JP3651990B2 - Auxiliary torque detection system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車エンジンの補機、例えば、エアコンディショナの圧縮機、パワーステアリングの油圧ポンプ、オルタネータ、ラジエータ用冷却ファン等の負荷トルクを検出するシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、負荷トルクを検出する一般的な方法としては、駆動軸の歪み(ねじれ)量を測定することによりトルク量を検出している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、以下のような問題点が存在する。
1.歪み量を測定するのに歪みゲージを用いるが、これは歪みゲージの貼り方により出力特性が大きく変化する。従って、一定のトルク量に対する測定値にばらつきが生じやすいので計測精度が低いという他はない。
2.文字通り回転している回転軸に歪みゲージを接着してから出力信号(電気信号)を外部へ取り出すものであるから、その信号を取り出すのに通電される電気回路にはスリップリング等を用いる必要があり、それがシステムの信頼性、耐久性を低下させている。
【0004】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加速度センサ等のセンサを用いることにより、アイドルスピードを低速にでき、オートマチックトランスミッションのシフトチェンジを円滑にでき、エアコンディショナの圧縮機のロック検出やパワーステアリングのすえ切り検出も付加でき、更に、高い測定精度や信頼性、耐久性を有する新規な補機トルク検出システムを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1記載の手段を採用することができる。
この手段によると、回転駆動源のトルク変動がベルトを介してオートテンショナの可動部を揺動させる。そして、オートテンショナの可動部に取り付けられたセンサの出力波形は回転駆動源の変動周期に同期した出力波形となっており、この出力波形の振幅量を測定することにより、センサの出力波形の振幅量と補機の負荷トルク量との間にある相関関係から、演算手段によって補機の負荷トルク量を算出することが出来る。
そして、本発明の補機トルク検出システムは、歪みゲージのようにエンジンへの取り付け方によって出力特性が変化することがない。また、回転体からセンサの電気出力を外部へ取り出すものではないので、スリップリング等を使わなくても良いため、高い測定精度や信頼性、耐久性を有することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
図3に示すように、自動車に搭載されるエンジン1においては各種の補機を駆動するためのベルトプーリ、例えば、空調装置の冷媒圧縮機プーリ2、パワーステアリングの油圧ポンプ用プーリ3、オルタネータ即ち発電用プーリ4、ラジエータの冷却ファン用プーリ5というような補機用の多くのプーリが、動力源であるエンジンのクランク軸30のプーリ6(一般的に言えば駆動軸プーリ)によって一連のベルト7を介して同時に駆動されるようになっている。多くのプーリに蛇行状に一本のベルト7を巻き掛けるためにアイドラプーリが用いられる場合もあり、図3の例ではアイドラプーリ8が用いられている他、ベルト7の張力が一定値になるように自動的に調整するオートテンショナ9も、一個のアイドラプーリ10を伴ってベルト7の最も緩み側に設けられている。
【0007】
本発明の特徴に対応するものとして、図1および図2に示す実施形態は、オートテンショナ9を利用した補機トルク検出システムの機構を示したものである。オートテンショナ9の固定ハウジング11の外周には可動ハウジング13が揺動自在に設けられており、該可動ハウジング13と該固定ハウジング11とはコイルスプリング12により連結されている。そして、可動ハウジング13が固定ハウジング11に対して揺動するとき、コイルスプリング12は捩り力を受けるようになっている。可動ハウジング13の一端に設けられたアーム14によって支持されている軸16には、軸受けを介してアイドラプーリ10が回転自在に取り付けられている。上記アーム14を延長した延長アーム15の先端には加速度センサ17が取り付けられている。そして、ベルト7の張力に応じて可動ハウジング13が固定ハウジング11上で揺動すると、加速度センサ17もまたアーム14と共に揺動し、揺動の加速度を検出して図示しない演算手段へ出力することにより、出力波形の振幅量を測定できるようになっている。また、延長アーム15を延長させることにより、加速度センサ17の出力を大きくすることが出来るようになっている。
【0008】
次に、図1及び図2に示された本発明の実施形態の作動について、図3から図5をも参照しながら説明することにする。図3においてエンジン1のクランク軸30が回転することによって、クランク軸プーリ6に対して一連のベルト7によって係合している空調装置の冷媒圧縮機プーリ2、パワーステアリングの油圧ポンプ用プーリ3、オルタネータ即ち発電用プーリ4、ラジエータの冷却ファン用プーリ5、アイドラプーリ8、及びオートテンショナ9のアイドラプーリ10等は一斉に回転駆動されるが、これらの補機プーリを駆動するためにクランク軸30に作用するトルクは主としてエンジン1の爆発に伴って変動する。このエンジン1の爆発によるエンジントルク変動は、ベルト7,アイドラプーリ10及びアーム14を介してオートテンショナ9の可動ハウジング13を揺動させる。補機の負荷トルクが増大するとエンジントルク変動が大きくなり、オートテンショナ9の可動ハウジング13は強く揺動する。
【0009】
前述のように、可動ハウジング13が固定ハウジング11上で揺動すると、オートテンショナ9の延長アーム15の先端に取り付けられた加速度センサ17はアーム14と共に揺動して加速度の出力波形を検出する。加速度センサ17による加速度の出力波形は、図4に示すように、エンジンの爆発周期に同期した出力波形となっている。そして、図示しない演算手段によってこの出力波形の振幅量を測定する。このようにして測定された加速度振幅量と補機負荷トルク量との間には、図5に示すように一定の相関関係があるので、加速度センサ17と演算手段によって加速度の振幅量を測定することにより、図5に示す関係から補機負荷トルク量を算出することが出来る。
【0010】
また、オートテンショナにより加速度振幅量を測定する代わりに、オートテンショナの変位振幅量や、速度振幅量を検出してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による補機トルク検出システムの実施形態を示す正面図である。
【図2】図1の実施形態の断面図である。
【図3】実施形態の全体構成を示す正面図である。
【図4】オートテンショナの加速度とエンジン爆発周期との関係を示す線図である。
【図5】オートテンショナの加速度振幅量と補機負荷トルクとの関係を示す線図である。
【符号の説明】
1…エンジン
2,3,4,5…補機プーリ
6…クランク軸プーリ
7…ベルト
8…アイドラプーリ
9…オートテンショナ
10…オートテンショナのアイドラプーリ
11…固定ハウジング
12…コイルスプリング
13…可動ハウジング
14…アーム
15…延長アーム
16…アイドラプーリの軸
17…加速度センサ
30…クランク軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a system for detecting load torque of an auxiliary machine for an automobile engine, for example, a compressor for an air conditioner, a hydraulic pump for power steering, an alternator, a radiator cooling fan, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a general method for detecting load torque, the amount of torque is detected by measuring the amount of distortion (twist) of the drive shaft.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems exist in the above-described conventional technology.
1. A strain gauge is used to measure the amount of strain, and the output characteristics greatly vary depending on how the strain gauge is attached. Therefore, the measurement value for a certain amount of torque is likely to vary, and the measurement accuracy is low.
2. Since the output signal (electrical signal) is taken out after the strain gauge is bonded to the rotating shaft literally rotating, it is necessary to use a slip ring or the like for the electric circuit that is energized to take out the signal. Yes, it reduces the reliability and durability of the system.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the idle speed by using a sensor such as an acceleration sensor and to smoothly perform a shift change of an automatic transmission. Furthermore, the present invention is to provide a new auxiliary machine torque detection system that can add detection of lock of an air conditioner compressor and detection of power steering, and has high measurement accuracy, reliability, and durability.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the means described in claim 1 can be employed.
According to this means, the torque fluctuation of the rotating drive source to swing the movable part of the auto tensioner through the belt. The output waveform of the sensor attached to the movable part of the auto tensioner is an output waveform that is synchronized with the fluctuation cycle of the rotary drive source. By measuring the amplitude of this output waveform, the amplitude of the output waveform of the sensor From the correlation between the amount and the load torque amount of the auxiliary machine, the load torque amount of the auxiliary machine can be calculated by the calculation means .
And the auxiliary machine torque detection system of this invention does not change an output characteristic by how to attach to an engine like a strain gauge . Further, since the electrical output of the sensor is not taken out from the rotating body, it is not necessary to use a slip ring or the like, so that high measurement accuracy, reliability, and durability can be obtained.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIG. 3, in an engine 1 mounted on an automobile, a belt pulley for driving various auxiliary machines, for example, a refrigerant compressor pulley 2 of an air conditioner, a
[0007]
As corresponding to the characteristics of the present invention, the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 shows the mechanism of the auxiliary torque detection system using an auto intensifier ®
[0008]
Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, when the
[0009]
As described above, when the
[0010]
Further, instead of measuring the acceleration amplitude amount with the auto tensioner, the displacement amplitude amount or the velocity amplitude amount of the auto tensioner may be detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an auxiliary machine torque detection system according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a front view showing the overall configuration of the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the acceleration of the auto tensioner and the engine explosion cycle.
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the acceleration amplitude amount of the auto tensioner and the auxiliary machine load torque.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (6)
少なくとも一個の車両の補機に取り付けられた補機プーリと、
少なくとも一個のアイドラプーリと、
前記駆動軸プーリ、補機プーリ、及びアイドラプーリに共通に捲き掛けられた一本のベルトと、
該ベルトの張力を一定に保つためのオートテンショナと、
該オートテンショナの可動部に取り付けられたセンサと、
更に、該センサの出力波形の振幅量と補機の負荷トルクとの相関関係に応じて補機の負荷トルク量を算出する演算手段とを備えている補機トルク検出システム。A drive shaft pulley attached to a rotational drive source to drive a vehicle accessory;
An accessory pulley attached to at least one vehicle accessory;
At least one idler pulley;
A belt that is laid over the drive shaft pulley, auxiliary pulley, and idler pulley in common;
An auto tensioner for keeping the belt tension constant;
A sensor attached to a movable part of the auto tensioner ;
Further, an auxiliary machine torque detection system comprising: an arithmetic means for calculating the load torque amount of the auxiliary machine according to the correlation between the amplitude amount of the output waveform of the sensor and the load torque of the auxiliary machine.
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