(57)【要約】  本発明は、自動車又は必要としている任意の種類の機械において使用されるショックアブソーバのための連続監視システムに関しており、これは、ショックアブソーバが通常の動作の間に評価されることを可能にする。これは本質的に、全ての必要な構成要素が、単一の回路１又はいくつかの集積化された相互接続回路にてショックアブソーバ自身に組み込まれていることによって特徴付けられ、これらには、ショックアブソーバの識別、特徴、及び自己診断の能力に関する必要な情報を車両の又は機械の様々な電子管理システムに提供する識別手段が設けられている。前述の回路構成要素は、加速度、圧力及び温度センサ２、信号調整及び処理回路３、ワイヤレス通信システム４、電力創出５及び貯蔵システム７及び管理エレクトロニクス６を含む。
2011500402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車又は必要としている任意の種類の機械において使用されるショックアブソーバの
ための連続監視システムであり、前記ショックアブソーバが通常動作の間に試験されるこ
とを可能にするものであり、全ての必要な構成要素が、単一の回路１又はいくつかの集積
化された相互接続回路にて前記ショックアブソーバ自身に組み込まれていて、これらには
、ショックアブソーバの識別、特徴、及び自己診断の能力に関する必要な情報を前記車両
又は機械の管理システムに提供する識別手段が設けられていることを特徴とする、システ
ム。
【請求項２】
前記集積回路１が、ＣＭＯＳ又はその他の類似のもののような低コストの集積回路技術
を使用して製造されることを特徴とする、請求項１に記載のショックアブソーバのための
連続監視システム。
【請求項３】
前述の回路構成要素が、センサ２、信号コンディショニング及び処理回路３、ワイヤレ
ス通信システム４、電力創出５及び貯蔵システム７及び管理エレクトロニクス６であるこ
とを特徴とする、請求項１に記載のショックアブソーバのための連続監視システム。
【請求項４】
前記電力創出５及び貯蔵システム７及び管理エレクトロニクス６が自律的であることが
できることを特徴とする、請求項３に記載のショックアブソーバのための連続監視システ
ム。
【請求項５】
前述のセンサが加速度、温度及び圧力を測定することを特徴とする、請求項１に記載の
ショックアブソーバのための連続監視システム。
【請求項６】
前記ショックアブソーバの前記車両又は機械との相互動作性が、
前記ショックアブソーバの状態を、前記ショックアブソーバに組み込まれている前記監
視システムそれ自身によって確認し、この情報が、有線又はワイヤレスである接続を介し
て前記車両の診断システムに送信されるか、
または、前記システムのセンサによって集められた情報を、受信されたデータから前記
ショックアブソーバの状態を計算することができる車両の処理ユニットに送るかする、
ことによって達成されることを特徴とする、請求項１に記載のショックアブソーバのため
の連続監視システム。
【請求項７】
各ショックアブソーバの本体（チャンバ部分）及びシャフト部分に取り付けられた２つ
の集積回路を含み、そのセンサは、各ショックアブソーバの温度及び加速度を測定するこ
とを可能にすることを特徴とする、請求項１に記載のショックアブソーバのための連続監
視システム。
【請求項８】
前記ショックアブソーバの前記本体の単一の点に取り付けられ、加速度、圧力、及び温
度の測定を可能にする単一の集積回路を含むことを特徴とする、請求項１に記載のショッ
クアブソーバのための連続監視システム。
【請求項９】
サスペンションシステムの方程式を周波数領域で解き、ばね下質量とばね上質量との間
の伝達可能率、伝達関数を、減衰係数、前記サスペンション及び前記ばね下質量のばね定
数の関数として計算し、前記伝達可能率が対象の周波数範囲で計算され、これが前記車両
又は機械の特性、前記ショックアブソーバの減衰係数の関数に従って変わり得ることを特
徴とする、請求項７に記載のショックアブソーバのための連続監視システム。
【請求項１０】
一つの集積回路のみを使用し、そのセンサが、前記ショックアブソーバがどのように取
り付けられているかに依存して、前記ショックアブソーバ又は貯留チャンバの流体／オイ
ル／空気／気体の膨張又は圧縮時の圧力、及び前記懸架質量又は前記未懸架質量の加速度
を測定し、前記ショックアブソーバの状態の計算が、周波数領域における圧力と加速度と
の間の相関を介して得られることを特徴とする、請求項８に記載のショックアブソーバの
ための連続監視システム。
【請求項１１】
流体／オイル温度が減衰特性に影響するパラメータであるので、計算された状態とのそ
の相関が、前記ショックアブソーバの状態がより正確に決定されることを可能にすること
を特徴とする、請求項１０に記載のショックアブソーバのための連続監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサを介したショックアブソーバ連続監視システムからなり、状態警報を
与えることができる。
【背景技術】
【０００２】
自動車のサスペンションは、快適さと車両の動的性能との間の受容可能な妥協を達成す
ることを目的として設計されている。
【０００３】
任意の他の機械的システムのように、サスペンションの構成要素、特にショックアブソ
ーバは、徐々に劣化していく。これは、その物理的設計のために、摩耗、漏出、及びショ
ックアブソーバの内部のオイルの質の劣化によって、大きく影響される。これは、車両の
快適さ及び安全性に負の影響を有するサスペンションをもたらす。
【０００４】
劣化したサスペンションは、タイヤと道路との間の接触量を低減することによって車両
の過度の振動をもたらし、これが結果として、快適さの低下、動的安全性の低減、及び低
下したブレーキ性能をもたらす。
【０００５】
現代の車両では、電子診断がますます重要な役割を果たしており、ショックアブソーバ
を特徴付ける能力は、欠陥を特定する際に基本であるだけではなく、最適なサスペンショ
ン性能を得るために、様々な異なる能動的安全システムを制御する戦略の最適化を得るこ
ともできる。
【０００６】
その特性を寿命の間にリアルタイムで評価することは、理想的には交換されるべきとき
に警告を発することを可能にし、これにより、より快適な且つより安全な運転を可能にす
る。
【０００７】
ショックアブソーバの状態は、通常は、２つの別個の方法を使用してチェックされる。
すなわち、車両上で行う試験、又はダイナモメータ試験である。ダイナモメータの使用は
、様々な周波数でショックアブソーバを加振し、これによりその特徴的な力／速度ダイア
グラムを得ることができるように、ショックアブソーバを車両から取り外すことを要する
。車両に取り付けられたショックアブソーバを使用して実行される試験は、付着力、すな
わちタイヤとプラットフォームとの間の接触力を測定するために、特にこの目的のために
製造されたプラットフォームテスタツールを使用して、サスペンションを全体的に加振す
ることを要する。その結果は、サスペンションシステム全体の状態についての良い指標で
ある。しかし、位相角の分析によってショックアブソーバの性能を評価することができる
ことを確かめたものはいるが、ショックアブソーバの状態についての良い指標ではない。
【０００８】
現状を評価することは、我々が、ショックアブソーバの条件のアセスメントのためのい
くつかの既知の方法を見出すことを可能にする。
【０００９】
文献US2006149494A1（WO2004048134A2）では、方法は、ショックアブソーバの端に接続
された加速度計とその加速度計に接続された外部処理ユニットとを使用した減衰係数の計
算を伴う。試験装置の一部である加速度計は、試験の間、車両に取り付けられる。特許さ
れたシステムは、ショックアブソーバが普通の動作の間に試験されることを許容しない。
【００１０】
文献EP18959A1では、使用される方法は、ホイールハブに取り付けられた加速度計の使
用を伴い、ショックアブソーバの伸長相及び圧縮相の間の減衰を比較し、時間領域分析を
実行することによって、ショックアブソーバの状態を決定する。提案されたシステムは、
ショックアブソーバが対象となる全てのタイプの特異点／欠陥のチェックを可能にする。
【００１１】
文献US2004217853A1及びEP1106397A2では、使用される方法は、タイヤに取り付けられ
たシステムを使用し、これは、タイヤの摩耗及び亀裂、そのバランス、及びショックアブ
ソーバの状態を決定するために、その圧力、ならびに半径方向及び横方向の加速度をモニ
タリングする。ショックアブソーバの状態は、タイヤの半径方向の加速度のＦＦＴを、新
しいショックアブソーバに対する事前試験の結果と比較することによって、決定される。
提案されたシステムは、ショックアブソーバの状態を効果的に決定しない。例えば、ショ
ックアブソーバが対象となる加振のタイプを考慮しない。
【００１２】
文献RU2284023C1では、使用される方法は、加速度計が車両のばね下及びばね上の質量
に取り付けられたシステムを伴う。サスペンションは、ホイールの共振周波数に近いか又
は等しい周波数で加振される。ショックアブソーバの状態がそれから、時間に対する加速
度比の平均分析を実行することによって決定される。車両及び機械の両方に対して外部で
あるので、提案されるシステムからは異なり、連続モニタリングもリアルタイムモニタリ
ングも実現しない。
【００１３】
文献US005525960Aに記述された方法は、タイヤ及びショックアブソーバの状態を決定す
るために、ショックアブソーバの可動部分の間の変位を測定する装置を使用する。提案さ
れたシステムは、ショックアブソーバが対象となる外部加振条件は考慮しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／１４９４９４号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１８９５９号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／２１７８５３号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第１１０６３９７号明細書
【特許文献５】ロシア特許第２２８４０２３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記に基づいて、使用の種類又は道路条件にかかわらず、ショックアブソーバの状態の
リアルタイムの徴候を運転者に提供することができるアプリケーションが必要とされてい
ることがわかる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、センサを介したショックアブソーバのための連続監視システムからなり、こ
れにより、状態警報を与えることができる。より具体的には、本発明は、自動車又は必要
としている任意の種類の機械において使用されるショックアブソーバのための連続監視シ
ステムを提供することを目的とし、これは、ショックアブソーバが通常の動作の間に評価
されることを可能にする。これは本質的に、全ての必要な構成要素が、単一の又はいくつ
かの接続された集積回路にてショックアブソーバ自身に組み込まれていることによって特
徴付けられ、これらには、識別、特徴、及び自己診断の能力に関する必要な情報を車両の
又は機械の管理システムに提供する識別手段が設けられている。
【００１７】
提案されるシステムは、非常に実現可能であり、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）の
使用によって低コストで大量製造を可能にする。ＭＥＭＳは、単一の集積回路に、すなわ
ちＣＭＯＳ技術を使用して、全ての必要な構成要素（センサ、信号調整回路、ワイヤレス
通信システム、電力創出システム及び管理エレクトロニクス）が含まれることを可能にす
る。
【００１８】
この新しいシステムは、自動車メーカーが、彼らの顧客に、自動車の安全性における重
要な構成要素を監視するための技術的に進んだ解決策を提供することを可能にする。した
がって、現在は類似の装置がないので、本システムは、ショックアブソーバの状態を連続
的に、あるいは、任意の車両診断／制御ユニットによって又は任意の自動車の診断装置に
よって要求されたときに、示す。このシステムの使用に対する一つの仮説的なシナリオは
、車両の使用のために運転者がエンジンを始動する準備ができたときにはいつでも、ショ
ックアブソーバの状態に関する警告アラートである。運転者は、ショックアブソーバの状
態について、視覚的、可聴的、又はその他の装置を介して警告されることができて、これ
は、本システムに専用であっても、あるいは車両の他の診断システムの一体化部分であっ
ても良い。
【００１９】
本システムの使用は、車両が正規の定期検査を受けるときや、ユーザがそれを自動車修
理工場（グラウンドプラットフォームテスタを使って大抵の試験が行われる場所であり、
ショックアブソーバの状態ではなく、サスペンション全体の状態を示すのみである）に持
っていこうと決めたときだけではなく、車両が通常の動作をしている間に、各ショックア
ブソーバの状態の評価を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】集積システム回路の可能な図である。
【図２】典型的なサスペンションショックアブソーバシステムに関与する変数の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の記述は添付の図面に基づいており、これらの図面は、いかなる方法でも限定され
るものではなく、以下のものを示す。
【００２２】
本発明は、センサを介したショックアブソーバ監視システムからなり、状態警報を与え
ることができる。提案されるシステムは、ショックアブソーバが取り付けられる車両又は
機械に属する電子管理システムの一部であり、これは、電気導体接続又はワイヤレス接続
を使用し得て、どちらにしても、車両の又は機械のデータ通信ネットワークの一部であっ
て、それ自身の電源回路を有する自律システムとしてショックアブソーバに埋め込まれて
もよく、あるいは、内部圧力プラグでショックアブソーバの外側に取り付けられてもよく
、それが取り付けられている車両又は機械の電源からエネルギーを得るか、又は、例えば
ショックアブソーバによって吸収されたエネルギーを使用して圧電変換器を通してそれ自
身の電力を創り出す。
【００２３】
本発明は、センサを介したショックアブソーバ連続監視システムからなり、状態警報を
与えることができる。
【００２４】
微小電気機械システム（Micro-Electro-Mechanical System:ＭＥＭＳ）の使用は、セン
サ、信号調整回路、ワイヤレス通信システム、エネルギーの獲得、電力及びシステム管理
エレクトロニクスのような全ての必要な構成要素が、図１に例示されるように、単一の集
積回路１に一体化されることを可能にする。
【００２５】
前述の集積回路１は、ＣＭＯＳ技術又はその他の類似の技術を使用して製造されること
ができる。
【００２６】
より具体的には、本発明は、ショックアブソーバに、加速度、圧力及び温度センサ２、
ならびに信号調整回路３、ワイヤレス通信システム４、パワー創出システム５及び管理エ
レクトロクス６及びエネルギー貯蔵ユニット７のための他の装置を含む集積回路１を取り
付けることからなる。図面から見ることができるように、単一の集積回路１に含まれるこ
れらの装置は、一方向又は双方向接続でお互いに接続される。
【００２７】
電力創出５及びエネルギー貯蔵システム７及び管理エレクトロニクス６は、自律システ
ムであり得る。
Ａ−電源の観点からの独立を要する場合には、車両の電力システムとは別個に、それ自身
の電源を有し得るか、又は、車両からエネルギーを適当な方法で獲得し得る。
Ｂ−計測、信号調整、処理及び伝送システム回路に関する製造、貯蔵及び制御システム回
路の物理的な独立を要する場合。計測、信号調整、処理及び伝送システムからは別個に電
力が創出されて蓄えられ管理される場合、前述の回路との外部接続がある。
【００２８】
他の構成もまた可能である。
【００２９】
本願の主題であるシステムは、２つの異なる実行モードを伴い、その両方が、ショック
アブソーバの状態を確かめることができる。
【００３０】
第１の実行モードは、各ショックアブソーバの本体（チャンバ部分）及びシャフト部分
に取り付けられた２つの集積回路の実装を含み、そのセンサは、温度及び加速度の測定を
可能にする。これにより、各ショックアブソーバの両部分の温度及び加速度の測定を可能
にし、それによって、センサをショックアブソーバの高圧チャンバに接続する必要を無く
し、エネルギー獲得技術を使用して電力創出を最適化することを可能にする。
【００３１】
提案された第２の構成は、ショックアブソーバの本体の単一の点に取り付けられた単一
の集積回路を適用することからなる。この回路は、ショックアブソーバがどのように組み
立てられているかに依存して、ばね下質量又はばね上質量の加速度、伸長（又は圧縮又は
貯留）チャンバのショックアブソーバの流体／オイル／空気／気体の圧力、及び流体／オ
イル温度を測定することができて、それによって、ショックアブソーバの状態を、圧力と
加速度との間の相関を決定することによって計算することを可能にする。この回路はまた
、圧力の読みが考慮されないならば、前者の実行モードで使用されることもできる。
【００３２】
サスペンションシステムの方程式を周波数領域で解くことは、ばね下質量とばね上質量
との間の伝達可能率（transmissibility）、伝達関数を、減衰係数、サスペンション及び
ばね下質量のばね定数の関数として計算することを可能にする。ここで、伝達可能率は対
象の周波数範囲で計算され、車両又は機械の特性、ショックアブソーバの減衰係数の関数
に従って変わり得る。
【００３３】
サスペンションの振る舞いの分析的研究のために、図２における簡単化された線形モデ
ルを考えると、各ホイールのサスペンションシステムは、ばねとショックアブソーバとが
並列で、ばね下質量とばね上質量とが接続されたモデルに簡単化される。
【００３４】
温度は減衰特性に直接に影響を与えるパラメータであるので、計算された伝達可能率と
のその相関は、ショックアブソーバの状態がより正確に決定されることを可能にする。
【００３５】
図２にダイアグラム的に表されているシステムに対する方程式、車両の１／４のばね／
質量系に対する方程式は、以下の通りである。
【数１】
2011500402.tif 000003
ここで、
ＭＳ−ばね上質量
ＭＵ−ばね下質量
ＫＳ−ばね定数
ＫＴ−タイヤ定数
ＣＳ−減衰係数
ｘ０−加振
ｘ１−ホイールの変位
ｘ２−車両本体の変位
【００３６】
伝達可能率、現存する接続を介して伝達される加速度の振幅と加振加速度の振幅との間
の比は、ショックアブソーバの減衰定数のアセスメントを可能にする。
【００３７】
周波数領域における伝達可能率の方程式は、以下の通りである。
【数２】
2011500402.tif 000004
【００３８】
質量・ばね系に対する提示された方程式の系を解くことで、伝達可能率をパラメータＣ
ｓ、Ｋｓ及びＭｓの関数として計算することができる。加振が最大になる周波数範囲にお
いて、伝達可能率は、大半の部分に対して、Ｃｓの値によって決定される。
【００３９】
これより、伝達可能率の実用的な測定は、ショックアブソーバの減衰係数に関する結論
を導き出すことを可能にする。なぜなら、これは、ショックアブソーバの状態の直接的な
指標であるからである。
【００４０】
車両又は機械の電子部品との相互動作性を増すために、システムには、識別、特性、及
び自律のための能力に関する必要な情報を車両又は機械の異なる管理システムに伝えるこ
とができる電子データシート識別が与えられる。ショックアブソーバの車両又は機械との
相互動作性は、２つの方法で達成され得る。
１．車両の処理システムに伝達された情報を使って、ショックアブソーバに埋め込まれた
監視システム自身を通してショックアブソーバの状態を決定することによって（有線又は
ワイヤレス接続）。
２．システムのセンサによって集められた情報を、データが処理されてショックアブソー
バの状態が評価される車両の電子処理ユニットに送ることによって。
【符号の説明】
【００４１】
１  集積回路、２  加速度，圧力及び温度センサ、３  信号調整回路、４  ワイヤレス
通信システム、５  電力創出システム、６  管理エレクトロニクス、７  エネルギー貯蔵
ユニット。
【図１】
2011500402.tif 000005
【図２】
2011500402.tif 000006
【国際調査報告】
2011500402.tif 000007
2011500402.tif 000008
2011500402.tif 000009