DE10333997B4

DE10333997B4 - Sensoranordnung für ein Landfahrzeug

Info

Publication number: DE10333997B4
Application number: DE2003133997
Authority: DE
Inventors: Ulrich Sonnak
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2014-07-17
Anticipated expiration: 2023-07-26
Also published as: DE10333997A1

Abstract

Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) für ein Landfahrzeug mit einer Karosserie (2) und zumindest einem Rad (31; 32), wobei die Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) einen Niveausensor zum Messen der Relativlage des zumindest einen Rades (31; 32) gegenüber der Karosserie (2) aufweist, und wobei der Niveausensor elektronische Bauteile (26) aufweist, die in einem Gehäuse (20) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (20) zumindest ein Beschleunigungssensor (23; 24; 25) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für ein Landfahrzeug mit einer Karosserie und zumindest einem Rad, wobei die Sensoranordnung einen Niveausensor zum Messen der Relativlage des zumindest einen Rades gegenüber der Karosserie aufweist, und wobei der Niveausensor elektronische Bauteile aufweist, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Landfahrzeug mit einer Karosserie und mit zumindest vier Rädern sowie eine Einrichtung zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität und/oder des Fahrkomforts mit einer Steuerung.
Eine derartige Sensoranordnung ist z. B. aus der DE 44 43 810 C2 bekannt. Eine Sensoranordnung für ein Landfahrzeug mit einer Karosserie und einem Rad, wobei die Sensoranordnung einen Niveausensor zum Messen der Relativlage des Rades gegenüber der Karosserie aufweist, ist zudem aus der DE 198 31 248 A1 bekannt.
Derartige Sensoranordnungen werden z. B. für Einrichtungen zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität verwendet. Eine solche Einrichtung zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität offenbart z. B. die DE 39 07 870 C2 . So offenbart die DE 39 07 870 C2 eine Steuerung zum Stabilisieren eines Fahrzeuges, das steuerbare Einstelleinrichtungen zum Einstellen der Lage des Fahrzeuges oder seines Aufnahmeraumes für Passagiere und/oder Ladung aufweist. Dabei sind eine erste Detektoreinrichtung zum Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges und zum Erzeugen eines Detektorsignals entsprechend der ermittelten Fahrgeschwindigkeit und eine zweite Detektoreinrichtung mit drei Signale für die Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugbewegung erzeugenden Sensoren vorgesehen, wobei ein erster Winkelgeschwindigkeitssensor zur Ermittlung von Wankbewegungen die Winkelgeschwindigkeit der Drehung des Fahrzeuges um eine Längsachse erfasst, ein zweiter Winkelgeschwindigkeitssensor zur Ermittlung von Nickbewegungen die Winkelgeschwindigkeit der Drehung des Fahrzeuges um eine Querachse erfasst, und ein dritter Winkelgeschwindigkeitssensor zur Ermittlung von Gierbewegungen die Winkelgeschwindigkeit der Drehung des Fahrzeuges um eine Vertikalachse erfasst. Zudem ist ein Einstellsignalgenerator zum Erzeugen von Steuersignalen zur Steuerung der Einstelleinrichtungen aus den Signalen der ersten Detektoreinrichtung und der ersten bis dritten Winkelgeschwindigkeitssensoren der zweiten Detektoreinrichtung sowie zum Weiterleiten dieser Steuersignale an die Einstelleinrichtungen vorgesehen, wobei die drei Winkelgeschwindigkeitssensoren der zweiten Detektoreinrichtung an einem gemeinsamen Träger, vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
Weitere Einrichtungen zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität sind z. B. aus der EP 0 311 114 B1 und der EP 0 481 043 B1 bekannt.
Weiterhin offenbart die DE 42 28 893 A1 eine Einrichtung zur Beeinflussung der Fahrdynamik mit einer Sensorenanordnung zur Erfassung der Fahrzeugbewegung und zur Auswertung der Sensordaten. Des Weiteren ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, welche mit der Sensorenanordnung verbunden ist und mit der Aktuatoren zur Beeinflussung der Fahrzuegbewegung angsteuert werden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, Einrichtungen zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität kostengünstiger zu gestalten.
Vorgenannte Aufgabe wird durch eine Sensoranordnung für ein Landfahrzeug mit einer Karosserie und zumindest einem Rad gelöst, wobei die Sensoranordnung einen Niveausensor zum Messen der Relativlage des zumindest einen Rades gegenüber der Karosserie aufweist, wobei der Niveausensor elektronische Bauteile aufweist, die in einem Gehäuse angeordnet sind, und wobei in dem Gehäuse zumindest ein Beschleunigungssensor angeordnet ist.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch ein Landfahrzeug mit einer Karosserie und mit zumindest vier Rädern gelöst, wobei zwischen zumindest drei Rädern und der Karosserie je eine Sensoranordnung mit einen Niveausensor zum Messen der Relativlage des Rades gegenüber der Karosserie angeordnet ist, wobei der Niveausensor elektronische Bauteile aufweist, die in einem Gehäuse angeordnet sind, und wobei in dem Gehäuse zumindest ein Beschleunigungssensor angeordnet ist.
Vorgenannte Aufgabe wird zudem durch eine Einrichtung zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität mit einer Steuerung gelöst, wobei die Einrichtung zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität zumindest drei Sensoranordnungen mit je zumindest einem Niveausensor zum Messen der Relativlage eines Rades gegenüber einer Karosserie aufweist, wobei der Niveausensor elektronische Bauteile aufweist, die in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei in dem Gehäuse zumindest ein Beschleunigungssensor angeordnet ist, und wobei die Sensoranordnungen datentechnisch mit der Steuerung verbunden sind.
Durch die Integration werden Gehäuse, Steckverbindungen und Zuleitungen sowie der Montageaufwand reduziert, wodurch sich trotz größeren Aufwandes bei der Sensorik Kosten bei der Implementierung einer Einrichtung zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität senken lassen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Gehäuse zumindest drei Beschleunigungssensoren angeordnet. Dadurch entstehen bei der Konstruktion der Niveausensorik keine Einschränkungen bezüglich der Lage der Drehachse des Niveausensors aufgrund einer vorgegebenen Messrichtung. Zudem wird eine unübersehbare Teilevielfalt durch einbaulagespezifische Ausrichtungen des Beschleunigungssensors in einem integrierten Sensor vermieden, da die Ausstattung mit drei Beschleunigungssensoren jede Einbaulage abdeckt.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein Beschleunigungssensor zum Messen einer translatorischen Beschleunigung ausgebildet. In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest drei Beschleunigungssensoren zum Messen einer translatorischen Beschleunigung, insbesondere in drei unterschiedlichen Richtungen, ausgebildet.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Gehäuse eine Recheneinrichtung zur Transformation der translatorischen Beschleunigungen in den drei unterschiedlichen Richtungen in Beschleunigungen in Längsrichtung des Landfahrzeuges, in Querrichtung des Landfahrzeuges und in eine zur Längs- und Querrichtung orthogonalen Richtung angeordnet. Die dazu notwendigen Beziehungen können entweder bei der Herstellung des Sensors oder bei der Montage im Fahrzeug je nach Einbauposition eingegeben werden oder durch einen Lernprozess mit Kalibrierung nach Einbau ins Fahrzeug von jeder Sensoranordnung selbst ermittelt werden.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensoranordnung einen elektrischen Signalausgang, beispielsweise eine CAN Schnittstelle, auf. Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
1 eine Radaufhängung,
2 eine Sensoranordnung und
3 ein Kraftfahrzeug.
1 zeigt eine Radaufhängung 1. Die Radaufhängung weist einen mittels zumindest einem Gelenk 5 schwenkbar mit der Karosserie 2 eines Landfahrzeuges verbundenen Schwenkarm 3 auf, an dem ein nicht dargestelltes Rad angeordnet ist. Zwischen der Karosserie 2 und dem Schwenkarm 3 ist eine Sensoranordnung 4 angeordnet. Die Sensoranordnung 4 ist mittels einer Befestigungsvorrichtung 6 mechanisch mit dem Schwenkarm 3 und mittels Befestigungsvorrichtungen 7 und 8 mechanisch mit der Karosserie 2 verbunden.
2 zeigt die Sensoranordnung 4 in detaillierter Darstellung. Dabei bezeichnet Bezugszeichen 20 ein Gehäuse, Bezugszeichen 21 den elektrischen Signalausgang und Bezugszeichen 22 eine Koppelstange. In dem Gehäuse 20 sind elektronische Bauteile 26 angeordnet, mittels derer ein Signal für eine relative Bewegung der Koppelstange 22 gegenüber dem Gehäuse 20 über den elektrischen Signalausgang 21 ausgebbar ist. Die elektronischen Bauteile können z. B. in einem IC integriert sein.
In dem Gehäuse 20 sind zudem drei Beschleunigungssensoren 23, 24, und 25 zum Messen einer translatorischen Beschleunigung angeordnet. Die drei Beschleunigungssensoren 23, 24, und 25 sind datentechnisch mit den elektronischen Bauteilen 26 verbunden, so dass über den elektrischen Signalausgang 21 auf Ausgangswerten der drei Beschleunigungssensoren 23, 24, und 25 basierende Beschleunigungswerte für drei Raumrichtungen ausgebbar sind.
Es kann vorgesehen sein, dass die elektronischen Bauteile 26 eine Recheneinrichtung zur Transformation der translatorischen Beschleunigungen in den drei unterschiedlichen Richtungen in Beschleunigungen in Längsrichtung des Landfahrzeuges, in Querrichtung des Landfahrzeuges und in eine zur Längs- und Querrichtung orthogonalen Richtung umfassen. In diesem Fall sind Beschleunigungen in Längsrichtung des Landfahrzeuges, in Querrichtung des Landfahrzeuges und in eine zur Längs- und Querrichtung orthogonalen Richtung über den elektrischen Signalausgang 21 ausgebbar.
3 zeigt ein Kraftfahrzeug 30. Da Kraftfahrzeug 30 weist vier Räder auf, von denen nur ein Hinterrad 31 und ein Vorderrad 32 dargestellt sind. Das Kraftfahrzeug 30 weist zudem eine mit einer Radaufhängung für ein Hinterrad 31 verbundene Sensoranordnung 33, eine mit einer Radaufhängung für ein Vorderrad 32 verbundene Sensoranordnung 34 und eine mit einer Radaufhängung für ein nicht dargestelltes Vorderrad verbundene Sensoranordnung 35 auf. Die Sensoranordnungen 33, 34 und 35 sind entsprechend der Sensoranordnung 4 ausgestaltet. Auf diese Weise können Beschleunigungsmesswerte als redundante Signale oder für andere Anwendungen verwendet werden.
Die Sensoranordnungen 33, 34 und 35 sind datentechnisch mit einer Steuerung 36 verbunden, wie dies durch die gepunkteten Linien 40, 41 und 42 angedeutet ist. Die Sensoranordnungen 33, 34 und 35 können durch eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung oder mittels eines Bussystems datentechnisch mit der Steuerung 36 verbunden sein.
Die Steuerung 36 kann z. B. Teil einer Einrichtung zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität und/oder des Fahrkomforts sein.
Bezugszeichenliste

1: Radaufhängung
2: Karosserie
3: Schwenkarm
4, 33, 34, 35: Sensoranordnung
5: Gelenk
6, 7, 8: Befestigungsvorrichtung
20: Gehäuse
21: Signalausgang
22: Koppelstange
23, 24, 25: Beschleunigungssensor
26: elektronische Bauteile
30: Kraftfahrzeug
31: Hinterrad
32: Vorderrad
36: Steuerung
40, 41, 42: gepunktete Linie

Claims

Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) für ein Landfahrzeug mit einer Karosserie (2) und zumindest einem Rad (31; 32), wobei die Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) einen Niveausensor zum Messen der Relativlage des zumindest einen Rades (31; 32) gegenüber der Karosserie (2) aufweist, und wobei der Niveausensor elektronische Bauteile (26) aufweist, die in einem Gehäuse (20) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (20) zumindest ein Beschleunigungssensor (23; 24; 25) angeordnet ist.
Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (20) zumindest drei Beschleunigungssensoren (23; 24; 25) angeordnet sind.
Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Beschleunigungssensor (23; 24; 25) zum Messen einer translatorischen Beschleunigung ausgebildet ist.
Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei Beschleunigungssensoren (23; 24; 25) zum Messen einer translatorischen Beschleunigung ausgebildet sind.
Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der drei Beschleunigungssensoren (23; 24; 25) translatorische Beschleunigungen in drei unterschiedlichen Richtungen messbar sind.
Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (20) eine Recheneinrichtung zur Transformation der translatorischen Beschleunigungen in den drei unterschiedlichen Richtungen in Beschleunigungen in Längsrichtung des Landfahrzeuges, in Querrichtung des Landfahrzeuges und in eine zur Längs- und Querrichtung orthogonalen Richtung angeordnet ist.
Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (4; 33; 34; 35) einen elektrischen Signalausgang (21) aufweist.
Sensoranordnung (4; 33, 34; 35) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Signalausgang (21) eine CAN-Schnittstelle ist.
Landfahrzeug mit einer Karosserie (2) und mit zumindest vier Rädern, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest drei Rädern (31; 32) und der Karosserie (2) je eine Sensoranordnung (33; 34; 35) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.
Einrichtung zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität und/oder des Fahrkomforts mit einer Steuerung (36), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur aktiven Beeinflussung der Fahrstabilität und/oder des Fahrkomforts zumindest drei Sensoranordnungen (33; 34; 35) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, die datentechnisch mit der Steuerung (36) verbunden sind.