JPS62232501A - 磁気式車高測定装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、自動車その他の車両の高さを測定する磁気
式車高測定装置に関するものである。

（従来の技術） 近年においては、車両への乗り心地の改善、ロードクリ
アランスの確保などを目的として車両の高さを調節する
ことが広く一般に行われつつあり、かかる車高調節に際
しては、その調節結果を、車高制御装置その他へフィー
ドバックするこ六が必要になる。

そこで従来は、かかる用途に適用される車高測定装置と
して、光エンコーダを用いるもの（特開昭５８−１２２
２１０号公報、特開昭６０−８２９０３号公報参照）、
磁気リードスイッチを用いるもの（特開昭５８−１１２
８１６号公報参照）などが提案されていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、かかる従来の車高測定装置のうち、光エンコ
ーダを用いるものにあっては、とくには汚れに対してそ
の機能を十分に発揮し得なくなるという問題があり、ま
た、リードスイッチを用いるものにあっては、接点の酸
化、摩耗などのため、装置の信顧性を長期間にわたって
維持することができないという問題があった。

この発明は、従来技術のかかる問題を有利に解決するも
のであり、極めて簡単かつ小型な構造にして、汚損その
他に影響されることなく、長期間にわたって十分な精度
を維持することができ、しかも、温度変化ならびに車高
の変動方向と直交する方向の振動によっても測定精度が
低下することのない、耐熱性にすぐれた磁気式車高測定
装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明の磁気式車高測定装置は、車両のばね上側もし
くはばね下側のいずれか一方に磁石を取り付けるととも
に、その磁石の取付側とは反対の側に、複数個のホール
素子を、上下方向へ間隔をおいて取り付けて各ホール素
子を磁石と対向可能ならしめ、また、それぞれのホール
素子の出力電圧から最大出力電圧を検出する一方、その
最大出力電圧より幾分低い基準電圧を出力する一の最大
値検出回路を設け、さらに、それぞれのホール素子の出
力電圧を基準電圧と比較し、基準電圧値以上の出力電圧
に対して車高判定信号を発生するそれぞれの比較回路を
、各ホール素子に対応させて設けてなる。

また、この発明の他の装置は、磁石およびホール素子を
上述したようにして取り付けることに加え、二個で一対
をなし、それぞれのホール素子の出力電圧から最大出力
電圧を検出する一方、その最大出力電圧もしくはそれよ
り幾分低い基準電圧を出力する複数対の最大値検出回路
を、それぞれのホール素子に互いに相違する様式にて接
続し、そして最大値検出回路の各対における最大出力電
圧もしくは基準電圧を比較してその比較結果をディジタ
ル信号として出力するそれぞれの比較回路を、各対の最
大値検出回路に対応させて設けてなる。

（作　用） この車高測定装置において、ホール素子は、そこへ予め
微小電流を流しておくことにより、そのホール素子に作
用する磁界の強さに応じた出力電圧を発生することから
、車高を調節するに際しては、磁石の作用下にて、出力
電圧が最も大きいいずれかのホール素子を見つけ出する
ことにより、ばね下側とばね上側との相対的な位置関係
、すなわち車高を測定することができる。

このためここにおけるーの装置では、一の最大値検出回
路に、それぞれのホール素子の出力電圧を入力し、そこ
で最大出力電圧を検出した後、主には、信号ノズルの影
響を取り除く目的の下に、その最大出力電圧より幾分低
い基準電圧をそれぞれの比較回路へ出力する。そして、
各比較回路では、基準電圧を判定基準として、各ホール
素子の出力電圧が、基準電圧値以上であるか否かを判定
し、基準電圧値以上である場合にのみ車高判定信号を発
生させる。

このことにより、最大出力電圧を発生しているホール素
子と対応する比較回路からはその車高判定信号が確実に
発生されることになり、たとえば、等ゲインのホール素
子のみを配設した場合には、原理的には、磁石に最も近
いホール素子が正確に検知されることになる。従って、
それぞれのホール素子の位置と車高との関係を予め関連
づけておくことにより、十分な精度の下で、車高の測定
が行われることになる。

また、この発明の他の装置では、異なった様式でそれぞ
れのホール素子に接続したそれぞれの対の最大値検出回
路からの、最大出力電圧もしくは基準電圧を、それらの
各対と対応するそれぞれの比較回路で各対毎に比較し、
そして、各比較回路から出力されるディジタル信号を組
み合わせることにより、各対の最大値検出回路のそれぞ
れのホール素子への接続の仕方の相違に基づき、最大出
力電圧を発生しているホール素子を確実に見出すことが
できる。

このように、ここにおいては、磁石の磁界によって、ホ
ール素子から出力電圧を発生させていることから、磁石
およびホール素子が汚損されても、ホール素子の出力電
圧が影響を受けることはほとんどなく、仮りに、出力電
圧が影響を受けるほどに汚損が進んだとしても、全ての
ホール素子の出力電圧が均一にその影響を受けるので、
それらの出力電圧から最大値を適正に選択し得る限りに
おいて測定精度を長期にわたって維持することができる
。しかも、ホール素子は可動接点を有しないことから、
それが、酸化、摩耗などによって機能を低下されるおそ
れは全くない。

加えて、ホール素子の温度変化、磁石とホール素子との
水平距離の変化などに対しては、全てのホール素子がと
もに等しい影響を受けるので、上述の場合と同様に、そ
れらのことによって測定精度が低下されることはない。

しかも、この装置では回路構成が極めて簡単になるので
、装置の小型化、ハイブリッドＩＣ化、カスタムＩＣ化
が可能となり、さらには、磁石およびホール素子はとも
に、耐熱性にすぐれたものが一般的であるので、装置全
体の耐熱性を高めることもできる。

（実施例） 以下にこの発明を図示例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、図中
１は、車両のサスペンションアームと車体との間に介装
されてそれらの各々に連結されるエアサスペンションを
示す。

このエアサスペンション１は、ショックアブソーバ２の
シリンダーロッド２ａに、アウターシェル３を気密に取
り付ける一方、ショックアブソーバ２のシリンダ２ｂに
、可撓性のエアスリーブ４を気密に連結し、そして、こ
のエアスリーブ４の他端部をアウターシェル３の下端部
に、これも気密゛に連結するとともに、ショックアブソ
ーバ２と、アウターシェル３と、エアスリーブ４とで区
画される空間内へ所要圧力の空気を封入してなる。

ここでこの例では、このエアサスペンション１内におい
て、サスペンションアームに連結される、ショックアブ
ソーバ２のシリンダ２ｂに、たとえば永久磁石５を固定
する一方、アウターシェル３の筒状部分３ａに、永久磁
石５と対向するセンサー６を固定する。ここにおけるこ
のセンサー６の、筒状部分３ａに対する取付高さおよび
その延在長さは、永久磁石５の取付高さ、シリンダ２ｂ
に対するアウターシェル３の相対変位量などとの関連の
下で、適宜に決定される。

なお、この発明におけるこのセンサー６は、上下方向に
延在する素子ホルダ６ａに、同一ゲインの複数個のホー
ル素子Ｈ１＋Ｈ２，・・・・・・１８２１を、等ピッチ
にて埋め込みもしくは貼着固定してなり、それぞれのホ
ール素子Ｈ１＋ＩＩ！＋・・・・・・、１１７は、後述
するようにして、最大値検出回路および比較回路に順次
に接続される。

ここで、永久磁石５の磁界強度は、それが、第２図に仮
想線で示すように、隣り合う二個のホール素子に、とも
に等しい出力電圧をもたらすそれらの中央位置に存在し
、しかも、それが、図に実線で示すように、センサー６
に対し、水平方向へ最も離間した状態において、電気回
路で十分に識別し得るレベルの出力電圧を両ホール素子
からを発生させ得る程度以上のものとし、また、その磁
石５の寸法とホール素子の配設ピッチとの関係は、磁石
５が、たとえば図に一点鎖線で示すように、ホール素子
■２と丁度対向したときに、その素子Ｈ１に隣接するホ
ール素子Ｈ１，Ｈ２の出力電圧が、ホール素子Ｈ２の出
力電圧に比し、十分に低くなるよう選択する。

第３図は、以上のように構成してなるセンサー６に対し
、永久磁石５が、上下方向に相対変位した場合の、それ
ぞれのホール素子Ｈ、、ＩＩ□、・・・、（１ｎの出力
電圧を示す線図であり、磁石５が、ホール素子１１１の
手前側の一２Δｘ、の位置からホール素子１（７に向け
て移動する際に、それがホール素子の配設ピッチΔｘＨ
と対応する距離だけ移動する度毎に、ホール素子Ｈ，，
Ｈ２，Ｈ，＋、・・・、ｈに順次に最大出力電圧が発生
することになる。なおこの図において、そこに実線で示
す電圧値は、第２図に仮想線および一点鎖線で示すよう
に、磁石５が、センサー６に、水平方向へ最も接近した
ときのものであり、また、破線で示す電圧値は、磁石５
が、第２図に実線で示すように、センサー６から最も離
れたときのものである。

またここにおいて、磁石５が、第２図に仮想線で示すよ
うに、二個のホール素子の中央に位置する場合、たとえ
ば、永久磁石５が、ホール素子Ｈ１ル素子１３．１１４
の中央に達した場合には、第３図に示すように、それら
の両ホール素子ＨＩ　Ｈａから最高出力電圧Ｖ′が発生
されることになる。

第４図は、それぞれのホール素子からの出力電圧の処理
系統を示すブロック線図であり、図中７は、各ホール素
子Ｈ，，Ｈｇ、・・・・・・＋８Ｍに微小電流を供給す
る、定電圧もしくは定電流、ここでは定電圧のホール素
子電源を示す。

この例では、それぞれのホール素子１１□Ｈ２，・・・
・・・、■、。

に、増幅器Ａ１１Ａｔ＋・・・・・・、八、をそれぞれ
接続することにより、各ホール素子の出力電圧を処理し
易い電圧レベルにまで高めた後、増幅されたそれぞれの
出力電圧を、一の最大値検出回路りへ入力するとともに
、それぞれの増幅器ＡＩ＋Ａ２＋・・・・・・＋Ａｎに
接続した各比例回路ＣＩ＋Ｃ２＋・・・・・・＋Ｃｎへ
それぞれ入力する。

ここで、最大値検出回路りでは、増幅されたそれぞれの
出力電圧の中から最大出力電圧を検出するとともに、そ
の最大出力電圧より幾分低い基準電圧を出力し、この基
準電圧をそれぞれの比較回路ＣＩ＋Ｃ！＋・・・・・・
＋ｃｎへ入力する。

なおここにおいて、基準電圧を、最大出力電圧より幾分
低い値に設定するのは、それぞれの増幅器ＡＩ＋＾２．
・・・・・・＋Ａｎを経た出力電圧が、各比較回路ＣＩ
＋　Ｃｔ　＋・・・・・・ＩｃＩＩへ入力されるまでの
間に、たとえば、ノイズの影響を受けて若干低い値とな
ることがあっても、比較回路ＣＩ＋Ｃ１＋・・・・・・
＋Ｃｒｔの常に安定した作動、いいかえれば、最大出力
電圧を発生しているホール素子の確実なる特定を担保す
るためである。従って、ここにおける基準電圧としては
、各比較回路ＣＩ＋Ｃ２＋・・・・・・Ｉｃ１１での後
述する判定精度を損なわない限りにおいて、最大出力電
圧から一定値を減算したもの、最大出力電圧に、１未満
の一定値を乗算したものなどを用いることができる。

そして、それぞれの比較回路Ｃ＋＋Ｃｚ＋・・・・・・
＋Ｃｎでは、増幅後のそれぞれのホール素子出力電圧が
、基準電圧より大きいか否かを判定し、それが基準電圧
より大きい場合にのみそこから車高判定信号を発生する
。

第５図は、永久磁石５を、ホール素子Ｈ＋と対応する位
置からホール素子Ｈ，，に向けて移動させた場合の判定
結果を示すチャートであり、磁石５が、ホール素子配設
ピッチの半分まで移動する間は、ホール素子Ｈ１と関連
する比較回路Ｃ１から、また、磁石５が、それに引き続
く−ビフチ分移動するまでの間は、ホール素子）１ｚと
関連する比較回路ｃ２から車高判定信号がそれぞれ発生
され、そして、その後に続く各ピッチの移動に際しては
、ホール素子Ｈ３＋ＦＩ＊＋・・・・・・＋Ｈｎから順
次に車高判定信号が発生される。

従ってここでは、どの比較回路から車高判定信号が発生
せられているかを検知することにて、最大出力電圧を発
生しているホール素子を特定することができ、そのホー
ル素子の位置を車高に換算することにより、十分な精度
にて車高測定を行うことができる。

なおここにおいて、磁石５が、二個のホール素子の中央
に位置するときには、それらの両ホール素子から最大出
力電圧が発生され、この結果として、二個の比較回路か
ら同時に車高判定信号が発せられることになるが、この
場合における車高は、両ホール素子の中央位置として判
定を行う。またここで、二個の比較回路から同時に車高
判定信号が発せられる車高領域は、磁石強度、寸法など
の設計その他に基づき、十分小さく収めることができる
ので、その車高領域が測定精度の低下をもたらすことは
ない。

以上この発明を図示例に基づいて説明したが、素子ホル
ダに同一ゲインのホール素子を不等ピッチにて配設した
場合、複数個のホール素子のゲインを所要に応じて変化
させた場合、たとえば−個おきに変化させた場合には、
第６図（ａ）、　（ｂｌに例示するように、それぞれの
ホール素子の電圧出力領域、いいかえれば、同一車高の
判定域を適宜に変更することができる。

第７図はこの発明の他の装置を例示するブロック線図で
あり、これは、八個のホール素子Ｈ１〜Ｉｌ。

に対し、三対の最大値検出回路Ｄ＋＋＋Ｄ＋ｚ：Ｄｚ＋
＋ＤｔｚおよびＤ３１＋ｋを用い、各対の検出回路を三
個の比較回路Ｃ＋ｏ＋Ｃｚ。＋Ｃ３゜にそれぞれ接続し
たものである。

ここでは、二個一対の検出回路ＤＩＩ＋　ｏ＋ｚに対し
ては、ホール素子■１〜Ｈ４を検出口・路り、に、また
ホール素子Ｈ６〜Ｈ６を検出回路ＤＩ！にそれぞれ接続
し、また、他の対の検出回路Ｄ２１＋　ｏ、□に対して
は、ホール素子Ｈ＋、Ｈｚ、Ｈｓ、ｌｌｂを検出回路Ｄ
ｔ、に、ホール素子Ｈｚ、Ｈ４，Ｈｔ、Ｉ１ｇを検出回
路Ｄｔｔにそれぞれ接続し、さらに、検出回路Ｄ３１＋
Ｄ２Ｚに対しては、ホール素子１１＋、）ｌｚ、Ｈｓ、
Ｈｙを検出回路［１１＋に、ホール素子Ｈｚ、Ｈ４，Ｈ
６，ｌｉｅを検出回路り。にそれぞれ接続することによ
り、それぞれの最大値検出回路で、そこへ入力されたホ
ール素子出力電圧の最大値を検出するとともに、その最
大出力電圧もしくは前述した例と同様の基準電圧をそこ
から出力させ、そして、各対の最大値検出回路に接続し
た各々の比較回路ＣＩ　Ｏ＋　ＣＺ。＋Ｃ３゜では、二
個で一対をなすいずれの検出回路から発せられている最
大出力電圧が大きいかを判定してこの判定結果をディジ
タル信号にて出力する。

ここでこの各々のディジタル信号は、たとえば、第７図
に示すそれぞれの比較回路Ｃ１゜＋Ｃ２Ｏ＋Ｃ３゜にお
いて、一方の端子ａに入力される電圧が、他方の端子す
に入力される電圧より大きい場合にのみＯＮ信号が発せ
られるよう設定した場合には、第８図に示す通りとなり
、これらのそれぞれのディジタル信号を、たとえば二進
法の級数とすることにより、最も大きい出力電圧を発生
しているホール素子を確実に検知することができる。

なおここにおいて、複数のディジタル信号が同時に立上
りおよび／または立下る場合には、ノイズの影響による
判定誤差が生じ易いことから、かかる場合には、いずれ
か一方の信号だけを切り換えることにより、ノイズの影
響を十分低く抑えることが可能となる。またここで、そ
れぞれの比較回路Ｃ２゜＋Ｃ１゜＋Ｃ２゜から発生され
るディジタル信号は、それぞれのホール素子に対する最
大値検出回路の接続方法を考えることにより、所要に応
じて適宜に変更することができる。

この例の装置によれば、前述した例に比し、出力信号線
を低減でき、簡単な回路で任意の符号化出力を得ること
ができる。

以上この発明を図示例に基づいて説明したが、永久磁石
を電磁石とすること、その磁石とセンサーとの取付位置
を逆にすることも可能であり、またそれらを、エアサス
ペンション以外の他の懸架装置に取り付けること、また
は懸架装置から独立させて車両のばね上側およびばね下
側に直接的に取り付けることもでき、この場合には測定
感度をホール素子配設ピッチの〃まで高めることができ
る。

（発明の効果） 従って、この発明によれば、磁石とホール素子とを用い
ることにより、汚れ、酸化、摩耗などの影響を受けるこ
とな（、高い測定精度を長期間にわたって維持すること
ができ、また、ここでは、それぞれのホール素子からの
出力電圧を相対的に比較することから、ホール素子の温
度変化、センサーと磁石との水平距離の変化などに起因
する影響を確実に消去することができる。

加えてここでは、電気回路の構成が極めて簡単になるこ
とから、装置の十分なる小型化を達成することができ、
さらには、磁石およびホール素子に個有の性質に基づき
、装置全体の耐熱性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は磁
石とセンサーとの相対関係を示す拡大路線図、 第３図は磁石の位置と、それぞれのホール素子の出力電
圧との関係を示すグラフ、 第４図はホール素子からの出力電圧の処理系統を示すブ
ロック線図、 第５図は磁石の位置と、車高判定信号の発生状況との関
係を示すチャート、 第６図は車高判定信号の他の発生状況を示すチャート、 第７図はこの発明の他の装置を例示するブロック線図、 第８図はディジタル信号の発生例を示すチャートである
。 ■・・・エアサスペンション ２・・・ショックアブソーバ ２ｂ・・・シリンダ　　　　３・・・アウターシェル３
ａ・・・筒状部分　　　　５・・・永久磁石６・・・セ
ンサー　　　　Ａ＋、ｌｈ、〜ｌＡｌ１・・・増幅器Ｃ
Ｉ＋ＣＺ＋〜＋Ｃｎ・・・比較回路 Ｄ＋ＤＩ　＋ｔＤ＋Ｚ＋Ｄｚ＋＋に＋に＋Ｉ）＋ｚ・・
”最大値検出回路Ｈｌ、　Ｈｚ、〜、Ｈ，１・・・ホー
ル素子特許　出願人　　株式会社　ブリデストン第１図 第２図 第４図 第５図 ”　　Ｈ２Ｈ３−−−−−−−−−−−−−−Ｈａ　　
（ｔ、−ｈＨ）第６図 （ａ） Ｈｊ　　　　　　Ｈ２Ｈ３Ｈ４Ｈタ　Ｈａ　　　　　　
Ｈ７（ホール業羊）第６図 （ｂ） Ｈｊ　　　　　Ｈｚ　　　　Ｈ３Ｈ４Ｈ６Ｈｓ　　　　
　Ｈ７（ポール素子ン第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両のばね上側もしくはばね下側のいずれか一方に
   取り付けた磁石と、この磁石の取付側とは反対の側に、
   上下方向へ間隔をおいて取り付けた複数個のホール素子
   と、それぞれのホール素子の出力電圧から最大出力電圧
   を検出する一方、その最大出力電圧より幾分低い基準電
   圧を出力する一の最大値検出回路と、それぞれのホール
   素子の出力電圧を前記基準電圧と比較し、基準電圧値以
   上の出力電圧に対して車高判定信号を発生するそれぞれ
   の比較回路とを具えてなる磁気式車高測定装置。 ２、車両のばね上下もしくはばね下側のいずれか一方に
   取り付けた磁石と、この磁石の取付側とは反対の側に、
   上下方向へ間隔をおいて取り付けた複数個のホール素子
   と、二個で一対をなすとともに、それぞれのホール素子
   に互いに相違する様式にて接続され、それぞれのホール
   素子の出力電圧から最大出力電圧を検出する一方、その
   最大出力電圧もしくはそれより幾分低い基準電圧を出力
   する複数対の最大値検出回路と、最大値検出回路の各対
   における最大出力電圧もしくは基準電圧を比較してその
   比較結果を出力するそれぞれの比較回路とを具えてなる
   磁気式車高測定装置。