(57)【要約】【課題】ドライブ・トレーンの全ての若しくは個々のコンポーネントの持続的且つ／又は間隔を置いた監視を保証する方法及びドライブ・トレーンが提供される。【解決手段】本発明は、作動位置又は休止位置におけるコンポーネントの振動プロファイルが検出されるステップと、振動センサ１が、コンポーネントの振動プロファイルをデータ情報として検出するステップと、振動センサ１のデータ情報が受信機２により無線で検出されるステップと、受信機２が、データ情報をコンピュータ３及び／又はメモリ・デバイス６に伝送するステップと、コンピュータ３及び／又はメモリ・デバイス６が、データ情報の実際／目標比較を行うステップと、実際／目標比較の結果が評価され且つ／又は更に処理されるステップとを特徴とする、車両パワートレーンにおけるコンポーネント監視のための方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ドライブ・トレーンにおけるコンポーネント監視のための方法であって、
作動位置又は休止位置におけるコンポーネントの振動プロファイルが検出されるステップと、
振動センサ（１）が、前記コンポーネントの前記振動プロファイルをデータ情報として検出するステップと、
前記振動センサ（１）の前記データ情報が、受信機（２）により無線で検出されるステップと、
前記受信機（２）が、前記データ情報をコンピュータ（３）及び／又はメモリ・デバイス（６）に伝送するステップと、
前記コンピュータ（３）及び／又は前記メモリ・デバイス（６）が、前記データ情報の実際／目標比較を行うステップと、
前記実際／目標比較の結果が評価され且つ／又は更に処理されるステップと、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記振動センサ（１）が、電磁場を生成するか、又は圧電素子であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記振動センサ（１）の前記データ情報が、前記コンポーネント、コンポーネント群、又はシステムを監視するために使用されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記伝送されるデータ情報が、ＬＦ（Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、ＨＦ（Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の周波数範囲での誘電結合に基づいて、又は、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の周波数範囲での電磁波に基づいて送信されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記データ情報が、位置、形状、振動数、及び／又は温度等の前記コンポーネントのパラメータの変化を評価するために使用されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記振動センサ（１）の前記データ情報が、間隔を置いて又は持続的に前記受信機（２）に送信されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第１のコンポーネントを有する自動車両ドライブ・トレーンであって、振動プロファイルを検出するための振動センサ（１）が含まれることを特徴とする、自動車両ドライブ・トレーン。
【請求項８】
前記振動センサ（１）が、受信機（２）と動作可能な無線接続状態にあることを特徴とする、請求項７に記載の自動車両ドライブ・トレーン。
【請求項９】
前記受信機（２）が、コンピュータ（３）及び／又はメモリ・デバイス（６）に動作可能に接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の自動車両ドライブ・トレーン。
【請求項１０】
前記振動センサ（１）が、電磁場センサ又は圧電素子であることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか一項に記載の自動車両ドライブ・トレーン。
【請求項１１】
前記振動センサ（１）が、前記第１のコンポーネントに割り当てられ、前記受信機（２）が、更なるコンポーネントに割り当てられることを特徴とする、請求項７から１０までのいずれか一項に記載の自動車両ドライブ・トレーン。
【請求項１２】
前記第１のコンポーネントが、回転するように構成され、前記第２のコンポーネントが、固定されるように構成されることを特徴とする、請求項１１に記載の自動車両トレーン・ドライブ・トレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のコンポーネント監視のための方法と、請求項７に記載のドライブ・トレーンとに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１０２００７０４４４２５Ａ１は、変速機のシフト・フォークの位置を検出するためのデバイスを開示している。そこでは、減衰要素が位置送信機として取り付けられ、減衰要素は固定されたセンサによって発生され且つ発振回路として設計された高周波場を減衰する。センサは、減衰の程度から、高周波場における減衰要素の位置を推定することができ、したがって、シフティング・アームの位置を検出することができる。
【０００３】
この現状技術の欠点は、使用されるコンポーネントのために重量が増大し、それにより、例えば故障を防ぐために使用され得る、例えばコンポーネントの予防的な交換のための、移動している車両におけるコンポーネントの予測挙動に関する確実な情報がほとんど生成されないことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＤＥ１０２００７０４４４２５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、現状技術に起因する欠点を克服することである。具体的には、ドライブ・トレーンの全ての若しくは個々のコンポーネントの持続的且つ／又は間隔を置いた監視を保証する方法及びドライブ・トレーンが提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１及び７に記載の特性が、目的の解決手段をもたらす。
【０００７】
有利な設計が、従属請求項において説明される。
【０００８】
車両パワートレーンにおけるコンポーネント監視のための本発明による方法は、以下のステップ、即ち、
−  作動位置又は休止位置におけるコンポーネントの揺動プロファイルが記録されるステップと、
−  振動センサが、コンポーネントの振動プロファイルをデータ情報として記録するステップと、
−  振動センサのデータ情報が、受信機により無線で取得されるステップと、
−  受信機が、データ情報をコンピュータ及び／又はメモリ・デバイスに伝送するステップと、
−  コンピュータ及び／又はメモリ・デバイスが、データ情報の実際／目標比較（ａｃｔｕａｌ／ｔａｒｇｅｔ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ）を行うステップと、
−  実際／目標比較の結果が、評価され且つ／又は更に処理されるステップと、
を含む。
【０００９】
車両ドライブ・トレーンは、エンジン、クラッチ、トランスミッション、ドライブ・シャフト、及び車軸差動装置等の、多数のコンポーネント群から成る。そして、これらのコンポーネント群は、多数の個々のコンポーネントから成る。この事情は、燃焼機関及び／又は電気モータ等の使用される駆動源に無関係である。乗用車、トラック、オートバイ、又は同種のものが、車両と見なされ得る。
【００１０】
各コンポーネント、及び、コンポーネントに使用されるそれぞれの個々の部品もまた、固有の振動挙動を有する。コンポーネントにおいて変化が生じた場合、個々の部品、コンポーネント、又はコンポーネント群の振動挙動もまた、変化する。
【００１１】
例えば、振動センサは、形状の変化を検出することもできる。振動センサは、完全なコンポーネントの場合の規格に準拠した振動と、湾曲若しくは設計の変更があった場合又はコンポーネントに亀裂若しくは細かいひび割れが存在する場合の不規則な振動との違いを後で検出することができるように、音響放射を記録することができる。現在の規格に準拠した場合又は不規則な場合の対応する振動数は、実際／目標比較に基づいて検出及び判定され得る。
【００１２】
コンポーネント群から各コンポーネントに至る設計は、各様々な荷重下でのコンポーネントの挙動を明らかにすることができるシミュレーション計算を介して行われる。例えば、共鳴を回避するために、数ある中でもモーダル解析が固有振動数を解析するのに使用される。共鳴は、個々のコンポーネントをドライブ・トレーン（システム）に至るまで振動させ得る。コンポーネント、コンポーネント群、及びシステムの判定された振動数は、実験的研究に基づいて検証されて、最終的には目標値としてコンポーネントの資料に記述され得る。
【００１３】
今日の観点からすれば、コンポーネント挙動の継続的な監視は、特別な課題であるが、それと同時に、コンポーネントの設計に特異的な影響を与える機会でもある。
【００１４】
車両パワートレーンの、特に本発明が関係する事例ではシフト・フォークのコンポーネント上又はコンポーネント内に振動センサ又は受信機を統合することは、高度の要求を表す。
【００１５】
振動センサは、例えば、コンポーネント、又はコンポーネント内の個々の部品の振動プロファイルを記録する。振動プロファイルは、データ情報として受信機に無線で伝送される。振動センサによって供給されたデータ情報は、コンポーネントのオンライン解析のために使用される。データ情報は、位置、形状、振動数、及び温度等のコンポーネントのパラメータの変化を評価するために使用される。
【００１６】
本発明によれば、選択されたコンポーネント又はコンポーネント群の状態を示す信号を持続的に受信することが可能である。これは、それらのコンポーネントをそれらの寿命にわたって目標とされた態様で監視することを可能にするという利点を有する。
【００１７】
振動数、振幅、又は位相ずれ等の、選択されたコンポーネントの振動プロファイル特性は、動作状態に応じて変化する可能性があり、且つ、基準として、即ち設定値として機能し得る。コンポーネントの使用中に、これらの設定値からの逸脱が生じた場合、実際値／設定値の比較は、例えばコンポーネン要素又は車両ドライブ・トレーン全体において個々のコンポーネント及びコンポーネントに連結された他のコンポーネントの両方を評価する可能性を提供する。
【００１８】
最良の事例では、測定及び監視に必要とされるセンサ技術は、油、塩水、泥、衝撃、等の周囲の状況に直接さらされることなしに、振動センサの形態で当該のコンポーネントに統合される。それと同時に、センサは、コンポーネントの性質に決定的に影響を及ぼすべきではない。
【００１９】
振動センサは、コンポーネントにおける振動プロファイルを記録するために含まれる。着想は、振動センサがコンポーネントの母材に組み込まれることである。これは、受信機への無線信号伝送が保証されることを確実にする。この文脈において、振動センサを組み込む又は取り付ける手段が含まれる。この目的のために、振動センサは、例えばプラスチック母材に組み込まれ得る。この目的のために、プラスチック母材自体が、コンポーネントであるか、又はプラスチック要素としてコンポーネントの一部であり得る。しかし、振動センサは、金属体上に配置されることも可能であるが、その外的影響に対する保護は、同様に確実とされなければならない。
【００２０】
振動センサのデータ情報は、コンポーネント、コンポーネント群、又はシステムを監視するために使用される。データ情報は、位置、形状、振動数、及び／又は温度等のコンポーネントのパラメータの変化を評価するために使用される。
【００２１】
振動センサから受信機への信号伝送は、無線である。信号伝送は、持続的に又は間隔を置いて行われ得る。間隔はまた、例えばデータ情報の伝送が特定の繰返し率で行われることを意味し得る。
【００２２】
振動センサは、第１のコンポーネントに割り当てられ、受信機は、別のコンポーネントに割り当てられる。第１のコンポーネントは、回転しており、第２のコンポーネントは、固定されている。これは、例えば、受信機が振動センサの伝送範囲内にある場合にのみ行われ得る。したがって、振動センサは、可動の回転軸上に実装され、且つ、ハウジング内に恒久的に設置され固定された受信機と相互に交信し得る。回転する振動センサの振動プロファイルのデータ情報は、設計に応じて、受信機の範囲を超えるときに間隔を置いて、又は持続的に、受信機によって提供される。
【００２３】
必要に応じてセンサ信号を読み出すことも可能である。これは、例えば、定期的なコンポーネント検査中に行われ得る。この目的のために、受信機は、指定された収容位置に移動されて、振動センサのデータ情報を受信する。
【００２４】
振動センサは、受信機に無線で接続される。一設計例では、振動センサは、電磁場が生成されるか又は圧電素子が存在するように設計される。振動センサは、例えば、電磁場センサであり得る。
【００２５】
伝送されるデータ情報は、ＬＦ（Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、ＨＦ（Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の周波数範囲での誘電結合に基づいて、又はＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の周波数範囲での電磁波に基づいて、伝送される。
【００２６】
受信機は、コンピュータ及び／又はメモリ・デバイスに動作可能に接続される。これは、通常はケーブルを介して行われる。
【００２７】
本発明の更なる利点、特徴、及び詳細は、好ましい実施形態に関する以下の説明、及び本発明による方法を単一の図において示す図面から得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による方法の模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明による方法の模式図を示す。
【００３０】
振動センサ１が提示されている。振動センサ１は、受信機２によりエネルギー４を無線で供給される。
【００３１】
振動センサ１と受信機との間には、振動センサ１から受信機２への及び受信機２から振動センサ１への無線データ伝送５．１が表示されている。
【００３２】
更に、コンピュータ３及び／又はメモリ・デバイス６から受信機２への並びに受信機２からコンピュータ３及び／又はメモリ・デバイス６へのデータ伝送５．２がどのようにして行われるかが示されている。
【００３３】
振動センサ１は、ドライブ・トレーンコンポーネントの振動数、振幅、及び／又は位相ずれ等の振動プロファイル特性を、動作位置に応じて、すなわち動作状態又は休止位置に応じて記録する。振動プロファイルは、無線データ情報５．１として受信機２に伝送される。更に、受信機２は、振動センサ１にエネルギー４を伝送する。
【００３４】
この実例では、振動センサ１と受信機２との間の無線データ伝送５．１は、ＬＦ、ＨＦの周波数範囲での誘導結合に基づいて、また、ＵＨＦの周波数範囲での電磁波に基づいて、行われる。
【００３５】
受信機２によって読み込まれたデータ情報は、記憶及び評価のために、コンピュータ３及び／又はメモリ・デバイス６へ転送される。
【００３６】
これは、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）として知られている技法である。データ伝送５．２は、ケーブルを介することが好ましいが、無線であってもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  振動センサ
２  受信機
３  コンピュータ
４  エネルギー
５．１  無線データ伝送
５．２  データ伝送
６  メモリ・デバイス
【図１】
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【外国語明細書】
2019168454000001.pdf