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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des unabhängigen
Anspruchs 1 zur Verwendung in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem
Kraftfahrzeug, um einen Lenkzustand eines Lenkelements davon zu
erfassen.
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In
einem Kraftfahrzeug ist zum Beispiel allgemein eine Lenkhilfsvorrichtung
eines elektrischen Typs oder eines hydraulischen Typs mit einem
Lenksystem zwischen einem Lenkelement und einem Lenkrad verbunden,
und eine Lenkbelastung eines Fahrers wird durch Anwenden einer Lenkunterstützungskraft
von der Lenkhilfsvorrichtung zu dem Lenksystem verringert. Das Lenksystem
umfasst eine Lenkwelle, die eine Eingangswelle, die mit dem Lenkelement
verbunden ist, und eine Ausgangswelle, die mit dem Lenkrad verbunden
ist, wobei ein Torsionsstab zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle
zwischengefügt
ist und eine Richtung des gelenkten Rads entsprechend dem Vorgang
zum Lenken des Lenkelements geändert
wird, besitzt.
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Weiterhin
ist in dem vorstehend beschriebenen Kraftfahrzeug gefordert, zu
verhindern, dass das Empfinden für
das Lenken des Fahrers durch Ausüben
einer ständigen,
ein Lenken unterstützenden Kraft
entsprechend dem Lenkvorgang verschlechtert wird, und dabei ist
eine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Lenkzustands
an dem Lenkelement, genauer gesagt des Lenkdrehmoments, das auf
das Element aufgebracht ist, des Lenkwinkels, oder dergleichen,
vorgesehen.
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Eine
allgemeine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung ist mit zwei Sensorabschnitten
zum jeweiligen Ausgeben von Ausgangssignalen entsprechend der Drehung
der Eingangswelle und der Ausgangswelle vorgesehen, und das Lenkdrehmoment, das
auf das Lenkelement aufgebracht wird, wird durch Berechnen eines
Torsionswinkels des Torsions stabs durch Ermitteln einer relativen,
winkelmäßigen Verschiebung
zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle basierend auf einer Signalphasendifferenz
der Sensorabschnitte berechnet. Weiterhin ist jeder Sensorabschnitt
mit einem Ziel bzw. Target in einer Form eines kreisförmigen Rings,
der einen verzahnten Abschnitt besitzt, der vorstehende Streifen aufweist,
die aus einem magnetischen Körper
gebildet sind, der zu einer axialen Richtung entweder der Eingangs-
oder der Ausgangswelle in derselben Richtung um einen gleichen Winkel
geneigt ist, und mit einem Magnetsensor, der ein magnetoresistives Element
aufweist, das gegenüberliegend
zu dem verzahnten Abschnitt angeordnet ist, versehen, und der Magnetsensor
gibt ein Ausgangssignal, das periodisch geändert ist, entsprechend der
Drehung entweder der Eingangs- oder der Ausgangswelle aus (siehe
zum Beispiel die Patentliteratur 1).
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Allerdings
erfasst der Magnetsensor, entsprechend der vorstehenden Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung,
eine Änderung
in einem Abstand zu dem verzahnten Abschnitt, der zu der axialen Richtung
um den gleichen Winkel entsprechend der Drehung der entsprechenden
einen der Eingangs- und Ausgangswelle basierend auf einer Änderung
in der Intensität
eines magnetischen Felds geneigt ist, und gibt den periodisch geänderten
Ausgang aus, und deshalb ist es notwendig, den Sensor und das Ziel
bzw. Target mit hoher Genauigkeit zu befestigen, da ein zulässiger Befestigungsfehler
zwischen dem Magnetsensor und dem Zahnbereich in der axialen Richtung
klein ist und eine lange Zeitperiode für den Integriervorgang davon
erforderlich ist.
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Um
das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, sieht der Anmelder eine
Erfassungsvorrichtung vor, die dazu geeignet ist, den zulässigen Befestigungsfehler
zwischen dem verzahnten Bereich und einem Magnetsensor in einer
axialen Richtung im Vergleich zu demjenigen der vorstehenden Vorrichtung
unter Verwendung eines Ziels in einer Form eines Stirnzahnrads,
das einen verzahnten Bereich besitzt, der im Wesentlichen unter
gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung an der Stelle des
Ziels vorsteht, zu erhöhen
(siehe zum Beispiel Patentliteratur 2).
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- Patentliteratur 1
JP-A-2002-29431
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- Patentliteratur 2
JP-A-2002-116095
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Allerdings
können,
entsprechend der vorstehenden Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung,
die in der Patentliteratur 2 beschrieben ist, wenn der Torsionsstab
um einen großen
Betrag verdreht ist, Ausgangssignale (Dreherfassungswellenformen)
der Eingangs- und der Ausgangswelle, die durch einen entsprechenden
einen der Magnetsensoren ausgegeben sind, in Abhängigkeit von einer Anzahl von Zähnen des
Ziel-Zahnabschnitts, zueinander um einen Betrag einer Periode oder
mehr verschoben werden. Deshalb kann die relative, winkelmäßige Verschiebung
der Eingangs- und Ausgangswelle nicht augenblicklich durch Verwendung
der Drehungserfassungswellenformen von den jeweiligen Magnetsensoren
erfasst werden, und es ist notwendig, einen Bestimmungsvorgang darüber durchzuführen, ob
die Drehungserfassungswellenformen zueinander um einen Betrag einer
Periode oder mehr verschoben sind, indem die Anzahl von Wellenformen
(Perioden) der jeweiligen Drehungserfassungswellenformen der Eingangs-
und Ausgangswelle von einem Startzeitpunkt (Erfassung) des Lenkvorgangs
des Fahrers gezählt
werden. Als Folge kann es nicht möglich sein, dass der Lenkzustand
unmittelbar nach Einschalten der Stromversorgung (Starten des Fahrzeugs)
erfasst wird, oder dies kann zu einer Erhöhung der Verarbeitung der Erfassungsvorrichtung
oder zu einer groß dimensionierten
Ausführung
eines Schaltungsmaßstabs
führen.
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Die
US 2002/124 663 A1 offenbart unterschiedliche Ausführungsformen
von Drehzustand-Erfassungsvorrichtungen,
die eine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung umfassen, die dazu geeignet
ist, das Lenkdrehmoment zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle
zu messen. Genauer gesagt lehrt dieses Dokument eine Ausführungsform
einer Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung, die eine Eingangswelle,
verbunden mit einem Lenkelement; eine Ausgangswelle; einen Torsionsstab,
der eine Federkonstante K besitzt und die Eingangswelle und die
Ausgangswelle verbindet; einen ersten Sensorabschnitt zum Ausgeben
eines Ausgangssignals entsprechend der Drehung der Eingangswelle,
die einen Magnetsensor besitzt, der ein magnetoresistives Element
verwendet, das für
eine Messung der Drehung der Eingangswelle, versehen mit einem Ziel
in der Form eines Stirnzahnrads, das integral drehbar zu der Eingangswelle
angeordnet ist, durch Abtasten der Zahnreihe des Stirnzahnrads besitzt;
und einen zweiten Sensorabschnitt zum Ausgeben eines Ausgangssignals
entsprechend der Drehung der Ausgangswelle, mit einem Magnetsensor,
der ein magnetoresistives Element verwendet, das zum Messen der
Drehung der Ausgangswelle, versehen mit einem Ziel in der Form eines
Stirnzahnrads, das integral zusammen mit der Ausgangswelle drehbar
ist, durch Abtasten der Reihe der Zähne des Stirnzahnrads, angeordnet
ist; wobei ein Lenkzustand des Lenkelements auf der Basis des Ausgangssignals
des ersten und des zweiten Sensorabschnitts erfasst wird; aufweist.
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Die
DE 38 16 234 A offenbart
eine Drehmoment-Erfassungsvorrichtung zum Messen eines Drehmomentes,
das zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle angelegt
ist, die bei einem elektrischen Lenkhilfssystem eines Motorfahrzeugs anwendbar
ist. Die Torsionserfassungsvorrichtung ist zwischen der Eingangswelle
und der Ausgangswelle vorgesehen und weist einen ersten und einen
zweiten sich drehenden Körper
auf, die jeweils an einem Endabschnitt, fest verbunden mit der Eingangs-
und Ausgangswelle, vorliegen, wobei der erste Drehkörper entsprechend
der Drehung der Eingangswelle drehbar ist und wobei der zweite Drehkörper entsprechend
der Drehung der Ausgangswelle drehbar ist. Der erste und der zweite
Drehkörper
sind zylindrisch geformt und der erste Drehkörper besitzt, an seiner Außenumfangsfläche, magnetische,
verzahnte Abschnitte, und der zweite Drehkörper besitzt, an seiner inneren
Umfangsfläche,
magnetische, verzahnte Abschnitte. Der erste und der zweite Drehkörper sind koaxial
angeordnet, so dass die magnetischen, verzahnten Bereiche magnetisch
miteinander so in Eingriff stehen, um einen ersten Pfad eines magnetischen
Flusses und einen zweiten Pfad eines magnetischen Flusses zu bilden.
Das Drehmoment zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle wird
auf der Basis der Differenz zwischen den Beträgen der magnetischen Flüsse, die
durch den ersten und den zweiten Pfad des magnetischen Flusses führen, gemessen.
Vorzugsweise zeigt die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung, die in
der Referenz D2 offenbart ist, weiterhin zwei der vorstehend beschriebenen
Anordnungen des inneren und äußeren Drehkörpers, die
mit der Eingangs- und Ausgangswelle jeweils verbunden sind, die
mit einem Versatz einer halben Zahnteilung versetzt angeordnet sind,
was einen ersten und einen zweiten Magnetkreis bildet. Das Drehmoment
kann demzufolge mit einer höheren
Zeitnähe
auf der Basis der Differenz der Flüsse des ersten und des zweiten
Magnetkreises berechnet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf das vorstehend beschriebene Problem ist es eine Aufgabe
der Erfindung, eine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung zu schaffen,
die dazu geeignet ist, mit Sicherheit zu verhindern, dass die Drehungserfassungswellenformen
der Eingangs- und Ausgangswelle zueinander um einen Betrag einer
Periode oder mehr gerade dann, wenn ein Torsionsstab um einen großen Betrag
verdreht wird, verschoben werden, und deshalb dazu geeignet ist,
augenblicklich eine relative, winkelmäßige Verschiebung der Eingangs-
und der Ausgangswelle zu erfassen, und die einen einfachen Aufbau
unter niedrigen Kosten besitzt.
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Um
die vorstehend angegebene Aufgabe zu lösen, ist die Erfindung durch
die nachfolgende Anordnung gekennzeichnet.
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Aspekt
1: Eine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung, die umfasst:
eine
Eingangswelle, die mit einem Lenkelement verbunden ist;
eine
Ausgangswelle;
einen Drehstab, der eine Federkonstante K hat
und die Eingangswelle mit der Ausgangswelle verbindet;
einen
ersten Sensorabschnitt zum Ausgeben eines Ausgangssignals entsprechend
der Drehung der Eingangswelle, der ein Ziel in Form eines Stirnrades, das
integral mit der Eingangswelle gedreht werden kann und erste Zähne enthält, die
im Wesentlichen in gleichen Abständen
in einer Umfangsrichtung der Eingangswelle vorstehen, sowie einen
Magnetsensor enthält,
der ein magnetoresistives Element aufweist und den ersten Zähnen gegenüberliegend
angeordnet ist; und
einen zweiten Sensorabschnitt zum Ausgeben
eines Ausgangssignals entsprechend der Drehung der Ausgangswelle,
der ein Ziel in Form eines Stirnrades, das integral mit der Ausgangswelle
gedreht werden kann und zweite Zähne
enthält,
die im Wesentlichen in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung
der Ausgangswelle vorstehen, sowie einen Magnetsensor enthält, der
ein magnetoresistives Element aufweist und den zweiten Zähnen gegenüberliegend
angeordnet ist,
wobei ein Lenkzustand an dem Lenkelement auf
Basis der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Sensorabschnitts
erfasst werden kann, und wobei die folgende Ungleichung erfüllt ist: 360 (Grad)/Z > T
(Nm)/K (Nm/Grad)wobei T einen zulässigen Maximalwert eines Drehmomentes
darstellt, das auf das Lenkelement ausgeübt wird, und Z eine Zahl der
ersten und der zweiten Zähne
darstellt.
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Aspekt
2: Die Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung gemäß Aspekt 1, wobei eine relative
Winkelverschiebung zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle erfasst
wird, indem das Ausgangssignal des ersten Sensorabschnitts mit dem
Ausgangssignal des zweiten Sensorabschnitts verglichen wird, ohne
eine Verarbeitung für
die Bestimmung auszuführen,
ob die Ausgangssignale zueinander um einen Betrag einer Periode
oder mehr verschoben sind.
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Aspekt
3: Die Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung gemäß Aspekt 1, wobei eine Breite
einer axialen Richtung der ersten und der zweiten Zähne größer als
eine Erfassungsbreite des Magnetsensors in der axialen Richtung
der Eingangs- und Ausgangswelle um eine Integrationstoleranz zwischen
den ersten und den zweiten Zähnen
und dem Magnetsensor eingestellt ist.
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Aspekt
4: Die Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung gemäß Aspekt 1, wobei die Breite
der ersten Zähne
und der zweiten Zähne
in axialer Richtung zwei bis zehn mm größer eingestellt ist als die
Erfassungsbreite des Magnetsensors in einer axialen Richtung der
Eingangswelle und der Ausgangswelle.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine strukturelle Ansicht, die einen Aufbau eines wesentlichen Bereichs
einer elektrischen Lenkhilfsvorrichtung darstellt, die dadurch aufgebaut
ist, dass sie eine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfasst.
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2 zeigt
eine Ansicht, die schematisch einen Torsionsstab, eine Eingangswelle,
eine Ausgangswelle, jeweilige Ziel-Platten und Magnetsensoren in
der elektrischen Lenkhilfsvorrichtung darstellt.
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3 zeigt
eine grafische Darstellung, die ein Ausgangssignal (Spannung) von
dem Magnetsensor darstellt.
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4 zeigt
eine strukturelle Ansicht, die ein Beispiel eines spezifischen Aufbaus
des Magnetsensors darstellt.
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5 zeigt
eine grafische Darstellung, die beispielhaft eine ideale Wellenform
und eine tatsächliche
Wellenform des Ausgangssignals des Magnetsensors angibt.
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6 zeigt
eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Ergebnisses der
Messung eines Fehlers, der in einem ein Lenkdrehmoment feststellenden
Test einer Änderung
einer Anzahl von Zähnen der
Ziel-Platte, dargestellt in 1, erzeugt
ist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung in größerem Detail anhand von Ausführungsformen davon
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung wird deshalb unter Betrachtung
eines Beispiels einer Ausführungsform einer
Lenkungsunterstützungsvorrichtung
eines elektrischen Typs erläutert.
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1 zeigt
eine strukturelle Ansicht, die einen Aufbau eines wesentlichen Bereichs
einer elektrischen Lenkhilfsvorrichtung darstellt, die eine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfasst. Die elektrische Lenkhilfsvorrichtung der
Ausführungsform
ist, in der Zeichnung, zum Beispiel an einem Kraftfahrzeug montiert,
und eine Lenkwelle 3 ist zwischen einem Lenkelement (Lenkrad) 1 und
einem Ritzel 2 zwischengefügt. Die Lenkwelle 3 ist
mit einem Torsionsstab 31, der an einer Mitte davon vorgesehen
ist, einer Eingangswelle 32, die an einer Eingangsseite (obere
Seite) des Torsionsstabs 31 befestigt ist, und einer Ausgangswelle 33,
die an einer Ausgangsseite (untere Seite) des Torsionsstabs 31 befestigt
ist, versehen. Obwohl die Eingangswelle 32 und die Ausgangswelle 33 koaxial
zueinander angeordnet sind, sind die Eingangswelle 32 und die
Ausgangswelle 33 nicht direkt miteinander verbunden, sondern
sind koaxial durch Zwischenfügen
des Torsionsstabs 31 verbunden.
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Die
Eingangswelle 32 ist mit dem Lenkelement 1 verbunden
und eine Drehung des Lenkelements 1 wird, durch einen Lenkvorgang
eines Fahrers, direkt darauf übertragen.
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Die
Ausgangswelle 33 ist mit einem Geschwindigkeitsuntersetzungsmechanismus
verbunden, der eine Schnecke 5 und ein Schneckenzahnrad 4,
das in Eingriff damit steht, besitzt, und ein elektrischer Motor 6,
um ein Lenken einer Ausgangswelle davon zu unterstützen, ist
integral drehbar an der Schnecke 5 befestigt und wird durch
eine Steuereinheit 21 gesteuert, und eine Drehgeschwindigkeit des
elektrischen Motors 6 wird reduziert und übertragen,
um eine Lenkhilfskraft zu erhalten. Eine Drehung des Ritzels 2 wird
in eine lineare Bewegung einer Zahnstange 7 umgewandelt,
um die gelenkten Räder 9 über einen
linken und einen rechten Verbindungsstab 8 zu lenken. Der
Geschwindigkeitsuntersetzungsmechanismus und der elektrische Motor 6 bilden
einen die Lenkung unterstützenden
Bereich, um die Lenkhilfskraft auf das Lenksystem von dem Lenkelement 1 auf
das gelenkte Rad 9 auszuüben.
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Weiterhin
sind die Eingangswelle 32 und die Ausgangswelle 33 mit
Sensorabschnitten, die in der Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung
enthalten sind, um jeweilige Drehwinkel der Eingangs- und Ausgangswelle 32 und 33 zu
erfassen, die entsprechend dem Lenkvorgang auf das Lenkelement 1 gelenkt sind,
versehen. Genauer gesagt ist, wie 2 zeigt, die
Eingangswelle 32 integral drehbar an einer ersten Ziel-Platte 34 befestigt
und erste Magnetsensoren A1 und B1 sind an einer äußeren Seite
eines äußeren Umfangs
der Ziel-Platte 34 angeordnet. Ähnlich ist die
Ausgangswelle 33 integral drehbar mit einer zweiten und
einer dritten Ziel-Platte 35 und 36 und einem zweiten
und einem dritten Magnetsensor A2 und B2 und A3 und B3 auf äußeren Seiten
der Außenumfänge der
Ziel-Platten 35 und 36 befestigt.
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Die
erste Ziel-Platte 34 und die ersten Magnetsensoren A1 und
B1 bilden einen ersten Sensorabschnitt P, um ein Ausgangssignal
entsprechend der Drehung der Eingangswelle 32 zu der Steuereinheit 21 auszugeben,
und die zweite Ziel-Platte 35 und der zweite Magnetsensor
A2 und B2 bilden einen zweiten Sensorabschnitt Q, um ein Ausgangssignal entsprechend
der Drehung der Ausgangswelle 33 zu der Steuereinheit 21 auszugeben.
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Weiterhin
bilden die dritte Ziel-Platte 36 und der dritte Magnetsensor
A3 und B3 einen dritten Sensorabschnitt R, um ein Ausgangssignal
entsprechend der Drehung der Ausgangswelle 33 zu der Steuereinheit 21 auszugeben,
und die Steuereinheit 21 erfasst eine absolute Drehposition
der Ausgangswelle 33, indem die Ausgangssignale des zweiten und
des dritten Sensorabschnitts Q und R verwendet werden.
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Weiterhin
sind die jeweiligen Ziel-Platten 34 bis 36 in
einer Form eines Stirnzahnrads gebildet, das mit Zahnabschnitten 34a bis 36a an äußeren Umfängen davon
versehen ist, die Magnetkörper
in eine Umfangsrichtung unter gleichen Intervallen aufweisen. Weiterhin
entsprechen die jeweiligen Ziel-Platten 34 bis 36 Zahnrad-Teilen,
die ein Modul von 3 oder kleiner, vorgeschrieben durch JIS, haben, und
die Montierbarkeit an einem Fahrzeug wird dadurch verhindert, dass
sie verschlechtert werden, indem verhindert wird, dass sich äußere Durchmesser davon
um mehr als notwendig vergrößern, während jeweilige
Empfindlichkeiten der Sensorabschnitte P, Q und R durch Optimieren
der äußeren Durchmesser (Teilungskreisdurchmesser)
und der Anzahl von Zahnabschnitten (Anzahl von Zähnen) sichergestellt werden
(Details davon werden später
beschrieben). Weiterhin können
die Ziele bzw. Targets in der Form des Stirnzahnrads mit Vertiefungen
und Vorsprüngen an
den äußeren Umfängen davon
ausgebildet werden, und die einzelnen Formen der Zahnabschnitte sind
nicht auf Formen der Zahnabschnitte 34a bis 36a beschränkt, wobei
vordere Endabschnitte davon in der axialen Richtung abgeschnitten
sind, wie dies in 1 dargestellt ist.
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Weiterhin
werden, entsprechend der ersten und der zweiten Ziel-Platte 34 und 35,
die zum Erfassen einer relativen Winkelverschiebung zwischen der Eingangs-
und der Ausgangswellen 32 und 33 verwendet sind,
die Anzahlen der Zähne
der Zahnabschnitte 34a und 35a auf dieselbe Zahl
Z (zum Beispiel 36) eingestellt, und Ausgangssignale (Drehungserfassungswellenformen)
der Eingangs- und Ausgangswellen 32 und 33, ausgegeben
durch die entsprechenden Sensorabschnitte P und Q, werden sicher
davor geschützt,
dass sie sich zueinander um einen Betrag einer Periode oder mehr
verschieben, wie dies später
im Detail beschrieben ist.
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Weiterhin
wird in der dritten Ziel-Platte 36, als Zahl der Zähne des
Zahnabschnitts 36a, eine Anzahl ausgewählt, die eine Primzahl zu der
Zahl der Zähne 36 der
ersten und der zweiten Ziel-Platte 34 und 35 ist
(die keinen gemeinsamen Teiler, einen anderen als 1, besitzt), zum
Beispiel 35.
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Weiterhin
sind der erste bis der dritte Magnetsensor A1, B1, A2, B2, A3 und
B3 in drei Stufen und zwei Reihen angeordnet, um den Zahnabschnitten 34a bis 36a an
den äußeren Umfängen der
entsprechenden Ziel-Platten 34 bis 36 gegenüber zu liegen,
und sind in einem Sensorkasten 10 enthalten. Der Sensorkasten 10 ist
an einer vorgegebenen Position einer Fahrzeugkarosserie befestigt,
um sicher zu stellen, die Zwischenräume zwischen den jeweiligen
Magnetsensoren A1, B1, A2, B2, A3 und B3 und den Zahnabschnitten 34a bis 36a um
einen vorgegebenen Abstand beizubehalten. Weiterhin sind die ersten
Magnetsensoren A1 und B1 so angeordnet, um zu unterschiedlichen
Positionen der ersten Ziel-Platte 34 in einer Umfangsrichtung,
jeweils, gegenüber
zu liegen. Ähnlich
sind die zweiten Magnetsensoren A2 und B2 so angeordnet, um zu unterschiedlichen
Positionen der zweiten Ziel-Platte 35 in der Umfangsrichtung
gegenüber
zu liegen, und die dritten Magnetsensoren A3 und B4 sind so angeordnet,
um zu unterschiedlichen Positionen der dritten Ziel-Platte 36 in
der Umfangsrichtung, jeweils, gegenüber zu liegen.
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Die
jeweiligen Magnetsensoren A1 bis A3 und B1 bis B3 umfassen Elemente,
die eine Charakteristik haben, den Widerstand unter Betrieb eines Magnetfelds,
zum Beispiel von magnetorestrektiven Elementen (MR-Elementen), und
Ausgangsspannungssignalen, die periodisch entsprechend zu Vertiefungen
und Vorsprüngen
an äußeren Umfängen der
Ziele durch die Zahnabschnitte 34a bis 36a, die dazu
gegenüber
liegen, geändert
werden, das bedeutet, geändert
um eine Periode durch einen einzelnen Zahnabschnitt. Um dies detaillierter
anzugeben, werden, wenn das erste Ziel der Platte 34 zusammen mit
der Eingangswelle 32 entsprechend einem Lenkvorgang des
Fahrers gedreht wird, Ausgangssignale der ersten Magnetsensoren
A1 und B1 periodische Signale, die periodisch entsprechend einer Änderung in
einem Drehwinkel der Eingangswelle 32 und der Ziel-Platte 34 (winkelmäßige Verschiebung)
durch Vertiefungen und Vorsprünge
geändert
werden. Weiterhin werden, wenn die zweite Ziel-Platte 35 zusammen
mit der Ausgangswelle 33 gedreht wird, Ausgangssignale
der zweiten Magnetsensoren A2 und B2 periodische Signale, die periodisch
entsprechend einer Änderung
in einem Drehwinkel der Ausgangswelle 33 und der Ziel-Platte 35 durch
Vertiefungen und Vorsprünge
geändert
werden, und wenn die dritte Ziel-Platte 36 zusammen mit
der Ausgangswelle 33 gedreht wird, werden Ausgangssignale
der dritten Magnetsensoren A3 und B3 periodische Signale, die periodisch
entsprechend einer Änderung
in einem Drehwinkel der Ausgangswelle 33 und der Ziel-Platte 36 durch
Vertiefungen und Vorsprünge
geändert
werden.
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Weiterhin
sind, wie in 3 dargestellt ist, die ersten
Magnetsensoren A1 und B1 so angeordnet, um zu der ersten Ziel-Platte 34 derart
gegenüber zu
liegen, dass eine Phasendifferenz von zum Beispiel n/2 in Bezug
auf einen elektrischen Winkel durch die Ausgangssignale erzeugt
wird. Ähnlich sind
die zweiten Magnetsensoren A2 und B2 so angeordnet, um der zweiten
Ziel-Platte 35 derart gegenüberliegen zu liegen, dass Ausgangssignale
davon eine Phasendifferenz von n/2 erzeugen, und die dritten Magnetsensoren
A3 und B3 sind so angeordnet, um der dritten Ziel-Platte 36 derart
gegenüber
zu liegen, dass eine Phasendifferenz von n/2 durch Ausgangssignale
davon erzeugt wird. Durch jeweilige Phasenverschiebung der Ausgangssignale
zu den Paaren der Magnetsensoren A1 bis A3 und B1 bis B3 in dem
ersten bis dritten Sensorabschnitt P, Q und R, auf diese Art und
Weise, kann die Steuereinheit 21, gerade dann, wenn nicht-lineare Änderungen
in den Nähen
der Maximalwerte und der Minimalwerte der Ausgangswellenform entsprechend
der Form der Vertiefungen und der Vorsprünge der jeweiligen Ziel-Platten 34 bis 36 auftreten,
wenn sich solche der Signale der Paare der Magnetsensoren A1 bis
A3 und B1 bis B3 in nicht-linearen Bereichen befinden, die Steuereinheit 21 Signale
in anderen linearen Bereichen verwenden, wodurch verhindert werden kann,
dass sich die Genauigkeit einer Erfassung jeweiliger Drehungen der
Eingangs- und Ausgangswellen 32 und 33 verschlechtert.
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Weiterhin
erzeugen, da die Anzahl von Zähnen
der dritten Ziel-Platte 36 (= 35) kleiner als die Anzahl
von Zähnen
der zweiten Ziel-Platte 35 (= 36) um 1 ist, Ausgänge der
dritten Magnetsensoren A3 und B3 eine Phasenverschiebung von ((2π/36) – (2π/35)) pro
Drehbetrag von (2π/36)
der Ausgangswelle 33 im Vergleich zu Ausgängen der
zweiten Magnetsensoren A2 und B2, und kehren zu dem Ausgangszustand über eine
Drehung der Ausgangswelle 33 zurück. Deshalb kann, durch vorheriges
Untersuchen einer Beziehung zwischen der absoluten Drehposition
der Ausgangswelle 33 und der Verschiebung der Phase, um
so eine Tabelle zu bilden, die absolute Drehposition der Ausgangswelle 33 aus der
Phasenverschiebung bestimmt werden. Eine solche Tabelle wird zuvor
in einem Datenspeicherbereich, der später angegeben ist, der Steuereinheit 21 gespeichert.
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Weiterhin
sind, an den jeweiligen Sensorabschnitten P, Q und R, die Magnetsensoren
A1 bis A3 und B1 bis B3 jeweils mit der Steuereinheit 21 über Verstärker, um
Signale davon zu verstärken,
und Bandpassfiltern, um das Rauschen von Störgeräuschen, oder dergleichen, zu
entfernen (nicht dargestellt), verbunden.
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Weiterhin
ist, wie in 4 dargestellt ist, zum Beispiel
der Magnetsensor A1 mit zwei der MR-Elemente a1 und a2 so angeordnet,
um sich in einer tangentialen Richtung der Eingangswelle 31 auszurichten
(Ziel-Platte 34), um so durch eine Halbbrückenschaltung
verbunden zu sein. Das bedeutet, dass die Spannung Vcc an die MR-Elemente
a1 und a2, die miteinander verbunden sind, angelegt ist, und ein Spannungswert
zwischen den zwei MR-Elementen a1 und a2 bildet einen Sensorausgang.
Wenn Widerstände
der jeweiligen MR-Elemente a1 und a2 durch Drehung der Ziel-Platte 34 geändert werden,
wird der Spannungswert zwischen den zwei MR-Elementen a1 und a2
periodisch so geändert,
um einen Ausgang in der Form einer Sinuswelle bereitzustellen. Weiterhin
sind die anderen Magnetsensoren A2 bis A3 und B1 bis B3 ähnlich zu
dem Sensor A1, dargestellt in 4, aufgebaut.
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Weiterhin
wird, entsprechend den jeweiligen Sensorabschnitten P, Q und R,
wie dies beispielhaft in 4 angegeben ist, eine Breite
in der axialen Richtung des Zahnabschnitts 34a der Ziel-Platte 34 (bezeichnet
mit der Angabe H in der Zeichnung) so gestaltet, dass sie größer als
jede Erfassungsbreite in der axialen Richtung der MR-Elemente a1
und a2 (bezeichnet durch die Angabe D in der Zeichnung) ist. Die
Erfassungsbreite ist keine axiale Richtungsdimension an einer Oberfläche des
Elements gegenüberliegend
dem Zähneabschnitt 34a,
sondern eine sensible, axiale Richtungsbreite des Elements, die durch
eine axiale Richtungsdimension, einem Luftspalt zwischen den Zähneabschnitten 34a und dem
Element und eine Intensität
eines magnetischen Felds eines Elektromagneten zum Erzeugen eines magnetischen
Felds, vorgesehen an der Seite des Sensors.
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Genauer
gesagt wird die Breite in der axialen Richtung des Zahnabschnitts 34a so
eingestellt, dass sie größer als
die Erfassungsbreite um eine Integrationstoleranz zwischen dem Zahnabschnitt 34a und dem
Magnetsensor A1 (zum Beispiel ± 1
mm), vorzugsweise 2 bis 10 mm, ist. Der für die Befestigung zulässige Fehler
zwischen dem Magnetsensor A1 und dem Zahnabschnitt 34a in
der axialen Richtung kann, indem die Breite in der axialen Richtung
des Ziel-Zahnabschnitts 34a größer als die Erfassungsbreite
des Magnetsensors A1 auf diese Art und Weise gemacht wird, erhöht werden
und der Vorgang eines Befestigens des Magnetsensors A1 und der Ziel-Platte 34,
die getrennt an dem Kraftfahrzeug befestigt sind, und der Vorgang
eines Integrierens der Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung kann einfach ausgeführt werden.
Weiterhin kann, durch Begrenzen der Integrationstoleranz so, dass
sie gleich zu oder kleiner als 10 mm ist, der Sensorabschnitt P,
das bedeutet die Erfassungsvorrichtung, einfach in dem Kraftfahrzeug
integriert werden, indem verhindert wird, dass sich die Dimension
in der axialen Richtung der Ziel-Platte 34 mehr als notwendig
erhöht.
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Die
Steuereinheit 21 ist mit einem Betriebsabschnitt 21a versehen,
um den vorgegebenen Vorgang, unter Verwendung von Ausgängen des
ersten bis dritten Sensorabschnitts P, Q und R, und einem Antriebssteuerabschnitt 21b zum
Steuern des Antriebs des elektrischen Motors 6 basierend
auf einem Ergebnis des Betriebs des Betriebsabschnitts 21a auszuführen. Der
Steuereinheit 21 wird ein Signal einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
erfasst durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22,
eingegeben, und sie bestimmt eine Drehkraft, die durch den elektrischen
Motor 6 erzeugt ist, in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs. Weiterhin ist die Steuereinheit 21 mit
einem Datenspeicherbereich (nicht dargestellt), der durch einen
nicht flüchtigen
Speicher, oder dergleichen, gebildet ist, versehen, und in dem Datenspeicherbereich
werden zuvor Programme und Informationen, oder dergleichen, die in
einer Tabellenform aufgebaut sind, die zum Steuern des Antriebs
des elektrischen Motors 6 notwendig sind, und die dauerhaft
mit Ergebnissen der Betriebsweise der jeweiligen Bereiche der Einheit 21 und
mit Informationen, die einen Laufzustand des Fahrzeugs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 22,
oder dergleichen, anzeigen, versehen.
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Der
Betriebsabschnitt 21a erhält Ausgänge von zum Beispiel den Sensorabschnitten
P und Q unter einer vorgegebenen Abtastperiode, erhält Drehwinkel
der entsprechenden Eingangswelle 32 und Ausgangswelle 33,
und berechnet dananach den absoluten Wert der winkelmäßigen Verschiebung
zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle 34 und 33, indem
die Drehwinkel verglichen werden (Berechnen der Phasendifferenz),
um dadurch das Lenkdrehmoment und den Lenkwinkel, aufgebracht auf
das Lenkelement 1, zu berechnen. Weiterhin bestimmt der
Betriebsabschnitt 21a einen Anweisungswert an den elektrischen
Motor 6, basierend auf dem berechneten Lenkdrehmoment und
dem Lenkwinkel, um den Antriebssteuerabschnitt 21b anzuweisen.
Weiterhin kann der Betriebsabschnitt 21a auch das Lenkdrehmoment
und den Lenkwinkel berechnen, indem der absolute Wert der absoluten
Winkelverschiebung der Ausgangswelle 33 unter Verwendung
des Ausgangs des dritten Sensorabschnitts R berechnet wird. Weiterhin
kann der Betriebsabschnitt 21a auch eine Lenk-(Dreh)-Geschwindigkeit
des Lenkelements 1 und die Lenkbeschleunigung davon als
Lenkzustand des Lenkelements 1 berechnen.
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Der
Antriebssteuerabschnitt 21b steuert den elektrischen Motor 6 an,
indem Strom zu dem elektrischen Motor 6 basierend auf dem
Anweisungswert, der von dem Betriebsabschnitt 21a angewiesen
ist, zugeführt
wird. Dadurch kann die elektrische Lenkhilfsvorrichtung der Ausführungsform
den Lenkvorgang des Fahrers erfassen und kann die das Lenken unterstützende Kraft
entsprechend zu dem Vorgang ausüben.
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Eine
genaue Erläuterung
wird hier in Bezug auf eine Optimierung der Anzahl von Zähnen Z der Zahnabschnitte 34a und 35a der
Ziel-Platten 34 und 35 ebenso wie in Bezug auf
den äußeren Durchmesser
und die Anzahl von Zähnen
der jeweiligen Ziel-Platten 34 bis 36 angegeben.
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In
der die Drehung erfassenden Wellenform jedes der Sensorabschnitte
P, Q und R kann, wie in 5 dargestellt ist, ein Erfassungsbefehl
aufgrund einer Verarbeitungsgenauigkeit auf der Seite der Ziel-Platte
oder auf der Seite des Magnetsensors oder aufgrund einer Variation
in dem Luftspalt auftreten, und eine tatsächliche, die Drehung erfassende Wellenform
ist leicht verzerrt, wie dies durch eine durchgezogene Linie in
der Zeichnung dargestellt ist, im Gegensatz zu einer idealen Wellenform,
die durch eine punktierte Linie in der Zeichnung dargestellt ist.
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In
Bezug auf eine solche Verzerrung kann, wenn die Verarbeitungsgenauigkeiten
auf der Seite der Ziel-Platte und auf der Seite des Magnetsensors dieselben
sind, indem die Anzahl von Zähnen
des Ziel-Zahnabschnitts erhöht
wird, die Erfassungsgenauigkeit der jeweiligen Drehwinkel der Eingangs- und
Ausgangswellen 32 und 33 gefördert werden, um dadurch eine
Erfassungsgenauigkeit des Lenkdrehmoments zu erhöhen. Allerdings kann, wenn
die Anzahl von Zähnen übermäßig erhöht wird,
und zwar in dem Fall, bei dem der Torsionsstab 31 um einen
großen
Betrag verdreht wird, eine Verschiebung zwischen den die Drehung
erfassenden Wellenformen der Eingangs- und Ausgangswellen 32 und 33 durch einen
Betrag einer Periode oder mehr durch Ausgeben der die Drehung erfassenden
Wellenformen der Eingangswelle 32 mehr als die die Drehung
erfassenden Wellenformen der Ausgangswelle 33 um den Betrag
einer Periode oder mehr oder umgekehrt durch Ausgeben der die Drehung
erfassenden Wellenformen der Ausgangswelle 33 geringer
als die Drehungserfassungswellenformen der Eingangswelle 32 um
den Betrag von einer Periode oder mehr hervorgerufen werden. Weiterhin
wird, mit einer Erhöhung der
Anzahl der Zähne,
die Ziel-Platte auch vergrößert, was
die Bildung einer groß dimensionierten Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung
mit sich bringt, was die Mobilität
der Erfassungsvorrichtung in Bezug auf das Kraftfahrzeug verschlechtert,
und ein Betrag einer Absorption, der in Bezug auf die Lenkwelle 3 eingestellt
ist, um einen Aufprall unter einer Kollision zu absorbieren, muss
verkürzt
werden.
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Deshalb
berechnen die Erfinder dieser Effindung einen Fehler in dem Lenkdrehmoment,
berechnet durch den Betriebsabschnitt 21a, unter Verwendung
von Ziel-Platten, die denselben, äußeren Durchmesser und verschiedenartig
sich ändernde Anzahlen
von Zähnen
der Zahnabschnitte haben. Es ist herausgefunden worden, wie 6 zeigt,
die ein Beispiel eines Ergebnisses des Untersuchungstests ist, dass,
um einen zulässigen
Fehler des Lenkdrehmoments zu erhalten, gefordert dann, wenn er
bei der elektrischen Hilfslenkvorrichtung angewandt wird, so dass
er gleich zu oder kleiner als 0,1 (Nm) ist, die Anzahl von Zähnen der
Ziel-Platte gleich zu oder größer als
28 sein kann. Weiterhin zeigt 6 ein Ergebnis
der Verwendung von Ziel-Platten entsprechend zu Zahnrad-Teilen des
Moduls 1.
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Weiterhin
kann, entsprechend einem anderen Untersuchungstest, bestätigt werden,
dass eine erwünschte
Erfassungsempfindlichkeit dadurch sichergestellt werden kann, dass
ein S/N-Verhältnis und
eine Signalamplitude (Vpp) des Ausgangssignals des entsprechenden
Magnetsensors durch Bilden einer dauerhaften Form einer Größe jedes
der Zahnabschnitte 34a bis 36a, indem der äußere Durchmesser
gleich zu oder größer als
30 mm gemacht wird und indem die Anzahl von Zähnen auf 28 Zähne oder
mehr, noch bevorzugter auf 32 Zähne
bis 40 Zähne,
gelegt wird, sichergestellt werden kann. Weiterhin ist festgestellt
worden, dass, indem das Modul und die Anzahl von Zähnen jeweils
auf 3 und 40, oder geringer, beschränkt wird, eine Befestigung an
dem Kraftfahrzeug vereinfacht werden kann, indem ein kompakter Sensorabschnitt
gebildet wird, wobei der äußere Durchmesser
des Ziels davon auf 120 mm (= 3 × 40) oder geringer begrenzt
wird.
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Weiterhin
wird, wenn der äußere Durchmesser
so gestaltet wird, dass er kleiner als 30 mm ist, oder wenn die
Zahnabschnitte, die 40 Zähne übersteigen,
gebildet werden, eine Erfassungsgenauigkeit eines Drehwinkels, oder
dergleichen, unter Verwendung des Ausgangssignals des Sensorabschnitts,
verschlechtert, indem sich das S/N-Verhältnis, verursacht durch Verringern
der Form des Zahnabschnitts oder Verringern der Signalamplitude,
verschlechtert.
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Weiterhin
sind, gemäß der ersten
und der zweiten Ziel-Platte 34 und 35, die Wellenformen,
die die Drehung erfassen, der Eingangs- und Ausgangswellen 32 und 33 so
gestaltet, dass sicher verhindert wird, dass sie zueinander um einen
Betrag einer Periode oder mehr verschoben werden, indem eine Ungleichung
entsprechend der Gleichung (1), die nachfolgend angegeben ist, vorgegeben
durch die Anzahl von Zähnen
Z der Zahnabschnitte 34a und 35a, einen zulässigen,
maximalen Wert T (Nm) des Drehmoments, das an das Lenkelement 1 angelegt
ist, und eine Federkonstante K (Nm/Grad) des Torsionsstabs 31 erfüllt wird.
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Gleichung 1
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- 360 (Grad)/Z > T (Nm)/K (Nm/Grad) (1)
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Genauer
gesagt wird, in Gleichung (1), ein maximaler, zulässiger Torsionswinkel
an dem Torsionsstab 31, bezeichnet als ein mechanischer
Anschlagwinkel in dem Lenksystem, durch die rechte Seite der Gleichung
berechnet, und ein mittlerer Winkel pro einem einzelnen der Zahnabschnitte 34a und 35a relativ
zu einer axialen Mitte einer entsprechenden einen der Eingangs-
und Ausgangswellen 32 und 33 wird durch die linke
Seite der Gleichung berechnet. Genauer gesagt beträgt der zulässige, maximale Wert
T, der auf das Lenkelement 1 aufgebracht wird, ungefähr 20 (Nm),
die Federkonstante K des Torsionsstabs 31, der Federstahl
aufweist, beträgt
ungefähr
2,35 (Nm/Grad), und die Anzahl von Zähnen Z der Zahnabschnitte 34a und 35a wird
so ausgewählt, dass
sie zum Beispiel 36 (<42,3
= (360/20) × 2,35), erwähnt vorstehend,
beträgt,
was Gleichung (1) erfüllt.
Auf diese Art und Weise wird der mittlere Winkel (10° = 360/36)
eines einzelnen der Zahnabschnitte 34a und 35a so
gestaltet, dass er größer als
der maximale, zulässige
Torsionswinkel (8,5° =
20/2,35) ist. Als Folge kann, gerade dann, wenn die Eingangs- und
die Ausgangswellen 32 und 33 durch eine maximale
Verdrehung des Torsionsstabs 31 gedreht werden, um im Wesentlichen
den Verschiebewinkel, erzeugt zwischen den Ausgangswellen 32 und 33,
zu maximieren, mit Sicherheit verhindert werden, dass die die Drehung
erfassenden Wellenformen der Eingangswelle 32 größer als
die die Drehung erfassenden Wellenformen der Ausgangswelle 33 um
den Betrag einer Periode oder mehr ausgegeben werden, oder dass
die die Drehung erfassenden Wellenformen der Ausgangswelle 33 mit
weniger als die die Drehung erfassenden Wellenformen der Eingangswelle 32 um
eine Periode oder mehr ausgegeben werden, und dass die die Drehung
erfassenden Wellenformen mit Sicherheit davor bewahrt werden können, dass
sie sich gegenseitig um einen Betrag von einer Periode oder mehr
verschieben.
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In
der elektrischen Lenkhilfsvorrichtung gemäß der Ausführungsform können, wie
vorstehend beschrieben ist, gerade dann, wenn die Eingangs- und
Ausgangswellen 32 und 33 mit einer maximalen Verdrehung
des Torsionsstabs 31 gedreht werden, die die Drehung erfassenden
Wellenformen der Eingangs- und Ausgangswellen 32 und 33 mit
Sicherheit davor bewahrt werden, dass sie gegenseitig um einen Betrag
einer Periode oder mehr verschoben werden, und deshalb kann die
relative, winkelmäßige Verschiebung
zwischen der Eingangs- und Ausgangswelle 32 und 33 unmittelbar
bzw. augenblicklich durch Vergleichen der die Drehung erfassenden Wellenformen
zu einem momentanen Zeitpunkt, ausgegeben von den entsprechenden
Sensorabschnitten P und Q, erfasst werden. Dadurch können, unterschiedlich
gegenüber
dem vorstehend beschriebenen Beispiel nach dem Stand der Technik,
die Verarbeitung der Bestimmung, ob die die Drehung erfassenden
Wellenformen zueinander um einen Betrag einer Periode oder mehr
verschoben sind, weggelassen werden. Weiterhin kann, da der Bestimmungsvorgang
auf diese Art und Weise weggelassen werden kann, der Lenkzustand
des Lenkelements 1, sogar unmittelbar nach Eingeben der
Stromzufuhr zu der Steuereinheit 21 (Starten des Kraftfahrzeugs),
erfasst werden, und eine Erhöhung
in der Verarbeitungsbelastung der Steuereinheit 21 und
eine groß dimensionierte
Ausbildung der Schaltung können verhindert
werden.
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Weiterhin
ist die Erfindung, obwohl, entsprechend der vorstehend beschriebenen
Erläuterung, ein
Fall eines Anwendens der elektrischen Lenkhilfsvorrichtung angegeben
worden ist, die einen Lenkunterstützungsabschnitt zum Ausüben der
Lenkhilfskraft auf das Lenksystem über den die Geschwindigkeit
verringernden Mechanismus und den elektrischen Motor 6 besitzt,
ebenso auf eine unterschiedliche Erfassungsvorrichtung zum Erfassen
des Lenkzustands des Lenkelements des Fahrzeugs anwendbar und ist
auch bei einer Lenkhilfsvorrichtung einer anderen Art einer Lenkhilfsvorrichtung
vom hydraulischen Typ, oder dergleichen, um einen hydraulischen
Wert, basierend auf dem Lenkdrehmoment, oder einem Fahrzeug, das
nicht mit einer Lenkhilfsvorrichtung ausgestattet ist, zu kontrollieren.
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Weiterhin
ist die Erfindung, obwohl vorstehend eine Erläuterung für den Fall angegeben worden
ist, bei dem der Torsionsstab 31 verwendet wird, der Federstahl
aufweist, der eine Federkonstante K von ungefähr 2,35 besitzt, nicht hierauf
beschränkt, sondern
der Torsionsstab kann geeignet sein, sicher zu verhindern, dass
die ausgegebenen Signale (die die Drehung erfassenden Wellenformen),
ausgegeben von den jeweiligen Sensorabschnitten P und Q, zueinander
um einen Betrag einer Periode oder mehr, um vorbestimmte Werte jeweiliger
Parameter der Anzahl der Zähne
Z und der Federkonstante K, um die Gleichung (1) zu erfüllen, verschoben
worden sind, wenn der zulässige,
maximale Wert T des Drehmoments, der auf das Lenkelement 1 aufgebracht
ist, vorgegeben ist.
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Weiterhin
ist die Erfindung, obwohl die vorstehende Erläuterung in Bezug auf einen
Aufbau, um die relative, winkelmäßige Verschiebung
zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle 32 und 33 durch
Berechnen der Differenz der Drehwinkel der Eingangs- und der Ausgangswellen 32 und 33 durch den
Betriebsabschnitt 21a der Steuereinheit 21 zu
erhalten, angegeben worden ist, nicht hierauf beschränkt, sondern
es kann ein Aufbau einer Verbindung der Sensorabschnitte P und Q
mit einem differenziellen Verstärker
und Erhalten der relativen, winkelmäßigen Verschiebung zwischen
der Eingangs- und der Ausgangswellen 32 und 33 gegenüber einem Ausgangssignal
des differenziellen Verstärkers
vorgesehen werden.
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Die
Erfindung, die so aufgebaut ist, wie sie im Zusammenhang mit der
Ausführungsform
beschrieben ist, erziehlt die folgenden Effekte.
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Die
die Drehung erfassenden Wellenformen der Eingangs- und der Ausgangswellen
können,
entsprechend der Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung, gerade dann,
wenn der Torsionsstab um einen großen Betrag verdreht wird, sicher
davor geschützt werden,
dass sie zueinander um einen Betrag einer Periode oder mehr verschoben
werden, und deshalb kann die relative, winkelmäßige Verschiebung der Eingangs-
und der Ausgangswellen augenblicklich unter Verwendung der die Drehung
erfassenden Wellenformen zu dem momentanen Zeitpunkt, ausgegeben
von den jeweiligen Sensorabschnitten, erfasst werden. Deshalb kann
eine Verarbeitung in Bezug auf die Bestimmung, ob die die Drehung
erfassenden Wellenformen zueinander um einen Betrag einer Periode
oder mehr verschoben sind, weggelassen werden, und deshalb kann
die Erfassungsvorrichtung den Lenkzustand an dem Lenkelement sogar
unmittelbar nach Einschalten der Stromversorgung davon erfassen,
und eine Erhöhung
in einer Verarbeitungsbelastung der Erfassungsvorrichtung und eine
groß dimensionierte
Ausbildung einer Schaltung können verhindert
werden. Als Folge kann die Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung einen
einfachen Aufbau unter niedrigen Kosten erzielen.
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Weiterhin
können,
gemäß der Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung,
die jeweiligen Sensorabschnitte die Wellenformen, die die Drehung
erfassen, der entsprechenden Eingangs- und Ausgangswellen unter
Ausschließen
des Einflusses eines Integrationsfehlers jedes Zahnabschnitts und
des Magnetsensors ausgeben, und deshalb kann die Erfassungsvorrichtung
genau das Lenkdrehmoment, oder dergleichen, erfassen, ohne durch
den Integrationsfehler beeinflusst zu werden.
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Weiterhin
kann die Breite in der axialen Richtung des Ziels davor bewahrt
werden, dass sie sich mehr als notwendig vergrößert, und deshalb kann der Sensorabschnitt
kompakt aufgebaut werden und die Montagefähigkeit des Sensorabschnitts
und deshalb der Erfassungsvorrichtung an dem Fahrzeug können davor
bewahrt werden, dass sie verschlechtert werden.