JPH07181003A - 相対変位量検出センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は相対変位量検出センサに関し、相対
変位量の検出精度の低下を防止することを目的とする。 【構成】 磁気検出センサＭ１は、相対移動可能な第１
部材と第２部材との相対変位量に応じて到達時間が変化
する磁気情報を検出する。演算手段Ｍ２は、上記検出さ
れた磁気情報の到達時間から上記相対変位量を演算す
る。電磁アクチュエータＭ３は、上記磁気検出センサの
近傍に配置されて周辺装置を作動させる。採用禁止手段
Ｍ４は、上記電磁アクチュエータの作動時に上記検出さ
れた磁気情報を相対変位量の演算に採用させない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は相対変位量検出センサに
関し、磁歪現象を利用して相対変位量を検出する相対変
位量検出センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より磁歪現象を利用して物体の相対
変位量を検出する相対変位量検出センサがある。

【０００３】例えば特開昭６１−１１２９２３号公報に
記載のものは、磁歪線に電流パルスを流し、磁歪線に沿
って移動可能な永久磁石の近接する磁歪線部位で超音波
を発生又は反射させ、磁歪線の特定部位までの超音波の
伝播時間を計測することにより、磁歪線と永久磁石との
相対変位量を検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の相対変位量検出
センサを車高測定用に利用する場合は、検出センサをシ
ョックアブソーバ内に配置させることが考えられる。シ
ョックアブソーバに減衰力切換えを行なう機構を有して
いる場合は、減衰力切換え用の電磁アクチュエータが作
用している状態で電磁アクチュエータの発生する磁界に
より検出センサの磁歪線の磁界が影響をうけ、相対変位
量つまり車高の検出精度が低下するという問題があっ
た。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
電磁アクチュエータの作動時に相対変位量の磁気情報を
相対変位量の演算に採用させないことにより、相対変位
量の検出精度の低下を防止する相対変位量検出センサを
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図を
示す。

【０００７】同図中、磁気検出センサＭ１は、相対移動
可能な第１部材と第２部材との相対変位量に応じて到達
時間が変化する磁気情報を検出する。

【０００８】演算手段Ｍ２は、上記検出された磁気情報
の到達時間から上記相対変位量を演算する。

【０００９】電磁アクチュエータＭ３は、上記磁気検出
センサの近傍に配置されて周辺装置を作動させる。

【００１０】採用禁止手段Ｍ４は、上記電磁アクチュエ
ータの作動時に上記検出された磁気情報を相対変位量の
演算に採用させない。

【００１１】

【作用】本発明においては、電磁アクチュエータの発生
する磁界で影響を受けた相対変位量の磁気情報を相対変
位量の演算に採用させないため、相対変位量の検出精度
の低下が防止される。

【００１２】

【実施例】図２は本発明センサの一実施例の構成図を示
す。この実施例はエアサスペンションのショックアブソ
ーバに車高センサとして相対変位量検出センサを適用し
ている。

【００１３】同図中、アブソーバシリンダ１１とサスタ
ワー１２との間には高圧のエアを封入するエアチャンバ
１４が形成されている。アブソーバシリンダ１１は上下
動するため、エアチャンバ１４とアブソーバシリンダ１
１とはフレキシブル樹脂で形成されたダイヤフラム１５
で連結されている。

【００１４】車高調整は、車高設定スイッチ５２で設定
される車高となるように車高制御コントローラ５１の制
御によりエアチャンバ１４側壁に設けられたエアバルブ
１６によりエアポンプ１７及びアキュムレータ１８を用
いて、エアチャンバ１４内のエア量を調節することによ
り実現される。現在の車高位置が適正車高位置より下が
っているとエアポンプ１７により増圧されたアキュムレ
ータ１８内のエアをエアバルブ１６よりエアチャンバ１
４内に注入して増圧させることにより車高を適正位置ま
で上昇させる。逆に現在の車高位置が適正車高位置より
上がっていると、エアバルブ１６よりエアチャンバ１４
内のエアを排出させ車高を適正車高位置まで下げる。上
記の車高制御は全て車高センサの検出信号を基準に車高
を判定して実行され、走行時，停車時を問わず制御が行
なわれる。

【００１５】減衰力制御はピストン２０内に設けられた
可変オリフィス２１を切換えることにより行なわれる。
ピストン２０で仕切られたアブソーバシリンダ１１内の
上下室のオイルが、アブソーバシリンダ１１の上下動に
伴い、可変オリフィス２１を通して移動することにより
減衰力が発生する。従って、オリフィスの径を可変して
減衰力を増減させる。

【００１６】減衰力切換機構は、アブソーバロッド２２
内に配設されているコントロールロッド２３を回転させ
てオリフィスの径を切換える。このため、アブソーバロ
ッド２２の上部にマグネット２５とソレノイド２６より
なる電磁アクチュエータＭ３としての減衰力切換アクチ
ュエータ２７が配設されている。減衰力制御は減衰力設
定スイッチ３０により設定される適正な減衰力になるよ
うに減衰力制御コントローラ３１は減衰力切換アクチュ
エータ２７を駆動する。

【００１７】減衰力切換アクチュエータ２７は固定子で
あるソレノイド２６に電流を流すことによりアクチュエ
ータ２７の中央の回転子であるマグネット２５（コント
ロールロッド２３に固定）を回転させる。このため、減
衰力切換えを行なうとき減衰力切換アクチュエータ周辺
には強い磁場が生じる。

【００１８】非磁性材のアブソーバロッド２２の内周面
には絶縁膜を介在させてグランドライン３５が設けら
れ、更に絶縁膜を介在させて磁歪膜３７が設けられてお
り、アブソーバロッド２２の下部にて上記磁歪膜３７は
グランドライン３５に接続されている。

【００１９】ここで、車高検出モジュール４０の電流パ
ルス発生部４１で発生した電流パルスを入力端子４２か
ら磁歪膜３７に供給する。この電流パルスにより磁歪膜
３７の円周方向の局所的磁場が形成され、電流のアブソ
ーバロッド２２軸方向下方の伝導に伴い、上記円周方向
の磁場は軸方向下方に移動する。アブソーバシリンダ１
１上部に配置されたマグネット４５はアブソーバロッド
２２軸方向へ静的磁場を形成しており、電流パルスによ
る円周方向の磁場がこの軸方向磁場とぶつかることによ
り、磁場膜３７をねじる方向に合成磁場が形成される。
磁歪材は磁場を与えると磁力線方向に歪を生じ、逆に機
械的歪を与えると歪方向に磁化される物理的性質を持っ
ている。このため、マグネット４５配置位置において磁
歪膜３７に機械的ねじれが発生し、この機械的ねじれは
磁歪膜３７の磁化を伴って磁歪膜３７上をアブソーバロ
ッド２２の上下方向に伝播し歪み検出コイル４６の設定
位置まで到達する。磁気検出センサＭ１としての歪み検
出コイル４６には磁歪膜３７の機械的ねじれに伴う磁化
により起動力が生じ、この信号は車高検出モジュール４
０内の歪み検出部４８に供給される。

【００２０】車高検出モジュール４０では、クロックジ
ェネレータ４９は図３（Ａ）に示す如く周期Ｔ₁ のクロ
ックを生成して電流パルス発生部４１及びＳＲ形フリッ
プフロップ５０に供給する。電流パルス発生部４１はク
ロックの立上りに同期して図３（Ｂ）に示す電流パルス
を発生している。歪み検出部４８は歪み検出コイル４６
の出力信号を基準レベルと比較することにより図３
（Ｃ）に示す如き歪検出パルスを生成し、フリップフロ
ップ５０に供給する。

【００２１】フリップフロップ５０はクロックの立上り
によりセットされ、歪検出パルスの立上りでリセットさ
れて図３（Ｄ）に示す車高検出信号を生成して車高制御
コントローラ５１に供給する。車高検出信号のパルス幅
Ｔ₂ は車高つまりアブソーバロッド２２のマグネット４
５に対する相対変位量に比例している。

【００２２】ここで、歪み検出コイル４６は微弱な磁場
を検出するため、この歪み検出コイル４６近傍の減衰力
切換アクチュエータ２７の作動により発生する大きな磁
場を誤検出してしまう。このため減衰力切換アクチュエ
ータ２７の作動中は車高検出を行なわないようにする必
要がある。このため、減衰力制御コントローラ３１は減
衰力を切換える際には、減衰力切換アクチュエータを駆
動すると共に、アクチュエータ作動信号を生成して車高
制御コントローラ５１に供給する。

【００２３】また、磁歪材の種類によらず、ねじれ歪み
の伝播は極めて速いため、歪検出パルスのハイレベル期
間（パルス幅）は車高制御コントローラ５１における車
高演算時間に比べて短かいため、歪検出パルスのエッジ
で割込みを行ない、処理時間の短かい割込みルーチンを
実行させる。

【００２４】図４は車高制御コントローラ５１が実行す
る車高演算ルーチンのフローチャートを示す。このルー
チンはメインルーチンの一部であり、例えば８ｍｓｅｃ
毎に実行される。同図中、ステップＳ１０では減衰力制
御コントローラ３１から供給されるアクチュエータ作動
信号を見て減衰力切換中か否かを判別する。減衰力切換
中であればステップＳ２０で割込み禁止フラグをセット
して割込みを禁止し、ステップＳ３０で演算フラグを０
にリセットして処理を終了する。これは前回の車高演算
処理後、歪検出パルスがアクチュエータ作動信号の供給
前、供給後のいずれかに得られたのか判定できず誤検出
のおそれがあるためである。このステップＳ２０，Ｓ３
０が採用禁止手段Ｍ４に対応する。

【００２５】また、ステップＳ１０で減衰力切換中でな
い場合にはステップＳ４０で減衰力制御コントローラ３
１からのアクチュエータ作動信号から減衰力切換アクチ
ュエータ２７の作動が終了した直後か否かを判別する。
作動終了直後であればステップＳ５０に進み、割込み禁
止フラグをリセットして割込みを許可し、処理を終了す
る。

【００２６】ステップＳ４０で減衰力切換アクチュエー
タ２７の作動終了直後ではない場合は、ステップＳ６０
で演算フラグが１か否かを判別する。演算フラグが０で
あればそのまま処理を終了するが、演算フラグが１のと
きはステップＳ７０に進み、後述の割込みルーチンで保
存されている立下りエッジ時刻から立上りエッジ時刻を
減算して、図３（Ｃ）に示す歪検出パルスのパルス幅Ｔ
₂ を演算し、ステップＳ８０で次式により、このパルス
幅Ｔ₂ を車高値に変換する。

【００２７】車高＝ｋ×ｖ×Ｔ₂ 但し、ｖは磁性膜での歪の伝播速度（音速）、ｋはｖの
温度補正等を行なう補正係数である。上記のステップＳ
７０，Ｓ８０が演算手段Ｍ２に対応する。

【００２８】更にステップＳ９０で演算フラグを０にリ
セットして処理を終了する。

【００２９】図５は割込みルーチンのフローチャートを
示す。この割込みルーチンは割込み禁止フラグがリセッ
トされた割込み許可状態で、かつ立上りエッジ割込み許
可フラグの値に応じて歪検出パルスの立上り又は立下り
のエッジで割込みがかかったときに実行される。つま
り、割込み許可状態であっても、立上りエッジ割込み許
可フラグが１のときは立上りエッジでのみ割込みが行な
われ、立上りエッジ割込み許可フラグが０のときは立下
りエッジでのみ割込みが行なわれる。

【００３０】図５において、ステップＳ１００では割込
みのエッジが立上りか立下りかを判定する。立上りエッ
ジの場合はステップＳ１１０でフリーランニングタイマ
のカウント値を立上りエッジ時刻としてＲＡＭに書込み
保存する。次にステップＳ１２０で立上りエッジ割込み
許可フラグを０として処理を終了する。

【００３１】ステップＳ１００で立下りエッジの場合は
ステップＳ１３０でフリーランニングタイマのカウント
値を立下りエッジ時刻としてＲＡＭに書込み保存する。
次にステップＳ１４０で演算フラグを１にセットし、ス
テップＳ１５０で立上りエッジ割込み許可フラグを１と
して処理を終了する。

【００３２】ステップＳ１２０，Ｓ１５０で立上りエッ
ジ割込み許可フラグを反転させるのは、歪検出信号がパ
ルスで立上りエッジと立下りエッジとが交互に供給され
るからである。また最初は必ず立上りエッジが供給され
なければならないのでエンジン始動直後は立上りエッジ
割込み許可フラグを１に初期設定しておく。

【００３３】このように、減衰力切換アクチュエータ２
７が作動してその磁界が磁歪膜３７に影響を与える期間
は割込み禁止フラグをセットして立上りエッジ時刻及び
立下りエッジ時刻の保存を禁止し、演算フラグを０にリ
セットして車高の演算を禁止し、その後、減衰力切換ア
クチュエータ２７の作動終了直後に割込み禁止フラグを
リセットして立上りエッジ時刻及び立下リエッジ時刻を
保存して、保存した両時刻を用いて車高の演算を行な
う。このため、減衰力切換アクチュエータの発生磁界の
影響で車高を誤検出することが防止され、検出精度の低
下を防止することができる。

【００３４】ところで図２に示す如くアブソーバロッド
２２の内周面に磁歪膜３７を設ける代りに、図６に示す
如く導電性のコントロールロッド２３の外周面に絶縁膜
を介在させて磁歪膜３７を設け、この磁歪膜３７の外周
面を絶縁膜で絶縁し、コントロールロッド２３の下部に
て磁歪膜３７をコントロールロッド２３に導通接続し、
コントロールロッド２３を接地する構成であっても良
い。なお、図６において図２と同一部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。

【００３５】

【発明の効果】上述の如く、本発明の相対変位量検出セ
ンサによれば、電磁アクチュエータの発生する磁界で影
響を受けた相対変位量の磁気情報を相対変位量の演算に
採用させないため、相対変位量の検出精度の低下が防止
され、検出精度が向上して実用上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図である。

【図２】本発明センサの構成図である。

【図３】図２の各部の信号タイミングチャートである。

【図４】車高演算ルーチンのフローチャートである。

【図５】割込みルーチンのフローチャートである。

【図６】本発明センサの変形例の構成図である。

【符号の説明】

１１ アブソーバシリンダ ２０ ピストン ２１ 可変オリフィス ２２ アブソーバロッド ２３ コントロールロッド ２７ 減衰力切換アクチュエータ ３１ 減衰力制御コントローラ ３７ 磁歪膜 ４０ 車高検出モジュール ４１ 電流パルス発生部 ４８ 歪み検出部 ５１ 車高制御コントローラ Ｍ１ 磁気検出センサ Ｍ２ 演算手段 Ｍ３ 電磁アクチュエータ Ｍ４ 採用禁止手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対移動可能な第１部材と第２部材との
   相対変位量に応じて到達時間が変化する磁気情報を検出
   する磁気検出センサと、 上記検出された磁気情報の到達時間から上記相対変位量
   を演算する演算手段と、 上記磁気検出センサの近傍に配置されて周辺装置を作動
   させる電磁アクチュエータと、 上記電磁アクチュエータの作動時に上記検出された磁気
   情報を相対変位量の演算に採用させない採用禁止手段と
   を有することを特徴とする相対変位量検出センサ。