JP2017520735A - 伝動システム - Google Patents

Abstract

伝動装置ハウジング（１）を備えた伝動システムであって、伝動装置ハウジング（１）内の第１の部分領域に配置された、少なくとも１つのセンサ素子および／または少なくとも１つのアクチュエータを含む第１の構成要素群（３）と、バスシステム（７）を用いて信号技術的に第１の構成要素群（３）に結合されているローカル制御装置（５）とを備えることを特徴とする伝動システム。

Description

本発明は、伝動システムに関する。

自動車では、例えば複数の異なるタスクのための複数の制御ユニットと、センサ等である電子的構成要素とが使用される。例えば変速機では、センサを使用してギアアクチュエータのシャフトの回転数および位置が測定される。

本発明の基礎となる課題は、伝動装置の高信頼性の動作を可能にし、かつ、伝動装置を低コストかつ省重量で製造可能にすることができる、伝動装置用の伝動システムを実現することである。

上記課題は、独立請求項に記載の特徴によって解決される。従属請求項において、本発明の有利な実施形態が特定される。

本発明は、第１の構成要素群を含む伝動装置ハウジングを備えた伝動システムであって、当該第１の構成要素群は、伝動装置ハウジング内の第１の部分領域に配置されている、伝動システムを特徴とする。第１の構成要素群は、少なくとも１つのセンサ素子および／または少なくとも１つのアクチュエータを含む。

伝動システムはさらに、バスシステムを用いて信号技術的に第１の構成要素群に結合されているローカル制御装置（Vorortsteuervorrichtung）も備えている。このローカル制御装置は、入力側にて少なくとも１つのセンサ素子のセンサ信号を受信し、かつ、出力側にて調整信号を少なくとも１つのアクチュエータへ送信するように構成されている。

かかる構成の利点は、不具合の場合にローカル制御装置と第１の構成要素群とを別個に交換できることである。さらに、バスシステムによって、構成要素群とローカル制御装置との間で高信頼性の通信を実現することもできる。さらに、バスシステムを使用することによって、第１の構成要素群とローカル制御装置との間の線路数も少なく抑えられる。

上述の少なくとも１つのアクチュエータは、例えば伝動装置液圧システムのバルブとして構成されている。上述の少なくとも１つのセンサ素子は、例えば少なくとも１つのアクチュエータの直近に配置されている。少なくとも１つのセンサ素子は、例えば圧力センサ素子、温度センサ素子、シフトフォーク変位センサ素子または回転数センサ素子とすることができる。

用途上の理由により、例えば複数のセンサ素子が伝動装置ハウジングの第１の部分領域に配置され、センサ支持基板を用いて伝動装置ハウジング内に機械的に固定される。このように配置したものは、いわゆる「センサ群」とも称することができる。例えば、第１の構成要素群はセンサ群を含む。

第１の構成要素群は、伝動装置ハウジングの内部スペースに配置されており、この内部スペースは、伝動装置ハウジング外部に位置する、伝動装置ハウジングの外部領域から、例えば液密に分離されている。一実施形態では、ローカル制御装置は伝動装置ハウジングの外部に配置されている。かかる構成の利点は、ローカル制御装置に課される耐温度性の要求を、ローカル制御装置が伝動装置ハウジング内部に配置される場合よりも格段に緩和できることである。

さらに、伝動装置ハウジングの外部領域では、例えば、生じる加速度の大きさが内部スペースよりも格段に小さい。よって、ローカル制御装置を伝動装置ハウジング外部に配置することは、伝動システムのロバスト性に寄与する。

伝動装置ハウジングの内部スペースは、例えばオイルを含む。よって、ローカル制御装置を伝動装置ハウジングの外部領域に配置すると、ローカル制御装置の耐油性に関する要求は、ローカル制御装置を伝動装置ハウジング内部に配置する場合よりも緩和することができる。

他の一実施形態では、ローカル制御装置は伝動装置ハウジングの内部に配置されている。かかる構成により、構成要素群とローカル制御装置との間のバスシステムの線路を短く抑えられるという利点が奏される。

一実施形態では、ローカル制御装置は伝動装置ハウジングの外壁に配置されている。かかる構成は、構成要素群とローカル制御装置との間のバスシステムの線路を比較的短く抑え、なおかつ、ローカル制御装置の耐温度性および耐加速度性の要求を緩和し、耐油性を低く抑えることができる。

他の一実施形態では、第１の構成要素群は第１の通信インタフェースを備えている。

第１の通信インタフェースはとりわけ、第１の構成要素群とバスシステムとを信号技術的に結合するように構成されている。第１の通信インタフェースはとりわけ、第１の構成要素群の少なくとも１つのセンサ素子および／または第１の構成要素群の少なくとも１つのアクチュエータとバスシステムとを信号技術的に結合するように構成されている。

第１の通信インタフェースは、例えばセンサ信号の前処理または符号化、もしくは調整信号の復号化を行うために構成されている。例えば、第１の通信インタフェースはさらに、センサ信号の妥当性検査も行うために構成されている。

他の一実施形態では、バスシステムは、ローカル制御装置を、伝動装置ハウジング内に配置された１つまたは複数のバス加入局にのみ信号技術的に結合するように構成されている。

かかる構成の利点は、伝動装置の高信頼性の動作に寄与できることである。バスシステムが他の車載ネットワークから分離されていることにより、とりわけ、高い耐妨害性と高い伝送速度とを実現することができる。

他の一実施形態では、少なくとも１つの他の構成要素群が伝動装置ハウジング内のそれぞれ他の部分領域に配置されている。少なくとも１つの他の構成要素群は、少なくとも１つのそれぞれ他のセンサ素子および／または少なくとも１つのそれぞれ他のアクチュエータを含む。少なくとも１つの他の構成要素群は、バスシステムを用いて信号技術的にローカル制御装置に結合されている。

かかる構成の利点は、センサ素子および／またはアクチュエータが空間的に互いに遠距離に離れている場合であっても、構成要素群とローカル制御装置との間の効率的な通信が可能になることである。

例えば、伝動装置ハウジングの第１の部分領域に複数のセンサ素子が配置され、かつ、当該伝動装置ハウジングのそれぞれ他の部分領域に複数のセンサ素子が配置される。例えば、第１の構成要素群と少なくとも１つの他の構成要素群とが例えば伝動装置ハウジングのそれぞれ反対側の端領域に配置されるように、それぞれ他の部分領域は第１の部分領域から空間的に遠距離に離れている。

他の一実施形態では、少なくとも１つの他の構成要素群はそれぞれ他の通信インタフェースを備えている。

それぞれ他の通信インタフェースは、第１の通信インタフェースと同様に、とりわけ少なくとも１つの他の構成要素群とバスシステムとを信号技術的に結合するように構成されている。それぞれ他の通信インタフェースはとりわけ、少なくとも１つのそれぞれ他の構成要素群の少なくとも１つのそれぞれ他のセンサ素子および／または少なくとも１つのそれぞれ他の構成要素群の少なくとも１つのそれぞれ他のアクチュエータとバスシステムとを信号技術的に結合するように構成されている。

また、それぞれ他の通信インタフェースは、第１の通信インタフェースと同様に、例えばセンサ信号の前処理または符号化、もしくは調整信号の復号化を行うために構成されている。例えば、それぞれ他の通信インタフェースはさらに、少なくとも１つの他の構成要素群のセンサ信号の妥当性検査も行うために構成されている。

第１の構成要素群および少なくとも１つの他の構成要素群はそれぞれ、伝動装置ハウジング内に配置されたバス加入局となる。

以下、概略的な図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

第１の実施例の伝動システムを示す図である。 第２の実施例の伝動システムを示す図である。

同一構成または同機能の構成要素には、全図を通して同一の符号を付している。

図１は、自動変速機の伝動システムの第１の実施例を示す図であり、これは変速機ハウジング１を備えており、この変速機ハウジング１の内部スペース１ａには、第１の構成要素群３が配置されている。

第１の構成要素群３は少なくとも１つのアクチュエータを含み、これは、例えば変速機液圧システムの電子制御バルブとして構成されている。

さらに、第１の構成要素群３は、例えば、少なくとも１つのアクチュエータの動作パラメータを求めるために少なくとも１つのセンサ素子を含み、この少なくとも１つのセンサ素子は、当該少なくとも１つのアクチュエータの直近に配置されている。少なくとも１つのセンサ素子は、例えば温度センサまたは圧力センサである。

例えば、少なくとも１つのセンサ素子はホールセンサとして構成されており、シャフトの回転数、例えば変速機入力軸の回転数を求めるために、当該シャフトの直近に配置されている。例えば、少なくとも１つのセンサ素子は変位センサとして構成されており、シフトフォークの位置を求めるために、当該シフトフォークの直近に配置されている。

例えば、少なくとも１つのセンサ素子は、プラスチック支持体をセンサドームとして備えるように構成されている。信号技術による結合を行うため、少なくとも１つのセンサ素子は例えば打抜きパターン部材にはんだ接合されている。

上述の少なくとも１つのセンサドームは、例えばセンサ支持基板にねじ留めされており、例えばフィルム導体に接触している。少なくとも１つのセンサドームを備えたかかるセンサ支持基板は、いわゆる「センサ群」とも称することができる。センサ支持基板の、少なくとも１つのセンサドームとは反対側の下面には、例えばバルブコンタクトプレートが配置され、これは、上述の少なくとも１つのバルブを収容するために各凹部を有する。少なくとも１つのセンサドームを備えたセンサ支持基板は、例えばねじ留めによって変速機液圧システムまたは変速機ハウジングに固定されている。

第１の構成要素群３は、第１の通信インタフェースもさらに含む。この第１の通信インタフェースは、例えば、フィルム導体を介して少なくとも１つのセンサ素子および／または少なくとも１つのアクチュエータに結合されている。これに代えて、少なくとも１つのセンサ素子は第１の通信インタフェースを備え、および／または、少なくとも１つのアクチュエータが第１の通信インタフェースを備えている。

変速機ハウジング１内部すなわち内部スペース１ａには、最大１５０℃の動作温度が生じ得る。内部スペース１ａは、例えば化学的に攻撃性のオイルもさらに有する。例えば内部スペース１ａにおける振動等の強い加速度は、変速機ハウジング１内に配置された構成要素に課される要求をさらに厳しくする要因となる。

かかる理由により、ローカル制御装置５は、変速機ハウジング外部の、外部領域１ｂに配置される。ローカル制御装置５を第１の構成要素群３に信号技術的に結合するため、伝動システムはバスシステム７を備えている。

バスシステム７は信号技術的に第１の通信インタフェースに結合されている。第１の通信インタフェースは、例えば、センサ信号を符号化するように、および調整信号を復号化するように構成されている。第１の通信インタフェースはとりわけ、第１の構成要素群３の少なくとも１つのセンサ素子および／または第１の構成要素群３の少なくとも１つのアクチュエータとローカル制御装置５とを信号技術的に結合するように機能する。

例えば第１の通信インタフェースは、少なくとも１つのセンサ素子のセンサ信号を暗号化するように構成されている。例えば第１の通信インタフェースは、少なくとも１つのセンサ素子のセンサ信号に含まれるデータを圧縮するように構成されている。例えば第１の通信インタフェースは、少なくとも１つのセンサ素子のセンサ信号に含まれるデータを検証するためのチェックサムを追加するように構成されている。

これに対して類推的に、第１の通信インタフェースは、例えば、ローカル制御装置５の調整信号を復号化するように、または、調整信号に含まれるデータを展開するようにも構成されている。

少なくとも１つのセンサ素子のセンサ信号の妥当性検査を行うため、第１の通信インタフェースは、例えば当該少なくとも１つのセンサ素子に対してセンサデータを要求するようにさらに構成されている。

バスシステム７は、第１の実施例と同様、シーケンシャルバスとして構成されている。これに代えて、バスシステム７は例えばリングバスとしても構成される。

バスシステム７は、例えばシリアル２ビットバスとして構成され、これにより、線路数を少なく抑えることができる。このように線路および必要なコネクタ接続部が少数であることにより、変速機の高信頼性の動作を達成することができる。

例えば、ローカル制御装置５を変速機ハウジング１の外壁９に配置することにより、バスシステム７の線路を短く抑えることができる。

このようにバスシステム７の線路数が少数であり、かつ線路の長さが短いことにより、伝動システムを省重量かつ低コストで製造することができる。さらに、ローカル制御装置５を変速機ハウジング１の外部領域１ｂに配置する場合、ローカル制御装置５を変速機ハウジング１の内部スペース１ａに配置する構成とは対照的に、変速機ハウジング１の内部スペース１ａ内における周囲影響からのローカル制御装置５の面倒な保護は単にオプションとなる。

ローカル制御装置５と第１の構成要素群３とが分離されて配置されることにより、１つの部品に不具合が生じた場合、この不具合の部品を低コストで簡単に交換することができる。

伝動システムはさらに、変速機ハウジング１のそれぞれ他の部分領域に少なくとも１つの他の構成要素群１１を備えており、この他の構成要素群１１は、少なくとも１つのそれぞれ他のセンサ素子および／または少なくとも１つのそれぞれ他のアクチュエータを含む。少なくとも１つの他の構成要素群１１はさらに、それぞれ他の通信インタフェースを備えており、この他の通信インタフェースを用いて、少なくとも１つの他の構成要素群１１はバスシステム７を介してローカル制御装置５に結合されている。例えば、変速機ハウジング１の第１の部分領域は変速機のクラッチ室であり、変速機ハウジング１のそれぞれ他の部分領域は変速機のギアボックスである。

バスシステム７は、ローカル制御装置５を、変速機ハウジング１内に配置されたバス加入局にのみ、信号技術的に結合するように構成されている。例えば、ローカル制御装置５はバスシステム７を介して信号技術的に、第１の構成要素群３および少なくとも１つの他の構成要素群１１にのみ結合されている。バスシステム７が他の部品から信号技術的に分離されていることにより、センサ信号および／または調整信号の高速伝送を達成することができる。さらに、バスシステム７の記述と同時にエラー確率が最小限になり、これにより、変速機の信頼性が向上する。とりわけ、バスシステム７は、上述の構成により、自動変速機の安全性関連の要求を満たすのに寄与することができる。

図２の伝動システムが第１の実施例の伝動システムと相違する点は、ローカル制御装置５の配置である。本実施例では、ローカル制御装置５は変速機ハウジング１の内部スペース１ａに配置されている。このローカル制御装置５は、例えばオイルおよび／または振動等の外部影響から当該ローカル制御装置５を保護するコーティングまたは筐体を備えている。さらに、ローカル制御装置５は例えば冷却要素も備えている。

ローカル制御装置５は、第１の実施例と同様、バスシステム７を介して信号技術的に、第１の構成要素群３および少なくとも１つの他の構成要素群１１の通信インタフェースに結合されている。ローカル制御装置５が変速機ハウジング１の内部スペース１ａに配置されることにより、バスシステム７の線路が特に短くなり、これにより、変速機の低コストかつ省重量の製造が達成される。

１ 変速機
１ａ 内部スペース
１ｂ 外部領域
３ 第１の構成要素群
５ ローカル制御装置
７ バスシステム
９ 外壁
１１ 他の構成要素群

Claims (8)

1. 伝動装置ハウジング（１）を備えた伝動システムであって、
   前記伝動装置ハウジング（１）内の第１の部分領域に配置された第１の構成要素群（３）であって、少なくとも１つのセンサ素子および／または少なくとも１つのアクチュエータを含む第１の構成要素群（３）と、
   バスシステム（７）を用いて信号技術的に前記第１の構成要素群（３）に結合されているローカル制御装置（５）と、
   を備えることを特徴とする伝動システム。
2. 前記ローカル制御装置（５）は前記伝動装置ハウジング（１）の外部に配置されている、請求項１記載の伝動システム。
3. 前記ローカル制御装置（５）は前記伝動装置ハウジング（１）の内部に配置されている、請求項１記載の伝動システム。
4. 前記ローカル制御装置（５）は前記伝動装置ハウジング（１）の外壁（９）に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の伝動システム。
5. 前記第１の構成要素群（３）は第１の通信インタフェースを備えている、請求項１から４までのいずれか１項記載の伝動システム。
6. 前記バスシステム（７）は、前記ローカル制御装置（５）を信号技術的に、前記伝動装置ハウジング（１）内に配置された１つまたは複数のバス加入局にのみ結合するように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の伝動システム。
7. 少なくとも１つの他の構成要素群（１１）が、前記伝動装置ハウジング（１）内のそれぞれ他の部分領域に配置されており、
   前記各他の構成要素群（１１）は、少なくとも１つのそれぞれ他のセンサ素子および／または少なくとも１つのそれぞれ他のアクチュエータを含み、かつ、前記バスシステム（７）を用いて信号技術的に前記ローカル制御装置（５）に結合されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の伝動システム。
8. 前記各他の構成要素群（１１）は、それぞれ他の通信インタフェースを備えている、請求項７記載の伝動システム。

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