專利名稱：用于在車輛中檢測高度變化的系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有高度傳感器的系統，該系統用于具有空氣懸掛裝置或液壓懸掛裝置的車輛內以便識別軸相對于車輛底盤結構的位置。
在具有空氣懸掛裝置的車輛中，需要一種裝置來檢測一個或多個軸相對于車輛底盤的位置。當車輛裝載時，該裝置將對此進行檢測，并對于空氣懸掛系統的相關部件(最好是一個或多個空氣波紋管狀部件)內的壓力進行補償，以便將該高度以及軸和底盤之間的相對位置保持恒定或在所需范圍內。在不同實施例中，根據是否是需要補償的高度，或者根據未平衡負載造成的傾斜，可以采用一個或多個裝置來檢測軸和底盤之間的相對位置。在這種情況下，如果具有多個軸，兩個或多個傳感器將能夠控制空氣懸掛裝置系統的不同部件，例如不同空氣波紋管狀部件中的壓力。如果傳感器安裝在車輛的每側上，該系統將能夠檢測和補償總體高度以及相對于特定一側的傾斜。如果采用傾斜抑制器，只要通過傾斜抑制器將相對一側保持在大致相同的高度上，還可以使用一個傳感器。
在此類型的系統中，實際上采用扭矩電位計作為變送器/傳感器，它受到桿或其它機械連接裝置的影響并進一步與電子控制系統或閥通訊。
在本領域中，對于此類型的相對位置檢測和高度/傾斜調整來說，許多系統是公知的。從美國專利6412790中得知一種高度識別的方法，其中桿安裝在軸和底盤之間，當相對位置改變時，桿操作空氣懸掛裝置中的閥，使其可以調整高度。根據車輛上的負載，這可以是過大和過小的相對距離。接著閥調整空氣波紋管狀部件/彈簧波紋管狀部件內的壓力。在此過程中，除了道路上或車輛下部的松動障礙物可以損壞部件或改變底盤和軸之間的幾何形狀的危險之外，傳感器和機械配置還暴露于來自石頭飛濺和水等相當嚴重的環境壓力下，造成不正確的檢測/調整。另一缺陷是需要兩個傳感器來檢測和調整傾斜。傳感器和桿配置成本高，并且安裝必須在車輛工廠的主裝配線上進行，以確保它位于底盤和軸之間的正確位置上。此外，桿配置必須在每個車輛上正確對準，以便正確調整高度。
另外，從EP1199196中得知在實際懸掛波紋管狀部件內使用例如用于距離測量的超聲測量裝置進行高度識別。這種系統的缺陷在于傳感器位于波紋管狀部件內，這對于更換來說不方便接近。此外，需要在每個波紋管狀部件內放置傳感器，以便準確修正高度。
本發明的目的在于提供一種用于為了調整而識別高度的改進系統，并還可以在車輛中采用空氣懸掛裝置或液壓懸掛裝置來識別傾斜并進行調整。該系統針對與現有公知解決方法相關的缺陷進行改進，并可只通過一個傳感器檢測傾斜和高度變化。
按照本發明，提供一種新型系統以便根據所謂V形桿來識別高度變化和傾斜。其中從挪威專利308963得知一種位于軸和車輛底盤之間的連接件。V形桿布置在車輛的縱向上，并安裝在軸上V形底部上。軸上V形桿的安裝件可大致圍繞兩個軸轉動(位于并橫跨車輛的縱向上)并且是球軸承。V形的每側還連接到底盤上。因此，當軸相對于底盤運動時，V形桿相對于底盤的角度將變化。這適用于高度變化和傾斜兩種情況。因此，在y形桿連接到軸上的位置上，可以檢測高度變化和傾斜。
V形桿的球軸承最好設置包圍球軸承上部并使其被保護的外部“殼體”或罩。該罩可方便地拆卸以便檢查和維護。按照本發明，識別高度和傾斜的傳感器安裝在殼體內或在罩下面，與實際球軸承相連。傳感器因此被保護，不受外部影響。
按照本發明的優選實施例，傳感器也是無接觸的，在V形桿和軸上的固定點(球連接)之間沒有機械連接，這提供了底盤和軸之間相對位置的指示。這是優選的，因為可以避免連接的校正和調整，可能損壞和需要檢查的部件更少，并且在安裝期間不太需要單獨的調整。但是在另外的實施例中，可以在傳感器和相對檢測點之間使用例如臂或類似物的不同機械連接件。
因此按照本發明，提供一種在車輛上檢測底盤和軸之間相對位置的系統，車輛設置安裝在底盤和軸之間的所謂V形桿，V形的尖端通過球接頭連接到車輛軸上，并且V形桿的相對端連接到車輛底盤上，球接頭包括永久地固定在軸或V形桿上的部分球形主體，并通過圍繞全部或部分球形主體布置的互補形狀套環包圍，球接頭被罩或殼體覆蓋。本發明的特征在于在球上或者在球接頭內的與殼體連接的連接件內安裝傳感器和分別由傳感器檢測的識別區域，至少在一個方向上該識別區域設置用于對準位置的信息，并且在至少一個方向上傳感器對準識別區域的位置。因此，傳感器和識別區域集成在V形桿內，并可進一步與空氣懸掛裝置或液壓懸掛裝置的車輛控制器相連以便補償高度和/或傾斜。
因此，在一個實施例中，傳感器安裝在罩內，或者以另外的形式與球接頭的殼體連接，同時識別區域安裝在球上。在另一實施例中，識別區域安裝在罩內或以另外的形式與球接頭的殼體連接，同時傳感器安裝在球上。
另外，只要傳感器與圍繞球軸承的罩或殼體連接，并且識別區域設置在球上，該系統取決于球接頭內的球是否是軸或V形桿的一部分。在另一實施例中，當然可以顛倒配置。
在一個實施例中，可以通過傳感器檢測的識別區域在兩個方向上設置對準不同位置的信息，并且傳感器在這兩個方向上對準識別區域的位置。傳感器可以是以下面的方式檢測識別區域的多種不同的類型機械識別、通過光的距離識別、根據光反射時的表面狀態的距離識別、磁性識別或超聲。
識別區域適用于傳感器，并且設置包括具有例如反射功率、材料厚度、表面狀態或機械型面的不同特征的多個單獨不同的區段。例如，可以使用不同程度的表面粗糙度。還可例如采用對于具有可變厚度的識別區域進行檢測。本領域的普通技術人員可得到這些解決方法的大部分。
在另一實施例中，通過傳感器檢測的識別區域在兩個方向上設置用于對準位置的信息，一個方向上的信息提供逐個位置的檢測，而另一方向上的信息提供極限點的檢測，并且除了傳感器在兩個方向中的一個方向上對準極限點之外，傳感器在兩個方向中的另一個方向上逐步對準識別區域的位置。因此，通過檢測高值或低值，在一個方向上位置的逐步檢測可和第二方向上極限點的檢測相結合。
另外，通過傳感器檢測的識別區域在兩個方向上設置用于對準位置的信息，而兩個方向上的信息提供逐步檢測，使得傳感器在兩個方向的一個或兩個方向上逐步對準識別區域的不同位置。
如果在一個方向檢測識別區域上的極限點，可以造成傳感器在另一方向上沒有“看到”識別區域，除非外部限制檢測同樣允許在另一方向上進行逐步檢測。在這種情況下，識別區域和傳感器必須返回到傳感器再次“看到”識別區域的位置。這最好通過外部限制信號造成的修正運動來實現。這種修正可使得傳感器進入識別區域中間的狀態。
在不同的實施例中，識別區域內的信息包括逐步檢測位置的大部分的單獨區段和對準極限點的小部分的單獨區域。
傳感器可經由機械連接件與識別區域連接。在這種情況下，傳感器通常是扭矩電位計。
在另一實施例中，表示檢測位置的信號在一個或兩個方向上從傳感器傳遞到處理單元。如果位置變化之間的時間間隔很短(即快速變化)，對于球軸承中的游隙，啟動報警信號。
在又一實施例中，表示代表方向傾斜的檢測位置的信號從傳感器傳遞到處理單元，并且記錄相對于中性起始點的累計傾斜，并且當表示傾斜的累計距離超過預定值時，對于危險的傾斜來說，處理單元啟動報警信號。
本發明的不同方法將表示在附圖中，其中
圖1表示車輛中V形桿的位置；圖2表示V形桿安裝件中的傳感器元件；圖3是識別區域和傳感器元件的實施例的示意圖；圖4表示識別區域的實施例。
圖1表示V形桿和底盤之間的球接頭連接件2，其中傳感器6在球8之上的罩內。部分球形主體8被套環9包圍，套環繼而以套環9相對于球主體8運動的方式與殼體(以及罩)連接。此外，在球8上的球接頭2上設置識別區域7。
另外，在圖2中表示V形桿1的實例的總體透視圖，其中桿部件1a、1b與底盤的各自部分5a、5b連接。帶有輪子4的軸3進一步經由球接頭2連接到V形桿1上。
此外在圖3中，表示從上向下到球接頭內看到的本發明實施例的機械連接的實例。識別表面7設置腔室或升高部分10，當運動時使得與作為該系統中的傳感器的扭矩電位計2連接的輪子11運動。
另一實施例表示在圖4中，其中從上(從傳感器)看到識別區域。區域7c提供位置變化的逐步檢測，區域具有不同特征的多個區段，而區段7a和7b只提供運動是否達到極限點。
權利要求
1.一種在車輛上檢測底盤(5a、5b)和軸(3)之間相對位置的系統，車輛設置安裝在底盤(5a、5b)和軸(3)之間的所謂V形桿(1)，y形的尖端通過球接頭(2)連接到車輛軸(3)上，并且V形桿的相對端(1a、1b)連接到車輛底盤(5a、5b)上，球接頭(2)包括永久地固定在軸或V形桿上的部分球形主體(8)，并通過圍繞全部或部分球形主體(8)布置的互補形狀套環(9)包圍，球接頭(2)被罩或殼體覆蓋，其特征在于，在球(8)上或者在球接頭內的與殼體連接的連接件內分別安裝傳感器(6)和由傳感器檢測的識別區域(7)，至少在一個方向上該識別區域(7)設置用于對準位置的信息，并且在至少一個方向上傳感器(6)對準識別區域(7)的位置。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，通過傳感器檢測(6)的識別區域(7)在兩個方向上設置用于對準位置的信息，并且傳感器(6)在這兩個方向上對準識別區域(7)的位置。
3.如權利要求1或2所述的系統，其特征在于，傳感器可以是以下面一種方式檢測識別區域(7)機械識別、通過光的距離識別、根據光反射時的表面狀態的距離識別、磁性識別或超聲。
4.如權利要求1或2所述的系統，其特征在于，識別區域(7)設置包括具有例如反射功率、材料厚度、表面狀態或機械型面的不同特征的多個單獨不同的區段的信息。
5.如權利要求1-4任一項所述的系統，其特征在于，通過傳感器檢測的識別區域(7)在兩個方向上設置用于對準位置的信息，一個方向上的信息(7c)提供逐步檢測，而另一方向上的信息提供極限點(7a、7b)的檢測，并且除了傳感器在兩個方向中的一個方向上對準極限點(7a、7b)之外，傳感器(6)在兩個方向中的另一個方向上逐步對準識別區域的位置。
6.如權利要求1-4任一項所述的系統，其特征在于，通過傳感器(6)檢測的識別區域(7)在兩個方向上設置用于對準位置的信息，而兩個方向上的信息提供逐步檢測，使得傳感器(6)在兩個方向的一個或兩個方向上逐步對準識別區域(7)的位置。
7.如權利要求1-4任一項所述的系統，其特征在于，識別區域(7)內的信息包括逐步檢測位置的大部分的單獨區段和對準極限點(7a、7b)的小部分的單獨區域。
8.如權利要求3-4任一項所述的系統，其特征在于，傳感器經由機械連接件連接到識別區域上。
9.如權利要求1-4任一項所述的系統，其特征在于，傳感器是扭矩電位計(12)。
10.如上述權利要求任一項所述的系統，其特征在于，表示檢測位置的信號在一個或兩個方向上從傳感器(6)傳遞到處理單元，在位置快速變化的情況下，對于球軸承(2)中的游隙，啟動報警信號。
11.如上述權利要求任一項所述的系統，其特征在于，表示代表方向傾斜的檢測位置的信號從傳感器傳遞到處理單元，其中記錄相對于中性起始點的累計傾斜，并且當表示傾斜的累計距離超過預定值時，處理單元啟動危險傾斜的報警信號。
全文摘要
一種在車輛上檢測底盤(5a、5b)和軸(3)之間相對位置的系統，車輛設置安裝在底盤(5a、5b)和軸(3)之間的所謂V形桿(1)，V形的尖端通過球接頭(2)連接到車輛軸(3)上，并且V形桿的相對端(1a、1b)連接到車輛底盤(5a、5b)上，球接頭(2)包括永久地固定在軸或V形桿上的部分球形主體(8)，并通過圍繞全部或部分球形主體(8)布置的互補形狀套環(9)包圍，球接頭(2)被罩或殼體覆蓋，其特征在于，在球(8)上或者在球接頭內的與殼體連接的連接件內分別安裝傳感器(6)和由傳感器檢測的識別區域(7)，至少在一個方向上該識別區域(7)設置用于對準位置的信息，并且在至少一個方向上傳感器(6)對準識別區域(7)的位置。
文檔編號B60G17/015GK1684847SQ03822814
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月24日 優先權日2002年9月25日
發明者S·比約克加德 申請人:康斯貝格汽車公司