更长时间。大大降低了汽车电路的负荷。
在为操作例如像离合器或者制动器这类换挡部件使用具有直流电动机的公知调整装置时需要力补偿。力补偿在打开或者关闭换挡部件时支持直流电动机。例如，通过预张紧的弹簧加强这种调整装置的动力。在此方面，力补偿的确定方案附加需要行程补偿。行程补偿弥补调整装置内部由于公差和磨损现象产生的偏差。利用行程补偿确保换挡部件接合和分离的零点不变。
由于三相电动机具有优点的特性，在从动链节上可以无需力补偿产生调整或者换挡过程足够的调整力，而且可以取消力补偿。没有力补偿也就无需行程补偿。因此通过使用依据本发明的调整装置可以取消许多部件和复杂的结构。
利用依据本发明的调整装置，换挡部件的公差和磨损现象可以直接得到补偿。为可以实现这一点，由调整驱动装置投入产生较小调整力的转矩。该调整力低于至少可将换挡部件接合或分离而必须产生的极限值。由此操作部件虽然加载较小的调整力，但对换挡部件的功能却无影响。通过操作部件的这种负荷，换挡部件操作装置上的公差或者磨损现象得到补偿。这一点例如可以补偿离合器摩擦片的磨损。由此确保为接合或者分离换挡部件始终产生全部所需的调整行程而不通过补偿公差使用。
操作部件以常用方式具有至少一个滚动轴承。通过操作部件的负荷，轴承的滚动体也以具有优点的方式承受较低的负载。由此滚动体这样承受负载，使其无滑动在轴承环上滚动。如果滚动体没有负荷，它们会保持在确定的位置上和转动的轴承环在滚动体上打滑。通过轴承的负荷因此降低滚动体的磨损。
下面借助附图对本发明及其实施方式进行说明。其中图1示出依据本发明用于操作换挡部件的调整装置的一种示意性结构；图2示出依据本发明用于操作换挡部件的调整装置的另一种示意性结构；图3示出一种负荷状态的原理图；图4示出一种负荷状态的原理图；图5示出一种负荷状态的原理图；图6示出所需调整力的曲线图。
具体实施例方式
图1示出依据本发明的用于离合器功能的调整装置的一种示意性结构。蓄电池1供给逆变器2直流电压。从该直流电压中通过逆变器2产生交流电压。逆变器2通过控制装置4进行控制并将交流电压输送到调整驱动装置3。调整驱动装置3利用交流电压驱动并在其输出端上产生力矩M。该力矩M在传输链节6上直接转换成调整力S。通过传输链节6向从动链节8加载调整力S。从动链节8以此加载操作部件10，操作部件再将调整力传送到换挡部件11。换挡部件11例如可以是离合器或者制动器。
图2示出用于换挡功能的调整装置的一种示意性结构。与图1相同的附图符号在此方面表示相同的部件。轴向力S在这里传递到从动链节9，例如换挡杆或者换挡拨叉。换挡杆或者换挡拨叉9然后通过调整部件12选择汽车变速器上的一个挡位。这一点例如可以相当于汽车牙嵌变速器上的换挡套筒。
图3示出传输链节6及从动链节8、操作部件12以及换挡部件11。该图举例示出一种用于干式启动离合器调整装置的安装状态。在此方面，尚没有调整力S从传输链节6传递到从动链节8上。由此上不存在从动链节8与操作部件10之间的力传递。
图4示出个与图3相应的调整装置，其中，在这里由传输链节将调整力S_1传递到从动链节8上。调整力S_1在此方面小于接合或分离换挡部件11所需的极限调整力S_g。由此操作部件10承受负荷，但换挡部件11在其功能上并未受影响。这种状态依据本发明在汽车的运行期间可以持续出现。通过这种负荷一方面可以补偿公差和磨损现象，另一方面可以使操作部件10的轴承(例如像分离轴承)承受负荷。由此可以确保分离轴承无磨损运动。
图5也示出一个与图3相应的调整装置，其中，调整力S作用于从动链节8，该调整力高于至少接合或分离换挡部件11所需的极限调整力S_g。由此才操作换挡部件11。
图6示出操作换挡部件11所需的调整力S在调整行程上的分布。第一调整力S_1在此方面表示调整力S，它虽然增加操作部件10的负荷，但对换挡部件11的功能尚无影响。极限调整力S_g的数值表示至少为接合或分离换挡部件11必须产生的调整力S的数值。
附图符号1 蓄电池2 逆变器3 调整驱动装置4 控制装置6 传输链节8 从动链节9 从动链节10 操作部件11 换挡部件12 调整部件M 力矩S 调整力S_1调整力S_g极限调整力
权利要求
1.用于操作汽车自动变速器的调整或换挡部件(12、11)的调整装置，具有调整驱动装置(3)、控制装置(4)、传输链节(6)以及从动链节(8、9)，其特征在于，调整驱动装置(3)作为三相电动机构成。
2.按权利要求1所述的调整装置，其中，调整驱动装置(3)作为异步电动机构成。
3.按权利要求2所述的调整装置，其中，调整驱动装置(3)具有带有永久磁铁的转子。
4.按权利要求1所述的调整装置，其中，调整驱动装置(3)作为异步电动机构成。
5.按权利要求4所述的调整装置，其中，调整驱动装置(3)具有转子，该转子被构成为带有异型棒材的笼型转子。
6.按前述权利要求之一所述的调整装置，其中，该调整装置由向多个逆变器(2)供电的蓄电池(1)以及控制装置(4)和调整驱动装置(3)组成，其中，调整驱动装置(3)可由控制装置(4)通过逆变器(2)控制，该调整装置此外由传输链节(6)组成，该传输链节或者通过操作部件(10)加载换挡部件(11)或者加载挡位选择装置(12)。
7.用于操作按前述权利要求之一所述调整装置的方法，其特征在于，调整驱动装置(3)由控制装置(4)通过逆变器(2)进行控制并将电能转换为力矩(M)，该力矩通过传输链节(6)产生轴向调整力(S)，该调整力可再通过从动链节(8、9)传递到变速器的调整或换挡部件(10、11)上。
8.按权利要求7所述的方法，其中，为操作换挡部件(11)，例如像接合或者分离离合器或者制动器，从动链节(8)向操作部件(10)加载调整力(S)并由此可接合或分离换挡部件(11)。
9.按权利要求6所述的方法，其中，通过调整驱动装置(3)产生力矩(M)，该力矩产生作用于换档装置(11)操作部件(10)的调整力(S_1)，其中，调整力(S_1)小于极限调整力(S_g)的值，该极限调整力至少是可将换挡部件(11)与操作装置(10)接合或分离而必需的。
10.按权利要求8所述的方法，其中，持续由调整驱动装置(3)产生调整力(S_1)，该调整力小于极限调整力(S_g)的值，该极限调整力至少是可将换挡部件(11)与操作装置(10)接合或分离而必需的。
11.按前述权利要求之一所述的方法，其中，在用于操作换挡部件(11)的调整目的方面，用于操作从动链节(8)的调整力(S)仅通过调整驱动装置(3)形成。
12.按权利要求1-6之一所述的调整装置的应用，其特征在于，利用调整装置进行汽车变速器上挡位的选择。
13.按权利要求1-6之一所述的调整装置的应用，其特征在于，利用调整装置按合或分离汽车的换挡部件(11、12)，例如像离合器或者制动器。
14.按权利要求4所述的调整驱动装置的应用，其特征在于，调整驱动装置(3)安装在变速器油室内部。
全文摘要
本发明涉及一种用于操作自动变速器的调整或换挡部件(11、12)的调整装置。在此方面，调整装置具有调整驱动装置(3)，控制装置(4)、传输链节(6)和从动链节(8、9)。依据本发明，调整驱动装置(3)作为三相电动机，最好作为异步电动机构成。调整驱动装置(3)的转矩(M)在传输链节(6)上被转换为调整力(S)，然后将其施加给调整或换挡部件(11、12)。
文档编号H02K19/10GK101023287SQ200580031561
公开日2007年8月22日 申请日期2005年7月27日 优先权日2004年9月18日
发明者贝恩德·谢佩勒, 埃克哈特·吕布克, 卡尔-赫尔曼·克特勒, 安德烈亚斯·菲斯尔 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司