CN207374054U - 用于汽车的行驶动力学控制的传感器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于汽车的行驶动力学控制的传感器装置，具有：本身刚性的保持元件，其用于将传感器装置的至少一部分在预定的测量位置中固定在汽车的框架元件上，设置在保持元件上的第一传感器单元，其用于根据保持元件沿预设的空间轴线的加速来产生加速度信号，设置在保持元件上的第二传感器单元，其用于根据第二传感器单元的检测元件相对保持元件的沿空间轴线定向的相对偏转来产生位置信号，设置在检测元件上的连杆元件，其用于固定在汽车的横拉杆上并且用于将横拉杆的运动传递至检测元件上，和电子连接设备，其用于输出加速度信号和位置信号。

Description

用于汽车的行驶动力学控制的传感器装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于汽车的行驶动力学控制的传感器装置。借助传感器装置既可以产生加速信号、也可以产生用于确定汽车的车轮的弹性变位(Einfederweg)的控制信号。

背景技术

这种传感器装置例如由EP2036746A2已知。由现有技术已知的控制装置集成在减震器中、也就是弹簧支柱或减震支柱中。加速传感器的加速信号被作为脉冲宽度调制的信号传递。在减震器中的集成要求汽车配备特定款型的减震器，因此所述传感器单元一般是存在。

由EP1886849A1已知一种用于汽车的车轮悬架，应变传感器和加速传感器集成在车轮悬架中。

为了在汽车中根据行驶情况地调节行驶动力学，在减震器中可以设置或调节其减震器硬度。在此为了检测行驶状况，汽车结构(例如其车架)的当前加速度以及减震器的当前弹性变位需要作为各个输入参数。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，在汽车中可靠地检测关于汽车结构或车架的加速度的加速信号和减震器的弹性变位或压缩路程。

通过本实用新型提供一种汽车的行驶动力学控制的传感器装置。所述传感器装置的优点在于，能够在一个工序中装配在汽车中，并且在此确保用于检测所需的传感器信号的传感器单元在汽车中正确地定向和布置。

传感器装置具有本身刚性的保持元件，用于将传感器装置的至少一部分在预定的测量位置中固定在汽车的框架元件上。所述本身刚性的保持元件例如由金属制成，用于由此获得足够的固有刚性，因而保持元件在行驶中与框架元件一起同步的伴随运动。设置在保持元件上的第一传感器单元设置用于，根据保持元件沿预设空间轴线的加速来产生加速度信号。换句话说，通过第一传感器单元提供至少一个加速传感器。通过本身刚性的保持元件在此将框架元件的运动传递至第一传感器单元，因此借助第一传感器单元产生加速度信号，其描述框架元件沿着所述空间轴线的加速。在所述测量位置中，空间轴线例如表述竖直轴线或汽车的高度方向轴线。

此外提供设置在保持元件上的、用于产生位置信号的第二传感器单元。所述位置信号在此取决于传感器单元的检测元件的沿着空间轴线定向的偏转。所述检测元件例如是扭杆。所述偏转在此相对地、参照保持元件被检测。换句话说，位置信号描述了检测元件相对保持元件的相对位置或状态。设置在检测元件上的连杆元件用于固定在汽车的横拉杆上并且用于将横拉杆的运动传递至检测元件。因为横拉杆相对汽车的框架元件可移动地被支承，所以横拉杆的运动通过连杆元件传递至第二传感器单元，在那里检测元件通过连杆元件运动。因此横拉杆相对框架元件的位置借助第二传感器单元检测并且通过位置信号描述。

电子连接设备设置用于，输出加速度信号和位置信号。在连接设备上可以例如连接控制设备，借助该控制设备控制汽车的行驶动力学，方法是例如减震器的减震器硬度根据传感器信号(加速度信号和位置信号)被调节。

通过所述传感器装置得出的优点在于，传感器装置能够在一个工序中装配或安装在汽车中，方法是将保持元件固定在框架元件上并且将连杆元件固定在横拉杆上。然后所述传感器信号在连接设备上提供。

可选的扩展方案也属于本实用新型，通过其特征可以得出附加的优点。

对于第二传感器单元优选规定，所述的检测元件设计为杠杆臂，其被支承为可围绕旋转轴线转动。由此横拉杆的运动通过连杆元件转换成杠杆臂的转动。由此得出的优点在于，第二传感器单元设计为紧凑构造的轮距传感器(Radwegsensor)。

可选地规定，第二传感器单元具有用于检测杠杆臂的转动位置的转角传感器。由此，轮距传感器可以基于转角传感器实现，例如基于霍尔传感器。通过杠杆臂的长度，在此可以将测量精度在测量弹性变位时、以较小耗费设置在预定的阈值之下。

优选规定，第一传感器单元和第二传感器单元设置用于，将它们各自的传感器信号或者短信号(也就是加速度信号和位置信号)数字地输出。由此得出的优点是，两个信号通过共同的通信线路传递。

在此优选规定，用于输出加速度信号和位置信号的连接设备仅包含双芯的通信线路。连接设备具有用于通过通信线路发出加速度信号和位置信号的多路复用单元。在传感器装置和所述控制设备之间的通信线路因此可以双芯的、尤其仅双芯的构成或提供使用，这显著有利于汽车的构造。多路复用单元保证了两个传感器单元的数字信号在时间上前后地通过通信线路传递。这种多路复用单元也被称为交接器或分向滤波器。

特别优选的是，两个传感器单元设置用于，将它们的信号通过连接设备借助同步的数据传输方法脉冲式地传输，也就是基于预设的时钟脉冲。换句话说，两个传感器单元是数字同步的。在此仅需要一个共同的通信线路，并且数字的传感器信号的发出在各个时刻上通过同步的数据传输方法编码。优选不发生碰撞检测(CD-Collision Detection)，这能够延缓数字的传感器信号的传输。特别优选的是，通过连接设备实现PSI5-接口(PSI-Peripheral Sensor Interface)。

为了将第一传感器单元连同至少一个加速传感器刚性地连接或耦连在框架元件上，为了由此借助第一传感器单元检测框架元件的加速度，优选规定，保持元件一体式地构成。保持元件例如可以设计为板。所述板优选具有至少一个弯曲的区域，由此进一步提高抗弯强度。尤其规定，板的平面这样定向，使得所述空间轴线在板平面中或平行于板平面延伸。由此得出的优点在于，对于汽车的框架元件沿着空间轴线的加速或振动运动，保持元件的抗弯强度是最大的。

保持元件为了固定在框架元件上具有长孔，其中长孔的纵向延伸方向垂直于空间轴线地定向。由此得出的优点在于，在例如长孔中的螺栓松动时，在保持元件和框架元件之间的相对运动不会或者至少仅略微地负面影响第一传感器单元的加速信号。

在此可以规定，取代用于固定第二螺栓的第二贯穿孔、保持元件具有用于在框架元件上调整保持元件的凸起元件。所述凸起元件优选是凸面，例如通过弯曲、冲裁或拉深产生。保持元件还可以通过其凸起元件例如卡锁地或形状配合地保持在框架元件的凹口中，并且例如借助螺栓通过长孔固定拧紧。

本实用新型还包含一种汽车，其中提供传感器装置。按照本实用新型的汽车具有车轮和用于车轮的车轮悬架和用于调节车轮悬架的减震器或减震支柱的减震器硬度的控制设备。所述减震器硬度通过控制设备、根据汽车的车架或构架的加速度、并且根据减震器的弹性变位被调节。为了检测加速度和弹性变位，提供一种按照本实用新型的传感器装置的实施形式，并且固定在构架的框架元件上和车轮悬架的横拉杆上，其中传感器装置的所述预定的空间轴线竖直地定向。由此可以借助传感器装置检测构架的沿着垂直空间方向的加速度并且通过横拉杆检测减震器的弹性变位。控制设备通过调节减震器硬度实现了汽车的主动的行走机构。减震器硬度例如借助可调的阀门以已知的方式调节。

附图说明

以下描述本实用新型的实施例。在附图中：

图1示出按照本实用新型的调节装置的实施形式的示意图；和

图2示出按照本实用新型的汽车的实施形式的示意图。

具体实施方式

以下阐述的实施例涉及本实用新型的一种优选的实施形式。在该实施例中，实施形式描述的部件分别代表本实用新型的单独的、相互独立的特征，它们也可以分别相互独立地改进并进而且也可以单独地、或者在不同于所示组合的其他组合中视作本实用新型的组成部分。此外所述实施形式也可以通过本实用新型其他的已述特征补充。

在附图中功能相同的元件分别标以相同的附图标记。

图1示出一种传感器装置1，其安装在汽车2中、例如机动车、尤其是私家车或载重车。为了显示控制装置1的周围环境，示出框架元件3和横拉杆4。框架元件3可以是汽车1的结构或车身的组成部件。横拉杆4可以通过铰接设备5、沿着空间轴线6可转动地相对框架元件3支承。空间轴线6尤其是竖直轴线。横拉杆4可以与汽车1的(未示出的)车轮(例如前轮)的轴7相连。

在汽车行驶过程中，由于车轮的车轮悬架的(未示出的)减震器或减震支柱的弹性运动而产生横拉杆4相对框架元件3或者相对汽车1的整体结构或车架的运动8。框架元件3同样可以由于沿着空间轴线6的俯仰运动和/或摆动运动实施运动9。

为了检测框架元件的、和由运动8产生的减震器的弹性变位10的运动9，提供传感器装置1。传感器装置1在此具有保持元件11，传感器装置通过其固定在框架元件3上。为了固定或固持所述保持元件11，其具有长孔12和凸面或凸起元件13。长孔12的纵向延伸方向14垂直于空间轴线6。凸起元件13可以设置在框架元件3的凹槽或凹口中。总体上，借助在长孔12中的单独的螺栓可以将保持元件11固定地保持在框架元件3上。

保持元件11是刚性的，也就是在框架元件3的运动9中，保持元件3伴随运动。在保持元件11上设置传感器单元15和传感器单元16。传感器单元15检测弹性变位10并且根据弹性变位10的长度或数值产生位置信号17。为此，传感器元件5具有检测元件18，其通过连杆元件19与横拉杆4机械连接。在运动8中，检测元件18伴随运动。检测元件18尤其设计为可围绕传感器单元15的旋转轴线20旋转地支承的杠杆臂。因此根据弹性变位10得出检测元件18的转动位置21。转动位置21可以借助传感器单元15的霍尔传感器22转换成位置信号17。

传感器单元16可以具有加速传感器23，其检测沿着空间轴线6的加速度。加速传感器23因此根据运动9的加速度值产生加速度信号24。

传感器单元16形成第一传感器单元，传感器单元15形成第二传感器单元。

位置信号17和加速度信号24可以通过连接设备25输出或提供。所述连接设备25可以通过通信线路26与控制设备27相连。控制设备27可以构造为控制器。通信线路26必须具有仅2个金属线或线芯28用于传递传感器信号17、24。

通过控制设备27可以根据位置信号17和加速信号24调节减震器的减震器硬度。

双芯的通信线路26是足够的，因为通过连接设备25两个传感器信号17、24可以作为数字信号提供，它们借助同步的数据传递方法通过通信线路26传递给控制设备27。连接设备25为此可以设置用于，提供用于交替传递位置信号17和加速度信号24的数字值的时间多路复用方法。传感器单元15、16在此设置用于数字地提供其各自的传感器信号17、24。传感器单元15、16尤其设置用于，将其传感器信号16、17数字地提供至PSI5接口。

图2示出了，如何能够以有利的方式将控制设备27设置在汽车2的尾部并且将传感器装置1设置在汽车2的前车轮29上。因为通信线路26必须仅设计为双芯的，则尽管线路长度较大也不会产生由于提供通信线路26导致的显著附加的制造成本。

在汽车2中，两个传感器单元15、16设计用于数字地、同步地数据传递，例如借助PSI5接口，并且从控制设备27起、到双芯的通信线路26、直至连接设备25供给所述两个传感器单元，并且然后两个传感器单元划分为交接器(Splice)并且实施为传感器装置1的包含加速传感器的集成的轮距传感器。

因此统一的数字-同步PSI5传递是可能的。在控制设备27上仅需要一个引脚用于从线芯28接收传感器信号17、24。两个线芯28提供了地电位或参考电位。

所示形式的传感器装置1可以分别设置在两个前轮上并且可选地也设置在一个或两个后轮上。

总体上该实施例示出，通过本实用新型如何将用于两个传感器的传感器支架提供给半主动(semi-aktive)行走机构。

附图标记清单

1 传感器装置

2 汽车

3 框架元件

4 横拉杆

5 铰接设备

6 空间轴线

7 轴

8 运动

9 运动

10 弹性变位

11 保持元件

12 长孔

13 凸起元件

14 纵向延伸方向

15 传感器单元

16 传感器单元

17 位置信号

18 检测元件

19 连杆元件

20 转轴

21 转动位置

22 霍尔传感器

23 加速传感器

24 加速度信号

25 连接设备

26 通信线路

27 控制设备

28 线芯

29 前轮

Claims (10)

1.一种用于汽车(2)的行驶动力学控制的传感器装置(1)，其特征在于，传感器装置(1)具有：

-本身刚性的保持元件(11)，其用于将传感器装置(1)的至少一部分在预定的测量位置中固定在汽车(2)的框架元件(3)上，

-设置在保持元件(11)上的第一传感器单元(16)，其用于根据保持元件(11)沿预设的空间轴线(6)的加速来产生加速度信号(24)，

-设置在保持元件(11)上的第二传感器单元(15)，其用于根据第二传感器单元(15)的检测元件(18)相对保持元件(11)的沿空间轴线(6)定向的相对偏转来产生位置信号(17)，

-设置在检测元件(18)上的连杆元件(19)，其用于固定在汽车(2)的横拉杆(4)上并且用于将横拉杆(4)的运动(8)传递至检测元件(18)上，和

-电子连接设备(25)，其用于输出加速度信号(24)和位置信号(17)。

2.按照权利要求1所述的传感器装置(1)，其特征在于，检测元件(18)设计为能够围绕转动轴线(20)转动地支承的杠杆臂。

3.按照权利要求2所述的传感器装置(1)，其特征在于，第二传感器单元(15)具有用于检测杠杆臂的转动位置(21)的转角传感器(22)。

4.按照权利要求1所述的传感器装置(1)，其特征在于，第一传感器单元(16)和第二传感器单元(15)设置用于数字地输出它们各自的信号(17,24)。

5.按照权利要求1至4之一所述的传感器装置(1)，其特征在于，用于输出加速度信号(24)和位置信号(17)的连接设备(25)总共包含一个双芯的通信线路(26)和用于通过通信线路(26)发出加速度信号(24)和位置信号(17)的多路复用单元。

6.按照权利要求1至4之一所述的传感器装置(1)，其特征在于，两个传感器单元(15,16)设置用于将它们的信号(17,24)通过连接设备(25)借助同步的数据传输方法脉冲式地传输。

7.按照权利要求1至4之一所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述保持元件(11)一体式地构成。

8.按照权利要求1至4之一所述的传感器装置(1)，其特征在于，保持元件(11)为了固定在汽车(2)的框架元件(3)上具有长孔(12)，所述长孔的纵向延伸方向(14)垂直于空间轴线(6)地定向。

9.按照权利要求1至4之一所述的传感器装置(1)，其特征在于，保持元件(11)具有用于在框架元件(3)上调整保持元件(11)的凸起元件(13)。

10.一种汽车(2)，其具有车轮(29)和用于车轮(29)的车轮悬架和用于根据汽车(2)的构架的加速度和减震器的弹性变位(10)调节车轮悬架的减震器的减震器硬度的控制设备(27)，其特征在于，为了检测所述加速度和弹性变位(10)提供按照前述权利要求之一所述的传感器装置(1)，并且传感器装置(1)固定在构架的框架元件(3)和车轮悬架的横拉杆(4)上，其中，所述传感器装置(1)的预定的空间轴线(6)竖直地定向。