NL1037359C2 - Kracht sensor, bewegingstabilisatiesysteem en voertuig voorzien daarvan. - Google Patents

Description

Kracht sensor, bewegingstabilisatiesysteem en voertuig voorzien daarvan

BESCHRIJVING

Gebied van de uitvinding 5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een krachtsensor omvattende een geleider voorzien van een detectiemedium, waarbij het detectiemedium in de geleider beweegbaar is tussen een eerste en een tweede stoppositie voor het meten van een resulterende kracht op het detectiemedium, verder omvattende middelen voor het een afhankelijkheid van een actuele positie 10 van het detectiemedium in de geleider verschaffen van een activeringssignaal.

De uitvinding is voorts gericht op een bewegingstabilisatiesysteem voorzien van een dergelijke krachtsensor en op een voertuig voorzien van een bewegingstabilisatiesysteem of van een krachtsensor zoals hierboven vermeld.

Achtergrond van de uitvinding 15 In bewegingstabilisatiesystemen voor het stabiliseren van bijvoorbeeld het rijgedrag van een voertuig, wordt veelvuldig gebruik gemaakt van krachtsensoren of accelerometers voor het meten van kracht- of versnellingscomponenten in verschillende richtingen ten opzichte van bijvoorbeeld de rijrichting van een voertuig. Complexere versies van dergelijke stabilisatie-20 systemen bijvoorbeeld zijn ondermeer gebaseerd op krachtsensoren die de grootte van een kracht in verschillende gradaties van nauwkeurigheid kunnen meten, welke parameter kan worden gebruikt in berekeningen op basis waarvan terugkoppeling op de aandrijving van het voertuig kan worden verschaft. Eenvoudige bewegingstabilisatiesystemen kunnen bijvoorbeeld zijn uitgevoerd met een krachtsensor 25 welke vaststelt of de kracht in een bepaalde richting een grenswaarde overschrijdt. Dergelijke systemen zullen bij het overschrijden van een grenswaarde bijvoorbeeld ingrijpen op de aandrijving van het voertuig.

9

Ook voor eenvoudige bewegingstabilisatiesystemen kan het nuttig zijn om meer dan alleen de kracht in een gegeven richting als uitgangspunt te 30 gebruiken voor het al dan niet ingrijpen op het aandrijfmechanisme. Dit is bijvoorbeeld het geval bij een bewegingstabilisatiesysteem voor het stabiliseren van de beweging van bijvoorbeeld scootmobiel. Een scootmobiel wordt veelal gebruikt door personen die bijvoorbeeld slecht ter been zijn of door ouderen wanneer de conditie onvoldoende is om grote afstanden te voet te kunnen afleggen. Een 1037359 2 belangrijke functie van een bewegingstabilisatiesysteem van een dergelijk voertuig is dat deze de persoon op het voertuig beschermt tegen het uit balans raken van het voertuig, hetgeen kan leiden tot ernstige ongevallen. Een scootmobiel is bovendien regelmatig uitgevoerd als drie-wielig ontwerp, hetgeen de stabiliteit van het voertuig 5 niet ten goede komt.

Teneinde een goede inschatting te kunnen maken van het risico op destabilisatie is het, naast de krachtcomponent in een gegeven richting, tevens van belang om bijvoorbeeld de stuurstand van het voertuig te laten meewegen alvorens in te grijpen op het aandrijfmechanisme van het voertuig. Daarnaast kunnen 10 mogelijk ook andere parameters een rol spelen teneinde vast te stellen of ingrijpen door het systeem nodig is.

Het laten meewegen van andere parameters dan alleen de kracht maakt het bewegingstabilisatiesysteem een stuk complexer dan vaststelling op basis van alleen de krachtcomponent in een gegeven richting. Teneinde de twee 15 parameters met elkaar te kunnen vergelijken is in de regel een microverwerkings-eenheid vereist die op basis van de gemeten parameters de benodigde berekeningen uitvoert. Als gevolg van deze complexiteit zal het bewegingstabilisatiesysteem bovendien moeten inleveren op snelheid en kostprijs.

Samenvatting van de uitvinding 20 Het is een doel van de onderhavige uitvinding de hierboven genoemde nadelen van de stand van de techniek op te heffen de uitvinding een inrichting te verschaffen waarmee, naast het meten van een krachtcomponent, op eenvoudige wijze andere parameters kunnen worden meegenomen voor het stabiliseren van een beweging van een voertuig.

25 Hiertoe verschaft de uitvinding een krachtsensor omvattende een geleider voorzien van een detectiemedium, waarbij het detectiemedium in de geleider beweegbaar is tussen een eerste en een tweede stoppositie voor het meten van een resulterende kracht op het detectiemedium, verder omvattende middelen voor het in afhankelijkheid van een actuele positie van het detectiemedium in de 30 geleider verschaffen van een activeringssignaal, waarbij het detectiemedium is vervaardigd uit een magnetiseerbaar materiaal, en de krachtsensor voorts is voorzien van middelen voor het verschaffen van een magnetisch veld voor het uitoefenen van een magnetische kracht op het detectiemedium, waarbij het magnetische veld instelbaar is voor het in afhankelijkheid van het magnetische veld 3 instelbaar maken van de gevoeligheid van de krachtsensor.

De krachtsensor van de onderhavige uitvinding betreft een eenvoudige krachtsensor waarmee op basis van de positie van een detectiemedium in de geleider tussen twee stopposities, kan worden vastgesteld of de resulterende 5 kracht op het detectiemedium in een bepaalde richting een grenswaarde overschrijdt. De krachtsensor van de onderhavige uitvinding maakt het daarnaast echter mogelijk deze grenswaarde, en daarmee de gevoeligheid van de krachtsensor, naar believen aan te passen doordat het detectiemedium in de geleider is vervaardigd uit een magnetiseerbaar materiaal en doordat de kracht-10 sensor een instelbaar magnetisch veld kan aanleggen over de geleider. Met de grootte van het magnetische veld kan de krachtenbalans op het detectiemedium worden beïnvloed. Bij een sterker magnetisch veld is de grenswaarde van de resulterende kracht op het detectiemedium benodigd voor het activeren van de krachtsensor groter dan bij een magnetisch veld met een relatief kleine veldsterkte. 15 Een dergelijke krachtsensor kan met voordeel worden toegepast in een bewegingstabilisatiesysteem waarin naast de krachtcomponenten ook met een andere parameter rekening dient te worden gehouden voordat wordt ingegrepen op het aandrijfmechanisme.

Overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de kracht-20 sensor ten minste twee geleiders, waarbij elk van de ten minste twee geleiders is voorzien van een detectiemedium, en waarbij de krachtsensor middelen omvat voor het in afhankelijkheid van een actuele positie van ten minste één van de detectiemedia in de ten minste twee geleiders verschaffen van het activerings-signaal, en waarbij elk van de ten minste twee geleiders zodanig is geplaatst dat 25 een langsrichting van elk geschikt is voor het meten van de resulterende kracht op het detectiemedium in een respectievelijke richting, waarbij de middelen voor het verschaffen van het magnetische veld zijn ingericht voor het verschaffen van een instelbaar magnetisch veld nabij elk van de geleiders voor het instelbaar maken van de gevoeligheid van de krachtsensor in elke respectievelijke richting. In deze 30 krachtsensor is de resulterende kracht op het detectiemedium in twee richtingen meetbaar. De gevoeligheid kan met behulp van een magnetisch veld worden ingesteld.

Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm verschaft de uitvinding een krachtsensor waarbij de of elke geleider onder een hoek is geplaatst 4 met de zwaartekracht, voor het onder invloed van de zwaartekracht verschaffen van een uitgangspositie van het detectiemedium in de geleider. Door de geleiders onder een hoek met de zwaartekracht te plaatsen, zal in stilstand of bij een kleine versnelling van het voertuig, het detectiemedium zich in een van de stopposities van 5 de geleider bevinden onder invloed van de zwaartekracht. Wanneer de geleider daarentegen niet onder een hoek is geplaatst, kan de uitgangspositie op een alternatieve wijze worden bereikt door bijvoorbeeld zelfs bij stilstand een klein magnetisch veld over de geleider aan te leggen. De vakman zal begrijpen dat het gebruik van de zwaartekracht ten allen tijde de voorkeur verdient boven het 10 aanleggen van een magnetisch veld. Een dergelijke uitvoeringsvorm is energiezuiniger.

Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm omvatten de middelen voor het verschaffen van het magnetisch veld een spoel, waarbij de sterkte van het magnetische veld instelbaar is middels het instellen van de 15 stroomsterkte door de spoel. Deze uitvoeringsvorm heeft als voordeel dat de gevoeligheid van de krachtsensor kan worden ingesteld met behulp van een eenvoudige elektronische schakeling.

Overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding verschaft deze een bewegingstabilisatiesysteem voor een voertuig, 20 waarbij het voertuig is voorzien van ten minste drie wielen, en waarbij het bewegingstabilisatiesysteem is voorzien van een krachtsensor zoals hierboven is beschreven.

In het bijzonder verschaft de uitvinding een bewegingstabilisatiesysteem volgens deze uitvoeringsvorm, welke voorts een sensor omvat voor het 25 bepalen van de stand van een stuur van het voertuig en middelen voor het in afhankelijkheid van de stand van het stuur verschaffen van een instelsignaal aan de middelen voor het verschaffen van het magnetische veld voor het instellen van de sterkte van het magnetisch veld.

Met deze uitvoeringsvorm is het door de krachtsensor verschafte 30 uitgangssignaal (resulterende kracht op het detectiemedium wel of niet groter dan een grenswaarde) afhankelijk van de stand van het stuur. Door de stand van het stuur te wijzigen wijzigt in de sterkte van het magnetische veld, zodat tevens de grenswaarde verandert waarbij de krachtsensor een uitgangssignaal verschaft. Hierdoor kan op betrekkelijk eenvoudige wijze een bewegingstabilisatiesysteem 5 worden verkregen dat zowel rekening houdt met de stuurstand van het voertuig als met krachtcomponenten in de door de krachtsensor gedetecteerde richtingen. Een gecompliceerde berekening voor het samenstellen van deze waarden kan dan achterwege gelaten worden. Een eenvoudige elektronische schakeling voor het 5 sturen van het magnetische veld op basis van het signaal wat afkomstig is van de sensor voor het bepalen van de stuurstand is reeds voldoende voor het bereiken van goed resultaat.

In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt het instelsignaal zodanig verschaft dat de sterkte van het magnetische veld omgekeerd afhankelijk is van de 10 stand van het stuur ten opzichte van een referentiestand, waarbij de referentiestand overeenkomt met een stuurstand waarbij het voertuig een rechtlijnige beweging maakt. Bij een rechtdoorgaande beweging van het voertuig is het voertuig redelijk stabiel en werken er geen centrifugaalkrachten. Het voertuig zal echter uit balans kunnen raken wanneer een te steile zijwaartse helling wordt genomen zodat het 15 voertuig kan omvallen. De grenswaarde waarop de krachtsensor een signaal afgeeft kan vrij groot zijn, gezien de redelijk stabiele rijtoestand van het voertuig. Maakt het voertuig echter een scherpe bocht dan werkt er een relatief grote centrifugaalkracht op het voertuig. Een kleine onbalans of ongewenste krachtcomponent in de richting van de centrifugaalkracht, maar ook de centrifugaalkracht zelf, kan het voertuig in 20 problemen brengen. Bij een relatief grote afwijking van de stuurstand ten opzichte van de uitgangspositie zal de grenswaarde waarbij de krachtsensor reageert daarom relatief klein moeten zijn. Een grote stuurstand komt dan overeen met een magnetisch veld van geringe sterkte en daarmee een geringe grenswaarde van de krachtsensor.

25 Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm omvat het beweging- stabilisatiesysteem verwerkingsmiddelen voor het ontvangen van het activerings-signaal en het daarop beperken van het door een aandrijfmechanisme aan het voertuig te verschaffen vermogen. Door rechtstreeks in te grijpen op het vermogen van het voertuig kan in een noodsituatie het risico op onbalans snel en eenvoudig 30 sterk worden verminderd. Zodra het voertuig uit balans dreigt te geraken wordt het vermogen verlaagd (en daarmee de snelheid) zodat het voertuig in balans blijft.

Een uiterst eenvoudige uitvoeringsvorm betreft bijvoorbeeld een bewegingstabilisatiesysteem ingebouwd in een voertuig voorzien van een elektromotor zoals een scootmobiel welke hierboven reeds is beschreven. In dat geval 6 kunnen de verwerkingsmiddelen rechtstreeks ingrijpen op het door de elektromotor verschafte vermogen aan het voertuig. Omdat het voertuig elektrisch wordt aangedreven kan het ontwerp eenvoudig blijven en hoeven voor het beperken van het vermogen geen mechanische onderdelen te worden bediend.

5 Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm is de krachtsensor geschikt geplaatst voor het vaststellen van een resulterende kracht in de richting dwars op de rijrichting van het voertuig. Resulterende krachten en krachtcomponenten in een richting dwars op de rijrichting zijn een groot risico voor de stabiliteit van het voertuig tijdens het rijden. De vakman zal begrijpen dat ook 10 andere resulterende krachtcomponenten kunnen worden gemeten en meegenomen, en dat de uitvinding niet is beperkt tot het meten van alleen krachtcomponenten dwars op de rijrichting.

Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft deze een voertuig voorzien van bewegingstabilisatiesystemen zoals 15 hierboven beschreven of voorzien van een krachtsensor conform de uitvinding.

In de hierboven beschreven uitvoeringsvormen kan ieder gewenst detectiemedium worden toegepast dat past bij het specifieke ontwerp of de toepassing waarin de uitvinding gebruikt wordt. Het detectiemedium kan een element zijn uit een groep omvattende een kogel, een wieltje, een cilinder, een 20 magnetiseerbare elektrisch geleidende vloeistof, of een geschikt gevormd voorwerp.

Korte omschrijving van de tekeningen

In het navolgende zal de uitvinding uiteen worden gezet aan de hand van, niet als beperkend bedoelde, specifieke voorbeelden daarvan onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin: 25 fig. 1 een bewegingstabilisatiesysteem overeenkomstig de onder havige uitvinding toont; fig. 2 een krachtsensor overeenkomstig de uitvinding toont; fig. 3 een krachtenbalans toont op een kogel in een krachtsensor overeenkomstig de onderhavige uitvinding.

30 Gedetailleerde beschrijving van de tekeningen

Fig. 1 toont een bewegingstabilisatiesysteem 1 overeenkomstig de onderhavige uitvinding. In het systeem 1 wordt het door een motor 5 aan een voertuig geleverde vermogen beheerd met behulp van een vermogenstuur-element 3. Op het vermogenstuurelement 3 zijn bijvoorbeeld aangesloten een 7 vermogenregeleenheid 6 (equivalent aan een gaspedaal bij een brandstofmotor), een versnellingschakelaar 7 (voor het in een of meer snelle en langzame standen schakelen van de motor), en (rechtstreeks of indirect) de accu van het voertuig.

De vermogenstuureenheid 3 omvat tevens een aantal in- en 5 uitgangen 30 voor het ontvangen van signalen waarmee de werking van de vermogenstuureenheid bijvoorbeeld kan worden beïnvloed of worden ingesteld. In de onderhavige uitvoeringsvorm zijn de in- en uitgangen 30 verbonden met een bewegingstabilisatiesysteem 10. Het bewegingstabilisatiesysteem 10 is aangesloten op sensoren 17, 27 waarmee parameters welke van invloed zijn op het rijgedrag en 10 stabiliteit van het voertuig kunnen worden waargenomen. Een ingangs-/uitgangs-poort 14 verschaft een (gedigitaliseerd) signaal aan de in- en uitgangen 30 van de vermogenstuureenheid 3. Het bewegingstabilisatiesysteem 10 staat in verbinding met een krachtsensor 17 welke op basis van een krachtenbalans kan vaststellen en ingrijpen op de beweging van het voertuig door het bewegingstabilisatiesysteem 10 15 nodig is.

De krachtsensor 17 bestaat uit een tweetal geleiders 19 en 20, waarin zich kogels 22 en 23 bevinden. De geleider 19 en 20 staan (bij stilstand van het voertuig) onder een hoek met de zwaartekrachtvector op de kogels 22 en 23, waarbij deze hoek niet gelijk is aan 90°. Door de geleiders op deze wijze enigszins 20 hellend te plaatsen ten opzichte van een vlak loodrecht op de zwaartekracht, wordt bereikt dat de kogels 22 en 23 een voorkeursuitgangspositie hebben in één van de uiteinden van elk van de geleiders 19 en 20. De geleiders bestaan bijvoorbeeld uit een tweetal buisjes waarvan de uiteinden van elk van de buisjes een eerste en tweede stoppositie voor de kogels vormen. Staat het voertuig stil of beweegt het op 25 een zodanige wijze dat ingrijpen op bewegen van het voertuig niet nodig is, dan bevinden de kogels 22 en 23 zich in een uitgangspositie, bijvoorbeeld in een van de twee stopposities. Wanneer echter de krachten op één van de kogels 22 of 23 uit balans zijn, zal het kogel een resulterende kracht ondervinden die ervoor zorgt dat dit kogel zich naar de tweede stoppositie beweegt (dit wordt in het navolgende 30 onder verwijzing naar fig. 3 nader uitgelegd). In de tweede stoppositie zorgt het kogel 23 voor bijvoorbeeld een elektrisch contact waardoor een signaal verschaft wordt door de krachtsensor 17 aan het bewegingstabilisatiesysteem 10. Wanneer het bewegingstabilisatiesysteem 10 een signaal ontvangt van de krachtsensor zal deze een digitaal signaal doorsturen aan de vermogenstuureenheid 3. Deze 8 vermogenstuureenheid 3 zorg ervoor dat het door de motor 5 geleverde vermogen aan het voertuig wordt verkleind (of zelfs wordt uitgeschakeld) waardoor het voertuig niet meer of onvoldoende wordt voortgestuwd. Calamiteiten, zoals het omvallen of crashen van het voertuig als gevolg van gevaarlijk rijgedrag, kunnen 5 hiermee worden voorkomen.

De noodzaak tot ingrijpen op de vermogensturing door het bewegingstabilisatiesysteem 10 is niet alleen afhankelijk van de krachtenbalans welke wordt vastgesteld door de krachtsensor 17, maar is tevens afhankelijk van de stand van het stuur van het voertuig. Wanneer bijvoorbeeld met het voertuig een 10 scherpe bocht wordt gemaakt en het stuur 29 van het voertuig een relatief grote afwijking heeft ten opzichte van evenwichtstand (waarbij de evenwichtstand is gedefinieerd als de stand van het stuur waarmee het voertuig in een rechtlijnige beweging rechtdoor rijdt), dan zal een kleine onbalans in de krachten al snel kunnen leiden tot de destabiliseren van het voertuig. Rijdt echter het voertuig rechtdoor en 15 heeft het stuur 29 geen uitwijking ten opzichte van de evenwichtstand, dan is niet elke onbalans in de krachten gevaarlijk voor de stabiliteit van het voertuig.

De invloed van de stuurstand van het stuur 29 op het ingrijpen van het bewegingstabilisatiesysteem 10 op de beweging van het voertuig wordt in het bewegingstabilisatiesysteem van fig. 1 verwerkt door de stuuras van het stuur 29 te 20 voorzien van een stuurstandsensor 27 die uitwijking van de stand van het stuur 29 ten opzichte van de evenwichtstand meet. Het door de stuurstandsensor 27 verschaft signaal wordt afhankelijk gemaakt van de asnelheid of stuwkracht van de motor, en wordt versterkt met een verschilversterker 28 verschaft aan aandrijfelektronica 25 voor het bekrachtigen van een elektromagneet 26 gevormd 25 door een inductor. Voor het afhankelijk maken van het signaal van de stuurstandsensor 27 van de snelheid/stuwkracht, wordt gebruik gemaakt van een terugkoppelsignaal van de vermogensstuureenheid 3, verschaft over verbinding 31. De vakman zal begrijpen dat de verschillende verbindingen tussen componenten en elementen van het systeem ook op een andere wijze dan als aangegeven in figuur 1 30 kunnen zijn uitgevoerd. Bij een uitwijking die nihil is of zeer klein wordt een relatief sterke stroom verschaft aan de spoel 26. De spoel 26 veroorzaakt een magnetisch veld in de nabijheid van de geleiders. De kogels 22 en 23 zijn vervaardigd uit een magnetiseerbaar materiaal en ondervinden een magnetische kracht die past bij de grote inrichting van het magnetische veld verschaft door de spoel 26. De vakman 9 zal begrijpen dat de richting van het magnetische veld nabij geleider 19 tegengesteld is aan de richting van het magnetische veld nabij geleider 20 om ervoor te zorgen dat kogels 22 respectievelijk 23 allebei een kracht ondervinden die bij de kogel in de richting van de eerste positie trekken. Als gevolg van het 5 magnetische veld aangelegd met behulp van de spoel 26 is een veel grotere onbalans in de krachten vereist voor het doen laten uitwijken van de kogels 22 en 23 naar de tweede stoppositie. Wanneer de gebruiker van het voertuig een scherpe bocht maakt zal dit door sensor 27 worden opgemerkt door de relatief grote uitwijking van de stand van het stuur ten opzichte van de evenwichtstand. De stroom 10 door de spoel 26 zal worden verkleind, zodat de sterkte van het magnetische veld afneemt. Een kleine onbalans in de krachten kan dan al snel leiden tot het doen laten uitwijken van één van de kogels 22 of 23 naar de tweede stoppositie, zodat de krachtsensor 17 een signaal verschaft aan het bewegingstabilisatiesysteem 10. Met behulp van een timer en geschikte elektronica wordt het signaal gedigitaliseerd en 15 aangeboden aan de in- en uitgangen van vermogenstuureenheid 3. Deze zal het vermogen waardoor motor 5 geleverd wordt aan het voertuig, aanpassen (verkleinen).

Fig. 2 toont een krachtsensor 35 overeenkomstig de onderhavige uitvinding. De krachtsensor 35 bestaat uit een tweetal geleiders 36 en 37. Elk van 20 de geleiders 36 en 37 omvat een kogel respectievelijk 38 en 39. De kogels 38 en 39 zijn in elke geleider 36 en 37 beweegbaar tussen twee stopposities. Kogel 38 is in geleider 36 beweegbaar tussen een eerste stoppositie 44 en een tweede stoppositie 45. Kogel 39 is in geleider 37 beweegbaar tussen een eerste stoppositie 46 en een tweede stoppositie 47. In de eerste stoppositie 44 maakt kogel 38 in 25 geleider 36 contact met elektroden 40 en 41. In de tweede stoppositie 45 maakt kogel 38 contact met elektroden 43 en 40. Tussen de eerste en tweede stoppositie maakt kogel 38 slechts contact met elektrode 40, maar niet met 41, doordat de diameter van de geleider 36 groter is dan de diameter van kogel 38. In de eerste stoppositie bevinden de elektroden 41 en 40 zich dichter bij elkaar, zodat in de 30 eerste stoppositie kogel 38 contact maakt met elektroden 40 en 41. In geleider 37 zijn elektroden 48, 49 en 50 op een soortgelijke wijze plaats zodat in de eerste stoppositie 46 kogel 39 contact maakt met elektroden 48 en 49. In de tweede stoppositie 47 maakt kogel 39 contact met elektroden 49 en 50.

De krachtmeter 35 omvat tevens middelen 52 voor het voortbrengen 10 van een magnetisch veld in de nabijheid van elk van de geleiders 36 en 37. Het door deze middelen 52 verschafte magnetische veld is in de nabijheid van geleider 36 tegengesteld aan de richting van het magnetische veld in de nabijheid van geleider 37.

5 Krachtsensor 35 is tevens voorzien van een connector 53 zodat deze is aan te sluiten op beheermiddelen die op basis van contact tussen de elektroden 40, 41, 43, 48, 49 en 50 kan bepalen of één van de twee kogels 38 of 39, of beiden in de tweede stopposities respectievelijk 45 en 47 bevinden zodat het versturen van een activeringssignaal voor het activeren van bewegingstabilisatie-10 systeem vereist is.

Fig. 3 toont een krachtenbalans op een kogel 65 in een geleider 60 van een krachtsensor overeenkomstig de onderhavige uitvinding. De geleider 60 maakt een hoek cp ten opzichte van de zwaartekracht. Deze hoek cp is niet gelijk aan 90° zodat kogel 65 een voorkeursuitgangspositie heeft in één van de uiteinden van 15 geleider 60. Op kogel 65 werkt de zwaartekracht Fg. Deze zwaartekracht is te ontbinden in componenten evenwijdig en loodrecht op de langsas van de geleider 60, respectievelijk Fg// en Ffli.

Wanneer het voertuig door een bocht beweegt (gezien vanuit de in fig. 3 getoonde geleider een bocht naar links), dan werkt op kogel 65 een 20 centrifugaalkracht Fc die loodrecht staat op de rijrichting in het vlak van de door het voertuig beschreven kromme over de weg. Deze centrifugaalkracht Fc is in fig. 3 weergegeven door pijl 70 en kan wederom worden ontbonden in een component evenwijdig aan de langsas van de geleider 60, Fc// met verwijzingscijfer 73, en een component loodrecht op de langsas door de geleider, FCi. Voor de beweging van de 25 kogel 65 door de geleider 60 zijn de component Fgx en Fcx niet of nauwelijks relevant. De componenten van de krachten evenwijdig aan de langsas door de geleider, de zwaartekrachtcomponent Fg/, 72 en de centrifugaalkracht Fg/, 73 bepalen of de centrifugaalkracht voldoende groot is om de kogel 65 in beweging te zetten in de richting van de tweede stoppositie alwaar zich elektroden 61 en 62 bevinden. Bij 30 een flauwe bocht is de centrifugaalkracht Fc 70 klein en zal de kogel 65 onder invloed van de zwaartekracht Fg in de eerste stoppositie verblijven. Wanneer de centrifugaalkracht Fc 70 groot wordt en de zwaartekracht Fg 69 overschrijdt, beweegt de kogel 65 zich in de richting van elektroden 61 en 62.

De werking van de krachtsensor kan worden beïnvloed met behulp 11 van het magnetische veld 68 dat wordt opgewekt met behulp van spoel 67. Het magnetische veld B 68 veroorzaakt een magnetische kracht Fb 75 weergegeven in fig. 3. Onder invloed van de magnetische kracht Fb 75 wordt kogel 65 naar de eerste stoppositie getrokken en zal de centrifugaalkracht Fc 70 voldoende groot moeten 5 zijn om zowel de zwaartekrachtcomponent Fg// 72 als de magnetische kracht Fb 75 overwinnen teneinde de kogel 65 in beweging te zetten.

Een bewegingstabilisatiesysteem overeenkomstig de onderhavige uitvinding is geschikt om te worden toegepast in elektrisch aangedreven voertuigen met een relatief lage snelheid zoals bijvoorbeeld een scootmobiel. De uitvinding is 10 echter niet beperkt tot toepassing in elektrisch aangedreven voertuigen, maar kan met behulp van voor de vakman voor de hand liggende wijzigingen, tevens worden toegepast op voertuigen welke worden aangedreven met behulp van brandstofmotoren of andere aandrijfmiddelen. Daarnaast kan het bewegingstabilisatiesysteem overeenkomstig de onderhavige uitvinding worden toegepast op voertuigen 15 voorzien van twee of meer wielen. De uitvinding is voorts geschikt om te worden toegepast op voertuigen die zich met grotere snelheden kunnen voortbewegen. Het magnetische veld waarmee de gevoeligheid van de krachtsensor wordt beïnvloed, wordt in de hierboven beschreven uitvoeringsvormen gestuurd op basis van de stand van het stuur van het voertuig ten opzichte van een evenwichtspositie. De 20 vakman zal begrijpen dat ook andere parameters kunnen worden gebruikt voor het beïnvloeden van een magnetisch veld. Voorts is het mogelijk om het magnetische veld afhankelijk te maken van meerdere parameters tegelijkertijd, waarbij mogelijk de stuurelektronica voor de stroom door de spoel voor het verschaffen van het magnetische veld complexer zal zijn.

25 De uitvinding kan worden toegepast als combinatie sensor (inclino / G-force sensor) in bijvoorbeeld een voertuig ten einde stabilisatie van ongewenste bewegingskrachten te realiseren. Niet alleen reageert de sensor op resulterende krachten op het detectiemedium, maar de onderhavige sensor reageert ook op (of wordt in ieder geval beïnvloed door) de oriëntatie van de sensor ten opzichte van de 30 ondergrond van het voertuig. Met de activeringssignalen van de sensor kan het voertuig op het juiste moment worden afgeremd waardoor de grenswaarden waarbinnen het voertuig veilig bestuurd kan worden belangrijk in het voordeel worden verlegd. In een eenvoudige uitvoeringsvorm is een sensor een massa aan het 12 uiteinde van een veer, op die manier wordt de beweging van de massa ten gevolge van veranderende krachten gedetecteerd.

De term g-force is gerelateerd aan de bron van calibratie van de sensor, zijnde de zwaartekracht (g-waarde ofwel valversnelling 9,81 m/sec2). In 5 onderhavige sensor is de veer vervangen door een magnetisch veld, dit maakt het mogelijk om op gewenste momenten de reactiewaarde te veranderen. Daar de massa in de sensoren in een bepaalde hoek geplaats zijn t.o.v. de (waterpas) ondergrond geven zij tevens informatie over de positie en oriëntatie op de weg c.q. ondergrond. Bij een hellende ondergrond zijwaarts is de sensor gevoeliger en 10 reageert eerder op een dreigend onbalans. De bandbreedte waarbinnen de sensor moet reageren kan worden afgesteld met de kracht van het magnetisch veld.

De inductieve weerstand van de spoel die gebruikt wordt om het magnetisch veld op te wekken veranderd als de positie van de magnetische dynamische lichamen in de sensor van positie veranderen. Wanneer dus het 15 detectiemedium in beweging is, nog voordat er een activeringssignaal wordt voortgebracht, is dit in principe meetbaar als verstoring van de inductieve weerstand van de spoel waarmee het magneetveld wordt opgewekt. Door deze parameter te meten, bijvoorbeeld met behulp een wisselstroomsignaal op de gelijkstroom-component door de spoel (voor het voortbrengen van het magnetische veld), kan 20 informatie worden verkregen over de beweging van het detectiemedium. Deze parameter is bijvoorbeeld goed te meten met een 5 kHz AC signaal met kleine geschikt gekozen amplitude, bovenop een gelijkstroomsignaal voor het magnetische veld. Zo is bijvoorbeeld waarneembaar dat het voertuig over een hobbel of object rijdt, zonder dat een activeringssignaal wordt voortgebracht. Deze informatie kan in 25 het stabilisatiesysteem met voordeel worden toegepast.

Voor de dynamische lichamen kan b.v. een kogel gebruikt worden. De uitvinding is hiertoe echter niet beperkt. In een alternatieve uitvoeringsvorm is het detectiemedium een cilindertje of wieltje dat binnen een geleider beweegt. Tevens kan worden gedacht aan een magnetiseerbaar elektrisch geleidend 30 vloeibaar materiaal.

De uitvinding wordt niet beperkt door de hierboven genoemde specifieke uitvoeringsvormen, maar zal worden beperkt door de omvang van de navolgende conclusies in het licht van de beschrijving en tekeningen van de aanvrage.

1037359

Claims (15)

1. Krachtsensor omvattende een geleider voorzien van een detectiemedium, waarbij het detectiemedium in de geleider beweegbaar is tussen 5 een eerste en een tweede stoppositie voor het meten van een resulterende kracht op het detectiemedium, verder omvattende middelen voor het in afhankelijkheid van een actuele positie van het detectiemedium in de geleider verschaffen van een activeringssignaal, waarbij het detectiemedium is vervaardigd uit een magnetiseerbaar materiaal, en de krachtsensor voorts is voorzien van middelen 10 voor het verschaffen van een magnetisch veld voor het uitoefenen van een magnetische kracht op het detectiemedium, waarbij het magnetische veld instelbaar is voor het in afhankelijkheid van het magnetische veld instelbaar maken van de gevoeligheid van de krachtsensor.

2. Krachtsensor volgens conclusie 1, omvattende ten minste twee 15 geleiders, waarbij elk van de ten minste twee geleiders is voorzien van een detectiemedium, en waarbij de krachtsensor middelen omvat voor het in afhankelijkheid van een actuele positie van ten minste één van de detectiemedia in de ten minste twee geleiders verschaffen van het activeringssignaal, en waarbij elk van de ten minste twee geleiders zodanig is geplaatst dat een langsrichting van elk 20 geschikt is voor het meten van de resulterende kracht op het detectiemedium in een respectievelijke richting, waarbij de middelen voor het verschaffen van het magnetische veld zijn ingericht voor het verschaffen van een instelbaar magnetisch veld nabij elk van de geleiders voor het instelbaar maken van de gevoeligheid van de krachtsensor in elke respectievelijke richting.

3. Krachtsensor volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de of elke geleider onder hoek is geplaatst met de zwaartekracht, voor het onder invloed van de zwaartekracht verschaffen van een uitgangspositie van het detectiemedium in de geleider.

4. Krachtsensor volgens één der voorgaande conclusies, waarbij de 30 middelen voor het verschaffen van het magnetische veld een spoel omvatten, waarbij de sterkte van het magnetische veld instelbaar is middels het instellen van de stroomsterkte door de spoel.

5. Krachtsensor volgens één der conclusies 4, verder omvattende middelen voor het vaststellen van de inductieve weerstand van de spoel, voor het 1037359 waarneembaar maken van bewegingen van het detectiemedium.

6. Krachtsensor volgens één der voorgaande conclusies, waarin het detectiemedium een element is uit een groep omvattende een kogel, een wieltje, een cilinder, een magnetiseerbare elektrisch geleidende vloeistof, of een geschikt 5 gevormd voorwerp.

7. Bewegingstabilisatiesysteem voor een voertuig, waarbij het voertuig is voorzien van ten minste twee wielen, en waarbij het bewegingstabilisatiesysteem is voorzien van een krachtsensor volgens één der voorgaande conclusies.

8. Bewegingstabilisatiesysteem volgens conclusie 7, verder 10 omvattende een sensor voor het bepalen van de stand van een stuur van het voertuig, en middelen voor het in afhankelijkheid van de stand van het stuur verschaffen van een instelsignaal aan de middelen voor het verschaffen van het magnetische veld voor het instellen van de sterkte van het magnetische veld.

9. Bewegingstabilisatiesysteem volgens conclusie 8, waarin het 15 instelsignaal zodanig wordt verschaft dat de sterkte van het magnetische veld omgekeerd afhankelijk is van de stand van het stuur ten opzicht van een referentiestand, waarbij de referentiestand overeenkomt met een stuurstand waarbij het voertuig een rechtlijnige beweging maakt.

10. Bewegingstabilisatiesysteem volgens één der conclusies 7-9, 20 verder omvattende verwerkingsmiddelen voor het ontvangen van het activerings- signaal, en het daarop beperken van het door een aandrijfmechanisme aan het voertuig te verschaffen vermogen.

11. Bewegingstabilisatiesysteem volgens conclusie 10, waarbij het aandrijfmechanisme een elektromotor omvat, en waarin de verwerkingsmiddelen 25 zijn ingericht voor het, bij ontvangst van het activeringssignaal, beperken van het vermogen van de elektromotor.

12. Bewegingstabilisatiesysteem volgens één der conclusies 7-11, waarin de krachtsensor geschikt is geplaatst voor het vaststellen van een resulterende kracht op het detectiemedium in een richting dwars op een rijrichting 30 van het voertuig.

13. Voertuig voorzien van een bewegingssysteem volgens ten minste één der conclusies 7-12.

14. Voertuig voorzien van een krachtsensor volgens ten minste één der conclusies 1-6.

15. Voertuig volgens één der conclusies 13 of 14, waarbij het voertuig een scootmobiel is. 5 1037359