JPH0378635A - 乗り物用エンジンの出力測定方法および装置 - 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） 本発明は乗り物用エンジンの出力測定方法および装置に
関する。

（従来技術） エンジンの出力は台上で測定され、これによってエンジ
ン速度と関係のある軸出力を得ることかてきる。しかし
この測定値は実際の駆動状態におけるエンジン出力とは
ほとんど関係がない。実際の駆動状態においては、たと
えば雰囲気温度、燃料の混合、点火プラグのタイミング
（ガソリンエンジンの場合）などエンジン性能に関係す
るパラメータは変化し、そのような状態においては従来
の方法はエンジン性能を監視するためには役に立たない
。

（発明の目的および構成） 本発明は上記のような欠点のないエンジン出力測定方法
および装置を提供するものである。

本発明は乗り物用エンジンの出力測定方法に関するもの
で、それはエンジンによって発生した力およびその乗り
物の速度を測定し、その測定値からエンジンの出力を決
定することにより構成される。

前記力はたとえばプロペラシャフトのねじれなどのよう
な駆動伝達部材の変形または変位を測定することによっ
て測定される。そのような変形または変位は、前記プロ
ペラシャフトの外周に軸方向に隔てて設けられた複数の
マークが固定されたセンサを通過するときの時間遅れを
測定することによって測定することができる。前記マー
クは磁気マークを用いることかでき、前記センサはそれ
を検知するように構成される。

上記乗り物の速度は通常の乗り物用ズピードメータによ
って測定できる。またはたとえば上記外周上のセンサの
うちの１つが上記固定されたセンサを通過する周波数を
測定することにより乗り物の速度を測定することができ
る。上記センサはちともの力を測定するために上記マー
クの通過を検知しているので、そのセンサからの信号を
速度測定に利用することかできる。

本発明はさらに乗り物用エンジンの出力測定装置に関し
、それはエンジンの力を測定する手段と、乗り物の速度
を測定する手段と、上記各手段によって測定された力お
よび速度からエンジン出力を決定する手段とから構成さ
れる。

出力、力および速度の関係は 出力＝力×速度 および 出力＝ＫＡＶ で示される。ここでＡはプロペラシャフトのねじれ、■
は速度、Ｋは定数である。

上記関係は駆動力か伝達され乗り物か走行している時に
のみ良好に維持される。さらに留意しなければならない
のは有効な駆動力に転換されない出力損失は考慮されて
いないことである。さらに上記計算式てはバッテリ充電
や冷暖房ファンの回転あるいは空調装置などで使われる
出力および駆動力の伝達機構の上流側で摩擦熱やノイズ
となって失われる出力は計算されない。

以上のような制限はあるものの、本発明の方法および装
置は運転状態におけるエンジンの出力を有効且つ継続的
に表示することができる。これは特にレース用およびラ
リ−用の乗り物などの高性能のエンジン、トラック、列
車、戦車やボートおよび飛行機のエンジン性能を監視す
るのに役立つものである。

（実施例） 以下、本発明による乗り物用エンジンの出力測定方法お
よび装置の実施例について、添付図面を参照して説明す
る。

添付図面は本発明による乗り物用エンジンの出力測定方
法および装置を説明するものである。本発明は乗り物用
エンジンによって発生した力およびその乗り物の速度を
測定すること、ならびにその測定値に基づいてつまり測
定された力に測定された速度を乗じることによって出力
を決定することから構成される。

第１図および第２図は路上車両の駆動伝達部材すなわち
プロペラシャフト１１の変形を測定することにより駆動
力を測定することを示している。

シャフト１１はギアボックス１２から軸１３へ駆動力を
伝達するとき、伝達されるトルクによってねしられる。

゛このねじれの程度はトルクに比例する。

磁気マーク１４．１５はシャフト１１の両端に取り付け
られている。シャフト１１のが通常状態つまりねじられ
ていない状態のときマーク１４゜１５か整列するように
するとよい（しかしこれは必須の要件ではない）。マー
ク１４．１５の近＜にはセンサ１６，１７か整列されて
固定され、シャフト１１が回転するときマーク１４．１
５か通過するのを検出する。シャフト１１に負荷かかか
っていなければ、マークおよびセンサは整列されている
ので、センサ１６，１７からは同時に出力信号が発生す
る。しかし、−旦力が伝達されるとシャフト１１はトル
クひいては車両を駆動する力に比例してねじれる。

このねじれは、センサ１７からの信号をセンサ１６から
の信号より、ねじれに比例しひいては力に比例する時間
間隔たけ遅れさせる。

この遅れはシャフトの回転速度に反比例する。

この回転速度は、センサ１６．１７のいずれかのパルス
周波数によって得ることができる。車両速度はそのパル
ス周波数に比例するので、そのパルス周波数から車両速
度が求められる。

しかし、車両には一般に正確なスピードメータが備わっ
ているから、それから速度信号を得ることもできる。

とにかくセンサ間の時間遅れから得られる力信号と速度
信号とが乗算される。たとえばマイクロプロセッサによ
りある定数を用いてデジタル値を求め、それらを乗算し
たりしてエンジン出力の信号か得られる。上記定数は測
定方法によって決定され、出力が表示されるユニットに
応じて選択される。もちろの別のユニットに出力を表示
するために別の定数を用いるための手段を設けることも
できる。

第３図は以上のことを図示したもので、センサ１６．１
７からの時間信号はマイクロプロセッサ３へ与えられる
。マイクロプロセッサ３は遅れ（ｔ２−ｔｔ）および速
度１／ｌ□（すなわちセンサ１７からのパルスの周波数
）を演算する。これから（１／１ｌ）２を演算し、次に
Ｋ　（ｔ２−ｔｌ）／（ｔｌ）２を求める。ここでＫは
ユニットに応じてセレクタ３２から出力される定数であ
る。測定値は運転席にある表示器３３に表示される。

センサ１７から得られる速度の代りに通常のスピードメ
ータの情報を用いてもよいのはもちろんである。

別の方法として、プロペラシャフトのねじれを利用しな
いで出力を測定するには、次の関係を利用する。

出力＝力×速度 力＝質量×加速度 加速度は速度の時間に関する微分であるから、次のこと
が言える。

第４図はこの関係を用いた装置を示している。プロセッ
サ４１へはただ１つの出力かスピードメータ４２から与
えられている。もちろん上記例のセンサ１６，１７のい
ずれかから出力を与えるようにしてもよい。定数には上
記例と同様にセレクタ４３から与えられ、測定効果は運
転席の表示器４４に表示される。

デジタルマイクロプロセッサを用いることは必ずしも必
要でない。スピードメータの信号は電圧値てもよく、そ
の微分はコンデンサと抵抗器で構成される簡単な微分回
路を用いて行なえばよい。

以上の構成は車両の質量か予めわかっていて一定の場合
にうまく機能するものである。したかって車両の全重量
か貨物に応じて変化する貨物車両の場合は適当でない。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、当業者
は特許請求の範囲によって定義される範囲内で多くの変
形をなすことか回部である。

（発明の効果） 以上のように構成したことにより、本発明によれば、実
際の駆動状態における乗り物用エンジンの出力を測定す
ることができるという効果か得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は路上車両用エンジンのプロペラシャフトをトル
クを伝達しない状態で示した図である。 この図には磁気検出手段か示されている。第２図は第１
図のプロペラシャフトをトルクを伝達している状態で示
した図、第３図は出力を継続的に示す装置のブロック線
図、第４図は他の実施例のブロック線図である。 ３・・・マイクロプロセッサ、１１・・・プロペラシャ
フト、１４．１５−・・磁気マーク、１６．１７・・・
センサ

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）乗り物用エンジンによって発生した力およびその
   乗り物速度を測定し、前記測定値から前記エンジンの出
   力を測定する乗り物用エンジンの出力測定方法。
2. （２）前記力は駆動力伝達部材の変形または変位を測定
   することにより測定される請求項１に記載の出力測定方
   法。
3. （３）前記力はプロペラシャフトのねじれを測定するこ
   とにより測定される請求項２に記載の出力測定方法。
4. （４）前記ねじれは前記シャフトの外周上に軸方向に隔
   てて設置された複数のマークが固定されたセンサを通過
   するときの時間遅れを測定することによって測定される
   請求項３に記載の出力測定方法。
5. （５）前記マークは磁気マークであり、前記センサはそ
   れを検知するように構成されている請求項４に記載の出
   力測定方法。
6. （６）前記乗り物の速度は通常の乗り物用スピードメー
   タによって測定される請求項１ないし５のいずれか１項
   に記載の出力測定方法。
7. （７）前記乗り物の速度は駆動伝達部材の回転速度を測
   定することにより測定され、その駆動伝達部材の変形ま
   たは変位を測定することにより前記力が測定される請求
   項１ないし５に記載の出力測定方法。
8. （８）前記乗り物の速度は前記駆動伝達部材の外周に設
   けられたマークが固定されたセンサを通過する頻度を測
   定することによって測定される請求項７に記載の出力測
   定方法。
9. （９）乗り物用エンジンの力を測定する手段と、乗り物
   の速度測定手段と、前記測定された力および速度から乗
   り物用エンジンの出力を決定する決定手段とから成る乗
   り物用エンジンの出力測定装置。
10. （１０）前記力測定手段は駆動力伝達部材の変形または
    変位を測定する手段から成る請求項９に記載の出力測定
    装置。
11. （１１）前記力測定手段は、プロペラシャフト上に軸方
    向に隔てて設けられその円周上の相対位置が変化する複
    数のマークと、前記エンジンの力を受けてプロペラシャ
    フトにねじれが生じたときシャフトの円周上を通過する
    前記複数のマーク間の時間遅れを測定するセンサとから
    成る請求項９に記載の出力測定装置。
12. （１２）前記マークは磁気マークである請求項１１に記
    載の出力測定装置。
13. （１３）前記マークは光学的マークである請求項１１に
    記載の出力測定装置。
14. （１４）前記乗り物の速度測定手段は通常の乗り物のス
    ピードメータから成る請求項９ないし１３のいずれか１
    項に記載の出力測定装置。
15. （１５）前記乗り物の速度測定手段は駆動伝達部材の回
    転速度を測定する手段から成り、その駆動伝達部材の変
    形または変位を測定することによって前記力を測定する
    請求項９ないし１３のいずれか１項に記載の出力測定装
    置。
16. （１６）前記乗り物の速度測定手段は前記マークのうち
    いずれかの検出の頻度を測定する周波数測定手段である
    請求項１５に記載の出力測定装置。