JP5396147B2 - Drive torque measuring device - Google Patents

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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

本発明は、タイヤを回転させて路上を走行する車両に装着されて、タイヤを回転させるための駆動トルクを計測する技術に関する。   The present invention relates to a technique for measuring a driving torque that is mounted on a vehicle traveling on a road by rotating a tire and rotating the tire.

環境意識の高まりを背景として、車両に搭載された内燃機関の排ガス中に含まれる有害物質を減少させ、あるいは内燃機関の燃料消費量を減少させるための努力が続けられてきた。その結果、有害物質の排出量や燃料消費量は、全体の傾向として着実に低減されつつある。そして今日では、更に一歩進んで、沿道での局所的な排ガス汚染の改善にも、大きな関心が向けられるようになってきた。   Against the backdrop of increasing environmental awareness, efforts have been made to reduce harmful substances contained in the exhaust gas of internal combustion engines mounted on vehicles or to reduce fuel consumption of internal combustion engines. As a result, toxic substance emissions and fuel consumption are steadily being reduced as a whole. And today, one step further, there has been much interest in improving local exhaust pollution along the roadside.

沿道での局所的な排ガス汚染を改善するためには、排ガス汚染の実態を把握して、その原因解明を行うことが重要であり、そのためには実際に路上で車両を走行させながら、車両から排出される有害物質の挙動や、燃料消費の挙動を定量的に評価することが必要となる。更に、そのような排出挙動を引き起こす背景として、実際の路上走行中での車両の使われ方（すなわち、車両が発生する駆動トルク）についても把握しておく必要がある。   In order to improve local exhaust gas pollution along the roadside, it is important to understand the actual situation of exhaust gas pollution and to clarify the cause. For that purpose, while actually driving the vehicle on the road, It is necessary to quantitatively evaluate the behavior of emitted harmful substances and the behavior of fuel consumption. Furthermore, it is necessary to grasp how the vehicle is actually used on the road (that is, the driving torque generated by the vehicle) as a background that causes such discharge behavior.

車両が発生する駆動トルクは、空気抵抗に起因する成分や、転がり抵抗に起因する成分、車両の加速に起因する成分、道路勾配に起因する成分によって決定されるので、これら各成分から合算して算出することも可能であるが、計測精度の観点や、計測の簡便さの観点などから、車両の駆動トルクを直接計測可能なことが望ましい。   The driving torque generated by the vehicle is determined by the component caused by air resistance, the component caused by rolling resistance, the component caused by acceleration of the vehicle, and the component caused by road gradient. Although it is possible to calculate, it is desirable that the driving torque of the vehicle can be directly measured from the viewpoint of measurement accuracy and the viewpoint of simplicity of measurement.

そこで、車両に搭載して実走行中の駆動トルクを計測することを目的として、例えば、ホイールの外側に、歪みゲージ式のトルクメーターと送信機とを設けて、送信機からの電波を車両側で受信することによって駆動トルクを計測する技術が開発されている（特許文献１）。あるいは、車軸の軸方向に沿った複数箇所で回転パルスを検出し、検出パルスの位相の違いからネジレ角を測定して駆動トルクに換算する技術や（特許文献２、特許文献３）、更には、磁性材料の磁歪効果を利用して駆動トルクを検出する技術が提案されている（例えば、特許文献４など）。   Therefore, for the purpose of measuring the drive torque during actual running by mounting on a vehicle, for example, a strain gauge type torque meter and a transmitter are provided outside the wheel, and the radio waves from the transmitter are transmitted to the vehicle side. A technique for measuring the driving torque by receiving the signal at the center has been developed (Patent Document 1). Alternatively, a technique for detecting a rotation pulse at a plurality of locations along the axial direction of the axle, measuring a twist angle from a difference in the phase of the detected pulse, and converting it into a driving torque (Patent Document 2, Patent Document 3), or A technique for detecting a driving torque using the magnetostrictive effect of a magnetic material has been proposed (for example, Patent Document 4).

特開平７−５５６０４号公報JP-A-7-55604 特開２００７−０９３４５２号公報JP 2007-093452 A 特開２００８−２１６１９０号公報JP 2008-216190 A 特開２００８−１８０７３２号公報JP 2008-180732 A

しかし、提案されている何れの技術においても、実際に車両に適用して一般の道路上を走行しながら、走行中の駆動トルクを計測することは容易ではないという問題があった。すなわち、ホイールの外側にトルクメーターなどの計測装置を設ける特許文献１の技術では、ホイールの外側に設ける計測装置の分だけ車幅が増加するため、一般の道路を走行するには法律上の問題が生じる虞がある。かといって、計測装置をホイールの内側に設けるためにホイールの肉厚を削ると、法律上から要求される十分なホイール強度を確保することが困難となる。また、軸方向に沿った２箇所で車軸のネジレ角を検出する特許文献２あるいは特許文献３の技術では、十分な計測精度を確保することが困難であり、加えて車軸の追加工が必要となる。更に、磁歪効果を利用して駆動トルクを検出する特許文献４の技術では、駆動トルクのかかる部分を磁性材料で形成しておかなければならないので、既存の車両に対して簡単に適用することは困難である。   However, any of the proposed techniques has a problem that it is not easy to measure the driving torque during traveling while actually traveling on a general road by being applied to a vehicle. That is, in the technique of Patent Document 1 in which a measuring device such as a torque meter is provided outside the wheel, the vehicle width increases by the measuring device provided outside the wheel. May occur. However, if the thickness of the wheel is reduced in order to provide the measuring device inside the wheel, it becomes difficult to ensure sufficient wheel strength required by law. In addition, with the technique of Patent Document 2 or Patent Document 3 that detects the twist angle of the axle at two locations along the axial direction, it is difficult to ensure sufficient measurement accuracy, and in addition, additional processing of the axle is required. Become. Furthermore, in the technique of Patent Document 4 in which the driving torque is detected using the magnetostrictive effect, the portion where the driving torque is applied must be formed of a magnetic material, so that it can be easily applied to an existing vehicle. Have difficulty.

この発明は、従来の技術が有する上述した課題を解決するためになされたものであり、既存の車両に対して簡単に装着可能であり、一般の道路上を走行しながら車両の駆動トルクを十分な精度で計測することが可能な技術の提供を目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the prior art, and can be easily mounted on an existing vehicle, and can sufficiently drive the vehicle while traveling on a general road. The purpose is to provide technology that can measure with high accuracy.

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の駆動トルク計測装置は、次の構成を採用した。すなわち、
車重を支えるタイヤと、該タイヤが取り付けられるハブとを備え、該ハブを介して該タイヤを回転させることによって路上を走行する車両に装着されて、該ハブが該タイヤを回転させる駆動トルクを計測する駆動トルク計測装置において、
前記ハブと前記タイヤとの間に取り付けられて、前記駆動トルクを検出するとともに、該検出した駆動トルクのデータを電磁波に載せて送信する本体部と、
前記車両に取り付けられて、前記本体部から送信された電磁波を受信する受信部と、
前記受信部で受信した電磁波から前記駆動トルクのデータを取得する駆動トルク取得部と
を備え、
前記本体部は、
前記ハブに形成された前記タイヤの装着面に取り付けられる円環形状の第１フランジ部と、
前記第１フランジ部から同軸状に立設された中空の円管部と、
前記第１フランジ部および前記円管部に対して同軸状で、尚且つ該第１フランジ部に対して平行に設けられて、前記タイヤが装着される第２フランジ部と、
前記駆動トルクによって前記円管部に生じる歪みを電気的に検出することで、該駆動トルクを検出する駆動トルク検出部と、
前記駆動トルク検出部に電力を供給する電力供給部と、
前記第２フランジ部の外周箇所に設けられて前記電磁波を送信する送信部と
を有しており、
前記駆動トルク検出部は、前記円管部の内周面に生じる歪みを検出することで、前記駆動トルクを検出することを特徴とする。 In order to solve at least a part of the problems described above, the drive torque measuring device of the present invention employs the following configuration. That is,
A tire for supporting the vehicle weight; and a hub to which the tire is attached. The hub is mounted on a vehicle traveling on the road by rotating the tire via the hub, and the hub rotates the tire. In the drive torque measuring device to measure,
A main body unit that is attached between the hub and the tire, detects the driving torque, and transmits data of the detected driving torque on electromagnetic waves,
A receiver that is attached to the vehicle and receives electromagnetic waves transmitted from the main body;
A drive torque acquisition unit that acquires data of the drive torque from the electromagnetic wave received by the reception unit;
The body part is
An annular first flange portion attached to a mounting surface of the tire formed on the hub;
A hollow circular tube portion erected coaxially from the first flange portion;
A second flange portion that is coaxial with the first flange portion and the circular tube portion, and is provided in parallel to the first flange portion, to which the tire is mounted;
A drive torque detection unit that detects the drive torque by electrically detecting distortion generated in the circular pipe portion by the drive torque;
A power supply unit for supplying power to the drive torque detection unit;
A transmission portion provided at an outer peripheral portion of the second flange portion to transmit the electromagnetic wave;
The drive torque detection unit detects the drive torque by detecting distortion generated on an inner peripheral surface of the circular pipe part.

このような構成を有する本発明の駆動トルク計測装置においては、車重を支えるタイヤと、車両側に設けられたハブとの間に挟み込むようにして本体部を装着することで、既存の車両に容易に取り付けることができる。本体部には、ハブに取り付けられる第１フランジ部と、タイヤに取り付けられる第２フランジ部とが設けられており、これら２つのフランジ部は、中空の円管部によって接続されている。そして、ハブからタイヤに駆動トルクが伝達されると、駆動トルクによって円管部に歪みが発生するので、この歪みを検出することで駆動トルクを検出する。ここで、本発明の駆動トルク計測装置では、駆動トルクによって生じる歪みを検出するに際して、円管部の内周面に生じる歪みを検出することによって、駆動トルクを検出することとしている。   In the drive torque measuring device of the present invention having such a configuration, the main body is mounted so as to be sandwiched between a tire supporting the vehicle weight and a hub provided on the vehicle side, so that an existing vehicle can be mounted. Easy to install. The main body part is provided with a first flange part attached to the hub and a second flange part attached to the tire, and these two flange parts are connected by a hollow circular pipe part. When the driving torque is transmitted from the hub to the tire, distortion occurs in the circular pipe portion due to the driving torque, and the driving torque is detected by detecting this distortion. Here, in the driving torque measuring device of the present invention, when detecting the distortion caused by the driving torque, the driving torque is detected by detecting the distortion generated on the inner peripheral surface of the circular pipe portion.

一般に、２つのフランジの間を円管（あるいは円柱）で接続した部材に回転トルクが作用すると、円管（あるいは円柱）の外周面とフランジとが交わる箇所に「応力集中」と呼ばれる現象が発生し、その影響で正しい歪みを検出することができない。そこで通常は、２つのフランジ間に十分な距離を確保しておき、フランジから離れて応力集中の影響を受けない箇所で歪みを検出することが行われるが、本発明の駆動トルク計測装置では、２つのフランジ部を接続する円管部の内周面で歪みを検出している。上述したように応力集中は円管部の外周面で発生するので、内周面で歪みを検出すれば、２つのフランジ部の間を広げなくても、応力集中の影響を緩和した状態で歪みを検出することが可能となる。また、駆動トルクを受けて円管部に生じる歪みは、内周面よりも外周面の方が大きくなるから、この意味からすると、内周面で歪みを検出することは、検出精度を低下させる方向に作用する。しかし、円管部の内周面は、応力集中の影響がかなり緩和されているものの、多少の影響は残っているために、歪みが多少大きめに現れる。このため、円管部の内周面で検出することによる検出精度の低下が補われて、精度良く歪みを検出し、その結果として、駆動トルクを精度良く検出することが可能となる。   In general, when rotational torque acts on a member that connects two flanges with a circular pipe (or cylinder), a phenomenon called “stress concentration” occurs at the point where the outer periphery of the circular pipe (or cylinder) intersects with the flange. However, the correct distortion cannot be detected due to the influence. Therefore, usually, a sufficient distance is secured between the two flanges, and the strain is detected at a location away from the flange and not affected by the stress concentration. In the driving torque measuring device of the present invention, Distortion is detected on the inner peripheral surface of the circular pipe portion connecting the two flange portions. As described above, the stress concentration occurs on the outer peripheral surface of the circular tube portion. Therefore, if the strain is detected on the inner peripheral surface, the strain is reduced in a state where the influence of the stress concentration is reduced without expanding the gap between the two flange portions. Can be detected. In addition, since the distortion generated in the circular pipe portion due to the drive torque is larger on the outer peripheral surface than on the inner peripheral surface, in this sense, detecting the distortion on the inner peripheral surface lowers the detection accuracy. Acts on direction. However, although the influence of stress concentration is considerably mitigated on the inner peripheral surface of the circular pipe portion, some influence remains, so that the distortion appears slightly larger. For this reason, a decrease in detection accuracy due to detection on the inner peripheral surface of the circular pipe portion is compensated, and distortion can be detected with high accuracy, and as a result, drive torque can be detected with high accuracy.

尚、本体部に設けられた送信部から、車両側の受信部に送信される電磁波は、電波であっても良いし、光であっても良い。場合によっては、駆動トルクのデータを超音波に載せて、本体部の送信部から車両側の受信部に送信するようにしても良い。   The electromagnetic wave transmitted from the transmitting unit provided in the main body unit to the receiving unit on the vehicle side may be a radio wave or light. In some cases, driving torque data may be placed on ultrasonic waves and transmitted from the transmitting unit of the main body unit to the receiving unit on the vehicle side.

また、こうした本発明の駆動トルク計測装置においては、円管部の内周面の、特に次のような位置に生じる歪みを検出することとしても良い。すなわち、第１フランジ部と第２フランジ部との中央の位置から第２フランジ部までの範囲内で、何れかの位置に生じる歪みを検出することとしてもよい。   Moreover, in such a drive torque measuring device of the present invention, it is also possible to detect a distortion occurring at the following position on the inner peripheral surface of the circular pipe portion. That is, it is good also as detecting the distortion which arises in any position within the range from the center position of a 1st flange part and a 2nd flange part to a 2nd flange part.

本体部の第１フランジ部は車両のハブに装着され、本体部の第２フランジ部はタイヤに装着されるので、本体部には駆動トルクによるネジリの他に、タイヤの反力による曲げも作用する。このうち、タイヤの反力による曲げの影響は、タイヤに近いほど（すなわち、円管部の第２フランジ部に近い位置ほど）影響が小さくなる。従って、第１フランジ部と第２フランジ部との中央の位置から、第２フランジ部側の位置で歪みを検出してやれば、タイヤの反力による曲げの影響を抑制した状態で、歪みを検出し、その結果、駆動トルクを精度良く検出することが可能となる。   Since the first flange part of the main body part is attached to the hub of the vehicle and the second flange part of the main body part is attached to the tire, the main body part also bends due to the reaction force of the tire in addition to the twist due to the driving torque. To do. Among these, the influence of the bending due to the reaction force of the tire becomes smaller as the position is closer to the tire (that is, the position closer to the second flange portion of the circular pipe portion). Therefore, if the strain is detected at the position on the second flange portion side from the center position of the first flange portion and the second flange portion, the strain is detected in a state in which the influence of bending due to the reaction force of the tire is suppressed. As a result, the driving torque can be detected with high accuracy.

また、このような本発明の駆動トルク計測装置において、次のようにして駆動トルクを検出することとしても良い。先ず、円管部の内周面の周方向に沿った複数箇所で歪みを検出する。このとき、歪みを検出する複数箇所は、第２フランジ部からの距離が異なる位置に設定しておくこととしてもよい。   Moreover, in such a drive torque measuring device of the present invention, the drive torque may be detected as follows. First, distortion is detected at a plurality of locations along the circumferential direction of the inner peripheral surface of the circular pipe portion. At this time, a plurality of locations where distortion is detected may be set at different positions from the second flange portion.

こうすれば、たとえ、円管部の内周面での歪みの分布が、周方向に不均一となっている箇所が存在していた場合でも、そのような部分では、歪みを検出する箇所を第２フランジ部からの距離を異ならせて設定しておくことで、歪みの分布が不均一になっていることを補って、適切な歪みを検出することが可能となる。   In this way, even if there is a portion where the distribution of strain on the inner peripheral surface of the circular tube portion is uneven in the circumferential direction, in such a portion, the portion where the strain is detected is detected. By setting the distance from the second flange portion to be different, it is possible to compensate for the non-uniform distribution of the distortion and detect an appropriate distortion.

本発明によれば、既存の車両に対して簡単に装着可能であり、一般の道路上を実際に走行しながら、車両の駆動トルクを十分な精度で計測することが可能な、駆動トルクの計測装置を提供することができる。   According to the present invention, measurement of drive torque that can be easily mounted on an existing vehicle and can measure the drive torque of the vehicle with sufficient accuracy while actually traveling on a general road. An apparatus can be provided.

本実施例の駆動トルク計測装置１００を車両１０に搭載した様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that the drive torque measuring apparatus 100 of a present Example was mounted in the vehicle. 本実施例の本体部１１０の詳細な構造を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the detailed structure of the main-body part 110 of a present Example. ホイール１４とハブ１６との間に本体部１１０が装着された状態を概念的に示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram conceptually showing a state in which a main body 110 is mounted between a wheel 14 and a hub 16. 本体部１１０に駆動トルクＴを作用させたときに、凹部１１６ｉの内周面に発生する歪み量をシミュレーション計算した結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of having calculated the amount of distortion which generate | occur | produces in the internal peripheral surface of the recessed part 116i when the drive torque T is made to act on the main-body part 110. FIG. 第２フランジ部１１２の内側に凹加工が施された様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the concave process was given to the inner side of the 2nd flange part. ８枚の歪みゲージ１１８が貼り付けられる位置関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the positional relationship where eight distortion gauges 118 are affixed. 反力Ｐの影響を受けることなく駆動トルクＴによる歪み量を計測する原理を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the principle which measures the distortion amount by the drive torque T, without being influenced by the reaction force P. 代表的な走行モードである１５モードを走行中の駆動トルクの計測結果を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the measurement result of the drive torque during driving | running | working 15 mode which is typical driving modes. 平坦路で加減速を繰り返しながら走行して駆動トルクを計測した結果を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the result of driving | running | working, repeating acceleration / deceleration on a flat road, and measuring drive torque. 車両１０を走行させながら路面の勾配θｒを計測する方法を示した説明図である。3 is an explanatory diagram showing a method of measuring a road surface gradient θr while a vehicle 10 is traveling. FIG. 勾配路を走行しながら駆動トルクを計測した結果を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the result of having measured drive torque, running on a gradient road.

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ａ−１．全体構成：
Ａ−２．本体部の構成：
Ｂ．計測結果：
Ｂ−１．シャシダイナモメーター試験での計測結果：
Ｂ−２．テストコース（平坦路）での計測結果：
Ｂ−３．テストコース（勾配路）での計測結果：
Ｃ．変形例：
Ｃ−１．第１の変形例：
Ｃ−２．第２の変形例： Hereinafter, in order to clarify the contents of the present invention described above, examples will be described in the following order.
A. Device configuration:
A-1. overall structure:
A-2. Configuration of the main unit:
B. Measurement result:
B-1. Measurement results from the chassis dynamometer test:
B-2. Measurement results on the test course (flat road):
B-3. Measurement results on the test course (gradient road):
C. Variations:
C-1. First modification:
C-2. Second modification:

Ａ．装置構成 ：
Ａ−１．全体構成 ：
図１は、本実施例の駆動トルク計測装置１００を車両１０に搭載した様子を示した説明図である。図１（ａ）に示されるように、本実施例の駆動トルク計測装置１００は、車両１０がタイヤに伝える駆動トルクを検出して電磁波に載せて送信する本体部１１０と、本体部１１０から送信される電磁波を受信する受信部１２０と、受信した電磁波から駆動トルクのデータを取得する駆動トルク取得部１３０と、取得した駆動トルクのデータを記憶するデータ記憶部１４０などから構成されている。 A. Device configuration :
A-1. overall structure :
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a state in which the drive torque measuring device 100 of the present embodiment is mounted on a vehicle 10. As shown in FIG. 1A, the driving torque measuring device 100 according to the present embodiment detects a driving torque transmitted from the vehicle 10 to a tire and transmits it on an electromagnetic wave, and transmits from the main body 110. The receiving unit 120 receives the received electromagnetic wave, the driving torque acquisition unit 130 acquires the driving torque data from the received electromagnetic wave, the data storage unit 140 that stores the acquired driving torque data, and the like.

駆動トルクを検出する本体部１１０は、車両１０の駆動輪側のハブとタイヤのホイールとの間に装着される。本実施例では、車両１０として、いわゆる前輪駆動車が用いられている関係上、前側の左右のタイヤのホイールとハブとの間に、１つずつ本体部１１０が装着されている。   The main body 110 that detects driving torque is mounted between the hub on the driving wheel side of the vehicle 10 and the wheel of the tire. In the present embodiment, because a so-called front wheel drive vehicle is used as the vehicle 10, one main body 110 is mounted between the wheels of the left and right tires on the front side and the hub.

図１（ｂ）には、本体部１１０および受信部１２０を車両１０に装着する様子が示されている。図示されているように、本実施例の本体部１１０は、車両側のハブ１６と、タイヤ１２のホイール１４との間に、挟み込むようにして取り付けられるようになっている。すなわち、ハブ１６には、ホイール１４を取り付けるためのスタッドボルトが立設されているが、このスタッドボルトにナットを用いて本実施例の本体部１１０を取り付ける。また、タイヤ１２のホイール１４は、本体部１１０に立設されたスタッドボルトに、ナットで取り付ける。   FIG. 1B shows a state in which the main body 110 and the receiving unit 120 are mounted on the vehicle 10. As shown in the figure, the main body 110 of this embodiment is attached so as to be sandwiched between the hub 16 on the vehicle side and the wheel 14 of the tire 12. That is, a stud bolt for attaching the wheel 14 is erected on the hub 16, and the main body 110 of this embodiment is attached to the stud bolt using a nut. Further, the wheel 14 of the tire 12 is attached to a stud bolt erected on the main body 110 with a nut.

また、受信部１２０は、本体部１１０からの電磁波を受け取るアンテナ部１２２と、ブラケット１２４から構成されており、ハブ１６を支える足回り部品（ショックアブソーバー１８など）にブラケット１２４を共締めすることによって、受信部１２０を取り付ける。すると、アンテナ部１２２が、本体部１１０の外周側面と向き合う位置となって、本体部１１０からの電磁波を効率よく受信することが可能となっている。   The receiving unit 120 includes an antenna unit 122 that receives an electromagnetic wave from the main body unit 110 and a bracket 124. By fastening the bracket 124 together with an underbody part (such as the shock absorber 18) that supports the hub 16. The receiving unit 120 is attached. Then, the antenna part 122 becomes a position facing the outer peripheral side surface of the main body part 110, and can efficiently receive the electromagnetic waves from the main body part 110.

このように、本実施例の駆動トルク計測装置１００では、本体部１１０をハブ１６に取り付け、その本体部１１０にホイール１４を取り付けるができるので、車両１０側には何ら改造を施す必要がない。また、車両１０の車種に合わせて適切な形状のブラケット１２４を用意しておけば、どのような車両１０に対しても極めて簡単に、駆動トルク計測装置１００を装着することが可能である。加えて、詳細には後述するが、本実施例の駆動トルク計測装置１００では、本体部１１０がたいへんに薄く形成されているため、ハブ１６とホイール１４との間に本体部１１０を装着しても、ホイール１４が僅かに外側に移動するだけである。このため、大部分の車両１０では、タイヤ１２およびホイール１４が車両１０のフェンダーから外側にはみ出すことが無く、そのまま一般の道路を走行することが可能である。   Thus, in the drive torque measuring device 100 of the present embodiment, the main body 110 can be attached to the hub 16 and the wheel 14 can be attached to the main body 110, so there is no need to modify the vehicle 10 side. Further, if a bracket 124 having an appropriate shape according to the vehicle type of the vehicle 10 is prepared, the drive torque measuring device 100 can be attached to any vehicle 10 very easily. In addition, as will be described in detail later, in the drive torque measuring device 100 of the present embodiment, the main body 110 is formed so thin that the main body 110 is mounted between the hub 16 and the wheel 14. However, the wheel 14 only moves slightly outward. For this reason, in most vehicles 10, the tire 12 and the wheel 14 do not protrude outward from the fender of the vehicle 10, and can travel on a general road as it is.

Ａ−２．本体部の構成 ：
図２は、本実施例の本体部１１０の詳細な構造を示した説明図である。図２（ａ）は、ホイール１４側から見た本体部１１０の正面図であり、図２（ｂ）は、本体部１１０の側面図であり、図２（ｃ）は、本体部１１０をハブ１６側から見た背面図である。また、図２（ｂ）には、図２（ａ）中に示したＡ−Ａ位置での断面図も示されている。図示されているように、本実施例の本体部１１０は、大まかには、２枚の円板を、短軸の中空円管で連結したような形状となっている。すなわち、図２（ｃ）に示す円環形状のフランジ（第１フランジ部１１６）に対して同軸状に、中空の短い円管（円管部１１４）が立設されており、その円管部１１４と同軸状に略円板形状のフランジ（第２フランジ部１１２）が設けられている。 A-2. Configuration of the main unit:
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a detailed structure of the main body 110 of the present embodiment. 2A is a front view of the main body 110 viewed from the wheel 14 side, FIG. 2B is a side view of the main body 110, and FIG. It is the rear view seen from 16 side. FIG. 2B also shows a cross-sectional view at the position AA shown in FIG. As shown in the figure, the main body 110 of the present embodiment is roughly shaped such that two discs are connected by a short-axis hollow circular tube. That is, a hollow short circular tube (circular tube portion 114) is erected coaxially with the annular flange (first flange portion 116) shown in FIG. A substantially disc-shaped flange (second flange portion 112) is provided coaxially with 114.

第１フランジ部１１６には、ハブ１６のスタッドボルトの位置に合わせて取付穴１１６ｈが形成されており（図２（ｃ）を参照のこと）、また、第２フランジ部１１２には、第１フランジ部１１６の取付穴１１６ｈの位置に合わせて、大きな貫通穴１１２ｈが設けられている（図２（ａ）を参照のこと）。従って、ハブ１６から突設されたスタッドボルトに第１フランジ部１１６を装着した後、貫通穴１１２ｈから工具を挿入してナットを締結することで、本体部１１０を簡単にハブ１６に取り付けることができる。   A mounting hole 116h is formed in the first flange portion 116 in accordance with the position of the stud bolt of the hub 16 (see FIG. 2C), and the second flange portion 112 has a first hole. A large through hole 112h is provided in accordance with the position of the mounting hole 116h of the flange portion 116 (see FIG. 2A). Therefore, after attaching the first flange portion 116 to the stud bolt protruding from the hub 16, the tool 110 is inserted from the through hole 112 h and the nut is fastened, whereby the main body portion 110 can be easily attached to the hub 16. it can.

また、通常、ハブ１６の中央には円形の凸部が形成されており（図１（ｂ）を参照）、この凸部が、ホイール１４側の凹部との間で、いわゆる「インロー」を構成して、タイヤ１２およびホイール１４の位置合わせを行うことが可能となっている。このことと対応して、本実施例の本体部１１０にも、ハブ１６の凸部との間でインローを構成する凹部１１６ｉが形成されている。すなわち、円管形状をした第１フランジ部１１６の内周面と、円管部１１４の内周面とは面一となっており、一つの凹部１１６ｉを構成している。本実施例の本体部１１０では、この凹部１１６ｉの内周面に、歪みゲージ１１８が貼り付けられている。歪みゲージ１１８が貼り付けられている詳細な位置については、後ほど詳しく説明する。   In addition, a circular convex portion is usually formed at the center of the hub 16 (see FIG. 1B), and this convex portion constitutes a so-called “inlay” with the concave portion on the wheel 14 side. Thus, it is possible to align the tire 12 and the wheel 14. Correspondingly, the main body 110 of the present embodiment is also formed with a recess 116 i that forms an inlay with the protrusion of the hub 16. That is, the inner peripheral surface of the first flange portion 116 having a circular tube shape and the inner peripheral surface of the circular tube portion 114 are flush with each other, and form one recess 116i. In the main body 110 of this embodiment, a strain gauge 118 is attached to the inner peripheral surface of the recess 116i. The detailed position where the strain gauge 118 is attached will be described in detail later.

ホイール１４が取り付けられる第２フランジ部１１２は、円管部１１４と同軸状で、尚且つ、第１フランジ部１１６と平行に設けられている。また、第２フランジ部１１２にはスタッドボルト１１２ｓが取り付けられており、第２フランジ部１１２の中央には、ハブ１６と同様な凸部１１２ｉが設けられている（図２（ｂ）を参照）。そして、この凸部１１２ｉは、ホイール１４の凹部との間でインローを構成している。従って、本体部１１０の第２フランジ部１１２にホイール１４を取り付ける際には、ハブ１６にホイール１４を取り付ける場合と全く同様に、第２フランジ部１１２の凸部１１２ｉとホイール１４の凹部とを用いて位置合わせをしながら取り付けることができる。   The second flange portion 112 to which the wheel 14 is attached is coaxial with the circular tube portion 114 and is provided in parallel with the first flange portion 116. A stud bolt 112s is attached to the second flange portion 112, and a convex portion 112i similar to the hub 16 is provided at the center of the second flange portion 112 (see FIG. 2B). . And this convex part 112i comprises the inlay between the recessed parts of the wheel 14. As shown in FIG. Accordingly, when the wheel 14 is attached to the second flange portion 112 of the main body portion 110, the convex portion 112i of the second flange portion 112 and the concave portion of the wheel 14 are used just as in the case where the wheel 14 is attached to the hub 16. Can be attached while aligning.

また、第２フランジ部１１２に設けられた凸部１１２ｉの頂面中央には、浅い窪みが設けられており、ここには、歪みゲージ１１８で計測された電圧値を電磁波に載せて送信するための送信部１１２ｔと、歪みゲージ１１８や送信部１１２ｔに電力を供給する電力供給部１１２ｂとが設けられている。更に、第２フランジ部１１２の外周部分には、電磁波を送信するためのアンテナ１１２ａが、樹脂モールドで固められた状態で設けられている。   In addition, a shallow depression is provided in the center of the top surface of the convex portion 112i provided in the second flange portion 112, in order to transmit the voltage value measured by the strain gauge 118 on the electromagnetic wave. And a power supply unit 112b that supplies power to the strain gauge 118 and the transmission unit 112t. Furthermore, an antenna 112a for transmitting electromagnetic waves is provided on the outer peripheral portion of the second flange portion 112 in a state of being solidified by a resin mold.

図３は、ホイール１４とハブ１６との間に、本体部１１０が装着された状態を概念的に示した説明図である。本実施例の駆動トルク計測装置１００を既存の車両１０に適用して、一般道を実際に走行しながら駆動トルクを精度良く計測することの難しさは、図３に集約されている。そこで、以下では、図３を参照しながら、既存の車両１０を用いて一般道を実際に走行しながら駆動トルクを精度良く計測することが困難な理由について説明する。   FIG. 3 is an explanatory diagram conceptually showing a state in which the main body 110 is mounted between the wheel 14 and the hub 16. The difficulty of accurately measuring the driving torque while actually driving on a general road by applying the driving torque measuring device 100 of the present embodiment to the existing vehicle 10 is summarized in FIG. Therefore, the reason why it is difficult to accurately measure the driving torque while actually traveling on a general road using the existing vehicle 10 will be described below with reference to FIG.

先ず、前述したように、本実施例の駆動トルク計測装置１００の本体部１１０は、第１フランジ部１１６には車両１０のハブ１６が取り付けられ、第２フランジ部１１２にはホイール１４が取り付けられる。車両１０の重量は、４つのタイヤ１２に分散して支えられ、それぞれのタイヤ１２での反力は、ホイール１４を介して本体部１１０の第２フランジ部１１２に作用する。ここで、本体部１１０の第１フランジ部１１６が取り付けられるハブ１６は、車両１０の重量を支えるべく頑丈な構造となっているが、タイヤ１２はゴム材料で形成された柔軟な構造となっている。従って、車両１０に取り付けられた本体部１１０は、図３（ｂ）に示したように、第１フランジ部１１６側が固定端で、第２フランジ部１１２側が自由端の片持ち梁構造となっている。   First, as described above, in the main body 110 of the drive torque measuring device 100 of the present embodiment, the hub 16 of the vehicle 10 is attached to the first flange portion 116 and the wheel 14 is attached to the second flange portion 112. . The weight of the vehicle 10 is dispersed and supported by the four tires 12, and the reaction force at each tire 12 acts on the second flange portion 112 of the main body 110 via the wheel 14. Here, the hub 16 to which the first flange portion 116 of the main body 110 is attached has a sturdy structure to support the weight of the vehicle 10, but the tire 12 has a flexible structure formed of a rubber material. Yes. Therefore, as shown in FIG. 3B, the main body portion 110 attached to the vehicle 10 has a cantilever structure in which the first flange portion 116 side is a fixed end and the second flange portion 112 side is a free end. Yes.

また、片持ち梁構造の本体部１１０には、タイヤ１２を回転させようとする駆動トルクＴの他に、車両１０の重量を支えるタイヤ１２からの反力Ｐも作用している。このことから、既存の車両１０を用いて一般道を実際に走行しながら、精度良く駆動トルクを計測するためには、本体部１１０に、次のようなことが要請されることになる。   In addition to the driving torque T that tries to rotate the tire 12, a reaction force P from the tire 12 that supports the weight of the vehicle 10 also acts on the main body 110 having a cantilever structure. For this reason, in order to accurately measure the drive torque while actually traveling on a general road using the existing vehicle 10, the main body 110 is required to do the following.

先ず第１に、片持ち梁構造で車両１０の重量を支えられるように、本体部１１０は十分な強度を有することが要請される。ここで、本体部１１０の第２フランジ部１１２および第１フランジ部１１６は、駆動トルクＴや反力Ｐに対しては頑丈な構造となっているため、駆動トルクＴおよび反力Ｐは円管部１１４の部分に集中して作用する。このため、長期に亘って使用している間に円管部１１４で疲労破壊が発生することのない様に、円管部１１４の剛性を十分に確保しておく必要がある。特に、本実施例の駆動トルク計測装置１００は、既存の車両１０に装着して一般道を走行しながら駆動トルクを計測することが目的となっており、一般道の走行中にタイヤ１２およびホイール１４が脱輪してはたいへんなので、円管部１１４の剛性を十分に確保しておくことが重要となる。   First, the main body 110 is required to have sufficient strength so that the weight of the vehicle 10 can be supported by the cantilever structure. Here, since the 2nd flange part 112 and the 1st flange part 116 of the main-body part 110 have a strong structure with respect to the drive torque T and the reaction force P, the drive torque T and the reaction force P are circular pipes. It acts on the portion 114 in a concentrated manner. For this reason, it is necessary to ensure sufficient rigidity of the circular pipe portion 114 so that fatigue failure does not occur in the circular pipe portion 114 during use over a long period of time. In particular, the drive torque measuring device 100 of the present embodiment is mounted on an existing vehicle 10 and is intended to measure the drive torque while traveling on a general road, and the tire 12 and the wheel while traveling on a general road. 14 is very difficult to be removed, so it is important to ensure sufficient rigidity of the circular pipe portion 114.

その一方で、周知のように、歪みゲージ１１８は変形による歪みを計測しているため、円管部１１４の剛性を高くすればするほど歪み量が減少し、計測精度の低下を引き起こす。すなわち、本実施例の本体部１１０では、剛性の確保が比較的困難な片持ち梁構造でも一般道を走行可能なように円管部１１４の剛性を十分に確保しつつ、それでいながら、高い精度で駆動トルクを計測するという二律背反な事柄を、同時に成立させることが必要となる。   On the other hand, as is well known, since the strain gauge 118 measures strain due to deformation, the higher the rigidity of the circular pipe portion 114, the smaller the strain amount, causing a decrease in measurement accuracy. That is, in the main body 110 of the present embodiment, the circular pipe portion 114 has sufficient rigidity so that it can travel on a general road even in a cantilever structure in which it is relatively difficult to ensure rigidity. It is necessary to simultaneously establish a trade-off between measuring drive torque with accuracy.

また、一般に、２つのフランジの間を円管で連結したような部材にネジリ、あるいは曲げを加えると、円管の外周面とフランジとが交わる箇所に大きな応力が発生する。これは、ネジリや曲げに対する剛性が、フランジと円管との境界部分で急激に変化するために、いわゆる「応力集中」と呼ばれる現象が発生するためである。本実施例の本体部１１０では、図３（ｂ）で「Ｑ」と示した箇所（円管部１１４の外周面と第２フランジ部１１２とが交わる箇所、および、円管部１１４の外周面と第１フランジ部１１６とが交わる箇所）に応力集中が発生する。この応力集中の影響が及んでいる範囲では、正しい歪み量を計測することができないので、通常は、円管部１１４を長くして、第２フランジ部１１２からも、第１フランジ部１１６からも十分に隔たった円管部１１４の中央で歪みを計測することで、応力集中の影響が及ばないように注意すること一般的である。しかし、本実施例の駆動トルク計測装置１００では、円管部１１４を長くすると、その分だけタイヤ１２およびホイール１４が外側に移動することとなり、車幅が広がって一般道を走行できなくなってしまう。   In general, when twisting or bending is applied to a member in which two flanges are connected by a circular tube, a large stress is generated at a location where the outer peripheral surface of the circular tube intersects with the flange. This is because the so-called “stress concentration” phenomenon occurs because the rigidity against torsion and bending changes abruptly at the boundary between the flange and the circular pipe. In the main body 110 of the present embodiment, the location indicated by “Q” in FIG. 3B (the location where the outer peripheral surface of the circular tube portion 114 and the second flange portion 112 intersect, and the outer peripheral surface of the circular tube portion 114) Stress concentration occurs at a location where the first flange portion 116 and the first flange portion 116 intersect. Since the correct amount of strain cannot be measured within the range affected by the stress concentration, usually, the circular pipe portion 114 is lengthened so that both the second flange portion 112 and the first flange portion 116 In general, care is taken so as not to affect the stress concentration by measuring the strain at the center of the circular pipe portions 114 sufficiently separated. However, in the drive torque measuring device 100 of the present embodiment, if the circular pipe portion 114 is lengthened, the tire 12 and the wheel 14 will move outward by that amount, and the vehicle width will be widened so that the vehicle cannot travel on a general road. .

更に、図３（ｂ）に示すように、本実施例の駆動トルク計測装置１００の本体部１１０には、タイヤ１２を回転させるための駆動トルクＴだけでなく、タイヤ１２からの反力Ｐも作用しており、この反力Ｐは、タイヤ１２が車両１０を支える力であることから明らかなように、かなりの大きさとなる。そして、本体部１１０の円管部１１４には、駆動トルクＴによる歪みだけでなく、反力Ｐに起因した曲げによる歪みも発生している。従って、本実施例の駆動トルク計測装置１００では、反力Ｐによる曲げの影響を受けずに、駆動トルクＴによる歪みだけを精度良く検出することが必要となる。   Further, as shown in FIG. 3B, the main body 110 of the driving torque measuring device 100 of the present embodiment has not only the driving torque T for rotating the tire 12 but also the reaction force P from the tire 12. This reaction force P is considerably large as apparent from the fact that the tire 12 is a force that supports the vehicle 10. In addition, in the circular pipe portion 114 of the main body 110, not only distortion due to the driving torque T but also distortion due to bending due to the reaction force P is generated. Therefore, in the driving torque measuring device 100 of the present embodiment, it is necessary to accurately detect only the distortion due to the driving torque T without being affected by the bending due to the reaction force P.

そこで、本実施例の本体部１１０は、歪みゲージ１１８の貼り付け位置を工夫することによって、こうした種々の要請を同時に満足させ、その結果、既存の車両１０を用いて一般道を実際に走行しながら、精度良く駆動トルクを計測することを可能としている。   Therefore, the main body 110 of the present embodiment satisfies these various requirements at the same time by devising the position where the strain gauge 118 is attached, and as a result, actually travels on a general road using the existing vehicle 10. However, the driving torque can be measured with high accuracy.

図４は、第１フランジ部１１６の端面を固定して、第２フランジ部１１２の端面に駆動トルクＴを作用させたときに、本体部１１０の凹部１１６ｉの内周面に発生する歪み量をシミュレーション計算した結果を示す説明図である。図４中に示した破線は、計算によって得られた歪み量の等高線を表している。また、破線が太くなるほど歪み量が大きくなり、細くなるほど歪み量が小さくなることを示している。   FIG. 4 shows the amount of distortion generated on the inner peripheral surface of the recess 116 i of the main body 110 when the end surface of the first flange portion 116 is fixed and the driving torque T is applied to the end surface of the second flange portion 112. It is explanatory drawing which shows the result of simulation calculation. The broken line shown in FIG. 4 represents the contour line of the distortion amount obtained by calculation. In addition, the thicker the broken line, the larger the distortion amount, and the thinner, the smaller the distortion amount.

図４に示されるように、第１フランジ部１１６や第２フランジ部１１２では、ほとんど歪みは発生していない。これは、第１フランジ部１１６や第２フランジ部１１２は、駆動トルクＴに対しては剛性が高い構造となっているためである。これに対して、第１フランジ部１１６と第２フランジ部１１２とを連結する円管部１１４の部分では、凹部１１６ｉの内周面に比較的大きな歪みが発生している。また、凹部１１６ｉの奥には、第２フランジ部１１２の裏側が見えているが、第２フランジ部１１２は駆動トルクＴに対して高い剛性を有していることに対応して、この部分には歪みはほとんど発生していない。   As shown in FIG. 4, almost no distortion occurs in the first flange portion 116 and the second flange portion 112. This is because the first flange portion 116 and the second flange portion 112 have a structure with high rigidity with respect to the driving torque T. On the other hand, in the portion of the circular pipe portion 114 that connects the first flange portion 116 and the second flange portion 112, a relatively large strain is generated on the inner peripheral surface of the recess 116i. In addition, the back side of the second flange portion 112 can be seen at the back of the recess 116i. This corresponds to the fact that the second flange portion 112 has high rigidity with respect to the driving torque T. There is almost no distortion.

図３（ｂ）を用いて前述したように、円管部１１４の外周面と第２フランジ部１１２あるいは第１フランジ部１１６とが交わる箇所には、応力集中によって、局所的に大きな歪みが発生しているが、凹部１１６ｉの内周面では応力集中による大きな影響は見られない。すなわち、応力集中による影響を緩和するために、第２フランジ部１１２と第１フランジ部１１６との間隔を広げて中央で計測する一般的な方法の代わりに、円管部１１４の内周側（すなわち、凹部１１６ｉの内周面）で歪みを計測することとすれば、第２フランジ部１１２と第１フランジ部１１６との間隔を広げずとも、応力集中の影響を緩和して歪みを計測することが可能と考えられる。   As described above with reference to FIG. 3B, a large strain is locally generated due to the stress concentration at the intersection between the outer peripheral surface of the circular pipe portion 114 and the second flange portion 112 or the first flange portion 116. However, there is no significant influence on the inner peripheral surface of the recess 116i due to the stress concentration. That is, in order to alleviate the influence of stress concentration, instead of a general method of measuring at the center with the interval between the second flange portion 112 and the first flange portion 116 widened, the inner peripheral side ( In other words, if the strain is measured at the inner peripheral surface of the recess 116i, the strain is measured by reducing the influence of the stress concentration without increasing the distance between the second flange portion 112 and the first flange portion 116. It is considered possible.

更に、図４に示されるように、凹部１１６ｉの内周面に発生している歪みは、第１フランジ部１１６側では小さく、第２フランジ部１１２側に行くほど大きくなっている。これは、第１フランジ部１１６側では、円管部１１４の内周面が開口しているのに対して、第２フランジ部１１２側では円管部１１４の内周面が塞がっており、第２フランジ部１１２側の方が剛性が高いために、応力集中の影響が円管部１１４の内周側（凹部１１６ｉの内周面）に及び易くなっていることが１つの原因と考えられる。   Further, as shown in FIG. 4, the distortion generated on the inner peripheral surface of the recess 116 i is small on the first flange portion 116 side and increases toward the second flange portion 112 side. This is because the inner peripheral surface of the circular pipe portion 114 is open on the first flange portion 116 side, whereas the inner peripheral surface of the circular pipe portion 114 is closed on the second flange portion 112 side. One of the causes is considered to be that the stress on the inner peripheral side of the circular pipe portion 114 (the inner peripheral surface of the concave portion 116i) is easily affected by the stress on the second flange portion 112 side because of its higher rigidity.

そこで、本実施例の本体部１１０では、円管部１１４の内周側（凹部１１６ｉの内周面）に、歪みゲージ１１８を貼り付けて歪みを計測する。こうすることで、第２フランジ部１１２と第１フランジ部１１６との間隔を広げることなく、応力集中の影響を緩和して、適切に歪みを計測することが可能となる。   Therefore, in the main body 110 of the present embodiment, a strain gauge 118 is attached to the inner peripheral side of the circular pipe portion 114 (the inner peripheral surface of the recess 116i) to measure strain. By doing so, it is possible to relax the influence of the stress concentration and appropriately measure the strain without increasing the distance between the second flange portion 112 and the first flange portion 116.

また、一般に、円管にネジリを作用させた場合、ネジリによる歪みは、円管の内周面よりも外周面の方が大きく現れる。従って、この意味からは、本実施例の本体部１１０のように、円管部１１４の内周面で歪みを計測することは、計測精度を低下させる方向に作用する。そこで、歪みゲージ１１８を貼り付ける位置を、単に円管部１１４の内周側（凹部１１６ｉの内周面）にするだけでなく、第２フランジ部１１２の側に寄せた位置に貼り付けることが望ましい。図４を用いて前述したように、円管部１１４の内周面の第２フランジ部１１２側では、若干ではあるが応力集中の影響が現れているため、歪み量が大きめに計測される。従って、僅かに残った応力集中の影響を利用して歪み量を増幅することにより、円管部１１４の内周側に歪みゲージ１１８を貼り付けていることによる計測精度の低下を打ち消して、精度良く歪み量を計測することが可能となる。   In general, when twisting is applied to a circular tube, distortion due to twisting appears more on the outer peripheral surface than on the inner peripheral surface of the circular tube. Therefore, from this point of view, measuring the distortion on the inner peripheral surface of the circular pipe portion 114 as in the main body portion 110 of this embodiment acts in the direction of reducing the measurement accuracy. Therefore, the position where the strain gauge 118 is pasted is not only the inner peripheral side of the circular pipe portion 114 (the inner peripheral surface of the recess 116i), but can also be pasted to a position close to the second flange portion 112 side. desirable. As described above with reference to FIG. 4, since the influence of stress concentration appears slightly on the second flange portion 112 side of the inner peripheral surface of the circular pipe portion 114, the amount of strain is measured to be large. Therefore, by amplifying the strain amount by using the effect of the slight remaining stress concentration, the decrease in measurement accuracy due to the fact that the strain gauge 118 is attached to the inner peripheral side of the circular pipe portion 114 is canceled out. It becomes possible to measure the amount of distortion well.

更に、第２フランジ部１１２の側に寄せた位置に歪みゲージ１１８を貼り付けることは、次のような点からも、合理的である。すなわち、図３（ｂ）を用いて前述したように、本体部１１０は、ハブ１６に取り付けられた第１フランジ部１１６側を固定端とする片持ち梁構造となっており、ホイール１４が取り付けられた第２フランジ部１１２から、駆動トルクＴと反力Ｐとが作用する。その結果、本体部１１０の円管部１１４には、駆動トルクＴのネジリによる歪みに加えて、反力Ｐの曲げによる歪みも発生している。そして、本体部１１０が、第２フランジ部１１２が自由端、第１フランジ部１１６が固定端の片持ち梁構造をしていることから、第２フランジ部１１２から離れた位置ほど曲げによる影響が大きく現れる。逆に言えば、第２フランジ部１１２の側に寄せた位置に歪みゲージ１１８を貼り付けることで、タイヤ１２からの反力Ｐによる影響をあまり受けずに、駆動トルクＴによる歪みを計測することが可能となる。このように、第２フランジ部１１２の側に寄せて歪みゲージ１１８を貼り付けることは、タイヤ１２の反力Ｐの影響をできるだけ小さくする意味からも、計測精度の向上に寄与していると言うことができる。   Furthermore, affixing the strain gauge 118 at a position close to the second flange portion 112 is also reasonable from the following points. That is, as described above with reference to FIG. 3B, the main body portion 110 has a cantilever structure with the first flange portion 116 attached to the hub 16 as a fixed end, and the wheel 14 is attached. The driving torque T and the reaction force P act from the second flange portion 112 thus formed. As a result, in the circular pipe portion 114 of the main body 110, in addition to distortion due to the twist of the driving torque T, distortion due to bending of the reaction force P also occurs. Since the main body 110 has a cantilever structure in which the second flange portion 112 is a free end and the first flange portion 116 is a fixed end, the influence of the bending is increased at a position away from the second flange portion 112. It appears greatly. In other words, the strain due to the drive torque T is measured without being affected by the reaction force P from the tire 12 by attaching the strain gauge 118 at a position close to the second flange portion 112. Is possible. Thus, it is said that attaching the strain gauge 118 close to the second flange portion 112 contributes to improvement in measurement accuracy from the viewpoint of minimizing the influence of the reaction force P of the tire 12 as much as possible. be able to.

本実施例の本体部１１０では、第２フランジ部１１２と第１フランジ部１１６との中間の位置（より正確には、第２フランジ部１１２と第１フランジ部１１６とが互いに向かい合う端面間の中間の位置）よりも第２フランジ部１１２側に、歪みゲージ１１８が貼り付けられている。また、円管部１１４の内周面の第２フランジ部１１２に寄せた側に、歪みゲージ１１８を貼り付けるに際して、内周面の奥にある第２フランジ部１１２が、貼り付け作業の妨げにならないように、第２フランジ部１１２の内側にも若干の凹加工が施されている。   In the main body 110 of the present embodiment, an intermediate position between the second flange portion 112 and the first flange portion 116 (more precisely, an intermediate position between the end faces where the second flange portion 112 and the first flange portion 116 face each other). The strain gauge 118 is affixed to the second flange portion 112 side from the position (1). Further, when the strain gauge 118 is attached to the side of the inner peripheral surface of the circular pipe portion 114 that is close to the second flange portion 112, the second flange portion 112 at the back of the inner peripheral surface obstructs the attaching operation. In order to avoid this, a slight recess is also formed on the inner side of the second flange portion 112.

図５は、第２フランジ部１１２の内側に凹加工が施された様子を示す説明図である。図示されているように、第２フランジ部１１２には、円管部１１４の内周面と面一に、深さＫだけ追い込んで凹加工が施されている。このため、歪みゲージ１１８を貼る際に、第２フランジ部１１２の内側の面との距離が確保されるので、貼り付け作業を容易に行うことが可能となる。また、歪みゲージ１１８にもある程度の大きさがあるので、第２フランジ部１１２の内側の面に寄せられる範囲にも限界があり、必ずしも最適な位置に歪みゲージ１１８を貼り付けられない場合も生じ得る。しかし、本実施例の本体部１１０では、第２フランジ部１１２に凹加工を施すことで内側の面が後退するため、歪みゲージ１１８を貼り付ける際の自由度が増加し、より適切な位置に歪みゲージ１１８を貼り付けることが可能となる。   FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which the concave processing is performed on the inner side of the second flange portion 112. As shown in the figure, the second flange portion 112 is recessed with a depth K that is flush with the inner peripheral surface of the circular pipe portion 114. For this reason, when affixing the strain gauge 118, the distance from the inner surface of the second flange portion 112 is ensured, so that the affixing operation can be easily performed. In addition, since the strain gauge 118 has a certain size, there is a limit to the range that can be approached to the inner surface of the second flange portion 112, and the strain gauge 118 may not always be attached to the optimal position. obtain. However, in the main body 110 of the present embodiment, since the inner surface is retracted by performing the concave processing on the second flange portion 112, the degree of freedom when the strain gauge 118 is attached increases, and the body portion is more appropriately positioned. The strain gauge 118 can be attached.

更に、本実施例の本体部１１０では、タイヤ１２からの反力Ｐの影響をより完全に取り除いて、駆動トルクＴによる歪みだけを計測するために、８枚の歪みゲージ１１８を用いて歪み量を計測している。   Further, in the main body 110 of this embodiment, in order to remove the influence of the reaction force P from the tire 12 more completely and measure only the strain due to the driving torque T, the strain amount is obtained using eight strain gauges 118. Is measured.

図６は、８枚の歪みゲージ１１８が貼り付けられる位置関係を示した説明図である。図６では、第１フランジ部１１６の側から見て、各歪みゲージ１１８が貼り付けられる位置関係が示されている。図示されるように、本実施例の本体部１１０では、８枚の歪みゲージ１１８が、４５度ずつの均等な間隔を空けて貼り付けられている。こうすると、互いに対称な位置に貼り付けられた２枚の歪みゲージ１１８を一組と考えると、歪みゲージ１１８の組が４つ、できあがる。例えば、図６中で「Ｒ１」と表示された歪みゲージ１１８に対しては、「Ｒ２」と表示された歪みゲージ１１８が一組となり、「Ｒ３」と表示された歪みゲージ１１８に対しては、「Ｒ４」と表示された歪みゲージ１１８が一組となる。同様に、「Ｒ５」の歪みゲージ１１８に対しては「Ｒ６」の歪みゲージ１１８が、そして「Ｒ７」の歪みゲージ１１８に対しては「Ｒ８」の歪みゲージが一組となる。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a positional relationship where eight strain gauges 118 are attached. FIG. 6 shows a positional relationship where each strain gauge 118 is attached as viewed from the first flange portion 116 side. As shown in the figure, in the main body 110 of this embodiment, eight strain gauges 118 are attached with an equal interval of 45 degrees. In this way, when two strain gauges 118 attached to symmetrical positions are considered as one set, four sets of strain gauges 118 are completed. For example, for the strain gauge 118 displayed as “R1” in FIG. 6, the strain gauge 118 displayed as “R2” is a set, and for the strain gauge 118 displayed as “R3”, , “R4” is a set of strain gauges 118. Similarly, a “R6” strain gauge 118 is set for the “R5” strain gauge 118, and a “R8” strain gauge 118 is set for the “R7” strain gauge 118.

ここで、互いに対称な位置にある歪みゲージ１１８は、反力Ｐによる曲げの影響が、逆の方向に現れる関係にある。例えば、反力Ｐによる曲げの影響で、上側の「Ｒ１」の歪みゲージ１１８が縮む方向の歪みが発生すると、対になる下側の「Ｒ２」の歪みゲージ１１８では伸びる方向の歪みが発生する。また、周知のように歪みゲージ１１８は、縮む方向の歪みが発生すると抵抗値が小さくなり、伸びる方向の歪みが発生すると抵抗値が大きくなる。従って、対になる「Ｒ１」および「Ｒ２」の歪みゲージ１１８を組み合わせて用いれば、それぞれの歪みゲージ１１８に生じた曲げの影響を打ち消すことができる。   Here, the strain gauges 118 in symmetrical positions have a relationship in which the influence of bending due to the reaction force P appears in the opposite direction. For example, when a strain in a direction in which the upper “R1” strain gauge 118 contracts due to the influence of bending due to the reaction force P, a strain in the extending direction is generated in the paired lower “R2” strain gauge 118. . Further, as is well known, the strain gauge 118 has a small resistance value when a strain in the contracting direction is generated, and a large resistance value when a strain in the extending direction is generated. Therefore, if the paired “R1” and “R2” strain gauges 118 are used in combination, the influence of bending generated in each strain gauge 118 can be canceled.

他の組の歪みゲージ１１８についても同様なことが成立する。例えば、図６中に示した「Ｒ７」の歪みゲージ１１８と「Ｒ８」の歪みゲージ１１８との組については、反力Ｐによる曲げの影響で、上側にある「Ｒ７」の歪みゲージ１１８が縮む方向の歪みが発生すると、下側にある「Ｒ８」の歪みゲージ１１８では伸びる方向の歪みが発生する。従って、「Ｒ７」および「Ｒ８」の歪みゲージ１１８についても、これらを組み合わせて用いることで、反力Ｐによる曲げの影響を打ち消すことが可能である。更に、このことは、本体部１１０が回転して、例えば「Ｒ１」の歪みゲージ１１８が移動した場合にも成立する。そこで、互いに対象な位置に貼られた一組の歪みゲージ１１８を直列に接続し、それら４組の歪みゲージ１１８を用いて、ホイーストンブリッジを形成する。   The same is true for the other sets of strain gauges 118. For example, in the set of the strain gauge 118 of “R7” and the strain gauge 118 of “R8” shown in FIG. 6, the strain gauge 118 of “R7” on the upper side contracts due to the influence of bending due to the reaction force P. When the strain in the direction is generated, the strain in the extending direction is generated in the strain gauge 118 of “R8” on the lower side. Therefore, the strain gauges 118 of “R7” and “R8” can be used in combination to cancel the influence of bending due to the reaction force P. This is also true when the main body 110 rotates and, for example, the strain gauge 118 “R1” moves. Therefore, a set of strain gauges 118 attached to target positions are connected in series, and a Wheatstone bridge is formed using these four sets of strain gauges 118.

図７は、４組の歪みゲージ１１８を用いてホイーストンブリッジを形成することにより、反力Ｐの影響を受けることなく、駆動トルクＴによる歪み量を計測する原理を示した説明図である。例えば、ホイーストンブリッジの一辺を構成する「Ｒ１」の歪みゲージ１１８および「Ｒ２」の歪みゲージ１１８に着目するものとする。反力Ｐによる曲げの影響で「Ｒ１」の歪みゲージ１１８が縮んで抵抗値が減少すると、「Ｒ２」の歪みゲージ１１８は伸びて抵抗値が増加する。このため、ホイーストンブリッジの一辺を構成する２つの歪みゲージ１１８の合成抵抗には、反力Ｐによる曲げの影響は現れない。ホイーストンブリッジの他の辺についても全く同様なことが成立し、各辺を構成する２つの歪みゲージ１１８の合成抵抗には、反力Ｐによる曲げの影響は現れない。その結果、８枚の歪みゲージ１１８を用いて図７に示すホイーストンブリッジを構成することで、反力Ｐによる影響を受けることなく、駆動トルクＴによる歪みだけを計測することが可能となる。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the principle of measuring the amount of strain due to the drive torque T without being affected by the reaction force P by forming a Wheatstone bridge using four sets of strain gauges 118. For example, attention is paid to the strain gauge 118 of “R1” and the strain gauge 118 of “R2” that constitute one side of the Wheatstone bridge. When the strain gauge 118 of “R1” contracts due to the bending effect of the reaction force P and the resistance value decreases, the strain gauge 118 of “R2” extends and the resistance value increases. For this reason, the influence of the bending due to the reaction force P does not appear in the combined resistance of the two strain gauges 118 constituting one side of the Wheatstone bridge. The same is true for the other sides of the Wheatstone bridge, and the effect of bending due to the reaction force P does not appear in the combined resistance of the two strain gauges 118 constituting each side. As a result, by configuring the Wheatstone bridge shown in FIG. 7 using the eight strain gauges 118, it is possible to measure only the distortion due to the driving torque T without being affected by the reaction force P.

以上に詳しく説明したように、本実施例の本体部１１０には、車両１０に装着して一般道を走行可能とするために、種々の事柄が要請されている。例えば、タイヤ１２からの反力Ｐおよび駆動トルクＴに対しては、十分な剛性を確保しながら、車幅の増加を抑制するために、２つのフランジ（第２フランジ部１１２および第１フランジ部１１６）間の距離ができるだけ短いことが要請される。当然のことながら、剛性を高くすると歪み量が減少し、また、２つのフランジ間の距離を短くすると応力集中の影響を受け易くなるので、これらの要請は、何れも、計測精度を低下させる方向に作用する。加えて、本体部１１０には、タイヤ１２からの駆動トルクＴだけでなく、反力Ｐによる曲げも作用する。そのような中で、駆動トルクＴによる歪みだけを、精度良く検出することが要請されている。本実施例の本体部１１０では、図５および図６に示したように、円管部１１４の内周面に８枚の歪みゲージ１１８を等間隔に貼り付けて、図７に示したホイーストンブリッジを構成することで、これら互いに矛盾する要請を同時に満足させ、その結果として、既存の車両１０に装着して一般道を走行しながら、駆動トルクＴを精度良く計測することが可能となっているのである。   As described above in detail, the main body 110 according to the present embodiment is required to have various matters in order to be mounted on the vehicle 10 and travel on a general road. For example, with respect to the reaction force P and the driving torque T from the tire 12, two flanges (the second flange portion 112 and the first flange portion) are used in order to suppress an increase in the vehicle width while ensuring sufficient rigidity. 116) is required to be as short as possible. Naturally, increasing the rigidity reduces the amount of strain, and shortening the distance between the two flanges makes it more susceptible to stress concentration. Act on. In addition, not only the driving torque T from the tire 12 but also bending due to the reaction force P acts on the main body 110. Under such circumstances, it is required to accurately detect only the distortion caused by the driving torque T. In the main body 110 of the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, eight strain gauges 118 are attached to the inner peripheral surface of the circular pipe portion 114 at equal intervals, and the Wheatstone shown in FIG. By configuring the bridge, these contradictory requests can be satisfied at the same time. As a result, the driving torque T can be accurately measured while being mounted on an existing vehicle 10 and traveling on a general road. It is.

Ｂ．計測結果 ：
以下では、以上のようにして開発された本実施例の駆動トルク計測装置１００、実際に車両１０に装着して駆動トルクを計測した結果について説明する。 B. Measurement result :
Below, the drive torque measuring device 100 of the present embodiment developed as described above, the result of actually mounting the drive torque on the vehicle 10 and measuring the drive torque will be described.

Ｂ−１．シャシダイナモメーター試験での計測結果 ：
先ず始めは、シャシダイナモメーターを用いて、本実施例の駆動トルク計測装置１００の計測精度を確認した。周知のように、シャシダイナモメーターでは、ローラー上に車両１０の駆動輪を載せた状態で、車両１０を固定したまま、種々のモードを走行して、その時の走行速度や駆動トルクを計測することが可能である。そこで、車両１０の駆動輪である左右の前輪に本実施例の駆動トルク計測装置１００を装着して、左右の前輪で計測された駆動トルクの合計値と、シャシダイナモメーターで計測された駆動トルクとを比較した。尚、本実施例の駆動トルク計測装置１００で得られた駆動トルクと、シャシダイナモメーターで計測された駆動トルクとを区別するために、シャシダイナモメーターで計測したトルクを、以下では「ダイナモトルク」と呼ぶことにする。 B-1. Measurement results in the chassis dynamometer test:
First, using a chassis dynamometer, the measurement accuracy of the drive torque measuring device 100 of this example was confirmed. As is well known, in a chassis dynamometer, while driving the vehicle 10 on a roller, the vehicle 10 is fixed and travels in various modes, and the traveling speed and driving torque at that time are measured. Is possible. Therefore, the driving torque measuring device 100 of this embodiment is attached to the left and right front wheels, which are driving wheels of the vehicle 10, and the total value of the driving torque measured by the left and right front wheels and the driving torque measured by the chassis dynamometer. And compared. In order to distinguish between the drive torque obtained by the drive torque measuring device 100 of the present embodiment and the drive torque measured by the chassis dynamometer, the torque measured by the chassis dynamometer is hereinafter referred to as “dynamo torque”. I will call it.

図８は、代表的な走行モードである１５モードを走行中の駆動トルクの計測結果を示した説明図である。図中の上段にはシャシダイナモメーターで測定した走行速度の変化が示されており、図中の中段には走行速度から求めた加速度の変化が示されている。また、下段には、車両１０の左右の駆動輪で計測された駆動トルクの合計値と、シャシダイナモメーターで計測されたダイナモトルクとが示されている。図示されているように、太い実線で示した駆動トルクは、ダイナモトルクと良く一致している。   FIG. 8 is an explanatory diagram showing measurement results of drive torque during traveling in the 15th mode, which is a typical travel mode. In the upper part of the figure, the change in the running speed measured by the chassis dynamometer is shown, and in the middle part of the figure, the change in the acceleration obtained from the running speed is shown. In the lower part, the total value of the driving torque measured by the left and right driving wheels of the vehicle 10 and the dynamo torque measured by the chassis dynamometer are shown. As shown in the figure, the driving torque indicated by the thick solid line is in good agreement with the dynamo torque.

もっとも、車両１０が止まっている期間（例えば、経過時間が４９０秒に達する前や、６５０秒以降の期間）では、駆動トルク計測装置１００による駆動トルクの計測値が、完全には「０」になっていない。また、ゼロ点からのシフト量も、経過時間が４９０秒に達する前と、経過時間が６５０秒に達した以降とでは異なっている。これは、タイヤ１２からの反力Ｐによって生じる曲げの影響を完全には除去し切れておらず、タイヤ１２が止まったときの歪みゲージ１１８の位置の違いによって、曲げの影響が表れてしまう場合が存在しているためと考えられる。しかし、車両１０の停止中を除けば、左右の駆動輪から得られた駆動トルクの合計値と、ダイナモトルクとはたいへんに良く一致しており、一次近似式の相関係数は、「０．９７９」と非常に高い相関値が得られる。   However, during the period when the vehicle 10 is stopped (for example, before the elapsed time reaches 490 seconds or after 650 seconds), the measured value of the drive torque by the drive torque measuring device 100 is completely “0”. is not. The shift amount from the zero point is also different before the elapsed time reaches 490 seconds and after the elapsed time reaches 650 seconds. This is because the bending effect caused by the reaction force P from the tire 12 is not completely removed, and the bending effect appears due to the difference in the position of the strain gauge 118 when the tire 12 stops. This is probably because of the existence of However, except when the vehicle 10 is stopped, the total value of the drive torque obtained from the left and right drive wheels and the dynamo torque agree very well, and the correlation coefficient of the linear approximation is “0. 979 "is obtained.

Ｂ−２．テストコース（平坦路）での計測結果 ：
シャシダイナモメーターを用いた試験によって、本実施例の駆動トルク計測装置１００が高い計測精度を有することが確認できたので、今度は、平坦路と呼ばれるテストコースを、実際に走行させた時の駆動トルクを計測した。また、走行中に計測した駆動トルクの妥当性を検証するために、車両１０の走行速度や路面の勾配なども計測して車両１０の走行抵抗を算出しておき、この走行抵抗と、駆動トルクの計測値をタイヤ半径で除算して力の単位に変換した値とを比較することとした。尚、以下では、車両１０の走行速度や路面の勾配などから算出された走行抵抗を「算出走行抵抗」と呼び、一方、駆動トルクの計測値をタイヤ半径で除算して力に変換した値を「駆動力」と呼ぶことにする。 B-2. Measurement results on the test course (flat road):
The test using the chassis dynamometer has confirmed that the driving torque measuring device 100 of the present embodiment has high measurement accuracy, so this time, the driving when actually running on a test course called a flat road Torque was measured. Further, in order to verify the validity of the driving torque measured during traveling, the traveling speed of the vehicle 10 and the slope of the road surface are also measured to calculate the traveling resistance of the vehicle 10, and the traveling resistance and the driving torque are calculated. The measured value was divided by the tire radius and compared with the value converted into force units. In the following, the running resistance calculated from the running speed of the vehicle 10 or the gradient of the road surface is referred to as “calculated running resistance”. On the other hand, a value obtained by dividing the measured value of the driving torque by the tire radius and converting it into a force. This is called “driving force”.

周知のように、車両１０の算出走行抵抗は、車両１０を加速させるための加速抵抗Ｒｃと、空気抵抗Ｒａと、転がり抵抗Ｒｒと、路面の勾配に起因する勾配抵抗Ｒｅとを合計することによって算出することができる。このうち加速抵抗Ｒｃは、車両１０の質量（但し、回転部分の相当質量も含む）に加速度を乗算することによって算出することができる。また、空気抵抗Ｒａおよび転がり抵抗Ｒｒについては、車両１０の惰行試験を行って、その結果を元に算出した。更に、勾配抵抗Ｒｅについては、路面の勾配θｒが分かれば算出することができる。本願の発明者らは、車両の走行中に路面の勾配θｒを精度良く計測する手法を開発して既に特許出願済みであり、この技術を用いて路面の勾配θｒを実測した。尚、平坦路を走行していることから、実測した路面の勾配θｒは、ほとんど無視できる程度に小さい値であった。そこで、ここでは、勾配抵抗Ｒｅは「０」であるものとして説明する。   As is well known, the calculated travel resistance of the vehicle 10 is obtained by summing the acceleration resistance Rc for accelerating the vehicle 10, the air resistance Ra, the rolling resistance Rr, and the gradient resistance Re caused by the road surface gradient. Can be calculated. Of these, the acceleration resistance Rc can be calculated by multiplying the mass of the vehicle 10 (including the equivalent mass of the rotating portion) by the acceleration. Further, the air resistance Ra and the rolling resistance Rr were calculated based on the results of a coasting test of the vehicle 10. Further, the gradient resistance Re can be calculated if the road surface gradient θr is known. The inventors of the present application have developed a technique for measuring the road surface gradient θr with high accuracy while the vehicle is running, and have already applied for a patent. Using this technique, the road surface gradient θr was actually measured. Since the vehicle was traveling on a flat road, the actually measured road surface gradient θr was small enough to be ignored. Therefore, here, the description will be made assuming that the gradient resistance Re is “0”.

図９は、平坦路で加減速を繰り返しながら走行して、駆動トルクを計測した結果を示した説明図である。図８の最上段には走行速度の実測値が示されており、上から２段目には走行速度から算出した車両１０の加速度が示されている。走行速度の変化に示されているように、停止状態から時速９０ｋｍ近くまで急加速したり、時速９０ｋｍ近くから急減速して停止したりするなどの、かなりの急加速や急減速を含んだ走行条件となっている。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing a result of driving torque measured by repeating acceleration and deceleration on a flat road. The actual value of the traveling speed is shown in the uppermost part of FIG. 8, and the acceleration of the vehicle 10 calculated from the traveling speed is shown in the second stage from the top. As indicated by the change in travel speed, the vehicle suddenly accelerates from a stopped state to near 90 km / h, or suddenly decelerates from near 90 km / h to stop and travel with considerable sudden acceleration or sudden deceleration. It is a condition.

上から３段目には、加速度から算出した加速抵抗、および走行速度から算出した空気抵抗が示されており、上から４段目には、転がり抵抗が示されている。更に、最下段には、駆動トルクの計測値から算出した駆動力と、算出走行抵抗とが重ねて示されている。ここで、駆動力は、車両１０の左右の駆動輪に装着した駆動トルク計測装置１００から得られた駆動トルクの合計値を、タイヤ半径で除算することによって算出している。また、算出走行抵抗は、上から３段目および４段目に示された加速抵抗、空気抵抗、転がり抵抗を合計することによって算出している。   In the third row from the top, the acceleration resistance calculated from the acceleration and the air resistance calculated from the running speed are shown, and in the fourth row from the top, the rolling resistance is shown. Furthermore, the driving force calculated from the measured value of the driving torque and the calculated running resistance are shown in an overlapped manner at the bottom. Here, the driving force is calculated by dividing the total value of the driving torque obtained from the driving torque measuring device 100 mounted on the left and right driving wheels of the vehicle 10 by the tire radius. The calculated running resistance is calculated by adding the acceleration resistance, air resistance, and rolling resistance shown in the third and fourth stages from the top.

図９の最下段に示されるように、太い実線で示した駆動力と、細い破線で示した算出走行抵抗とは、全体的に良く一致している。このことは、平坦路を加減速しながら走行した場合にも、本実施例の駆動トルク計測装置１００を用いて、精度良く駆動トルクを計測可能であることを示している。尚、図８を用いて前述したシャシダイナモメーターでの計測結果と同様に、平坦路を走行して得られた計測結果においても、車両１０の停止時では、駆動力の値が「０」から若干シフトしている。これは、前述したように、車両１０が停止したときのタイヤ１２の位置によっては、反力Ｐによる曲げの影響を除去し切れない場合が存在しているためと考えられる。   As shown in the lowermost stage of FIG. 9, the driving force indicated by the thick solid line and the calculated running resistance indicated by the thin broken line are in good agreement overall. This indicates that even when the vehicle travels on a flat road while accelerating / decelerating, the driving torque can be measured with high accuracy using the driving torque measuring device 100 of the present embodiment. Note that, similarly to the measurement result with the chassis dynamometer described above with reference to FIG. 8, even in the measurement result obtained by traveling on a flat road, the value of the driving force is “0” when the vehicle 10 is stopped. There is a slight shift. As described above, this may be because the influence of the bending due to the reaction force P cannot be completely removed depending on the position of the tire 12 when the vehicle 10 stops.

また、平坦路での加減速走行では、２回の急減速中（経過時間にして３６秒〜４２秒、および７８秒〜８４秒）に、駆動トルクから求めた駆動力と、算出走行抵抗とが乖離しており、何れの場合も駆動力が小さめの値となっている。これは、試験に用いた車両１０が前輪駆動車であり、急減速時には荷重の多くが前輪側に移動して、タイヤ１２が潰れたことによるものと考えられる。すなわち、急減速時には、実際にはタイヤ１２が潰れてタイヤ半径が小さくなっているにも拘わらず、駆動トルクを駆動力に変換する際には通常走行時と同じタイヤ半径で除算したために、駆動力が小さめに算出されてしまったためと考えられる。従って、車両１０の停止時を除けば、急加速および急減速を含む走行条件でも、駆動トルク自体は精度良く計測可能であると考えられる。   In acceleration / deceleration running on a flat road, the driving force obtained from the driving torque and the calculated running resistance during two sudden decelerations (36 to 42 seconds and 78 to 84 seconds as the elapsed time) The driving force is a small value in any case. This is presumably because the vehicle 10 used in the test was a front wheel drive vehicle, and during the rapid deceleration, most of the load moved to the front wheel side and the tire 12 was crushed. That is, at the time of sudden deceleration, although the tire 12 is actually crushed and the tire radius is reduced, the driving torque is divided by the same tire radius as that during normal driving when driving torque is converted. This is probably because the force was calculated to be smaller. Therefore, except when the vehicle 10 is stopped, it is considered that the driving torque itself can be accurately measured even under traveling conditions including sudden acceleration and sudden deceleration.

尚、上述したように、急減速時の駆動力が小さめに算出されたのは、計測に用いた車両１０が前輪駆動車であり、前側の車輪に駆動トルク計測装置１００を装着したためと考えられる。従って、後輪駆動車を用いて計測した場合には、後側の車輪に駆動トルク計測装置１００を装着するので、急加速時の駆動力が小さめに算出されるものと考えられる。   As described above, the reason why the driving force at the time of sudden deceleration is calculated to be small is considered that the vehicle 10 used for measurement is a front wheel drive vehicle and the drive torque measuring device 100 is mounted on the front wheel. . Therefore, when measurement is performed using a rear wheel drive vehicle, the driving torque measurement device 100 is attached to the rear wheel, so that it is considered that the driving force during sudden acceleration is calculated to be smaller.

Ｂ−３．テストコース（勾配路）での計測結果 ：
平坦路に続いて、今度は、勾配路と呼ばれるテストコースを、実際に走行させた時の駆動トルクを計測した。また、勾配路における試験においても、車両１０の走行抵抗を算出しておき、得られた算出走行抵抗と、駆動力とを比較することによって、駆動トルクの計測精度を検証した。 B-3. Measurement results on the test course (gradient road):
Next to the flat road, this time, the driving torque when actually running on a test course called a slope road was measured. Moreover, also in the test on the slope road, the running resistance of the vehicle 10 was calculated, and the measurement accuracy of the driving torque was verified by comparing the obtained calculated running resistance with the driving force.

勾配路での走行では、前述した平坦路と異なり、無視できない大きさの勾配抵抗Ｒｅが発生する。そこで、走行に際しては、路面の勾配θｒを計測しておき、勾配θｒから勾配抵抗Ｒｅを求めることによって、算出走行抵抗を算出した。ここで、本願の発明者らが開発した方法を用いれば、車両１０を走行させながら、路面の勾配θｒをたいへんに高い精度で計測することが可能である。そこで、勾配路での駆動トルクの計測結果を説明する前に、路面の勾配θｒを計測した方法について簡単に説明しておく。   In traveling on a gradient road, unlike the above-described flat road, a gradient resistance Re having a magnitude that cannot be ignored is generated. Therefore, when traveling, the road running gradient θr is measured, and the running resistance is calculated by obtaining the slope resistance Re from the slope θr. Here, if the method developed by the inventors of the present application is used, it is possible to measure the road surface gradient θr with very high accuracy while the vehicle 10 is traveling. Therefore, before describing the measurement result of the driving torque on the gradient road, a method for measuring the road surface gradient θr will be briefly described.

図１０は、車両１０を走行させながら路面の勾配θｒを計測する方法を示した説明図である。路面の勾配θｒを計測するためには、車両１０にジャイロセンサ１０２を固定して搭載するとともに、車両１０の前部および後部にそれぞれ設けられたハイトセンサ１０４を搭載しておく。ここで、ジャイロセンサ１０２とは、物体が回転したときに発生するコリオリ力を利用して、物体が回転する速度（すなわち角速度）を検出するセンサである。物体（ここでは車両１０）が回転する方向は三つの方向が存在するが、車両１０の前方が上下に回転する方向（ピッチ方向）の角速度を検出可能な状態で、ジャイロセンサ１０２を取り付けておけばよい。また、ハイトセンサ１０４は、前輪の車軸位置付近および後輪の車軸位置付近に取り付けられており、路面に対してレーザー光を照射することにより、それぞれの位置で路面に対する車体の高さを検出することが可能となっている。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method of measuring the road surface gradient θr while the vehicle 10 is traveling. In order to measure the gradient θr of the road surface, the gyro sensor 102 is fixedly mounted on the vehicle 10 and the height sensors 104 provided at the front and rear portions of the vehicle 10 are mounted. Here, the gyro sensor 102 is a sensor that detects a speed at which the object rotates (that is, an angular speed) using a Coriolis force generated when the object rotates. There are three directions in which the object (here, the vehicle 10) rotates, but the gyro sensor 102 can be attached in a state where the angular velocity in the direction in which the front of the vehicle 10 rotates up and down (pitch direction) can be detected. That's fine. The height sensor 104 is attached near the axle position of the front wheel and near the axle position of the rear wheel, and irradiates the road surface with laser light to detect the height of the vehicle body with respect to the road surface at each position. It is possible.

図１０中に太い破線で示した矢印は、車両１０の前後軸である。ここで、前後軸とは、車両１０のほぼ中央に、後部から前部に向かって車体を基準に設定された軸である。前後軸は、大まかには車両１０の進行方向と一致するが、あくまでも車体を基準に設定されているので、厳密には一致しない。例えば、車両１０の前部が少し上がり、後部が少し下がった状態で走行しているような場合を考えれば明らかなように、車両１０の進行方向と前後軸とは本質的に異なるものであって、厳密には、両者が一致することはない。   The arrows indicated by thick broken lines in FIG. 10 are the longitudinal axes of the vehicle 10. Here, the front-rear axis is an axis that is set at the approximate center of the vehicle 10 from the rear part to the front part with reference to the vehicle body. The front and rear axes roughly coincide with the traveling direction of the vehicle 10, but are not strictly coincident because they are set based on the vehicle body to the last. For example, as is clear from the case where the vehicle 10 is traveling with the front part slightly raised and the rear part slightly lowered, the traveling direction of the vehicle 10 and the front and rear axes are essentially different. Strictly speaking, they do not match.

この前後軸の先端側が重力の方向に沿って上下に移動するような方向（ピッチ方向）に車両１０が回転すると、車両１０に搭載されたジャイロセンサ１０２は、ピッチ方向の回転に伴う角速度を検出し、検出した角速度からピッチ角θｐを算出して出力する。ここで、車両１０の前後軸は、車両１０が傾いても回転するし、路面が傾いても回転する。このことから明らかなように、ジャイロセンサ１０２によって得られたピッチ角θｐは、車両１０の路面に対する傾き角（車両傾き角θｖ）と、路面の勾配θｒとが合わさったものとなっている。従って、ピッチ角θｐから、車両傾き角θｖを減算することで、路面の勾配θｒを求めることが可能である。   When the vehicle 10 rotates in a direction (pitch direction) in which the front end side of the front and rear axes moves up and down along the direction of gravity, the gyro sensor 102 mounted on the vehicle 10 detects an angular velocity associated with the rotation in the pitch direction. Then, the pitch angle θp is calculated from the detected angular velocity and output. Here, the longitudinal axis of the vehicle 10 rotates even when the vehicle 10 tilts, and rotates even when the road surface tilts. As is clear from this, the pitch angle θp obtained by the gyro sensor 102 is a combination of the inclination angle (vehicle inclination angle θv) with respect to the road surface of the vehicle 10 and the road surface gradient θr. Therefore, the road surface gradient θr can be obtained by subtracting the vehicle inclination angle θv from the pitch angle θp.

また、上述したように、車両１０の前部および後部にそれぞれハイトセンサ１０４が設けられており、それぞれの位置で、路面に対する車体の高さを検出可能である。従って、車両１０の進行方向へのハイトセンサ１０４間の距離Ｌを予め求めておけば、前後のハイトセンサ１０４で得られた高さの差（高低差ｄＨ）をＬで除算した値の逆正弦関数（ｓｉｎ−１）を算出することによって、車両傾き角θｖを求めることができる。そして、ジャイロセンサ１０２によって得られたピッチ角θｐから車両傾き角θｖを減算することで、路面の勾配θｒを算出することができる。 As described above, the height sensor 104 is provided at each of the front part and the rear part of the vehicle 10, and the height of the vehicle body relative to the road surface can be detected at each position. Accordingly, if the distance L between the height sensors 104 in the traveling direction of the vehicle 10 is obtained in advance, the inverse sine of the value obtained by dividing the height difference (height difference dH) obtained by the front and rear height sensors 104 by L. By calculating the function (sin −1 ), the vehicle inclination angle θv can be obtained. The road surface gradient θr can be calculated by subtracting the vehicle inclination angle θv from the pitch angle θp obtained by the gyro sensor 102.

以上に説明したように、車両１０にジャイロセンサ１０２およびハイトセンサ１０４を搭載しておき、ジャイロセンサ１０２で計測したピッチ角θｐを、ハイトセンサ１０４から求めた車両傾き角θｖで補正することにより、走行中の路面の勾配θｒをたいへんに精度良く計測することが可能となる。   As described above, by mounting the gyro sensor 102 and the height sensor 104 on the vehicle 10 and correcting the pitch angle θp measured by the gyro sensor 102 with the vehicle inclination angle θv obtained from the height sensor 104, It is possible to measure the gradient θr of the road surface during traveling with high accuracy.

図１１は、勾配路を走行しながら、駆動トルクを計測した結果を示した説明図である。図１１の最上段には走行速度の実測値が示されており、上から２段目には走行速度から算出した車両１０の加速度と、上述した方法で計測した路面の勾配θｒとが示されている。尚、図の左側の軸には加速度の目盛りが示されており、図の右側の軸には、路面の勾配θｒの目盛りが、「パーセント」の単位で表示されている。図から分かるように、計測に用いた勾配路は、最大勾配が２０％の勾配路となっている。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing the result of measuring the drive torque while traveling on a gradient road. The actual value of the traveling speed is shown at the top of FIG. 11, and the acceleration of the vehicle 10 calculated from the traveling speed and the road surface gradient θr measured by the above-described method are shown at the second stage from the top. ing. The scale of acceleration is shown on the left axis of the figure, and the scale of the road surface gradient θr is displayed on the right axis of the figure in units of “percent”. As can be seen from the figure, the gradient path used for measurement is a gradient path with a maximum gradient of 20%.

上から３段目には、加速度から算出した加速抵抗、および走行速度から算出した空気抵抗が示されており、上から４段目には、転がり抵抗、および路面の勾配θｒから算出した勾配抵抗が示されている。更に、最下段には、駆動トルクの計測値から算出した駆動力と、算出走行抵抗とが重ねて示されている。ここで、勾配路では勾配抵抗も無視できないので、算出走行抵抗は、上から３段目および４段目に示された加速抵抗、空気抵抗、転がり抵抗、勾配抵抗を合計することによって算出している。   The third stage from the top shows the acceleration resistance calculated from the acceleration and the air resistance calculated from the traveling speed, and the fourth stage from the top shows the rolling resistance and the gradient resistance calculated from the road surface gradient θr. It is shown. Furthermore, the driving force calculated from the measured value of the driving torque and the calculated running resistance are shown in an overlapped manner at the bottom. Here, since the gradient resistance is not negligible on the gradient road, the calculated running resistance is calculated by adding the acceleration resistance, air resistance, rolling resistance, and gradient resistance shown in the third and fourth stages from the top. Yes.

図１１の最下段に示されるように、勾配路で得られた計測結果においても、太い実線で示した駆動力と、細い破線で示した算出走行抵抗とは、全体的に良く一致している。このことは、上り勾配や下り勾配を含んだ道路を走行した場合にも、本実施例の駆動トルク計測装置１００を用いて、精度良く駆動トルクを計測可能であることを示している。   As shown in the lowermost stage of FIG. 11, also in the measurement result obtained on the gradient road, the driving force indicated by the thick solid line and the calculated running resistance indicated by the thin broken line are in good agreement overall. . This indicates that the drive torque can be measured with high accuracy using the drive torque measuring device 100 of the present embodiment even when traveling on a road including an uphill or downhill.

また、勾配路での計測では、急な下り勾配の走行中（経過時間にして３秒付近、および７８秒付近）に、駆動トルクから求めた駆動力と、算出走行抵抗とが乖離しており、何れの場合も駆動力が小さめの値となっている。これは、急な下り勾配では荷重の多くが前輪側に移動して、タイヤ１２が潰れたために、駆動トルクを駆動力に変換する際に実際よりも大きなタイヤ半径で除算したためと考えられる。従って、急な勾配を含んだ走行条件でも、駆動トルク自体は精度良く計測可能であると考えられる。   Moreover, in the measurement on the slope road, the driving force calculated from the driving torque and the calculated running resistance are different during traveling on a steep downhill slope (around 3 seconds and 78 seconds). In either case, the driving force is a small value. This is presumably because, when a steep downward slope is reached, most of the load moves to the front wheel side and the tire 12 is crushed, so that when the driving torque is converted into the driving force, the tire radius is divided by a larger tire radius than the actual tire. Therefore, it is considered that the driving torque itself can be measured with high accuracy even under traveling conditions including a steep slope.

尚、上述したように、急な下り勾配での駆動力が小さめに算出されたのは、計測に用いた車両１０が前輪駆動車であり、前側の車輪に駆動トルク計測装置１００を装着したためと考えられる。従って、後輪駆動車を用いて計測した場合には、後側の車輪に駆動トルク計測装置１００を装着するので、急な上り勾配での駆動力が小さめに算出されるものと考えられる。   As described above, the reason why the driving force at a steep downhill slope is calculated to be small is that the vehicle 10 used for measurement is a front wheel driving vehicle and the driving torque measuring device 100 is mounted on the front wheel. Conceivable. Therefore, when measured using a rear wheel drive vehicle, the driving torque measuring device 100 is attached to the rear wheel, so it is considered that the driving force at a steep climb is calculated to be small.

以上に説明したように、本実施例の駆動トルク計測装置１００では、車両１０の停止中を除いては、急な加減速や、上り勾配、あるいは下り勾配を含んだ走行条件でも、精度良く駆動トルクを計測可能である。また、本実施例の駆動トルク計測装置１００は、タイヤ１２のホイール１４と、ハブ１６との間に挟み込んで取り付けるようになっており、既存の車両１０に対しても、簡単に装着することが可能である。更に、本体部１１０は、たいへんに薄い形状となっていることから、ほとんどの場合は、タイヤ１２が車両１０よりも外側にはみ出してしまうことがない。しかも、本体部１１０は十分な剛性が確保されている。従って、既存の車両１０に取り付けて、一般道路を走行しながら、十分な精度で駆動トルクを計測することが可能となる。   As described above, the driving torque measuring device 100 according to the present embodiment drives accurately even under traveling conditions including sudden acceleration / deceleration, ascending gradient, or descending gradient except when the vehicle 10 is stopped. Torque can be measured. Further, the driving torque measuring device 100 according to the present embodiment is attached by being sandwiched between the wheel 14 of the tire 12 and the hub 16 and can be easily attached to the existing vehicle 10. Is possible. Furthermore, since the main body 110 has a very thin shape, in most cases, the tire 12 does not protrude beyond the vehicle 10. In addition, the main body 110 has sufficient rigidity. Therefore, it is possible to measure the drive torque with sufficient accuracy while attaching to the existing vehicle 10 and traveling on a general road.

Ｃ．変形例 ：
上述した本実施例の駆動トルク計測装置１００には、幾つかの変形例が存在している。以下では、これらの変形例について、簡単に説明する。 C. Modified example:
There are several variations of the drive torque measuring apparatus 100 of the present embodiment described above. Hereinafter, these modified examples will be briefly described.

Ｃ−１．第１の変形例 ：
上述した実施例では、車両の停止中を除いて、駆動トルクを精度良く計測可能であるが、急減速時や急な下り勾配の走行中は、荷重が前輪側に移動する影響で、駆動トルクから駆動力への変換精度が低下している。 C-1. First modification:
In the above-described embodiment, the drive torque can be measured with high accuracy except when the vehicle is stopped. However, the drive torque is affected by the movement of the load toward the front wheels during sudden deceleration or when traveling at a steep downward slope. The conversion accuracy from to the driving force is reduced.

そこで、駆動トルク計測装置１００を取り付けた側の車輪の近くに、ハイトセンサ１０４を装着しておいてもよい。例えば、車両１０が前輪駆動車の場合には、前輪に駆動トルク計測装置１００を取り付けるので、前輪の車軸付近にハイトセンサ１０４を取り付ける。逆に、車両１０が後輪駆動車の場合には、後輪に駆動トルク計測装置１００を取り付けるので、後輪の車軸付近にハイトセンサ１０４を取り付ける。   Therefore, the height sensor 104 may be attached near the wheel on the side where the drive torque measuring device 100 is attached. For example, when the vehicle 10 is a front wheel drive vehicle, the drive torque measuring device 100 is attached to the front wheels, so the height sensor 104 is attached near the axle of the front wheels. Conversely, when the vehicle 10 is a rear wheel drive vehicle, the drive torque measuring device 100 is attached to the rear wheel, so the height sensor 104 is attached near the axle of the rear wheel.

車両１０が前輪駆動車であれば、急な減速や急な下り勾配では、前側のタイヤ１２が潰れてしまい、また、後輪駆動車の場合は、急な加速や急な上り勾配で後側のタイヤ１２が潰れてしまうので、駆動力が小さめに算出されてしまう。しかし、ハイトセンサ１０４でタイヤ半径の潰れ量を検出して、潰れ量を考慮しながら駆動トルクを駆動力に変換してやれば、駆動力についても精度良く計測することが可能となる。   If the vehicle 10 is a front-wheel drive vehicle, the front tire 12 will be crushed by a sudden deceleration or a steep downward slope, and if the vehicle 10 is a rear-wheel drive vehicle, the rear side will be abruptly accelerated or steeply uphill. Since the tire 12 is crushed, the driving force is calculated to be small. However, if the height sensor 104 detects the collapse amount of the tire radius and converts the drive torque into the drive force while considering the collapse amount, the drive force can be measured with high accuracy.

Ｃ−２．第２の変形例 ：
また、上述した実施例では、図６および図７を用いて前述したように、８枚の歪みゲージ１１８を用いることにより、タイヤ１２からの反力Ｐによる曲げの影響を除去しているにも拘わらず、実際には、車両の停止中に、駆動トルクの計測値が「０」からずれる場合が存在している。 C-2. Second modification:
Further, in the above-described embodiment, as described above with reference to FIGS. 6 and 7, the influence of bending due to the reaction force P from the tire 12 is eliminated by using the eight strain gauges 118. Regardless, there are actually cases where the measured value of the drive torque deviates from “0” while the vehicle is stopped.

この原因の一つには、本体部１１０が完全な対称形状になっていないことによる影響が考えられる。すなわち、図６を用いて前述したように、歪みゲージ１１８を貼り付ける位置については、上下、左右、斜めの何れの方向にも対称となっている。しかし、本体部１１０の第１フランジ部１１６については、ハブ１６に取り付けるための取付穴１１６ｈが５箇所に設けられている関係で、完全に対称になっているわけではない。例えば、図６に示した例では、左右方向には対称形状と考えることができるが、上下方向や斜め方向については対称形状とはなっていない。実際、図４に示した歪み量のシミュレーション計算でも、第１フランジ部１１６に取付穴１１６ｈが設けられた方向では、その他の方向に比べて若干、大きな歪み量が発生している。更に、このことは、ホイール１４側の第２フランジ部１１２についても、全く同様な減少が発生していると考えられる。すなわち、図６に示すように、８枚の歪みゲージ１１８を対称な位置に貼り付けても、本体部１１０に生じる歪みが厳密な意味では対称でないために、タイヤ１２が停止したときの位置によっては、反力Ｐの影響を完全には除去できない場合が発生し、このことが１つの原因となって、車両１０が停止しているにも拘わらず、駆動トルクが「０」にならない場合が生じるものと考えられる。   One of the causes is considered to be an influence due to the main body 110 not having a completely symmetrical shape. That is, as described above with reference to FIG. 6, the position where the strain gauge 118 is attached is symmetrical in any of the vertical, horizontal, and diagonal directions. However, the first flange portion 116 of the main body 110 is not completely symmetrical because the attachment holes 116h for attachment to the hub 16 are provided at five locations. For example, in the example shown in FIG. 6, although it can be considered as a symmetrical shape in the left-right direction, it is not a symmetrical shape in the up-down direction and the diagonal direction. In fact, even in the simulation calculation of the strain amount shown in FIG. 4, a slightly larger strain amount is generated in the direction in which the mounting hole 116 h is provided in the first flange portion 116 than in the other directions. Further, this is considered to be caused by the same decrease in the second flange portion 112 on the wheel 14 side. That is, as shown in FIG. 6, even if the eight strain gauges 118 are affixed at symmetrical positions, the strain generated in the main body 110 is not symmetrical in the strict sense. However, there is a case where the influence of the reaction force P cannot be completely removed. This is one cause, and the driving torque may not be “0” even though the vehicle 10 is stopped. It is thought to occur.

そこで、こうした問題を抑制するために、歪みゲージ１１８を貼り付ける位置を、円管部１１４の軸方向にずらすこととしても良い。すなわち、８枚全ての歪みゲージ１１８を、第２フランジ部１１２から同じ距離の位置に貼り付けるのではなく、第２フランジ部１１２に設けられたスタッドボルト１１２ｓや貫通穴１１２ｈの影響で、歪みが大きく現れる箇所と、そうでない箇所とで、第１フランジ部１１６の方向に少しだけ位置をずらして、歪みゲージ１１８を貼り付けることとしても良い。図４を用いて前述したように、円管部１１４の内周面（凹部１１６ｉの内周面）の歪みは、第２フランジ部１１２から第１フランジ部１１６の方向に、なだらかに変化している。従って、この方向に沿って少しずつ位置をずらした状態で、歪みゲージ１１８を貼り付ければ、第２フランジ部１１２の設けられたスタッドボルト１１２ｓや貫通穴１１２ｈの影響や、第１フランジ部１１６の取付穴１１６ｈの影響を受けずに、駆動トルクによる歪みだけを、精度良く計測することが可能となる。   Therefore, in order to suppress such a problem, the position where the strain gauge 118 is attached may be shifted in the axial direction of the circular pipe portion 114. That is, not all eight strain gauges 118 are attached at the same distance from the second flange portion 112, but the strain is affected by the stud bolts 112s and the through holes 112h provided in the second flange portion 112. The strain gauge 118 may be attached by slightly shifting the position in the direction of the first flange portion 116 between a portion that appears large and a portion that does not. As described above with reference to FIG. 4, the distortion of the inner peripheral surface of the circular pipe portion 114 (the inner peripheral surface of the concave portion 116 i) changes gradually from the second flange portion 112 to the first flange portion 116. Yes. Therefore, if the strain gauge 118 is attached with the position slightly shifted along this direction, the influence of the stud bolt 112s and the through hole 112h provided with the second flange portion 112, the effect of the first flange portion 116, and so on. Only the distortion due to the drive torque can be accurately measured without being affected by the mounting hole 116h.

以上、本発明について各種の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。   While various embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and is not limited to the wording of each claim unless it departs from the scope described in each claim. Improvements based on the knowledge that a person skilled in the art normally has can also be added as appropriate to the extent that those skilled in the art can easily replace them.

例えば、上述した実施例および各種の変形例では、第１フランジ部１１６の中心位置には穴が貫通しているが、第２フランジ部１１２の中心位置には、浅い凹加工が施されているものの、貫通はしていないものとして説明した。しかし、第２フランジ部１１２の中心位置にも、小さな穴を貫通させておいてもよい。   For example, in the above-described embodiment and various modifications, a hole penetrates the center position of the first flange portion 116, but shallow recess processing is applied to the center position of the second flange portion 112. However, it was described as not penetrating. However, a small hole may be passed through the central position of the second flange portion 112.

また、このとき、第２フランジ部１１２と第１フランジ部１１６とで、駆動トルクによるネジリや、タイヤ１２の反力Ｐによる曲げに対する剛性を異ならせておけば、円管部１１４の内周面（凹部１１６ｉの内周面）の歪みを、第２フランジ部１１２から第１フランジ部１１６の方向になだらかに変化させることができる（図４を参照）。従って、歪みゲージ１１８を貼り付ける位置を、第１フランジ部１１６の方向に少しだけずらしておくことで、第２フランジ部１１２の設けられたスタッドボルト１１２ｓや貫通穴１１２ｈの影響や、第１フランジ部１１６の取付穴１１６ｈの影響を受けずに、駆動トルクによる歪みだけを、精度良く計測することが可能となる。   At this time, if the second flange portion 112 and the first flange portion 116 have different stiffness due to torsion due to driving torque and bending due to the reaction force P of the tire 12, the inner peripheral surface of the circular tube portion 114 The distortion of the (inner peripheral surface of the recess 116i) can be gently changed in the direction from the second flange portion 112 to the first flange portion 116 (see FIG. 4). Therefore, by slightly shifting the position where the strain gauge 118 is attached in the direction of the first flange portion 116, the influence of the stud bolt 112s and the through hole 112h provided with the second flange portion 112, the first flange, Only the distortion due to the driving torque can be accurately measured without being affected by the mounting hole 116h of the portion 116.

本発明は、既存の車両に装着して、実際の路上を走行しながら、車両の駆動トルクを十分な精度で計測することで、各種の試験あるいは検査に好適に適用することができる。   The present invention can be suitably applied to various tests or inspections by mounting on an existing vehicle and measuring the driving torque of the vehicle with sufficient accuracy while traveling on an actual road.

１０…車両、 １２…タイヤ、 １４…ホイール、 １６…ハブ、
１８…ショックアブソーバー、 １００…駆動トルク計測装置、
１０２…ジャイロセンサ、 １０４…ハイトセンサ、
１１０…本体部、 １１２…第２フランジ部、
１１２ａ…アンテナ、 １１２ｂ…電力供給部、
１１２ｈ…貫通穴、 １１２ｉ…凸部、
１１２ｓ…スタッドボルト、 １１２ｔ…送信部
１１４…円管部、 １１６…第１フランジ部
１１６ｈ…取付穴、 １１６ｉ…凹部、
１１８…ゲージ、 １２０…受信部、
１２２…アンテナ部、 １２４…ブラケット
１３０…駆動トルク取得部、 １４０…データ記憶部 10 ... Vehicle, 12 ... Tire, 14 ... Wheel, 16 ... Hub,
18 ... Shock absorber, 100 ... Drive torque measuring device,
102 ... Gyro sensor, 104 ... Height sensor,
110 ... main body, 112 ... second flange,
112a ... antenna, 112b ... power supply unit,
112h ... through hole, 112i ... convex part,
112s ... Stud bolt 112t ... Transmitter 114 ... Circular pipe part 116 ... First flange part 116h ... Mounting hole 116i ... Recessed part
118 ... Gauge, 120 ... Receiver
122 ... Antenna unit 124 ... Bracket 130 ... Driving torque acquisition unit 140 ... Data storage unit

Claims (3)

車重を支えるタイヤと、該タイヤが取り付けられるハブとを備え、該ハブを介して該タイヤを回転させることによって路上を走行する車両に装着されて、該ハブが該タイヤを回転させる駆動トルクを計測する駆動トルク計測装置において、
前記ハブと前記タイヤとの間に取り付けられて、前記駆動トルクを検出するとともに、該検出した駆動トルクのデータを電磁波に載せて送信する本体部と、
前記車両に取り付けられて、前記本体部から送信された電磁波を受信する受信部と、
前記受信部で受信した電磁波から前記駆動トルクのデータを取得する駆動トルク取得部と
を備え、
前記本体部は、
前記ハブに形成された前記タイヤの装着面に取り付けられる円環形状の第１フランジ部と、
前記第１フランジ部から同軸状に立設された中空の円管部と、
前記第１フランジ部および前記円管部に対して同軸状で、尚且つ該第１フランジ部に対して平行に設けられて、前記タイヤが装着される第２フランジ部と、
前記駆動トルクによって前記円管部に生じる歪みを電気的に検出することで、該駆動トルクを検出する駆動トルク検出部と、
前記駆動トルク検出部に電力を供給する電力供給部と、
前記第２フランジ部の外周箇所に設けられて前記電磁波を送信するアンテナ部と
を有しており、
前記駆動トルク検出部は、前記円管部の内周面に生じる歪みを検出することで、前記駆動トルクを検出することを特徴とする駆動トルク計測装置。 A tire for supporting the vehicle weight; and a hub to which the tire is attached. The hub is mounted on a vehicle traveling on the road by rotating the tire via the hub, and the hub rotates the tire. In the drive torque measuring device to measure,
A main body unit that is attached between the hub and the tire, detects the driving torque, and transmits data of the detected driving torque on electromagnetic waves,
A receiver that is attached to the vehicle and receives electromagnetic waves transmitted from the main body;
A drive torque acquisition unit that acquires data of the drive torque from the electromagnetic wave received by the reception unit;
The body part is
An annular first flange portion attached to a mounting surface of the tire formed on the hub;
A hollow circular tube portion erected coaxially from the first flange portion;
A second flange portion that is coaxial with the first flange portion and the circular tube portion, and is provided in parallel to the first flange portion, to which the tire is mounted;
A drive torque detection unit that detects the drive torque by electrically detecting distortion generated in the circular pipe portion by the drive torque;
A power supply unit for supplying power to the drive torque detection unit;
An antenna portion that is provided at an outer peripheral portion of the second flange portion and transmits the electromagnetic wave;
The drive torque detector is configured to detect the drive torque by detecting distortion generated on an inner peripheral surface of the circular pipe portion. 請求項１に記載の駆動トルク計測装置において、
前記駆動トルク検出部は、前記円管部の内周面で、前記第１フランジ部と前記第２フランジ部との中央から該第２フランジ部よりの位置に生じる歪みを検出することで、前記駆動トルクを検出することを特徴とする駆動トルク計測装置。 The drive torque measuring device according to claim 1,
The driving torque detector detects strain generated at a position from the second flange portion from the center of the first flange portion and the second flange portion on the inner peripheral surface of the circular pipe portion, A driving torque measuring device that detects driving torque. 請求項２に記載の駆動トルク計測装置において、
前記駆動トルク検出部は、前記円管部の内周面の周方向に沿った複数箇所で歪みを検出するとともに、該歪みを検出する複数箇所は、前記第２フランジ部からの距離が異なる位置に設定されていることを特徴とする駆動トルク計測装置。 In the drive torque measuring device according to claim 2,
The drive torque detection unit detects distortion at a plurality of locations along the circumferential direction of the inner peripheral surface of the circular tube portion, and the plurality of locations for detecting the strain are positions at different distances from the second flange portion. The drive torque measuring device is characterized by being set to.
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