DE10219533B4 - Anordnung zur Niveausensierung an einem Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Anordnung zur Niveausensierung an einem Kraftfahrzeug, umfassend:
mindestens einen Stabilisator (7), und
eine Messeinrichtung (10) zur Messung einer Winkelstellung des Stabilisators (7), wobei die Messeinrichtung (10) zur Messung einer Winkelstellung des Stabilisators (7) mindestens einen magnetempfindlichen Sensor umfasst, und
eine Auswerteinrichtung vorgesehen ist, welche aus den Signalen des Sensors das Niveau des Fahrzeugs repräsentierende Signale erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stabilisator (7) durch zwei Stabilisatorlager (9) drehbar am Aufbau (4) des Fahrzeugs gelagert ist, und
die Meßeinrichtung (10) Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes an dem Stabilisator (7) oder dem Stabilisatorlager (9) und mindestens einen magnetfeldempfindlichen Sensor an dem jeweils anderen Teil (9; 7), d. h. dem Stabilisatorlager (9) oder dem Stabilisator (7), aufweist.
mindestens einen Stabilisator (7), und
eine Messeinrichtung (10) zur Messung einer Winkelstellung des Stabilisators (7), wobei die Messeinrichtung (10) zur Messung einer Winkelstellung des Stabilisators (7) mindestens einen magnetempfindlichen Sensor umfasst, und
eine Auswerteinrichtung vorgesehen ist, welche aus den Signalen des Sensors das Niveau des Fahrzeugs repräsentierende Signale erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Stabilisator (7) durch zwei Stabilisatorlager (9) drehbar am Aufbau (4) des Fahrzeugs gelagert ist, und
die Meßeinrichtung (10) Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes an dem Stabilisator (7) oder dem Stabilisatorlager (9) und mindestens einen magnetfeldempfindlichen Sensor an dem jeweils anderen Teil (9; 7), d. h. dem Stabilisatorlager (9) oder dem Stabilisator (7), aufweist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Niveausensierung an einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen Stabilisator, und eine Messeinrichtung zur Messung einer Winkelstellung des Stabilisators, wobei die Messeinrichtung zur Messung einer Winkelstellung des Stabilisators mindestens einen magnetfeldempfindlichen Sensor umfasst, und eine Auswerteinrichtung vorgesehen ist, welche aus den Signalen des Sensors das Niveau des Fahrzeugs repräsentierende Signale erzeugt.
- Derartige Anordnungen sind bereits allgemein bekannt. Sie werden in Personenkraftwagen dazu eingesetzt, um beispielsweise eine Niveauregelung des Fahrzeugfahrwerks oder eine Leuchtweitenregelung vorzunehmen.
- Herkömmliche Anordnungen verwenden am Fahrzeugaufbau befestigte Drehwinkelsensoren, welche eine Achsbewegung oder Stabilisatorbewegung über eine Koppelstange mit Kugelgelenken abgreifen. Die hierfür benötigten Übertragungsglieder zwischen dem Drehwinkelsensor und der Achse bzw. dem Stabilisator erfordern einen hohen konstruktiven Aufwand. Sie sind überdies störanfällig, da sie im Bodenbereich des Fahrzeugs Verschmutzung, Eis und Steinschlag ausgesetzt sind.
- Des Weiteren ist aus der
DE 198 60 400 A1 eine Anordnung zur Ermittlung der Längsneigung eines Fahrzeugs bekannt. Für die Messung der Winkelstellung des Stabilisators ist eine Messvorrichtung mit Hall-Sensoren vorgesehen. Aus den mit Hilfe der Sensoren gewonnenen Signalen erzeugt eine Auswerteinrichtung wiederum die Längsneigung des Fahrzeugs präsentierende Signale. Da die Messvorrichtung in einem freiliegenden Bereich am Fahrzeug, beispielsweise an den Torsionsstäben, vorgesehen ist, neigt auch diese Anordnung zu Störungen. - Der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen. Insbesondere beabsichtigt die Erfindung eine konstruktive Vereinfachung verbunden mit einer Verminderung der Störanfälligkeit.
- Hierzu wird eine Anordnung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei der der Stabilisator drehbar durch zwei Stabilisatorlager am Aufabu des Fahrzeugs gelagert ist und die Meßeinrichtung Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes an dem Stabilisator oder dem Stabilisatorlager und mindestens einen magnetfeldempfindlichen Sensor an dem jeweils anderen Teil aufweist.
- Die erfindungsgemäße Lösung vermeidet mechanische Übertragungsglieder zwischen dem Stabilisator und den eigentlichen Meßorganen. Sie zeichnet sich durch eine hohe Kompaktheit und Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung, Eis und Steinschlag aus. Der überraschend einfache konstruktive Aufbau ermöglicht überdies eine Senkung der Herstellungskosten.
- Die mit der Niveausensierungsanordnung gewonnenen Signale geben Auskunft über die Horizontalausrichtung des Fahrzeugaufbaus. Diese Information kann u. a. zur Fahrwerksregelung oder zur Leuchtweitenregulierung verwendet werden. Beispielsweise kann das Niveau des Fahrzeugs durch die Federwege der Fahrzeugräder ausgedrückt werden.
- Prinzipiell ist es möglich, die vorstehend genannte Anordnung lediglich an einer Fahrzeugachse anzuordnen. Vorzugsweise ist jedoch je Fahrzeugsachse ein Stabilisator mit je zwei Stabilisatorlagern, die wiederum jeweils eine Meßeinrichtung aufweisen, vorgesehen.
- Die Genauigkeit der Auswertung läßt sich durch die Verwendung mehrerer Hallsensoren verbessern. Vorzugsweise sind je Stabilisatorlager zwei Sensoren vorgesehen, die in bezug auf die Drehachse des Stabilisators einen Winkel von 10° bis 180° und weiter bevorzugt von 60° bis 90° einschließen.
- Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
-
1 einen Ausschnitt einer Einzelradaufhängung eines Kraftfahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel für eine Niveausensierungsanordnung, -
2 einen Schnitt durch ein Stabilisatorlager der Niveausensierungsanordnung im Bereich seiner Meßeinrichtung quer zum Stabilisator, und in -
3 einen Längsschnitt durch das Stabilisatorlager. - Das Ausführungsbeispiel zeigt in
1 eine Einzelradaufhängung eines Personenkraftfahrzeugs. Bei dieser ist ein Fahrzeugrad1 über einen Radträger2 und ein Federbein3 gegen einen Fahrzeugaufbau4 abgestützt. Der Radträger2 ist über wenigstens einen weiteren Lenker6 an den Fahrzeugaufbau4 angekoppelt. - Weiterhin ist ein Stabilisator
7 vorgesehen, der die Radträger2 einer Fahrzeugsachse miteinander verbindet. Die gelenkige Ankopplung des Stabilisators7 an die Radträger2 oder Lenker erfolgt hier über Koppelstangen8 . Zur Abstützung des Stabilisators7 an dem Fahrzeugaufbau4 sind zwei Stabilisatorlager9 vorgesehen, die jeweils ein Drehen des Stabilisators7 um dessen Längsachse ermöglichen, Querbewegungen zu dieser jedoch unterbinden. - An jedem Stabilisatorlager
9 ist eine Meßeinrichtung10 vorgesehen, mit welcher die Winkelstellung des Stabilisators7 in bezug auf das Stabilisatorlager10 erfaßbar ist. Ein solches Stabilisatorlager9 sowie die zugehörige Meßeinrichtung10 sind in2 im Detail dargestellt. - Bei dem hier erläuterten Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug je Fahrzeugachse einen Stabilisator
7 auf. Jeder dieser Stabilisatoren7 ist über zwei Stabilisatorlager9 an dem Fahrzeugaufbau4 abgestützt. Dabei ist an jedem Stabilisatorlager9 eine nachfolgend nun näher erläuterte Meßeinrichtung10 vorhanden. - Das Stabilisatorlager
9 weist einen Lagerabschnitt11 in Form eines Lagerbocks auf, der am Fahrzeugaufbau4 lösbar befestigt ist. Vorzugsweise ist dieser Lagerabschnitt11 aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi, ausgebildet. In dem Lagerabschnitt11 befindet sich ein Lagerauge, in dem der Stabilisator7 drehbewegbar oder wenigstens drehelastisch aufgenommen ist. Zur Festlegung des Lagerabschnitts11 am Fahrzeugaufbau4 ist hier eine Schelle13 aus steiferem Material vorgesehen, die den Lagerabschnitt11 umgreift und mit den Bolzen12 am Fahrzeugaufbau4 befestigt ist. - Im Bereich des Stabilisatorlagers
9 ist die Meßeinrichtung10 untergebracht. Die Meßeinrichtung10 umfaßt einen an dem Stabilisator7 befestigten Magnet14 sowie mindestens einen, hier zwei an dem Stabilisatorlager9 vorgesehene Hallsensoren15 und16 , die im Drehbereich des Stabilisatormagnets14 angeordnet sind, so daß das Magnetfeld die Hallsensoren15 und16 durchdringt. - In dem Ausführungsbeispiel ist der Magnet
14 von einem Trägerring17 aufgenommen, der drehfest auf dem Stabilisator7 sitzt. Der Trägerring17 wird radial von der Schelle13 überragt, die auch die Hallsensoren15 und16 trägt, wie dies in3 gezeigt ist. Abweichend von der Darstellung kann die Schelle13 auch so ausgebildet werden, daß diese den Trägerring17 einkapselt. - In einer Ruhestellung des Stabilisators
7 liegt der Magnet14 auf der Winkelhalbierenden zwischen den beiden Hallsensoren15 und16 . Dabei schließen die Hallsensoren15 und16 in bezug auf die Drehachse des Stabilisators7 in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen Winkel von 60° bis 90° ein.2 zeigt eine Stellung, in welcher der Stabilisator7 gegenüber der Ruhestellung um einen Winkel α verdreht ist. - Die beiden Hallsensoren
15 und16 sind über elektrische Leitungen mit einer elektronischen Auswertschaltung18 einer Auswerteinrichtung verbunden, die aus den Signalen der beiden Hallsensoren15 und16 ein für das zugehörige Stabilisatorlager9 resultierendes Signal u erzeugt, welches die Winkelstellung des Stabilisators7 an diesem Stabilisatorlager9 repräsentiert. - Die resultierenden Signale u der Stabilisatorlager
9 werden einer zentralen Recheneinrichtung der Auswerteinrichtung zugeleitet, die daraus das Niveau des Fahrzeugs repräsentierende Signale erzeugt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Niveau des Fahrzeugs durch die Federwege s der Fahrzeugräder ausgedrückt. -
- Dabei repräsentieren die Größen s die Radfederwege für das vordere linke (index: vl), das vordere rechte (vr), des hintere linke (hl) und das hintere rechte Fahrzeugrad (hr), und die Größen u die Signale der Stabilisatorlager vom links (index: vl), vom rechts (vr), hinten links (hl) und hinten rechts (hr). Die Größen a, b, c und d sind fahrzeugspezifische Konstanten.
- Die Großen s, welche die Einfederung der Fahrzeugräder beschreiben, werden dann weiteren Fahrzeugkomponenten, beispielsweise einer Fahrwerksregelung oder einer Leuchtweitenregulierung als Informationen zur Verfügung gestellt.
- Bei Verwendung jeweils lediglich eines einzigen Hausensors an den Stabilisatorlagern
9 können deren Meßsignale, gegebenenfalls verstärkt, unmittelbar an die zentrale Recheneinrichtung übertragen werden. - In einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann der stationäre Teil der Meßeinrichtung
10 auch unmittelbar in den Lagerabschnitt11 integriert werden. Möglich ist auch eine Anordnung des Magnets14 innerhalb des Stabilisators7 oder eine Magnetisierung von ausgewählten Teilbereichen des Stabilisators. Der Trägerring17 kann dann entfallen. - Das vorstehende Ausführungsbeispiel wurde mit Bezug auf Permanentmagneten
14 und Hallsensoren15 und16 beschrieben. Anstelle der Permanentmagnete und Hallsensoren können jedoch im Prinzip alle magnetfelderzeugenden Elemente und Einrichtungen in Verbindung mit magnetfeldempfindlichen Sensoren verwendet werden. - Die Verwendung passiver Elemente an dem drehbar gelagerten Stabilisator ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau und Abgriff der Sensorsignale auf der Statorseite, d. h. an den Stabilisatorlagern. In kinematischer Umkehrung können jedoch auch die Sensoren an dem Stabilisator und die magnetfelderzeugenden Elemente bzw. Einrichtungen an dem Stabilisatorlager vorgesehen werden. Möglich sind weiterhin Mischanordnungen, bei denen ein Teil der Sensoren und/oder magnetfelderzeugenden Elemente bzw. Einrichtungen an dem Stabilisator und ein anderer Teil an dem Stabilisatorlager sitzt.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeugrad
- 2
- Radträger
- 2
- Federbein
- 4
- Fahrzeugaufbau
- 6
- Lenker
- 7
- Stabilisator
- 8
- Koppelstange
- 9
- Stabilisatorlager
- 10
- Meßeinrichtung
- 11
- Lagerabschnitt
- 12
- Befestigungsbolzen
- 13
- Schelle
- 14
- Magnet
- 15
- Hallsensor
- 16
- Hallsensor
- 17
- Trägerring
- 18
- Auswertschaltung
Claims (13)
- Anordnung zur Niveausensierung an einem Kraftfahrzeug, umfassend: mindestens einen Stabilisator (
7 ), und eine Messeinrichtung (10 ) zur Messung einer Winkelstellung des Stabilisators (7 ), wobei die Messeinrichtung (10 ) zur Messung einer Winkelstellung des Stabilisators (7 ) mindestens einen magnetempfindlichen Sensor umfasst, und eine Auswerteinrichtung vorgesehen ist, welche aus den Signalen des Sensors das Niveau des Fahrzeugs repräsentierende Signale erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (7 ) durch zwei Stabilisatorlager (9 ) drehbar am Aufbau (4 ) des Fahrzeugs gelagert ist, und die Meßeinrichtung (10 ) Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes an dem Stabilisator (7 ) oder dem Stabilisatorlager (9 ) und mindestens einen magnetfeldempfindlichen Sensor an dem jeweils anderen Teil (9 ;7 ), d. h. dem Stabilisatorlager (9 ) oder dem Stabilisator (7 ), aufweist. - Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Fahrzeugsachse ein Stabilisator (
7 ) mit zwei Stabilisatorlagern (9 ), die wiederum jeweils eine Meßeinrichtung (10 ) aufweisen, vorgesehen ist. - Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Niveau des Fahrzeugs durch die Federwege der Fahrzeugräder (
1 ) ausgedrückt wird. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteinrichtung aus den Signalen der Sensoren die Federwege der Fahrzeugräder (
1 ) wie folgt berechnet werden: wobei s die Radfederwege für das vordere linke (Index: vl), das vordere rechte (vr), das hintere linke (hl) und das hintere rechte (hr) Fahrzeugrad (1 ) angeben, u die Signale der Stabilisatorlager (9 ) vorn links (Index: vl), vorn rechts (vr), hinten links (hl) und hinten rechts (hr) angeben, und die Größen a, b, c und d fahrzeugseitige Konstanten sind. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabilisatorlager (
9 ) einen Lagerabschnitt (11 ) aufweist, der den Stabilisator (7 ) drehbar aufnimmt, sowie eine Schelle (13 ) im Drehbereich der Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes und der magnetfeldempfindlichen Sensoren zur Halterung eines Teils derselben. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes als Permanentmagnete (
14 ) ausgebildet sind. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes als teilmagnetisierte Bereiche des Stabilisators (
7 ) selbst ausgebildet sind. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetfeldempfindlichen Sensoren Hallsensoren (
15 ;16 ) sind. - Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Stabilisator (
7 ) ein diesen umschließenden, einen Magnet (14 ) aufnehmenden Trägerring (17 ) drehfest angebracht ist. - Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schelle (
13 ) den Trägerring (17 ) einkapselt. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ruhestellung des Stabilisators (
7 ) ein Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes auf der Winkelhalbierenden zwischen zwei Sensoren liegt. - Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren in bezug auf die Drehachse des Stabilisators (
7 ) einen Winkel von 10° bis 180° einschließen. - Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schelle (
13 ) lösbar an dem Lagerabschnitt (11 ) befestigt ist.
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DE2002119533 DE10219533B4 (de) | 2002-05-02 | 2002-05-02 | Anordnung zur Niveausensierung an einem Kraftfahrzeug |
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Publications (2)
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---|---|---|---|---|
DE19860400A1 (de) * | 1998-12-28 | 2000-06-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Bereitstellung einer die Längsneigung eines Fahrzeugs darstellenden Größe |
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DE10219533A1 (de) | 2003-11-20 |
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