Verbrennungsmotors

Beschreibungseinleitung

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schleppstart eines Verbrennungsmotors.

In DE 102017200528 A1 ist ein Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe beschrieben, bei dem ein Drehmomentsensor zum Erfassen eines jeweils anliegenden Drehmomentes in ein Getriebebauteil integriert ist.

In DE 102019 112 059 A1 ist eine Drehmomentsensorvorrichtung zur Messung eines Drehmoments einer Welle beschrieben, aufweisend eine mit der Welle gekoppelte nicht magnetisierbare Zwischenschicht und eine mit der Welle gekoppelte magnetisierbare zweite Schicht, deren äußeres Magnetfeld abhängig von dem Drehmoment ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Drehmoment einer Antriebswelle, bevorzugt für einen Startvorgang eines ersten Antriebselements, genauer zu erfassen. Ein Startvorgang des ersten Antriebselements soll subjektiv weniger wahrnehmbar erfolgen.

Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann das Drehmoment der Antriebswelle genauer gemessen werden. Über die bessere Kenntnis des tatsächlich anliegenden Drehmoments an der Antriebswelle kann der Startvorgang des ersten Antriebselements subjektiv weniger spürbar erfolgen. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann genauer betrieben werden. Die Erfassung des Drehmoments kann genauer und kostengünstiger erfolgen. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann bauraumsparender aufgebaut werden. Auch kann die Drehmomentsensorvorrichtung in der Drehmomentübertragungsvorrichtung nachgerüstet werden.

Das Fahrzeug kann als Kraftfahrzeug ausgeführt sein. Der Antriebsstrang kann ein Hybridantriebsstrang sein. Die Erfassung des Drehmoments mit der Drehmomentsensorvorrichtung kann den Fahrkomfort des Fahrzeugs erhöhen. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann auch den Elektromotor und/oder das Abtriebselement umfassen. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann einem Hybridmodul zugeordnet sein. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann einen Drehschwingungsdämpfer zur Verringerung von Drehschwingungen des ersten Antriebselements aufweisen. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann eine wirksam zwischen dem ersten Antriebselement und dem Elektromotor angeordnete Kupplung aufweisen. Die Kupplung kann eine K0-Kupplung sein. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann das Hybridmodul umfassen.

Das erste Antriebselement und/oder der Elektromotor können mit dem Abtriebselement verbunden sein. Das Abtriebselement kann als Getriebe, insbesondere als Doppelkupplungsgetriebe, als Automatikgetriebe, als Drehmomentwandler, als stufenloses Getriebe (CVT-Getriebe), als Differenzialgetriebe, automatisiertes Handschaltgetriebe und/oder als Dedicated Hybrid Transmission (DHT-Getriebe) ausgeführt sein. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung kann das Getriebe umfassen.

Die Drehmomentsensorvorrichtung kann ein magnetoelastischer Sensor sein. Die Drehmomentsensorvorrichtung kann die inverse Magnetostriktion als Messprinzip einsetzen. Dabei kann ein Magnetfeld in der Drehmomentsensorvorrichtung von einer Materialspannung der Antriebswelle abhängen. Das Magnetfeld kann mit der Drehmomentsensorvorrichtung gemessen werden und damit auf die Materialspannung und wiederum auf das Drehmoment an der Antriebswelle geschlossen werden.

Das erste Sensorelement kann kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit der Antriebswelle verbunden sein. Das erste Sensorelement kann über eine Laserhartlötverbindung oder eine Schweißverbindung mit der Antriebswelle verbunden sein. Das erste Sensorelement kann über eine Keilverzahnung mit der Antriebswelle verbunden sein. Das erste Sensorelement kann über wenigstens ein Sicherungsmittel gegenüber der Antriebswelle axial gesichert sein Das erste Sensorelement kann radial innerhalb der Antriebswelle oder radial außerhalb der Antriebswelle angeordnet sein. Das erste Sensorelement kann mittelbar oder unmittelbar in, an oder auf der Antriebswelle angeordnet sein. Das erste Sensorelement kann stirnseitig an der Antriebswelle angeordnet sein.

Das zweite Sensorelement kann gegenüber dem ersten Sensorelement kontaktlos angeordnet und wirksam sein. Das zweite Sensorelement kann eine kontaktlose Erfassung des von dem ersten Sensorelement ausgehenden Magnetfelds umsetzen. Das zweite Sensorelement kann ein Magnetfeldsensor, beispielsweise ein Hall-Sensor oder ein magneto-resistiver Sensor, insbesondere ein AMR-Sensor, ein GMR-Sensor, ein TMR- Sensor oder ein XMR-Sensor, ein Fluxgate-Sensor oder auf einem Fluxgate aufbauender Sensor, sein.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Drehmomentsensorvorrichtung wirksam zwischen einem Drehschwingungsdämpfer und einer Kupplung angeordnet ist. Die Kupplung kann eine K0-Kupplung sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann ein Zweimassenschwungrad sein.

Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Antriebselement als Verbrennungsmotor ausgeführt ist und der Elektromotor eingerichtet ist, das erste Antriebselement über die Antriebswelle zu starten. Dies kann bei fahrendem oder stehendem Fahrzeug erfolgen.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste und zweite Sensorelement koaxial angeordnet sind. Das erste und zweite Sensorelement können koaxial zu der Drehachse angeordnet sein. Das erste und zweite Sensorelement sind bevorzugt axial überlappend angeordnet.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das zweite Sensorelement an einem gehäusefesten Anschlussbauteil, das ein Gehäusebauteil oder ein mit einem Gehäuse verbundenes Bauteil ist, aufgenommen ist. Das Anschlussbauteil kann einen zylindrischen Aufnahmebereich aufweisen, an dem das zweite Sensorelement aufgenommen ist. Das Gehäusebauteil kann ein Flansch sein. Das zweite Sensorelement kann eine Leiterplatte aufweisen. Die Leiterplatte kann in einem Halteelement an dem Anschlussbauteil aufgenommen sein. Das Halteelement kann zylindrisch ausgeführt sein. Das Halteelement kann in dem zylindrischen Aufnahmebereich angeordnet sein. Das Halteelement kann kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Anschlussbauteil verbunden sein. Das Halteelement kann einteilig mit dem Anschlussbauteil ausgeführt sein. Das zweite Sensorelement kann an dem Anschlussbauteil wenigstens drehfest, bevorzugt fest, angeordnet sein. Das zweite Sensorelement kann gehäusefest und/oder in Bezug auf die Drehachse nichtdrehend aufgenommen sein. Das zweite Sensorelement kann kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit dem Anschlussbauteil verbunden sein.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist von Vorteil, dass das Anschlussbauteil einteilig mit einer Gehäusewand ausgeführt ist, die in radialer Richtung axial zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und der Kupplung verläuft. Die Gehäusewand kann mit einem Gehäuse, beispielsweise einem Getriebegehäuse, fest verbunden, bevorzugt einteilig ausgeführt, sein. Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das erste Sensorelement als Hülse ausgeführt ist. Die Hülse ist bevorzugt als von der Antriebswelle getrenntes Bauteil ausgeführt. Das erste Sensorelement kann zylindrisch ausgeführt sein. Das erste Sensorelement kann auf einem zylindrischen Abschnitt der Antriebswelle aufgenommen sein.

Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das erste Sensorelement wenigstens einen magnetisierbaren Sensorbereich aufweist. Der Sensorbereich kann einen magnetoelastischen Wirkbereich, bevorzugt auf dem inversen magnetostriktiven Wrkprinzip aufbauend, aufweisen. Eine Änderung der Materialspannung in dem Sensorbereich kann eine Änderung des Magnetfelds des Sensorbereichs auslösen.

Der Sensorbereich kann wenigstens einen umlaufenden axial abgegrenzten Magnetfeldleitbereich umfassen. Der Magnetfeldleitbereich kann eine Verdichtung der Magnetfeldlinien des Magnetfelds des Sensorbereichs bewirken. Der Magnetfeldleitbereich kann als Magnetspur ausgeführt sein. Bevorzugt sind wenigstens zwei umlaufende Magnetfeldleitbereiche vorgesehen. Ein axialer Abstand zwischen wenigstens zwei Magnetfeldleitbereichen kann zwischen 0 und 4 mm liegen.

Der Sensorbereich, bevorzugt wenigstens ein Magnetfeldleitbereich, insbesondere jeder der Magnetfeldleitbereiche, kann eine magnetische Permeabilität mit einer Permeabilitätszahl pr von mehr als 3, vorzugsweise von mehr als 4, besonders bevorzugt von mehr als 10, insbesondere mehr als 100, speziell 250, aufweisen. Der Magnetfeldleitbereich kann eine höhere magnetische Permeabilität aufweisen als der umgebende Sensorbereich.

Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem ersten Sensorelement und der Antriebswelle ein Entkopplungsbereich angeordnet ist, dessen magnetische Permeabilität geringer als die des Sensorbereichs ist. Der Entkopplungsbereich kann ein Luftspalt, eine Hülse und/oder eine Materialschicht sein. Der Entkopplungsbereich bewirkt eine Verringerung des von dem Sensorbereich auf die Antriebswelle einwirkenden Magnetfelds. Der Entkopplungsbereich kann einteilig mit der Antriebswelle oder dem ersten Sensorelement ausgeführt sein. Der Entkopplungsbereich kann als von der Antriebswelle und dem ersten Sensorelement getrenntes Bauteil ausgeführt sein. Der Entkopplungsbereich kann aus Stahl, bevorzugt Edelstahl, insbesondere 1.4404 oder 1.4301, Kupfer, Aluminium, einem Kupfer und/oder Aluminium enthaltenden Material und/oder einem hochlegierten Material aufgebaut sein. Der Entkopplungsbereich kann durch ein Dünnschichtverfahren, beispielsweise PVD, aufgetragen sein. Der Entkopplungsbereich kann eine magnetische Permeabilität mit einer Permeabilitätszahl pr von 0,9 bis 1,1, vorzugsweise von 0,95 bis 1,05, besonders bevorzugt von 0,99 bis 1,01, speziell 1,0, insbesondere 1,25, besonders bevorzugt zwischen 10% bis 50% der magnetischen Permeabilität des Sensorbereichs, aufweisen. Der Entkopplungsbereich kann eine magnetische Permeabilität kleiner als wenigstens der Sensorbereich, insbesondere als ein Magnetfeldleitbereich, bevorzugt als jeder der Magnetfeldleitbereiche, aufweisen.

Der Entkopplungsbereich kann radial beabstandet und axial überlappend zu dem Sensorbereich, bevorzugt zu dem Magnetfeldleitbereich oder den Magnetfeldleitbereichen angeordnet sein. Eine axiale Breite des Entkopplungsbereichs ist bevorzugt kleiner, gleich oder größer wie eine maximale axiale Breite des Sensorbereichs.

Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch ein Verfahren zum Schleppstart eines Verbrennungsmotors durch ein von einem Elektromotor bereitgestelltes und über eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit wenigstens einem der zuvor beschriebenen Merkmale geleitetes Drehmoment gelöst, wobei zumindest während des mit dem Elektromotor bewirkten Startvorgangs des Verbrennungsmotors das Drehmoment mit der Drehmomentsensorvorrichtung gemessen wird. Dadurch kann das Drehmoment für den Startvorgang genauer eingestellt werden und der Startvorgang des Verbrennungsmotors subjektiv weniger spürbar erfolgen. Die Kosten zur Drehmomenterfassung der Antriebswelle können verringert werden. Der Startvorgang des Verbrennungsmotors kann schneller und komfortabler erfolgen. Der Startvorgang des Verbrennungsmotors kann dadurch sanfter und ruckfrei erfolgen.

Als Schleppstart kann ein Fremdstart des Verbrennungsmotors über ein von dem Verbrennungsmotor getrennt ausgeführtes Antriebselement, beispielsweise den Elektromotor, verstanden werden.

Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das für den Startvorgang über die Antriebswelle übertragene Drehmoment abhängig von wenigstens einem Messwert der Drehmomentsensorvorrichtung während des Startvorgangs geregelt wird. Dadurch kann das Drehmoment für den Startvorgang des Verbrennungsmotors besser geregelt werden.

Die Regelung des Startvorgangs des Verbrennungsmotors kann abhängig von dem über die Antriebswelle übertragenen Drehmoment erfolgen. Das übertragene Drehmoment kann durch die Drehmomentsensorvorrichtung mit wenigstens einem der vorangehenden Merkmale ermittelt werden. Das ermittelte Drehmoment kann von wenigstens einem Messwert der Drehmomentsensorvorrichtung abhängen. Das über die Drehmomentsensorvorrichtung gemessene Drehmoment kann zur Regelung und/oder Kupplungsadaption der Kupplung, bevorzugt der K0-Kupplung, verwendet werden. Als Kupplungsadaption kann ein Abgleich der hinterlegten Kupplungskennwerte mit den gemessenen Kupplungskennwerten gemeint sein. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.

Figurenbeschreibung

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

Figur 1 bis 8: Einen jeweiligen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einer

Drehmomentsensorvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 9: Einen räumlichen Halbschnitt einer Drehmomentübertragungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 10: Einen Querschnitt einer Drehmomentübertragungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 11 : Einen Querschnitt einer Drehmomentübertragungsvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Figur 12: Einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts einer

Drehmomentübertragungsvorrichtung in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 13: Einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts einer Drehmomentübertragungsvorrichtung in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 14: Einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts einer

Drehmomentübertragungsvorrichtung in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Figur 15: Einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts einer

Drehmomentübertragungsvorrichtung in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 16: Einen räumlichen Querschnitt eines Hybridmoduls mit einer

Drehmomentübertragungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 bis 8 zeigt einen jeweiligen Antriebsstrang 10 eines Fahrzeugs 12. Der in Figur 1 abgebildete Antriebsstrang 10 umfasst eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 14, die einem Hybridmodul 16 zugeordnet ist und mit einem ersten Antriebselement 18, das als Verbrennungsmotor 20 ausgeführt ist, zur Übertragung eines Drehmoments verbunden ist. Das Hybridmodul 16 umfasst einen Elektromotor 22, der mit dem ersten Antriebselement 18 über eine Antriebswelle 24 zur Übertragung des Drehmoments verbunden ist. Der Antriebsstrang 10 ist ein Hybridantriebsstrang in einer P2-Hybridanordnung.

Das Hybridmodul 16 ist mit einem Abtriebselement 26 verbunden. Das Abtriebselement 26 ist bevorzugt ein Doppelkupplungsgetriebe 28, das über ein Differenzialgetriebe 30 mit einer Vorderachse 32 des Fahrzeugs 12 drehmomentübertragend verbunden ist. Der Antriebsstrang 10 ist in einer Front-Quer-Anordnung für einen Vorderradantrieb aufgebaut.

Eine Drehmomentsensorvorrichtung 34 zur Messung des über die Antriebswelle 24 übertragenen Drehmoments ist an der Antriebswelle 24 angeordnet und ermöglicht eine Messung des über die Antriebswelle 24 übertragenen Drehmoments, bevorzugt eines für einen Startvorgang des ersten Antriebselements 18 mit dem Elektromotor 22 übertragenen Drehmoments. Dadurch kann das Drehmoment der Antriebswelle 24 genauer gemessen werden. Weiterhin kann der Startvorgang des ersten Antriebselements 18 mit dem Elektromotor 22 subjektiv weniger spürbar erfolgen. Der Fahrkomfort des Fahrzeugs 12 wird erhöht.

In Figur 2 ist ein Antriebsstrang 10 mit einem Front-Längs-Aufbau abgebildet. Das Abtriebselement 26 kann als Automatikgetriebe ausgeführt sein. Das Fahrzeug 12 weist einen Vorderradantrieb auf. Die Drehmomentsensorvorrichtung 34 ist wirksam zwischen dem ersten Antriebselement 18 und dem Elektromotor 22 angeordnet.

In Figur 3 ist ein Antriebsstrang 10 mit einem Front-Längs-Aufbau für einen Hinterradantrieb abgebildet. Das Differenzialgetriebe 30 ist an einer Hinterachse 36 des Fahrzeugs 12 angeordnet. Die Drehmomentsensorvorrichtung 34 ist wirksam zwischen dem ersten Antriebselement 18 und dem Elektromotor 22 angeordnet.

In Figur 4 ist ein Antriebsstrang 10 mit Allradantrieb in einer Front-Quer-Anordnung gezeigt. Zwischen der Vorderachse 32 und einer Hinterachse 36 ist jeweils eine Kupplung 38 zur Beeinflussung der Drehmomentübertragung an die Vorderachse 32 und Hinterachse 36 angeordnet. Die Drehmomentsensorvorrichtung 34 ist wirksam zwischen dem ersten Antriebselement 18 und dem Elektromotor 22 angeordnet.

In Figur 5 ist ein Antriebsstrang 10 mit Allradantrieb in einer Front-Längs-Anordnung abgebildet. Dem als Automatikgetriebe ausgeführten Abtriebselement 26 ist ein Verteilergetriebe 40 oder ein Mittendifferenzialgetriebe zugeordnet, das wiederum mit einem Differenzialgetriebe 30 an der Vorderachse 32 und einem weiteren Differenzialgetriebe 30 an der Hinterachse 36, bevorzugt für eine Torque Vectoring Funktion, verbunden ist. Die Drehmomentsensorvorrichtung 34 ist wirksam zwischen dem ersten Antriebselement 18 und dem Elektromotor 22 angeordnet.

In Figur 6 ist ein Antriebsstrang 10 dargestellt, bei dem das erste Antriebselement 18 über einen Drehschwingungsdämpfer 42 mit einem Hybridmodul 16 verbunden ist. Das Hybridmodul 16 umfasst eine Kupplung 44, bevorzugt eine K0-Kupplung und einen Elektromotor 22. Ausgangsseitig ist das Hybridmodul 16 mit einem Abtriebselement 26, beispielsweise einem Doppelkupplungsgetriebe 28, das eine Doppelkupplung 46 mit einer ersten Kupplung 46.1 und einer zweiten Kupplung 46.2 aufweist, verbunden. Das Abtriebselement 26 ist über ein Differenzialgetriebe 30 mit einer Fahrzeugachse 48 drehmomentübertragend verbunden.

Die Drehmomentsensorvorrichtung 34 ist an einer Antriebswelle 24, die zwischen dem Drehschwingungsdämpfer 42, insbesondere einem Zweimassenschwungrad, und dem Hybridmodul 16 drehmomentübertragend wirksam ist, angeordnet.

Der Aufbau in Figur 7 gleicht dem aus Figur 6, bis auf nachfolgende Unterschiede. Das Hybridmodul 16 umfasst neben der Kupplung 44, insbesondere der K0-Kupplung, auch die Doppelkupplung 46 und ist abtriebsseitig mit dem Doppelkupplungsgetriebe 28 und antriebsseitig mit dem Drehschwingungsdämpfer 42 verbunden.

In Figur 8 ist ein Antriebsstrang 10 abgebildet, der einen Drehmomentwandler 50 mit einer Wandlerüberbrückungskupplung 52, aufweist, der mit einem Abtriebselement 26, insbesondere einem Automatikgetriebe 54, drehmomentübertragend verbunden ist. Der Drehmomentwandler 50 ist antriebsseitig mit dem Elektromotor 22 verbunden, der über eine Kupplung 44, insbesondere eine K0-Kupplung, und eine Antriebswelle 24, an der die Drehmomentsensorvorrichtung 34 angeordnet ist, über einen Drehschwingungsdämpfer 42 mit dem ersten Antriebselement 18, das als Verbrennungsmotor 20 ausgeführt ist, verbunden ist.

Figur 9 zeigt einen räumlichen Halbschnitt einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 umfasst eine Antriebswelle 24, die einerseits mit dem ersten Antriebselement und andererseits mit dem Elektromotor drehmomentübertragend verbindbar ist. An einem Aussendurchmesser der Antriebswelle 24 ist eine Drehmomentsensorvorrichtung 34 angeordnet, die ein erstes Sensorelement 56 und ein zweites Sensorelement 58 umfasst. Das erste Sensorelement 56 ist mit der Antriebswelle 24 drehfest verbunden. Die Antriebswelle 24 ist mit dem ersten Sensorelement 56 um eine Drehachse 60 und gegenüber dem zweiten Sensorelement 58, das in Bezug auf die Drehachse 60 nichtdrehend ist, drehbar.

Das erste Sensorelement 56 ist als Hülse aufgebaut und weist einen Magnetfeldleitbereich 62 und einen axial dazu beabstandeten weiteren Magnetfeldleitbereich 62 auf. Die Magnetfeldleitbereiche 62 sind umlaufend als Magnetspur ausgeführt und weisen bevorzugt eine magnetische Permeabilität größer als ein Aufnahmebereich 64 auf, in dem die Magnetfeldleitbereiche 62 aufgenommen sind. Die Magnetfeldleitbereiche 62 und der Aufnahmebereich 64 sind als Sensorbereich 66 ausgeführt, der magnetisiert ist und ein Magnetfeld 68 bewirkt.

Das erste Sensorelement 56 umfasst weiterhin einen radial zwischen den Magnetfeldleitbereichen 62 und der Antriebswelle 24 angeordneten Entkopplungsbereich 70, der eine magnetische Permeabilität aufweist, die kleiner als die des Sensorbereichs 66 ist. Der Entkopplungsbereich 70 bewirkt eine möglichst wirksame Abschirmung des Magnetfelds 68 der Magnetfeldleitbereiche 62 gegenüber der Antriebswelle 24.

Das erste Sensorelement 56 ist beispielsweise mit einer Laserhartlötverbindung 72 mit der Antriebswelle 24 axial, radial und drehfest verbunden. Das an der Antriebswelle 24 anliegende Drehmoment bewirkt eine Torsionskraft 74 auf die Antriebswelle 24 und damit auf das erste Sensorelement 56, die durch eine inverse Magnetostriktion bei dem Sensorbereich 66 als sich abhängig von der Materialspannung in der Antriebswelle 24 veränderndes Magnetfeld 68 über das zweite Sensorelement 58, das hierfür Magnetfeldsensoren 76 aufweist, erfasst wird. Dadurch kann das Drehmoment an der Antriebswelle 24 kontaktlos zur weiteren Verarbeitung gemessen werden. Figur 10 zeigt einen Querschnitt einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 umfasst die Drehmomentsensorvorrichtung 34, die zur Erfassung eines über die Antriebswelle 24 übertragenen Drehmoments angeordnet ist. Dabei ist das erste Sensorelement 56 mit der Antriebswelle 24 drehfest verbunden und umfasst zwei axial zueinander beabstandete Magnetfeldleitbereiche 62, die einem magnetisierten Sensorbereich 66 zugeordnet sind.

Das sich abhängig von einer Materialspannung der Antriebswelle 24 ändernde Magnetfeld kann über die Magnetfeldsensoren 76 des zweiten Sensorelements 58 gemessen werden.

Figur 11 zeigt einen Querschnitt einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die

Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 umfasst eine Antriebswelle 24, die abschnittsweise oder vollständig magnetisiert ist. Die Antriebswelle 24 bildet mit zwei axial zueinander beabstandeten Magnetfeldleitbereichen 62 den Sensorbereich 66. Die Magnetfeldleitbereiche 62 sind unmittelbar auf der Antriebswelle 24 oder in der Antriebswelle 24 angeordnet.

Figur 12 zeigt einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 weist ein erstes Sensorelement 56, das mit der Antriebswelle 24 fest verbunden ist und ein zweites Sensorelement 58 auf. Das erste Sensorelement 56 umfasst zwei Magnetfeldleitbereiche 62, die um einen axialen Abstand a voneinander beabstandet sind und umlaufend ausgeführt sind. Der axiale Abstand a kann bevorzugt zwischen 0 und 4 mm liegen. Die Magnetfeldleitbereiche 62 sind einem hülsenförmigen Sensorbereich 66 zugeordnet. Der Sensorbereich 66 ist stoffschlüssig, beispielsweise über eine beidseitige Laserhartlötverbindung 72, mit der Antriebswelle 24 fest verbunden. Ein Entkopplungsbereich 70 ist radial zwischen den Magnetfeldleitbereichen 62 und der Antriebswelle 24 angeordnet und bewirkt eine Verringerung des von den Magnetfeldleitbereichen 62 auf die Antriebswelle 24 einwirkenden Magnetfelds. Der Entkopplungsbereich 70 ist bevorzugt hülsenförmig ausgeführt.

Das zweite Sensorelement 58 umfasst Magnetfeldsensoren 76, die jeweils axial überlappend zu den Magnetfeldleitbereichen 62 angeordnet und auf einer Leiterplatte 80 aufgenommen sind, die über Kabel 82 elektrisch angeschlossen ist. Die Leiterplatte 80 ist in einem Halteelement 84 aufgenommen, das mit einem gehäusefesten Anschlussbauteil 78 fest verbunden ist. Ein radialer Abstand r zwischen dem Anschlussbauteil 78 und der Antriebswelle 24 kann beispielsweise 4,5 mm sein. Eine axiale Länge I der Drehmomentsensorvorrichtung 34 einschließlich des Halteelements 84 kann beispielsweise 21 mm sein.

Figur 13 zeigt einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau gleicht dem aus Figur 12, bis auf nachfolgend genannte Unterschiede. Der magnetisierte Sensorbereich 66, dem die Magnetfeldleitbereiche 62 zugeordnet sind, weist axial beidseitig einen Absatz 86 auf, durch den radial zwischen dem Sensorbereich 66 und der Antriebswelle 24 ein Luftspalt 88 als Entkopplungsbereich 70 entsteht, der eine Entkopplung des Sensorbereichs 66 und der Antriebswelle 24 in Bezug auf das Magnetfeld des Sensorbereichs 66 bewirkt.

Figur 14 zeigt einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau gleicht dem aus Figur 12, bis auf nachfolgend genannte Unterschiede. Der Sensorbereich 66 der Drehmomentsensorvorrichtung 34 ist unmittelbar auf der Antriebswelle 24 angeordnet. Ein Entkopplungsbereich ist hierbei ausgelassen.

Figur 15 zeigt einen Ausschnitt eines räumlichen Querschnitts einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 in einerweiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau gleicht dem aus Figur 12, bis auf nachfolgend genannte Unterschiede. Die Antriebswelle 24 ist magnetisiert und bildet damit den Sensorbereich 66, der zwei Magnetfeldleitbereiche 62 umfasst, die auf einem Aussendurchmesser der Antriebswelle 24 angeordnet sind.

Figur 16 zeigt einen räumlichen Querschnitt eines Hybridmoduls 16 mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung 14 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Hybridmodul 16 ist zwischen einem ersten Antriebselement, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, und einem Abtriebselement, beispielsweise einem Getriebe, angeordnet. Das Hybridmodul 16 weist einen Drehschwingungsdämpfer 42, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad, auf, das eingangsseitig mit dem ersten Antriebselement und ausgangsseitig mit einer Antriebswelle 24 verbunden ist. Die Antriebswelle 24 ist drehmomentübertragend zwischen dem Drehschwingungsdämpfer 42 und einer Kupplung 44, insbesondere einer K0-Kupplung angeordnet. Die Kupplung 44 ist radial innerhalb von einem Elektromotor 22 angeordnet.

Die Sensorvorrichtung 34 ist radial zwischen einem Anschlussbauteil 78, das einteilig mit einer sich in radialer Richtung axial zwischen dem Drehschwingungsdämpfer 42 und der Kupplung 44 erstreckenden Gehäusewand 90 ausgeführt ist, und der Antriebswelle 24 angeordnet. Die Gehäusewand 90 ist einteilig mit einem Gehäuse 92 ausgeführt.

In der vergrößerten Explosionsansicht der Drehmomentsensorvorrichtung 34 ist die Antriebswelle 24, das erste Sensorelement 56 mit dem hülsenförmigen Sensorbereich 66 und den umlaufenden Magnetfeldleitbereichen 62 und das zweite Sensorelement 58 mit dem Halteelement 84 und der Leiterplatte 80, an der die Magnetfeldsensoren 76 angebracht sind, abgebildet.

Bezugszeichenliste

10 Antriebsstrang

12 Fahrzeug

14 Drehmomentübertragungsvorrichtung

16 Hybridmodul

18 erstes Antriebselement

20 Verbrennungsmotor

22 Elektromotor

24 Antriebswelle

26 Abtriebselement

28 Doppelkupplungsgetriebe

30 Differenzialgetriebe

32 Vorderachse

34 Drehmomentsensorvorrichtung

36 Hinterachse

38 Kupplung

40 Verteilergetriebe

42 Drehschwingungsdämpfer

44 Kupplung

46 Doppelkupplung

46.1 erste Kupplung

46.2 zweite Kupplung

48 Fahrzeugachse

50 Drehmomentwandler

52 Wandlerüberbrückungskupplung

54 Automatikgetriebe

56 erstes Sensorelement

58 zweites Sensorelement

60 Drehachse Magnetfeldleitbereich

Aufnahmebereich

Sensorbereich

Magnetfeld

Entkopplungsbereich

Laserhartlötverbindung

Torsionskraft

Magnetfeldsensor

Anschlussbauteil

Leiterplatte

Kabel

Halteelement

Absatz

Luftspalt

Gehäusewand Gehäuse