EP3391000A1 - Method for measuring torque of a drive unit - Google Patents

Method for measuring torque of a drive unit

Info

Publication number
EP3391000A1
EP3391000A1 EP16760688.8A EP16760688A EP3391000A1 EP 3391000 A1 EP3391000 A1 EP 3391000A1 EP 16760688 A EP16760688 A EP 16760688A EP 3391000 A1 EP3391000 A1 EP 3391000A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
drive unit
torque
bearing
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16760688.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Bildstein
Gunther Goetting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3391000A1 publication Critical patent/EP3391000A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/106—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving electrostatic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
    • G01L3/1435—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers involving magnetic or electromagnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
    • G01L3/1442—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers involving electrostatic means

Definitions

  • the present invention relates to a method for torque measurement of a drive unit according to the independent method claim and to a measuring system for torque measurement of a drive unit according to the independent system claim.
  • Powertrain applied torque required eg. B. for the calculation of the reference speed and the actual acceleration.
  • this information is used for monitoring tasks (monitoring in torque path).
  • these data are derived from models (air and gas)
  • the inventive method allows a torque measurement during operation of a drive unit without the torque applied to a drive shaft to measure directly, which is associated with a high measurement cost.
  • This is achieved in that at least one sensor measures a change in force and / or position, in particular a relative rotation of the drive unit as a sensor value. Due to a voltage applied to the drive unit torque, the drive unit moves in consequence of
  • Position change in particular to measure a relative rotation of the drive unit in relation to the fixed support point.
  • the inventive method provides additional information about the applied torque of the drive unit, which can be used to control, for example. Driving functions.
  • the measured value can be used to monitor the set torque as well as to adjust other signals such as measured values of the machine currents or the rotor position angle.
  • the torque generated by the drive unit results in a force change at the elastic bearing of the drive unit or at a relative one
  • Position change in particular a relative rotation of the drive unit, compared to the fixed support point.
  • a torque applied to the drive unit can be determined as the measured value.
  • the measurement of the sensor value and the torque determined therefrom can be used as a quasi-stationary measurement of the torque and / or with the aid of a temporal
  • a faulty torque build-up of the drive unit can be registered and prevented by appropriate control measures.
  • Damp or suppress measures For a measurement of the sensor value preferably takes place with a sufficiently high frequency or in a determinable interval. Under a fixed support point can in the context of the invention z. B. a vehicle body can be understood.
  • control unit may be provided, wherein the
  • Control unit is in signal communication with the at least one sensor and determines the measured value from the sensor value.
  • the control unit processes and evaluates the measurement signal or signals in the form of the sensor value or the
  • Signal connection of the control unit with the at least one sensor can be formed via cable and / or wireless.
  • the data interface for transmitting the sensor value to the control unit may, for example, be used as a Bluetooth
  • the control unit may, for example, be an in-vehicle control unit which is at the same time suitable for processing a control of driving functions and / or an adjustment of other signals, the measured values of the machine flows and / or the rotor position angle.
  • the control unit and / or the at least one sensor to transmit the sensor value and / or the measured value to a vehicle-external, in particular mobile device, so that the data can be read out and evaluated by an external or mobile device. This can, for example, at a Test stand or used in a workshop, so that in a simple way, the data of the drive unit with respect to the torque can be evaluated.
  • the control unit and / or the at least one sensor to transmit the sensor value and / or the measured value to a vehicle-external, in particular mobile device, so that the data can be read out and evaluated by an external or mobile device. This can, for example, at a Test stand or used in a workshop, so that in a simple way, the data of the drive unit with respect to the torque can
  • Control unit Data from models about the air and injection quantity or the current data of an electric drive unit determined. As a result, monitoring in the torque path can be provided, with the control unit determining the measured value for the torque of the drive unit on the basis of the sensor values, in particular in conjunction with characteristic values of the drive unit stored in the control unit.
  • the measured value can advantageously be determined from the sensor value and at least one bearing characteristic value, wherein in particular the bearing characteristic value is an expansion, a bending and / or a torsional rigidity.
  • the bearing characteristic value can be stored, for example, in a sensor electronics of the at least one sensor and / or in the control unit so that the bearing characteristic value in conjunction with the sensor value determines the measured value for the torque of the drive unit via an algorithm or a heuristic.
  • Lagerkennwert for the at least one particular elastically formed bearing of the drive unit results, for example, from the geometry of the bearing and / or the material used in the bearing, so that this bearing characteristic is a substantially fixed or constant characteristic value, which is essentially unchangeable, so this as reliable
  • Calculation parameter for the determination of the measured value from the sensor value can be used.
  • Torsional rigidity of the bearing thus represents a calculation parameter for the algorithm and / or the heuristic, so that it can determine the torque of the drive unit in conjunction with the measured sensor value.
  • the applied torque can be calculated back.
  • the drive unit may preferably have at least two bearings for connection to at least one fixed support point.
  • the at least two bearings are arranged at a distance from one another on the drive unit or connected to the drive unit, wherein at least one sensor is preferably arranged on each bearing, so that a multiplicity of sensor values can be measured at the bearings of the drive unit.
  • at least one bearing undergoes a compressive force by the applied torque and another bearing is loaded by a tensile force due to the torque.
  • the at least two bearing undergoes a compressive force by the applied torque and another bearing is loaded by a tensile force due to the torque.
  • the tensile force due to the torque.
  • Position change in particular a relative rotation of the drive unit to at least two bearings, in particular spaced from each other arranged bearings, are measured and in the calculation or determination of the
  • Measured value can be used from the sensor values. This leads to a more reliable measurement of the torque, whereby variations of the measured values due to the large number of sensor values can be reduced, so that the torque can be determined more precisely.
  • At least one sensor can be arranged on the drive unit and / or the bearing and at least one sensor can be arranged on the fixed support point.
  • sensor values are measured which can be compared with one another, so that with an unchanged sensor value of the fixed support point and a sensor value on the drive unit which is changed in comparison with this and / or. or the bearing, the relative change in position and / or force change are measured and compared with each other.
  • At least one sensor is a distance sensor, in particular a capacitive, optical sensor or acoustic sensor.
  • An inventive distance sensor can be arranged on the drive unit, the bearing, or the fixed support point and a change in position of the drive unit as a result of an adjacent
  • the distance sensor is arranged on the drive unit, preferably at the fixed support point gives a reference measuring point, so that a change in distance with the aid of an optical sensor can be measured in comparison to the reference measuring point in a change in position of the drive machine.
  • Distance measurement can, for example, be performed on a selected bearing, wherein, for example, the one elastic bearing at a selected location of a.
  • Half sleeve is insulated against the sleeve half.
  • Bolt and conductive sleeve are connected in the manner of a plate capacitor. With the distance between the two parts, the capacitance of the so pronounced sensor changes. From the
  • Capacity change can be concluded on the applied reaction torque and thus on the torque.
  • the bolt and the sleeve it is alternatively possible to use surfaces which are insulated from one another and whose spacing changes as a result of deformation due to the application of torque.
  • interlocking ribs are designed as a capacitor. The degree of overlap of the ribs which changes as a result of a torque application leads to a change in the capacitance from which the torque impressed by the machine can be deduced.
  • An acoustic sensor may be, for example, an ultrasonic sensor which measures a change in position of the drive machine relative to the fixed support point, for example the body, by means of ultrasound.
  • At least one sensor an inertial sensor, in particular an acceleration sensor, or a Hall sensor can be present, as a result of which a relative position angle of the drive unit can be determined.
  • the drive unit is rotated by the load, due to the torque, due to the elastic bearing by the angle ⁇ . Accordingly, the measured value of the acceleration sensor also changes, wherein this measured value is compared with an equivalent measured value of a sensor that has not been changed in position. Due to the difference of the measured values, it is possible to deduce the angle between the two sensors and from this the impressed torque.
  • two sensors Preferably, two
  • Acceleration sensors present, with a positionally stable sensor and a sensor arranged on the drive unit and / or the elastic bearing available.
  • the position-fixed sensor is preferably arranged at the fixed support point and forms a reference system for the measurement.
  • the measured value of the position-changed sensor on the drive unit changes as a result of a rotation of the drive unit. Based on the changed measured value and the measured value of the
  • a Hall sensor in particular a 3D magnetic field sensor, uses the Hall effect to measure magnetic fields.
  • a combination of lateral with vertical Hall sensors to a 3D magnetic field sensor allows a position detection and thus a change in position.
  • Such magnetic field sensors measure contactless and wear-free the position of machine parts.
  • the senor is a force transducer, whereby a force change at the bearing is measurable.
  • a force transducer or force sensor may, for example, be a piezoelectric element which is used to measure the pressure
  • Torque can be measured. From the sensor value determined in this way, the applied torque can be determined in conjunction with a bearing characteristic value.
  • At least one sensor can be arranged on a drive machine of the drive unit and / or on a differential gear.
  • a prime mover means within the meaning of the invention a drive unit, in particular an electric drive unit or an internal combustion engine, which generates a torque for driving, for example, a vehicle.
  • at least one sensor is arranged on a differential gear of a drive unit.
  • a differential gear is to be used in particular when the engine and the drive axle by such
  • Differential gear are connected together. This may, for example, be vehicles which have a front engine and are driven via the rear axle and / or over all four wheels.
  • the voltage applied to the differential gear torque can be measured, so that the torque can be measured directly on the drive axle, what to results in more precise measurement results compared to a torque measurement on the drive machine in rear-wheel drive vehicles.
  • the measuring system for torque measurement is particularly suitable for use in a vehicle drive unit, wherein the measuring system has at least one sensor, by means of which a change in force and / or position, in particular a relative rotation of the drive unit, can be measured.
  • the measuring system has at least one control unit, wherein the control unit is in signal connection with the at least one sensor, by means of which a
  • Torque measurement according to the method of the invention is feasible.
  • an inventive measuring system brings the same advantages as have been described in detail with respect to the inventive method.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows another embodiment of the invention
  • FIG. 1 shows a possible embodiment of the invention
  • measuring system 100 shown, wherein the measuring system 100 has a first sensor 22 which is connected to a bearing 23 of the drive unit 10 with a fixed support point 21 immovably.
  • the bearing 23 is in the
  • Drive unit 10 generated torque a relative change in position, in particular a relative rotation about the bearing 23 can be achieved.
  • the drive unit 10 in the figure 1 a second elastic
  • a second sensor 25 is arranged, which as a
  • Distance sensor 25 is formed and a relative change in position of the
  • the distance sensor 25 measures the relative
  • Position change As between the reference point RP and the measuring point MP.
  • the reference point RP forms the comparison value, which reproduces the position of the drive unit 10 without applied torque. If the drive unit 10 now generates a torque, which is represented by the arrow in the drive unit 10, the torque generates a relative change in position of the drive unit 10, around the two bearings 20 and 23. On the one hand, a tensile force on the sensor 22 can be measured. which is generated by a movement of the drive unit 10 as a result of the torque.
  • the drive unit 10 moves by the relative change in position As, so that the two sensor values from the sensor 22 and the sensor 25 can be used to determine the generated torque.
  • the sensors 22 and 25 are in Figure 1 in signal communication with the
  • the control unit 30 carries out the method according to the invention for torque measurement of the drive unit 10 and thus determines the generated torque based on the sensor values of the sensor 25 and 22 in conjunction with the known bearing characteristics of the bearing 20 and 23.
  • the support points 21 and 24 are exemplary for the body of a vehicle, so that it is a fixed reference points for the measurement of the relative change in position and / or force change.
  • the drive unit 10 is shown in FIG. 1 by way of example for a vehicle drive unit, in particular one
  • FIG. 2 shows a drive unit 10, comprising an engine 11 and a differential 12 for driving a vehicle.
  • Drive machine 11 is connected via two bearings 20 and the bearing 23 to the body 21, 24 as fixed support points.
  • a distance sensor 22 which measures the distance As of the drive machine 11 to the fixed support point 24, is arranged on the drive machine 11. The distance As changes with an applied torque, so that this change can be measured by the sensor 22.
  • each one of the drive machine 11 and the fixed support point 24 is connected via two bearings 20 and the bearing 23 to the body 21, 24 as fixed support points.
  • a distance sensor 22 which measures the distance As of the drive machine 11 to the fixed support point 24, is arranged on the drive machine 11. The distance As changes with an applied torque, so that this change can be measured by the sensor 22.
  • Acceleration sensor 25 is arranged, which measures the acceleration of the drive machine 11 and the fixed Abstweilins and detected in relation to each other a change in position.
  • the arrow in the sensors 25 indicates the acceleration vector.
  • two acceleration sensors 25 are provided, with a positionally stable sensor 25 and a sensor 25 arranged on the drive machine 25 being present.
  • the position-fixed sensor 25 is arranged at the fixed support point 24 and forms a reference system for the measurement.
  • the measured value of the position-changed sensor 25 on the drive machine 11 changes as a result of a rotation of the drive unit 10.
  • the torque can be determined on the basis of the changed measured value and the measured value of the reference system. From the deviating values for a x and a z can be assumed by means of
  • the drive unit 10 has in Fig. 2, a differential 12, whereby a torque can be transmitted from the engine 11 via the differential 12 to a drive axle 13. If a torque is applied to the differential 12 and accordingly to the drive axle 13, then the distance As changes from the drive axle 13 to the fixed one

Abstract

The invention relates to a method for measuring the torque of a drive unit (10), particularly a vehicle drive unit (10), said drive unit (10) comprising at least one bearing (20) for connecting to a fixed support point (21), and at least one sensor (22) being provided which measures a change in force and/or position, particularly a relative rotation of the drive unit (10), as a sensor value, wherein a torque at the drive unit (10) is determined as a measurement value on the basis of said sensor value.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Verfahren zur Drehmomentmessung einer Antriebseinheit  Method for measuring the torque of a drive unit
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehmomentmessung einer Antriebseinheit gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch sowie ein Messsystem zur Drehmomentmessung einer Antriebseinheit gemäß dem unabhängigen Systemanspruch. The present invention relates to a method for torque measurement of a drive unit according to the independent method claim and to a measuring system for torque measurement of a drive unit according to the independent system claim.
Stand der Technik State of the art
Für den Betrieb moderner Fahrzeuge sind Informationen über das im For the operation of modern vehicles are information about the im
Antriebstrang anliegende Drehmoment erforderlich, z. B. für die Berechnung der Referenzgeschwindigkeit und der Ist-Beschleunigung. Zusätzlich wird diese Information für Überwachungsaufgaben (Monitoring in Drehmomentpfad) verwendet. Üblicherweise werden diese Daten aus Modellen (Luft- und Powertrain applied torque required, eg. B. for the calculation of the reference speed and the actual acceleration. In addition, this information is used for monitoring tasks (monitoring in torque path). Usually, these data are derived from models (air and gas)
Einspritzmenge oder Stromdaten bei elektrischen Antrieben) bestimmt. Injection quantity or current data for electric drives).
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß dient das Verfahren zur Drehmomentmessung einer According to the invention, the method for torque measurement of a
Antriebseinheit, insbesondere einer Fahrzeugantriebseinheit, wobei die Drive unit, in particular a vehicle drive unit, wherein the
Antriebseinheit zumindest ein Lager zur Verbindung mit einem festen Drive unit at least one bearing for connection to a fixed
Abstützpunkt aufweist und wobei zumindest ein Sensor vorgesehen ist, der eineHas support point and wherein at least one sensor is provided, the one
Kraft- und/oder Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit als Sensorwert misst und aus dem Sensorwert ein an der Antriebseinheit anliegendes Drehmoment als Messwert ermittelt. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich derForce and / or position change, in particular a relative rotation of the drive unit as a sensor value measures and determined from the sensor value a torque applied to the drive unit as a measured value. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that have been described in connection with the method according to the invention apply, of course, also in connection with the system according to the invention and in each case vice versa, so that with respect
Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Revelation to the individual aspects of the invention is always reciprocal reference or can be.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigenThe measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements in the independent
Ansprüchen angegeben Erfindung möglich. Claims specified invention possible.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Drehmomentmessung im laufenden Betrieb einer Antriebseinheit ohne das an einer Antriebswelle anliegende Drehmoment direkt zu messen, was mit einem hohen Messaufwand verbunden ist. Dieses wird dadurch erreicht, dass zumindest ein Sensor eine Kraft- und/oder Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit als Sensorwert misst. Aufgrund eines an der Antriebseinheit anliegenden Drehmoments bewegt sich die Antriebseinheit in Folge des The inventive method allows a torque measurement during operation of a drive unit without the torque applied to a drive shaft to measure directly, which is associated with a high measurement cost. This is achieved in that at least one sensor measures a change in force and / or position, in particular a relative rotation of the drive unit as a sensor value. Due to a voltage applied to the drive unit torque, the drive unit moves in consequence of
Drehmoments in Relation zu dem festen Abstützpunkt bzw. wirkt eine messbareTorque in relation to the fixed support point or acts a measurable
Kraft auf das Lager der Antriebseinheit. Somit ist es u. a. möglich, eine Force on the bearing of the drive unit. Thus it is u. a. possible, one
Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit in Relation zu dem festen Abstützpunkt zu messen. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert eine zusätzliche Information über das anliegende Drehmoment der Antriebseinheit, welches zur Regelung von bspw. Fahrfunktionen herangezogen werden kann. Darüber hinaus kann der Messwert zur Überwachung des gestellten Drehmoments sowie zum Abgleich anderer Signale wie Messwerte der Maschinenströme oder des Rotorlagewinkels verwendet werden. Position change, in particular to measure a relative rotation of the drive unit in relation to the fixed support point. The inventive method provides additional information about the applied torque of the drive unit, which can be used to control, for example. Driving functions. In addition, the measured value can be used to monitor the set torque as well as to adjust other signals such as measured values of the machine currents or the rotor position angle.
Das durch die Antriebseinheit erzeugte Drehmoment führt zu einer Kraftänderung an dem elastischen Lager der Antriebseinheit oder zu einer relativen The torque generated by the drive unit results in a force change at the elastic bearing of the drive unit or at a relative one
Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit, im Vergleich zu dem festen Abstützpunkt. Aus dem so gemessenen Sensorwert, welcher eine Kraft- und/oder eine Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit wiedergibt, kann ein an der Antriebseinheit anliegendes Drehmoment als Messwert ermittelt werden. Die Messung des Sensorwertes und das daraus ermittelte Drehmoment kann dabei als eine quasi stationäre Messung des Drehmoments und/oder mit Hilfe einer zeitlichenPosition change, in particular a relative rotation of the drive unit, compared to the fixed support point. From the measured sensor value, which represents a change in the force and / or a position, in particular a relative rotation of the drive unit, a torque applied to the drive unit can be determined as the measured value. The measurement of the sensor value and the torque determined therefrom can be used as a quasi-stationary measurement of the torque and / or with the aid of a temporal
Ableitung dementsprechend im Wesentlichen konstant ausgewertet werden. Mittels der zeitlichen Ableitung kann ein fehlerhafter Momentenaufbau der Antriebseinheit registriert und durch entsprechende regelungstechnische Maßnahmen unterbunden werden. Darüber hinaus lassen sich über die zeitliche Ableitung ebenso Drehmomentschwingungen, die durch Anregung von Derivative accordingly be evaluated substantially constant. By means of the time derivative, a faulty torque build-up of the drive unit can be registered and prevented by appropriate control measures. In addition, can be over the time derivative as well as torque oscillations by excitation of
Eigenfrequenzen entstehen, detektieren und durch regelungstechnische  Natural frequencies arise, detect and by control technology
Maßnahmen dämpfen bzw. unterdrücken. Dafür findet eine Messung des Sensorwertes vorzugsweise mit einer hinreichend hohen Frequenz bzw. in einem bestimmbaren Intervall statt. Unter einem festen Abstützpunkt kann im Rahmen der Erfindung z. B. eine Fahrzeugkarosserie verstanden werden. Damp or suppress measures. For a measurement of the sensor value preferably takes place with a sufficiently high frequency or in a determinable interval. Under a fixed support point can in the context of the invention z. B. a vehicle body can be understood.
Vorteilhafterweise kann eine Steuereinheit vorgesehen sein, wobei die Advantageously, a control unit may be provided, wherein the
Steuereinheit in Signalverbindung mit dem zumindest einen Sensor steht und aus dem Sensorwert den Messwert ermittelt. Die Steuereinheit verarbeitet und wertet das bzw. die Messsignale in Form des Sensorwertes bzw. der Control unit is in signal communication with the at least one sensor and determines the measured value from the sensor value. The control unit processes and evaluates the measurement signal or signals in the form of the sensor value or the
Sensorwerte aus und ermittelt auf Basis eines in der Steuereinheit vorhandenen Algorithmus und/oder Heuristik den Messwert für das Drehmoment. Die  Sensor values and determined on the basis of an existing algorithm in the control unit and / or heuristic the measured value for the torque. The
Signalverbindung der Steuereinheit mit dem zumindest einen Sensor kann dabei über Kabel und/oder kabellos ausgebildet sein. Die Datenschnittstelle zur Übermittlung des Sensorwertes zur Steuereinheit kann bspw. als eine Bluetooth-Signal connection of the control unit with the at least one sensor can be formed via cable and / or wireless. The data interface for transmitting the sensor value to the control unit may, for example, be used as a Bluetooth
Verbindung und/oder NFC-Verbindung und/oder Wireless-LAN-Verbindung und/oder GSM-Verbindung bzw. LTE-Verbindung für die Übertragung der Daten sein. Die Steuereinheit kann bspw. eine fahrzeuginterne Steuereinheit sein, welche gleichzeitig dazu geeignet ist, eine Regelung von Fahrfunktionen und/oder einen Abgleich anderer Signale, die Messwerte der Maschinenströme und/oder des Rotorlagewinkels zu verarbeiten. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Steuereinheit und/oder der zumindest eine Sensor den Sensorwert und/oder den Messwert an ein fahrzeugexternes, insbesondere mobiles Gerät zu übertragen, sodass die Daten von einem externen bzw. mobilen Gerät ausgelesen und ausgewertet werden können. Das kann bspw. bei einem Versuchsstand oder bei einer Werkstatt eingesetzt werden, sodass auf einfache Art und Weise die Daten der Antriebseinheit bzgl. des Drehmomentes ausgewertet werden können. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Connection and / or NFC connection and / or wireless LAN connection and / or GSM connection or LTE connection for the transmission of data. The control unit may, for example, be an in-vehicle control unit which is at the same time suitable for processing a control of driving functions and / or an adjustment of other signals, the measured values of the machine flows and / or the rotor position angle. Moreover, it is conceivable for the control unit and / or the at least one sensor to transmit the sensor value and / or the measured value to a vehicle-external, in particular mobile device, so that the data can be read out and evaluated by an external or mobile device. This can, for example, at a Test stand or used in a workshop, so that in a simple way, the data of the drive unit with respect to the torque can be evaluated. In addition, it is conceivable that the
Steuereinheit Daten aus Modellen über die Luft- und Einspritzmenge oder die Stromdaten einer elektrischen Antriebseinheit bestimmt. Dadurch kann ein Monitoring im Drehmomentpfad bereitgestellt werden, wobei die Steuereinheit aufgrund der Sensorwerte insbesondere in Verbindung mit in der Steuereinheit hinterlegten Kennwerten der Antriebseinheit, den Messwert für das Drehmoment der Antriebseinheit ermittelt. Control unit Data from models about the air and injection quantity or the current data of an electric drive unit determined. As a result, monitoring in the torque path can be provided, with the control unit determining the measured value for the torque of the drive unit on the basis of the sensor values, in particular in conjunction with characteristic values of the drive unit stored in the control unit.
Der Messwert kann vorteilhafterweise aus dem Sensorwert und zumindest einem Lagerkennwert ermittelt werden, wobei insbesondere der Lagerkennwert eine Dehn-, eine Biege- und/oder eine Torsionssteifigkeit ist. Der Lagerkennwert kann dabei erfindungsgemäß bspw. in einer Sensorelektronik des zumindest einen Sensors und/oder in der Steuereinheit hinterlegt sein, sodass der Lagerkennwert in Verbindung mit dem Sensorwert über einen Algorithmus oder eine Heuristik, den Messwert für das Drehmoment der Antriebseinheit ermittelt. Der The measured value can advantageously be determined from the sensor value and at least one bearing characteristic value, wherein in particular the bearing characteristic value is an expansion, a bending and / or a torsional rigidity. According to the invention, the bearing characteristic value can be stored, for example, in a sensor electronics of the at least one sensor and / or in the control unit so that the bearing characteristic value in conjunction with the sensor value determines the measured value for the torque of the drive unit via an algorithm or a heuristic. Of the
Lagerkennwert für das zumindest eine insbesondere elastisch ausgebildete Lager der Antriebseinheit ergibt sich bspw. aus der Geometrie des Lagers und/oder des eingesetzten Werkstoffs des Lagers, sodass dieser Lagerkennwert ein im Wesentlichen festgelegter oder konstanter Kennwert ist, welcher im Wesentlichen unveränderbar ist, sodass dieser als zuverlässiger Lagerkennwert for the at least one particular elastically formed bearing of the drive unit results, for example, from the geometry of the bearing and / or the material used in the bearing, so that this bearing characteristic is a substantially fixed or constant characteristic value, which is essentially unchangeable, so this as reliable
Berechnungsparameter für die Ermittlung des Messwertes aus dem Sensorwert herangezogen werden kann. Die bekannten Dehn-, Biege- und/oder Calculation parameter for the determination of the measured value from the sensor value can be used. The known expansion, bending and / or
Torsionssteifigkeit des Lagers stellt somit einen Berechnungsparameter für den Algorithmus und/oder die Heuristik dar, sodass diese in Verbindung mit dem gemessenen Sensorwert, das Drehmoment der Antriebseinheit ermitteln kann. Somit ist es möglich, aus den gemessenen Sensorwerten, welche als abweichende Werte für eine Kraft- und/oder Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit stehen, mittels der als bekannt angenommenen Lagerkennwerte, das anliegend Drehmoment zurückgerechnet werden kann. Torsional rigidity of the bearing thus represents a calculation parameter for the algorithm and / or the heuristic, so that it can determine the torque of the drive unit in conjunction with the measured sensor value. Thus, it is possible, from the measured sensor values, which are different values for a change in force and / or position, in particular a relative rotation of the drive unit, by means of the bearing characteristic values assumed to be known, the applied torque can be calculated back.
Erfindungsgemäß kann die Antriebseinheit vorzugsweise zumindest zwei Lager zur Verbindung mit zumindest einem festen Abstützpunkt aufweisen. Vorzugsweise werden die zumindest zwei Lager beabstandet zueinander an der Antriebseinheit angeordnet bzw. mit der Antriebseinheit verbunden, wobei vorzugsweise an jedem Lager zumindest ein Sensor angeordnet ist, sodass eine Vielzahl an Sensorwerten an den Lagern der Antriebseinheit gemessen werden kann. Bspw. ist es denkbar, dass zumindest ein Lager eine Druckkraft durch das anliegende Drehmoment erfährt und ein weiteres Lager durch eine Zugkraft in Folge des Drehmoments belastet wird. Darüber hinaus kann auch die According to the invention, the drive unit may preferably have at least two bearings for connection to at least one fixed support point. Preferably, the at least two bearings are arranged at a distance from one another on the drive unit or connected to the drive unit, wherein at least one sensor is preferably arranged on each bearing, so that a multiplicity of sensor values can be measured at the bearings of the drive unit. For example. It is conceivable that at least one bearing undergoes a compressive force by the applied torque and another bearing is loaded by a tensile force due to the torque. In addition, the
Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit an zumindest zwei Lagern, insbesondere beabstandet zueinander angeordnete Lager, gemessen werden und in die Berechnung bzw. die Ermittlung desPosition change, in particular a relative rotation of the drive unit to at least two bearings, in particular spaced from each other arranged bearings, are measured and in the calculation or determination of the
Messwertes aus den Sensorwerten herangezogen werden. Dies führt zu einer zuverlässigeren Messung des Drehmoments, wobei Streuungen der Messwerte aufgrund der Vielzahl von Sensorwerten reduziert werden können, sodass das Drehmoment präziser ermittelt werden kann. Measured value can be used from the sensor values. This leads to a more reliable measurement of the torque, whereby variations of the measured values due to the large number of sensor values can be reduced, so that the torque can be determined more precisely.
Vorteilhaft kann zumindest ein Sensor an der Antriebseinheit und/oder dem Lager und zumindest ein Sensor an dem festen Abstützpunkt angeordnet sein. Durch zumindest einen Sensor an der Antriebseinheit und/oder dem Lager und zumindest einem Sensor an dem festen Abstützpunkt werden Sensorwerte gemessen, welche miteinander verglichen werden können, sodass bei einem unveränderten Sensorwert des festen Abstützpunkts und einem im Vergleich dazu veränderten Sensorwert an der Antriebseinheit und/oder dem Lager, die relative Lageänderung und/oder Kraftänderung gemessen und miteinander verglichen werden. In Folge dessen, kann ein präziseres Messergebnis des Drehmoments an der Antriebseinheit ermittelt werden, da sich der Sensorwert des Sensors am festen Abstützpunkt in Folge eines anliegenden Drehmomentes im Wesentlichen nicht verändert, sodass ein Bezugswert bzw. Referenzwert im Vergleich zu dem sich verändernden Sensorwert an der Antriebseinheit oder dem Lager vorhanden ist. Es ist des Weiteren denkbar, dass zumindest ein Sensor ein Abstandssensor ist, insbesondere ein kapazitiver, optischer Sensor oder akustischer Sensor. Ein erfindungsgemäßer Abstandssensor kann dabei an der Antriebseinheit, dem Lager, oder dem festen Abstützpunkt angeordnet sein und eine Lageänderung der Antriebseinheit in Folge eines anliegenden Advantageously, at least one sensor can be arranged on the drive unit and / or the bearing and at least one sensor can be arranged on the fixed support point. By means of at least one sensor on the drive unit and / or the bearing and at least one sensor on the fixed support point, sensor values are measured which can be compared with one another, so that with an unchanged sensor value of the fixed support point and a sensor value on the drive unit which is changed in comparison with this and / or. or the bearing, the relative change in position and / or force change are measured and compared with each other. As a result, a more accurate measuring result of the torque at the drive unit can be determined, since the sensor value of the sensor at the fixed support point substantially does not change due to an applied torque, so that a reference value compared to the changing sensor value at the Drive unit or the bearing is present. It is also conceivable that at least one sensor is a distance sensor, in particular a capacitive, optical sensor or acoustic sensor. An inventive distance sensor can be arranged on the drive unit, the bearing, or the fixed support point and a change in position of the drive unit as a result of an adjacent
Drehmoments der Antriebseinheit messen. Ist der Abstandssensor dabei an der Antriebseinheit angeordnet, wobei es vorzugsweise an dem festen Abstützpunkt einen Referenzmesspunkt gibt, sodass im Vergleich zu dem Referenzmesspunkt bei einer Lageänderung der Antriebsmaschine eine Abstandsänderung mit Hilfe eines optischen Sensors gemessen werden kann. Eine kapazitive Measure the torque of the drive unit. If the distance sensor is arranged on the drive unit, preferably at the fixed support point gives a reference measuring point, so that a change in distance with the aid of an optical sensor can be measured in comparison to the reference measuring point in a change in position of the drive machine. A capacitive one
Abstandsmessung kann bspw. an einem ausgewählten Lager durchgeführt werden, wobei bspw. das eine elastische Lager an einer ausgewählten Stelle aus einem bspw. metallischen Bolzen einer nicht leitfähigen elastischen Trennhülse und einer fahrzeugfesten halbseitig leitenden Hülse, wobei die zweite Distance measurement can, for example, be performed on a selected bearing, wherein, for example, the one elastic bearing at a selected location of a. Metallic bolt of a non-conductive elastic separating sleeve and a vehicle-fixed semi-conductive sleeve, the second
Hülsenhälfte gegen die Hülsenhälfte isoliert ist. Bolzen und leitfähige Hülse sind in der Art eines Plattenkondensators verbunden. Mit dem Abstand der beiden Teile ändert sich die Kapazität des so ausgeprägten Sensors. Aus der Half sleeve is insulated against the sleeve half. Bolt and conductive sleeve are connected in the manner of a plate capacitor. With the distance between the two parts, the capacitance of the so pronounced sensor changes. From the
Kapazitätsänderung kann auf das anliegende Reaktionsmoment und damit auf das Drehmoment geschlossen werden. An Stelle des Bolzens und der Hülse können alternativ gegeneinander isolierte Flächen verwendet werden, deren Abstand sich bei Verformung durch Momentenaufprägung ändert. Darüber hinaus ist es denkbar, dass ineinander greifende Rippen als Kondensator ausgelegt werden. Der sich aufgrund einer Momentenaufprägung ändernde Überdeckungsgrad der Rippen führt zu einer Änderung der Kapazität, aus welcher auf das von der Maschine aufgeprägte Moment geschlossen werden kann. Ein akustischer Sensor kann bspw. ein Ultraschallsensor sein, welcher mittels Ultraschall eine Lageänderung der Antriebsmaschine gegenüber des festen Abstützpunktes, bspw. der Karosserie, misst.  Capacity change can be concluded on the applied reaction torque and thus on the torque. Instead of the bolt and the sleeve, it is alternatively possible to use surfaces which are insulated from one another and whose spacing changes as a result of deformation due to the application of torque. In addition, it is conceivable that interlocking ribs are designed as a capacitor. The degree of overlap of the ribs which changes as a result of a torque application leads to a change in the capacitance from which the torque impressed by the machine can be deduced. An acoustic sensor may be, for example, an ultrasonic sensor which measures a change in position of the drive machine relative to the fixed support point, for example the body, by means of ultrasound.
Im Rahmen der Erfindung kann zumindest ein Sensor, ein Inertialsensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor, oder ein Hall-Sensor vorhanden sein, wodurch ein relativer Lagewinkel der Antriebseinheit ermittelbar ist. Dabei ist vorzugsweise zumindest ein Beschleunigungssensor an der elastischen In the context of the invention, at least one sensor, an inertial sensor, in particular an acceleration sensor, or a Hall sensor can be present, as a result of which a relative position angle of the drive unit can be determined. In this case, preferably at least one acceleration sensor on the elastic
Lagerung angeordnet. Die Antriebseinheit ist durch die Belastung, infolge des Drehmomentes, aufgrund der elastischen Lagerung um den Winkel α verdreht. Dementsprechend ändert sich auch der Messwert des Beschleunigungssensors, wobei dieser gemessene Wert mit einem äquivalenten Messwert eines nicht lageveränderten Sensors verglichen. Durch die Differenz der Messwerte kann auf den Winkel zwischen den beiden Sensoren und daraus auf das aufgeprägte Drehmoment geschlossen werden. Vorzugsweise sind zwei Storage arranged. The drive unit is rotated by the load, due to the torque, due to the elastic bearing by the angle α. Accordingly, the measured value of the acceleration sensor also changes, wherein this measured value is compared with an equivalent measured value of a sensor that has not been changed in position. Due to the difference of the measured values, it is possible to deduce the angle between the two sensors and from this the impressed torque. Preferably, two
Beschleunigungssensoren vorhanden, wobei ein lagefester Sensor und ein an der Antriebseinheit und/oder dem elastischen Lager angeordneter Sensor vorhanden sind. Der lagefeste Sensor ist dabei vorzugsweise an dem festen Abstützpunkt angeordnet und bildet ein Referenzsystem für die Messung. Infolge eines aufgeprägten Drehmomentes ändert sich durch eine Verdrehung der Antriebseinheit der Messwert des lageveränderten Sensor an der Antriebseinheit. Anhand des veränderten Messwertes und des Messwertes des Acceleration sensors present, with a positionally stable sensor and a sensor arranged on the drive unit and / or the elastic bearing available. The position-fixed sensor is preferably arranged at the fixed support point and forms a reference system for the measurement. As a result of an impressed torque, the measured value of the position-changed sensor on the drive unit changes as a result of a rotation of the drive unit. Based on the changed measured value and the measured value of the
Referenzsystems, kann das Drehmoment ermittelt werden. Ein Hall-Sensor, insbesondere ein 3D Magnetfeldsensor, nutzt den Hall-Effekt zur Messung von Magnetfeldern. Eine Kombination von lateralen mit vertikalen Hallsensoren zu einem 3D-Magnetfeldsensor ermöglicht eine Positionserkennung und somit eine Lageänderung. Derartige Magnetfeldsensoren messen berührungslos und verschleißfrei die Position von Maschinenteilen.  Reference system, the torque can be determined. A Hall sensor, in particular a 3D magnetic field sensor, uses the Hall effect to measure magnetic fields. A combination of lateral with vertical Hall sensors to a 3D magnetic field sensor allows a position detection and thus a change in position. Such magnetic field sensors measure contactless and wear-free the position of machine parts.
Es ist des Weiteren denkbar, dass der Sensor ein Kraftaufnehmer ist, wodurch eine Kraftänderung am Lager messbar ist. Ein derartiger Kraftaufnehmer bzw. Kraftsensor kann bspw. ein Piezoelement sein, welches zur Messung der Druck-It is also conceivable that the sensor is a force transducer, whereby a force change at the bearing is measurable. Such a force transducer or force sensor may, for example, be a piezoelectric element which is used to measure the pressure
Kraftänderung an den Lagern bzw. Lagepunkten der Antriebseinheit dient. In Folge des Drehmomentes kann dementsprechend eine Druck- und/oder eine Zugkraft auf das entsprechende Lager in Folge eines anliegenden Force change at the bearings or location points of the drive unit is used. As a result of the torque can accordingly a pressure and / or a tensile force on the corresponding bearing due to an adjacent
Drehmomentes gemessen werden. Aus dem so ermittelten Sensorwert kann in Verbindung mit einem Lagerkennwert auf das anliegende Drehmoment geschlossen werden. Torque can be measured. From the sensor value determined in this way, the applied torque can be determined in conjunction with a bearing characteristic value.
Im Rahmen der Erfindung kann zumindest ein Sensor an einer Antriebsmaschine der Antriebseinheit und/oder an einem Differenzialgetriebe angeordnet sein. Eine Antriebsmaschine meint im Sinne der Erfindung ein Antriebsaggregat, insbesondere ein elektrisches Antriebsaggregat oder einen Verbrennungsmotor, welches ein Drehmoment zum Antrieb, bspw. eines Fahrzeugs, erzeugt. Darüber hinaus ist es denkbar, dass zumindest ein Sensor an einem Differenzialgetriebe einer Antriebseinheit angeordnet ist. Ein Differenzialgetriebe ist insbesondere dann einzusetzen, wenn der Motor und die Antriebsachse durch ein solchesIn the context of the invention, at least one sensor can be arranged on a drive machine of the drive unit and / or on a differential gear. A prime mover means within the meaning of the invention a drive unit, in particular an electric drive unit or an internal combustion engine, which generates a torque for driving, for example, a vehicle. Moreover, it is conceivable that at least one sensor is arranged on a differential gear of a drive unit. A differential gear is to be used in particular when the engine and the drive axle by such
Differenzialgetriebe miteinander verbunden sind. Dabei kann es sich bspw. um Fahrzeuge handeln, welche einen Frontmotor aufweisen und über die Heckachse und/oder über alle vier Räder angetrieben werden. Dabei kann das an dem Differenzialgetriebe anliegende Drehmoment gemessen werden, sodass das Drehmoment an der Antriebsachse unmittelbar gemessen werden kann, was zu präziseren Messergebnissen im Vergleich zu einer Drehmomentmessung an der Antriebsmaschine bei heckangetriebenen Fahrzeugen führt. Differential gear are connected together. This may, for example, be vehicles which have a front engine and are driven via the rear axle and / or over all four wheels. In this case, the voltage applied to the differential gear torque can be measured, so that the torque can be measured directly on the drive axle, what to results in more precise measurement results compared to a torque measurement on the drive machine in rear-wheel drive vehicles.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Messsystem zur According to a further aspect of the invention, a measuring system for
Drehmomentmessung einer Antriebseinheit beansprucht. Das Messsystem zur Drehmomentmessung ist insbesondere zum Einsatz für eine Fahrzeugantriebseinheit geeignet, wobei das Messsystem zumindest einen Sensor, durch den eine Kraft- und/oder Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit, messbar ist, aufweist. Darüber hinaus weist das Messsystem zumindest eine Steuereinheit auf, wobei die Steuereinheit in Signalverbindung mit dem zumindest einen Sensor steht, mittels welchem eine Torque measurement of a drive unit claimed. The measuring system for torque measurement is particularly suitable for use in a vehicle drive unit, wherein the measuring system has at least one sensor, by means of which a change in force and / or position, in particular a relative rotation of the drive unit, can be measured. In addition, the measuring system has at least one control unit, wherein the control unit is in signal connection with the at least one sensor, by means of which a
Drehmomentmessung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durchführbar ist. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Messsystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. Torque measurement according to the method of the invention is feasible. Thus, an inventive measuring system brings the same advantages as have been described in detail with respect to the inventive method.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Further, measures improving the invention will become apparent from the following description of some embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All from the
Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Claims, the description and the drawings resulting features and / or advantages, including constructive details, spatial
Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Arrangements and method steps can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations. It should be noted that the figures have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way.
In der nachfolgenden Figur werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet. Es zeigt schematisch: In the following figure, the identical reference numerals are used for the same technical features of different embodiments. It shows schematically:
Figur 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Figure 1 shows a first embodiment of the invention
Messsystems und  Measuring system and
Figur 2 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Figure 2 shows another embodiment of the invention
Messsystems. In Figur 1 ist eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Measurement system. FIG. 1 shows a possible embodiment of the invention
Messsystems 100 gezeigt, wobei das Messsystem 100 einen ersten Sensor 22 aufweist, welcher an einem Lager 23 der Antriebseinheit 10 mit einem festen Abstützpunkt 21 bewegungsfest verbunden ist. Das Lager 23 ist dabei im Measuring system 100 shown, wherein the measuring system 100 has a first sensor 22 which is connected to a bearing 23 of the drive unit 10 with a fixed support point 21 immovably. The bearing 23 is in the
Wesentlichen elastisch ausgebildet, sodass bei einem durch die Essentially elastic, so at a by the
Antriebseinheit 10 erzeugten Drehmoment eine relative Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung um das Lager 23 erzielbar ist. Darüber hinaus weist die Antriebseinheit 10 in der Figur 1 ein zweites elastisches Drive unit 10 generated torque a relative change in position, in particular a relative rotation about the bearing 23 can be achieved. In addition, the drive unit 10 in the figure 1, a second elastic
Lager 20 auf, welches mit dem festen Abstützpunkt 21 verbunden ist. An der Antriebseinheit 10 ist ein zweiter Sensor 25 angeordnet, welcher als ein Bearing 20, which is connected to the fixed support point 21. On the drive unit 10, a second sensor 25 is arranged, which as a
Abstandssensor 25 ausgebildet ist und eine relative Lageänderung der Distance sensor 25 is formed and a relative change in position of the
Antriebseinheit 10 misst. Der Abstandssensor 25 misst die relative Drive unit 10 measures. The distance sensor 25 measures the relative
Lageänderung As zwischen dem Referenzpunkt RP und dem Messpunkt MP. Der Referenzpunkt RP bildet dabei den Vergleichswert, welcher die Lage der Antriebseinheit 10 ohne beaufschlagtes Drehmoment wiedergibt. Erzeugt die Antriebseinheit 10 nunmehr ein Drehmoment, welches durch den Pfeil in der Antriebseinheit 10 dargestellt ist, so erzeugt das Drehmoment eine relative Lageänderung der Antriebseinheit 10, um die beiden Lager 20 und 23. Dabei ist zum einen eine Zugkraft an dem Sensor 22 messbar, welcher durch eine Bewegung der Antriebseinheit 10 in Folge des Drehmoments erzeugt wird. Position change As between the reference point RP and the measuring point MP. The reference point RP forms the comparison value, which reproduces the position of the drive unit 10 without applied torque. If the drive unit 10 now generates a torque, which is represented by the arrow in the drive unit 10, the torque generates a relative change in position of the drive unit 10, around the two bearings 20 and 23. On the one hand, a tensile force on the sensor 22 can be measured. which is generated by a movement of the drive unit 10 as a result of the torque.
Gleichzeitig bewegt sich die Antriebseinheit 10 um die relative Lageänderung As, sodass die beiden Sensorwerte aus dem Sensor 22 und dem Sensor 25 für die Ermittlung des erzeugten Drehmoments herangezogen werden können. Die Sensoren 22 und 25 stehen in Figur 1 in Signalverbindung mit der At the same time, the drive unit 10 moves by the relative change in position As, so that the two sensor values from the sensor 22 and the sensor 25 can be used to determine the generated torque. The sensors 22 and 25 are in Figure 1 in signal communication with the
Steuereinheit 30. Die Steuereinheit 30 führt dabei das erfindungsgemäße Verfahren zur Drehmomentmessung der Antriebseinheit 10 durch und ermittelt so das erzeugte Drehmoment auf Grundlage der Sensorwerte des Sensors 25 und 22 in Verbindung mit den bekannten Lagerkennwerten des Lagers 20 und 23. Die Abstützpunkte 21 und 24 stehen beispielhaft für die Karosserie eines Fahrzeugs, sodass es sich um feste Bezugspunkte für die Messung der relativen Lageänderung und/oder Kraftänderung handelt. Die Antriebseinheit 10 steht in Figur 1 beispielhaft für eine Fahrzeugantriebseinheit, insbesondere eine The control unit 30 carries out the method according to the invention for torque measurement of the drive unit 10 and thus determines the generated torque based on the sensor values of the sensor 25 and 22 in conjunction with the known bearing characteristics of the bearing 20 and 23. The support points 21 and 24 are exemplary for the body of a vehicle, so that it is a fixed reference points for the measurement of the relative change in position and / or force change. The drive unit 10 is shown in FIG. 1 by way of example for a vehicle drive unit, in particular one
Antriebsmaschine oder ein Differenzialgetriebe. Die Figur 2 zeigt eine Antriebseinheit 10, aufweisend eine Antriebsmaschine 11 und ein Differentialgetriebe 12 für den Antrieb eines Fahrzeugs. Die Drive machine or a differential gear. FIG. 2 shows a drive unit 10, comprising an engine 11 and a differential 12 for driving a vehicle. The
Antriebsmaschine 11 ist über zwei Lager 20 und das Lager 23 mit der Karosserie 21, 24 als feste Abstützpunkte verbunden. An der Antriebsmaschine 11 ist darüber hinaus ein Abstandssensor 22 angeordnet, welcher den Abstand As der Antriebsmaschine 11 zum festen Abstützpunkt 24 misst. Der Abstand As verändert sich bei einem anliegenden Drehmoment, sodass diese Änderung durch den Sensor 22 gemessen werden kann. Darüber hinaus ist an der Antriebsmaschine 11 und an dem festen Abstützpunkt 24 jeweils ein Drive machine 11 is connected via two bearings 20 and the bearing 23 to the body 21, 24 as fixed support points. In addition, a distance sensor 22, which measures the distance As of the drive machine 11 to the fixed support point 24, is arranged on the drive machine 11. The distance As changes with an applied torque, so that this change can be measured by the sensor 22. In addition, at the prime mover 11 and at the fixed support point 24 each one
Beschleunigungssensor 25 angeordnet, welcher die Beschleunigung der Antriebsmaschine 11 bzw. des festen Abstützpunktes misst und in Relation zueinander eine Lageänderung erfasst. Der Pfeil in den Sensoren 25 zeigt dabei den Beschleunigungsvektor an. Dabei sind zwei Beschleunigungssensoren 25 vorhanden, wobei ein lagefester Sensor 25 und ein an der Antriebsmaschine 11 angeordneter Sensor 25 vorhanden sind. Der lagefeste Sensor 25 ist dabei an dem festen Abstützpunkt 24 angeordnet und bildet ein Referenzsystem für die Messung. Infolge eines aufgeprägten Drehmomentes ändert sich durch eine Verdrehung der Antriebseinheit 10, der Messwert des lageveränderten Sensor 25 an der Antriebsmaschine 11. Anhand des veränderten Messwertes und des Messwertes des Referenzsystems, kann das Drehmoment ermittelt werden. Aus den abweichenden Werten für ax und az kann mittels der angenommen Acceleration sensor 25 is arranged, which measures the acceleration of the drive machine 11 and the fixed Abstützpunktes and detected in relation to each other a change in position. The arrow in the sensors 25 indicates the acceleration vector. In this case, two acceleration sensors 25 are provided, with a positionally stable sensor 25 and a sensor 25 arranged on the drive machine 25 being present. The position-fixed sensor 25 is arranged at the fixed support point 24 and forms a reference system for the measurement. As a result of an impressed torque, the measured value of the position-changed sensor 25 on the drive machine 11 changes as a result of a rotation of the drive unit 10. The torque can be determined on the basis of the changed measured value and the measured value of the reference system. From the deviating values for a x and a z can be assumed by means of
Verd rehsteif igkeit der Lagerung 20, 23 das anliegende Drehmoment Verd rigidity of the bearings 20, 23 the applied torque
zurückgerechnet werden. Die Antriebseinheit 10 weist in Fig. 2 ein Differential 12 auf, womit ein Drehmoment von der Antriebsmaschine 11 über das Differential 12 auf eine Antriebsachse 13 übertragen werden kann. Liegt an dem Differential 12 und dementsprechend an der Antriebsachse 13 ein Drehmoment an, so verändert sich der Abstand As von der Antriebsachse 13 zu dem festen be recalculated. The drive unit 10 has in Fig. 2, a differential 12, whereby a torque can be transmitted from the engine 11 via the differential 12 to a drive axle 13. If a torque is applied to the differential 12 and accordingly to the drive axle 13, then the distance As changes from the drive axle 13 to the fixed one
Abstützpunkt 24. Dieser Abstand As wird durch den Sensor 22 an dem festen Abstützpunkt 24 gemessen, sodass das an dem Differential 12 bzw. der Support point 24. This distance As is measured by the sensor 22 at the fixed support point 24, so that on the differential 12 and the
Antriebsachse 13 anliegende Drehmoment ermittelt werden kann. Drive axle 13 applied torque can be determined.
Die voranstehenden Erläuterungen der Ausführungsform beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. The foregoing explanation of the embodiment describes the present invention solely by way of examples.
Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsform, sofern technisch sinnvoll, frei kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Of course, individual features of the embodiment, if technically useful, freely combined, without departing from the scope of the present invention.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Drehmomentmessung einer Antriebseinheit (10), 1. A method for torque measurement of a drive unit (10),
insbesondere einer Fahrzeugantriebseinheit (10), wobei die Antriebseinheit (10) zumindest ein Lager (20) zur Verbindung mit einem festen  in particular a vehicle drive unit (10), wherein the drive unit (10) at least one bearing (20) for connection to a fixed
Abstützpunkt (21) aufweist und wobei zumindest ein Sensor (22) vorgesehen ist, der eine Kraft- und/oder Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit (10) als Sensorwert misst und aus dem Sensorwert ein an der Antriebseinheit (10) anliegendes Drehmoment als Messwert ermittelt wird.  Has support point (21) and wherein at least one sensor (22) is provided which measures a change in force and / or position, in particular a relative rotation of the drive unit (10) as a sensor value and from the sensor value on the drive unit (10) fitting torque is determined as a measured value.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass eine Steuereinheit (30) vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit (30) in Signalverbindung mit dem zumindest einen Sensor (22) steht und aus dem Sensorwert den Messwert ermittelt.  a control unit (30) is provided, wherein the control unit (30) is in signal connection with the at least one sensor (22) and determines the measured value from the sensor value.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Messwert aus dem Sensorwert und zumindest einem  that the measured value of the sensor value and at least one
Lagerkennwert ermittelt wird, wobei insbesondere der Lagerkennwert eine Dehn-, eine Biege- und/oder eine Torsionssteifigkeit ist.  Lagerkennwert is determined, in particular, the bearing characteristic is an expansion, a bending and / or a torsional rigidity.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Antriebseinheit (10) zumindest zwei Lager (20, 23) zur Verbindung mit zumindest einem festen Abstützpunkt (21, 24) aufweist. the drive unit (10) has at least two bearings (20, 23) for connection to at least one fixed support point (21, 24).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized
dass zumindest ein Sensor (22) an der Antriebseinheit (10) und/oder dem Lager (20, 23) und zumindest ein Sensor (25) an dem festen Abstützpunkt (21, 24) angeordnet ist.  in that at least one sensor (22) is arranged on the drive unit (10) and / or the bearing (20, 23) and at least one sensor (25) on the fixed support point (21, 24).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zumindest ein Sensor (22, 25) ein Abstandssensor ist, insbesondere ein kapazitiver Sensor, optischer Sensor oder akustischer Sensor ist.  in that at least one sensor (22, 25) is a distance sensor, in particular a capacitive sensor, optical sensor or acoustic sensor.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zumindest ein Sensor (22, 25) ein Inertialsensor, insbesondere ein Beschleunigungssensor, oder ein Hall-Sensor ist, wodurch ein relativer Lagewinkel der Antriebseinheit (10) ermittelbar ist.  in that at least one sensor (22, 25) is an inertial sensor, in particular an acceleration sensor, or a Hall sensor, as a result of which a relative positional angle of the drive unit (10) can be determined.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Sensor (22, 25) ein Kraftaufnehmer ist, wodurch eine  that the sensor (22, 25) is a force transducer, whereby a
Kraftänderung am Lager (20) messbar ist.  Force change at the bearing (20) is measurable.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass zumindest ein Sensor (22, 25) an einer Antriebsmaschine (10) der Antriebseinheit (10) und/oder an einem Differentialgetriebe (10) angeordnet ist. in that at least one sensor (22, 25) is arranged on a drive machine (10) of the drive unit (10) and / or on a differential gear (10).
Messsystem zur Drehmomentmessung einer Antriebseinheit (10), insbesondere einer Fahrzeugantriebseinheit (10), umfassend zumindest einen Sensor (22, 25), durch den eine Kraft- und/oder Lageänderung, insbesondere eine relative Verdrehung der Antriebseinheit (10) messbar ist, und zumindest eine Steuereinheit (30), wobei die Steuereinheit (30) in Signalverbindung mit dem zumindest einen Sensor (22, 25) steht und mittels welchem eine Drehmomentmessung gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführbar ist. Measuring system for torque measurement of a drive unit (10), in particular a vehicle drive unit (10), comprising at least one sensor (22, 25), by which a force and / or position change, in particular a relative rotation of the drive unit (10) is measurable, and at least a control unit (30), wherein the control unit (30) is in signal communication with the at least one sensor (22, 25) and by means of which a torque measurement according to the method of any one of the preceding claims is feasible.
EP16760688.8A 2015-12-17 2016-08-30 Method for measuring torque of a drive unit Withdrawn EP3391000A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015225696.0A DE102015225696A1 (en) 2015-12-17 2015-12-17 Method for measuring the torque of a drive unit
PCT/EP2016/070387 WO2017102112A1 (en) 2015-12-17 2016-08-30 Method for measuring torque of a drive unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3391000A1 true EP3391000A1 (en) 2018-10-24

Family

ID=56877014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16760688.8A Withdrawn EP3391000A1 (en) 2015-12-17 2016-08-30 Method for measuring torque of a drive unit

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10627300B2 (en)
EP (1) EP3391000A1 (en)
JP (1) JP2018537685A (en)
KR (1) KR102499186B1 (en)
CN (1) CN108369145B (en)
DE (1) DE102015225696A1 (en)
WO (1) WO2017102112A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020239192A1 (en) * 2019-05-24 2020-12-03 Amsd Advanced Mechatronic System Development Kg Method for determining a value of an output torque and/or transmitted torque

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3878718A (en) 1972-07-27 1975-04-22 Tokico Ltd Turbine-type flowmeter
US3978718A (en) * 1973-07-30 1976-09-07 Schorsch Ronald W Electronic dynamometer
JPS52124532A (en) 1976-04-12 1977-10-19 Toyota Motor Corp Ignition timing and fuel feed quantit control for engine for cars
US4202205A (en) * 1978-05-26 1980-05-13 MRC Corporation Integral torquer for mass measurement system
JPS5872018A (en) 1981-10-27 1983-04-28 Nippon Soken Inc Torque detector for internal combustion engine
JPS59111028A (en) 1982-12-17 1984-06-27 Fuji Electric Co Ltd Electrostatic capacitance type torque measuring apparatus
ES2028421T3 (en) * 1988-08-11 1992-07-01 Siemens Aktiengesellschaft PRECEPTOR OF THE MEASURED VALUE FOR LENGTH OR DISTANCE VARIATIONS, ESPECIALLY FOR THE MEASUREMENT WITHOUT PHYSICAL CONTACT OF TURNING MOMENTS IN ROTATING TREES.
US5596153A (en) 1995-05-02 1997-01-21 New Holland North America, Inc. Measurement of rotational velocity and torque
JP3743736B2 (en) 1997-12-18 2006-02-08 Ｊｆｅアドバンテック株式会社 Torque meter
DE10006534B4 (en) 2000-02-15 2013-12-19 Continental Automotive Gmbh Method and sensor element for deformation measurement
FR2890737B1 (en) 2005-09-09 2009-04-10 Peugeot Citroen Automobiles Sa DEVICE FOR ESTIMATING THE DISPLACEMENT OF AN ENGINE GROUP IN RELATION TO THE STRUTURE OF A MOTOR VEHICLE AND A SYSTEM FOR EVALUATING THE TORQUE TRANSMITTED BY THE ENGINE GROUP
EP1939603B1 (en) * 2005-09-26 2013-05-29 Kokusai Keisokuki Kabushiki Kaisha Traveling test device
CN101183034A (en) 2007-12-04 2008-05-21 奇瑞汽车有限公司 Electric machine torque measurement method
CN102628718B (en) 2011-02-01 2016-03-16 阿尔斯通技术有限公司 For measuring equipment and the method for shaft distortion
ES2748863T3 (en) * 2011-04-12 2020-03-18 Kokusai Keisokuki Kk Rotational Torsion Tester
DE102011007465A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Combination of a torque transmitting drive shaft and a drive shaft bearing bearing assembly
DE102012222854A1 (en) * 2012-12-12 2014-06-12 Robert Bosch Gmbh Method and device for determining the total mass of an electrically driven vehicle
JP2016130730A (en) 2015-01-07 2016-07-21 株式会社ロボテック Motor system

Also Published As

Publication number Publication date
US20190003909A1 (en) 2019-01-03
KR102499186B1 (en) 2023-02-13
DE102015225696A1 (en) 2017-06-22
KR20180094033A (en) 2018-08-22
WO2017102112A1 (en) 2017-06-22
CN108369145A (en) 2018-08-03
CN108369145B (en) 2021-02-05
US10627300B2 (en) 2020-04-21
JP2018537685A (en) 2018-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2880404B1 (en) Method to determine a fault state in an motorsystem comprising an electrical machine and a motor controller
WO2014090460A2 (en) Method and device for determining the total mass of an electrically drivable vehicle
DE102015122253A1 (en) METHOD FOR MONITORING THE CONDITION OF AN ELECTRONIC POWER STEERING DEVICE OR AT LEAST ONE COMPONENT OF THE ELECTRONIC POWER STEERING DEVICE OF A MOTOR VEHICLE
DE102018106627B4 (en) Methods for component monitoring and vehicle powertrain
DE102011053961A1 (en) Method for operating industrial truck, particularly for detecting tire wear of industrial trucks, involves determining speed of engine for operating condition by controller
EP3311106B1 (en) Method and circuit for detecting a short circuit of the sine or cosine receiver coil of a resolver
EP3391000A1 (en) Method for measuring torque of a drive unit
EP3994025B1 (en) Method and device for operating a drive assembly of a motor vehicle, drive assembly
EP2512859B1 (en) Method for controlling an electric vehicle
DE102010007735B4 (en) Method for determining and/or monitoring the status of technical components and/or control systems in a motor vehicle and control unit therefor
DE102013212177B4 (en) Method and system for determining state variables of an electric motor for driving a vehicle
WO2021078507A1 (en) Sensor system for vehicles, in particular motor vehicles, for detecting the vehicle speed, the vehicle level and/or the state of the vehicle suspension, arrangement for such a sensor system and vehicle having such a sensor system
DE102015205449A1 (en) sensor arrangement
DE102017212800A1 (en) Method for testing a steering gear
EP3601967A1 (en) Method, control unit and system for detecting an oscillation of a vehicle part for a vehicle
EP4065999A1 (en) Method and device for calibrating a controller of an electric machine
DE102016201331A1 (en) Method and device for detecting the azimuthal angular position of a wheel imbalance in a wheel on a vehicle
EP3265769A1 (en) Method for detecting wheel imbalances in a vehicle
DE102008064261A1 (en) Unbalance detecting method for wheel of vehicle, involves determining unbalance of wheel of vehicle by evaluating sensor signal of yaw sensor at predetermined time interval
DE102019218526A1 (en) Method and device for calibrating an offset angle
DE102017219722A1 (en) sensor device
WO2019121080A1 (en) Method for determining a temperature of an engine for a motor vehicle
EP3311114B1 (en) Method and circuit for detecting a short circuit of a resolver exciter line to ground or to the operating voltage
DE102018112339A1 (en) Device for determining a vibration amplitude of a wheel bearing of a motor vehicle, motor vehicle, system, method and computer program
EP3966542B1 (en) Method and test bench for predicting pressure oscillations in a vehicle tire

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20180717

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ROBERT BOSCH GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20201110

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20210323