本發(fā)明涉及一種對行星輪傳動裝置的至少一個行星輪進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的方法,其中,至少一個行星輪以能轉(zhuǎn)動的方式支承在行星輪傳動裝置中。
背景技術(shù):
上述類屬的行星輪傳動裝置由于其有利的特性并且由于其尤其作為疊加傳動裝置、升速傳動裝置、換擋傳動裝置或分路傳動裝置的使用可能性而可以應(yīng)用于驅(qū)動技術(shù)的很多領(lǐng)域中。特別是在汽車制造中采用了該傳動類型。
針對行星輪傳動裝置的特性來說的主要特征是其自由度(Laufgrad)F。傳動裝置的自由度說明的是,必須預(yù)先給定多少彼此不相關(guān)的運動量作為已知,由此能夠一對一地確定其運動狀態(tài)。單重行星輪傳動裝置可以具有F=1或F=2的自由度,組合式行星輪傳動裝置可以具有F≥1的自由度,而定軸傳動裝置始終是強制運轉(zhuǎn)的(F=1)。
在結(jié)構(gòu)上,可以將行星輪傳動裝置區(qū)分成單重行星輪傳動裝置和組合式行星輪傳動裝置,單重行星輪傳動裝置具有帶至少一個行星輪的行星架和一個或兩個中心輪,組合式行星輪傳動裝置具有多個單重行星輪傳動裝置。具有同軸的聯(lián)接軸位置的單重行星輪傳動裝置也被稱為返回式行星輪傳動裝置。只具有一個中心輪和非同軸地周轉(zhuǎn)的聯(lián)接軸的行星輪傳動裝置也被稱為開放式行星輪傳動裝置。如果在組合式行星輪傳動裝置中,通過合并行星架、同樣大小的中心輪和/或同樣大小的行星輪而簡化了結(jié)構(gòu)耗費,那么也被稱作縮減的行星輪傳動裝置。
此外,根據(jù)使用,行星輪傳動裝置可以分成升速傳動裝置、疊加傳動裝置,其中,升速傳動裝置是具有F=1的單重或組合式行星輪傳動裝置,并且其中,疊加傳動裝置是具有F≥2的單重或組合式行星輪傳動裝置用以對轉(zhuǎn)速或功率進(jìn)行疊加。針對疊加傳動裝置的常用的名稱是差動傳動裝置、累積式傳動裝置(Sammelgetriebe)、分動傳動裝置和補償傳動裝置。
此外附加地,根據(jù)使用,行星輪傳動裝置可以區(qū)分為換擋傳動裝置和換向傳動裝置。
行星輪傳動裝置根據(jù)其行星架運動也可以進(jìn)行區(qū)分。如果行星架在單重行星輪傳動裝置中固定不動,那么自由度F=1。該傳動裝置類型就被公知為定軸傳動裝置。行星輪傳動裝置被稱為具有周轉(zhuǎn)的行星架的單重行星輪傳動裝置(F=1或F=2)或被稱為具有至少一個周轉(zhuǎn)的行星架的組合式行星輪傳動裝置(F≥1)。
此外根據(jù)運轉(zhuǎn)的聯(lián)接軸的數(shù)量、定軸傳動裝置傳動比的符號、變化的定軸傳動裝置傳動比或傳動裝置組合能夠進(jìn)行另外的劃分。
在行星輪傳動裝置中的傳感器可以滿足多個功能:其可以檢測一個或多個運行狀態(tài)和/或一個或多個能預(yù)先給定的值,并且/或者可以將物理量和/或化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號。傳感器起到類型為在例如車輛的具有復(fù)雜功能的行星輪傳動裝置與作為處理單元的電子控制設(shè)備之間的結(jié)合環(huán)節(jié)的作用。傳感器可以包括適配電路,其可以整理并放大信號,由此可以使信號被控制設(shè)備進(jìn)一步處理?,F(xiàn)如今,傳感器可以具有很高的集成水平,也就是說,具有許多功能,例如信號整理、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換、自校準(zhǔn)功能,并且已經(jīng)可以在傳感器中安置微處理器。
期望有一種對在行星輪傳動裝置中的一個或多個行星輪進(jìn)行自動 的狀態(tài)監(jiān)測的方法,以便能夠識別出例如結(jié)構(gòu)上的弱點,例如行星輪架的斷裂或行星輪架中的斷裂部,或以便能夠識別出接在后面的軸的中斷部,例如在隨后的負(fù)載路徑中的斷裂部,這是因為機械的斷裂是危及安全的并且行星輪傳動裝置的功能不再得到保障。通過對狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測例如能夠引入安全的運行狀態(tài)并且/或者輸出給輸出設(shè)備。
此外還期望有一種對在行星輪傳動裝置中的一個或多個行星輪進(jìn)行自動冗余的狀態(tài)監(jiān)測的方法,以便能夠識別出例如一個或多個行星輪的錯誤位。通過對狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測例如能夠引入安全的運行狀態(tài)并且/或者輸出給輸出設(shè)備。
由《Konventioneller Antriebsstrang und Hybridantriebe》(Hrsg.Konrad Reif,Vieweg+Teubner Verlag,2010,S.150ff.)(《傳統(tǒng)的傳動系和混合動力驅(qū)動器》(編者:Konrad Reif,Vieweg+Teubner出版社,2010,參見第150頁))描述了傳感器作為傳動裝置轉(zhuǎn)速傳感器的一般應(yīng)用。在此,傳感器可以被集成到傳動裝置控制模塊中或被設(shè)計為“單機(stand-alone)”型。傳動裝置轉(zhuǎn)速傳感器可以擁有帶2線式電流接口的差分的霍爾效應(yīng)集成電路并且在運行時聯(lián)接到電壓源上。傳動裝置轉(zhuǎn)速傳感器可以由鐵磁性齒輪、沖壓板或施裝的多電極來檢測轉(zhuǎn)速信號,其中,傳動裝置轉(zhuǎn)速傳感器利用到了霍爾效應(yīng),并且提供了具有與轉(zhuǎn)速無關(guān)的恒定的振幅的信號。為了進(jìn)行信號送出,在增量信號的周期中對供給電流進(jìn)行調(diào)制。然后在具有測量電阻器的控制設(shè)備中可以將電流調(diào)制轉(zhuǎn)換成信號電壓信號。
此外,由現(xiàn)有技術(shù)所公知的是,傳感器在行星輪傳動裝置中,尤其是在差動傳動裝置中使用,例如以便能夠確認(rèn)冠狀齒輪的轉(zhuǎn)速。由US2007197338A1公知的是,借助傳感器確認(rèn)差動器殼體的定位或布置在其上的桿的定位。由JP2007154939A2公知的是,傳感器在錐形輪差動傳動裝置被用于持續(xù)地檢查其狀態(tài)。由EP0939247A2公知的是,在差動器中借助傳感器檢測錐形輪與驅(qū)動錐形輪之間的差動條件。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在此背景下,本發(fā)明的第一任務(wù)是,提供一種廉價且運行安全的對行星輪傳動裝置中的至少一個行星輪進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的方法。
該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過如下方式來解決,即,在至少一個行星輪在至少一個傳感器旁邊轉(zhuǎn)過時,借助該至少一個傳感器至少產(chǎn)生信號,將至少一個各自產(chǎn)生的信號的至少一個實際信號特征與至少一個各自預(yù)先給定的額定信號特征作比較,并且當(dāng)至少一個各自產(chǎn)生的信號各自的至少一個實際信號特征與至少一個各自預(yù)先給定的額定信號特征不一致時,推斷出有錯誤。
如果行星輪繞第二轉(zhuǎn)動軸線周轉(zhuǎn),那么其就在徑向與該第二轉(zhuǎn)動軸線間隔開地繞該第二轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)。如果至少一個行星輪在至少一個傳感器旁邊經(jīng)過,那么至少一個傳感器就產(chǎn)生表示為至少一個行星輪的實際信號的至少一個信號。因此,每個完整的周轉(zhuǎn)就可以產(chǎn)生表示繞第二轉(zhuǎn)動軸線的扭轉(zhuǎn)的信號。信號特征的不一致性例如可以按信號頻率變化的形式存在。
利用根據(jù)本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)檢測到至少一個行星輪的錯誤位。因此,行星輪架的或行星架的連同行星輪的偏斜和/或行星輪繞自身的轉(zhuǎn)動軸線的扭轉(zhuǎn)尤其會導(dǎo)致一些問題,尤其是由于例如在行星輪架中的斷裂部或在傳動裝置的負(fù)載路徑中的斷裂部所造成的功能失靈,這些功能失靈可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法提早識別出。偏斜或繞自身的轉(zhuǎn)動軸線的扭轉(zhuǎn)在此是對在行星輪傳動裝置中有錯誤所做出的反應(yīng),該錯誤的原因可能是機械上的斷裂,例如,在行星輪架中的斷裂部或行星輪架的斷裂或在隨后的負(fù)載路徑中的斷裂部。
此外要強調(diào)的是,根據(jù)本發(fā)明的方法可以有助于阻止間接損害,并且有助于更好地計劃維護(hù)措施和/或修理措施。由此可以例如在整個 行星輪傳動裝置發(fā)生損壞之前就提早替換例如有缺陷的行星輪和/或有缺陷的行星輪架,在這方面就出現(xiàn)了成本優(yōu)勢。由于該可預(yù)測性能夠?qū)崿F(xiàn)對相應(yīng)的構(gòu)件進(jìn)行及時(just-in-time)的采購,在這方面也可以降低成本。
要強調(diào)的是,利用根據(jù)本發(fā)明的方法能夠構(gòu)建出可以冗余地、不同地并且無需對傳感器信號進(jìn)行預(yù)處理地工作的監(jiān)控方案。
在此,對于狀態(tài)監(jiān)測來說,至少一個行星輪沿兩個方向中哪個方向繞第二轉(zhuǎn)動軸線周轉(zhuǎn)并不重要。然而如下方法是特別優(yōu)選的,其中,附加地還檢測至少一個行星輪的第一和第二周轉(zhuǎn)方向。這例如可以借助另外的傳感器來進(jìn)行。繞第二轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動方向可以結(jié)合角度信息來確定。例如,在行星輪傳動裝置中,在行星輪繞第二轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動的情況下,第一角度之后跟隨第二角度,其中,第二角度例如可以大于第一角度或者放過來,其中,小的第一角度可以相應(yīng)于檢測到各個行星輪而大的第二角度可以相應(yīng)于兩個行星輪之間的各個間歇或者反過來。因此,可從對裝入情況的認(rèn)知中導(dǎo)出轉(zhuǎn)動方向。
裝入情況可以被理解為確認(rèn)第一與第二角度之間的差在正符號的情況下是否相應(yīng)于沿兩個周轉(zhuǎn)方向中的第一方向的周轉(zhuǎn),例如逆時針運轉(zhuǎn),并且在負(fù)符號的情況下是否相應(yīng)于沿第二方向的周轉(zhuǎn),例如順時針運轉(zhuǎn)?;蛘哒柺欠癖硎狙氐诙较虻闹苻D(zhuǎn),即順時針運轉(zhuǎn),并且在負(fù)符號的情況下是否表示沿第一方向的周轉(zhuǎn),即逆時針運轉(zhuǎn)。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,至少一個行星輪具有標(biāo)識體,標(biāo)識體沿圓周方向在一定角度范圍上延伸并具有至少一個中斷部,并且在借助至少一個傳感器檢測到至少一個中斷部時,阻止信號產(chǎn)生。當(dāng)該行星輪在傳感器旁邊經(jīng)過時,借助標(biāo)識體以結(jié)構(gòu)上簡單的方式和方法能夠更好的檢測該行星輪,以及能夠更好地檢測補償運動,也就是說,行星輪繞自身的轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動運動。在此,標(biāo)識體固定地與 行星輪連接,從而能夠從檢測到標(biāo)識體來推斷出行星輪的運動。中斷部例如可以是凹部或間隙,其隨著至少一個行星輪繞同時是自身的第一轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動可以指向傳感器。這種繞第一轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動例如可以表示補償運動,以便補償從動車橋的應(yīng)力。如果中斷部指向傳感器,并且行星輪在傳感器旁邊旋轉(zhuǎn)經(jīng)過,那么行星輪不僅無法被傳感器檢測到而且還阻止信號產(chǎn)生。于是,可以輸出信號缺失作為錯誤,例如作為繞自身的轉(zhuǎn)動軸線的扭轉(zhuǎn)。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,至少一個信號的振幅為預(yù)先給定的信號特征。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,至少一個信號的信號寬度是預(yù)先給定的信號特征。信號寬度或脈沖寬度是位于同一信號的信號起始與信號結(jié)束之間的時間范圍。該時間范圍與行星輪在繞第二轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動期間所經(jīng)過的角度范圍相對應(yīng)。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,信號間歇的寬度是預(yù)先給定的信號特征。信號間歇的寬度是指由位于兩個連續(xù)的信號之間的時間上的間隔,也就是說第一信號的信號結(jié)束與隨之而來的第二信號的信號開始之間的時間上的間隔。該時間范圍與行星輪在繞第二轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動期間所經(jīng)過的角度范圍相對應(yīng),其中,該時間范圍或角度范圍通常大于表示信號寬度的時間范圍或角度范圍。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,當(dāng)至少一個信號寬度和至少一個信號間歇寬度的比例不相當(dāng)于預(yù)先給定的期望值時,推斷出有錯誤。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,當(dāng)至少一個第一信號寬度和至少一個第一信號間歇第一寬度的第一比例不相當(dāng)于至少一個第二信號寬度和至少一個第二信號間歇第二寬度的第二比例時,推斷出有錯誤。優(yōu)點在于,可以考慮到轉(zhuǎn)速變化。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,依賴于行星輪傳動裝置的當(dāng)前運行參數(shù)nact、行星輪傳動裝置的相同類型的已往運行參數(shù)nref和傳感器信號參考特征Δtxy_ref,預(yù)先算出傳感器信號特征Δtxy_calc,并且當(dāng)預(yù)先算出的傳感器信號特征Δtxy_calc不相當(dāng)于實際傳感器信號特征Δtxy時,推斷出有錯誤。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,轉(zhuǎn)速nact是當(dāng)前運行參數(shù),參考轉(zhuǎn)速nref是相同類型的已往運行參數(shù),Δtxy_ref是傳感器信號參考特征,并且對于預(yù)先算出的傳感器信號特征Δtxy_calc適用的是:
預(yù)先算出傳感器的輸出信號,并與預(yù)期值進(jìn)行比較。例如,信號特征Δt12與預(yù)先算出的值Δt12_calc進(jìn)行比較。結(jié)合例如可以從在至少一個檢測到的行星輪的周轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速恒定的情況下的測量而獲知的基本信號可以確定基本圖案。由此,利用例如可以由外部的轉(zhuǎn)速傳感器提供的已知的運行參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的狀態(tài)監(jiān)測,也就是說可以預(yù)先算出所有其他信號。例如可以針對任意的轉(zhuǎn)速預(yù)先算出兩個信號或兩個信號間歇之間的預(yù)期的時間。由此可以更好地考慮轉(zhuǎn)速變化。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,行星輪傳動裝置具有兩個行星輪,行星輪傳動裝置的周轉(zhuǎn)包括第一、第二、第三和第四時間范圍Δt12、Δt23、Δt34、Δt41,其中,
-Δt12相當(dāng)于第一信號S1與第二信號S2之間的信號間歇,
-Δt23相當(dāng)于第一信號S1的信號寬度,
-Δt34相當(dāng)于第二信號S2與第一信號S1之間的信號間歇,
-Δt41相當(dāng)于第二信號S2的信號寬度,并且在如下情況下推斷出有錯誤,即,
-當(dāng)比例或中的至少一個不相當(dāng)于預(yù)期值或不恒定時;或
-當(dāng)比例或中的至少一個不相當(dāng)于預(yù)期值或不恒定時;或
-當(dāng)比例不等于比例或不恒定時;或
-當(dāng)比例不等于比例或不恒定時。
也可以給各個時間范圍Δt12、Δt23、Δt34或Δt41配屬相應(yīng)的角度范圍或
由于對原始角度信號進(jìn)行取樣和/或數(shù)字化以及在計算機單元中進(jìn)行示例性地數(shù)字處理,每次測量的部分角度可能出現(xiàn)所謂的角度誤差,從而尤其如下方法是優(yōu)選的,其中,當(dāng)Δt12減去Δt34不等于零或不恒定時,或者當(dāng)Δt23減去Δt41不等于零或不恒定時,就推斷出有錯誤。因此,僅考慮兩個信號特征用于比較,并且將差與預(yù)期值進(jìn)行比較。因此,公差鏈(Toleranzkette)可以保持得特別小。也可以給各個時間范圍Δt12、Δt23、Δt34或Δt41配屬相應(yīng)的角度范圍或
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,行星輪傳動裝置包括兩個行星輪,從而每次周轉(zhuǎn)就借助至少一個傳感器產(chǎn)生兩個信號S1和S2,并且依賴于行星輪傳動裝置的當(dāng)前運行參數(shù)nact、行星輪傳動裝置的相同類型的已往運行參數(shù)nref和傳感器信號參考特征Δtxy_ref,預(yù)先算出傳感器信號特征Δtxy_calc,并且當(dāng)預(yù)先算出的傳感器信號特征Δtxy_calc不相當(dāng)于實際傳感器信號特征Δtxy時,就推斷出有錯誤,其中,Δt12_ref、Δt23_ref、Δt34_ref、Δt41_ref表示各個傳感器信號參考特征,并且其中,對于各個預(yù)先算出的傳感器信號特征Δt12_calc、Δt23_calc、Δt34_calc和Δt41_calc適用的是:
和
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,在缺失預(yù)期信號的情況下推斷出補償運動,尤其是推斷出至少一個行星輪繞第一轉(zhuǎn)動軸線扭轉(zhuǎn)。第一轉(zhuǎn)動軸線是指行星輪的自身的轉(zhuǎn)動軸線。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,當(dāng)至少一個預(yù)先給定的額定信號特征與至少一個實際信號特征不一致時,推斷出至少一個行星輪相對第一轉(zhuǎn)動軸線扭轉(zhuǎn)。第一轉(zhuǎn)動軸線是指行星輪的自身的轉(zhuǎn)動軸線。相對第一轉(zhuǎn)動軸線扭轉(zhuǎn)意味著行星輪偏斜。信號特征的不一致性例如可以以信號頻率變化的形式存在。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,作為錯誤響應(yīng),引入安全的狀態(tài)和/或發(fā)出錯誤消息。
本發(fā)明的第二任務(wù)是,提供一種根據(jù)權(quán)利要求19的前序部分的廉價且運行安全的方法。
該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過如下方式來解決,即,在至少一個行星輪繞兩個轉(zhuǎn)動軸線中的至少一個轉(zhuǎn)動時借助至少兩個傳感器中的每個都產(chǎn)生至少一個信號,將至少一個各自產(chǎn)生的信號的至少一個實際信號特征與至少一個各自預(yù)先給定的額定信號特征進(jìn)行比較,并且當(dāng)至少一個各自產(chǎn)生的信號各自的至少一個實際信號特征與至少一個各自預(yù)先給定的額定信號特征不一致時,推斷出有錯誤。
如果行星輪繞第二轉(zhuǎn)動軸線周轉(zhuǎn),那么其就在徑向與該第二轉(zhuǎn)動 軸線間隔開地繞該第二轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn)。如果至少一個行星輪在多個傳感器旁邊經(jīng)過,那么就可以依賴于一定數(shù)量的傳感器產(chǎn)生表示為至少一個行星輪各自的實際信號的各個信號。
利用根據(jù)本發(fā)明的方法能夠可靠地實現(xiàn)檢測到至少一個行星輪的錯誤位。因此,行星輪架的或行星架的連同行星輪的偏斜和/或行星輪繞自身的轉(zhuǎn)動軸線的扭轉(zhuǎn)尤其會導(dǎo)致一些問題,尤其是由于例如在行星輪架中的斷裂部或在傳動裝置的負(fù)載路徑中的斷裂部所造成的功能失靈,這些功能失靈可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法提早識別出。此外要強調(diào)的是,根據(jù)本發(fā)明的方法可以有助于阻止間接損害,并且有助于更好地計劃維護(hù)措施和/或修理措施。由此可以例如在整個行星輪傳動裝置發(fā)生損壞之前就提早替換例如有缺陷的行星輪和/或有缺陷的行星輪架,在這方面就出現(xiàn)了成本優(yōu)勢。由于該可預(yù)測性能夠?qū)崿F(xiàn)對相應(yīng)的構(gòu)件進(jìn)行及時的采購,在這方面也可以降低成本。
在兩個傳感器的情況下,例如至少一個行星輪的每次完整的周轉(zhuǎn)可以使每個傳感器都產(chǎn)生信號,也就是總共產(chǎn)生兩個信號,這些信號表示至少一個行星輪繞第二轉(zhuǎn)動軸線扭轉(zhuǎn)。在具有兩個行星輪和兩個傳感器的示例性的行星輪傳動裝置中,針對每次周轉(zhuǎn),例如每個傳感器“觀察”兩個行星輪。
為了能夠可靠地推斷出錯誤,所以必須考慮被檢測的行星輪繞第二轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動方向。繞第二轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動方向可以借助角度信息來確定。例如,在行星輪傳動裝置中,在行星輪繞第二轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動時,第一角度之后跟隨第二角度,其中,第二角度例如可以大于第一角度或者反過來,其中,小的第一角度可以相應(yīng)于檢測到各個行星輪而大的第二角度可以相應(yīng)于兩個行星輪之間的各個間歇或者反過來。因此,可以從對裝入情況的認(rèn)知中導(dǎo)出轉(zhuǎn)動方向。
裝入情況可以被理解為確認(rèn)第一與第二角度之間的差在正符號的 情況下是否相應(yīng)于沿兩個周轉(zhuǎn)方向中的第一方向的周轉(zhuǎn),例如逆時針運轉(zhuǎn),并且在負(fù)符號的情況下是否相應(yīng)于沿第二方向的周轉(zhuǎn),例如順時針運轉(zhuǎn)。或者正符號是否表示沿第二方向的周轉(zhuǎn),即順時針運轉(zhuǎn),并且在負(fù)符號的情況下是否表示沿第一方向的周轉(zhuǎn),即逆時針運轉(zhuǎn)。
在此,只要在一圈的兩個邊沿之間轉(zhuǎn)動方向不變化,那么對于狀態(tài)監(jiān)測來說,至少一個行星輪沿兩個方向中的哪個方向繞第二轉(zhuǎn)動軸線周轉(zhuǎn)并不重要。
要強調(diào)的是,利用根據(jù)本發(fā)明的方法能夠構(gòu)建出可以冗余地并且無需對傳感器信號進(jìn)行預(yù)處理地工作的監(jiān)控方案。
尤其要強調(diào)的是,該方法的另外的優(yōu)點在于,傳感器構(gòu)造可以彼此不同地實現(xiàn)。這意味著,在兩個傳感器的情況下可以使用不同的硬件組件。這就提高了安全性以防意外的電故障,這是因為尤其可以排除發(fā)生共同的錯誤。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,當(dāng)至少一個各自產(chǎn)生的信號各自的至少一個實際信號特征與至少一個各自預(yù)先給定的額定信號特征之間的差達(dá)到或超過預(yù)先給定的邊界值時,推斷出有錯誤。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,至少一個行星輪具有標(biāo)識體,標(biāo)識體沿圓周方向在一定角度范圍上延伸并具有至少一個中斷部,并且在檢測到至少一個行星輪的標(biāo)識體的至少一個中斷部時,阻止信號產(chǎn)生。
當(dāng)行星輪在傳感器旁邊經(jīng)過時,借助標(biāo)識體可以以結(jié)構(gòu)上簡單的方式和方法更好地檢測到該行星輪。標(biāo)識體抗相對轉(zhuǎn)動地(drehfest)與行星輪連接,從而由檢測到標(biāo)識體可以推斷出行星輪的運動。連接例如可以是粘接或螺接,但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也能想到其他的 連接。
尤其地,能夠以有利的方式探測到標(biāo)識體的中斷部。中斷部例如可以是凹部或間隙,其隨著至少一個行星輪繞第一轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動可以指向傳感器。這種繞第一轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動例如可以引起補償運動,以便補償兩個從動機車橋的應(yīng)力。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,至少一個信號的振幅為預(yù)先給定的信號特征。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,至少一個信號的脈沖寬度是預(yù)先給定的信號特征。
此外,如下方法是優(yōu)選的,其中,信號間歇的寬度是預(yù)先給定的信號特征。
如下方法是特別優(yōu)選的,其中,所產(chǎn)生的信號之間的時間上的間隔Δt58或依賴于角度的間隔是預(yù)先給定的信號特征。
此外,如下方法是特別優(yōu)選的,其中,借助第一傳感器產(chǎn)生的第一信號與借助第二傳感器產(chǎn)生的第二信號之間的時間上的間隔Δt58或依賴于角度的間隔是預(yù)先給定的信號特征,其中,第一和第二信號都表示同一至少一個行星輪。
此外,如下方法是優(yōu)選的,在其中,傳感器是n/c傳感器。在n/c傳感器中,傳感器的電流回路按照預(yù)設(shè)是閉合的,也就是說,當(dāng)傳感器沒有探測到行星輪或沒有探測到標(biāo)識體時,傳感器提供高的電壓值,例如電壓值“高(high)”。
n/c傳感器的優(yōu)點在于,在行星輪傳動裝置靜止的情況下更好地識 別出供電電壓的中斷。這尤其適用于如下情況,即,在正常運行中在較大的角度范圍上未檢測到并且與之相應(yīng)地在較大的范圍上預(yù)期為電壓值“高(high)”。
此外,如下方法是優(yōu)選的,在其中,傳感器是指n/o傳感器。在n/o傳感器中,傳感器的電流回路按照預(yù)設(shè)是打開的,也就是說,當(dāng)在傳感器之前沒有行星輪時,傳感器提供電壓值“低(low)”。
n/o傳感器的優(yōu)點在于,其在多數(shù)情況下提供低的電壓值,并且因此比n/c傳感器更節(jié)能。這尤其適用于如下情況,即,在其中傳感器未探測到的角度范圍比在其中傳感器探測到的角度范圍更大。
此外,如下方法是優(yōu)選的,在其中,涉及兩個傳感器,其中,兩個傳感器中的一個是n/c傳感器,而兩個傳感器中另一個是n/o傳感器。
n/o傳感器的缺點是,也許無法區(qū)分傳感器本身的損壞,例如電壓供應(yīng)中斷與傳動裝置中的機械上的損壞。
n/c傳感器的缺點是,其在多數(shù)情況下提供“高”信號,因而消耗許多能量。
要強調(diào)的是,借助n/o傳感器和n/c傳感器的組合可以按有利的方式產(chǎn)生傳感器的冗余的和互補的輸出信號,從而使這兩種類型的傳感器的優(yōu)點結(jié)合在一起。
附圖說明
下面結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中:
圖1示出具有兩個行星輪和一個傳感器的示例性的行星輪傳動裝置的截斷;
圖2a示出在具有n/c傳感器的圖1的行星輪傳動裝置的情況下的 根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性的關(guān)于時間t繪制的輸出信號變化曲線V;
圖2b示出示例性的關(guān)于周轉(zhuǎn)角度繪制的圖2a的變化曲線;
圖2c示出在具有n/o傳感器的圖1的行星輪傳動裝置的情況下的根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性的關(guān)于時間t繪制的輸出信號變化曲線V;
圖2d示出示例性的關(guān)于周轉(zhuǎn)角度繪制的圖2c的變化曲線;
圖3以側(cè)向的橫截面視圖和俯視圖示出在第一種有錯誤的運行中的圖1的示例性的行星輪傳動裝置;
圖4a示出在具有n/c傳感器的圖3的行星輪傳動裝置的第一種有錯誤的運行的情況下的根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性的關(guān)于時間t繪制的輸出信號變化曲線V;
圖4b示出示例性的關(guān)于周轉(zhuǎn)角度繪制的圖4a的變化曲線;
圖4c示出在具有n/o傳感器的圖3的行星輪傳動裝置的第一種有錯誤的運行的情況下的根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性的關(guān)于時間t繪制的輸出信號變化曲線V;
圖4d示出示例性的關(guān)于周轉(zhuǎn)角度繪制的圖4c的變化曲線;
圖5以側(cè)向的橫截面視圖和俯視圖示出在第二種有錯誤的運行中的圖1的示例性的行星輪傳動裝置;
圖6a示出在具有n/c傳感器的圖5的行星輪傳動裝置的第二種有錯誤的運行的情況下的根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性的關(guān)于時間t繪制的輸出信號變化曲線V;
圖6b示出示例性的關(guān)于周轉(zhuǎn)角度繪制的圖6a的變化曲線;
圖6c示出在具有n/o傳感器的圖5的行星輪傳動裝置的第二種有錯誤的運行的情況下的根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性的關(guān)于時間t繪制的輸出信號變化曲線V;
圖6d示出示例性的關(guān)于周轉(zhuǎn)角度繪制的圖6c的變化曲線;
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的方法的圖1的行星輪傳動裝置的關(guān)于時間t的行星輪的示例性的參考輸出信號變化曲線V和輸入軸的示例性的參考轉(zhuǎn)速變化曲線;
圖8示出關(guān)于時間t的根據(jù)本發(fā)明的方法的圖1的行星輪傳動裝置的行星輪的示例性的當(dāng)前的輸出信號變化曲線和輸入軸的示例性的 當(dāng)前的轉(zhuǎn)速變化曲線;
圖9示出在根據(jù)本發(fā)明的方法的圖8的當(dāng)前的轉(zhuǎn)速變化曲線的情況下當(dāng)前的有錯誤的輸出信號變化曲線與圖7的參考輸出信號變化曲線的對照;
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的方法的有利的變型實施方案的示例性的流程圖表;并且
圖11示出針對根據(jù)本發(fā)明的方法的圖1的示例性的行星輪傳動裝置在具有橫置前驅(qū)動器的機動車中的示例性的布置方案。
圖12示出具有兩個行星輪和兩個傳感器的示例性的行星輪傳動裝置的截斷;
圖13a以具有兩個n/c傳感器的第一優(yōu)選實施方式示出根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性的關(guān)于時間t繪制的輸出信號變化曲線V;
圖13b示出示例性的關(guān)于周轉(zhuǎn)角度繪制的圖13a的變化曲線;
圖14a以具有兩個n/o傳感器的另一優(yōu)選實施方式示出根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性的關(guān)于時間t繪制的輸出信號變化曲線V;
圖14b示出示例性的關(guān)于周轉(zhuǎn)角度繪制的圖14a的變化曲線;
圖15a以具有n/c傳感器和n/o傳感器的另一優(yōu)選實施方式示出根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性的關(guān)于時間t繪制的輸出信號變化曲線V;
圖15b示出示例性的關(guān)于周轉(zhuǎn)角度繪制的圖15a的變化曲線;
圖16示出圖15a的優(yōu)選變型實施方案的示例性的流程圖表。
具體實施方式
根據(jù)本發(fā)明的第一任務(wù),根據(jù)本發(fā)明的用于狀態(tài)監(jiān)測的方法結(jié)合構(gòu)造為錐形輪差動器的并且在圖1中示出的具有車輛的兩個行星輪10、30和一個傳感器5的行星輪傳動裝置1來闡述。
行星輪傳動裝置1以如下方式構(gòu)造,即,借助該行星輪傳動裝置能夠?qū)Ⅱ?qū)動能從主傳動系分路到兩個并聯(lián)的負(fù)載路徑上,并且同時能夠補償相對扭轉(zhuǎn),用以避免兩個負(fù)載路徑之間出現(xiàn)應(yīng)力。
為此,行星輪傳動裝置包括未示出的輸入軸、兩個聯(lián)接軸3、4、具有第一和第二行星輪10、30的未示出的第一和第二行星輪架。兩個行星輪10、30以能轉(zhuǎn)動的方式支承在各自的行星輪架的未示出的各自的行星架上。
傳感器5以如下方式構(gòu)造并布置,即,使其能夠獲知行星輪10、30繞兩個轉(zhuǎn)動軸線6、7中的至少一個的角位置和/或相對兩個轉(zhuǎn)動軸線6、7中的至少一個的角位置,也就是說,不僅能夠獲知繞同時也是自身的轉(zhuǎn)動軸線的第一轉(zhuǎn)動軸線6的轉(zhuǎn)動,而且能夠獲知偏斜,也就是說相對于第一轉(zhuǎn)動軸線6的扭轉(zhuǎn)。
為此,兩個行星輪10、30在其徑向靠外的邊緣區(qū)域中分別具有同軸布置的具有中斷部21或41的標(biāo)識體20,40。標(biāo)識體沿圓周方向延伸過約300°的角度區(qū)間α。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是,在此也可以選擇其他的角度區(qū)間。
標(biāo)識體20、40可以一件式地或多件式地構(gòu)造。
兩個行星輪10、30軸線相同地布置,從而使它們將它們各自的第一轉(zhuǎn)動軸線形成共同的轉(zhuǎn)動軸線6,并且分別與冠狀齒輪嚙合,冠狀齒輪分別抗相對轉(zhuǎn)動地與兩個構(gòu)造為輸出軸的聯(lián)接軸中的一個連接。這兩個行星輪與第二轉(zhuǎn)動軸線間隔開,并且可以繞垂直地與第一轉(zhuǎn)動軸線相交的第二轉(zhuǎn)動軸線旋轉(zhuǎn),也就是是說周轉(zhuǎn)。在沒有執(zhí)行方向變換的情況下,行星輪沿兩個方向中的一個周轉(zhuǎn)第二轉(zhuǎn)動軸線7。在圖1中示出了在它們各自的中間位中的兩個行星輪10、30。在這些中間位中,兩個輸出軸3、4彼此沒有發(fā)生相對扭轉(zhuǎn)。
此外,圖1的視圖還示出了瞬時狀態(tài),其中,行星輪10的具有也被稱作“探測區(qū)(detection area)”的檢測區(qū)域22的標(biāo)識體20在傳感器5的“高度”上。在檢測區(qū)域22與傳感器5之間,傳感器5與標(biāo)識 體20之間的可能間距最小。是接近開關(guān)的傳感器5檢測標(biāo)識體20的檢測區(qū)域22的存在,并產(chǎn)生表示行星輪10的周轉(zhuǎn)的信號??梢郧宄乜闯?,標(biāo)識體20的中斷部21在行星輪10的中間位中怎樣從傳感器5指開。接近開關(guān)5無接觸式地進(jìn)行開關(guān),并且因此無需外部的機械操縱力。由此,接近開關(guān)具有高使用壽命和高可靠性。圖1中所示的傳感器5是所謂的n/c傳感器(常閉(normally closed)),也就是說,在借助傳感器5檢測標(biāo)識體的存在時比在未檢測到標(biāo)識體時施加有更低的輸出信號。然而,也能想到使用“常開(normally open)”傳感器(NO傳感器)。
圖2a、圖2b示出了在使用n/c傳感器的情況下在無錯誤的運行中的行星輪10、30沿圓周方向的關(guān)于時間t(圖2a)和周轉(zhuǎn)角度(圖2b)的示例性的電壓輸出信號變化曲線V。行星輪10、30連續(xù)地沿兩個轉(zhuǎn)動方向中的一個繞第二轉(zhuǎn)動軸線周轉(zhuǎn)。在傳動裝置進(jìn)行完整的周轉(zhuǎn)時,借助傳感器5產(chǎn)生了兩個信號的S1、S2。S1表示行星輪10,S2表示行星輪30。兩個信號之間存在有各自的信號間歇。因此,可以將360°的周轉(zhuǎn)劃分成四個時間范圍Δt12、Δt23、Δt34和Δt41并且劃分為四個周轉(zhuǎn)角度范圍或分角度和其中分角度被限定為傳感器5的輸出信號的下降沿和上升沿(或反過來)之間的角度變化。
四個時間范圍的和得到了周轉(zhuǎn)時間T。四個分角度的和得到了周轉(zhuǎn)角度Φ=360°。
時間范圍Δt12在此相當(dāng)于分角度時間范圍Δt23在此相當(dāng)于分角度時間范圍Δt34在此相當(dāng)于分角度時間范圍Δt41在此相當(dāng)于分角度
在時間范圍Δt23、Δt41中,借助傳感器5檢測到行星輪10、30,各自相應(yīng)的輸出信號為低(Low)。相應(yīng)地,適用于分角度或 時間范圍Δt23、Δt41也被稱為信號寬度。在時間范圍Δt12和Δt34中,行星輪10、30不被傳感器5檢測,各自相應(yīng)的輸出信號為高(High)。相應(yīng)地適用于分角度或
與圖2a、圖2b的區(qū)別在于,在圖2c、圖2d中使用了n/o傳感器,這導(dǎo)致反向的信號輸出變化曲線。
圖3以側(cè)向的橫截面視圖和俯視圖示出在第一種有錯誤的運行中的圖1的行星輪傳動裝置。與圖1中所示的行星輪傳動裝置1的區(qū)別在于,在此示出了行星輪10、30的補償運動,也就是說,行星輪10、30實施了繞自身的轉(zhuǎn)動軸線6的轉(zhuǎn)動。此外,行星輪10、30還沿兩個方向中的一個以恒定的轉(zhuǎn)動速度繞第二轉(zhuǎn)動軸線7周轉(zhuǎn)。標(biāo)識體20、40的中斷部21、41在此以如下方式與繞自身的轉(zhuǎn)動軸線6的扭轉(zhuǎn)角度相對應(yīng),即,當(dāng)各個行星輪10、30在傳感器5旁邊經(jīng)過時,中斷部21,41總是指向傳感器5。由此,檢測區(qū)域22、42從傳感器轉(zhuǎn)開并且阻止信號產(chǎn)生。
圖4a至圖4d示出了在使用n/c或n/o傳感器的情況下,在行星輪10、30如在圖3中所示的那樣處在補償位中的情況下關(guān)于時間(上圖)并且關(guān)于周轉(zhuǎn)角度(下圖)的示例性的輸出信號變化曲線V。借助通過指向傳感器5的中斷部21、41進(jìn)行的阻止信號產(chǎn)生,在n/c傳感器的情況下施加持續(xù)的高輸出信號(圖4a、圖4b)或在n/o傳感器的情況下施加持續(xù)的低輸出信號(圖4c、圖4d)。為了更好地比較,給當(dāng)前的有錯誤的信號變化曲線V保存了圖2a、圖2b的、在圖4a圖至4d中用Vexp標(biāo)記的預(yù)期的無錯誤的信號變化曲線。S1_exp和S2_exp表示對行星輪10或30的預(yù)期的檢測。由于信號缺失,每個周轉(zhuǎn)出現(xiàn)兩次實際電壓值與額定電壓值不一致,亦即第一次在時間范圍Δt23_exp內(nèi)并且第二次在時間范圍Δt41_exp內(nèi)。
圖4a至圖4d的各自的信號變化曲線的上方以箭頭示出了與信號 變化曲線相對應(yīng)的時間范圍或角度范圍。
圖5以側(cè)向的橫截面視圖和俯視圖示出在第二種有錯誤的運行中的圖1的行星輪傳動裝置。與圖1中所示的行星輪傳動裝置1的區(qū)別在于,示出了行星輪10的偏斜。此外,行星輪10、30還沿兩個方向中的一個以恒定的轉(zhuǎn)動速度繞第二轉(zhuǎn)動軸線7周轉(zhuǎn)。如果現(xiàn)在傳感器5產(chǎn)生了表示行星輪10、30的各自的周轉(zhuǎn)的信號,那么如在圖6a至圖6d所示的那樣在輸出信號變化曲線中出現(xiàn)了變化。偏斜引起的是,使檢測區(qū)域22與轉(zhuǎn)動方向相關(guān)地在時間上比預(yù)期更早或更晚地被檢測到(圖6a、圖6c),也就是說,表示行星輪10的第一信號S1與表示行星輪30的第二信號S2之間的時間上的間隔與第二信號S2與第一信號S1之間的時間上的間隔不相等。相應(yīng)的角度區(qū)段也不相等(圖6b、圖6d)。
根據(jù)本發(fā)明的方法使用這些角度信息,以便通過以計算的方式如此地獲知偏斜,即,將分角度的比例與預(yù)期值進(jìn)行比較,并且當(dāng)比例不是恒定和/或不相等時,得出了“行星輪偏斜”的錯誤。因此,當(dāng)適用:
根據(jù)本發(fā)明的方法尤其能夠識別出“偏斜錯誤”。
圖6a,圖6b在使用n/c傳感器下在所述的圖5的“偏斜錯誤”的情況下的示例性的輸出信號變化曲線V。圖6c、圖6d示出在使用n/o傳感器下的示例性的輸出信號變化曲線V。給當(dāng)前的輸出信號變化曲線V保存了在此相應(yīng)于預(yù)期的輸出信號變化曲線Vexp的圖2a、圖2b或圖2c、圖2d的輸出信號變化曲線V。
示出了行星輪30的偏斜錯誤,對該行星輪的檢測由信號S2表示??梢郧宄乜闯觯?dāng)前的信號S2的產(chǎn)生比預(yù)期的信號S2_exp的產(chǎn)生“早”了約45°。表示對行星輪10進(jìn)行檢測的信號S1是預(yù)期的信號S1_exp并 且保持與其相同。
圖6a至圖6d的各自的信號變化曲線的上方,各個當(dāng)前的時間范圍Δt12、Δt23、Δt34和Δt41與預(yù)期的時間范圍Δt12_exp、Δt23_exp、Δt34_exp和Δt41_exp相對置并且以箭頭來示出。各個時間范圍與各自的角度范圍 和或和相對應(yīng)。
在圖7至圖9中描述了獲知偏斜錯誤的另外的可能性。在此,預(yù)先算出傳感器5的輸出信號,并與實際值比較,其中,可以將角度值或時間值彼此進(jìn)行比較。
參考值是時間范圍并通過如下方式獲知,即,在轉(zhuǎn)速n恒定時測量行星輪10、30的周轉(zhuǎn)。在圖7至圖9中,輸入軸的轉(zhuǎn)速n以“輸入速度GRA(Input Speed GRA)”標(biāo)記并且關(guān)于時間t地進(jìn)行繪制。產(chǎn)生了如下參考圖案,其在圖7中示例性地示出并且包括參考轉(zhuǎn)速nref和參考時間范圍Δt12_ref、Δt23_ref、Δt34_ref和Δt41_ref。
現(xiàn)在,借助數(shù)學(xué)關(guān)系式可以如圖8所示的那樣針對任意的轉(zhuǎn)速nact預(yù)先算出預(yù)期的時間范圍Δtxy_calc。因此,利用來預(yù)先算出等于時間范圍Δt34_calc的時間范圍Δt12_calc。并且利用來預(yù)先算出等于時間范圍Δt41_calc的時間范圍Δt23_calc。如果預(yù)先算出的時間與相應(yīng)的實際值不一致,也就是當(dāng)Δt12_calc不等于Δt12、Δt23_calc不等于Δt23、Δt34_calc不等于Δt34、Δt41_calc不等于Δt41時,就識別出“行星輪偏斜”錯誤。
在圖9中示出了預(yù)期的信號分別與相應(yīng)的信號特征Δt12_calc、Δt23_calc、Δt34_calc4、Δt41_calc、與由偏斜產(chǎn)生的當(dāng)前的有錯誤的輸出信號變化曲線、與信號特征Δt12、Δt23、Δt34和Δt41進(jìn)行比較。
在圖10中示例性地示出根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選的實施方案的各個步驟。在起點100中開始行星輪10、30的周轉(zhuǎn)。在第一步驟110中借助傳感器5產(chǎn)生信號。在接下來的步驟130將信號的實際信號特征與額定信號特征進(jìn)行比較。如果特征一致,那么不存在錯誤。如果實際特征與額定特征不一致,那么識別出錯誤并進(jìn)行輸出140。實現(xiàn)周轉(zhuǎn)結(jié)束200并且重復(fù)步驟。
在圖10中所示的流程圖對于另外的根據(jù)本發(fā)明的方法來說僅是示例性的,其中,例如可以設(shè)置的是,自動引入安全狀態(tài),并不像圖10中所示的那樣僅進(jìn)行錯誤輸出140。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的行星輪傳動裝置1在具有橫置前驅(qū)動器的機動車中的示例性的布置。在此,傳感器5沿行駛方向布置在輸出軸上方的右邊。
根據(jù)本發(fā)明的第二任務(wù),根據(jù)本發(fā)明的用于狀態(tài)監(jiān)測的方法結(jié)合構(gòu)造為錐形輪差動器的并且在圖12中示出的具有車輛的兩個行星輪10、30和第一傳感器5和第二傳感器8的行星輪傳動裝置1來闡述。
行星輪傳動裝置1以如下方式構(gòu)造,即,借助該行星輪傳動裝置能夠?qū)Ⅱ?qū)動能從主傳動系分路到兩個并聯(lián)的負(fù)載路徑上,并且同時能夠補償相對扭轉(zhuǎn),用以避免兩個負(fù)載路徑之間出現(xiàn)應(yīng)力。
為此,行星輪傳動裝置包括未示出的輸入軸、兩個聯(lián)接軸3、4、具有第一和第二行星輪10、30的未示出的第一和第二行星輪架。兩個行星輪10、30以能轉(zhuǎn)動的方式支承在各自的行星輪架的未示出的各自 的行星架上。
兩個傳感器5、8軸線平行地布置并且能夠獲知行星輪10、30繞兩個轉(zhuǎn)動軸線6、7中的至少一個的角位置和/或相對兩個轉(zhuǎn)動軸線6、7中的至少一個的角位置,也就是說,不僅能夠獲知繞同時也是自身的轉(zhuǎn)動軸線的第一轉(zhuǎn)動軸線6的轉(zhuǎn)動,而且能夠獲知偏斜,也就是說相對于第一轉(zhuǎn)動軸線6的扭轉(zhuǎn)。
為此,兩個行星輪10、30在其徑向靠外的邊緣區(qū)域中分別具有同軸布置的具有中斷部21或41的標(biāo)識體20,40。標(biāo)識體沿圓周方向延伸過約300°的角度區(qū)間α。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是,在此也可以選擇其他的角度區(qū)間。
標(biāo)識體20、40可以一件式地或多件式地構(gòu)造并且能夠與行星輪抗相對轉(zhuǎn)動地連接,從而由檢測到標(biāo)識體20、40能夠推斷出行星輪10、30的運動。
兩個行星輪10、30軸線相同地布置,從而使它們各自的第一轉(zhuǎn)動軸線形成共同的轉(zhuǎn)動軸線6,并且分別與冠狀齒輪嚙合,冠狀齒輪分別抗相對轉(zhuǎn)動地與兩個構(gòu)造為輸出軸的聯(lián)接軸中的一個連接。這兩個行星輪10、30與第二轉(zhuǎn)動軸線7間隔開,并且可以繞垂直地與第一轉(zhuǎn)動軸線6相交的第二轉(zhuǎn)動軸線7旋轉(zhuǎn),也就是是說周轉(zhuǎn)。在沒有進(jìn)行方向變換的情況下,行星輪10、30沿兩個方向中的一個繞第二轉(zhuǎn)動軸線7周轉(zhuǎn)。在圖12中示出了在它們各自的中間位中的兩個行星輪10、30。在這些中間位中,兩個輸出軸3、4彼此沒有發(fā)生相對扭轉(zhuǎn)。
此外,圖12的視圖還示出了瞬時狀態(tài),在其中,行星輪10的具有也被稱作“探測區(qū)(detection area)”的第一檢測區(qū)域22和第二檢測區(qū)域23的標(biāo)識體20在傳感器5、8的“高度”上??梢郧宄乜闯觯瑯?biāo)識體20的中斷部21在行星輪10的中間位中怎樣從傳感器5、8指 開。在檢測區(qū)域22與傳感器5之間并且在檢測區(qū)域23與傳感器8之間的可能間距最小。傳感器5檢測標(biāo)識體20的檢測區(qū)域22的存在,并在行星輪10繞第二轉(zhuǎn)動軸線7繼續(xù)運轉(zhuǎn)之前產(chǎn)生第一信號,并且傳感器8檢測檢測區(qū)域23的存在,并產(chǎn)生第二信號。在第一傳感器5的第一信號與第二傳感器8的第二信號之間存在有時間上的間隔Δt58,其相當(dāng)于在圓周上的或依賴于角度的間隔換句話說:存在兩個信號的相移。在輸入轉(zhuǎn)速恒定的情況下,該間隔同樣是恒定的。
在行星輪10、30繞自身的轉(zhuǎn)動軸線6扭轉(zhuǎn)的情況下,因為中斷部21、41朝向兩個傳感器5、8指向,所以阻止了傳感器5、8的信號產(chǎn)生,并且與輸入轉(zhuǎn)速無關(guān)地識別出錯誤。
在輸入轉(zhuǎn)速恒定且在行星輪10、30中的一個發(fā)生偏斜的情況下,兩個信號之間的時間上的間隔Δt58發(fā)生變化,也就是說,該間隔變大或變小,從而識別出錯誤“偏斜”。
接近開關(guān)5、8無接觸式地動作,并且因此無需外部的機械操縱力。由此,接近開關(guān)具有高使用壽命和高可靠性。
此外,如由圖12所知并且在圖13a至15b的變化曲線中示出的是,各個行星輪10、30的周轉(zhuǎn)可以劃分為檢測到的和未檢測到的周轉(zhuǎn)角度范圍。周轉(zhuǎn)角度范圍在此可以具有如下值:
-0°至40°檢測到行星輪10
-41°至179°未檢測到行星輪
-180°至220°檢測到行星輪30
-221°至359°未檢測到行星輪,
其中,這四個范圍相應(yīng)于各個分角度亦即和給分角度和配屬各個相應(yīng)的時間范圍Δt12、Δt23、Δt34和Δt41。在此,和相應(yīng)于檢測到行星輪10或30,而和相應(yīng)于未檢測到各自的行星輪10、30。該表示法適 用于傳感器5和傳感器8。
因此,分角度可以被限定為傳感器的輸出信號的下降沿與上升沿之間的角度變化或上升沿與下降沿之間的角度變化,或者(換句話說)被限定為檢測到至少一個行星輪與緊隨該檢測之后的信號間歇之間的角度變化,并且反之亦然。
圖13a、圖13b示出了在使用兩個n/c傳感器5、8的情況下在無錯誤的運行中的行星輪10、30關(guān)于時間t(圖13a)和周轉(zhuǎn)角度(圖13b)的示例性的電壓輸出信號變化曲線V。在各自的上圖中示出了借助第一傳感器5產(chǎn)生的變化曲線,在各自的下圖中示出了借助第二傳感器8產(chǎn)生的變化曲線。
如果傳感器5、8中的一個檢測到兩個行星輪10、30中的一個,那么就產(chǎn)生信號并且施加低的電壓值(Low)。如果未檢測到兩個行星輪10、30中的任一個,那么就施加高的電壓值(High)。
由此得出兩個傳感器5、8的關(guān)于時間t或關(guān)于輸入軸的角度的具有表征性的輸出信號變化曲線。傳感器5、8的表示行星輪10、30的信號在時間上或在圓周角度上錯開了間隔Δt58或也就是發(fā)生相移。在輸入轉(zhuǎn)速恒定的情況下得出了兩個信號之間的恒定的相移大小Δt58。
如果在轉(zhuǎn)速恒定的情況下該大小發(fā)生變化,那么就可以推斷出存在電錯誤。
圖14a、圖14b示出了在無錯誤的運行中兩個行星輪10、30關(guān)于時間t(圖14a)和周轉(zhuǎn)角度(圖14b)的示例性的電壓輸出信號變化曲線V。與在圖13a、圖13b中所示的變化曲線的區(qū)別在于,兩個傳感器5、8是n/o傳感器,也就是說,如果傳感器5、8中的一個檢測到兩 個行星輪10、30中的一個,就產(chǎn)生信號并施加高的電壓值(High)。如果未檢測到兩個行星輪10、30中的任一個,就施加低的電壓值(Low)。除此之外可以參考圖13a、圖13b的實施方案。
圖15a、圖15b示出的是,在使用n/c傳感器5和n/o傳感器8的情況下,在無錯誤的運行中兩個行星輪10、30關(guān)于時間t(圖15a)和周轉(zhuǎn)角度(圖15b)的示例性的電壓輸出信號變化曲線V。在各自的上圖中示出了借助第一n/c傳感器5產(chǎn)生的變化曲線,在各自的下圖中示出了借助第二n/o傳感器8產(chǎn)生的變化曲線。
在圖15a、圖15b示出的方法中,結(jié)合了n/c傳感器的優(yōu)點,即,多數(shù)情況下是低電壓值的因此是節(jié)省能量的,以及n/o傳感器的優(yōu)點,在其中,在靜止的行星輪傳動裝置中更好地識別出供電電壓的中斷,其中,兩個傳感器5、8中的哪一個是n/c傳感器而哪一個是n/o傳感器并不重要。除此之外可以參考圖13a、圖13b的實施方案。
在圖16中示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選的實施方案的各個步驟,在該方法中,在借助傳感器5產(chǎn)生的第一信號與借助傳感器8產(chǎn)生的第二信號之間的時間上的間隔Δt58是預(yù)先給定的信號特征。在起始點100中,在時刻t0開始行星輪10、30的周轉(zhuǎn)。在第一步驟110中,在時刻t1借助傳感器5產(chǎn)生第一信號。在接下來的步驟120中,在時刻t2借助傳感器8產(chǎn)生第二信號。在隨后的步驟130中,在時刻t3將時間上的間隔Δt58,也就是說,第一與第二信號之間的相移與額定時間值進(jìn)行比較。如果時間一致,那么就不存在有錯誤。如果相移和額定時間值不一致,那么就識別出錯誤并進(jìn)行輸出140。
實現(xiàn)周轉(zhuǎn)結(jié)束200并且重復(fù)步驟。
在圖16中所示的流程圖對于另外的根據(jù)本發(fā)明的方法來說是示例性的,其中,例如可以設(shè)置的是,在識別出錯誤的情況下,傳動系 統(tǒng)自動切斷并且不像圖16中所示的那樣進(jìn)僅進(jìn)行錯誤輸出140。
所示的附圖僅是本發(fā)明的示例性的實施方式。應(yīng)理解,在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下,能夠想到各種其他實施方式。
附圖標(biāo)記列表
1 行星輪傳動裝置、錐形輪差動器
3、4 聯(lián)接軸、輸出軸
5 傳感器、第一傳感器
6 第一、自身的轉(zhuǎn)動軸線
7 第二轉(zhuǎn)動軸線
8 第二傳感器
10 第一行星輪
20 標(biāo)識體
21 中斷部
22 檢測區(qū)域
30 第二行星輪
40 標(biāo)識體
41 中斷部
42 檢測區(qū)域
100 周轉(zhuǎn)開始
110 第一步驟:借助傳感器5信號產(chǎn)生第一信號
120 第二步驟:借助傳感器8信號產(chǎn)生第二信號
130 第三步驟:將Δt58與額定值進(jìn)行比較
140 第四步驟:錯誤輸出
200 周轉(zhuǎn)結(jié)束
n 轉(zhuǎn)速(輸入速度GRA)
nact 當(dāng)前的轉(zhuǎn)速
nref 參考轉(zhuǎn)速
S1 行星輪10的信號
S2 行星輪30的信號
S1_exp 行星輪10的預(yù)期的信號
S2_exp 行星輪30的預(yù)期的信號
t 時間
T 針對360°周轉(zhuǎn)的時間段
U 電壓(伏特)
V 信號變化曲線
Vref 參考信號輸出變化曲線
Vexp 預(yù)期的信號輸出變化曲線
Vcalc 預(yù)先算出的信號輸出變化曲線
Δt 時間范圍
Δt12 行星輪10與30之間的信號間歇
Δt23 行星輪10的信號寬度
Δt34 行星輪30與10之間的信號間歇
Δt41 行星輪30的信號寬度
Δt、Δt1-Δt4 時間范圍
Δt58 相移、時間范圍
Δtxy_calc 預(yù)期的信號范圍,其中x、y=1、……、4
Δt12_calc 行星輪10與30之間的預(yù)先算出的信號間歇
Δt23_calc 行星輪10的預(yù)先算出的信號寬度
Δt34_calc 行星輪30與10之間的預(yù)先算出的信號間歇
Δt41_calc 行星輪30的預(yù)先算出的信號寬度
Δt12_exp 行星輪10與30之間的預(yù)期的信號間歇
Δt23_exp 行星輪10的預(yù)期的信號寬度
Δt34_exp 行星輪30與10之間的預(yù)期的信號間歇
Δt41_exp 行星輪30的預(yù)期的信號寬度
角度
Φ 360°周轉(zhuǎn)角度
周轉(zhuǎn)角度范圍、分角度
行星輪10與30之間的分角度
分角度
行星輪30與10之間的分角度
分角度
周轉(zhuǎn)角度范圍、分角度
依賴于角度的間隔
行星輪10與30之間的預(yù)期的分角度
預(yù)期的分角度
行星輪30與10之間的預(yù)期的分角度
預(yù)期的分角度
t0-t3 時刻