JP2008513264A - 車両レベル検出装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車のバウンド位置を測定するための装置であって、複数のアーム部分（３）とシャーシ（２）とが設けられていて、該アーム部分（３）とシャーシ（２）との間にばねエレメント（１）が配置されており、さらに少なくとも１つの磁石装置（７）と少なくとも１つの磁界センサ（８）とが設けられていて、該磁界センサ（８）が、自動車のバウンド位置の変化時に磁石装置（７）に対して移動する形式のものに関する。このような形式の装置において本発明では、磁石装置（７）又は磁界センサ（８）が、バウンド位置の変化時にシャーシ（３）及びアーム部分（３）に対して運動する、ばねエレメント（１）の箇所に配置されている。

Description

本発明は、独立請求項である請求項１の上位概念部に記載された形式の、自動車のバウンド位置を測定する装置、並びに独立請求項である請求項９及び１０の上位概念部に記載された形式の自動車に関する。

高さ調整のためには、異なった負荷状態においても等しいままの車両レベルを得ることを目的として、例えば、バウンド状態を回転角の検出によって測定するセンサが使用される。このようなセンサは、ホイールサスペンションの領域において多くの場合ホイールハウスの領域で自動車のシャーシに固定され、ナックルを用いてリンクと結合されているので、負荷によるバウンド状態の変化はシャーシへのリンクの接近を生ぜしめ、ひいてはリンクに固定された回転角センサの相応な旋回を生ぜしめる。回転角センサはナックルの角度変化を電気的な値として、制御信号を得るために発信し、この制御信号によって、相応な信号処理を用いて車両のレベル調整が行われる。このような形式の高さ調整における欠点としては、使用される回転角センサの構造が複雑であり、そのために大きな構造空間を要する、ということが挙げられる。車両のホイールハウスにおけるセンサのこのような露出した配置形式によって、センサは、例えば石の衝突によって極めて損傷しやすい。別の欠点としては、機械的な運動による摩耗、並びにこの摩耗と共に増加する信号の不正確さが挙げられる。

ＤＥ４４１３３４１Ｃ２には、磁界センサを用いて無接触式の測定装置による摩耗の少ないセンサ装置が開示されている。実施例には、互いに同方向に向けられた２つの永久磁石が２つの異なった構成部材、つまりリンクとシャーシとに配置されている。例えば車両の負荷によるバウンド位置の変化は、永久磁石の間に固定されていて非対称的に配置された磁界センサを用いて検出され、この場合磁界センサは、高さ変化並びに、これに関連した両永久磁石相互の間隔の変化によって惹起される、磁界強さの変化を、制御信号を得るために電気的な値に変換する。この公知の構成における欠点としては、センサ装置の複雑な構造形式及びセンサ装置において必要な多数の構成群が挙げられ、さらに配置形式に基づいて必要な大きな構造空間が挙げられる。

ゆえに本発明の課題は、小さな所要スペースで、バウンド位置の確実な測定を可能にする装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明による装置は、独立請求項１の特徴部に記載のように構成されている。本発明による装置の別の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

自動車のバウンド位置を測定するための本発明による装置では、複数のアーム部分とシャーシとが設けられていて、該アーム部分とシャーシとの間にばねエレメントが配置されて形式のものにおいて、磁石装置又は磁界センサが、バウンド位置の変化時にシャーシ及びアーム部分に対して運動する、ばねエレメントの箇所に直接配置されているようにした。磁石装置及び磁界センサは、本発明による装置のただ２つの構成群を形成している。装置の、ばねエレメントに配置されていない構成群は、シャーシ又はリンクに次のように固定されており、つまりこの場合ばねエレメントに配置されていない構成群は他の構成群と共に可能な限り狭い空間において、ばねエレメントに直接作用してばねの個々の部位の間における間隔変化を惹起する、負荷時に生じる力によって、バウンド位置の簡単な検出を可能にするようになっている。この間隔変化は例えばホールＩＣセンサを用いて検出されて、電気的な値として制御信号へのさらなる処理のためにさらに発信される。

本発明の有利な構成では、磁石装置が、空隙を挟んで互いに向かい合っている極性の同じ２つの磁極を有しており、空隙の領域において磁界強さが０になる。０磁界検出の使用は有利であることが証明されており、それというのはこの場合、０磁界は特にホールＩＣを用いて極めて正確にかつ、直ぐ近くの周囲からの妨害をほとんど受けることなしに検出することができるからである。

リニアホールＩＣの使用は、無接触式測定のための０磁界検出において特に有利であり、それというのはリニアホールＩＣは、磁界強さの極めて小さな変化さえも示すことができるからである。これによって極めて小さな変位しか必要がなくなり、すなわちこれは、狭い構造形式及び小さな構成群寸法の可能性と同じことを意味する。

本発明の有利な構成のように、磁界センサが自動車のノーマル位置において、磁界強さが０である空隙の領域を検出するように、配置されていると、装置を特に良好に自動車のレベル調整のために使用することができる。そのためには、磁界センサが制御装置を介してレベル調整の調節アクチュエータと連結されていると構成が簡単で有利である。

磁界センサの配置形式に応じて、磁界センサは積過ぎを検出する過負荷センサもしくは過荷重センサとして例えばトラックにおいて使用することができ、この場合０磁界は、許容最大アーム負荷の範囲に配置されている。調節可能な値であって、かつまた必要に応じて変化可能な値が、例えば外的な要因で超過されると、磁界センサは電気信号を生ぜしめることができる。これは音響による警告信号であってもよいし、又は例えばエンジン始動ロックに対する信号であってもよい。例えば前照灯の照射角度の変化による前照灯照射角度調整のための装置の使用も、同様に可能である。

構造空間を可能な限り小さく保つためには、磁界センサをシャーシに設け、かつ磁石装置をばねエレメントに直接設けると有利である。

本発明による装置の別の有利な構成では、複数部分から成るばねエレメントが設けられており、この場合柔らかいばね特性を有していて例えばコイルばねである第１のばねと、硬いばね特性を有していて例えば皿ばねである少なくとも１つの第２のばねとが、ばねエレメントを形成しており、個々のばねが弾発方向において相前後して配置されていて、支承箇所において互いに接触しており、さらに磁石装置又は磁界センサが支承箇所に固定されている。このように構成されていると、自動車のばねエレメントの実際のバウンド動作のばね運動距離を、皿ばねによって有利に小さくすることができる。これによって磁石装置及び磁界センサは小さなばね運動距離にしか作用を受けず、従ってこれにより、迅速な信号処理を行うことができる。

次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

図面
図１は、一体的なばねエレメントを備えた装置を示す概略図であり、
図２は、複数部分から成るばねエレメントを備えた装置を示す概略図であり、
図３は、複数部分からなるスプリングストラットを磁極及び磁界センサと共に拡大して示す断面図である。

図１には、一体的なばねエレメント１における装置配置形式が略示されている。図１の実施例では自動車のシャーシ２とアーム部分のうちの１つのアーム部分３とが、ばねエレメント１の支持面４を形成しており、ばねエレメント１はシャーシ２とアーム部分３との間に予負荷もしくはプリロードをもって挿入されている。アーム部分３はナックル５を介してホイール６と結合されている。実施例ではコイルばねとして形成されているばねエレメント１の上側領域には、磁石装置７がばねエレメント１の直接固定されている。この磁石装置７に対向して位置するように磁界センサ８がシャーシ２に固定されており、この場合磁界センサ８は、互いに向かい合って空隙１０を形成している磁石装置７の２つの磁極９の間の領域に位置している。磁極９は同じ極性を互いに向かい合わせて配置されているので、磁極によって形成される空隙１０には一平面において磁界の強さは０になる。磁界センサ８がこの平面の領域に位置している場合、例えば自動車がノーマル位置を占めている場合には、磁界の強さが磁界センサ８によって検出されることはない。このノーマル位置からわずかでもシフトすると、リニアホールＩＣの形の磁界センサ８は、磁界強さの上昇を検出することができる。

図２には、ばねエレメントが複数部分から形成されている装置配置形式が略示されている。この実施例ではばねエレメントは、１つのコイルばね１１と複数の皿ばね１２と、該コイルばね１１と皿ばね１２との間に配置された支承箇所１３とから成っている。コイルばね１１と皿ばね１２とはこの場合互いに直列的に接続配置されている。コイルばね１１のためには、ナックル５を介してさらにホイールと結合されている自動車のアーム部分３と、支承箇所１３とが支持面４を形成し、皿ばね１２のためには、支承箇所１３とシャーシ２とが支持面４を形成している。支承箇所１３には磁石装置７が固定されており、これによって一方では磁界センサ８の取付けが簡単化され、かつ他方では、場合によっては生じるねじれの際に、一体的なばねエレメント１（図１参照）を形成するコイルばね１１の圧縮によって、磁石装置７が、検出のために最適な磁石装置７と磁界センサ８との相対ポジションからずれてしまうおそれが最小になる。磁石装置７の空隙９には磁界センサ８が配置されている。磁界センサ８は反対側において自動車のシャーシ２に固定されている。

図３には、複数部分から成るストラットが磁極９及び磁界センサ８と共に拡大されて示されている。コイルばね１１の最下位の巻条は、この実施例でも支承箇所１３に接触している。支承箇所１３には例えば磁極９が固定されている。磁極９の間に配置された磁界センサ８は、磁極９とは反対の側でアーム部分３と結合されている。支承箇所１３に磁界センサ８を配置しかつアーム部分３に磁極９を固定するような配置形式も、同様に可能である。支承箇所１３の下には５つの皿ばね１２が支承箇所１３を介してコイルばね１１と一列に配置されており、この場合皿ばね１２は、個々の皿ばね１２の最小直径同士と最大直径同士が互いに接触するように配置されている。

図１の実施例では磁界センサ８は次のように、すなわち磁界センサ８が自動車のノーマル位置において空隙の１０の所定の平面、つまり磁界の強さが０と同じになる平面を占めるように、配置されている。磁界センサ８はこのポジションにおいては磁界を検出しない。車両が例えば積載状態になると、ばねエレメント１は強く圧縮される。これによって磁石装置７はばねエレメント１と同時にシャーシ２に対して上方に向かって運動する。磁界センサ８は自動車のシャーシ２に固定されているので、磁界センサはそのポジションの空間的な変化を被らない。これに対して磁石装置７のポジションの最小の変化でさえも、両磁極９のポジションをシフトさせ、これによって磁界強さの上昇が磁界センサ８によって検出される。車両が再び荷下ろしされると、ばねエレメント１は伸長し、磁石装置７はばねエレメント１と一緒に磁界センサ８に関して下方に向かって移動し、これによって再び磁極９がシフトされ、ひいては空隙１０における磁界の強さが減じられる。

磁界センサ８がばねエレメント１に配置されていて、同時に磁石装置７が自動車のシャーシ２に固定されているような配置形式も同様に可能である。このような配置形式では、車両に関する負荷変化は、磁石装置７の磁極９によって形成された空隙１０の内部における磁界センサ８の位置の変化を生ぜしめ、これによって同様に磁界の強さの変化を磁界センサ８によって検出することができる。

図２に示されているようにばねエレメント１が複数部分から構成されている場合においても、コイルばね１１及び皿ばね１２はその特性線に相応した強さで圧縮される。この場合、コイルばね１１が進むばね運動距離は、主ばね運動距離ΔＳ１であり、皿ばね１２のばね運動距離は、ばね運動距離ΔＳ２である。皿ばね１２の特性線はコイルばね１１の特性線に比べて著しく硬いので、コイルばね１１が進むばね運動距離ΔＳ１は、皿ばね１２のばね運動距離ΔＳ２に比べて著しく大きい。自動車のばねエレメントの実際のバウンド動作のばね運動距離は従って、皿ばね１２によって、皿ばね１２のばね定数及び数によって選択可能な伝達比で示される。磁石装置７及び磁界センサ８は小さなばね運動距離ΔＳ２にしかさらされないので、これは磁石装置７及び磁界センサ８が小さな構造空間しか要しないことを意味する。

図３に示されているようにアーム部分３に磁界センサ８が固定されていることによって、磁界強さの変化は次のことによって惹起される。すなわちこの場合例えば車両の荷積み時にコイルばねが強く負荷され、強い力を支承箇所１３に加えると、これによって支承箇所１３の下に位置する皿ばね１２もまた同様に圧縮され、これによりアーム部分３と支承箇所１３との間における相対間隔が皿ばね１２のそれぞれの特性線に相応して小さくなる。これによってさらに、磁極９の間における磁界センサ８のポジションが変化させられ、ひいては磁界センサ８によって磁界強さの変化を検出することができる。車両が荷下ろしされると、アーム部分３に対する支承箇所１３の相対間隔が相応に増大する。従って自動車のばねエレメントの実際のバウンド動作のばね運動距離は、この実施例においても、皿ばね１２によって、皿ばね１２のばね定数及び数によって調節可能な伝達比で示すことができる。

一体的なばねエレメントを備えた装置を示す概略図である。 複数部分から成るばねエレメントを備えた装置を示す概略図である。 複数部分からなるスプリングストラットを磁極及び磁界センサと共に拡大して示す断面図である。

符号の説明

１ ばねエレメント
２ シャーシ
３ アーム部分
４ 接触面
５ ストラット
６ ホイール
７ 磁石装置
８ 磁界センサ
９ 磁極
１０ 空隙
１１ コイルばね
１２ 皿ばね
１３ 支承箇所

Claims (10)

1. 自動車のバウンド位置を測定するための装置であって、複数のアーム部分（３）とシャーシ（２）とが設けられていて、該アーム部分（３）とシャーシ（２）との間にばねエレメント（１）が配置されており、さらに少なくとも１つの磁石装置（７）と少なくとも１つの磁界センサ（８）とが設けられていて、該磁界センサ（８）が、自動車のバウンド位置の変化時に磁石装置（７）に対して移動する形式のものにおいて、
   磁石装置（７）又は磁界センサ（８）が、バウンド位置の変化時にシャーシ（３）及びアーム部分（３）に対して運動する、ばねエレメント（１）の箇所に配置されていることを特徴とする装置。
2. 磁石装置（７）が、空隙（１０）を挟んで互いに向かい合っている極性の同じ２つの磁極（９）を有しており、空隙（１０）の領域において磁界強さが０になる、請求項１記載の装置。
3. ばねエレメント（１）が複数部分から成っていて、軟らかい特性線をもつ第１のばねと、硬い特性線をもつ少なくとも１つの第２のばねとを有しており、該第１のばねと第２のばねとが弾発方向において相前後して配置されていて、支承箇所（１３）において互いに接触しており、磁石装置（７）又は磁界センサ（８）が支承箇所（１３）に固定されている、請求項１又は２記載の装置。
4. 磁界センサ（８）がシャーシ（２）に固定されていて、磁石装置（７）がばねエレメント（１）に、特に支承箇所（１３）に固定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 第１のばねがコイルばね（１１）であり、少なくとも１つの第２のばねが皿ばね（１２）である、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 磁界センサ（８）がリニアホールＩＣである、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 磁界センサ（８）が自動車のノーマル位置において、磁界強さが０である空隙（１０）の領域を検出する、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 磁界センサ（８）が自動車の調節可能な許容最大軸負荷時におけるバウンド位置において、磁界強さが０である空隙（１０）の領域を検出する、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
9. レベル調整機能を備えた自動車であって、自動車が、走行ダイナミックのために最適なポジションを調節するための調節アクチュエータを有している形式のものにおいて、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置が調節アクチュエータと連結されていることを特徴とする、レベル調整機能を備えた自動車。
10. 自動車、特にトラックであって、自動車が請求項８記載の装置を過負荷センサもしくは過荷重センサとして有していることを特徴とする自動車。

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