DE102014216374A1 - Roll stabilizer for a motor vehicle - Google Patents
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- B60G2202/42—Electric actuator
-
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- B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
- B60G2401/12—Strain gauge
Abstract
Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend:
– einen Aktuator (1, 12, 20) mit einem eine Rotorwelle (5, 8, 14, 21) aufweisenden Elektromotor (6) zum Erzeugen eines Torsionsmoments;
– ein Gehäuse (2, 13), in dem der Aktuator (1, 12, 20) aufgenommen ist;
– zwei Drehstabfedern, die mit dem Aktuator (1, 12, 20) verbindbar oder verbunden sind;
– einen Drehmomentsensor zum Erfassen eines Torsionssignals;
– eine elektronische Steuerungseinrichtung für den Elektromotor (6), der das erfasste Torsionssignal als Eingangsgröße zuführbar ist;
wobei der Drehmomentsensor auf oder an der Rotorwelle (5, 8, 14, 21) des Elektromotors (6) angeordnet ist.Roll stabilizer for a motor vehicle, comprising:
- An actuator (1, 12, 20) with a rotor shaft (5, 8, 14, 21) having an electric motor (6) for generating a torsional moment;
- A housing (2, 13), in which the actuator (1, 12, 20) is received;
- Two torsion bar springs, which are connectable or connected to the actuator (1, 12, 20);
A torque sensor for detecting a torsion signal;
- An electronic control device for the electric motor (6) to which the detected torsion signal can be supplied as an input variable;
wherein the torque sensor is arranged on or on the rotor shaft (5, 8, 14, 21) of the electric motor (6).
Description
Die Erfindung betrifft einen Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug, umfassend: einen Aktuator mit einem eine Rotorwelle aufweisenden Elektromotor zum Erzeugen eines Torsionsmoments, ein Gehäuse, in dem der Aktuator aufgenommen ist, zwei Drehstabfedern, die mit dem Aktuator verbindbar oder verbunden sind, einen Drehmomentsensor zum Erfassen eines Torsionssignals, und eine elektronische Steuerungseinrichtung für den Elektromotor, der das erfasste Torsionssignal als Eingangsgröße zuführbar ist.The invention relates to a roll stabilizer for a motor vehicle, comprising: an actuator having a rotor shaft having an electric motor for generating a torsional moment, a housing in which the actuator is accommodated, two torsion bar springs, which are connectable or connected to the actuator, a torque sensor for detecting a torsion signal, and an electronic control device for the electric motor, to which the detected torsion signal can be supplied as an input variable.
Neben passiven Wankstabilisatoren, die zumeist in Form von Drehstabfedern ausgebildet sind, sind auch aktive Wankstabilisatoren bekannt, deren Aktuator hydraulisch oder durch einen Elektromotor antreibbar ist. Mittels des Wankstabilisators wird ein geteilter Drehstab bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung verdreht, um die Neigung der Fahrzeugkarosserie zu verringern und die Radaufstandkräfte zu vergleichmäßigen. In addition to passive roll stabilizers, which are usually designed in the form of torsion bar springs, active roll stabilizers are known, the actuator is driven hydraulically or by an electric motor. By means of the roll stabilizer, a split torsion bar is rotated during cornering of the motor vehicle as a function of the lateral acceleration in order to reduce the inclination of the vehicle body and to even out the wheel contact forces.
Herkömmliche Wankstabilisatoren umfassen z. B. eine Drehstabfeder, deren eines Ende in einem Sensorflansch mündet, einen Flansch mit einem integrierten Drehmomentsensor, eine elektronische Steuerungseinrichtung (ECU) für den Elektromotor, einen als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC-Motor) ausgebildeten Elektromotor, ein Aktuatorgehäuse, ein mit dem Elektromotor gekoppeltes mehrstufiges Planetengetriebe, eine Elastomerentkopplungseinheit und einen Flansch, der mit der anderen Drehstabfeder verbunden ist. Zur Steuerung des Elektromotors wird das von dem Drehmomentsensor erfasste Torsionssignal herangezogen. Bei herkömmlichen Wankstabilisatoren ist der Drehmomentsensor in einem mit einer Drehstabfeder verbundenen Flansch angeordnet. Da der Flansch außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, ist er Umwelteinflüssen ausgesetzt, zudem steigt die Gefahr von Beschädigungen. Darüber hinaus können Störungen auch durch ein externes Magnetfeld oder hohe Temperaturgradienten ausgelöst werden, wodurch eine Kompensation der Störungen erforderlich ist. Diese Maßnahmen zur Kompensation von Störeinflüssen sind jedoch aufwändig und führen zu höheren Kosten des Wankstabilisators. Conventional roll stabilizers include z. Example, a torsion bar spring whose one end opens into a sensor flange, a flange with an integrated torque sensor, an electronic control device (ECU) for the electric motor, designed as a brushless DC motor (BLDC motor) electric motor, an actuator housing, coupled to the electric motor multi-stage planetary gear, an elastomeric decoupling unit and a flange connected to the other torsion bar spring. For controlling the electric motor, the torsion signal detected by the torque sensor is used. In conventional roll stabilizers, the torque sensor is disposed in a flange connected to a torsion bar. Since the flange is located outside the housing, it is exposed to environmental influences, also increases the risk of damage. In addition, disturbances can also be triggered by an external magnetic field or high temperature gradients, which requires compensation for the disturbances. However, these measures for the compensation of disturbing influences are complex and lead to higher costs of the roll stabilizer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wankstabilisator anzugeben, der eine exakte und störungsfreie Messung des Torsionssignals ermöglicht.The invention is therefore based on the object to provide a roll stabilizer, which allows an accurate and trouble-free measurement of the torsion signal.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Wankstabilisator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Drehmomentsensor auf oder an der Rotorwelle des Elektromotors angeordnet ist. To achieve this object, it is provided according to the invention in a roll stabilizer of the type mentioned that the torque sensor is arranged on or on the rotor shaft of the electric motor.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Rotorwelle des Elektromotors beim Betrieb des Wankstabilisators mit einem Drehmoment beaufschlagt wird, somit kann der Drehmomentsensor auf oder an der Rotorwelle des Elektromotors angeordnet sein, wodurch eine Messung des Torsionssignals möglich ist.The invention is based on the recognition that the rotor shaft of the electric motor is subjected to a torque during operation of the roll stabilizer, thus the torque sensor can be arranged on or on the rotor shaft of the electric motor, whereby a measurement of the torsion signal is possible.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Drehmomentsensor wenigstens einen Dehnungsmessstreifen (DMS) aufweist. Bei dieser Ausgestaltung ist somit wenigstens ein Dehnungsmessstreifen direkt an der Rotorwelle des Elektromotors angebracht, so dass ein Drehmoment direkt gemessen werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Dehnungsmessstreifen an der Rotorwelle anzubringen, beispielsweise können in Umfangsrichtung zwei, drei oder vier einzelne Dehnungsmessstreifen vorhanden sein. Alternativ oder zusätzlich können auch mehrere Dehnungsmessstreifen unter einem Winkel nebeneinander oder aufeinander angebracht werden, beispielsweise können zwei um 90° versetzt angeordnete DMS vorgesehen sein. In a further embodiment of the invention, it may be provided that the torque sensor has at least one strain gauge (DMS). In this embodiment, at least one strain gauge is thus mounted directly on the rotor shaft of the electric motor, so that a torque can be measured directly. Of course, it is also possible to attach a plurality of strain gauges on the rotor shaft, for example, may be present in the circumferential direction two, three or four individual strain gauges. Alternatively or additionally, a plurality of strain gauges can be mounted next to each other or at an angle at an angle, for example two strain gauges offset by 90 ° may be provided.
Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass der Drehmomentsensor zum indirekten Messen des Drehmoments anhand einer auf die Rotorwelle einwirkenden Axialkraft ausgebildet ist. Das mit dem Elektromotor gekoppelte Planetengetriebe weist in der ersten Getriebestufe eine Schrägverzahnung auf, die eine auf die Rotorwelle des Motors wirkende Axialkraft erzeugt, die proportional zum Drehmoment ist. Diese Axialkraft erzeugt eine Normalspannung an bzw. in der Rotorwelle. Die Rotorwelle ist dazu speziell geformt, so dass die Axialkraft bzw. die Normalspannung, die eine Scherspannung erzeugt, mit entsprechend ausgerichteten Dehnungsmessstreifen detektiert werden kann.In the context of the invention it can also be provided that the torque sensor is designed for indirectly measuring the torque on the basis of an axial force acting on the rotor shaft. The coupled to the electric motor planetary gear has in the first gear stage on a helical toothing, which generates an axial force acting on the rotor shaft of the motor, which is proportional to the torque. This axial force generates a normal voltage on or in the rotor shaft. The rotor shaft is specially shaped for this purpose, so that the axial force or the normal stress, which generates a shear stress, can be detected with appropriately aligned strain gauges.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass der Drehmomentsensor eine an oder in der Rotorwelle angebrachte Elektronikeinheit aufweist. Da sich die DMS mit der Rotorwelle bewegen, ist es erforderlich, die für die Dehnungsmessung benötigte Elektronikeinheit mitrotierend auszubilden. Zumindest muss ein Teil der für den Dehnungsmessstreifen erforderlichen Elektronik auf oder an der Rotorwelle angebracht sein. Diese Elektronikeinheit kann drahtlos über eine Telemetrieschnittstelle mit einem Empfänger oder einer anderen Elektronikeinheit gekoppelt sein. A variant of the invention provides that the torque sensor has an electronic unit attached to or in the rotor shaft. Since the strain gauges move with the rotor shaft, it is necessary to make the electronic unit required for the strain measurement co-rotating. At least part of the electronics required for the strain gauges must be mounted on or on the rotor shaft. This electronics unit may be wirelessly coupled via a telemetry interface to a receiver or other electronics unit.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.Further advantages and details of the invention will be explained below with reference to embodiments with reference to the drawings.
Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen: The drawings are schematic representations and show:
Der in
Wenn der Elektromotor
Für eine exakte Regelung des Elektromotors
Die
Der in
In der geschnittenen Ansicht von
Zusätzlich umfasst die Elektronikeinheit einen zweiten Teil
Der in
Dazu umfasst der Aktuator
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Aktuator actuator
- 22
- Gehäuse casing
- 33
- Elastomerentkopplungseinheit Elastomer decoupling unit
- 44
- Planetengetriebe planetary gear
- 55
- Rotorwelle rotor shaft
- 66
- Elektromotor electric motor
- 77
- Drehmomentsensor torque sensor
- 88th
- Rotorwelle rotor shaft
- 99
- Abschnitt section
- 1010
- Abschnitt section
- 1111
- Übergangsbereich Transition area
- 1212
- Aktuator actuator
- 1313
- Gehäuse casing
- 1414
- Rotorwelle rotor shaft
- 1515
- Dehnungsmessstreifen Strain gauges
- 1616
- Planetengetriebe planetary gear
- 1717
- erster Teil first part
- 1818
- Zylinder cylinder
- 1919
- zweiter Teil second part
- 2020
- Aktuator actuator
- 2121
- Rotorwelle rotor shaft
- 2222
- Elektronikeinheit electronics unit
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014216374.9A DE102014216374A1 (en) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | Roll stabilizer for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014216374.9A DE102014216374A1 (en) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | Roll stabilizer for a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102014216374A1 true DE102014216374A1 (en) | 2016-02-25 |
Family
ID=55273765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102014216374.9A Withdrawn DE102014216374A1 (en) | 2014-08-19 | 2014-08-19 | Roll stabilizer for a motor vehicle |
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DE (1) | DE102014216374A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108168751A (en) * | 2017-12-01 | 2018-06-15 | 中国直升机设计研究所 | A kind of torsional spring twist counter |
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2014
- 2014-08-19 DE DE102014216374.9A patent/DE102014216374A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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