DE10108883A1 - Drehmoment-Meßaufnehmer - Google Patents

Drehmoment-Meßaufnehmer

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehmoment-Meßaufnehmer zur Erfassung des Drehmomentes zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern, insbesondere des wirksamen Drehmomentes an der Eingangswelle eines Kraftfahrzeug-Lenkgetriebes. DOLLAR A Der Drehmoment-Meßaufnehmer (1) ist dabei so ausgebildet, daß die wirkbestimmenden Teile in einem ersten und einem zweiten Bauteil (2, 3) angeordnet und diese beiden Bauteile (2, 3) als Gehäusehälften ausgebildet, innerhalb des Gehäuses (6) vom Drehmoment-Meßaufnehmer (1) angeordnet sind. DOLLAR A Bei den wirkbestimmenden Teilen des Drehmoment-Meßaufnehmers (1) handelt es sich einmal um einen Stator (8), zwei Polstücken (9) und einem Magnet-Feldstärke-Sensor (10), welche in dem Bauteil (3) vorgesehen sind und zum anderen um einen Magneten (7), einem Permanentmagneten mit hoher Lebensdauer, welcher in der anderen Gehäusehälfte, dem Bauteil (2), eingeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehmoment-Meßaufnehmer zur Erfassung des Drehmomentes zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern, insbesondere des wirksamen Drehmomentes an der Eingangswelle eines Kraftfahrzeug- Lenkgetriebes und ein Verfahren zur Beeinflussung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges.
Zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges ist es aus unterschiedlichen Gründen heraus erforderlich zu wissen, in welcher Wertgröße und in welcher Drehrichtung ein Drehmoment auf das Kraftfahrzeug-Lenkgetriebe wirkt.
Derartige Informationen werden beispielsweise im Zusammenhang mit Servo- Lenkeinrichtungen benötigt, um die Servo-Unterstützung zu aktivieren und/oder zu steuern oder zu regeln.
Ferner wird auf derartige Informationen zurückgegriffen, um diese mit bei der Fahrdynamikregelung eines Kraftfahrzeuges mit einfließen zu lassen und zu berücksichtigen.
So ist beispielsweise eine Kraftfahrzeug-Servo-Lenkeinrichtung mit der DE 36 03 065 C2 bekannt geworden, bei der zur Erfassung von Lenkmomenten im Zuge der das Lenkrad mit der Eingangswelle des Lenkgetriebes verbindenden Lenkwelle bzw. -spindel Drehmeßstreifen angeordnet sind, welche elektrisch in üblicher Weise in einer Meßbrückschaltung nach Art einer Wheatstone-Brücke liegen. Räumlich angeordnet sind sie dabei an einem im Zuge der Lenkwellenanordnung liegenden Torsionsstab, das heißt in einem Lenkwellenbereich, dem unter der Wirkung von Lenkmomenten jeweils eine spürbare Torsionsverformung stattfindet.
Derartige Anordnungen von Dehnmeßstreifen sind vergleichsweise sehr teuer, da wegen der jeweils niedrigen Widerstandsänderungen Meßbrückenschaltungen erforderlich werden, um zu auswertbaren Meßspannungen zu gelangen. Elektromagnetische Verträglichkeits-Probleme können hierbei nicht ausgeschlossen werden, und im übrigen bereiten das Anbringen der Dehnmeßstreifen gewisse Schwierigkeiten, und ferner bedarf es eines erheblichen Aufwandes bezüglich eines dauerfesten Aufbringens der Dehnmeßstreifen.
Die in der DE 33 04 917 A1 vorgestellte Lösung bezieht sich auf eine Einrichtung, die unter der Einwirkung eines Lenkmomentes stattfindenden Relativverdrehung zweier durch ein Torsionsfederelement drehmomentmäßig miteinander gekoppelter Lenkwellenteile für eine lenkmomentenabhängige Axialverschiebung einer eine Kurzschlußwicklung tragenden Steuerhülse auszunutzen, wobei die Kurzschlußwicklung mit zwei von einer Wechselspannung gespeisten ortsfesten Spulen zusammenwirkt und bei ihrer Axialverschiebung durch Induktion jeweils eine Drehmomenten abhängige Ausgangsspannung liefern soll.
Diese Lösung erscheint konstruktiv und funktionell vergleichsweise sehr aufwendig, so daß bereits vorgeschlagen wurde, Lenkmomentensensoren zum Einsatz zu bringen.
Einen derartigen Lenkmomentensensor beschreibt die EP 0 652 424 B1, welcher zur Erfassung des an der Eingangswelle eines Kraftfahrzeug-Gelenkgetriebes wirksamen Lenkmomentes erfassen soll, welcher so ausgebildet ist, daß auf das freie Ende der Eingangswelle koaxial ein erstes Bauteil aufgesteckt ist, welches mit einem radial wegweisenden fahnenartigen Fortsatz ausgebildet ist und einem zweiten Bauteil, welches gleichfalls mit radial wegweisenden Fortsätzen ausgebildet ist und koaxial zum ersten Bauteil und dieses zu einem Teil konzentrisch umschließend angeordnet ist. Zwischen den radial wegweisenden Fortsätzen sind Drucksensoren oder Mikroschalter angeordnet, mittels denen die Drehrichtungen eventuell wirksamer Lenkmomente erfaßt werden, die zur Ansteuerung hydraulischer Servo-Lenkeinrichtungen dienen.
Aus Drucksensoren sollen niederohmige kraftabhängige elektrische Widerstände in Form von aufklebbaren Folien verwendet werden, denen gleichfalls der Nachteil anhaftet, daß es eines erheblichen konstruktiven und montagetechnischen Aufwandes zur Anbringung dieser Widerstände bedarf, was gleichfalls zutreffend ist für eine dauerfeste Verbindung dieser Widerstände.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drehmoment-Meßaufnehmer zur Erfassung des Drehmomentes zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körper, insbesondere zur Erfassung eines wirksamen Drehmomentes an der Eingangswelle eines Kraftfahrzeug-Lenkgetriebes zu schaffen, mit dem eine zuverlässige Messung möglich ist und welche die Nachteile der bekannten Lösungen ausschließt, sowie ein Verfahren zur Auswertung eines derartigen Signals anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 13 angegebenen Ausführungsformen der Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
So wurde ein Drehmoment-Meßaufnehmer geschaffen, welcher unmittelbar im Bereich vom Schaft der Lenksäule und der Eingangswelle des Lenkgetriebes vorgesehen und umfänglich zu dem Schaft und der Eingangswelle angeordnet ist.
Der Drehmoment-Meßaufnehmer ist dabei so ausgebildet, daß die wirkbestimmenden Teile in einem ersten und einem zweiten Bauteil eingeordnet und diese beiden Bauteile als Gehäusehälften ausgebildet, innerhalb des Gehäuses vom Drehmoment- Meßaufnehmer angeordnet sind. Wesentlich dabei ist, daß die Bauteile fest am äußeren Umfang des Schaftes der Lenksäule und der Eingangswelle des Lenkgetriebes befestigt sind, wobei das erste Bauteil am Schaft der Lenksäule und das zweite Bauteil an der Eingangswelle des Lenkgetriebes angeordnet sind.
Die Einbindung der mit den funktionsbestimmenden Teilen bestückten Bauteile innerhalb des Gehäuses vom Drehmoment-Meßaufnehmer erfolgt in der Form, daß das Innere des Drehmoment-Meßaufnehmers gegen äußere Einflüsse allseits geschützt ist, wobei das äußere Gehäuse so ausgebildet ist, daß zwischen dem Gehäuse und dem Schaft der Lenksäule sowie der Eingangswelle des Lenkgetriebes ein Luftspalt vorhanden ist, somit dieses Gehäuse zu diesen beiden Elementen nicht fest verbunden ist und dieser Spalt mittels geeigneter Dichtelemente und/oder Dichtlabyrinth verschlossen wird. Seine Befestigung erhält das Gehäuse entweder über seinen äußeren Umfang oder seinem Gehäuseboden bzw. Gehäusedeckel.
Bei den wirkbestimmenden Teilen des Drehmoment-Meßaufnehmers handelt es sich einmal um einen Stator, zwei Polstücke und einem Magnet-Feldstärke-Sensor, welche in einem Bauteil/ Gehäusehälfte vorgesehen sind und zum anderen um einen Magneten, einem Permanentmagneten mit hoher Lebensdauer, welcher in dem zweiten Bauteil/der zweiten Gehäusehälfte eingeordnet ist.
Die Polstücke, der Magnet und der Stator sind dabei gekrümmt ausgeführt und weisen das gleiche Krümmungsmaß wie der Schaft der Lenksäule und der Eingangswelle des Lenkgetriebes auf.
Ferner gehört zur Erfindung, daß durch die Ausbildung des Drehmoment- Meßaufnehmers die Möglichkeit gegeben ist, daß sich der Magnet gegen die Polstücke und den Stator verdrehen kann, was halt dadurch erreicht wird, daß der Magnet in seiner Gehäusehälfte, dem ersten Bauteil, fest angeordnet ist und diese wiederum fest am Schaft der Lenksäule, wobei der Magnet so in seiner Gehäusehälfte angeordnet ist, daß beim Fügen beider Bauteile/Gehäusehälften der Magnet zwischen den Polstücken und dem Stator hineinragt und wirksam werden kann, was wiederum dadurch erreicht wird, daß die Polstücke zum Stator radial beabstandet im zweiten Bauteil angeordnet sind, welches fest an der Eingangswelle des Lenkgetriebes angeordnet ist.
Bei der Einleitung eines Handmomentes über das Lenkrad auf die Lenksäule und zu deren Schaft kommt es infolge der zwischen dem Schaft der Lenksäule und der Eingangswelle des Lenkgetriebes vorhandenen Drehstabfeder zu einer Relativverdrehung zwischen dem Schaft der Lenksäule und der Eingangswelle des Lenkgetriebes und gleichzeitig zu einer kreisbogenförmigen Relativbewegung zwischen dem Magneten und den Polstücken einschließlich des Stators, so daß gleichzeitig ein Wandern, eine Lageveränderung des magnetischen Feldes bewirkt wird, dessen Feldlinien den Hallsensor durchsetzen und die Intensität des Magnetfeldes vom Hallsensor erfaßt wird, welche als Maß zur Bestimmung des wirksamen vorliegenden Drehmomentes herangezogen wird.
Neben der Bestimmung der Wertgröße der Intensität des magnetischen Feldes wird gleichfalls dessen Wirkrichtung erfaßt und findet bei der Regelung bzw. Aktivierung des Antriebes für das Lenkgetriebe Berücksichtigung.
Die Übertragung/Weiterleitung dieser vom Magnet-Feldstärke-Sensor aufgenommenen Informationen erfolgt über ein flexibles Übertragungselement, welches unterhalb des Bauteiles/der Gehäusehälfte, in dem der Magnet-Feldstärke-Sensor angeordnet ist, vorgesehen ist, welches beispielsweise mit einer Elektronik zusammenwirkt, die gleichfalls in diesem Bereich eingeordnet ist.
Der vorgestellte Drehmoment-Meßaufnehmer ist konstruktiv so ausgebildet, daß er im unmittelbaren Bereich zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern an deren Umfängen angeordnet werden kann, dies in der Form, daß er als eine einzelne Baugruppe vorgesehen wird oder aber in der Form, daß zwei Drehmomenten- Meßaufnehmer vorgesehen werden, so daß bei einer Relativverdrehung zwischen den beiden Körpern, des Schaftes der Lenksäule und der Eingangswelle des Lenkgetriebes, es zu kreisbogenförmigen Relativbewegungen der Bauteile und somit auch zwischen den Magneten einerseits und den Polstücken mit Statoren andererseits kommt, in jedem der Drehmoment-Meßaufnehmer vorgesehen sind, und die vorhandenen Magnet-Feldstärke- Sensoren in den Drehmoment-Meßaufnehmern liefern jeweils ein voneinander unabhängiges Signal, mittels denen auf die geforderte Redundanz rückgeschlossen werden kann.
Mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.
In der dazugehörigen Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung und Anordnung des Drehmoment- Meßaufnehmers im Bereich vom Schaft einer Lenksäule und der Eingangswelle eines Lenkgetriebes,
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung von zwei Drehmoment- Meßaufnehmern,
Fig. 3 eine Schnittansicht A-A nach Fig. 2 in prinziphafter Darstellung,
Fig. 4 in einer Explosionszeichnung eine Ausführungsform eines Drehmoment- Meßaufnehmers.
In den Fig. 1 und 2 sind in schematischer Darstellung die Ausbildung und die Anordnung von einem bzw. zwei Drehmoment-Meßaufnehmern 1 gezeigt, die unmittelbar am äußeren Umfang des Schaftes 4 der Lenksäule und der Eingangswelle 5 des Lenkgetriebes vorgesehen sind.
Das Gehäuse 6 des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 ist dabei so ausgeführt, daß in seinem Inneren alle Bauelemente des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 aufgenommen und von diesem umschlossen wird, wobei das Gehäuse 6 selbst zum Schaft 4 und zur Eingangswelle 5 nicht fest verbunden ist, sondern diese Verbindung und Abdichtung als schleifdichtende Verbindung ausgebildet ist, was über vorgesehene Dichtelemente 14 erzielt wird.
Dies wird erforderlich, um einmal den/die Drehmoment-Meßaufnehmer 1 gegen äußere Einflüsse in Form von Verschmutzungen und Fremdeinflüssen zu schützen und zum anderen sicherzustellen, daß der Drehmoment-Meßaufnehmer 1 den EMV-Richtlinien (Elektromagnetische Verträglichkeit) entspricht.
Innerhalb des Gehäuses 6 sind die beiden Bauteile 2, 3 eingeordnet, von denen eines fest mit dem äußeren Umfang des Schaftes 4 und das andere fest zum äußeren Umfang der Eingangswelle 5 verbunden ist.
Bei der gezeigten Darstellung ist das erste Bauteil 2 fest mit dem Schaft 4 verbunden, während das zweite Bauteil 3 fest mit der Eingangswelle 5 verbunden ist. Zwischen dem ersten Bauteil 2 und dem zweiten Bauteil 3 verbleibt beim Fügen der Teile ein Spalt erhalten, so daß die Möglichkeit besteht, daß sich die Bauteile 2, 3 gegeneinander verdrehen können, was abhängig ist von der Relativbewegung zwischen dem Schaft 4 und der Eingangswelle 5.
Aus den Darstellungen der Fig. 1 und 2 ergibt sich ferner die Ein- und Zuordnung der wirkbestimmenden Teile des Drehmoment-Meßaufnehmers 1. So ist im ersten Bauteil 2 ein Magnet 7 eingeordnet, welcher als ein Permanentmagnet mit hoher Lebensdauer ausgebildet und ferner so gestaltet ist, daß er in den radial beabstandeten Zwischenraum von den Polstücken 9 zu dem Stator 8 hineinragt, wobei die Polstücke 9 und der Stator 8 im zweiten Bauteil 3 eingeordnet sind, welches unterhalb des ersten Bauteiles fest zur Eingangswelle 5 des Lenkgetriebes befestigt ist.
Die beiden Polstücke 9 sind, in Umfangsrichtung gesehen, nebeneinander angeordnet und besitzen einen bestimmten Abstand, zwischen denen ein Magnet-Feldstärke-Sensor 10 vorgesehen ist. Dies wird deutlich aus der Darstellung nach Fig. 3.
Zum Drehmoment-Meßaufnehmer 1 gehört ferner, daß innerhalb des Gehäuses 6 ein flexibles Übertragungselement 11, eine hochflexible Litze, vorgesehen ist, über die die vom Magnet-Feldstärke-Sensor 10 aufgenommenen Informationen aus diesem System und somit nach außen geführt werden. Das flexible Übertragungselement 11 ist dabei in einer bevorzugten Ausführungsform unterhalb des zweiten Bauteiles 3 vorgesehen und wirkt mit einem Informationsübertragungselement, beispielsweise einer Elektronik 12, zusammen, über die die aufgenommenen Informationen vom Magnet-Feldstärke-Sensor 10 auf das flexible Übertragungselement 11 übertragen und von diesem dann aus dem Gehäuse 6 des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 herausgeführt werden.
Grundsätzlich bedarf es zur Erfassung des vorhandenen wirksamen Drehmomentes im Bereich des Schaftes 4 einer Lenksäule und der Eingangswelle 5 eines Lenkgetriebes nur der Anordnung eines Drehmoment-Meßaufnehmers 1 in der oben beschriebenen Art und Weise, um jedoch der geforderten Redundanz zu entsprechen, ist es vorteilhaft, und es besteht die Möglichkeit, zwei solcher Drehmoment-Meßaufnehmer 1 in dem gewünschten Bereich anzuordnen, so daß über die beiden in den Drehmoment- Meßaufnehmern 1 vorhandenen Magnet-Feldstärke-Sensoren 10 und den zugeordneten Übertragungselementen die funktionsbestimmenden Informationen herausgefiltert werden können.
Die Anordnung von zwei Drehmoment-Meßaufnehmern 1 und deren Anordnung und Einbindung in ein Gehäuse 6 zeigen die Darstellungen nach den Fig. 2 und 3, wobei die Darstellung nach der Fig. 3 in prinziphafter Form die Anordnung und Ausbildung der wirkbestimmenden Teile des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 und seiner Zuordnung zur Eingangswelle 5 verdeutlicht.
Gezeigt wird, daß das zweite Bauteil 3 fest zur Eingangswelle 5 verbunden und mit den Polstücken 9, dem Magnet-Feldstärke-Sensor 10 und dem Stator 8 bestückt ist. Der gleichfalls dargestellte Magnet 7 ist hier fest mit dem ersten Bauteil 2 verbunden, aber so ausgebildet, daß er funktionsbedingt in den radialen Zwischenraum von den Polstücken 9 und dem Stator 8 hineinragt.
Neben der gezeigten und beschriebenen Anordnung der beiden Bauteile 2, 3, der Bestückung des ersten Bauteiles 2 mit dem Magneten 7 und der Bestückung des zweiten Bauteiles 3 mit den Polstücken 9, dem Magnet-Feldstärke-Sensor 10 und dem Stator 8, ist es durchaus möglich, die Anordnung und Befestigung der Bauteile 2, 3 so zu tauschen, daß das erste Bauteil 2 zur Eingangswelle 5 und das zweite Bauteil 3 zum Schaft 4 befestigt sind.
Eine weitere Möglichkeit der Bestückung und Anordnung der Bauteile 2, 3 besteht darin, das erste Bauteil 2 mit den Polstücken 9, dem Magnet-Feldstärke-Sensor 10 und dem Stator 8 auszurüsten und am Schaft 4 zu befestigen und das zweite Bauteil 3 mit dem Magneten 7 auszurüsten und zur Eingangswelle zu befestigen.
Wesentlich ist, daß beide Bauteile 2, 3 jeweils fest am äußeren Umfang vom Schaft 4 oder von der Eingangswelle 5 angeordnet sind, so daß es bei einer Relativverdrehung zwischen dem Schaft 4 und der Eingangswelle 5 zu einer kreisbogenförmigen Relativ­ bewegung zwischen dem Magneten 7 zu den Polstücken 9 und dem Stator 8 kommt, die mit der Bezugszahl 15 bezeichnet ist.
Wird der Magnet 7 zu den Polstücken 9 und dem Stator 8 relativ verdreht, verschiebt sich gleichfalls das vorhandene Magnetfeld auf der kreisbogenförmigen Bahn in eine der angezeigten Richtungen 15, und gleichzeitig dazu verändert sich wertmäßig das Magnetfeld selbst, was in der Veränderung der Intensität wirksam wird.
Diese Veränderungen werden vom Magnet-Feldstärke-Sensor 10 erfaßt, über eine Elektronik 12 und das flexible Übertragungselement 11 aus dem Drehmoment- Meßaufnehmer 1 herausgeführt, entsprechend bewertet und bilden die Grundlage zur Bestimmung des vorhandenen Drehmomentes in seiner Größe und Wirkrichtung.
Eine weitere Ausführungsform eines Drehmoment-Meßaufnehmers 1 und die Ausbildung seiner einzelnen wirkbestimmenden Teile sowie deren Anordnung und Zusammenbau ist in einer Explosionszeichnung in der Fig. 4 dargestellt, aus der sich ergibt, daß der Drehmoment-Meßaufnehmer 1 in dieser Ausführungsform aus einem kreisrunden Gehäuse 6 besteht, welches vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt und mit einer Austrittsöffnung 18 für einen Kabelanschluß versehen ist, über welche das Anschlußstück des flexiblen Übertragungselementes 11 herausgeführt werden kann.
Wie ferner gezeigt, ist bei dieser Ausführungsform des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 der Magnet 7 als eine Topfscheibe 19 ausgebildet, welche die Aufgabe und Funktion eines Magneten übernimmt. So kann diese Topfscheibe 19 in ihrer Gesamtheit als ein Magnet 7 ausgebildet sein, aber auch in bestimmten Teilflächen, was bedeutet, daß einzelne Teilflächen des äußeren Randes der Topfscheibe magnetisiert oder diese bestimmten Teilflächen mit Permanentmagneten bestückt sind. Die anderen wirkbestimmenden Teile, der Stator 8, die Polstücke 9 und der Magnet-Feldstärke- Sensor 10, finden bei dieser Ausführungsform des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 Aufnahme in dem gezeigten Rotor 17, welcher als das zweite Bauteil 3 wirkt, der so gestaltet ist, daß beim Fügen des Rotors 17 zur Topfscheibe 19 der ausgebildete oder vorhandene Magnet 7 mit den wirksamen Flächen zwischen dem Stator 8 und den Polstücken 9 hineinragt.
Das flexible Übertragungselement 11 dient zur Übertragung der vom Magnet-Feldstärke- Sensor 10 aufgenommenen Informationen, und mittels eines Deckels 16 wird das Gehäuse 6 und somit der Drehmoment-Meßaufnehmer 1 verschlossen und abgedichtet.
Die Vorteile des Drehmoment-Meßaufnehmers 1 liegen darin, daß dieser umfänglich vom Schaft 4 der Lenksäule und der Eingangswelle 5 eines Lenkgetriebes angeordnet werden kann, ohne daß dieser Verbindungsbereich in seiner konstruktiven Ausführung umgerüstet oder nachgerüstet werden muß, und durch den Einsatz eines Magnet- Feldstärke-Sensors 10 ist die Möglichkeit gegeben, die infolge der Relativverdrehung der beiden Teile zueinander sich verändernde Intensität des Magnetflusses, diese in wertmäßiger Größe und in Wirkrichtung in effektiver Form zu erfassen, dieses Signal aus dem Drehmoment-Meßaufnehmer 1 herauszuführen, um auf der Grundlage dieses Signals das wirksam vorhandene Drehmoment bestimmen zu können. Das Signal liegt dabei als analoges Ausgangssignal an, was bedeutet, daß sich stetig verändernde Wertgrößen unmittelbar erfaßt und ausgewertet werden können.

Claims (13)

1. Drehmoment-Meßaufnehmer zur Erfassung des Drehmomentes zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern, welche mittels einer Drehstabfeder miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen Körper (4) ein Magnet (7) angeordnet ist und an dem anderen Körper (5) ein Magnet-Feldstärke-Sensor (10) im Bereich des Magnetfeldes des Magneten (7) angeordnet ist.
2. Drehmoment-Meßaufnehmer, insbesondere nach Anspruch 1, zur Erfassung des Drehmomentes zwischen zwei um eine gemeinsame Achse drehbaren Körpern, insbesondere zur Erfassung des an der Eingangswelle eines Kraftfahrzeug- Lenkgetriebes wirksamen Drehmomentes, wobei die Lenksäule und die Eingangswelle des Lenkgetriebes mittels einer Drehstabfeder verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verbindungsstelle von Lenksäule zur Eingangswelle (5) des Lenkgetriebes am äußeren Umfang vom Schaft (4) der Lenksäule und der Eingangswelle (5) ein Drehmoment-Meßaufnehmer (1) drehfest gelagert ist, welcher aus zwei in einem Gehäuse (6) eingebundenen Bauteilen (2; 3), einem ersten Bauteil (2) und einem zweiten Bauteil (3), besteht, wobei das erste Bauteil (2), mit einem Magneten (7) bestückt, fest am äußeren Umfang vom Schaft (4) und das zweite Bauteil (3), mit zwei Polstücken (9), einem Magnet-Feldstärke-Sensor (10) sowie einem Stator (8) bestückt, fest am äußeren Umfang der Eingangswelle (5) angeordnet sind.
3. Drehmoment-Meßaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (2; 3), als Gehäusehälften ausgebildet, aus einem nichtmagnetischen Material, einem Kunststoff, bestehen und vorzugsweise eine U-förmig ausgebildete Querschnittsform aufweisen, deren Öffnungen zueinander weisen, der Magnet (7) zwischen den mit einem Radialabstand im zweiten Bauteil (3) vorgesehenen Polstücken (9) und dem Stator (8) gefügt und zwischen den Polstücken (9) der Magnet-Feldstärke-Sensor (10) angeordnet ist.
4. Drehmoment-Meßaufnehmer nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirkbestimmenden Teile des Drehmoment- Meßaufnehmers (1) in umgekehrter Folge in den Bauteilen (2; 3) vorgesehen sind, so daß im ersten Bauteil (2) die Polstücke (9), der Magnet-Feldstärke- Sensor (10) und der Stator (8) und im zweiten Bauteil (3) der Magnet (7) angeordnet sind.
5. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit Polstücken (9), dem Magnet-Feldstärke- Sensor (10) und dem Stator (8) bestückten Bauteil (2; 3) eine Elektronik (12) und ein aus einer hochflexiblen Litze gebildetes flexiblen Übertragungselement (11) zugeordnet sind.
6. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gehäuse (6) zum Schaft (4) und zur Eingangswelle (5) Dichtelemente (14) vorgesehen sind.
7. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, die festen Verbindungen der Bauteile (2; 3) zu dem Schaft (4) und der Eingangswelle (5) eine Relativverdrehung der Bauteile (2; 3) gestatten und der Magnet (7) in Umfangsrichtung, in den Bewegungsrichtungen (15), relativ verdrehbar angeordnet ist.
8. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, der Magnet-Feldstärke-Sensor (10) die Wertgrößen und Richtungen sowie deren Veränderungen des zwischen dem Stator (8), den Polstücken (9) und dem Magneten (7) sich herausbildenden Magnetfeldes erfaßt und die aufgenommenen Signale über die Elektronik (12) und das flexible Übertragungselement (11) aus dem Drehmoment-Meßaufnehmer (1) herausgeführt werden.
9. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Drehmoment-Meßaufnehmer (1) in paarweiser Anordnung und unter einem Winkel von 180°, zueinander versetzt, am Schaft (4) und an der Eingangswelle (5) angeordnet sind.
10. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (7) als eine magnetische und/oder teilmagnetisierte kreisrunde Topfscheibe (19) ausgebildet ist.
11. Drehmoment-Meßaufnehmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung einer nicht magnetisierten und/oder teilmagnetisierten Topfscheibe (19) mit Magneten (7) bestückt ist, die bevorzugt 180° zueinander angeordnet sind.
12. Drehmoment-Meßaufnehmer nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) des Drehmoment-Meßaufnehmers (1) kreisrund ausgebildet ist, in dem als Gehäusehälften ausgebildeten Bauteilen (2; 3) eine magnetische und/oder magnetisierbare Topfscheibe (19), ein gleichfalls topfförmig gestalteter Rotor (17), in denen der Stator (8), die Polstücke (9) und der Magnet-Feldstärke-Sensor (10) Aufnahme finden, und das flexible Übertragungselement (11) angeordnet sind, wobei das Gehäuse (6) mittels eines Deckels (16) verschließbar und mit einer Austrittsöffnung (18) für einen Kabelanschluß ausgebildet ist.
13. Verfahren zur Beeinflussung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges, insbesondere Verfahren zur Fahrdynamikregelung, Lenkungssteuerung oder Bremsenregelung, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale eines das Lenkmoment erfassenden Drehmoment-Meßaufnehmers, insbesondere eines Drehmomentmeßaufnehmers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Beeinflussung des Fahrverhaltens berücksichtigt werden.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10244999A1 (de) * 2002-02-21 2003-11-13 Mitsubishi Electric Corp Lenk-Steuervorrichtung
DE10230309A1 (de) * 2002-07-05 2004-01-15 Man Nutzfahrzeuge Ag Vorrichtung für Kraftfahrzeuge für Lenkkraftüberwachung
DE10256322A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung zum Bestimmen eines auf eine Welle ausgeübten Drehmoments
DE102008044059A1 (de) * 2008-11-25 2010-05-27 Zf Lenksysteme Gmbh Sensoreinrichtung zur Drehmomentmessung in Lenksystemen
DE102012106908A1 (de) * 2012-07-30 2014-01-30 Zf Lenksysteme Gmbh Drehmomentsensoreinrichtung für ein lenksystem
DE102012014208A1 (de) * 2012-07-18 2014-05-15 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung mit einer Drehmomentsensoreinrichtung und optional einer Lenkwinkelsenoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Zusammenbauen einer solchen Vorrichtung aus mehreren Bauteilen
CN108519186A (zh) * 2018-04-18 2018-09-11 江门市科业电器制造有限公司 一种电机敲打综合检测装置
EP3613649A4 (de) * 2017-04-20 2021-03-03 Hella Gmbh & Co. Kgaa Servolenksensor für automobil
EP3940358A4 (de) * 2019-03-12 2022-04-27 LG Innotek Co., Ltd. Messvorrichtung
CN114867997A (zh) * 2019-12-23 2022-08-05 Lg伊诺特有限公司 感测装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10244999A1 (de) * 2002-02-21 2003-11-13 Mitsubishi Electric Corp Lenk-Steuervorrichtung
DE10230309A1 (de) * 2002-07-05 2004-01-15 Man Nutzfahrzeuge Ag Vorrichtung für Kraftfahrzeuge für Lenkkraftüberwachung
DE10230309B4 (de) * 2002-07-05 2007-04-05 Man Nutzfahrzeuge Ag Vorrichtung für Kraftfahrzeuge für Lenkkraftüberwachung
DE10256322A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung zum Bestimmen eines auf eine Welle ausgeübten Drehmoments
DE102008044059A1 (de) * 2008-11-25 2010-05-27 Zf Lenksysteme Gmbh Sensoreinrichtung zur Drehmomentmessung in Lenksystemen
EP2350594B1 (de) * 2008-11-25 2018-01-17 Robert Bosch Automotive Steering GmbH Sensoreinrichtung zur drehmomentmessung in lenksystemen
DE102012014208A1 (de) * 2012-07-18 2014-05-15 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung mit einer Drehmomentsensoreinrichtung und optional einer Lenkwinkelsenoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Zusammenbauen einer solchen Vorrichtung aus mehreren Bauteilen
DE102012106908A1 (de) * 2012-07-30 2014-01-30 Zf Lenksysteme Gmbh Drehmomentsensoreinrichtung für ein lenksystem
EP3613649A4 (de) * 2017-04-20 2021-03-03 Hella Gmbh & Co. Kgaa Servolenksensor für automobil
CN108519186A (zh) * 2018-04-18 2018-09-11 江门市科业电器制造有限公司 一种电机敲打综合检测装置
CN108519186B (zh) * 2018-04-18 2023-09-08 江门市科业电器制造有限公司 一种电机敲打综合检测装置
EP3940358A4 (de) * 2019-03-12 2022-04-27 LG Innotek Co., Ltd. Messvorrichtung
US11953394B2 (en) 2019-03-12 2024-04-09 Lg Innotek Co., Ltd. Sensing device
CN114867997A (zh) * 2019-12-23 2022-08-05 Lg伊诺特有限公司 感测装置
CN114867997B (zh) * 2019-12-23 2023-07-25 Lg伊诺特有限公司 感测装置

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