JP2020511628A - シャシ部材における過負荷検出部 - Google Patents

Abstract

【課題】従来技術から知られた問題を除去する過負荷検出部を提供する。【解決手段】ロッド状のシャシ部材についての過負荷検出部であって、前記シャシ部材２１の目標状態量を検出するセンサ３５を含む前記過負荷検出部において、前記センサ３５が、単一のシャシ部材２１についての変形検出センサとして構成されている。

Description

本発明は、請求項１の前提部分による過負荷検出部に関するものである。

現代の原動機付き車両、とりわけ乗用車には、ますますアシストシステムが搭載され、当該アシストシステムは、一方では運転者の負担を軽減するものの、他方では運転者へのシャシの応答をますます許容しなくなっている。このことは、運転者が、例えば曲がったタイロッド又は変形したコントロールアームのような故障に気付かないことにつながり得る。シャシ構成要素における可塑的な変形後には残りの寿命が時として大きく短縮されることが適当な試験から知られている。したがって、アシストシステムの補整的な作用により、例えば障害物を通過することによるタイロッドの初期損傷に運転者が気付かず、この理由から後に破壊及び事故に至ることとなり得る。

そして、特許文献１には、作用時に明らかに感知可能な操舵の遊びをもたらす機械的な過負荷保護部を有する操舵要素が記載されているが、操舵の遊びは、上述のようにアシストシステムによって相殺され、これにより運転者が認識できないこととなり得る。

特許文献２は、原動機付き車両のアクスル調整部の変化を検出するシステムに関するものである。このシステムは、このために、信号を評価装置へ導く、力測定ユニット又は角度測定ユニットを備えている。評価装置は、モーメント信号を基準信号と比較し、基準信号の超過が車両アクスルの過負荷と解釈される。

力信号の評価は、しばしばより大きなあいまいさに結びつくものである。なぜなら、計算された負荷限界を超えて生じる力が必ずしも損傷につながるものではないためである。したがって、不要な修理が行われてしまう。

同様に、角度測定も、一義的な測定量ではない。なぜなら、２つのコントロールアームがアクスル内で曲げられるものの、変形がいわば操作されることで両コントロールアーム間の角度が公差範囲にとどまるという理論上のケースが過負荷時に生じ得るためである。そして、両コントロールアームが交換されるべきであっても、システムはこのようなケースを認識しない。

独国特許出願公開第１０２０１００４３７７８号明細書 独国特許出願公開第１０２０１３０１８５２６号明細書

本発明の課題は、従来技術から知られた問題を除去する過負荷検出部を提供することにある。

この課題は、センサが個々のシャシ部材についての変形検出センサとして構成されていることによって解決される。

従来技術とは異なり、シャシ部材の変形はガイド量として検出される。したがって、従来技術に比して、シャシ幾何形状の変化又は損傷にも至るエラーを直接認識可能な量が用いられる。さらに、個々の部材において負荷が検出される。シャシ内での相殺効果は生じることがない。

本発明の別の有利な形態では、センサが複数の個別センサを含んでいる。一方ではある程度の冗長性があり、測定エラーを検出することが可能である。

変形方向の特定について、個別センサが互いに対して様々な平面に配置されている。

特に容易に操作可能なセンサを得るために、個別センサはリテーナを形成している。リテーナは、わずかな耐変形強度を有しており、これにより、測定信号の質が低下しない。

このために、更に、リテーナがシャシ部材の長手方向において一端側で保持されるようになっている。軸方向の緊張も同様に測定信号を誤らせ得る。

センサを固定するために、リテーナはリング状の固定部分を備えている。センサ自体は、固定機能について負荷を受けない。

有利な一従属請求項によれば、固定部分はシャシ部材の固定手段によって固定される。リテーナは、例えば、ユニオンナットによって緊張される合成樹脂で構成されることができる。

このために、固定部分は、例えば当該固定部分がスリット状の凹部を備えることで径方向に弾性的に構成されている。

別の形態では、シャシ部材は、２つに分割されているとともに、固定部分が配置された継ぎ目を形成している。したがって、センサについて追加的な固定手段が不要である。

さらに、固定部分及び固定手段を互いに固結するように構成することが可能である。これにより、取付行程中の操作が大幅に単純化される。

できる限り最小の変形を検出することができるように、センサは、最小の耐変形強度を有するシャシ部材の範囲の少なくとも近傍において配置されている。

以下の図面の記載に基づいて、本発明を詳細に説明する。

シャシの例示的な原理図である。 アセンブリとしての軸受を有するタイロッドを示す図である。 アキシャル軸受のみを有する図２によるタイロッドを示す図である。 センサを有するタイロッドの詳細図である。 センサを有するタイロッドの詳細図である。

図１に例示的に図示された、車両側用のシャシ１は、構造側でジョイント３；５を介して固定されたコントロールアーム７を含んでおり、当該コントロールアームには車輪１１のための車輪支持部９が配置されている。振動ダンパ１３と、原理的にのみ図示された車両支持バネ１５とを介して、車両構造部１７がシャシ１において支持されている。

シャシ１は、操舵可能に構成されているとともに、シャシ構造部材２１と接続された、概略的にのみ図示された操舵装置１９を含んでいる。この実施例では、シャシ構造部材２１は、端部にそれぞれ軸受２３；２５を備えたタイロッド２１として形成されている。タイロッド２１と車輪支持部９の間には操舵レバー２７が配置されており、当該操舵レバーを介して、タイロッド２１の軸方向の運動が車輪支持部９あるいは車輪１１の旋回運動へ変換される。基本的に、本発明は、操舵可能でないシャシにおいても使用可能である。

図２には、図１によるタイロッド２１が適当な取付位置で示されている。タイロッド２１は、２つに分割されているとともに、タイロッド２１とこのタイロッドに対して曲げられた操舵レバー２７の間の所定の角度を調整するために、長さ調整のためのネジ軸部２９（図３参照）を含んでいる。タイロッド２１は、ネジ結合部３３が操舵装置１９に締結されるときにタイロッドを回転させる少なくとも１つのキー面３１を備えている。

シャシ１の過負荷時には、タイロッド２１は、傾向的により影響を受ける部材となっている。なぜなら、変形が直接車両の操舵特性にも、また方向安定性にも影響を与えるためである。

図４及び図５は、軸受２３に対するネジ結合部３３の範囲におけるタイロッドの部分範囲に限定されている。タイロッド２１は、過負荷検知のために、シャシ構造部あるいはタイロッド２１の目標状態量を検出するセンサ３５を備えている。具体的には、当該センサは、タイロッド２１についての変形検出センサとして構成されている。

当該センサは、タイロッド２１の長手方向に延在する複数の個別センサ３７を含んでいる。これに関して、個別センサは、数方向に分配されて、互いに対して様々な平面に配置されている。個別センサ３７は、様々な測定方法を行うことが可能である。基本的には、個別センサの長さ変化により変化する電気信号が生じ、当該電気信号は、不図示の評価装置へ供給される。タイロッド２１が曲げられると、ちょうどねじりの場合と同様の変形が生じ、タイロッド２１のねじりが端部側の軸受２３；２５に基づき非常にありえないものである。

同様に図４から分かるように、個別センサ３７がリテーナ３９を形成しているか、あるいはリテーナにおいて個別センサ３７が支持されている。長手ウェブ４１及び端部側の軸受リング４３を有するリテーナ３９は、好ましくは合成樹脂で構成されており、その結果、個別センサ３７の固定を射出過程においてあらかじめ行うことが可能である。リテーナ３９の内径は、タイロッドの回転が可能であるように寸法設定されている。

リテーナは、シャシ部材の長手方向で一端側で保持され、すなわち、軸受２３の方向における端部は固定されており、操舵レバー２７の方向における他端部は自由となっている（固定されていない）。保持点のこの設定は、この態様について規定されているが、アクスルの他の形態においても異なるように実現可能である。一端側の固定により、センサ３５内での軸方向応力が回避されるようになっている。

リテーナ３９はリング状の固定部分４５を備えており、当該固定部分は、フランジ範囲４７又は円すい範囲を含んでいる。固定部分４５は、ここでも、この場合シャシ部材のネジ付きナットである固定手段４９によって保持されており、このネジ付きナットは、ネジ軸部２９に係合し、これによりリテーナ３９を固定する。したがって、固定部分４５は、２つに分割されたシャシ部材の継ぎ目５１において、すなわちタイロッド２１あるいはネジ軸部２９と軸受２３の間に配置されている（図３）。

固定部分４５は、例えば、当該固定部分４５が周方向に分配して配置された所定の数の凹部５３又はスリットを備えていることで、好ましくは径方向に弾性的に構成されている。

固定部分４５が固定手段４９に射出成形されていることで、固定部分４５及び固定手段４９が互いに固結されているように設定することも可能である（図５）。

好ましくは、センサ３５は、最小の耐変形強度を有するシャシ部材あるいはタイロッド２１の範囲の少なくとも近傍において配置されている。これにより、他の部材又はタイロッドの部材部分ではまだ測定可能でない小さな変形も検出可能であることが達成される。

１ シャシ
３ ジョイント
５ ジョイント
７ コントロールアーム
９ 車輪支持部
１１ 車輪
１３ 振動ダンパ
１５ 支持バネ
１７ 車両構造部
１９ 操舵装置
２１ シャシ部材（タイロッド）
２３ 軸受
２５ 軸受
２７ 操舵レバー
２９ ネジ軸部
３１ キー面
３３ ネジ結合部
３５ センサ
３７ 個別センサ
３９ リテーナ
４１ 長手ウェブ
４３ 軸受リング
４５ 固定部分
４７ フランジ範囲
４９ 固定手段
５１ 継ぎ目
５３ 凹部

Claims (11)

1. ロッド状のシャシ部材についての過負荷検出部であって、前記シャシ部材（２１）の目標状態量を検出するセンサ（３５）を含む前記過負荷検出部において、
   前記センサ（３５）が、単一のシャシ部材（２１）についての変形検出センサとして構成されていることを特徴とする過負荷検出部。
2. 前記センサ（３５）が複数の個別センサ（３７）を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の過負荷検出部。
3. 前記個別センサ（３７）が、互いに対して様々な平面に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の過負荷検出部。
4. 前記個別センサ（３７）がリテーナ（３９）を形成していることを特徴とする請求項１に記載の過負荷検出部。
5. 前記リテーナ（３９）が前記シャシ部材（２１）の方向において一端側で保持されていることを特徴とする請求項４に記載の過負荷検出部。
6. 前記リテーナ（３９）がリング状の固定部分（４５）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の過負荷検出部。
7. 前記固定部分（４５）が前記シャシ部材（２１）の固定手段（４９）によって固定されていることを特徴とする請求項６に記載の過負荷検出部。
8. 前記固定部分（４５）が径方向に弾性的に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の過負荷検出部。
9. 前記シャシ部材（２１）が、２つに分割されているとともに、前記固定部分（４５）が配置された継ぎ目（５１）を形成していることを特徴とする請求項６に記載の過負荷検出部。
10. 前記固定部分（４５）及び前記固定手段（４９）が互いに固結されていることを特徴とする請求項６に記載の過負荷検出部。
11. 前記センサ（３５）が、最小の耐変形強度を有するシャシ部材（２１）の範囲の少なくとも近傍において配置されていることを特徴とする請求項１に記載の過負荷検出部。