用于检测车身相对于车轮的俯仰角的测量系统及其轮芯装置的制作方法

本实用新型涉及车辆领域，特别涉及一种用于检测车身相对于车轮的俯仰角的测量系统及其轮芯装置。

背景技术：

对于汽车车辆来说，由于车身通过悬架与车轮连接，在不同路面情况下的行驶过程不可避免地会出现车身的俯仰，俯仰程度需要控制在合理发内，以确保驾乘者具有良好的车辆体验。因此，对于车辆来说，车辆的俯仰性能是重要的评价参数之一。

车辆的俯仰性能通常包括两个方面：车身相对于地面的俯仰和车身相对于车轮的俯仰。

对于前者来说，可以通过将陀螺仪直接安装在车身上进行测量；或者在车身上安装两个用于检测相对于地面距离的传感器来实现。具体来说，检测两个传感器在垂直高度方向的距离H，检测两个传感器在水平方向的距离L，则俯仰角Φ＝arctan H/L。

对于后者来说，由于车轮是处于运动状态的部件，因此通常需要利用专用设备进行测量。但是，这种专用设备通常价格非常昂贵，但除了俯仰角测量之外应用不多，因此性价比较低。

有鉴于此，针对车身相对于车轮的俯仰角检测，如何提供一种性价比较高且能够进行准确检测的解决方案成为本领域需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请旨在提出一种用于检测车身相对于车轮的俯仰角的测量系统及其轮芯装置，以能够准确地检测车身相对于车轮的俯仰角，同时具有良好的性价比。

为达到上述目的，本申请提供了一种用于检测车身相对于车轮的俯仰角的轮芯装置，所述轮芯装置包括连接有连接件的圆筒，所述圆筒的外圆周面形成为待检测面，所述连接件用于将所述圆筒连接于车轮。

优选地，所述圆筒的外圆周面的宽度为1cm-20cm；和/或所述圆筒的外圆周面的直径为15cm-25cm。

优选地，所述连接件包括：支撑盘，所述支撑盘的外周缘固定于所述圆筒的内周面且所述支撑盘垂直于所述圆筒的中心轴线；和紧固件，所述紧固件用于将所述支撑盘可拆卸地固定连接于车轮。

优选地，所述紧固件包括：多个套筒螺栓，所述套筒螺栓的第一端的开口用于套装在车轮的轮毂螺栓上，所述套筒螺栓的第二端形成有螺纹孔；和多个紧固螺栓，所述多个紧固螺栓均穿过所述支撑盘并分别旋入对应的套筒螺栓的螺纹孔中。

优选地，所述套筒螺栓的所述第一端形成有用于卡接所述轮毂螺栓的卡爪。

优选地，所述多个紧固螺栓穿过所述支撑盘的位置为可调节的，其中，所述支撑盘形成有多条沿径向方向延伸的开槽，所述多个紧固螺栓均穿过所述支撑盘的所述开槽。

优选地，所述轮芯装置的所述圆筒与安装有所述轮芯装置的车轮为共轴设置。

根据本申请，还提供了用于检测车身相对于车轮的俯仰角的测量系统，所述测量系统包括：轮芯装置，所述轮芯装置为安装于车轮的上述轮芯装置，所述轮芯装置的所述圆筒突出于车辆的侧轮廓；传感器，所述传感器固定安装在所述车辆的车身上并位于所述轮芯装置的上方，用于实时检测相对于所述圆筒的所述待检测面的距离；控制器，所述控制器与所述传感器电连接，并接受所述传感器发来的表示所述距离的电信号，进而根据所述电信号计算车身相对于车轮的俯仰角。

优选地，所述传感器位于所述轮芯装置的正上方，所述传感器为激光传感器。

优选地，所述轮芯装置包括安装于前轮的前轮轮芯装置和安装于后轮的后轮轮芯装置；所述传感器包括分别与所述前轮轮芯装置和后轮轮芯装置配合工作的前部传感器和后部传感器。

与传统的昂贵的专用设备不同的是，在本申请的技术方案中，创造性地设计有轮芯装置。轮芯装置安装在车轮上，因此能够在车辆行驶过程中直接且准确地反映车轮的运动状态，从而能够准确地检测车身相对于车轮的俯仰角。而且，通过本申请的技术方案结构简单，成本较低，因此具有良好的性价比。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施方式所述的轮芯装置的示意图；

图2为本申请实施方式所述的轮芯装置与车轮安装结构的局部剖视图；

图3为图2中所示的套筒螺栓的立体图；

图4为安装有轮芯装置的车轮的立体图；

图5为根据本申请实施方式，用于检测车身相对于车轮的俯仰角的测量系统的示意图。

附图标记说明：

圆筒 10； 外圆周面 101；

支撑盘 11； 套筒螺栓 12；

紧固螺栓 13； 开槽 14；

轮毂螺栓 15； 螺纹孔 121；

卡爪 122； 轮芯装置 100；

传感器 200； 车轮 300。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

如图1和图4所示，本申请所提供的用于检测车身相对于车轮的俯仰角的轮芯装置包括连接有连接件的圆筒10，圆筒10的外圆周面101形成为待检测面，连接件用于将圆筒10连接于车轮300。

轮芯装置为本申请的技术方案的核心部件。这是因为，检测车身相对于车轮的俯仰角的难度在于，如何在车辆行驶过程中实时检测车轮的位置。而在本申请的技术方案中，创造性地设计有轮芯装置100。如图4所示，轮芯装置100可以安装在车轮上，并利用圆筒10的外圆周面用作待检测面，因此能够在车辆行驶过程中直接且准确地反映车轮300的运动状态，从而能够准确地检测车身相对于车轮的俯仰角。而且，通过本申请的技术方案结构简单，成本较低，因此具有良好的性价比，从而实现本申请的目的。

圆筒10的重要部分为圆筒10的外圆周面101，该外圆周面101用作待检测面，例如可以为合适的传感器当作检测的对象。如上所述，由于轮芯装置的圆筒10通过连接件直接连接于车轮上，因此能够直接利用外圆周面101检测车轮300的运动状态。

在本申请的技术方案中，外圆周面101的宽度(沿圆筒10轴向方向的尺寸)并无特别要求。但在优选情况下，为了便于与传感器相互配合，圆筒10的外圆周面101的宽度为1cm-20cm，进一步优选的，该宽度可以为5cm-15cm。另外，外圆周面101的直径可以为15cm-25cm，进一步优选为18cm-22cm。圆筒10的材质可以为金属材质，也可以为非金属材质，如各种塑料或陶瓷等。

另外，圆筒10的外圆周面101上可以设置有便于传感器识别或检测的特征，以针对不同类型的传感器，更为准确地便于传感器的感测。例如可以在外圆周面101上设置凹槽结构，或者在外圆周面101上贴合信号发射元件等。

连接件用于将圆筒10(固定)连接于车轮300。连接件通常在内圆周面上连接于圆筒10，以避让开圆筒10的外圆周面101，避免对外圆周面101的检测产生不利影响。在满足该条件的前提下，连接件可以具有多种结构形式，也可以通过多种方式将圆筒10固定连接于车轮，优选为可拆卸地安装于车轮。固定连接的方式可以包括焊接、铆接等。可拆卸的安装方式可以包括螺栓连接、卡扣连接等。

根据本申请的优选情况，如图1和图2所示，连接件包括：支撑盘11，支撑盘11的外周缘固定于圆筒10的内周面且支撑盘11垂直于圆筒10的中心轴线；和紧固件，紧固件用于将支撑盘11可拆卸地固定连接于车轮300。

支撑盘11为圆盘状部件，该支撑盘11的外圆周面固定于圆筒10的内圆周面，从而在圆筒10的内部支撑圆筒10，以提高圆筒10的整体强度。根据不同的实施方式，支撑盘11可以通过多种方式固定连接于圆筒10的内圆周面，例如可以通过粘结、焊接、卡扣等方式。

紧固件实现支撑盘11到车轮300的可拆卸固定连接。紧固件可以为螺栓或卡扣件等。优选的，如图1、图2和图3所示，所述紧固件包括：多个套筒螺栓12，套筒螺栓12的第一端的开口用于套装在车轮的轮毂螺栓15上，套筒螺栓12的第二端形成有螺纹孔121；和多个紧固螺栓13，多个紧固螺栓13均穿过支撑盘11并分别旋入对应的套筒螺栓12的螺纹孔121中。

套筒螺栓12的第一端具有开口，并套装在车轮的轮毂螺栓15上。轮毂螺栓15用于将车轮安装于车身的常规部件，几乎所有车辆上均需要利用轮毂螺栓15安装车轮。套筒螺栓12的第二端形成有螺纹孔121，如图2和图3所示，因此紧固螺栓13能够穿过支撑盘11而旋入螺纹孔121中，从而将支撑盘11固定在紧固螺栓13和套筒螺栓12之间，进而实现支撑盘11到车轮上的安装固定。

套筒螺栓12具有套筒结构，以在第一端形成开口。在相对的第二端，套筒螺栓12为封闭的，并形成有螺纹孔121。在满足其连接功能的前提下，套筒螺栓12可以具有其他结构形式，本申请并不限于图2和图3所示的具体结构。

进一步优选的，如图3所示，套筒螺栓12的第一端形成有用于卡接轮毂螺栓15的卡爪122。因此，利用卡爪122能够对轮毂螺栓15实现更为可靠的夹紧连接。卡爪122可以具有多种结构形式，如图3所示的周向间隔开的多个爪形件，或者设计为可径向收缩的卡盘结构。

如图1所示，为了可靠地安装圆筒10，在支撑盘11的周向方向上可以设置多个紧固螺栓13，从而使支撑盘11的固定位置的分布更为均匀，处于良好的固定状态中。

由于不同的车型有不同的车轮尺寸，因此轮毂螺栓15围绕车轮中心的径向距离也有所不同。因此，为了适应于不同车型的不同车轮，优选的，所述多个紧固螺栓13穿过所述支撑盘11的位置为可调节的。这可以通过多种方式来实现，例如，可以在支撑盘上沿径向方向间隔地设计有多圈开孔，每圈开孔包括多个沿周向排列的开孔，从而利用径向方向上不同距离的开孔实现在不同尺寸车轮上安装轮芯装置。再优选地，如图1所示，支撑盘11形成有多条沿径向方向延伸的开槽14，所述多个紧固螺栓13均穿过支撑盘11的开槽14。因此，可以利用径向方向的开槽14，针对不同尺寸的车轮，将紧固螺栓13在开槽14中的合适位置装在轮毂螺栓15上。根据不同的工况，开槽14在轴向方向的宽度以及在径向方向的长度可以进行选择设计。

如图4所示，在轮芯装置100安装在车轮300的状态下，轮芯装置100能够反映车轮300的运动状态。为了使轮芯装置100与车轮300保持一致的运动状态，优选的，所述轮芯装置的圆筒10与安装有该轮芯装置的车轮300为共轴设置。换句话说，圆筒10的中心轴线与车轮300的中心轴线为同一条轴线，从而当车轮300转动时使得车轮与圆筒具有相同的运动状态。因此，轮芯装置100也可以用于检测车轮转动的跳动量。

以上对本申请所提供的轮芯装置进行了详细地描述。下面对包括该轮芯装置的用于检测车身相对于车轮的俯仰角的测量系统进行描述。如图5所示，所述测量系统包括：轮芯装置100，轮芯装置100为安装于车轮的上述轮芯装置，该轮芯装置100的圆筒10突出于车辆的侧轮廓；传感器200，传感器200固定安装在车辆的车身上并位于轮芯装置100的上方，用于实时检测相对于圆筒10的所述待检测面(即外圆周面101)的距离；控制器，控制器与传感器200电连接，并接受传感器200发来的表示所述距离的电信号，进而根据所述电信号计算车身相对于车轮的俯仰角。

轮芯装置100安装为突出于车辆的侧轮廓，从而便于上方的传感器200的感测。传感器200可以为各种合适类型的距离传感器，如激光传感器等。更优选的，如图5所示，传感器200位于轮芯装置100的正上方，从而方便传感器的检测以及控制的计算。

控制器提取传感器200的表示相对于轮芯装置距离的电信号后，能够实时获得车轮的运动状态，从而计算车身相对于车轮的俯仰角。控制器可以为传统的控制模块，如单片机或ECU等。

优选的，轮芯装置100包括安装于前轮上方的前轮轮芯装置和安装于后轮上方的后轮轮芯装置；传感器200包括分别与所述前轮轮芯装置和后轮轮芯装置配合工作的前部传感器和后部传感器。同样的，可以根据前部传感器和后部传感器之间的水平距离，以及前部传感器相对于前轮轮芯装置的距离和后部传感器相对于后轮轮芯装置的距离，能够计算获得车身相对于车轮的俯仰角。

以上对本申请的技术方案进行了详细地描述。以上所述仅为本申请的较佳实施方式而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。