DE10127308A1

DE10127308A1 - Antriebsregelung

Info

Publication number: DE10127308A1
Application number: DE10127308A
Authority: DE
Inventors: Manfred Wittenstein; Thomas Bayer
Original assignee: Wittenstein SE
Current assignee: Wittenstein SE
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2002-12-12
Also published as: WO2002098697A1; DE50209593D1; US20040152561A1; EP1392543B1; US7094178B2; ES2278915T3; EP1392543A1; JP2004532597A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsregelung zur Steuerung eines mit einem Motor (10) verbundenen Getriebes (20). Die Antriebsregelung weist einen oder mehrere Sensoren (60) zur Erfassung betriebsspezifischer Parameter des Getriebes (20) und eine dezentrale Sensorauswerteeinheit (70) auf. Der oder jeder Sensor (60) ist mit der dezentralen Sensorauswerteeinheit (70) verbunden zur eigenständigen Auswertung von Informationen, die von dem Sensor oder den Sensoren geliefert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsregelung zur Steuerung und/oder Regelung eines mit einem Motor verbundenen Getriebes.

Die Steuerung von Getrieben erfolgt derzeit vielfach mittels einer übergeordneten Steuerung, die auf eine Leistungs- und Steuerelektronik wirkt und durch Einflussnahme auf die Kraftversorgung den Motor steuert. Der Motor wiederum wirkt zumeist über ein Getriebe auf eine Maschine.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung und Regelung von Antrieben bzw. von Motoren und/oder Getrieben zu verbessern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein mit einem Motor verbundenes Getriebe einen oder mehrere Sensoren zur Erfassung betriebsspezifischer Parameter des Antriebes auf. Derartige Sensoren können bspw. Kippmomentsensoren, Leckagesensoren, Drehmomentensensoren, Temperatursensoren oder Drehzahlsensoren sein. Die Sensorik des Getriebes erlaubt es Informationen des Getriebes, wie beispielsweise Kippmoment, Drehmoment, Temperatur, Leckagen, Kräfte, Crash oder Lebensdauer, zu erkennen und aufzunehmen.

Jeder Sensor des Antriebes, insbesondere des Getriebes ist mit einer dezentralen Sensorauswerteeinheit verbunden, die sich vorzugsweise räumlich an dem Motor oder dem Getriebe oder zumindest in engerer räumlicher Nähe hierzu befindet. Die Sensorauswerteeinheit wertet eigenständig die von dem oder den Sensoren gelieferten Informationen aus. Die so ausgewerteten Informationen können dann beispielsweise auch von einer zentralen Steuerung abgefragt werden.

Die Sensorauswerteeinheit zusammen mit dem oder den Sensoren stellt eine dezentrale intelligente Informationssammlungs- und Auswerteeinheit dar, die es beispielsweise ermöglicht einen Informationsfluss vom Getriebe hin zu der zentralen Steuerung aufzubauen, wobei die Steuerung dann wiederum die so erhaltenen Informationen für die Motorsteuerung verwenden kann. Die Erfindung unterscheidet sich somit von herkömmlichen Motorsteuerungen, bei denen ein Informationsfluss einseitig von der zentralen Steuerung in Richtung des Motors stattfindet, jedoch keine Informationen zurückfließen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Sensorauswerteeinheit ferner eine Steuerungseinheit auf, die es der Sensorauswerteeinheit erlaubt unmittelbar auf das Getriebe einzuwirken und/oder dieses zu steuern. Wird beispielsweise ein Dichtring bzw. Simmerring undicht, so kann automatisch dezentral und eigenständig mittels der Steuerungseinheit der Sensorauswerteeinheit ein zweiter Simmerring dazugeschaltet werden.

Auf diese Weise läßt sich durch die Sensorauswerteeinheit eigenständig das Getriebe oder eine Kombination aus Motor und Getriebe durch die Sensorauswerteeinheit regeln und steuern und beispielsweise im Betrieb auf unterschiedliche Kräfte, ungewünschte oder bestimmte Drehmomente auslegen.

Die Sensorauswerteeinheit weist bevorzugt eine Kommunikationseinheit auf, die es der Sensorauswerteeinheit erlaubt eine Datenkommunikation mit externen Geräten, wie z. B. der zentralen Steuerung, durchzuführen, und/oder die es solchen externen Geräten erlaubt Zugriff auf die Sensorauswerteeinheit zu nehmen. Dabei kann jeder adäquate Kommunikationspfad für die Datenkommunikation verwendet werden, wie z. B. eine drahtlose oder drahtgebundene Übertragung beispielsweise mittels eines Mobilfunksystems, einer Festverdrahtung, eines Datennetzes wie eines Local Area Networks (LAN), BlueTooth oder anderer Übertragungsprotokolle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand dessen Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1 in einem schematischen Blockschaltbild eine Motorsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Ein Motor 10 ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit einem Getriebe 20 verbunden. Eine Steuerungs- und Leistungselektronik 30 erlaubt die elektronische Steuerung und Regelung des Motors 10 entweder unmittelbar am Gerät oder über einen Kommunikationspfad 40 von einem externen Gerät 50 wie beispielsweise einer zentralen Steuerung.

Das Getriebe 20 weist ferner einen oder mehrere Sensoren 60 auf, die sich entweder auf oder an dem Getriebe 20 befinden oder damit verbunden sind. Der Einfachheit halber soll im Folgenden davon ausgegangen werden, dass es sich um mehrere Sensoren 60 handelt.

Die Sensoren 60 sind mit einer Auswerteeinheit 70 verbunden, wie dies in Fig. 1 über die Pfeile symbolisiert ist. Die Auswerteeinheit 70 weist hierfür eine Steuerungseinheit 80 auf, die zum einen Informationen von den Sensoren 60 empfängt und zum anderen es erlaubt auf diese zurückzuwirken.

Die Sensorauswerteeinheit 70 weist ferner eine Kommunikationseinheit 90 auf, die es der Sensorauswerteeinheit 70 erlaubt eine Datenkommunikation durchzuführen. Die Kommunikationseinheit 90 ist hierfür entweder direkt oder über einen Bus 100 der Steuerungs- und Leistungselektronik 30 mit dem Kommunikationspfad 40 verbunden. Die Kommunikationseinheit 90 erlaubt es zum einen, dass die Sensorauswerteeinheit 70 von sich aus Kontakt mit dem externen Gerät 50 aufnimmt, beispielsweise zur routinemäßigen Übertragung gesammelter Daten oder aber auch zur Signalisierung eines Alarms. Auf der anderen Seite kann das externe Gerät 50 über die Kommunikationseinheit 90 eine Datenkommunikation mit der Sensorauswerteeinheit 70 aufbauen und durchführen, beispielsweise insoweit dies für eine externe zentrale Steuerung erforderlich ist.

Bei Verwendung von Momentensensoren erlaubt die Erfindung so eine Rückführung von abtriebs- und/oder antriebsseitig gemessenen Momenten, beispielsweise als Störgrößen in einen Regelkreis. Hierdurch kann die Dynamik des Motors erhöht, Ausschwingzeiten verringert werden oder eine Regelung adaptiv erfolgen. Ferner lassen sich Sensorsignale als Steuergrößen verwenden, was zu einer Optimierung, Steuerung oder Diagnose eines Fertigungsprozesses führen kann. Schließlich erlaubt die erfindungsgemäße dezentrale Sensorik und Auswertung Informationen über den wirklichen Zustand der Maschine zu erhalten. Dies macht beispielsweise einen Teleservice "bis in die Maschine hin" möglich, erlaubt die Berechnung von Restlebensdauer, Black Box Betrachtungen (z. B. "Was geschah in den letzten 5 Minuten"), den Nachweis eines Maschinencrashs, Service on Demand, Ermittlung kundenspezifischer Lastprofile, die Zustandsanalyse von Prototypmaschinen, usw.

Claims

1. Eine Antriebsregelung zur Steuerung und/oder Regelung eines mit einem Motor (10) verbundenen Getriebes (20), aufweisend:
einen oder mehrere Sensoren (60) zur Erfassung betriebsspezifischer Parameter des Getriebes (20), und
eine dezentrale Sensorauswerteeinheit (70), mit der der oder jeder Sensor (60) verbunden ist, zur eigenständigen Auswertung von Informationen, die von dem Sensor oder den Sensoren geliefert werden.

2. Die Antriebsregelung zur Steuerung und/oder Regelung eines mit einem Motor (10) verbundenen Getriebes (20), aufweisend eine Sensorauswerteeinheit (70), die mit einer Leistungselektronik (30) an den Motor (10) und/oder an das Getriebe (20) anschliesst, wobei Motor (10) und Getriebe (20) eine Einheit bilden, wobei der zumindest eine Sensor (60) mit der Sensorauswerteeinheit (70) in Verbindung steht.

3. Die Antriebsregelung nach Anspruch 1 oder 2, worin der oder die Sensoren (60) zumindest einen aus Kippmomentsensor, Leckagesensor, Drehmomentsensor, Temperatursensor oder Drehzahlsensoren, Schwingungssensoren oder Ölstandssensoren aufweist.

4. Die Antriebsregelung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, worin sich der Sensor oder die Sensoren (60) und/oder die dezentrale Sensorauswerteeinheit (70) räumlich an dem Motor (10) oder dem Getriebe (20) oder zumindest in engerer räumlicher Nähe hierzu befinden/befindet.

5. Die Antriebsregelung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Sensorauswerteeinheit (70) zusammen mit dem Sensor oder den Sensoren (60) eine dezentrale intelligente Informationssammlungs- und Auswerteeinheit darstellt.

6. Die Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin die Sensorauswerteeinheit (70) eine Steuerungseinheit (80) aufweist, die es der Sensorauswerteeinheit (70) erlaubt unmittelbar auf das Getriebe (20) einzuwirken und/oder dieses zu steuern.

7. Die Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Sensorauswerteeinheit (70) eine Kommunikationseinheit (90) aufweist, die es der Sensorauswerteeinheit (70) erlaubt eine Datenkommunikation mit einem externen Gerät (50) durchzuführen.

8. Die Antriebsregelung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Sensorauswerteeinheit (70) eine Kommunikationseinheit (90) aufweist, die es einem externen Gerät (50) erlaubt eine Datenkommunikation mit der Sensorauswerteeinheit (70) durchzuführen.

9. Die Antriebsregelung nach Anspruch 8, worin die Kommunikationseinheit (90) es der Sensorauswerteeinheit (70) ferner erlaubt eine Datenkommunikation mit dem externen Gerät (50) durchzuführen.

10. Die Antriebsregelung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die denzentrale Sensorauswerteeinheit (70) direkt mit Motor (10) und/oder Getriebe (20) eine Einheit bildet und eine eigenständige Regelung von Motor (10) und/oder Getriebe (20) auf bestimmte Signale des zumindest einen Sensors (60) ermöglicht.