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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aktuatorsystem zum Ermitteln einer relativen Höhendifferenz in einer Fahrzeugaufhängung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Steuersysteme, die eine Fahrhöhe automatisch regeln, wurden in die Aufhängungen vieler Fahrzeuge integriert. Diese Systeme beruhen auf Sensoren für eine Höhe oder eine relative Verschiebung, um eine Echtzeit-Rückkopplung für den Abstand zwischen ausgewählten Aufhängungskomponenten bei gefederter und ungefederter Fahrzeugmasse zu liefern. Controller sprechen auf Höhenschwankungen an, indem kompensierende Elemente in der Aufhängung eingestellt werden, um für eine größere Chassisstabilität zu sorgen. Genauigkeit bei der Messung der Fahrhöhe ermöglicht ein präziseres Systemansprechen und verbessert dadurch die Fahrzeug-Leistungseigenschaften, einschließlich des Fahrkomforts und der Bedienung, insbesondere während des Kurvenfahrens, der Beschleunigung und des Bremsens.
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Typische Höhensensoren verwenden mechanische Verbindungen, die zwischen Überwachungspunkten in der Aufhängung verbunden sind, die eine lineare Verschiebung in eine Drehbewegung umwandeln. Ein kontaktierender oder nicht kontaktierender elektromechanischer Sensor wandelt diese Winkelverschiebung in ein elektrisches Signal um, das die Höhendifferenz angibt. Derartige Systeme weisen jedoch oft Befestigungsarme, Sensorverbindungen und -klammern sowie eine Unzahl von zugeordneten Befestigungselementen zur Verbindung auf, und dadurch wird die Anzahl der Teile erhöht sowie die Montage und Wartung erschwert. Dass diese Systeme dem Fahrgestell eines Fahrzeugs ausgesetzt sind, erhöht ferner ihre Verletzbarkeit für Verunreinigung und Straßenschmutz, die eine Beschädigung oder eine langfristige Herabsetzung der Leistung verursachen können.
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Dementsprechend besteht eine Notwendigkeit, ein Fahrzeug-Aktuatorsystem zum Ermitteln der relativen Höhendifferenz eines Aktuators zu schaffen, wie beispielsweise eine Dämpferbaugruppe oder einen linearen Aktuator, die vor Straßenverunreinigung und Straßenschmutz geschützt sind. Ferner ist es wünschenswert, wenn ein derartiges System einfacher zu montieren ist, bequemer bei der Wartung ist und eine verringerte Teileanzahl aufweist. Darüber hinaus werden andere wünschenswerte Eigenschaften der vorliegenden Erfindung anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Ansprüche offenbar werden, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und den vorstehenden Abschnitten Technisches Gebiet und Hintergrund.
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Aus der
DE 35 36 201 ist ein Aktuatorsystem für ein Fahrzeug zum Ermitteln einer relativen Höhendifferenz zwischen einem Gehäuse und einem Körper bekannt, wobei das Fahrzeug eine Aufhängung aufweist, das Gehäuse mit einem ersten Abschnitt der Aufhängung und der Körper mit einem zweiten Abschnitt der Aufhängung gekoppelt ist. Der Aktuator umfasst einen Sensor, der mit der Innenseite des Gehäuses gekoppelt ist, und eine Zieleinrichtung, die mit der Außenseite des Körpers gekoppelt ist, wobei der Sensor und die Zieleinrichtung auf eine Weise Wechselwirken, welche den Abstand zwischen dem Sensor und der Zieleinrichtung angibt.
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In der
DE 44 13 341 A1 ist ein Magnetfeldsensor beschrieben, der asymmetrisch von Permanentmagneten umgeben ist.
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Die
DE 39 09 190 C1 beschreibt ferner ein Aktuatorsystem für eine Fahrzeugaufhängung, bei dem eine Sensorwicklung an einem Gehäuse eines Dämpfungszylinders zum Detektieren eines Magnetfeldes vorgesehen ist, das von einem Permanentmagneten erzeugt wird, der als Zieleinrichtung an dem Dämpfungszylinder bzw. -körper angebracht ist. Durch die Detektion des Magnetfeldes können die Geschwindigkeit und der Abstand zwischen der Zieleinrichtung und der Sensorwicklung, d. h. zwischen einer ungefederten und einer gefederten Fahrzeugmasse, ermittelt werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aktuatorsystem zum Ermitteln einer relativen Höhendifferenz in einer Fahrzeugaufhängung zu schaffen, das mit geringem Raumbedarf und mit besonderem Schutz gegenüber äußeren Einflüssen in eine Fahrzeugaufhängung integrierbar ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Aktuatorsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Es wird ein Aktuatorsystem für ein Fahrzeug geschaffen, um eine relative Höhendifferenz zwischen einem Gehäuse einer Aktuatorbaugruppe und einem Körper der Aktuatorbaugruppe zu ermitteln. Das Fahrzeug weist eine Aufhängung auf, wobei das Gehäuse mit einem ersten Abschnitt der Aufhängung gekoppelt ist und der Körper mit einem zweiten Abschnitt der Aufhängung gekoppelt ist. Das System umfasst einen Sensor, der mit der Innenseite des Gehäuses gekoppelt ist, und eine Zieleinrichtung, die mit der Außenseite des Körpers gekoppelt ist, wobei der Sensor und die Zieleinrichtung zusammenwirken, um ein Magnetfeld zu bilden, das auf eine Weise schwankt, die den Abstand zwischen diesen angibt.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung kann durch eine Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung und die Ansprüche abgeleitet werden, wenn diese in Verbindung mit den folgenden Figuren betrachtet werden, wobei sich gleiche Bezugszeichen überall in den Figuren auf ähnliche Elemente beziehen.
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1 ist eine isometrische Ansicht eines Fahrzeug-Aufhängungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine Querschnittsansicht einer Dämpferbaugruppe zur Verwendung bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug-Aufhängungssystem gemäß dem Stand der Technik;
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3 ist eine Querschnittsansicht einer Dämpferbaugruppe zur Verwendung bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug-Aufhängungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine Querschnittsansicht einer Dämpferbaugruppe zur Verwendung bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug-Aufhängungssystem gemäß dem Stand der Technik; und
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5 ist eine isometrische Ansicht eines Fahrzeug-Aufhängungssystems gemäß einer noch anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die folgende ausführliche Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung oder die Anwendungsmöglichkeit und Verwendungen der Erfindung einzuschränken. Darüber hinaus besteht keine Absicht, an irgendeine ausdrückliche oder implizite Theorie gebunden zu sein, die in den vorstehenden Abschnitten Technisches Gebiet, Hintergrund, Kurzzusammenfassung oder in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung dargestellt ist. Die Erfindung kann hierin anhand von funktionalen und/oder logischen Blockkomponenten und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben sein. Man sollte einsehen, dass derartige Blockkomponenten durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten realisiert werden können, die ausgebildet sind, um die beschriebenen Funktionen auszuführen. Zu Zwecken der Kürze werden herkömmliche Techniken und Systeme, welche die Halbleiterbearbeitung, die Transistortheorie, die Einbettung und die Leistungsmodule betreffen, hierin nicht im Detail beschrieben.
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Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Knotenpunkte, die miteinander ”verbunden” oder ”gekoppelt” sind. Wie hierin verwendet, und wenn es nicht auf andere Weise ausdrücklich dargelegt ist, bedeutet ”verbunden”, dass ein Element/Knotenpunkt in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen geeigneten Sinn mit einem anderen Element oder Knotenpunkt direkt verbunden ist (oder mit diesem direkt kommuniziert). Auf ähnliche Weise, und wenn es nicht ausdrücklich auf andere Weise dargelegt ist, bedeutet ”gekoppelt”, dass ein Element/Knotenpunkt in einem mechanischen, logischen, elektrischen oder anderen geeigneten Sinn mit einem anderen Element/Knotenpunkt direkt oder indirekt verbunden ist (oder direkt oder indirekt mit diesem kommuniziert). Der Ausdruck ”beispielhaft” wird in dem Sinn von ”Beispiel” anstatt ”Modell” verwendet. Obwohl die Figuren beispielhafte Anordnungen von Elementen darstellen können, können ferner zusätzliche dazwischentretende Elemente, Einrichtungen und Komponenten bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung vorhanden sein.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein elektronisches Detektionssystem für eine relative Höhendifferenz oder eine relative Verschiebung bei einem Fahrzeug-Aufhängungsaktuator, der vor den Auswirkungen von Straßenschmutz und -verunreinigung geschützt ist, welche die Leistung herabsetzen. Dieses System beseitigt auch die Notwendigkeit von vielen der Klammern, mechanischen Verbindungen und zugeordneten Befestigungselementen, die in vielen derzeitigen Systemen vorherrschen, was die Montage in einer Fabrik vereinfacht und die Wartung bequemer macht. Eine induktive Höhendetektionstechnologie wird in das Innere eines aktiven Fahrzeug-Aktuators, wie beispielsweise eines linearen Aktuators oder einer elektronisch gesteuerten Dämpferbaugruppe, oder in einem passiven Aktuator integriert, wie beispielsweise eine Dämpferbaugruppe, die, wie hierin beschrieben, ein Stoßdämpfer, ein Federbein oder dergleichen sein kann. Eine derartige Integration liefert eine bequeme Wartungszugänglichkeit, die oft die Notwendigkeit verhindern kann, eine gesamte Aktuatorbaugruppe in dem Fall eines nicht funktionierenden Detektionselements zu entfernen und/oder zu ersetzen. Beispielsweise kann auf die Detektionskomponenten durch das Entfernen eines äußeren Gehäuses zugegriffen werden, wie beispielsweise eines Staubrohrs oder dergleichen, welche die Sensoren mit einem Schutz vor Straßenschmutz und -verunreinigung versehen, wenn sie vorhanden sind. Das Detektionssystem liefert eine Information, wie beispielsweise die relative Höhendifferenz eines linearen Aktuators oder die relative Höhe oder Verschiebung zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse, welche Information durch einen Aufhängungscontroller verwendet werden kann, um chassisstabilisierende Einstellungen bei gesteuerten Aufhängungselementen durchzuführen.
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1 stellt gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ein Aufhängungssystem 100 mit einem Höhendetektionssystem dar, das in eine Dämpferbaugruppe 104 integriert ist. Die Dämpferbaugruppe 104, die einen Stoßdämpfer, ein Federbein oder dergleichen umfassen kann, weist eine untere Befestigung 128, die mit einem unteren Querlenker 140 verbunden ist (ungefederte Fahrzeugmasse), und eine obere Befestigung 144 auf, die mit einem Rahmen-Strukturelement 108 verbunden ist (gefederte Fahrzeugmasse). Das Befestigen der Dämpferbaugruppe 104 an den Strukturelementen kann auf eine herkömmliche Weise unter Verwendung von Befestigungsklammern und Befestigungselementen geeignet durchgeführt werden. Das obere und/oder das untere Befestigungselement 144 und 128 können eine Buchse aufweisen, um die begrenzte Querbewegung zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse zu erleichtern. Während des Betriebs sorgt die Dämpferbaugruppe 104 für ein gedämpftes Ansprechen auf eine vertikale Bewegung zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse, welches derartige Bewegungen auf eine wohlbekannte Weise begrenzt und stabilisiert. Da die Dämpferbaugruppe 104 im Wesentlichen starr zwischen den Fahrzeugmassen verbunden ist, werden ferner Änderungen der relativen Höhe auf deren innere Komponenten übertragen. Diese Komponenten umfassen einen Höhensensor, der eine relative Höhendifferenz auf eine Weise überwacht, die unten weiter beschrieben werden soll.
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2 ist eine Querschnittsansicht der Dämpferbaugruppe 104. Die Dämpferbaugruppe 104 umfasst einen zylindrischen Körper oder ein Dämpferrohr 160, ein zylindrisches Außengehäuse oder ein Staubrohr 188, eine Kolbenstange 148, ein Endelement 196, eine obere Befestigungsbaugruppe 180 und eine untere Befestigungsklammer 168. Die Dämpferbaugruppe 104 ist an einem ersten Ende 200 mittels der Befestigungsklammer 168 mit einer Öffnung 171, die ausgebildet ist, um in Verbindung mit einem beliebigen Befestigungselement verwendet zu werden, auf eine herkömmliche Weise mit dem unteren Querlenker 140 (1) verbunden. Die Dämpferbaugruppe 104 ist durch eine selbstverriegelnde Flanschmutter 150, die an einem Gewindeende 154 der Kolbenstange 148 befestigt ist, auf herkömmliche Weise an einem zweiten Ende 204 mit dem Rahmen-Strukturelement 108 verbunden. Das Dämpferrohr 160 ist an einem unteren Ende 202 mit der Befestigungsklammer 168 gekoppelt (und damit mit der ungefederten Fahrzeugmasse), und es ist an einem oberen Ende 206 mit einem Endelement 196 gekoppelt. Die Kolbenstange 148 ist mit dem Dämpferrohr 160 und dem Endelement 196 verschiebbar gekoppelt und im Wesentlichen konzentrisch zu diesen, und sie weist einen Kolben 162 auf, der an einem abschließenden Ende 158 von dieser befestigt ist. Ein optionaler Einfederungsanschlag 172, der aus einem Hartgummi oder einem beliebigen geeigneten elastomeren Material besteht, ist mit einer Klammer 178 für den Einfederungsanschlag gekoppelt und bezüglich der Kolbenstange 148 konzentrisch angeordnet. Wenn der Einfederungsanschlag 172 vorhanden ist, ist das Endelement 196 ein Stopper für den Einfederungsanschlag. Für den Fall, dass der Einfederungsanschlag 172 nicht vorhanden ist, kann das Endelement 196 jedoch eine geeignete obere Endabdeckung sein. Das Staubrohr 188 ist mit der oberen Befestigungsbaugruppe 180 gekoppelt (und damit mit der gefederten Fahrzeugmasse), und es ist im Wesentlichen konzentrisch mit dem Dämpferrohr 160 und mit diesem verschiebbar gekoppelt.
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Die Dämpferbaugruppe 104 weist ferner eine Sensorplatine 164 und eine Zieleinrichtung 192 auf. Die Sensorplatine 164 kann die Form einer beliebigen Einrichtung annehmen, die geeignet ist, um die relative Position der Zieleinrichtung 192 zu detektieren und ein Ausgabesignal zu erzeugen, das diese Position angibt. Bei der beispielhaften Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, nimmt die Sensorplatine 164 die Form einer folienähnlichen flexiblen Schaltungsplatine an, die an einer ringförmigen Innenfläche des Staubrohrs 188 fest angebracht ist und vorzugsweise an diesem anliegt. Obwohl dies in 2 wegen der Klarheit nicht gezeigt ist, ist die Sensorplatine 164 mit verschiedenen elektronischen Komponenten bestückt, einschließlich beispielsweise eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC), der ausgebildet sein kann, um die anderen Komponenten (z. B. Magnetspulen) der Sensorplatine 164 zu steuern. Eine Zieleinrichtung 192 besteht aus einem geeigneten magnetischen Muster, das auf einer anderen flexiblen Schaltungsplatine angeordnet ist, und es ist mit der Sensorplatine 164 magnetisch gekoppelt. Die Zieleinrichtung 192 kann einen puckförmigen Körper aufweisen, der an dem Dämpferrohr 160 in der Nähe des oberen Endes 206 befestigt ist. Man wird jedoch einsehen, dass die Zieleinrichtung 192 bei alternativen Ausführungsformen andere Geometrien und Anordnungen in der Dämpferbaugruppe 104 annehmen kann. Die Länge der Sensorplatine 164 (gemessen entlang einer zentralen Achse 170) ist ausreichend, um für eine kontinuierliche Kopplung mit der Zieleinrichtung 192 zu sorgen, und sie hängt daher von dem Bereich des vertikalen Hubs des Dämpferrohrs 160 ab. Die Breite oder Winkelabdeckung der Sensorplatine 164 ist ebenso ausreichend, um die Kopplung mit der Zieleinrichtung 192 aufrecht zu erhalten und jegliche Torsionsverschiebung zwischen dem Dämpferrohr 160 und dem Staubrohr 188 zu kompensieren. Ein Verbinder 176 ist entweder in einer abgedichteten Öffnung in dem Staubrohr 188 oder an dem Ende eines Kabelbaums befestigt, der durch eine derartige Öffnung hindurchgefädelt ist, und er sorgt für ein Mittel zur elektrischen Kopplung zwischen der Sensorplatine 164 und externen Elektronikbaugruppen. Diese Baugruppen, die bei einer Ausführungsform einen Prozessor 174 umfassen, sind ausgebildet, um Signale von der Sensorplatine 164 zu empfangen und die Position der Zieleinrichtung 192 relativ zu der Sensorplatine 164 zu ermitteln.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann der Prozessor 174 in dem Staubrohr 188 angeordnet sein, und er kann als eine Komponente der Sensorplatine 164 eingebunden sein. Der Prozessor 174 kann ferner erweitert sein, um einen lokalen Controller zu umfassen, der mit einer elektronisch gesteuerten Dämpferbaugruppe gekoppelt ist und ausgebildet ist, um für deren Steuerung zu sorgen. In diesem Fall kann der Verbinder 176 den Strom für die Sensorplatine 164 liefern, und er liefert einen Kommunikationskanal, über den Daten der relativen Höhe, die durch den Prozessor 174 erzeugt werden, an einen Fahrzeug-Aufhängungscontroller übertragen werden können.
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Während des Betriebs werden Änderungen des vertikalen Abstands zwischen der gefederten/ungefederten Fahrzeugmasse auf das Dämpferrohr 160, das mit der ungefederten Fahrzeugmasse gekoppelt ist, und auf das Staubrohr 188 übertragen, das mit der gefederten Fahrzeugmasse gekoppelt ist. Da sich das Dämpferrohr 160 bezogen auf das Staubrohr 188 vertikal bewegt, bewegt sich die Zieleinrichtung 192 bezogen auf die Sensorplatine 164 auf eine nicht kontaktierende Weise. Bei einer Ausführungsform weist die Sensorplatine 164 eine Reihe von Miniaturspulen zum Erzeugen und Empfangen von Magnetfeldern auf, mit denen die Zieleinrichtung 192 wechselwirkt. Diese Wechselwirkung ändert die Phase dieser Felder auf eine Weise, die von der relativen Position der Zieleinrichtung 192 bezogen auf die Sensorplatine 164 abhängt. Die Sensorplatine 164 erzeugt basierend auf dieser Wechselwirkung Phasenänderungssignale, die durch den Verbinder 176 an eine unterstützende externe Elektronikbaugruppe übertragen werden, die beispielsweise den Prozessor 174 umfassen kann. Die Elektronikbaugruppe verwendet dann dieses Phasenänderungssignal, um die Position und dadurch die relative Höhe der Zieleinrichtung 192 bzw. der Sensorplatine 174 zu lokalisieren. Derartige Sensoren sind unter der Produktbezeichnung AutopadTM über TT Electronics OPTEK Technology, ansässig in Carrollton, Texas, kommerziell verfügbar. Die Daten der relativen Höhe können ferner durch einen Aufhängungscontroller (nicht gezeigt) verwendet werden, der mit der Elektronikbaugruppe gekoppelt und ausgebildet ist, um gesteuerte Aufhängungselemente entsprechend einzustellen. Fachleute werden einsehen, dass andere Typen von induktiven Detektionssystemen verwendet werden können, um relative Verschiebungen zwischen inneren Komponenten einer Dämpferbaugruppe und dadurch die relative Höhe der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse zu ermitteln. Diese umfassen Systeme, ohne auf diese beschränkt zu sein, die auf einer magnetischen Kopplung durch den Hall-Effekt basieren, vorausgesetzt, dass die Kopplung der Sensor/Zieleinrichtungskomponenten zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse aufgeteilt ist.
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3 ist eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Dämpferbaugruppe 240 mit einem Höhendetektionssystem. Die Dämpferbaugruppe 240 ist mit vielen der gleichen inneren Elemente wie die Dämpferbaugruppe 104 (von 2) ausgebildet, einschließlich eines zylindrischen Körpers oder Dämpferrohrs 260, eines Gehäuses oder eines Staubrohrs 288, einer Kolbenstange 248, einer optionalen Klammer 278 für einen Einfederungsanschlag, einem Einfederungsanschlag 272, einem Endelement 296 (das die Form eines Stoppers für den Einfederungsanschlag annimmt, wenn der Einfederungsanschlag 272 vorhanden ist), einer oberen Befestigungsbaugruppe 280 und einer unteren Befestigungsklammer 268. Die Dämpferbaugruppe 240 ist zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse auf eine ähnliche Weise wie die Dämpferbaugruppe 104 (2) unter Verwendung einer selbstverriegelnden Flanschmutter 250 an einem zweiten Ende 304, um mit der gefederten Masse verbunden zu sein, und der Befestigungsklammer 268 an einem ersten Ende 300 befestigt, um mit der ungefederten Masse verbunden zu sein. Das Dämpferrohr 260 ist an einem unteren Ende 305 an der Befestigungsklammer 268 und an einem oberen Ende 306 an dem Endelement 296 angebracht. Wenn das Dämpferrohr 260 stark komprimiert wird, schlägt das Endelement 296 gegen den Einfederungsanschlag 272 an, der mit der Klammer 278 für den Einfederungsanschlag gekoppelt ist, die für eine gepolsterte Begrenzung des Hubs sorgt. Ein Sensorelement 312 ist an der Klammer 278 für den Einfederungsanschlag befestigt, und es ist mit einer ringförmigen oder halbringförmigen Gestalt ausgebildet, welche die Kolbenstange 248 ganz oder teilweise umgibt. Ein Abschnitt des Einfederungsanschlags 272 kann entfernt sein, um das Sensorelement 312 aufzunehmen und es vor einer Beschädigung zu schützen, wenn der Einfederungsanschlag 272 komprimiert wird.
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Bei einer Ausführungsform kann das Endelement 296 ein ferromagnetisches Metall umfassen, wie beispielsweise Eisen oder Kohlenstoffstahl, das als eine Zieleinrichtung wirkt, die induktiv oder elektromagnetisch mit dem Sensorelement 312 gekoppelt ist. Das Sensorelement 312 umfasst einen Permanentmagneten, um ein Magnetfeld zu erzeugen, und es weist Detektionsspulen auf, die ausgebildet sind, um Änderungen des Magnetfelds zu detektieren. Ein geeigneter Permanentmagnet weist eine Materialzusammensetzung auf, die permanent magnetisiert bleibt und kontinuierlich ein Magnetfeld erzeugt, wie beispielsweise Neodymeisenkobalt (NdFeCo) oder Aluminiumnickelkobalt (AlNiCo). Während des Betriebs ändert die Bewegung des Endelements 296 relativ zu dem Sensor 312 das Magnetfeld auf eine Weise, welche den relativen Abstand zwischen diesen angibt. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Endelement 296 ein Permanentmagnetmaterial umfassen, um ein Magnetfeld zu erzeugen, und der Sensor 312 ist ausgebildet, um die Änderungen des Feldes zu detektieren, wenn sich das Endelement 296 relativ zu dem Sensor 312 bewegt. In beiden Fällen erzeugt das Sensorelement 312 ein Signal, das den Sensor-Zieleinrichtungs-Abstand angibt. Ein geeigneter Verbinder 220 koppelt das Sensorelement 312 durch eine Öffnung in dem Staubrohr 288 und liefert ein Mittel, um dieses Signal an eine externe Elektronikbaugruppe zu übertragen, die einen Prozessor 207 und/oder einen Chassis-Controller 209 umfassen kann.
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Bei einer anderen, nicht beanspruchten Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, weist die Dämpferbaugruppe 240 keinen Einfederungsanschlag auf, und das Sensorelement 312 ist fest an einer Innenfläche des Staubrohrs 288 angebracht. In diesem Fall kann das Endelement 296 die Form einer geeigneten Endabdeckung annehmen, die bei einer Ausführungsform eine ringförmige Gestalt aufweist, und es ist mit dem oberen Ende 306 sowie mit der Kolbenstange 248 verschiebbar gekoppelt. Das Endelement 296 und der Sensor 312 sind jeweils für eine magnetische Kopplung miteinander geeignet ausgebildet, wie zuvor beschrieben, und sie können daher in Verbindung mit einem Dämpferrohr 260 verwendet werden, das ein ferromagnetisches oder ein nicht ferromagnetisches Material umfasst. Wenn das Dämpferrohr 260 aus einem unmagnetischen Edelstahl hergestellt ist, ist das Endelement 296 ausgebildet, um eine induktive Kopplung mit dem Sensorelement 312 zu liefern. Bei beiden von diesen Ausführungsformen, ganz gleich ob ein Einfederungsanschlag verwendet wird oder nicht, sind sowohl die Zieleinrichtung (Endelement 296) als auch das Sensorelement 312 von dem Staubrohr 288 und/oder der oberen Befestigungsbaugruppe 280 umgeben, die jeweils für einen Schutz vor Straßenschmutz und -verunreinigung sorgen. Ferner sind die Zieleinrichtung und/oder das Sensorelement für eine Wartung bequem zugänglich, ohne die gesamte Dämpferbaugruppe zu ersetzen. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform kann ein digitaler Verbinder 220 verwendet werden, um das Sensorelement 312 mit einer Elektronikbaugruppe und/oder einem Controller zu koppeln.
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Während des Betriebs schwankt der vertikale Abstand zwischen der gefederten und der ungefederten Fahrzeugmasse in Abhängigkeit von den Straßenbedingungen und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, was bewirkt, dass sich das Dämpferrohr 260 entlang der Kolbenstange 248 konzentrisch in das Staubrohr 288 und aus diesem heraus bewegt. Dementsprechend ändert sich ebenso die Höhendifferenz zwischen dem Endelement 296, das als Zieleinrichtung wirkt, und dem Sensorelement 312. Das Sensorelement 312 ist ausgebildet, um Änderungen eines Magnetfelds zu detektieren, die durch die Bewegung des Zieleinrichtungs-Endelements 296 relativ zu dem Sensor 312 erzeugt werden, und es erzeugt ein Ausgabesignal, das die relative Position zwischen diesen Elementen angibt. Das Ausgangssignal wird durch eine Elektronikbaugruppe verarbeitet, die in dem Staubrohr 288 angeordnet sein kann und die den Prozessor 207 umfassen kann, um die relative Höhendifferenz zu ermitteln. Diese Daten werden ferner an einen Chassis-Controller 209 übertragen, der auf die relativen Höhenschwankungen anspricht, indem Aufhängungselemente entsprechend eingestellt werden. Das Sensorelement 312 ist mittels des Verbinders 220 mit der externen Elektronik und/oder dem Controller gekoppelt. Bei einer anderen Ausführungsform weist das Sensorelement 312 einen integrierten Prozessor auf (nicht gezeigt), der ausgebildet ist, um die Daten der relativen Höhe zu ermitteln und diese Daten an einen externen Controller zu übertragen. In diesem Fall fließen der Strom für das Sensorelement 312 und die Datenübertagung an einen Controller durch den Verbinder 220.
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5 stellt gemäß einer anderen Ausführungsform ein Fahrzeug-Aufhängungssystem 350 dar, das eine lineare Aktuatorbaugruppe 320 mit einem innen angebrachten Sensor und einer Zieleinrichtung aufweist, um eine relative Aktuatorverschiebung zu ermitteln. Die lineare Aktuatorbaugruppe 320 kann zwischen zwei beliebigen Aufhängungselementen gekoppelt sein, wobei es wünschenswert ist, die relative Höhendifferenz zwischen diesen zu ermitteln. Wie in 5 dargestellt, umfasst die lineare Aktuatorbaugruppe 320 ein äußeres Gehäuse oder ein Staubrohr 324, das an einem oberen Ende 344 mit einem oberen Rahmen-Strukturelement 336 der gefederten Masse gekoppelt ist, und einen Körper 328, der an einem unteren Ende 340 mit einer Stange 332 zur Wankstabilisierung gekoppelt ist. Die lineare Aktuatorbaugruppe 320 weist ein Sensorelement, das mit der Innenseite des Staubrohrs 324 gekoppelt ist, und eine Zieleinrichtung auf, die mit dem Körper 328 gekoppelt ist, der mit dem Sensor magnetisch gekoppelt ist. Die verschiedenen Zieleinrichtung/Sensorelement- und Unterstützungselektronik-Ausbildungen, die für diese Ausführungsform relevant sind, wurden bei den vorhergehenden Ausführungsformen im Detail beschrieben und werden daher nur kurz diskutiert. Bei einer Ausführungsform erzeugt das Sensorelement magnetische Signale, die mit der Zieleinrichtung auf eine Weise gekoppelt sind, welche den relativen Abstand der Zieleinrichtung zu dem Sensorelement angibt. Bei einer anderen Ausführungsform detektiert der Sensor ein durch die Zieleinrichtung erzeugtes Magnetfeld, das sich auf eine Weise ändert und ähnliches angibt. In beiden Fällen ist eine Elektronikbaugruppe, die einen Prozessor umfassen kann, mit dem Sensor gekoppelt und ausgebildet, um die relative Sensor/Zieleinrichtungsverschiebung zu ermitteln. Die relative Verschiebung kann ferner durch den gleichen oder einen anderen Prozessor und/oder einen Aufhängungscontroller verwendet werden, um geeignet ansprechende Chassiseinstellungen auszuführen.
