DE112005003085T5

DE112005003085T5 - Servolenksystem

Info

Publication number: DE112005003085T5
Application number: DE112005003085T
Authority: DE
Inventors: Chandra S. Troy Namuduri; Balarama V. West Bloomfield Murty; Jie Sterling Heights Tong
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: US20050188690A1; WO2006107337A3; DE112005003085B4; US7240485B2; WO2006107337A2; CN101147010A; CN101147010B

Abstract

Servolenksystem (10) für ein Fahrzeug, das einen Motor mit einer Antriebswelle (20) besitzt, wobei das Servolenksystem ein Servolenkgetriebe (12) und eine Hydropumpe (24) zum Beaufschlagen des Servolenkgetriebes (12) mit Druck besitzt und umfasst:
eine Fluidkupplung (22; 122; 222; 322);
einen elektronischen Controller (26), der betreibbar ist, um anhand einer empfangenen Eingabe (32) ein variables Steuersignal zu liefern, um dadurch das über die Fluidkupplung übertragene Drehmoment zu variieren;
wobei die Fluidkupplung die Antriebswelle mit der Hydropumpe verbindet;
wobei die Fluidkupplung eine Spule (112; 212; 312; 412) umfasst, die mit dem elektronischen Controller funktional verbunden ist; und
wobei die Fluidkupplung einen magnetisch leitfähigen Kern (114; 214; 314; 414) umfasst, der um die Spule angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Servolenksysteme für Fahrzeuge und auf eine Fluid- bzw. Strömungskupplung für ein Servolenksystem.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bekannt, ein Servolenksystem für ein Fahrzeug wie etwa ein Kraftfahrzeug vorzusehen, um einen Fahrer beim Lenken des Kraftfahrzeugs zu unterstützen. Typischerweise ist das Servolenksystem vom hydraulischen Typ. Das hydraulische Servolenksystem verwendet eine motorbetriebene hydraulische Servolenkpumpe bzw. Hydrolenkpumpe zum Erzeugen von Druckfluid, das mit einem hydraulischen Lenkgetriebe des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist. Da die Servolenkpumpe mittels eines Riemens direkt von dem Motor angetrieben wird, ist ihre Drehzahl durch jene des Motors bestimmt und arbeitet ununterbrochen, solange der Motor läuft, was infolge der ständigen Zirkulation des Hydraulikfluids durch das Lenkgetriebe zu fortwährenden Verlusten führt. Dies führt infolge des ununterbrochenen Betriebs der Servolenkpumpe bei Drehzahlen, die durch die Motordrehzahl vorgegeben sind, auch dann, wenn keine Servolenkunterstützung erforderlich ist, zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch. Außerdem muss die Servolenkpumpe bei der Motordrehzahl des ungünstigsten Falls, die unter statischen Lenkbedingungen nahe bei Leerlauf sein könnte, für die erforderliche Durchflussmenge und den erforderlichen Druck sorgen, was zu einem merklichen Kraftstoffverbrauch beiträgt. Dies führt bei höheren Motordrehzahlen zu einer viel höheren Pumpendurchflussmenge, was die Verluste in dem hydraulischen Servolenksystem erhöht und letztendlich zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch führt.
In jüngster Zeit sind elektrohydraulische Servolenksysteme verwendet worden, um die Servolenkpumpe von dem Motor zu entkoppeln und bei Bedarf mittels eines Elektromotors zum Antreiben der hydraulischen Servolenkpumpe einen Hydraulikdruck zu liefern. Ein Beispiel eines solchen elektrohydraulischen Servolenksystems enthält eine hydraulische Servolenkpumpe, die von einem bürstenlosen Gleichstrom-Elektromotor, der durch einen pulsbreitenmodulierten Wechselrichter gesteuert wird, angetrieben wird. Außerdem gibt es elektrisch betriebene Lenksysteme ohne Verwendung irgendwelcher Hydraulikfluide. Beide verbessern den Kraftstoffverbrauch bzw. die Wirtschaftlichkeit des Fahrzeugs, indem sie eine Lenkunterstützung bei Bedarf bereitstellen und mit der motorbetriebenen Hydropumpe verbundene parasitäre Verluste minimieren/beseitigen. Jedoch benötigt das elektrohydraulische Servolenksystem einen teuren Hochleistungs-Elektromotor, eine Leistungselektronik zum Steuern der Drehzahl des Elektromotors und eine zuverlässige Elektroenergieversorgung (einschließlich eines motorbetriebenen Drehstromgenerators und einer Batterie). Die Gesamtverluste des herkömmlichen elektrohydraulischen Servolenksystems umfassen Verluste durch den Motor-Drehstromgenerator, die Leistungselektronik, den Elektromotor und die Servolenkpumpe.
Folglich wäre es wünschenswert, wenn ein Servolenksystem für ein Fahrzeug geschaffen würde, das Leistungsverluste bei einer Servolenkpumpe minimiert und unabhängig von der Motordrehzahl eine variable Durchflussmenge und einen variablen Druck der Pumpe bereitstellt. Außerdem sollte ein Servolenksystem für ein Fahrzeug geschaffen werden, das den Druck des Lenksystems mittels einer Servolenkpumpe steuert. Des Weiteren sollte ein Servolenksystem geschaffen werden, das bei relativ niedrigen Kosten eine variable Servolenkunterstützung bereitstellt. Daher besteht in der Technik ein Bedarf an der Schaffung eines Servolenksystems, das diesen Anforderungen genügt.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Servolenksystem für ein Fahrzeug geschaffen.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein hydraulisches Servolenksystem geschaffen, das Leistungsverluste bei einer Servolenkpumpe minimiert und den Druck des Lenksystems mittels desselben steuert.
Um das Obengenannte zu erreichen, wird ein Servolenksystem für ein Fahrzeug geschaffen, das ein Servolenkgetriebe und eine mit dem Servolenkgetriebe verbundene Hydropumpe umfasst. Ferner verbindet eine Fluid- bzw. Strömungskupplung, die eine magnetorheologische Fluidkupplung sein kann, eine Antriebswelle eines Motors des Fahrzeugs mit der Hydropumpe. Das Servolenksystem umfasst ferner einen elektronischen Controller, der betreibbar ist, um anhand einer empfangenen Eingabe ein variables Steuersignal zu liefern, um dadurch das über die Fluidkupplung übertragene Drehmoment zu variieren. Die Fluidkupplung verbindet die Antriebswelle mit der Hydropumpe. Die Fluidkupplung umfasst eine Spule, die mit dem elektronischen Controller funktional verbunden ist, und einen magnetisch leitfähigen oder permeablen Kern, der um die Spule angeordnet ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass ein Servolenksystem für ein Fahrzeug geschaffen wird. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Servolenksystem mittels einer zwischen die Zusatzantriebswelle und die hydraulische Servolenkpumpe integrierten Fluidkupplung eine direkte Steuerung der Drehzahl der hydraulischen Servolenkpumpe übernimmt. Ein nochmals weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Servolenksystem durch Steuern des von der Antriebswelle zu jener der Servolenkpumpe übertragenen Drehmoments eine kontinuierlich einstellbare Drehzahl liefert. Ein nochmals weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Servolenksystem dank der Beseitigung von Verlusten, die sich aus der doppelten Energieumsetzung bei einem herkömmlichen elektrohydraulischen Servolenksystem ergeben, die Kraftstoffeinsparung verbessert.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass in einer Ausführungsform das Servolenksystem dank eines relativ einfachen stromsparenden Controllers, der die teure Hochstrom-Leistungselektronik eines herkömmlichen elektrohydraulischen Servolenksystems ersetzt, die Kosten reduziert. Ein nochmals weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Servolenksystem durch Steuern der Drehzahl der Hydropumpe eine variable Servolenkunterstützung bereitstellt. Ein nochmals weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass dank der Beseitigung eines Elektromotors und einer Hochstrom-Leistungselektronik wie bei elektrohydraulischen Servolenksystemen das Servolenksystem eine verringerte Masse besitzen kann.
Ein nochmals weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Servolenksystem dank der verringerten Anzahl von Komponenten und einer geringeren Beanspruchung der mechanischen Teile der Hydropumpe die Zuverlässigkeit erhöht. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Servolenksystem durch Verkleinern des Servolenkpumpendrehmoments auf ein Minimum, wenn keine Lenkunterstützung erforderlich ist, eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs bzw. der Wirtschaftlichkeit ermöglicht und ohne zusätzliche Kosten eine drehzahlvariable Kraft anbietet. Ein nochmals weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Servolenksystem auch die Lebensdauer der Pumpe erhöht, da sie für mehr als 90 % der Zeit, in der keine Servounterstützung benötigt wird, mit einem kleineren Drehmoment arbeitet.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne weiteres deutlich, sobald dieselbe nach dem Lesen der folgenden Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen wird, besser verstanden worden ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht eines Servolenksystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Teilaufriss einer Hydropumpe des Servolenksystems von 1.
3 ist ein Teilaufriss einer magnetorheologischen Fluidkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung des Servolenksystems von 1.
4 ist ein Teilaufriss einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung der magnetorheologischen Fluidkupplung von 3 für das Servolenksystem von 1.
5 ist ein Teilaufriss einer nochmals weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung der magnetorheologischen Fluidkupplung von 3 für das Servolenksystem von 1.
6 ist ein Teilaufriss einer nochmals weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung der magnetorheologischen Fluidkupplung von 3 für das Servolenksystem von 1.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
In den Zeichnungen und insbesondere in 1 ist eine Ausführungsform eines Servolenksystems gemäß der vorliegenden Erfindung ein magnetorheologisches hydraulisches Servolenksystem 10 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) wie etwa ein Motorfahrzeug oder Kraftfahrzeug. Das magnetorheologische hydraulische Servolenksystem 10 umfasst ein Lenkgetriebe 12 und ein Lenkrad 14, das mit dem Lenkgetriebe 12 funktional verbunden ist. Das magnetorheologische hydraulische Servolenksystem 10 umfasst außerdem wenigstens einen Lenkradsensor 16, der mit dem Lenkrad 14 funktional verbunden ist, um einen Winkel und/oder ein Drehmoment des Lenkrads 14 zu erfassen. Wohlgemerkt sind das Lenkgetriebe 12, das Lenkrad 14 und der Lenkradsensor 16 herkömmlich und an sich bekannt.
Das magnetorheologische hydraulische Servolenksystem 10 umfasst eine allgemein bei 18 angegebene Servolenkpumpen-Baugruppe, die mit dem Servolenkgetriebe 12 und einem Ausgangselement wie etwa einer Neben- oder Zusatzantriebswelle 20 eines Motors (nicht gezeigt) des Fahrzeugs funktional verbunden ist. Die Servolenkpumpen-Baugruppe 18 kann mit der Motorantriebswelle 20 direkt verbunden sein oder kann mit dieser über einen Riemenantrieb verbunden sein. Die Servolenkpumpen-Bau gruppe 18 umfasst eine magnetorheologische Fluidkupplung 22 und eine Hydropumpe 24, die noch beschrieben werden. Wohlgemerkt können die magnetorheologische Fluidkupplung 22 und die Hydropumpe 24 entweder als Modul wie etwa die Pumpenbaugruppe 18, die hier als magneto-elektrohydraulische Pumpe bezeichnet wird, integriert sein oder kann die Fluidkupplung 22 eine von der Hydropumpe 24 entfernt angeordnete getrennte Einheit sein. Beispielsweise kann sie mit der Antriebswelle zusammengefasst sein. Die magnetorheologische hydraulische Fluidkupplung 22 wird dazu verwendet, die Drehzahl der Hydropumpe 24 direkt zu steuern, indem durch Steuern des von der Antriebswelle 20 zu jener der Hydropumpe 24 übertragenen Drehmoments eine kontinuierlich einstellbare Drehzahl bereitgestellt wird.
Das magnetorheologische hydraulische Servolenksystem 10 umfasst außerdem einen elektronischen Controller 26, der mit dem Lenkradsensor 16 elektrisch verbunden ist. Der elektronische Controller 26 umfasst eine Zentraleinheit (CPU), einen Algorithmus und einen Speicher sowie eine Fahrzeug- und Sensorschnittstelle (nicht gezeigt). Das magnetorheologische hydraulische Servolenksystem 10 umfasst außerdem einen leistungselektronischen Wandler 28, der mit der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 und dem elektronischen Controller 26 elektrisch verbunden ist. Der elektronische Controller 26 und der leistungselektronische Wandler 28 können in ein elektronisches Steuermodul 29 integriert sein oder können getrennte Einheiten sein. Der leistungselektronische Wandler 28 ist mit einer Quelle für elektrische Leistung 30 wie etwa einer Fahrzeugbatterie elektrisch verbunden und ist mit Masse 31 wie etwa einem Fahrzeugrahmen als Rückführstrompfad elektrisch verbunden. Wohlgemerkt kann der Controller 26 auch einen Kommunikationsbus (nicht gezeigt), der die CPU, den Speicher, die Schnittstelle und den leistungselektronischen Wandler 28 untereinander verbindet, umfassen. Der leistungselektronische Wandler 28 kann irgendeine Vorrichtung, die in Reaktion auf ein von dem Controller 26 empfangenes Steuersignal eine gesteuerte elektronische Ausgabe an die magnetorheologische Fluidkupplung 22 liefert, einschließlich eines Stromverstärkers, der einen gesteuerten Strompegel liefert, eines Spannungsverstärkers, der einen gesteuerten Spannungspegel liefert, und eines Ausgangsstromtreibers wie etwa einer Pulsbreitenmodulationsvorrichtung (PWM-Vorrichtung) sein. Die Pulsbreitenmodulationsvorrichtung liefert eine pulsierende Wellenform, die eine Effektivspannung aufweist, die niedriger als die Eingangsspannung ist.
Der Controller 26 empfängt über den Kommunikationsbus oder über einzelne Signalleitungen Informationen von wenigstens einem, vorzugsweise mehreren Eingängen 32 wie etwa fahrzeugdynamischen Eingängen von weiteren Fahrzeugsensoren (nicht gezeigt) und Fahrzeug-Controllern (nicht gezeigt) wie etwa die Fahrgeschwindigkeit, die Raddrehzahl, die Giergeschwindigkeit, die Querbeschleunigung, den Schräglaufwinkel, den Straßenbelagzustand oder Straßenbelagtyp und weitere auf die Fahrzeugdynamik bezogene Daten. Der Controller 26 steuert wenigstens einen Ausgang von dem leistungselektronischen Wandler 28 zu der magnetorheologischen Fluidkupplung 22, um den Strom oder die Spannung durch eine Spule 112 (in 3 gezeigt) der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 zu steuern. Wohlgemerkt wird der Controller 26 dazu verwendet, eine Schnittstelle zu den Lenkradsensoren 16 (Lenkrad-Einschlagwinkel, Lenkrad-Drehmoment usw.) und zu den fahrzeugdynamischen Sensoren (Drehzahl, Bremspedalstellung usw.) zu bilden, um ein Strom- oder Spannungssignal an die Spule 112 in der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 zum Steuern der Drehzahl der Hydropumpe 24 zu erzeugen. Wohlgemerkt kann das magnetorheologische hydraulische Servolenksystem 10 auch einen integrierten Drehzahlsensor (nicht gezeigt) in der Hydropumpe 24 und/oder einen Drucksensor (nicht gezeigt) oder Durchflussmengensensor (nicht gezeigt) in den Hydraulikleitungen (nicht gezeigt) umfassen, um zusätzliche Steuerinformationen an den elektronischen Controller 26 zum Einstellen des Stroms oder der Spannung an die Spule 112 (3) der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 zu liefern.
In 2 ist die magneto-elektrohydraulische Servolenkpumpen-Baugruppe 18 gezeigt. Wie gezeigt ist, umfasst die magneto-elektrohydraulische Servolenkpumpen-Baugruppe 18 die magnetorheologische Fluidkupplung 22 und die Hydropumpe 24, die zu einer einzigen Einheit zusammengefasst sind. Die Hydropumpe 24 umfasst ein Gehäuse 34, das an seinem oberen Ende einen Fluidbehälter 36 bildet. Die Hydropumpe 24 besitzt eine abnehmbare Kappe 38, die die Öffnung des Behälters 36 verschließt. Die Hydropumpe 24 umfasst außerdem ein Flügelzellenpumpenelement 40, das in dem Gehäuse angeordnet ist, und eine Pumpenwelle 42, wovon ein Ende mit dem Flügelzellenpumpenelement 40 verbunden ist und das andere Ende mit der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 verbunden ist. Die Hydropumpe 24 umfasst außerdem ein Abstützelement 44, das in der Nähe des Flügelzellenpumpenelements 40 in dem Gehäuse 34 angeordnet ist und hindurchführende Fluiddurchlässe 46 aufweist. Die Hydropumpe 24 umfasst ein Rückstellelement 48, das in der Nähe des Abstützelements 44 angeordnet ist, und eine Rückstellfeder 50, die zwischen dem Abstützelement 44 und dem Rückstellelement 48 angeordnet ist. Wohlgemerkt ist die Hydropumpe 24 mit Ausnahme der Pumpenwelle 42 herkömmlich und an sich bekannt. Wohlgemerkt können die magnetorheologische Fluidkupplung 22 und die Hydropumpe 24 zu einer einzigen Einheit zusammengefasst sein.
In 3 umfasst die magnetorheologische Fluidkupplung 22 einen inneren Rotor 52, der um einen Abschnitt der Pumpenwelle 42 angeordnet ist.
Der innere Rotor 52 besitzt einen Basisabschnitt 54, der sich axial erstreckt. Der Basisabschnitt 54 weist einen sich axial nach innen erstreckenden ersten Hohlraum 56 und einen entgegengesetzt zum ersten Hohlraum 56 sich axial nach außen erstreckenden zweiten Hohlraum 58 auf. Der Basisabschnitt 54 weist eine axial hindurchführende Öffnung 60 auf, die mit dem ersten Hohlraum 56 und dem zweiten Hohlraum 58 kommuniziert. Der erste Hohlraum 56 nimmt die Pumpenwelle 42 auf, während der zweite Hohlraum 58 ein Befestigungselement 66 aufnimmt, das noch beschrieben wird. Wohlgemerkt ist die Pumpenwelle 42 in dem ersten Hohlraum 56 durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa durch Einpressung befestigt.
Der innere Rotor 52 besitzt außerdem einen sich radial von dem Basisabschnitt 54 erstreckenden Armabschnitt 62 und einen sich axial von dem Armabschnitt 62 erstreckenden Flanschabschnitt 64. Der Flanschabschnitt 64 besitzt zwei Außenringe 64a und einen axial zwischen den Außenringen 64a angeordneten Trennring 64b. Die Außenringe 64a und der Trennring 64b sind ringförmig und im Allgemeinen kreisförmig. Der innere Rotor 52 ist in erster Linie aus nichtmagnetischen Materialien wie etwa Edelstahl, Aluminium oder anderen geeigneten Materialien gefertigt. Die Außenringe 64a sind aus magnetisch leitfähigen oder permeablen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt. In einer Ausführungsform kann der Trennring 64b aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Trennring 64b aus einem magnetischen Material gefertigt sein, das zwischen den Außenringen 64a einen Bereich niedriger Permeabilität schafft. Der innere Rotor 52 ist durch Zusammenfügen aller Teile durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen, einteiligen Struktur ausgebildet.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 22 umfasst ein Befestigungselement 66 wie etwa eine Innensechskantschraube zum Befestigen der Pumpenwelle 42 an dem inneren Rotor 52. Die Ausgangswelle 66 besitzt einen sich radial nach außen erstreckenden Kopf 68 und eine sich von dem Kopf 68 axial nach außen erstreckende Gewindewelle 70. Der Kopf 68 ist in dem zweiten Hohlraum 58 angeordnet, während die Welle 70 axial durch die Öffnung 60 in dem inneren Rotor 52 in den ersten Hohlraum 56 führt, um mit einem Gewindeloch 72 der Pumpenwelle 42 in Eingriff zu gelangen. Wohlgemerkt drehen sich der innere Rotor 52, das Befestigungselement 66 und die Pumpenwelle 42 gemeinsam als eine einzige Einheit.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 22 umfasst einen äußeren Rotor 74, der axial und radial von dem inneren Rotor 52 beabstandet ist. Der äußere Rotor 74 besitzt einen sich axial erstreckenden ersten Basisabschnitt 76 und einen sich axial erstreckenden und von dem ersten Basisabschnitt 76 beabstandeten zweiten Basisabschnitt 78. Der äußere Rotor 74 besitzt einen sich radial von dem ersten Basisabschnitt 76 erstreckenden ersten Armabschnitt 80 und einen sich axial von dem ersten Armabschnitt 80 erstreckenden ersten Flanschabschnitt 82.
Der erste Flanschabschnitt 82 besitzt zwei Außenringe 82a und einen axial zwischen den Außenringen 82a angeordneten Trennring 82b. Die Außenringe 82a und der Trennring 82b sind ringförmig und im Allgemeinen kreisförmig. Die Außenringe 82a sind aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt. In einer Ausführungsform kann der Trennring 82b aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Trennring 82b aus einem magnetischen Material gefertigt sein, das zwischen den Außenringen 82a einen Bereich niedriger Permeabilität schafft. Der erste Flanschabschnitt 82 ist durch Zusammenfügen aller Ringe durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen Struktur ausgebildet.
Der äußere Rotor 74 besitzt einen sich radial von dem zweiten Basisabschnitt 78 erstreckenden zweiten Armabschnitt 84. Der äußere Rotor 74 besitzt außerdem einen zweiten Flanschabschnitt 86, der sich axial erstreckt und durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 88 mit dem zweiten Armabschnitt 84 verbunden ist. Der zweite Flanschabschnitt 86 ist von dem ersten Flanschabschnitt 82 radial beabstandet, um dazwischen einen Raum 90 zur Aufnahme des Flanschabschnitts 64 des inneren Rotors 52 zu bilden. Der zweite Flanschabschnitt 86 des äußeren Rotors 74 besitzt wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Nuten 92, um die Riemenscheibe, die einen mit einer Motorriemenscheibe (nicht gezeigt) verbundenen gerippten Antriebsriemen (nicht gezeigt) aufnimmt, zu bilden. Der zweite Flanschabschnitt 86 ist aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt.
Der äußere Rotor 74 besitzt einen Verbindungsabschnitt 94, der sich radial erstreckt und die Flanschabschnitte 82 und 86 des äußeren Rotors 74 miteinander verbindet. Der Verbindungsabschnitt 94 ist aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Der Verbindungsabschnitt 94 ist durch Zusammenfügen der Flanschabschnitte 82 und 86 und des Verbin dungsabschnitts 94 durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen Struktur ausgebildet. Der äußere Rotor 74 ist mit Ausnahme der Außenringe 82a und des Flanschabschnitts 86 in erster Linie aus nichtmagnetischen Materialien wie etwa Edelstahl, Aluminium oder anderen geeigneten Materialien gefertigt. Der äußere Rotor 74 ist eine monolithische Struktur, die integral, zusammenhängend und einteilig ist. Wohlgemerkt besitzen der innere Rotor 52 und der äußere Rotor 74 nichtmagnetische Enden, die die konzentrischen Innen- und Außenschalten des inneren Rotors 52 bzw. des äußeren Rotors 74 halten.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 22 umfasst wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Lager 96, die axial beabstandet und zwischen dem Basisabschnitt 54 des inneren Rotors 52 und den Basisabschnitten 76 und 78 des äußeren Rotors 74 angeordnet sind. Die Lager 96 sind abgedichtete Rollenlager, um eine Drehung des äußeren Rotors 74 in Bezug auf den inneren Rotor 52 zu ermöglichen. Wohlgemerkt werden der innere Rotor 52 und der äußere Rotor 74 durch die Lager 96 konzentrisch zu der Pumpenwelle 42 gehalten. Wohlgemerkt sind die Lager 96 auch durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa durch Einpressung an dem inneren Rotor 52 befestigt.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 22 umfasst ein Abstützelement wie etwa einen Träger 100. Der Träger 100 ist im Allgemeinen ringförmig und besitzt einen im Allgemeinen L-förmigen Querschnitt. Der Träger 100 besitzt einen sich axial erstreckenden Basisabschnitt 102 und einen sich radial von einem Ende des Basisabschnitts 102 erstreckenden Armabschnitt 104. Der Armabschnitt 104 wirkt mit dem ersten Basisabschnitt 76, dem ersten Armabschnitt 80 und dem ersten Flanschabschnitt 82 so zusammen, dass zugunsten einer Funktion, die noch beschrieben wird, ein Hohlraum 105 gebildet ist. Der Träger 100 besitzt einen sich radial von dem Basisabschnitt 102 nach innen erstreckenden Verlängerungsabschnitt 106. Der Basisabschnitt 102 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 108 an dem Pumpengehäuse 34 der Hydropumpe 24 befestigt oder fixiert. Der Träger 100 ist aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl oder Aluminium gefertigt. Wohlgemerkt ist in dieser Ausführungsform der Träger 100 an dem Pumpengehäuse 34 befestigt und bewegt sich nicht.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 22 umfasst außerdem eine Hülse 109, um den Träger 100 um die Pumpenwelle 42 zu führen. Die Hülse 109 ist im Allgemeinen ringförmig und kreisförmig. Die Hülse 109 ist um die Pumpenwelle 42 und radial zwischen dem Verlängerungsabschnitt 106 und der Pumpenwelle 42 angeordnet. Die Hülse 109 ist aus einem reibungsarmen Material wie etwa Teflon^® gefertigt. Wohlgemerkt ordnet die Hülse 110 den Träger 100 in Bezug auf die Pumpenwelle 42 an und ermöglicht dem Träger 100 daran zu laufen bzw. zu gleiten.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 22 umfasst außerdem eine stationäre Spule 112, die in dem Hohlraum 105 angeordnet ist. Die magnetorheologische Fluidkupplung 22 umfasst außerdem einen magnetisch leitfähigen Kern 114, der in dem Hohlraum 105 um die Spule 112 angeordnet ist, so dass die Spule 112 darin eingebettet ist. Der Kern 114 ist aus einem Material wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten magnetischen Materialien gefertigt. Der Kern 114 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 116 an dem Träger 100 befestigt. Die Spule 112 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Drähte (nicht gezeigt) mit dem leistungselektronischen Wandler 28 ver bunden. Wohlgemerkt wird der Kern 114, der die Spule 112 umgibt, durch den Träger 100 konzentrisch zu der Pumpenwelle 42 gehalten. Wohlgemerkt sind außerdem in dieser Ausführungsform der Kern 114 und die Spule 112 fest und drehen sich nicht.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 22 umfasst ferner ein magnetorheologisches Fluid (MR-Fluid) 118, das in den zwei Zwischenräumen 120, die in dem Raum 90 zwischen dem äußeren Rotor 74 und dem inneren Rotor 52 gebildet sind, angeordnet ist. Das MR-Fluid 118 enthält magnetisierbare Partikel wie etwa Carbonyleisen-Sphäroide von etwa einem halben (1/2) bis fünfundzwanzig (25) Mikrometer im Durchmesser, die in einem viskosen Fluid wie etwa Siliconöl oder synthetischem Kohlenwasserstofföl, das eine Viskosität besitzt, die zwischen etwa 20 und 50.000 mPa liegt, feinst verteilt sind. Das MR-Fluid 118 kann sich in einer Vertiefung 119 des äußeren Rotors 74 oder einer Vertiefung (nicht gezeigt) in dem Basisabschnitt 54 des inneren Rotors 52 sammeln. Das MR-Fluid 118 wandert von den Vertiefungen in Kanäle oder Zwischenräume 120 zwischen dem inneren Rotor 52 und dem äußeren Rotor 74 in dem Raum 90 und füllt diese. Wohlgemerkt kann das MR-Fluid 118 auch Tenside, strömungsmodifizierende Mittel, Schmiermittel, viskositätsverstärkende Mittel und andere Zusätze enthalten. Das MR-Fluid 118 ist außerdem wohlgemerkt herkömmlich und an sich bekannt.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 22 umfasst eine Dichtung 121, die zwischen dem Flanschabschnitt 86 und dem Armabschnitt 84 des äußeren Rotors 74 angeordnet ist. Die Dichtung 121 ist aus einem elastomeren Material gefertigt. Die Dichtung 121 ist ringförmig und besitzt einen im Allgemeinen kreisförmigen Querschnitt. Die Dichtung 121 verhindert, dass das MR-Fluid 118 aus den Zwischenräumen 120 entweicht.
Während des Betriebs des magnetorheologischen hydraulischen Servolenksystems 10 stellt der elektronische Controller 26 den Strom der Spule 112 der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 auf der Grundlage eines Algorithmus ein, der in den Speicher des Controllers 26 einprogrammiert ist. Die Steueralgorithmus zum Einstellen des Stroms für die Spule 112 der Fluidkupplung 22 verwendet sämtliche Informationen oder einen Teil der Informationen von den Eingängen 32 und dem Lenkradsensor 16. Der elektronische Controller 26 sendet über den leistungselektronischen Wandler 28 ein Signal zu der Fluidkupplung 22, um einen Strom durch die Spule 112 zu leiten, um ein Magnetfeld durch das MR-Fluid 118 zwischen dem äußeren Rotor 74 und dem inneren Rotor 52 zu erzeugen.
Wenn Strom an die Spule 112 angelegt wird, führt der Fluss des Magnetfeldes durch den Kern 114, die Außenringe 64a und 82a, die Zwischenräume 120 und den zweiten Flanschabschnitt 86 und kehrt durch die Zwischenräume 120, die Außenringe 64a und 82a zu dem Kern 114 zurück. Das von dem äußeren Rotor 74 auf den inneren Rotor 52 übertragene Drehmoment wird durch die in dem MR-Fluid 118 hergestellte magnetische Flussdichte gesteuert. Die Stärke des Magnetfeldes vergrößert oder verkleinert die Fließspannung und die scheinbare Viskosität des MR-Fluids 118 und vergrößert oder verkleinert somit das übertragene Drehmoment und erweitert damit die Drehzahl der Hydropumpe 24. Die Fließspannung und die scheinbare Viskosität des MR-Fluids 118 bestimmt das Maß der Drehung der Pumpenwelle 42 und des Flügelzellenpumpenelements 40 und verändert somit die Drehzahl der Hydropumpe 24. Wohlgemerkt ist die Menge von durch die Spule 112 geleitetem Strom (oder der Wert der an diese angelegten Spannung) durch den elektronischen Controller 26 steuerbar, womit die Stärke des Magnetfeldes in dem MR-Fluid 118 sowie die Fließspannung und die scheinbare Viskosität des MR-Fluids 118 beeinflusst werden. Wohlgemerkt ist die Zwei-Zwischenraum-Geomet rie der Fluidkupplung 22 besonders dazu geeignet, die axiale Länge der Kupplung 22 zu verkürzen, um so die Kraglast bzw. einseitige Last an der Servolenkpumpenwelle 42 zu minimieren. Wohlgemerkt erübrigt ferner in der gezeigten Ausführungsform die stationäre Spule 112 Schleifringe und isoliert die Spule 112 vor der infolge des Schlupfs zwischen dem inneren Rotor 52 und dem äußeren Rotor 74 in dem MR-Fluid 118 erzeugten Wärme. Wohlgemerkt kann nochmals ferner ein geeigneter Kühlkörper mit geeigneten Kühlrippen in den äußeren Rotor 84 integriert oder daran angebracht sein, um die Kühlung des MR-Fluids 118 und der Fluidkupplung 22 während des Betriebs zu maximieren. Wohlgemerkt sind die Größe und die Form eines solchen Kühlkörpers durch die von Fachleuten berechneten Kühlanforderungen bestimmt.
In 4 ist eine weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 für das magnetorheologische hydraulische Servolenksystem 10 gezeigt. Gleiche Teile der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 besitzen gleiche, jedoch um hundert (100) vergrößerte Bezugszeichen. In dieser Ausführungsform umfasst die magnetorheologische Fluidkupplung 122 den inneren Rotor 152, der um einen Abschnitt der Pumpenwelle 42 angeordnet ist. Der innere Rotor 152 besitzt einen sich axial erstreckenden Basisabschnitt 154. Der innere Rotor 152 besitzt außerdem einen sich radial von dem Basisabschnitt 154 erstreckenden Armabschnitt 162 und einen sich axial von dem Armabschnitt 162 erstreckenden Flanschabschnitt 164. Der innere Rotor 152 ist in erster Linie aus nichtmagnetischen Materialien wie etwa Edelstahl, Aluminium oder anderen geeigneten Materialien gefertigt. Der Flanschabschnitt 164 ist aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt. Der innere Rotor 152 ist durch Zusammenfügen aller Teile durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schwei ßen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen, einteiligen Struktur ausgebildet.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 122 umfasst außerdem ein Befestigungselement 166 wie etwa eine Innensechskantschraube zum Befestigen der Pumpenwelle 42 an dem inneren Rotor 152. Die magnetorheologische Fluidkupplung 122 umfasst einen äußeren Rotor 174, der von dem inneren Rotor 152 axial und radial beabstandet ist. Der äußere Rotor 174 besitzt einen sich axial erstreckenden ersten Basisabschnitt 176 und einen sich axial erstreckenden und von dem ersten Basisabschnitt 176 beabstandeten zweiten Basisabschnitt 178. Der äußere Rotor 174 besitzt einen sich radial von dem ersten Basisabschnitt 176 erstreckenden ersten Armabschnitt 180 und einen sich axial von dem ersten Armabschnitt 180 erstreckenden ersten Flanschabschnitt 182. Der erste Flanschabschnitt 182 ist aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt.
Der äußere Rotor 174 besitzt einen sich radial von dem zweiten Basisabschnitt 178 erstreckenden zweiten Armabschnitt 184. Der äußere Rotor 174 besitzt außerdem einen zweiten Flanschabschnitt 186, der sich axial erstreckt und durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 188 mit dem zweiten Armabschnitt 184 verbunden ist. Der zweite Flanschabschnitt 186 ist aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt. Der zweite Flanschabschnitt 186 ist radial von dem ersten Flanschabschnitt 182 beabstandet, um dazwischen einen Raum 190 zur Aufnahme des Flanschabschnitts 164 des inneren Rotors 152 zu bilden. Der zweite Flanschabschnitt 186 des äußeren Rotors 174 besitzt wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Nuten 192, um die Riemenscheibe, die einen mit einer Motorriemenscheibe (nicht gezeigt) verbundenen gerippten Antriebsriemen (nicht gezeigt) aufnimmt, zu bilden. Wohlgemerkt kann der äußere Rotor 174 wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Wärmeableitungsrippen 193, die durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus in seinen zweiten Armabschnitt 184 integriert oder daran angebracht sind, aufweisen.
Der äußere Rotor 174 besitzt einen Verbindungsabschnitt 194, der sich radial erstreckt und die Flanschabschnitte 182 und 186 des äußeren Rotors 174 miteinander verbindet. Der Verbindungsabschnitt 194 ist aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Der Verbindungsabschnitt 194 ist durch Zusammenfügen der Flanschabschnitte 182 und 186 und des Verbindungsabschnitts 194 durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen Struktur ausgebildet. Der äußere Rotor 174 ist mit Ausnahme des ersten Flanschabschnitts 182 und des zweiten Flanschabschnitts 186 in erster Linie aus nichtmagnetischen Materialien wie etwa Edelstahl, Aluminium oder anderen geeigneten Materialien gefertigt. Der äußere Rotor 174 ist eine monolithische Struktur, die integral, zusammenhängend und einteilig ist.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 122 umfasst wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Lager 196, die axial beabstandet und zwischen dem Basisabschnitt 154 des inneren Rotors 152 und den Basisabschnitten 176 und 178 des äußeren Rotors 174 angeordnet sind. Die magnetorheologische Fluidkupplung 122 umfasst ein Abstützelement wie etwa einen Träger 200. Der Träger 200 besitzt einen sich axial erstreckenden Basisab schnitt 202 und einen sich radial von einem Ende des Basisabschnitts 202 erstreckenden Armabschnitt 204. Der Träger 200 besitzt einen sich radial von dem Basisabschnitt 202 nach innen erstreckenden Verlängerungsabschnitt 206. Der Basisabschnitt 202 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 208 an dem Pumpengehäuse 34 der Hydropumpe 24 befestigt oder fixiert. Wohlgemerkt ist in dieser Ausführungsform der Träger 200 an dem Pumpengehäuse 34 befestigt und bewegt sich nicht.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 122 umfasst außerdem eine Hülse 209, um den Träger 200 um die Pumpenwelle 42 zu führen. Die Hülse 209 ist um die Pumpenwelle 42 und radial zwischen dem Verlängerungsabschnitt 206 und der Pumpenwelle 42 angeordnet.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 122 umfasst außerdem eine stationäre Spule 212 und einen magnetisch leitfähigen Kern 214, der um die Spule 112 angeordnet ist, so dass die Spule 212 darin eingebettet ist. Der Kern 214 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 216 an dem Armabschnitt 204 des Trägers 200 befestigt. Die Spule 212 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Drähte (nicht gezeigt) mit dem leistungselektronischen Wandler 28 verbunden. Wohlgemerkt sind in der gezeigten Ausführungsform die Spule 212 und der Kern 214 axial angeordnet. Wohlgemerkt sind außerdem in dieser Ausführungsform der Kern 214 und die Spule 212 fest und drehen sich nicht.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 122 umfasst ferner ein magnetorheologisches Fluid (MR-Fluid) 218, das in den zwei Zwischenräumen 220, die in dem Raum 190 zwischen dem äußeren Rotor 174 und dem inneren Rotor 152 gebildet sind, angeordnet ist. Die magnetorheologische Fluidkupplung 122 umfasst eine Dichtung 221, die zwischen dem Flanschabschnitt 186 und dem Armabschnitt 184 des äußeren Rotors 174 angeordnet ist. Der Betrieb der Fluidkupplung 122 gleicht jenem der magnetorheologischen Fluidkupplung 22. Wohlgemerkt ermöglicht in der gezeigten Ausführungsform die axiale Anordnung der magnetorheologischen Fluidkupplung 122 eine zusätzliche Flexibilität bei der Verpackung bzw. Unterbringung.
In 5 ist eine nochmals weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 für das magnetorheologische hydraulische Servolenksystem 10 gezeigt. Gleiche Teile der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 besitzen gleiche, jedoch um zweihundert (200) vergrößerte Bezugszeichen. In dieser Ausführungsform umfasst die magnetorheologische Fluidkupplung 222 einen inneren Rotor 252, der um einen Abschnitt der Pumpenwelle 42 angeordnet ist. Der innere Rotor 252 besitzt einen sich axial erstreckenden Basisabschnitt 254. Der innere Rotor 252 besitzt außerdem einen sich radial von dem Basisabschnitt 254 erstreckenden Armabschnitt 262 und einen sich axial von dem Armabschnitt 262 erstreckenden Flanschabschnitt 264. Der Flanschabschnitt 264 besitzt zwei Außenringe 264a und einen axial zwischen den Außenringen 264a angeordneten Trennring 264b. Die Außenringe 264a und der Trennring 264b sind ringförmig und im Allgemeinen kreisförmig. Der innere Rotor 252 ist in erster Linie aus nichtmagnetischen Materialien wie etwa Edelstahl, Aluminium oder anderen geeigneten Materialien gefertigt. Die Außenringe 264a sind aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt. Der Trennring 264b ist aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Der innere Rotor 252 ist durch Zusammenfügen aller Teile durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen, einteiligen Struktur ausgebildet.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst außerdem ein Befestigungselement 266 wie etwa eine Innensechskantschraube zum Befestigen der Pumpenwelle 42 an dem inneren Rotor 252. Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst einen äußeren Rotor 274, der von dem inneren Rotor 252 axial und radial beabstandet ist. Der äußere Rotor 274 besitzt einen sich axial erstreckenden ersten Basisabschnitt 276 und einen sich axial erstreckenden und von dem ersten Basisabschnitt 276 beabstandeten zweiten Basisabschnitt 278. Der äußere Rotor 274 besitzt einen sich radial von dem ersten Basisabschnitt 276 erstreckenden ersten Armabschnitt 280 und einen sich axial von dem ersten Armabschnitt 280 erstreckenden ersten Flanschabschnitt 282.
Der erste Flanschabschnitt 282 besitzt zwei Außenringe 282a und einen axial zwischen den Außenringen 282a angeordneten Trennring 282b. Die Außenringe 282a und der Trennring 282b sind ringförmig und im Allgemeinen kreisförmig. Die Außenringe 282a sind aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt. Der Trennring 282b ist aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Der erste Flanschabschnitt 282 ist durch Zusammenfügung aller Ringe durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen Struktur ausgebildet.
Der äußere Rotor 274 besitzt einen sich radial von dem zweiten Basisabschnitt 278 erstreckenden zweiten Armabschnitt 284. Der äußere Rotor 274 besitzt außerdem einen zweiten Flanschabschnitt 286, der sich axial erstreckt und durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 288 mit dem zweiten Armabschnitt 284 verbunden ist. Der zweite Flanschabschnitt 286 ist radial von dem ersten Flanschabschnitt 282 beabstandet, um dazwischen einen Raum 290 zur Aufnahme des Flanschabschnitts 264 des inneren Rotors 252 zu bilden. Der zweite Flanschabschnitt 286 des äußeren Rotors 274 besitzt wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Nuten 292, um die Riemenscheibe, die einen mit einer Motorriemenscheibe (nicht gezeigt) verbundenen gerippten Antriebsriemen (nicht gezeigt) aufnimmt, zu bilden. Der zweite Flanschabschnitt 286 ist aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt.
Der äußere Rotor 274 besitzt einen Verbindungsabschnitt 294, der sich radial erstreckt und die Flanschabschnitte 282 und 286 des äußeren Rotors 274 miteinander verbindet. Der Verbindungsabschnitt 294 ist aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Der Verbindungsabschnitt 294 ist durch Zusammenfügen der Flanschabschnitte 282 und 286 und des Verbindungsabschnitts 294 durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen Struktur ausgebildet.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Lager 296, die axial beabstandet und zwischen dem Basisabschnitt 254 des inneren Rotors 252 und den Basisabschnitten 276 und 278 des äußeren Rotors 274 angeordnet sind. Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst ein Abstützelement wie etwa einen Träger 300. Der Träger 300 besitzt einen sich axial erstreckenden Basisabschnitt 302 und einen sich radial von einem Ende des Basisabschnitts 302 erstreckenden Armabschnitt 304. Der Armabschnitt 304 wirkt mit dem ersten Basisabschnitt 276, dem ersten Armabschnitt 280 und dem ersten Flanschabschnitt 282 so zusammen, dass zugunsten einer Funktion, die noch beschrieben wird, ein Hohlraum 305 gebildet ist. Der Träger 300 besitzt einen sich radial von dem Basisabschnitt 302 nach innen erstreckenden Verlängerungsabschnitt 306. Der Basisabschnitt 302 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 308 an dem Pumpengehäuse 34 der Hydropumpe 24 befestigt oder fixiert. Wohlgemerkt ist in dieser Ausführungsform der Träger 300 an dem Pumpengehäuse 34 befestigt und bewegt sich nicht.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst außerdem eine Hülse 309, um den Träger 300 um die Pumpenwelle 42 zu führen. Die Hülse 309 ist um die Pumpenwelle 42 und radial zwischen dem Verlängerungsabschnitt 306 und der Pumpenwelle 42 angeordnet.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 322 umfasst außerdem eine stationäre Spule 312, die in dem Hohlraum 305 angeordnet ist. Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst außerdem einen magnetisch leitfähigen Kern 314, der in dem Hohlraum 305 um die Spule 312 angeordnet ist, so dass die Spule 312 darin eingebettet ist. Der Kern 314 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 316 an dem Träger 300 befestigt. Die Spule 312 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Drähte (nicht gezeigt) mit dem leistungselektronischen Wandler 28 verbunden. Wohlgemerkt sind in dieser Ausführungsform der Kern 314 und die Spule 312 fest und drehen sich nicht.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst ferner ein magnetorheologisches Fluid (MR-Fluid) 318, das in den zwei Zwischenräumen 320, die in dem Raum 290 zwischen dem äußeren Rotor 274 und dem inneren Rotor 252 gebildet sind, angeordnet ist. Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst eine Dichtung 321, die zwischen dem Flanschabschnitt 286 und dem Armabschnitt 284 des äußeren Rotors 274 angeordnet ist.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Magnete 323, die an dem inneren Rotor 252 und dem äußeren Rotor 274 angebracht sind. Die Magnete 323 sind im Allgemeinen ringförmig. Die Magnete 323 sind radial beabstandet, wobei einer an dem Ende des Basisabschnitts 254 des inneren Rotors 252 angebracht ist und ein weiterer an dem Ende des ersten Basisabschnitts 276 des äußeren Rotors 274 angebracht ist, und zwar durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 222 umfasst wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Halleffektsensoren 325, die an dem Träger 300 und der Hülse 309 angebracht sind. Die Halleffektsensoren 325 besitzen im Allgemeinen eine rechteckige Form. Die Halleffektsensoren 325 sind radial beabstandet, wobei einer in Bezug auf den Verbindungsabschnitt 306 des Trägers 300 angeordnet ist und ein weiterer in Bezug auf die Hülse 309 angeordnet ist. Die Halleffektsensoren 325 sind longitudinal von den Magneten 323 beabstandet und auf einer mit dem Träger 300 und der Hülse 309 verbundenen Leiterplatte (nicht gezeigt) angebracht und vergossen oder gekapselt und durch elektrische Leitungen oder Drähte (nicht gezeigt) mit einer Leistungsquelle wie etwa dem Controller 26 verbunden.
Der Betrieb der Fluidkupplung 222 gleicht jenem der magnetorheologischen Fluidkupplung 22. Jedoch drehen sich die Magnete 323 in Bezug auf die Halleffektsensoren 325. Diese Bewegung verändert die Ausgangsgröße der Halleffektsensoren 325. Der Controller 26 verwendet die Ausgangssignale für die Drehzahlsteuerung und die Diagnose zwischen dem inneren Rotor 252 und dem äußeren Rotor 274 durch Verändern der Eingabe in die Spule 312, um eine Viskosität des MR-Fluids 318 zu verändern. Wohlgemerkt besitzt in der gezeigten Ausführungsform die magnetorheologische Fluidkupplung 22 eine radiale Anordnung mit Magnetringen und Drehzahlsensoren. Wohlgemerkt besitzt außerdem in der gezeigten Ausführungsform die magnetorheologische Fluidkupplung 222 integrierte Permanentmagnete 323 und Halleffektsensoren 325 für die Drehzahlerfassung.
In 6 ist eine nochmals weitere Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 für das magnetorheologische hydraulische Servolenksystem 10 gezeigt. Gleiche Teile der magnetorheologischen Fluidkupplung 22 besitzen gleiche, jedoch um dreihundert (300) vergrößerte Bezugszeichen. In dieser Ausführungsform umfasst die magnetorheologische Fluidkupplung 322 einen inneren Rotor 352, der um einen Abschnitt der Pumpenwelle 42 angeordnet ist. Der innere Rotor 352 besitzt einen sich axial erstreckenden Basisabschnitt 354. Der innere Rotor 352 besitzt außerdem einen sich radial von dem Basisabschnitt 354 erstreckenden Armabschnitt 362 und einen sich axial von dem Armabschnitt 362 erstreckenden Flanschabschnitt 364. Der Flanschabschnitt 364 besitzt zwei Außenringe 364a und einen axial zwischen den Außenringen 364a angeordneten Trennring 364b. Die Außenringe 364a und der Trennring 364b sind ringförmig und im Allgemeinen kreisförmig. Der innere Rotor 352 ist in erster Linie aus nichtmagnetischen Materialien wie etwa Edelstahl, Aluminium oder anderen geeigne ten Materialien gefertigt. Die Außenringe 364a sind aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt. Der Trennring 364b ist aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Der innere Rotor 352 ist durch Zusammenfügen aller Teile durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen, einteiligen Struktur ausgebildet.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 322 umfasst außerdem ein Befestigungselement 366 wie etwa eine Innensechskantschraube zum Befestigen der Pumpenwelle 42 an dem inneren Rotor 352. Die magnetorheologische Fluidkupplung 322 umfasst einen äußeren Rotor 374, der von dem inneren Rotor 352 axial und radial beabstandet ist. Der äußere Rotor 374 besitzt einen sich axial erstreckenden ersten Basisabschnitt 376 und einen sich axial erstreckenden und von dem ersten Basisabschnitt 376 beabstandeten zweiten Basisabschnitt 378. Der äußere Rotor 374 besitzt einen sich radial von dem ersten Basisabschnitt 376 erstreckenden ersten Armabschnitt 380.
Der äußere Rotor 374 besitzt einen sich radial von dem zweiten Basisabschnitt 378 erstreckenden zweiten Armabschnitt 384. Der äußere Rotor 374 besitzt außerdem einen Flanschabschnitt 386, der sich axial erstreckt und durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Befestigungselemente 388 mit dem zweiten Armabschnitt 384 verbunden ist. Der Flanschabschnitt 386 ist radial von dem Kern 414 beabstandet, um dazwischen einen Raum 390 zur Aufnahme des Flanschabschnitts 364 des inneren Rotors 352 zu bilden. Der Flanschabschnitt 386 des äußeren Rotors 374 besitzt wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Nuten 392, um die Riemenscheibe, die einen mit einer Motorriemenscheibe (nicht gezeigt) verbundenen gerippten Antriebsriemen (nicht gezeigt) aufnimmt, zu bilden. Der Flanschabschnitt 386 ist aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt.
Der äußere Rotor 374 besitzt einen Verbindungsabschnitt 394, der sich radial erstreckt und den Kern 414 und den Flanschabschnitt 386 des äußeren Rotors 374 miteinander verbindet. Der Verbindungsabschnitt 394 ist aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Der Verbindungsabschnitt 394 ist durch Zusammenfügen des Flanschabschnitts 386 und des Verbindungsabschnitts 394 durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen Struktur ausgebildet. Der äußere Rotor 374 ist eine monolithische Struktur, die integral, zusammenhängend und einteilig ist.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 322 umfasst wenigstens ein, vorzugsweise mehrere Lager 396, die axial beabstandet und zwischen dem Basisabschnitt 354 des inneren Rotors 352 und den Basisabschnitten 376 und 378 des äußeren Rotors 374 angeordnet sind. Die magnetorheologische Fluidkupplung 322 umfasst außerdem eine sich drehende Spule 412 und einen magnetisch leitfähigen Kern 414, der um die Spule 412 angeordnet ist, so dass die Spule 412 darin eingebettet ist. Der Kern 414 besitzt einen ersten Kernring 414a, der im Allgemeinen die Form eines umgekehrten "L" besitzt. Der erste Kernring 414a ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa ein Befestigungselement 415 oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus mit dem Verbindungsabschnitt 394 des äußeren Rotors 374 verbunden. Der Kern 414 besitzt einen zweiten Kernring 414b, der im Allgemeinen die Form eines rückwärts weisenden "C" besitzt. Der zweite Kernring 414b ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus mit dem ersten Armabschnitt 380 des äußeren Rotors 374 verbunden. Der Kern 414 besitzt einen Trennring 414c, der axial zwischen dem ersten Kernring 414a und dem zweiten Kernring 414b angeordnet ist. Die Kernringe 414a, 414b und der Trennring 414c sind ringförmig und im Allgemeinen kreisförmig. Die Kernringe 414a, 414b sind aus magnetisch leitfähigen Materialien wie etwa kohlenstoffarmem Stahl, Hochfrequenzeisen oder anderen geeigneten Eisenlegierungen gefertigt. Der Trennring 414c ist aus einem nichtmagnetischen Material wie etwa Edelstahl, Aluminium oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Der Kern 414 ist durch Zusammenfügen aller Ringe durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus zu einer integralen Struktur ausgebildet. Wohlgemerkt drehen sich in dieser Ausführungsform der Kern 414 und die Spule 412.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 322 umfasst ferner ein magnetorheologisches Fluid (MR-Fluid) 418, das in den zwei Zwischenräumen 420, die in dem Raum 390 zwischen dem äußeren Rotor 374 und dem inneren Rotor 352 gebildet sind, angeordnet ist. Die magnetorheologische Fluidkupplung 322 umfasst eine Dichtung 421, die zwischen dem Flanschabschnitt 386 und dem Armabschnitt 384 des äußeren Rotors 374 angeordnet ist.
Die magnetorheologische Fluidkupplung 322 umfasst wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Bürsten 423, die durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Drähte (nicht gezeigt) mit dem leistungselektronischen Wandler 28 verbunden sind. Die magnetorheologische Fluidkupplung 322 umfasst wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Schleifringe 425, die mit der Pumpenwelle 42 verbunden sind. Die Schleifringe 425 sind durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Löten, Schweißen oder einen anderen geeigneten Zusammenfügungsmechanismus mit der Pumpenwelle 42 verbunden. Die Spule 412 ist durch einen geeigneten Mechanismus wie etwa Drähte 425a, die sich durch den Basisabschnitt 376 zu den Schleifringen 425 erstrecken, verbunden. Der Betrieb der Fluidkupplung 322 gleicht jenem der magnetorheologischen Fluidkupplung 22. Wohlgemerkt besitzt in der gezeigten Ausführungsform die magnetorheologische Fluidkupplung 322 eine sich drehende Spule 412, wobei die Bürsten 423 und die Schleifringe 425 der Spule 412 elektrische Leistung zuführen. Wohlgemerkt drehen sich außerdem die Bürsten 423 in Bezug auf die Schleifringe 425. Wohlgemerkt kann ferner in einer anderen Ausführungsform die Spule 412 an den Schleifringen 425 befestigt sein.
Die vorliegende Erfindung ist in veranschaulichender Weise beschrieben worden. Selbstverständlich ist die verwendete Terminologie dem Wesen nach als beschreibende Worte und nicht als Einschränkung auszulegen.
Angesichts der obigen Lehren sind viele Abänderungen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung möglich. Daher kann die vorliegende Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche anders als speziell beschrieben ausgeführt werden.
Zusammenfassung
Ein Servolenksystem für ein Fahrzeug, das eine Hydropumpe umfasst, die mit einem Servolenkgetriebe und einer Fluidkupplung, die eine Antriebswelle eines Motors des Fahrzeugs mit der Hydropumpe funktional verbindet, verbunden ist. Das Servolenksystem umfasst außerdem einen elektronischen Controller, der betreibbar ist, um anhand einer empfangenen Eingabe ein variables Steuersignal zu liefern, um ein über die Fluidkupplung übertragenes Drehmoment zu variieren. Die Fluidkupplung umfasst eine Spule, die mit dem elektronischen Controller funktional verbunden ist, und einen magnetisch leitfähigen Kern, der um die Spule angeordnet ist.

Claims

Servolenksystem (10) für ein Fahrzeug, das einen Motor mit einer Antriebswelle (20) besitzt, wobei das Servolenksystem ein Servolenkgetriebe (12) und eine Hydropumpe (24) zum Beaufschlagen des Servolenkgetriebes (12) mit Druck besitzt und umfasst: eine Fluidkupplung (22; 122; 222; 322); einen elektronischen Controller (26), der betreibbar ist, um anhand einer empfangenen Eingabe (32) ein variables Steuersignal zu liefern, um dadurch das über die Fluidkupplung übertragene Drehmoment zu variieren; wobei die Fluidkupplung die Antriebswelle mit der Hydropumpe verbindet; wobei die Fluidkupplung eine Spule (112; 212; 312; 412) umfasst, die mit dem elektronischen Controller funktional verbunden ist; und wobei die Fluidkupplung einen magnetisch leitfähigen Kern (114; 214; 314; 414) umfasst, der um die Spule angeordnet ist.
Servolenksystem nach Anspruch 1, das ferner umfasst: einen leistungselektronischen Wandler (28), der betreibbar ist, um das variable Steuersignal zu empfangen und die Fluidkupplung in Reaktion auf das variable Steuersignal mit Energie zu versorgen, wobei der leistungselektronische Wandler entweder ein pulsbreitenmodulierter Verstärker oder ein Spannungsverstärker ist.
Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidkupplung einen inneren Rotor (52; 152; 252; 352), der mit der Hydropumpe funktio nal verbunden ist, und einen äußeren Rotor (74; 174; 274; 374), der von dem inneren Rotor beabstandet und mit dem Motor funktional verbunden ist, besitzt und ferner umfasst: mehrere Lager (96; 196; 296; 396), die zwischen dem äußeren Rotor (74; 174; 274; 374) und dem inneren Rotor (52; 152; 252; 352) angeordnet sind, um eine Drehung des äußeren Rotors in Bezug auf den inneren Rotor zu ermöglichen.
Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidkupplung einen inneren Rotor (52; 152; 252; 352), der mit der Hydropumpe funktional verbunden ist, und einen äußeren Rotor (74; 174; 274; 374), der von dem inneren Rotor beabstandet und mit dem Motor funktional verbunden ist, besitzt, wobei der Kern (114; 214; 314) und die Spule (112; 212; 312) in Bezug auf den inneren Rotor (52; 152; 252) und den äußeren Rotor (74; 174; 274) fest sind.
Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidkupplung einen inneren Rotor (52; 152; 252; 352), der mit der Hydropumpe funktional verbunden ist, und einen äußeren Rotor (74; 174; 274; 374), der von dem inneren Rotor beabstandet und mit dem Motor funktional verbunden ist, besitzt, wobei der Kern (114; 314; 414) und die Spule (112; 312; 412) in Bezug auf den inneren Rotor (52; 252; 352) und den äußeren Rotor (74; 274; 374) radial angeordnet sind.
Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidkupplung einen inneren Rotor (52; 152; 252; 352), der mit der Hydropumpe funktional verbunden ist, und einen äußeren Rotor (74; 174; 274; 374), der von dem inneren Rotor beabstandet und mit dem Motor funktional verbunden ist, besitzt, wobei der Kern (214) und die Spule (212) in Bezug auf den inneren Rotor (152) und den äußeren Rotor (174) axial angeordnet sind.
Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidkupplung einen inneren Rotor (52; 152; 252; 352), der mit der Hydropumpe funktional verbunden ist, und einen äußeren Rotor (74; 174; 274; 374), der von dem inneren Rotor beabstandet und mit dem Motor funktional verbunden ist, besitzt, wobei der Kern (414) und die Spule (412) mit dem äußeren Rotor (374) verbunden sind und sich mit dem äußeren Rotor drehen.
Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidkupplung einen inneren Rotor (52; 152; 252; 352), der mit der Hydropumpe funktional verbunden ist, und einen äußeren Rotor (74; 174; 274; 374), der von dem inneren Rotor beabstandet ist und mit dem Motor funktional verbunden ist, besitzt und ferner umfasst: mehrere Bürsten (423), die mit dem Controller (26) elektrisch verbunden sind; und mehrere Schleifringe (425), die mit dem äußeren Rotor (374) verbunden sind; wobei sich die Bürsten in Bezug auf die Schleifringe drehen und die Spule (412) mit den Schleifringen elektrisch verbunden ist.
Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidkupplung einen inneren Rotor (52; 152; 252; 352), der mit der Hydropumpe funktional verbunden ist, und einen äußeren Rotor (74; 174; 274; 374), der von dem inneren Rotor beabstandet ist und mit dem Motor funktional verbunden ist, besitzt und ferner umfasst: mehrere Magnete (323), die an dem inneren Rotor (252) und/oder dem äußeren Rotor (274) angebracht sind.
Servolenksystem nach Anspruch 9, das ferner umfasst: mehrere Halleffektsensoren (325), die von den Magneten (323) beabstandet und in Bezug auf diese fest sind und mit dem Controller (26) elektrisch verbunden sind.
Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei die Fluidkupplung einen inneren Rotor (52; 152; 252; 352), der mit der Hydropumpe funktional verbunden ist, und einen äußeren Rotor (74; 174; 274; 374), der von dem inneren Rotor beabstandet ist und mit dem Motor funktional verbunden ist, besitzt, wobei die Fluidkupplung (22; 122; 222; 322) ein magnetorheologisches Fluid enthält und wobei das magnetorheologische Fluid (118; 218; 318; 418) in einem Raum zwischen dem inneren Rotor (52; 152; 252; 352) und dem äußeren Rotor (74; 174; 274; 374) angeordnet ist.
Servolenksystem (10) für ein Fahrzeug mit einem Motor mit einer Antriebswelle (20), einem Servolenkgetriebe (12) und einer Hydropumpe (24) zum Beaufschlagen des Servolenkgetriebes mit Druck und umfassend: eine Fluidkupplung (22; 122; 222; 322); einen elektronischen Controller (26), der betreibbar ist, um anhand einer empfangenen Eingabe (32) ein variables Steuersignal zu liefern; und einen leistungselektronischen Wandler (28), der betreibbar ist, um das variable Steuersignal zu empfangen und die Fluidkupplung in Reaktion auf das variable Steuersignal mit Energie zu versorgen, um das über die Fluidkupplung übertragene Drehmoment zu variieren, wobei die Fluidkupplung die Antriebswelle mit der Hydropumpe funktional verbindet und wobei der leistungselektronische Wandler entweder ein pulsbreitenmodulierter Stromverstärker oder ein Spannungsverstärker ist.
Servolenksystem nach Anspruch 12, wobei der elektronische Controller (26) und der elektronische Wandler (28) in ein elektronisches Steuermodul (29) integriert sind.
Servolenksystem nach Anspruch 12, das ferner umfasst: eine Zwischenwelle (42) die von der Antriebswelle (20) beabstandet ist und die Fluidkupplung (22; 122; 222; 322) mit der Hydropumpe (24) verbindet.
Servolenksystem nach Anspruch 14, wobei die Fluidkupplung (22; 122; 222; 322) wenigstens ein Antriebselement (74; 174; 274; 374) umfasst, das mit der Antriebswelle verbunden ist; und wobei die Fluidkupplung wenigstens ein angetriebenes Element (52; 152; 252; 352) umfasst, das mit der Zwischenwelle verbunden ist.
Servolenksystem nach Anspruch 15, wobei die Fluidkupplung (22; 122; 222; 322) eine Spule (112; 212; 312; 412) umfasst, die um das Antriebselement (74; 174; 274; 374) und das angetriebene Element (52; 152; 252; 352) angeordnet ist und mit dem leistungselektronischen Wandler (28) elektrisch verbunden ist, wobei der leistungselektronische Wandler die Fluidkupplung mit Energie versorgt, indem er Leistung an die Spule liefert, um ein Drehmoment von dem Antriebselement auf das angetriebene Element zu übertragen.
Servolenksystem nach Anspruch 16, wobei die Fluidkupplung (22; 222) ein Abstützelement (100; 300) umfasst, das um die Zwischenwelle (42) angeordnet und von dieser beabstandet ist; wobei das Ab stützelement und das Antriebselement (74; 274) einen Hohlraum (105; 305) bilden; und wobei die Spule (112; 312) in dem Hohlraum angeordnet ist.
Fluidkupplung (22; 122; 222; 322) für ein Servolenksystem (10) mit einer Hydropumpe (24) und umfassend: einen inneren Rotor (52; 152; 252; 352), der mit einer Welle (42) der Hydropumpe funktional verbunden ist; einen äußeren Rotor (74; 174; 274; 374), der von dem inneren Rotor beabstandet und mit einer Antriebswelle eines Motors funktional verbunden ist; eine Spule (112; 212; 312; 412), die mit einem elektronischen Controller funktional verbunden ist; einen magnetisch leitfähigen Kern (114; 214; 314; 414), der um die Spule angeordnet ist; wobei über ein von dem Controller geliefertes variables Steuersignal ein variables Drehmoment von der Antriebswelle zu der Hydropumpe übertragbar ist.
Fluidkupplung nach Anspruch 18, wobei der innere Rotor (52; 252) einen Flanschabschnitt (64; 264) mit mehreren Ringen (64a; 264a) und ein zwischen den Ringen angeordnetes Trennglied (64b; 264b) besitzt; wobei der äußere Rotor (74; 274) einen ersten Flanschabschnitt (82; 282) mit mehreren Ringen (82a; 282a) und ein zwischen den Ringen des ersten Flanschabschnitts angeordnetes Trennglied (82b; 282b) besitzt; und wobei der äußere Rotor einen zweiten Flanschabschnitt (86; 286) besitzt, der von dem ersten Flanschabschnitt beabstandet ist, um dazwischen die Ringe (64a; 264a) des inneren Rotors aufzunehmen.
Fluidkupplung (423) nach Anspruch 18, die ferner umfasst: mehrere Bürsten, die mit dem Controller (26) elektrisch verbunden sind; und mehrere Schleifringe (425), die mit dem äußeren Rotor (374) verbunden sind; wobei sich die Bürsten in Bezug auf die Schleifringe drehen und die Spule (412) mit den Schleifringen elektrisch verbunden ist.