JPH0498126A - サスペンションの荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、サスペンションに加わる荷重を検出する荷重
検出装置に関する。

Ｂ、従来の技術 乗用車等のサスペンションに加わる荷重を検出する荷重
検出装置としては、第５図および第６図に示すものが知
られている。

第５図は、ストクす１〜型サスペンションのアッパマウ
ント部分の断面図である。図中、１はアッパマウン１〜
で、その外側シェル１ａは車体２に支持されている。ま
た、アッパマウント１の内側シェル］ｂの底部には、ス
トラットＳＴのロット（以下、ストクツ１〜ロツトと呼
ぶ）３の」１端に設けたねじ部３ａが下方から挿通され
、このねじ部３ａの挿通端側にスペーサ４を介しナソ１
〜５を螺合して締付けることにより、スＩ〜ラソトロツ
Ｉへ３をアッパマウン１〜１に結合する。内側シェル１
ｂの底部とこれに対向するストラフトロッド３の段部３
ｂ間には、サスペンションにかかる荷重を検出する荷重
センサ６が介在され、この荷重センサ６はナツト５によ
り締付けら九でいる。

また、７はバンパーラバー、８はサスペンションスプリ
ングであり、９はバンパーラバー７およびサスペンショ
ンスプリング８の］一端が係合する受部材である。

第６図は、荷重センサ６の構造図を示すもので、ドーナ
ツ盤状の起歪体６ａと、この起歪体６ａの外周面に等間
隔に貼着した複数の歪抵抗素子６））とから構成される
。各歪抵抗素子６ｂは直列接続されて、周知の抵抗ブリ
ッジ回路の一辺または二辺に接続され、荷重検出器を構
成する。

このようにした荷重検出装置において、車体２の荷重お
よび路面状態に応じて車輪に加わる荷重がサスペンショ
ンに加わると、これと同一の荷重が起歪体６ａにも加お
るため、起歪体６ａは荷重に応じて圧縮変形される。こ
れに伴い歪抵抗素子６ｂに歪が生じ、その電気抵抗値が
変化するから、この抵抗値変化に応じてブリッジ回路の
出力端の電圧が変化する。この電圧の変化分をストレイ
ンアンプで増幅して出力することにより、サスペンショ
ンに加ねる荷重が検出される。検出された荷重情報は、
ショックアブソーバの減衰力の制御などに利用される。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述のような従来の荷重検出装置では、
アッパマウント１の内側シェル１ｂの下面とストラット
ロッド３の段部３ｂ間に介在した１個の荷重センサ６に
より、サスペンションに加わる荷重を検出するものであ
るため、ナツト５の締付力が変化すると、この締付荷重
により生しる荷重センサ６の信号成分がストレインアン
プＡＭＰの出力にも現われ、これが検出装置の零点を大
きく変動させてしまい、また、その零点調整も頻雑にな
る問題がある。

また、ナツト５による締付荷重は、振動などによるナツ
ト５の緩み、あるいはねじ部３ａの熱膨張などによって
変化するから、この変化分に相応して荷重検出信号も変
化してしまい、正確な荷重検出ができなくなるという問
題がある。

さらにまた、ストラットロッド３に第５図の矢印で示す
方向の荷重が加わった場合、荷重センサ６と接する内側
シェル１ｂの底部が、僅かではあるがナツト５方向へ変
形するから、荷重センサにかかる荷重の一部がストラッ
トロッド３のねじ部３ａに逃げてしまい、正確な荷重の
検出ができないという問題があった。

本発明の目的は、荷重センサへの締付荷重に左右される
二となく正確で信頼性の高い荷重検出を可能にすること
にある。

９３課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図に対応づけて本発明を説明すると
、本発明は、車体に結合されるサスペンションアッパマ
ウント１とストラットＳＴとを結合する結合部分に上向
きおよび下向きに作用する力をそれぞれ検出する一対の
荷重センサ１０，１１を設け、この側荷重センサ１０，
１１で検出された信号の差分を取り出す回路手段（ブリ
ッジ回路を含むストレインアンプ１２）を設ける。これ
により上記目的が達成される。

Ｅ１作用 各荷重センサ１０，１１は同一の締結状況下におかれ、
そして側荷重センサ１０，１１で検出される信号の差分
を回路手段により取り出すことでサスペンションに加わ
る荷重を検出する。したがって、各荷重センサに加わる
締結荷重が変化しても、これによる締結荷重成分は相殺
され、荷重検出信号にほとんど影響を与えることがなく
、正確で信頼性の高い荷重検出が可能になる。

なお、以上のＤ項、Ｅ項では説明をわかりやすくするた
めに実施例の図を用いたが、これにより本発明が実施例
に限定されるものではない。

Ｆ、実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第４図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の荷重検出装置をストラット型サスベン
ジ１ンに適用したアッパマウント部分を切断して示す全
体の構成図である。図において、アッパマリン１〜１．
車体２．ストラットロッド３゜スペーサ４．ナツト５．
バンパーラバー７、サスペンションスプリング８および
受部材９は第５図と同様な構成になっている。

サスペンションに加わる荷重を検出するための第１荷重
センサ１０および第２荷重センサ１１は、従来と異なる
本実施例の特徴部分である。

第１荷重センサ１０は、アッパマウント１の内側シェル
１ｂの底部下面とストラットロッド３の段部３ｂ間に介
在され、また、第２荷重センサ１１は、内側シェル１ｂ
の底部上面とスペーサ４間に介在される。そしてこれら
側荷重センサ１０゜１１はアッパマウント１の内側シェ
ル１ｂと共にナラＩ〜５とねじ部３ａによりスｌ〜ラッ
トロノ１〜３の一■一端に締結される。

１２は第１荷重センサ］０と第２荷重センサ１１の差の
出力を増幅するストレインアンプで、差動増幅器１．２
　ａからなり、その反転入力端および非反転入力端には
人力抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して第１−２第２の荷重センサ
１０，１１が接続される。

次に、第１．第２荷重センサの具体的構造を第２図につ
いて説明する。

第１荷重センサ１０は、第２図（、）に示すようにドー
ナツ盤状の起歪体１０ａと、この起歪体１０ａの外周面
に貼着した複数、例えば２個の歪抵抗素子１０ｂ、１０
ｃとから構成される。

また、第２荷重センサ１１は、第２図（ｂ）に示すよう
にドーナツ盤状の起歪体１１ａと、との起歪体１］−ａ
の外周面に貼着した複数、例えば２個の歪抵抗素子１１
ｔｚｌｉｃとから構成される。

このように構成された第１．第２の荷重センサ１０．１
１の各歪抵抗素子１０ｂ、１０ｃおよび］、、　ｌ　ｂ
　、　１１−　ｃは、第３図しこ示すようにブリッジに
接続される。このブリッジ回路の一方の入力端ａは直流
電源１３の正極に接続され、他方の入力端すは直流電源
１−３の負極に接続される。また、ブリッジ回路の出力
端ｃ、ｄは第１図に示すストレインアンプ１２の入力端
に接続される３、次に動作について説明する。

第１図において、車体２の荷重および路面状態に応じて
車輪に加わる荷重がサスペンションに作用すると、これ
に相応した荷重が第１．第２荷重センサ１０，１．１に
も作用する。

この時、ストクツ１〜ロツド３に矢印Ａに示す方向の荷
重が加わったとすると、第１荷重センサ１０に加わる力
は、ナツト５による締付力よりさらに増大するようにな
り、また、第２荷重センサ土１に加わる力は、ナツト５
による締付力より減少するようになる。

その結果、第１荷重センサ１０の歪抵抗素子１０ｂ、１
０ｃの歪量はナラ１〜５による締付荷重時より大きくな
り、その歪抵抗素子の抵抗値変化も小さくなる。これに
対し第２荷重センサ１］の歪抵抗素子１１ｂ、ｌｌｃの
歪量は締付荷重時より小さくなり、その歪抵抗素子の抵
抗値変化も大ききくなる。

これに伴い第３図しこ示すブリッジ回路の出力端ｃ、ｄ
間に、矢印六方向に作用する荷重の大きさに比例した差
電圧が発生し、この差電圧をスＩ〜１ツインアンプ１２
で増幅して出力することにより矢印六方向の荷重を検出
することができる。

第４図はサスペンションに荷重が加わった時の両荷重セ
ンサに作用する力の関係を示す説明図である。

図において、Ｆｏはアッパマウント１からナツト５．ね
じ部３ａを通してストラン１〜ロツト３側を支える上向
きの力、Ｆ２はアッパマウント１から直接ストラットロ
ッド３の段部３ｂに接がる下向きの力であり、Ｆｏはス
トラフトロッド３に外部から加えられる力である。

力のつり合いの法則より、 Ｆ、＋Ｆ、＝Ｆ、Ｉ−（１） となる。この（１）式から明らかなように、ストラッｌ
−ロソ１〜３に外部から加えられる力Ｆ。がゼロであれ
ば、 Ｆｌ　＝ｐ２′−（２） となる。但し、Ｆ１′、Ｆ、’は外力Ｆ。−Ｏの時の第
４図に対応する力である。

したがって、Ｆ、、　＝　ｏの時のＦ、およびＦ２の大
きさはナラ１へ５による締付荷重の大きさに等しくなる
。

また、（１）式より、 Ｆ、、＝Ｆ２−ｐ、−（３） となるから、この（３）式を用いて、第１荷重センサ１
０の出力から第２荷重センサ１１の出力を差し引くこと
により、ストシソ１〜ロツト３に外部から加わる力Ｆ。

に比例した出力を得ることができる。

このように本実施例においては、アッパマウント１の内
側シェル１ｂの底部を両面から第１．第２の荷重センサ
１０，１．１により挟持し、従来、無視していたＦ工に
対応する荷重分を第２荷重センサ１１で検出する方式に
したので、ナラｌ−５による締付荷重が変化しても、力
Ｆ１中の締付けによる荷重成分と、力Ｆ２中の締付けに
よる荷重成分とは相等しく、そして第１．第２荷重セン
サ１０．１１の各歪抵抗素子を第３図に示すブリッジに
接続することにより、締付けによる両者の荷重成分は相
殺され、荷重の検出信号にほとんど影響することがない
。

したがって、ナツトの締付荷重に左右されることのない
正確な荷重検出が可能になる。特にＦｌの荷重変動をも
検出するから、ねじ部３ａの熱膨張、あるいはナツト５
の緩みなどによって締付荷重が変化しても、検出精度に
はそれほど影響がなく、信頼性の高い検出装置を提供で
きる。

また、各荷重センサには、それぞれ２個ずつの歪抵抗素
子を貼着し、これら歪抵抗素子をブリッジに接続方式に
なっているから、従来の場合に比較して歪抵抗素子（歪
ゲージ）の枚数が半分で済み、荷重センサのコストを低
減できる。

なお、本発明は、上記実施例に示す構成のものに限定さ
れない。

Ｇ１発明の詳細 な説明したように本発明によれば、サスペンションのア
ッパマウン１〜とス１−ラットとを結合する部分に上向
きおよび下向きの荷重成分を検出する１対の荷重センサ
を設け、この面荷重センサの出力信号の差分からサスペ
ンションｔこ加わる荷重を検出するよう構成したので、
荷重センサへの締付荷重に左右されることのない正確な
荷重を検出できると共に、信頼性の高い検出装置を容易
に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体の構成図、第２図
（ａ）＋’　（ｂ）は本実施例における荷重センサの詳
細を示す断面図、第３図は荷重センサの歪抵抗素子の結
線図、第４図は本実施例における説明図、第５図は従来
のストラット型サスペンションのアッパマウント部分の
断面図、第６図は従来における荷重センサの詳細を示す
構成図である。 １：車体　　　　　　　　２ニアツバマウント３ニスト
ラツトロツド　　３ａ：ねじ部３ｂ＝段部　　　　　　
　４ニスペーサ５：ナツト ８：サスペンションスプリング １０：第１荷重センサ １０ｂ、１０ｃ：歪抵抗素子 １１：第２荷重センサ １１ｂ、ｌｌｃ：歪抵抗素子 １２ニストレインアンプ ＳＴニストラット 特許出願人　　日産自動車株式会社 特許出願人　　株式会社アツギュニシア代理人弁理士　
　永　井　冬　紀 第４ 図 第５ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体に結合されるサスペンションアッパマウントとスト
   ラットとを結合する結合部分に上向きおよび下向きに作
   用する力をそれぞれ検出する一対の荷重センサを設け、
   この両荷重センサで検出された出力信号の差分を取り出
   す回路手段を設けたことを特徴とするサスペンションの
   荷重検出装置。