DE68917191T2

DE68917191T2 - Gerät zur Drehmomentdetektion mit Fehlersignal.

Info

Publication number: DE68917191T2
Application number: DE68917191T
Authority: DE
Inventors: Syooichi Kawamata; Shigeru Kuriyama; Ryoosoo Masaki; Kunio Miyashita; Tadashi Takahashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-04-22
Filing date: 1989-04-20
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2009-04-21
Also published as: EP0338559B1; EP0338559A3; EP0338559A2; DE68917191D1; US4939435A; JPH01270627A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 benannt ist. Eine solche Vorrichtung ist aus der US-A-4 660 671 bekannt.
Herkömmliche Vorrichtungen zur Erfassung eines Drehmoments sind so konstruiert, daß die Ausgangssignale von jedem der magnetischen Sensoren erhalten werden, die jeweils dem Drehwinkel von rotierenden Trommeln entsprechen, die an den gegenüberliegenden Enden der sich drehenden Antriebswelle angebracht sind. Die Phasendifferenzsignale von diesen magnetischen Sensoren werden von einer Verarbeitungsschaltung verarbeitet, um ein Drehmoment zu bestimmen, wie es z.B. in der JP-A-239031/1987 gezeigt ist.
In dem vorstehend erwähnten Stand der Technik werden keine Überlegungen bezüglich einer Methode angestellt, ein Drehmoment zu erfassen, wenn die sich drehende Antriebswelle stoppt. Des weiteren werden überhaupt keine Überlegungen über Störungen der magnetischen Sensoren selbst angestellt, so wie Drahtdurchschlag und -kurzschluß und andere, so wie Durchschlag und Kurzschluß in der Verdrahtung, die ein Problem darstellen, da die Störung nicht aufgefunden werden kann.
Die US-A-4 660 671 offenbart eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments mit einem ersten rotierenden Körper, der auf der Antriebsseite einer sich drehenden Antriebswelle angebracht ist und einem zweiten rotierenden Körper, der auf der Lastseite der sich drehenden Antriebswelle angebracht ist, wobei eine erste Positionserfassungsvorrichtung dem ersten rotierenden Körper gegenüberliegend angeordnet ist und eine zweite Positionserfassungsvorrichtung dem zweiten rotierenden Körper gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die erste Positionserfassungsvorrichtung ein erstes Ausgangssignal und ein zweites Ausgangssignal erzeugt, welche Drehstellungen des ersten rotierenden Körpers entsprechen, und wobei die zweite Positionserfassungsvorrichtung ein drittes Ausgangssignal und ein viertes Ausgangssignal erzeugt, welche Drehstellungen des zweiten rotierenden Körpers entsprechen, und mit einer Vorrichtung zur Berechnung eines Drehmoments, die aus dem ersten Ausgangssignal der ersten Positionserfassungsvorrichtung und dem zweiten Ausgangssignal der ersten Positionserfassungsvorrichtung einen ersten Drehwinkel ableitet und aus dem dritten Ausgangssignal der zweiten Positionserfassungsvorrichtung und dem vierten Ausgangssignal der zweiten Positionserfassungsvorrichtung einen zweiten Drehwinkel ableitet und die ferner aus einer Phasendifferenz zwischen dem ersten Winkel und dem zweiten Drehwinkel ein Drehmoment berechnet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments bereitzustellen, in welcher eine Störung einer Positionserfassungsvorrichtung selbst, wie einem magnetischen Winkelsensor, mühelos aufgefunden werden kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments bereitzustellen, in welcher eine Störung einer elektrischen Verdrahtung einer Positionserfassungsvorrichtung, wie einem magnetischen Winkelsensor, mühelos aufgefunden werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments bereitzustellen, in welcher ein Fehlersignal einer Positionserfassungsvorrichtung, wie einem magnetischen Winkelsensor, an ein System, wie eine elektrisch angetriebene Unterstützungseinrichtung für ein Servolenkgetriebe, übermittelt werden kann, um das System zu schützen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments bereitzustellen, in welcher ein Fehlersignal einer Positionserfassungsvorrichtung, wie einem magnetischen Winkelsensor, an ein System, wie eine elektrisch angetriebene Unterstützungseinrichtung für ein Servolenkgetriebe, übermittelt werden kann, um einen unerwarteten oder nicht gewünschten Betrieb des Systems zu verhindern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Aufgaben mit einer Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments, wie sie beansprucht ist, gelöst.
Abhängige Ansprüche sind auf Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Erfindungsgemäß kann jede Störung einer Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments mühelos aufgefunden werden. Da jeder Fehler und jede Störung in der Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments aufgefunden werden kann, wird folglich ein unerwarteter oder nicht gewünschter Betrieb der Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments verhindert, so daß ein hohes Maß an Sicherheit in der Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments gewährleistet werden kann.
Des weiteren wird jede Störung in einer Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments für eine Unterstützungseinrichtung eines Servolenkgetriebes mühelos aufgefunden, wenn eine unterstützende Drehmomentvorrichtung, wie ein elektrischer Motor, von einer sich drehenden Antriebwelle getrennt wird. Deshalb wird ein unerwarteter oder nicht gewünschter Betrieb der Vorrichtung zu Steuerung eines Drehmoments verhindert, so daß ein hohes Maß an Sicherheit in der Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments gewährleistet werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Fig. 1 ist eine schematische strukturelle Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine ausführliche Ansicht einer Rotationstrommel und eines magnetischen Winkelsensors, die eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments bilden;
Fig. 3A ist eine Abwicklung einer magnetischen Substanz einer Rotationstrommel;
Fig. 3B ist eine Draufsicht auf einen magnetischen Winkelsensor bezüglich einer magnetischen Substanz einer Rotationstrommel;
Fig. 4 ist eine Darstellung von magnetischen Polen, die auf einer magnetischen Substanz einer Rotationstrommel registriert sind, und von Ausgangssignalen des Drehmomentsensors;
Fig. 5 ist ein Schaltplan eines dreipoligen Kontakts magnetoresistiver Elemente;
Fig. 6A ist ein Schaubild von Ausgangssignal-Wellenformen, die von einem mittleren Punkt eines dreipoligen Kontakts erhalten werden;
Fig. 6B ist ein Schaubild von Ausgangssignal-Wellenformen, die von einem mittleren Punkt eines dreipoligen Kontakts erhalten werden;
Fig. 7A sind Schaubilder für eine Methode zum Erfassen eines Lastdrehmoments auf der Grundlage der gleichen von einem magnetischen Winkelsensor erhaltenen Ausgangssignal-Wellenformen;
Fig. 7B sind Schaubilder für eine Methode zum Erfassen eines Lastdrehmoments auf der Grundlage der gleichen von einem magnetischen Winkelsensor erhaltenen Ausgangssignal-Wellenformen;
Fig. 8A sind Schaubilder einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments zum Erhalten von Sinuswellenausgangssignalen;
Fig. 8B ist ein Schaltplan magnetoresistiver Elemente;
Fig. 9 ist eine Abwicklung einer Rotationstrommel und eines magnetischen Winkelsensors einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist ein Schaltplan des magnetischen Winkelsensors der Fig. 9;
Fig. 11 ist ein Schaltschema für eine elektrisch getriebene Servolenkungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm zum Berechnen eines Drehmoments gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ist eine Darstellung zum Erläutern einer Betriebsweise einer elektrisch getriebenen Servolenkungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm zur Erfassung einer Geschwindigkeit und einer Position der anderen Ausführungsform einer elektrisch getriebenen Servolenkungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 ist eine strukturelle Ansicht einer Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments, die den Drehmomentsensor gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 16 ist eine schematische strukturelle Ansicht einer anderen Ausführungsform einer elektrisch getriebenen Unterstützungsvorrichtung für ein Servolenkgetriebe für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 17 sind Schaubilder der Erfassung von Störungen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 18 ist ein Flußdiagramm der Erfassung von Störungen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 19 ist ein Flußdiagramm einer Ausführungsform einer Gegenmaßnahme gegen Rauschen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 20 ist ein Flußdiagramm einer Standardbetriebsweise einer Ausführungsform der Unterstützung für eine elektrische getriebene Servolenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs;
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm einer Fehlerverarbeitung einer Ausführungsform der Unterstützung für eine elektrische getriebene Servolenkeinrichtung des Kraftfahrzeugs;
Fig. 22 ist ein Flußdiagramm einer anderen Ausführungsform, die eine Arbeitsweise von der Beurteilung eines Fehlers bis zur Fehlerverarbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung abdeckt; und
Fig. 23 ist eine schematische strukturelle Ansicht noch einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments.

Beschreibung der Erfindung:

Es wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments beschrieben.
In Fig. 1 hat eine sich drehende Antriebswelle 1 an beiden Endabschnitten Rotationstrommeln 2A und 2B. Die sich drehende Antriebswelle 1 dient auch als Antriebswelle. Die Rotationstrommeln 2A und 2B haben magnetische Substanzen 3A und 3B, auf welchen magnetische Signale N - S registriert sind, und sind durch einen Spalt L voneinander getrennt auf der sich drehenden Antriebswelle 1 befestigt.
Magnetische Winkelsensoren 4A und 4B sind aus magnetoresistiven Elementen (im folgenden MR-Elemente genannt) aufgebaut. Diese magnetischen Winkelsensoren 4A und 4B liegen den Rotationstrommeln 2A bzw. 2B gegenüber und sind mit kleinem Abstand zu diesen angeordnet. Eine Beschreibung dazu wird bezüglich der Betriebsweisen der Rotationstrommeln 2A und 2B und den magnetischen Winkelsensoren 4A und 4B unter Verwendung von Fig. 2 erfolgen.
Fig. 2 zeigt zum Erläutern der Betriebsweisen im Ausschnitt die Rotationstrommel 2A und den magnetischen Winkelsensor 4A. Wie oben erwähnt wurde sind magnetische Signale N und S auf dem gesamten Umfang der magnetischen Substanz 3A der Rotationstrommel 2A registriert und der aus MR-Elementen R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; aufgebaute magnetische Winkelsensor 4A ist mit dem kleinen Spalt 1 davon gegenüber dazu angeordnet.
Fig. 3A und Fig. 3B sind vergrößerte Abwicklungen, die die Lagebeziehung zwischen der magnetischen Substanz 3A auf der Rotationstrommel 2A und dem magnetischen Winkelsensor 4A, die in Fig. 2 dargestellt sind, zeigt. In Fig. 3B sind die MR-Elemente R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; mit einem Abstand von λ/4 bezüglich einer magnetischen Registrierwellenlänge (dem Zwischenraum zwischen einem N-Pol und einem S-Pol) λ zueinander angeordnet.
Fig. 4 zeigt die Betriebswellenformen der MR-Elemente. In Fig. 4 bewegt sich die magnetische Substanz 3A der Rotationstrommel 2A wie durch ein in der Zeichnung dargestelltes Pfeilsymbol angezeigt mit der Drehung der Rotationstrommel 2A. Auf der anderen Seite haben die MR-Elemente R&sub1; und R&sub2; die Eigenschaft, daß ihr Widerstandswert abnimmt, wenn eines der Signale der Veränderung des magnetischen Flusses des N-Pols und des S-Pols der magnetischen Signale daran angelegt wird, wie gut bekannt ist.
Wenn sich die magnetische Substanz 3A wie durch das Pfeilsymbol angedeutet bewegt, dann werden die Widerstandsänderungen der MR- Elemente R&sub1; und R&sub2; in Übereinstimmung mit der Registrierwellenlänge λ erhalten und die Widerstandsänderung jedes MR-Elements hat eine Wellenform, die in der Phase um λ/2 gegenüber derjenigen des anderen MR-Elements verschoben ist.
Die MR-Elemente R&sub1; und R&sub2; sind seriell verbunden, wie in Fig. 5 gezeigt, und ein Ausgangspol EA1 wird aus dem mittleren Punkt der MR-Elemente herausgenommen und an drei Pole einschließlich des Ausgangsanschlusses EA1 angeschlossen. Wenn eine Spannung V an die beiden gegenüberliegenden Enden angelegt wird, hat eine am Ausgangspol EA1 erhaltene Spannung eine in Fig. 6A gezeigte Wellenform und somit kann ein dem magnetischen Signal, das auf der magnetischen Substanz 3A registriert ist, entsprechendes Ausgangssignal EA1 erhalten werden. Die MR-Elemente R&sub3; und R&sub4; sind um λ/4 gegenüber den MR-Elementen R&sub1; und R&sub2; verschoben, und deshalb wird von den MR-Elementen R&sub3; und R&sub4; gleichfalls ein in der Phase vom Ausgangssignal EA1 um 90 Grad verschiedenes Ausgangssignal EB1 erhalten.
Außerdem werden die in Fig. 6B gezeigten Wellenformen oder Ausgangssignale EA2 und EB2 gleichfalls von der Rotationstrommel 2B und dem magnetischen Winkelsensor 4B der Fig. 1 in derselben Betriebsweise erhalten.
Wenn in der Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments der Fig. 1 z.B. ein Motor an der Antriebsseite der sich drehenden Antriebswelle 1 und eine Last an deren Lastseite angebracht ist, dann wird die sich drehende Antriebswelle 1 um einen Winkel Θ im Verhältnis zu einem dazu gegebenen Lastdrehmoment auf Torsion beansprucht. Diese Beziehung wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt.
Darin bezeichnet Θ einen Torsionswinkel (rad), G einen Schubkoeffizient (kg/cm²) der sich drehenden Antriebswelle 1, L einen Abstand (cm) zwischen den Rotationstrommeln 2A und 2B und D den Durchmesser (cm) der sich drehenden Antriebswelle 1. Der Schubkoeffizient G wird durch das Material der sich drehenden Antriebswelle 1 bestimmt, und so wird ein Drehmoment T bezüglich des Torsionswinkels Θ gefunden, wenn der Abstand L zwischen den Rotationstrommeln 2A und 2B und der Durchmesser D der sich drehenden Antriebswelle 1 festgesetzt sind. Entsprechend wird die Messung des Drehmoments durch das Erfassen des Torsionswinkels Θ der sich drehenden Antriebswelle 1 ermöglicht.
Ein Beispiel eines Verfahrens zum Messen des Torsionswinkels Θ der sich drehenden Antriebswelle 1 ist in Fig. 7A und Fig. 7B dargestellt. In Fig. 7A wird die Torsion Θ der sich drehenden Antriebswelle 1 durch Messen einer Phasendifferenz (Θ&sub2; - Θ&sub1;) beim Nulldurchgang des magnetischen Winkelsensors 4A und des von der Rotationstrommel 2B und dem magnetischen Winkelsensor 4B erhaltenen Ausgangssignals EA2 ermittelt.
In anderen Worten ist, wie in Fig. 7A gezeigt, der Betrag der Torsion der sich drehenden Antriebswelle 1 klein wenn das Lastdrehmoment klein ist, und deshalb wird eine Phasendifferenz Θs am Nulldurchgang der Ausgangssignale EA1 und EA2 ebenfalls klein sein.
Für den Fall, daß das Lastdrehmoment groß ist, wie in Fig. 7B gezeigt, wird im Gegensatz der Betrag der Torsion der sich drehenden Antriebswelle 1 auch erhöht, und deshalb wird eine Phasendifferenz Θm am Nulldurchgang groß sein. Entsprechend kann die Amplitude des Drehmoments durch Messen dieser Phasendifferenz Θs oder Θm bestimmt werden.
Während die Phasendifferenz am Nulldurchgang der Ausgangssignale EA1 und EA2 der magnetischen Winkelsensoren 4A und 4B im Beispiel der Fig. 7 bestimmt wird, kann das Drehmoment auch an einer anderen Stelle als dem Nulldurchgang bestimmt werden. Wenn die Ausgangssignale EA1 und EB1 und die Ausgangssignale EA2 und EB2 Sinuswellen sind, können die Winkel der magnetischen Trommeln von den Amplituden der jeweiligen Sinuswellen gemessen werden, und deshalb kann das Drehmoment durch Herausfinden der Differenz zwischen den Winkeln der Rotationstrommeln 4A und 4B mit hoher Auflösung gemessen werden.
Fig. 8A und Fig. 8B sind Darstellungen des Prinzips, auf dessen Grundlage Sinuswellen von dem magnetischen Winkelsensor 4A der MR-Elemente erhalten werden. Die magnetoresistiven Elemente (MR- Elemente) R&sub1;&sub1; und R&sub1;&sub5; und die MR-Elemente R&sub1;&sub2; und R&sub1;&sub6; des magnetischen Sensors 4 sind um λ/4 bezüglich einer Registrierwellenlänge λ getrennt voneinander angeordnet, während die MR-Elemente R&sub1;&sub1; und R&sub1;&sub2; und die MR-Elemente R&sub1;&sub5; und R&sub1;&sub6; jeweils um λ/6 voneinander getrennt angeordnet sind.
Da die MR-Elemente R&sub1;&sub1;, R&sub1;&sub2;, R&sub1;&sub5;, und R&sub1;&sub6; in einer solchen Lage, wie sie in Fig. 8B gezeigt ist, miteinander verbunden sind, wird ein von den MR-Elementen R&sub1;&sub1; und R&sub1;&sub5; erhaltenes Ausgangssignal ea eins, wie in Fig. 8A durch eine durchgezogene Linie ea angedeutet ist, wenn sich die Rotationstrommel 2A dreht.
Diese Wellenformverzerrung tritt auf, weil die Änderung des Widerstands des MR-Elements bezüglich eines magnetischen Felds gesättigt ist. Deshalb ist die Hauptkomponente dieser verzerrten Welle eine dritte Harmonische, und die Welle kann in eine Grundwelle ea1 und die dritte Harmonische ea3 aufgeteilt werden, wie in Fig. 8A durch gestrichelte Linien angedeutet ist.
Ein von den MR-Elementen R&sub1;&sub6; und R&sub1;&sub2; erhaltenes Ausgangssignal eb wird auch in eine Grundwelle eb1 und eine dritte Harmonische eb3 gewandelt. Wenn ein in einem Schaltplan gezeigtes Brückenausgangssignal (ea + eb), d.h. das Ausgangssignal EA1, betrachtet wird, sind die dritten Harmonischen ea3 und eb3 gegenphasig und heben sich folglich gegenseitig auf, und somit wird nur die Grundwelle erhalten.
Fig. 9 ist eine Abwicklung einer magnetischen Substanz einer Rotationstrommel und eines magnetischen Winkelsensors einer Ausführungsform, in welcher der eine Sinuswelle ausgebende magnetische Winkelsensor für den Drehmomentsensor verwendet wird.
Eine Basis 4 ist aus einem Glasmaterial oder ähnlichem gebildet und trägt MR-Elemente. Eine Rotationstrommel 21 an der Antriebsseite ist mit einer Magnetspur 311 einer magnetischen Substanz versehen, auf welcher magnetische Signale N-S hintereinander in einem Registrierabstand λ registriert sind. Es gibt zwei Magnetspuren 321 und 322 auf einer Rotationstrommel 22 auf der Lastseite, und magnetische Signale mit Registrierabstand λ sind auf der Magnetspur 321 in der gleichen Weise hintereinander registriert wie auf der Magnetspur 311 der Rotationstrommel 21.
Auf der Magnetspur 322 ist nur ein magnetisches Signal des Registrierabstands 1 registriert. Auf einem den Rotationstrommeln 21 und 22 gegenüberliegenden magnetischen Winkelsensor 4 sind MR-Elemente R&sub1;&sub1; bis R&sub1;&sub8; und R&sub2;&sub1; bis R&sub2;&sub8; angeordnet, wie in der Figur gezeigt. Für die Rotationstrommel 21 sind nämlich die MR-Elemente R&sub1;&sub1; bis R&sub1;&sub8; für die Rotationsspur 321 angeordnet und die MR-Elemente R&sub2;&sub1; bis R&sub2;&sub8; sind für die magnetische Spur 321 der Rotationstrommel 22 angeordnet. Ferner sind die MR-Elemente R&sub3;&sub1; und R&sub3;&sub2; für die magnetische Spur 322 angeordnet.
Außerdem sind die MR-Elemente R&sub1;&sub1; und R&sub1;&sub2;, R&sub1;&sub3; und R&sub1;&sub4;, R&sub1;&sub5; und R&sub1;&sub6;, R&sub1;&sub7; und R&sub1;&sub8;, R&sub2;&sub1; und R&sub2;&sub2;, R&sub2;&sub3; und R&sub2;&sub4;, R&sub2;&sub5; und R&sub2;&sub6; sowie R&sub2;&sub7; und R&sub2;&sub8; jeweils um λ/6 voneinander getrennt angeordnet, während die MR- Elemente R&sub1;&sub1;, R&sub1;&sub3;, R&sub1;&sub5;, R&sub1;&sub7; und R&sub2;&sub1;, R&sub2;&sub3;, R&sub2;&sub5;, R&sub2;&sub7; und des weiteren R&sub3;&sub1;, R&sub3;&sub2; jeweils um λ/4 voneinander getrennt angeordnet sind.
Der magnetische Winkelsensor hat wenigstens vier Sätze einer ersten MR-Elementanordnung mit MR-Elementen und einer zweiten MR-Elementanordnung mit MR-Elementen, die jeweils um einen elektrischen Winkel von n ± λ/6 (n: eine ganze Zahl) voneinander getrennt angeordnet sind, und eine dritte MR-Elementanordnung mit MR-Elementen, die ein Referenzsignal liefern. Die jeweiligen beiden Sätze der ersten MR-Elementanordnung und der zweiten MR- Elementanordnung sind um einen elektrischen Winkel von n ± λ/6 voneinander getrennt angeordnet, wobei sie von den beiden anderen Sätzen von MR-Elementanordnungen in einem Abstand von einem elektrischen Winkel von n ± λ/6 angeordnet sind.
Diese MR-Elemente sind so miteinander verbunden, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, um Ausgänge e&sub0; bis e&sub8; daraus zu erhalten. Die Ausgänge e&sub1;-e&sub2;, e&sub3;-e&sub4;, e&sub5;-e&sub6; und e&sub7;-e&sub8; von Brücken, die durch die MR-Elemente R&sub1;&sub1;, R&sub1;&sub2;, R&sub1;&sub5; und R&sub1;&sub6;, R&sub1;&sub3;, R&sub1;&sub4;, R&sub1;&sub7; und R&sub1;&sub8;, R&sub2;&sub1;, R&sub2;&sub2;, R&sub2;&sub5; und R&sub2;&sub6; sowie R&sub2;&sub3;, R&sub2;&sub4;, R&sub2;&sub7; und R&sub2;&sub8; gebildet werden, haben den gleichen Aufbau wie derjenige in Fig. 8, und Sinuswellenausgangssignale werden daraus erhalten. Der von den MR-Elementen R&sub3;&sub1; und R&sub3;&sub2; gebildete Ausgang ist vorgesehen, um eine Ausgabe eines Pulses pro Umdrehung zu erhalten, der als ein Referenzpositionssignal verwendet wird.
Diese Ausgangssignale e&sub0; bis e&sub8; werden von in Fig. 11 dargestellten Verarbeitungsschaltungen verstärkt einer Analog-Digital- Wandlung unterzogen und in einen Mikrocomputer (MC) gebracht, um die Berechnung eines Drehmoments durchzuführen.
Fig. 11 zeigt einen Aufbau, in welchem von Festwiderständen R&sub0;&sub1; bis R&sub0;&sub4; und einem Verstärker AMP&sub1; eine Differentialverstärkung durchgeführt wird, und ein Ausgangssignal davon wird in einen Analog-Digital-Wandler ADC&sub1; eingegeben. Vier Sätze des gleichen Aufbaus werden verwendet und vier Arten von Spannungen e&sub1;-e&sub2;, e&sub3;- e&sub4;, e&sub5;-e&sub6; und e&sub7;-e&sub8;, die den Ausgangssignalspannungen EA1, EB1, EA2 und EB2 der Fig. 6 äquivalent sind, werden in die entsprechenden Eingänge davon eingegeben, während die Ausgangssignale A&sub1;, B&sub1;, A&sub2; und B&sub2; daraus abgegeben werden. Vier Sätze von durch ADC&sub1; bis ADC&sub4; gewandelten Signalen A&sub1;, B&sub1;, A&sub2; und B&sub2; werden jeweils in den Mikrocomputer (MC) eingegeben.
Das Referenzsignal e&sub0; einer Umdrehung wird durch einen Vergleicher (CM&sub1;) geführt und ein Ausgabepuls davon wird in den Mikrocomputer (MC) eingegeben. Eine Positionsinformation, eine Geschwindigkeitsinformation, ein Drehmomentsausgangssignal etc., die auf der Grundlage des Referenzpositionssignals in dem Mikrocomputer (MC) berechnet werden, werden an den Ausgabeanschlüssen 12, 13 bzw. 14 ausgegeben, um die Signale an ein System zu übermitteln.
Des weiteren wird für den Fall, daß der Drehmomentsensor einen Fehler meldet, ein Fehlersignal von einem Ausgabeanschluß 15 ausgegeben, was später beschrieben wird. In dem Mikrocomputer (MC) wird in Übereinstimmung mit einem in Fig. 12 dargestellten Flußdiagramm eine Rechenoperation durchgeführt, und ein zu einem Drehmoment proportionales Ausgangssignal wird an dem Ausgabeanschluß 14 vorgelegt.
Entsprechend dem Flußdiagramm der Fig. 12 werden zuerst die Ausgangssignale der magnetischen Winkelsensoren 4A, 4B verstärkt und dann einer A/D-Wandlung unterzogen, und somit erhaltene Digitalwerte A&sub1;, B&sub1;, A&sub2;, B&sub2; werden eingelesen. Danach wird unter der Verwendung von A&sub1; und B&sub1; eine Operation, wie sie durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird, durchgeführt, um einen Winkel Θ&sub1; der Rotationstrommel 2A zu bestimmen.
Die Vorzeichen von A&sub1; und B&sub1; werden darin unterdrückt, der Wellentyp bzw. die Mode davon wird festgestellt und der Wert von Θ&sub1; wird bestimmt.
Der Winkel Θ&sub2; der Rotationstrommel 2B wird ebenso auf der Grundlage der Eingangswerte A&sub2; und B&sub2; nach der folgenden Gleichung berechnet.
Anschließend wird eine Winkeldifferenz zwischen den Rotationstromineln 2A und 2B, d.h. ein Torsionswinkel Θ&sub0;, aus der Differenz zwischen den Winkeln Θ&sub1; und Θ&sub2; berechnet, und ein Drehmoment T wird nach der folgenden Gleichung, die durch Umwandlung aus dem Gleichung (1) erhalten wurde, berechnet.
Dann wird das Drehmoment T ausgegeben und es wird in den Ausgangszustand zurückgekehrt. Hierin kann der Wert Θ&sub1; der Gleichung (2) unter Verwendung von A&sub1; oder B&sub1; berechnet werden, wie es durch Gleichung (5) ausgedrückt wird. Die Ausgangssignale A&sub1; und B&sub1; ändern sich variiert,
Θ&sub1; = sin&supmin;¹(A&sub1;) = cos&supmin;¹(B&sub1;) ... (5)
wenn sich jedoch die Ausgangssignale der magnetischen Winkelsensoren 4A und 4B aufgrund einer Änderung in dem schmalen Spalt (Zwischenraum) zwischen der Rotationstrommel 2A oder 2B und dem magnetischen Winkelsensor 4A oder 4B oder ähnlichem ändern werden, dann kann die Genauigkeit deshalb durch eine derartige Division von A&sub1; durch B&sub1;, wie sie in Gleichung (2) ausgedrückt ist, höher gemacht werden.
Fig. 13 zeigt eine Betriebsweise gemäß dem Flußdiagramm der Fig. 12. Die Signale A&sub1; und B&sub1;, die von den den ersten magnetischen Winkelsensor bildenden MR-Elementen R&sub1;&sub1; bis R&sub1;&sub8; erhalten werden, werden in den Mikrocomputer (MC) eingegeben und sind eine Sinuswelle und eine Cosinuswelle, wie in Fig. 13 gezeigt.
Wenn das Vorzeichen von Signal A&sub1; und von Signal B&sub1; festgestellt ist, werden sie zuerst geteilt wie durch die Signale A1F und B1F angedeutet ist. Sind Signal A1F und Signal B1F 2-Bit-Signale, dann können sie in vier in Fig. 13 gezeigte Wellentypen geteilt werden.
Außerdem ist die Beziehung zwischen einem Wert D, der durch Teilen der Sinuswelle A&sub1; durch die Cosinuswelle B&sub1; erhalten wird, und dem Winkel Θ&sub1; so, wie sie in Fig. 13 dargestellt ist, und der Wert davon wird ∞ bei jedem Winkel von ± 90 Grad und jedem Winkel 180 Grad.
Hinsichtlich der Signale A&sub2; und B&sub2;, die von den den zweiten magnetischen Sensor bildenden MR-Elementen R&sub2;&sub1; bis R&sub2;&sub8; erhalten werden, kann eine derartige Beziehung zwischen dem Winkel Θ&sub2; und dem Wert D, wie sie in Fig. 13 dargestellt ist, auf dem gleichen Wege erhalten werden. Obwohl der Wert D von A&sub1;/B&sub1; der gleiche ist an zwei Punkten zwischen 0º und 360º, kann der Winkel davon aufgrund eines Unterschieds in einem Wellentyp diskriminiert werden.
Wenn nun die Winkel Θ&sub1; und Θ&sub2; von den Ausgangssignalen des ersten und zweiten magnetischen Sensors an einem Punkt (a) festgestellt sind, Θ&sub1; = 0 und Θ&sub2; = -30 Grad, dann beträgt die Winkeldifferenz zwischen ihnen entsprechend (Θ&sub1; - Θ&sub2;) = 30 Grad. Ein dazugehöriges Drehmoment kann aus der Gleichung (4) berechnet werden.
Wenn die Winkel genauso an einem Punkt (b) gemessen werden, nachdem eine gewisse Zeit vom Punkt (a) verstreicht, Θ&sub1; = 60 Grad und Θ&sub2; = 30 Grad, dann wird die Winkeldifferenz (Θ&sub1; - Θ&sub2;) 30 Grad. Demnach kann das gleiche Drehmoment an jedem Punkt erfaßt werden, solange das Drehmoment fest ist.
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm zum Erfassen einer Drehposition und einer Drehzahl. Zuerst werden die digitalen Sinuswellen-Eingangswerte A&sub1; und B&sub1; eingegeben, eine Zeit t eines Zeitgebers zum Messen einer Geschwindigkeit wird gelesen und vorübergehend gespeichert, und dann wird der Zeitgeber wieder gestartet. Anschließend wir der kleine Winkel Θ&sub1; in einem Zyklus durch die Berechnung nach Gleichung (2) auf die gleiche Weise berechnet, wie in der Drehmomenterfassung.
Dann wird ein zuvor erhaltener kleiner Winkel Θn-1 aus einem Speicher ausgelesen, eine Differenz zwischen diesem Winkel und dem augenblicklichen Winkel Θn wird berechnet, um eine Winkeländerung (Θn-1 - Θn) zu bekommen, der so erhaltene Wert wird durch die Zeitdifferenz t zwischen dem vorigen und dem augenblicklichen Winkel, die zuvor vorübergehend abgespeichert wurde, geteilt, um eine Geschwindigkeit v zu berechnen, und diese wird an einem Ausgangsanschluß 13 ausgegeben.
Hinsichtlich der Berechnung einer Position wird die Summe ΘΣ-1 der bis zum vorigen Zeitpunkt erhaltenen Winkel zu der Differenz zwischen dem augenblicklichen kleinen Winkel Θn und dem vorigen kleinen Winkel Θn-1 dazuaddiert, um so den gegenwärtigen Winkel ΘΣn zu berechnen. Anschließend wird das Referenzpositionssignal hereingenommen, und wenn irgendein Signal kommt, wird der gegenwärtige Winkel Θn in ΘΣn geändert, um mit einem Referenzwert in Einklang gebracht zu werden.
Dann wird der Wert ΘΣn an einen Ausgangsanschluß 12 ausgegeben. Anschließend wird die augenblickliche kleine Position Θn in der Speicher von Θn-1 gegeben, während der gegenwärtige Winkel Θn in den vorigen Winkel Θn-1 gegeben wird, und es wird an den Start zurückgekehrt. Die vorstehende Beschreibung betrifft ein Beispiel, in welchem der kleine Winkel Θn und der vorige kleine Winkel Θn-1 in einem Zyklus gefunden werden. Wenn der Winkel aus einem Zyklus hinaus verändert wird, wird die Berechnung unter Verwendung von aufsummierten Winkeln durchgeführt.
Fig. 15 zeigt eine Vorrichtung zur Steuerung eines Drehmoments in welcher der vorliegende Drehmomentsensor verwendet wird. Ein Vergleich zwischen einem Drehmoment-Befehlswert (CM) und einem Ausgangssignal eines Drehmomentsensors (TS) wird vorgenommen, und ein an einen Motor (M) angelegter elektrischer Strom und die Drehrichtung des Motors werden von einer Steuerschaltung (CC) in Übereinstimmung mit einem aus dem Vergleich erhaltenen Wert gesteuert. Dies ist ein Beispiel, in welchem ein Ausgangssignal des Motors (M) von dem Drehmomentsensor (TS) erfaßt und geprüft und mit dem Drehmoment-Befehlswert (CM) verglichen wird.
Fig. 16 zeigt eine fahrkraftunterstützende Vorrichtung, die den Drehmomentsensor (TS) verwendet, und die im konkreten Fall eine elektrisch angetriebene Unterstützungseinrichtung für ein Servolenkgetriebe eines Kraftfahrzeugs ist.
Die elektrisch angetriebene Unterstützungseinrichtung für ein Servolenkgetriebe hat einen Aufbau, in welchem der Drehmomentsensor (TS) der Fig. 1 an einer Lenkradwelle (HS) angebracht ist, die die Welle eines Lenkrads (SW) ist, wobei das Lenkrad (SW) die Antriebsseite darstellt, während das Drehmoment des Motors (M) an die Lastseite übertragen wird. Ein Rad (W) wird über die Verbindung eines Zahnradgetriebes (PI) und eines Zahnstangengetriebes (LA), die am vorderen Ende der Lenkradwelle (HS) vorgesehen sind, gelenkt.
Wenn ein Fahrer das Lenkrad (SW) betätigt und dadurch ein Drehmoment an den Drehmomentsensor (TS) gegeben wird, wird dieses Drehmoment entsprechend einer Anweisung erfaßt und ein Strom oder eine Drehrichtung, der oder die zu dem Drehmoment passen, wird von einer Steuerschaltung (CC) ausgegeben, um den Motor (M) anzutreiben. Das Drehmoment des Motors (M) wird zum Lenken durch das Zahnradgetriebe (PI) und das Zahnstangengetriebe (LA) übertragen, um so die Kraft des Fahrers zu ersetzen.
Wie aus diesen Anwendungsbeispielen ersichtlich ist, verursacht jede Störung des Drehmomentsensors (TS) einen falschen Betrieb der fahrkraftunterstützenden Vorrichtung, wodurch ein große Gefahr entsteht. Fig. 17 zeigt ein Beispiel einer Fehlerbeurteilung zum Beurteilen der Störung des Drehmomentsensors (TS), um schnell einen Schritt für bessere Sicherheit zu machen. Diese Figur zeigt die Wellenformen der Signale A&sub1; und B&sub1; der Fig. 11.
Die Signale A&sub1; und B&sub1; erscheinen normalerweise zwischen den Zeiten t&sub1; und t&sub2;, und das Signal B&sub1; wird in diesem Beispiel fehlerhaft aufgrund einer Störung zum Zeitpunkt t&sub2;. Die Werte des Ausgangssignals ändern sich entsprechend des Fehlergrundes von (a) bis (n), und das Ausgangssignal hört auf, sich zu ändern, wenn der Fehler auftritt. Dahingegen gibt das Signal A&sub1; weiterhin eine normale Ausgabe.
Demgemäß kann das Auftreten einer Störung dadurch erfaßt werden, daß geprüft wird, ob das Signal B&sub1; sich nicht ändert während das Signal sich ändert. Das gleiche kann auch erfaßt werden, indem man einen Änderungszustand des Signals A&sub1; prüft, während das Signal B&sub1; sich ändert.
Fig. 18 ist ein Flußdiagramm zur Fehlererfassung. Zuerst werden die Signale A&sub1; und B&sub1; hereingenommen und eine Mode wird von jedem Signal bestimmt. Anschließend werden die Werte A1(n-1) und B1(n-1) der vorigen in einem Speicher gespeicherten Signale der Reihe nach mit den augenblicklichen Signalen verglichen. Die Beurteilung, ob die Signale normal sind, wird vorgenommen, wenn beide Signale sich ändern oder keines von ihnen sich ändert, und die Berechnung eines normalen Drehmoments wird durchgeführt, um ein normales Fahren zu bewirken.
Wenn der Vergleich der Signale A&sub1; und B&sub1; mit den vorigen Werten zeigt, daß einer von ihnen sich ändert, während der andere sich nicht ändert, wird eines der beiden Signale als fehlerhaft beurteilt, und ein Verfahren zur Bewältigung des Fehlers wird durchgeführt. Der gleiche Betriebsablauf wird auch in Bezug auf die Signale A&sub2; und B&sub2; durchgeführt.
Fig. 19 ist ein Flußdiagramm zum Vermeiden einer Beurteilung als fehlerhaft aufgrund von Rauschen. Gemäß diesem Flußdiagramm wird das Signal A&sub1; oder B&sub1; zweimal in einem gewissen kurzen Zeitintervall gelesen, und die Beurteilung als fehlerhaft wird gemacht, wenn die Werte davon im wesentlichen gleich sind, während die Beurteilung als rauschbeeinträchtigt gemacht wird, wenn die Werte in großem Maße unterschiedlich sind. Im letzteren Fall wird die Beurteilung als fehlerhaft nicht vorgenommen und es wird an den Start zurückgekehrt.
Fig. 20 zeigt einen Ablauf normaler Betriebsweisen für den Fall, wenn sie auf die in Fig. 16 gezeigte fahrkraftunterstützende Vorrichtung angewendet wird, d.h. auf die Lenkunterstützung in einem Kraftfahrzeug. In den normalen Betriebsweisen wird das Drehmoment eines Motors bestimmt und die Drehrichtung des Motors wird in Übereinstimmung mit einem Ausgangssignal des Drehmomentsensors festgestellt, und anschließend werden ein durch den Motor zu fließender Strom und die Drehrichtung ausgegeben.
Fig. 21 zeigt ein Beispiel einer Verfahrensweise bei Fehlerhaftigkeit für den Fall, daß sie für eine lenkkraftunterstützende Steuervorrichtung in dem gleichen Kraftfahrzeug verwendet wird. Zuerst werden ein Fehlersignal und ein Alarm ausgegeben. Dann wir der Antrieb des Motors gestoppt und gleichzeitig wird eine Kupplung, die an der Lastseite angebracht ist, ausgelöst, so daß der Motor beim Lenken keine Last bilden kann.
Fig. 22 ist ein Flußdiagramm des Falles, wenn der Stop nicht sofort ausgeführt wird, auch wenn ein Fehler auftritt, wobei ein Drehmoment für einige Zeit nur durch Signale eines magnetischen Sensors erfaßt wird und das Fehlerhaftigkeitsverfahren durchgeführt wird, wenn einige Zeit verstrichen ist.
Zuerst wird die Fehlerbeurteilung nach einem Verfahren wie es in Fig. 18 gezeigt ist vorgenommen, und wenn der Fehler als vorhanden beurteilt wird, wird ein erster Alarm ausgegeben. Anschließend wird der Wert Θ&sub1; unter Verwendung des nicht fehlerhaften Signals A&sub2; oder B&sub1; berechnet. Obwohl aufgrund der Fehlerhaftigkeit eines Ausgangssignals Moden nicht diskriminiert werden können und deshalb zwei Werte für Θ&sub1; herauskommen, wird der Wert, der näher an einem in der vorhergehenden Berechnung verwendeten Wert von Θ1(n-1) liegt, als Θ&sub1; gewählt. Dann wird Θ&sub2; auf die gleich Weise berechnet die Differenz Θ zwischen den beiden Winkeln Θ&sub1; und Θ&sub2; wird berechnet und ein Drehmoment wird daraus berechnet.
Anschließend wird die Zahl N in der vorhergehenden Zeit (N+1) gesetzt, und es wird geprüft, ob N eine bestimmte Zahl N&sub0; wird oder nicht. Das Fehlerhaftigkeitsverfahren wird durchgeführt, wenn N gleich N&sub0; ist, während eine normale Betriebsweise durchgeführt wird, wenn N kleiner ist als N&sub0;.
Gemäß diesem Verfahren wird der Motor nicht sofort angehalten, selbst wenn eine Störung auftritt, und er wird allmählich angehalten, mit einer sichergestellten Vorbereitungszeit. Deshalb läßt sich sagen, daß dieses Verfahren ein sicheres und praktisches Verfahren ist.
Fig. 23 zeigt ein Beispiel der Verwendung von magnetischen Scheiben. In diesem Beispiel sind die magnetischen Scheiben links und rechts an einer Welle befestigt und die Positionen dar Scheiben werden von zwei den Scheiben jeweils gegenüberliegend angeordneten magnetischen Sensoren erfaßt.

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments mit einem ersten rotierenden Körper (2A), der auf der Antriebsseite einer sich drehenden Antriebswelle (1) angebracht ist und einem zweiten rotierenden Körper (2B), der auf der Lastseite der sich drehenden Antriebswelle angebracht ist, wobei eine erste Positionserfassungsvorrichtung (3A, 4A; R&sub1;&sub1;-R&sub1;&sub8;) dem ersten rotierenden Körper gegenüberliegend angeordnet ist und eine zweite Positionserfassungsvorrichtung (3B, 4B; R&sub2;&sub1;-R&sub2;&sub8;, R&sub3;&sub1;, R&sub3;&sub2;) dem zweiten rotierenden Körper (2B) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die erste Positionserfassungsvorrichtung (3A, 4A) ein erstes Ausgangssignal (EA1; ea, e&sub1;, e&sub3;) und ein zweites Ausgangssignal (EB1; eb, e&sub2;, e&sub4;) erzeugt, welches die Drehstellungen des ersten rotierenden Körpers (2A) angibt und wobei die zweite Positionserfassungsvorrichtung (3B, 4B) ein drittes Ausgangssignal (EA2; e&sub5;, e&sub6;) und ein viertes Ausgangssignal (EB2; e&sub7;, e&sub8;) erzeugt, welches die Drehstellungen des zweften rotierenden Körpers (2B) angibt und mit einer Vorrichtung zur Berechnung eines Drehmoments (MC), die einen ersten Drehwinkel aus dem ersten Ausgangssignal der ersten Positionserfassungsvorrichtung und dem zweiten Ausgangssignal der ersten Positionserfassungsvorrichtung ableitet und einen zweiten Drehwinkel aus dem dritten Ausgangssignal der zweiten Positionserfassungsvorrichtung und dem vierten Ausgangssignal der zweiten Positionserfassungsvorrichtung und die ferner ein Drehmoment aus der Phasendifferenz zwischen dem ersten Winkel und dem zweiten Drehwinkel bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentberechnungsvorrichtung (MC) ferner eine Beurteilungsvorrichtung aufweist, die beurteilt, ob ein Fehler aufgetreten ist und die ausgebildet ist ein Fehlersignal (15 in Fig. 11) abzugeben, wenn einer der ersten und zweiten Ausgangssignale der ersten Positionserfassungsvorrichtung (3A, 4A) als fehlerhaft erfaßt wird, wobei das Fehlersignal (15) ausgesendet wird, wenn das jeweils andere Ausgangssignal der beiden Ausgangssignale der ersten Positionserfassungsvorrichtung (3A, 4A) als geändert erfaßt wird während ein Aufgangssignal der beiden Ausgangssignale der ersten Positionserfassungsvcrrichtung (3A, 4A) als nicht geändert erfaßt wird, wobei eines der beiden Ausgangssignale der ersten Positionserfassungsvorrichtung (3A, 4A) ein Sinuswellenausgangssignal ist und das entsprechende andere Ausgangssignal ein Cosinuswellenausgangssignal ist und eines der beiden Ausgangssignale der zweiten Positionserfassungsvorrichtung (3B, 4B) eine Sinuswelle und das entsprechende andere Ausgangssignal ein Cosinuswellensignal ist.

2. Dehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deurteilungsvorrichtung einen Fehler beurteilt und ein Fehlersignal ausgibt, wenn erfaßt wird, daß eines der dritten und vierten Ausgangssignale der zweiten Positionserfassungsvorrichtung als falsch erfaßt wird, wobei das Fehlersignal abgeleitet wird, wenn das jeweils andere Ausgangssignal der beiden Ausgangssignale der zweiten Positionserfassungsvorrichtung als geändert erfaßt wird, während eines der beiden Ausgangssignale der zweiten Positionserfassungsvorrichtung (3B, 4B) als unverändert erfaßt wird.

3. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung des Drehwinkels des ersten rotierenden Körpers (2A) ein Quotient aus dem sinuswellenförmigen Ausgangssignal und dem cosinuswellenförmigen Ausgangssignal berechnet wird.

4. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung des Drehwinkels des zweiten rotierenden Körpers (2B) ein Quotient aus dem sinuswellenförmigen Ausgangssignal und dem cosinuswellenförmigen Ausgangssignal berechnet wird.

5. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenn eines des sinuswellenförmigen Ausgangssignals und des cosinuswellenförmigen Ausgangssignals der ersten Positionserfassungsvorrichtung sich nicht ändert, während das jeweils andere Ausgangssignal sich ändert, das unveränderte Ausgangssignal als fehlerhaftes Ausgangssignal bestimmt wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, während die Berechnung des Drehwinkels nur auf der Grundlage des sich ändernden Ausgangssignals und einem Wert, der dem vorhergehenden Drehmoment am nächsten kommt, verwendet wird.

6. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn eines des sinuswellenförmigen Ausgangssignals und des cosinuswellenförmigen Ausgangssignals des zweiten rotierenden Körpers sich nicht ändert, während das jeweils andere Ausgangssignal sich ändert, das unveränderte Ausgangssignal als fehlerhaftes Ausgangssignal bestimmt wird und ein Fehlersignal erzeugt wird, während die Berechnung des Drehwinkels nur auf der Grundlage des sich ändernden Ausgangssignals und einem Wert, der dem vorhergehenden Drehmoment am nächsten kommt, bestimmt wird.

7. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste rotierende Körper (2A) eine magnetische Trommel oder eine magnetische Scheibe (3A) aufweist und die erste Positionserfassungsvorrichtung (4A) einen magnetischen Winkelsensor zur magnetischen Erfassung der Winkelposition des ersten rotierenden Körpers (2A) aufweist.

8. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite rotierende Körper (2B) eine magnetische Trommel oder eine magnetische Scheibe (3B) aufweist und die zweite Positionserfassungsvorrichtung (4B) einen magnetischen Winkelsensor aufweist zur magnetischen Erfassung der Winkellage des zweiten rotierenden Körpers (2B).

9. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt, in dem das erste und das zweite Ausgangssignal der ersten Positionserfassungsvorrichtung (3A, 4A) durch die Beurteilungsvorrichtung wiederholt wird, nach einer vorbestimmten kurzen Zeit und wenn Werte, die durch den wiederholten Leseschritt erhalten werden, nicht im wesentlichen gleich den vorhergehenden sind, das erste und das zweite Ausgangssignal als Rauschsignale ermittelt werden, während dies nicht als Fehler beurteilt wird und der Leseschritt von Anfang an wiederholt wird.

10. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt zum Lesen des dritten und vierten Ausgangssignals der zweiten Positionserfassungsvorrichtung (3B, 4B) durch die Beurteilungsvorrichtung nach einer vorbestimmten kurzen Zeit wiederholt wird und wenn die durch das wiederholte Lesen erhaltenen Werte nicht im wesentlichen gleich den vorhergehenden sind, werden die dritten und vierten Ausgangssignale als Rauschsignale bestimmt, wobei diese nicht als Fehler beurteilt werden, und der Leseschritt wird von Anfang an wiederholt.

11. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Berechnung des Drehmoments (MC) ferner eine Alarmvorrichtung aufweist, die einen Alarm auslöst, wenn eines des ersten und des zweiten Ausgangssignals als fehlerhaft erfaßt wird.

12. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentberechnungsvorrichtung (MC) ferner eine Alarmvorrichtung aufweist zur Auslösung eines Alarms (Fig. 21), wenn eines von dem dritten und vierten Ausgangssignal als fehlerhaft erfaßt wird.

13. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Winkelsensor eine gemeinsame Basis aufweist, auf der mindestens vier Sätze von Anordnungen erster und zweiter magnetoresistiver Elemente angeordnet sind, die magnetoresistive Elemente (R&sub1;&sub1;-R&sub1;&sub8;) aufweisen, die durch einen elektrischen Winkel von n ± λ/6 voneinander jeweils getrennt sind und eine dritte Anordnung eines magnetoresistiven Elements, welches ein Bezugssignal liefert, wobei die jeweiligen beiden Sätze der ersten und zweiten magnetoresistiven Elementanordnungen durch einen elektrischen Winkel von n ± λ/4 voneinander getrennt sind und die beiden Sätze der voneinander durch n ± λ/4 getrennten Anordnungen von den anderen beiden Sätzen durch einen elektrischen Winkel von n ± λ/2 getrennt sind, wobei λ der Winkelabstand zwischen entsprechenden entgegengesetzten magnetischen Polen auf der magnetischen Trommel oder Scheibe ist (4, Fig. 9).

14. Drehmomenterfassungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Winkelsensor auf einer gemeinsamen Basis mindestens vier Sätze erster und zweiter Anordnungen magnetoresistiver Elemente (R&sub2;&sub1;-R&sub2;&sub8;) aufweist, die voneinander durch einen elektrischen Winkel von n ± λ/6 getrennt sind und eine dritte magnetoresistive Elementanordnung aufweist, die ein Bezugssignal erzeugt, wobei die jeweiligen beiden Sätze der ersten und zweiten magnetoresistiven Elementanordnungen durch einen elektrischen Winkel von n ± λ/4 voneinander getrennt sind und die beiden Sätze von Anordnungen durch n ± λ/4 voneinander getrennt sind und durch einen elektrischen Winkel von n ± λ/2 von den anderen beiden Sätzen getrennt sind, wobei λ der Winkelabstand zwischen jeweils entgegengesetzten magnetischen Polen au der magnetischen Trommel oder Scheibe (4, Fig. 9) ist.