JPH02234829A - サスペンション装置 - 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］ 本発明は、左右輪のサスペンション構成部材を、中間部
の左右二点で車体に支持される共通の弾性部材で構成す
るとともに、未知の荷重を弾性部材に負荷する荷重付与
手段を設けて成るサスペンションに関し、少なくとも五
箇所の歪から弾性部材の劣化或いは破損を検知するよう
にしたものである。

［従来の技術］ 本出願人は特願昭６３−９４０７４号において、左右の
サスペンション共通部品を構成する中間部の左右二点で
車体に支持される弾性部材に歪検出手段を設け、その弾
性部材の歪に基づく応力の変化を求めることて、サスペ
ンションに加わる荷重或いは車高等を検知することを提
案した。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、車両の運動状態やサスペンションの制御の観
点からは、前記弾性部材の経年的劣化や何らかの外力に
よる破損等を検知することができれば、その対処の面で
有益となる。

そこで本発明の目的は、左右輪のサスペンション構成部
材を構成する共通部品であって、中間部の左右二点で車
体に支持され、且つ荷重付与手段により未知の荷重を負
荷される弾性部材の劣化或いは破損を少なくとも五箇所
での歪を基に検知てきるようにしたサスペンション装置
を提供することにある． ［課題を解決するための手段］ 以上の課題を達成すべく本発明は、左右輪のサスペンシ
ョン構成部材を共通の弾性部材で構成し、該弾性部材を
中間部の左右二点で車体に支持し、前記弾性部材に未知
の荷重を負荷する荷重付与手段を設け、前記弾性部材の
歪を検出する少なくとも五個の歪検出手段を設けるとと
もに、前記歪に基づいて、前記弾性部材の劣化或いは破
損を検知することを特徴とする． 具体的には、前記歪検出手段は、前記弾性部材の前記左
右の車体支持点の両外側領域に各一個づつ設けられ、且
つ前記車体支持点間の内側領域に三個設けられている。

更に具体的には、前記歪検出手段の少なくとも一個は前
記弾性部材の他の歪検出手段の位置と劣化速度の異なる
部位もしくは破損の可能性が考えられる部位に設けられ
ている。

そしてある点における前記歪の実測値から推定される他
の点における歪の理論値と、当該他の点における前記歪
の実測値とを比較する。

尚、前記歪の前記理論値は、データマップ処理或いは演
算処理の何れかにより求める。

［作用］ 荷重付与手段により未知の荷重を負荷される弾性部材で
あって、少なくとも五個の歪検出手段から得られる弾性
部材の五箇所以上での各歪に基づき、即ちある点におけ
る歪の実測値から推定される他の点における歪の理論値
と当該他の点における歪の実測値との比較によウて、弾
性部材の劣化或いは破損が検知される。

そして歪検出手段を、弾性部材の車体支持点の左右両外
側領域に夫々一個づつと内側領域に三個設けておけば、
劣化或いは破損の領域もわかる。

この場合、少なくとも一個の歪検出手段を弾性部材の他
の歪検出手段の位置と劣化速度の異なる部位もしくは破
損の可能性が考えられる部位に設けておくと、劣化或い
は破損の検知が効果的に行える． また歪の理論値は、データマップ処理や演算処理により
求められる。

［実施例］ 以下に添付図面を基に実施例を説明する。

第１図及び第２図において、左右に夫々示される各部材
につき、１は車輪、２は車軸、３はナックル、４はアッ
パーアーム、５はロアーアーム、６は車体、７は本発明
が適用される弾性部材てある。

つまり弾性部材７は車幅方向に長尺で，上下方向に対し
弾性力を有する横置リーフスプリングであり、このリー
フスプリング７は中間部の左右に離れた二箇所において
、車体６に対し夫々の支持部材８．８を介して回動可能
及び摺動可能に支持されている． そして第１図の例では左右の各ロアーアーム５．５の中
間部にリーフスプリング７の端部が夫々回動可能に連結
されており、またロアーアーム５を有しない第２図の例
では左右の各ナックル３．３の下部にリーフスプリング
７の端部か夫々回動可能に連結されている。

このように車体６に対し中間部で二点支持される長尺な
横置リーフスプリング７によって左右を連繋したサスペ
ンションによれば、共通のリーフスプリング７によって
左右の両車輪１．１側が常時下方に付勢されるため、コ
イルスプリングを不要としたショックアブソーバ単体の
緩衝器を採用できるとともに、車体６とリーフスプリン
グ７との間の一部もしくはある範囲に任意の荷重付与手
段（アクチュエータ）を設けて車高調整機能の付加にも
容易に対応でき、更にはりーフスプリング７自体による
スタビライザ機能も得ることがてきる。

また図示の如くリーフスプリング７の車体支持点間の内
側領域に、例えば符号Ｗで示される未知の分布荷重を負
荷する荷重付与手段を設けて車高調整用アクチュエータ
の左右共用化を図ることも可能である。

以上のサスペンションにおいて、図示のように未知の荷
重Ｗを負荷する図示しない車高調整用の荷重付与手段を
設けるとともに、例えば横霞リーフスプリング７の異な
る位置、即ち左右夫々（支持部材８の各外側領域）に一
個づつと、中間部（両支持部材８，８間の内側領域）に
三個との計五個の歪検出手段９ｔ．　．　９ＬＭ，　９
ｖ　．　９ＲＭ，　９Ｒを設ける。特に一組の歪検出手
段９Ｌ，９．・・・（或いは、９Ｒ，９う・・・）は劣
化速度の異なる部位に設けている。尚、少なくとも一個
は外乱による破損の可能性が考えられる部位（例えば支
持部材８の外側領域等）に設けておく。破損しやすい部
位としては飛び石等による車輪の近くが考えられ、また
劣化しやすい部位としては支点付近か考えられる。

ここで、歪検出手段９はリーフスブリンク７の撓みによ
る歪量の変化を検出できる歪ゲージ等による簡単な構成
のものても良い。

次に以上の横置リーフスプリング７の劣化或いは破損の
検知につき説明するか、経年劣化も破損と同様にして検
知できるので、ここでは破損検知について述べる。

先ず第３図に破線て示される荷重付与手段によ？荷重負
荷のない状態から、実線で示されるように荷重付与手段
による荷重Ｗが負荷された状態て横置リーフスプリング
７が破損していない時は、走行状態に関係なく、各歪検
出千段９Ｌ　ｒ　９　ＬＭ＋９Ｍ，９■＋９Ｒにより検
出される夫々の歪値をｅＬ＋　εＬＭ＋　ε、，ε．，
ε８とすると、未知の負荷荷重Ｗとの間では次式のよう
な関係か成り立つ． Ｗ　＝ｋ　１　εう　＋ｋ２　εＬう＋ｋ３　ε■＋ｋ
４・・・（１）但し、ｋ＋　．ｋｚ　．ｋ３は歪検出位
置と負荷荷重位置（範囲）で決まる係数、ｋ４は補正項
（実際のリーフスプリングでは梁の理論にそぐわない部
分があることによる） つまり未知の負荷荷重Ｗは車体支持点間の内側領域三箇
所の各歪値εＬＭ＋　＠　’Ｍ　＋　　ε１より求める
ことができる。

また下式も同様に成り立つ。

ｅ，＝ｋ，εＬ．＋ｋｓ　＠＊　＋ｋ，Ｗ＋ｋａ・・・
（２）但し、ｋｓ，ｋａは歪検出位置で決まる係数、ｋ
７は負荷荷重位置く範囲）で決まる係数、ｋ８？補正項 今、仮りに第４図の■点で破損したとすると、実線で示
される破損箇所近傍の歪値は大きく変化する（εＬ１→
εＬ２）．これはヤング率の低下（場合によっては断面
係数の低下）のためであり、車体は左側へ傾く（■点は
車体左側とする）．そうすると、右車輪に荷重を受け、
（Ｒ■→εＲ２と多少変化する。しかし左右の支点間の
内側領域においては，リーフスプリング７の形状変形は
あるが、どこか一点に応力集中することもないため、夫
々の点の歪値は少しづつ変化する（εＬＭＩ→εＬＭ２
ε■→εＭ！＋　＠ＲＩ＋ｊｌ→εＲＭ２　）が、前記
（１）式より求めたＷは破損前と殆ど変わりがない。

よってこのＷの値を用いて前記（２）式より支点間内側
領域中央の歪の理論値εＭ２を推定すると、？あり，実
測値ｑイ２との差をＥＭ２とおくと、Ｅ２■＝Ｉ　＠’
Ｍ２−ε２■１　　　　　　　　・・・（４）と表すこ
とかできる。

このＥエ２がある値を越えるとリーフスプリング７が破
損したと判断することで、破損の検知か可？となる． 第５図は支点間内側領域の■点が破損した場合であり、
この時は破損近傍の歪値は大きく変化し（εＬＭＩ→ε
ＬＭ３　）　ｔ前記（１）式より求めたＷの値は実際の
ものと大きくずれる。支点外側領域は殆ど変化しない（
＠■→εＬ３＋　εＲ１→ε，Ｉ３）が，前記（２）式
より同様に内側領域中央の歪の理論値ε゛０を推定する
と、 であり、実測値ε。どの差をＥＭ３とおくと、Ｅ１＝１
εＭ３−εＩ＋１３１　　　　　　　　　・−（６）と
表すことかでき、外側領域破損時と同様にＥ，．３は大
きくなる． 以上のように外側二箇所と内側三箇所の歪から前記（１
）　．　（２）式を用いて内側一箇所（実施例では中央
付近）の歪を推定し、実測値と比較して、その差がある
値以上の場合にリーフスプリング７のどこかの領域（前
記■，■点以外でも）が破損したと判断できる。

尚、他の部位の歪理論値ε゛，，εＲ　＋　”ＬＭ＋ε
゛、・・・についても逐一推定しておき、各々の実測値
との差ＥＬ　Ｉ　Ｅ＊　ｌ　ＥＬＭＩ　ＥＲＭ・・・を
比較することは勿論である． また劣化（疲労）も同様に検知できる。

そして歪検出手段の数を更に増やしたり、その位置（劣
化速度の異なる部位や破損の可能性が考えられる部位）
を適切に選択することて、破損・劣化検知の精度レベル
を上げられることかわかる。

以上において、実車ではコンピュータを用い、各箇所に
おける歪の理論値をメモリーされたデータマップ処理や
演算処理により求め、歪の理論値と実測値との比較の差
そのものの大きさや、所定の値を越えた差か出現する回
数や時間が劣化や破損であると判断されるに従い、劣化
或いは破損として警報等を出す． 第６図はその判断例を表すもので、前記（４）式の場合
を示しており、所定値αを所定時間以上連続して越える
場合や単位時間当たり所定回数越える場合（図示では４
回を例示）にリーフスプリング７の劣化か進み、或いは
破損が生じたと判断する。

このような判断の仕方によりサスペンションの劣化・破
損に対して適切な対処をすることが可能となり、車両の
安全性が維持できる。

ここで、所定値や時間及び回数については、テスト結果
等に従い最も適切なものに設定する。

以上のようにして特にリーフスプリング７の歪を常時監
視し，その劣化や破損を検知することによって、警報を
出したり、駆動や車速の規制を行い、また制動を行い、
更には車高や姿勢の制御、ショックアブソーバの制御及
び操舵の制御を行う等，車両の運動状態やサスペンショ
ンの制御にも有効に利用されることとなる。

尚，サスペンション形式については、実施例のダブルウ
ィッシュボーン型に限らず、ストラット型等でも良い． ［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、左右輪のサスペンション
構成部材を、中間部の左右二点て車体に支持される共通
の弾性部材で構成し、且つ未知の荷重を弾性部材に負荷
する荷重付与手段を設けたサスペンションにおいて、少
なくとも五個の歪検出手段から得られる弾性部材の五箇
所以上ての各歪に基づいて、即ちある点における歪の実
測値から推定される他の点における歪の理論値と当該他
の点における実測値との比較によって、弾性部材の劣化
或いは破損を検知することかできる。

従って車両の運動状態やサスペンションの制御にも有効
に利用することがてきる． そして歪検出手段を、弾性部材の車体支持点の左右両外
側領域に夫々一個づつと内側領域に三個設けておくこと
によって、劣化・破損の領域もわかるものとなる。

また少なくとも一個の歪検出手段を弾性部材の他の歪検
出手段の位置と劣化速度の異なる部位もしくは破損の可
能性が考えられる部位に設けておくことで、劣化・破損
検知を効果的に行うことかできる．

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の適用例を示すサスペンション
構造別の各簡略正面図、第３図は破損が生じた一例を示
す第２図に基づく簡略正面図、第４図は外側債域破損の
場合の歪状態図、第５図は内側領域破損の場合の歪状態
図、第６図は劣化や破損の判断例を表す時間と歪の理論
値と実測値の比較差の関係を示す図である。 尚、図面中，１は車輪、７は弾性部材、９は歪検出千段
てある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、左右輪のサスペンション構成部材を共通の弾性部材
   で構成し、 該弾性部材を中間部の左右二点で車体に支持し、 前記弾性部材に未知の荷重を負荷する荷重付与手段を設
   け、 前記弾性部材の歪を検出する少なくとも五個の歪検出手
   段を設けるとともに、 前記歪に基づいて、前記弾性部材の劣化或いは破損を検
   知することを特徴とするサスペンション装置。 ２、前記歪検出手段は、前記弾性部材の前記左右の車体
   支持点の両外側領域に各一個づつ設けられ、且つ前記車
   体支持点間の内側領域に三個設けられることを特徴とす
   る請求項１記載のサスペンション装置。 ３、前記歪検出手段の少なくとも一個は前記弾性部材の
   他の歪検出手段の位置と劣化速度の異なる部位もしくは
   破損の可能性が考えられる部位に設けられることを特徴
   とする請求項１記載のサスペンション装置。 ４、ある点における前記歪の実測値から推定される他の
   点における歪の理論値と、当該他の点における前記歪の
   実測値とを比較することを特徴とする請求項１、請求項
   ２または請求項３記載のサスペンション装置。 ５、前記歪の前記理論値は、データマップ処理或いは演
   算処理の何れかにより求めることを特徴とする請求項４
   記載のサスペンション装置。