恩梯恩开发新轴承:安装负荷传感器 提高控制性能

2010-04-01 20:46:25来源: 技术在线

      恩梯恩(NTN)开发出了嵌入3轴负荷检测传感器轮毂轴承(图1)。由于将传感器置于轮毂而非车身上,因此可以提高车辆控制的响应性能和精度。

  

图1:附带传感器的轮毂轴承可以看到是采用三根螺丝来固定传感器。有四个传感器环绕着轮毂轴承。

      汽车的车辆控制系统根据加速度传感器、偏航速率传感器以及车轮转数传感器等的信号,来推断车辆的状态。通过操舵和加减速从路面传入的力量首先传到轮胎,然后依次经由轮毂、挂臂和副车架达到车身。

  转数传感器以外的传感器原来安装在车身上,因此车身姿势开始发生变化后传感器就会发出信号,在接收到信号后进行控制。从轮胎到车身的力量路径有悬架弹簧,以及安装挂臂的衬套柔性(Compliance)。另外,由于车身重量,会有一定的响应延迟。因此,如果基于传感器信号的话,车辆控制就会“滞后”。

  要想高度控制车辆,理想的方法是直接检测轮胎接地面和路面之间的摩擦力,并正确掌握接地状态。在这个意义上,最好通过位于轮胎附近的轮毂进行测量。

  恩梯恩考虑到这些因素,于2007年开发出了在轮毂而非车身来直接测量车辆控制最为重要的侧向力(Fy)的“负荷传感器内置轮毂轴承”,但整车厂商强烈期待3轴而非单轴负荷检测的轮毂轴承。

图2:截面图
左侧为车轮侧,右侧为车身侧。

  此次开发出来的轮毂轴在外圈的上下左右四处安装了应变计(Strain Gauge,图2)。轮毂轴承的外圈在受到负荷后会微量变形。然后通过应变计测量该变形。综合四个传感器的测量结果,将其坐标变换为侧向力(Fy)、驱动和制动力(Fx)以及上下方向的力(Fz)后进行输出。对于满刻度具有±5%的精度。演算方法与恩梯恩相关公司——法国SNR公司共同开发。另外,新产品还内置了温度传感器,因此温度影响可以去除。

  由于是在轮胎附近检测负荷,因此与通过车身进行检测相比,可更快地检测出路面状态的变化。而原来在负荷作用于轮胎后,响应时间需要0.2秒。而此次缩短为0.05秒。这一0.15秒的差在以100km/h速度行驶时,相当于4.2m的空走距离。要想在0.05秒的基础上进一步缩短响应时间,只能在轮胎胎面安装传感器,但会轻微损坏到圆周方向的均匀性(Uniformity),因此几乎是不可能的。

  横滨橡胶推出了在车轮的旋转部分安装MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)传感器,从而检测加速度的系统参考文献1)。虽然方法不同,但最终目标与恩梯恩相同。

关键字:恩梯恩  3轴  负荷  检测传感器  轮毂轴承

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0401/article_1867.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
恩梯恩
3轴
负荷
检测传感器
轮毂轴承

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved