EP1789269A1 - Fahrzeugniveauerfassung - Google Patents

Fahrzeugniveauerfassung

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Publication number
EP1789269A1
EP1789269A1 EP05788568A EP05788568A EP1789269A1 EP 1789269 A1 EP1789269 A1 EP 1789269A1 EP 05788568 A EP05788568 A EP 05788568A EP 05788568 A EP05788568 A EP 05788568A EP 1789269 A1 EP1789269 A1 EP 1789269A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetic field
spring
motor vehicle
field sensor
chassis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05788568A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Spratte
Metin Ersoy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP1789269A1 publication Critical patent/EP1789269A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60G2401/17Magnetic/Electromagnetic
    • B60G2401/172Hall effect

Definitions

  • the present invention relates to a device for measuring the jounce position of a motor vehicle according to the preamble of independent claim 1, and to a motor vehicle having the features of the preamble of independent claims 9 and 10.
  • sensors are used with the aim of achieving a constant vehicle level even with different loading conditions, which determine the jounce state by determining the angle of rotation.
  • These sensors are mounted in the region of the wheel suspension in the region of the wheel well on the chassis of the motor vehicle and connected by means of a steering knuckle with a handlebar, so that a change of the jounce state by loading an approach of the handlebar to the chassis and thus a corresponding pivoting of the effected on the handlebars rotational angle sensor causes.
  • the rotation angle sensor emits the change in angle of the steering knuckle as electrical variable for obtaining a control signal, by means of which a corresponding signal processing a level control of the vehicle takes place.
  • DE 4413341 C2 discloses a low-wear sensor arrangement by a non-contact measuring device by means of magnetic field sensors. In the exemplary embodiment, two magnets aligned in the same direction are arranged on two different components, on the one hand on the handlebar on the other hand on the chassis.
  • the change in the deflection position for example by loading the vehicle, is detected by means of an asymmetrically arranged magnetic field sensor fixed between the permanent magnets, wherein the sensor causes a change in the intensity of the magnetic field caused by the change in height and the associated change in the relative distance between the two permanent magnets , converted into an electrical quantity for obtaining a control signal.
  • the disadvantage here is on the one hand, the complex design and the large number of required assemblies of the sensor assembly, on the other hand, the necessary due to the arrangement way, large space.
  • the inventive device for measuring the jounce position of a motor vehicle, with a number of axle parts and a chassis, wherein between the axle parts and the chassis spring elements are arranged, is mounted such that either a magnet assembly or a magnetic field sensor is disposed directly at a position of the spring element which moves with a change in the compression position both relative to the chassis and towards the axle.
  • Magnet arrangement and magnetic field sensor form the only two modules of the device according to the invention.
  • the assembly of the device which is not arranged on the spring element, is fastened to the chassis or to the handlebar in such a way that it can be clamped with the other module in the smallest possible space by simple detection of the deflection position on the basis of the force produced under load. which acts directly on the spring element and causes a change in distance between the individual members of the spring determined. This change in distance can be determined, for example, by means of Hall IC sensors and passed on as electrical variable for further processing to form a control signal.
  • the magnet arrangement has two magnetic poles of the same name facing one another with respect to an air gap, wherein in a region of the air gap the magnetic field strength becomes zero.
  • the use of zero-field detection proves to be advantageous, since the zero field can be detected very precisely and less susceptible to disturbances from the direct environment, in particular by means of Hall ICs.
  • linear Hall IC proves to be particularly advantageous in zero-field detection for non-contact measurement, as it can show even the smallest changes in the intensity of the magnetic field.
  • a very small deflection is necessary, which is synonymous with the possibility of a tight design and small assembly dimensions.
  • the device can be used particularly well for level control of the motor vehicle.
  • the sensor can advantageously be coupled simply via a controller to the adjusting actuators of the level control.
  • the senor can also be used as an overload sensor, for example in trucks, by arranging the zero field in the region of the maximum permissible axle load. If, for example, an externally adjustable and also depending on requirements changeable value is exceeded, the sensor can generate an electrical signal. This could be an audible warning or a signal to an immobilizer.
  • a use of the device for headlamp leveling, for example, by changing the setting angle of headlights is also conceivable.
  • a further advantageous embodiment of the device according to the invention provides a multi-part spring element, wherein a first spring with a soft characteristic, for example a helical spring, and at least one second spring with a hard characteristic, for example a plate spring, form the spring element and the individual springs in the spring direction are arranged one behind the other and abut each other in a bearing, wherein the magnet assembly or the magnetic field sensor is attached to the bearing.
  • a first spring with a soft characteristic for example a helical spring
  • at least one second spring with a hard characteristic for example a plate spring
  • Figure 1 Schematic representation of the device arrangement in a one-piece spring element
  • Figure 2 Schematic representation of the device arrangement in a multi-part spring element
  • Figure 3 Enlargement of a schematic representation of the multi-part strut with magnetic poles and magnetic field sensor in section.
  • Figure 1 shows a schematic representation of the device arrangement in a one-piece spring element 1.
  • a chassis 2 of the motor vehicle and one of the axle parts 3 form Support surfaces 4 of the spring element 1, which is used with a bias voltage between the chassis 2 and the axle parts 3.
  • the axle parts 3 are connected via a stub axle 5 with a wheel 6.
  • a magnet assembly 7 is attached directly to the spring element 1.
  • a magnetic field sensor 8 is fixed to the chassis 2 in such a way that the magnetic field sensor 8 is located in the region between two magnetic poles 9 of the magnet arrangement 7 which form an air gap 10 facing one another.
  • the magnetic poles 9 are arranged facing each other with the same name, so that in the plane formed by the magnetic poles air gap 10 in a plane, the magnetic field strength is zero. If the magnetic field sensor 8 is located in the region of this plane, for example when the motor vehicle is in the normal position, then no field strength is detected by the magnetic field sensor 8. At the smallest displacement from this normal position, the magnetic field sensor 8 in the form of a linear Hall IC is able to detect an increase in the intensity of the field strength.
  • Figure 2 shows a schematic representation of the device arrangement in which the spring element 1 is made of several parts.
  • the spring element of a coil spring 11 and a plurality of disc springs 12 and a arranged between the coil spring 11 and the plate springs 12 bearing 13 is composed.
  • the coil spring 11 and the plate springs 12 are connected to each other in series.
  • the bearing surfaces 4, for the disc springs 12, the bearing 13 and the chassis 2 form the bearing surfaces 4.
  • the magnet assembly 7 is fixed, whereby on the one hand the mounting of the magnetic field sensor 8 is simplified, and on the other hand, the risk is minimized that in a possible twisting by compression of the coil spring 11, which forms the one-piece spring element 1 (see Figure 1), the magnet arrangement 7 is shifted from the position of the magnet arrangement 7 and the magnetic field sensor 8 which is optimal for the detection to one another.
  • the magnetic field sensor 8 is arranged. On the other hand, it is attached to the chassis 2 of the motor vehicle.
  • Figure 3 shows an enlargement of the schematic representation of the multi-part strut with magnetic poles 9 and magnetic field sensor 8 in section. A lowermost turn of the coil spring 11 is also on the bearing point 13.
  • the magnetic poles 9 are fixed by way of example.
  • the magnetic field sensor 8 arranged between the magnetic poles 9 is connected to the axle part 3 on its side facing away from the magnetic poles 9.
  • An arrangement of the magnetic field sensor 8 at the bearing 13 with simultaneous attachment of the magnetic poles 9 to the axle 3 is also conceivable.
  • Below the bearing point 13 five disc springs 12 are connected in series via the bearing 13 with the coil spring 11, wherein the disc springs 12 are arranged so that the smallest and largest diameters of the individual disc springs 12 touch.
  • the magnetic field sensor 8 is arranged such that it is in the normal position of the motor vehicle in the plane of the air gap 10, in which the intensity of the field strength is zero.
  • the magnetic field sensor 8 detects no magnetic field in this position. If the vehicle is loaded, for example, the spring element 1 is compressed more strongly. As a result, the magnet assembly 7 moves simultaneously with the spring element 1 relative to the chassis 2 upwards. Since the magnetic field sensor 8 is attached to the chassis 2 of the motor vehicle, the magnetic field sensor does not undergo a spatial change in its position. The smallest change in the position of the magnet assembly 7, however, shifts the position of the two magnetic poles 9, which immediately detects an increase in the intensity of the magnetic field by the magnetic field sensor 8.
  • the coil spring 11 and the plate springs 12 are strongly compressed according to their characteristics.
  • a spring travel which the helical spring 11 covers, represents a main spring deflection .DELTA.si, a spring deflection of the plate springs 12 a spring deflection .DELTA.S2. Since the characteristics of the plate springs 12 are substantially harder than those of the coil spring 11, the spring travel .DELTA.si which the helical spring 11 travels, is substantially greater than the spring travel .DELTA.S2 of the plate springs 12.
  • the travel of the actual compression process of the spring element of the motor vehicle is thus through the disc springs 12 presented in a selectable by spring constant and number of plate springs 12 gear ratio.
  • the magnet assembly 7 and the magnetic field sensor 8 are thus exposed only to the smaller spring travel .DELTA.S2, which is synonymous with a smaller space.
  • the change in the strength of the magnetic field is caused by, for example, when loading the vehicle, the coil spring is more heavily loaded and a stronger force on the bearing part 13, whereby the below the bearing part 13th located disc springs 12 are also compressed and thus reduces the relative distance between axle 3 and bearing 13 according to the respective characteristics of the disc springs 12.
  • This causes a change in the position of the magnetic field sensor 8 between the magnetic poles 9 and thus can be detected by the magnetic field sensor 8, a change in the strength of the magnetic field.
  • the relative distance of the bearing 13 to the axle 3 increases accordingly.
  • the spring travel of the actual compression process of the spring element of the motor vehicle can also be represented in this embodiment by the disc springs 12 in an adjustable by spring constant and number of disc springs 12 gear ratio.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Einfederungslage eines Kraftfahrzeuges, mit einer Anzahl von Achsteilen (3) und einem Chassis (2), wobei zwischen den Achsteilen (3) und dem Chassis (2) Federelemente (1) angeordnet sind, sowie mit wenigstens einer Magnetanordnung (7) und wenigstens einem Magnetfeldsensor (8), der sich gegenüber der Magnetanordnung (7) bei einer Änderung der Einfederungslage des Kraftfahrzeuges verlagert, wobei die Magnetanordnung (7) oder der Magnetfeldsensor (8) an einer Stelle des Federelements (1) angeordnet ist, die sich bei einer Änderung der Einfederungslage sowohl gegenüber dem Chassis (2) als auch gegenüber dem Achsteil (3) bewegt.

Description

Fahrzeugniveauerfassung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Einfederungslage eines Kraftfahrzeuges gemäß des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1, sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffes der unabhängigen Ansprüche 9 und 10.
Zur Höhenregulierung werden mit dem Ziel, ein gleichbleibendes Fahrzeugniveau auch bei unterschiedlichen Beladungszuständen zu erreichen, beispielsweise Sensoren eingesetzt, die den Einfederungszustand durch Ermittlung des Drehwinkels bestimmen. Diese Sensoren werden in dem Bereich der Radaufhängung meist in dem Bereich des Radkastens an dem Chassis des Kraftfahrzeuges befestigt und mittels eines Achsschenkels mit einem Lenker verbunden, so dass eine Änderung des Einfederungszustandes durch Beladung eine Annäherung des Lenkers an das Chassis und damit eine entsprechende Schwenkung des am Lenker befestigten Drehwinkelsensors bewirkt. Der Drehwinkelsensor emittiert die Winkeländerung des Achsschenkels als elektrische Größe zur Gewinnung eines Steuersignals, durch welches mittels einer entsprechenden Signalverarbeitung eine Niveauregulierung des Fahrzeuges erfolgt. Nachteil dieser Art der Höhenregelung ist die komplexe Bauweise dieses Sensors sowie der dazu notwendige große Bauraum. Durch die exponierte Anordnung dieses Sensors im Radkasten des Fahrzeuges ist dieser sehr anfällig für Beschädigungen beispielsweise durch Steinschlag. Ein weiterer Nachteil ist der durch mechanische Bewegung hervorgerufene Verschleiß und die damit zunehmende Ungenauigkeit der Signale. Die DE 4413341 C2 offenbart eine verschleißärmere Sensoranordnung durch eine berührungslose Messeinrichtung mittels Magnetfeldsensoren. Im Ausführungsbeispiel werden zwei gleichsinnig zueinander ausgerichtete Permanentmagnete an zwei verschiedenen Bauteilen angeordnet, einerseits an dem Lenker andererseits an dem Chassis. Die Änderung der Einfederungslage beispielsweise durch Beladung des Fahrzeuges wird mittels eines zwischen den Permanentmagneten fixierten, asymmetrisch angeordneten Magnetfeldsensors detektiert, indem der Sensor eine Änderung der Intensität des Magnetfeldes, die durch die Höhenänderung und die damit verbundene Änderung des relativen Abstandes der beiden Permanentmagneten zueinander hervorgerufen wird, in eine elektrische Größe zur Gewinnung eines Steuersignals umwandelt. Nachteilig ist hier zum einen die komplexe Bauweise und die große Anzahl benötigter Baugruppen der Sensoranordnung, zum anderen der aufgrund der Anordnungsweise notwendige, große Bauraum.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die bei geringem Platzbedarf eine zuverlässige Messung der Einfederungslage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung der Einfederungslage eines Kraftfahrzeuges, mit einer Anzahl von Achsteilen und einem Chassis, wobei zwischen den Achsteilen und dem Chassis Federelemente angeordnet sind, wird derart montiert, dass entweder eine Magnetanordnung oder ein Magnetfeldsensor direkt an einer Stelle des Federelements angeordnet ist, die sich bei einer Änderung der Einfederungslage sowohl gegenüber dem Chassis als auch gegenüber dem Achsteil bewegt. Magnetanordnung und Magnetfeldsensor bilden die einzigen beiden Baugruppen der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die nicht an dem Federelement angeordnete Baugruppe der Vorrichtung wird so am Chassis oder an dem Lenker befestigt, dass sie mit der anderen Baugruppe auf möglichst engem Raum durch einfache Detektion der Einfederungslage anhand der bei Belastung hervorgerufenen Kraft, die auf das Federelement direkt wirkt und eine Abstandsänderung zwischen den einzelnen Gliedern der Feder hervorruft, ermittelt. Diese Abstandsänderung kann beispielsweise mittels Hall IC- Sensoren ermittelt und als elektrische Größe zu einer Weiterverarbeitung zu einem Steuersignal weitergegeben werden.
Es ist vorteilhaft, wenn die Magnetanordnung zwei bezüglich eines Luftspalts einander zugewandte gleichnamige Magnetpole aufweist, wobei in einem Bereich des Luftspalts die magnetische Feldstärke zu Null wird. Der Einsatz der Nullfelddetektion erweist sich als vorteilhaft, da das Nullfeld insbesondere mittels Hall ICs sehr präzise und wenig anfällig für Störgrößen aus der direkten Umgebung detektiert werden kann.
Gerade der Einsatz eines Linear Hall ICs erweist sich bei der Nullfelddetektion zum berührungslosen Messen als besonders vorteilhaft, da dieser schon kleinste Änderungen der Intensität des Magnetfeldes aufzeigen kann. Dadurch ist nur eine sehr kleine Auslenkung notwendig, was gleichbedeutend mit der Möglichkeit einer engen Bauweise und kleinen Baugruppenabmessungen ist.
Wenn man vorteilhaft den Magnetfeldsensor derart anordnet, dass er in der Normallage des Kraftfahrzeugs den Bereich des Luftspalts erfasst, in dem die Feldstärke Null ist, kann die Vorrichtung besonders gut zu einer Niveauregulierung des Kraftfahrzeuges eingesetzt werden. Der Sensor kann dazu vorteilhaft einfach über eine Steuerung mit den Verstellaktuatoren der Niveauregulierung gekoppelt sein.
Je nach Anordnung des Magnetfeldsensors kann der Sensor auch als Überladungssensor beispielsweise bei LKW eingesetzt werden, indem das Nullfeld in dem Bereich der maximal zulässigen Achslast angeordnet ist. Wird etwa extern ein einstellbarer und auch je nach Anforderungen änderbarer Wert überschritten, so kann vom Sensor ein elektrisches Signal erzeugt werden. Dies könnte ein akustisches Warnsignal sein oder etwa ein Signal an eine Wegfahrsperre sein. Ein Einsatz der Vorrichtung zur Leuchtweitenregulierung beispielsweise durch Änderung des Einstellwinkels von Scheinwerfern ist ebenfalls denkbar. Um den Bauraum möglichst klein zu halten, ist es weiterhin vorteilhaft, den Magnetfeldsensor an dem Chassis und die Magnetanordnung direkt an dem Federelement vorzusehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht ein mehrteiliges Federelement vor, wobei eine erste Feder mit einer weichen Kennlinie, beispielsweise eine Schraubenfeder, sowie mindestens eine zweite Feder mit einer harten Kennlinie, beispielsweise eine Tellerfeder, das Federelement bilden und die einzelnen Federn in der Federrichtung hintereinander angeordnet sind und in einer Lagerstelle aneinander anliegen, wobei die Magnetanordnung oder der Magnetfeldsensor an der Lagerstelle befestigt ist. Durch diese Anordnung wird vorteilhaft der Federweg des tatsächlichen Einfederungsvorganges des Federelementes des Kraftfahrzeuges durch die Tellerfedern verkleinert dargestellt. Somit sind Magnetanordnung und Magnetfeldsensoren nur kleinen Federwegen ausgesetzt, was gleichbedeutend mit einer schnelleren Signalverarbeitung zu setzen ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1: Schematische Darstellung der Vorrichtungsanordnung bei einem einteiligen Federelement; Figur 2: Schematische Darstellung der Vorrichtungsanordnung bei einem mehrteiligen Federelement; Figur 3: Vergrößerung einer schematischen Darstellung des mehrteiligen Federbeines mit Magnetpolen und Magnetfeldsensor im Schnitt.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtungsanordnung bei einem einteiligen Federelement 1. Ein Chassis 2 des Kraftfahrzeuges und eines der Achsteile 3 bilden dabei Auflageflächen 4 des Federelementes 1, welches mit einer Vorspannung zwischen dem Chassis 2 und den Achsteilen 3 eingesetzt ist. Die Achsteile 3 sind über einen Achsschenkel 5 mit einem Rad 6 verbunden. Im oberen Bereich des Federelementes 1, welches in dem Ausführungsbeispiel als Schraubenfeder ausgebildet ist, ist eine Magnetanordnung 7 unmittelbar an dem Federelement 1 befestigt. Gegenüberliegend ist ein Magnetfeldsensor 8 an dem Chassis 2 derart befestigt, dass sich der Magnetfeldsensor 8 in dem Bereich zwischen zwei Magnerpolen 9 der Magnetanordnung 7, die einander zugewandt einen Luftspalt 10 bilden, befindet. Die Magnetpole 9 sind einander zugewandt gleichnamig angeordnet, so dass in dem von den Magnetpolen gebildeten Luftspalt 10 in einer Ebene die magnetische Feldstärke zu Null wird. Befindet sich der Magnetfeldsensor 8 im Bereich dieser Ebene, beispielsweise wenn sich das Kraftfahrzeug in der Normallage befindet, so wird keine Feldstärke vom Magnetfeldsensor 8 detektiert. Bei der kleinsten Verschiebung aus dieser Normallage ist der Magnetfeldsensor 8 in Form eines Linear Hall ICs in der Lage, einen Anstieg der Intensität der Feldstärke zu detektieren.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtungsanordnung, bei der das Federelement 1 mehrteilig ausgeführt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Federelement aus einer Schraubenfeder 11 und mehreren Tellerfedern 12 sowie einer zwischen der Schraubenfeder 11 und den Tellerfedern 12 angeordneten Lagerstelle 13 zusammengesetzt. Die Schraubenfeder 11 und die Tellerfedern 12 sind dabei miteinander in Reihe geschaltet. Für die Schraubenfeder 11 bilden das Achsteil 3 des Kraftfahrzeuges, das über den Achsschenkel 5 wiederum mit dem Rad 6 verbunden ist, und die Lagerstelle 13 die Auflageflächen 4, für die Tellerfedern 12 bilden die Lagerstelle 13 sowie das Chassis 2 die Auflageflächen 4. An der Lagerstelle 13 ist die Magnetanordnung 7 befestigt, wodurch zum einen die Montage des Magnetfeldsensors 8 vereinfacht wird, und zum anderen die Gefahr minimiert wird, dass bei einer eventuellen Verdrillung durch Kompression der Schraubenfeder 11, die das einteilige Federelement 1 bildet (siehe Figur 1), die Magnetanordnung 7 aus der zu der Detektion optimalen Position von Magnetanordnung 7 und Magnetfeldsensor 8 zueinander verschoben wird. In dem Luftspalt 9 der Magnetanordnung 7 ist der Magnetfeldsensor 8 angeordnet. Anderseitig ist er an dem Chassis 2 des Kraftfahrzeuges befestigt. Figur 3 zeigt eine Vergrößerung der schematischen Darstellung des mehrteiligen Federbeines mit Magnetpolen 9 und Magnetfeldsensor 8 im Schnitt. Eine unterste Windung der Schraubenfeder 11 liegt auch hier auf der Lagerstelle 13 auf. An der Lagerstelle 13 sind beispielhaft die Magnetpole 9 befestigt. Der zwischen den Magnetpolen 9 angeordnete Magnetfeldsensor 8 ist an seiner von den Magnetpolen 9 abgewandten Seite mit dem Achsteil 3 verbunden. Eine Anordnung des Magnetfeldsensors 8 an der Lagerstelle 13 bei gleichzeitiger Befestigung der Magnetpole 9 an dem Achsteil 3 ist ebenfalls denkbar. Unterhalb der Lagerstelle 13 sind fünf Tellerfedern 12 über die Lagerstelle 13 mit der Schraubenfeder 11 in Reihe geschaltet, wobei die Tellerfedern 12 so angeordnet sind, dass sich die kleinsten und die größten Durchmesser der einzelnen Tellerfedern 12 berühren.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist der Magnetfeldsensor 8 derart angeordnet, dass er sich in der Normallage des Kraftfahrzeuges in der Ebene des Luftspaltes 10 befindet, in der die Intensität der Feldstärke gleich Null ist. Der Magnetfeldsensor 8 detektiert in dieser Position kein Magnetfeld. Wird das Fahrzeug beispielsweise beladen, so wird das Federelement 1 stärker zusammengedrückt. Dadurch bewegt sich die Magnetanordnung 7 gleichzeitig mit dem Federelement 1 relativ zu dem Chassis 2 nach oben. Da der Magnetfeldsensor 8 an dem Chassis 2 des Kraftfahrzeuges befestigt ist, erfährt der Magnetfeldsensor keine räumliche Änderung seiner Position. Die kleinste Änderung der Position der Magnetanordnung 7 hingegen verschiebt die Position der beiden Magnetpole 9, wodurch sofort ein Anstieg der Intensität des Magnetfeldes durch den Magnetfeldsensor 8 detektiert wird. Wird das Fahrzeug wieder entladen so expandiert sich das Federelement 1 und die Magnetanordnung 7 bewegt sich zusammen mit dem Federelement 1 bezüglich des Magnetfeldsensors 8 nach unten, wodurch wiederum eine Verschiebung der Magnetpole 9 und somit eine Abnahme der Intensität des Magnetfeldes in dem Luftspalt 10 hervorgerufen wird.
Eine Anordnung des Magnetfeldsensors 8 am Federelement 1 bei gleichzeitiger Befestigung der Magnetanordnung 7 an dem Chassis 2 des Kraftfahrzeuges ist ebenfalls denkbar. Dabei würde eine Laständerung bezüglich des Fahrzeuges dann eine Änderung der Lage des Magnetfeldsensors 8 innerhalb des durch die Magnetpole 9 der Magnetanordnung 7 gebildeten Luftspaltes 10 bewirken, wodurch ebenfalls eine Änderung der Intensität des Magnetfeldes vom Magnetfeldsensor 8 detektiert werden könnte.
Auch bei dem mehrteiligen Federelement 1 der Figur 2 werden die Schraubenfeder 11 und die Tellerfedern 12 ihren Kennlinien entsprechend stark zusammengedrückt. Dabei stellt ein Federweg, den die Schraubenfeder 11 zurücklegt, einen Hauptfederweg Δsi dar, ein Federweg der Tellerfedern 12 einen Federweg ΔS2. Da die Kennlinien der Tellerfedern 12 wesentlich härter sind als die der Schraubenfeder 11, ist der Federweg Δsi, den die Schraubenfeder 11 zurücklegt, wesentlich größer als der Federweg ΔS2 der Tellerfedern 12. Der Federweg des tatsächlichen Einfederungsvorganges des Federelementes des Kraftfahrzeuges wird somit durch die Tellerfedern 12 in einem durch Federkonstante und Anzahl der Tellerfedern 12 wählbaren Übersetzungsverhältnis dargestellt. Die Magnetanordnung 7 und der Magnetfeldsensor 8 sind so nur dem kleineren Federweg ΔS2 ausgesetzt, was gleichbedeutend mit einem kleineren Bauraum ist.
Durch die Befestigung des Magnetfeldsensors am Achsteil 3 gemäß Figur 3 ist wird die Änderung der Stärke des Magnetfeldes dadurch hervorgerufen, dass beispielsweise beim Beladen des Fahrzeuges die Schraubenfeder stärker belastet wird und eine stärkere Kraft auf das Lagerteil 13 aufbringt, wodurch die sich unterhalb des Lagerteiles 13 befindlichen Tellerfedern 12 ebenfalls komprimiert werden und sich somit der relative Abstand zwischen Achsteil 3 und Lagerstelle 13 entsprechend der jeweiligen Kennlinien der Tellerfedern 12 verkleinert. Dies bewirkt wiederum eine Veränderung der Position des Magnetfeldsensors 8 zwischen den Magnetpolen 9 und somit kann vom Magnetfeldsensor 8 eine Änderung der Stärke des Magnetfeldes detektiert werden. Wird das Fahrzeug entladen, vergrößert sich der relative Abstand der Lagerstelle 13 zum Achsteil 3 entsprechend. Somit kann der Federweg des tatsächlichen Einfederungsvorganges des Federelementes des Kraftfahrzeuges auch in diesem Ausführungsbeispiel durch die Tellerfedern 12 in einem durch Federkonstante und Anzahl der Tellerfedern 12 einstellbaren Übersetzungsverhältnis dargestellt werden. Bezugszeichenliste
1: Federelement
2: Chassis
3: Achsteil
4: Auflagefläche
5: Achsschenkel
6: Rad
7: Magnetanordnung
8: Magnetfeldsensor
9: Magnetpol
10: Luftspalt
11: Schraubenfeder
12: Tellerfeder
13: Lagerstelle

Claims

FahrzeugniveauerfassungPatentansprüche
1. Vorrichtung zur Messung der Einfederungslage eines Kraftfahrzeuges, mit einer Anzahl von Achsteilen (3) und einem Chassis (2), wobei zwischen den Achsteilen (3) und dem Chassis (2) Federelemente (l) angeordnet sind, sowie mit wenigstens einer Magnetanordnung (7) und wenigstens einem Magnetfeldsensor (8), der sich gegenüber der Magnetanordnung (7) bei einer Änderung der Einfederungslage des Kraftfahrzeuges verlagert, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (7) oder der Magnetfeldsensor (8) an einer Stelle des Federelements (l) angeordnet ist, die sich bei einer Änderung der Einfederungslage sowohl gegenüber dem Chassis (2) als auch gegenüber dem Achsteil (3) bewegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetanordnung (7) zwei bezüglich eines Luftspalts (10) einander zugewandte gleichnamige Magnetpole (9) aufweist, wobei in einem Bereich des Luftspalts (10) die magnetische Feldstärke zu Null wird.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1) mehrteilig ist und eine erste Feder mit einer weichen Kennlinie sowie mindestens eine zweite Feder mit einer harten Kennlinie aufweist, die in der Federrichtung hintereinander angeordnet sind und in einer Lagerstelle (13) aneinander anliegen, wobei die Magnetanordnung (7) oder der Magnetfeldsensor (8) an der Lagerstelle (13) befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (8) an dem Chassis (2) und die Magnetanordnung (7) an dem Federelement (l), insbesondere an der Lagerstelle (13) befestigt ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feder eine Schraubenfeder (11) und die mindestens eine zweite Feder eine Tellerfeder (12) ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (8) ein Linear Hall IC ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (8) in der Normallage des Kraftfahrzeugs den Bereich des Luftspalts (10) erfasst, in dem die Feldstärke Null ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (8) in einem Einfederungszustand bei einer einstellbaren, maximal zulässigen Achslast des Kraftfahrzeugs den Bereich des Luftspalts (10) erfasst, in dem die Feldstärke Null ist.
9. Kraftfahrzeug mit Niveauregulierung, wobei das Kraftfahrzeug Verstellaktuatoren zur Einstellung einer für die Fahrdynamik optimalen Position aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung gemäß eines der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 mit den Verstellaktuatoren gekoppelt ist.
10. Kraftfahrzeug, insbesondere Lastkraftwagen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug die Vorrichtung gemäß Anspruch 8 als Überladungssensor aufweist.
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