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Title:
ELECTRIC MOTOR FOR OPERATING SWITCH ELEMENTS FOR AUTOMATIC TRANSMISSION AND SYSTEM HAVING ELECTRIC MOTORS OF THIS KIND
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/170341
Kind Code:
A1
Abstract:
An electric motor (10) for operating the switch elements of an automatic transmission for a vehicle has an actuation device (12) mounted thereon for actuating the electric motor (10). The actuation device (12) can be coupled in a communication-enabled manner to a data bus (40). The actuation device (12) has a communication module (14) for communication with at least one further actuation device (22; 32) of at least one further electric motor (20; 30), said further actuation device (22; 32) being able to be coupled in a communication-enabled manner to the data bus (40).

Inventors:
LOIBL JOSEF (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/052819
Publication Date:
September 12, 2019
Filing Date:
February 06, 2019
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
B60R16/023; F16H61/32
Domestic Patent References:
WO2011026457A12011-03-10
WO2009082994A12009-07-09
WO2017153174A12017-09-14
Foreign References:
DE102015226351A12017-06-22
DE10036601A12002-02-07
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Elektromotor (10) zur Betätigung von Schaltelementen eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, wobei der Elektromotor (10) ein daran montiertes Ansteuergerät (12) zur Ansteuerung des Elektromotors (10) aufweist, das kommunikationsfähig mit einem Datenbus (40) koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuergerät (12) ein Kommunikationsmodul (14) zur Kommunikation mit zumindest einem weiteren mit dem Datenbus (40) kommunikationsfähig koppelbaren Ansteuergerät (22; 32) zumindest eines weiteren Elektromotors (20; 30) aufweist.

2. Elektromotor (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das an dem Elektromotor (10) montierte Ansteuergerät (12) zusätzlich zu dem Kommunikationsmodul (14) ein Basismodul zur Durchführung von Basisfunktionen, die sich auf den Betrieb des Elektromotors beziehen, und ein Zusatzmodul zur Durchführung von Zusatzfunktionen, die sich auf die Betätigung der Schaltelemente des Automatikgetriebes beziehen, aufweist.

3. Elektromotor (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmodul des Ansteuergeräts (12) eingerichtet ist, um unter vorbestimmten Bedingungen über das Kommunikationsmodul (14) mit dem zumindest einen weiteren Ansteuergerät (22; 32) zur Durchführung entsprechender Zusatzfunktionen an dem zumindest einen weiteren Elektromotor (20; 30) zu interagieren.

4. Elektromotor (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Bedingung eine Funktionsstörung des zumindest einen weiteren Ansteuergeräts (22; 32) umfasst.

5. Elektromotor (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Bedingung das Fehlen eines Zusatzmoduls zur Durchführung von Zusatzfunktionen, die sich auf die Betätigung der Schaltelemente des Automatikgetriebes beziehen, in dem zumindest einen weiteren Ansteuergerät (22; 32) umfasst.

6. Elektromotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuergerät (12) über ein externes Anschlusselement (13) mit dem Datenbus (40) verbindbar ist.

7. Elektromotor (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuergerät (12) über das externe Anschlusselement (13) mit einer zumindest abschnittsweise im Datenbus (40) mitgeführten Zuleitung (41 ) für elektrische Energie verbindbar ist.

8. Elektromotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuergerät (12) eine interne Steckverbindung (18) zur trennbaren elektrischen Verbindung zwischen dem Elektromotor (10) und dem Ansteuergerät zur abnehmbaren Montage des Ansteuergeräts (12) an dem Elektromotor (10) aufweist.

9. System zur Betätigung von Schaltelementen eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug, wobei das System zumindest einen Elektromotor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und zumindest einen weiteren Elektromotor (20; 30) mit einem daran montierten Ansteuergerät (22; 32) mit einem Kommunikationsmodul (24; 34) aufweist, wobei das Kommunikationsmodul (14) des zumindest einen Elektromotors (10) und das Kommunikationsmodul (24; 34) des zumindest einen weiteren Elektromotors (20; 30) über einen Datenbus (40) kommunikationsfähig miteinander in Verbindung stehen.

10. System zur Betätigung von Schaltelementen eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Funktionalitäten von zumindest einem der im System vorhandenen Ansteuergeräte (12; 22; 32) über die entsprechenden Kommunikationsmodule (14; 24; 34) für zumindest eines anderen der im System vorhandenen Ansteuergeräte (12; 22; 32) nutzbar gemacht werden.

Description:
Elektromotor zur Betätigung von Schaltelementen für Automatikgetriebe

und System mit solchen Elektromotoren

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor zur Betätigung von Schaltelementen für Automatikgetriebe, die in Fahrzeugen Verwendung finden. Ferner betrifft die Erfindung ein System mit solchen Elektromotoren. Die Erfindung ist insbesondere auf ein Konzept mit Elektromotoren zur Betätigung von Schaltelementen für Automatikgetriebe mit verteilter Intelligenz gerichtet.

In bekannten Automatikgetrieben, die als Doppelkupplungsgetriebe ausgestaltet sein können, werden in der Regel Ventile bzw. Druckregler zur Betätigung von Schaltelementen eingesetzt. In der Vergangenheit wurden auch Automatikgetriebe entwickelt, die als Betätigungselemente Elektromotoren beispielsweise in der Form von bürstenlosen Gleichstrommotoren einsetzen. Dabei sind Betätigungselemente bekannt, in denen eine Steuerelektronik und ein oder mehrere Elektromotoren zur Betätigung der Schaltelemente eingesetzt werden. Ferner sind nach dem Stand der Technik Ausführungen von Automatikgetrieben bekannt, bei denen eine Vielzahl von bürstenlosen Gleichstrommotoren verbaut sind und ein zentrales Steuergerät vorgesehen ist, das jeden der Motoren über ein Kommunikationssystem ansteuert.

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Elektromotor zur Betätigung von Schaltelementen eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Der Elektromotor kann ein daran montiertes Ansteuergerät zur Ansteuerung des Elektromotors aufweisen, das kommunikationsfähig mit einem Datenbus koppelbar ist. Das Ansteuergerät kann ein Kommunikationsmodul zur Kommunikation mit zumindest einem weiteren mit dem Datenbus kommunikationsfähig koppelbaren Ansteuergerät zumindest eines weiteren Elektromotors aufweisen.

Der Elektromotor kann dabei als bürstenloser Gleichstrommotor ausgestaltet sein. Andere Ausführungen des Elektromotors sind ebenfalls denkbar. Das Schaltelement kann ein Element des Automatikgetriebes sein, das an einem Schaltstufenwechsel des Automatikgetriebes beteiligt ist. Insbesondere kann das Schaltelement eine Schaltgabel sein oder das Schaltelement kann als Kupplung oder die Kupplung betätigendes Element ausgeführt sein.

Das Automatikgetriebe, auf das der Elektromotor Anwendung finden kann, kann als Doppelkupplungsgetriebe mit zwei oder mehr Schaltstufen ausgestaltet sein. Andere Bauarten des Automatikgetriebes sind denkbar, solange ein Schaltelement verwendet wird, um Schaltstufen des Automatikgetriebes zu schalten. Das Fahrzeug, auf das die Ausführungsform Anwendung findet, kann jedes Fahrzeug sein, bei dem ein Automatikgetriebe zum Übertragen einer Antriebskraft von einer Antriebsquelle auf Räder oder Ähnliches vorgesehen ist. Beispielsweise kann das Fahrzeug als eine Arbeitsmaschine in der Form einer Landmaschine, einer Forstmaschine oder einer sonstigen selbstfahrenden Maschine ausgestaltet sein oder es kann als Fahrzeug zur Personenbeförderung ausgeführt sein.

Der Datenbus kann als CAN-Bus, CAN-FD-Bus, FlexRay-Bus oder Ethernet-Bus ausgestaltet sein. Diese Formen des Datenbusses sind im Stand der Technik bekannt und können in der vorliegenden Ausführungsform Anwendung finden, solange eine Kommunikation über den Datenbus erfolgen kann. Das Ansteuergerät, das an dem Elektromotor montiert ist, kann als eigenständige Einheit aufgebaut sein und elektronische Elemente, wie z.B. einen Prozessor, einen Datenspeicher, eine

Schnittstelle und andere Elemente, aufweisen. Die Elemente können auf einer Platine montiert sein, die von einem Gehäuse umschlossen ist. Das Gehäuse kann so ausgestaltet sein, dass dieses die Platine mit den daran angebrachten Elementen vor äußeren Einflüssen, wie z.B. Feuchtigkeit oder Staub, schützt. Das Kommunikationsmodul kann ein im Ansteuergerät vorgesehenes Modul sein, das im Datenaustausch mit dem Datenbus stehen kann, um Daten, Signale oder andere Informationen übertragen zu können. Das Kommunikationsmodul kann dazu eingerichtet sein, um im Ansteuergerät vorliegende Daten, Signale oder anderweitige Informationen so umzuformen, dass eine Übertragung über den Datenbus und entsprechende Weiterverarbeitung erfolgen kann. Das weitere mit dem Datenbus kommunikationsfähig koppelbare Ansteuergerät kann die identische Ausgestaltung wie das Ansteuergerät des Elektromotors haben. Gleiches gilt für den weiteren Elektromotor, so dass dieser denselben Aufbau haben kann wie der Elektromotor. Das an dem Elektromotor montierte Ansteuergerät weist zusätzlich zu dem Kommunikationsmodul ein Basismodul zur Durchführung von Basisfunktionen, die sich auf den Betrieb des Elektromotors beziehen, und ein Zusatzmodul zur Durchführung von Zusatzfunktionen auf, die sich auf die Betätigung der Schaltelemente des Automatikgetriebes beziehen. Dabei können die Basisfunktionen solche Funktionen betreffen, die für den Betrieb des Elektromotors erforderlich sind, wie z.B. eine Kommutierung des zu einem Stator und/oder einem Rotor des Elektromotors zugeführten Stroms, eine Drehzahlregelung, eine Schrittregelung und eine Drehmomentregelung. Andere Funktionen, die unter Basisfunktionen gefasst werden können, können von dem Basismodul durchgeführt werden.

Die Zusatzfunktionen betreffen solche Funktionen, die außerhalb des grundlegenden Betriebs des Elektromotors liegen. Insbesondere betreffen die Zusatzfunktionen die Ansteuerung des Elektromotors in einer vorbestimmten Zeitabfolge, mit einem vorbestimmten Drehwinkel, mit einem vorbestimmten Drehmoment und dergleichen, wobei diese Abfolgen für die Vornahme eines Umschaltvorgangs der Schaltstufen des Automatikgetriebes benötigt werden. Insbesondere betreffen die Zusatzfunktionen eine Regel- bzw. Steuerstrategie, die bspw. in dem Speicher des Ansteuergeräts abgelegt und durch ein lauffähiges Programm abrufbar sind. Das Abrufen der Funktionen kann dabei durch von außen zugeführte Signale, Daten oder Informationen ausgelöst und beendet werden.

Das Zusatzmodul des Ansteuergeräts ist eingerichtet, um unter vorbestimmten Bedingungen über das Kommunikationsmodul mit dem zumindest einen weiteren Ansteuergerät zur Durchführung entsprechender Zusatzfunktionen an dem zumindest einen weiteren Elektromotor zu interagieren. Das Ansteuergerät des Elektromotors weist dazu das Kommunikationsmodul auf, das über den Datenbus mit dem weiteren Ansteuergerät des zumindest einen weiteren Elektromotors kommunizieren kann. Dabei können die oben genannten Zusatzfunktionen, die dem Ansteuergerät des Elektromotors zugeordnet sind, den Betrieb des weiteren Elektromotors beeinflussen. Eine vorbestimmte Bedingung für die vorstehend genannte Interaktion kann dabei eine Funktionsstörung des zumindest einen weiteren Ansteuergeräts umfassen. Weitere Bedingungen können festgelegt werden, wie z.B. eine dauerhafte oder temporäre Interaktion, wobei die temporäre Interaktion durch ein von außen zugeführtes Signal ausgelöst werden kann.

Ferner kann eine vorbestimmte Bedingung das Fehlen eines Zusatzmoduls zur Durchführung von Zusatzfunktionen, die sich auf die Betätigung der Schaltelemente des Automatikgetriebes beziehen, in dem zumindest einen weiteren Ansteuergerät umfassen. Dabei kann nach Auslegung das Ansteuergerät des Elektromotors so eingerichtet werden, dass dieses werksseitig für die Ansteuerung von zumindest einem weiteren Elektromotor eingerichtet ist.

Das Ansteuergerät kann über ein externes Anschlusselement mit dem Datenbus verbindbar sein. Hierbei kann eine Steckverbindung verwendet werden, die lösbar ausgestaltet sein kann. Es ist jedoch auch denkbar, eine unlösbare Verbindung zwischen dem Ansteuergerät und dem Datenbus vorzusehen.

Das Ansteuergerät kann über das externe Anschlusselement mit einer zumindest abschnittsweise im Datenbus mitgeführten Zuleitung für elektrische Energie verbindbar sein. Dabei kann die Verbindung zwischen Datenbus und Zuleitung sowie Ansteuergerät über eine Steckverbindung vorgenommen werden. Die mit dem Datenbus mitgeführte Zuleitung für elektrische Energie muss nicht vollständig mit dem Datenbus vereinheitlicht sein. Es ist nämlich möglich, die mitgeführte Zuleitung zumindest abschnittsweise einfach parallel zu dem Datenbus verlaufen zu lassen.

Das Ansteuergerät kann eine interne Steckverbindung zur trennbaren elektrischen Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Ansteuergerät zur abnehmbaren Montage des Ansteuergeräts an den Elektromotor aufweisen. Hierzu kann eine Steckverbindung verwendet werden, die das Abnehmen des Ansteuergeräts von dem Elektromotor ermöglicht. Weitere Elemente zur Montage des Ansteuergeräts an den Elektromotor können vorgesehen werden, wie z.B. Verschraubungen, Clipver- bindungen oder Ähnliches, die die abnehmbare Montage des Ansteuergeräts an dem Elektromotor zulassen.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein System zur Betätigung von Schaltelementen eines Automatikgetriebes für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das System zumindest einen Elektromotor gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform aufweist. Zusätzlich kann das System zumindest einen weiteren Elektromotor mit einem daran montierten Ansteuergerät mit einem Kommunikationsmodul aufweisen. Das Kommunikationsmodul des zumindest einen Elektromotors und das Kommunikationsmodul des zumindest einen weiteren Elektromotors können über den Datenbus kommunikationsfähig miteinander in Verbindung stehen.

Das System zur Betätigung von Schaltelementen eines Automatikgetriebes weist somit mindestens zwei Elektromotoren mit jeweils einem Ansteuergerät auf, wobei die jeweiligen Ansteuergeräte über ihre Kommunikationsmodule unter Zwischenschaltung des Datenbusses kommunizieren können. Mit diesem System wird ermöglicht, dass die Ansteuerung von einem der zwei im System vorgesehenen Elektromotoren durch den anderen der zwei im System vorgesehenen Elektromotoren vorgenommen oder zumindest unterstützt werden kann. Dies kann insbesondere ein dauerhafter Zustand sein oder kann durch äußere Umstände ausgelöst werden, wie z.B. den Ausfall eines Steuergeräts von einem der zwei Elektromotoren. In letztgenanntem Fall kann das Ansteuergerät des Elektromotors, das funktionstüchtig bleibt, die Funktionen des ausgefallenen Ansteuergeräts übernehmen.

Somit können bei dem System Funktionalitäten von zumindest einem der im System vorhandenen Ansteuergeräte über die entsprechenden Kommunikationsmodule für zumindest eines anderen der im System vorhandenen Ansteuergeräte nutzbar gemacht werden.

Das System kann prinzipiell eine beliebige Anzahl von Elektromotoren mit daran angebrachten Ansteuergeräten umfassen. Die Ansteuergeräte können allesamt oder teilweise über den Datenbus miteinander kommunizieren. Es ist auch möglich, bei dem System, bei dem eine Vielzahl von Elektromotoren mit jeweiligen Ansteuergerä- ten vorgesehen ist, ein Ansteuergerät eines Elektromotors mit solchen Funktionalitäten auszustatten, die über diejenigen der anderen Ansteuergeräte im System hinausgehen. Somit kann ein System bereitgestellt werden, bei dem eine Einheit aus Elektromotor und Ansteuergerät als Master-Einheit funktioniert, während die weiteren Einheiten bestehend aus Elektromotor und Ansteuergerät als Slave-Einheit arbeiten.

Das System kann mit einer zentralen Steuereinrichtung des Fahrzeugs über den Datenbus verbunden sein, das Befehle an die jeweils mit dem Datenbus verbundenen Ansteuergeräte abgibt. Dabei können die Funktionalitäten des zentralen Steuergeräts des Fahrzeugs sehr einfach ausgeführt werden, sofern die Funktionalitäten auf das oder die Ansteuergeräte der im System vorhandenen Elektromotoren verlagert werden. Es ist ebenso möglich, das System ohne zentrales Steuergerät auszuführen, wenn die für den Betrieb der Elektromotoren erforderlichen Funktionalitäten allesamt auf den Ansteuergeräten der im System vorhandenen Elektromotoren vorgesehen sind.

Wenn die Ansteuergeräte der Elektromotoren, die im System vorgesehen sind, einen identischen Aufbau und identische Funktionalitäten aufweisen, ist die Herstellung des Ansteuergeräts bzw. der Einheit auf Elektromotor und Ansteuergerät besonders einfach und sind die Elemente untereinander austauschbar, was den Wartungsaufwand minimiert.

Die Anzahl der Elektromotoren, die dem vorstehend beschriebenen System vorgesehen werden, ist an den Anwendungsfall anpassbar. Es können beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr Elektromotoren im System vorgesehen werden.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein System mit einer Anzahl von Elektromotoren, die zur Betätigung von Schaltelementen eines Automatikgetriebes einsetzbar sind.

Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt das System, bei dem drei Elektromotoren 10, 20, 30 vorgesehen sind. Jeder drei Elektromotoren weist ein Ansteuergerät 12, 22, 32 auf, das an dem jeweiligen Elektromotor 10, 20, 30 abnehmbar montiert ist. Zunächst wird der Aufbau des Elektromotors 10 erläutert.

Der Elektromotor 10 weist eine Ausgangswelle 11 auf, die eine Rotation während des Antriebs des Elektromotors 10 bereitstellt. Die Antriebswelle 11 ist mit einem nicht gezeigten Schaltelement eines Automatikgetriebes gekoppelt. Eine vorbestimmte Rotation der Ausgangswelle 11 des Elektromotors 10 bewirkt dabei die Auslösung eines Schaltvorgangs des Automatikgetriebes. Dabei ist die Ausgangswelle 11 über ein Getriebe oder ein Gestänge mit dem Schaltelement verbunden, sodass die Rotation der Ausgangswelle 11 in eine Bewegung des Schaltelements umgesetzt wird.

Der Elektromotor 10 ist in der vorliegenden Ausführungsform als bürstenloser Gleichstrommotor ausgeführt. An der Seite des Elektromotors 10, die der Ausgangswelle entgegengesetzt ist, ist das Ansteuergerät 12 vorgesehen. Das Ansteuergerät 12 weist eine Platine 19 auf, an der verschiedene elektronische Bauelemente montiert sind und elektrisch entsprechend einer vorgegebenen Verschaltung miteinander verbunden sind. Die Elemente umfassen dabei neben einem nicht gezeigten Speicher und einem nicht gezeigten Prozessor einen Drehzahlsensor 15 und ein Kommunikationsmodul 14. Der Drehzahlsensor 15 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Hallsensor ausgestaltet, der die Rotation der Ausgangswelle 11 des Elektromotors 10 über die Rotation eines an der Motorwelle angebrachten Gebermagneten 16 erfasst. Die Signale des Drehzahlsensors 15 werden von dem Ansteuergerät 12 entsprechend verarbeitet.

Das Kommunikationsmodul 14 weist Funktionen zur Kommunikation zwischen dem Ansteuergerät 12 und externen Elementen auf. Das Kommunikationsmodul 14 ist mit einem externen Anschlusselement 13 verbunden. Das externe Anschlusselement 13 ist als Steckerelement ausgeführt und wird weiter unten beschrieben.

Ferner ist an dem Ansteuergerät ein internes Anschlusselement 18 vorgesehen, das über eine Steckverbindung der Zufuhr von elektrischer Energie zu dem Elektromo- tor 10 dient. Das interne Anschlusselement 18 stellt eine trennbare Verbindung zwischen Ansteuergerät 12 und Elektromotor 10 her.

Das Ansteuergerät befindet sich in einem Gehäuse 19, das in der vorliegenden Ausführungsform als Spritzgussteil ausgeführt ist. Dabei umschließt das Gehäuse 19 die Elemente des Ansteuergeräts 12, so dass äußere Einflüsse, wie z. B. das Eindringen von Staub oder Feuchtigkeit, weitestgehend verhindert werden. An der dem Elektromotor 10 abgewandten Seite des Ansteuergeräts 12 ist ein Kühlkörper 17 vorgesehen, der der Abfuhr von Wärme dient, die durch die Elemente des Ansteuergeräts im Betrieb erzeugt werden. Zur Verbesserung der Wärmeabfuhr ist der Kühlkörper 17 mit Rippen versehen.

In Fig. 1 sind drei Elektromotoren 10, 20, 30 dargestellt, die in der vorliegenden Ausführungsform denselben Aufbau aufweisen. Insbesondere ist bei jedem der Ansteuergeräte 12, 22, 32 ein externes Anschlusselement 13, 23, 33 vorgesehen. Die Einheiten aus Elektromotor und Ansteuergerät werden in Verwendung in oder an dem Automatikgetriebe an Positionen montiert, die für die Betätigung der Schaltelemente geeignet ist.

Ferner ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist, ein Datenbus 40 vorgesehen, der entsprechend der Position der Elektromotoren 10, 20, 30 im Fahrzeug verlegt ist und der mit den externen Anschlusselementen 13, 23, 33 verbunden wird. Zusätzlich zu dem Datenbus 40 ist parallel zu diesem eine Zuleitung 41 für elektrische Energie vorgesehen, die ebenfalls mit dem jeweiligen Ansteuergerät über das externe Anschlusselement 13, 23, 33 verbunden wird. Dabei ist das externe Anschlusselement 13, 23, 33 jedes Ansteuergeräts 12, 22, 32 so ausgestaltet, dass sowohl Verbindungsabschnitte für den Datenbus 40 als auch Verbindungsabschnitte für die Zuleitung 41 für elektrische Energie in einem einzigen Anschlusselement 13, 23, 33 vorgesehen sind.

Der Datenbus 40 sowie die Zuleitung 41 für elektrische Energie sind mit einem zentralen Steuergerät 50 des Fahrzeugs verbunden. Das zentrale Steuergerät 50 übernimmt dabei die Steuerung von wesentlichen Funktionen, die für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlich sind, und zusätzlich gibt das zentrale Steuergerät 50 Signale über den Datenbus an die entsprechenden Ansteuergeräte 12, 22, 32 ab.

In der vorliegenden Ausführungsform ist jedes Ansteuergerät 12, 22, 32 durch Hardware und Software so ausgestattet, dass die Durchführung von Basisfunktionen zum Betrieb des Elektromotors und von Zusatzfunktionen zur Betätigung der Schaltelemente gemäß einer Strategie versehen ist. Dabei läuft die Software nach dem Einschalten eines Hauptschalters des Fahrzeugs selbsttätig in dem jeweiligen Ansteuergerät 12, 22, 32 an und kann somit die Basisfunktionen und Zusatzfunktionen ausführen. Dabei betreffen die Basisfunktionen unter anderem die Kommutierung des zu dem Elektromotor 10 zugeführten Stroms, um eine Rotation des Elektromotors herbeizuführen. Die Basisfunktion umfasst ferner eine Drehzahlregelung über den Drehzahlsensor 15 unter Zusammenwirkung mit dem Gebermagnet 16.

Die Zusatzfunktionen umfassen in der vorliegenden Ausführungsform die Ansteuerung des Elektromotors gemäß im Voraus festgelegter Abläufe. Ein solcher Ablauf besteht in der vorliegenden Ausführungsform in einer Rotation um eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen an der Ausgangswelle 1 1 und ggf. einer darauffolgenden vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen der Ausgangswelle 1 1 in der entgegengesetzten Richtung, um den gewünschten Schaltvorgang auszulösen. Eine Vielzahl solcher Abläufe ist in dem Speicher des jeweiligen Ansteuergeräts 12, 22, 32 abgelegt, so dass jedes der Ansteuergeräte 12, 22, 32 sowohl die Basisfunktionen als auch die Zusatzfunktionen ausführen kann. Als Auslöser für die Durchführung der Zusatzfunktionen in der Form von vorbestimmten Abläufen wird in der vorliegenden Ausführungsform von dem zentralen Steuergerät 50 ein Signal an das entsprechende Steuergerät 12, 22, 32 über den Datenbus 40 abgegeben. Nach Empfang des Signals führt das Steuergerät 12, 22, 32 den entsprechenden Ablauf durch Ansteuerung des Elektromotors 10, 20, 30 durch.

In der vorliegenden Ausführungsform werden die Funktionen, die üblicherweise in dem zentralen Steuergerät 50 abgelegt waren, zumindest teilweise autark von dem jeweiligen Ansteuergerät 12, 22, 32 ausgeführt, so dass die Funktionalität des zentralen Steuergeräts 50 vereinfacht werden kann und sich somit eine System mit ver- teilter Intelligenz ergibt. Ferner ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Ausgestaltung der Ansteuergeräte 12, 22, 32 identisch, so dass nur ein einziges Bauteil entwickelt und produziert werden muss, was die Kosten senkt und gleichzeitig die Wartung des Fahrzeugs vereinfacht.

In einer abgewandelten Ausführungsform wird ebenfalls davon ausgegangen, dass der Aufbau der Einheiten aus Elektromotor 10, 20, 30 und Ansteuergerät 12, 22, 32 im Wesentlichen identisch ist. Aufgrund der Kommunikation des jeweiligen Ansteuergeräts 12, 22, 32 mit dem Datenbus 40 können die Ansteuergeräte 12, 22, 32 über die jeweiligen Kommunikationsmodule 14, 24, 34 untereinander Daten austauschen. Unter Verwendung dieser Funktionalität, die mithilfe von Software und Hardware in den Ansteuergeräten 12, 22, 32 angelegt ist, wird ermöglicht, dass eines der Ansteuergeräte 12, 22, 32 die Funktion eines anderen Ansteuergeräts übernimmt, wenn dieses beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion außer Betrieb ist. Hierzu ist über die Einrichtung von Software und Hardware vorgesehen, dass jedes der Ansteuergeräte 12, 22, 32 im Betrieb ermitteln kann, ob eines der Ansteuergeräte außer Betrieb ist. In diesem Fall bewirkt die hierauf ausgelegte Software und Hardware eines Steuergeräts die Übernahme der Funktionalitäten des defekten Ansteuergeräts. Dabei wird beispielsweise bei einem Defekt des Steuergeräts 22 dessen Funktion durch das Ansteuergerät 12 übernommen, wobei ein Datenaustausch zwischen dem Ansteuergerät 12 und dem defekten Ansteuergerät 22 über den Datenbus erfolgt. Voraussetzung für diese Funktionalität ist die Funktionsfähigkeit der jeweiligen Kommunikationsmodule 14 und 24.

Auf diese Weise wird ein System zur Verfügung gestellt, bei dem die Ausfallsicherheit deutlich verbessert ist, da die Funktion von einem defekten Ansteuergerät durch ein intaktes Ansteuergerät übernommen werden kann.

In einer abgewandelten Ausführungsform sind die Einheiten aus Elektromotor 10, 20, 30 und Ansteuergerät 12, 22, 32 nicht identisch aufgebaut. In der vorliegenden Ausführungsform weist eine vorbestimmte Einheit aus Elektromotor 10 und Ansteuergerät 12 einen von den weiteren Ansteuergeräten 22 und 32 abweichend ausgestalteten Aufbau auf. Insbesondere sind dem Ansteuergerät 12 mit dem abweichenden Aufbau besondere Funktionen zugewiesen, so dass dieses Ansteuergerät als Master-Gerät bezeichnet werden kann. Die weiteren Ansteuergeräte 22 und 32 weisen vereinfachte Funktionalitäten auf, so dass diese als Slave-Geräte bezeichnet werden können. In der vorliegenden Ausführungsform wird grundsätzlich ein Teil der Steuerung und Regelung aller Elektromotoren 10, 20, 30 von dem Master-Gerät übernommen, da dieses mit einer erweiterten Funktionalität ausgestattet ist. Insbesondere ist das Master-Gerät mit den vorstehend beschriebenen Zusatzfunktionen versehen, die über die Kommunikation zwischen den Ansteuergeräten 12, 22, 32 allen weiteren Ansteuergeräten verfügbar gemacht werden. Über die Ausgestaltung der Software und Hardware des Master-Geräts ist dieses somit in der Lage, die Zusatzfunktionen an den weiteren im System vorgesehenen Einheiten aus Elektromotor und Ansteuergerät durchzuführen.

Mit dieser Ausführungsform ergibt sich eine Vereinfachung des Gesamtaufbaus, da nur ein kleiner Teil der Einheiten aus Elektromotor und Ansteuergerät mit Zusatzfunktionen ausgestattet werden muss, während eine größere Anzahl der im System vorgesehenen Einheiten aus Elektromotor und Ansteuergerät äußerst einfach ausgestaltet werden kann.

Bezugszeichen , 20, 30 Elektromotor

, 21 , 31 Ausgangswelle

, 22, 32 Ansteuergerät

, 23, 33 Externes Anschlusselement

, 24, 34 Kommunikationsmodul

, 25, 35 Drehzahlsensor

, 26, 36 Gebermagnet

, 27, 37 Kühlkörper

, 28, 38 Internes Anschlusselement

, 29, 39 Gehäuse

Datenbus

Zuleitung für elektrische Energie Zentrales Steuergerät