JPH03206931A - 車両負荷の検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、車両負荷の検出装置に関する。

〈従来の技術〉 例えば自動変速機における変速線（シフトパターン）は
、第８図に示すように車速ＶＳＰとスロットル弁開度Ｔ
ＶＯとで決まるが、この変速線は平地で負荷が定められ
た値のときに最適値をとるように設定されている。

従って、登坂・降坂や、積荷・牽引等、車両負荷が変わ
ったときは、異なった変速線を用いるのが良く、具体的
には、負荷が大きくなったときにに、変速線を図示破線
のごとく変更することが好ましい。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来においては、このような車両負荷を
検出する手段がなく、これに対応した制御は困難であっ
た． 本発明は、このような従来の問題点に鑑み、車両負荷の
検出装宣を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、第１図に示すように、下記（ａ）
〜（Ｃ）の手段を設けて、車両負荷の検出装置を構或す
る。

（ａ）　　車両の出力軸トルクＴを検出する出力軸トル
ク検出手段 （ｂ）　　車両の加速度ΔＶＳＰを検出する加速度検出
手段 （Ｃ）　　出力軸トルクＴと加速度ΔＶＳＰとから次式
に従って車両負荷Ｉを演算する車両負荷演算手段と、 Ｉ＝Ｒ×Ｔ／Δｖｓｐ　　（但し、Ｒは定数）〈作用〉 車両の出力軸トルクＴ，イナーシャＩ，速度Ｖとの関係
は、次式のごとくである。

Ｔ＝Ｉｘ　（１／Ｒ）ｘ　（ｄν／ｄｔ）ここで、ｄｖ
／ｄｔ＝ΔＶＳＰとおいて、イナーシャ■を求めると Ｉ＝ＲｘＴ／ΔＶＳＰ となる。

よって、出力軸トルクＴ．加速度ΔＶＳＰから、■　（
イナーシャ）＝負荷を、演算により、検出できる。

〈実施例〉 以下に本発明の一実施例を説明する。

第２図を参照し、エンジン１のクランク軸の回転はトル
クコンバータ２を介して変速機３に入力され、ここで変
速されて、出力軸４に出力され、デファレンシャルギャ
５を介して左右の駆動輪６Ｌ，６Ｒに伝わるようになっ
ている。

ここで、変速機３の出力軸４に対し、トルクセンサ７と
、車速センサ８とが設けら、これらからの信号はマイク
ロコンピュータ内蔵の制御回路９に人力される。

トルクセンサ７は、第３図に示すように、出力軸４の途
中に設けた磁歪シャフト３１と、この磁歪シャフト３１
を軸心として巻回固定された一対のコイルＬｌ，Ｌ２と
により構威されている。尚、３５は磁歪シャフト３１を
軸支するボールベアリングである。

前記磁歪シャフト３１は、磁気感度が高くヒステリシス
の小さな磁歪材により形威されると共に、前記一対のコ
イルＬｌ，Ｌ２に囲まれる部分に全周にわたってそれぞ
れ軸方向に対して４５゛をなす複数のスリット３２．　
３３を形威してある。尚、コイルＬ１に囲まれるスリッ
ト３２とコイルＬ２に囲マれるスリット３３とは相互に
直交するように、互いに軸方向に対する傾き方向を変え
てある。

前記一対のコイルＬｌ，Ｌ２は、第４図に示すように同
一抵抗値（Ｒ）の４つの固定抵抗Ｒ＋，Ｒ．，Ｒ．，Ｒ
．と１つの調整抵抗Ｒ０とによって回路を構戒するよう
にしてある。ここで、コイルＬ１と抵抗Ｒ１，Ｒｚとが
直列接続され、また、コイルＬ２と抵抗Ｒ：ｌ，Ｒ４と
が直列接続されており、これらの直列回路は相互に並列
に接続され、かつ、その両端に周波数ｆの交流電源■を
接続してある。更に、抵抗Ｒ３，Ｒ４に対してそれぞれ
並列となるように調整抵抗Ｒ０を接続してある。

そして、抵抗Ｒ３，Ｒ−の端子電圧ｖ，，Ｖｚが差動増
幅器３４に入力され、二〇差動増幅器３４の出力Ｖがセ
ンサ出力として取出される。

すなわち、前記コイルＬｌ，Ｌ２それぞれの自己インダ
クタンスは、 となる。ここで、前記μは磁歪材透磁率、Ｎはコイル巻
数、Ｓは磁路断面積、ｌは磁路平均長さである。

また、コイルＬＬ，Ｌ２に流れる各電流１１＋１２は、 ■ となる。

また、Ｖｌ　＝ｉｌ　ＸＲ，Ｖｚ　＝Ｌ　ＸＲであるか
ら、センサ出力ｖ＝Ｖ．−Ｖ．は、コイルＬｌ，Ｌ２そ
れぞれの自己インダクタンス増減変化に応じて変化する
ことになる。

一方、コイルＬｌ，Ｌ２に交流を加えると、磁歪シャフ
ト３１表面に磁路が形威されるが、この磁歪シャフト３
ｌには前述のように軸方向に対して４５゜ｆ頃いたスリ
ット３２．　３３が設けられているため、磁路はこのス
リッ｝３２．　３３に沿って形威される。トルクＴを磁
歪シャフト３１に加えると、図中に示すように軸方向に
対する４５゜方向に引張り応力＋σが発生すると共に、
この引張り応力＋σと直角方向に圧縮応力−σが発生す
る。

正特性の磁歪材の場合、第５図に示すように、引張り応
力＋σにより透磁率μが増加（圧縮応力一σでは透磁率
μが減少）する性質を有しているため、磁歪シャフト３
１にトルクを加えると、Ｌｌ（＋σ）；μ増→Ｌｌ増→
ｉ１減＝ＯＶ１滅Ｌ２（一σ）；μ滅→Ｌ２：＄ｉ→１
２増→Ｖ２増となって、トルクＴの増大に応じて増大す
る出力Ｖが発生することになる。

車速センサ８は、出力軸４の回転に同期したパルス信号
を出力する周知のセンサであり、そのパルス信号の周期
を計測することにより、車速ＶＳＰを算出可能である。

制御回路９は、これらトルクセンサ７及び車速センサ８
からの信号に基づいて車両負荷■を演算する。

これは、例えば１００Ｉｍｓ毎に、第６図のフローチャ
ートに従って行われる。

ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）では
、トルクセンサ７の出力をＡ／Ｄ変換して読込み、出力
軸トルクＴを検出する。従って、この部分がトルクセン
サ７と共に出力軸トルク検出手段に相当する。

ステップ２では、車速センサ８からの信号に基づいて車
速■ＳＰを検出する。

ステップ３では、今回検出された車速ＶＳＰと前回（１
００ｎ＋ｓ前）検出された車速ｖＳＰ０Ｌ４との差を求
め、これを加速度ΔＶＳＰ＝ＶＳＰ−ＶＳＰＯ．とする
。

ステップ４では、出力軸トルクＴと加速度ΔＶＳＰとか
ら、次式に従って車両負荷Ｉを演算する。

Ｉ＝Ｒ×Ｔ／ΔＶＳＰ　　（但し、Ｒは定数）この部分
が車両負荷検出手段に相当する。

このようにして検出した登坂・降坂や積荷・牽引等に係
る車両負荷■は、例えば自動変速機の自動変速制御に際
し、以下のように利用される．車速ＶＳＰとスロットル
弁開度ＴＶＯとに応じて変速線（シフトパターン）を定
めたマップを、車両負荷小のとき用のもの（第１のマッ
プ）と、車両負荷大のとき用のもの（第２のマップ）と
の２種類用意しておき、これらを検出された車両負荷Ｉ
に応じて切換え使用する。

第７図のフローチャートを参照し、ステップ１１で車両
負荷■を所定値Ｉ０と比較し、■≦■。のときは、ステ
ップｌ２に進んで、車両負荷小のとき用の第１のマップ
を選択し、そのマップから車速ＶＳＰとスロットル弁開
度ＴＶＯに応じた変速位置を読込んで、変速制御を行う
。ＩＩＩ。のときは、ステップ１３に進んで、車両負荷
大のとき用の第２のマップを選択し、そのマップから車
速ｖＳＰとスロットル弁開度ＴＶＯに応じた変速位置を
読込んで、変速制御を行う。

これにより、車両の負荷状熊の正確な検出による運転性
（加速性等）の大幅な向上が望める。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、車両の負荷状態の
正確な検出が可能となり、車両の各種制御に役立てるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構威を示すブロック図、第２図は本発
明の一実施例を示すシステム図、第３図は同上実施例に
おけるトルクセンサの詳細図、第４図はトルクセンサの
回路部分の回路図、第５図はトルクセンサの出力特性を
示す線図、第６図は車両負荷検出のフローチャート、第
７図は自動変速制御のフローチャート、第８図は変速線
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両の出力軸トルクＴを検出する出力軸トルク検出手段
   と、 車両の加速度ΔＶＳＰを検出する加速度検出手段と、 出力軸トルクＴと加速度ΔＶＳＰとから次式に従って車
   両負荷Ｉを演算する車両負荷演算手段と、Ｉ＝Ｒ×Ｔ／
   ΔＶＳＰ（但し、Ｒは定数） を備えてなる車両負荷の検出装置。