專利名稱：牽引座傳感器組件的制作方法
牽引座傳感器組件本申請(qǐng)要求2005年2月18日提交的、題目為牽引座傳感器組件 的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/654283的權(quán)益，在此結(jié)合其全文作為參考。 技術(shù)領(lǐng)域本申請(qǐng)是關(guān)于監(jiān)測(cè)掛車與安裝在卡車底盤上的掛車聯(lián)接組件的連 接狀況的電子系統(tǒng)，特別是關(guān)于一可以通過(guò)識(shí)別掛車組件、聯(lián)接器組 件和外物來(lái)指示掛車是否正確連接到掛車聯(lián)接組件的電子系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
Hungerink等的題為"牽引座聯(lián)接控制系統(tǒng)"的美國(guó)專利 No.5861802、 Schutt等的題為"監(jiān)測(cè)牽引座的電子系統(tǒng)"的美國(guó)專利 Nos.6285378和6452485以及受讓給本發(fā)明受讓人的美國(guó)專利 Nos.5861802、 6285278和6452485都介紹了用于車輛掛車聯(lián)接組件的 電子連接控制系統(tǒng)，且在此結(jié)合其全部?jī)?nèi)容作為參考。這些專利各公 開(kāi)了包括檢測(cè)掛車何時(shí)位于聯(lián)接器組件附近的掛車傳感器、檢測(cè)掛車 連接銷是否位于聯(lián)接板喉部?jī)?nèi)的連接銷傳感器以及檢測(cè)鎖定系統(tǒng)是否 鎖止于一固定位置的鎖傳感器的電子連接控制系統(tǒng)。這些專利還包括 一個(gè)位于車輛內(nèi)的指示器，用以將掛車聯(lián)接器組件連接狀態(tài)的信息提 供給車輛駕駛員。 一控制電路連接掛車傳感器、連接銷傳感器、鎖傳 感器和指示器?？刂齐娐防眠@些傳感器以在挫車處于掛車聯(lián)接器組 件附近時(shí)、掛車連接銷位于聯(lián)接板喉部?jī)?nèi)時(shí)以及鎖定系統(tǒng)鎖止于一固 定位置時(shí)告知駕駛員.該電子連接控制系統(tǒng)還可以執(zhí)行各種自我診斷 程序以在車輛點(diǎn)火時(shí)確保系統(tǒng)的正確操作。在此以前，與上文類似的系統(tǒng)通常和接觸式傳感器結(jié)合使用，這 種接觸式傳感器易于受傳感器所在的嚴(yán)苛環(huán)境影響而退化，包括正常 使用狀態(tài)、極端使用狀態(tài)例如在某種連接操作中所經(jīng)受的、和包含環(huán) 境外來(lái)雜質(zhì)例如鐵磁物質(zhì)所帶的油脂、水、冰。這些裝載有例如油脂
等的鐵磁物質(zhì)會(huì)引起傳給操作者的"錯(cuò)誤肯定"的指示，或者錯(cuò)誤表 示連接銷與牽引板喉部對(duì)齊的指示。連接銷與牽引板喉部錯(cuò)誤對(duì)齊可 能會(huì)導(dǎo)致在裝卸碼頭或者公共鐵路上掛車從相連車輛上脫節(jié)，從而嚴(yán) 重?fù)p壞相關(guān)設(shè)備以及周邊財(cái)物，甚至人員損傷或更嚴(yán)重。因此需要能精確且可靠區(qū)分連接銷與外部物體的監(jiān)測(cè)掛車連接銷 是否處于牽引板喉部的電子系統(tǒng)，從而消除將對(duì)齊的"錯(cuò)誤肯定"指 示傳給相關(guān)車輛操作者的情況。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明一方面內(nèi)容是提供一種用于監(jiān)測(cè)掛車連接器組件的電子系 統(tǒng)，該連接器組件具有一帶喉部的牽引板和鎖定機(jī)構(gòu)，喉部用于容納 掛車的連接銷，鎖定機(jī)構(gòu)用于將連接銷鎖定在喉部中，該電子系統(tǒng)判 斷掛車連接組件是否正確連接到掛車上，且包括產(chǎn)生第一磁通量的笫 一磁體，和第一霍爾效應(yīng)傳感器，用于通過(guò)測(cè)量第一磁通量來(lái)檢測(cè)掛 車連接銷相對(duì)牽引板喉部的位置。該電子系統(tǒng)還包括一控制電路，其 可操作連接第一霍爾效應(yīng)傳感器，判斷第一磁通量是否指示了桂車連 接銷相對(duì)于牽引板喉部的正確位置。本發(fā)明另 一方面內(nèi)容是提供一種牽引系統(tǒng)，包括掛車連接器組件， 具有帶喉部的牽引板和鎖定機(jī)構(gòu)，該喉部用于容納掛車的連接銷，鎖定機(jī)構(gòu)用于將連接銷鎖定在喉部中。該牽引系統(tǒng)還包括產(chǎn)生第 一磁通 量的第一磁體，和用于通過(guò)測(cè)量第一磁通量來(lái)檢測(cè)掛車連接銷相對(duì)牽 引板喉部的位置的第一霍爾效應(yīng)傳感器。該牽引系統(tǒng)還包括可操作連 接笫一霍爾效應(yīng)傳感器，判斷第一磁通量是否指示了掛車連接銷相對(duì) 于牽引板喉部的正確位置的控制電路。本發(fā)明的另 一方面內(nèi)容是提供一種用于監(jiān)測(cè)掛車連接器組件的電 子系統(tǒng)，該連接器組件具有一帶喉部的牽引板和鎖定機(jī)構(gòu)，喉部用于 容納桂車的連接銷，鎖定機(jī)構(gòu)用于將連接銷鎖定在喉部中，其中電子 系統(tǒng)判斷掛車連接組件是否正確連接到桂車上。該電子系統(tǒng)包括非接 觸式臨近傳感器，用于檢測(cè)桂車連接銷相對(duì)于牽引板喉部的位置，控 制電路，可操作連接該臨近傳感器來(lái)判斷掛車連接銷是否相對(duì)于牽引
板喉部的正確定位，和顯示裝置，其可操作連接到控制電路并給車輛 操作者顯示連接狀態(tài)。本發(fā)明的再一發(fā)明內(nèi)容是提供一種牽引系統(tǒng)，包括掛車連接器組 件，具有帶喉部的牽引板和鎖定機(jī)構(gòu)，該喉部用于容納掛車的連接銷， 鎖定機(jī)構(gòu)用于將連接銷鎖定在喉部中，和非接觸式臨近傳感器，用于 檢測(cè)掛車連接銷相對(duì)于牽引板喉部的位置。該牽引系統(tǒng)還包括控制電 路，其可操作連接該臨近傳感器，判斷掛車連接銷是否相對(duì)于牽引板 喉部的正確定位，和顯示裝置，其可操作連接到控制電路，并給車輛 操作者顯示連接狀態(tài)。本發(fā)明用于監(jiān)測(cè)掛車連接銷在牽引板喉部?jī)?nèi)定位的電子系統(tǒng)可以 精確可靠地區(qū)分連接銷和外部雜質(zhì)，從而消除相關(guān)車輛的操作者對(duì)于 適當(dāng)對(duì)齊的"錯(cuò)誤肯定"，增加了相關(guān)安全性。該系統(tǒng)還減少了制造成 本，增加了系統(tǒng)可靠性，更耐用，可以具有較長(zhǎng)的使用壽命，特別適 于所提出的用途。本發(fā)明的這些和其他特征、優(yōu)點(diǎn)和目的對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō) 參考下文說(shuō)明、權(quán)利要求和附圖可以進(jìn)行進(jìn)一步理解。


圖l是一包括實(shí)施本發(fā)明的監(jiān)測(cè)掛車聯(lián)接組件的電子系統(tǒng)的卡車/牽引車側(cè)視圖；圖2是掛車聯(lián)接器組件的底部視圖； 圖3是掛車聯(lián)接器組件的側(cè)視圖； 圖4是桂車聯(lián)接器組件的局部剖面?zhèn)纫晥D； 圖5是輸出裝置的透視圖；圖6A是傳感器組件第一實(shí)施例的示意圖，其中傳感器組件處于 零狀態(tài);圖6B是傳感器組件第一實(shí)施例的示意圖，其中傳感器組件指示連接銷位于所連牽引板喉部?jī)?nèi)；圖6C是傳感器組件第一實(shí)施例的示意圖，其中鐵磁物質(zhì)位于牽 引板喉部?jī)?nèi)；
圖7是傳感器組件第一實(shí)施例的電子示意圖；圖8是傳感器輸出與磁通量強(qiáng)度的理論圖表；圖9A是傳感器組件第二實(shí)施例的示意圖，其中第二實(shí)施例傳感 器組件處于零狀態(tài)；圖9B是傳感器組件第二實(shí)施例的示意圖，其中第二實(shí)施例傳感 器組件指示連接銷位于所連牽引板喉部?jī)?nèi)；圖IO是傳感器組件第二實(shí)施例電路的電子示意圖；圖IIA是傳感器組件第三實(shí)施例的示意圖，其中第三實(shí)施例傳感 器組件處于零狀態(tài)；圖IIB是傳感器組件第三實(shí)施例的示意圖，其中傳感器組件指示 不同于連接銷的挨著傳感器組件的部件的位置；圖IIC是傳感器組件第三實(shí)施例的示意圖，其中傳感器組件指示 連接銷位于牽引板喉部?jī)?nèi)；困12是傳感器組件第三實(shí)施例電路的電子示意圖；圖13A是傳感器組件第四實(shí)施例的示意圖，其中一霍爾效應(yīng)類傳 感器和一偏磁體相互橫跨牽引板喉部的 一部分；圖13B是傳感器組件第四實(shí)施例的示意圖，其中連接銷位于牽引 板喉部?jī)?nèi)；圖14是傳感器組件第四實(shí)施例電路的電子示意圖； 圖15A是傳感器組件第五實(shí)施例的示意圖，其中傳感器組件處于 零狀態(tài);圖15B是傳感器組件第五實(shí)施例的示意圖，其中傳感器組件指示一個(gè)不同于連接銷的部件的位置；圖15C是傳感器組件第五實(shí)施例的示意圖，其中傳感器組件指示連接銷位于牽引板喉部?jī)?nèi)；圖16是傳感器組件第五實(shí)施例電路的電子示意圖；圖17是傳感器組件第六實(shí)施例電路的示意圖，其包括一感應(yīng)接近度傳感器(inductive proximity sensor )。
具體實(shí)施例方式
為了便于說(shuō)明，措辭"上"、"下"、"左"、"右"、"后"、"前"、"垂 直"、"水平"及其派生詞應(yīng)該是相關(guān)于本發(fā)明圖1的方向的。然而， 應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明可以假定各種替換方向和步驟順序，除非明確指出相 反情況。也可以理解附圖中所示的以及下文說(shuō)明中所述的特定裝置和 步驟是本發(fā)明的典型實(shí)施例，本發(fā)明范圍是由所附權(quán)利要求限定的。 因此，本文關(guān)于實(shí)施例的特定尺寸和其他物理參數(shù)不應(yīng)認(rèn)為是一種限 制，除非權(quán)利要求明確說(shuō)明其他情況。附圖標(biāo)記10 (圖1-3)通常表示裝在卡車/牽引車12上的電子監(jiān) 測(cè)傳感系統(tǒng)，卡車/牽引車12包括一掛車聯(lián)接器組件，其具有固定到 底盤18上的底座16、在橫向軸線上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在底座16上的掛車牽引 板20和將傳統(tǒng)掛車連接銷鎖定在其位置上的鎖定機(jī)構(gòu)22。電子系統(tǒng) 優(yōu)選包括一安裝在連接器組件14上的非接觸式連接銷傳感器組件24、 傾斜傳感器組件25、鎖定傳感器27和安裝在牽引車12駕駛室內(nèi)的輸 出裝置26。傾斜傳感器組件25和鎖定傳感器27在美國(guó)專利 Nos.5861802和6452485中進(jìn)行了介紹。傳感器組件24、 25、 27通過(guò) 一多導(dǎo)線電纜28連接到輸出裝置26上。在優(yōu)選實(shí)施例中，該非接觸 式連接銷臨近傳感器24包括一個(gè)感應(yīng)式傳感器，然而也可以使用其他 類型的臨近傳感器，包括霍爾效應(yīng)式傳感器和類似物，下文將進(jìn)行介 紹。在圖示實(shí)施例中，傳感器組件24安裝到牽引板20靠近牽引板20 喉部的位置處，掛車連接銷32可以定位并鎖止在其內(nèi).圖4提供了掛 牟連接銷32位置的顛倒側(cè)視局部剖面圖，示出了掛車連接銷32正確 位于喉部32內(nèi)時(shí)的位置，正如所構(gòu)造的，當(dāng)連接銷32位于喉部30 內(nèi)時(shí)傳感器組件24輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)。傳感器組件24的校準(zhǔn)可防止 其在未對(duì)齊連接發(fā)生時(shí)指示連接銷連上，防止鎖定機(jī)構(gòu)22固定連接銷 32(即掛車)到牽引板組件14上，或者進(jìn)一步防止適當(dāng)連接的"錯(cuò)誤 肯定"或非真實(shí)指示，下面將進(jìn)行介紹。牽引板組件14的鎖定機(jī)構(gòu) 22被一壓縮彈簧偏壓到鎖住位置并在桂車連接銷32進(jìn)入牽引喉部30 時(shí)固定掛車連接銷32。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解本發(fā)明可以用于
任何類型的鎖定機(jī)構(gòu)。還應(yīng)指出本發(fā)明可以應(yīng)用到具有其他結(jié)構(gòu)的牽引車聯(lián)接器組件，而不限于對(duì)于本文所述傳感器組件24實(shí)施例的所示 特定安裝位置。圖5示出了典型輸出裝置26。 一多導(dǎo)線電纜28連接傳感器組件 24和輸出裝置26。輸出裝置26的內(nèi)部組件(即控制電路)還在美國(guó) 專利No，6285278中示出并介紹了，在此結(jié)合其全部?jī)?nèi)容作為參考。輸 出裝置26包括顯示板34，用來(lái)給牽引車12的駕駛員、操作者提供連 接狀態(tài)信息。在優(yōu)選實(shí)施例中，顯示板34包括一 "未鎖定"圖標(biāo)36、 "鎖定"圖標(biāo)38、"牽引座"圖標(biāo)40和七段顯示42。在實(shí)施例中，顯 示器42提供指示連接錯(cuò)誤的可能原因的錯(cuò)誤編碼，也在美國(guó)專利 No.6285278中進(jìn)行了介紹。優(yōu)選地，紅燈二極管(LED)i殳置在"未 鎖定"圖標(biāo)36后面。另外，黃、紅和綠的LED設(shè)置在牽引座圖標(biāo)40 后面，綠色LED設(shè)置在"鎖定"圖標(biāo)后面。本領(lǐng)域一個(gè)普通技術(shù)人員 可以理解各LED可以由能夠提供多種功能的LED陣列來(lái)取代。盡管 所示輸出裝置26只表示可視指示器，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以理 解也可以用聲輸出裝置。例如，加入擴(kuò)音器以及適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)音處理電路， 輸出裝置26可以提供語(yǔ)音輸出來(lái)提示駕駛員連接錯(cuò)誤的可能原因，另 外，可以用警報(bào)蜂鳴器來(lái)附加或者替代未鎖定圖標(biāo)36。在第一實(shí)施例中，傳感器組件24 (圖6A)包括帶有集成電路的 模擬霍爾式傳感器44、具有磁軸47并產(chǎn)生磁力線48的偏磁體46、和 閾值調(diào)整及開(kāi)關(guān)電路50?；魻栃?yīng)傳感器44對(duì)垂直于其最大尺寸方 向的磁通量敏感。如圖6清楚顯示的，偏磁體46提供了一基礎(chǔ)或零級(jí) 通量48，當(dāng)連接銷32未正確位于喉部30內(nèi)時(shí).偏磁體46的強(qiáng)度和 霍爾裝置在傳感器44內(nèi)的動(dòng)態(tài)范圍決定了傳感器44的有效范圍。如 圖6B所示，在連接銷32在如圖箭頭52所示方向移動(dòng)并位于傳感器 組件24附近時(shí)，霍爾傳感器44所讀取的磁體46的磁通48由于連接 銷32所含的鐵磁材料的靠近而強(qiáng)度變大。隨后產(chǎn)生一個(gè)表示連接銷 32在牽引板20喉部30內(nèi)正確位置的正信號(hào)。如圖6C所示，外部雜 質(zhì)例如油脂、水、冰以及含有鐵磁物質(zhì)碎屑或顆粒的類似物，通常被
稱作細(xì)鐵屑，不會(huì)產(chǎn)生足夠量的磁通48,憑借對(duì)調(diào)整及開(kāi)關(guān)電路50 的適當(dāng)校準(zhǔn)，以只是連接銷32在喉部30內(nèi)的正確位置。圖7使出了傳感器組件24的示意圖，包括都與霍爾傳感器44相 連的電源45和接地56，和開(kāi)關(guān)電路50。開(kāi)關(guān)電路50包括比較電路 58、磁滯反饋環(huán)路60、用來(lái)調(diào)整傳感器組件24敏感度閾值的模擬或 數(shù)字電位計(jì)62、和調(diào)節(jié)輸出信號(hào)達(dá)到所需開(kāi)關(guān)的信號(hào)調(diào)節(jié)器64。優(yōu)化 開(kāi)關(guān)的傳感器輸出理論圖表在圖8中示出，其中輸出是相對(duì)于磁通強(qiáng) 度制表的。附圖標(biāo)記24a (圖9A)整體表示本發(fā)明的另一實(shí)施例，具有第一 霍爾效應(yīng)傳感器68、第二霍爾傳感器70、第三霍爾傳感器72、具有 磁軸73并產(chǎn)生第一磁力線75的第一偏磁體74、具有磁軸79并產(chǎn)生 第二磁力線77的第二偏磁體76、和開(kāi)關(guān)電路78。各霍爾傳感器68、 70、 72對(duì)垂直于其最大尺寸方向的磁力線量敏感。在圖示實(shí)施例中， 第一霍爾傳感器68對(duì)于磁體74、 76之間的以及沿著磁軸73、 79的磁 力線敏感，而第二霍爾傳感器70和第三霍爾傳感器72對(duì)于垂直于磁 體74、 76的磁軸73、 79的磁場(chǎng)敏感。如圖9B所示，當(dāng)連接銷32正 確位于喉部70內(nèi)時(shí)磁體74、 76所產(chǎn)生的通量75、 77被吸引穿過(guò)第二 霍爾傳感器70和第三霍爾傳感器72。圖IO使出了傳感器組件24a的示意圖，其中傳感器組件24a包括 可操作連接到各霍爾傳感器68、 70、 72的電源80、以及同樣連接的 地線82、和開(kāi)關(guān)電路78。在圖示實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路78包括閾值調(diào) 整電路84、笫一笫二霍爾傳感器比較器86、笫一笫三霍爾傳感器比較 器88、來(lái)比較比較器86、 88輸出差異的視窗和比較器90和提供輸出 信號(hào)94的輸出信號(hào)調(diào)節(jié)器。附圖標(biāo)記24b (圖11A)表示傳感器組件的另一實(shí)施例。在圖示 實(shí)施例中，傳感器組件24b包括第一霍爾傳感器96、方向垂直于第一 霍爾傳感器96的第二霍爾傳感器98、具有磁軸101并產(chǎn)生磁力線103 的偏磁體100和閾值處理及開(kāi)關(guān)電路102。如圖所示，霍爾傳感器96、 988被定向成第一霍爾傳感器96對(duì)沿著磁軸線101的磁力線敏感，而 第二霍爾傳感器98對(duì)垂直于磁軸101的磁力線敏感，從而使傳感器組 件24b對(duì)沿著磁體磁軸101定位以及垂直其定位的監(jiān)測(cè)物體更敏感。 例如，如圖11B所示，傳感器組件24b可以被校正未考慮連接器組件 14部件如牽引板20所引起的磁力線。在這種結(jié)構(gòu)中，第二霍爾傳感 器98對(duì)垂直于磁軸101流向的磁力線104敏感，用于精確調(diào)整整個(gè)傳 感器組件24b的敏感度。如圖11C所示，連接銷32在喉部30內(nèi)的正 確定位引起流過(guò)第一霍爾傳感器96的磁力線106增加，與圖IIB所 示的從方向所讀取的穩(wěn)定狀態(tài)相比。圖12示出了傳感器組件24b的電路，包括都與第一霍爾傳感器 96和第二霍爾傳感器98相連的電源105和接地線106，和開(kāi)關(guān)電路 102。開(kāi)關(guān)電路102包括比較第一霍爾傳感器96和第二霍爾傳感器98 輸出的比較器108、反饋環(huán)路IIO、和產(chǎn)生輸出信號(hào)114的輸出信號(hào)調(diào) 節(jié)器112。附圖標(biāo)記24c (圖13A)表示傳感器組件的再一實(shí)施例，其包括 第一霍爾開(kāi)關(guān)116和具有磁軸121并產(chǎn)生磁力線122的偏磁體118。 在圖示實(shí)施例中，霍爾開(kāi)關(guān)116安裝在馬蹄形元件120的一側(cè)，其優(yōu) 選由一軟鐵構(gòu)造或者其他高滲透材料，從而由于低磁阻而吸引磁力線。 磁體118安裝在元件120的相反側(cè)，且被定位成在霍爾開(kāi)關(guān)116的方 向上引導(dǎo)所形成的磁力線122。由于元件120端部橫跨一段距離，所 以當(dāng)連接銷32未出現(xiàn)在喉部30內(nèi)時(shí)，霍爾開(kāi)關(guān)116遇到相對(duì)較少的 磁力線122。如圖13B所示，隨著連接銷32出現(xiàn)在喉部30內(nèi)，磁力 線122增加。應(yīng)當(dāng)注意在圖示傳感器組件24c實(shí)施例中，鐵屑物質(zhì)52 在喉部30內(nèi)以及連接銷32周圍的累積或增加通過(guò)充滿連接銷32和喉 部30側(cè)邊緣之間的空氣縫隙而有助于霍爾開(kāi)關(guān)116斷開(kāi)。還應(yīng)注意傳 感器組件24c的結(jié)構(gòu)具有不需要適當(dāng)功能的模擬輸出的優(yōu)點(diǎn).圖14是傳感器組件24c的示意圖，包括霍爾開(kāi)關(guān)116，其具有電 源124和地線126以及開(kāi)關(guān)電路128。開(kāi)關(guān)電路128包括比較器130、 反饋環(huán)路132、閾值調(diào)整電路134和輸出信號(hào)調(diào)節(jié)器136來(lái)提供輸出 信號(hào)138。
附圖標(biāo)記24d (圖15A)代表傳感器組件的另一實(shí)施例。傳感器 組件24d包括第一霍爾效應(yīng)傳感器140、具有磁軸143并產(chǎn)生磁力線 146的偏磁體142、和開(kāi)關(guān)電路144。在圖示實(shí)施例中，第一霍爾傳感 器140方向垂直于磁體142且偏離磁體142軸線。如圖15A清楚所示 的，磁力線146通常沿著磁體142的軸線方向。如圖15B所示，磁力 線146被拉向垂直于磁體142軸線的方向，朝著掛車聯(lián)接器組件14 的一個(gè)部件，例如牽引板20，從而允許調(diào)整及微調(diào)整體傳感器組件 24d，以及允許考慮到除了連接銷32之外的組件而進(jìn)行的調(diào)整。傳感 器組件24d還包括一對(duì)都含有一定量鐵磁物質(zhì)的擋板，其幫助在傳感 器24d側(cè)面周圍引導(dǎo)磁力線146,從而對(duì)任何其他外部金屬組件或者 監(jiān)測(cè)區(qū)域的鐵屑產(chǎn)生或形成屏蔽作用。如圖15C清楚顯示的，當(dāng)連接 銷32正確位于喉部30內(nèi)時(shí)，大量磁力線146被引導(dǎo)成沿著磁體142 的軸線并且朝著連接銷32遠(yuǎn)離霍爾傳感器140的方向。如圖所示，傳 感器組件24d允許設(shè)置結(jié)合閾值的斷路點(diǎn)，以忽略有害量的鐵屑所引 起的傳感器組件24d的"錯(cuò)誤肯定"讀數(shù)。圖16是傳感器組件24d的示意圖，包括連到霍爾傳感器140上的 電源150和地線152、和開(kāi)關(guān)電路144。開(kāi)關(guān)電路144包括比較器154、 反饋環(huán)路156、閾值電路158和提供輸出信號(hào)162的輸出信號(hào)調(diào)節(jié)器 160。電子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)IO優(yōu)選包括一臨近感應(yīng)傳感器164 (圖17),來(lái)替 代這里公開(kāi)的霍爾效應(yīng)傳感器結(jié)構(gòu)。如本領(lǐng)域所公知的，臨近感應(yīng)傳 感器是通過(guò)檢測(cè)相關(guān)感應(yīng)器的性質(zhì)變化來(lái)工作的。如果將鐵物質(zhì)或?qū)?電物質(zhì)置于感應(yīng)磁場(chǎng)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)，該磁場(chǎng)從感應(yīng)器向外延伸，感應(yīng)器 性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變。通常，感應(yīng)傳感器使用感應(yīng)器內(nèi)的振蕩信號(hào)來(lái)檢測(cè) 感應(yīng)器性質(zhì)變化，利用主要改變感應(yīng)器各種性質(zhì)的振蕩頻率。如圖所 示，臨近感應(yīng)傳感器164的感應(yīng)傳感器檢測(cè)當(dāng)鐵磁物質(zhì)靠近時(shí)感應(yīng)器 的損失量。在本例中，臨近感應(yīng)傳感器的操作頻率優(yōu)選小于50kHz、 20kHz，從而減小由鐵屑加載的鐵磁物質(zhì)所引起的錯(cuò)誤肯定。臨近感 應(yīng)傳感器164的一特殊優(yōu)點(diǎn)是消除了霍爾效應(yīng)和簧片開(kāi)關(guān)傳感器所需
的偏磁。圖17是臨近感應(yīng)傳感器164的示意圖，包括儲(chǔ)能電路166,具有 傳感線圏168和串聯(lián)組合電容170。儲(chǔ)能電路166的震蕩頻率優(yōu)選小 于等于50kHz (額定20kHz )。儲(chǔ)能電路166構(gòu)成了 Colpitis振蕩電路 172，包括電容174、電阻176、 178、 180、 182、 184、 186、電容188 和晶體管190。晶體管l卯提供維持儲(chǔ)能電路166振蕩所需的反饋能 量。電阻176、 178、 180和串聯(lián)電阻182、 184、 186設(shè)定晶體管190 的DC操作點(diǎn)。電容188用于AC旁通(AC _ bypass )電阻186來(lái)獨(dú) 立于DC偏壓增加晶體管l卯的AC增益。振蕩電路組件使維持振蕩 所需的反饋量最小。在本例中，導(dǎo)電物質(zhì)靠近傳感線圍168感應(yīng)出的 損失量使得振蕩器振幅下降。優(yōu)選地，電阻184用于補(bǔ)償與溫度相關(guān) 的電路損失，主要是感應(yīng)線團(tuán)168內(nèi)用銅繞阻的電阻。晶體管192和 電阻194為Colpitts振蕩器172提供緩沖輸出。電容196在晶體管192 發(fā)射端擋住直流電平。第一二極管198提供一個(gè)新的接地直流電平， 第二二極管200半波整流振蕩器的交流輸出。電容202和電阻204過(guò) 濾整流后的交流電來(lái)得到一個(gè)和振蕩器幅度成正比的直流電平，其與 電阻210和電阻212得到的直流電平相比較。比較器214和電阻216 執(zhí)行比較功能并產(chǎn)生用于臨近感應(yīng)傳感器164的輸出信號(hào)。在前面說(shuō)明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在不偏離本文公開(kāi)概念 的基礎(chǔ)上可以對(duì)本發(fā)明作出改型。這種改型被認(rèn)為包括在后面權(quán)利要 求范圍內(nèi)，除非這些權(quán)利要求文字明確限定了其他情況。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測(cè)掛車連接器組件的電子系統(tǒng)，該連接器組件具有一帶喉部的牽引板和鎖定機(jī)構(gòu)，喉部用于容納掛車的連接銷，鎖定機(jī)構(gòu)用于將連接銷鎖定在喉部中，該電子系統(tǒng)判斷掛車連接器組件是否正確連接到掛車上，且包括第一磁體，產(chǎn)生第一磁通量；第一霍爾效應(yīng)傳感器，用于通過(guò)測(cè)量第一磁通量來(lái)檢測(cè)掛車連接銷相對(duì)牽引板喉部的位置；以及控制電路，可操作連接第一霍爾效應(yīng)傳感器，并且判斷第一磁通量是否指示了掛車連接銷相對(duì)于牽引板喉部的正確定位。
2. 按照權(quán)利要求l所述的電子系統(tǒng)，其特征在于控制電路適于調(diào) 整第一霍爾效應(yīng)傳感器對(duì)于第一磁通量的敏感度。
3. 按照權(quán)利要求l所述的電子系統(tǒng)，其特征在于第一霍爾效應(yīng)傳 感器與第一磁體的磁軸線對(duì)齊。
4. 按照權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，還包括笫二磁體，產(chǎn)生由第一霍爾效應(yīng)傳感器測(cè)量的第二磁通量，其中第二磁通量主要受牽引板組件影響。
5. 按照權(quán)利要求4所述的電子系統(tǒng)，其特征在于第一霍爾效應(yīng)傳 感器與第一磁體的磁軸線相對(duì)齊，其中第一霍爾效應(yīng)傳感器與第一磁 體的磁軸線偏置。
6. 按照權(quán)利要求l所述的電子系統(tǒng)，還包括第二霍爾效應(yīng)傳感器，測(cè)量笫 一磁通量且與第 一磁體磁軸線偏置； 第二磁體，產(chǎn)生第二磁通量且具有磁軸線；以及 第三霍爾效應(yīng)傳感器，測(cè)量第二磁通量且與第二磁體磁軸線偏置。
7. 按照權(quán)利要求6所述的電子系統(tǒng)，其特征在于第二和第三霍爾 效應(yīng)傳感器各位于牽引板喉部與第一、第二磁體之間。
8. 按照權(quán)利要求l所述的電子系統(tǒng)，其特征在于第一磁體和第一 霍爾效應(yīng)傳感器定位成相互橫跨牽引板喉部的一部分。
9. 按照權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，還包括顯示裝置，可操作連接到控制電路，并給車輛的操作者顯示連接 狀態(tài)。
10. —種牽引系統(tǒng)，包括桂車連接器組件，具有帶喉部的牽引板和鎖定機(jī)構(gòu)，該喉部用于 容納掛車的連接銷，鎖定機(jī)構(gòu)用于將連接銷鎖定在喉部中； 第一磁體，產(chǎn)生第一磁通量；第一霍爾效應(yīng)傳感器，用于通過(guò)測(cè)量第一磁通量來(lái)檢測(cè)掛車連接 銷相對(duì)牽引板喉部的位置；以及控制電路，可操作連接第一霍爾效應(yīng)傳感器，并且判斷第一磁通 量是否指示了掛車連接銷相對(duì)于牽引板喉部的正確定位。
11. 按照權(quán)利要求10所述的牽引系統(tǒng)，其特征在于控制電路用于 調(diào)整第一霍爾效應(yīng)傳感器對(duì)于第一磁通量的敏感度。
12. 按照權(quán)利要求10所述的牽引系統(tǒng)，其特征在于第一霍爾效應(yīng) 傳感器與第一磁體的磁軸線對(duì)齊。
13. 按照權(quán)利要求10所述的牽引系統(tǒng)，還包括第二磁體，產(chǎn)生由第一霍爾效應(yīng)傳感器測(cè)量的第二磁通量，其中 第二磁通量主要受牽引板組件影響。
14. 按照權(quán)利要求13所述的牽引系統(tǒng)，其特征在于第一霍爾效應(yīng) 傳感器與第一磁體磁軸線相對(duì)齊，其中第一霍爾效應(yīng)傳感器與第一磁 體的磁軸線偏置。
15. 按照權(quán)利要求10所述的牽引系統(tǒng)，還包括第二霍爾效應(yīng)傳感器，測(cè)量第 一磁通量且與第 一磁體磁軸線偏置； 第二磁體，產(chǎn)生第二磁通量且具有磁軸線；以及 第三霍爾效應(yīng)傳感器，測(cè)量笫二磁通量且與第二磁體磁軸線偏置。
16. 按照權(quán)利要求15所述的牽引系統(tǒng)，其特征在于第二和第三霍 爾效應(yīng)傳感器各位于牽引板喉部與第一、第二磁體之間。
17. 按照權(quán)利要求10所述的牽引系統(tǒng)，其特征在于第一磁體和第 一霍爾效應(yīng)傳感器定位成相互橫跨牽引板喉部的一部分。
18. 按照權(quán)利要求10所述的牽引系統(tǒng)，還包括顯示裝置，可操作連接到控制電路，并給車輛的操作者顯示連接 狀態(tài)。
19. 一種用于監(jiān)測(cè)掛車連接器組件的電子系統(tǒng)，該連接器組件具 有一帶喉部的牽引板和鎖定機(jī)構(gòu)，喉部用于容納掛車的連接銷，鎖定 機(jī)構(gòu)用于將連接銷鎖定在喉部中，該電子系統(tǒng)判斷掛車連接器組件是 否正確連接到掛車上，且包括非接觸式臨近傳感器，用于檢測(cè)桂車連接銷相對(duì)于牽引板喉部的 位置；控制電路，可操作連接該臨近傳感器，并且判斷掛車連接銷是否 相對(duì)于牽引板喉部正確定位；以及顯示裝置，可操作連接到控制電路，并給車輛的操作者顯示連接 狀態(tài)。
20. 按照權(quán)利要求19所述的電子系統(tǒng)，其特征在于非接觸式臨近 傳感器包括感應(yīng)傳感器。
21. 按照權(quán)利要求20所述的電子系統(tǒng)，其特征在于該感應(yīng)傳感器 以低于或等于約50kHz的頻率振蕩。
22. 按照權(quán)利要求19所述的電子系統(tǒng)，其特征在于控制電路調(diào)整 非接觸式臨近傳感器的敏感度。
23. —種牽引系統(tǒng)，包括掛車連接器組件，具有帶喉部的牽引板和鎖定機(jī)構(gòu)，該喉部用于 容納掛車的連接銷，鎖定機(jī)構(gòu)用于將連接銷鎖定在喉部中；非接觸式臨近傳感器，用于檢測(cè)掛車連接銷相對(duì)于牽引板喉部的 位置；控制電路，可操作連接該臨近傳感器，并且判斷掛車連接銷是否 相對(duì)于牽引板喉部正確定位；以及顯示裝置，可操作連接到控制電路，并給車輛的操作者顯示連接 狀態(tài)。
24. 按照權(quán)利要求22所述的牽引系統(tǒng)，其特征在于非接觸式臨近 傳感器包括感應(yīng)傳感器。
25. 按照權(quán)利要求24所述的牽引系統(tǒng)，其特征在于該感應(yīng)傳感器 以低于或等于約50kHz的頻率振蕩。
26. 按照權(quán)利要求22所述的牽引系統(tǒng)，其特征在于控制電路調(diào)整 非接觸式臨近傳感器的敏感度。
全文摘要
一種監(jiān)測(cè)掛車連接器組件的電子系統(tǒng)，該連接器組件具有一帶喉部的牽引板和鎖定機(jī)構(gòu)，喉部用于容納掛車的連接銷，鎖定機(jī)構(gòu)用于將連接銷鎖定在喉部中。該電子系統(tǒng)判斷掛車連接組件是否正確連接到掛車上，且包括產(chǎn)生第一磁通量的第一磁體，和第一霍爾效應(yīng)傳感器，用于通過(guò)測(cè)量第一磁通量來(lái)檢測(cè)掛車連接銷相對(duì)牽引板喉部的位置。該電子系統(tǒng)還包括一控制電路，其可操作連接第一霍爾效應(yīng)傳感器，判斷第一磁通量是否指示了掛車連接銷相對(duì)于牽引板喉部的正確位置。該電子系統(tǒng)可以區(qū)分連接銷和外部雜物，從而確保了鎖定機(jī)構(gòu)的正確鎖定。
文檔編號(hào)B60D1/36GK101163599SQ200680005246
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月18日
發(fā)明者M·C·皮克哈德, R·L·舒特 申請(qǐng)人:薩福霍蘭公司