JPH0368819A

JPH0368819A - 車輌の荷重測定装置

Info

Publication number: JPH0368819A
Application number: JP2198956A
Authority: JP
Inventors: John S Forrester; ジョン・スチュアート・フォレスター; Michael Appleyard; マイケル・アプルヤード
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1991-03-25
Also published as: US5127277A; DE69006791T2; EP0410709B1; DE69006791D1; EP0410709A1

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、例えば車輌の積極的懸架制御システムの作動
を開始するための入力信号を提供し、又はアンチロック
ブレーキシステムに適した車輌の制動システムの閾値を
変更するための入力信号を提供する、車輌の車輪にかか
る荷重の測定に関する。

裟」ピ月え逝殆どの公知の応用は、従来の荷重セル／応力ゲージ構成
を使用した商用車についての荷重監視方法に関する。そ
の他の構造においては、置換トランスジューサが採用さ
れ、車輌の荷重の測定として、車軸とシャシとの間の高
さを監視する。

公知の車輌荷重測定システムは通常は、直接測定が達成
可能なようには構成されていなかった。

そのため、そのようなシステムの精度はスプリングの比
率及び緩衝装置などの特性に影響されるこトカ多かった
。このことは、個々の車輌に従った較正手順が必要であ
ることを意味していたが、これは大規模自動車市場にお
いてはあまり実用的方γ去ではなかった。

明が解決しようとする課題ＤＯＳ　（西独特許出願公開〉第３７２ｆｉ１４６号明
細書は、車輌の緩衝装置又は懸架支柱に組み込まれた荷
重測定装置を開示している。ＤＯ５第３７２６１４６号
明細書に説明されている構造においては、荷重測定装置
はリング状構造であり、車輌のフレームと緩衝装置又は
支柱との間で、該装置の開口部を通過する従来の取付は
ボルトのような装置により、表面接触締め付けされてい
る。該装置は硬い円盤ワッシャと、第２の頑丈なプレー
トとを備え、それらの間に、圧電抵抗式の厚いフィルム
レジスタが配置されている。そのため、該装置が正確に
較正されることを保証するために、各ボルトには適当な
トルクがかかつていることが肝要である。それに加えて
、該装置の精度は、使用中に温度によるゆがみにより影
響される可能性がある。

課　を解決するための手段本発明によれば、車輌の緩衝装置又は懸架支柱に組み込
まれた荷重測定装置は、荷重測定信号を提供するために
、曲げモメントに反応する測定手段により測定可能な曲
げモメントの対象となるように、少なくとも１つのビー
ムを備えている。

該モメントは、前記荷重測定装置に関連する電子回路に
より処理可能な信号を発生する手段により、厚いフィル
ム（厚膜）技術の使用により監視可能である。

前記荷重測定装置は軸方向に隔置された対向する、前記
ユニットの一端に対するスラストベアリングと、コイル
懸架スプリングの隣接する端に対する当接部との両面の
間に介在するように取付は可能である。

代替的には、前記荷重測定装置はユニットの頂部に内蔵
装置として配置されている。

前記荷重測定装置がスラストベアリングと懸架スプリン
グに対する当接部との間に介在している場合、該装置は
少なくとも２つの部分からなり、それぞれがビームを備
え、各部の端が前記ベアリングと前記当接部の対向して
隔置された面から支持されている。

便利なことは該装置は環状のプレートを備え、該プレー
トが少なくとも３つの角度方向に隔置された対向する面
から支持され、前記位置のうちの１つの前記位置がほぼ
、前記プレートの対向する側面に対して一対の位置の間
にある円周方向の長さの中間点に配置されていることで
ある。

前記位置は、前記環状プレートと前記面との間において
協調するように、不連続な突起部を備えている。

前記突起部は前記面と係合するようにプレート自体から
突起しており、あるいは該突起部は一対の取り付は部材
により担持され、該取付は部材の間に前記プレートが保
合挟持されている。この後者の構造においては、前記プ
レート及び前記取付は部材は相互の相対的回転に抗する
ようにキー係止されている。

前記荷重測定装置がユニットの頂部に取り付けられた場
合、前記装置は荷重セルを備え、車輪にかかる荷重が直
接荷重セルにかかる。

前記荷重セルは、前記突起部の間に支持された中央ビー
ムを含むように取り付けられた円盤を備え、それにより
前記ビームが、前記突起部を介して伝達される車輌の荷
重が３点荷重の対象となって、前記ビーム内に曲げモメ
ントを生ずるようになされている。

圧電抵抗応力を検知する要素を、車輌の荷重のために前
記ビーム内に発生する応力を監視するために設けること
ができる。

本発明の荷重測定装置は緩衝ユニットあるいは懸架支柱
に、取付は中の追加の較正又は調整なしに容易に取り付
けることが可能であり、前記装置は前部又は後部の懸架
組立体のどちらでも使用可能である。

衷−皇一角添附の素面の第１図及び第２図に描かれた懸架ユニット
はスプリング／緩衝機組立体ｌを介し、次に車輌のボデ
ィ４に取り付けられたスラストベアリング２と弾性取付
は具３とを介して車輌の車輪上にかかる荷重を支持する
ように取り付けられている。荷重測定装置５は組立体１
のスプリング７の上部端用の当接部６と、ボディ４の重
量が前記懸架ユニットにより受けられるスラストベアリ
ング８との間に介在している。こうして車輪にかかる荷
重は直接装置５に作用する。装置５は軸方向に隔置され
た鋼鉄リング上の平坦かつ平行な面の間に介在し、ベア
リング８上の当接部６とｌＯとに係合している。

装置５の１つの構造は図面の第３図に詳細が示されてい
る。

描かれているように、装置５は環状の鋼鉄部材１５を備
え、鋼鉄部材１５には対向する両側面に３つの突起部１
６が設けられ、該突起部が角度方向に相互に均等に隔置
されて、部材１５の１側面から突起する該突起部１６は
部材１５の他の側面上の隣接する突起部から均等に周方
向に変位されている。荷重は、部材１５に発生するよう
に曲げそメントを生ずる突起部を介して部材１５へ伝達
される。

曲げモメントは厚いフィルム技術により監視され、電子
的信号処理回路が装置５の一部として１７に描かれてい
る。これは、部材１５と処理回路が同時にスクリーンプ
リントされ得るという利点を有し、それによりコンパク
トかつ費用効果のある組立体を装置５に提供する０次に
薄いネック１９が部材１５と前記回路との間に形成可能
で、これが第２図に示されているように、取付は要求に
適合する。

前記組立体は、ガラス／セラ稟ツタ材料からなる１表面
上にスクリーンプリントされ、前記鋼鉄上に加熱接着さ
れ、絶縁層とそれに続く導電トラックを提供し、次に部
材１５用の圧電抵抗素子２０、それから前記回路用の従
来の抵抗器２１を提供する。その表面全体は、端末とは
別に独立の構成要素が追加されるが、抵抗器２１及び導
電トラックに対する保護層を形成する上薬を伴なって、
最終的にスクリーンプリントされる。独立の構成要素と
小さい突起部１６とは次に装置５に追加されて完全な組
立体となる。最後に、特定の厚さのフィルム抵抗器が前
記回路上にレーザーによりトリムされ、所定の設計に適
合するように電子的出力と温度補正とを行う。

各１つおきの素子２０の３つがホイートストーン橋の１
つのアームを形成し、残りの３つの素子２０が該橋の他
のアームを形成する。該素子はすべて共通の部材１５上
に取り付けられるため、装置５は温度変化により生ずる
変形を自動的に補正し、車輪の荷重の変化による変形に
反応する。　装置５は前記ユニット内で技術処理されて
、スプリングの比率に関係なく、かつ緩衝装置の特性に
影響されることなく直接荷重を測定する。

装置５は所定の仕様による懸架ユニットの一対の組立体
として製造され、車輌に取り付けた後はそれ以上の較正
を必要としない。これは保守及び取り替え作業の問題を
も緩和する。

図面の第４図に示された修正例においては、環状鋼鉄部
材１５は平坦な形状であり、一対の重なるように取り付
けられる部材２２．２３の間に配置され、部材２２．２
３のそれぞれは、突起部１６と同様の方式で角度方向に
隔置された３つの突起部２４を備えている。しかしなが
らこの構造においては、突起部２４は、それぞれの面９
、ｌＯと係合するプレート２２．２３により、部材１５
の対向する面に係合する。

添附の図面の第５図ないし第７図に描かれている懸架ユ
ニットは、スプリング／緩衝組立体３１゜スラストベア
リング３２及び環状スペーサ３３、スペーサ３３の上端
にある溝内に取り付けられたスラストボタン３４、対向
してあけられた溝３６の基部を形成する面と当接するボ
タン３５を有する前記スペーサの上端にある対向してあ
けられた溝３６内に受領されるスラストボタン３５、荷
重セル３７、上部スラストボタン３９、荷重セル３７を
含む荷重セルハウジング４０．支柱の頂部取り付はプレ
ート４１、支柱頂部取付はラバー４２、及びその他車輌
ボディある部品を介して、車輌の前輪の荷重を支持する
。

荷重セル３７は、中央のカンチレバー式ビーム４７を形
成するため、同一の要項に延びる、一対の平行に機械加
工されたスロット４５．４６を有する円盤４４を備えて
なる。円盤４４は、ダボピン４９により相対的回転を止
めるようにハウジング内にキー締めされている。

スラストボタン３５及び３９は一対の突起部５０．５１
及び５２．５３により円盤４４の隣接する側面から隔置
されている。突起部５０．５１は相互に、スロット４５
及び４６の間にあり相互に平行なうイン上で隔置され、
突起部５２及び５３は、突起部５０．５１のラインに対
し直角な第２のラインの中央にあり、前記第２のライン
の対向する側面に配置された突起部５２及び５３に比較
して相対的に密着している。前記突起部の構成は３点荷
重ビームを形成し、車輌荷重は前記突起部を介して伝達
されて、ビーム４７内に発生するべき曲げモメントを生
ずる。

荷重セル３７を取り巻くハウジング４０内にある間隔４
８は適当な低係数のパテ剤で充填される。これは荷重セ
ル３７を適所に保持する。

ホイートストーン橋回路にプリントされた厚いフィルム
スクリーンは、第９図に描かれているように、荷重セル
３７に使用されて、車輌の荷重により前記ビーム内に発
生する応力を監視し、空間４８を充填するパテ剤もプリ
ント回路を保護するように作用する。特に、応力は圧電
応力感応素子６０．６１．６２．６３により監視され、
ここから導電トラックを介して信号が出力連結部６４．
６５．６６．６７に送信される。

この構成は同時に、レーザートリムされた平衡抵抗器に
より前記橋の平衡状態の便宜を提供する。これは、端末
パッド６８を、出力連結部６７から、端末パッド６９．
７０．７１へと、結線により、あるいは端末パッド６９
．７０．７１へのワイヤジャンパーのはんだ付けにより
達成される。

修正例においては、平衡抵抗器は不連続表面取付はタイ
プ（ｄｉｓｃｒｅｔ　５ｕｒｆａｃｅ　ｍｏｕｎｔ　ｔ
ｙｐｅ）が可能である。

平衡抵抗器はビーム４７内の低応力領域に位置決めされ
、こうして車輌の荷重によりビーム４７内に導かれる応
力により影響を受けない。前記平衡抵抗器は抵抗器６０
．６１．６２．６３と同一の温度係数の抵抗（ＴＣＲ）
を有し、組立体全体に対し改良された作動温度実行性を
与えることが好ましい。

第８図に示されている修正例においては、荷重セル３７
はほぼ矩形の素子からなる。

第１０図及び第１１図に描かれているように、上述の荷
重セルは又、後部懸架組立体にも使用可能である。

この構造においてはハウジング４０は、低部弾性取付は
ブロック７３と上部取付はブロック７４との間にある低
部橋にあるフランジにより締め付けられたカップ７２か
ら担持されている。

そのため第１０図及び第１１図に描かれている実施例は
第５図ないし第８図に描かれているそれと構造及び作動
が同一であり、対応する部品には対応する数字が使用さ
れている。

【図面の簡単な説明】

本発明のいくつかの実施例が添附の図面に描かれている
。第１図は車輌用の懸架支柱ユニットの上部端を示す断面
図、第２図は第１図に類似しているが、荷重測定装置の取付
けを示す図、第３図は第２図のユニット内に取り付けられた測定装置
の分解見取図、第４図はその他の測定装置の拡大見取図、第５図は車輌
の前輪用の懸架支柱ユニットの上部端を示す断面図、第６図は第５図の６−６の線に沿った断面図、第７図は
荷重セルの正面図、第８図は第７図に類似しているが、修正された荷重セル
の図、第９図は第５ないし８図のユニットの荷重セル用のプリ
ントされたホイートストーン電橋回路のスクリーンの図
、第１０図は車輌の後輪用のその他の懸架支柱ユニットの
上部端を通る断面図、第１１図は第１Ｏ図の荷重セルの正面図、１・・・スプ
リング／緩衝機紐立体、２・・・スラストベアリング、
３・・・弾性取付は部、４・・・車輌のボディ、５・・
・荷重測定装置、６・・・当接部、７・・・スプリング
、８・・・スラストベアリング、９・・・平行面、！０
・・・当接部、１５・・・環状鋼鉄部材、１６・・・突
起部、ｚ２．２３・・・取付は部材、ｚ４・・・突起部
、３１・・・スプリング／緩衝機紐立体、３２・・・ス
ラストベアリング、３３・・・環状スペーサ、３４．３
５・・・スラストボタン、３６・・・対向してあけられ
た溝、３７・・・荷重セル、３９・・・スラストボタン
、４０・・・荷重セルハウジング、４１・・・取付はプ
レート、４２・・・取付はラバー、４３・・・車輌のボ
ディ、４４・・・円盤、４５．４６・・・スロット、４
７・・・ビーム、４９・・・ダボピン、５０．５１，５
２．５３・・・突起部、６０．６１．６２．６３・・・
圧電抵抗器応力感応素子、６４．６５．６６．６７・・
・出力連結部、６８．６９．７０．７１・・・端末パッ
ド、７２・・・カップ、７３．７４・・・取付はブロッ
ク。茶算卑ＺＳ＄２図

Claims

【特許請求の範囲】１、車輌の緩衝ユニット又は懸架支柱ユニットに組み込
まれる荷重測定装置であって、荷重測定信号により測定
可能な曲げモメントのかかる少なくとも１つのビーム（
１５、４７）を備えてなる荷重測定装置。２、前記ユニットの一端に対するスラストベアリング（
２）の軸方向に隔置された対向面（９、１０）と、コイ
ル懸架スプリング（７）の隣接する端に対する当接部（
６）との間に配置された請求項１に記載の荷重測定装置
。３、環状プレート（１５）を備え、該プレートが少なく
とも３つの角度方向に隔置された位置で対向面から支持
され、前記プレートの１側面上の位置が、プレート（１
５）の対向側面に対する一対の位置の間にある周縁の長
さの中間点に配置されている請求項１に記載の荷重測定
装置。４、少なくとも２つの部分（１５、２２、２３）を有し
、各部分がビームを構成し、各部分の端がベアリング（
２）と当接部（６）隔置された対向面から支持される請
求項２又は３に記載の荷重測定装置。５、前記位置が、環状プレート（１５）とベアリング（
２）及び当接部（６）の面との間で協調する不連続の突
起部（１６、２４）を備えてなる請求項３に記載の荷重
測定装置。６、自給式組立体として前記ユニットの頂部に配置され
る請求項１に記載の荷重測定装置。７、車輪の荷重が直接作用する荷重セル（３７）を備え
てなる請求項６に記載の荷重測定装置。８、前記荷重セル（３７）が中央ビーム（４７）を含む
ように取り付けられた円盤（４４）を備え、ビーム（４
７）が、突起部（５０、５１、５２、５３）を介して伝
達される車輌の荷重を伴う３点荷重の対象となり、ビー
ム（４７）内に発生するべき曲げモメントを生ずるよう
になされた請求項７に記載の荷重測定装置。９、圧電抵抗応力感応素子（２０、６０、６１、６２、
６３）がホイートストーン橋内に配置され、車輌の荷重
によりビーム（１５、４７）内に発生する応力を監視す
る請求項１から８までのいずれかの項に記載の荷重測定
装置。