DE102006023552A1 - Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle eines Getriebes und Getriebe mit einer Drehzahlabgriffseinrichtung - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle eines Getriebes und Getriebe mit einer Drehzahlabgriffseinrichtung Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle (3) eines Getriebes, bei dem die Hauptwelle (3) über ein schaltbares Planetengetriebe (17) mit einer Abtriebswelle (4) verbunden ist, wobei die Hauptwelle (3) drehfest mit dem Sonnenrad (18) und die Abtriebswelle (4) drehfest mit dem Planetenradträger (20) verbunden ist, mit den Verfahrensschritten Abgreifen der Drehzahl (n<SUB>Hohlrad</SUB>) des Hohlrades (22), Abgreifen der Drehzahl (n<SUB>Abtrieb</SUB>) der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers (20) und Berechnen der Drehzahl (n<SUB>Hauptwelle</SUB>) der Hauptwelle (3) aus der Drehzahl (n<SUB>Hohlrad</SUB>) des Hohlrades und der Drehzahl (n<SUB>Abtrieb</SUB>) der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers (20). Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Getriebe mit einer Drehzahlabgriffseinrichtung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle eines Getriebes, bei dem die Hauptwelle über ein schaltbares Planetengetriebe mit einer Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Hauptwelle drehfest mit dem Sonnenrad und die Abtriebswelle drehfest mit dem Planetenradträger verbunden ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Getriebe mit einer Drehzahlabgriffseinrichtung.
  • Aus dem Stand der Technik sind Getriebe bekannt, die Drehzahlabgriffseinrichtungen zum Generieren eines Geschwindigkeitssignals für ein Kraftfahrzeug o. ä. aufweisen. Diese Drehzahlabgriffseinrichtungen umfassen im Wesentlichen einen drehfest mit der entsprechenden Getriebewelle verbundenen Signal- oder Drehzahlgeber, dem ein feststehender Drehzahlsensor zugeordnet ist, um die Drehzahl an dem Drehzahlgeber abzugreifen.
  • So beschreibt die DE 198 14 758 A1 allgemein eine Vorrichtung zum Erfassen der Drehzahl einer Welle. Die bekannte Vorrichtung weist einen mit der Welle drehfest verbundenen Signalgeber auf, der in der Art eines Zahnrades ausgebildet ist, wobei die Zähne des Zahnrades jeweils eine steile und eine flache Zahnflanke aufweisen. Des Weiteren ist ein analoger Hall-Effekt-Sensor vorgesehen, der die Drehzahl in radialer Richtung am Umfang des Zahnrades, also an den Zähnen, abgreift. Dank der unterschiedlichen Flankensteigungen der beiden Zahnflanken ist es möglich, die Drehzahl und Drehrichtung der Welle mit nur einem Sensor und bei konstanter Aktualisierungsrate zu ermitteln, selbst wenn die Welle mit einer sehr geringen Drehzahl rotiert.
  • Die DE 103 47 494 A1 beschreibt eine ähnliche Anordnung, bei der das Drehmoment an Getriebewellen ermittelt werden soll. Die bekannte Vorrichtung umfasst zu diesem Zweck eine Getriebewelle, an der ein Drehzahlgeberzahnrad drehfest angeordnet ist, wobei dem Drehzahlgeberzahnrad wiederum ein feststehender Drehzahlsensor zugeordnet ist, der die Drehzahl in radialer Richtung am Umfang des Drehzahlgeberzahnrades, also an den Zähnen, abgreift. Dies bedeutet, dass die Zähne des Drehzahlgeberzahnrades beim Vorbeidrehen an dem Drehzahlsensor elektrische Impulse erzeugen, die einer entsprechenden Auswerteeinheit zugeleitet werden.
  • Eine weitere Drehzahlabgriffseinrichtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges ist in der DE 102 23 625 A1 offenbart. Bei dieser Drehzahlabgriffseinrichtung, die ebenfalls einen Signalgeber und einen Sensor umfasst, ist der Signalgeber in eine Staubschutzabdeckung für einen abtriebsseitigen Wellendichtring integriert. Die Staubschutzabdeckung ist außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet und drehfest mit der Abtriebsseite des Getriebes verbunden, während der Sensor außen an dem Gehäuse befestigt ist und die Drehzahl in radialer Richtung am Umfang der Staubschutzabdeckung abgreift. Die bekannte Drehzahlabgriffseinrichtung gibt jedoch keinen Aufschluss darüber, mit welcher Drehzahl die Hauptwelle rotiert, da lediglich die Drehzahl der Abtriebsseite bzw. -welle ermittelt wird.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Drehzahlabgriffseinrichtungen zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle eines Getriebes haben sich bewährt, sind jedoch insofern nachteilig, als dass die Signalgeber oder Drehzahlgeberzahnräder das Getriebegewicht, die Getriebelänge und die Getriebegröße erhöhen. So gibt es zwar auch die Möglichkeit, die Drehzahl der Hauptwelle direkt an einer Außenverzahnung der Hauptwelle abzugreifen, dies würde jedoch wiederum dazu führen, dass lange Sensoren oder Sensorenhalter vorgesehen sein müssten, die schwingungsanfällig sind und somit eine sichere Ermittlung der Drehzahl gefährden. Des Weiteren bietet der Stand der Technik bei Hauptwellen, die schwimmend gelagert sind und/oder ein großes Axialspiel aufweisen, keine hinreichende Lösung. So ist bei Getrieben mit einer derartigen Hauptwelle nicht ohne weiteres gewährleistet, dass die Drehzahl sicher an dem Drehzahlgeber abgegriffen werden kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl einer Hauptwelle eines Getriebes anzugeben, das eine einfache und sichere Ermittlung der Drehzahl unter Überwindung der oben genannten Nachteile ermöglicht. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Getriebe mit einer Drehzahlabgriffseinrichtung.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß anhand der Merkmale in Patentanspruch 1 bzw. 5. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle eines Getriebes, bei dem die Hauptwelle über ein schaltbares Planetengetriebe mit einer Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Hauptwelle drehfest mit dem Sonnenrad und die Abtriebswelle drehfest mit dem Planetenradträger verbunden ist. Nach dem Bereitstellen eines solchen Getriebes wird in einem Verfahrensschritt die Drehzahl des Hohlrades des Planetengetriebes abgegriffen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Drehzahl der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers abgegriffen. Letzteres ist im Hinblick auf die stärkere radiale Ausdehnung der Planetenradträgers zu bevorzugen, da dann lediglich ein Sensor geringer Baulänge erforderlich wäre. Dann wird die Drehzahl der Hauptwelle aus der Drehzahl des Hohlrades und der Drehzahl der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers berechnet. Dies kann beispielsweise anhand der bekannten Übersetzung des Planetengetriebes erfolgen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Drehzahl der Hauptwelle somit nicht direkt an der Hauptwelle abgegriffen, sondern vielmehr indirekt aus bekannten Größen des Planetengetriebes und den Drehzahlen von Hohl rad und Abtriebswelle bzw. Planetenradträger berechnet. Dies hat den Vorteil, dass kein Drehzahlsensor mit langer Bauform oder gar ein zusätzliches Drehzahlgeberzahnrad an der Hauptwelle vorgesehen sein muss, um die Drehzahl direkt abgreifen zu können. Hierdurch wird eine Vergrößerung des Gewichts, der Länge und des Volumens des Getriebes verhindert. Darüber hinaus ist eine sichere Drehzahlermittlung gewährleistet, selbst wenn eine schwimmend gelagerte Hauptwelle mit großem Axialspiel eingesetzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Drehzahlermittlung der Hauptwelle des Getriebes unabhängig von dem Schaltzustand des Planetengetriebes.
  • Um die absolute Drehzahl und/oder Drehrichtung ermitteln zu können, werden in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ferner die Verfahrensschritte Abgreifen der Drehrichtung des Hohlrades, Abgreifen der Drehrichtung der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers und Ermittlung der Drehrichtung der Hauptwelle anhand der Drehrichtung des Hohlrades und der Drehrichtung der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers durchgeführt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Drehzahl der Hauptwelle anhand der Beziehung nHauptwelle = (1 – i0) × nAbtrieb + i0 × nHohlrad berechnet. Hierbei bezeichnet nHauptwelle die Drehzahl der Hauptwelle, i0 die Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes, nHohlrad die Drehzahl des Hohlrades und nAbtrieb die Drehzahl des Planetenradträgers oder der Abtriebswelle. Die ermittelten Drehrichtungen fließen insoweit in die Berechnung ein, als dass diese zu unterschiedlichen Vorzeichen bei den Drehzahlen führen. So kann das Planetengetriebe beispielsweise in einen neutralen Schaltzustand geschaltet werden, in dem sowohl der Planetenradträger als auch das Hohlrad gelöst ist. Der Planetenradträger bzw. die Abtriebswelle und das Hohlrad sind demzufolge nicht festgebremst. Die Drehzahl der Hauptwelle wird gemäß der vorstehenden Beziehung ermittelt. Des Weiteren kann das Planetengetriebe beispielsweise in einen niedrigen Schaltzustand geschaltet werden, in dem das Hohlrad festgebremst ist. Auch hier wird zur Berechnung der Drehzahl der Hauptwelle die eingangs genannte Beziehung verwendet, wobei diese aufgrund des festgebremsten Hohlrades (nHohlrad = 0) wie folgt vereinfacht ist: nHauptwelle = (1 – i0) × nAbtrieb
  • Ferner kann das Planetengetriebe beispielsweise in einen hohen Schaltzustand geschaltet werden, in dem das Planetengetriebe einen Blockumlauf (nHauptwelle = nAbtrieb = nHohlwelle) vollzieht. Wiederum wird die eingangs genannte Beziehung zur Berechnung der Drehzahl der Hauptwelle verwendet, die sich bei einem Blockumlauf entsprechend zu nHauptwelle = nAbtrieb vereinfacht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Übersetzung des Planetengetriebes anhand der Beziehung
    Figure 00050001
    bestimmt, wobei ZHohlrad der Anzahl der Zähne an dem Hohlrad und ZSonnenrad der Anzahl der Zähne an dem Sonnenrad bezeichnet.
  • Das erfindungsgemäße Getriebe weist eine Hauptwelle auf, die über ein schaltbares Planetengetriebe mit einer Abtriebswelle verbunden ist. So kann das Planetengetriebe beispielsweise in einen neutralen, niedrigen oder hohen Schaltzustand geschaltet werden. Die Hauptwelle ist drehfest mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes und die Abtriebswelle ist drehfest mit dem Planetenradträger des Planetengetriebes verbunden. Bei dem Getriebe kann es sich beispielsweise um ein Range-Getriebe handeln. Das Getriebe umfasst ferner eine Drehzahlabgriffseinrichtung zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle. Die Drehzahlabgriffseinrichtung weist einen ersten Drehzahlsensor zum Abgreifen der Drehzahl des Hohlrades an dem Hohlrad und einen zweiten Drehzahlsensor zum Abgreifen der Drehzahl der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers an der Abtriebswelle oder dem Planetenradträger auf. Bei dem Drehzahlsensor kann es sich beispielsweise um einen Induktionssensor, einen Hall-Effekt-Sensor o. ä. handeln, der mit einem entsprechenden Signal- oder Drehzahlgeber an dem entsprechenden Getriebeteil zusammenwirkt. Um nun die Drehzahl der Hauptwelle berechnen zu können, weist die Drehzahlabgriffseinrichtung ferner eine Berechnungseinheit auf, mittels derer die Drehzahl der Hauptwelle aus der Drehzahl des Hohlrades und der Drehzahl der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers berechenbar ist. Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Getriebes sei auf die Vorteile des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen, die entsprechend gelten.
  • Um die Getriebelänge gering zu halten, sind der erste und zweite Drehzahlsensor in einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes derart ausgerichtet, dass die Drehzahl des Hohlrades und die Drehzahl der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers in radialer Richtung am Umfang abgegriffen werden kann. Da sich das Hohlrad und der Planetenradträger weiter radial nach außen erstrecken als die Hauptwelle und auch die Abtriebswelle, können bei dieser Konstellation Drehzahlsensoren besonders kleiner Bauform eingesetzt werden. Auch sind keine lang gestreckten Halterungen für die Drehzahlsensoren erforderlich.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes ist an dem Hohlrad und an der Abtriebswelle oder dem Planetenradträger jeweils ein Signalgeber, vorzugsweise eine Außenverzahnung, vorgesehen, an dem die entsprechende Drehzahl abgegriffen werden kann.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes ist der hohlradseitige Signalgeber einstückig mit dem Hohlrad und der andere Signalgeber einstückig mit der Abtriebswelle oder dem Planetenradträger ausgebildet. Der Signalgeber kann beispielsweise in das entsprechende Planetengetriebeteil eingeprägt sein. Hierdurch wird die Anzahl der Bauteile auf gewichtsparende und den Zusammenbau vereinfachende Weise reduziert.
  • Um den Aufbau und die Montage des Getriebes weiter zu vereinfachen, sind der erste und der zweite Drehzahlsensor in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes an einem gemeinsamen Sensormodul angeordnet. Somit können durch Anbringen des Sensormodules innerhalb des Getriebes gleichzeitig beide Drehzahlsensoren angebracht werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes berechnet die Berechnungseinheit die Drehzahl der Hauptwelle anhand der Beziehung nHauptwelle = (1 – i0) × nAbtrieb + i0 × nHohlrad.
  • Bezüglich der in der Gleichung genannten Variablen und Konstanten sei auf die obige Schilderung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. Die Berechnungseinheit berechnet die Drehzahl der Hauptwelle also unabhängig von dem Schaltzustand des Planetengetriebes.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes bestimmt die Berechnungseinheit die Übersetzung des Planetengetriebes anhand der Beziehung
    Figure 00080001
  • ZHohlrad bezeichnet hierbei die Anzahl der Zähne an dem Hohlrad und ZSonnenrad die Anzahl der Zähne an dem Sonnenrad.
  • In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes ist ferner ein erster Drehrichtungssensor zum Abgreifen der Drehrichtung des Hohlrades und ein zweiter Drehrichtungssensor zum Abgreifen der Drehrichtung der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers vorgesehen, wobei die Drehrichtung der Hauptwelle anhand der Drehrichtung des Hohlrades und der Drehrichtung der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers von der Berechnungseinheit bestimmbar ist. Ferner kann die Berechnungseinheit anhand der beiden Drehrichtungen die absolute Drehzahl und/oder Drehrichtung der Hauptwelle bestimmen.
  • Um den Montageaufwand besonders gering zu halten, ist der erste Drehzahlsensor und der erste Drehrichtungssensor von einem ersten Kombinationssensor zum Abgreifen der Drehzahl und der Drehrichtung gebildet, während der zweite Drehzahlsensor und der zweite Drehrichtungssensor von einem zweiten Kombinationssensor zum Abgreifen der Drehzahl und der Drehrichtung gebildet ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes mit einer Drehzahlabgriffseinrichtung und einem Planetengetriebe,
  • 2 eine vergrößerte Darstellung des Planetengetriebes aus 1 und
  • 3 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des dem Getriebe von 1 und 2 zugrunde liegenden erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes 1, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird. Das Getriebe 1, das beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann, ist ein gleichachsiges Getriebe mit einer Antriebswelle 2, einer Hauptwelle 3 und einer Abtriebswelle 4, die hintereinander liegend auf einer Achse 5 angeordnet sind. Es sind ferner zwei Vorgelegewellen 6, 7 vorgesehen, die sich entlang zweier Achsen 8, 9 erstrecken, die parallel zu der Achse 5 angeordnet sind. Die Hauptwelle 3 ist schwimmend zwischen den beiden Vorgelegewellen 6, 7 und mit großem Axialspiel zwischen der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 4 gelagert. Das Getriebe 1 weist ferner ein Getriebegehäuse 10 auf, durch das sich die der Hauptwelle 3 abgewandten Enden der Antriebs- und Abtriebswelle 2, 4 nach außen erstrecken.
  • An den Vorgelegewellen 6, 7 ist jeweils ein Antriebszahnrad 11, 12 befestigt, das mit einem Abtriebszahnrad 13 der Antriebswelle 2 im Eingriff ist, so dass die Vorgelegewellen 6, 7 durch die Antriebswelle 2 angetrieben werden können. Darüber hinaus sind an der Vorgelegewelle 6 bzw. 7 weitere Festzahnräder 14 bzw. 15 vorgesehen, die mit Loszahnrädern 16 auf der Hauptwelle 3 im Eingriff stehen. Dabei bilden die Festzahnräder 14, 15 mit dem entsprechenden Loszahnrad 16 jeweils den Radsatz eines Ganges des Getriebes 1 aus. Um eine drehfeste Verbindung bzw. eine Kopplung der Hauptwelle 3 mit einem der Loszahnräder 16 zu bewirken, ist ferner mindestens eine schaltbare Kopplungseinrichtung an der Hauptwelle 3 vorgesehen, auf deren Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wurde.
  • Die Hauptwelle 3 ist mit der Abtriebswelle 4 über ein schaltbares Planetengetriebe 17 verbunden, das in 2 vergrößert dargestellt ist. Das Planetengetriebe 17 weist ein Sonnenrad 18 auf, das drehfest mit der Hauptwelle 3 verbunden ist. Das Sonnenrad 18 steht mit Planetenrädern 19 im Eingriff, von denen lediglich eines dargestellt ist und die drehbar an einem Planetenradträger 20 angeordnet sind. Der Planetenradträger 20 ist wiederum drehfest mit der Abtriebswelle 4 verbunden. Die Planetenräder 19 stehen wiederum mit der Innenverzahnung 21 eines Hohlrades 22 des Planetengetriebes 17 im Eingriff.
  • Das Getriebe 1 weist ferner eine Drehzahlabgriffseinrichtung zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle 3 auf. Die Drehzahlabgriffseinrichtung weist ein feststehendes Sensormodul 23 auf, das an dem Getriebegehäuse 10 angeordnet ist. An dem Sensormodul 23 ist ein erster Drehzahlsensor 24 zum Abgreifen der Drehzahl des Hohlrades 22 sowie ein erster Drehrichtungssensor 25 zum Abgreifen der Drehrichtung des Hohlrades 22 angeordnet, die in einem ersten Kombinationssensor zusammengefasst sind. Darüber hinaus ist ein zweiter Drehzahlsensor 26 zum Abgreifen der Drehzahl des Planetenradträgers 20, die der Drehzahl der Abtriebswelle 4 entspricht, und ein zweiter Drehrichtungssensor 27 zum Abgreifen der Drehrichtung des Planetenradträgers 20 vorgesehen, die in einem zweiten Kombinationssensor zusammengefasst sind.
  • Der erste Drehzahl-/Drehrichtungssensor 24, 25 greift die Drehzahl bzw. Drehrichtung des Hohlrades 22 in radialer Richtung an dem Umfang des Hohl rades 22 ab. Zu diesem Zweck ist am Umfang des Hohlrades 22 ein Signalgeber in Form einer umlaufenden Außenverzahnung 28 vorgesehen, die einstückig mit dem Hohlrad 22 ausgebildet ist. Der zweite Drehzahl-/Drehrichtungssensor 26, 27 greift die Drehzahl bzw. Drehrichtung des Planetenradträgers 20 in radialer Richtung an dem Umfang des Planetenradträgers 20 ab. Auch hier ist am Umfang des Planetenträgers 20 ein Signalgeber in Form einer umlaufenden Außenverzahnung 29 vorgesehen. Die an den Sensoren 24, 25, 26, 27 vorbeidrehenden Zähne erzeugen entsprechende Impulse in den Sensoren 24, 25, 26, 27, die auf die Drehzahl bzw. Drehrichtung des Hohlrades 22 und des Planetenträgers 20 schließen lassen. Zur Ermittlung der entsprechenden Drehrichtung kann beispielsweise die in der DE 198 14 758 A1 beschriebene Konfiguration verwendet werden.
  • Die Sensoren 24, 25, 26 27 sind über eine entsprechende Leitung 30 mit einer Berechnungseinheit 31 verbunden. Die Berechnungseinheit 31 kann anhand der ermittelten Drehzahlen und Drehrichtungen von Hohlrad 22 und Planetenradträger 20 die Drehzahl und Drehrichtung der Hauptwelle 3 berechnen, wie dies nachstehend unter Bezugnahme auf 3 erläutert wird.
  • Das Planetengetriebe 17 kann in einen neutralen Schaltzustand, einen niedrigen Schaltzustand und einen hohen Schaltzustand geschaltet werden. Im neutralen Schaltzustand ist sowohl der Planetenradträger 17 als auch das Hohlrad 22 gelöst, d. h. diese sind nicht festgebremst. Im niedrigen Schaltzustand ist das Hohlrad festgebremst. Im hohen Schaltzustand vollzieht das Planetengetriebe 17 einen Blockumlauf. Ein Blockumlauf wird durch Kuppeln eines angetriebenen Planetengetriebeteiles, wie beispielsweise das Hohlrad 22, mit einem zweiten Planetengetriebeteil, wie beispielsweise das Sonnenrad 18, erreicht. Das dritte Planetengetriebeteil, wie beispielsweise der Planetenradträger 20, ist damit gezwungen, mit der gleichen Drehzahl mitzudrehen.
  • 3 zeigt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, das dem zuvor geschilderten Getriebe 1 zugrunde liegt. In einem ersten Verfahrensschritt S1 werden die Drehzahlen und Drehrichtungen des Hohlrades 22 und des Planetenradträgers 20 mit Hilfe der Drehzahl-/Drehrichtungssensoren 24, 25, 26, 27 an dem entsprechenden Planetengetriebeteil abgegriffen. Hierbei werden die in den Sensoren 24, 25, 26, 27 erzeugten Signale über die Leitung 30 an die Berechnungseinheit 31 übermittelt.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt S2 werden die Drehzahlen und Drehrichtungen des Hohlrades 22 und des Planetenradträgers 20 anhand der übermittelten Signale berechnet bzw. ermittelt.
  • In einem dritten Verfahrensschritt S3 berechnet die Berechnungseinheit 31 die Drehzahl der Hauptwelle 3 nach der folgenden Gleichung: nHauptwelle = (1 – i0) × nAbtrieb + i0 × nHohlrad.
  • Hierbei bezeichnet nHauptwelle die Drehzahl der Hauptwelle 3, nHohlrad die Drehzahl des Hohlrades 22 und nAbtrieb die Drehzahl des Planetenradträgers 20. i0 bezeichnet die Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes 17 und wird wie folgt berechnet:
    Figure 00120001
  • Hierbei bezeichnet ZHohlrad die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 21 des Hohlrades 22 und ZSonnenrad die Anzahl der Zähne der Außenverzahnung des Sonnenrades 18.
  • Parallel zu dem obigen Verfahrensschritt S3 wird ferner die Drehrichtung der Hauptwelle 3 anhand der Drehrichtungen des Hohlrades 22 und des Plane tenradträgers 20 bestimmt, um die absolute Drehzahl nHauptwelle und Drehrichtung der Hauptwelle 3 unter Zuhilfenahme der eingangs genannten Gleichung bestimmen zu können.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Drehzahl und Drehrichtung der Hauptwelle also stets anhand der o.g. Gleichung ermittelt, unabhängig davon, ob das Planetengetriebe 17 in einen neutralen, niedrigen oder hohen Schaltzustand geschaltet ist.
    • 1
    Getriebe
    2
    Antriebswelle
    3
    Hauptwelle
    4
    Abtriebswelle
    5
    Achse
    6
    Vorgelegewelle
    7
    Vorgelegewelle
    8
    Achse
    9
    Achse
    10
    Getriebegehäuse
    11
    Antriebszahnrad
    12
    Antriebszahnrad
    13
    Antriebszahnrad
    14
    Festzahnräder
    15
    Festzahnräder
    16
    Loszahnräder
    17
    Planetengetriebe
    18
    Sonnenrad
    19
    Planetenräder
    20
    Planetenradträger
    21
    Innenverzahnung
    22
    Hohlrad
    23
    Sensormodul
    24
    erster Drehzahlsensor (erster Kombinationssensor)
    25
    erster Drehrichtungssensor (erster Kombinationssensor)
    26
    zweiter Drehzahlsensor (zweiter Kombinationssensor)
    27
    zweiter Drehrichtungssensor (zweiter Kombinationssensor)
    28
    Außenverzahnung
    29
    Außenverzahnung
    30
    Leitung
    31
    Berechnungseinheit
    i0
    Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes
    nAbtrieb
    Drehzahl des Planetenradträgers
    nHauptwelle
    Drehzahl der Hauptwelle
    nHohlrad
    Drehzahl des Hohlrades
    S1–S3
    Verfahrensschritte
    ZHohlrad
    Anzahl der Zähne der Innenverzahnung des Hohlrades
    ZSonnenrad
    Anzahl der Zähne der Außenverzahnung des Sonnenrades

Claims (13)

  1. Verfahren zur Ermittlung der Drehzahl der Hauptwelle eines Getriebes, bei dem die Hauptwelle über ein schaltbares Planetengetriebe mit einer Abtriebswelle verbunden ist, wobei die Hauptwelle drehfest mit dem Sonnenrad und die Abtriebswelle drehfest mit dem Planetenradträger verbunden ist, mit den Verfahrensschritten Abgreifen der Drehzahl (nHohlrad) des Hohlrades, Abgreifen der Drehzahl (nAbtrieb) der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers und Berechnen der Drehzahl (nHauptwelle) der Hauptwelle aus der Drehzahl (nHohlrad) des Hohlrades und der Drehzahl (nAbtrieb) der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte Abgreifen der Drehrichtung des Hohlrades, Abgreifen der Drehrichtung der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers und Ermittlung der Drehrichtung der Hauptwelle anhand der Drehrichtung des Hohlrades und der Drehrichtung der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der Drehzahl (nHauptwelle) der Hauptwelle anhand der Beziehung nHauptwelle = (1 – i0) × nAbtrieb + i0 × nHohlrad durchgeführt wird, wobei i0 die Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Standgetriebeübersetzung (i0) des Planetengetriebes anhand der Beziehung
    Figure 00170001
    bestimmt wird, wobei ZHohlrad der Anzahl der Zähne an dem Hohlrad und ZSonnenrad der Anzahl der Zähne an dem Sonnenrad entspricht.
  5. Getriebe mit einer Hauptwelle (3), die über ein schaltbares Planetengetriebe (17) mit einer Abtriebswelle (4) verbunden ist, wobei die Hauptwelle (3) drehfest mit dem Sonnenrad (18) und die Abtriebswelle (4) drehfest mit dem Planetenradträger (20) des Planetengetriebes (17) verbunden ist, und mit einer Drehzahlabgriffseinrichtung zur Ermittlung der Drehzahl (nHauptwelle) der Hauptwelle (3) aufweisend einen ersten Drehzahlsensor (24) zum Abgreifen der Drehzahl (nHohlrad) des Hohlrades (22) an dem Hohlrad (22), einen zweiten Drehzahlsensor (26) zum Abgreifen der Drehzahl (nAbtrieb) der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers (20) an der Abtriebswelle oder dem Planetenradträger (20) und eine Berechnungseinheit (31), mittels derer die Drehzahl (nHauptwelle) der Hauptwelle (3) aus der Drehzahl (nHohlrad) des Hohlrades (22) und der Drehzahl (nAbtrieb) der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers (20) berechenbar ist.
  6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Drehzahlsensor (24, 26) derart ausgerichtet sind, dass die Drehzahl (nHohlrad) des Hohlrades (22) und die Drehzahl (nAbtrieb) der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers (20) in radialer Richtung am Umfang abgreifbar sind.
  7. Getriebe nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Hohlrad (22) und an der Abtriebswelle oder dem Planetenradträger (20) jeweils ein Signalgeber, vorzugsweise eine Außenverzahnung (28, 29), vorgesehen ist, an dem die entsprechende Drehzahl (nHohlrad, nAbtrieb) abgreifbar ist.
  8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber einstückig mit dem Hohlrad (22) und einstückig mit der Abtriebswelle oder dem Planetenradträger (20) ausgebildet ist.
  9. Getriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Drehzahlsensor (24, 26) an einem gemeinsamen Sensormodul (23) angeordnet sind.
  10. Getriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl (nHauptwelle) der Hauptwelle (3) anhand der Beziehung nHauptwelle = (1 – i0) × nAbtrieb + i0 × nHohlrad von der Berechnungseinheit (31) berechenbar ist, wobei i0 die Standgetriebeübersetzung des Planetengetriebes (17) ist.
  11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Standgetriebeübersetzung (i0) des Planetengetriebes (17) anhand der Beziehung
    Figure 00190001
    von der Berechnungseinheit (31) bestimmt ist, wobei ZHohlrad der Anzahl der Zähne an dem Hohlrad (22) und ZSonnenrad der Anzahl der Zähne an dem Sonnenrad (18) entspricht.
  12. Getriebe nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ferner ein erster Drehrichtungssensor (25) zum Abgreifen der Drehrichtung des Hohlrades (22) und ein zweiter Drehrichtungssensor (27) zum Abgreifen der Drehrichtung der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers (20) vorgesehen ist, wobei die Drehrichtung der Hauptwelle (3) anhand der Drehrichtung des Hohlrades (22) und der Drehrichtung der Abtriebswelle oder des Planetenradträgers (20) von der Berechnungseinheit (31) bestimmbar ist.
  13. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste bzw. zweite Drehzahlsensor (24; 26) und der erste bzw. zweite Drehrichtungssensor (25; 27) von einem ersten bzw. zweiten Kombinationssensor zum Abgreifen der Drehzahl und der Drehrichtung gebildet ist.
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