CN1985104A - 具有集成位移传感器的减震器 - Google Patents

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Abstract

减震器(10)包括筒体(14)、连接到筒体的活塞杆(16)、和连接到活塞杆(16)的活塞。对活塞杆进行磁性编码，使得其包括多个磁性相移。相移允许确定活塞杆相对于筒体的位置，从而使其可以作为位移传感器。

Description

具有集成位移传感器的减震器
相关申请
本中请要求2004年7月14日提交的中请号为60/587,552的美国临时专利中请的优先权，这里结合其说明书作为参考。
技术领域
本发明的一个实施例涉及车辆的减震器。更具体地，本发叨的一个实施例涉及包括集成位移传感器的减震器。
背景技术
许多车辆/汽车应用需要车身(即，悬架质量)和悬架(即，非悬架质量)之间的距离的输入信号。这些应用的实例包括自动车辆调平系统、半可控和主动式悬架系统、以及用于高强度放电前照灯的调平系统。
在已知的应用中，通常由分开安装的位移传感器来提供输入信号。这些传感器通常采用支架安装在悬架质量上，并通过连接杆和支架连接到非悬架质量。这些传感器的每个通过专用的套管而分开连接到车辆的电气系统。
然而，因为包括大量的部件，安装传感器需要大量的工作量并且在车辆离开制造生产线后需要校准传感器，诸如上述的已知位移传感器可能昂贵。
基于上述，需要部件数量减少并减少工作量和校准量的位移传感器。
发明内容
本发明的一个实施例是减震器，该减震器包括筒体、连接到筒体的活塞杆、和连接到活塞杆的活塞。活塞杆被磁性编码，从而其包括多个磁性相移。相移允许确定活塞杆相对于筒体的位置，使得其可作为位移传感器。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的减震器的剖开立体图。
图2是活塞杆的轮廓图，并示出根据本发明的一个实施例的磁性编码的制造步骤。
图3是活塞杆的轮廓图，并示出根据本发明的一个实施例的磁性编码的制造步骤。
图4是具有根据本发明的一个实施例的集成位移传感器的活塞杆的轮廓图。
图5是活塞杆的轮廓图，并示出根据本发明的一个实施例的磁性编码的制造步骤。
图6是活塞杆和管子组件的轮廓图，并示出在杆上的不锈钢管组件的多个实施例。
图7是活塞杆和管子组件的轮廓图，并示出在杆上的铝管组件的多个实施例。
图8是活塞杆和管子组件的轮廓图，并示出在杆上的不锈钢管组件的另一实施例。
具体实施方式
本发明的一个实施例是安装在车辆上，具有磁性编码的活塞杆的减震器。磁性编码活塞杆允许确定活塞杆相对于减震器筒体的位置，从而为车辆提供集成到减震器中的位移传感器。
图1是根据本发明的一个实施例的减震器的剖开立体图。减震器10包括活塞12、筒体14、活塞杆16、和机油18。减震器10以已知方式工作，以吸收车辆中的振动。
活塞杆16采用磁性材料20编码，该磁性材料20允许减震器10作为位移传感器。活塞杆16的编码磁性材料20在活塞杆16的表面上产生局部材料相位变化，引起具有高和低磁导率的材料相变。当磁化率的差别足够高时，该相变可被已知磁性传感器技术的装置检测，并且活塞杆16可用作集成到减震器10中的位移传感器的一部分。已知磁性传感器技术的一个实例在2004年3月3日提交的，题为“Dispositiftélescopique avec détection électromagnétique de position”(公开号______)的法国专利申请04-02175。
图2是活塞杆的轮廓图，并示出根据本发明的一个实施例的磁性编码的制造步骤。在一个实施例中，活塞杆26由不锈钢组成。在其它实施例中，活塞杆6可由在冷变形或其它类型的变形作用下易于发生相位变化的任何材料组成。
在步骤20，在活塞杆26的表面铣削出槽轮廓。在步骤22，通过锻压或其它挤压操作使槽的上部变形，提供要求的局部相位变化。最后，在步骤24，在锻压操作后，将压平的杆轮廓研磨平成要求的直径和光洁度。结果，活塞杆26的表面的变形部分28下的材料相位将具有与初始材料相位不同的相对磁导率(“μr”)，并将提供磁性编码。
图3是活塞杆36的轮廓图，并示出根据本发明的一个实施例的磁性编码的制造步骤。在一个实施例中，活塞杆36由不锈钢组成。在其它实施例中，活塞杆6可由在冷变形或其它类型的变形作用下易于发生相位变化的任何材料组成。
在最初的杆表面上(步骤30)，在活塞杆36的表面变形形成槽轮廓(步骤32)，提供需要的用于局部材料相位变化的变形。在步骤34，将杆36研磨成所需的直径，消除应用变形的突起部，并给出磁性轮廓。结果，活塞杆36的表面的变形部分38下的材料相位具有与初始磁相不同的相对磁导率，并将提供磁性编码。
图4是具有根据本发明的一个实施例的集成位移传感器的活塞杆46的轮廓图。在一个实施例中，活塞杆46由不锈钢形成。在一个实施例中，活塞杆46如下制作：将掩模42安装到活塞杆46的表面上。将杆16的未掩盖部分冷却到至少为Ms(马氏体转变开始点)的温度。由于材料的局部冷却，当前相位将移到不同的相位，并具有不同的磁导率。杆16被进一步研磨成正确的直径和平直度。
图5是活塞杆的轮廓图，并示出根据本发明的一个实施例的磁性编码的制造步骤。在一个实施例中，活塞杆56由不锈钢组成。
在步骤50，在活塞杆的表面形成槽。在步骤52，通过热喷涂技术，使用作为喷涂填料的与活塞杆材料相比相对磁导率显著不同的材料来对这些槽进行充填。在步骤54，研磨过多的填料，给杆提供最终的直径和光洁度。在步骤58，作为可选的最终步骤，对杆进行表而处理，以提供需要的表面硬度、耐蚀性和耐磨性。
具有集成位移传感器的活塞杆的实施例可由不锈钢杆制成。然而，在其它实施例中，可使用通常在减震器中使用的低碳、硬铬电镀杆，并结合在杆上的铝或不锈钢管组件，如下文中所述。
图6是活塞杆和管子组件的轮廓图，并示出在杆上的不锈钢管组件的多个实施例。首先，将薄不锈钢管61装配到杆芯63 上。可以以不同的方式实现不锈钢管的固定：对管子进行加热，并将其压配合到钢芯上(步骤60)；将管子焊接在钢芯上(步骤62)；或将管子机械固定到钢芯上(步骤64)。在一个实施例中，将管子固定到杆芯上后，可将组件进行热处理或表面处理，以提高表面光洁度。
图7是活塞杆和管子组件的轮廓图，并示出在杆上的铝管组件的多个实施例。对薄铝管进行阳极氧化，以实现需要的表而硬度。阳极氧化的铝管73装配到钢芯杆71上，并在杆端侧固定有橡胶密封部件74。可以采用不同的方式实现活塞杆侧的固定，包括将管子焊接在钢芯上(步骤70)，和将管子机械固定在钢芯上(步骤72)。
图8是活塞杆和管子组件的轮廓图，并示出在杆上的不锈钢管组件的另一实施例。薄不锈钢管80在钢金属芯82上滑动。管子通过电阻焊接到钢杆芯上的套环(回弹限位器)84在杆芯上定位。在另一侧，不锈钢管和钢芯之间的开口采用O形环86密封。可通过顶部安装固定、将不锈钢管焊接到杆芯或不锈钢管与杆芯之间的机械固定来实现不锈钢管的固定。
如上所述，具有被磁性编码的活塞杆的减震器的本发明的实施例允许减震器作为位移传感器，而不需要大量部件，多个传感器和在安装到车辆上后的校准。
这里具体说明并/或描述了本发明的若干实施例。然而，应了解本发明的变更和改变被上述公开内容所覆盖，并在所附权利要求的范围内，而不偏离本发明的实质和范围。

Claims (18)

1.一种减震器，包括：
筒体；
连接到所述筒体的活塞杆；和
连接到所述活塞杆的活塞；
其中所述活塞杆包括第一磁相的第一部分和第二磁相的第二部分。
2.如权利要求1所述的减震器，其中所述活塞杆包括表面，并且其中通过对所述表而的一部分进行变形而形成所述第一部分。
3.如权利要求1所述的减震器，其中通过对所述活塞杆的一部分进行冷却而形成所述第一部分。
4.如权利要求1所述的减震器，其中通过在所述活塞杆上形成第一槽，并采用磁相与所述活塞杆不同的材料填充所述第一槽而形成所述第一部分。
5.如权利要求1所述的减震器，其中所述活塞杆是不锈钢杆。
6.如权利要求1所述的减震器，其中所述活塞杆包括紧固在钢芯上的不锈钢管。
7.如权利要求1所述的减震器，其中所述活塞杆包括紧固在钢芯上的铝管。
8.如权利要求1所述的减震器，还包括检测在所述第一部分和所述第二部分之间的磁性转变以计算所述筒体中所述活塞杆的位移的电路。
9.一种检测车辆位移的方法，包括：
检测减震器活塞杆上的磁性相移的至少一个转变；
基于所述转变计算减震器筒体内的所述活塞杆的第一位移；并且
基于所述第一位移计算所述车辆的第二位移。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述活塞杆包括第一磁相的第一部分和第二磁相的第二部分。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述活塞杆包括表面，并且其中通过对所述表而的一部分进行变形而形成所述第一部分。
12.如权利要求10所述的方法，其中通过对所述活塞杆的一部分进行冷却而形成所述第一部分。
13.如权利要求10所述的方法，其中通过在所述活塞杆上形成第一槽，并采用磁相与所述活塞杆不同的材料填充所述第一槽而形成所述第一部分。
14.一种用于车辆的位移传感器，包括：
减震器筒体；
设置在所述筒体内的活塞杆；
设置在所述活塞杆上的第一磁相部分；和
设置在所述活塞杆上的第二磁相部分。
15.如权利要求14所述的位移传感器，其中所述第一磁相部分的磁相不同于所述第二磁相部分。
16.如权利要求14所述的位移传感器，其中所述第一磁相部分的相对磁导率不同于所述第二磁相部分。
17.如权利要求14所述的位移传感器，其中通过对所述活塞杆的一部分进行冷却而形成所述第一磁相部分。
18.如权利要求14所述的位移传感器，其中通过在所述活塞杆上形成第一槽，并采用磁相与所述活塞杆不同的材料填充所述第一槽而形成所述第一磁相部分。
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