CN1796936B - 倾斜传感器和连接该倾斜传感器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用摆式运动体检测车体侧向和纵向倾斜的倾斜传感器，该摆式运动体可转动地支撑在安装在壳体中的转轴上，其中，在壳体中的摆动体的转轴是倾斜的，以在运动体的转动面和连接到车体上的外壳安装板表面之间形成一特定角度。

Description

倾斜传感器和连接该倾斜传感器的方法
技术领域
本发明涉及一种检测行驶中的车体的倾斜状态的倾斜传感器及将其连接到车体上的方法。一般说来，会在车辆的安全系统中使用倾斜传感器，其检测车辆的翻转，并且例如切断供油和/或关闭点火供电系统。
背景技术
已经发展了一种倾斜传感器，其包括一个连接到车体上的壳体(外壳)，根据车体的倾斜在壳体中有摆动型自由转动运动，及当车辆发生倾斜时，电磁感应运动的磁部分的检测器(JP2001-256871)。
将该倾斜传感器连接到车体上，以使得当摆动运动摆动到与车体的侧向倾斜相同的方向的情况下，能检测到车体侧向(侧面的)的倾斜。
上述传统的倾斜传感器仍然涉及这样一个问题，其中设置在车体的侧向的转动的转动运动并不能检测到车体在纵向的倾斜。为了检测车辆纵向的倾斜(向后或向前)，必须使用独立连接到车体上的另外的倾斜传感器，以检测到车体纵向的倾斜。
发明内容
因此，本发明的一个目的是，提供一种通过在与车体连接的壳体中能够自由转动的摆式运动体检测行驶中的车体的倾斜状态的倾斜传感器，其中，在壳体中的摆式运动体的转轴在一个平面内倾斜摆动，该平面同与车体连接的壳体安装板表面形成一个特定的角度。
本发明的另一个目的是，提供一种在车体上连接一个倾斜传感器的方法，该传感器具有能够在平行与壳体安装板表面的平面内自由转动的摆式运动体，因此能够将该传感器壳体连接到车体，以将摆锤的转轴倾斜安放在与车体的纵向(向前和向后)成一特定角度的状态。
只用一个根据本发明构造和连接的倾斜传感器就能够检测到行驶车辆车体的侧向和纵向的倾斜。
附图说明
图1所示的是根据本发明的一个实施例的倾斜传感器的基本结构的前视图。
图2是图1的倾斜传感器的侧面截面图。
图3是图2的实施例的倾斜传感器的摆式运动体的正视图。
图4是图3所示的倾斜传感器的运动体的侧视图。
图5是运动体的磁场的展开图。
图6是根据本发明在倾斜传感器中使用的示范性垫板的侧视图。
图7是根据本发明在倾斜传感器中使用的另一种示范性垫板的侧视图。
图8是根据本发明，用来检测车辆倾斜状态的倾斜传感器的传感器电路的电路图。
图9是根据本发明的倾斜传感器的透视外视图。
图10是根据本发明的倾斜传感器的局部平面图。
图11是倾斜传感器的局部平面图，表示了倾斜传感器的倾斜灵敏及不灵敏区域，该倾斜传感器具有在与车体连接的传感器壳体安装板表面平行的平面中转动的摆式运动体。
图12是倾斜传感器的局部平面图，该传感器具有一个能够在与车体连接的壳体安装板表面平行的平面内转动的摆式运动体，该图表示了与车体纵向(前后方向)倾斜成特定角度的摆式运动体的转轴。
具体实施方式
图1和2描述了根据本发明的倾斜传感器的基本结构。在该倾斜传感器中，在壳体1中轴3可转动地支撑一个磁性摆式运动体2。壳体1包括一个下壳体11和一个上壳体12。下壳体11与密封圈4一起装配在上壳体12上，它们之间用钩连接以形成壳体1的防水结构。上壳体12具有一个安装板9，用于固定到车体上。
在上壳体12中，安装有具有传感电路的电路板6，当Hall IC5检测到运动体2的倾斜状态超过预定转角并且使其本身转换为ON状态时该传感电路可以输出信号。上壳体具有一个与之一体形成的插座部分8，以连接电源Vcc的终端、地线GND和电路板6的输出端OUT。
如图3和4所示，运动体2具有一个轴孔23，用于轴3插入其中，两者之间留有间隙，其还具有一个上槽口部21，该上槽口部21具有从参考点(转动中点)O和下平衡部分22在两侧上的孔径角α(例如62度)，以将参考点O定位在垂直方向。
连接到电路板6上的Hall IC5是单极敏感类型的，其设置在运动体2的参考点(转动中点)O上。当该Hall IC5检测到磁性运动体2的S极部分时，该Hall IC5变为ON状态，此时该S极部分与其相对。
在根据本发明的这样的结构中，带有间隙地插入运动体2的轴孔23中的轴3具有垫片7，该垫片松配合在其两端，然后安装到壳体1上，由此运动体2的轴3具有不受壳体1限制的自由端。在壳体1中垫片7能够限制运动体2在轴向上的移动。
因此，运动体2的转轴3具有不受壳体1限制的自由端，并且不会将行驶车辆的振动直接传递给运动体2，所以提高了运动体2的转动性能。
如图6所示，垫片7是“珠”形的，以使其具有最小的表面，以邻接到轴上的运动体2上。这能有效地防止运动体2对垫片7的所谓“粘附”的发生，即使当壳体1向与运动体2的转动方向相反的方向倾斜时运动体2被推向垫片7的情况下。
当然也可以使用把顶端截去的锥形(如图7所示)或其它任何具有邻接到运动体2的缩小表面的垫片7。
上壳体12具有形成于它的下边缘的帽形部分121，以用间隙S封闭轴体3的两端的上部，以防止运动体2离开下壳体11中的给定位置。
根据本发明，相对于其轴孔23的运动体2的上部和下部的重量比预置为1∶9到3∶7范围内的一个适当的值，以防止运动体2随着行驶车辆的振动而不稳定地摆动。通过将一定的振动应用到上部和下部具有不同重量比的多个样品(运动体2)的实验的结果，表明上部和下部的重量比在1∶9到3∶7范围内的样品能很稳定地抗振动。重量比为2∶8的样品具有最好的振动频率特性。即，当运动体2的上部和下部的重量比超过上述比率时，由于运动体2的重心上移，所以运动体2的摆动会随着振动而不稳定。
通过在上部制造孔10和/或在下部嵌入重块13，可以调节运动体2的上部和下部的重量比。
根据本发明，由于运动体2具有最适合的绕转轴3的其上部和下部重量比，所以其能够根据与行驶车辆连接的壳体1的倾斜进行适当弯矩的转动，而不会受到车体振动的影响。
运动体2具有一个孔径角α相对较大的上槽口部21，以将其转动参考点O带到槽口部分孔的中点。所以，在孔径角α中Hall IC不会对运动体2的振动做出响应。因此，根据本发明的传感器能够正常工作，而不会因为行驶车辆的振动而错误致动，并且只有当车辆倾斜超过一个特定值的角度时才打开它的HallIC。
如图3和5所示，运动体2具有对称分布于从参考转动中点两侧的多个磁化(极化)部分。即，运动体2具有微小的N极部分N1和N2(具有孔径角β，如27度)，分别设置在槽口部分21的两侧，及一个S极部分S1(具有特定的孔径角γ，如244度)，设置在两个N极部分之间。
具有多个极化部分的运动体可以在N极部分和S极部分之间的范围内提供磁通量密度的急剧变化。当由于角度超过特定角度，S极部分与此时处于打开状态的Hall IC5相对而使运动体2转动时，这能够使传感器精确地预设运动体的位置。
图8显示用于通过打开Hall IC5检测行驶车辆的倾斜(翻转)状态的示范性传感器电路。该传感器电路通过打开Hall IC5来检测到运动体2的转动超过特定角度，从而输出高电平检测信号。在电路图中，电阻R1和电容器C2形成了一个保护Hall IC5的低通过滤器。设置电容器C1以防止噪音和振动的发生。
根据本发明，运动体2被磁化成如图3和5所示的样式，以通过Hall IC5检测在具有特定倾斜角的斜坡上的车体的翻转状态或直立(或侧立)状态。
根据本发明，如此构造的倾斜传感器的外壳1具有一个安装板，该安装板利用其表面A连接到车体上。在该例子中，在壳体中的运动体2的轴3是倾斜的，以在运动体2的转动面B和壳体的安装板表面之间形成一个特定角度θ(在10到45度范围内)，如图9和10所示。
将壳体1的安装板表面A与车体的侧向X对齐，用这样的方式将倾斜传感器的壳体1连接到车体上，其中运动体2的转轴3如上所述是倾斜安装的。通过根据行驶车辆的倾斜而转动的运动体2，如此连接到车体的倾斜传感器不但能够检测到行驶车辆侧向X的倾斜也能检测到纵向Y的倾斜。
当车体倾斜的方向与运动体2的转动平面B的方向不同时，在本实施例中，后者被推向垫片7，但是轴3能够在垫片中自由转动而不会被壳体1粘住，从而能够对应于行驶车辆的倾斜而使摆体平滑摆动。
图10所示是根据本发明的倾斜传感器的敏感区域W1和非敏感区域W2。
图11所示为连接到车体的倾斜传感器的敏感区域W1和非敏感区域W2，其中在壳体1中的运动体2的转轴3是不倾斜的，以在与壳体1的安装板表面A平行的转动平面B内自由转动。
对以壳体1的安装板表面A和运动体2的转动平面B之间的角度预设在10到45度范围内的角度φ连接到车体的倾斜传感器进行实验。实验结果表明传感器能够可靠地检测行驶车辆车体侧向X和纵向Y的倾斜。
根据本发明，倾斜传感器14以如此方式连接到车体15，从而运动体2的轴3以相对于车体的纵向Y成一特定角度φ(在10-45度的范围内)倾斜，如图12所示，其中，该传感器14具有能够在与传感器壳体的安装板表面A平行的平面内自由转动的运动体2。在该实施例中，具有如图10所示的相同的敏感区域W1的倾斜传感器能够利用运动体根据车体侧向和纵向方向X及Y的倾斜而发生的转动进行检测。
工业实用性
根据本发明，有可能提供一种通过摆式运动体检测行驶车辆车体的倾斜状态的倾斜传感器，该运动体能够在与车体连接的壳体中自由转动，其中，壳体中的摆锤的轴设置处于倾斜状态，以使摆锤在转动平面中摆动，该转动平面与连接到车体上的壳体安装板表面形成一个特定的角度。由于上述结构，所以倾斜传感器能够可靠地检测行驶车辆车体侧向和纵向的倾斜。
根据连接到车体的方法，倾斜传感器具有一个摆式运动体，该摆式运动体能够在平行于连接到车体上的外壳安装板表面的转动平面内自由转动，由此，传感器的壳体能够连接到车体上，以将摆锤的转轴设置在与车体纵向(向前和向后)成特定角度的倾斜状态。如此连接到车体上的倾斜传感器能够可靠地检测车体侧向和纵向的行驶车体的倾斜。
只用一个根据本发明的构造和连接的倾斜传感器就能够检测车体纵向和侧向的倾斜。

Claims (4)

1.一种用于检测车体倾斜状态的倾斜传感器，包括一个结合有摆式运动体(2)的壳体(1)，该运动体可转动地支撑在该壳体内的一转轴(3)上，其中，在壳体(1)中的该运动体的转轴(3)设置处于倾斜状态，以便在连接在车体上的壳体安装板表面(A)和运动体(2)的转动表面(B)之间形成一个特定的角度(θ)，其中，所述倾斜传感器还包括用传感电路执行的电路板(6)和连接到该电路板(6)上的Hall IC(5)，当该Hall IC(5)检测到所述运动体(2)的倾斜状态超过预定转角时，该传感电路输出信号，Hall IC(5)本身转换为ON状态，从而所述倾斜传感器能够检测到车体的倾斜状态.
2.如权利要求1所述的倾斜传感器，其特征在于：所述形成在连接在车体上的壳体安装板表面(A)与摆式运动体(2)的转动表面(B)之间的角度(θ)预设在10度到45度范围内的特定值.
3.一种连接倾斜传感器的方法，该倾斜传感器具有能够在平行于连接在车体上的壳体安装板表面(A)的旋转平面(B)内在壳体(1)内自由转动的摆式运动体(2)，由此，该运动体(2)的转轴(3)与车体的纵向(Y)成一特定角度地倾斜，其中，所述倾斜传感器还包括用传感电路执行的电路板(6)和连接到该电路板(6)上的Hall IC(5)，当该Hall IC(5)检测到所述运动体(2)的倾斜状态超过预定转角时，该传感电路输出信号，Hall IC(5)本身转换为ON状态，从而所述倾斜传感器能够检测到车体的倾斜状态.
4.如权利要求3所述的连接倾斜传感器的方法，其特征在于：所述运动体(2)的转轴(3)与车体的纵向(Y)形成一特定角度(θ)，其范围从10度到45度. 
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