智能型轮毂轴承单元系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种智能型轮毂轴承单元系统，主要包括车轮、减震器、制动盘、轮毂轴承单元、驱动轴、转向节、拉杆和下臂，车轮与制动盘均通过螺栓与轮毂轴承单元锁紧连接，轮毂轴承单元通过螺栓与转向节锁紧连接，轮毂轴承单元通过中心螺母与驱动轴锁紧连接，转向节通过螺栓锁紧连接减震器，转向节通过螺栓与拉杆锁紧连接，转向节通过螺栓与下臂锁紧连接，从而构成了车轮总成。本实用新型专利技术有益的效果是：本实用新型专利技术结构通过多个传感器的集成，满足了对车辆轮端的速度、加速度、温度、载荷、刚度等的全方位监控，从而识别车辆的运行状态，实现对车辆做出安全预警、状态监测与底盘的动力状态优化等控制，使得车辆的安全性更高，操控性更好。

【技术实现步骤摘要】
智能型轮毂轴承单元系统
本技术涉及轮毂轴承单元结构，尤其是一种智能型轮毂轴承单元系统。
技术介绍
轮毂轴承是汽车的关键零部件之一,它的主要作用是承载重量和为轮毂的转动提供精确引导,这就要求它不仅能承受轴向载荷还要承受径向载荷。现有的轮毂轴承无法智能得判断车辆的运行状态，无法对车辆做出安全预警和状态监测，存在缺陷。
技术实现思路
本技术要解决上述现有技术的缺点，提供一种可监控、可预紧的智能型轮毂轴承单元系统。本技术解决其技术问题采用的技术方案：这种智能型轮毂轴承单元系统，主要包括车轮、减震器、制动盘、轮毂轴承单元、驱动轴、转向节、拉杆和下臂，车轮与制动盘均通过螺栓与轮毂轴承单元锁紧连接，轮毂轴承单元通过螺栓与转向节锁紧连接，轮毂轴承单元通过中心螺母与驱动轴锁紧连接，转向节通过螺栓锁紧连接减震器，转向节通过螺栓与拉杆锁紧连接，转向节通过螺栓与下臂锁紧连接，从而构成了车轮总成，减震器、拉杆和下臂均与车辆底盘相连接，轮毂轴承单元包括外圈与法兰盘，外圈与转向节连接于车辆底盘，法兰盘与制动盘、车轮连接。所述外圈上设有温度传感器和振动加速度传感器，温度传感器位于外圈的上方位，靠近于车辆的底盘端，振动加速度传感器包括振动加速度传感器A、振动加速度传感器B和振动加速度传感器C，振动加速度传感器C位于外圈的下方位，靠近于车辆的底面端，振动加速度传感器A和振动加速度传感器B分别位于外圈靠近车身前段的前方位和靠近车身后端的后方位。所述法兰盘上设有载荷传感器，载荷传感器包括载荷传感器A、载荷传感器B、载荷传感器C和载荷传感器D，载荷传感器A、载荷传感器B、载荷传感器C和载荷传感器D均匀布置于每两个螺栓孔之间。所述转向节上设有位移传感器。本技术有益的效果是：本技术结构通过多个传感器的集成，满足了对车辆轮端的速度、加速度、温度、载荷、刚度等的全方位监控，从而识别车辆的运行状态，实现对车辆做出安全预警、状态监测与底盘的动力状态优化等控制，使得车辆的安全性更高，操控性更好。附图说明图1是本技术结构示意图；图2是轮毂轴承单元结构示意图；图3是温度传感器和振动加速度传感器装配示意图；图4是载荷传感器装配示意图；图5是外圈集成传感器位置图；图6是法兰盘上传感器布置图；图7是位移传感器布置图；图8是4个载荷传感器的载荷与应变的标定曲线图；图9是载荷传感器标定示意图；图10是电阻式应变传感器标定方法安装示意图；图11是直线撞击示意图；图12是侧向撞击示意图；图13是车辆在不同路面行驶示意图；图14是车辆在不同路面像是载荷波形对比图；图15是轮速信号测量原理图；图16是依据载荷监测轮端是否被抱死示意图。附图标记说明：车轮1，减震器2，制动盘3，轮毂轴承单元4，外圈4-1，法兰盘4-2，驱动轴5，转向节6，拉杆7，下臂8，温度传感器9，振动加速度传感器10，振动加速度传感器A10-1，振动加速度传感器B10-2，振动加速度传感器C10-3，载荷传感器11，载荷传感器A11-1，载荷传感器B11-2，载荷传感器C11-3，载荷传感器D11-4，位移传感器12，车轮总成13。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图所示，这种智能型轮毂轴承单元系统，主要包括车轮1、减震器2、制动盘3、轮毂轴承单元4、驱动轴5、转向节6、拉杆7和下臂8，车轮1与制动盘3均通过螺栓与轮毂轴承单元4锁紧连接，轮毂轴承单元4通过螺栓与转向节6锁紧连接，轮毂轴承单元4通过中心螺母与驱动轴5锁紧连接，转向节6通过螺栓锁紧连接减震器2，转向节6通过螺栓与拉杆7锁紧连接，转向节6通过螺栓与下臂8锁紧连接，从而构成了车轮总成13，减震器2、拉杆7和下臂8均与车辆底盘相连接，轮毂轴承单元4包括外圈4-1与法兰盘4-2，外圈4-1与转向节6连接于车辆底盘，属于非旋转类零件，法兰盘4-2与制动盘3、车轮1连接，属于旋转类零件。外圈4-1上设有温度传感器9和振动加速度传感器10，温度传感器9位于外圈4-1的上方位，靠近于车辆的底盘端，温度传感器9通过埋入式固定在外圈4-1上，采用有线连接方式，把测量到的轮毂轴承单元温度信号传输出去。振动加速度传感器10包括振动加速度传感器A10-1、振动加速度传感器B10-2和振动加速度传感器C10-3，振动加速度传感器C10-3位于外圈4-1的下方位，靠近于车辆的底面端，振动加速度传感器A10-1和振动加速度传感器B10-2分别位于外圈4-1靠近车身前段的前方位和靠近车身后端的后方位，3个振动加速度传感器10通过粘贴式或磁吸式固定在外圈4-1上，均采用有线连接方式，把测量到的振动信号传输出去。法兰盘4-2上设有载荷传感器11，载荷传感器11包括载荷传感器A11-1、载荷传感器B11-2、载荷传感器C11-3和载荷传感器D11-4，载荷传感器A11-1、载荷传感器B11-2、载荷传感器C11-3和载荷传感器D11-4均匀布置于每两个螺栓孔之间，载荷传感器11通过粘贴式固定在法兰盘4-2上，采用无线方式进行信号传输。在转向节6上布置了无线信号接收器，进行法兰盘4-2上无线信号通讯接收。转向节6上设有位移传感器12，位移传感器12通过螺栓拧紧固定于转向节6上，位移传感器测量为激光式非接触式测量，测量光路直接与制动盘3的盘面相对，该传感器与车轮中间线的间距为L，在车轮总成13受载时能够进行车轮端的位移变形或倾角的测量。集成的温度传感器9属于一种绝对测量，直接测量轮端的温度，直接信号传输至中央处理器。集成的振动加速度传感器10直接进行采集，直接测量轮端的振动加速度，直接信号传输至中央处理器。集成的载荷传感器11采用电阻式应变片，载荷传感器A11-1、载荷传感器B11-2、载荷传感器C11-3和载荷传感器D11-4粘贴于旋转类法兰盘4-2上，进行标定的方法步骤如下：(1)把智能轮毂轴承单元系统安装于所应用的汽车底盘上，如图9所示，旋转车轮，使得电阻式应变片载荷传感器A11-1位于竖直方向正上方，如图10所示。(2)在车轮方向逐步施加轴向载荷F，形成一个弯矩载荷M＝F*R，其中R为车轮半径，从而逐步获得M值与应变ε的关系式：M＝aε+b式中，a、b为标定系数如图8所示，为4个载荷传感器的载荷与应变的标定曲线(3)依据上式获得M值与应变ε的关系后，可直接对轮端载荷M进行实时测量，当电阻式应变片C3-1随着车轮法兰盘一起旋转时，在竖直方向受载荷最大，其他方位逐渐减小。载荷呈现正弦曲线变化：M＝Mo*sin((2π/T)*t)式中：Mo为弯矩幅值，T为转速周期，t为实时时间。(4)同理，其他载荷传感器B11-2、载荷传感器C11-3、载荷传感器D11-4应变片也是按此方法进行标定后应用。集成的位移传感器12属于一种绝对测量，直接测量轮端的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能型轮毂轴承单元系统，主要包括车轮(1)、减震器(2)、制动盘(3)、轮毂轴承单元(4)、驱动轴(5)、转向节(6)、拉杆(7)和下臂(8)，其特征是：车轮(1)与制动盘(3)均通过螺栓与轮毂轴承单元(4)锁紧连接，轮毂轴承单元(4)通过螺栓与转向节(6)锁紧连接，轮毂轴承单元(4)通过中心螺母与驱动轴(5)锁紧连接，转向节(6)通过螺栓锁紧连接减震器(2)，转向节(6)通过螺栓与拉杆(7)锁紧连接，转向节(6)通过螺栓与下臂(8)锁紧连接，从而构成了车轮总成(13)，减震器(2)、拉杆(7)和下臂(8)均与车辆底盘相连接，轮毂轴承单元(4)包括外圈(4-1)与法兰盘(4-2)，外圈(4-1)与转向节(6)连接于车辆底盘，法兰盘(4-2)与制动盘(3)、车轮(1)连接；所述外圈(4-1)上设有温度传感器(9)和振动加速度传感器(10)，温度传感器(9)位于外圈(4-1)的上方位，靠近于车辆的底盘端，振动加速度传感器(10)包括振动加速度传感器A(10-1)、振动加速度传感器B(10-2)和振动加速度传感器C(10-3)，振动加速度传感器C(10-3)位于外圈(4-1)的下方位，靠近于车辆的底面端，振动加速度传感器A(10-1)和振动加速度传感器B(10-2)分别位于外圈(4-1)靠近车身前段的前方位和靠近车身后端的后方位。/n...

【技术特征摘要】
1.一种智能型轮毂轴承单元系统，主要包括车轮(1)、减震器(2)、制动盘(3)、轮毂轴承单元(4)、驱动轴(5)、转向节(6)、拉杆(7)和下臂(8)，其特征是：车轮(1)与制动盘(3)均通过螺栓与轮毂轴承单元(4)锁紧连接，轮毂轴承单元(4)通过螺栓与转向节(6)锁紧连接，轮毂轴承单元(4)通过中心螺母与驱动轴(5)锁紧连接，转向节(6)通过螺栓锁紧连接减震器(2)，转向节(6)通过螺栓与拉杆(7)锁紧连接，转向节(6)通过螺栓与下臂(8)锁紧连接，从而构成了车轮总成(13)，减震器(2)、拉杆(7)和下臂(8)均与车辆底盘相连接，轮毂轴承单元(4)包括外圈(4-1)与法兰盘(4-2)，外圈(4-1)与转向节(6)连接于车辆底盘，法兰盘(4-2)与制动盘(3)、车轮(1)连接；所述外圈(4-1)上设有温度传感器(9)和振动加速度传感器(10)，温度传感器(9)位于外圈(4-1)的上方位，靠近于车辆的底盘端，振动加速...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，黄德杰，汪峰，姜金东，
申请(专利权)人：浙江万向精工有限公司，上汽大众汽车有限公司，万向集团公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33