用于控制用于离合器的促动机构的方法、促动机构和带有这种促动机构的驱动机构

技术领域

本发明涉及用于操纵在机动车的、尤其带有电驱动装置的机动车的驱动系中的离合器的促动机构。电驱动装置能够用作用于所述机动车的唯一的驱动装置或能够附加地设置有内燃马达。在所述情况中所述电驱动装置和所述内燃马达能够分别自身地或一起叠加地驱动所述机动车。这样的驱动构思也称为“混合驱动”。

背景技术

电驱动装置通常包括电马达以及后置的减速传动机构，所述减速传动机构将转动运动从快变速成慢。由所述减速传动机构使得所述转矩传递到所述机动车的驱动系上。为此，在所述转矩流方面后置于所述减速传动机构的差速器传动机构将所述导入的转矩分配到用于驱动所述车辆轮的两个输出轴上。所述差速器传动机构的两个输出轴互相具有平衡的作用，也就是说如果所述两个输出轴中的一个转动得较快，则所述另一输出轴相应转动得较慢，并且反之亦然。

由WO 2012/087700 A1已知电驱动装置模块，带有电马达、行星传动机构、同步单元、减速传动机构和差速器机构。所述同步单元借助于促动器来操纵，所述促动器包括转动地能够驱动的主轴传动机构用于使得切换叉轴向运动，所述切换叉与所述同步单元的滑动套筒共同作用。

由WO 2007/110131 A1已知用于级变换传动机构的切换离合器的促动机构。所述促动机构包括电机、由其能够驱动的转动轴和布置在所述转动轴上的操纵环节。所述操纵环节通过旋转-平移变换器与所述电机的转子耦联。

由DE 10 2006 011 207 A1已知用于检测能够运动的元件的位置的传感器机构。所述传感器机构包括磁场传感器，所述磁场传感器在所述能够运动的元件的不同的位置中检测不同的磁场强度。

由WO 2005/098269 A2已知自动化的切换传动机构，带有多个挡位级，其借助于相应的切换离合器能够置入和解除（ein- und auslegbar）。所述切换离合器以同步离合器的形式设计，所述同步离合器借助于轴向能够移位的切换套筒来操纵。所述切换套筒借助于能够控制的促动器来操纵。

由DE 10 2005 022 926 B3已知用于优化机动车的级传动机构的切换流程的方法。所述级传动机构具有多个挡位级，所述挡位级借助于相应的切换离合器能够置入和解除。所述切换流程规定，检测取决于公差和/或磨损的参数并且调整所述切换离合器的切换环节的相应于所述参数的位移期望数值。

具有带有离合器切换的多挡位传动机构的电驱动装置需要大的结构上的耗费用于所述离合器和所述促动机构。带有同步单元的多挡位传动机构需要高的切换力，这对所述促动器提出高的要求。此外制造公差和经过寿命出现的磨损会导致切换不准确性。

发明内容

本发明的任务是，提出用于控制用于离合器的促动机构的方法，所述方法实现舒适的或快速的切换以及由于在寿命期间单个部件的改变的公差范围和磨损引起的位置改变的补偿。另外所述任务在于，提出用于执行所述方法的促动机构，以及带有这种促动机构的驱动机构。

一种解决方案在于用于控制用于在机动车的驱动系中的离合器单元的促动机构的方法，其中，所述促动机构具有促动器驱动器用于移位用于操纵所述离合器的操纵元件，其中，所述方法具有如下步骤：传感代表所述操纵元件的位置的位置信号；传感代表用于移位所述操纵元件的操纵力的力信号；以及借助于电子的调节单元依赖于所述位置信号和所述力信号来控制所述促动器驱动器。

通过如下方式，即为了控制所述促动器驱动器不仅考虑位置信号而且也考虑力信号，能够在运行时对所述促动机构进行校准。以这种方式实现，考虑参与操纵所述离合器的结构部件经过所述寿命获得的位置改变。此外，能够以有利的方式平衡所述参与的结构部件的制造公差和弹性。总体上，所述方法由此提供在所述离合器的或所述促动机构的整个寿命上特别鲁棒的和可靠的控制的优点。

所述位置信号根据第一可行方案能够为位移信号，也就是说为了确定所述操纵元件的位置例如借助于无接触的位移传感器来传感代表所述操纵元件的位移的位移信号。备选地或补充性地，所述位置信号能够为转动信号，也就是说为了确定所述操纵元件的位置来传感代表所述促动器驱动器的转动运动的转动信号，由所述转动信号得出所述操纵元件的位置。

优选地，在第一联接过程中所述操纵元件的端部位置（所述端部位置代表所述离合器单元在闭合位置中的端部止挡）通过所述力信号的跳跃式的上升来传感并且所属的端部位置数值得到储存。此外设置，在至少一个后来的联接过程（其在时间上在所述第一联接过程之后进行）中，所述端部位置数值由所述电子的调节单元在操控所述促动器驱动器时如下地考虑，使得所述操纵元件在到达所述端部位置之前被制动。通过在到达所述端部位置之前制动所述操纵元件或与其连接的耦联元件，能够避免所述离合器单元的不期望的止挡噪音并且提高切换舒适性。优选地，所述端部位置数值基于在所述力信号的跳跃式的上升的时间点传感的位置信号来定义。这意味着，力信号和所属的位置信号与彼此结合，从而对此能够得出所述操纵元件的或与其连接的耦联元件的准确的位置。

在到达所述端部位置之后，所述操纵元件根据一种优选的方法指引方案以定义的位移返回运动到与所述端部位置轴向间隔开的联接位置中。借此，在所述耦合的状态中的摩擦力得到避免，因为在所述促动机构中或在所述离合器单元中通过所述操纵元件的略微的返回行驶来调整轴向间隙。在所述端部位置和所述联接位置之间的轴向的间距或所述操纵元件又返回行驶的位移优选地为在0和1.0mm之间。所述间距能够根据磨损情况来再调节，这延长所述传动机构的和如有可能同步机构的功能能力和寿命。

在后来的联接过程中，所述促动器驱动器能够如下地被操控，使得所述操纵元件直接地运动到所述联接位置中，也就是说在到达所述端部位置之前停止在所述联接位置中。借此，不期望的止挡噪音得到防止，其中，依旧可靠地到达所述联接位置（也就是说基于所述之前的、在所述端部止挡处的校准）。后来的联接过程是指每个如下的联接过程，其时间上在之前的联接过程之后进行，在所述之前的联接过程中所述控制通过驶向所述端部止挡来校准。所述联接位置是直接地被驶向还是在之前驶向所述端部止挡之后才被驶向能够根据需要来调整并且基于寄存在所述电子的调节单元中的算法进行。例如能够定义，当如在加速过程期间在从一个挡位切换到下一个挡位中时那样期望快速的联接过程时，则直接驶向所述联接位置。在之前驶向所述端部止挡之后间接地驶向所述联接位置能够在通常的负荷条件下的联接过程中进行。所述联接位置也能够称为挡位位置。仅仅通过所述位置的传动机构个体的认知就能够直接驶向挡位位置，而不同时减少所述切换鲁棒性。与所述端部止挡的间距过大的以及不期望地跳出所述挡位的风险明显地得到减少。

所述离合器单元可以包括同步机构，所述同步机构在所述操纵元件的同步位置中使得离合器输入部件的第一转速和离合器输出部件的第二转速彼此相适应。在带有同步机构的实施方式中，所述促动器驱动器能够在所述联接过程中如下地被操控，使得所述操纵元件的进给速度在到达所述同步位置之前减少。同样在此适用的是，所述控制能够在考虑对所述机动车的行驶特性的要求的情况下来调整。如果期望舒适的联接过程或切换过程，则所述进给速度在到达所述同步位置之前能够减少，以便避免不期望的切换噪音。在同步阶段之后，也就是说当在所述离合器输入部件和所述离合器输出部件之间的相对的转速差落到预确定的差转速数值之下时，则所述操纵元件的进给速度而后能够又提高，以便行驶到所述联接位置中。然而如果快速的联接或切换受到重视，则所述操纵元件也能够以不改变的进给速度运动直到到达所述联接位置。

根据一种可行的方法指引方案，当在离合器输入部件和离合器输出部件之间的相对的转速差在规定的持续时间之后仍总是大于所述预确定的差转速数值时，则所述操纵元件又返回行驶到所述中间位置中。所述规定的、直到中断所述联接过程的持续时间能够尤其在0.3至0.7秒之间。

用于所述操纵元件的促动器驱动器根据一种可行的设计方案以电马达的形式来设计，其中，同样可以考虑其它的驱动器如液压的或气动的转动驱动器、但还有线性驱动器。在电地运行的驱动器的情况下，传感所述力信号的方法步骤优选地包括所述下列子步骤：传感所述促动器驱动器的电流强度并且由得出的、所述促动器驱动器的电流强度或电流需求计算所述操纵元件的力。通过所述设计方案以有利的方式采用总归可供使用的信号、也就是说代表所述促动器驱动器的电流需求的信号。

所述上面提及的任务的解决方案另外在于用于操纵用于机动车的驱动系的、尤其用于机动车的电马达式地能够驱动的驱动系的离合器单元的促动机构，所述促动机构包括：促动器驱动器，带有转动地能够驱动的轴；旋转-平移变换器，其将所述轴的转动运动变换成操纵元件的平移的运动；第一传感器器件，其传感代表所述操纵元件的平移的运动的位置信号；第二传感器器件，其传感代表所述促动器驱动器的力的力信号；用于控制所述促动器驱动器的电子的调节单元，其中，所述电子的调节单元与所述第一传感器器件以及与所述第二传感器器件连接，以便将所述位置信号和所述力信号用于控制所述促动器驱动器。

利用所述促动机构实现与利用所述上面提及的、在此参考其描述的方法相同的优点。在此不言而喻的是，所有结合所述方法提及的设计方案也能够转用到所述装置（促动机构）上或适用于所述装置，并且反之亦然，所有的装置特征也适用于所述方法。所述根据本发明的促动机构基于所述两个使用的传感器器件来实现校准，从而所有在所述寿命上出现的改变能够在操控所述促动机构时被考虑。所述促动机构由此特别鲁棒地并且可靠地工作，也就是说错误切换的危险最小化。

所述第一传感器器件根据第一可行方案包括尤其无接触地工作的位移传感器，所述位移传感器至少间接地将所述操纵元件的运动传感为位置信号。为此，所述第一传感器器件例如能够具有磁场传感器，所述磁场传感器布置在所述促动机构的壳体中并且能够检测与所述操纵元件连接的信号发送器的运动。所述信号发送器的轴向的位置能够由所述传感器能够无级地传感。所述信号发送器、例如磁体能够直接地、或间接地通过与所述操纵元件连接的结构部件与所述操纵元件连接。根据一种补充性的或备选的第二可行方案，所述第一传感器器件能够具有转动角度传感器，所述转动角度传感器至少间接地将所述促动器驱动器的转动运动传感为位置信号，其中，由传感的、所述促动器驱动器的转动运动得出所述操纵元件的位置。

所述第二传感器器件优选地具有电流传感器，所述电流传感器传感所述促动器驱动器的电流需求。由所述电流需求能够在计算单元中计算在所述操纵元件处作用的轴向力。

所述旋转-平移变换器优选地包括螺纹主轴，带有：主轴部件，其能够由所述轴转动地驱动；和与所述主轴部件螺旋连接的移位部件。所述移位部件相对于壳体抗转动地并且纵向能够移位地引导，从而所述主轴部件的转动引起所述移位部件的轴向的移位。优选地，所述移位部件设计成套管形或管形并且在端部区段处具有内螺纹，所述内螺纹旋上到所述主轴部件的正相对应的（gegengleiches）外螺纹上。所述管形的移位部件能够在所述两个端部区段处能够纵向移位地支承在所述壳体中。所述操纵元件（其能够例如以切换叉的形式来设计）固定在所述移位部件处，从而所述操纵元件与所述移位部件一起轴向运动。用于所述位移传感器的信号发送器根据一种有利的设计方案与所述移位部件连接。

所述解决方案另外在于如下驱动机构，带有离合器单元和促动机构，用于机动车的尤其能够电马达式地驱动的驱动系，其中，所述驱动机构能够具有所述上面提及的设计方案中的一个或多个。所述离合器单元能够具有一个或多个离合器。所述离合器单元借助于所述促动机构可选地能够运送到联接位置中以及到中间位置中，在所述联接位置中转矩在离合器输入部件和离合器输出部件之间被传递，在所述中间位置中所述离合器输入部件和所述离合器输出部件能够自由地相互转动。

所述驱动机构能够尤其为电驱动装置的部件，所述电驱动装置具有电马达用于驱动所述车辆驱动系。于此备选地，所述驱动机构能够设计成全轮切断系统（Allrad-Abschaltsystems）的部件，也就是说设计为用于全轮传动的机动车的切断系统。适用于所述两个设计方案、电驱动装置或全轮切断系统的是，所述两个设计方案具有相对高的惯性，因此在此基于位置信号和力信号对所述促动的灵敏的控制特别好地适用以能够进行与其它的系统的均衡。

根据一种优选的设计方案，所述离合器单元包括同步机构，所述同步机构在所述相应的离合器闭合之前引起在所述离合器输入部件和所述离合器输出部件之间的转速相适应。

优选地，所述离合器输入部件与驱动轴抗转动地连接，并且所述离合器输出部件与能够转动地支承在所述驱动轴上的驱动轮抗转动地连接。

根据一种可行的设计方案，能够设置有第二离合器，所述第二离合器借助于所述促动机构可选地能够运送到闭合位置中或到打开位置中。所述第二离合器输出部件优选地与能够转动地支承在所述驱动轴上的第二驱动轮抗转动地连接。所述第一和第二离合器能够在这种情况中为切换传动机构的部件，所述切换传动机构通过所述第一离合器的闭合能够将转矩通过第一挡位级以第一变速比从所述驱动轴传递到所述输出轴上，或通过所述第二离合器的闭合相应地能够以第二变速比传递转矩。

优选地设置有耦联元件，其与所述促动机构的操纵元件固定连接，其中，所述耦联元件能够运送到下面的位置中：中间位置，在其中所述离合器输入部件、所述第一离合器输出部件和所述第二离合器输出部件能够相对于彼此自由地转动；第一联接位置，在其中所述离合器输入部件与所述第一离合器输出部件连接成用于传递转矩；或到第二联接位置中，在其中所述离合器输入部件与所述第二离合器输出部件连接成用于传递转矩。所述耦联元件根据一种优选的设计方案以滑动套筒的形式来设计，所述滑动套筒相对于所述离合器输入部件抗转动地并且轴向能够移位地保持。通过操纵所述促动机构，所述滑动套筒能够可选地运送到所述提及的位置中。

附图说明

优选的实施例在下面按照所述附图来阐述。在此：

图1以剖面图示出根据本发明的、带有根据本发明的促动器机构的驱动机构；

图2详细地示出源自图1的促动机构；

图3示出源自图1或图2的带有装配在其上的、作为细节的结构部件的驱动轴9；

图4示意性地示出根据本发明的带有电马达的驱动机构；

图5示出源自图4的在中间位置（N）中的驱动机构；

图6示出源自图4的在第一切换位置（C1）中的驱动机构；

图7示出源自图4的在第二切换位置（C2）中的驱动机构；

图8示出源自图3的在中间位置（N）中的机构

a）示出纵向剖面；

b）展开示出齿部的一部分；

c）示出特性线图表，其示出在所述时间上的不同的参数；

图9示出源自图3的在同步位置（S）中的机构

a）示出纵向剖面；

b）以展开示出齿部的一部分；

c）示出源自图8c）的特性线图表；

图10示出源自图3的在同步运行位置中的机构

a）示出纵向剖面；

b）以展开示出齿部的一部分；

c）示出源自图8c）的特性线图表；

图11示出源自图3的在形状配合位置中的机构

a）示出纵向剖面；

b）以展开示出齿部的一部分；

c）示出源自图8c）的特性线图表；

图12示出源自图3的在联接位置（C1）中的机构

a）示出纵向剖面；

b）以展开示出齿部的一部分；

c）示出源自图8c）的特性线图表。

具体实施方式

图1至7在下面一起被描述。图1示出根据本发明的促动机构1作为根据本发明的驱动机构2的部件。所述驱动机构2包括电马达3、切换传动机构4和差速器传动机构5。电马达3、切换传动机构4和差速器传动机构5一起形成用于驱动机动车的驱动轴（Antriebsachse）的电驱动装置。在此，所述电驱动装置能够作为唯一的驱动源或与附加的驱动源一起被使用。

所述电马达3包括定子6和相对于所述定子能够转动的转子7，所述转子在所述电马达通电时转动地驱动马达轴8。所述马达轴8的转动运动传递到所述切换传动机构4的驱动轴9上。所述电马达3由电池供应有电流，其中，所述电池在发电机运行中也能够由所述电马达来充电。

所述切换传动机构4包括两个切换级，从而导入的转矩能够从所述驱动轴9以两个不同的变速比i1、i2传递到中间轴10上。所述中间轴10与所述差速器传动机构5的差速器支架11驱动连接。借助于所述差速器传动机构5使得所述导入的转矩分配到用于驱动所述车辆轮的两个半轴81、82上。设置有离合器单元12，其能够由促动器13操纵，以便可选地将所述切换传动机构4切换到中间位置、第一挡位或第二挡位中。关于所述离合器单元12（所述离合器单元也能够称为切换单元）的结构和功能方式在下面还将继续更详细地探讨。

所述切换传动机构4设计为减速传动机构，从而由所述电马达3导入的转动运动由快变速到慢中。所述第一变速级包括在所述驱动轴9上能够转动支承的第一驱动轮14和抗转动地与所述中间轴10连接的第一中间轮15，其与彼此处于齿部接合。第一驱动轮14和第一中间轮15形成具有第一变速比i1的第一轮组，所述第一变速比优选地处在3.0和4.0之间。所述第二变速级包括在所述驱动轴9上能够转动支承的第二驱动轮16和抗转动地与所述中间轴10连接的第二中间轮17，其与彼此处于齿部接合。第二驱动轮16和第二中间轮17形成具有第二变速比i2的第二轮组，所述第二变速比优选地处在1.3和2.3之间。第三变速级包括与所述中间轴10抗转动地连接的输出轮18和与其啮合的、固定地与所述差速器支架11连接的环轮19。所述中间轴11的输出轮18和所述环轮19在此形成具有第三变速比i3的第三轮组，所述第三变速比优选地处在2.4和3.4之间。

所述驱动轴9借助于第一支承器件24、25围绕第一转动轴线A9能够转动地支承在所述驱动机构2的壳体26中。在所述驱动轴9的输入侧处在轴和壳体26之间形成的环空间借助于径向轴密封环27来密封。所述驱动轮14、16通过相应的支承器件20、21能够转动地支承在所述驱动轴9上。所述中间轴10借助于第二支承器件32、33围绕第二转动轴线A10能够转动地支承在所述壳体26中。所述支承器件32、33设计为滚动支承件，所述滚动支承件设置在所述中间轴10的端部处。所述输出轮18与所述中间轴10轴向地在所述第一和第二中间轮15、17之间一件式地布置。所述中间轮15、17通过轴齿部22、23（Splines）与所述中间轴10抗转动地连接、尤其以过盈配合抗转动地连接。所述驱动轴9、所述中间轴10和所述差速器支架11的转动轴线A11彼此平行地伸延。所述中间轴10的输出轮18至少部分地与差速器中间平面E5具有轴向的重合。所述壳体26具有第一壳体部件28和第二壳体部件29，其在接合平面E26中借助于合适的连接器件30（如螺旋连接）与彼此连接。此外所述壳体26的接合平面E26与所述中间轴输出轮18、或所述离合器单元12处于轴向的重合。

所述中间轴10的输出轮18与所述差速器支架11的环轮19啮合，以便将转矩导入到所述差速器中。所述差速器支架11（其也称为差速器壳）借助于支承器件34、35围绕所述转动轴线A11能够转动地支承在所述壳体26中并且借助于径向轴密封环36、37密封。所述差速器5此外包括：多个差速器轮38，所述差速器轮在相对于所述转动轴线A11垂直的轴线A38上能够转动地支承在所述差速器支架11中；以及两个半轴轮39、40，其分别与所述转动轴线A11同轴地能够转动地布置并且与所述差速器轮38处于齿部接合。两个彼此对置的差速器轮38能够转动地支承在轴颈41上，所述轴颈插入到所述差速器支架11的开孔中并且轴向固定。所述差速器轮38的轴线A38定义差速器中间平面E5。从所述环轮19导入到所述差速器支架11中的转矩通过所述差速器轮38传递到所述两个半轴轮39、40上，在所述两个半轴轮之间存在有平衡的作用。所述半轴轮39、40为了传递转矩与所属的半轴81、82连接，所述半轴将所述导入的转矩传递到所述机动车的轮83、84上，如在图4至7中示出的那样。所述两个半轴轮39、40分别具有内齿部，所属的用于传递转矩的半轴利用相应的外齿部能够抗转动地接合到所述内齿部中。

所述离合器单元12（其详细地在所述图2和3中示出）轴向地布置在所述第一驱动轮14和所述第二驱动轮16之间。所述离合器单元包括：输入部件42，所述输入部件与所述驱动轴9抗转动地连接并且轴向固定；第一输出部件43，其与所述第一驱动轮14固定连接；和第二输出部件44，其与所述第二驱动轮16固定连接。设置有耦联元件45，其能够使所述输入部件42可选地与所述第一输出部件43或所述第二输出部件44连接用于传递转矩。所述耦联元件45以滑动套筒的形式设计，滑动套筒抗转动地保持在所述输入部件44上并且能够轴向移位地保持。

所述滑动套筒45的操纵通过所述根据本发明的促动机构1进行。所述促动机构1具有以电马达的形式的驱动器46和旋转-平移变换器47，所述旋转-平移变换器将转动运动变换成线性运动。所述变换器单元47尤其以螺纹主轴的形式设计并且包括能够转动地驱动的主轴部件48和与其螺旋连接的移位部件49，所述移位部件在所述主轴部件转动时轴向运动。在以轴管的形式设计的移位部件49处固定有以切换叉的形式的操纵元件50。所述切换叉50利用两个滑动块52接合到所述滑动套筒45的环凹槽53中。所述促动机构1能够由电子的调节单元ECU来操控并且由所述调节单元按需求地、依赖于所述机动车的当前的或期望的行驶状态被操控。

为了准确操控或者说定位所述切换套筒45设置有第一传感器器件54，所述第一传感器器件能够检测代表所述切换叉50的或者说所述切换套筒45的轴向的位置的信号并且能够将其传送到所述调节单元处。所述第一传感器器件54设计为无接触的位移传感器、尤其设计为磁场传感器或感应的传感器。使用无接触的传感器具有小的功率损失的和小的磨损的优点。所述无接触的传感器与信号发送器55共同作用。在此，所述传感器54检测所述信号发送器55的轴向的位置并且将相应的传感器信号传送到所述电子的调节单元处。所述信号发送器55与所述主轴套管49连接，从而所述信号发送器在操纵所述促动器13时与所述主轴套管一起轴向运动。所述信号发送器55容纳在载体元件中，所述载体元件与所述主轴套管借助于螺旋连接56来固定。备选于所述位移传感器，也能够为了得出所述切换叉的位置使用转动角度传感器，所述转动角度传感器传感所述促动器驱动器46的转动运动，由所述转动运动而后算出所述切换叉的位置。

附加地，为了控制所述促动机构1使用由第二传感器器件检测的数据。所述第二传感器器件尤其检测代表用于使得所述滑动套筒45、或所述主轴套管49轴向运动的力的变量。例如，用于操控所述促动器的电流信号能够得到检测，所述电流信号对于所述待使用用以驱动所述主轴部件48的力有代表意义。所述第二传感器器件也能够称为力传感器。

所述离合器单元12此外每输出部件43、44地包括同步机构57、57'，利用所述同步机构在所述切换之前进行与彼此要连接的结构部件、也就是说在所述输入部件42和所述相应的输出部件43、44之间的转速相适应。因为所述同步机构57、57'相同地建立，故代表性地仅仅描述一个。所述同步机构57具有带有内锥体的外环58、带有外锥体的内环59和布置在其之间的中间环60。所述外环58与所述输入部件42如下地抗转动地连接，使得两者一起围绕所述转动轴线A9旋转，其中，在输入部件42和外环58之间实现受限的相对转动。所述中间环60与所述输出部件43抗转动地连接。所述内环59又与所述输入部件42抗转动地连接。通过所述设计方案保证，当所述滑动套筒45和相应的输出部件43、44一起以相同的转速旋转、也就是说是同步时，两者才实现置入接合。所述同步借助于多个周缘分布的受压件（Druckstück）62来实现，所述受压件与所述输入部件42如下地抗转动地连接，使得所述受压件与所述输入部件一起旋转。通过所述滑动套筒45轴向运动，使得所述受压件62对着所述外环58来加载，从而在一方面外环58和中间环60、和另一方面中间环60和内环59之间的面配合处产生摩擦配合。所述摩擦配合引起在输入部件42和相应的输出部件43、44之间的转速相适应。如果要连接的部件同步转动，则所述滑动套筒45能够完全地移位到所述接合位置中，从而输入部件42和所述相应的输出部件43、44与彼此连接用于传递转矩。所述受压件62相应通过球63（所述球由弹簧64径向向外预紧）与所述滑动套筒45连接。在此，所述球63相应形状配合地接合到所述滑动套筒45的内部的凹槽65中。如果所述滑动套筒45的轴向的操纵力超过所述球63的保持力，则所述球克服所述弹簧64的预紧力径向向内运动，从而所述滑动套筒能够继续朝着所述相应的输出部件43、44的方向上移位。

所述第一输出部件43与第一环66固定连接、尤其焊接。为此，所述第一环66具有环形的凹口，所述输出部件43置入在所述凹口中。径向内部地，所述第一环66具有毂区段，所述毂区段安装在所述第一驱动轮14的套管凸肩67上并且与所述套管凸肩焊接（69）。第一输出部件43、第一环66和第一驱动轮14一起形成第一齿轮，所述第一齿轮借助于所述支承器件19能够转动地支承在所述驱动轴9上。所述支承器件20、21设计为滑动支承件并且包括两个支承件衬套，其中，也能够考虑其它适合的支承器件。所述第一齿轮沿轴向的方向固定在第一盘72和第二盘73之间。所述第一盘72以过盈配合安坐在所述驱动轴9的安坐面上并且抵靠所述驱动轴的肩部地轴向支撑。所述第二盘73通过止动环74相对于所述驱动轴9沿着相反的轴向的方向支撑。所述第二输出部件44、所述第二环66'和所述第二驱动轮16相应形成第二齿轮，所述第二齿轮类似于所述第一齿轮设计。就此而言在所有的共性方面参考关于所述第一齿轮的描述，其中，彼此相应的细节设有带有符号（Indizes）的相同的附图标记。

为了实现转动的结构部件的良好的润滑剂供应和长的寿命，所述驱动轴9具有纵向开孔75以及各用于布置在其上的轮42、14、16的安坐面具有多个在周缘上分布的横向开孔76、77、77'。所述输入部件42以压配合与所述驱动轴9抗转动地连接。为了轴向止动设置有止动环78，所述止动环接合到所述驱动轴的或所述输入部件的相应的环凹槽中。

在下面特别参考图4至7来阐述所述根据本发明的驱动机构2的切换。图4示意性地示出带有用于驱动所述车辆轴80的电马达3的驱动机构2。能够看出所述车辆轴80的半轴81、82和与其连接的轮83、84。

如上面阐述的那样，所述驱动机构2具有两挡位切换，所述两挡位切换由第一功率路径和功能上并行的第二功率路径形成。通过相应操控所述离合器单元12能够将转矩可选地通过所述第一功率路径或备选地通过所述第二功率路径从所述电马达3传递到所述差速器5或所述驱动轴80上。

在图5中示出所述离合器单元12在中间位置（N）中，所述中间位置也能够称为空挡位置。与所述电马达3驱动连接的结构部件粗体地示出。能够看出，所述切换套筒45在所述中间位置中处于中央的位置中。在所述位置中所述电马达3和所述差速器5与彼此退耦，从而没有转矩传递能够在所述半轴81、82和所述电马达3之间进行。当所述机动车在故障的情况中必须被拖曳时，这例如是要求的。

在所述第一切换位置（C1）中（其在图6中示出），所述滑动套筒45与所述第一输出部件43、或第一驱动轮14抗转动地连接。转矩从所述电马达3通过所述第一功率路径传递到所述差速器5上，所述第一功率路径粗体示出。所述第一功率路径包括由所述电马达3驱动的驱动轴9、所述输入部件42、所述第一驱动轮14、所述第一中间轮15、所述中间轴10和所述输出轮18，所述输出轮与所述环轮19为了驱动所述差速器5处于齿部接合。

在所述第二切换位置（C2）（其在图7中示出）中，所述滑动套筒45与所述第二输出部件44、或第二驱动轮16耦联，从而转矩通过所述第二功率路径被传递，所述第二功率路径又粗体示出。所述第二功率路径包括所述驱动轴9、所述输入部件42、所述第二驱动轮16、所述第二中间轮17、所述中间轴10和所述输出轮18，所述输出轮与所述环轮19啮合。

总体上，所述驱动机构2具有三个齿轮配合：所述第一驱动轮14和所述第一中间轮15（第一齿轮配合）、所述第二驱动轮16和所述第二中间轮17（第二齿轮配合）以及所述输出轮18和所述环轮19（第三齿轮配合）。根据所述离合器单元12的切换位置，所述驱动通过所述第一或所述第二齿轮配合进行，从而获得两个挡位切换级。

所述电驱动装置的控制优选地在考虑尤其代表所述驱动轴9的转速的变量和代表所述中间轴10的转速的变量为输入变量的情况下进行。这例如能够为所述电马达3的马达转速和所述车辆轮83、84的轮转速，从其中能够得出所述驱动轴9的和所述中间轴10的转速。所述轴转速的计算是重要的，以便借助于所述电马达3建立所述驱动轴的转速与所述中间轴的转速的相适应。所述电子的调节单元从所述促动机构1获得控制信号（例如哪个切换位置被置入）作为另外的输入变量以用于控制所述电驱动。这例如是重要的，以便当所述第一或第二挡位切换级可靠地被置入时，所述电马达3才将转矩导入到所述驱动机构2中。

根据本发明的用于控制所述促动机构1的方法能够包括下列步骤：传感代表所述操纵元件45的位置的位置信号；传感代表用于使得所述操纵元件45移位的操纵力的力信号；以及借助于所述电子的调节单元依赖于所述位置信号和所述力信号来控制所述促动器驱动46。通过控制技术地联结位置信号和力信号，实现所述促动机构的校准，从而在运行时出现的位置变化和公差变化能够针对于所述控制被考虑。借助于所述位置传感器（其能够设计为位移传感器或转动角度传感器）能够得出所述切换套筒45的位置。借助于所述力传感器，所有的在运行时出现的、所述轴向力的变化能够得到记录并且被配属于所述切换套筒45的相应所属的位置。

为了校准所述机构，在第一联接过程（Kupplungsvorgang）中所述切换套筒4的端部位置被驶向并且通过所述力信号的跳跃式的上升来传感。所述上升能够在图11c）中识别为峰值85。在此，所述端部位置代表所述离合器单元12在所述第一或第二联接位置中的端部止挡。同时，所属的由所述位移传感器检测的端部位置数值86被储存。在后来的联接过程中所述寄存的端部位置数值能够在操控所述促动器驱动器46时如下地被考虑，使得所述操纵元件45在到达所述端部位置之前被制动。由此实现高的切换舒适性。

在到达所述端部位置之后，所述操纵元件45以定义的路径运动到与所述端部位置轴向间隔开的联接位置中。所述联接位置在图12中示出，其中，所述略微的返回行驶通过箭头示出。通过所述返回行驶使得摩擦力在所述耦合的状态中被减少，因为在所述促动机构中或在所述离合器中轴向间隙被调整。在所述端部位置和所述联接位置之间的轴向的间距或所述路径（所述操纵元件又以所述路径返回行驶）例如能够在0和1.0mm之间。在后来的联接过程中，所述促动器驱动器46能够如下地被操控，使得所述操纵元件45直接地运动到所述联接位置中，也就是说在到达所述端部位置之前停止在所述联接位置中。

根据另一可行方案（其基于所述校准来获得），所述驱动器46能够在所述联接过程中如下地被操控，使得所述操纵元件45的进给速度在到达所述同步位置（所述同步位置在图9中示出）之前减少。

当在离合器输入部件和离合器输出部件之间的相对的转速差在规定的持续时间之后还没有落到预确定的差转速数值之下，则使得所述切换或联接过程中断并且所述滑动套筒又行驶到中间位置中。

在下面按照附图8至12来描述从所述中间位置（N）到所述第一切换位置（C1）中的联接或切换进程。在图8至12中，细节a）相应示出所述离合器单元12，细节b）示出所述离合器的一部分作为展开，以及c）示出所属的特性线图表。在所述特性线图表中，上部的线相应示出所述第一传感器器件54的位置信号（P），第二线示出用于驱动所述车辆驱动轴的电马达3的转矩M，第三线示出所述电马达3的转速n并且下部的线示出在所述操纵元件45处作用的力F。在所述图中示出的曲线图根据实验地得出；所述基本原理然而在现实中同样适用。为了简化仅仅画入所述附图标记的一部分。

图8a）至8c）示出所述机构的中间位置（N）。没有挡位被切换。为了使得在输入部件42和输出部件43之间的转速相适应提高所述电马达3的马达转矩M或马达转速n。所述区域在所述图中灰色地画上阴影，其中，对于所述马达转矩的提高的数值以M1并且对于所述马达转速的提高的数值以n1来画入。在继续的过程中，所述耦联元件45由所述操纵元件50（所述操纵元件由所述促动器驱动器46驱动）朝着联接位置（C1）的方向行驶。在此所述滑动块贴靠到设计为滑动套筒的耦联元件45的贴靠面处并且朝着期望挡位的方向上移位所述耦联元件。

在图9a）至9c）中示出预同步。所述受压件62对着所述中间环60（所述中间环也能够称为摩擦环）的锥体面加载所述外同步环58。由于在所述滑动套筒45和所述输出部件43之间的转速差使得所述外同步环58转动，这能够在图9b）中良好地看出。所述滑动套筒45的齿相对于所述外同步环58的齿在周缘方向上略微偏置，从而只要存在转速差，所述滑动套筒45的转换（Durchschalten）是不可行的。所述描述的切换状态在所述图表中灰色地画上阴影。能够看出对于在所述切换爪处作用的力F的提高的数值，所述力以F2标记。所属的传感器信号以S2画入。

在所述同步的继续的过程中，所述滑动套筒45继续运动，由此所述滑动套筒接触所述滑动套筒的和所述外同步环58的端面侧的倾斜部。以此开始所述主同步，其没有单独示出。在所述主同步的范围中，使得所述切换力分工地（arbeitsteilig）通过所述受压件62和通过所述滑动套筒45导入到所述外同步环58中。在所谓的滑行阶段期间所述滑动套筒不能够转换。

随着到达同步运转（Gleichlaufs）（S）（其在图10中示出），在所述同步环之间的摩擦力矩朝0下降。这引起，在所述滑动套筒45处作用的轴向力相应减少，这在图10c）中以F3标记。打开作用的齿部力矩通过所述齿倾斜部引起所述外同步环58相对于所述滑动套筒45的返回转动，这能够在图10b）中看出。所述滑动套筒45能够在所述位置中继续朝着期望挡位或联接位置的方向上移位。在此所述受压件62的弹簧加载的球63由所述滑动套筒45越过（überschoben），以此结束所述同步。

在下面的、接合（Eindockens）所述滑动套筒45的齿部和所述输出轮43的齿部的方法步骤中，所述滑动套筒的端面侧的齿部倾斜部碰到所述输出轮43的齿部倾斜部上，这引起重新的力上升，其能够在图10b）中看出并且以F4标记。所述滑动套筒45使得所述输出轮43相对于所述外同步环58转动。所述切换是自由的，这引起所述轴向力的下降（F5）并且在所述滑动套筒齿部和所述输出轮齿部之间能够形成所述形状配合。图11示出所述方法步骤，在其中所述滑动套筒45滑上到所述输出轮43上。以这种方式在所述输入轮42或所述驱动轴9和所述输出轮43之间形成所述功率流。所述移位方向通过箭头表示。

在继续移位所述滑动套筒45时到达所述端部止挡，这通过作用到所述滑动套筒45上的力F的重新的力上升变得明显并且由所述力传感器器件检测。所述力上升在图11c）中以F6标记。在到达所述端部止挡之后使得所述切换叉50利用所述滑动块又略微地返回运动到所述联接位置中，所述联接位置也能够称为挡位位置。所述返回运动（这在图12中通过向右的箭头示出）例如通过0.5mm至1.0mm的路段进行。在所述切换叉处的力F又明显下降，这在图12c）中以F7标记。

随着到达所述联接位置C1，在输入轮42之间通过所述滑动套筒45到所述输出轮43或与其固定地连接的齿轮14上的力流是闭合的。用于所述电驱动的E马达3能够被通电，这在提高的转矩M8处能够看出。

附图标记列表

1 促动器机构

2 驱动机构

3 电马达

4 切换传动机构

5 差速器传动机构

6 定子

7 转子

8 马达轴

9 驱动轴

10 中间轴

11 差速器支架

12 离合器单元

13

14 第一驱动轮

15 第一中间轮

16 第二驱动轮

17 第二中间轮

18 输出轮

19 环轮

20 支承器件

21 支承器件

22 轴齿部

23 轴齿部

24 支承器件

25 支承器件

26 壳体

27 径向轴密封环

28 第一壳体部件

29 第二壳体部件

30 连接器件

32 支承器件

33 支承器件

34 支承器件

35 支承器件

36 径向轴密封环

37 径向轴密封环

38 差速器轮

39 半轴轮

40 半轴轮

41 轴颈

42 输入部件

43 第一输出部件

44 第二输出部件

45 耦联元件

46 促动器驱动器

47 变换器单元

48 主轴

49 主轴套管

50 切换叉

52 滑动块

53 环凹槽

54 传感器

55 信号发送器

56 螺旋连接

57、57' 同步机构

58、58' 外环

59、59' 内环

60、60' 中间环

62 受压件

63 球

64 弹簧

65 凹槽

66、66' 第一环

67、67' 套管凸肩

69、69' 焊接连接

70 供给元件

71 径向缝隙

72、72' 第一盘

73、73' 第二盘

74、74' 止动环

75 纵向开孔

76 横向开孔

77、77' 横向开孔

78 止动环

80 车辆轴

81 半轴

82 半轴

83 轮

84 轮

A 转动轴线

C1、C2 切换位置

E 平面

F 力

M 转矩

N 中间位置

n 转速

P 位置

S 同步位置。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.用于控制用于在机动车的驱动系中的离合器的促动机构的方法，其中，所述促动机构具有促动器驱动器（46）用于移位用于操纵离合器单元（12）的操纵元件（50），其中，所述方法具有如下步骤：

传感代表所述操纵元件（50）的位置（P）的位置信号；

传感代表用于移位所述操纵元件（50）的操纵力（F）的力信号；

结合传感的位置信号和所属的传感的力信号以用于确定所述操纵元件的准确的位置；

借助于电子的调节单元（ECU）依赖于所述位置信号和与所述位置信号结合的所述力信号来控制所述促动器驱动器（46）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在第一联接过程中，所述操纵元件（45）的代表所述离合器单元（12）的端部止挡的端部位置通过所述力信号的跳跃式的上升（F6）来传感并且所属的端部位置数值（P6）被储存，并且

在至少一个后来的联接过程中，所述端部位置数值由所述电子的调节单元（ECU）在操控所述促动器驱动器（46）时如下地考虑，使得所述操纵元件（50）在到达所述端部位置之前被制动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述端部位置数值（P6）基于在所述力信号的跳跃式的上升（F6）的时间点传感的位置信号来定义。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

所述操纵元件（50）在到达所述端部位置之后以定义的位移运动到与所述端部位置轴向间隔开的联接位置（C1、C2）中。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，

所述促动器驱动器（46）在后来的联接过程中如下地被操控，使得所述操纵元件（50）直接地运动到所述联接位置（C1、C2）中，也就是说在到达所述端部位置之前停止在所述联接位置中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，

所述离合器单元（12）包括同步机构（58、59、60；58'、59'、60'），其在所述操纵元件（50）的同步位置（S）中使得离合器输入部件（42）的第一转速和离合器输出部件（43、44）的第二转速彼此相适应，

其中，所述促动器驱动器（46）在所述联接过程中如下地被操控，

使得所述操纵元件（50）的进给速度在到达所述同步位置（S）之前减少。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

当在所述离合器输入部件（42）和所述离合器输出部件（43、44）之间的相对的转速差落在预确定的差转速数值之下时，则所述操纵元件（50）的进给速度又被提高。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，

当所述相对的转速差在规定的持续时间之后仍始终大于所述预确定的差转速数值时，则所述操纵元件（50）返回行驶到中间位置（N）中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，

传感所述位置信号的方法步骤包括下列子步骤中的至少一个：

传感代表所述操纵元件（50）的位移的位移信号并且由所述位移信号得出所述位置；

传感代表所述促动器驱动器（46）的转动运动的转动信号并且由所述转动信号得出所述位置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，

用于使得所述操纵元件（50）运动的促动器驱动器（46）为电马达，其中，传感所述力信号的方法步骤包括下列子步骤：

传感所述电马达的电流强度并且由所述电马达的电流强度计算所述操纵元件（50）的力（F）。

11.驱动机构，带有在机动车的驱动系中的离合器单元和用于操纵所述离合器单元的促动机构（1），

其中，所述离合器单元（12）借助于所述促动机构（1）可选地能够运送到联接位置（C1、C2）中以及到中间位置（N）中，在所述联接位置中转矩在离合器输入部件（42）和离合器输出部件（43、44）之间被传递，在所述中间位置中所述离合器输入部件（42）和所述离合器输出部件（43、44）能够相对于彼此自由地转动，

其中，所述离合器单元（12）包括同步机构（58、59、60；58'、59'、60'），所述同步机构在到所述联接位置（C1、C2）中闭合之前引起在所述离合器输入部件（42）和所述离合器输出部件（43、44）之间的转速相适应；

其中，所述促动机构具有

促动器驱动器（46），带有转动地能够驱动的轴，

旋转-平移变换器（47），所述旋转-平移变换器将所述轴的转动运动变换成操纵元件（50）的平移的运动，

第一传感器器件（54、55），所述第一传感器器件传感代表所述操纵元件（50）的平移的运动的位置信号，

第二传感器器件，所述第二传感器器件传感代表所述促动器驱动器（46）的力的力信号，以及

电子的调节单元（ECU），用于控制所述促动器驱动器（46），其中，所述电子的调节单元（ECU）与所述第一传感器器件（54）以及与所述第二传感器器件连接，以便将传感的位置信号和传感的力信号为了准确地确定所述操纵元件（50）的位置而与彼此结合并且用于控制所述促动器驱动器（46）。

12.根据权利要求11所述的驱动机构，其特征在于，

所述第一传感器器件（54、55）包括位移传感器，所述位移传感器至少间接地传感所述操纵元件（50）的运动、也就是说尤其借助于固定在所述移位部件（49）处的信号发送器（55）进行传感，所述信号发送器的位置能够由所述第一传感器器件（54）检测。

13.根据权利要求11或12所述的驱动机构，其特征在于，所述第一传感器器件（54、55）包括转动角度传感器，所述转动角度传感器至少间接地传感所述促动器驱动器（46）的转动运动，其中，由所述传感的、所述促动器驱动器（46）的转动运动得出所述操纵元件（50）的位置。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的驱动机构，其特征在于，

所述第二传感器器件包括电流传感器，所述电流传感器传感所述促动器驱动器（46）的电流需求。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的驱动机构，其特征在于，

所述旋转-平移变换器（47）包括螺纹主轴，所述螺纹主轴带有：主轴部件（48），所述主轴部件由所述轴转动地能够驱动；和与所述主轴部件（48）螺旋连接的移位部件（49），所述移位部件相对于壳体（26）抗转动地并且纵向能够移位地引导，从而所述主轴部件（48）的转动引起所述移位部件（48）的轴向移位，

其中，所述操纵元件（50）轴向固定在所述移位部件（49）处。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的驱动机构，其特征在于，

所述离合器输入部件（42）与驱动轴（9）抗转动地连接，并且

所述离合器输出部件（43、44）与在所述驱动轴（9）上能够转动地支承的第一驱动轮（14）抗转动地连接。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的驱动机构，其特征在于，

所述离合器单元（12）包括两个离合器输出部件（43、44）并且设置有耦联元件（45），所述耦联元件与所述促动机构（1）的操纵元件（50）固定连接，其中，所述耦联元件（45）能够被运送：

到中间位置（N）中，在所述中间位置中所述离合器输入部件（42）、所述第一离合器输出部件（43）和所述第二离合器输出部件（44）能够相对于彼此自由地转动，或

到第一联接位置（C1）中，在所述第一联接位置中，所述离合器输入部件（42）与所述第一离合器输出部件（43）连接成用于传递转矩，或

到第二联接位置（C2）中，在所述第二联接位置中，所述离合器输入部件（42）与所述第二离合器输出部件（44）连接成用于传递转矩。

18.根据权利要求17所述的驱动机构，其特征在于，

所述耦联元件（45）以滑动套筒的形式来设计，所述滑动套筒相对于所述离合器输入部件（42）抗转动地并且轴向能够移位地保持。