DE10141930A1

DE10141930A1 - Combined temperature and rotational velocity sensor, for measuring the rotational velocity of a motor vehicle gear or coupling element and its lubricant temperature, has a shared housing, thus reducing assembly costs

Info

Publication number: DE10141930A1
Application number: DE2001141930
Authority: DE
Inventors: Rainer Ahrens; Volker Becker; Thomas Pape; Martin Wilken
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: DE10141930B4

Abstract

Device (1) comprises a rotational velocity sensor (4) and a temperature measurement sensor (5) combined in a shared sensor housing (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl eines rotierenden Elementes und zur Erfassung der Temperatur einer Kühlflüssigkeit oder eines Schmiermittels, vzw. zur Erfassung der Drehzahl einer Getriebewelle oder eines Kupplungselementes sowie zur Erfassung der Temperatur des Getriebeöles eines Kraftfahrzeuges, wobei die Vorrichtung zumindest ein - erstes - Sensorelement aufweist. The invention relates to a device for detecting the speed of rotation Element and for detecting the temperature of a coolant or Lubricant, vzw. to record the speed of a gear shaft or one Coupling element and for detecting the temperature of the gear oil one Motor vehicle, the device at least one - first - sensor element having.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Vorrichtungen zur Erfassung der Drehzahl eines rotierenden Elementes, insbesondere einer Getriebewelle und/oder zur Erfassung der Temperatur einer Kühlflüssigkeit oder eines Schmiermittels, insbesondere der Temperatur eines Getriebeöles bekannt. Im allgemeinem wird an den hierfür bestimmten Stellen, also entweder in der Nähe einer Getriebewelle oder innerhalb des Getriebes an einer bestimmten Stelle ein entsprechendes erstes Sensorelement zur Erfassung der Drehzahl und ein entsprechendes zweites Sensorelement zur Erfassung der entsprechenden Temperatur angeordnet bzw. vorgesehen. Es gibt ganz unterschiedliche Ausführungsformen für derartige Sensorelemente. So arbeiten als Drehzahl-Sensoren ausgeführte erste Sensorelemente vzw. berührungslos, wirken bspw. mit auf einer Welle angeordneten entsprechenden Markierungen derart zusammen, daß sie einen bestimmten Spannungsimpuls abgeben, wenn die jeweilige Markierung den Erfassungsbereich des ersten Sensorelementes durchläuft. Als zweite Sensorelemente, also als Temperatur-Sensoren kommen insbesondere sowohl berührungslos arbeitende Sensoren wie auch mit entsprechendem Kontakt arbeitende Sensoren, bspw. bekannte Thermoelemente in Frage. Dies kann je nach Anwendungsfall ganz verschieden sein bzw. gehandhabt werden. Different devices for detecting the speed are in the prior art a rotating element, in particular a gear shaft and / or for detection the temperature of a coolant or a lubricant, especially the Temperature of a gear oil known. In general, the intended for this Position, either near a gear shaft or within the gear a corresponding first sensor element for detecting the position Speed and a corresponding second sensor element for detecting the arranged or provided corresponding temperature. There are very different ones Embodiments for such sensor elements. So work as speed sensors executed first sensor elements vzw. non-contact, e.g. act on a shaft arranged corresponding marks together so that they have a emit a certain voltage pulse when the respective marking Passes through detection range of the first sensor element. As second sensor elements, So temperature sensors come in particular both non-contact Sensors as well as sensors working with appropriate contact, for example known ones Thermocouples in question. This can be very different depending on the application or handled.

So ist im Stand der Technik bspw. eine Vorrichtung zur Erfassung der Drehzahl/Temperatur bekannt (DE 38 03 597 A1), bei dem ein erstes Sensorelement als kombinierter Drehzahl-/Temperatur-Meßwertaufnehmer ausgebildet ist. Das erste Sensorelement ist hier im Bereich einer rotierenden Welle vzw. innerhalb einer Ausnehmung der Gehäusewandung entsprechend angeordnet. Das Sensorelement wirkt zur Ermittlung der Drehzahl mit auf der Welle angeordneten entsprechenden ersten Markierungen zusammen und gibt entsprechende Spannungsimpulse ab, wenn diese ersten Markierungen den Erfassungsbereich des Sensorelementes durchlaufen. Über eine Auswerteeinheit kann dann über die Anzahl der jeweiligen Spannungsimpulse pro Zeiteinheit auf die aktuelle Drehzahl der Welle rückgeschlossen werden. Gleichzeitig wirkt dieses Sensorelement aber auch als Temperatur-Meßwertaufnehmer, indem es wiederum mit anderen zweiten Markierungen, die ebenfalls auf der Welle angeordnet sind, zusammenwirkt, diese zweiten Markierungen aber temperaturabhängigen Änderungen unterliegen. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist mit Hilfe eines einzigen ersten Sensorelementes daher sowohl eine Drehzahlmessung wie auch eine Temperaturmessung möglich. For example, a device for detecting the Speed / temperature known (DE 38 03 597 A1), in which a first sensor element as Combined speed / temperature transducer is formed. The first Sensor element is here in the area of a rotating shaft. within one Recess of the housing wall arranged accordingly. The sensor element works to determine the speed with corresponding first arranged on the shaft Marks together and emits corresponding voltage pulses if this first markings pass through the detection area of the sensor element. about an evaluation unit can then determine the number of voltage pulses per Unit of time can be deduced from the current shaft speed. simultaneously but this sensor element also acts as a temperature sensor by: again with other second marks, which are also arranged on the shaft are interacting, these second markings are temperature-dependent Subject to change. With this known device is using a single First sensor element therefore both a speed measurement and a Temperature measurement possible.

Die Ausführungen der bisher im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Erfassung einer Drehzahl eines rotierenden Elementes bzw. zur Erfassung der Temperatur der Kühlflüssigkeit zur Kühlung dieses rotierenden Elementes bzw. des Schmiermittels zur Schmierung des rotierenden Elementes sind nach wie vor noch nicht optimal ausgebildet. Einerseits ist der Arbeitsaufwand zur Anordnung verschiedener mehrerer, nämlich erster und zweiter Sensorelemente, zur Messung der jeweiligen Größen, also der Drehzahl bzw. Temperatur sehr arbeitsaufwendig, insbesondere dann wenn diese an verschiedenen Stellen im Bereich eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges separat jeweils montiert werden müssen. Weiterhin ist bei der bekannten Vorrichtung gemäß der DE 38 03 597 A1 von Nachteil, daß hier das Sensorelement in einer Ausnehmung der Gehäusewandung angeordnet ist, diese leicht verschmutzen kann und die Wirkungsweise des Sensorelementes entsprechend beeinträchtigt wird. Im Ergebnis sind die bekannten Vorrichtungen bzw. Anordnungen daher noch nicht optimal. The designs of the devices for hitherto known in the prior art Detection of a rotational speed of a rotating element or for detection of the Temperature of the cooling liquid for cooling this rotating element or Lubricants for lubricating the rotating element are still not yet optimally trained. On the one hand, the work involved in arranging is different several, namely first and second sensor elements, for measuring the respective Sizes, that is, the speed or temperature very laborious, especially then if this at different points in the area of a transmission of a motor vehicle must be installed separately. Furthermore, the known device According to DE 38 03 597 A1, it is disadvantageous that here the sensor element in one Recess of the housing wall is arranged, it can easily become dirty and the operation of the sensor element is impaired accordingly. As a result the known devices or arrangements are therefore not yet optimal.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung der eingangs genannten Art, derart auszugestalten und weiterzubilden, daß der Arbeitsaufwand für die Montage erheblich verringert ist, wobei eine optimale Funktionsweise gewährleistet ist. The invention is therefore based on the object of the known device at the outset mentioned type, to design and develop in such a way that the workload for the Assembly is significantly reduced, with an optimal functioning is guaranteed.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun dadurch gelöst, daß zur Messung der Drehzahl ein erstes Sensorelement und zur Messung der Temperatur ein zweites Sensorelement vorgesehenen ist und daß das erste und zweite Sensorelement in einem gemeinsamen Sensorgehäuse angeordnet sind. Der Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, ein erstes und ein zweites Sensorelement in einem gemeinsamen hierfür vorgesehenen Sensorgehäuse entsprechend anzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß die Anordnung bzw. die Montage dieses Sensorgehäuses auf besonders einfache Art und Weise gewährleistet ist und die einzelnen Sensorelemente nicht mehr einzeln montiert werden müssen. Weiterhin kann das gemeinsame Sensorgehäuse so ausgeführt sein, daß insbesondere auch Verschmutzungen der einzelnen Sensorelemente vermieden sind, so daß eine Gewährleistung deren Funktionstüchtigkeit gegeben ist. Im Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden. The task outlined above is now achieved in that for measuring the speed a first sensor element and a second sensor element for measuring the temperature is provided and that the first and second sensor element in a common Sensor housing are arranged. The invention is based on the principle, a first one and a second sensor element in a joint provided for this Arrange sensor housing accordingly. This has the advantage that the arrangement or the assembly of this sensor housing in a particularly simple manner is guaranteed and the individual sensor elements can no longer be assembled individually have to. Furthermore, the common sensor housing can be designed so that in particular, contamination of the individual sensor elements is avoided, too that a guarantee of their functionality is given. As a result, they are avoided disadvantages mentioned above.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. There are now a large number of possibilities for the device according to the invention to develop and develop in an advantageous manner. For this, you may first on which are referred to claim 1 subordinate claims.

Im folgenden wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung sowie der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: in the The following is a preferred embodiment of the invention based on the following description and the accompanying drawing explained. In the Drawing shows:

Fig. 1 in einer schematischen, perspektivischen und teilweisen sowie vereinfachten Darstellung den Bereich eines Kraftfahrzeuges mit dem Getriebegehäuse und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet im Bereich eines Kupplungskorbes. Fig. 1 in a schematic, perspective and partial and simplified representation of the area of a motor vehicle with the gear housing and a device according to the invention arranged in the area of a clutch basket.

Die Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Erfassung der Drehzahl eines rotierenden Elementes, nämlich hier einer rotierenden Kupplungskorb-Außenverzahnung 2, sowie zur Erfassung der Temperatur der Kühlflüssigkeit zur Kühlung des rotierenden Elementes, also hier zur Kühlung der Kupplungskorb-Außenverzahnung 2 bzw. anderer Komponenten des Getriebes. Die Kühlflüssigkeit ist hier gleichzeitig Schmiermittel, nämlich das Getriebeöl. Die Kühlflüssigkeit ist hier nicht im Einzelnen dargestellt, aber durch den Pfeil angedeutet, der andeuten soll, daß entsprechende Kühlflüssigkeit durch entsprechende Öffnungen 3 an der Kupplungskorb-Außenverzahnung 2 austritt, die natürlich entsprechend erwärmt ist, d. h. eine bestimmte erhöhte Temperatur aufweist. Fig. 1 shows a device 1 for detecting the speed of a rotating element, namely here a rotating clutch cage outer toothing 2, as well as for detecting the temperature of the cooling liquid for cooling of the rotating element, in this case for cooling the clutch basket outer toothing 2 and other Components of the transmission. The coolant here is also a lubricant, namely the gear oil. The coolant is not shown in detail here, but is indicated by the arrow, which is intended to indicate that the corresponding coolant exits through corresponding openings 3 on the clutch basket outer teeth 2 , which is naturally heated accordingly, ie has a certain elevated temperature.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 läßt sich nun die aktuelle Drehzahl der Kupplungskorb-Außenverzahnung 2 ermitteln, sowie die Temperatur des Getriebeöles ermitteln, daß durch die entsprechenden Öffnungen 3 austritt. Die Vorrichtung 1 weist hierzu ein erstes Sensorelement 4 und ein zweites Sensorelement 5 auf. Die eingangs beschriebenen Nachteile, sind nun dadurch vermieden, daß zur Messung der Drehzahl ein erstes Sensorelement 4 und zur Messung der Temperatur ein zweites Sensorelement 5 vorgesehen ist und das erste und zweite Sensorelement 4 und 5 im einem gemeinsamen Sensorgehäuse 6 angeordnet sind. With the help of the device 1 according to the invention, the current speed of the clutch basket external toothing 2 can now be determined, and the temperature of the gear oil that emerges through the corresponding openings 3 can be determined. For this purpose, the device 1 has a first sensor element 4 and a second sensor element 5 . The disadvantages described at the outset are now avoided in that a first sensor element 4 is provided for measuring the rotational speed and a second sensor element 5 is provided for measuring the temperature, and the first and second sensor elements 4 and 5 are arranged in a common sensor housing 6 .

Das gemeinsame Sensorgehäuse 6 ist in Fig. 1 gut zu erkennen und im wesentlichen armförmig ausgeführt. Das eine Ende des Sensorgehäuses 6 ist am Getriebegehäuse 7 bzw. an der hier schematisch angedeuteten Wandung entsprechend befestigt. Vzw. ist das Sensorgehäuse 6 aus Kunststoff, insbesondere im Spritzgußverfahren hergestellt. The common sensor housing 6 can be clearly seen in FIG. 1 and is essentially arm-shaped. One end of the sensor housing 6 is fastened accordingly to the gear housing 7 or to the wall schematically indicated here. Vzw. is the sensor housing 6 made of plastic, especially in the injection molding process.

Fig. 1 zeigt, daß das Sensorgehäuse 6 im Bereich eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges anordenbar ist, hier aber insbesondere im Bereich einer Kupplungskorb- Außenverzahnung 2 entsprechend positionierbar ist. Das Sensorgehäuse 6 ist hier so ausgebildet bzw. positioniert, daß das erste Sensorelement 4 bzw. das zweite Sensorelement 5, das sich im wesentlichen innerhalb des Sensorgehäuses 6 befindet im wesentlichen über den Umfang der Kupplungskorb-Außenverzahnung 2 angeordnet ist. Das Sensorgehäuse 6 weist hier nicht im einzelnen dargestellte Ausnehmungen bzw. Öffnungen auf, so daß die einzelnen Erfassungsbereiche der Sensorelemente 4 und 5 entsprechend frei zugänglich sind. Fig. 1 shows that the sensor housing 6 can be arranged in the area of a transmission of a motor vehicle, but here can be positioned accordingly in particular in the area of a clutch basket external toothing 2 . The sensor housing 6 is designed or positioned here in such a way that the first sensor element 4 or the second sensor element 5 , which is located essentially within the sensor housing 6, is arranged essentially over the circumference of the outer clutch teeth 2 . The sensor housing 6 here has recesses or openings not shown in detail, so that the individual detection areas of the sensor elements 4 and 5 are correspondingly freely accessible.

Es gibt nun ganz unterschiedliche Möglichkeiten wie das erste Sensorelement 4 bzw. das zweite Sensorelement 5 ausgeführt wird bzw. werden kann. Vzw. wird das erste und zweite Sensorelement 4 und 5 als berührungslos arbeitende Sensoren, vzw. auf elektromagnetischer Basis arbeitend, ausgeführt bzw. ausgebildet. Auf dem rotierenden Element, hier der Kupplungskorb-Außenverzahnung 2 können hier nicht dargestellte erste Markierungen angeordnet bzw. vorgesehen sein, mit denen das erste Sensorelement 4 entsprechend wirksam reagieren kann, so daß bspw. entsprechende Spannungsimpulse innerhalb bestimmter Zeitintervalle, nämlich in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit der Kupplungskorb-Außenverzahnung 2 abgegeben werden. Auch ist denkbar, daß wiederum zusätzliche zweite Markierungen am Umfang der Kupplungs- Außenverzahnung 2 angeordnet sind, die sich in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur ändern. Bspw. kann dann das zweite Sensorelement 5 entsprechend auf die Änderungen dieser zweiten Markierungen in Abhängigkeit der Temperatur entsprechend reagieren und wiederum entsprechende bestimmte Spannungsimpulse abgeben. Es ist aber auch denkbar, daß das zweite Sensorelement bspw. als Thermoelement ausgeführt ist, also eben nicht berührungslos arbeitet. Dies kann je nach Einzelfall ganz verschieden sein. There are now very different possibilities of how the first sensor element 4 or the second sensor element 5 is or can be designed. Vzw. the first and second sensor elements 4 and 5 as contactless sensors, vzw. working, executed or trained on an electromagnetic basis. On the rotating element, here the clutch basket external toothing 2 , first markings (not shown here ) can be arranged or provided, with which the first sensor element 4 can react effectively, so that, for example, corresponding voltage pulses within certain time intervals, namely as a function of the rotational speed of the Clutch basket outer teeth 2 are given. It is also conceivable that, in turn, additional second markings are arranged on the circumference of the coupling external toothing 2 , which change depending on the current temperature. For example. The second sensor element 5 can then react appropriately to the changes in these second markings as a function of the temperature and in turn emit corresponding corresponding voltage pulses. However, it is also conceivable that the second sensor element is designed, for example, as a thermocouple, that is to say does not work in a contactless manner. This can vary widely depending on the individual case.

Entscheidend ist, was hier nicht im Einzelnen dargestellt ist, daß das erste und zweite Sensorelement 4 und 5 Komponenten eines elektronischen/elektrischen Meßkreises oder auch Regelkreises sind und eine separat zusätzlich vorgesehene Auswerteeinheit zur Auswertung der abgegebenen Spannungsimpulse bzw. entsprechende Impulse oder Signale, die durch die Sensorelemente 4 und 5 gegeben werden, vorgesehenen ist, so daß die Ermittlung der aktuellen Drehzahl und/oder der aktuellen Temperatur entsprechend möglich ist. What is decisive is what is not shown here in detail that the first and second sensor elements 4 and 5 are components of an electronic / electrical measuring circuit or control circuit and a separately provided evaluation unit for evaluating the voltage pulses or corresponding pulses or signals that are emitted by the sensor elements 4 and 5 are provided, is provided so that the determination of the current speed and / or the current temperature is possible accordingly.

Ein weiterer Vorteil ist, wenn das erste und zweite Sensorelement 4 und 5 innerhalb eines gemeinsamen Sensorgehäuses 6 angeordnet werden, daß für das erste und zweite Sensorelement 4 und 5 ein gemeinsamer Masseanschluß für das erste und zweite Sensorelement 4 und 5 vorgesehenen werden kann, was die Montage wiederum vereinfacht, sowie die Leitungen bzw. Leiterbahnen, die zu entsprechenden elektronischen bzw. elektrischen Anschlüssen der Sensorelemente notwendig sind, insbesondere auch notwendige Steckverbindungen minimiert sind. Im Ergebnis sind die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden und die bereits beschriebenen Vorteile erzielt. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Vorrichtung
2 Kupplungskorb-Außenverzahnung
3 Öffnung
4 1. Sensorelement
5 2. Sensorelement
6 Sensorgehäuse
7 Getriebegehäuse
Another advantage is if the first and second sensor elements 4 and 5 are arranged within a common sensor housing 6 , that for the first and second sensor elements 4 and 5 a common ground connection can be provided for the first and second sensor elements 4 and 5 , which is the Assembly in turn is simplified, and the lines or conductor tracks that are necessary for corresponding electronic or electrical connections of the sensor elements, in particular also necessary plug connections, are minimized. As a result, the disadvantages described above are avoided and the advantages already described are achieved. REFERENCE SIGN LIST 1 device
2 external clutch basket teeth
3 opening
4 1 . sensor element
5 2 . sensor element
6 sensor housings
7 gear housing

Claims

1. Device ( 1 ) for detecting the speed of rotation of a rotating element and for detecting the temperature of a coolant or a lubricant, vzw. for detecting the speed of a gear shaft or a coupling element and for detecting the temperature of the gear oil of a motor vehicle, the device ( 1 ) having at least one - first - sensor element ( 4 ), characterized in that a first sensor element ( 4 ) for measuring the speed and a second sensor element ( 5 ) is provided for measuring the temperature, and that the first and second sensor elements ( 4 , 5 ) are arranged in a common sensor housing ( 6 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the sensor housing ( 6 ) is arm-shaped.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor housing ( 6 ) can be arranged in the region of a transmission of a motor vehicle and / or in the region of a clutch basket external toothing ( 2 ) can be positioned.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second sensor element ( 4 , 5 ) are designed as non-contact sensors.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that first markings are arranged on the rotating element.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first sensor element ( 4 ) reacts to the first marking and emits corresponding voltage pulses within certain time intervals.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the rotating element depends on the temperature changing second marks are arranged.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second sensor element ( 5 ) reacts to the changes in the second markings and emits corresponding voltage pulses.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second sensor elements ( 4 , 5 ) are components of an electronic / electrical measuring circuit or control circuit and an evaluation unit is provided for evaluating the voltage pulses emitted and determining the current speed and / or temperature is.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second sensor element ( 5 ) is designed as a thermocouple.