JPH0443932A - 実走行自動車の駆動力測定装置 - 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〕 この発明は、実走行自動車の駆動力測定装置に関する。

〔従来の技術］ 動力伝達系において動力伝達部材にトルクが加わると、
動力伝達部材に捩じれ等の弾性変形が生じ、その大きさ
はトルクの大きさに対応する。

そこで、実走行自動車の駆動力測定装置は、自動車の動
力伝達系における入力側部位と出力側部位との間におけ
る伝達トルクにより生じる動力伝達部材の捩じれ等によ
る動力伝達部材の弾性変形、即ち入力側部位と出力側部
位との間の回転方向の位相差を検出して実走行自動車の
駆動力を測定するものである。

従来の技術による実走行自動車の駆動力測定装置には１
次のような詩形式がある。

（１）プロペラ軸に抵抗線歪ゲージを固着し、抵抗線歪
ゲージの検出出力を車体に取付けたスリップリングを介
して取出し、それに基づいてプロペラ軸におけるトルク
を計測する方式 （２）ホイールトルク計による方式、即ち駆動車輪の車
軸とホイールとをホイールトルク計を介して結合し、ホ
イごルトルク計における抵抗線歪ゲージ、又はロードセ
ル等からの検出出力を車体に取付けたスリップリングを
介して取出し、それに基づいて駆動車輪の車軸からホイ
ールへの伝達トルクを計測する方式 （３）回転軸部分に測定用の磁性体の２つの歯車を固着
し、夫々の歯車の外周に近接対向して磁気ピックアップ
を設け、磁気ピックアップからの検出信号の位相差から
検出される両歯車間の回転軸の捩じれに基いて回転軸に
おけるトルクを計測する方式 〔発明が解決しようとする課題〕 上記の従来の技術による駆動力測定装置において、 （１）の方式は、スリップリングを備えた検出出力取出
手段は各車体毎に装着しなければならず、その装着は、
検出が非接触でなく、車体′の動揺にも対応しなければ
ならないので、付加作業が大炎りになる。

（２）の方式は、ホイールの寸法形式が多様であるので
、それへの対応が困難であり、非接触検出でなく、車体
の動揺にも対応しなければならない。

テレメータを用いれば非接触検出となるが、機構構造が
複雑になる。しかもホイールの外側に突出するので、一
般道路における走行には、特別の許可が必要となる。

（３）の方式は、測定用の磁性体の歯車を特別に用意し
て回転軸部分に固着しなければならず、しかもそのため
の取付空間も必要となり、装着構造も装着作業も大炎り
になる。

この発明は、上記の従来の技術による駆動力測定装置の
欠点を解消するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による実走行自動車の駆動力測定装置は、自動
車の動力伝達系における任意の２つの歯車、又は任意の
１つの電車及び交番磁性回転体から成る１対の被検出体
、前記の１対の被検出体に近接して固定側に取付られ、
回転する２っ歯車の歯又は歯車の歯及び交番磁性体を検
知する１対の非接触検出器、前記両検圧器の検出信号の
位相差を検出する位相差検出回路、位相差検出回路から
出力される位相差量に基づいて駆動力を算出する演算回
路とから構成されている。

〔作　　用〕

自動車の動力伝達系にトルクが加わると、動力伝達部材
である歯車機構における歯車の歯や回転軸に弾性変形が
生じ、入力側の被検出体と出力側の被検出体との間に位
相差が生じる。

そこで、夫々の検出器は、回転する夫々の歯車等の被検
出体の會等の検出マークを検出し、その夫々の検出出力
に基づく信号により両波検出体の位相差が検出される。

そしてその位相差の大きさに基づいてそれに対応する伝
達トルク、即ち自動車の駆動力が算出される。

〔実　施　例〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。

この発明による駆動力測定においては、一対の被検出体
として自動車の動力伝達系の歯車を用いるのであるが、
その電車としては、終駆動機又はトランスミッションに
おける伝動歯車列の直接・間接噛み合う任意の一対の歯
車を選択し得る。

又、必要によっては、一対の被検出体のうち、一方の被
検出体を上記のような歯車とし、他方の被検出体を回転
軸等の回転部の適宜の位置に取付けた別の回転部材であ
ってもよい、その場合には、回転部材には、パルス信号
源となる歯状部、磁性マーク等の検出マークが設けらｈ
ている。

鍵車以外の回転部材としては１例えばプロペラ軸６と終
駆動機の入力軸７との結合部に取付けた円板状の回転部
材Ｒがよい（第１図参照）。

被検出体としての歯車においては、盲がパルス信号源と
なる検出マークとなっているが、別に適宜ピッチの磁性
マーク等を直接・間接に歯車に取付けてもよい。

第１図においては、適切な例として自動車の終駆動機に
駆動力測定装置の検出部を設置した場合が略図示されて
いる。

終駆動機ハウジング１には、プロペラ軸６に結合された
入力軸７の駆動小歯車２の歯列に対向して入力軸回転駆
動検出器３が取付けられ、駆動大歯車４の倉列に対向し
て出力軸回転駆動検出器５が取付けられており、入力軸
回転駆動検出器３及び出力軸回転駆動検出器５は、駆動
カ測定回路８に接続されている。入力側の被検出体とし
て歯状部、磁性マーク等の検出マークが設けられた円板
状の回転部材Ｒが用いられている場合には、入力軸回転
駆動検出器３は１回転部材Ｒに対向して取付けられてい
る。

なお、駆動力測定回路８の構成については、第２図にお
いて説明する。

各検出器としては、例えば電磁式、又は磁電式のものが
用いられる。

第２図には、象徴的に図示された自動車の動力伝達系の
両車機構に対して駆動力測定装置の構成が略図示されて
いる。

第２図の駆動力測定装置において、音数Ｎ１１の入力側
被検出歯車１０は、＊数Ｎａの駆動歯車１１と共に回転
軸１２に固着され、＊数Ｎｂの出力側被検出歯車１３は
駆動歯車】１に噛み合っているものとする。

入力側被検出歯車１０の外周に近接して第１検出器１４
が、出力側被検出歯車１３の外周に近接して第２検出器
１５が夫々ハウジング等の固定側に設けられている。第
１検出器１４及び第２検出器１５には、各検出器１４．
１５の検出圧力が信号Ａ。、Ｂｏが入力されるように位
相同期回路１６が接続され、位相同期回路１６には、そ
こからの出力信号Ａ、、Ｂ、が入力されるように位相差
検出回路１７が接続され、位相差検出回路１７には、そ
こからの出力信号Ｃが入力されるようにスケーリング・
リニアライザ１８が接続され、スケーリング・リニアラ
イザ１８からの出力信号り、、Ｄ２に基づいて駆動力が
演算されるように演算回路が接続されている。

位相同期回路１６には、第３図に示すように検出信号Ａ
ｏが入力される分周回路１６１と検出信号Ｂ０が入力さ
れる分周回路１６２とが並列である分周方式と、検出信
号へ〇が入力される逓倍回路１６３と分周回路１６１と
が直列である逓倍・分周方式と、検出信号Ｂｏが入力さ
れる逓倍回路１６４と分周回路１６２とが直列である逓
倍・分局方式と、検圧信号Ａ０が入力される逓倍回路１
６３と検出信号Ｂ０が入力される逓倍回路１６４とが並
列である逓倍方式とがある。

上記の駆動力測定装置の作用について説明すると、第１
検出器１４は、回転する入力側被検出歯車１３の通過歯
先を検出し、第２検圧器１５は、回転する出力側被検出
歯車１４の通過歯先を検比し、その夫々の検出信号Ａ。

及び検出信号Ｂ。は、位相同期回路１６に入力される。

そこで、検出信号Ａｏ及び検出信号Ｂ０は、その周期毎
にパルス化された検出信号に変換される。なお、検出信
号Ａｏ及び検出信号Ｂｏが既にパルス波形の場合には、
そのまま処理される。

検出信号Ａ０の周波数Ａ。と検出信号Ｂｏの周波数Ｂ。

との間には、次式の関係がある。

ＢｏＸ（１／Ｎ１）＝Ａｏ×（１／Ｎｓ）・・・・（１
）従って、 Ｂｏ　＝　　ＡｏＸ（Ｎａ／Ｎｓ）　　ＨＨＨＨ＋　　
ＨＨ（２）ＢｏＸ（ＮＳ／Ｎａ〕＝Ａ０・・・・・・・
（３）ＢｏｘＮｓ　＝　ＡｏｘＮ＆　・　・　・　・　
・　・　・　・（４）上記の位相同期回路】６における
分周回路・逓倍回路の組合せの上記の各方式に応じて上
記各式が適用され、パルス変換された検出信号Ａｏと検
出信号Ｂ。は、その周波数が同一にされ１、同一化され
た出力信号Ａ１及び出力信号Ｂ１が位相差検出回路１７
に入力される。

自動車の動力伝達系にトルクが加わると、動力伝達部材
である歯車機構における歯車の歯や回転軸に弾性変形が
生じ、入力側被検出歯車１３と出力側被検出歯車Ｉ４と
の間に相対的な位置ずれ（予め初期ずれがある場合には
、ずれ量の増大）が生じる。

そこで、出力信号Ａ、及び出力信号Ｂ１の位相差が位相
差検出回路１７において検出される。

２つの回転信号の位相差を検出する方法は、種々あるが
、例えば、出力信号Ａ１及び出力信号Ｂ１で開閉される
時間幅信号を作ると、その開いている時間幅が位相差と
比例したものとなる。

そこで、位相差検出回路】７において、出力信号Ａ１及
び出力信号Ｂ１によりフリップフロップ回路を介して上
記時間幅信号に対応した位相差信号Ｃが形成される。

なお、この位相差信号Ｃを平滑化回路を介してアナログ
信号に変換すると、位相差はアナログ量として求められ
る。

位相差をディジタル量として求める場合には、上記の位
相差信号Ｃは、ディジタル処理を行うスケーリング・リ
ニアライザ１８に入力される。スケーリング・リニアラ
イザ１８においては、クロックパルス発生回路からのク
ロックパルスが、ゲート回路により位相差信号Ｃの開時
間幅の間、導通される。そして、平均トルク値を求める
場合には、所定時間におけるクロックパルスの上記カウ
ント数を積算した値が算出され、信号り、となり、又、
瞬間トルク値を求める場合には、上記カウント数を出力
信号ＡＩ（又は出力信号Ｂ、）の周期で除した値が算出
され、信号Ｄ２となる。その算出値の信号Ｄ１又は信号
Ｄ２が出力される。

カウントクロックパルスの上記カウント数は、出力信号
Ａ　ｒ　（出力信号Ｂ＋）の１周期毎にカウントされて
いるので、上記のいずれの場合にも算出値は、入力側被
検出歯車１０・出力側被検出歯車１３の回転速度に関係
しない。

上記の平均トルク値を求める場合の手段には。

例えば特公昭４１−６５１９号公報に記載されたような
ものがあり、瞬間トルク値を求める場合の手段としては
、例えば特公昭５７−６０５２号公報に記載されたよう
なものがある。

実際における伝達トルクの大きさと入力側被検出歯車１
３・出力側被検出歯車１４間の位相差の大きさ、即ち上
記のクロックパルスのカウント数との関係は、予めキャ
リプレートしておく、それに基づいて上記の信号り、又
は信号Ｄ２から伝達トルクが算出される。

その場合、動力伝達系における２つの被検出体、例えば
、終駆動機における駆動小歯車２と駆動大歯車４０間に
は、軸受及びハウジング等が介在関連し、伝達トルクと
駆動小歯車２・駆動大歯車４間の位相差との関係が必ず
しも直線関係にならないので、スケーリング・リニアラ
イザ１８においてスケーリング・リニアライズした上で
、信号Ｄ１又は信号Ｄ２が出力され、その信号り、又は
信号Ｄ２と伝達トルクとの関係から伝達トルク、即ち実
走行自動車の駆動力が求められる。

上記の実施例は、組合せ歯車が３歯車の単一組合せにつ
いて述べたが、入力側被検出歯車と出力側被検出歯車と
しでの噛み合う歯車対の組合せが複数あって、その組合
せが変化するような形式の駆動力測定装置（第４図参照
）においては、位相同期回路１６には、逓倍回路・分周
回路とに対し、組合せ躍車対に応じた言車ｖＩＩＩＷｋ
比のデータが用意され、それがＡＮＤ回路・ＯＲ回路に
より選択されるデータセレクタ回路が具備されている。

組合せ歯車対毎に歯車の歯数比のデータが記録された記
憶回路からのデータ信号と組合せ歯車対の選択信号とが
ＡＮＤ回路に入力され、ＯＲ回路を介して選択された組
合せ歯車対の所要のデータ信号が位相同期回路（逓倍回
路・分局回路）１６に入力され、位相同期が行われる。

又、入力側被検出歯車と出力側被検出歯車とをトランス
ミッションの多数の歯車から選択し、その両者間に歯車
列が介在する場合、例えば、第５図に示すような場合は
、 Ｂｏ、＝　　Ｎ、ＸＮ５ＸＮ５Ｘ−−−ＸＮＩ−１／Ｎ
２ＸＮ４×Ｎ６Ｘ・・・ｘＮ となる。

従って１位相同期回路１６における分周は、Ａ。

信号に関しては、１／Ｎ２×Ｎ４×Ｎ６×・・・ｘＮで
あり、Ｂｏ傷信号関しては、１／Ｎ、ｘＮ３ＸＮｓ×・
・・Ｘ　Ｎ　＋−＋である。

〔発明の効果」 この発明による実走行車両の駆動力測定装置においては
、元来具備されている動力伝達系の歯車が入出力側の少
なくとも一方の被検出体として利用され、しかも非接触
検出であるので、実走行車両に特別に付加する部材が少
なく、特別の仕様にもならない。

従って、実際使用の自動車そのままで走行状態における
測定ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例における実走行自動車の駆
動力測定装置の構成図、 第２図は、この発明の実施例における実走行自動車の駆
動力測定装置の駆動力測定回路を示すブロック図、 第３図は、この発明の実施例における実走行自動車の駆
動力測定装置の位相同期回路を示すブロック図。 第４図は、この発明の変形実施例における実走行自動車
の駆動力測定装置の位相同期回路を示すブロック図、 第５図は、この発明の変形実施例における多段両車機構
の説明図である６ １：終部動機ハウジング　　　　２：駆動小歯車３：入
力軸回転駆動検出器　　４゛駆動大爾車５：出力軸回転
駆動検出器　　６：プロペラ軸７：入力軸　　　　　　
　　８：駆動力測定回路ｌＯ：入力側被検出歯車　　１
１：駆動前車１２：回転軸　　　　　　　１３：出力側
被検出言車１４：第１検出器　　　　　１５゛第２検出
器１６：位相同期回路　　　　＋６１．　＋６２：分周
回路１６３、　＋６４：逓倍回路　　　　１７ｚ位相差
検出回路Ｉ８：スケーリング・リニアライザ （ａ） （ｂ） （Ｃ） （ｄ） 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動車の動力伝達系における任意の２つの歯車、又は任
   意の１つの歯車及び交番磁性回転体から成る１対の被検
   出体、前記の１対の被検出体に近接して固定側に取付ら
   れ、回転する２つ歯車の歯又は歯車の歯及び交番磁性体
   を検知する１対の非接触検出器、前記両検出器の検出信
   号の位相差を検出する位相差検出回路、位相差検出回路
   から出力される位相差量に基づいて駆動力を算出する演
   算回路とから構成された実走行自動車の駆動力測定装置