(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤまたはホイール部品に作用する力を、上下方向に正確な測定をする。【解決手段】車両ホイールに作用した力による変形量をサスペンション制御装置の固定部材を設け、これに連結した少なくとも１つの変形センサにより変形量を計測する。作用した力を変形量に基づいて演算するための演算手段により、上下方向の力を間接的に導出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両ホイール用のサスペンション制御装置であって、ホイールに対して作用する力を測定する装置は、前記作用した力による制御装置の固定部材の変形量を測定するために、固定部材に連結された少なくとも１つの変形センサと、前記作用した力を前記変形量に基づき演算するための演算手段とからなる制御装置。
【請求項２】
測定装置はホイールに作用する上下方向の力を測定するために構成される請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
車両のシャーシに固定された固定トップレース、サスペンションスプリングに固定された回転ボトムレース、およびこれらレース間に配置された回転体から構成されるローラベアリングからなる請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
トップレースに連結され、シャーシに連結するためのトップカップ、およびボトムレースに連結されたボトムカップからなる請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
変形センサはトップカップに連結される請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
変形センサはトップレースに連結される請求項３又は４に記載の制御装置。
【請求項７】
ボトムカップおよびトップカップは静的封止手段を形成するための延長部からなる請求項４乃至６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
変形センサは圧電抵抗部に基づく歪みゲージ、表面弾性波センサおよび磁場センサのうちの少なくとも１つである請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のホイール用サスペンション制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の制御装置は、通常、車両のシャーシに固定される固定部材およびサスペンションスプリングに対して回転するように取り付けられる回転部材からなる。
【０００３】
特に、制御装置は、固定トップレース、回転ボトムレースおよび両レース間に配置された回転体を有するベアリングからなる。
したがって、制御装置は、サスペンションおよびサスペンションに取り付けられたスプリングによって、ホイールを車両のシャーシに連結することにより、ホイールが自由に角度をつけて動き、走行状態（加速、減速、路面の状態、コーナリング等）によって多軸方向に作用する力に耐えられるようにする。
【０００４】
ホイールに作用する上下方向の力は、車両のシャーシに伝達される。この力の一部はサスペンション制御装置を介してシャーシに伝達されるため、同装置の部品を変形させる。
さらに、例えば、安全性、走行の快適性（特にサスペンション制御）または燃費効率を対象とした車両に関する一定数の電子補助システムの要件によって、ホイールに作用する力を測定することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
路面によって車両に作用する力を直接測定する方法は周知であり、タイヤもしくはホイール部品のいずれかにおいて測定される。しかしながら、これらの測定方法には一定の制約がある。
【０００６】
回転要素であるタイヤについて測定される場合、固定された基準座標系において信号を送り、そこから力係数を導き出す際に問題が生じる。信号数が多く、また補助システムを制御するためには、同時に複数を分析しなければならないため、これは重要な問題である。
【０００７】
ホイール部品の測定に関しては、３方向それぞれの力係数を導き出すために、信号の分析において重要な問題が生じる。これは、ホイールの底部に対して横方向の力が作用して、ホイールの径方向に延びるレバーアームにより、ベアリングにおいて傾斜モーメントを生じるためである。横方向の力の効果は、上下方向の力の効果に優っており、この上下方向の力の正確な測定を困難にする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の問題を解決すべく、本発明は、車両のサスペンション制御装置において、車両のホイールに作用する上下方向の力を測定することを提案し、これは、同上下方向の力によって生じる制御装置の固定部材の変形量を継続的に測定することにより、間接的に測定を行うものである。
【０００９】
本発明は、車両ホイールに作用する力を測定する装置からなるホイール用のサスペンション制御装置を提案し、同測定装置は作用した力により生じた同制御装置の固定部材の変形量を測定するために固定部材に連結された少なくとも１つの変形センサ、および作用した力を変形量に基づいて演算するための演算手段からなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
一実施形態によれば、装置はホイールに作用する上下方向の力を測定するように構成される。
【００１１】
本発明の他の目的および効果は、添付した図面と共に以下に述べる。図１および図２は、制御装置の長手方向部分における部分断面図を示し、変形センサは、トップカップおよびトップレースにそれぞれ連結される。
【００１２】
図面に関して、サスペンション制御装置は、車両のシャーシ２に固定された固定トップレース１、サスペンションスプリング４に回転するように取り付けられた回転ボトムレース３、および軸の周囲を同軸に対してレースが相対的に回転するようにレース間に配置された回転体５によって構成されるローラベアリングからなる車両ホイール用として記載される。
【００１３】
その他の記載において、「上部」および「底部」は、図面に示されるようにサスペンション制御装置における上方および下方の位置を示し、「内側」および「外側」は、回転軸から近いもしくは遠い位置をそれぞれ示している。さらに、「上下方向」即ち「軸方向」および「横方向」即ち「半径方向」は、回転軸に対して、それぞれ平行面および直交面を示す。
【００１４】
記載された実施形態において、サスペンション制御装置は、トップレース１およびシャーシ２に連結されたトップカップ６、およびボトムレース３に連結されたボトムカップ７からなる。
【００１５】
ボトムカップ７は、スプリング４の端部が近接するハウジング８からなるほぼ環状部材によって形成され、ボトムカップ７上において同ボトムカップに対して相対的に回転する固定部材を構成する。ボトムカップ７は、例えば、ポリアミド６．６タイプなどの熱可塑性材料から成形される。
【００１６】
トップカップ６は、ほぼ環状部材によって形成され、同環状部材は成形されたゴムから環状強化挿入部６ａ上に形成される。同カップ６は、サスペンションダンパーのロッドの端部を収容するために構成されたボア６ｂからなる。
【００１７】
挿入部６ａは、外側から内側に互いに連結する軸方向リング６ｃ、ラジアルリング状部６ｄ、および同ラジアルリング状部６ｄの外縁部から軸方向下向きに延びる筒状スカート６ｅからなる。同筒状スカート６ｅは、緩衝部材９に取り付けられた挿入部１０によって、同緩衝部材９に近接する径方向に折り曲げられて環状をなす曲折部６ｅ’からなる。
【００１８】
緩衝部材９は、軸方向環状部分および半径部分の外縁部から軸方向下向きに延びる筒状スカートからなる。
ベアリングのレース１，３は、それぞれ圧縮されたシート状の金属環からなり、同環は、例えば圧接されて、カップ６，７に連結され、同レースは互いに対向して配置されたレースウェイ１１からなり、実施形態においては球状をなす回転体５を収納する。特に、カップ６，７および連結されたレース１，３の配置は、相対する径方向の力によって、レース１，３をカップ６，７上に確実に固定するように決められる。
【００１９】
本発明は、フィルタブロックがトップカップ６に結合された「第三世代」タイプのサスペンション制御装置に関するが、当業者によって、他の世代の構成を有するサスペンション制御装置に置き換えることは可能である。すなわち、サスペンション制御装置の様々な機能を有する部材の構成を変えることは可能である。さらに、本発明は、ローラベアリングを有しないタイプのサスペンション制御装置、例えば、平面ベアリング型、もしくは捻りにより変形可能なエラストマー部材からなる装置に変更してもよく、そのような装置は通常固定部材からなる。これは、本発明が、サスペンション制御装置とホイールに作用する上下もしくは軸方向の力を測定するための装置の一体化に関するものであるためである。
【００２０】
測定装置は、ホイールに作用する力により生じる固定部材の変形量を測定するために、制御装置の固定部材１，６に連結された少なくとも１つの変形センサ１２、および作用した力を変形量に基づいて演算するための演算手段からなる。
【００２１】
特に、変形センサ、即ちセンサ１２は、例えば圧電抵抗部に基づく歪ゲージ、表面弾性波センサや磁気抵抗器、ジャイアント磁気抵抗器、ホール効果磁気抵抗器もしくはトンネル効果磁気抵抗器等のセンサから選択してもよい。
【００２２】
本発明によれば、制御装置により、車両のシャーシ２に連結されたホイールに作用する力、特に上下方向の力を測定することは可能である。
これは、シャーシ２を介してホイールに作用する力、もしくは反対にホイールからシャーシ２に作用する力は、特に走行条件により、制御装置の固定部材１，６を変形させるためである。
【００２３】
作用した力によって、固定部材１，６の変形による作用の原理を測定することは可能であり、例えば、理論もしくは初期測定、および演算手段において同原理を使用して、測定された変形量を特に上下方向に受けた力に関連づけることは可能である。
【００２４】
図１および図２において、ボトムレース３は、内側から外側に連結されたラジアルリング１３、レースウェイ１１を有し、径方向部分１５および軸方向部分１６からなる環を有する。リング１３は、径方向部分１５に対して軸方向上方に偏移される。ボトムカップ７は、上面部においてリング１３，１５に収納される筒状突起部分７ａ，７ｂからなり、ボトムレース３をカップ７に確実に連結する。さらに、ボトムカップ７は、底面部においてハウジング８の軸方向に屹立する壁部を形成する筒状突起部分７ｃからなり、同壁部はボトムカップ７の本体の底面によって形成される。
【００２５】
トップレース１は、内側から外側に連結された軸方向に延びるリング１７、ラジアルリング１８およびレースウェイ１１からなる。
図１において、変形センサ１２は、作用した力により弾性的に変形するように、例えば鋼鉄により成形された材料からなるトップカップ６に連結される。
【００２６】
センサ１２は、全部で３箇所にあり、プレート１９を形成する誘電体からなり、同プレートには、ゲージ、即ち受感要素が接着剤により接合され、もしくはスクリーン印刷あるいは同等の方法により形成される。プレート１９が連結されたカップ６部分の変形量を測定するために、プレート１９はカップ６に、例えば接着剤による接合もしくは溶接により堅く固定される。さらに、プレート１９上にゲージ、即ち受感要素が、伸長および捻りによる変形量を測定するために配置される。
【００２７】
図１の実施形態において、異なる３平面において変形量を測定し、力を測定する精度を向上させる。このため、各プレート１９は、カップ６内に構成されたハウジング２０内において、軸方向リング６ｃの外表面上、ラジアルリング状部６ｄの上表面上、およびスカート６ｅの外表面上にそれぞれ連結される。さらに、プレート１９は、ローラベアリングに近接して配置される。
【００２８】
この実施形態において、特に曲折部６ｅ’と緩衝部材９との間を接触させて、作用した力を挿入部６に伝達し、挿入部６上に選択的に変形領域を形成し、同挿入部において有効に測定することができる。
【００２９】
図２において、変形センサ１２は、作用する力により弾性的に変形するように、例えば鋼鉄により成形された材料からなる上部リング１に連結される。
センサ１２は、全部で２箇所にあり、図１における構成と類似する構成を有し、プレート１９はレース１に、例えば接着剤による接合もしくは溶接により堅く固定される。
【００３０】
図２の実施形態において、異なる２平面において変形量を測定し、作用する力を測定する精度を向上させる。このため、各プレート１９は、カップ６内に構成されたハウジング２０内において、リング１７の外表面上およびラジアルリング１８の上表面上にそれぞれ連結される。
【００３１】
ローラベアリング上に生じた応力、および特に上下方向の力によるボトムレース３の回転は、トップレース１上に選択的に変形領域を形成し、同レース上において有効に測定を行うことができる。
【００３２】
実施形態において、ボトムカップ７の端部７ｄ，６ｆおよびトップカップ６は、測定装置を固定し密閉する手段を形成するために構成された配置を有する。これは、外部の汚染物質の侵入を防止し、特にセンサ１２を汚染物質から保護するためである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】制御装置の長手方向における一部分を示す断面図。
【図２】制御装置の長手方向における一部分を示す断面図。
【図１】
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【図２】
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