DE112018002958T5

DE112018002958T5 - Drehmomentsensoranordnung für fahrzeugservolenkung

Info

Publication number: DE112018002958T5
Application number: DE112018002958.1T
Authority: DE
Inventors: Robert Pearce
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2038-04-21
Also published as: DE112018002958B4; WO2018195373A1; US10330542B1; CN110573408A

Abstract

Eine Drehmomentsensoranordnung zur Verwendung in einer Fahrzeugservolenkung weist Magneten, ein erstes, ein zweites und ein drittes koaxiales Flussschlussglied um die Magneten herum und einen ersten und zweiten Magnetsensor auf. Jeder der mehreren Magneten sendet ein Magnetfeld aus. Das zweite Flussschlussglied befindet sich zwischen dem ersten und dem dritten Flussschlussglied. Das erste und das dritte Flussschlussglied sammeln die Magnetfelder, die eine erste Polarität aufweisen. Das zweite Flussschlussglied sammelt Magnetfelder, die eine zweite Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, aufweisen. Der erste und der zweite Magnetsensor sind so positioniert, dass sie die gleiche Polarität aufweisen. Der erste Sensor befindet sich zwischen dem ersten und dem zweiten Flussschlussglied. Der zweite Sensor befindet sich zwischen dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied. Durch Subtrahieren eines durch den zweiten Sensor erzeugten zweiten Signals von einem durch den ersten Sensor erzeugten ersten Signal wird ein Drehmomentsignal berechnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugservolenkungen und insbesondere eine Drehmomentsensoranordnung zur Verwendung in solch einer Fahrzeugservolenkung.
Kraftfahrzeuge enthalten in der Regel eine Servolenkung zur Unterstützung beim Drehen lenkbarer Räder des Fahrzeugs. Die Servolenkung enthält in der Regel eine Zahnstangen/Ritzel-Anordnung zum Umwandeln von Drehbewegung eines Lenkrads des Fahrzeugs in eine lineare Bewegung zum Bewirken des Drehens der lenkbaren Räder. Es wird gemeinhin eine Drehmomentsensoranordnung zum Messen einer Richtung und Größe von durch einen Fahrer des Fahrzeugs an das Lenkrad angelegtem Lenkmoment verwendet. Die gemessene Richtung und Größe des Lenkmoments wird dann durch eine elektronische Steuereinheit zum Betreiben einer Energiequelle, die das Drehen der lenkbaren Räder unterstützt, verwendet.
Die Drehmomentsensoranordnung kann durch Verwendung eines Magnetsensors zum Detektieren von Änderungen eines durch einen an einer Lenkkomponente, die sich mit dem Lenkrad dreht, fixierten Magneten erzeugten Magnetfelds betrieben werden. Solch eine Drehmomentsensoranordnung ist jedoch für externe Magnetfelder anfällig, die verursachen können, dass eine Ausgabe des Drehmomentsensors das durch den Fahrer angelegte Lenkmoment falsch darstellt. Die externen Magnetfelder können durch eine sich außerhalb des Fahrzeugs befindende Quelle und/oder von innerhalb des Fahrzeugs erzeugt werden. Zum Beispiel können die externen Magnetfelder von elektrischen Hochstromkabeln - zum Beispiel einem Starterkabel -, die aufgrund von Packaginganforderungen für das Fahrzeug neben der Drehmomentsensoranordnung geführt werden, herrühren. Des Weiteren wird erwartet, dass autonome Fahrzeuge Lenksysteme mit zunehmend genauen Drehmomentsensoranordnungen, die nicht für externe Magnetfelder anfällig sind, erfordern.
Die Drehmomentsensoranordnung kann gegen die externen Magnetfelder abgeschirmt werden, um falsche Darstellungen des durch den Fahrer angelegten Lenkmoments zu verhindern. Solch eine Abschirmung erhöht jedoch die Kosten, das Gewicht und die Komplexität des Fahrzeugs. Somit wäre es wünschenswert, eine Drehmomentsensoranordnung vorzusehen, die externe Magnetfelder abschwächt, ohne eine Abschirmung zu erfordern.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentsensoranordnung für eine Fahrzeugservolenkung.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine Drehmomentsensoranordnung einzeln und/oder in Kombination eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen: mehrere Magneten, ein erstes, ein zweites und ein drittes koaxiales Flussschlussglied um die Magneten herum und einen ersten und zweiten Magnetsensor. Jeder der mehreren Magneten sendet ein Magnetfeld aus. Das zweite Flussschlussglied befindet sich zwischen dem ersten und dem dritten Flussschlussglied. Das erste und das dritte Flussschlussglied sammeln die Magnetfelder, die eine erste Polarität aufweisen, und das zweite Flussschlussglied sammelt Magnetfelder, die eine zweite Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, aufweisen. Der erste und der zweite Magnetsensor sind so positioniert, dass sie die gleiche Polarität aufweisen. Der erste Sensor befindet sich zwischen dem ersten und dem zweiten Flussschlussglied, und der zweite Sensor befindet sich zwischen dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Drehmomentsensoranordnung ferner eine erste Signalausgabe durch den ersten Sensor als Reaktion auf die Magnetfelder; und eine zweite Signalausgabe durch den zweiten Sensor als Reaktion auf die Magnetfelder.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Drehmomentsensoranordnung ferner ein durch Subtrahieren des zweiten Signals von dem ersten Signal berechnetes Drehmomentsignal.
Gemäß dieser Ausführungsform sind das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied ferromagnetische Ringe.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Drehmomentsensoranordnung ferner erste Finger, die sich von dem ersten Flussschlussglied erstrecken; zweite Finger, die sich von dem zweiten Flussschlussglied erstrecken; und dritte Finger, die sich von dem dritten Flussschlussglied erstrecken, wobei die ersten und dritten Finger auf erste Pole der Magneten ausgerichtet sind, wenn die zweiten Finger auf zweite Pole der Magneten ausgerichtet sind, wobei die ersten Pole eine erste Polarität aufweisen und die zweiten Pole eine zweite Polarität aufweisen.
Gemäß dieser Ausführungsform ist eine erste Menge der ersten Finger gleich einer zweiten Menge der zweiten Finger, einer dritten Menge der dritten Finger und einer vierten Menge der Magneten.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Drehmomentsensoranordnung ferner mindestens eine Flussschlussverlängerung zwischen dem ersten Flussschlussglied und dem ersten Sensor, dem zweiten Flussschlussglied und dem ersten und dem zweiten Sensor oder dem dritten Flussschlussglied und dem zweiten Sensor.
Gemäß dieser Ausführungsform sind der erste und der zweite Sensor Hall-Sensoren, Riesenmagnetowiderstandssensoren, anisotrope Magnetowiderstandssensoren oder Fluxgate-Magnetometer.
Gemäß dieser Ausführungsform sind die Magneten mit in einer Umfangsrichtung abwechselnden Polen angeordnet.
Gemäß dieser Ausführungsform umfassen die Magneten mehrere Magnetschichten, die koaxial mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied sind, und die Magneten in den Magnetschichten sind mit in Umfangs- und Axialrichtung abwechselnden Polen angeordnet.
Gemäß dieser Ausführungsform umfassen die mehreren Magnetschichten eine erste, eine zweite und eine dritte Magnetschicht.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Drehmomentsensoranordnung ferner eine erste Welle und eine zweite Welle, wobei der Magnet an der ersten Welle fixiert ist und der erste und der zweite Sensor an der zweiten Welle fixiert sind.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine Drehmomentsensoranordnung einzeln und/oder in Kombination eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen: mehrere kreisförmig angeordnete Magneten, ein erstes Flussschlussglied mit ersten Fingern, ein zweites Flussschlussglied mit zweiten Fingern, ein drittes Flussschlussglied mit dritten Fingern, einen ersten Magnetsensor und einen zweiten Magnetsensor. Jeder der Magneten weist einen ersten Pol und einen zweiten Pol auf, und die ersten und zweiten Pole wechseln sich in Umfangsrichtung ab. Das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied sind ferromagnetische Ringe, die mit den mehreren Magneten koaxial sind. Das zweite Flussschlussglied befindet sich zwischen dem ersten und dem dritten Flussschlussglied. Die ersten und dritten Finger sind auf die ersten Pole ausgerichtet, und die zweiten Finger sind auf die zweiten Pole ausgerichtet. Der erste Magnetsensor befindet sich zwischen dem ersten und dem zweiten Flussschlussglied und erzeugt ein erstes Signal als Reaktion auf die mehreren Magneten. Der zweite Magnetsensor befindet sich zwischen dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied und erzeugt ein zweites Signal als Reaktion auf die mehreren Magneten. Der zweite Sensor ist so positioniert, dass er die gleiche Polarität wie der erste Sensor aufweist und das von dem ersten Signal subtrahierte zweite Signal ein Drehmomentsignal für die Servolenkung ist.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Drehmomentsensoranordnung ferner eine erste Flussschlussverlängerung zwischen dem ersten Flussschlussglied und dem ersten Sensor; eine zweite Flussschlussverlängerung zwischen dem zweiten Flussschlussglied und dem ersten und dem zweiten Sensor und eine dritte Flussschlussverlängerung zwischen dem dritten Flussschlussglied und dem zweiten Sensor, wobei sich der erste Sensor in einem ersten Spalt zwischen der ersten und der zweiten Flussschlussverlängerung befindet und sich der zweite Sensor in einem zweiten Spalt zwischen der zweiten und der dritten Flussschlussverlängerung befindet.
Gemäß dieser Ausführungsform ist eine erste Menge der ersten Finger gleich einer zweiten Menge der zweiten Finger, einer dritten Menge der dritten Finger und einer vierten Menge der Magneten.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine Drehmomentsensoranordnung einzeln und/oder in Kombination eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen: mehrere kreisförmig angeordnete Magneten, ein koaxiales erstes, zweites und drittes Flussschlussglied um die Magneten herum und einen ersten und zweiten Magnetsensor. Die Magneten senden jeweils ein Magnetfeld aus und sind in Magnetschichten mit sich in Axial- und Umfangsrichtung abwechselnden ersten und zweiten Polen angeordnet. Das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied sind ferromagnetische Ringe. Das zweite Flussschlussglied befindet sich zwischen dem ersten und dem dritten Flussschlussglied. Das erste und das dritte Flussschlussglied sammeln die Magnetfelder mit einer ersten Polarität, und das zweite Flussschlussglied sammelt die Magnetfelder mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität. Der erste Sensor befindet sich zwischen dem ersten und dem zweiten Flussschlussglied und erzeugt ein erstes Signal als Reaktion auf die Magnetfelder. Der zweite Sensor befindet sich zwischen dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied und erzeugt ein zweites Signal als Reaktion auf die Magnetfelder. Der zweite Sensor ist so positioniert, dass er die gleiche Polarität wie der erste Sensor hat, und das von dem ersten Signal subtrahierte zweite Signal ist ein Drehmomentsignal für die Servolenkung.
Gemäß dieser Ausführungsform umfassen mehrere Magnetschichten eine erste, eine zweite und eine dritte Magnetschicht.
Gemäß dieser Ausführungsform weist das zweite Flussschlussglied Finger auf, die die Magnetfelder mit der zweiten Polarität sammeln.
Eines oder mehrere potenzielle und/oder realisierte Vorteile einer Ausführungsform der Drehmomentsensoranordnung ist reduzierte Empfindlichkeit eines Drehmomentsensors für externe Magnetfelder ohne die Verwendung einer Abschirmung. Weitere Vorteile dieser Erfindung werden für den Fachmann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bei Lektüre in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht einer Fahrzeugservolenkung mit einer ersten Ausführungsform einer Drehmomentsensoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Drehmomentsensoranordnung von 1.
3 ist eine Seitenansicht der Drehmomentsensoranordnung von 1 in einer ersten Position.
4 ist eine Seitenansicht der Drehmomentsensoranordnung von 1 in einer zweiten Position.
5 ist ein vergrößerter Teil von 3.
6 ist eine Teilseitenansicht der Drehmomentsensoranordnung von 1 mit einem anderen externen Magnetfeld als in 5.
7 ist eine Teilseitenansicht der Drehmomentsensoranordnung 1 in einem von 5 verschiedenen Betriebszustand.
8 ist eine Teilseitenansicht der Drehmomentsensoranordnung von 1 in dem Betriebszustand von 7, aber mit einem anderen externen Magnetfeld.
9 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Drehmomentsensoranordnung von 1 mit einem anderen externen Magnetfeld als in den 5-8.
10 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Drehmomentsensoranordnung von 1 mit einem anderen externen Magnetfeld als in den 5-9.
11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Drehmomentsensoranordnung von 1 mit einem anderen externen Magnetfeld als in den 5-10.
12 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Drehmomentsensoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 ist eine Seitenansicht der Drehmomentsensoranordnung von 12 in einer ersten Position.
14 ist eine Seitenansicht der Drehmomentsensoranordnung von 12 in einer zweiten Position.
15 ist ein vergrößerter Teil von 13.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nunmehr auf 1 Bezug nehmend, wird ein Teil einer Fahrzeugservolenkung, die bei 100 allgemein gezeigt wird, schematisch dargestellt. Die allgemeine Struktur und Funktionsweise der Servolenkung 100 sind in der Technik üblich. Zum Beispiel kann die Servolenkung 100 wie durch die US-PS 7,055,646 von Bugosh offenbart sein, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist. Somit werden nur jene Teile der Servolenkung 100, die für ein volles Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, ausführlich erläutert und dargestellt. Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit der hier offenbarten bestimmten Servolenkung 100 beschrieben und dargestellt wird, versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit anderen Fahrzeugservolenkungen, einschließlich anderen elektrischen, hydraulischen oder auf andere Weise angetriebenen Servolenkungen, die dem Fachmann bekannt sind, verwendet werden kann.
Die Servolenkung 100 ist teilweise in einem bei 102 allgemein gezeigten Gehäuse untergebracht. Die Servolenkung 100 steht mit einem ersten und zweiten vorderen lenkbaren Rad 104A bzw. 104B eines Fahrzeugs in Verbindung.
Ein Fahrzeuglenkrad 106 ist mit einer Eingangswelle 108 zur Drehung damit um eine Lenkachse X1 wirkgekoppelt. Die Eingangswelle 108 ist wiederum durch einen Torsionsstab 110 mit einer unteren Welle 112 wirkverbunden. Eine Drehmomentsensoranordnung, die bei 114 allgemein gezeigt wird, umgibt die Eingangswelle 108, den Torsionsstab 110 und die untere Welle 112. Die Drehmomentsensoranordnung 114 ist an der Eingangswelle 108 und der unteren Welle 112 fixiert. Wie besprochen wird, erzeugt die Drehmomentsensoranordnung 114 als Reaktion auf eine Drehung der Eingangswelle 108 elektrische Signale. Die Signale werden über ein Datennetz 116 zu einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 118 gesendet. Die Signale zeigen eine Richtung und eine Größe eines an das Lenkrad 106 angelegten Lenkmoments an.
Die untere Welle 112 ist mit einem Ritzel 120 wirkverbunden. Der Torsionsstab 110 verdreht sich als Reaktion auf das an das Lenkrad 106 angelegte Lenkmoment. Wenn sich der Torsionsstab 110 verdreht, tritt zwischen der Eingangswelle 108 und dem Ritzel 120 über die untere Welle 112 eine relative Drehung auf.
Ein linear bewegliches Lenkglied 122 ist entlang einer Zahnstangenachse X2 beweglich. Ein Zahnstangenteil 124 des Lenkglieds 122 ist mit einer Reihe von Zahnstangenzähnen versehen, die mit an dem Ritzel 120 vorgesehenen Zahnradzähnen kämmend in Eingriff gelangen. Das Lenkglied 122 enthält ferner einen Schraubteil 126 mit einem äußeren Schraubgewindegang. Das Lenkglied 122 ist durch eine erste Spurstange 128A mit dem ersten lenkbaren Rad 104A und durch eine zweite Spurstange 128B mit dem zweiten lenkbaren Rad 104B verbunden. Die erste und die zweite Spurstange 128A bzw. 128B befinden sich an distalen Enden des Lenkglieds 122. Eine lineare Bewegung des Lenkglieds 122 entlang der Zahnstangenachse X2 führt auf eine bekannte Weise zu einer Lenkbewegung des ersten und zweiten lenkbaren Rads 104A bzw. 104B.
Die Servolenkung 100 enthält ferner eine Kraftquelle 130, die mit einer Kugelmutteranordnung 132 antriebsverbunden ist. Die Kraftquelle 130 wird als ein Elektromotor dargestellt, kann aber auch von einem Elektromotor verschieden sein. Zum Beispiel kann die Kraftquelle 130 ein hydraulisches System sein. Die ECU 118 steuert die Kraftquelle 130 gemäß den von der Drehmomentsensoranordnung 114 empfangenen Signalen. Steuersignale werden von der ECU 118 über das Datennetz 116 zu der Kraftquelle 130 gesendet.
Die Kugelmutteranordnung 132 ist mit dem Schraubteil 126 des Lenkglieds 122 wirkverbunden. Die Kraftquelle 130 und die Kugelmutteranordnung 132 sind durch eine Riemenscheibenanordnung 134, die einen Riemen zwischen einem Ausgang der Kraftquelle 130 und der Kugelmutteranordnung 132 enthält, wirkverbunden.
Eine Drehung der Riemenscheibenanordnung 134 bewirkt, dass sich die Kugelmutteranordnung 132 dreht und dadurch eine Linearbewegung des Lenkglieds 122 erzeugt. Die Kraftquelle 130 dreht die Riemenscheibenanordnung 134, die wiederum die Antriebskraft der Kraftquelle 130 auf eine Kugelmutter der Kugelmutteranordnung 132 überträgt. Da die Kugelmutter auf der Zahnstangenachse X2 in Position fixiert ist, wird das Lenkglied 122 dahingehend angetrieben, sich als Reaktion auf eine Drehung der Kugelmutter linear zu bewegen, um, wie erörtert, eine Lenkbewegung des ersten und zweiten lenkbaren Rads 104A bzw. 104B des Fahrzeugs zu bewirken. Die Kraftquelle 130 stellt somit als Reaktion auf das angelegte Lenkmoment eine Lenkunterstützung bereit.
Falls die Kraftquelle 130 nicht in der Lage ist, eine lineare Bewegung des Lenkglieds 122 zu bewirken, gestattet die mechanische Verbindung zwischen den Zahnradzähnen am Ritzel 120 und den Zahnradzähnen am Zahnstangenteil 124 ein manuelles Lenken des Fahrzeugs.
Nunmehr auf die 2 bis 4 Bezug nehmend, wird die Drehmomentsensoranordnung 114 ausführlich dargestellt. Die Drehmomentsensoranordnung 114 weist mehrere Magneten auf, die bei 136 allgemein gezeigt werden und um eine Drehmomentanordnungsachse X3 kreisförmig angeordnet sind. Des Weiteren befinden sich auf der Drehmomentanordnungsachse X3 ein erstes, ein zweites und ein drittes Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142. Im montierten Zustand sind das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 im Wesentlichen parallel ausgerichtete ferromagnetische Ringe.
Das erste Flussschlussglied 138 weist mehrere erste Finger auf, die bei 144 allgemein gezeigt werden. Das zweite Flussschlussglied 140 weist mehrere zweite Finger auf, die bei 146 allgemein gezeigt werden. Das dritte Flussschlussglied 142 weist mehrere dritte Finger 148 auf.
Die ersten Finger 144 erstrecken sich von dem ersten Flussschlussglied 138 axial in einer einzigen Richtung zu dem zweiten Flussschlussglied 140. Die zweiten Finger 146 erstrecken sich von dem zweiten Flussschlussglied 140 in entgegengesetzten Richtungen zu dem ersten und dritten Flussschlussglied 138 bzw. 142. Die zweiten Finger 146 weisen erste Teile 146A, die sich zu dem ersten Flussschlussglied 138 erstrecken, und zweite Teile 146B, die sich zu dem dritten Flussschlussglied 142 erstrecken, auf. Wie dargestellt wird, sind die ersten und zweiten Teile 146A bzw. 146B über das zweite Flussschlussglied 140 hinweg so ausgerichtet, dass die zweiten Finger 146 über das zweite Flussschlussglied 140 hinweg zwischen den ersten Teilen 146A und den zweiten Teilen 146B weiterführen. Die dritten Finger 148 erstrecken sich von dem dritten Flussschlussglied 142 in einer einzigen Richtung zu dem zweiten Flussschlussglied 140.
Wie in den 3 und 4 am besten gezeigt wird, sind das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 bezüglich einander so angeordnet, dass die ersten Finger 144 mit den ersten Teilen 146A der zweiten Finger 146 und die zweiten Teile 146B der zweiten Finger 146 mit den dritten Fingern 148 kämmen, wenn die Drehmomentsensoranordnung 114 montiert ist.
Vorzugsweise ist eine erste Menge der ersten Finger 144 gleich einer zweiten Menge der zweiten Finger 146 (wobei Mengen der ersten und zweiten Teile 146A bzw. 146B gleich sind), einer dritten Menge der dritten Finger 148 und einer vierten Menge der Magneten 136. Wie dargestellt wird, erstreckt sich jeder der zweiten Finger sowohl zu dem ersten Flussschlussglied 138 als auch zu dem dritten Flussschlussglied 142. Bei der dargestellten Ausführungsform, dass die erste, die zweite, die dritte und die vierte Menge jeweils acht sind, ist ein nicht einschränkendes Beispiel. Alternativ können die erste, die zweite, die dritte und die vierte Menge mehr oder weniger als acht sein.
Jeder der Magneten 136 weist einen ersten Pol, der bei 136A allgemein gezeigt wird, und einen zweiten Pol, der bei 136B allgemein gezeigt wird, auf. Die Magneten 136 sind so positioniert, dass zwischen dem ersten Pol 136A und dem zweiten Pol 136B eine Linie L quer zu der Drehmomentanordnungsachse X3 verläuft. Die Magneten 136 sind so angeordnet, dass der erste Pol 136A eines ersten Magneten neben einem zweiten Pol 136B' eines zweiten Magneten liegt, und der zweite Pol 136B des ersten Magneten neben einem ersten Pol 136A' eines dritten Magneten liegt - das heißt, die Magneten 136 weisen in einer quer zu der Drehmomentanordnungsachse X3 verlaufenden Umfangsrichtung abwechselnde Pole auf.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Magneten 136 ohne jegliche Luftspalte oder andere Zwischenräume unmittelbar nebeneinander dargestellt. Alternativ können die Magneten 136 so angeordnet sein, dass zwischen jedem der Magneten 136 Luftspalte und/oder ein Raum besteht. Jeder der Magneten 136 sendet ein Magnetfeld aus, das dazu konfiguriert ist, durch das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 gesammelt zu werden.
Die Drehmomentsensoranordnung 114 umfasst ferner eine erste, eine zweite und eine dritte Flussschlussverlängerung, die bei 150, 152 bzw. 154 allgemein gezeigt werden. Die erste Flussschlussverlängerung 150 weist einen bogenförmigen ersten Teil 150A und einen zweiten Teil 150B auf. Der erste Teil 150A steht mit dem ersten Flussschlussglied 138 in Beziehung - das heißt, der erste Teil 150A kann an dem ersten Flussschlussglied 138 fixiert, auf andere Weise damit verbunden oder ausreichend nahe daran positioniert sein, so dass die durch das erste Flussschlussglied 138 gesammelten Magnetfelder von dem ersten Flussschlussglied 138 zu dem zweiten Teil 150B befördert werden.
Ebenso weist die zweite Flussschlussverlängerung 152 einen bogenförmigen ersten Teil 152A und einen zweiten Teil 152B auf, und die dritte Flussschlussverlängerung 154 weist einen bogenförmigen ersten Teil 154A und einen zweiten Teil 152B auf. Der erste Teil 152A der zweiten Flussschlussverlängerung 152 befördert die durch das zweite Flussschlussglied 140 gesammelten Magnetfelder von dem zweiten Flussschlussglied 140 zu dem zweiten Teil 152B. Der erste Teil 154A der dritten Flussschlussverlängerung 154 befördert die durch das dritte Flussschlussglied 142 gesammelten Magnetfelder von dem dritten Flussschlussglied 142 zu dem zweiten Teil 154B.
Alternativ können eine oder mehrere der ersten, der zweiten oder der dritten Flussschlussverlängerung 150, 152 bzw. 154 integral mit dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 ausgebildet sein, so dass die Flussschlussverlängerung und das Flussschlussglied eine einzige Komponente sind.
Alternativ können eine oder mehrere der ersten, der zweiten und der dritten Flussschlussverlängerung, die bei 150, 152 bzw. 154 allgemein gezeigt werden, weggelassen werden. Wenn die erste Flussschlussverlängerung 150 weggelassen wird, dann leitet das erste Flussschlussglied 138 das Magnetfeld zu und von den Magneten 136 direkt zu und von dem ersten Sensor 160. Wenn die zweite Flussschlussverlängerung 152 weggelassen wird, dann leitet das zweite Flussschlussglied 140 das Magnetfeld von den Magneten 136 direkt zu und von dem ersten und dem zweiten Sensor 160 bzw. 162. Wenn die dritte Flussschlussverlängerung 154 weggelassen wird, dann leitet das dritte Flussschlussglied 142 das Magnetfeld von den Magneten 136 direkt zu und von dem zweiten Sensor 162.
Wie in den 3 und 4 am besten gezeigt wird, besteht zwischen dem zweiten Teil 150B der ersten Flussschlussverlängerung 150 und dem zweiten Teil 152B der zweiten Flussschlussverlängerung 152 ein erster Luftspalt oder Zwischenraum, der bei 156 allgemein gezeigt wird. Ferner besteht zwischen dem zweiten Teil 152B der zweiten Flussschlussverlängerung 152 und dem zweiten Teil 154B der dritten Flussschlussverlängerung 154 ein zweiter Luftspalt oder Zwischenraum, der bei 158 allgemein gezeigt wird.
Der erste und der zweite Magnetsensor 160 bzw. 162 sind an dem Gehäuse 102 fixiert oder werden auf andere Weise daran gestützt. Alternativ können der erste und der zweite Sensor 160 bzw. 162 an einem Nebengehäuse für die Drehmomentsensoranordnung 114 innerhalb des Gehäuses 102 fixiert sein. Zum Beispiel können der erste und der zweite Sensor 160 bzw. 162 mit einer von dem Nebengehäuse aufgenommenen Leiterplatte verlötet sein. Der erste Sensor 160 ist in dem ersten Luftspalt 156 positioniert, und der zweite Sensor 162 ist in dem zweiten Luftspalt 158 positioniert. Als nicht einschränkende Beispiele können der erste und der zweite Sensor 160 bzw. 162 Hall-Sensoren, Riesenmagnetowiderstandssensoren, anisotrope Magnetowiderstandssensoren oder Fluxgate-Magnetometer sein. Alternativ können der erste und der zweite Sensor 160 bzw. 162 irgendein geeigneter Sensor sein, der als Reaktion auf eine Änderung eines Magnetfelds ein vorhersagbares elektrisches Signal erzeugt oder auf andere Weise ausgibt.
Die Magneten 136 sind entweder an der Eingangswelle 108 (mit dem ersten und zweiten Sensor 160 bzw. 162 an der unteren Welle 112) oder an der unteren Welle 112 (mit dem ersten und dem zweiten Sensor 160 bzw. 162 an der Eingangswelle 108) fixiert. In der Regel sind die Magneten 136 an einem Stützring oder an einer anderen Struktur (nicht gezeigt) fixiert, der bzw. die wiederum an der Eingangswelle 108 oder der unteren Welle 112 fixiert ist.
Wenn die Magneten relativ zu dem ersten, dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 wie in 3 gezeigt positioniert sind, dann sind die ersten, die zweiten und die dritten Finger 144, 146 bzw. 148 auf die ersten und die zweiten Pole 136A bzw. 136B der Magneten 136 zentriert, und die ersten, die zweiten und die dritten Finger 144, 146 bzw. 148 sammeln die Magnetfelder mit einer maximalen Stärke. Wie in 3 durch die Pfeile 164 dargestellt wird, fließen die Magnetfelder von dem ersten Pol 136A jedes der Magneten 136 sowohl durch die ersten Finger 144 zu dem ersten Flussschlussglied 138 als auch die dritten Finger 148 zu dem dritten Flussschlussglied 142. Die erste Flussschlussverlängerung 150 befördert dann die Magnetfelder zu dem ersten Luftspalt 156, und die dritte Flussschlussverlängerung 154 befördert die Magnetfelder zu dem zweiten Luftspalt 158.
Die Magnetfelder fließen dann von der ersten Flussschlussverlängerung 150 über den ersten Luftspalt 156 zu der zweiten Flussschlussverlängerung 152. Dabei fließen die Magnetfelder über den ersten Sensor 160, und der erste Sensor 160 erzeugt als Reaktion auf die Magnetfelder ein erstes elektrisches Signal und gibt dieses aus. Ebenso fließen die Magnetfelder von der dritten Flussschlussverlängerung 154 über den zweiten Luftspalt 158 zu der zweiten Flussschlussverlängerung 152 über den zweiten Sensor 162, und der zweite Sensor 162 erzeugt als Reaktion auf die Magnetfelder ein zweites elektrisches Signal und gibt dieses aus. Dann fließen die Magnetfelder von der zweiten Flussschlussverlängerung 152 zu dem zweiten Pol 136B jedes der Magneten 136 durch das zweite Flussschlussglied 140 und die zweiten Finger 146.
Wenn die Magneten 136 relativ zu dem ersten, dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 wie in 4 gezeigt positioniert sind, befinden sich die ersten, die zweiten und die dritten Finger 144, 146 bzw. 148 in gleichem Abstand zwischen den ersten und den zweiten Polen 136A bzw. 136B der Magneten 136, und die ersten, die zweiten und die dritten Finger 144, 146 bzw. 148 sammeln die Magnetfelder mit einer minimalen Stärke - das heißt einer Stärke von nahe null. Ansonsten fließen die reduzierten Magnetfelder der Magneten 136 wie oben für 3 beschrieben über den ersten und zweiten Sensor 160 bzw. 162.
Diese vorhersagbaren und sich wiederholenden Variationen von Magnetfeldstärken (zwischen in den 3 und 4 gezeigten Positionen) mit Drehung der Magneten 136 gestattet die Verwendung der durch den ersten und den zweiten Sensor 160 bzw. 162 erzeugten Signale zur Berechnung der Richtung und Größe des an das Lenkrad 106 angelegten Lenkmoments. Alternativ können sich das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 um die Magneten 136 drehen.
Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird der erste Sensor 160 ausführlich dargestellt, der die durch erste Pfeile 164A allgemein gezeigten Magnetfelder von den Magneten 136 misst, wenn die Magnetfelder von der ersten Flussschlussverlängerung 150 zu der zweiten Flussschlussverlängerung 152 fließen. Ebenso misst der zweite Sensor 162 die durch zweite Pfeile 164B allgemein gezeigten Magnetfelder von den Magneten 136, wenn die Magnetfelder von der dritten Flussschlussverlängerung 154 zu der zweiten Flussschlussverlängerung 152 fließen.
Der erste und der zweite Sensor 160 bzw. 162 messen auch ein externes Magnetfeld 166. Das externe Magnetfeld 166 stammt von einer oder mehreren Magnetquellen außerhalb der Drehmomentsensoranordnung 114 - das heißt, nicht von den Magneten 136. Das externe Magnetfeld 166 kann irgendein Magnetfeld sein, das nicht von irgendeinem der Magneten 136 ausgesendet wird, und kann von mehreren Quellen stammen.
Der erste und der zweite Sensor 160 bzw. 162 sind so positioniert, dass sie die gleiche Polarität aufweisen. Als nicht einschränkendes Beispiel kann ein positiver Pol des ersten Sensors 160 so positioniert sein, dass er sich am nächsten zu der ersten Flussschlussverlängerung 150 befindet, und ein positiver Pol des zweiten Sensors 162 kann so positioniert sein, dass er sich am nächsten zu der zweiten Flussschlussverlängerung 152 befindet.
Eine erste Stärke der von der ersten Flussschlussverlängerung 150 zu der zweiten Flussschlussverlängerung 152 fließenden Magnetfelder (durch die ersten Pfeile 164A dargestellt) kann als B₁ gekennzeichnet werden, eine zweite Stärke der von der dritten Flussschlussverlängerung 154 zu der zweiten Flussschlussverlängerung 152 fließenden Magnetfelder (durch die zweiten Pfeile 164B dargestellt) kann als B₂ gekennzeichnet werden, und eine dritte Stärke des externen Magnetfelds 166 kann als B_e gekennzeichnet werden.
Ein durch den ersten Sensor 160 infolge der ersten und dritten Stärke B₁ bzw. B_e erzeugtes erstes Signal S₁ kann beschrieben werden als: $S_{1} = - B_{1} + B_{e}$
und ein durch den zweiten Sensor 162 infolge der zweiten und dritten Stärke B₂ bzw. B_e erzeugtes zweites Signal S₂ kann beschrieben werden als: $S_{2} = B_{2} + B_{e}$
Gleichung 2 wird von Gleichung 1 subtrahiert, um den Term B_e des externen Magnetfelds, der sowohl durch den ersten als auch den zweiten Sensor 160 bzw. 162 gemessen wird, aufzuheben oder zu entfernen: $S_{1} - S_{2} = (- B_{1} + B_{e}) - (B_{2} + B_{e})$
Gleichung 3 kann vereinfacht werden zu: $S_{1} - S_{2} = B_{1} + B_{2}$
wobei S₁ - S₂ ein durch die ECU 118 zum Betrieb der Kraftquelle 130 berechnetes Drehmomentsignal ist.
Nunmehr auf 6 Bezug nehmend, wird ein Teil der Drehmomentanordnung 114 dargestellt, in dem das externe Magnetfeld 166 eine entgegengesetzte Polarität von der in 5 dargestellten aufweist und das Magnetfeld von den Magneten 136 das gleiche wie das in 5 dargestellte ist. Das durch den ersten Sensor 160 infolge der ersten und dritten Stärke B₁ bzw. B_e erzeugte erste Signal S₁ , in 6 dargestellt, kann beschrieben werden als: $S_{1} = - B_{1} - B_{e}$
und ein durch den zweiten Sensor 162 infolge der zweiten und dritten Stärke B₂ bzw. B_e erzeugtes zweites Signal S₂ , in 6 dargestellt, kann beschrieben werden als: $S_{2} = B_{2} - B_{e}$
Gleichung 6 wird von Gleichung 5 subtrahiert, um den Term B_e des externen Magnetfelds, der sowohl durch den ersten als auch den zweiten Sensor 160 bzw. 162 gemessen wird, aufzuheben oder zu entfernen: $S_{1} - S_{2} = (- B_{1} - B_{e}) - (B_{2} - B_{e})$
Gleichung 7 kann vereinfacht werden zu: $S_{1} - S_{2} = B_{1} + B_{2}$
wobei S₁ - S₂ ein durch die ECU 118 zum Betrieb der Kraftquelle 130 berechnetes Drehmomentsignal ist.
Nunmehr auf 7 Bezug nehmend, wird ein Teil der Drehmomentsensoranordnung 114 in einem anderen Betriebszustand als der in 5 dargestellte dargestellt. In 7 weist das Magnetfeld von dem Magneten 136 die entgegengesetzte Polarität von der in 5 dargestellten auf, und das externe Magnetfeld 166 ist das gleiche wie das in 5 dargestellte. Das durch den ersten Sensor 160 infolge der ersten und dritten Stärke B₁ bzw. B_e, erzeugte erste Signal S₁ , wie in 7 dargestellt, kann beschrieben werden als: $S_{1} = B_{1} + B_{e}$
und ein durch den zweiten Sensor 162 infolge der zweiten und dritten Stärke B₂ bzw. B_e erzeugtes zweites Signal S₂ , wie in 7 dargestellt, kann beschrieben werden als: $S_{2} = - B_{2} + B_{e}$
Gleichung 10 wird von Gleichung 9 subtrahiert, um den Term B_e des externen Magnetfelds, der sowohl durch den ersten als auch den zweiten Sensor 160 bzw. 162 gemessen wird, aufzuheben oder zu entfernen: $S_{1} - S_{2} = (B_{1} + B_{e}) - (- B_{2} + B_{e})$
Gleichung 11 kann vereinfacht werden zu: $S_{1} - S_{2} = B_{1} + B_{2}$
wobei S₁ - S₂ ein durch die ECU 118 zum Betrieb der Kraftquelle 130 berechnetes Drehmomentsignal ist.
Nunmehr auf 8 Bezug nehmend, wird ein Teil der Drehmomentsensoranordnung 114 in dem Betriebszustand von 7, aber mit einem anderen externen Magnetfeld dargestellt. In 8 ist das Magnetfeld von den Magneten 136 entgegengesetzt zu dem in 5 dargestellten, und das externe Magnetfeld 166 weist eine der in 5 dargestellten entgegengesetzte Polarität auf. Das durch den ersten Sensor 160 infolge der ersten und dritten Stärke B₁ bzw. B_e erzeugte erste Signal S₁ , wie in 8 dargestellt, kann beschrieben werden als: $S_{1} = B_{1} - B_{e}$
und ein durch den zweiten Sensor 162 infolge der zweiten und dritten Stärke B₂ bzw. B_e erzeugtes zweites Signal S₂ , wie in 8 dargestellt, kann beschrieben werden als: $S_{2} = - B_{2} - B_{e}$
Gleichung 14 wird von Gleichung 13 subtrahiert, um den Term B_e des externen Magnetfelds, der sowohl durch den ersten als auch den zweiten Sensor 160 bzw. 162 gemessen wird, aufzuheben oder zu entfernen: $S_{1} - S_{2} = (B_{1} - B_{e}) - (- B_{2} - B_{e})$
Gleichung 15 kann vereinfacht werden zu: $S_{1} - S_{2} = B_{1} + B_{2}$
wobei S₁ - S₂ ein durch die ECU 118 für den Betrieb der Kraftquelle 130 berechnetes Drehmomentsignal ist.
Eine Form, Position, Richtung und/oder Größe des externen Magnetfelds 166 ist nicht auf das in den 5-8 dargestellte beschränkt. Jegliches externe Magnetfeld, das das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 oder die erste, die zweite und die dritte Flussschlussverlängerung 150, 152 bzw. 154 überquert, wird zumindest zu einem gewissen Ausmaß reduziert oder entfernt. Also nicht einschränkendes Beispiel kann das externe Magnetfeld 166 zum Beispiel wie in 9-11 dargestellt sein.
In 9 passiert ein Vektor 166A, der das externe Magnetfeld darstellt, durch das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 an verschiedenen Punkten auf ihren Umfängen. In 10 passiert ein Vektor 166B, der das externe Magnetfeld darstellt, durch das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142, alle am gleichen Punkt auf ihren Umfängen. In 11 passieren der erste, der zweite und der dritte Vektor 166C, 166D bzw. 166E, die das externe Magnetfeld darstellen, durch das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied 138, 140 bzw. 142 an ungefähr den gleichen Punkten auf ihren Umfängen, aber als ein Cluster von drei Vektoren. In den 9-11 wird das von den Magneten 136 ausgesendete Magnetfeld nicht dargestellt.
Wie besprochen wurde, sind der erste und der zweite Sensor 160 bzw. 162 Zweikanalsensoren. Alternativ können der erste und der zweite Sensor 160 bzw. 162 mehr als zwei Kanäle aufweisen. Zum Beispiel können der erste und der zweite Sensor 160 bzw. 162 Drei- oder Vierkanalsensoren sein.
Nunmehr auf die 12-15 Bezug nehmend, wird eine zweite Ausführungsform einer Drehmomentsensoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die bei 214 allgemein gezeigt wird. Da die Drehmomentsensoranordnung 214 eine Variation der Drehmomentsensoranordnung 114 ist, bezeichnen gleiche Bezugszahlen, erhöht um 100, entsprechende Teile in den Zeichnungen, und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
Die Magneten 236 umfassen eine kreisförmige erste, zweite und dritte Magnetschicht, bei 268, 270 bzw. 272 allgemein gezeigt. Obgleich die Magneten 236 als drei Magnetschichten aufweisend dargestellt werden, können die Magneten 236 mehr oder weniger als drei Magnetschichten aufweisen. Zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht 268 bzw. 270 befindet sich eine erste Stützstruktur 274, und zwischen der zweiten und dritten Magnetschicht 270 bzw. 272 befindet sich eine zweite Stützstruktur 276. Die erste und die zweite Stützstruktur 274 bzw. 276 stützen die Magneten 236.
Die Magneten 236 sind so angeordnet, dass ein erster Pol 236A eines ersten Magneten neben zweiten Polen 236B' benachbarter Magneten liegt und ein zweiter Pol 236B des ersten Magneten neben ersten Polen 236A' der benachbarten Magneten liegt, so dass ein „Schachbrettmuster“ gebildet wird. Somit sind die Magneten 236 in der ersten, der zweiten und der dritten Magnetschicht 268, 270 bzw. 272 so angeordnet, dass sich die ersten und zweiten Pole der Magneten entlang einer parallel zu einer Drehmomentanordnungsachse X3 verlaufenden Axialrichtung und entlang einer quer zu der Drehmomentanordnungsachse X3 verlaufenden Umfangsrichtung abwechseln. Ferner sind die Magneten 236 so angeordnet, dass ähnliche Pole diagonal ausgerichtet sind.
Obgleich das erste und das dritte Flussschlussglied 238 bzw. 242 ohne Finger dargestellt werden, können Finger, wie zum Beispiel die ersten und die dritten Finger 144 bzw. 148, für das erste und das dritte Flussschlussglied 238 bzw. 242 vorgesehen sein.
Wenn die Magneten 236 relativ zu dem ersten, dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied 238, 240 bzw. 242 wie in 7 gezeigt positioniert sind, dann sind die Finger 246 auf den ersten und zweiten Pol 236A bzw. 236B der Magneten 236 zentriert, und das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied 238, 240 bzw. 242 sammeln die Magnetfelder mit einer maximalen Stärke (das zweite Flussschlussglied 240 sammelt die Magnetfelder über die Finger 246).
Wenn die Magneten 236 relativ zu dem ersten, dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied 238, 240 bzw. 242 wie in 8 gezeigt positioniert sind, dann befinden sich die Finger 246 in gleichem Abstand zwischen den ersten und den zweiten Polen 236A bzw. 236B der Magneten 236, und die ersten, die zweiten und die dritten Flussschlussglieder 238, 240 bzw. 242 sammeln die Magnetfelder mit einer minimalen Stärke - das heißt einer Stärke von nahe null (das zweite Flussschlussglied 240 sammelt wieder die Magnetfelder über die Finger 246).
Eine erste Stärke von von der ersten Flussschlussverlängerung 250 zu der zweiten Flussschlussverlängerung 252 fließender Magnetfelder (durch Pfeile 264A dargestellt) kann als B₁ gekennzeichnet werden, eine zweite Stärke von von der dritten Flussschlussverlängerung 254 zu der zweiten Flussschlussverlängerung 252 fließender Magnetfelder (durch die Pfeile 264B dargestellt) kann als B₂ gekennzeichnet werden, und eine dritte Stärke eines externen Magnetfelds 266 kann als B_e gekennzeichnet werden.
Ein durch den ersten Sensor 260 infolge der ersten und dritten Stärke B₁ bzw. B_e erzeugtes erstes Signal S₁ kann beschrieben werden als: $S_{1} = B_{1} + B_{e}$
und ein durch den zweiten Sensor 262 infolge der zweiten und dritten Stärke B₂ bzw. B_e erzeugtes zweites Signal S₂ kann beschrieben werden als: $S_{2} = - B_{2} + B_{e}$
Gleichung 18 wird von Gleichung 17 subtrahiert, um den Term B_e des externen Magnetfelds, der sowohl durch den ersten als auch den zweiten Sensor 260 bzw. 262 gemessen wird, aufzuheben oder zu entfernen: $S_{1} - S_{2} = (B_{1} + B_{e}) - (- B_{2} + B_{e})$
Gleichung 19 kann vereinfacht werden zu: $S_{1} - S_{2} = B_{1} + B_{2}$
wobei S₁ - S₂ ein Drehmomentsignal für den Betrieb einer Kraftquelle für die Servolenkung ist.
Gemäß den Vorschriften der Patentbestimmungen sind das Prinzip und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben und dargestellt worden. Es sollte jedoch auf der Hand liegen, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere Weise als speziell erläutert und dargestellt ausgeübt werden kann, ohne von ihrem Wesen oder Schutzumfang abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7055646 [0025]

Claims

Drehmomentsensoranordnung, die zur Verwendung in einer Fahrzeugservolenkung ausgeführt ist, umfassend: mehrere Magneten, die jeweils ein Magnetfeld aussenden; ein erstes, ein zweites und ein drittes koaxiales Flussschlussglied um die Magneten herum, wobei sich das zweite Flussschlussglied zwischen dem ersten und dem dritten Flussschlussglied befindet, das erste und das dritte Flussschlussglied die Magnetfelder, die eine erste Polarität aufweisen, sammeln und das zweite Flussschlussglied die Magnetfelder, die eine zweite Polarität, die der ersten Polarität entgegengesetzt ist, sammelt; und einen ersten und einen zweiten Magnetsensor, die so positioniert sind, dass sie die gleiche Polarität aufweisen, wobei sich der erste Sensor zwischen dem ersten und dem zweiten Flussschlussglied befindet und sich der zweite Sensor zwischen dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied befindet.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste Signalausgabe durch den ersten Sensor als Reaktion auf die Magnetfelder; und eine zweite Signalausgabe durch den zweiten Sensor als Reaktion auf die Magnetfelder.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 2, ferner umfassend: ein durch Subtrahieren des zweiten Signals von dem ersten Signal berechnetes Drehmomentsignal.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, wobei das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied ferromagnetische Ringe sind.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: erste Finger, die sich von dem ersten Flussschlussglied erstrecken; zweite Finger, die sich von dem zweiten Flussschlussglied erstrecken; und dritte Finger, die sich von dem dritten Flussschlussglied erstrecken, wobei die ersten und dritten Finger auf erste Pole der Magneten ausgerichtet sind, wenn die zweiten Finger auf zweite Pole der Magneten ausgerichtet sind, wobei die ersten Pole die erste Polarität aufweisen und die zweiten Pole die zweite Polarität aufweisen.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 5, wobei eine erste Menge der ersten Finger gleich einer zweiten Menge der zweiten Finger, einer dritten Menge der dritten Finger und einer vierten Menge der Magneten ist.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: mindestens eine Flussschlussverlängerung zwischen dem ersten Flussschlussglied und dem ersten Sensor, dem zweiten Flussschlussglied und dem ersten und dem zweiten Sensor oder dem dritten Flussschlussglied und dem zweiten Sensor.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Sensor Hall-Sensoren sind.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Magneten mit in einer Umfangsrichtung abwechselnden Polen angeordnet sind.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Magneten mehrere Magnetschichten, die koaxial mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied sind, umfassen und die Magneten in den Magnetschichten mit in Umfangs- und Axialrichtung abwechselnden Polen angeordnet sind.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 10, wobei die mehreren Magnetschichten eine erste, eine zweite und eine dritte Magnetschicht umfassen.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste Welle; und eine zweite Welle, wobei der Magnet an der ersten Welle fixiert ist und der erste und der zweite Sensor an der zweiten Welle fixiert sind.
Drehmomentsensoranordnung, die zur Verwendung in einer Fahrzeugservolenkung ausgeführt ist, umfassend: mehrere kreisförmig angeordnete Magneten, wobei jeder der Magneten einen ersten Pol und einen zweiten Pol aufweist und sich die ersten und zweiten Pole in einer Umfangsrichtung abwechseln; ein erstes Flussschlussglied, das erste Finger aufweist; ein zweites Flussschlussglied, das zweite Finger aufweist; ein drittes Flussschlussglied, das dritte Finger aufweist, wobei das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied ferromagnetische Ringe sind, die mit den mehreren Magneten koaxial sind, sich das zweite Flussschlussglied zwischen dem ersten und dem dritten Flussschlussglied befindet, die ersten und dritten Finger auf die ersten Pole ausgerichtet sind und die zweiten Finger auf die zweiten Pole ausgerichtet sind; einen ersten Magnetsensor zwischen dem ersten und dem zweiten Flussschlussglied, wobei der erste Sensor ein erstes Signal als Reaktion auf die mehreren Magneten erzeugt; und einen zweiten Magnetsensor zwischen dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied, wobei der zweite Sensor ein zweites Signal als Reaktion auf die mehreren Magneten erzeugt, der zweite Sensor so positioniert ist, dass er die gleiche Polarität wie der erste Sensor aufweist, und das von dem ersten Signal subtrahierte zweite Signal ein Drehmomentsignal für die Servolenkung ist.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 13, ferner umfassend: eine erste Flussschlussverlängerung zwischen dem ersten Flussschlussglied und dem ersten Sensor; eine zweite Flussschlussverlängerung zwischen dem zweiten Flussschlussglied und dem ersten und dem zweiten Sensor; und eine dritte Flussschlussverlängerung zwischen dem dritten Flussschlussglied und dem zweiten Sensor, wobei sich der erste Sensor in einem ersten Spalt zwischen der ersten und der zweiten Flussschlussverlängerung befindet und sich der zweite Sensor in einem zweiten Spalt zwischen der zweiten und der dritten Flussschlussverlängerung befindet.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 13, wobei eine erste Menge der ersten Finger gleich einer zweiten Menge der zweiten Finger, einer dritten Menge der dritten Finger und einer vierten Menge der Magneten ist.
Drehmomentsensoranordnung, die zur Verwendung in einer Fahrzeugservolenkung ausgeführt ist, umfassend: mehrere kreisförmige Magnetschichten auf einer Achse, wobei Magneten in den Magnetschichten mit sich in Axial- und Umfangsrichtung abwechselnden ersten und zweiten Polen angeordnet sind und ein Magnetfeld aussenden; ein erstes, ein zweites und ein drittes koaxiales Flussschlussglied um die Magneten herum, wobei das erste, das zweite und das dritte Flussschlussglied ferromagnetische Ringe sind, sich das zweite Flussschlussglied zwischen dem ersten und dem dritten Flussschlussglied befindet, das erste und das dritte Flussschlussglied die Magnetfelder mit einer ersten Polarität sammeln und das zweite Flussschlussglied die Magnetfelder mit einer der ersten Polarität entgegengesetzten zweiten Polarität sammeln; einen ersten Magnetsensor zwischen dem ersten und dem zweiten Flussschlussglied, der ein erstes Signal als Reaktion auf die Magnetfelder erzeugt; und einen zweiten Magnetsensor zwischen dem zweiten und dem dritten Flussschlussglied, der ein zweites Signal als Reaktion auf die Magnetfelder erzeugt, wobei der zweite Sensor so positioniert ist, dass er die gleiche Polarität wie der erste Sensor hat und das von dem ersten Signal subtrahierte zweite Signal ein Drehmomentsignal für die Servolenkung ist.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 16, ferner umfassend: eine erste Flussschlussverlängerung zwischen dem ersten Flussschlussglied und dem ersten Sensor; eine zweite Flussschlussverlängerung zwischen dem zweiten Flussschlussglied und dem ersten und dem zweiten Sensor; und eine dritte Flussschlussverlängerung zwischen dem dritten Flussschlussglied und dem zweiten Sensor, wobei sich der erste Sensor zwischen der ersten und der zweiten Flussschlussverlängerung befindet und sich der zweite Sensor zwischen der zweiten und dritten Flussschlussverlängerung befindet.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 16, wobei die mehreren Magnetschichten eine erste, eine zweite und eine dritte Magnetschicht umfassen.
Drehmomentsensoranordnung nach Anspruch 16, wobei das zweite Flussschlussglied Finger aufweist, die Magnetfelder mit der zweiten Polarität sammeln.