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CN1684847A - 用于在车辆中检测高度变化的系统 - Google Patents

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Abstract

一种在车辆上检测底盘(5a、5b)和轴(3)之间相对位置的系统，车辆设置安装在底盘(5a、5b)和轴(3)之间的所谓V形杆(1)，V形的尖端通过球接头(2)连接到车辆轴(3)上，并且V形杆的相对端(1a、1b)连接到车辆底盘(5a、5b)上，球接头(2)包括永久地固定在轴或V形杆上的部分球形主体(8)，并通过围绕全部或部分球形主体(8)布置的互补形状套环(9)包围，球接头(2)被罩或壳体覆盖，其特征在于，在球(8)上或者在球接头内的与壳体连接的连接件内分别安装传感器(6)和由传感器检测的识别区域(7)，至少在一个方向上该识别区域(7)设置用于对准位置的信息，并且在至少一个方向上传感器(6)对准识别区域(7)的位置。

Description

用于在车辆中检测高度变化的系统
本发明涉及一种具有高度传感器的系统，该系统用于具有空气悬挂装置或液压悬挂装置的车辆内以便识别轴相对于车辆底盘结构的位置。
在具有空气悬挂装置的车辆中，需要一种装置来检测一个或多个轴相对于车辆底盘的位置。当车辆装载时，该装置将对此进行检测，并对于空气悬挂系统的相关部件(最好是一个或多个空气波纹管状部件)内的压力进行补偿，以便将该高度以及轴和底盘之间的相对位置保持恒定或在所需范围内。在不同实施例中，根据是否是需要补偿的高度，或者根据未平衡负载造成的倾斜，可以采用一个或多个装置来检测轴和底盘之间的相对位置。在这种情况下，如果具有多个轴，两个或多个传感器将能够控制空气悬挂装置系统的不同部件，例如不同空气波纹管状部件中的压力。如果传感器安装在车辆的每侧上，该系统将能够检测和补偿总体高度以及相对于特定一侧的倾斜。如果采用倾斜抑制器，只要通过倾斜抑制器将相对一侧保持在大致相同的高度上，还可以使用一个传感器。
在此类型的系统中，实际上采用扭矩电位计作为变送器/传感器，它受到杆或其它机械连接装置的影响并进一步与电子控制系统或阀通讯。
在本领域中，对于此类型的相对位置检测和高度/倾斜调整来说，许多系统是公知的。从美国专利6412790中得知一种高度识别的方法，其中杆安装在轴和底盘之间，当相对位置改变时，杆操作空气悬挂装置中的阀，使其可以调整高度。根据车辆上的负载，这可以是过大和过小的相对距离。接着阀调整空气波纹管状部件/弹簧波纹管状部件内的压力。在此过程中，除了道路上或车辆下部的松动障碍物可以损坏部件或改变底盘和轴之间的几何形状的危险之外，传感器和机械配置还暴露于来自石头飞溅和水等相当严重的环境压力下，造成不正确的检测/调整。另一缺陷是需要两个传感器来检测和调整倾斜。传感器和杆配置成本高，并且安装必须在车辆工厂的主装配线上进行，以确保它位于底盘和轴之间的正确位置上。此外，杆配置必须在每个车辆上正确对准，以便正确调整高度。
另外，从EP1199196中得知在实际悬挂波纹管状部件内使用例如用于距离测量的超声测量装置进行高度识别。这种系统的缺陷在于传感器位于波纹管状部件内，这对于更换来说不方便接近。此外，需要在每个波纹管状部件内放置传感器，以便准确修正高度。
本发明的目的在于提供一种用于为了调整而识别高度的改进系统，并还可以在车辆中采用空气悬挂装置或液压悬挂装置来识别倾斜并进行调整。该系统针对与现有公知解决方法相关的缺陷进行改进，并可只通过一个传感器检测倾斜和高度变化。
按照本发明，提供一种新型系统以便根据所谓V形杆来识别高度变化和倾斜。其中从挪威专利308963得知一种位于轴和车辆底盘之间的连接件。V形杆布置在车辆的纵向上，并安装在轴上V形底部上。轴上V形杆的安装件可大致围绕两个轴转动(位于并横跨车辆的纵向上)并且是球轴承。V形的每侧还连接到底盘上。因此，当轴相对于底盘运动时，V形杆相对于底盘的角度将变化。这适用于高度变化和倾斜两种情况。因此，在y形杆连接到轴上的位置上，可以检测高度变化和倾斜。
V形杆的球轴承最好设置包围球轴承上部并使其被保护的外部“壳体”或罩。该罩可方便地拆卸以便检查和维护。按照本发明，识别高度和倾斜的传感器安装在壳体内或在罩下面，与实际球轴承相连。传感器因此被保护，不受外部影响。
按照本发明的优选实施例，传感器也是无接触的，在V形杆和轴上的固定点(球连接)之间没有机械连接，这提供了底盘和轴之间相对位置的指示。这是优选的，因为可以避免连接的校正和调整，可能损坏和需要检查的部件更少，并且在安装期间不太需要单独的调整。但是在另外的实施例中，可以在传感器和相对检测点之间使用例如臂或类似物的不同机械连接件。
因此按照本发明，提供一种在车辆上检测底盘和轴之间相对位置的系统，车辆设置安装在底盘和轴之间的所谓V形杆，V形的尖端通过球接头连接到车辆轴上，并且V形杆的相对端连接到车辆底盘上，球接头包括永久地固定在轴或V形杆上的部分球形主体，并通过围绕全部或部分球形主体布置的互补形状套环包围，球接头被罩或壳体覆盖。本发明的特征在于在球上或者在球接头内的与壳体连接的连接件内安装传感器和分别由传感器检测的识别区域，至少在一个方向上该识别区域设置用于对准位置的信息，并且在至少一个方向上传感器对准识别区域的位置。因此，传感器和识别区域集成在V形杆内，并可进一步与空气悬挂装置或液压悬挂装置的车辆控制器相连以便补偿高度和/或倾斜。
因此，在一个实施例中，传感器安装在罩内，或者以另外的形式与球接头的壳体连接，同时识别区域安装在球上。在另一实施例中，识别区域安装在罩内或以另外的形式与球接头的壳体连接，同时传感器安装在球上。
另外，只要传感器与围绕球轴承的罩或壳体连接，并且识别区域设置在球上，该系统取决于球接头内的球是否是轴或V形杆的一部分。在另一实施例中，当然可以颠倒配置。
在一个实施例中，可以通过传感器检测的识别区域在两个方向上设置对准不同位置的信息，并且传感器在这两个方向上对准识别区域的位置。传感器可以是以下面的方式检测识别区域的多种不同的类型：机械识别、通过光的距离识别、根据光反射时的表面状态的距离识别、磁性识别或超声。
识别区域适用于传感器，并且设置包括具有例如反射功率、材料厚度、表面状态或机械型面的不同特征的多个单独不同的区段。例如，可以使用不同程度的表面粗糙度。还可例如采用对于具有可变厚度的识别区域进行检测。本领域的普通技术人员可得到这些解决方法的大部分。
在另一实施例中，通过传感器检测的识别区域在两个方向上设置用于对准位置的信息，一个方向上的信息提供逐个位置的检测，而另一方向上的信息提供极限点的检测，并且除了传感器在两个方向中的一个方向上对准极限点之外，传感器在两个方向中的另一个方向上逐步对准识别区域的位置。因此，通过检测高值或低值，在一个方向上位置的逐步检测可和第二方向上极限点的检测相结合。
另外，通过传感器检测的识别区域在两个方向上设置用于对准位置的信息，而两个方向上的信息提供逐步检测，使得传感器在两个方向的一个或两个方向上逐步对准识别区域的不同位置。
如果在一个方向检测识别区域上的极限点，可以造成传感器在另一方向上没有“看到”识别区域，除非外部限制检测同样允许在另一方向上进行逐步检测。在这种情况下，识别区域和传感器必须返回到传感器再次“看到”识别区域的位置。这最好通过外部限制信号造成的修正运动来实现。这种修正可使得传感器进入识别区域中间的状态。
在不同的实施例中，识别区域内的信息包括逐步检测位置的大部分的单独区段和对准极限点的小部分的单独区域。
传感器可经由机械连接件与识别区域连接。在这种情况下，传感器通常是扭矩电位计。
在另一实施例中，表示检测位置的信号在一个或两个方向上从传感器传递到处理单元。如果位置变化之间的时间间隔很短(即快速变化)，对于球轴承中的游隙，启动报警信号。
在又一实施例中，表示代表方向倾斜的检测位置的信号从传感器传递到处理单元，并且记录相对于中性起始点的累计倾斜，并且当表示倾斜的累计距离超过预定值时，对于危险的倾斜来说，处理单元启动报警信号。
本发明的不同方法将表示在附图中，其中：
图1表示车辆中V形杆的位置；
图2表示V形杆安装件中的传感器元件；
图3是识别区域和传感器元件的实施例的示意图；
图4表示识别区域的实施例。
图1表示V形杆和底盘之间的球接头连接件2，其中传感器6在球8之上的罩内。部分球形主体8被套环9包围，套环继而以套环9相对于球主体8运动的方式与壳体(以及罩)连接。此外，在球8上的球接头2上设置识别区域7。
另外，在图2中表示V形杆1的实例的总体透视图，其中杆部件1a、1b与底盘的各自部分5a、5b连接。带有轮子4的轴3进一步经由球接头2连接到V形杆1上。
此外在图3中，表示从上向下到球接头内看到的本发明实施例的机械连接的实例。识别表面7设置腔室或升高部分10，当运动时使得与作为该系统中的传感器的扭矩电位计2连接的轮子11运动。
另一实施例表示在图4中，其中从上(从传感器)看到识别区域。区域7c提供位置变化的逐步检测，区域具有不同特征的多个区段，而区段7a和7b只提供运动是否达到极限点。

Claims (11)

1.一种在车辆上检测底盘(5a、5b)和轴(3)之间相对位置的系统，车辆设置安装在底盘(5a、5b)和轴(3)之间的所谓V形杆(1)，y形的尖端通过球接头(2)连接到车辆轴(3)上，并且V形杆的相对端(1a、1b)连接到车辆底盘(5a、5b)上，球接头(2)包括永久地固定在轴或V形杆上的部分球形主体(8)，并通过围绕全部或部分球形主体(8)布置的互补形状套环(9)包围，球接头(2)被罩或壳体覆盖，其特征在于，在球(8)上或者在球接头内的与壳体连接的连接件内分别安装传感器(6)和由传感器检测的识别区域(7)，至少在一个方向上该识别区域(7)设置用于对准位置的信息，并且在至少一个方向上传感器(6)对准识别区域(7)的位置。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，通过传感器检测(6)的识别区域(7)在两个方向上设置用于对准位置的信息，并且传感器(6)在这两个方向上对准识别区域(7)的位置。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，传感器可以是以下面一种方式检测识别区域(7)：机械识别、通过光的距离识别、根据光反射时的表面状态的距离识别、磁性识别或超声。
4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，识别区域(7)设置包括具有例如反射功率、材料厚度、表面状态或机械型面的不同特征的多个单独不同的区段的信息。
5.如权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，通过传感器检测的识别区域(7)在两个方向上设置用于对准位置的信息，一个方向上的信息(7c)提供逐步检测，而另一方向上的信息提供极限点(7a、7b)的检测，并且除了传感器在两个方向中的一个方向上对准极限点(7a、7b)之外，传感器(6)在两个方向中的另一个方向上逐步对准识别区域的位置。
6.如权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，通过传感器(6)检测的识别区域(7)在两个方向上设置用于对准位置的信息，而两个方向上的信息提供逐步检测，使得传感器(6)在两个方向的一个或两个方向上逐步对准识别区域(7)的位置。
7.如权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，识别区域(7)内的信息包括逐步检测位置的大部分的单独区段和对准极限点(7a、7b)的小部分的单独区域。
8.如权利要求3-4任一项所述的系统，其特征在于，传感器经由机械连接件连接到识别区域上。
9.如权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，传感器是扭矩电位计(12)。
10.如上述权利要求任一项所述的系统，其特征在于，表示检测位置的信号在一个或两个方向上从传感器(6)传递到处理单元，在位置快速变化的情况下，对于球轴承(2)中的游隙，启动报警信号。
11.如上述权利要求任一项所述的系统，其特征在于，表示代表方向倾斜的检测位置的信号从传感器传递到处理单元，其中记录相对于中性起始点的累计倾斜，并且当表示倾斜的累计距离超过预定值时，处理单元启动危险倾斜的报警信号。
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