[发明专利]测量作用在机动车辆转向轴上的力矩的装置和检查该装置的方法

说明书

本发明涉及一种用于测试用于测量作用在机动车辆的转向轴(01)上的力矩(M_t)的装置的方法。使用逆磁致伸缩效应执行测量。转向轴(01)具有轴线(03)和围绕轴线(03)周向延伸的至少两个磁化区域(04)。装置包括用于测量由磁化以及由力矩(M_t)引起的磁场的轴向分量的至少四个磁场传感器(06)。分别存在磁场传感器(06)中的至少两个磁场传感器的至少两个组合，这些组合中的每个组合足以测量力矩(M_t)。在方法的一个步骤中，利用磁场传感器(06)的组合中的第一组合确定力矩(M_t)的第一测量值。此外，利用磁场传感器(06)的组合中的第二组合确定力矩(M_t)的第二测量值。根据发明，比较第一测量值和第二测量值，由此识别装置的故障。发明还涉及用于测量作用在机动车辆的转向轴(01)上的力矩(M_t)的装置。

技术领域

本发明首先涉及一种用于测试用于测量作用在机动车辆转向轴上的力矩的装置的方法。转向轴具有轴线，该转向轴在该轴线上延伸并且可以绕该轴线旋转。使用逆磁致伸缩效应测量力矩。转向轴具有至少两个磁化区域，这些磁化区域围绕轴线周向延伸并且形成用于测量的初级传感器。装置包括至少四个磁场传感器作为次级传感器。根据本发明的方法使得能够识别装置的故障。本发明还涉及一种用于测量作用在机动车辆转向轴上的力矩的装置。

背景技术

美国专利第6,758,105 B2号公开了用于检测轴(例如机动车辆的转向柱)上的扭转载荷的磁弹性力矩传感器装置。力矩传感器组件包括限定轴向通道并具有轴向开口的模制塑料体。力矩传感器装置还包括U形引线框架，该U形引线框架嵌入模制塑料体中并且具有在模制塑料体的侧部内围绕通道延伸的侧部。磁流量传感器嵌入模制塑料体的侧部部分并且连接至引线框架。轴通过模制塑料体中的轴向开口径向地接收，并且同轴地定位在通道内以供使用。磁通传感器以预定且固定的布置围绕轴定位。传感器阵列优选地包括直径上相对或轴向上间隔地布置在包括轴线的平面中的传感器。

美国专利第8,672,086 B2号公开了一种转向设备，其包括可旋转转向轴，该转向轴具有外侧、用于连接转向元件的输入端以及用于连接至车辆的至少一个方向盘的输出端。使用电动机来驱动转向轴。转向轴是磁化的并且也可以用作力矩传感器。至少一个磁场传感器相邻于转向轴的外侧定位。转向轴和至少一个磁场传感器形成力矩传感器，用于检测由可手动操作的转向元件施加至转向轴的力矩。

美国专利第8,650,969 B2号、美国专利第9,630,648 B2号和美国专利第8,584,533 B2号示出了磁致伸缩力矩传感器，其基于轴等材料的磁导率由于扭转而改变的事实。

美国专利第8,020,454 B2号和美国专利第9,114,833 B2号示出了尤其用于机动车辆的转向轴的力矩传感器，其包括具有交替磁极的磁极环。

美国专利第8,943,879 B2号和美国专利第8,776,619 B2号示出了使用磁齿结构的尤其用于机动车辆的转向轴的力矩传感器。

从美国专利第9,296,415 B2号已知一种电子操作的机动车辆转向柱，其包括用于转向轴的力矩传感器。

美国专利第8,893,562 B2号公开了一种用于检测磁弹性力矩传感器中的磁噪声的方法。力矩传感器包括具有相反极化的磁化的力矩转换器以及能够在二者之间切换的若干磁场传感器。

美国专利第8,578,794 B2号公开了一种磁弹性力矩传感器，其具有纵向延伸的元件和若干磁弹性活动区域以及轴向间隔开的初级和次级磁场传感器。

从美国专利第8,087,304 B2号已知一种磁弹性力矩传感器，其包括具有多个磁弹性活动区域的纵向延伸元件。力矩传感器包括作为惠斯通电桥连接的初级和次级磁场传感器。

美国专利第2004/0154412 A1号公开了用于测量从磁弹性波产生的发散磁场的传感器。轴具有两个磁化区域，这两个磁化区域中的每一个分配有用于测量磁场的两个线圈。