DE3742975A1 - Vorrichtung zur ermittlung der bodenlage eines fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung zählt zu den in der Automobilindustrie ver­ wendbaren elektronischen Regelungs- und Überwachungsge­ räten und bezieht sich auf eine zur Ermittlung der Boden­ lage eines Fahrzeuges vorgesehenen Vorrichtung, die mit einem in einem Zylinder eines Stoßdämpfers und koaxial zu dessen Kolben angeordneten Sensor ausgerüstet ist, an den Einrichtungen zur Signalverarbeitung angeschlossen sind.

Bekanntlich werden in der Automobilindustrie verschieden­ artige Systeme zur Ermittlung der Bodenfreiheit eines Au­ tos zum Einsatz gebracht.

Normalerweise ist dabei der Sensor des Ermittlungssystems zwischen der Karosserie des Fahrzeugs und den Fahrzeugrädern angeordnet, oder er befindet sich in einem Stoß­ dämpfer und ist derartig vormontiert, daß mit Hilfe dieser integrierten Lösung alle aufwendigen Montagevorgänge für die Befestigungsteile und Anschlüsse sowie für den entgül­ tigen Zusammenbau vermieden werden.

Der eingesetzte Sensor kann in unterschiedlicher, bereits bekannter Art und Weise ausgebildet sein; am häufigsten werden elektrische Wicklungen, wie Spulen, die am inneren Zylinder des Stoßdämpfers befestigt sind, verwendet.

Üblicherweise sind eine oder mehrere Wicklungen vorhanden, je nach der zu erfassenden, von der Lageänderung eines Magnetkernes abhängigen physikalischen Meßgröße. Dieser Magnetkern, der zu einer Baueinheit aus einer Kolbenstange und einem Kolben gehört, ist Bestandteil des Stoßdämpfers und ändert seine Lage bei einer Lageveränderung des Kol­ bens im Stoßdämpfer.

Bei Verwendung derartiger Spulen mit einem auf der Aus­ nutzung des Prinzips der Induktivitätsänderung beruhenden Erfassungsgerätes läßt sich die Änderung der im Betrieb in Frage kommenden elektrischen Größen und damit der Relativ­ lage Kolben/Zylinder des Stoßdämpfers messen.

Allerdings bedarf die durch ein derartiges Erfassungsgerät vorgenommene Messung einer Wärmekompensation wegen der während des Betriebs auftretenden Temperaturänderungen. Dies ist erforderlich, um einer genauen Entsprechung zwi­ schen den durch den Sensor erfassten Spannungsparametern und der Relativlage des Kolbens gegenüber dem Zylinder des Stoßdämpfers und damit gegenüber der oder den vorgenannten Spulen zu gewährleisten.

Weiterhin können sich Raumprobleme bei der Unterbringung der Spulen und des Erfassungssystems ergeben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zuvor ge­ nannten Schwierigkeiten, die im Zusammenhang mit den be­ kannten Erfassungs- bzw. Ermittlungsvorrichtungen auftre­ ten, durch Schaffung oder Zurverfügungstellung einer Vor­ richtung zu überwinden die zur Ermittlung der Bodenlage eines Fahrzeugs dient und die in der Lage ist, das Induk­ tionserfassungsgerät mit den vorgenannten Spulen zur An­ wendung zu bringen. Außerdem soll der Fehlerfaktor des Meßwertes, d. h. der Entsprechung zwischen der gemessenen Spannung und der Relativstellung des Kolbens gegenüber dem Stossdämpfer möglichst niedrig sein.

Diese Aufgabe und weitere Schwierigkeiten, die im folgen­ den erläutert sind, werden erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, deren Be­ sonderheit darin besteht, daß der Sensor eine erste, mit einer zweiten Spule elektrisch verbundene Spule aufweist, daß die freien Enden dieser Spulen elektrisch mit einem kapazitiven Element verbunden sind und mit diesem einen Schwingkreis bilden, der über entsprechende Klemmen an einen Wechselstromgenerator angeschlossen ist und der ein­ gangsseitig mit den Einrichtungen zur Signalverarbeitung verbunden ist, die aus Frequenz-Spannungswandlern zur Umwandlung des von dem Sensor ermittelten variablen Sig­ nals und des von dem Wechselstromgenerator gelieferten, unveränderlichen Signals bestehen, und daß die beiden Sig­ nale einem Vergleicher zuführbar sind, an dessen Ausgangs­ klemmen schließlich eine Frequenzänderung des Spannungs­ signals und damit eine Änderung der Relativlage des Kol­ bens relativ zu dem Zylinder feststellbar ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung speist der Wechselstromgenerator sowohl den Schwingkreis als auch die Einrichtungen zur Signalverarbeitung.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels der Erfindung anhand der beigefügten Ab­ bildung hervor.

In der beigefügten Figur ist mit 1 die den Zylinder eines Stoßdämpfers darstellende Baugruppe bezeichnet, in dem ein Kolben 2 arbeitet, der sich sowohl in Richtung des Pfeiles 2 a als auch des PfeiIes 2 b bewegen kann.

Mit der Bezugsziffer 3 und mit gestrichelter Umrißlinie ist ein Sensor bezeichnet, der eine erste Spule 4 und eine mit dieser verbundene zweiten Spule 5 aufweist. An die freien Enden 4 a und 5 a dieser Spulen 4,5 ist ein kapazi­ tives Element 6 angeschlossen, so daß ein Schwingkreis LC entsteht, der über die Klemmen 6 a und 6 b von einem Wech­ selstromgenerator 8, der über Klemmen 8 a und 8 b an­ geschlossen ist, gespeist wird.

Der vorgenannte Wechselstromgenerator 8 ist Bestandteil einer Schaltungsanordnung oder Einrichtung 7 zur Signal­ verarbeitung mit mehreren Baugruppen, die durch eine ge­ strichelte Umrisslinie (7) zusammengefasst sind.

Das kapazitive Element 6 ist über Klemmen 6 c und 6 d mit einem Frequenz-Spannungswandler 9, und zwar genauer mit einem ersten Wandler 10, über die Eingangsklemmen 10 a, 10 b verbunden.

In gleicher Weise ist der Wechselstromgenerator 8 über Klemmen 8 c, 8 d mit der Frequenz-Spannungswandlergruppe 9, und zwar genauer mit einem zweiten Wandler 11, über die Eingangsklemmen 11 a, 11 b verbunden.

An den Ausgängen des Frequenz-Spannungswandlers 9 liegen die entsprechenden Frequenzsignale 10 c und 11 c an, die ei­ nem Vergleicher 11 zugeführt werden, um am Ausgang, näm­ lich an die Klemmen 12 a, 12 b, den endgültigen Wert des er­ mittelten Signals zu liefern.

Die Schaltungsanordnung oder Einrichtung 7 zur Signal­ verarbeitung ist körperlich von Sensorgruppe 3 getrennt, jedoch mit ihr elektrisch verbunden.

Nach der vorwiegend strukturellen Beschreibung wird im folgenden die Betriebsweise der Vorrichtung nach der Er­ findung erläutert.:

Wenn der in den Spulen 4 und 5 erzeugte Fluß den Kolben 2 des Stoßdämpfers 1 erfasst, ergibt sich eine der Änderung der Relativstellung des Kolbens 2 proportionale Verän­ derung der Induktivität dieser Spule.

Infolgedessen verändert der Schwingkreis seine Schwin­ gungsfrequenz. Die sich durch die Änderungen der Kennwerte des Schwingkreises ergebenden Wirkungen werden zur Schal­ tungsanordnung 7 weitergeleitet.

Auf diese Weise werden die Frequenzänderung des Schwing­ kreises, das heißt der neue Wert der Schwingungsfrequenz, ebenso wie die nicht veränderbare Frequenz des Wechsel­ stromgenerators 8, zuerst zu dem Wandler 9 übertragen. Aus diesen Frequenzen werden nach Umwandlung die Signale 10 c und 11 c erzeugt. Diese Signale werden in dem Vergleicher 12 miteinander verglichen, um auf diese Weise selbst ge­ ringfügige Änderungen auswerten und eine entsprechende re­ lative Lageänderung des Kolbens 2 im Stoßdämpfer 1 fest­ stellen zu können.

Diese Auswertung erfolgt durch entsprechende "Behandlung" des Meßsignals, das heißt durch Vergleich des Meßsignals mit dem Bezugssignal des Wechselstromgenerators 8, da am Ausgang des Vergleichers 12 eine Spannungsänderung erzeugt wird, die zur Änderung der Freguenz im Schwingkreis, das heißt zur Änderung der Induktivität, proportional ist.

Danach wird in der Endstufe der beschriebenen Einrichtung zur Signalverarbeitung ein endgültiges Signal geliefert, das aus Sicherheitsgründen temperaturkompensiert wird, dessen Wert jedoch in jedem Fall der Relativstellung des Kolbens im Stossdämpfer 1 eindeutig entspricht.

Mit der vorliegenden Erfindung werden also die gestellte Aufgabe gelöst und die Nachteile bekannter Vorrichtungen überwunden. Durch die Koppelung der Schaltungsanordnung oder Einrichtung 7 zur Signalverarbeitung mit der Sensor­ gruppe 3 und durch Anwendung des Prinzips der Induktivi­ tätsänderung erhält man so einen zuverlässigeren Meßwert im Rahmen der beabsichtigten Ermittlung, da eine genauere Entsprechung zwischen den Änderungen der Parameter der be­ schriebenen Schaltung und denjenigen der Stellung des Kol­ bens 2 im Stoßdämpfer 1 erzielt wird.

Besondere mechanische Einstellungen sind nicht erforder­ lich.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Ermittlung der Bodenlage eines Fahr­ zeuges, mit einem in einem Zylinder eines Stoß­ dämpfers und koaxial zu dessen Kolben angeordneten Sensor, an den Einrichtungen zur Signalverarbeitung angeschlossen sind, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sensor (3) eine erste, mit einer zwei­ ten Spule (4 bzw. 5) elektrisch verbundene Spule auf­ weist, daß die freien Enden (4 a, 5 a) diese Spulen (4, 5) elektrisch mit einem kapazitiven Element (6) verbunden sind und mit diesem einen Schwingkreis bil­ den, der über entsprechende Klemmen an einen Wechsel­ stromgenerator (8) angeschlossen ist und der ein­ gangsseitig mit den Einrichtungen zur SignaIverar­ beitung (7) verbunden ist, die aus einem Fre­ quenz-Spannungswandlern (9) zur Umwandlung des von dem Sensor (3) ermittelten variablen Signals und des von dem Wechselstromgenerator (8) gelieferten, unver­ änderlichen Signals bestehen, und daß die beiden Sig­ nale einem Vergleicher (12) zuführbar sind, an dessen Ausgangsklemmen (12 a, 12 b) schließlich eine Frequenz­ änderung des Spannungssignals und damit eine Änderung der Lage des Kolbens (2) relativ zu dem Zylinder (1) feststellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wechselstromgenerator (8) sowohl den Schwingkreis als auch die Einrichtungen zur Signalverarbeitung (7) speist.