-
HINTERGRUND
-
1. Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Detektiervorrichtung für Lagerbuchsen-Kraftkomponenten, die auf eine Lagerbuchse wirkende Kraftkomponenten detektiert, wobei die Lagerbuchse in einem Verbindungsbereich eines Bauelements eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.
-
2. Einschlägiger Stand der Technik
-
Die Aufhängung eines Fahrzeugs hat Auswirkungen auf den Fahrkomfort und die Fahrstabilität eines Fahrzeugs, und aus diesem Grund werden Kraftkomponenten der Aufhängung gemessen, um den Fahrkomfort und die Fahrstabilität des Fahrzeugs auszuwerten. Ein Fahrzeug wird auf der Basis der Auswertung des Fahrkomforts und der Fahrstabilität des Fahrzeugs konzipiert. Aus diesem Grund können der Fahrkomfort und die Fahrstabilität eines Fahrzeugs verbessert werden, indem eine dynamische Veränderung bei jeder Kraftkomponente in Bereichen der Aufhängung exakt gemessen wird.
-
Zum Detektieren von Änderungen bei Kraftkomponenten, wie Nicken, Gieren und Rollen, die auf die Bereiche des Aufhängungsmechanismus wirken, sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. Beispielsweise offenbart die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
JP 2011-085 514 A einen Lastmesssensor, der eine Vielzahl von Dehnungsmessstreifen besitzt und an einem stangenartigen Körper, wie z. B. einer Dämpfungseinrichtung in dem Aufhängungsmechanismus eines Fahrzeugs, fest angebracht ist.
-
Hierbei handelt es sich bei Wellen, die als Verbindungsbereiche zwischen dem Rahmen des Fahrzeugs und einem Armelement dienen, um Basispunkte zum Ermöglichen einer Bewegung des Armelements, und somit ist es für die Ausbildung und Einstellung des Aufhängungsmechanismus notwendig, Kraftkomponenten in den Verbindungsbereichen zwischen dem Rahmen und dem Armelement mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
-
Jedoch selbst wenn ein Sensor an einer Dämpfungseinrichtung, einem Armelement oder dergleichen angebracht ist, wie dies vorstehend beschrieben wurde, um das Verhalten von jedem der Bereiche der Aufhängung zu messen, wird das Verhalten von jeder Welle (dem beweglichen Verbindungsbereich jedes Elements) möglicherweise nicht exakt gemessen. Das bedeutet, zum Messen des Verhaltens von jeder Welle der Aufhängung wird eine Berechnung auf der Basis eines Resultats einer von einem Sensor vorgenommenen Messung ausgeführt, der an einem Arm oder einer Dämpfungseinrichtung angebracht ist, der bzw. die mit der zu messenden Welle verbunden ist, und somit ergibt die Berechnung nur einen prognostizierten Wert.
-
Insbesondere wenn ein elastischer Körper verwendet wird, wie z. B. eine Gummibuchse, die als Lager der Aufhängung dient, ist es notwendig, Federeigenschaften und Öffnungen zu berücksichtigen, so dass sich ein solcher Vorhersagewert deutlich von einer tatsächlichen Kraftkomponente unterscheiden kann.
-
Obwohl es möglich ist, einen Sensor an dem eigentlichen Lager anzubringen, muss der Befestigungsraum für den Sensor in diesem Fall durch Verkleinern der Größe des Lagers sichergestellt werden. Dadurch steigen nicht nur die Produktionskosten, sondern es ändern sich auch die Federeigenschaften des Lagers, und somit kann es zu einer nachteiligen Auswirkung auf die Konstruktion kommen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend geschilderten Umstände erfolgt, und die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Detektiervorrichtung für Lagerbuchsen-Kraftkomponenten, die in der Lage ist, eine Veränderung bei Kraftkomponenten für jede Achse in einem Aufhängungsmechanismus eines Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
-
Gemäß einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Detektiervorrichtung für Lagerbuchsen-Kraftkomponenten, die auf eine zylindrische Lagerbuchse wirkende Kraftkomponenten detektiert, die in eine in einem Rahmen eines Fahrzeugs vorgesehene Öffnung eingesetzt ist, um ein stangenartiges Element im Inneren derselben schwenkbar abzustützen, wobei die Detektiervorrichtung für Lagerbuchsen-Kraftkomponenten Folgendes aufweist:
- – einen Außenring, der zwischen der Lagerbuchse und der Öffnung mit einem vorbestimmten Abstand von der Lagerbuchse vorgesehen ist und dazu ausgebildet ist, eine Außenumfangsfläche der Lagerbuchse zu umschließen sowie an einer Innenumfangsfläche der Öffnung angebracht zu werden; und
- – eine Detektiereinheit, bei der es sich um ein zylindrisches Element handelt, das zwischen der Lagerbuchse und dem Außenring angeordnet ist sowie zum Umschließen der Lagerbuchse ausgebildet ist, wobei die Detektiereinheit mit dem einen Ende mit einer Außenseite der Lagerbuchse verbunden ist und mit dem anderen Ende mit dem Außenring verbunden ist sowie auf einer Außenumfangsfläche derselben angeordnete Dehnungsmessstreifen aufweist.
-
Die auf der Außenumfangsfläche der Detektiereinheit angeordneten Dehnungsmessstreifen können eine in einer ersten Radialrichtung wirkende Kraftkomponente, eine in einer zweiten Radialrichtung, die zu der ersten Radialrichtung rechtwinklig ist, wirkende Kraftkomponente, eine in einer Axialrichtung wirkende Kraftkomponente, eine um eine Achse in der ersten Radialrichtung wirkende Kraftkomponente, eine um eine Achse in der zweiten Radialrichtung wirkende Kraftkomponente sowie eine um die Axialrichtung wirkende Kraftkomponente detektieren.
-
Der Außenring und die Detektiereinheit können lösbar miteinander verbunden sein.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine schematische Frontansicht einer Aufhängungsvorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine schematische Draufsicht von oben auf die Aufhängungsvorrichtung der 1;
-
3A und 3B Perspektivansichten einer Halterung einer vorderen Lagerbuchse bzw. der vorderen Lagerbuchse der Ausführungsform;
-
4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV der 3B;
-
5 eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V der 3B;
-
6 eine vergrößerte schematische Schnittdarstellung eines Teils der 5;
-
7 eine schematische Perspektivansicht einer Detektiereinheit der Ausführungsform;
-
8A bis 8C jeweilige Darstellungen zur Erläuterung einer Konfiguration einer Brückenschaltung eines Kraftdetektionssystems bei einer Detektiervorrichtung für sechs Kraftkomponenten; und
-
9A bis 9C jeweilige Darstellungen zur Erläuterung einer Konfiguration einer Brückenschaltung eines Moment-Detektionssystems bei der Detektiervorrichtung für sechs Kraftkomponenten.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Die 1 bis 9 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Wie in 1 und 2 gezeigt, weist eine Fahrzeugkarosserie 1 eines Fahrzeugs, das mit einer Detektiervorrichtung für Lagerbuchsen-Kraftkomponenten gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgestattet ist, seitliche Elemente 2, obere Elemente 3, Federbeine 4, einen Querträger 5 sowie eine Aufhängungsvorrichtung 10 auf.
-
Bei den seitlichen Elementen 2 handelt es sich jeweils um ein Bauteil, das sich von einer Fußleiste (nicht gezeigt) in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, wobei die Fußleiste als Trennwand an der Vorderseite des Fahrgastraums dient. Die seitlichen Elemente 2 sind als Paar auf der rechten und der linken Seite von dem Motorraum des Fahrzeugs vorgesehen. Die rückwärtigen Enden der seitlichen Elemente 2 auf der rechten und der linken Seite sind mit einem Verbindungselement 21 miteinander verbunden.
-
Die oberen Elemente 3 sind oberhalb von dem rechten bzw. dem linken seitlichen Element 2 in Richtung von dem Fahrzeug nach außen vorgesehen. Bei den oberen Elementen 3 handelt es sich jeweils um ein Bauteil, das sich von der Trennwand an der Vorderseite des Fahrgastraums in Fahrzeuglängsrichtung an dem rechten und dem linken Rand einer Motorhaube entlang erstreckt.
-
Die Federbeine 4 sind zwischen den in Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Enden der seitlichen Elemente 2 und den in Fahrzeugbreitenrichtung inneren Enden der oberen Elemente 3 vorgesehen. Die oberen Enden von nachfolgend noch beschriebenen Stoßdämpfern 41 sind an den Federbeinen 4 befestigt.
-
Bei dem Querträger 5 handelt es sich um ein Bauteil, das sich in Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt, und beide Enden desselben sind an den unteren Oberflächen des rechten und des linken seitlichen Elements 2 unter Verwendung einer Schraube oder dergleichen befestigt. Unter dem Querträger 5 ragen jeweilige Halter 51 nach unten, die mit jeweiligen, nachfolgend beschriebenen unteren Armen bzw. unteren Querlenkern 6 verbunden sind.
-
Die Aufhängungsvorrichtung 10 beinhaltet die Stoßdämpfer 41, die unteren Querlenker 6 sowie Stützplatten 7.
-
Bei den Stoßdämpfern 41 handelt es sich jeweils um einen hydraulischen Stoßdämpfer, der eine Schraubenfeder 42 an der Außenumfangsfläche aufweist. Das obere Ende jedes Stoßdämpfers 41 ist an einem entsprechenden der Federbeine 4 drehbar angebracht, und das untere Ende desselben ist an dem oberen Ende eines Vorderrad-Aufhängungselements (nicht gezeigt) fest angebracht, an dem ein Vorderrad 11 drehbar gehaltert ist.
-
Bei den unteren Querlenkern 6 handelt es sich um Aufhängungsarme, die in Fahrzeugbreitenrichtung als Paar auf der rechten und der linken Seite vorgesehen sind, um die unteren Enden von Vorderrad-Aufhängungselementen abzustützen. Vordere Lagerbuchsenhalterungen 61 sind in Fahrzeuglängsrichtung an der Vorderseite der in Fahrzeugbreitenrichtung inneren Enden des rechten und des linken unteren Querlenkers 6 vorgesehen.
-
Hintere Lagerbuchsenhalterungen 62 sind in Fahrzeuglängsrichtung an der Rückseite der in Fahrzeugbreitenrichtung inneren Enden des rechten und des linken unteren Querlenkers 6 vorgesehen. Kugelgelenke 63 sind an den in Fahrzeugbreitenrichtung äußeren Enden des Fahrzeugs vorgesehen.
-
Wie in 3A gezeigt, handelt es sich bei den vorderen Lagerbuchsenhalterungen 61 jeweils um eine zylindrisch ausgebildete Öffnung, in die eine vordere Lagerbuchse 100 eingepresst und darin befestigt ist und die eine zentrale Achse aufweist, die sich entlang der zentralen Schwenkachse eines entsprechenden unteren Querlenkers 6 erstreckt. Die vordere Lagerbuchsenhalterung 61 ist mit der nachfolgend beschriebenen Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse versehen.
-
Wie in 3B dargestellt, handelt es sich bei der vorderen Lagerbuchse 100 um eine Gummibuchse zur Schwingungsisolation, und sie besitzt einen Innenzylinder 110, Gummimaterial 120 sowie einen Außenzylinder 130. Bei dem Innenzylinder 110 und dem Außenzylinder 130 handelt es sich im Wesentlichen um konzentrische zylindrische Elemente, der Innenzylinder 110 ist in das Innere des Außenzylinders 130 eingesetzt, und das Gummimaterial 120 ist zwischen dem Innenzylinder 110 und dem Außenzylinder 130 vorgesehen. In dem Gummimaterial 120 sind Bohrungen 121 in Form eines rechts und links vorgesehenen Paares gebildet. Bei den Bohrungen 121 handelt es sich um Durchgangsöffnungen in der Axialrichtung des Innenzylinders 110.
-
Die Bohrungen 121 sind in der Draufsicht zentriert um den Innenzylinder 110 jeweils kreisbogenförmig ausgebildet und besitzen unterschiedliche elastische Eigenschaften (Federeigenschaften) in einer Radialrichtung (der X-Achsen-Richtung) des Gummimaterials 120 sowie in einer weiteren, zu der X-Achse rechtwinkligen Radialrichtung (der Y-Achsen-Richtung). Die axialen Längen des Innenzylinders 110 und des Außenzylinders 130 sind ungefähr gleich der axialen Länge der Innenumfangsfläche der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61.
-
Jeder untere Querlenker 6 ist mit dem entsprechenden Halter 51 des Querträgers 5 durch eine Schraube (nicht gezeigt) verbunden, die in den Innenzylinder 110 der vorderen Lagerbuchse 100 eingesetzt ist, die in die vordere Lagerbuchsenhalterung 61 eingepresst ist. Die vordere Lagerbuchsenhalterung 61 ist mit einer Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse versehen, um eine auf die entsprechende vordere Lagerbuchse 100 wirkende Kraftkomponente zu detektieren. Die Details der Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse werden nachfolgend beschrieben.
-
Bei den hinteren Lagerbuchsenhalterungen 62 handelt es sich jeweils um einen Bereich, in den eine hintere Lagerbuchse 200 eingepresst und befestigt ist, und insbesondere um eine zylindrisch ausgebildete Öffnung mit einer zentralen Achse, die sich entlang der zentralen Schwenkachse des unteren Querlenkers 6 in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Bei der hinteren Lagerbuchse 200 handelt es sich um eine Gummibuchse zur Schwingungsisolierung mit einer ähnlichen Konfiguration wie bei der vorderen Lagerbuchse 100, und diese besitzt ebenfalls einen Innenzylinder, ein Gummimaterial und einen Außenzylinder.
-
Bei dem Innenzylinder und dem Außenzylinder handelt es sich im Wesentlichen um konzentrische zylindrische Elemente, der Innenzylinder ist in das Innere des Außenzylinders eingesetzt, und das Gummimaterial ist zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder vorgesehen. Der untere Querlenker 6 ist mit einer entsprechenden Stützplatte 7 durch eine Schraube verbunden, die in den Innenzylinder der hinteren Lagerbuchse 200 eingesetzt ist, die in die hintere Lagerbuchsenhalterung 62 eingepresst ist.
-
Bei der Stützplatte 7 handelt es sich um ein plattenförmiges Element zum Abstützen eines unteren Bereichs des unteren Querlenkers 6, und sie ist mit einer entsprechenden hinteren Lagerbuchse 200 durch eine Schraube verbunden und an einem Bereich in der Nähe des hinteren Endes des seitlichen Elements 2 durch eine Schraube oder dergleichen befestigt, wobei die hintere Lagerbuchse 200 in die hintere Lagerbuchsenhalterung 62 des unteren Querlenkers 6 auf jeder Seite eingepresst ist.
-
Als nächstes wird die Detektiervorrichtung 140 zum Detektieren einer Kraftkomponente der vorderen Lagerbuchse unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 beschrieben, wobei die Kraftkomponente auf die in der Aufhängungsvorrichtung 10 vorgesehene vordere Lagerbuchse 100 wirkt.
-
Die Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse detektiert sechs Kraftkomponenten, die auf die vordere Lagerbuchse 100 wirken, die den unteren Querlenker 6 und den Querträger 5 miteinander verbindet. Die Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse weist Folgendes auf: eine Detektiereinheit 150, einen Innenring 160 und einen Außenring 170, bei denen es sich um zylindrische Elemente mit etwa demselben Zentrum und unterschiedlichen Durchmessern handelt, wobei die Detektiereinheit 150 eine Brückenschaltung aufweist, die eine Vielzahl von Dehnungsmessstreifen besitzt. Die Detektiereinheit 150, der Innenring 160 und der Außenring 170 sind im Wesentlichen miteinander konzentrisch, müssen jedoch nicht streng konzentrisch sein.
-
Bei der Detektiereinheit 150 handelt es sich um ein zylindrisches Element, das einen größeren Durchmesser als der Innenring 160 sowie einen kleineren Durchmesser als der Außenring 170 aufweist und das konzentrisch mit der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61 angeordnet ist, die sich in einer zylindrischen Formgebung öffnet.
-
Die Detektiereinheit 150 weist ein oberes Ende und ein unteres Ende auf, die dicker sind als der dazwischen befindliche mittlere Bereich, wobei das obere Ende mit einem nachfolgend beschriebenen Innenringflansch 161 verbunden ist und das untere Ende mit einem nachfolgend beschriebenen Außenringflansch 171 verbunden ist. Der mittlere Bereich ist mit einer konstanten Dicke ausgebildet, und eine Vielzahl von nachfolgend beschriebenen Dehnungsmessstreifen ist auf der äußeren Oberfläche des mittleren Bereichs angebracht.
-
Bei dem Innenring 160 handelt es sich um ein zylindrisches Element, das einen kleineren Durchmesser aufweist als die Detektiereinheit 150. Das untere Ende des Innenrings 160 ist mit einem Außenzylinderflansch 131 durch eine Befestigungsschraube 132 verbunden, wobei der Außenzylinderflansch 131 von dem unteren Ende des Außenzylinders 130 der vorderen Lagerbuchse 100 radial nach außen ragt.
-
Das bedeutet, die in die vordere Lagerbuchsenhalterung 61 eingepresste vordere Lagerbuchse 100 ist an dem Innenring 160 durch die Befestigungsschraube 132 befestigt, die in den Außenzylinderflansch 131 eingeschraubt ist.
-
Beim Austauschen der vorderen Lagerbuchse 100 wird somit die Befestigungsschraube 132 gelöst, um die vordere Lagerbuchse 100 von der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61 zu trennen, und es wird eine neue vordere Lagerbuchse 100 in die Innenumfangsfläche des Innenrings 160 eingepresst, und anschließend wird die Befestigungsschraube 132 festgezogen.
-
Bei dem Außenring 170 handelt es sich um ein zylindrisches Element, das an der Innenumfangsfläche der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61 vorgesehen ist und einen größeren Durchmesser aufweist als die Detektiereinheit 150. Obwohl der Außenring 170 durch Schraubbefestigung an der Innenumfangsfläche der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61 angebracht ist, ist dies nicht einschränkend zu verstehen, und der Außenring 170 und die Innenumfangsfläche der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61 können auch in integrierter Weise ausgebildet sein, so dass der Außenring 170 die Innenumfangsfläche der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61 bildet.
-
An dem oberen Ende des Innenrings 160 ist der Innenringflansch 161 gebildet, der von der Außenumfangsfläche der vorderen Lagerbuchse 100 radial nach außen ragt, und an dem unteren Ende des Außenrings 170 ist der Außenringflansch 171 gebildet, der von der Innenumfangsfläche radial nach innen ragt. Das obere Ende der Detektiereinheit 150 ist mit dem Innenringflansch 161 verbunden, und das untere Ende der Detektiereinheit 150 ist mit dem Außenringflansch 171 verbunden. Das bedeutet, die Detektiereinheit 150 ist zwischen dem Innenring 160 und dem Außenring 170 angeordnet, und das obere Ende sowie das untere Ende der Detektiereinheit 150 sind durch den Innenring 160 bzw. den Außenring 170 abgestützt.
-
Durch den Innenringflansch 161 wird ein gewisser Raum zwischen der inneren Umfangsfläche der Detektiereinheit 150 und der äußeren Umfangsfläche des Innenrings 160 geschaffen, und durch den Außenringflansch 171 wird ein gewisser Raum zwischen der äußeren Umfangsfläche der Detektiereinheit 150 und der inneren Umfangsfläche des Außenrings 170 geschaffen. Aufgrund des geschaffenen Raums ist die Detektiereinheit 150 in einer Richtung radial nach innen sowie radial nach außen verformbar.
-
Die Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse weist Folgendes auf: ein Fx-Detektionssystem, ein Fy-Detektionssystem, ein Fz-Detektionssystem, ein Mx-Detektionssystem, ein My-Detektionssystem sowie ein Mz-Detektionssystem, von denen jedes eine Brückenschaltung aufweist, die in der Detektiereinheit 150 vorgesehene Dehnungsmessstreifen besitzt.
-
Das Fx-Detektionssystem detektiert eine Kraft Fx, die in einer Radialrichtung (im Folgenden als X-Achsen-Richtung bezeichnet) auf die Detektiereinheit 150 wirkt. Das Fy-Detektionssystem detektiert eine Kraft Fy, die in einer zu der X-Achsen-Richtung rechtwinkligen Radialrichtung (im Folgenden als Y-Achsen-Richtung bezeichnet) auf die Detektiereinheit 150 wirkt. Das Fz-Detektionssystem detektiert eine Kraft Fz, die in Axialrichtung (im Folgenden als Z-Achsen-Richtung bezeichnet) auf die Detektiereinheit 150 wirkt.
-
Das Mx-Detektionssystem detektiert ein Moment Mx, das um die X-Achse auf die Detektiereinheit 150 wirkt. Das My-Detektionssystem detektiert ein Moment My, das um die Y-Achse auf die Detektiereinheit 150 wirkt. Das Mz-Detektionssystem detektiert ein Moment Mz, das um die Z-Achse auf die Detektiereinheit 150 wirkt.
-
Das Fx-Detektionssystem, das Fy-Detektionssystem, das Fz-Detektionssystem, das Mx-Detektionssystem, das My-Detektionssystem und das Mz-Detektionssystem beinhalten jeweils eine Brückenschaltung mit vier Dehnungsmessstreifen.
-
Wie in 7 veranschaulicht, besitzt das Fx-Detektionssystem Dehnungsmessstreifen 151a, 151b, 151c und 151d. Die Dehnungsmessstreifen 151a bis 151d sind Dehnungsmessstreifen für eine einzelne Achse, und diese sind auf der Außenumfangsfläche der Detektiereinheit 150 derart angebracht, dass die Detektionsrichtung parallel zu der zentralen Achsenrichtung der Detektiereinheit 150 ist.
-
Wie in 8A veranschaulicht, sind bei der Brückenschaltung des Fx-Detektionssystems die Dehnungsmessstreifen 151a bis 151d der Reihe nach in einer Schleife verbunden, und die positive Elektrode und die negative Elektrode einer Stromversorgung sind mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 151b und 151c bzw. mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 151a und 151d verbunden, so dass eine Potenzialdifferenz über einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 151a, 151b sowie einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 151c und 151d erzeugt wird.
-
Wie in 7 gezeigt, besitzt das Fy-Detektionssystem Dehnungsmessstreifen 152a, 152b, 152c und 152d. Die Dehnungsmessstreifen 152a bis 152d sind Dehnungsmessstreifen für eine einzelne Achse, und sie sind an der Außenumfangsfläche der Detektiereinheit 150 derart angebracht, dass die Detektionsrichtung parallel zu der zentralen Achsenrichtung der Detektiereinheit 150 ist, wobei die Positionen der Dehnungsmessstreifen 152a bis 152d in Bezug auf die Befestigungsposition der Dehnungsmessstreifen 151a bis 151d um 90 Grad um die zentrale Achse der Detektiereinheit 150 phasenversetzt sind.
-
Wie in 8B veranschaulicht, sind bei der Brückenschaltung des Fy-Detektionssystems die Dehnungsmessstreifen 152a bis 152d der Reihe nach in einer Schleife verbunden, und die positive Elektrode und die negative Elektrode einer Stromversorgung sind mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 152b und 152c bzw. mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 152a und 152d verbunden, so dass eine Potenzialdifferenz über einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 152a und 152b sowie einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 152c und 152d erzeugt wird.
-
Wie in 7 gezeigt, besitzt das Fz-Detektionssystem Dehnungsmessstreifen 153a, 153b, 153c und 153d. Die Dehnungsmessstreifen 153a bis 153d sind Dehnungsmessstreifen für eine einzelne Achse, und sie sind an der Außenumfangsfläche der Detektiereinheit 150 derart angebracht, dass die Detektionsrichtung parallel zu der zentralen Achsenrichtung der Detektiereinheit 150 ist. Der Dehnungsmessstreifen 153a ist an dem Mittelpunkt zwischen den Dehnungsmessstreifen 151a und 151b angeordnet, und die Dehnungsmessstreifen 153b bis 153d sind in Positionen angeordnet, die in Bezug auf den Dehnungsmessstreifen 153a um 90 Grad, 180 Grad bzw. 270 Grad um die zentrale Achse der Detektiereinheit 150 phasenversetzt sind.
-
Wie in 8C veranschaulicht, sind bei der Brückenschaltung des Fz-Detektionssystems die Dehnungsmessstreifen 153a bis 153d der Reihe nach in einer Schleife verbunden, und die positive Elektrode und die negative Elektrode einer Stromversorgung sind mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 153a und 153c bzw. mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 153b und 153d verbunden, so dass eine Potenzialdifferenz über einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 153a und 153b sowie einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 153c und 153d erzeugt wird.
-
Wie in 7 gezeigt, besitzt das Mx-Detektionssystem Dehnungsmessstreifen 154a, 154b, 154c und 154d. Die Dehnungsmessstreifen 154a bis 154d sind Dehnungsmessstreifen für eine einzelne Achse, und sie sind an der Außenumfangsfläche der Detektiereinheit 150 derart angebracht, dass die Detektionsrichtung parallel zu der zentralen Achsenrichtung der Detektiereinheit 150 ist. Die Dehnungsmessstreifen 154a bis 154d sind in der zentralen Achsenrichtung der Detektiereinheit 150 jeweils den Dehnungsmessstreifen 152a bis 152d benachbart angeordnet.
-
Wie in 9A veranschaulicht, sind bei der Brückenschaltung des Mx-Detektionssystems die Dehnungsmessstreifen 154a bis 154d der Reihe nach in einer Schleife verbunden, und die positive Elektrode und die negative Elektrode einer Stromversorgung sind mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 154a und 154c bzw. mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 154b und 154d verbunden, so dass eine Potenzialdifferenz über einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 154a und 154b sowie einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 154c und 154d erzeugt wird.
-
Wie in 7 gezeigt, besitzt das My-Detektionssystem Dehnungsmessstreifen 155a, 155b, 155c und 155d. Die Dehnungsmessstreifen 155a bis 155d sind Dehnungsmessstreifen für eine einzelne Achse, und sie sind an der Außenumfangsfläche der Detektiereinheit 150 derart angebracht, dass die Detektionsrichtung parallel zu der zentralen Achsenrichtung der Detektiereinheit 150 ist. Die Dehnungsmessstreifen 155a bis 155d sind in der zentralen Achsenrichtung der Detektiereinheit 150 jeweils benachbart den Dehnungsmessstreifen 151a bis 151d angeordnet.
-
Wie in 9B veranschaulicht, sind bei der Brückenschaltung des My-Detektionssystems die Dehnungsmessstreifen 155a bis 155d der Reihe nach in einer Schleife verbunden, und die positive Elektrode und die negative Elektrode einer Stromversorgung sind mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 155a und 155c bzw. mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 155b und 155d verbunden, so dass eine Potenzialdifferenz über einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 155a und 155b sowie einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 155c und 155d erzeugt wird.
-
Wie in 7 gezeigt, besitzt das Mz-Detektionssystem Dehnungsmessstreifen 156a, 156b, 156c und 156d. Die Dehnungsmessstreifen 156a bis 156d sind Scherdehnungsmessstreifen, und diese sind an der Außenumfangsfläche der Detektiereinheit 150 derart angebracht, dass die Detektionsrichtung parallel zu der Umfangsrichtung der Detektiereinheit 150 ist. Die Dehnungsmessstreifen 156a und 156b sind zwischen den Dehnungsmessstreifen 153a und 153b bzw. zwischen den Dehnungsmessstreifen 153b und 153d angeordnet. Die Dehnungsmessstreifen 156c und 156d sind in Bezug auf die zentrale Achse der Detektiereinheit 150 symmetrisch zu den Dehnungsmessstreifen 156a und 156b angeordnet.
-
Wie in 9C veranschaulicht, sind bei der Brückenschaltung des Mz-Detektionssystems die Dehnungsmessstreifen 156a bis 156d der Reihe nach in einer Schleife verbunden, und die positive Elektrode und die negative Elektrode einer Stromversorgung sind mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 156a und 156c bzw. mit einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 156b und 156d verbunden, so dass eine Potenzialdifferenz über einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 156a und 156b sowie einer Stelle zwischen den Dehnungsmessstreifen 156c und 156d erzeugt wird.
-
Die hintere Lagerbuchsenhalterung 62 ist ebenfalls mit einer Detektiervorrichtung für Kraftkomponenten einer hinteren Lagerbuchse versehen, die zum Detektieren von auf die entsprechende hintere Lagerbuchse 200 wirkenden Kraftkomponenten dient. In ähnlicher Weise wie bei der Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse besitzt auch die Detektiervorrichtung für die hintere Lagerbuchse einen Innenring, einen Außenring und eine Detektiereinheit, bei denen es sich im Wesentlichen um konzentrische zylindrische Elemente handelt, wobei die Detektiereinheit eine Brückenschaltung mit einer Vielzahl von Dehnungsmessstreifen aufweist.
-
Die Detektiervorrichtung für die hintere Lagerbuchse ist in der Lage, in Radialrichtungen (X-Achsen-Richtung und Y-Achsen-Richtung) wirkende Kraftkomponenten, eine in Axialrichtung (Z-Achsen-Richtung) wirkende Kraftkomponente, eine um die X-Achse wirkende Kraftkomponente, eine um die Y-Achse wirkende Kraftkomponente sowie eine um die Z-Achse wirkende Kraftkomponente zu detektieren, wobei alle Kraftkomponenten auf die hintere Lagerbuchse 200 wirken.
-
Wie vorstehend beschrieben, ist die Detektiereinheit 150 der Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse an der Innenumfangsfläche der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61 vorgesehen. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Kraftkomponente, die auf die in die vordere Lagerbuchsenhalterung 61 eingepresste vordere Lagerbuchse 100 wirkt, direkt zu detektieren, und somit können die auf den Verbindungsbereich zwischen dem unteren Querlenker 6 und dem Querträger 5 wirkenden sechs Kraftkomponenten exakt detektiert werden.
-
Das bedeutet, die jeweilige auf die vordere Lagerbuchse 100 wirkende Kraftkomponente wird nicht auf der Basis von Kraftkomponenten festgestellt, die an von der vorderen Lagerbuchse 100 abgelegenen Positionen detektiert werden, sondern diese wird durch direkte Detektion unter Verwendung der Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse bestimmt, die in der eigentlichen vorderen Lagerbuchse 100 vorgesehen ist. Aus diesem Grund ist kein kompliziertes Verfahren für die Bestimmung erforderlich, und es ist eine exakte Detektion der Kraftkomponenten möglich.
-
Eine auf die vordere Lagerbuchse 100 wirkende Kraftkomponente wird in einer derartigen Weise detektiert, dass die Detektiervorrichtung 140 für die Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse in der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61 des unteren Querlenkers 6 vorgesehen ist und die in die vordere Lagerbuchsenhalterung 61 eingepresste vordere Lagerbuchse 61 an der Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse festgelegt ist.
-
Das bedeutet, der in der vorderen Lagerbuchse 100 gebildete Außenzylinderflansch 131 und der in der Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse vorgesehene Innenring 160 sind durch eine Schraube aneinander befestigt, und die vordere Lagerbuchse 100 ist dadurch an der Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse angebracht.
-
Auf diese Weise kann die vordere Lagerbuchse 100 einfach ausgetauscht werden, indem lediglich die Befestigungsschraube 132 entfernt wird, die den Außenzylinderflansch 131 und den Innenring 160 miteinander verbindet. Aus diesem Grund kann auch beim Ersetzen der vorderen Lagerbuchse 100 durch eine neue Lagerbuchse oder eine Lagerbuchse mit anderen Federeigenschaften der Austausch mit der an der vorderen Lagerbuchsenhalterung 61 angebrachten Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse in einfacher Weise erfolgen, und die auf eine neue, ausgetauschte vordere Lagerbuchse 100 wirkenden Kraftkomponenten lassen sich unmittelbar detektieren.
-
Bei der Aufhängungsvorrichtung 10 eines Fahrzeugs gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der untere Querlenker 6 und der Querträger 5 über die vordere Lagerbuchse 100 verbunden, der untere Querlenker 6 und die Stützplatte 7 sind über die hintere Lagerbuchse 200 verbunden, und die vordere Lagerbuchse 100 und die hintere Lagerbuchse 200 sind mit einer jeweiligen Kraftkomponenten-Detektiervorrichtung zum Detektieren einer auf die entsprechende Lagerbuchse wirkenden Kraftkomponente versehen.
-
Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, und es kann auch eine Lagerbuchse für ein Lagerelement eines Verbindungsbereichs von anderen Bauteilen verwendet werden, und die Lagerbuchse kann mit einer Kraftkomponenten-Detektiervorrichtung versehen sein, die ähnlich der Detektiervorrichtung 140 für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse in der vorderen Lagerbuchse 100 ausgebildet ist.
-
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Gummibuchse für die vordere Lagerbuchse 100 und die hintere Lagerbuchse 200 verwendet. Ohne Einschränkung darauf kann jedoch auch eine Buchse verwendet werden, bei der z. B. Urethan verwendet wird.
-
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von Dehnungsmessstreifen an der Außenumfangsfläche der Detektiereinheit 150 angebracht. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, und die Vielzahl von Dehnungsmessstreifen kann auch an der Innenumfangsfläche der Detektiereinheit 150 angebracht sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeugkarosserie
- 2
- seitliches Element
- 3
- oberes Element
- 4
- Federbein
- 5
- Querträger
- 6
- unterer Querlenker
- 7
- Stützplatte
- 10
- Aufhängungsvorrichtung
- 21
- Verbindungselement
- 41
- Stoßdämpfer
- 42
- Schraubenfeder
- 51
- Halter
- 61
- vordere Lagerbuchsenhalterung
- 62
- hintere Lagerbuchsenhalterung
- 63
- Kugelgelenk
- 100
- vordere Lagerbuchse
- 110
- Innenzylinder
- 120
- Gummimaterial
- 121
- Bohrungen
- 130
- Außenzylinder
- 131
- Außenzylinderflansch
- 132
- Befestigungsschraube
- 140
- Detektiervorrichtung für Kraftkomponenten der vorderen Lagerbuchse
- 150
- Detektiereinheit
- 151a–151d
- Dehnungsmessstreifen (Fx)
- 152a–152d
- Dehnungsmessstreifen (Fy)
- 153a–153d
- Dehnungsmessstreifen (Fx)
- 154a–154d
- Dehnungsmessstreifen (Mx)
- 155a–155d
- Dehnungsmessstreifen (My)
- 156a–156d
- Dehnungsmessstreifen (Mz)
- 160
- Innenring
- 161
- Innenringflansch
- 170
- Außenring
- 171
- Außenringflansch
- 200
- hintere Lagerbuchse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
