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ERFINDUNGSGEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radhalterungslagerbaugruppe mit einem eingebauten Lastsensor zum Detektieren einer auf einem Lagerabschnitt des Rads wirkenden Last.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Bisher ist eine Radhalterungslagerbaugruppe mit einem Sensor zum Detektieren der Drehzahl jedes der Räder für den sicheren Lauf eines Kraftfahrzeugs bekannt. Bei einer derartigen Radhalterungslagerbaugruppe wird vorgeschlagen, einen Sensor wie etwa einen Temperatursensor, Drehmomentsensor oder einen Schwingungssensor zu installieren, um andere Informationen als die Drehzahl zu detektieren, die für den Betrieb eines Kraftfahrzeugs nützlich sind. (Siehe beispielsweise die
japanischen Patentauslegeschriften Nr. 2002-340922 (Patentdokument 1) und
Nr. 2003-207402 (Patentdokument 2).) Bei der aus dem Patentdokument 1 bekannten Radhalterungslagerbaugruppe ist ein zu detektierender Teil eines Drehsensors zwischen zwei Reihen von Laufbahnoberflächen angeordnet, die auf einer Außenperipherieoberfläche eines drehbaren Innenglieds definiert sind, und gleichzeitig ist ein detektierender Teil des Drehsensors zum Detektieren der Drehung des zu detektierenden Teils an einem stationären Außenglied in einer gegenüberliegenden Beziehung mit dem zu detektierenden Teil vorgesehen. Bei der aus dem Patentdokument 2 bekannten Radhalterungslagerbaugruppe ist ein piezoelektrisches Element und eine einen zu detektierenden Teil eines Drehzahlsensors bildende Spule zwischen zwei Reihen von Laufbahnoberflächen auf einer Außenperipherieoberfläche eines drehbaren Innenglieds vorgesehen, und ein detektierender Teil des Drehzahlsensors ist an einem stationären Außenglied vorgesehen. Dieser detektierende Teil ist von einer Art, die in der Lage ist, in der Spule wegen einer Potentialdifferenz erzeugte Magnetfelder zu detektieren, wenn das piezoelektrische Element die Potentialdifferenz infolge einer Verschiebung erzeugt, die sich aus der Torsion eines Innenkanals des Innenglieds ergibt.
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Eine weitere Lagerbaugruppe für Räder mit integrierten Sensoren ist in der
JP 2004-45219 A offenbart.
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In der
EP 0182 322 B1 ist eine Drehpositionsmesseinrichtung beschrieben.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die Kraftfahrzeugreisesicherheitsvorsichtsmaßnahme wird bisher im allgemeinen bewerkstelligt durch Detektieren der Drehzahl eines Rades, doch reicht sie mit allein der Drehzahl des Rades nicht aus, und deshalb ist es erforderlich, eine Steuerung zum Zweck der Sicherheit unter Verwendung anderer Sensorsignale zu erzielen. Angesichts dessen kann in Betracht gezogen werden, eine Lagesteuerung auf der Basis einer Last zu erzielen, die während des Laufens eines Kraftfahrzeugs auf jedes der Räder einwirkt. Beispielsweise wirkt eine große Last auf die Außenräder während des Kurvenfahrens ein, auf die Räder auf einer Seite während des Fahrens entlang links und rechts geneigter Straßenoberflächen oder auf die Vorderräder während des Bremsens, und somit wirkt eine variierende Last auf die Fahrzeugräder. Selbst im Fall einer ungleichmäßigen lebenden Last werden auch die auf die Räder wirkenden Lasten im allgemeinen ungleichmäßig. Wenn die auf die Räder wirkenden Lasten wie benötigt detektiert werden können, können aus diesem Grund Aufhängungssysteme für die Fahrzeugräder im voraus auf der Basis von Detektionsergebnissen der Lasten gesteuert werden, so daß die Lagesteuerung des Kraftfahrzeugs während des Fahrens davon (beispielsweise Verhinderung einer rollenden Bewegung während des Kurvenfahrens, Verhinderung eines Absetzens der Vorderräder während des Bremsens und Verhinderung eines Absetzens der Fahrzeugräder, bewirkt durch eine ungleichmäßige Verteilung von lebenden Lasten) bewerkstelligt werden kann. Für eine Installation des Lastsensors zum Detektieren der auf das jeweilige Fahrzeugrad wirkenden Last steht jedoch kein Raum zur Verfügung, und deshalb kann die Lagesteuerung durch die Detektion der Last kaum realisiert werden.
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Wenn man außerdem berücksichtigt, daß das elektronische Lenksystem, bei dem die Antriebsachse und das Steuerrad nicht miteinander mechanisch gekoppelt sind, in der nahen Zukunft zunehmend verwendet werden wird, werden Informationen über die Straßenoberfläche erforderlich sein zur Übertragung zu dem von einem Fahrer gehaltenen Lenkrad durch detektieren einer in der Längsrichtung der Antriebsachse wirkenden Last.
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Außerdem wird bei der Radhalterungslagerbaugruppe mit einem darin eingebauten Drehzahlsensor, wie aus dem Patentdokument 2 bekannt, der Effekt durch die Keilverzahnungsverbindung, die beim Verbinden der Lagerbaugruppe mit einem Gleichlauf-Kreuzgelenk verwendet wird, nicht erwähnt. Im Patentdokument 2 ist der Sensor zum Detektieren eines Drehmoments zwischen den beiden Reihen der Laufbahnoberflächen auf der Außenperipherieoberfläche des Innenglieds angeordnet, und Keilverzahnungen sind an einer Innenperipherieoberfläche des Innenglieds entsprechend der Position des Drehzahlsensors vorgesehen. Die Antriebskraft von dem Motor wird zu der Radhalterungslagerbaugruppe durch das Gleichlauf-Kreuzgelenk übertragen, und die Keilzahnverbindung wird im allgemeinen verwendet, um das Gleichlauf-Kreuzgelenk und die Radhalterungslagerbaugruppe zu verbinden. Wenn sich die Keilzahnverbindung lockert, nimmt die Hysterese der Drehmomentausgabe zu. Außerdem sind die in dem Gleichauf-Kreuzgelenk vorgesehenen Keilzahnverbindungen so ausgebildet, daß sie unter einem Winkel von wenigen Grad geneigt oder verdreht sind, um das Lockern zu reduzieren. Wenn die in dem Gleichlauf-Kreuzgelenk vorgesehenen Keilverzahnungen die in der Radhalterungslagerbaugruppe vorgesehenen Keilverzahnungen in Eingriff nehmen, kann das Lockern der Keilzahnverbindung durch die geneigten Keilverzahnungen reduziert werden. Im Fall der Drehmomentübertragung in einer Richtung, die der Richtung entspricht, in der die Keilverzahnungen geneigt sind, wird die Belastung in dem zu detektierenden Teil des Sensors proportional zum Drehmoment induziert. Im Fall der Drehmomentübertragung in einer umgekehrten Richtung jedoch wirkt die Belastung in einer Richtung, in der die Verdrehung abnehmen kann, und das Drehmoment wird nicht genau zu dem zu detektierenden Abschnitt des Sensors übertragen, was zu einer Reduktion der Empfindlichkeit des Sensors und Linearität der Sensorausgabe führt. Außerdem weist die Keilzahnverbindung einen Kontaktabschnitt auf, der instabil ist, und je nach der Situation wird das Drehmoment nicht zu dem Drehzahlsensor übertragen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung soll jene Probleme lösen und eine Radhalterungslagerbaugruppe mit einem eingebauten Lastsensor bereitstellen, der in der Lage ist, eine Last auf ein Rad genau zu detektieren, ohne von der Verbindung beeinflußt zu werden, beispielsweise der Keilzahnverbindung zwischen der Lagerbaugruppe und einer Außenlaufbahn eines Gleichlauf-Kreuzgelenks, und wodurch auch die kompakte Installation des Lastsensors an einem Fahrzeug ermöglicht wird.
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Eine Radhalterungslagerbaugruppe mit einem eingebauten Lastsensor gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Lagerbaugruppe zum drehbaren Lagern eines Rads relativ zu einer Fahrzeugkarosserie und enthält ein Außenglied mit einer mit Doppelreihen von Laufbahnoberflächen ausgebildeten Innenperipherieoberfläche; ein Innenglied mit einer mit Doppelreihen von Laufbahnoberflächen in gegenüberliegender Beziehung mit den Doppelreihen der Laufbahnoberflächen des Außenglieds ausgebildeten Außenperipherieoberfläche und Doppelreihen von Wälzelementen, die zwischen jenen Laufbahnoberflächen des Außenglieds und des Innenglieds angeordnet sind. Die Radhalterungslagerbaugruppe enthält außerdem einen ersten Winkeldetektierungssensor einschließlich eines zu detektierenden Teils, im Innenglied vorgesehen, und einen entsprechenden Detektierungsteil, in dem Außenglied in gegenüberliegender Beziehung zu dem in dem Innenglied vorgesehenen zu detektierenden Teil vorgesehen; einen zweiten Winkeldetektierungssensor einschließlich eines zu detektierenden Teils, in einem Außenkanal eines Gleichlauf-Kreuzgelenks vorgesehen, das mit dem Innenglied gekoppelt ist, und einem entsprechenden detektierenden Teil, in dem Außenkanal in gegenüberliegender Beziehung zu dem in dem Außenkanal vorgesehenen zu detektierenden Teil vorgesehen und eine Lastkonvertierungseinheit zum Vergleichen jeweiliger Detektionssignale von den detektierenden Teilen des ersten und zweiten Winkeldetektierungssensors zum Detektieren einer relativen Winkeldifferenz zwischen dem Innenglied und dem Gleichlauf-Kreuzgelenk, um dadurch eine auf die Radhalterungslagerbaugruppe wirkende Last zu detektieren.
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Während gemäß dieser Konstruktion die zu detektierenden Teile des ersten und zweiten Winkeldetektierungssensors im Innenglied und im Außenkanal des Gleichlauf-Kreuzgelenks angeordnet sind, wird die relative Winkeldifferenz zwischen dem Innenglied und dem Außenkanal durch Vergleichen der detektierten Signale von den detektierenden Teilen detektiert. Die Lastkonvertierungseinheit detektiert die auf die Radhalterungslagerbaugruppe wirkende Last anhand der detektierten Winkeldifferenz. Deswegen kann die Drehmomentdetektion präzise bewerkstelligt werden, ohne in der Radhalterungslagerbaugruppe durch die Keilverzahnung des Innenglieds mit dem Außenkanal des Gleichlauf-Kreuzgelenks beeinflußt zu werden, das eine Antriebskraft eines Motors überträgt. Wenn das Drehmoment detektiert werden kann, ist die Konvertierung des detektierten Drehmoments in eine auf die Antriebsachse in einer Fahrrichtung eines Fahrzeugs wirkende Last möglich. Da außerdem bei der vorliegenden Erfindung die Last anhand der relativen Winkeldifferenz zwischen dem Innenglied und dem Außenkanal detektiert wird, kann der Lastsensor an dem Kraftfahrzeug kompakt installiert werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann jeder des ersten und zweiten Winkeldetektierungssensors ein Sensor vom gewickelten Typ sein, bei dem der detektierende Teil eine Spulwicklung aufweist und der zu detektierende Teil aus einem magnetischen Glied mit mehreren über den Umfang angeordneten Einbuchtungen hergestellt ist. Für die über den Umfang angeordneten Einbuchtungen kann beispielsweise das magnetische Glied polygonal ausgebildet sein.
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Wenn der zu detektierende Teil aus dem magnetischen Glied mit den über den Umfang angeordneten Einbuchtungen besteht, erhöht die Kombination aus dem zu detektierenden Teil mit einem Sensor vom gewickelten Typ das Winkelauflösungsvermögen, um eine Detektion mit hoher Empfindlichkeit zu gestatten.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann jeder der detektierenden Teile des ersten und zweiten Winkeldetektierungssensors ein magnetischer Sensor sein, der in der Lage ist, eine analoge Ausgabe zu liefern, und jeder der zu detektierenden Teile des ersten und zweiten Winkeldetektierungssensors kann ein magnetischer Codierer sein, der so magnetisiert ist, daß er abwechselnde N- und S-Pole aufweist.
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Wenn der magnetische Codierer als der zu detektierende Teil verwendet wird, weist der magnetische Sensor eine einfache Struktur auf; beispielsweise kann ein Hall-Element oder ein magnetisches Widerstandselement verwendet werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann einer der beiden Winkeldetektierungssensoren dazu verwendet werden, ein Signal zum Steuern eines ABS-Bremssystems auszugeben.
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Im Fall dieser Konstruktion kann der für die Steuerung des ABS-Bremssystems verwendete Winkeldetektierungssensor gleichzeitig für die Detektion der Last verwendet werden. Im Vergleich zu der separaten Verwendung von Sensoren für die Detektion der Drehzahl und die Detektion der Last kann die Anzahl von Komponententeilen und die Anzahl von Herstellungsschritten reduziert werden und die Struktur des Sensors kann vereinfacht werden und deshalb können die Kosten davon reduziert werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann jeder der zu detektierenden Teile einen Ring mit zyklisch darin definierten Fenstern enthalten. Jene Ringe sind mit einer vorbestimmten Lücke dazwischen in einer radialen Richtung beabstandet und derart angeordnet, daß die Fenster jener Ringe einander nicht überlappen. Der in dem Außenglied in gegenüberliegender Beziehung mit jedem der zu detektierenden Teile vorgesehene detektierende Teil enthält eine Spulwicklung.
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Da im Fall dieser Konstruktion die Ringe mit den zyklisch darin definierten Reihen der Fenster als die zu detektierenden Teile verwendet werden, können die Winkeldetektierungssensoren von der Struktur her vereinfacht werden und ihre Herstellung kann erleichtert werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung weist jeder der Ringe zwei Reihen der Fenster auf. Jene Ringe sind so angeordnet, daß ein Öffnungsbereich der Fenster einer Reihe klein wird, während ein Öffnungsbereich der Fenster der anderen Reihe groß wird, wenn ein Drehmoment auf die Radhalterungslagerbaugruppe ausgeübt wird, wobei dann die Lastkonvertierungseinheit die Last detektiert durch Berechnen einer Differentialausgabe von jeweiligen Änderungen bei magnetischen Widerständen der Ringe, detektiert von den jeweiligen detektierenden Teilen.
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Da selbst in dem Fall dieser Konstruktion jeder der Ringe mit den darin definierten beiden Reihen der Fenster als der zu detektierende Teil verwendet wird, kann die Struktur des Winkeldetektierungssensors vereinfacht werden und seine Herstellung kann erleichtert werden. Außerdem ist das System, bei dem die Last auf der Basis des aus dem Drehmoment resultierenden Ausmaßes an Öffnung der Fenster detektiert wird, dabei effektiv, die Detektion mit hoher Empfindlichkeit zu bewerkstelligen, da das Drehmoment zwischen dem Außenkanal und dem Innenglied sicher übertragen werden kann.
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Bei der vorliegenden Erfindung können anstelle des Rings mehrere Einbuchtungen als der zu detektierende Teil direkt in einer Oberfläche eines des Innenglieds und des Außenkanals des Gleichlauf-Kreuzgelenks ausgebildet sein, wohingegen der Ring mit den Fenstern dann an einer Oberfläche des anderen des Innenglieds und des Außenkanals befestigt sein kann.
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Eine direkte Ausbildung jener Einbuchtungen reduziert effektiv die Anzahl an Komponententeilen und die Anzahl an Montageschritten.
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Bei der vorliegenden Erfindung können jeweilige Abschnitte des Innenglieds und des Außenkanals, die einander kontaktieren, den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Mehrere den zu detektierenden Teil definierende Einbuchtungen können in jedem der Kontaktabschnitte vorgesehen sein. Die Einbuchtungen an dem Innenglied und die Einbuchtungen an dem Außenkanal kontaktieren einander, während sie aus der Phase miteinander ausgerichtet sind. In diesem Fall wird einer der detektierenden Teile des ersten und zweiten Winkeldetektierungssensors, in dem Außenglied in gegenüberliegender Beziehung mit den Einbuchtungen an dem Innenglied und den Einbuchtungen an dem Außenkanal vorgesehen, durch eine Spulwicklung ausgebildet. Der Winkeldetektierungssensor detektiert eine Änderung bei der relativen Phase zwischen den Einbuchtungen an dem Innenglied und den Einbuchtungen an dem Außenkanal als eine Änderung beim magnetischen Widerstand der Spulwicklung des entsprechenden detektierenden Teils, wenn das Drehmoment auf die Radhalterungslagerbaugruppe ausgeübt wird.
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Da im Fall dieser Konstruktion die Änderung bei der relativen Phase zwischen den Einbuchtungen an dem Innenglied und den Einbuchtungen an dem Außenkanal, die sich von der Wirkung des Drehmoments ergibt, als eine Änderung bei dem magnetischen Widerstand der Spulwicklung des entsprechenden detektierenden Teils detektiert wird, kann die Detektion mit hoher Empfindlichkeit mit hoher Präzision bewerkstelligt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann eine Spulwicklung zusätzlich als der andere der detektierenden Teile in dem Außenglied so vorgesehen werden, daß sie einem drehenden Abschnitt des Außenkanals gegenüberliegt, wo keine Einbuchtung ausgebildet ist. Dadurch kann eine Differentialausgabe von Änderungen bei magnetischen Widerständen jener die detektierenden Teile bildenden Spulwicklungen detektiert werden.
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Im Fall dieser Konstruktion kann durch Detektieren des sich drehenden Abschnitts, wo keine Einbuchtung ausgebildet ist, die Temperaturkompensation erzielt werden.
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Wo die Einbuchtungen, die den zu detektierenden Teil definieren, wie oben beschrieben vorgesehen sind, kann das Innenglied eine Nabenachse mit einem Radbefestigungsflansch und einem an einer Außenperipherieoberfläche der Nabenachse befestigten Innenkanal enthalten. Der Innenkanal ist an der Nabenachse mit Hilfe eines an einem innen gelegenen Endabschnitt der Nabenachse vorgesehenen Kragenabschnitts fixiert. In diesem Fall sind Ringglieder mit jeweils umfangsmäßig davon an einer Fläche davon angeordneten Einbuchtungen jeweils an dem Innenkanal und dem Außenkanal gesichert, wobei die Einbuchtungen der Ringglieder einander gegenüberliegen, oder umfangsmäßig angeordnete Einbuchtungen sind direkt in jedem des Innenkanals und des Außenkanals ausgebildet, wobei jene Einbuchtungen des Innenkanals und des Außenkanals einander gegenüberliegen, und eine Stirnfläche des Außenkanals des Gleichlauf-Kreuzgelenks und der Kragenabschnitt in der Nabenachse stehen unter geringfügigem Druck in leichtem Kontakt miteinander oder eine Lücke ist dazwischen vorgesehen.
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Da in diesem Fall die Stirnfläche des Außenkanals und der Kragenabschnitt der Nabenachse einander nicht kontaktieren oder in leichtem Kontakt gehalten sind, kann die Phasendifferenz leicht entwickelt werden, wenn das Drehmoment wirkt, und deshalb kann eine Zunahme der Empfindlichkeit und eine Abnahme der Hysterese erwartet werden.
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Im Fall dieser Konstruktion kann ein Abstandshalter zwischen einem freien Ende eines Fußabschnitts des Außenkanals des Gleichlauf-Kreuzgelenks und einer an der außengelegenen Seite der Nabenachse gesicherten Scheibe angeordnet sein, und der Außenkanal und die Nabenachse können dann durch ein in einer freien Stirnfläche des Flußabschnitts definiertes Gewindeloch mit der Scheibe und dem Abstandshalter dazwischen zusammengeschraubt sein, und eine Lücke kann zwischen dem Kragenabschnitt und der Stirnfläche des Außenkanals vorgesehen sein.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann der Fußabschnitt des Außenkanals eine Länge aufweisen, die kleiner ist als ein außengelegenes Ende einer Mittelbohrung des Innenglieds, in die der Fußabschnitt des Außenkanals eingreift. In diesem Fall ist ein Gewindeloch in einer freien Stirnfläche des Fußabschnitts definiert und durch Schrauben einer Schraube in das Gewindeloch durch eine einen Abschnitt des Innenglieds um das Gewindeloch herum kontaktierende Scheibe werden der Fußabschnitt des Außenkanals und das Innenglied miteinander verbunden.
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Wenn im Fall dieser Konstruktion die Last wirkt, kann die Phasendifferenz leicht zwischen dem Innenglied und dem Außenkanal entwickelt werden, und deshalb kann die Lastdetektierungsempfindlichkeit heraufgesetzt werden.
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In der vorliegenden Erfindung kann der Fußabschnitt des Außenkanals eine Länge aufweisen, die kleiner ist als ein außengelegenes Ende einer Mittelbohrung des Innenglieds, in die der Fußabschnitt des Außenkanals eingreift, und andererseits kann ein Gewindeloch in einer freien Endfläche des Fußabschnitts definiert sein. Durch Schrauben einer Schraube in das Gewindeloch während ein zylindrischer Flansch einer mit einem zylindrischen Flansch versehenen Scheibe in die Mittelbohrung des Innenglieds eingesetzt wird, während ihr freies Ende in Kontakt mit einem freien Ende des Fußabschnitts gehalten wird, können der Fußabschnitt des Außenkanals und das Innenglied miteinander verbunden werden.
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Selbst wenn in dem Fall dieser Konstruktion die Last wirkt, kann die Phasendifferenz leicht zwischen dem Innenglied und dem Außenkanal entwickelt werden, und deshalb kann die Lastdetektierungsempfindlichkeit heraufgesetzt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung läßt sich jedenfalls anhand der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen davon in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen klarer verstehen. Die Ausführungsformen und die Zeichnungen sind jedoch nur zum Zweck der Darstellung und Erläuterung angegeben und sollen nicht so angesehen werden, als wenn sie den Schutzbereich der Erfindung in irgendeiner Weise beschränken, wobei der Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche zu bestimmen ist. In den beiliegenden Zeichnungen werden gleiche Bezugszahlen dazu verwendet, um in den mehreren Ansichten gleiche Teile zu bezeichnen. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht einer Radhalterungslagerbaugruppe mit einem eingebauten Lastsensor gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Schnittansicht eines Drehwinkeldetektierungssensors, der in der Radhalterungslagerbaugruppe von 1 verwendet wird;
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3 eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels des Drehwinkeldetektierungssensors;
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4 ein Schemadiagramm einer in der Radhalterungslagerbaugruppe von 1 verwendeten Lastkonvertierungseinheit;
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5A eine Schnittansicht der Radhalterungslagerbaugruppe mit dem eingebauten Lastsensor gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5B eine fragmentarische Draufsicht auf die Radhalterungslagerbaugruppe von 5B;
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6 eine fragmentarische Vorderansicht, die eine schematische Struktur des in der Radhalterungslagerbaugruppe von 5A verwendeten Drehwinkeldetektierungssensors zeigt;
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7 ein Diagramm von Ausgabewellenformen des Drehwinkeldetektierungssensors;
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8 ein Schemadiagramm der in der Radhalterungslagerbaugruppe von 5A verwendeten Lastkonvertierungseinheit;
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9 eine Schnittansicht der Radhalterungslagerbaugruppe mit dem eingebauten Lastsensor gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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10 eine fragmentarische vergrößerte Draufsicht auf einen in der Radhalterungslagerbaugruppe von 9 verwendeten Pulsar-Ring;
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11 ein Schemadiagramm der in der Radhalterungslagerbaugruppe von 9 verwendeten Lastkonvertierungseinheit;
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12 eine Schnittansicht der Radhalterungslagerbaugruppe mit dem eingebauten Lastsensor gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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13 eine fragmentarische vergrößerte Draufsicht auf den in der Radhalterungslagerbaugruppe von 12 verwendeten Pulsar-Ring;
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14 eine Schnittansicht der Radhalterungslagerbaugruppe mit dem eingebauten Lastsensor gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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15 eine fragmentarische vergrößerte Draufsicht auf einen in der Radhalterungslagerbaugruppe von 14 verwendeten zu detektierenden Teil;
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16 eine Schnittansicht der Radhalterungslagerbaugruppe mit dem eingebauten Lastsensor gemäß einer sechsten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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17 eine Schnittansicht der Radhalterungslagerbaugruppe mit dem eingebauten Lastsensor gemäß einer siebten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
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18 eine Schnittansicht der Radhalterungslagerbaugruppe mit dem eingebauten Lastsensor gemäß einer achten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESTE WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Die erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter besonderer Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben. Eine Radhalterungslagerbaugruppe mit einem eingebauten Lastsensor gemäß der ersten Ausführungsform wird auf eine Radhalterungslagerbaugruppe der dritten Generation von einem Innenkanaldrehtyp angewendet, der verwendet wird, um ein Antriebsrad zu unterstützen. Es sei angemerkt, daß die Ausdrücke ”innenliegend” und ”außenliegend” die der Innenseite bzw. der Außenseite zugewandten Seiten darstellen.
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Unter Bezugnahme auf 1 enthält die Radhalterungslagerbaugruppe 10 ein Außenglied 1 mit einer mit Doppelreihen von Laufbahnoberflächen 4 ausgebildeten Innenperipherieoberfläche, ein Innenglied 2 mit einer mit Doppelreihen von Laufbahnoberflächen 5 ausgebildeten Außenperipherieoberfläche, die jenen Laufbahnoberflächen 4 gegenüber liegen, und zwischen jenen Doppelreihen der Laufbahnoberflächen 4 und 5 angeordnete Doppelreihen von Wälzelementen 3. Diese Radhalterungslagerbaugruppe 10 ist ein Doppelreihen-Schrägkugellager. Jede der Laufbahnoberflächen 4 und 5 weist im Schnitt eine bogenförmige Gestalt auf, und die Laufbahnoberflächen 4 und 5 sind so ausgebildet, daß sie jeweilige Kontaktwinkel aufweisen, die in Rücken-an-Rücken-Beziehung miteinander gehalten werden. Die Wälzelemente 3 liegen in Form einer Kugel vor und werden von einem für jede Reihe dieser Wälzelemente 3 verwendeten Käfig 6 festgehalten.
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Das Außenglied 1 dient als ein stationäres Glied und ist, wie in 1 gezeigt, ein einstückiges Glied mit einer Außenperipherieoberfläche, die mit einem Fahrzeugkarosseriemontageflansch 1a ausgebildet ist, der an einem nicht gezeigten Gelenk befestigt werden soll. Der Fahrzeugkarosseriemontageflansch 1a wird an dem an einer nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie installierten Gelenk mit Hilfe von nicht gezeigten Schrauben an mehreren Umfangsstellen befestigt. Befestigungslöcher 12 in dem Fahrzeugkarosseriemontageflansch 1a sind mit einem Gewinde versehen. Die Schrauben erstrecken sich durch jeweilige, in dem Gelenk definierte Durchgangslöcher, wobei Außengewindeabschnitte an freien Enden der Schrauben die assoziierten Befestigungslöcher 12 gewindemäßig in Eingriff nehmen. Es sei angemerkt, daß die Befestigungslöcher 12, anstatt ein Loch mit Innengewinde zu sein, sie ein reines Loch sein können, durch das die jeweilige Schraube geschoben wird, so daß diese Schraube mit einer Mutter befestigt werden kann.
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Das Innenglied 2 dient als ein drehbares Glied und besteht aus einer Nabenachse 2A mit einer mit einem Radbefestigungsflansch 2a ausgebildeten Außenpheripherieoberfläche und einem Innenkanal 2B, der ein separates Glied ist, das an einer Außenperipherieoberfläche der Nabenachse 2A auf der innenliegenden Seite davon befestigt ist. Die Doppelreihen der Laufbahnoberflächen 5 sind an der Nabenachse 2A bzw. dem Innenkanal 2B ausgebildet. Ein Fußabschnitt 14, der integral mit einem Außenkanal 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks ausgebildet ist, ist in eine Mittelbohrung der Nabenachse 2A eingesetzt, und der Außenkanal 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks 13 ist mit der Nabenachse 2A gekoppelt durch Befestigen einer Schraube 16 auf einem Außengewindeabschnitt 15a, das an einem freien Ende des Fußabschnitts 14 vorgesehen ist. Die Nabenachse 2A weist eine mit Keilverzahnungsnuten 2b ausgebildete Innenperipherieoberfläche auf, während der Fußabschnitt 14 eine mit Keilverzahnungsnuten 14a ausgebildete Außenperipherieoberfläche aufweist. Die Keilverzahnungsnuten 2b nehmen die Keilverzahnungsnuten 14a in Eingriff, um eine Keilverzahnungsverbindung zwischen der Nabenachse 2A und dem Fußabschnitt 14 auszubilden. Der Innenkanal 2B ist axial in Position an der Nabenachse 2A durch einen Kragenabschnitt 2Aa fixiert, der in einem innenliegenden Endabschnitt der Nabenachse 2A vorgesehen ist. Außen- und innenliegende offene Enden eines ringförmigen Lagerraums, zwischen dem Innen- und Außenglied 2 und 1 ausgebildet, sind durch assoziierte Dichtungen 7 und 8 vom Kontakttyp, die eine Dichtungseinrichtung sind, abgedichtet. Die innenliegende Dichtung 8 sichert eine Dichtbarkeit auf der innenliegenden Seite durch Halten eines Lippenabschnitts 8a der Dichtung 8 in Gleitkontakt mit einer an einer Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a vorgesehenen abgestuften Oberfläche 13a.
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Ein innenliegender Endabschnitt des Innenkanals 2B auf der innenliegenden Seite der Laufbahnoberfläche 5 an der Außenperipherie davon ist mit einer abgestuften Oberfläche 2Ba versehen, in der ein zu detektierender Teil 18 eines ersten Drehwinkeldetektierungssensors 17 vorgesehen ist. An einer dem zu detektierenden Teil 18 radial gegenüberliegenden Position der Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 ist ein detektierender Teil 19 des ersten Drehwinkeldetektierungssensors 17 vorgesehen. Der zu detektierende Teil 18 und der detektierende Teil 19 bilden zusammen den ersten Drehwinkeldetektierungssensor 17. Eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 1 dieses ersten Drehwinkeldetektierungssensors 17 ist in 2 gezeigt.
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Nunmehr unter Bezugnahme auf 2 liegt der zu detektierende Teil 18 in Form eines Rotors vor, der aus einem ringförmigen magnetischen Glied hergestellt ist und eine Außenperipherieoberfläche aufweist, die so gestaltet ist, daß sie eingebuchtet ist mit mehreren Hügelbereichen 18a, die in einer Umfangsrichtung des zu detektierenden Teils 18 mit einer vorbestimmten Teilung angeordnet sind. Jeder der Hügelbereiche 18a ist so ausgeführt, daß er eine bogenförmige Gestalt im Schnitt in einer Richtung senkrecht zu einer axialen Richtung des zu detektierenden Teils 18 darstellt. Jeder der Hügelbereiche 18a kann quadratisch sein. Beispielhaft kann die Außenperipheriegestalt des zu detektierenden Teils 18 polygonal sein, wobei jede Ecke den entsprechenden Hügelbereich 18a darstellt.
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Der detektierende Teil 19 liegt in Form eines Stators vor, der ein ringförmiges magnetisches Glied 20 enthält, indem nach innen orientierte Joche 20a in einer Umfangsrichtung des magnetischen Glieds mit einer vorbestimmten Teilung angeordnet sind, und einer um jedes der Joche 20a gewickelten Spulwicklung 21. Der zu detektierende Teil 18 in Form des Rotors und der detektierende Teil 19 in Form des Stators bilden zusammen einen Drehmelder oder den ersten Drehwinkeldetektierungssensor 17, der eine analoge Spannung ausgibt.
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Ein Abschnitt der Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a, in 1 gezeigt, ist mit einem zu detektierenden Teil 23 eines zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 22 neben der innengelegenen Stirnfläche (in dieser Ausführungsform der Kragenabschnitt 2Aa) der Nabenachse 2A versehen, der die Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a kontaktiert. Ein detektierender Teil 24 des zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 22 ist an einem Abschnitt der Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 vorgesehen, der dem zu detektierenden Teil 23 radial gegenüberliegt. Der zu detektierende Teil 23 und der detektierende Teil 24 bilden zusammen den zweiten Drehwinkeldetektierungssensor 22. Dieser zweite Drehwinkeldetektierungssensor 22 hat die gleiche Konstruktion wie der erste Drehwinkeldetektierungssensor 17. Mit anderen Worten ist, wie in 2 durch die Referenzzahlen gezeigt, die zusammen mit denen des ersten Winkeldetektierungssensors 17 angezeigt sind, der zu detektierende Teil 23 in Form eines Rotors, der aus einem ringförmigen magnetischen Glied hergestellt ist und eine Außenperipherieoberfläche aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie beispielsweise polygonal ist mit mehreren Hügelbereichen 23a, die in einer Umfangsrichtung des zu detektierenden Teils 23 mit einer vorbestimmten Teilung angeordnet sind. Der detektierende Teil 24 ist in Form eines Stators, der ein ringförmiges magnetisches Glied 25 enthält, bei dem nach innen orientierte Joche 25a in einer Umfangsrichtung des magnetischen Glieds 25 mit einer vorbestimmten Teilung angeordnet sind und eine Spulwicklung 26 ist um jedes der Joche 26a gewickelt. Der zu detektierende Teil 23 in Form des Rotors und der detektierende Teil 24 in Form des Stators bilden zusammen einen Drehmelder, der als der zweite Drehwinkeldetektierungssensor 22 dient.
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Die Fahrzeugkarosserie, an der das in 1 gezeigte Außenglied 1 angebracht ist, ist, wie in einem Blockdiagramm in 4 gezeigt, mit einer Lastkonvertierungseinheit 27 zum Detektieren einer auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 einwirkenden Last unter Verwendung jeweiliger Detektionssignale des ersten und zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 17 und 22 versehen. Diese Lastkonvertierungseinheit 27 enthält ein Paar R/D-(Drehmelder-zu-digital)-Konverter 28A und 28B zum Konvertieren der Detektionssignale (Ausgaben der detektierenden Teile 19 und 24) der Drehmelder 17 und 22 in jeweilige Digitalsignale, einen Subtrahierer 29 zum Berechnen einer relativen Winkeldifferenz von zwei Winkelsignalen, die digital konvertiert worden sind, einen Vergleicher 30 zum Vergleichen der berechneten Winkeldifferenz mit einem Anfangswert 31, der ein vorbestimmter Referenzwert ist, und einen Drehmomentrechner 32 zum Berechnen der Last auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs im Vergleicher 30 und Daten einer Korrekturtabelle 33. Der berechnete Lastwert wird an eine an der Fahrzeugkarosserie befestigte ABS-Steuereinrichtung 34 geliefert und als Daten für die ABS-Steuerung verwendet. ABS ist eine Abkürzung des Antiblockiersystems.
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Die Lastkonvertierungseinheit 27 arbeitet auf die folgende Weise. Von den detektierenden Teilen 19 und 24 des ersten und zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 17 und 22 detektierte jeweilige Winkelsignale werden von der jeweiligen R/D-Konvertern 28A und 28B in Digitalsignale konvertiert, und jene so konvertierten zwei Winkelsignale werden von dem Subtrahierer 29 subtrahiert. Auf diese Weise wird eine relative Winkeldifferenz zwischen dem Innenglied 2 und dem Außenkanal 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks 13 berechnet. Die so berechnete Winkeldifferenz wird von dem Vergleicher 30 mit dem Anfangswert 31 verglichen. Der Anfangswert 31 ist in diesem Fall ein Ergebnis der von dem Subtrahierer 29 durchgeführten Subtraktion während eines Zustands, bei dem keine Last auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 eingewirkt hat (beispielsweise während des Parkens oder dem Geradeausfahren bei einer niedrigen Geschwindigkeit). Infolge des von dem Vergleicher 30 vorgenommenen Vergleichs kann eine aus einer Verdrehung zwischen dem Außenkanal 13a und dem Innenkanal 23 resultierende Phasendifferenz (Winkeldifferenz) erhalten werden. Bei dem Drehmomentrechner 32 kann auf der Basis der Daten der Korrekturtabelle 33 die auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkende Last anhand der Phasendifferenz berechnet werden.
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Es ist anzumerken, daß, da die aus der Verdrehung zwischen dem Außenkanal 13a und dem Innenkanal 2B resultierende Phasendifferenz von der Starrheit abhängt, aber so klein ist, daß sie höchstens 1 Grad beträgt, die Phasendifferenz mit hoher Präzision detektiert werden kann, wenn die Anzahl der Pole, die in jedem des ersten und zweiten Winkeldetektierungssensors 17 und 22 vorgesehen ist, d. h. die Anzahl der Hügelbereiche 18a oder 23a der entsprechenden zu detektierenden Teile 18 oder 23 und der Joche 19a oder 24a der entsprechenden detektierenden Teile 19 oder 24, so groß wie möglich ist. Angesichts dessen wird, wie in einem weiteren strukturellen Beispiel in 3 gezeigt bevorzugt, daß jeder des ersten und zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 17 und 22 eine so große Anzahl der Pole aufweist, daß er ein erhöhtes Auflösungsvermögen besitzt. Es ist außerdem anzumerken, daß, wenn eine axiale Lücke zwischen dem Außenkanal 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks 13 und dem Kragenabschnitt 2Aa vorgesehen ist, wie später unter Bezugnahme auf 18 beschrieben, die Phasendifferenz leicht erhalten werden kann und die Hysterese reduziert werden kann.
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Da wie oben beschrieben diese Radhalterungslagerbaugruppe 10 mit dem eingebauten Lastsensor zum Detektieren der auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkenden Last mit dem ersten Drehwinkeldetektierungssensor 17 mit dem in dem Innenkanal 2B vorgesehenen zu detektierenden Teil 18, dem zweiten Drehwinkeldetektierungssensor 22 mit dem in dem Außenkanal 13a vorgesehenen zu detektierenden Teil 23 und der Lastkonvertierungseinheit 27 (4) zum Detektieren der auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkenden Last durch Vergleichen der jeweiligen Detektionssignale jener Drehwinkeldetektierungssensoren 17 und 22 ausgestattet ist, um dadurch die relative Winkeldifferenz zwischen dem Innenkanal 2B und dem Außenkanal 13a zu detektieren, kann der Lastsensor kompakt an einem Kraftfahrzeug installiert werden, und die auf das Rad wirkende Last kann stabil und präzise detektiert werden, ohne daß die Sensorausgabe durch die Keilverzahnung zwischen dem Außenkanal 13a und der Radhalterungslagerbaugruppe 10 beeinflußt wird. Außerdem kann die so detektierte Last in eine in einer Fahrrichtung des Fahrzeugs auf der Antriebsachse wirkende Last konvertiert werden. Da die Drehwinkeldetektierungssensoren 17 und 22 als ein Lastsensor verwendet werden, kann außerdem die Drehzahl des Rads detektiert werden.
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5A und 5B bis 8 veranschaulichen eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Radhalterungslagerbaugruppe 10 mit dem eingebauten Lastsensor ist derart, daß anstelle der beiden Drehwinkeldetektierungssensoren 17 und 22, die als Drehmelder in der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform verwendet werden, zwei Drehwinkeldetektierungssensoren 35 und 39, die jeweils aus einer Kombination aus einem magnetischen Codierer und einem magnetischen Sensor bestehen, wie in 5(A) gezeigt verwendet werden. Insbesondere ist ein zu detektierender Teil 36 des ersten Drehwinkeldetektierungssensors 35 ein ringförmiger magnetischer Codierer mit Magnetpolen N und S, die abwechselnd in einer Umfangsrichtung magnetisiert sind, wie schematisch in 6 gezeigt, deren magnetische Charakteristik in mehreren Zyklen für jede vollständige Umdrehung des Innenglieds 1 variiert. Dieser zu detektierende Teil 36 ist ein ringförmiges Glied von einem radialen Typ, dessen magnetische Charakteristik kontinuierlich in einer Umfangsrichtung relativ zu einem detektierenden Teil 37 des ersten Drehwinkeldetektierungssensors 35 variiert. Insbesondere enthält der zu detektierende Teil 36 ein ringförmiges Trägermetall 36b und ein an einer Außenperipherieoberfläche des Trägermetalls 36b vorgesehenes magnetisches Glied 36b und mit den abwechselnden Magnetpolen N und S magnetisiert in der Umfangsrichtung davon. Dieser zu detektierende Teil 36 wird fest in die abgestufte Oberfläche 2Ba in der Außenperipherieoberfläche des Innenkanals 2B durch das Trägermetall 36b eingedrückt.
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Der detektierende Teil 37 des ersten Drehwinkeldetektierungssensors 35, der an der Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 vorgesehen ist, radial dem zu detektierenden Teil 36 gegenüberliegend, ist ein magnetischer Sensor, der in der Lage ist, eine analoge Ausgabe zu liefern, wie beispielsweise ein Hall-IC oder ein MR-Element. Der detektierende Teil 37 ist mit einem ringförmigen Gehäuse 38 mit einer aus einem Kernmetall hergestellten Außenseite und einer aus Harz hergestellten Innenseite versehen, wie in 5A gezeigt. Wie in 6 gezeigt besteht der detektierende Teil 37 aus zwei Sensoren (37A und 37B), die über den Umfang beabstandet relativ zu dem zu detektierenden Teil 36 angeordnet sind, so daß die Ausgabephase davon um 90° relativ zueinander versetzt sein kann. 7 veranschaulicht jeweilige Wellenformen der beiden zu detektierenden Teile 37A und 37B, von denen eine als eine Sinuswelle ausgegeben wird und von denen die andere als eine Kosinuswelle ausgegeben wird.
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Ein Abschnitt der Außenperipherieoberfläche der in 5A gezeigten Außenbahn 13a ist mit einem zu detektierenden Teil 40 des zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 39 neben der innenliegenden Stirnfläche (dem Kragenabschnitt 2Aa in dieser zweiten Ausführungsform) der Nabenachse 2A versehen, der die Außenperipheriefläche des Außenkanals 13a kontaktiert. Ein detektierender Teil 41 des zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 39 ist an einem Abschnitt der Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 dem zu detektierenden Teil 40 radial gegenüberliegend vorgesehen. Der zu detektierende Teil 40 und der detektierende Teil 41 bilden zusammen den zweiten Drehwinkeldetektierungssensor 39. Selbst dieser zweite Drehwinkeldetektierungssensor 39 hat die gleiche Konstruktion wie der erste Drehwinkeldetektierungssensor 35. Insbesondere ist, wie in 6 durch die zusammen mit denen des ersten Drehwinkeldetektierungssensors 35 gezeigten Bezugszahlen gezeigt, der zu detektierende Teil 40 ein magnetischer Codierer mit einem ringförmigen Trägermaterial 40b und einem an einer Außenperipherieoberfläche des Trägermetalls 40b vorgesehenen magnetischen Glieds 40a und mit in der Umfangsrichtung davon magnetisierten abwechselnden Magnetpolen N und S. Dieser zu detektierende Teil 40 ist auf einen Abstandshalter 42 festgedrückt, auf den Außenkanal 13a festgedrückt, durch das Trägermetall 40b, wie in 5A gezeigt. Der detektierende Teil 41 ist an der Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 dem zu detektierenden Teil 40 radial gegenüberliegend vorgesehen. Dieser detektierende Teil 41 ist ein magnetischer Sensor, der in der Lage ist, eine analoge Ausgabe zu liefern, wie etwa beispielsweise ein Hall-IC oder ein MR-Element, und ist, wie in 6 gezeigt, aus zwei Sensoren (41A und 41B) aufgebaut, die über den Umfang beabstandet relativ zu dem zu detektierenden Teil 40 so angeordnet sind, daß die Ausgabephase davon um 90° relativ zueinander versetzt sein kann. Selbst dieser detektierende Teil 41 ist innerhalb des Gehäuses 38 vorgesehen.
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Für die magnetischen Glieder 36a und 40a der zu detektierenden Teile 36 und 40 der jeweiligen Drehwinkeldetektierungssensoren 35 und 39 wird ein Kautschukmagnet, der beispielsweise ein in einer Matrix aus Kautschuk eingemischtes pulverförmiges Magnetmaterial enthält, verwendet und mit Hilfe von beispielsweise Vulkanisierung an dem jeweiligen Trägermetall 36b oder 40b fixiert. Jedes der magnetischen Glieder 36a und 40a kann in der Form eines Kunststoffmagneten oder gesinterten Magneten vorliegen, wobei dann die Verwendung des Trägermetalls nicht immer wesentlich ist und deshalb entfallen kann. Als ein mit Kautschuk geknetetes pulverförmiges magnetisches Material wird im allgemeinen Ferrit- oder ein Seltenerdmaterial verwendet.
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Ein sich von den detektierenden Teilen 37 und 41 erstreckendes Kabel 43 ist wie in 5A gezeigt zur Außenseite des Gehäuses 38 verlegt, in dem die jeweiligen detektierenden Teile 37 und 41 der Drehwinkeldetektierungssensoren 35 und 39 vorgesehen sind. In diesem Fall kann das Kabel 43 direkt mit jeweiligen Anschlüssen der magnetischen Sensoren 37 und 41 versehen sein oder über ein Substrat 44 verlaufen, wie in 5A gezeigt. Wenn, wie in einer Draufsicht in 5B gezeigt, das Kabel 43 an einer Position eines U-förmigen Ausschnitts 45 ausgerichtet worden ist, der in einem innenliegenden Ende des Außenglieds 1 vorgesehen ist, wird das Gehäuse 38 in die Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 festgedrückt, die detektierenden Teile 37 und 41 können leicht an dem Außenglied 1 angebracht werden, ohne daß das Kabel 43 dies stört. Es ist anzumerken, daß zum Abdichten des U-förmigen Ausschnitts 45 ein elastisches Glied 46 (beispielsweise ein Kautschukmaterial) einer Gestalt entsprechend der Gestalt des U-förmigen Ausschnitts 45 in den U-förmigen Ausschnitt 45 eingesetzt wird, nachdem das Kabel 43 durch das elastische Glied 46 verlegt worden ist.
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Die Abdichtbarkeit des U-förmigen Ausschnitts 45 kann verbessert werden durch Einsatz eines Bindemittels oder eines thermischen Bondens wie etwa Schmelzbonden. Nach dieser Behandlung wird ein ringförmiger Metallring 8b (5B) der Dichtung 8 auf der Außenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 festgedrückt. Auf diese Weise überlappt der Metallring 8b teilweise den U-förmigen Ausschnitt 45, und deshalb kann die Imprägnierungseigenschaft des U-förmigen Ausschnitts 45 heraufgesetzt werden. Wenn außerdem das elastische Glied 46 eine Dicke aufweist, die ausreicht, damit seine Oberfläche von der Außenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 vorstehen kann, kann der Imprägniereffekt weiter heraufgesetzt werden. Als eine zusätzliche Imprägnierungsmaßnahme kann ein elastisches Glied wie etwa Kautschuk so dazwischen angeordnet werden, daß es den ganzen Umfang eines Kontaktabschnitts zwischen dem Metallring 8b der Dichtung 8 und dem Außenglied 1 abdeckt. Es wird angemerkt, daß die Zeichnungsart des Kabels 43 und das Dichtungsverfahren nicht immer auf die oben beschriebenen beschränkt sind.
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Die Fahrzeugkarosserie, an der das Außenglied 1 angebracht ist, ist, wie in einem Blockdiagramm in 8 gezeigt, mit einer Lastkonvertierungseinheit 47 zum Detektieren einer auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkenden Last unter Verwendung von jeweiligen Detektionssignalen der Drehwinkeldetektierungssensoren 35 und 39 ausgestattet. Diese Lastkonvertierungseinheit 47 ist von einer Struktur, die der in der ersten Ausführungsform verwendeten Lastkonvertierungseinheit 27 (4) im wesentlichen ähnlich ist, von dieser aber dadurch differiert, daß statt der R/D-Konverter 28A und 28B Winkelrechner 48A und 48B verwendet werden. In die Winkelrechner 48A und 48B wird jeweils ein Winkelsignal eingegeben, das die von den detektierenden Teilen 37A und 37B ausgegebene 90°-Phasendifferenz anzeigt, und ein Winkelsignal, das die von den detektierenden Teilen (41A und 41B) ausgegebene 90°-Phasendifferenz anzeigt, um eine Absolutposition in dem elektrischen 360°-Winkel unter Bezugnahme auf dieses eingegebene Winkelsignal zu detektieren. Die nachfolgende Verarbeitung ist ähnlich der in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform durchgeführten. Mit anderen Worten werden die jeweils von den Winkelrechnern 48A und 48B verarbeiteten zwei Winkelsignale von dem Subtrahierer 29 subtrahiert.
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Wenn das Ergebnis der Subtraktion, das während des Zustands ausgegeben wird, bei dem keine Last auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 eingewirkt hat, beispielsweise während des Parkens oder während des Geradeausfahrens mit einer geringen Geschwindigkeit, als ein Anfangswert 31 verwendet wird und die Differenz zwischen dem Ergebnis der Subtraktion, erhalten von dem nachfolgenden Arbeitszustand, bei dem die Last auf die Radhalterungslagerbaugruppe einwirkt, und der Anfangswert 31 von dem Vergleicher 30 erhalten wird, kann die Phasendifferenz detektiert werden, die sich aus einer Verdrehung zwischen dem Außenglied 1 und der Nabenachse 2A ergibt. Anhand dieser Phasendifferenz berechnet der Drehmomentrechner 32 das Drehmoment auf der Basis eines Korrekturwerts der Korrekturtabelle 33. Während bei dieser zweiten Ausführungsform der detektierende Teil 37 in Form eines magnetischen Sensors verwendet wird, der in der Lage ist, eine analoge Ausgabe zu liefern, kann die relative Winkeldifferenz durch Verwendung eines magnetischen Sensors bestimmt werden, der eine Rechteckausgabe liefern kann, wenn das Auflösungsvermögen ausreicht. Außerdem ist anzumerken, daß, wenn eine Lücke zwischen dem Außenkanal 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks 13 und dem Kragenabschnitt 2Aa vorgesehen ist, wie später unter Bezugnahme auf 18 beschrieben, die Phasendifferenz leicht erhalten werden kann.
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9 bis 11 veranschaulichen eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Radhalterungslagerbaugruppe 10 mit dem eingebauten Lastsensor ist derart, daß anstelle der beiden Drehwinkeldetektierungssensoren 35 und 39, die jeweils aus einer Kombination aus dem magnetischen Codierer und dem magnetischen Sensor in der in 5A und 5B gezeigten zweiten Ausführungsform bestehen, zwei Drehwinkeldetektierungssensoren 49 und 55, die jeweils aus einer Kombination aus einem Pulsar-Ring und einer Spulwicklung bestehen, verwendet werden. Bei dieser dritten Ausführungsform liegt ein detektierter Teil 50 des ersten Drehwinkeldetektierungssensors 49 in Form eines Pulsar-Rings vor, der einen ersten Ring 52 und einen zweiten Ring 53 enthält. Der erste Ring 52 ist auf einen Abschnitt der Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a neben der innenliegenden Seite eines Kontaktabschnitts der Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a mit dem Innenkanal 2B festgedrückt. Der zweite Ring 53 ist auf der Außenperipherieoberfläche des innenliegenden Endabschnitts des Innenkanals 2B so festgedrückt, daß er sich in einer überlappenden Beziehung über den ersten Ring 52 erstreckt. Eine winzige radiale Lücke wird zwischen jenen Ringen 52 und 53 aufrechterhalten.
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Jene Pulsar-Ringe 52 und 53 sind in 10 in einer fragmentarischen vergrößerten Draufsicht gezeigt. Wie darin gezeigt, ist der erste Ring 52 perforiert, um zwei Reihen von Fenstern 52a und 53b zu definieren, die in einer Umfangsrichtung davon äquidistant angeordnet sind, und jene Reihen der Fenster 52a und 52b sind relativ zueinander in der Umfangsrichtung so versetzt, daß sie eine 180°-Phasendifferenz aufweisen, d. h. umfangsmäßig um eine Entfernung versetzt, die einem Fenster 52a oder 52b relativ zueinander entspricht. Der zweite Ring 53 ist perforiert, um zwei Reihen von Fenstern 53a und 53b zu definieren. Die Fenster 53a und 53b sind in einer Umfangsrichtung des zweiten Rings 53 mit der gleichen Entfernung wie der der Fenster 52a bzw. 52b im ersten Ring 52 angeordnet, und jene Reihen der Fenster 53a und 53b sind phasenmäßig aufeinander angepaßt, wobei die Fenster 53a und 53b axial aufeinander ausgerichtet sind. Außerdem sind die Umfangspositionen jener Ringe 52 und 53 so eingestellt, daß die Reihe der Fenster 52a und die Reihe der Fenster 53a teilweise überlappen, damit eine Umfangshälfte jedes Fensters 53a offen bleibt, und die andere Reihe der Fenster 52b und die andere Reihe der Fenster 53b überlappen teilweise, damit eine Umfangshälfte jedes Fensters 53b (in einer Richtung, die der Umfangsrichtung entgegengesetzt ist, in der sich jedes Fenster 53a halb öffnet) offen bleibt.
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Die Reihen der Fenster 52a und der Fenster 53a des ersten und zweiten Rings 52 und 53, die den Pulsar-Ring bilden, sind so ausgebildet, daß sie ein zu detektierender Teil 50 des ersten Drehwinkeldetektierungssensors 49 sind. Ein detektierender Teil 51 des ersten Drehwinkeldetektierungssensors 49 ist an einem Abschnitt der Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 dem zu detektierenden Teil 50 radial gegenüberliegend angeordnet. Dieser detektierende Teil 51 besteht aus einem ringförmigen Joch 54 mit einer Spulwicklung 54a. Dieser detektierende Teil 51 und der zu detektierende Teil 50 bilden zusammen den ersten Drehwinkeldetektierungssensor 49.
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Ein zu detektierender Teil 56 des zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 55 wird durch die Reihen der Fenster 52b und der Fenster 53b des ersten und zweiten Rings 52 und 53 gebildet, die den Pulsar-Ring bilden. Ein detektierender Teil 57 des zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 55 ist an einem Abschnitt der Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 dem zu detektierenden Teil 56 radial gegenüberliegend angeordnet. Dieser detektierende Teil 57 besteht aus einem ringförmigen Joch 58 mit einer Spulwicklung 58a. Dieser detektierende Teil 57 und der zu detektierende Teil 56 bilden zusammen den zweiten Drehwinkeldetektierungssensor 55. Die Spulwicklungen 54a und 58a der detektierenden Teile 51 und 57 können jeweils innerhalb der detektierenden Teile 51 und 57 aufgenommen werden, während sie um einen aus Harz oder dergleichen hergestellten Spulenkern herum gewickelt sind. Die Struktur, bei der ein Kabel 43 aus den detektierenden Teilen 51 und 57 herausgezogen wird, und eine Dichtungsstruktur eines Abschnitts des Außenglieds 1, bei der das Kabel 43 nach außen gezogen wird, sind identisch mit jenen in der gezeigten zweiten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf 5A und 5B beschriebenen. Es sei angemerkt, daß bei dieser dritten Ausführungsform der Kragenabschnitt 2Aa am innenliegenden Endabschnitt der Nabenachse 2A entfällt und der Innenkanal 2B axial relativ zu einer Stirnfläche 13c des Außenkanals 13a an der Grenze zwischen dem Fußabschnitt 14 und dem Außenkanal 13a befestigt und an der Nabenachse 2A fixiert ist.
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11 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Lastkonvertierungseinheit 59 zum Detektieren der auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkenden Last unter Verwendung von jeweiligen Detektionssignalen der Drehwinkeldetektierungssensoren 49 und 55. Diese Lastkonvertierungseinheit 59 enthält eine erste Reihenschaltung 60 aus der Spulwicklung 54a des detektierenden Teils 51 des ersten Drehwinkeldetektierungssensors 49 und einem Widerstand 54b und eine zweite Reihenschaltung 61 aus der Spulwicklung 58a des detektierenden Teils 57 des zweiten Drehwinkeldetektierungssensors 55 und einem Widerstand 58b, wobei die Reihenschaltungen 60 und 61 parallel zueinander geschaltet sind. Eine Wechselspannung von einigen wenigen zehn kHz wird von einem Oszillator 63 angelegt. Eine geteilte Spannung an der ersten Spulwicklung 54a wird von einem Gleichrichter 64 und einem Tiefpaßfilter 65 in eine Gleichspannung umgewandelt, die wiederum an einen ersten Eingangsanschluß eines Differenzverstärkers 66 angelegt wird. Außerdem wird auch eine geteilte Spannung an der zweiten Spulwicklung 58a von einem anderen Gleichrichter 64 und einem anderen Tiefpaßfilter 65 in eine Gleichspannung umgewandelt, die wiederum an einem zweiten Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 66 angelegt wird. Der Differenzverstärker 66 kann dahingehend arbeiten, eine Differenz zwischen diesen beiden Eingaben zu verstärken und dann auszugeben. Es sei anzumerken, daß anstelle der Reihenschaltungen 60 und 61 Schwingkreise verwendet werden können, die jeweils einen Kondensator und eine Spulwicklung 54a oder 58a enthalten.
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Wenn ein Drehmoment an das Innenglied 2 und den Außenkanal 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks 13 angelegt wird, verschieben sich die relativen Positionen der den Pulsar-Ring bildenden beiden Ringe 52 und 53 in der Umfangsrichtung. Infolgedessen ändern sich die magnetischen Widerstände an den zu detektierenden Teilen 50 und 56 je nach dem Öffnungsausmaß der Fenster 53a und 53b, und deshalb ändern sich in der Lastkonvertierungseinheit 59 die geteilten Spannungen an den Spulwicklungen 54a und 58a. Durch Verarbeiten jener geteilten Spannungen mit Hilfe des Gleichrichters 64 und des Tiefpaßfilters 65 erhaltene Signale stellen Phasendifferenzsignale der Drehwinkeldetektierungssensoren 49 bzw. 55 dar.
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Wenngleich in einem Zustand, in dem kein Drehmoment auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkt, die den Pulsar-Ring bildenden beiden Ringe 52 und 53 sich im Vergleich zu dem Anfangszustand ohne Phasenänderung drehen, wird die Phasendifferenz zwischen den Ringen 52 und 53 erzeugt, wenn das auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkende Drehmoment zunimmt. Infolgedessen ändern sich die Öffnungsbereiche der Fenster 53a und 53b der zu detektierenden Teile 50 und 56 in dem Pulsar-Ring. Je größer das Öffnungsausmaß der Fenster einer Reihe, um so kleiner ist das Öffnungsausmaß der Fenster der anderen Reihe. Die geteilten Spannungen an den Spulwicklungen 54a und 58a der detektierenden Teile 51 und 57 zum Detektieren des magnetischen Widerstands jener Fensterreihen ändern sich analog und die Differenz dazwischen wird von dem Differenzverstärker 66 berechnet und ausgegeben. Diese Ausgabe beschreibt die Detektion des auf die Nabenachse 2A wirkenden Drehmoments, und auf eine Weise ähnlich einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann die in der Fahrrichtung auf einen Reifen wirkende Last leicht berechnet werden, wenn der Wert des Drehmoments und der Radius des Reifens bekannt sind.
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Die Lastkonvertierungseinheit 59 kann auf einem in dem Außenglied 1 vorgesehenen nicht gezeigten Schaltungssubstrat oder auf einem in dem Gelenk auf der Seite der Fahrzeugkarosserie vorgesehenen nicht gezeigten Schaltungssubstrat oder auf einem in einem ECU eines Kraftfahrzeugs eingebauten Schaltungssubstrat montiert sein. Außerdem können die von der Lastkonvertierungseinheit 59 verarbeiteten Lastinformationen drahtlos von einer nicht gezeigten Sendeeinheit an eine in der Fahrzeugkarosserie vorgesehene Empfangseinheit übertragen werden, wobei die Versorgung eines elektrischen Stroms zu dem Schaltungssubstrat, auf dem die Lastkonvertierungseinheit 59 montiert ist, drahtlos vorgenommen werden kann.
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12 und 13 veranschaulichen eine vierte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Radhalterungslagerbaugruppe 10 mit dem eingebauten Lastsensor ist derart, daß bei der in den 9 bis 11 gezeigten dritten Ausführungsform in einem Abschnitt der Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a dem Ring 53 gegenüberliegend mehrere Einbuchtungen 67 vorgesehen sind, die von der Funktion her den Fenstern 52a und 52b des Rings 52 entsprechen. Mit anderen Worten ist, wie in 13 gezeigt, die eine fragmentarische vergrößerte Draufsicht auf den Pulsar-Ring zeigt, die Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a mit mehreren sich axial erstreckenden Vertiefungen 67 versehen, die äquidistant in der Umfangsrichtung davon angeordnet sind. Der Ring 53 ist perforiert, um die beiden Reihen der Fenster 53a und 53b zu definieren. Die Fenster 53a und 53b sind in der gleichen Entfernung wie der der Vertiefungen 67 angeordnet, und jene zwei Reihen der Fenster 53a und 53b sind relativ zueinander um eine Entfernung über den Umfang versetzt, die einem Fenster entspricht, so daß die Reihen der Fenster 53a und 53b eine invertierte Phasenbeziehung zueinander annehmen können. Außerdem weist der Ring 53 eine relativ zu den Vertiefungen 67 so eingestellte Umfangsposition auf, daß nur ein Umfangshalbabschnitt jedes Fensters 53a offen bleiben kann, wenn die Fenster 53a einer Reihe und die Vertiefungen der Einbuchtungen 67 einander teilweise überlappen, und andererseits kann ein Umfangshalbabschnitt jedes Fensters 53b (in einer Richtung, die der Umfangsrichtung entgegengesetzt ist, in der sich jedes Fenster 53a halb öffnet) offen bleiben, da die Fenster 53b der anderen Reihe und die Vertiefungen der Einbuchtungen 67 einander teilweise überlappen, wobei der magnetische Widerstand von Fenster-offen-Abschnitten in jeder Fensterreihe auf einen niedrigen Wert reduziert ist. Andere strukturelle Merkmale und Funktionen der Lastkonvertierungseinheit 59 sind identisch zu jenem in der in 9 bis 11 gezeigten und darin beschriebenen dritten Ausführungsform, und deshalb werden die Details davon nicht wiederholt.
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14 und 15 veranschaulichen eine fünfte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Radhalterungslagerbaugruppe 10 mit dem eingebauten Lastsensor ist derart, daß anstatt der Ringe 52 und 52, die den Pulsar-Ring bei der mit Bezug auf 9 bis 11 gezeigten dritten Ausführungsform bilden mehrere Einbuchtungen 68 und mehrere Einbuchtungen 69 an den jeweiligen Außenperipherieoberflächen des Außenkanals 13a und des Innenkanals 2B neben einer Grenze zwischen dem Außenkanal 13a und dem Innenkanal 2B derart vorgesehen sind, daß die Einbuchtungen 68 und die Einbuchtungen 69 einander in einer Kontaktbeziehung gegenüberliegen, wie in einer fragmentarischen vergrößerten Ansicht in 15 gezeigt. Die Einbuchtungen 68 und die Einbuchtungen 69 sind in Umfangsrichtungen des Außenkanals 13a bzw. des Innenkanals 2B gleichmäßig beabstandet. Der Innenkanal 2B und der Außenkanal 13a weisen den gleichen Außendurchmesser neben der Grenze auf.
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Die Einbuchtungen 68 und 69 sind derart angeordnet, daß sie nicht in der gleichen Phasenbeziehung zueinander stehen. Wenn ein Drehmoment wirkt, während die Einbuchtungen 68 und die Einbuchtungen 69 in der gleichen Phase sind, tritt je nach der Größe des Drehmoments zwischen jeweiligen Stirnflächen des Innenkanals 2B und des Außenkanals 13a ein relativer Schlupf auf, begleitet von einer Phasenänderung der Einbuchtungen 68 und 69 und dementsprechend dem Umfangsbereich von axial gegenüberliegenden Abschnitten zwischen Vorsprüngen 68a und 69a der Einbuchtungen 68 und der Einbuchtungen 69.
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Ein Drehwinkeldetektierungssensor 70 in der fünften Ausführungsform enthält einen zu detektierenden Teil 71, der aus den Einbuchtungen 68 und 69 besteht, und einen an einem Abschnitt der Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 dem zu detektierenden Teil 71 gegenüberliegend vorgesehenen ersten detektierenden Teil 71. Der detektierende Teil 72 besteht aus einem Joch 74 mit einer Spulwicklung 74a und kann dahingehend betätigt werden, eine Änderung des magnetischen Widerstands des zu detektierenden Teils 71 zu detektieren. Ein zweiter detektierender Teil 73 ist in der Innenperipherieoberfläche des Außenglieds 1 in einer axial angrenzenden Beziehung mit dem detektierenden Teil 72 vorgesehen. Der detektierende Teil 73 ist in Opposition zu einem Abschnitt der Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13 angeordnet, wo keine Einbuchtung 68 vorgesehen ist. Selbst dieser zweite detektierende Teil 73 besteht aus einem Joch 75 mit einer Spulwicklung 75a.
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Die Lastkonvertierungseinheit ist von der gleichen Struktur wie die in 11 gezeigte, und die Spulwicklungen 74a und 75a werden lediglich anstelle der Spulwicklungen 54a und 58a verwendet. Wenn die Last auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkt, ändert sich der magnetische Widerstand infolge einer Änderung bei der relativen Phase zwischen den Einbuchtungen 68 und den Einbuchtungen 69 des zu detektierenden Teils 71, und deshalb kann eine zu der Änderung der Last proportionale Spannung von der Wicklung 74a des detektierenden Teils 72 erhalten werden. Im Gegensatz dazu zeigt der Abschnitt der Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a, wo keine Einbuchtung 68 vorgesehen ist, selbst dann keine Änderung beim magnetischen Widerstand, wenn die Last auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkt, und deshalb wird von der Spulwicklung 75a des detektierenden Teils 73 keine Änderung der Spannung proportional zu der Änderung der Last erhalten, sondern eine Ausgabe von dem detektierenden Teil 73 wird zum Zweck der Temperaturkompensation verwendet. Da keine Einbuchtung in der Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a vorgesehen ist, die der Spulwicklung 75a gegenüberliegt, differiert die Spulwicklung 75a von der Spulwicklung 74a am Anfangspunkt bezüglich des magnetischen Widerstands, doch kann der magnetische Widerstand der Spulwicklung 75a an den der Spulwicklung 74a angepaßt werden, indem die Anzahl der Windungen der Spulwicklung 75a, die Breite des Jochs oder die Größe eines Luftspalts zwischen dem detektierenden Teil 73 und der Außenperipherieoberfläche des Außenkanals 13a eingestellt wird. Es ist anzumerken, daß die Spulwicklung 75a zum Zweck der Temperaturkompensation entfallen kann. Aus einer Spannungsdifferenz zwischen jenen Spulwicklungen 74a und 75a kann die auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkende Last erhalten werden.
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16 veranschaulicht eine sechste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Radhalterungslagerbaugruppe 10 mit dem eingebauten Lastsensor differiert von der in 14 und 15 gezeigten und unter Bezugnahme darauf beschriebenen fünften Ausführungsform dadurch, daß das Verbindungssystem zwischen der Nabenachse 2A und dem Außenkanal 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks 13 verwendet wird. Bei dieser Radhalterungslagerbaugruppe 10 ist ein integral mit dem Außenkanal 13a ausgebildeter Fußabschnitt 14 kürzer ausgeführt als eine Mittelbohrung der Nabenachse 2A, und der Außenkanal 13a ist mit der Nabenachse 2A durch Schrauben einer Schraube 77 durch eine Scheibe 76 in ein in einem axialen Mittelabschnitt eines freien Endes des Fußabschnitts 14 definiertes Gewindeloch 14b gekoppelt. Die Scheibe 76 ist durch Schrauben 80 an der Nabenachse 2A fixiert.
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Indem so verbunden wird, im Vergleich zu dem Verbindungssystem, bei dem die Außenbahn 13a durch eine Mutter wie in der Ausführungsform von 14 gezeigt mit der Nabenachse 2A gekoppelt ist, kann leicht eine Phasendifferenz zwischen der Innenbahn 2B und der Außenbahn 13a auftreten, wenn die Last auf die Radhalterungslagerbaugruppe 10 wirkt, und deshalb kann die Lastdetektierungsempfindlichkeit heraufgesetzt werden.
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17 veranschaulicht eine siebte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese siebte Ausführungsform differiert von der in 16 gezeigten sechsten Ausführungsform dadurch, daß die Innenbahn 2B durch den Kragenabschnitt 2Aa axial an der Nabenachse 2A befestigt und fixiert ist. Da bei dieser siebten Ausführungsform die Innenbahn 2B durch den Kragenabschnitt 2Aa axial befestigt und fixiert ist, gibt es keine Möglichkeit, daß eine Vorlast der Radhalterungslagerbaugruppe 10 herausfällt, obwohl eine Stirnfläche 13d der Außenbahn 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks 13 und der Kragenabschnitt 2Aa nicht miteinander im Kontakt stehen oder durch eine Mutter aneinander befestigt sind. Aus diesem Grund sind die Stirnfläche 13d der Außenbahn 13a und der Kragenabschnitt 2Aa so angeordnet, ohne daß sie miteinander in Kontakt stehen oder unter einem leichten Druck in Kontakt stehen.
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Die Scheibe 76 ist an der Nabenachse 2A mit Hilfe mehrerer Schrauben 80 fixiert und, während ein Abstandshalter 81 zwischen dem Fußabschnitt 14 und der Scheibe 76 angeordnet ist, ist die Außenbahn 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks 13 durch Befestigen der Schraube 77 axial unbeweglich fixiert. Der Abstandshalter 81 weist eine Dicke auf, die so gewählt ist, daß eine Lücke zwischen der Stirnfläche 13d der Außenbahn 13a und dem Kragenabschnitt 2Aa entsteht. Ringglieder 71 und 82 mit jeweils darin definierten Einbuchtungen sind auf der Innenbahn 2B und der Außenbahn 13a festgedrückt. Die Einbuchtungen des Ringglieds 71 und die Einbuchtungen des Ringglieds 82 sind in einer Phasenbeziehung im wesentlichen 90° voneinander versetzt angeordnet. Jene Einbuchtungen sind auf ähnliche Weise wie in der gleichen Beziehung mit den in 15 gezeigten und unter Bezugnahme auf diese beschriebenen Einbuchtungen 68 und 69 vorgesehen. Indem jene Einbuchtungen in der Phasenbeziehung 90° versetzt zueinander angeordnet sind, kann das Drehmoment in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung detektiert werden. Ein Abschnitt des Rings 82, wo keine Einbuchtung ausgebildet ist, und der detektierende Teil 73 bilden zusammen einen Temperaturkompensator 83. Da es bei dieser siebten Ausführungsform zu keinem Kontakt zwischen der Stirnfläche 13d der Außenbahn 13a und der Innenbahn 2B durch die Verwendung der Schraube 77 kommt, kann die Phasendifferenz im Vergleich zu der in 14 und unter Bezugnahme auf diese beschriebenen fünften Ausführungsform leicht produziert werden und somit kann eine Zunahme der Empfindlichkeit und eine Reduzierung der Hysterese erwartet werden.
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18 veranschaulicht eine achte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die achte Ausführungsform differiert von der siebten Ausführungsform dadurch, daß die in 15 gezeigten Einbuchtungen 68 und 69 direkt in der Innenbahn 2B bzw. der Außenbahn 13a vorgesehen sind. Andere strukturelle Merkmale der achten Ausführungsform sind mit jenen der in 17 gezeigten und unter Bezugnahme auf diese beschriebenen siebten Ausführungsform identisch. Die in 17 und 18 gezeigte verbindende Struktur zum Verbinden der Außenbahn 13a des Gleichlauf-Kreuzgelenks 13 und der Radhalterungslagerbaugruppe kann auf die in 1 und 5 gezeigte erste und zweite Ausführungsform angewendet werden.
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Da bei der Radhalterungslagerbaugruppe 10 mit dem eingebauten Lastsensor gemäß einer beliebigen der vorausgegangenen verschiedenen Ausführungsformen das System, das in der Lage ist, die relative Phasendifferenz zwischen der Innenbahn 2B und der Außenbahn 13a zu detektieren, verwendet wird, kann ein Einfluß auf die Drehmomentausgabe minimiert werden, der sich ergibt aus dem Lockern der Keilverzahnungsverbindung zwischen der Nabenachse und dem Gleichlauf-Kreuzgelenk und/oder der Neigung der Keilverzahnungen unter einem Winkel von einigen wenigen Grad, um das Lockern der Keilverzahnungsverbindung zu reduzieren. Aus diesem Grund kann bei der ersten bis achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Linearität der Sensorausgabe selbst dann sichergestellt werden, wenn das Drehmoment in einer Richtung, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der die Keilverzahnungen geneigt sind, übertragen werden soll. Wenn die Sensorempfindlichkeit in der Richtung der Verdrehung der Radhalterungslagerbaugruppe 10 abnimmt, kann eine Korrektur innerhalb einer elektronischen Steuereinheit (ECU) vorgenommen werden. Außerdem kann die Hysterese der Sensorausgabe reduziert werden, wenn der Kontaktdruck zwischen der Stirnfläche der Außenbahn des Gleichlauf-Kreuzgelenks und dem Kragenabschnitt der Nabenachse des Innenglieds auf ein Minimum reduziert oder dazwischen eine Lücke vorgesehen wird.
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Die so erhaltene Drehmomentausgabe wird als Information in der ECU erfaßt und kann zur Steuerung der Kraftfahrzeugfahrstabilität und/oder für die Übertragung von Straßenoberflächeninformationen in dem elektronischen Lenkungssystem angewendet werden.
