DE102008052094A1

DE102008052094A1 - Sensor arrangement for measuring rotational speed of drives of motorvehicle, has sensor arranged in areas of imaginary intersection point of cross line of toothed wheel of drive with cross line of toothed wheel of another drive

Info

Publication number: DE102008052094A1
Application number: DE200810052094
Authority: DE
Inventors: Elmar Falk; Karl-Heinz Krajewski; Carsten Dipl.-Ing. Schupp
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2010-04-22

Abstract

The arrangement has a sensor i.e. rotation speed sensor, arranged in a hole of a drive housing and detecting a parameter value i.e. rotational speed, of drives (10, 20). The sensor is arranged in areas of an imaginary intersection point of a cross line of a toothed wheel (12) of one of the drives with a cross line of a toothed wheel (26) of other drive. A main extension direction of the sensor extends parallel to drives axes (16, 18, 24, 28) of the drives. Other toothed wheels (14, 22) are arranged on a through-drive countershaft and a drive shaft of the drives, respectively.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung in einem Getriebegehäuse für wenigstens zwei unterschiedliche Getriebe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Verschiedene Getriebe weisen heutzutage üblicherweise auch unterschiedliche Getriebegehäuse auf. Für verschieden Getriebevarianten muss also jeweils ein neues eigenes Gehäuse konstruiert werden, was aufwendig und kostenintensiv ist. Wesentliche Unterschiede ergeben sich dabei bei der Lage von Drehzahlsensoren, welche aufgrund unterschiedlicher Zahnradgrößen in den jeweiligen Getrieben an unterschiedlichen Stellen der Getriebegehäuse positioniert werden müssen. Alternativ hierzu können zusätzliche Impulssterne vorgesehen sein, an denen die Drehzahl unabhängig von der Getriebeauslegung sensiert werden kann. Auch dies ist aufwendig, benötigt zusätzliche Bauteile und erhöht die bewegte Masse des Getriebes.The The invention relates to a sensor arrangement in a transmission housing for at least two different transmission according to the preamble of claim 1. Different gears nowadays usually have different gearbox on. For Different transmission variants must each have a new own casing be constructed, which is complicated and costly. basics Differences arise in the location of speed sensors, which due to different gear sizes in the respective gearboxes must be positioned at different points of the gear housing. alternative can do this additional Pulse stars may be provided at which the speed regardless of the transmission design can be sensed. Again, this is expensive, needed additional Components and increases the moving mass of the gearbox.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Sensoranordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 so weiter zu entwickeln, dass eine Verwendung baugleicher Getriebegehäuse mit gleichen Sensoranordnungen für unterschiedliche Getriebetypen ermöglicht wird.Of the The present invention is therefore the object of a sensor arrangement according to the preamble of claim 1 so to develop that a use of identical gear housing with the same sensor arrangements for different Transmission types allows becomes.

Diese Aufgabe wird durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a sensor arrangement having the features of the patent claim 1 solved.

Eine derartige Sensoranordnung bezieht sich auf ein Getriebegehäuse für wenigstens zwei unterschiedliche Getriebe, welche alternativ in diesem Getriebegehäuse verbaut werden können. Jedes Getriebe weist dabei wenigstens ein erstes und ein zweites Zahnrad auf. Zusätzlich ist ein Sensor vorgesehen, mittels welchem wenigstens ein Parameterwert, insbesondere für eine Drehzahl, des jeweiligen Getriebes erfassbar ist. Hierunter sind insbesondere Sensoren zu verstehen, die mit geeigneten, am jeweiligen Getriebe vorhandenen oder vorgesehenen detektierbaren Formelementen oder Markierungen zusammenwirken. Die Markierungen können dabei unmittelbar in der geometrischen Form eines jeweiligen Getriebeelementes bestehen, beispielsweise in der Zahnung eines Getriebezahnrades selbst. Auch die Verwendung separater, in der Genauigkeit weiter erhöhter Markierungen, wie beispielsweise Impulssterne, ist möglich.A Such sensor arrangement relates to a transmission housing for at least two different gears, which alternatively installed in this gearbox can be. Each transmission has at least a first and a second Gear on. additionally a sensor is provided, by means of which at least one parameter value, especially for a speed of the respective transmission is detected. this includes In particular, sensors are to be understood with suitable, am respective transmission existing or provided detectable Form elements or markers interact. The marks can while directly in the geometric shape of a respective transmission element exist, for example in the teeth of a transmission gear Even the use of separate, in the accuracy of further increased markings, such as impulse stars, is possible.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sensor im Bereich eines gedachten Schnittpunktes einer Kreislinie des ersten Zahnrades des ersten Getriebes mit einer Kreislinie des zweiten Zahnrades des zweiten Getriebes angeordnet ist. Bevorzugt handelt es sich bei den jeweiligen Kreislinien um die Kopf- beziehungsweise Fußlinien der jeweiligen Zahnräder, so dass der Sensor im Bereich der Zahnung eines Zahnrades angeordnet ist. Durch eine solche Sensoranordnung wird nun ermöglicht, sowohl eine Drehzahlmessung bei einer Kombination aus dem Getriebegehäuse mit dem ersten Getriebe als auch bei einer Kombination aus dem Getriebegehäuse mit dem zweiten Getriebe durchzuführen. Im Falle eines Getriebegehäuses mit einem verbauten ersten Getriebe erfolgt die Sensierung des wenigstens einen Parameterwertes dann am ersten Zahnrad, insbesondere an dessen Kopf- oder Fußlinie. Im Falle der Verwendung eines Getriebegehäuses mit dem zweiten Getriebe erfolgt die Sensierung dagegen am zweiten Zahnrad.According to the invention, it is provided that the sensor in the area of an imaginary intersection of a Circular line of the first gear of the first transmission with a circular line of the second gear of the second transmission is arranged. Preferred is it is at the respective circular lines around the head or root lines the respective gears, so that the sensor is located in the region of the teeth of a gear is. Such a sensor arrangement now makes it possible to both a speed measurement in a combination of the transmission housing with the first transmission as well as a combination of the transmission housing with to perform the second transmission. In the case of a transmission housing with a built-first gear, the sensing of at least a parameter value then at the first gear, in particular at its Head or foot line. In the case of using a transmission housing with the second transmission on the other hand, the sensing is done on the second gear.

Um die tatsächlichen Drehzahlen der jeweiligen Wellen des Getriebes erhalten zu können muss nur noch aus dem bekannten Zahnungen des jeweiligen Zahnrades und den gemessenen Parameterwerten auf die tatsächliche Drehzahl zurückgerechnet werden. Somit ist es vorteilhaft ermöglicht, gleiche Getriebegehäuse für verschiedene Getriebetypen zu verwenden. Eine Änderung der Sensorposition ist also nicht mehr nötig.Around the actual To be able to obtain rotational speeds of the respective shafts of the transmission only still from the known toothings of the respective gear and the measured parameter values back to the actual speed become. Thus, it is advantageously possible, same gear housing for different Gear types to use. A change in the sensor position is no longer necessary.

Auch die Verkabelung des Sensors kann vereinfacht werden, da keine Rücksicht auf mehrere mögliche Getriebegehäusevarianten genommen werden muss. Durch direkte Anordnung des Sensors im Bereich der Zahnung des jeweiligen Zahnrades kann weiterhin auf das Verbauen zusätzlicher Impulssterne verzichtet werden. Damit wird die Konstruktion des jeweiligen Getriebes weiter vereinfacht und dessen bewegliche Masse verringert. Hierdurch wird vorteilhafter Weise auch die Belastung der jeweiligen Lager reduziert, was das Getriebe insgesamt verschleißärmer macht.Also the wiring of the sensor can be simplified as no consideration on several possible Transmission housing variants must be taken. By direct arrangement of the sensor in the area the teeth of the respective gear can continue to obstruct additional Impulse stars are dispensed with. This will be the construction of the respective transmission further simplified and its movable mass reduced. As a result, the load is advantageously also reduced the respective bearing, which makes the transmission overall wear.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Zahnrad des ersten Getriebes einen größeren Durchmesser auf, als das erste Zahnrad des zweiten Getriebes. Weiterhin weist bevorzugt das zweite Zahnrad des zweiten Getriebes einen größeren Durchmesser auf, als das zweite Zahnrad des ersten Getriebes. In dieser Kombination ergeben sich also zwei gedachte Schnittpunkte entsprechender Kreislinien des ersten Zahnrads des ersten Getriebes mit einer entsprechenden Kreislinie des zweiten Zahnrads des zweiten Getriebes. Je nach weiteren baulichen Gegebenheiten kann einer dieser Schnittpunkte als Sensorposition ausgewählt werden. Hierbei besteht also noch eine gewisse Flexibilität in der Anbringung des Sensors, was beispielsweise eine Optimierung der Sensoranordnung auf äußere Bauraumgegebenheiten hin ermöglicht.In a preferred embodiment The first gear of the first gear has a larger diameter on, as the first gear of the second transmission. Further points the second gear of the second transmission preferably has a larger diameter on, as the second gear of the first transmission. In this combination result So two imaginary intersections of corresponding circular lines of the first gear of the first transmission with a corresponding one Circle of the second gear of the second transmission. Depending on further construction Conditions can be one of these intersections as a sensor position selected become. So there is still some flexibility in the attachment of the sensor, which, for example, an optimization of the sensor arrangement on external space conditions towards.

Bevorzugt verläuft die Haupterstreckungsrichtung des Drehzahlsensors parallel zu einer Antriebsachse des ersten beziehungsweise zweiten Getriebes. Der Sensor wird also nicht mehr, wie im Stand der Technik üblich, senkrecht zu dieser Achse verbaut, wodurch weiterer Bauraum eingespart werden kann.Preferably, the main extension direction of the speed sensor runs parallel to a drive axle of the first or second transmission. The sensor is therefore no longer, as is customary in the prior art, perpendicular to this axis installed, which further space can be saved.

Zur Aufnahme des Sensors ist bevorzugt eine Bohrung im Getriebegehäuse vorgesehen, in welcher der Sensor angeordnet ist. Der Sensor ist stabil mit dem Gebäude verbaut und muss nicht separat gehalten werden. Alle beweglichen Teile des Getriebes bleiben im Wesentlichen vom Getriebegehäuse abgedeckt, so dass beispielsweise keine frei zugänglichen Impulssterne zur Drehzahlsensierung mehr vorgesehen sein müssen.to Receiving the sensor, a bore is preferably provided in the transmission housing, in which the sensor is arranged. The sensor is stable with the building built in and does not have to be kept separate. All moving Parts of the gearbox remain essentially covered by the gearbox housing, so that, for example, no freely accessible pulse stars for speed sensing more must be provided.

Bevorzugt ist das erste Zahnrad des jeweiligen Getriebes auf einer Antriebswelle und das zweite Zahnrad des jeweiligen Getriebes auf einer Vorgelegewelle des jeweiligen Getriebes angeordnet.Prefers is the first gear of each gear on a drive shaft and the second gear of the respective gear on a countershaft arranged the respective transmission.

Die Erfindung betrifft schließlich noch einen Kraftwagen mit einer Sensoranordnung der beschriebenen Art.The Invention finally relates nor a motor vehicle with a sensor arrangement of the described Art.

Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:in the Below is the invention and its embodiments with reference to the drawings be explained in more detail. Hereby show:

1 A und B jeweils eine schematische Darstellung der Zusammenwirkung zweier Zahnräder von zwei Getriebevarianten, 1 A and B are each a schematic representation of the interaction of two gears of two transmission variants,

2 eine schematische Überlagerung der beiden in 1 gezeigten Getriebevarianten mit zwei alternativen Sensorpositionen, 2 a schematic overlay of the two in 1 shown transmission variants with two alternative sensor positions,

3 eine Schnittdarstellung einer Antriebswelle eines Getriebes mit einer Sensoranordnung nach dem Stand der Technik, 3 a sectional view of a drive shaft of a transmission with a sensor arrangement according to the prior art,

4 eine Schnittdarstellung einer Antriebswelle eines Getriebes mit einem Ausführungsbeispiel einer schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Sensoranordnung. 4 a sectional view of a drive shaft of a transmission with an embodiment of a schematically illustrated inventive sensor arrangement.

1 A und B zeigen zwei unterschiedliche Getriebe. Das in 1 gezeigte, im Ganzen mit 10 bezeichnete Getriebe umfasst ein erstes 12 und ein zweites Zahnrad 14. Das erste Zahnrad 12 ist dabei als Antriebszahnrad ausgebildet, welches um eine Drehachse 16 rotiert und das Vorlagezahnrad 14, welches um eine weitere Drehachse 18 rotiert antreibt. Das in 1 B gezeigte Getriebe 20 umfasst ebenfalls ein erstes Zahnrad 22 welches als Antriebszahnrad ausgebildet ist und um die Achse 24 rotiert, sowie ein zweites Zahnrad 26 welches als Zahnrad einer Vorgelegewelle ausgebildet ist, vom ersten Zahnrad 22 getrieben wird und um die Achse 28 rotiert. Für die beiden Getriebe 10 und 20 müssen bei Verwendung von aus dem Stand der Technik bekannten Sensoranordnungen zur Drehzahlmessung jeweils unterschiedliche Sensorpositionen gefunden werden um eine Drehzahlsensierung zu ermöglichen. Alternativ ist es möglich auf einer einem der Zahnräder 12, 14, 22, 26 zugeordneten Welle einen Impulsstern anzuordnen und die Drehzahl durch Messung der Drehung des Impulssterns zu sensieren. Auch dies ist nachteilig, da der Impulsstern die bewegte Masse des Getriebes erhöht. 1 A and B show two different gears. This in 1 shown, in whole 10 designated gear includes a first 12 and a second gear 14 , The first gear 12 is designed as a drive gear, which is about a rotation axis 16 rotates and the master gear 14 , which is about another axis of rotation 18 rotates drives. This in 1 B shown gear 20 also includes a first gear 22 which is designed as a drive gear and about the axis 24 rotates, and a second gear 26 which is designed as a gear of a countershaft, from the first gear 22 is driven and around the axis 28 rotates. For the two gears 10 and 20 When using known from the prior art sensor arrangements for speed measurement each different sensor positions must be found to allow a speed sensing. Alternatively it is possible on one of the gears 12 . 14 . 22 . 26 associated shaft to arrange a pulse star and to sense the speed by measuring the rotation of the pulse star. Again, this is disadvantageous because the pulse star increases the moving mass of the transmission.

2 zeigt eine Überlagerung der in den 1 A und B gezeigten Getriebe 10 und 20. Es ist dabei zu beachten, dass die jeweiligen Achsen 16, 24 und 18, 28 der ersten Zahnräder 12, 22 und der zweiten Zahnräder 14, 26 jeweils koaxial verlaufen. Um eine Sensoranordnung zu schaffen, welche die Verwendung des gleichen Getriebegehäuses sowie der gleichen Sensoranordnung zur Drehzahlsensierung am ersten Getriebe 10 sowie am zweiten Getriebe 20 ermöglicht, stehen, wie aus 2 zu entnehmen ist, zwei mögliche Sensorpositionen 30, 32 zur Verfügung. Diese werden durch die gedachten Schnittpunkte einer Kreislinie des ersten Zahnrads 12 des ersten Getriebes 10 mit einer Kreislinie des zweiten Zahnrads 26 des zweiten Getriebes 20 gebildet. 2 shows a superposition of the in the 1 A and B shown gearbox 10 and 20 , It should be noted that the respective axes 16 . 24 and 18 . 28 the first gears 12 . 22 and the second gears 14 . 26 each coaxial. In order to provide a sensor arrangement which the use of the same transmission housing and the same sensor arrangement for speed sensing on the first transmission 10 as well as the second gearbox 20 allows, stand, like 2 it can be seen, two possible sensor positions 30 . 32 to disposal. These are the imaginary intersections of a circle of the first gear 12 of the first transmission 10 with a circle of the second gear 26 of the second transmission 20 educated.

Ist im entsprechenden Getriebegehäuse das erste Getriebe 10 verbaut, so kann ein an den Positionen 30 oder 32 angebrachter Sensor die Drehzahl des ersten Zahnrades 12 des ersten Getriebes 10 an dessen Zahnung abnehmen. Wird statt dessen das zweite Getriebe 20 im gleichen Gehäuse mit der gleichen Sensoranordnung verbaut, kann am ersten Zahnrad 22 des zweiten Getriebes 20 an den Positionen 30 beziehungsweise 32 keine Drehzahlsensierung erfolgen. Statt dessen erfasst ein an den Positionen 30 oder 32 angeordneter Drehzahlsensor die Drehzahl des zweiten Zahnrades 26 des zweiten Getriebes 20, da nun dessen Zahnung durch die Positionen 30 beziehungsweise 32 läuft. Die in den 1 und 2 gezeigten Umfangslinien der lediglich schematisch dargestellten Zahnräder 12, 14, 22, 26 können dabei Kopf- oder Fußlinien der Zahnung der jeweiligen Zahnräder darstellen. Alternativ kann der Sensor im Bereich zwischen den jeweiligen Kopf- und Fußlinien angeordnet werden, solange er noch in der Lage ist die Zahnung eines der Zahnräder 12, 26 zu erfassen.Is in the corresponding gearbox, the first transmission 10 blocked, so can one at the positions 30 or 32 attached sensor, the speed of the first gear 12 of the first transmission 10 at the teeth diminish. Will be the second gear instead 20 installed in the same housing with the same sensor arrangement, can on the first gear 22 of the second transmission 20 at the positions 30 respectively 32 no speed sensing done. Instead, one captures at the positions 30 or 32 arranged speed sensor, the speed of the second gear 26 of the second transmission 20 , because now its teeth through the positions 30 respectively 32 running. The in the 1 and 2 shown circumferential lines of the gears shown only schematically 12 . 14 . 22 . 26 can represent head or foot lines of the teeth of the respective gears. Alternatively, the sensor can be arranged in the area between the respective top and bottom lines, as long as it is still capable of toothing one of the gears 12 . 26 capture.

3 zeigt einen Schnitt durch die Antriebswelle 34, welche um die Drehachse 16 rotiert. Das erste Zahnrad 12 des Getriebes ist dabei fest mit der Welle 34 verbunden. Weiterhin ist ein Impulsstern 36 drehfest mit der Welle 34 verbunden. Ein Drehzahlsensor 38 ist im Bereich des Impulssterns 36 angeordnet, um so die Drehzahl der Welle 34 detektieren zu können. Die Haupterstreckung des Drehzahlsensors 38 ist dabei senkrecht zur Drehachse 16 der Welle 34. Die Vorgelegewelle des gesamten Getriebes ist hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt. Bei Verwendung eines anderen Getriebes zusammen mit dem Sensor 38 muss dabei gegebenenfalls die Sensorposition geändert werden, um eine zuverlässige Drehzahlsensierung zu ermöglichen. 3 shows a section through the drive shaft 34 which are about the axis of rotation 16 rotates. The first gear 12 The gear is fixed to the shaft 34 connected. Furthermore, a pulse star 36 rotatably with the shaft 34 connected. A speed sensor 38 is in the range of the momentum star 36 arranged so as to increase the speed of the shaft 34 to be able to detect. The main extension of the speed sensor 38 is perpendicular to the axis of rotation 16 the wave 34 , The countershaft of the entire transmission is not shown here for reasons of clarity. When using another gearbox together with the sensor 38 must be gege if necessary, the sensor position can be changed to allow reliable speed sensing.

4 zeigt die Anordnung eines Sensors 38 in einer Ausführungsform der Erfindung. Wiederum ist ein erstes Zahnrad 12 drehfest mit einer Welle 34, welche um eine Achse 16 rotiert verbunden. Auch hier ist die Vorgelegewelle nicht gezeigt. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann bei der erfindungsgemäßen Sensoranordnung auf den Impulsstern 36 verzichtet werden. Der Drehzahlsensor 38 nimmt viel mehr die Drehzahl direkt am Zahnrad 12 des Getriebes ab. Die Längserstreckungsrichtung des Sensors 38 ist hierbei parallel zur Achse 16 der Welle 34. Wird im nicht dargestellten Gehäuse des Getriebes nun eine andere Antriebswelle als die gezeigte Welle 34 verbaut, so kann der Sensor 38 noch immer die Drehzahl des Getriebes detektieren, in dem er die Drehzahl eines zweiten Zahnrades 26 der Vorgelegewelle abnimmt, wie in der Prinzipdarstellung aus 2 erkennbar ist. 4 shows the arrangement of a sensor 38 in an embodiment of the invention. Again, a first gear 12 non-rotatable with a shaft 34 , which is about an axis 16 connected rotates. Again, the countershaft is not shown. In contrast to the prior art can in the sensor arrangement according to the invention on the pulse star 36 be waived. The speed sensor 38 takes much more the speed directly on the gear 12 of the gearbox. The longitudinal direction of the sensor 38 is parallel to the axis 16 the wave 34 , Is now in the housing of the transmission, not shown, a different drive shaft than the shaft shown 34 installed, so the sensor 38 still detect the speed of the transmission, in which he the speed of a second gear 26 the countershaft decreases, as in the schematic diagram 2 is recognizable.

1010: Getriebetransmission
1212: Zahnradgear
1414: Zahnradgear
1616: Drehachseaxis of rotation
1818: Drehachseaxis of rotation
2020: Getriebetransmission
2222: Zahnradgear
2424: Achseaxis
2626: Zahnradgear
2828: Achseaxis
3030: Sensorpositionsensor position
3232: Sensorpositionsensor position
3434: Antriebswelledrive shaft
3636: Impulssternpulse star
3838: DrehzahlsensorSpeed sensor

Claims

Sensor arrangement in a transmission housing for at least two different transmissions ( 10 . 20 ) each having at least a first ( 12 . 22 ) and a second gear ( 14 . 26 ), and with a sensor ( 38 ), by means of which at least one parameter value, in particular for a rotational speed, of the respective transmission ( 10 . 20 ) is characterized in that the sensor ( 38 ) in the area ( 30 . 32 ) of an imaginary intersection of a circular line of the first gear ( 12 ) of the first transmission ( 10 ) with a circular line of the second gear ( 26 ) of the second transmission ( 20 ) is arranged.

Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the first gear ( 12 ) of the first transmission ( 10 ) has a larger diameter than the first gear ( 22 ) of the second transmission ( 20 ).

Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the second gear ( 26 ) of the second transmission ( 20 ) has a larger diameter than the second gear ( 14 ) of the first transmission ( 10 ).

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a main extension direction of the sensor ( 28 ) parallel to a drive axle ( 16 . 24 . 18 . 28 ) of the first ( 10 ) or second gear ( 20 ) runs.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor ( 38 ) is arranged in a bore of the transmission housing.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first gear ( 12 . 22 ) of the respective transmission ( 10 . 20 ) on a drive shaft ( 34 ) of the respective transmission ( 10 . 20 ) is arranged.

Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the second gear ( 14 . 26 ) of the respective transmission ( 10 . 20 ) on a countershaft of the respective transmission ( 10 . 20 ) is arranged.

Motor vehicle with a sensor arrangement according to one of claims 1 to 7.