DE10020643C2 - Anordnung zum drehmomentfreien Schalten eines Getriebes - Google Patents
Anordnung zum drehmomentfreien Schalten eines GetriebesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Erzeugnis mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs.
Drehmomentmeßeinrichtungen für Getriebe sind bekannt. Aus der DE 38 16 828 A1 ist
beispielsweise eine Anordnung bekannt, bei der ein Hauptantrieb unter Zwischenschaltung
von Getrieben auf verschiedene Nebenantriebe geschaltet werden kann. Zum Schutze
einzelner Antriebsstränge bzw. Nebenantriebsstränge können Kupplungen vorgesehen sein,
die als Schaltkupplungen ausgebildet sind und deren Schaltung über die dem
zwischengeschalteten Getriebe zugeordnete Drehmomentmeßeinrichtung gesteuert wird. Die
Drehmomentmeßeinrichtung ist als optische Meßeinrichtung ausgebildet. Mittels zweier axial
beabstandeter Schlitzscheiben, die auf der belasteten Welle angeordnet sind, wird mit einer
Photozelle die Lichttransmission durch die beiden Schlitzscheiben gemessen. Die
Lichttransmission soll dem Grad der Überdeckung der beiden Schlitzscheiben und damit der
Verdrehung der Welle in Folge eines Drehmomentes proportional sein.
Aus der DE 36 24 846 A1 ist ein induktiver Drehmomentsensor bekannt, wie er
beispielsweise für die hier beschriebene Erfindung geeignet sein könnte.
Für den Gangwechsel in teil- oder vollautomatisierten Schaltgetrieben werden bisher die
Motordrehzahl, die Vorgelegewellendrehzahl und die Abtriebswellendrehzahl sowie das
berechnete Motordrehmoment als Regelgrößen verwendet. Ein Überblick bekannter
Getriebesteuerungen ist enthalten in Bosch, "Kraftfahrtechnisches Handbuch", 23. Auflage
Vieweg 1999, Seiten 597-601.
Bei Getrieben, deren Kupplung beim Gangwechsel nicht geöffnet wird, ist es aus
Komfortgründen sehr wichtig, daß beim Schalten aus einem Gang in die Neutralstellung das
Getriebe drehmomentfrei ist. Ansonsten kann ein unakzeptabler Drehmomentstoß durch das
Lösen einer Vorspannung von Gangrad und Getriebehauptwelle auftreten. Die Erkennung des
Drehmoment-Nulldurchganges mit Hilfe eines berechneten Motordrehmomentverlaufs ist
hier zu ungenau. Eine Sensierung des tatsächlich anliegenden Drehmoments ist deshalb
erforderlich.
Erfindungsgemäße Aufgabe ist daher ein drehmomentgesteuertes Schaltgetriebe vorzustellen,
bei dem das tatsächlich an der Getriebehauptwelle anliegende Drehmoment als zusätzliche
Regelgröße für den Schaltvorgang erfaßt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des unabhängigen
Anspruchs. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Lösung gelingt mit einem drehmomentgesteuerten Schaltgetriebe, bei dem mittels eines
berührungslosen Drehmomentsensors das an der Getriebehauptwelle anliegende Drehmoment
gemessen wird und der Drehmomentsensor ein Meßsignal liefert, das als Maß für den
richtigen Schaltzeitpunkt einer Getriebesteuerung zugeführt wird. Bei einem Kraftfahrzeug
mit einem Verbrennungsmotor wird die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors auf die
Kurbelwelle übertragen. Eine Kupplung überträgt das an der Kurbelwelle anliegende
Drehmoment auf die Getriebehauptwelle und schließlich unter Zwischenschaltung eines
Getriebes auf eine Abtriebswelle und über ein Differentialgetriebe schließlich auf die
Antriebsräder des Kraftfahrzeuges. Der Drehmomentsensor erfaßt das an der
Getriebhauptwelle tatsächlich anliegende Drehmoment und speist das diesem Drehmoment
zugehörige Meßsignal in eine Getriebesteuerung ein. Weiterhin ist die Getriebsteuerung mit
einem Drehzahlsensor zur Erfassung der Motordrehzahl, einem Geschwindigkeitssensor zur
Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Gaspedalsensor zur Erfassung der
Stellung des Gaspedals verbunden. Die Kupplung und das Schaltgetriebe werden mittels
angetriebenen Stellgliedern, die von der Getriebesteuerung angesteuert werden, betätigt.
Geschaltet wird das Getriebe vorteilhafterweise in Zeitpunkten, in denen an der
Getriebehauptwelle kein Drehmoment anliegt. Der von dem Drehmomentsensor gemessene
Nulldurchgang des Drehmomentverlaufs an der Getriebehauptwelle wird hierbei als Maß für
den richtigen Schaltzeitpunkt gewählt.
Die Drehmomentmessung selbst nutzt den magnetoelastischen Effekt an tordierten
rotierenden Wellen. Bei der Torsion einer Welle in Folge eines anliegenden Drehmomentes
bilden sich auf der Oberfläche einer tordierten Welle Bereiche mit Druckspannung und
Bereiche mit Zugspannung aus. Die Richtungen von Zug und Druck stehen aufeinander
senkrecht. Die magnetischen Eigenschaften von ferromagnetischen Materialien wie
Werkzeugstahl werden unter dem Einfluß mechanischer Zug- und Druckspannungen
geändert. Diese Änderungen der magnetischen Eigenschaften werden mittels eines
Drehmomentsensors aus mindestens einer Erregerspule und mindestens zwei Sensorspulen
gemessen. Hierzu wird der Sensor in der Nähe der Wellenoberfläche angebracht und mit der
Erregerspule ein magnetisches Wechselfeld erzeugt dessen Magnetfeldlinien in die Welle
eindringen. Durch den magnetoelastischen Effekt hat das durch die Erregerspule
hervorgerufene Magnetfeld in der tordierten Welle in Druckspannungsrichtung und in
Zugspannungsrichtung betragsmäßig und richtungsmäßig unterschiedliche Anteile. Eine der
Sensorspulen des Drehmomentsensors erfaßt das in der Welle induzierte Magnetfeld in
Druckspannungsrichtung, eine andere Sensorspule des Drehmomentsensors erfaßt das in der
Welle induzierte Magnetfeld in Zugspannungsrichtung. Die beiden Sensorspulen respektive
deren Meßsignale für Druckspannungsrichtung und Zugspannungsrichtung sind in
Differenzschaltung geschaltet. Der Drehmomentsensor liefert also ein Differenzsignal für
Druckspannungsrichtung und Zugspannungsrichtung. Ist
die Welle drehmomentfrei, sind also keine Druckspannungen und Zugspannungen in der
Welle vorhanden, ist auch kein magnetoelastischer Effect in der Welle vorhanden und die
Magnetfeldanteile in Druckspannungsrichtung und Zugspannungsrichtung sind betragsmäßig
gleich und das Differenzsignal des Drehmomentsensor zeigt einen Nulldurchgang. Der Null
durchgang des Differenzsignals der Sensorspulen des Drehmomentsensors zeigt damit einen
drehmomentfreien Zustand der Welle an und ist deshalb ein Maß zur Anzeige des geeigneten
Schaltzeitpunktes. Das Differenzsignal wird deshalb als Steuergröße für die Getriebesteue
rung genommen.
Mit der Erfindung werden hauptsächlich die folgenden Vorteile erzielt:
Das erfindungsgemäße drehmomentgesteuerte Getriebe erlaubt ein ruckfreies Schalten von teil- oder vollautomatisierten Getrieben. Die mechanischen Bauteile werden damit geschont, deren Verschleiß verringert und dadurch die Lebensdauer von insbesondere Getriebe und Kupplung erhöht.
Das erfindungsgemäße drehmomentgesteuerte Getriebe erlaubt ein ruckfreies Schalten von teil- oder vollautomatisierten Getrieben. Die mechanischen Bauteile werden damit geschont, deren Verschleiß verringert und dadurch die Lebensdauer von insbesondere Getriebe und Kupplung erhöht.
Die Drehmomenterkennung respektive die Erkennung des drehmomentfreien Zustandes der
Getriebehauptwelle bietet erstmals die Möglichkeit einen Gangwechsel drehmomentfrei und
damit komfortabel auszuführen, ohne hierfür die Kupplung zu öffnen. Damit ist das erfin
dungsgemäße drehmomentgesteuerte Getriebe besonders geeignet für alle Schaltgetriebe mit
automatisierter Schaltung, bei denen beim Gangwechsel die Kupplung geschlossen bleibt.
Aber auch bei Getrieben, bei denen beim Gangwechsel die Kupplung geöffnet werden soll,
ist das erfindungsgemäße drehmomentgesteuerte Getriebe von Vorteil. Die Erkennung des
drehmomentfreien Zustandes ist auch bei diesen Getrieben wichtig, da zum einen das Aus
kuppeln nur ruckfrei verläuft, wenn das vor dem Auskuppeln anliegende Drehmoment nahe
Null ist, und um zum weiteren zuverlässig erkennen zu können, ob die Kupplung zuverlässig
geöffnet wird und ob die Kupplung die Kurbelwelle vollständig von der Getriebehauptwelle
getrennt hat. Auch hier erlaubt das erfindungsgemäße Schaltgetriebe die Erkennung des richtigen
Schaltzeitpunktes. Insbesondere kann ein Kupplungsfehler erkannt werden, wenn trotz
betätigter Kupplung an der Getriebehauptwelle kein drehmomentfreier Zustand eintritt. Das
System Kupplung-Getriebe wird dadurch diagnosefähig. Es wird möglich eine schleifende
Kupplung mit Hilfe der Getriebesteuerung zu erkennen. Die Kupplung arbeitet nicht ord
nungsgemäß, wenn in der Getriebesteuerung trotz betätigter Stellmittel zum Öffnen der
Kupplung der Drehmomentsensor keinen Nulldurchgang des Differenzsignals als Indikation
des drehmomentfreien Zustandes der Getriebehauptwelle anzeigt. Übermäßiger Verschleiß
durch schleifende, fehleingestellte Kupplungen kann hierdurch erkannt und vermieden wer
den.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen darge
stellt und näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung zum drehmomentfreien Schalten ei
nes Getriebes in einer typischen Anwendung bei einem Kraftfahrzeug
Fig. 2 schematisch eine mögliche Anordnung des Drehmomentsensors zwischen Getriebe
gehäuse und Getriebehauptwelle
Fig. 3 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden
und an sich bekannten Meßprinzips für die Drehmomentmessung an einer Welle mit
tels des magnetoelastischen Effektes.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Schaltgetriebe 1, das die Drehzahl einer eingangsseitigen An
triebswelle 2 auf eine ausgangsseitige Abtriebswelle 3 übersetzt. Das Schaltgetriebe wird mit
einer ebenfalls schematisch gezeigten ansteuerbaren Getriebeschaltung 4 geschaltet. Diese
Getriebeschaltung ist mit einer Getriebesteuerung 5 verbunden und wird von dieser gesteuert.
Ein berührungslos arbeitender Drehmomentsensor 6, der in der Nähe der Wellenoberfläche
einer Welle des Antriebsstranges angebracht ist, ist mit der Getriebesteuerung verbunden und
liefert ein Meßsignal als Steuergröße an die Getriebesteuerung. In dem in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel ist der Drehmomentsensor in der Nähe der Wellenoberfläche der
Kurbelwelle 7 angeordnet. Die Kurbelwelle 7 wird von einem Verbrennungsmotor 8
angetrieben und ist mit einer Kupplung 9 von der eingangsseitigen Getriebehauptwelle 10
trennbar. Die Kupplung wird über ein Kupplungsgestänge 11, das an ein Stellglied 12
angelenkt ist, mittels dieses Stellgliedes betätigt. Als Stellglieder werden beispielsweise
hydraulische Aktoren oder elektromechanische Aktoren eingesetzt. Das Stellglied ist mit der
Getriebesteuerung verbunden und wird von der Getriebesteuerung gesteuert. Die
Abtriebswelle 3 überträgt bei geschlossener Kupplung und eingelegtem Gang die Leistung
des Verbrennungsmotors 8 über ein Differentialgetriebe 13 auf die Antriebsachse 14 und die
Antriebsräder 15 des angedeuteten Kraftfahrzeuges.
Weiterhin ist die Getriebesteuerung 5 mit einem Motordrehzahlsensor 16, mit einem
Geschwindigkeitssensor 17 und mit mit einem Gaspedalsensor 18 verbunden. Der
Drehzahlsensor 16 mißt die Motordrehzahl. Der Geschwindigkeitssensor mißt die
Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der Gaspedalsensor erfaßt die Position des
Gaspedals und damit die vom Fahrer des Kraftfahrzeuges gewünschte Belastung des
Verbrennungsmotors. Die Erfassung von Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl und
gewünschtem Belastungszustand in der Getriebesteuerung dienen in an sich bekannter Weise
der automatisierten Auswahl des dem Belastungszustand des Verbrennungsmotors am besten
geeigneten Ganges in dem Schaltgetriebe. Hierzu stehen dem Fachmann eine umfangreiche
Auswahl von Steuerungsalgorithmen für die Getriebesteuerung zur Verfügung.
Neu und erfinderisch in diesem Zusammenhang ist jedoch die hier gezeigte Kombination der
bereits bekannten Anordnungen für den Gangwechsel in automatisierten Getrieben mit einem
berührungslos arbeitenden Drehmomentsensor 6. Der Drehmomentsensor ermöglicht den
Belastungszustand der Getriebehauptwelle zu messen. Das an die Getriebehauptwelle anliegende
Drehmoment wird über die Messung der magnetischen Eigenschaften einer tordierten
Welle im Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges in Druckspannungsrichtung und in Zugspan
nungsrichtung bestimmt. Hierzu enthält der Drehmomentsensor eine Erregerspule und zwei
Sensorspulen, jeweils eine Sensorspule für die Zugspannungsrichtung und eine Sensorspule
für die Druckspannungsrichtung. Der Drehmomentsensor wird in unmittelbarer Nähe einer
Wellenoberfläche im Antriebsstrang angebracht. Zur weitgehenden Unabhängigkeit des Meß
signals aus dem Drehmomentsensor von der Beschaffenheit der Wellenoberfläche wird die
Erregerspule des Drehmomentsensors bevorzugt mit niedrigen Frequenzen angeregt, die tief
in das Wellenmaterial eindringen. Vorzugsweise werden für die Anregung der Erregerspule
Frequenzen im Bereich von 100 bis 1000 Hz eingesetzt. In einer weniger bevorzugten Aus
führungsform arbeitet die Erregerspule mit Frequenzen im Bereich von 1 kHz bis 10 kHz oder
von 10 kHz bis 100 kHz. Zur Bestimmung des geeigneten Schaltzeitpunktes ist es wichtig
den Zeitpunkt zu bestimmen, in dem kein Drehmoment an das Schaltgetriebe angelegt ist
oder mit anderen Worten den Zeitpunkt zu detektieren in dem das Schaltgetriebe drehmo
mentfrei ist. Hierzu genügt es den Nulldurchgang des an dem Schaltgetriebe anliegenden
Drehmoments zu detektieren. Eine betragsmäßige Messung des Drehmomentes in gebräuch
lichen Einheiten ist hierfür nicht notwendig. So daß mit Vorteil auf eine Kalibrierung des
Drehmomentsensors verzichtet werden kann. Falls in einer anderen Ausführungsform doch
eine betragsmäßige Messung des Drehmomentes gewünscht ist, muß der Drehmomentsensor
mit bekannten Drehmomenten kalibriert werden.
In Fig. 2 ist eine geeignete und besonders bevorzugte Anordnung des Drehmomentsensors 6
im Innern des Getriebegehäuses zwischen Getriebegehäuse 19 und Getriebehauptwelle 10
gezeigt. Das Signal des Drehmomentsensors wird mit Signalleitungen 20, die mit einer
Durchführung durch die Wand des Getriebegehäuses geführt sind, an die Getriebesteuerung
weitergeleitet. Der Drehmomentsensor ist in diesem Ausführungsbeispiel im Antriebsstrang
nach dem Verbrennungsmotor 8 und nach der Kupplung 9 angeordnet. An dieser Stelle des
Antriebsstranges zwischen Kupplung und eigentlichem Getriebe ist in der Regel genügend
Raum für die Anbringung eines Drehmomentsensors vorhanden. Außerdem erlaubt das Ge
triebegehäuse an dieser Stelle die Durchführung elektrischer Anschlüsse für die Stromversorgung
des Drehmomentsensors und das Meßsignal. Ohne große Steigerung der Kosten wird
ein ruckfrei schaltendes Getriebe verwirklicht. Die Lebensdauer von Kupplung und Getriebe
wird gesteigert, die Betriebskosten des Kraftfahrzeuges werden gesenkt.
Zur weiteren Erläuterung des der Erfindung zugrunde liegenden Meßprinzips sind in Fig. 3
beispielhaft zwei mögliche Ausführungsformen für einen Drehmomentsensor zur Messung
des Drehmomentes an einer tordierten Welle gezeigt. Eine Antriebswelle 3 wird an ihrem
einen Ende mit einem Drehmoment beaufschlagt, das am gegenüberliegenden Wellenende
eine Last antreiben soll. Hierdurch entsteht in der Welle eine Torsion, die sich in der Welle in
Druckspannungen und Zugspannungen ausbildet. Die Druckspannungen sind mit einer
durchgezogenen Druckspannungslinie dargestellt, während die Zugspannungen in einer
strich-punktierten Zugspannungslinie dargestellt sind. Gezeigt sind zwei verschiedene
Drehmomentsensoren 6, ein Ringsensor 22 und ein Jochsensor 23, die beide für die
erfindungsgemäße Anordnung geeignet sind. Jeder der Drehmomentsensoren besteht aus
mindestens einer Erregerspule 24 und mindestens zwei Sensorspulen 25. Mit der
Erregerspule 24 wird jeweils im Inneren der Antriebswelle 3 ein magnetisches Wechselfeld
erzeugt, dessen magnetische Induktion (physikalisches Formelzeichen B) mit den
Sensorspulen 25, 25a, 25b gemessen wird. Durch die Belastung der Welle mit einem
Drehmoment entsteht in der Welle eine Anisotropie, so daß aufgrund des magnetoelastischen
Effektes die magnetische Induktion richtungsabhängig unterschiedliche Feldstärken hat. In
Druckspannungsrichtung wird die Feldstärke der magnetischen Induktion im belasteten
Zustand der Welle einen anderen Wert haben als in Zugspannungsrichtung.
Der Ringsensor 22 umgibt die Antriebswelle 3 über ihren ganzen Umfang. Die Erregerspule
24 und die beiden Sensorspulen 25 sind auf einem Spulenträger 26 angebracht. Eine
Sensorspule 25a mißt die magnetische Induktion in Druckspannungsrichtung und die andere
Sensorspule 25b mißt die magnetische Induktion in Zugspannungsrichtung. Der Ringsensor
hat den Vorteil, daß er die Feldstärken der magnetischen Induktion integral über den ganzen
Umfang der Antriebswelle 3 mißt. Damit dieser integrale Wert über den Umfang der Welle
nicht zu Null wird, ist es jedoch jeweils erforderlich an der Wellenoberfläche
Flußführungsmittel vorzusehen, die jeweils eine Richtungskomponente der magnetische
Feldstärke bevorzugt führen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bei der gezeigten
Drehrichtung führen die Flußführungsmittel 27a die magnetischen Feldlinie in der Welle
bevorzugt in Druckspannungsrichtung, während die Flußführungsmittel 27b die
magnetischen Feldlinien bevorzugt in Zugspannungsrichtung führen. Die Sensorspule 25a
mißt dann die Druckspannungsrichtung, während die Sensorspule 25b die
Zugspannungsrichtung mißt. Die Signale der Sensorspulen 25a, 25b werden vorzugsweise in
Differenzschaltung zusammengeschaltet, so daß wie bereits beschrieben der
Drehmomentsensor ein Differenzsignal an die Getriebesteuerung liefert und dieses
Differenzsignal ein Maß für den drehmomentfreien Zustand der Welle 3 ist. Die
Flußführungsmittel sind vorzugsweise als stegförmige Erhebungen oder als längliche Riefen
an der Wellenoberfläche ausgebildet. Die Flußführungsmittel können sowohl aus dem
Wellenkörper selbst geformt sein als auch als getrenntes ringförmiges Bauteil auf die Welle
aufgeschoben sein. Wichtig ist, daß die flußführenden Erhebungen oder Vertiefungen für die
Druckspannungsrichtung einerseits und die Zugspannungsrichtung andererseits einen von
Null verschiedenen Winkel zueinander bilden, vorzugsweise im rechten Winkel zueinander
stehen, da auch Druckspannung und Zugspannung in der Welle im rechten Winkel
aufeinander stehen.
Ein anderer Sensortyp der ebenfalls für die Erfindung geeignet ist, ist der Jochsensor 23,
dessen V-förmig gewinkeltes, magnetisches Joch 27 eine Erregerspule 24 und zwei
Sensorspulen 25a, 25b trägt. Der Jochsensor kann die beiden Richtungskomponenten des
magnetischen Induktionsfeldes nur partiell und lokal an dem Teil der Wellenoberfläche
messen, die dem Sensor gegenüberliegt. Jedoch werden beim Jochsensor keine zusätzlichen
Flußführungsmittel an der Wellenoberfläche benötigt. Das Joch 27 selbst ist bereits das
Flußführungsmittel für die magnetischen Feldlinien. Die beiden benötigten
Vorzugsrichtungen sind deshalb bereits durch die beiden Schenkel des V-förmigen Joches 27
gegeben. Der Jochsensor wird deshalb an der Wellenoberfläche bevorzugt derart ausgerichtet,
daß von den Schenkeln des V-förmigen magnetischen Joches 27 jeweils ein Schenkel parallel
zur Druckspannungsrichtung in der Welle und ein Schenkel parallel zur
Zugspannungsrichtung in der Welle zu liegen kommt. Vorzugsweise stehen deshalb die
beiden Schenkel des V-förmigen Jochs in einem rechten Winkel aufeinander. Die
Sensorspule 25a mißt dann die Magnetfeldkomponente in Druckspannungsrichtung und die
Sensorspule 25b mißt die Magnetfeldkomponente in Zugspannungsrichtung, jeweils bei dem
in der Fig. 3 gezeigten Drehsinn der Welle. Ändert sich die Drehrichtung der Welle
vertauschen sich natürlich auch die Druckspannungsrichtung und die Zugspannungsrichtung.
Auch beim Jochsensor 23 sind die beiden Sensorspulen 25a, 25b vorzugsweise, mit ihren
Signalen in Differenzschaltung geschaltet, so daß der Nulldurchgang des Differenzsignals
den drehmomentfreien Zustand der Welle anzeigt.
1
Schaltgetriebe
2
Antriebswelle eingangsseitig
3
Abtriebswelle ausgangsseitig
4
Gangschaltung
5
Getriebesteuerung
6
Drehmomentsensor
7
Kurbelwelle
8
Verbrennungsmotor
9
Kupplung
10
Getriebehauptwelle
11
Kupplungsgestänge
12
Stellglied, ansteuerbarer Aktor
13
Differentialgetriebe
14
Antriebsachse
15
Antriebsräder
16
Motordrehzahlsensor
17
Geschwindigkeitssensor
18
Gaspedalsensor
19
Getriebegehäuse
20
Signalleitungen
21
Durchführung
22
Ringsensor
23
Jochsensor
24
Erregerspule
25
Sensorspule,
25
a Sensorspule für Druckspannungsrichtung,
25
b Sensorspule für Zug
spannungsrichtung
26
Spulenträger
27
Magnetisches Joch,
27
a und
27
b Flußführungsmittel
Claims (13)
1. Anordnung zum drehmomentfreien Gangwechsel in einem Antriebsstrang mit
einem mechanischen Schaltgetriebe (1) mit mehreren Gängen, zum Wechsel des Über setzungsverhältnisses der Drehzahlen von eingangsseitiger Antriebswelle (2) des Schalt getriebes und ausgangsseitiger Abtriebswelle (3) des Schaltgetriebes,
mit einer ansteuerbaren Gangschaltung (4) zum Betätigen des Schaltgetriebes und Einle gen der verschiedenen Gänge,
mit einer Getriebesteuerung (5) zur Ansteuerung der Gangschaltung (4), mit mindestens einem induktiven Drehmomentsensor (6), der in der Nähe der Wellen oberfläche einer Welle des Antriebsstranges (2, 3) angebracht ist, und der jeweils aus mindestens einer Erregerspule (24) zur Induktion eines magnetischen Wechselfeldes in einer der Wellen des Antriebstranges (2, 3) und mindestens zwei Sensorspulen (25, 25a, 25b) besteht, von denen die eine Sensorspule (25a) das in der Welle induzierte Magnet feld in Druckspannungsrichtung erfaßt und die andere Sensorspule (25b) das in der Welle induzierte Magnetfeld in der Zugspannungsrichtung erfaßt und bei dem die beiden Sen sorspulen (25a, 25b) in Differenzschaltung geschaltet sind und ein Differenzsignal als Meßsignal des Drehmomentsensors (6) liefern, wobei
der Drehmomentsensor (6) mit der Getriebesteuerung (5) verbunden ist und das Diffe renzsignal der beiden Sensorspulen (25a, 25b) des Drehmomentsensors (6) eine Steuer größe für die Getriebesteuerung (6) ist.
einem mechanischen Schaltgetriebe (1) mit mehreren Gängen, zum Wechsel des Über setzungsverhältnisses der Drehzahlen von eingangsseitiger Antriebswelle (2) des Schalt getriebes und ausgangsseitiger Abtriebswelle (3) des Schaltgetriebes,
mit einer ansteuerbaren Gangschaltung (4) zum Betätigen des Schaltgetriebes und Einle gen der verschiedenen Gänge,
mit einer Getriebesteuerung (5) zur Ansteuerung der Gangschaltung (4), mit mindestens einem induktiven Drehmomentsensor (6), der in der Nähe der Wellen oberfläche einer Welle des Antriebsstranges (2, 3) angebracht ist, und der jeweils aus mindestens einer Erregerspule (24) zur Induktion eines magnetischen Wechselfeldes in einer der Wellen des Antriebstranges (2, 3) und mindestens zwei Sensorspulen (25, 25a, 25b) besteht, von denen die eine Sensorspule (25a) das in der Welle induzierte Magnet feld in Druckspannungsrichtung erfaßt und die andere Sensorspule (25b) das in der Welle induzierte Magnetfeld in der Zugspannungsrichtung erfaßt und bei dem die beiden Sen sorspulen (25a, 25b) in Differenzschaltung geschaltet sind und ein Differenzsignal als Meßsignal des Drehmomentsensors (6) liefern, wobei
der Drehmomentsensor (6) mit der Getriebesteuerung (5) verbunden ist und das Diffe renzsignal der beiden Sensorspulen (25a, 25b) des Drehmomentsensors (6) eine Steuer größe für die Getriebesteuerung (6) ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebesteuerung (5)
einen Nulldurchgang des Differenzsignals als möglichen Zeitpunkt für einen drehmo
mentfreien Gangwechsel detektiert.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eingangsseitige
Antriebswelle (2) des Schaltgetriebes mit einer Kupplung (9) auf die Kurbelwelle (7) eines
Verbrennungsmotors (8) geschaltet ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus
gangsseitige Abtriebswelle (3) des Schaltgetriebes (1) mit einem Differentialgetriebe
(13) der Antriebsachse (14) eines Kraftfahrzeuges verbunden ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentsen
sor (6) in der Nähe der Wellenoberfläche der eingangsseitigen Antriebswelle (2) des
Schaltgetriebes angeordnet ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmo
mentsensor in der Nähe der Wellenoberfläche der Getriebehauptwelle (10) angebracht
ist.
7. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentsen
sor in der Nähe der Wellenoberfläche der ausgangsseitigen Abtriebswelle (3) des Schalt
getriebes (1) angeordnet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentsensor (6) in
der Nähe einer Wellenoberfläche einer Welle zwischen Verbrennungsmotor (8) und
Kupplung (9) angeordnet ist.
9. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentsensor (6) in
der Nähe der Wellenoberfläche einer Welle zwischen Kupplung (9) und Schaltgetriebe
(1) angeordnet ist.
10. Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drehmoment
sensoren (6) in der Nähe der Wellenoberfläche von mindestens einer Welle des Antriebs
stranges (2, 3) angebracht sind.
11. Anordnung nach Anspruch 2, bei der die Getriebesteuerung (5) den Gangwechsel im
Schaltgetriebe (1) beim Nulldurchgang des Differenzsignals auslöst.
12. Anordnung nach Anspruch 3 bei der die Getriebesteuerung weiterhin mit einem Mo
tordrehzahlsensor (16), mit einem Geschwindigkeitssensor (17), mit einem Gaspedalsen
sor (18) und mit einem ansteuerbaren Aktor (12) zur Betätigung der Kupplung (9) ver
bunden ist und die Getriebesteuerung (5) in Abhängigkeit der Signale der angeschlosse
nen Sensoren (16, 17, 18, 6) den Gangwechsel in dem Schaltgetriebe (1) auslöst.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebesteuerung (5)
eine Fehlfunktion detektiert, wenn der Drehmomentsensor (6) trotz betätigter Kupplung
(9) keinen Nulldurchgang des Differenzsignals anzeigt.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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