DE10259082A1 - Elektrische Servolenkvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Elektrische Servolenkvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number
DE10259082A1
DE10259082A1 DE10259082A DE10259082A DE10259082A1 DE 10259082 A1 DE10259082 A1 DE 10259082A1 DE 10259082 A DE10259082 A DE 10259082A DE 10259082 A DE10259082 A DE 10259082A DE 10259082 A1 DE10259082 A1 DE 10259082A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
detection
shaft
housing
yokes
spacer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10259082A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10259082B4 (de
Inventor
Kohei Yamanaka
Mamoru Ichikawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Original Assignee
Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unisia JKC Steering Systems Co Ltd filed Critical Unisia JKC Steering Systems Co Ltd
Publication of DE10259082A1 publication Critical patent/DE10259082A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10259082B4 publication Critical patent/DE10259082B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409Electric motor acting on the steering column
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/105Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means

Abstract

Es ist eine elektrische Servolenkvorrichtung offenbart. Die Vorrichtung umfasst eine erste Welle und eine zweite Welle, verbunden durch ein elastisches Element. Ein erstes Erfassungselement ist verbunden mit der zweiten Welle und besteht aus einem magnetischen Material mit einer Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten, welche eine Anzahl von Schlitzen definieren. Ein Paar von zweiten Erfassungselementen ist verbunden mit der ersten Welle und angeordnet auf beiden Seiten des ersten Erfassungselements und besteht aus einem leitfähigen und nicht magnetischen Material mit einer Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten, welche eine gleiche Anzahl von Schlitzen definieren. Ein Paar von Erfassungsspulen sind in Axialrichtung angeordnet auf beiden Seiten eines Satzes der ersten und zweiten Erfassungselemente. Ein Gehäuse beherbergt die ersten und zweiten Erfassungselemente, die Erfassungsspulen, und hält Joche in einer festen Position. Der größte Außendurchmesser der ersten Welle ist kleiner als jeder der Innendurchmesser des ersten Erfassungselements, des zweiten Erfassungselements und der Joche, wodurch eine Montage der elektrischen Servolenkvorrichtung verbessert wird.

Description

    Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung, welche ein Lenkdrehmoment, übertragen durch eine Lenkwelle, durch einen Drehmomentsensor erfasst und eine Lenkhilfskraft in Reaktion auf das durch einen Elektromotor erfasste Drehmoment liefert, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Es ist bekannt, dass eine große Nachfrage nach einer verbesserten Kraftstoffökonomie in vielen Bereichen existiert, insbesondere bei Automobilen, im Hinblick auf den Umweltschutz. Als eine Einrichtung, welche dies erreicht, wird die Verwendung einer durch einen Elektromotor angetriebenen Servolenkvorrichtung in Erwägung gezogen, und manche elektrischen Servolenkvorrichtungen wurden bereits in die Praxis umgesetzt.
  • Die elektrische Servolenkvorrichtung ist beispielsweise offenbart in der japanischen Patentveröffentlichung (koukai) Nr. Heisei 2-132336 (welche hierin durch Verweis enthalten ist). Gemäß dieser Veröffentlichung sind eine Eingangswelle (erste Welle) und eine Ausgangswelle (zweite Welle) verbunden durch ein elastisches Element (Torsionsstab). Ein erstes Induktionselement und ein zweites Induktionselement, welche einem ersten Erfassungselement und einem zweiten Erfassungselement entsprechen, sind angebracht am Ende der Eingangswelle und der Ausgangswelle zur Drehung damit, so dass das erste Induktionselement und das zweite Induktionselement einander gegenüberliegen. Die Induktionselemente sind Scheiben oder konzentrische zylindrische Elemente aus leitfähigem Material, wobei jedes Element sektorförmige ausgeschnittene Abschnitte aufweist. Die sektorförmigen ausgeschnittenen Abschnitte der beiden Induktionselemente befinden sich in Ausrichtung für ein vorbestimmtes Startdrehmoment. Erfassungsspulen sind angebracht auf beiden Seiten der Induktionselemente und erzeugen ein hochfrequentes oszillierendes Magnetfeld. Das Magnetfeld induziert Wirbelströme in den Induktionselementen. Die Wirbelströme im zweiten Induktionselement nehmen zu, wenn das Leitungsmaterial des zweiten Elements der Erfassungsspule durch die ausgeschnittenen Abschnitte des ersten Induktionselements ausgesetzt wird. Zunahmen der induzierten Wirbelströme bewirken eine Abnahme der Induktivität der Erfassungsspule, welche, wenn sie gemessen wird, eine Messung des übertragenen Drehmoments bildet. Eine der Erfassungsspulen wird verwendet zum Erfassen eines zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle erzeugten Drehmoments, wobei die andere Erfassungsspule verwendet wird zur Temperaturkompensation. Daher ist bevorzugt, dass mindestens zwei Erfassungsspulen für die elektrische Servolenkvorrichtung vorgesehen sind. Jede Erfassungsspule ist stabil befestigt an beiden Seiten der Induktionselemente, indem sie an einem Gehäuse befestigt sind.
  • Bei dem oben beschriebenen bekannten elektrischen Servolenkdrehmomentsensors sind die Induktionselemente angebracht an der Eingangswelle und der Ausgangswelle, und die Erfassungsspulen sind befestigt am Gehäuse, so dass die Induktionselemente sich zwischen den Erfassungsspulen befinden. Diese Anordnung ist kompliziert zu montieren. In Anbetracht dieses Problems ist ein elektrischer Servolenkdrehmomentsensor, welcher in der Lenksäule während einer Fahrzeugmontage leicht eingebaut werden kann, erwünscht.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine verbesserte elektrische Servolenkvorrichtung vorgesehen. Die elektrische Servolenkvorrichtung umfasst eine erste Welle, eine zweite Welle, ein elastisches Element, verbunden mit der ersten Welle an einem Ende des elastischen Elements und verbunden mit der zweiten Welle am anderen Ende des elastischen Elements, einen Elektromotor zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, wobei der Elektromotor eine Ausgangswelle aufweist, eine Schneckenwelle, verbunden mit der Ausgangswelle des Elektromotors, ein Schneckenrad, vorgesehen auf der zweiten Welle, wobei das Schneckenrad in Eingriff ist mit der Schneckenwelle, so dass die Lenkhilfskraft übertragen wird von dem Elektromotor zur zweiten Welle, ein erstes Erfassungselement, vorgesehen an der zweiten Welle, wobei das erste Erfassungselement aus einem magnetischen Material besteht, wobei das erste Erfassungselement eine Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten aufweist, welche einen ersten Satz von Schlitzen definieren, wobei der erste Satz von Schlitzen vorgesehen auf mindestens einer Seite des ersten Erfassungselements, so dass die Schlitze sich in gleichem Abstand in Radialrichtung zum ersten Erfassungselement befinden, ein Paar von zweiten Erfassungselementen, vorgesehen auf beiden Seiten des ersten Erfassungselements, so dass das erste Erfassungselement sich in Axialrichtung zwischen den beiden zweiten Erfassungselementen befindet, wobei das zweite Erfassungselement aus einem leitfähigen und nicht magnetischen Material besteht, wobei das zweite Erfassungselement eine Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten aufweist, welche einen zweiten Satz von Schlitzen definieren, die in Axialrichtung in gleichen Abständen um die zweiten Erfassungselemente angeordnet sind, ein Paar von Erfassungsspulen, in Axialrichtung angeordnet auf jeder Seite des ersten Erfassungselements und der zweiten Erfassungselemente, so dass der Satz des ersten Erfassungselements und der zweiten Erfassungselemente zwischen den Erfassungsspulen angeordnet ist, wobei die Erfassungsspulen eine Änderung eines zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle erzeugten Drehmoments erfassen, wobei die Änderung des Drehmoments erfasst wird durch Messen der Impedanzänderung in den Erfassungsspulen, welche sich ändert gemäß dem Betrag einer Überlappung zwischen den ersten Schlitzen und den zweiten Schlitzen, ein Paar von Jochen aus magnetischem Material, wobei jedes der Joche die Erfassungsspule aufnimmt, so dass das Joch die Erfassungsspule umgibt, ein Gehäuse, welches das erste Erfassungselement, die zweiten Erfassungselemente, die Erfassungsspulen und die Joche aufnimmt, wobei die Joche befestigt sind am Gehäuse, wobei der größte Außendurchmesser der ersten Welle kleiner ist als jeder eines Innendurchmessers des ersten Erfassungselements, des zweiten Erfassungselements und der Joche.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Montieren einer elektrischen Servolenkvorrichtung. Das Verfahren zum Montieren einer elektrischen Servolenkvorrichtung umfasst die Schritte eines Verbindens einer ersten Welle mit einem Ende eines elastischen Elements, eines Verbindens einer zweiten Welle mit dem anderen Ende des elastischen Elements, wobei die zweite Welle ein Schneckenrad aufweist, ein anschließendes Montieren eines Elektromotors zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, wobei der Elektromotor eine Ausgangswelle und eine mit der Ausgangswelle des Elektromotors verbundene Schneckenwelle aufweist, wobei das Schneckenrad in Eingriff ist mit der Schneckenwelle, so dass eine Lenkhilfskraft übertragen wird vom Elektromotor zur zweiten Welle, ein Befestigen eines Drehmomentsensors auf der ersten Welle und der zweiten Welle, wobei der Drehmomentsensor ein erstes Erfassungselement, vorgesehen auf der zweiten Welle, umfasst, wobei das erste Erfassungselement aus magnetischem Material besteht und eine Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten aufweist, welche erste Schlitze definieren, wobei die ersten Schlitze vorgesehen sind auf mindestens einer Seite des ersten Erfassungselements, so dass die ersten Schlitze in Abstand um das erste Erfassungselement angeordnet sind, ein Paar von zweiten Erfassungselementen, vorgesehen auf beiden Seiten des ersten Erfassungselements, so dass das erste Erfassungselement sich in Axialrichtung zwischen den beiden Erfassungselementen befindet, wobei das zweite Erfassungselement aus einem leitfähigen und nicht magnetischen Material besteht und eine Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten aufweist, welche zweite Schlitze definieren, so dass die zweiten Schlitze in Abstand um die zweiten Erfassungselemente angeordnet sind, ein Paar von Erfassungsspulen, welche in Axialrichtung vorgesehen sind auf beiden Seiten des ersten Erfassungselements und des zweiten Erfassungselements, so dass das erste Erfassungselement und die zweiten Erfassungselemente sich zwischen den Erfassungsspulen befinden, wobei die Erfassungsspulen fähig sind zur Erfassung einer Änderung eines zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle erzeugten Drehmoments auf der Grundlage einer Impedanzänderung der Erfassungsspulen, wobei die Impedanzänderung variiert gemäß einer Änderung einer Überlappung zwischen den ersten Schlitzen und den zweiten Schlitzen, ein Paar von Jochen aus magnetischem Material, wobei jedes der Joche eine der Erfassungsspulen aufnimmt, so dass jedes Joch die eine der Erfassungsspulen umgibt, und eines anschließenden Befestigens eines Gehäuses, welche das erste Erfassungselement, die zweiten Erfassungselemente, die Erfassungsspulen und die Joche aufnimmt, wobei die Joche befestigt sind am Gehäuse, wobei der größte Außendurchmesser der ersten Welle kleiner ist als jeder der Innendurchmesser des ersten Erfassungselements, des zweiten Erfassungselements und der Joche.
  • Selbstverständlich haben sowohl die obige generelle Beschreibung als auch die nachfolgende genaue Beschreibung ausschließlich beispielhaften und veranschaulichenden Charakter und beschränken die in den Ansprüchen dargelegte Erfindung nicht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und den begleitenden beispielhaften Ausführungsbeispielen, dargestellt in der Zeichnung, deutlich hervor; es zeigt;
  • Fig. 1 eine schematische Ansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 2 eine Vertikalschnittansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3 eine Expansionsansicht der elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 4 eine vergrößerte Schrägansicht eines ersten Erfassungselements der elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht verschiedener Elemente der elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 6 eine Vorderansicht einer Eingangswelle (ersten Welle) für die elektrische Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 7 eine Draufsicht eines zweiten Erfassungselements für die elektrische Servolenkvorrichtung;
  • Fig. 8 eine Vertikalschnittansicht des zweiten Erfassungselements längs einer Linie VIII, VIII von Fig. 2;
  • Fig. 9 eine Schrägansicht des zweiten Erfassungselements für die elektrische Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
  • Genaue Beschreibung
  • Eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Lenkrad SW verbunden mit einem Ende (oberes Ende in Fig. 1) einer Lenkwelle S, und das andere Ende der Lenkwelle S (unteres Ende in Fig. 1) ist verbunden mit Fahrzeugrädern TR und TL über ein Zahnstangenlenkgetriebe SG oder Ähnliches und eine Spurstange T. Die Lenkwelle S dreht durch Betätigung des Lenkrads SW, und diese Drehung wird übertragen zum Lenkgetriebe 5% welches die Drehung des Lenkrads SW in eine geradlinige Bewegung einer Zahnstange R umwandelt. Diese geradlinige Bewegung wird übertragen zu den Fahrzeugrädern TR und TL über die Spurstange T. Ein Elektromotor M ist verbunden mit einem Ritzel P über einen Schneckentrieb WG. Ein Getriebegehäuse GH trägt und umschließt die Zahnstange R und das Ritzel P darin. Der Elektromotor M erzeugt eine Lenkhilfskraft zum manuellen Lenken in Reaktion auf ein durch die Lenkwelle S übertragenes Drehmoment. Der Elektromotor M wird gesteuert durch eine elektronische Steuereinheit ECU, welche im Fahrzeug installiert ist. Auf der Grundlage eines vom Drehmomentsensor TS gesendeten Drehmomentsignals sendet die elektronische Steuereinheit ECU ein Steuersignal an den Elektromotor M. Eine Batterie B liefert elektrische Energie zur elektronischen Steuereinheit ECU und zum Elektromotor M über ein Relais Ry. Das Relais Ry hat eine Schutzeinrichtung, welche die elektrische Schaltung von der Batterie bei Auftreten eines Fehlers trennt.
  • Die Struktur des Drehmomentsensors TS der elektrischen Servolenkvorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 9 beschrieben. Fig. 2 ist eine Vertikalschnittansicht der elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 ist eine Explosionsansicht derselben. In Fig. 2 und 3 umfasst die elektrische Servolenkvorrichtung ein Gehäuse 1, eine Eingangswelle (erste Welle) 2, eine Ausgangswelle (zweite Welle) 3, einen Torsionsstab (elastisches Element) 4, ein erstes Erfassungselement 5, ein Paar von zweiten Erfassungselementen 6 und 7, eine Erfassungsspule zum Erfassen eines Drehmoments (Erfassungsspule) 8, eine Erfassungsspule zur Temperaturkompensation (Erfassungsspule) 9, ein erstes Abstandselement 10, ein zweites Abstandselement 11, eine Tellerfeder 12, ein Schneckenrad 13 und eine Schneckenwelle 14.
  • Das Gehäuse 1 des Drehmomentsensors TS ist gebildet aus einem ersten Gehäuse 110, einem Zwischengehäuse 120 und einem zweiten Gehäuse 130. Das erste Gehäuse 110 trägt und umschließt hauptsächlich den Drehmomentsensor TS. Das Zwischengehäuse 120 trägt und umschließt hauptsächlich den Schneckentrieb WG. Das zweite Gehäuse 130 trägt und umschließt hauptsächlich das Zahnstangenlenkgetriebe R und P. Das kombinierte Gehäuse 1 umschließt ferner einen wesentlichen Teil der Anordnung aus der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3.
  • Das Zwischengehäuse 120 hat einen Abschnitt 120a großen Innendurchmessers an einem oberen Abschnitt des Zwischengehäuses 120. Ein unterer Endumfangsabschnitt 110a des ersten Gehäuses 110 ist eingesetzt in den Abschnitt 120 großen Innendurchmessers des Zwischengehäuses 120, wo ein Flanschabschnitt 110b getragen wird auf einer oberen Fläche des Zwischengehäuses 120. Das erste Gehäuse 110 hat einen Abschnitt, welcher ein Schraubenloch 110h definiert, und das Zwischengehäuse hat einen Abschnitt, welches ein passendes Schraubenloch 120h definiert. Das erste Gehäuse und das Zwischengehäuse 120 sind verbunden mittels einer oder mehr Schrauben (nicht dargestellt), welche in die Schraubenlöcher 110h und 120h eingesetzt sind.
  • Das zweite Gehäuse 130 hat einen Abschnitt 130a großen Außendurchmessers an einem oberen Abschnitt des zweiten Gehäuses. Das Zwischengehäuse 120 hat einen Abschnitt 120b kleinen Außendurchmessers an einem unteren Abschnitt des Zwischengehäuses 120. Der Abschnitt 120b kleinen Außendurchmessers des Zwischengehäuses 120 ist eingesetzt in den Abschnitt 130a großen Außendurchmessers des zweiten Gehäuses 130. Ein gestufter Abschnitt 120c, definiert an einem unteren Abschnitt des Zwischengehäuses 120, wird getragen auf einer oberen Fläche des Abschnitts 130a großen Außendurchmessers des zweiten Gehäuses 130. Das zweite Gehäuse 130 hat einen Abschnitt, welcher ein Schraubenloch 130h definiert. Das Zwischengehäuse 120 und das zweite Gehäuse 130 sind miteinander verbunden durch eine oder mehr Schrauben (nicht dargestellt), welche in die Schraubenlöcher 120h und 130h eingesetzt sind. Alternativ sind das erste Gehäuse 110, das Zwischengehäuse 120 und das zweite Gehäuse 130 verbunden mittels eines einzigen Satzes von Schrauben, welche in die wechselseitig ausgerichteten Schraubenlöcher 110h, 120h und 130h eingesetzt sind. Das erste Gehäuse 110, das Zwischengehäuse 120 und das zweite Gehäuse 130 können verbunden werden durch eine andere geeignete Verbindungseinrichtung (wie etwa Haftmittel).
  • Die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 sind axial getragen durch Lager 1a, 1b und 1c, welche im ersten Gehäuse 110, im Zwischengehäuse 120 bzw. im zweiten Gehäuse 130 montiert sind. Diese Lager ermöglichen ein Drehen der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 im Gehäuse 110, 120 und 130.
  • Die Eingangswelle 2 hat eine Axialöffnung, welche eine Mittelöffnung 2a definiert. Der Torsionsstab 4 ist eingesetzt in die Mittelöffnung 2a. Ein Ende des Torsionsstabs 4 ist angebracht an der Eingangswelle 2 über einen Stift 2b, und das andere Ende des Torsionsstabs 4 ist angebracht an einer Axialöffnung in der Ausgangswelle 3, welche ein Loch 3a definiert. Stege auf dem Torsionsstab 4 sind in Eingriff mit Vertiefungen im Ausgangswellenloch 3a, um ein Drehmoment zwischen dem Torsionsstab 4 und der Ausgangswelle 3 zu übertragen.
  • Das Lenkrad SW (nicht dargestellt in Fig. 2) ist verbunden mit der Eingangswelle 2. Ein auf das Lenkrad SW angewandtes Drehungs-Drehmoment wird in der genannten Reihenfolge übertragen durch die Eingangwelle 2, den Torsionsstab 4, die Ausgangswelle 3 und das Zahnstangenlenkgetriebe R und P, um die Fahrzeugräder TR und TL zu drehen.
  • Das erste Erfassungselement 5 besteht aus einem magnetischen Material, wie etwa gesinterter rostfreier Stahl. Das erste Erfassungselement 5 ist ein Teil eines Magnetflusspfads des durch die Erfassungsspulen 8 und 9 erzeugten Magnetfelds. Wie in Fig. 5 beschrieben, ist das erste Erfassungselement 5 befestigt an einem Abschnitt 33 kleinen Durchmessers der Ausgangswelle 3 durch eine Presspassung. Bei diesem Ausführungsbeispiel berührt eine obere Fläche eines gestuften Abschnitts 32 der Ausgangswelle 3 das erste Erfassungselement 5 nicht.
  • Wie in Fig. 4 dargestellt, hat das erste Erfassungselement 5 eine Naben- und Speichenform mit einer Axialöffnung, welche ein Verbindungsloch 50 in einem kreisartigen Halterungsabschnitt 53 des ersten Erfassungselements 5 definiert. Zacken 50a sind einstückig ausgebildet im Verbindungsloch 50, wenn das erste Erfassungselement durch Sintern hergestellt ist. Das erste Erfassungselement 5 und der Abschnitt 33 kleinen Durchmessers der Ausgangswelle 3 sind fest verbunden durch einen Presssitz (das heißt Presspassung), unterstützt durch die Zacken 50a. Eine Vielzahl von Speichen oder Stäben 52 ragen in Radialrichtung um den kreisartigen Halterungsabschnitt 53 vor, wobei eine Vielzahl von ersten Schlitzen 51 zwischen den Stäben 52 definiert wird. Die Stäbe 52 sind in Radialrichtung in gleichmäßigen Abständen um die Mittellinie des Verbindungsloch 50 angeordnet, so dass die Bereiche der ersten Schlitze 51 alle einander gleich sind.
  • Die Erfassungsspule 8 erfasst eine Drehmomentdifferenz, welche zwischen der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 existiert, auf der Grundlage einer Impedanzänderung der Erfassungsspule 8. Wie in Fig. 5 dargestellt, weist die Erfassungsspule 8 zu einer oberen Fläche des ersten Erfassungselements 5. Die Erfassungsspule 8 wird getragen durch ein Joch 80, welches die Seitenfläche und die obere Fläche umgibt, jedoch nicht die untere Fläche der Erfassungsspule 8. Die Erfassungsspule 8 ist befestigt am Gehäuse 1 üb er das Joch 80. Die Erfassungsspule 8 erzeugt ein hochfrequent es Wechselmagnetfeld, wenn ein hochfrequenter elektrischer Wechselstrom, geliefert durch die elektronische Steuereinheit ECU, durch die Spule 8 fließt. Der Magnetflusspfad für das magnetische Feld wird gebildet im ersten Erfassungselement 5 und im Joch 80.
  • Wie in Fig. 5 dargestellt, umfasst das Joch 80 einen oberen Abschnitt 80a, einen inneren Abschnitt 80b, einen äußeren Abschnitt 80c und einen Flanschabschnitt 80d, welcher nach außen am unteren Ende des äußeren Abschnitts 80c ausgebildet ist. Eine Dicke des äußeren Abschnitts 80c ist dicker als die Dicke des oberen Abschnitts 80a und des inneren Abschnitts 80b, um ein Austreten des Magnetfelds hin zum Flanschabschnitt 80d zu minimieren.
  • Die Erfassungsspule 9 wird verwendet zur Fehlerkompensation bezüglich der Impedanzmessung der Erfassungsspule 8, bewirkt durch Temperaturänderungen. Die Erfassungsspule 9 weist zur unteren Fläche des ersten Erfassungselements 5. Die Erfassungsspule 9 wird getragen durch ein Joch 90, welches die Seitenfläche und die untere Fläche der Erfassungsspule 9, jedoch nicht die obere Fläche, umgibt (siehe Fig. 5). Die Erfassungsspule 9 ist befestigt am Gehäuse 1 über das Joch 90. Die Erfassungsspule 9 erzeugt ein hochfrequentes Wechselmagnetfeld, wenn ein hochfrequenter elektrischer Wechselstrom, geliefert durch die elektronische Steuereinheit ECU, durch die Spule 9 fließt. Ein Magnetpfad des Magnetfelds ist gebildet im ersten Erfassungselement 5 und im Joch 90.
  • Wie in Fig. 5 dargestellt, umfasst das Joch 90 einen unteren Abschnitt 90a, einen inneren Abschnitt 90b, einen äußeren Abschnitt 90c und einen Flanschabschnitt 90d, welcher an einem oberen Ende des äußeren Abschnitts 90c nach außen ausgebildet ist. Eine Dicke des äußeren Abschnitts 90c ist dicker als die Dicke des unteren Abschnitts 90a und des inneren Abschnitts 90b, um ein Austreten des Magnetfelds hin zum Flanschabschnitt 90d zu minimieren.
  • Das erste Abstandselement 10 besteht aus einem nicht magnetischen Material. Bei einem Ausführungsbeispiel besteht das erste Abstandselement 10 aus einem Kunstharz (PPS) und hat eine Rohrform. Das erste Abstandselement 10 hat ein Paar von ersten gestuften Abschnitten 10a und 10b, welche im ersten Abstandselement 10 ausgebildet sind. Der erste gestufte Abschnitt 10a ist ausgebildet an der oberen Seite des ersten Abstandselements 10 und nimmt den Flanschabschnitt 80d des Jochs 80 auf. Der erste gestufte Abschnitt 10b ist ausgebildet an der unteren Seite des ersten Abstandselements 10 und nimmt den Flanschabschnitt 90d des Jochs 90 auf. Daher ist der Axialabstand zwischen den Erfassungsspulen 8 und 9 derselbe wie der Axialabstand zwischen dem ersten und dem zweiten gestuften Abschnitt 10a und 10b. Ferner ist der Axialabstand zwischen den Erfassungsspulen 8 und 9 einstellbar durch Ändern des Axialabstands zwischen dem ersten und dem zweiten gestuften Abschnitt 10a und 10b. Ferner sind der Außendurchmesser des Jochflanschabschnitts 80d und ein Innendurchmesser eines oberen Abschnitts des ersten Abstandselements 10 annähernd gleich. Daher gibt es kein Radialspiel zwischen dem ersten Abstandselement 10 und dem Joch 80. Ein Innendurchmesser eines Abschnitts kleinen Durchmessers des ersten Abstandselements 10, definiert zwischen den gestuften Abschnitten 10a und 10b, ist kleiner als die Innendurchmesser des ersten Abstandselements 10, definiert an den gestuften Abschnitten 10a und 10b, und ist größer als die Außendurchmesser des ersten Erfassungselements 5 und der Zweiten Erfassungselemente 6 und 7. Daher sind die ersten und weiten Erfassungselemente 5, 6 und 7 fähig zur Drehung innerhalb des ersten Abstandselements 10.
  • Das erste Abstandselement 10 hat ein Paar von Axialvorsprüngen 10c und 10d. Die Axialvorsprünge 10c und 10d sind ausgebildet in dem ersten Abstandselement 10. Diese Axialvorsprünge 10c und 10d passen in komplementäre Axialeinkerbungen 80e bzw. 90e in den Flanschabschnitten 80d und 90d. Die Axialvorsprünge 10c und 10d und die Axialeinkerbungen 80e und 90e umfassen ein erstes Sperrelement. Die Axialvorsprünge 10c und 10d und die Axialeinkerbungen 80e und 90e sind derart angeordnet, dass im montierten Zustand ein Paar von Kabelbäumen 8a und 9a der Erfassungsspulen 8 und 9 in Axialrichtung bezüglich einander ausgerichtet sind und darin befestigt sind. Alternativ können bei einem äquivalenten Ausführungsbeispiel des ersten Sperrelements die Axialvorsprünge 10c und 10d ausgebildet sein auf den Flanschabschnitten 80d und 90d, und die komplementären Axialeinkerbungen 80e und 90e können im ersten Abstandselement 10 definiert sein.
  • Das zweite Abstandselement 11 hat einen unteren Flanschabschnitt 11a. Der untere Flanschabschnitt 11a wird aufgenommen auf einem gestuften Abschnitt 120d, welcher im Abschnitt 120a großen Innendurchmessers des Zwischengehäuses 120 ausgebildet ist. Der untere Flanschabschnitt 11a ist angeordnet zwischen dem unteren Endumfangsabschnitt 110a des ersten Gehäuses 110 und dem zweiten gestuften Abschnitt 120d. Daher ist das zweite Abstandselement 11 fest verbunden mit dem Gehäuse 1. Ein oberer rohrartiger Abschnitt 11b ist ausgebildet auf dem unteren Flanschabschnitt 11a. Der obere rohrartige Abschnitt 11b hat eine Axialöffnung, welche ein Kreisloch 11c definiert. Das Joch 90 ist aufgenommen im kreisförmigen Loch 11c. Der obere rohrartige Abschnitt 11b ist eingesetzt in das erste Abstandselement 10. Eine obere Fläche des oberen rohrartigen Abschnitts 11b ist aufgenommen auf dem ersten gestuften Abschnitt 10b über den Flanschabschnitt 90d des Jochs 10. Daher werden Axialrelativpositionen der Erfassungsspulen 8 und 9 bezüglich des ersten Gehäuses 110 eingestellt durch Ändern der Höhe des oberen rohrartigen Abschnitts 11b. Ferner sind Außendurchmesser des Flanschabschnitts 90d und des oberen rohrartigen Abschnitts 11b und ein Innendurchmesser eines unteren Abschnitts des ersten Abstandselements 10 annähernd gleich. Daher existiert kein Radialspiel zwischen dem ersten Abstandselement 10, dem Joch 90 und dem zweiten Abstandselement 11. Außerdem hat das zweite Abstandselement 11 einen Abschnitt, welcher eine Axialeinkerbung 11e definiert (dargestellt in Fig. 3). Die Axialeinkerbung 11e ist vorgesehen, um den elektrischen Kabelbaum 9a herauszuführen.
  • Der obere rohrartige Abschnitt 11b hat einen Abschnitt, welcher eine Axialeinkerbung 11d definiert, die komplementär zum Axialvorsprung 10d beim ersten Abstandselement 10 ist und vorgesehen ist, um diesen Axialabschnitt 11d aufzunehmen. Die Axialeinkerbung 11d und der Axialvorsprung 10d sind derart positioniert, dass im montierten Zustand der Kabelbaum 9a zur Axialeinkerbung 11e weist. Alternativ kann bei einem äquivalenten Ausführungsbeispiel des ersten Sperrelements der Axialvorsprung 10d ausgebildet auf dem oberen rohrartigen Abschnitt 10b, und die komplementäre Axialeinkerbung 11d kann definiert sein im ersten Abstandselement 10.
  • Das erste Abstandselement 10 hat einen Axialvorsprung 10e auf der Außenfläche des ersten Abstandselements 10. Das erste Gehäuse 110 hat einen Abschnitt, welcher eine komplementäre Axialeinkerbung 110c definiert, die vorgesehen ist zum Aufnehmen des Axialvorsprungs 10c. Das erste Gehäuse 110 hat ein Plattengehäuse 110e (in Fig. 3), welches eine (nicht dargestellte) Leiterplatte aufnimmt. Der Axialvorsprung 10e und die Axialeinkerbung 110c sind derart angeordnet, dass im montierten Zustand die Kabelbäume 8a und 8e zum Plattengehäuse 110e weisen. Der Axialvorsprung 10e und die Axialeinkerbung 110c umfassen ein zweites Sperrelement. Alternativ kann bei einem äquivalenten Ausführungsbeispiel des zweiten Sperrelements der Axialvorsprung 10e ausgebildet sein im ersten Gehäuse 110, und die komplementäre Axialeinkerbung 110c kann definiert sein auf der Außenfläche des ersten Abstandselements 10.
  • Die Tellerfeder 12 ist vorgesehen zwischen einem gestuften Abschnitt 110d des ersten Gehäuses 110 und dem Flanschabschnitt 80d des Jochs 80. Die Tellerfeder 12 drückt gegen den Flanschabschnitt 80d und gegen den gestuften Abschnitt 110d. Ferner sind das erste Gehäuse 110 und das Zwischengehäuse 120 mittels Schrauben verbunden. Folglich sind die Joche 80 und 90 und die Erfassungsspulen 8 und 9 fest miteinander verbunden. Dies hält die Axialrelativpositionen zwischen den Jochen 80 und 90 und den Erfassungsspulen 8 und 9 bei.
  • Wie in Fig. 6 dargestellt, hat die Eingangswelle 2 einen Abschnitt 2c großen Durchmessers, welcher an der unteren Seite der Eingangswelle 2 ausgebildet ist. Der Abschnitt 2c großen Durchmessers hat Abschnitte, welche eine Vielzahl von Axialeinkerbungen 2e definiert, und hat einen Abschnitt, welcher eine ringartige Einkerbung 2d auf den Außenflächen davon definiert. Am Schnittpunkt der Axialeinkerbung 2e und der ringartigen Einkerbung 2d existiert ein Abschnitt, welcher einen Hohlraum 2f definiert. Hingegen umfasst, wie in Fig. 8 und 9 dargestellt, ein zweites Erfassungselement 6 einen rohrartigen Halterungsabschnitt 60, eine Vielzahl von Schirmabschnitten 62 und einen äußeren ringartigen Abschnitt 63. Die Schirmabschnitte 62 sind hier und in den Ansprüchen ebenfalls als erster Flanschabschnitt beschrieben. Der rohrartige Abschnitt 63 ist hier und in den Ansprüchen ebenfalls als rohrartiges Element beschrieben. Die Eingangswelle 2 und das zweite Erfassungselement 6 sind am Hohlraum 2f durch ein Gesenkform- bzw. Tiefziehwerkzeug bearbeitet, so dass der rohrartige Halterungsabschnitt 60 in Eingriff mit dem Hohlraum 2f ist. Im gesenkgeformten bzw. tiefgezogenen ("swaged") Zustand wird das zweite Erfassungselement 6 sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung an einer festen Position auf der Eingangswelle 2 gehalten.
  • Das erste Erfassungselement 5 und das zweite Erfassungselement 6 sind um einen vorbestimmten Zwischenraum getrennt. Wie in Fig. 7, 8 und 9 beschrieben, hat das zweite Erfassungselement 6 eine Vielzahl von Schirmabschnitten 62. Eine Vielzahl von zweiten Schlitzen 61 ist definiert zwischen den Schirmabschnitten 62. Die Anzahl der zweiten Schlitze 61 ist gleich der Anzahl der Stäbe 52 des ersten Erfassungselements 5; es gibt acht zweite Schlitze 61 bei diesem Ausführungsbeispiel. Außerdem können die Radialbreite des Stabs 52 und die Radialbreite des zweiten Schlitzes 61 gleich sein.
  • Das zweite Erfassungselement 6 besteht aus einem leitfähigen und nicht magnetischen Material, wie etwa Aluminium. Eine Impedanzänderung innerhalb der Erfassungsspule 8 wird bewirkt durch Änderungen der Überlappung zwischen den ersten Schlitzen 51 und den zweiten Schlitzen 61.
  • Das zweite Erfassungselement 7 ist vorgesehen zwischen dem ersten Erfassungselement 5 und der Erfassungsspule 9. Das zweite Erfassungselement 7 hat einen äußeren rohrartigen Abschnitt 73 am äußeren Umfangsabschnitt des zweiten Erfassungselements 7. Die zweiten Erfassungselemente 6 und 7 sind miteinander verbunden an den äußeren rohrartigen Abschnitten 63 und 73, so dass das zweite Erfassungselement 7 zusammen mit dem zweiten Erfassungselement 6 dreht. Ein Innenumfangsabschnitt des zweiten Erfassungselements 7 berührt die Ausgangswelle 3 nicht. Das zweite Erfassungselement 7 hat eine Vielzahl von Schirmabschnitten 72. Eine Vielzahl von zweiten Schlitzen 71 ist definiert zwischen den Schirmabschnitten 72. Die Anzahl der zweiten Schlitze 71 ist gleich der Anzahl der Stäbe 52 des ersten Erfassungselements 5; es gibt acht Schlitze 71 bei diesem Ausführungsbeispiel. Außerdem können die Radialbreite der Stäbe 52 und die Radialbreite der zweiten Schlitze 71 gleich sein.
  • Wie in Fig. 7 dargestellt, sind bei einem Ausführungsbeispiel der zweite Schlitz 61 des zweiten Erfassungselements 6 und der zweite Schlitz 71 des zweiten Erfassungselements 7 um 22,5 Grad bezüglich einander verschoben. Außerdem können die Radialbreite des Schirmabschnitts 62 und die Radialbreite des Schirmabschnitts 72 gleich sein. In einer Startposition, anders ausgedrückt, wenn kein Drehmoment in der Lenkwelle S erzeugt wird, sind die Stäbe 52 derart angeordnet, dass die Stäbe 52 vollständig mit beiden Schirmabschnitten 62 und 72 überlappen. In dieser Position überlappen die Stäbe 52, da die Stäbe 52 zwischen den zweiten Schlitzen 61 und 71 angeordnet sind, weder mit dem zweiten Schlitz 61 noch mit dem zweiten Schlitz 71.
  • Wie in Fig. 9 dargestellt, hat das zweite Erfassungselement 7 eine Axialöffnung, welche ein Loch 74 an der Mitte des zweiten Erfassungselements 7 definiert. Das Loch 74 schließt an die zweiten Schlitze 71 an. Daher ermöglicht das zweite Erfassungselement 7 ein Einsetzen in Axialrichtung des ersten Erfassungselements zwischen den zweiten Erfassungselementen 6 und 7 ausgehend von der unteren Seite des zweiten Erfassungselements 7. Der Außendurchmesser des Abschnitts 2c großen Durchmessers der Eingangswelle, welcher der größte Außendurchmesser der Eingangswelle 2 ist, ist kleiner als der Innendurchmesser des rohrartigen Halterungsabschnitts 60 des zweiten Erfassungselements 6, der Innendurchmesser des Verbindungslochs 50 des ersten Erfassungselements 5 und die Innendurchmesser der Joche 80 und 90, welche die Erfassungsspulen 8 und 9 aufnehmen. Daher können diese Elemente (das zweite Erfassungselement 6, das erste Erfassungselement 5, die Joche 80 und 90 und die Erfassungsspulen 8 und 9) auf der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 ausgehend vom Ende der Eingangswelle 2 montiert werden, nachdem die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle über den Torsionsstab 4 miteinander verbunden wurden.
  • Ein Verfahren zur Montage jedes der Elemente der elektrischen Servolenkvorrichtung umfasst die folgenden Schritte.
    • a) Das Lager 1b wird befestigt an der Ausgangswelle 3 durch Presspassung.
    • b) In diesem montierten Zustand wird die Ausgangswelle 3 eingesetzt in das Zwischengehäuse 120 ausgehend von der unteren Seite des Zwischengehäuses 120 (siehe Fig. 2).
      Gleichzeitig wird das Lager 1b befestigt am Abschnitt 120b kleinen Außendurchmessers des Zwischengehäuses 120 durch Presspassung. Daher sind die Ausgangswelle 3 und das Zwischengehäuse 120 fähig zur Drehung bezüglich einander.
    • c) Als nächstes wird der Torsionsstab 4 eingesetzt in das Loch 3a der Ausgangswelle 3. Wie in Fig. 2 dargestellt, hat der Torsionsstab 4 eine Kerbverzahnungsfläche auf dem unteren Abschnitt davon. Die Kerbverzahnungsfläche greift ein in eine entsprechende Innenfläche des Lochs 3a. Folglich werden der Torsionsstab 4 und die Ausgangswelle 3 fest miteinander verbunden.
    • d) Als nächstes wird der Torsionsstab 4 eingesetzt in das Mittelloch 2a der Eingangswelle 2, bis die Eingangswelle 2 vollständig in die Ausgangswelle 3 eingesetzt ist. In diesem Zustand wird ein Loch 2g in die Eingangswelle 2 und den Torsionsstab 4 durch einen Durchmesser der Eingangswelle 2 gebohrt.
    • e) Als nächstes werden die Eingangswelle 2 und der Torsionsstab 4 fest miteinander verbunden über den Stift 2b, angeordnet im Loch 2g. Dann werden Schneidschmiermittel bzw. Spanabfälle, welche an der Eingangswelle 2 oder der Ausgangswelle 3 infolge des Bohrens des Lochs 2g haften, entfernt.
    • f) Der Abschnitt 120b kleinen Außendurchmessers des Zwischengehäuses 120 wird eingesetzt in den Abschnitt 130a großen Außendurchmessers des zweiten Gehäuses 130.
      Gleichzeitig wird bewirkt, dass das Ritzel P mit der Zahnstange R in Eingriff gelangt durch Drehen des Ritzels P, bis die Stege und Vertiefungen in Ausrichtung sind.
    • g) Dann wird ein unterer Endabschnitt der Ausgangswelle 3 in das am zweiten Gehäuse 130 angebrachte Lager 1c in Presspassung eingeführt. Folglich kann die Ausgangswelle 3 innerhalb des zweiten Gehäuses 130 mittels des Lagers 1c drehen.
    • h) Das Schneckenrad 13 wird an der Ausgangswelle 3 durch eine Presspassung mit dem mittleren Gehäuse 120 befestigt.
    • i) Der untere Flanschabschnitt 11a des zweiten Abstandselements 11 ist auf dem zweiten Stufenabschnitt 120d des mittleren Gehäuses 120 angeordnet.
    • j) Die Erfassungsspule 9 wird in das Joch 90 eingesetzt, und dann wird das Joch 90 in das kreisförmige Loch 11c des zweiten Abstandselements 11 derart eingesetzt, dass der Flanschabschnitt 90d auf dem oberen Rohrabschnitt 11b angeordnet wird.
    • k) Das erste Erfassungselement 5 wird an dem Abschnitt 33 geringen Durchmessers der Ausgangswelle 3 durch Presspassung befestigt. Zu diesem Zeitpunkt wird das erste Erfassungselement in Axialrichtung angeordnet, wobei ein Messsensor den Abstand zwischen dem ersten Erfassungselement 5 und der Erfassungsspule 9 misst.
    • l) Die zweiten Erfassungselemente 6 und 7, welche an den äußeren Rohrabschnitten 63 und 73 miteinander verbunden sind, sind an dem Abschnitt 2c großen Durchmessers der Eingangswelle 2 mittels Gesenkformen bzw. Tiefziehen ("swaging") befestigt. Wie oben beschrieben, kann das erste Erfassungselement 5 durch das Loch 74 und die zweiten Schlitze 71 des zweiten Erfassungselements 7 eingesetzt werden. Zu diesem Zweck werden die zweiten Erfassungselemente 6 und 7 auf der Eingangswelle 2 gesenkt und zu einer endgültigen Position montiert, nachdem das erste Erfassungselement 5 auf der Ausgangswelle 3 befestigt wurde. Ist das zweite Erfassungselement 7 angeordnet, so wird die Axialposition des zweiten Erfassungselements 7 durch einen Messsensor gemessen, um einen zuvor festgelegten Abstand zwischen dem zweiten Erfassungselement 7 und der Erfassungsspule 9 herzustellen. Gleichzeitig wird das zweite Erfassungselement 7 in Radialrichtung derart angeordnet, dass die Stange 53 mit beiden Schirmabschnitten 62 und 72 überlappt. Anders ausgedrückt, die Schirmabschnitte 62 und 72 schirmen das zwischen den Erfassungsspulen 8 und 9 und dem ersten Erfassungselement 5 erzeugte Magnetfeld vollkommen ab. Der Unterschied des Werts der Induktivitäten zwischen den Erfassungsspulen 8 und 9 ist in dieser Position 0 (null).
    • m) Nach der Anordnung werden die Eingangswelle 2 und das zweite Erfassungselement 6b am Hohlraum 2f mit einem Gesenk- bzw. Tiefziehwerkzeug bearbeitet, so dass der rohrartige Halterungsabschnitt 60 mit dem Hohlraum 2f der Eingangswelle 2 in Eingriff gelangt.
    • n) Das erste Abstandselement 10 ist auf dem Joch 90 derart angeordnet, dass die obere Fläche des Flanschabschnitts 90d auf dem ersten Stufenabschnitt 10b aufgenommen wird. Zu diesem Zeitpunkt nehmen die Axialeinkerbung 90e des Flanschabschnitts 90d und die Axialeinkerbung 11d des zweiten Abstandselements 11 den Axialvorsprung 10d des ersten Abstandselements 10 auf. Der Kabelbaum 9a weist zur Axialeinkerbung 11e durch die Anordnung der Axialeinkerbungen 90e und 11d und den Axialvorsprung 10d.
    • o) Die Erfassungsspule 8 wird in das Joch 80 eingesetzt, und dann wird das Joch 80 in das erste Abstandselement 10 derart eingesetzt, dass der Flanschabschnitt 80d auf dem ersten Stufenabschnitt 10a aufgenommen wird. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Axialeinkerbung 80e des Flanschabschnitts 80d den Axialvorsprung 10c des ersten Abstandselements 10 auf. Die Kabelbäume 8a und 9a werden bezüglich zueinander durch die Anordnungen der Axialeinkerbung 80c und des Axialvorsprungs 10c ausgerichtet. Elektrische Anschlussleitungen von den Erfassungsspulen 8 und 9 werden durch die Axialeinkerbung 11 herausgeführt. Ferner wird der Abstand zwischen dem Joch 80 (der Erfassungsspule 8) und dem Joch 90 (Erfassungsspule 9) in geeigneter Weise beibehalten durch den Abstand zwischen den ersten Stufenabschnitten 10a und 10b. Bei dieser Gestaltung wird der Abschnitt 33 geringen Durchmessers der Ausgangswelle 3 nicht durch das mittlere Gehäuse 120 abgedeckt. Anders ausgedrückt, befindet sich der Drehmomentsensor TS (das heißt, die Erfassungsspulen 8 und 9 und die ersten und zweiten Erfassungselemente 5, 6 und 7 etc.) in Position auf der Eingangswelle 2a und der Ausgangswelle 3, so verbleibt eine Lücke an der Stelle, an der der Drehmomentsensor TS angeordnet ist. Dies verbessert den Zusammenbau des Drehmomentsensors TS.
    • p) Die Tellerfeder 12 ist auf dem Flanschabschnitt 80d angeordnet.
    • q) Dann wird das erste Gehäuse 110 derart angeordnet, dass die Tellerfeder 12 zwischen dem Stufenabschnitt 110d des ersten Gehäuses 110 und dem Flanschabschnitt 80d des Jochs 80 zusammengedrückt wird. Gleichzeitig wird die Eingangswelle 2 in das Lager 1a, angebracht am ersten Gehäuse 110, mittels Presspassung eingeführt. Derart angeordnet ist die Eingangswelle 2 in der Lage, innerhalb des ersten Gehäuses 110 durch das Lager 1a zu drehen. Der Umfangsabschnitt 110a des unteren Endes des ersten Gehäuses 110 wird in den Abschnitt 120a großen Innendurchmessers des mittleren Gehäuses 120 eingesetzt. Der Flanschabschnitt 110b wird auf der oberen Fläche des Abschnitts 120a großen Innendurchmessers aufgenommen. Derart zusammengebaut sind das Joch 80, das erste Abstandselement 10,1 das Joch 90 und das zweite Abstandselement 11 dich miteinander verbunden zwischen der Tellerfeder 12 und dem zweiten Stufenabschnitt 120d. Die Axialeinkerbung 110c des ersten Gehäuses 110 nimmt den Axialvorsprung 10e des ersten Abstandselements 10 auf. Die Axialeinkerbung 110c und der Axialvorsprung 10e führen dazu, dass die Kabelbäume 8a und 9a hin zum Plattengehäuse 110e des ersten Gehäuses 110 weisen. In diesem Zustand sind das erste Gehäuse 110 und das mittlere Gehäuse 120 mittels Schrauben verbunden. Alternativ hierzu können das erste Gehäuse 110, das mittlere Gehäuse 120 und das zweite Gehäuse 130 durch einen einzelnen Schraubensatz verbunden werden, welcher durch die Löcher 110h, 120h und 130h eingesetzt wird.
    • r) Schließlich wird der Elektromotor M derart angeordnet, dass bewirkt wird, dass die Schneckenwelle 14 mit dem Schneckenrad 13 durch Drehen der Schneckenwelle 14 in Eingriff gelangt. Der Elektromotor M und das mittlere Gehäuse 120 sind durch (nicht dargestellte Schrauben) verbunden.
  • Es folgt eine Beschreibung der Wirkungsweise der elektrischen Servolenkvorrichtungen. Befindet sich der oben beschriebene Drehmomentsensor TS in der Startposition, das heißt, wird kein Drehmoment in der Lenkwelle S erzeugt, so schirmen die Schirmabschnitts 62 und 72 das zwischen den Erfassungsspulen 8 und 9 und dem ersten Erfassungselement 5 erzeugte Magnetfeld vollkommen ab. Dadurch ist der Unterschied des Werts der Induktivitäten zwischen den Erfassungsspulen 8 und 9 gleich 0 (null).
  • Wird die Eingangswelle 2 einem Drehmoment durch Drehen des Lenkrads SW ausgesetzt, so dreht der Drehstab 4 mit zunehmendem Drehmoment bei Übertragung des Drehmoments auf die Ausgangswelle 3. Mit zunehmendem Drehmoment verlängern sich die Stangen 52 des ersten Erfassungselements 5 zunehmend in die zweiten Schlitze 61 des zweiten Erfassungselements 6. Dies bewirkt eine Erzeugung von Wirbelströmen in den Stangen 52, was wiederum die Impedanz der Erfassungsspule 9 ändert. Somit bewirkt eine Zunahme des angewendeten Drehmoments in einer Richtung eine Zunahme der Impedanz der Erfassungsspule 8 und gleichzeitig eine Verringerung der Impedanz der Erfassungsspule 9.
  • Der Unterschied zwischen dem Wert der Impedanz der Erfassungsspule 8 und dem Wert der Impedanz der Erfassungsspule 9 wird berechnet durch die elektrische Steuereinheit ECU. Der Unterschied in der Impedanz wird verwendet zum Berechnen des Werts des elektrischen Stroms, welcher dem Elektromotor M zugeführt wird. Der Differenzwert erfährt eine Fehlerkompensation bezüglich der Impedanz der Erfassungsspule 8, bewirkt durch Temperaturänderungen. Ferner entspricht der Differenzwert etwa dem doppelten Einzelimpedanzwert der Erfassungsspule 8 oder 9. Folglich wird die Genauigkeit des durch die Erfassungsspulen 8 und 9 erfassten Drehmoments erhöht.
  • Es folgt eine Beschreibung der Vorteile der elektrischen Servolenkvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels. Der Außendurchmesser des Abschnitts 2c großen Durchmessers der Eingangswelle 2 ist kleiner als der Innendurchmesser des rohrartigen Halterungsabschnitts 60 des zweiten Erfassungselements 6, der Innendurchmesser des Verbindungslochs 50 des ersten Erfassungselements 5 und den Innendurchmessern der Joche 80 und 90, welche die Erfassungsspulen 8 und 9 aufnehmen. Folglich können diese Elemente (das zweite Erfassungselement 6, das erste Erfassungselement 5, die Joche 80 und 90 und die Erfassungsspulen 8 und 9) auf der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 montiert werden ausgehend vom Ende der Eingangwelle 2, nachdem die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 über die Drehstange 4 miteinander verbunden worden sind. Dies verbessert den Zusammenbau der elektrischen Servolenkvorrichtung, da der Bohr- und Steck-Montageschritt beendet werden kann und Bohrschmiermittel und Späne beseitigt werden können, bevor empfindliche elektronisch Drehmomentsensorkomponenten eingebaut werden. Ferner sind die zweiten Erfassungselemente 6 und 7 zusammen an der Eingangswelle 2 befestigt, wodurch dieser Montageschritt vereinfacht wird.
  • Da bei dem zweiten Erfassungselement 7 das Loch 74 mit den zweiten Schlitzen 71 verbunden ist, ermöglicht das zweite Erfassungselement 7 ein Einsetzen in Axialrichtung des ersten Erfassungselements zwischen dem zweiten Erfassungselement 6 und 7 ausgehend von der unteren Seite des zweiten Erfassungselements 7. Folglich können, nachdem das erste Erfassungselement 5 an der Ausgangswelle 3 befestigt wurde, die zweiten Erfassungselemente 6 und 7, welche über die äußeren rohrartigen Abschnitte 63 und 73 verbunden sind, in die Eingangswelle 2 eingesetzt werden, wobei anschließend die zweiten Erfassungselemente 6 und 7 an der Eingangswelle 2 derart befestigt werden, dass das erste Erfassungselement 5 zwischen den zweiten Erfassungselementen 6 und 7 eingeschlossen ist. Dies verbessert die Montage der zweiten Erfassungselemente 6 und 7.
  • Die Eingangswelle 2 und das zweite Erfassungselement 6 am Hohlraum 2f mittels eines Gesenkform- bzw. Tiefziehwerkzeugs ("swaging tool") bearbeitet, so dass der rohrartige Halterungsabschnitt 60 in den Hohlraum 2f eingreift. Dies verbessert die Durchführbarkeit der Bildung feiner Einstellungen des Abstands zwischen der zweiten Erfassungsspule 8 und dem zweiten Erfassungselement 6 und des Abstands zwischen der zweiten Erfassungsspule 9 und dem zweiten Erfassungselements 7. Da das zweite Erfassungselement 6 und die Eingangswelle 2 nach Einstellungen miteinander verbunden werden, wird eine Axialverschiebung zwischen der Eingangswelle 2 und den zweiten Erfassungselementen 6 und 7 und eine Radialverschiebung zwischen dem ersten Erfassungselement 5 und den zweiten Erfassungselementen 6 und 7 verhindert.
  • Das erste Abstandselement 10 bestimmt den Axialabstand zwischen den Erfassungsspulen 8 und 9 durch eine Montage zwischen den Jochen 80 und 90. Dies verbessert die Herstellbarkeit durch Steuern des Abstands zwischen den Jochen 80 und 90 (den Erfassungsspulen 8 und 9). Ein Befestigen des Jochs 80 am ersten Gehäuse 110 ist unnötig, da das Joch 80 auf dem ersten Stufenabschnitt 10a des ersten Abstandselements 10aufgenommen wird. Dementsprechend können sämtliche Elemente des Drehmomentsensors TS vor einem Einbau des ersten Gehäuses 110 eingebaut werden.
  • Wie oben beschrieben ist es bevorzugt, den Drehmomentsensor TS auf der Eingangswelle 2 und der Ausgangswelle 3 nach einer Verbindung der Eingangswelle 2 mit der Ausgangswelle 3 einzubauen. Dies liegt daran, dass Schneidschmierstoffe und Absplitterungen, welche durch das Bohren des Lochs 2g entstehen, beseitigt werden können, bevor der empfindliche Drehmomentsensor TS auf der Eingangswelle 2 angeorndet wird. Wird der Drehmomentsensor TS eingebaut, bevor die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 miteinander verbunden werden, so kann der Drehmomentsensor TS mit dem Schneidschmiermittel oder den Absplitterungen beschmutzt werden. Somit verhindert die elektrische Servolenkanordnung dieses Ausführungsbeispiels, welche ein Verbinden der Eingangswelle 2 mit der Ausgangswelle 3 vor einem Vorsehen des Drehmomentsensors TS ermöglicht, dass ein Schneidschmiermittel bzw. Absplitterungen durch das Bohren des Lochs 2g am Drehmomentsensor TS anhaften.
  • Die Axialeinkerbungen 80e und 90e und die Axialvorsprünge 10c und 10d sind zwischen den Jochen 80 und 90 und dem ersten Abstandselement 10 angeordnet, welches gewährleistet, dass die Kabelbäume 8a und 9a bezüglich zueinander ausgerichtet werden. Ferner sind der Axialvorsprung 10d und die Axialeinkerbung 11d zwischen dem ersten Abstandselement 10 und dem zweiten Abstandselement 11 vorgesehen, wodurch gewährleistet wird, dass der Kabelbaum 9a der Axialeinkerbung 11e des zweiten Abstandselements 11 gegenüberliegt. Ferner sind der Axialvorsprung 10e und die Axialeinkerbung 110 zwischen dem ersten Abstandselement 10 und dem ersten Gehäuse 110 vorgesehen, wodurch gewährleistet wird, dass die Kabelbäume 8a und 9a dem Plattengehäuse 110e des ersten Gehäuses 110 gegenüberliegen. Diese Einkerbungen und Vorsprünge verbessern die Montage der elektrischen Servolenkvorrichtung.
  • Die Joche 80 und 90 sind am Gehäuse 1 durch die Flanschabschnitte 80d und 90d der Joche 80 und 90 befestigt, welche jeweils auf den ersten Stufenabschnitten 10a und 10b aufgenommen werden. Die Flanschabschnitte 80d und 90d stehen ausgehend von den Außenabschnitten 80c und 90c vor. Ein Anbringen der Joche 80 und 90 innerhalb des Gehäuses 1 durch Zusammendrücken lediglich des Flanschabschnitts 80d und 90d minimiert die Druckbelastung über die verbleibenden Abschnitte der Joche 80 und 90 hinweg. Folglich weisen die oberen Abschnitte 80a und 90a, die inneren Abschnitte 80b und 90b und die äußeren Abschnitte 80c und 90c kein veränderliches inneres Spannungsfeld auf. Dieses Fehlen eines inneren Spannungsgradienten verbessert die magnetischen Eigenschaften der Joche 80 und 90 in den Abschnitten, welche zum Leiten des Magnetfelds, erzeugt durch die Spulen 8 und 9, wichtig sind. Daher ändert sich, selbst wenn die Flanschabschnitte 80d und 90d zwischen der Tellerfeder 12 und dem ersten Stufenabschnitt 10a und zwischen dem ersten Stufenabschnitt 10b und dem oberen rohrartigen Abschnitt 11b des zweiten Abstandselements 11 eingeklemmt sind, die innere Spannung der oberen Abschnitte 80a und 90a, der inneren Abschnitte 80b und 90b und der äußeren Abschnitte 80c und 90c nicht. Dementsprechend wird eine bessere Erfassungsgenauigkeit des Drehmoments erreicht.
  • Die Joche 80 und 90 sind derart befestigt, dass das erste Abstandselement 10 zwischen den Flanschabschnitten 80d und 90d angeorndet und zwischen der Tellerfeder 12 und dem zweiten Abstandselement 11 gedrückt wird. Dementsprechend sind die Joche 80 und 90 am Gehäuse 1 befestigt, wobei lediglich die Tellerfeder 12 zwischen dem Flanschabschnitt 80d und dem Stufenabschnitt 110d des ersten Gehäuses vorgesehen ist, ohne die innere Spannung der Abschnitte 80a, b und c und 90a, b und c der Joche 80 und 90 zu verändern. Die Tellerfeder 12 verhindert eine Verschiebung der Joche 80 und 90 und somit der Erfassungsspulen 8 und 9.
  • Die Joche 80 und 90 sind am Gehäuse 1 über das zweite Abstandselement 11 derart befestigt, dass das erste Abstandselement 10 zwischen den Jochen 80 und 90 eingeschlossen ist. Dementsprechend können die Axialpositionen der zweiten Erfassungselemente 6 und 7 und der Joche 80 und 90 (die Erfassungsspulen 8 und 9) bezüglich des ersten Erfassungselements 5 durch Verändern der Gestaltung des zweiten Abstandselements 11 ohne Verändern der Gestaltung des Gehäuses 1 eingestellt werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung auf Grundlage eines bestimmten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist diese nicht darauf beschränkt, jedoch definiert durch die beiliegenden Ansprüche gemäß einer Auslegung nach gültigem Recht. Beispielsweise können gemäß den zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, obwohl die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle über den Stift 2b verbunden sind, nachdem die Ausgangswelle 3 am mittleren Gehäuse 120 befestigt wurde, die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 vor einer Befestigung der Ausgangswelle 3 am mittleren Gehäuse 120 miteinander verbunden werden. Dies würde ein Anhaften von Schneidschmiermittel bzw. von Absplitterungen durch das Bohren des Lochs 2g am mittleren Gehäuse 120 verhindern. Ferner kann das Gehäuse 1 in zwei Teile bzw. vier oder mehr Teile getrennt werden. Ferner kann, obwohl die zweiten Erfassungselemente 6 und 7 miteinander verbunden sind, das zweite Erfassungselement aus einem Stück gebildet sein.
  • Die vorliegende Anmeldung betrifft in deren Gesamtheit die japanische Patentanmeldung mit der Nummer 2001- 383568, eingereicht am 17. Dezember 2001, welche hierin durch Verweis enthalten ist und von welcher Priorität beansprucht wird.

Claims (20)

1. Elektrische Servolenkvorrichtung, umfassend:
eine erste Welle;
eine zweite Welle;
ein elastisches Element, verbunden mit der ersten Welle an einem Ende des elastischen Elements und verbunden mit der zweiten Welle am anderen Ende des elastischen Elements;
einen Elektromotor zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, wobei der Elektromotor eine Ausgangswelle aufweist;
eine Schneckenwelle, verbunden mit der Ausgangswelle des Elektromotors;
ein Schneckenrad, vorgesehen auf der zweiten Welle, wobei das Schneckenrad in Eingriff ist mit der Schneckenwelle, so dass die Lenkhilfskraft übertragen wird von dem Elektromotor zur zweiten Welle;
ein erstes Erfassungselement, vorgesehen an der zweiten Welle, wobei das erste Erfassungselement aus einem magnetischen Material besteht, wobei das erste Erfassungselement eine Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten aufweist, welche einen ersten Satz von Schlitzen definieren, wobei der erste Satz von Schlitzen vorgesehen auf mindestens einer Seite des ersten Erfassungselements, so dass die Schlitze sich in gleichem Abstand in Radialrichtung zum ersten Erfassungselement befinden;
ein Paar von zweiten Erfassungselementen, vorgesehen auf beiden Seiten des ersten Erfassungselements, so dass das erste Erfassungselement sich in Axialrichtung zwischen den beiden zweiten Erfassungselementen befindet, wobei das zweite Erfassungselement aus einem leitfähigen und nicht magnetischen Material besteht, wobei das zweite Erfassungselement eine Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten aufweist, welche einen zweiten Satz von Schlitzen definieren, die in Axialrichtung in gleichen Abständen um die zweiten Erfassungselemente angeordnet sind;
ein Paar von Erfassungsspulen, in Axialrichtung angeordnet auf jeder Seite des ersten Erfassungselements und der zweiten Erfassungselemente, so dass der Satz des ersten Erfassungselements und der zweiten Erfassungselemente zwischen den Erfassungsspulen angeordnet ist, wobei die Erfassungsspulen eine Änderung eines zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle erzeugten Drehmoments erfassen, wobei die Änderung des Drehmoments erfasst wird durch Messen der Impedanzänderung in den Erfassungsspulen, welche sich ändert gemäß dem Betrag einer Überlappung zwischen den ersten Schlitzen und den zweiten Schlitzen;
ein Paar von Jochen aus magnetischem Material, wobei jedes der Joche die Erfassungsspule aufnimmt, so dass das Joch die Erfassungsspule umgibt; und
ein Gehäuse, welches das erste Erfassungselement, die zweiten Erfassungselemente, die Erfassungsspulen und die Joche aufnimmt,
wobei die Joche befestigt sind am Gehäuse und
wobei der größte Außendurchmesser der ersten Welle kleiner ist als jeder eines Innendurchmessers des ersten Erfassungselements, des zweiten Erfassungselements und der Joche.
2. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweiten Erfassungselemente miteinander verbunden sind und ein Einsetzen des ersten Erfassungselements zwischen die zweiten Erfassungselemente von einer Seite der zweiten Erfassungselemente aus ermöglichen.
3. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei:
das erste Erfassungselement einen kreisartigen Halterungsabschnitt umfasst, welcher verbunden ist mit der zweiten Welle, und eine Vielzahl von Stäben, welche in Radialrichtung verbunden sind mit dem kreisartigen Halterungsabschnitt, und die Erfassungsspulen ein Magnetfeld erzeugen, und wobei:
eines der zweiten Erfassungselemente einen rohrartigen Halterungsabschnitt umfasst, welcher verbunden ist mit der zweiten Welle, und einen ersten Flanschabschnitt, welcher verbunden ist mit einem Ende des rohrartigen Halterungsabschnitts,
das andere der zweiten Erfassungselemente einen zweiten Flanschabschnitt umfasst,
das rohrartige Element an einen Außenumfangsabschnitt des ersten Flanschabschnitts und einen Außenumfangsabschnitt des zweiten Flanschabschnitts anschließt,
die zweiten Schlitze definiert sind auf dem ersten Flanschabschnitt und dem zweiten Flanschabschnitt,
der zweite Flanschabschnitt eine Axialöffnung an einer Mitte des zweiten Flanschabschnitts aufweist, wobei die Axialöffnung ein Loch definiert, so dass das Loch fähig ist zur Aufnahme der zweiten Welle und des kreisartigen Halterungsabschnitts im Loch, und
die zweiten Schlitze des zweiten Flanschabschnitts und das Loch angrenzend miteinander verbunden sind, so dass die Stäbe in die zweiten Schlitze des zweiten Flanschabschnitts eingesetzt werden können.
4. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Welle einen Abschnitt auf einer äußeren ringartigen Fläche der ersten Welle aufweist, welche einen Hohlraum definiert, der rohrartige Halterungsabschnitt einen Abschnitt aufweist, welcher einen gesenkgeformten bzw. tiefgezogenen "swaged" Abschnitt definiert, und die erste Welle und das zweite Erfassungselement an dem Hohlraum und einem gesenkgeformten bzw. tiefgezogenen ("swaged") Abschnitt in Eingriff gebracht sind.
5. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein zweites Abstandselement, vorgesehen zwischen den Jochen, wobei das Abstandselement die Erfassungsspulen derart positioniert, dass das Abstandselement einen Axialabstand zwischen den Erfassungsspulen beibehält.
6. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Abstandselement ein gestufter Abschnitt ist, welche die Joche aufnimmt.
7. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Abstandselement einen Abschnitt großen Innendurchmessers aufweist, dessen Durchmesser etwa gleich einem Außendurchmesser der Joche ist, und einen Abschnitt kleinen Innendurchmessers, dessen Durchmesser kleiner ist als der Abschnitt großen Innendurchmessers und größer ist als ein Außendurchmesser des ersten Erfassungselements.
8. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse ein erstes Gehäuse umfasst, welches annähernd um die erste Welle angeordnet ist, und ein zweites Gehäuse, welches annähernd um die zweite Welle angeordnet ist.
9. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, ferner umfassend:
ein erstes Sperrelement, vorgesehen zwischen den Jochen und dein Abstandselement, wobei das erste Sperrelement eine Relativverschiebung zwischen den Jochen und dem Abstandselement verhindert; und
ein zweites Sperrelement, vorgesehen zwischen dem Abstandselement und dem ersten Gehäuse, wobei das zweite Sperrelement eine Relativverschiebung zwischen dem Abstandselement und dem ersten Gehäuse verhindert.
10. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 9, wobei das erste Sperrelement ein erster Vorsprung auf den Jochen oder dem Abstandselement und ein Vorsprung, welcher eine komplementäre erste Axialeinkerbung auf dem Abstandselement oder den Jochen definiert, ist; und wobei das zweite Sperrelement ein zweiter Vorsprung auf dem Abstandselement oder dem ersten Gehäuse und ein Abschnitt, welcher eine komplementäre zweite Axialeinkerbung auf dem Abstandselement oder dem ersten Gehäuse definiert, ist.
11. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Tellerfeder, vorgesehen zwischen dem ersten Gehäuse und einem der Joche.
12. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse ein erstes Gehäuse, angeordnet annähernd um die erste Welle, ein zweites Gehäuse, angeordnet annähernd um die zweite Welle, und ein Zwischengehäuse, angeordnet zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse, umfasst.
13. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 12, ferner umfassend ein Abstandselement, vorgesehen zwischen den Jochen und dem Zwischengehäuse, wobei das Abstandselement die Joche derart positioniert, dass das Abstandselement einen Axialabstand zwischen den Jochen und dem Zwischengehäuse aufrechterhält.
14. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Zwischengehäuse einen gestuften Abschnitt aufweist, welcher das Abstandselement aufnimmt.
15. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 14, wobei das Abstandselement angeordnet ist zwischen dem ersten Gehäuse und dem gestuften Abschnitt des Zwischengehäuses.
16. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei das erste Erfassungselement bedeckt ist durch das erste Gehäuse und nicht bedeckt ist durch das Zwischengehäuse.
17. Verfahren zum Montieren bzw. Herstellen einer elektrischen Servolenkvorrichtung, umfassend die Schritte:
Verbinden einer ersten Welle mit einem Ende eines elastischen Elements;
Verbinden einer zweiten Welle mit dem anderen Ende des elastischen Elements, wobei die zweite Welle ein Schneckenrad aufweist;
anschließenden Montieren eines Elektromotors zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, wobei der Elektromotor eine Ausgangswelle und eine mit der Ausgangswelle des Elektromotors verbundene Schneckenwelle aufweist, wobei das Schneckenrad in Eingriff ist mit der Schneckenwelle, so dass eine Lenkhilfskraft übertragen wird vom Elektromotor zur zweiten Welle;
Befestigen eines Drehmomentsensors auf der ersten Welle und der zweiten Welle, wobei der Drehmomentsensor umfasst:
ein erstes Erfassungselement, vorgesehen auf der zweiten Welle, umfasst, wobei das erste Erfassungselement aus magnetischem Material besteht und eine Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten aufweist, welche erste Schlitze definieren, wobei die ersten Schlitze vorgesehen sind auf mindestens einer Seite des ersten Erfassungselements, so dass die ersten Schlitze in Abstand um das erste Erfassungselement angeordnet sind;
ein Paar von zweiten Erfassungselementen, vorgesehen auf beiden Seiten des ersten Erfassungselements, so dass das erste Erfassungselement sich in Axialrichtung zwischen den beiden Erfassungselementen befindet, wobei das zweite Erfassungselement aus einem leitfähigen und nicht magnetischen Material besteht und eine Vielzahl von eingekerbten Radialabschnitten aufweist, welche zweite Schlitze definieren, so dass die zweiten Schlitze in Abstand um die zweiten Erfassungselemente angeordnet sind;
ein Paar von Erfassungsspulen, welche in Axialrichtung vorgesehen sind auf beiden Seiten des ersten Erfassungselements und des zweiten Erfassungselements, so dass das erste Erfassungselement und die zweiten Erfassungselemente sich zwischen den Erfassungsspulen befinden, wobei die Erfassungsspulen fähig sind zur Erfassung einer Änderung eines zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle erzeugten Drehmoments auf der Grundlage einer Impedanzänderung der Erfassungsspulen, wobei die Impedanzänderung variiert gemäß einer Änderung einer Überlappung zwischen den ersten Schlitzen und den zweiten Schlitzen; und
ein Paar von Jochen aus magnetischem Material, wobei jedes der Joche eine der Erfassungsspulen aufnimmt, so dass jedes Joch die eine der Erfassungsspulen umgibt;
und Befestigen eines Gehäuses, welche das erste Erfassungselement, die zweiten Erfassungselemente, die Erfassungsspulen und die Joche aufnimmt,
wobei die Joche befestigt sind am Gehäuse und
wobei der größte Außendurchmesser der ersten Welle kleiner ist als jeder der Innendurchmesser des ersten Erfassungselements, des zweiten Erfassungselements und der Joche.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das zweite Erfassungselement montiert wird, nachdem das erste Erfassungselement auf der zweiten Welle installiert ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend die Schritte eines Gesenkformens bzw. Tiefziehens ("swaging") des zweiten Erfassungselements auf die zweite Welle.
20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Drehmomentsensor ferner ein Abstandselement zwischen den Jochen umfasst, wobei das Abstandselement die Erfassungsspulen derart anordnet, dass das Abstandselement einen Axialabstand zwischen den Erfassungsspulen aufrechterhält.
DE10259082A 2001-12-17 2002-12-17 Elektrische Servolenkvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben Expired - Fee Related DE10259082B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001383568A JP3869715B2 (ja) 2001-12-17 2001-12-17 電動パワーステアリング装置
JP2001-383568 2001-12-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10259082A1 true DE10259082A1 (de) 2003-07-03
DE10259082B4 DE10259082B4 (de) 2006-01-19

Family

ID=19187606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10259082A Expired - Fee Related DE10259082B4 (de) 2001-12-17 2002-12-17 Elektrische Servolenkvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6707182B2 (de)
JP (1) JP3869715B2 (de)
DE (1) DE10259082B4 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2090497A1 (de) * 2008-02-13 2009-08-19 ZF Friedrichshafen AG Vorrichtung zum ermitteln eines Verdrehwinkels
CN102822038A (zh) * 2010-03-30 2012-12-12 Lg伊诺特有限公司 用于检测转矩的装置及具有该装置的转向系统
DE10336853B4 (de) * 2003-08-11 2015-06-25 Volkswagen Ag Drehmomentsensoranordnung für eine Lenksäule
CN104748984A (zh) * 2015-04-10 2015-07-01 哈尔滨力盛达机电科技有限公司 基于双电机控制电动助力转向试验台

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004132516A (ja) * 2002-10-15 2004-04-30 Unisia Jkc Steering System Co Ltd 軸部材と円筒部材の結合構造及び結合方法
US7210360B2 (en) * 2003-06-16 2007-05-01 Delphi Technologies, Inc. Apparatus for sensing position and/or torque
JP4237075B2 (ja) * 2004-02-17 2009-03-11 三菱電機株式会社 回転電機
JP4389616B2 (ja) * 2004-03-15 2009-12-24 日本精工株式会社 電動式パワーステアリング装置
JP2005326368A (ja) * 2004-05-17 2005-11-24 Favess Co Ltd トルク検出装置
JP2006062535A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Showa Corp 電動舵取補助装置
CN101048310A (zh) * 2004-10-22 2007-10-03 日本精工株式会社 电动助力转向装置
US20090050399A1 (en) * 2005-01-31 2009-02-26 Toru Segawa Electric power steering device
JP4799019B2 (ja) * 2005-03-22 2011-10-19 株式会社ショーワ パワーステアリング装置およびその組立方法
JP4567565B2 (ja) * 2005-09-27 2010-10-20 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
JP5011794B2 (ja) * 2005-09-30 2012-08-29 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
US7815010B2 (en) * 2006-09-28 2010-10-19 Gm Global Technology Operations, Inc. Gear mechanism incorporating a signal transmission medium
DE102007016683A1 (de) * 2007-04-04 2008-10-09 Carl Freudenberg Kg Einrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels und Buchse zur Verwendung im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs
JP5075591B2 (ja) * 2007-11-16 2012-11-21 カヤバ工業株式会社 パワーステアリング装置
EP2342113B1 (de) 2008-09-30 2013-01-16 Nissan Motor Co., Ltd. Steuerbetriebshilfsvorrichtung und steuerbetriebshilfsverfahren
KR200470045Y1 (ko) 2008-12-16 2013-11-25 엘지이노텍 주식회사 일렉트릭 파워 스티어링 시스템
DE102010018724A1 (de) * 2010-04-29 2011-11-03 Hella Kgaa Hueck & Co. Induktiver Drehwinkelsensor
JP5574172B2 (ja) * 2010-07-14 2014-08-20 株式会社ジェイテクト 制御装置
US9694847B2 (en) * 2013-03-14 2017-07-04 Hitachi Automotive Systems Steering, Ltd. Torque detection structure for power steering device, and power steering device using same
WO2014185489A1 (ja) * 2013-05-17 2014-11-20 株式会社ニコン 駆動装置及びロボット装置
US9146167B2 (en) * 2014-02-28 2015-09-29 Ford Global Technologies, Llc Torque sensor assembly for a motor vehicle and method of measuring torque
JP6294261B2 (ja) * 2015-04-27 2018-03-14 株式会社ホンダロック トルク検出装置
CN107433976A (zh) * 2016-05-26 2017-12-05 上海拿森汽车电子有限公司 一种助力转向系统的力矩补偿方法
DE102017222999B4 (de) * 2017-12-18 2021-10-21 Robert Bosch Gmbh Sensoreinrichtung für ein Lenksystem eines Fahrzeugs
EP3514481B1 (de) * 2018-01-22 2021-12-22 Melexis Technologies SA Anordnung mit einem flusskopplungstarget
EP3514502B1 (de) 2018-01-22 2021-07-14 Melexis Technologies SA Induktiver positionssensor
US11525701B2 (en) 2018-01-22 2022-12-13 Melexis Technologies Sa Inductive position sensor
KR102106294B1 (ko) * 2018-09-21 2020-05-04 주식회사 만도 자동차 조향장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2951148C2 (de) 1979-12-19 1984-04-19 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Meßeinrichtung für einen Drehwinkel und/oder ein Drehoment
US5394760A (en) * 1992-06-03 1995-03-07 Trw Inc. Torque sensor for a power assist steering system
US5585573A (en) * 1994-11-10 1996-12-17 Nsk Ltd. Torque sensor
JP3379305B2 (ja) * 1995-10-03 2003-02-24 日本精工株式会社 コイルヨークの固定構造
JPH09132153A (ja) * 1995-11-06 1997-05-20 Toyoda Mach Works Ltd 電気式動力舵取装置
DE19738349B4 (de) * 1996-09-03 2005-05-12 Nsk Ltd. Spulenkörper, Drehmomentsensor und elektrischer Servolenkapparat
US5796014A (en) * 1996-09-03 1998-08-18 Nsk Ltd. Torque sensor
JP4026247B2 (ja) * 1998-10-01 2007-12-26 日本精工株式会社 トルクセンサ
JP3329294B2 (ja) * 1998-12-28 2002-09-30 日本精工株式会社 コイル組立体の固定構造及び電動式パワーステアリング装置
JP2001208621A (ja) * 2000-01-26 2001-08-03 Mitsubishi Electric Corp トルク検出装置の製造方法、センサモジュール及びトルク検出装置
JP3728196B2 (ja) * 2000-10-11 2005-12-21 株式会社日立製作所 トルクセンサ

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10336853B4 (de) * 2003-08-11 2015-06-25 Volkswagen Ag Drehmomentsensoranordnung für eine Lenksäule
EP2090497A1 (de) * 2008-02-13 2009-08-19 ZF Friedrichshafen AG Vorrichtung zum ermitteln eines Verdrehwinkels
CN102822038A (zh) * 2010-03-30 2012-12-12 Lg伊诺特有限公司 用于检测转矩的装置及具有该装置的转向系统
CN102822038B (zh) * 2010-03-30 2016-01-20 Lg伊诺特有限公司 用于检测转矩的装置及具有该装置的转向系统
US9434410B2 (en) 2010-03-30 2016-09-06 Lg Innotek Co., Ltd. Apparatus for detecting torque and steering system having the same
CN104748984A (zh) * 2015-04-10 2015-07-01 哈尔滨力盛达机电科技有限公司 基于双电机控制电动助力转向试验台

Also Published As

Publication number Publication date
JP3869715B2 (ja) 2007-01-17
JP2003185512A (ja) 2003-07-03
DE10259082B4 (de) 2006-01-19
US6707182B2 (en) 2004-03-16
US20030136604A1 (en) 2003-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10259082A1 (de) Elektrische Servolenkvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben
DE10222118B4 (de) Drehmomentsensor und elektrisches Servolenkungssystem mit Drehmomentsensor
EP2932217B2 (de) Vorrichtung mit einer drehmomentsensoreinrichtung und einer lenkwinkelsensoreinrichtung für ein kraftfahrzeug, und kraftfahrzeug
EP1464935B1 (de) Vorrichtung zum Bestimmen eines auf eine Welle ausgeübten Drehmoments
EP2743662B2 (de) Vorrichtung mit einer Drehmomentsensoreinrichtung und optional einer Lenkwinkelsensoreinrichtung für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Herstellen einer Drehmomentsensoreinrichtung
DE10353731B4 (de) Magnetoelastische Drehmomentsensor-Baugruppe
DE19640822C2 (de) Befestigungsanordnung eines Spulenjochs
WO2007003468A1 (de) Sensoranordnung zur erfassung eines differenzwinkels
DE4038808A1 (de) Lenkkrafterkennungsvorrichtung
EP0442091B1 (de) Messeinrichtung zur Bestimmung des Drehmoments eines rotierenden oder feststehenden Maschinenenteils
DE3727985C2 (de) Lenkwinkeldetektor
WO2018108470A1 (de) Sensorvorrichtung sowie verfahren zum zusammenbau einer sensorvorrichtung
EP2149784B1 (de) Magnetisches Wegsensorsystem
DE602004006320T2 (de) Drehmomentsensor
DE10027095B4 (de) Drehmomentdetektoranordnung
DE10137400B4 (de) Rotationserfassungsvorrichtung
EP3931539B1 (de) Drehmomentsensoreinheit mit einer magnetischen abschirmung
DE602005000969T2 (de) Verfahren zur Fertigung von Getrieben
DE102016104275A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Drehmomentsensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug durch Ultraschallschweißen, Drehmomentsensorvorrichtung, Lenksystem sowie Kraftfahrzeug
DE19542047C2 (de) Drehmomentsensor
WO2015082512A2 (de) Hydrodynamische maschine mit messsystem
DE10222761A1 (de) Zahnstangenlenkung mit Stellungserfassung
DE102016124331A1 (de) Flussleiter, Drehmomentsensorvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Flussleiters
EP0823560A1 (de) Wegsensor
DE19854687A1 (de) Drehmoments- oder Kraftsensor für in Wälzlagern gelagerte Wellen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee