JP2018504319A - 車両の車台のレベルセンサ - Google Patents

Abstract

車台と、該車台に可動に結合された制御アームとを有する車両用のダンパ組立体は、車台に固定される形態とされた第一のばね座と、制御アームにより支持される形態とされた第二のばね座と、第一のばね座と第二のばね座との間を伸びるコイルばねと、第一のばね座又は第二のばね座により支持されたセンサモジュールとを含む。該センサモジュールは、コイルばねの圧縮状態を計測するよう作用可能である。

Description

関連出願の相互参照
［０００１］ 本出願は、その内容の全体を参考として引用し、本明細書に含めた、２０１５年２月６日付けで出願された米国仮特許出願第０２／１１２，７４３号に基づく優先権を主張するものである。

［０００２］ 本発明の実施の形態は、車両の懸架装置、より特定的には、車両の懸架装置用のセンサに関する。

［０００３］ 車両の懸架装置は、車両の車輪と車台又はフレームとの間の動きを許容する。懸架装置は、典型的に、この相対的な動きを減衰するため、ばねと、ショックと、ストラットと、又はその他の要素とを含む。一部の懸架装置は、また、車輪と車台との間の相対的な動きの量を測定するセンサも含む。

［０００４］ １つの実施の形態において、本発明は、車両用のダンパ組立体を提供する。車両は、車台と、該車台に可動に結合された制御アームとを有する。ダンパ組立体は、また、車台に固定される形態とされた第一のばね座と、制御アームにより支持される形態とされた第二のばね座と、該第一のばね座と該第二のばね座との間を伸びるコイルばねと、該第一のばね座又は該第二のばね座により支持されたセンサモジュールとを含む。該センサモジュールは、コイルばねの圧縮状態を計測するよう作用可能である。

［０００５］ 別の実施の形態において、本発明は、車両用の懸架システムを提供する。該懸架システムは、車両の車台に回動可能に結合される形態とされた第一の制御アームと、車両の車台に回動可能に結合される形態とされた第二の制御アームと、第一の制御アームにより支持された第一の車輪ハブと、第二の制御アームにより支持された第二の車輪ハブとを含む。該懸架システムは、車両の車台に固定される形態とされた第一のばね座と、制御アームにより支持された第二のばね座と、第一のばね座と第二のばね座との間を伸びるコイルばねと、第一のばね座又は第二のばね座により支持されたセンサモジュールとを含む。該センサモジュールは、コイルばねの圧縮状態を計測するよう作用可能である。

［０００６］ 更に別の実施の形態において、本発明は、車両のコイルばねの圧縮を測定する検知システムを提供する。該検知システムは、コイルばねの一端に結合される形態とされたハウジングと、該ハウジングにより支持された永久磁石とを含む。該永久磁石は、コイルばねのコイルと相互作用する磁界を有している。該検知システムは、ハウジングにより支持された磁気センサも含む。該磁気センサは、永久磁石からの磁界を検出するよう作用可能である。該磁気センサにおける磁界は、コイルばねの圧縮が変化すると、変化する。

［０００７］ 本発明のその他の特徴は、詳細な説明及び添付図面を検討することにより、明らかになるであろう。

前側懸架システムと、後側懸架システムとを含む車両の斜視図である。 車両の前側懸架システムの斜視図である。 車両の後側懸架システムの斜視図である。 前側懸架システム又は後側懸架システムと共に使用される従来のダンパ組立体の分解図である。 コイルばねと。ばね座と、センサモジュールとを含む、本発明の別の実施の形態に従ったダンパ組立体の一部分の斜視図である。 図５に示したダンパ組立体の一部分の側面図である。

［００１４］ 本発明の任意の実施の形態に関して詳細に説明する前に、本発明は、以下の説明に記載し又は次の図面に示した構造及び構成要素の配置の詳細にのみその適用を限定することを意図するものではないことを理解すべきである。本発明は、その他の実施の形態が可能であり、また、各種の仕方にて実施し又は実行することが可能である。

［００１５］ 図１には、車１０が図示されている。図示した車１０は、自動車であるが、これと代替的に、トラック、オートバイ、スクーター、ＡＴＶ、スノーモービル、芝刈り機等としてもよい。車両は、また、車台１４（図２）またはフレームと、複数の車輪１８、２２とを含む。車１０は、また、前輪１８を支持する前側懸架システム２６と、後輪２２を支持する後側懸架システム３０とを含む。該懸架システム２６、３０は、図示を容易にするため、図１にて正確な比率ではなく示されている。図示したシステム２６、３０は、単に、代表的な懸架システムであり、その他の型式又は配置の懸架システムを車１０と共に代替的に使用することができることは容易に明らかであろう。

［００１６］ 図２には、前側懸架システム２６がより詳細に示されている。図示した前側懸架システム２６は、２つの制御アーム３４と、２つの車輪ハブ３８と、２つのダンパ組立体４２とを含む。制御アーム３４は、車両の車台１４に回動可能に結合されている。車輪ハブ３８又はブレーキロータは、制御アーム３４の端部に取り付けられている。車輪ハブ３８は、前輪１８を回転可能に支持している。ダンパ組立体４２は、制御アーム３４と車両の車台１４ との間を伸びている。図示した実施の形態において、各ダンパ組立体４２は、ストラット４６と、該ストラット４６の回りに位置決めされたコイルばね５０とを含む。各コイルばね４６は、第一のすなわち上側のばね座５４と、第二のすなわち下側のばね座５８とを含む。上側ばね座５４は、車両の車台１４に固定されている。下側ばね座５８は、ストラット４６の下側部分に固定され、これにより、制御アーム３４により支持されている。その他の実施の形態において、これと代替的に、その他の適当なダンパ組立体を採用してもよい。

［００１７］ 図３には、後側懸架システム３０がより詳細に図示されている。図示した例において、後側懸架システム３０は、４つの制御アーム６２と、車軸６６と、２つの車輪ハブ７０と、２つのダンパ組立体７４とを含む。制御アーム６２は、車両の車台１４に回動可能に結合されている。車軸６６は、制御アーム６２により支持され、また、差動歯車７８を含む。車軸６６は、これにより、車台１４に対して可動である。車輪ハブ７０又はブレーキロータは、車軸６６の端部に取り付けられている。車輪ハブ７０は、後輪２２を回転可能に支持している。ダンパ組立体７４は、車軸６６と、車両の車台１４との間を伸びている。図示した実施の形態において、各ダンパ組立体７４は、ショックアブソーバー８２と、該ショックアブソーバー８２から離間された、すなわち、（該ショックアブソーバーを取り巻かない）コイルばね８６とを含む。各コイルばね８６は、第一のすなわち上側のばね座９０と、第二のすなわち下側のばね座９４との間を伸びている。上側ばね座９０は、車両の車台１４に固定されている。下側ばね座９４は、車軸６６に固定され、これにより、制御アーム６２により支持されている。その他の実施の形態において、その他の適当なダンパ組立体を代替的に採用してもよい。

［００１８］ 図４には、従来のダンパ組立体９８が示されている。該ダンパ組立体９８は、図２に示したダンパ組立体４２と同様である。図示したダンパ組立体９８は、ストラット１０４と、コイルばね１０６と、上側ばね座１１０と、下側ばね座１１４とを含む。ダンパ組立体９８は、また、ダンパ組立体９８を車両の車台に接続する上側マウント１１８と、ダンパ組立体９８を制御アーム又は車軸に接続する下側マウント１２２とを含む。図示した実施の形態において、ダンパ組立体９８は、ジァウンス（ｊｏｕｎｃｅ）ダンパ１２６と、ダストカバー１３０とを含む。

［００１９］ 図５及び図６には、本発明の実施の形態に従って改変したダンパ組立体１３４の一部分が示されている。従来のダンパ組立体９８と同様に、改変したダンパ組立体１３４は、コイルばね１３８と、ばね座１４２とを含む。該ばね座１４２は、ダンパ組立体の上側ばね座又は下側ばね座とすることができる。この説明において、ばね座１２は、ばね１３８の端部に結合されたダンパ組立体１３４の一部分である。図示した例において、ダンパ組立体１３４は、ばね座１４２により支持されたセンサモジュール４６を更に含む。以下により詳細に説明するように、特定の実施の形態において、センサモジュール１４６は、コイルばね１３８の圧縮状態を計測する形態とされている。圧縮状態とは、コイルばね１３８がその弛緩した状態から圧縮された程度である。図示した実施の形態において、ばね座１４２は、プラスチック又はゴム材料にて出来ており、また、センサモジュールの少なくとも一部分は、ばね座１４２内に成形されている。その他の実施の形態において、センサモジュール１４６は、ばね座１４２に取り付け、ばね座により支承し又はばね座内に埋め込むことができる。

［００２０］ 一例としての実施の形態において、センサモジュール１４６又は検知システムは、磁気センサ１４７と、永久磁石１４８とを含む。該磁気センサ１４７及び永久磁石１４８は、センサモジュール１４６のハウジング１４９に結合されている。一部の実施の形態において、磁気センサ１４７および（または）永久磁石１４８は、ハウジング１４９内に位置決めすることができる。その他の実施の形態において、磁気センサ１４７及び（または）永久磁石１４８は、ハウジング１４９の外面に機械的に接続してもよい。

［００２１］ 磁気センサ１４７は、集積回路の形態とすることができる。更に、磁気センサ１４７は、ホール効果センサ、好ましくは、線形ホール効果センサとすることができる。一例において、永久磁石１４８は、ホール効果センサに隣接してばね座１４２内に埋め込まれている。永久磁石１４８は、コイルばね１３８の第一のコイル１５０（すなわち、図６に示した垂直方向に向けてばね座１４２の最寄のばね１３８の部分）に面している。コイルばね１３８が圧縮されると、コイル１５０は、永久磁石１４８に近づくように動き、磁石１４８の磁界及びホール効果センサを通して測定される磁束密度を変化させる。すなわち、永久磁石１４８は、コイル１５０と相互作用し、センサモジュール１４６とコイル１５０との間の空隙Ａを測定する。空隙ＡＫの寸法は、コイルばね１３８のピッチ距離に等しい。コイル１５０が磁石１４８に接近するように動くとき（すなわち、ばね１３８が圧縮されたとき）、ホール効果センサを通る磁束も増加する。コイル１５０が磁石１４８から更に離れるように動くとき（すなわち、ばね１３８が弛緩し又は伸びたとき）、ホール効果センサを通る磁束は減少する。換言すれば、ホール効果センサにおける磁束は、ばね１３８の圧縮が変化するとき、変化する。一部の実施の形態において、空隙Ａの寸法は、約１ｍｍから約９ｍｍの範囲とすることができる。その他の実施の形態において、センサモジュール１４６は、より大きい又は小さい空隙の寸法に合わせて調整することができる。

［００２２］ ホール効果センサは、永久磁石１４８及びコイル１５０に起因する磁束を示す信号を出力する。この信号は、例えば、アナログ信号、バルス幅変調（ＰＷＭ）信号、またはシングルエッジニブル伝送（ＳＥＮＴ）信号とすることができる。その他の信号の型式も可能である。信号は、センサモジュール１４６とコイル１５０との間の空隙Ａの寸法を計測し得るように調整しかつ処理することができる。空隙Ａの寸法は、コイルばね１３８の圧縮状態と相関する。空隙の寸法及びコイルばね１３８の圧縮状態に対して磁束を相関させることは、センサモジュール１４６自体により又はセンサモジュール１４６に結合されたプロセッサにより行うことができる。センサモジュール１４６は、例えば、ワイヤーハーネス又はピッグテールコネクタを通して車１０のその他の電子機器と接続することができる。

［００２３］ その他の実施の形態において、センサモジュール１４６は、磁界の角度を測定するする、磁気抵抗型センサのような別の型式の磁気センサを含むことができる。かかる実施の形態において、永久磁石１４８及びセンサモジュール１４６内のセンサは、コイル１５０とセンサモジュール１４６との間の空隙Ａが変化するとき（例えば、コイルばね１３８が圧縮しかつ（または）伸びるとき）、センサにおける磁界の角度が変化するような向きとされている。

［００２４］ 一部の実施の形態において、１つのセンサモジュール１４６は、車１０の４つのコーナに相応して、車１０の各車輪１８、２２に位置決めすることができる。かかる実施の形態において、センサモジュール１４６は、各車輪１８、２２におけるばねの圧縮状態を測定することにより、車１０のコーナの高さを計測するため使用することができる。次に、コーナの高さを互いに比較して車両のレベルを計測することができる。

［００２５］ その他の有利な点及び改良の内、図示したセンサモジュール１４６は、ダンパ組立体のばね座に嵌る比較的小さいセンサパッケージ体を提供する。更に、センサモジュール１４６は、比較的小さい質量を有しており、このため、該センサモジュールは、ダンバーのばね特性を著しく変化させることはない。該センサモジュール１４６は、また、センサモジュール１４６をダンパ組立体に接続するめ追加のブラケット、アーム、リンク又はロッドが不要であるため、既存のセンサと比較してコストを削減する。更に、センサモジュール１４６は、ダンパ組立体の任意のその他の構成要素と接触せず、このため、これらの構成要素の作用を妨害することはない。

［００２６］ 本発明の各種の特徴及び有利な点は、以下の請求の範囲に記載されている。

Claims (20)

1. 車台と、該車台に可動に結合された制御アームとを有する、車両用のダンパ組立体において、
   前記車台に固定される形態とされた第一のばね座と、
   前記制御アームにより支持される形態とされた第二のばね座と、
   第一のばね座と第二のばね座との間を伸びるコイルばねと、
   第一のばね座又は第二のばね座により支持されたセンサモジュールであって、コイルばねの圧縮状態を計測し得る前記センサモジュールとを備える、ダンパ組立体ン組立体。
2. 請求項１に記載のダンパ組立体において、
   前記センサモジュールは、コイルばねの第一のコイルとセンサモジュールとの間の空隙を測定する、ダンパ組立体。
3. 請求項２に記載のダンパ組立体において、
   前記センサモジュールは、コイルばねの第一のコイルに面する磁石を含み、
   前記センサモジュールは、該磁石により発生された磁界を検出し、前記空隙を測定する、ダンパ組立体。
4. 請求項３に記載のダンパ組立体において、
   前記センサモジュールは、前記空隙が第一の寸法であるとき、第一の磁束を検知し、
   前記センサモジュールは、空隙が第一の寸法よりも小さい第二の寸法であるとき、前記第一の磁束よりも大きい第二の磁束を検知する、ダンパ組立体。
5. 請求項１に記載のダンパ組立体において、
   前記センサモジュールの少なくとも一部分は、第一のばね座又は第二のばね座内に成形される、ダンパ組立体。
6. 請求項１に記載のダンパ組立体において、
   前記センサモジュールは、ホール効果センサと、永久磁石とを含む、ダンパ組立体。
7. 請求項６に記載のダンパ組立体において、
   前記永久磁石は、コイルばねのコイルと相互作用する、ダンパ組立体。
8. 請求項６に記載のダンパ組立体において、
   前記永久磁石は、前記第一のばね座又は第二のばね座内に埋め込まれる、ダンパ組立体。
9. 請求項１に記載のダンパ組立体において、
   前記制御アームにより支持される形態とされたストラットを更に備え、
   前記第二のばね座は、該ストラットに固定される、ダンパ組立体。
10. 請求項９に記載のダンパ組立体において、
    前記コイルばねは、前記ストラットの回りに位置決めされる、ダンパ組立体。
11. 請求項１に記載のダンパ組立体において、
    前記第二のばね座は、前記制御アームにより支持された車軸に固定される形態とされる、ダンパ組立体。
12. 車両用の懸架システムにおいて、
    車両の車台に回動可能に結合される形態とされた第一の制御アームと、
    車両の車台に回動可能に結合される形態とされた第二の制御アームと、
    第一の制御アームにより支持された第一の車輪ハブと、
    第二の制御アームにより支持された第二の車輪ハブと、
    ダンパ組立体であって、
    車両の車台に固定される形態とされた第一のばね座と、
    制御アームにより支持された第二のばね座と、
    第一のばね座と第二のばね座との間を伸びるコイルばねと、
    第一のばね座又は第二のばね座により支持され、コイルばねの圧縮状態を計測し得るセンサモジュールとを含む前記ダンパ組立体とを備える、懸架システム。
13. 請求項１２に記載の懸架システムにおいて、
    前記センサモジュールは、コイルばねの第一のコイルと、前記センサモジュールとの間の空隙を測定する、懸架システム。
14. 請求項１３に記載の懸架システムにおいて、
    前記センサモジュールは、コイルばねの第一のコイルに面する磁石を含み、
    前記センサモジュールは、該磁石により発生された磁束を検知して、前記空隙を測定する、懸架システム。
15. 請求項１４に記載の懸架システムにおいて、
    前記センサモジュールは、前記空隙が第一の寸法であるとき、第一の磁束を検知し、
    前記センサモジュールは、前記空隙が第一の寸法よりも小さい第二の寸法であるとき、前記第一の磁束よりも大きい第二の磁束を検知する、懸架システム。
16. 請求項１２に記載の懸架システムにおいて、
    前記センサモジュールの少なくとも一部分は、前記第一のばね座又は第二のばね座内に成形される、懸架システム。
17. 請求項１２に記載の懸架ステムにおいて、
    前記ダンパ組立体は、前記制御アームにより支持されたストラットを更に備え、
    前記コイルばねは、該ストラットの回りに位置決めされ。
    前記第二のばね座は、前記ストラットに固定される、懸架システム。
18. 請求項１２に記載の懸架システムにおいて、
    前記第一及び第二の制御アームにより支持され、かつ前記第一及び第二の車輪ハブを支持する車軸を更に備え、
    前記第二のばね座は、該車軸に固定される、懸架システム。
19. 車両のコイルばねの圧縮を測定する検知システムにおいて、
    前記コイルばねの一端に結合される形態とされたハウジングと、
    該ハウジングにより支持され、コイルばねのコイルと相互作用する磁界を有する永久磁石と、
    前記ハウジングにより支持され、永久磁石からの磁界を検知し得る磁気センサと、を備え、
    該磁気センサにおける磁界は、コイルばねの圧縮が変化をするとき、変化する、検知システム。
20. 請求項１９に記載の検知システムにおいて、
    前記磁気センサは、永久磁石とコイルばねのコイルとの間の空隙が減少するとき、増大した磁束を検出し、
    前記磁気センサは、前記永久磁石とコイルばねのコイルとの間の空隙が増大するとき、減少した磁束を検知する検知システム。

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