In zunehmendem Maße werden Kraftfahrzeuge mit Sensoren zur Erfassung des Fahrzeugniveaus, also der Lage des Fahrzeugs relativ zur Straßenoberfläche in Richtung der Fahrzeughochachse, ausgestattet. Informationen zum Fahrzeugniveau werden beispielsweise für die automatische Leuchtweitenregulierung für Gasentladungsscheinwerfer und Fahrwerkregelsysteme benötigt. Mit dem Ziel der Vermeidung wesentlicher Nachteile üblicher Seriensensoren mit Kugelgelenken wurde von der ZF Lemförder Fahrwerktechnik GmbH & Co. KG in Zusammenarbeit mit der Volkswagen AG und der Technischen Universität Dresden ein Fahrzeugniveausensor prototypisch in ein Gummi-Metall-Lager eines Fahrwerklenkers integriert. In diesem mechatronischen System wird mit anisotropen magnetoresistiven (AMR) Sensoren, welche in den Lagerkern integriert sind, die Richtung des Magnetfeldes eines auf der Innenseite der äußeren Lagerhülse angeordneten Perma¬nentmagnetrings gemessen. Ein spezielles Design von Mechanik und Magnetfeld erlaubt die Messung der Lagertorsion als Maß für den vertikalen Radweg des entsprechenden Rades weitgehend unabhängig von kardanischen und translatorischen Lagerverformungen. Diese Dissertation stellt eine Zusammenfassung wesentlicher Inhalte dieses Projektes dar. Einleitend wird die Eignung von Messgröße und Sensorprinzip für die Messung des Fahrzeugniveaus anhand der Anforderungen an Fahrzeugniveausensoren diskutiert und ein optimierter mechanischer Aufbau des Sensorlagers vorgestellt. Den wissenschaftlichen Schwerpunkt dieser Dissertation bildet das Design des Magnetfeldes des erforderlichen Permanentmagneten. Auf der Basis geeigneter Ansätze erfolgt unter Anwendung der Theorie magnetischer Felder die Herleitung eines Feldverlaufs, der ein Optimum hinsichtlich der Unempfindlichkeit gegenüber der sensorischen Erfassung störender Lagerverformungen, der erreichbaren Feldstärke am Sensor, der Signallinearität und der Herstellbarkeit des Permanentmagnetrings darstellt. Zu den weiteren Themen dieser Arbeit zählen die Erörterung der verwendeten Sensorelektronik einschließlich der wesentlichen Software¬algorithmen sowie die Diskussion der experimentell ermittelten Eigenschaften eines Prototyps des Sensorlagers und dessen Komponenten. / In motor vehicles, information on the position of the vehicle in direction of the vehicle height axis in relation to the road surface is increasingly provided by sensors. This positional information is required for the automatic headlight range control of gaseous discharge headlights and chassis control systems. In cooperation with Volkswagen AG and University of Technology Dresden, ZF Lemförder Fahrwerktechnik GmbH & Co. KG integrated a vehicle height sensor as a prototype in a rubber mount of an axle link with the aim of avoiding the disadvantages of standard sensors using ball joints. In this mechatronic system, the direction of the magnetic field of a permanent magnetic ring placed on the inside of the outer bearing case is measured by anisotropic magnetoresistive (AMR) sensors integrated in the centre of the bearing. The vertical movement of the relevant wheel is measured via the torsion of the rubber mount. The mechanics and the magnetic field were designed in order to get measurements that are not affected by rotational and linear rubber mount distortions. This thesis works summarizes the key points of this project. The reader will be first introduced to advantages and disadvantages of the measuring quantity and the sensor principle used for measuring the positioning of the vehicle concerning the requirements of vehicle height sensors. In addition, an optimized construction of the sensor rubber mount will be described. The main focus of this work is the design of the magnetic field of the required permanent magnet. While considering adequate approaches, the magnetic field of this magnet is formulated from the theory of magnetic fields. The presented magnetic field is an optimisation in terms of the insensitivity of sensoric measurements towards interferic rubber mount distortions, the field force that can be accomplished at the sensor, the linearity of the signal and the producibility of the permanent magnet ring. Further topics that are addressed in this thesis are the discussion of the used sensor electronic including essential software algorithms and the discussion of the experimentally derived characteristics of the prototype of the sensor rubber mount and its components.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:24921 |
| Date | 18 December 2006 |
| Creators | Strähle, Peter |
| Contributors | Reuss, Hans-Christian, Gerlach, Gerald, Altsinger, Roland |
| Publisher | Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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