JPH0996579A - Axle dynamometer - Google Patents

Axle dynamometer

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JPH0996579A
JPH0996579A JP25510995A JP25510995A JPH0996579A JP H0996579 A JPH0996579 A JP H0996579A JP 25510995 A JP25510995 A JP 25510995A JP 25510995 A JP25510995 A JP 25510995A JP H0996579 A JPH0996579 A JP H0996579A
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component force
component
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detector
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鎮▲かく▼ 東島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the component of force acting on an axle and a tire accurately and reliably in the mounted state on a vehicle by providing an initial adjusting mode function, which automatically performs the initial adjustment before performing a main measuring mode and completes the excecution preparation of the main measuring mode after a specified number of rotation of the axle. SOLUTION: The signal of the component of force from a multiple component-of- force detector 4, which is fixed and mounted between an axle 1 and a wheel 5 having a tire 13, is sent to a slip ring 9 housed in a detecting part 7. The turning angle of the axle 1 is measured with a turning angle meter 8. The turning angle from the detecting part 7 and the detected signal of the component of force are sent into an operating part. The signal of the component of force in the rotating coordinate system, which is rotated together with the axle 1, is converted into the signal of the component of force in the fixed coordinate system fixed to a vehicle body. Then, the operating part automatically performs the initial adjustment of the entire measuring system and excecutes the initial adjustment mode, which completes the excecution preparation of the main measuring mode, after the axle is rotated by a specified number. When the initial adjustment mode is finished, the main measuring mode is started.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、乗物の車軸とタ
イヤの間に働く分力を計測する車軸動力計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an axle dynamometer for measuring a component force acting between a vehicle axle and a tire.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の車軸動力計は、種々の道路状
況、例えば舗装された理想的な道路、砂利道、雨で濡れ
た道路等、および種々の走行状態、例えば一様な速度で
定常走行する場合、急発進、急停車、あるいはコーナー
走行時で車軸とタイヤの間に働く力および/またはモー
メントを計測することは、自動車の基本設計に極めて重
要な知見を与える。これに関して、本出願人は既に特開
昭62−87823号公報で提唱している。同様な目的
で使用される車軸動力計は R. S. Shonberg & B.Walla
c: Automotive Engeneering Congress and Exposition,
Detroit,Michigan, Feb. 24-28, 1975 (Society of Au
tomotive Engeneerings INC.),および C. A. Lysdale
& R. R. Hegmon, "Development of a Truck Wheel Forc
eTransducer", Society of Automotive Engeneerings I
NC. Feb. 25-29, 1980に既に開示されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Axle dynamometers of this type are used in various road conditions, such as paved ideal roads, gravel roads, rainy wet roads, etc., and in various driving conditions, for example at steady speeds. When traveling, measuring the force and / or moment acting between the axle and the tire during sudden start, sudden stop, or cornering gives extremely important knowledge to the basic design of an automobile. In this regard, the present applicant has already proposed in JP-A-62-87823. Axle dynamometers used for similar purposes are RS Shonberg & B. Walla
c: Automotive Engeneering Congress and Exposition,
Detroit, Michigan, Feb. 24-28, 1975 (Society of Au
tomotive Engeneerings INC.), and CA Lysdale
& RR Hegmon, "Development of a Truck Wheel Forc
eTransducer ", Society of Automotive Engeneerings I
NC. Feb. 25-29, 1980.

【0003】これ等の車軸動力計では、車軸とタイヤの
間に働く分力を測定するため、両者の間に多分力検出器
を装着する。それ故、測定結果はタイヤと同期して回転
する回転座標系での分力値として得られ、自動車の内部
にいる人が感じる静止系の分力値とは異なる。回転系か
ら静止系への変換には、先ず車軸の回転角度を連続的に
測定できること、およびこの回転角度を使用して、回転
系を静止系に変換する変換式をリアルタイムで実行でき
ることが必要である。
In these axle dynamometers, in order to measure the component force acting between the axle and the tire, a multi-component force detector is mounted between them. Therefore, the measurement result is obtained as the component force value in the rotating coordinate system that rotates in synchronization with the tire, and is different from the component force value of the stationary system felt by the person inside the vehicle. To convert a rotating system to a stationary system, it is necessary to first be able to continuously measure the rotation angle of the axle and to use this rotation angle to execute a conversion formula that converts the rotating system to a stationary system in real time. is there.

【0004】R. S. Shonberg 等および C. A. Lysdale
等の車軸動力計では、回転角度の測定にそれぞれレゾル
バと三角関数(正弦、余弦信号)発生用のポテンシオメ
ータを使用し、アナログ信号処理を行っている。これに
反して、特開昭62−87823号公報の車軸動力計で
は回転角度をロータリーエンコーダを用い、光電式に測
定しているため、外乱を受けることなく、極めて正確に
車軸のその時の角度位置を測定できる。そして測定値に
関する静止系と回転系の間の変換はデジタル式に行え
る。車軸動力計は車両が走行している状況で使用される
ため、激しい振動や制動、およびプラグ点火時のスパー
ク放電等による機械的および電気的な強い外乱を受け
る。レゾルバでは発振回路で発生させた特定の搬送周波
数の電流を回転子のコイルに印加し、固定子中で回転さ
せて発電機の原理により回転角を測定するため、外乱の
影響の防止には電気回路的な多くの配慮と経費を要す
る。また、上記のようなポテンシオメータを使用する
と、抵抗線に接触する摺動子の接点および/または抵抗
線自体に磨耗が生じ、寿命が極めて短い。
RS Shonberg et al. And CA Lysdale
In axle dynamometers such as the above, a resolver and a potentiometer for generating trigonometric functions (sine and cosine signals) are used to measure the rotation angle, and analog signal processing is performed. On the contrary, in the axle dynamometer disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-87823, the rotary angle is photoelectrically measured by using the rotary encoder, so that the angular position of the axle at that time is extremely accurately measured without any disturbance. Can be measured. The conversion of the measured values between the stationary system and the rotating system can be performed digitally. Since the axle dynamometer is used while the vehicle is running, it is subject to strong mechanical and electrical disturbances due to severe vibration and braking, and spark discharge at the time of plug ignition. In the resolver, the current of a specific carrier frequency generated in the oscillator circuit is applied to the coil of the rotor and rotated in the stator to measure the rotation angle based on the principle of the generator. It requires a lot of circuit consideration and cost. Further, when the potentiometer as described above is used, the contact of the slider contacting the resistance wire and / or the resistance wire itself is abraded, resulting in a very short life.

【0005】車軸動力計を使用する場合、最も煩雑な作
業は初期調整にある。例えば、各分力、つまり直交3軸
方向の力FX,Y,Z および直交3軸周りのモーメント
(トルク)MX,Y,Z に対する6チャンネルに及ぶ信
号処理経路の零点をそれぞれ独立に調整する必要があ
る。多分力検出器の生のデータに対する求めるべき実際
の値のずれには、車両の実荷重、車軸動力計の取り付け
状況、多分力検出器自体の固有な性能によるもの等種々
の原因がある。6種の零点調整を個々に行っていたので
は、時間を費やし、本来の測定の効率を著しく低下させ
る。
When using an axle dynamometer, the most cumbersome task is initial adjustment. For example, each component force, that is, the forces F X, F Y, F Z in the directions of the three orthogonal axes and the moments (torques) M X, M Y, M Z about the three orthogonal axes are set to zero points of the signal processing path extending to 6 channels. Each needs to be adjusted independently. The deviation of the actual value to be obtained from the raw data of the multi-component force detector has various causes such as the actual load of the vehicle, the mounting condition of the axle dynamometer, and the inherent performance of the multi-component force detector itself. If the six kinds of zero adjustment are individually performed, it takes time, and the original measurement efficiency is significantly reduced.

【0006】また、車軸動力計を実際の車に装着するた
めには、適度な機械的強度が必要であり、耐震性、耐湿
性、耐電磁誘導性を保証する必要がある。しかし、これ
等の要請を満たすには多分力検出器周りの補助部材を含
めて車軸動力計を頑丈で複雑な構造に設計しなければな
らない問題も生じる。
Further, in order to mount the axle dynamometer on an actual vehicle, it is necessary to have a suitable mechanical strength, and it is necessary to guarantee earthquake resistance, humidity resistance and electromagnetic induction resistance. However, in order to satisfy these requirements, there is a problem that the axle dynamometer including the auxiliary members around the force detector must be designed to have a sturdy and complicated structure.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、単
純な構造で必要とする機械的強度を保証し、それにも係
わらず、車両へ実装した場合に初期調整を簡単にしかも
自動的に実行でき、車軸とタイヤの間に働く分力に関し
て正確で信頼性のある測定結果を得ることのできる車軸
動力計を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to guarantee the required mechanical strength with a simple structure, and nevertheless perform initial adjustment easily and automatically when mounted on a vehicle. An object of the present invention is to provide an axle dynamometer capable of obtaining accurate and reliable measurement results regarding the component force acting between the axle and the tire.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、車軸1およびタイヤ13付きホィール5の間に
固定装着された多分力検出器4と、軸受14を介して前
記多分力検出器4を車両の車体に回転止めして連結し、
車軸1の回転角度を測定する回転角度計8および前記多
分力検出器4の分力信号を伝達するためのスリップリン
グ9を前記検出部7に内蔵する検出部7と、ケーブル1
2を介して前記検出部7から導入れる回転角度および分
力の検出信号を用いて車軸1と共に回転する回転座標系
の分力信号を車体に固定された固定座標系の分力信号に
変換する演算処理部とを備えた車軸動力計にあって、前
記演算処理部には本来の測定を実行する本測定モード機
能、およびこの本測定モードを行う前に測定系全体の初
期調整を自動的に行い、車軸が所定数回転した後、本測
定モードの実行準備を完了する初期調整モード機能が用
意されていることによって解決されている。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the above-mentioned problem is solved by a multi-component force detector 4 fixedly mounted between an axle 1 and a wheel 5 with a tire 13, and a multi-component force detector via a bearing 14. 4 is connected to the vehicle body by stopping rotation,
A rotation angle meter 8 for measuring the rotation angle of the axle 1 and a detection section 7 having a slip ring 9 for transmitting a component force signal of the multi-component force detector 4 in the detection section 7, and a cable 1
Using the detection signals of the rotation angle and the component force introduced from the detection unit 7 via 2, the component signal of the rotating coordinate system rotating with the axle 1 is converted into the component signal of the fixed coordinate system fixed to the vehicle body. In an axle dynamometer equipped with an arithmetic processing unit, the arithmetic processing unit automatically performs an initial measurement of the measurement system before the main measurement mode function for executing the original measurement. This is solved by the provision of an initial adjustment mode function that completes the preparations for execution of the main measurement mode after performing a predetermined number of rotations of the axle.

【0009】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
Further advantageous configurations according to the invention are described in the dependent claims.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】車軸動力計では、タイヤとこのタ
イヤの付属する車軸との間に働く分力を測定するため、
タイヤと車軸の間に多分力検出器を装備する。それ故、
定常的な走行状態では多分力検出器に車軸の回転に同期
した周期的な分力(正弦波状の分力)が発生する。車両
の進行方向をX方向とし、鉛直方向をZ方向とする図1
のような座標系を導入すると、タイヤと車軸の間に働く
主要な分力はZ方向に向く車両の自重によるものであ
る。従って、定常的な走行状態では多分力検出器の検出
出力を静止系(車両と同じ座標系)に変換すると一定の
分力が働いている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In an axle dynamometer, in order to measure a component force acting between a tire and an axle to which the tire is attached,
Probably equipped with a force detector between the tire and the axle. Therefore,
In a steady running state, a periodic component force (sine wave component component) is generated in the multi-component force detector in synchronization with the rotation of the axle. The traveling direction of the vehicle is the X direction, and the vertical direction is the Z direction.
When a coordinate system such as that described above is introduced, the main component force acting between the tire and the axle is due to the weight of the vehicle facing in the Z direction. Therefore, in a steady running state, when the detection output of the multi-component force detector is converted into a stationary system (the same coordinate system as the vehicle), a constant component force is working.

【0011】車道に凹凸があったり、走行状態に変化
(例えば、ブレーキ制動時やカーブ走行時)があると、
車軸の懸架バネ特性やタイヤ自体の等価バネ特性を含め
た車両の加速度、角加速度による慣性力と地面による拘
束力の平衡状態によりタイヤと車軸の間には複雑な分力
が生じる。これ等の分力も回転系でなく静止系で求める
ことが望ましい。
If the roadway is uneven or there is a change in the running condition (for example, when braking or traveling on a curve),
A complex component force is generated between the tire and the axle due to the equilibrium state of the inertial force due to the acceleration and angular acceleration of the vehicle including the suspension spring characteristic of the axle and the equivalent spring characteristic of the tire itself and the restraining force due to the ground. It is desirable to find these component forces not in the rotating system but in the stationary system.

【0012】多分力検出器により求めた回転系の分力F
X',FY',Z',X',Y',Z' から静止系の分力FX,
Y,Z,X,Y,Z を得るには、図1の配置の場合、車
軸の回転角をθとして下記の変換式による(特開昭62
−87823号公報を参照)。 FX =FX'cosθ−FZ'sinθ FY =FY' FZ =FX'sinθ+FZ'cosθ (1) MX =MX'cosθ−MZ'sinθ MY =MY' MZ =MX'sinθ+MZ'cosθ 回転角θの測定には増分式のロータリーエンコーダーを
使用する。つまり、車軸に固定連結された目盛円板の目
盛を静止系(車両本体)に装備された光電読取器で読み
取って回転角θを求める。
Component force F of the rotary system obtained by the multi-component force detector
From X ', F Y ' , F Z ' , M X ' , M Y ' , M Z ', the component force F X, F of the static system
In order to obtain Y, F Z, M X, M Y, M Z , in the case of the arrangement shown in FIG.
No. -87823). F X = F X 'cos θ-F Z ' sin θ F Y = F Y 'F Z = F X ' sin θ + F Z 'cos θ (1) M X = M X ' cos θ-M Z 'sin θ M Y = M Y ' M Z = M X 'sin θ + M Z ' cos θ An incremental rotary encoder is used to measure the rotation angle θ. That is, the rotation angle θ is obtained by reading the scale of the scale disk fixedly connected to the axle with a photoelectric reader equipped in the stationary system (vehicle body).

【0013】この発明による車軸動力計では、上記のよ
うに多分力検出器で得られ回転・静止系変換を行った後
の生の測定値に対して下記のような修正を行う。 (a) 多分力検出器の基準面とホィールの位置の中心面
の不一致に対する修正 多分力検出器の基準面(一方のフランジ面)とホィール
の中心面との間の車軸方向の間隔をLとし、以後Lを作
用間隔と称する。この作用間隔を考慮するとXとZ軸周
りのモーメントは以下の関係式により修正される。
In the axle dynamometer according to the present invention, the following corrections are made to the raw measurement values obtained by the multi-component force detector after the rotation / stationary system conversion as described above. (a) Correction for the mismatch between the reference plane of the force detector and the center plane of the wheel position. Let L be the distance between the reference plane (one flange face) of the force detector and the center plane of the wheel in the axial direction. , L will be referred to as the action interval hereinafter. Considering this action interval, the moments about the X and Z axes are corrected by the following relational expressions.

【0014】 MX =MX' +FZ'・L MZ =MZ' −FX'・L (2) ここで、MX とMZ は求めるべきモーメントで、MX',
Z',FX',FZ' は式(1) により回転系に変換した分力
である。なお、このような変換に関しては本出願人が既
に提唱している実開平3−115830号明細書を参照
されたい。
M X = M X ′ + F Z ′ · L M Z = M Z ′ −F X ′ · L (2) Here, M X and M Z are moments to be calculated, and M X ′,
M Z ′, F X ′ and F Z ′ are component forces converted into a rotating system by the equation (1). For the conversion, refer to the specification of Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 3-115830 already proposed by the present applicant.

【0015】(b) 多分力検出器のオフセット値を検出
して相殺する自動修正 各分力の信号処理チャンネルの出力を測定条件下で一度
測定し、その平均値(車軸の一回転にわたり積分する)
を分力信号のオフセットレベル値とし、信号出力からこ
のオフセットレベル値を引算して後段の演算処理部に送
る。この基本原理に関しては、本出願人が既に提唱して
いる特開平1−61627号公報を参照されたい。
(B) Automatic correction for detecting and offsetting offset value of multi-component force detector The output of the signal processing channel of each component force is measured once under the measurement condition, and its average value (integrated over one rotation of the axle is integrated. )
Is set as the offset level value of the component signal, and this offset level value is subtracted from the signal output and sent to the arithmetic processing unit in the subsequent stage. For the basic principle, refer to Japanese Patent Laid-Open No. 1-61627 proposed by the present applicant.

【0016】分力信号の実際のオフセットレベル値は、
車両をジャッキアップした場合、タイヤの自重とホィー
ル部分の重量によるもので、重量換算で、約 20 〜 30
kgとなる。これに対して、車両を実際に走行させて行う
試験の場合には、乗用車では、一輪当たり約 400 kg の
重量換算値となる。 (c) 多分力検出器とロータリーエンコーダの角度位置
の不一致の修正 既に述べたように、ロータリーエンコーダは増分式であ
るため、絶対角度位置を測定できず、あくまでも相対的
な角度位置を与え、ロータリーエンコーダの一回の回転
を表すZ相パルスは相対的な原点位置を示すに過ぎな
い。また、多分力検出器自体にも干渉現象により、実測
値からずれた値を与え、それ故に上記 (b)の処理の後の
オフセットレベル値を減算した回転座標系での分力信号
値はほぼ正弦波形を示し、零レベルとの交点を一般に 0
°,90°等と見なす。このような理由から、回転角度変
換で最も重要な分力成分FX', Z' の検出値から得ら
れる回転角度とロータリーエンコーダで検出された角度
の間にはずれがある。このずれを下記のようにして求め
ている。ロータリーエンコーダの 0, 90, 180, 270, 36
0 °に対応する両分力成分の検出器の零クロス点の角度
位置を図2のようにθ1,θ2,θ3,θ4 とし、各角度に対
するずれをΔθ1,Δθ2,Δθ3,Δθ4 とすると、 θi = 90 ×i +Δθi, (i= 1, 2, 3, 4) となる。適当な位相のずれはΔθT は ΔθT =ΣiΔθi/4 あるいは Σiθi/4− 135° (3) となる。ここで、Σi は iに付いて1から4までの積算
を意味する。
The actual offset level value of the component signal is
When the vehicle is jacked up, it is due to the weight of the tire and the weight of the wheel.
kg. On the other hand, in the case of tests in which the vehicle is actually driven, the weight conversion value for a passenger car is approximately 400 kg per wheel. (c) Correction of mismatch of angular position between force detector and rotary encoder As mentioned above, since the rotary encoder is an incremental type, absolute angular position cannot be measured, and relative angular position is always given. The Z-phase pulse representing one rotation of the encoder only indicates the relative origin position. In addition, a value deviated from the actual measurement value is also given to the multi-component force detector itself due to the interference phenomenon, and therefore the component force signal value in the rotating coordinate system obtained by subtracting the offset level value after the processing of (b) above is almost It shows a sine waveform, and the intersection with the zero level is generally 0
Considered as °, 90 °, etc. For this reason, there is a deviation between the rotation angle obtained from the detected values of the component force components F X ' and F Z ' which are the most important in the rotation angle conversion, and the angle detected by the rotary encoder. This shift is calculated as follows. Rotary encoder 0, 90, 180, 270, 36
As shown in Fig. 2, the angular position of the zero-crossing point of the detector for both component components corresponding to 0 ° is θ 1, θ 2, θ 3, θ 4, and the deviation for each angle is Δθ 1, Δθ 2, Δθ. If 3, Δθ 4 , then θ i = 90 × i + Δθ i, (i = 1, 2, 3, 4). An appropriate phase shift Δθ T is Δθ T = Σ i Δθ i / 4 or Σ i θ i / 4−135 ° (3). Here, Σ i means an addition of 1 to 4 for i.

【0017】実測によると、ΔθT の値は 2°程度で、
分力検出では 4%程度の誤差を与える。この発明によれ
ば、上に述べた全ての修正は、車軸動力計を実際の車両
の車軸に装着した後、本来の実測を行う前に、自動的に
初期調整モードとして予め電気的に実行される。
According to the actual measurement, the value of Δθ T is about 2 °,
In component force detection, an error of about 4% is given. According to the present invention, all the corrections described above are automatically performed in advance as the initial adjustment mode automatically after the axle dynamometer is mounted on the axle of the actual vehicle and before the actual measurement is performed. It

【0018】[0018]

【実施例】以下、好適実施例を示す図面に基づき、この
発明をより詳しく説明する。この発明による車軸動力計
の検出部7は図3に示すように、タイヤ13を有するホ
ィールに装着される。この場合、一点鎖線で示す支持装
置により車軸に対して回転止めし、横方向(X方向)と
鉛直方向(Z方向)に伸縮可能に車両に固定されてい
る。この支持装置は、支持板O1,バネ付勢され横方向に
伸縮可能なガイドレールO2,中間片O3,バネ付勢され鉛
直方向に伸縮可能なガイドレールO4 および検出部7を
固定する把持部O5 で構成されている。この機能の詳細
は本出願人が既に特開平3−25305号公報に提案し
た支持装置に開示されているのでそれを参照されたい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings showing the preferred embodiments. The detection unit 7 of the axle dynamometer according to the present invention is mounted on a wheel having tires 13, as shown in FIG. In this case, rotation is stopped with respect to the axle by a support device shown by a one-dot chain line, and the vehicle is fixed to the vehicle so as to be capable of expanding and contracting in the lateral direction (X direction) and the vertical direction (Z direction). This support device fixes a support plate O 1, a spring-biased laterally expandable guide rail O 2, an intermediate piece O 3, a spring-biased vertically expandable guide rail O 4, and a detection unit 7. It is composed of a gripping portion O 5 . The details of this function are already disclosed in the supporting device proposed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-25305, so refer to it.

【0019】図4はこの発明による車軸動力計の検出部
を車軸に取り付けた状態の全体構成の模式断面図であ
る。なお、この図では所要部品の名称と役目を説明し易
くするため、各部材を極度に簡略化しているので、それ
等の部材の形状と配置位置は実際のものとはかなり異な
ることに注意されたい。車軸1のリム2と外周にタイヤ
13を有するホィール5との間に、この発明による車軸
動力計用のリム取付アダプター3が装着されている。こ
のリム取付アダプター3には多分力検出器4が固定連結
され、更に、この多分力検出器4は軸受14(この軸受
はスラスト軸受で示してあるが、実際には図5に示すよ
うにラジアル軸受である)を介して検出部7の検出部取
付台6に回転可能に支持されている。検出部7は、図3
で説明したように、支持装置により車軸に対して回転止
めして車両本体に伸縮自在に固定されている。検出部7
には、車軸1に直結する回転伝達棒10により車軸1の
検出部7に対する回転角度の相対位置を測定するための
ロータリーエンコーダ8と、車軸1と一緒に回転する多
分力検出器4の入出力導線を検出部7側に固定された接
点に電気接続するためのスリップリング9が内蔵されて
いる。ロータリーエンコーダ8の入出力導線とスリップ
リング9の接点に通じる入出力導線は、ケーブル12を
介して、この発明の車軸動力計の電気回路(図示せず)
に接続されている。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the entire construction of the axle dynamometer according to the present invention with the detection portion attached to the axle. It should be noted that in this figure, each member is extremely simplified in order to make it easy to explain the names and functions of the required parts, so it is noted that the shapes and arrangement positions of these members are considerably different from the actual ones. I want to. A rim mounting adapter 3 for an axle dynamometer according to the present invention is mounted between a rim 2 of an axle 1 and a wheel 5 having a tire 13 on the outer circumference. A multi-component force detector 4 is fixedly connected to the rim mounting adapter 3, and the multi-component force detector 4 further includes a bearing 14 (this bearing is shown as a thrust bearing, but in reality, as shown in FIG. It is rotatably supported by the detector mounting base 6 of the detector 7 via a bearing. The detection unit 7 is shown in FIG.
As described above, the support device stops the rotation of the axle and is fixed to the vehicle body in a stretchable manner. Detection unit 7
Includes a rotary encoder 8 for measuring the relative position of the rotation angle of the axle 1 with respect to the detector 7 by means of a rotation transmission rod 10 directly connected to the axle 1, and input / output of a multi-component force detector 4 rotating together with the axle 1. A slip ring 9 for electrically connecting the conducting wire to a contact fixed to the detection unit 7 side is built in. The input / output conductor of the rotary encoder 8 and the input / output conductor communicating with the contact point of the slip ring 9 are connected via a cable 12 to an electric circuit (not shown) of the axle dynamometer of the present invention.
It is connected to the.

【0020】なお、図4の場合、多分力検出器4の基準
面はAに示す位置であり、ホィール5の中心面はBに示
す位置である。そして基準面Aと中心面Bの間隔が図示
のようにLである。両方の面の作用間隔が一定の値を有
する場合の検出値に対する修正は式 (2)を参照された
い。図5には、この出願の発明の車軸動力計の検出部の
要部の詳細が示してある。ここでは、見通しを良くする
ため、部材間の連結ボルト等を図面から削除している。
車軸1のリム2には、この出願の発明の車軸動力計の検
出部を取り付けるためのリム取付アダプター3を装着す
る。このリム取付アダプター3に固定された保持ブロッ
ク21へ更に固定されている多分力検出器4の一方のフ
ランジ(固定フランジ)4a は、受感部である4本のビ
ーム4c (1本のみ図示)を介して他の方のフランジ
(測定フランジ)4b に固定連結されている。更に、測
定フランジ4b にはホィール5が連結している。歪み検
出素子のある受感部の受感部空間4d への湿気や泥、泥
水、噴煙の侵入を防止するため、外部との遮断用のカバ
ー25が設けてあり、所要個所に気密封止用Oリング1
5a,15b,15c が装着されている。
In FIG. 4, the reference plane of the force detector 4 is at the position A, and the center plane of the wheel 5 is at the position B. The distance between the reference plane A and the center plane B is L as shown. See Eq. (2) for the correction to the detected value when the action intervals of both surfaces have constant values. FIG. 5 shows the details of the essential parts of the detection unit of the axle dynamometer of the invention of this application. Here, in order to improve visibility, connecting bolts and the like between members are deleted from the drawing.
A rim mounting adapter 3 for mounting the detection portion of the axle dynamometer of the invention of this application is mounted on the rim 2 of the axle 1. One flange (fixed flange) 4a of the force detector 4, which is further fixed to the holding block 21 fixed to this rim mounting adapter 3, has four beams 4c (only one is shown) which are the sensing parts. It is fixedly connected to the other flange (measurement flange) 4b via. Furthermore, a wheel 5 is connected to the measuring flange 4b. In order to prevent moisture, mud, muddy water, and smoke from entering the sensitive area 4d of the sensitive area with the strain sensing element, a cover 25 is provided to shut off the outside, and it is hermetically sealed at the required locations. O-ring 1
5a, 15b, 15c are attached.

【0021】保持ブロック21には、更に軸受22を介
して固定シリンダ20が連結されている。この固定シリ
ンダ20は、既に図3で説明したように、支持部材によ
り車軸の回転に対して回転止めして保持されている。こ
の固定シリンダ20の内部にはロータリーエンコーダ8
とスリップリング9が装着されている。ロータリーエン
コーダ8の回転目盛円板に連結する回転伝達棒10の一
端は保持ブロック21に固定連結され、他端はスリップ
リング9のロータ側に固定連結されている。この発明に
よれば、回転伝達棒10は中空に形成された中心穴24
を有する。多分力検出器4の歪み検出素子に接続する多
数の導線(給電用と検出用)は受感部空間4d から保持
ブロック21に設けた穴(図示せず)を経由して前空間
23に達し、更に回転伝達棒10の中心穴24を経由し
てスリップリング9のロータ側に達する。スリップリン
グ9の中では、導線の電気信号が摺動接点を介して固定
シリンダ20に固定されているステータ側に導電接続さ
れている。ロータリーエコーダ8の給電導線や光電検出
導線と共に、歪み検出素子の検出信号導線は、図4に示
すようにコネクター11とケーブル12を介して、この
出願の発明による演算処理本体に通じている。
The fixed block 20 is further connected to the holding block 21 via a bearing 22. As already described with reference to FIG. 3, the fixed cylinder 20 is held by the support member while being prevented from rotating with respect to the rotation of the axle. The rotary encoder 8 is provided inside the fixed cylinder 20.
And the slip ring 9 is attached. One end of the rotation transmission rod 10 connected to the rotary scale disk of the rotary encoder 8 is fixedly connected to the holding block 21, and the other end is fixedly connected to the rotor side of the slip ring 9. According to the present invention, the rotation transmission rod 10 has a hollow central hole 24.
Having. Perhaps a large number of wires (for feeding and detecting) connected to the strain detecting element of the force detector 4 reach the front space 23 from the sensing part space 4d through a hole (not shown) provided in the holding block 21. Further, it reaches the rotor side of the slip ring 9 via the center hole 24 of the rotation transmission rod 10. In the slip ring 9, the electric signal of the lead wire is conductively connected to the stator side fixed to the fixed cylinder 20 via the sliding contact. The detection signal conductor of the strain detecting element, as well as the power supply conductor and the photoelectric detection conductor of the rotary echo unit 8 are connected to the arithmetic processing main body according to the invention of this application through the connector 11 and the cable 12 as shown in FIG.

【0022】図6はこの発明の車軸動力計に使用される
電気系の総合配置を示す。ここでは6分力(全分力)を
測定する場合に対して説明する。多分力検出器4の歪み
ゲージから成るブリッジA1 〜A6 の信号は、図5で示
した受感部空間4d 内のフランジに固定されている初段
増幅器V1 〜V6 (図5には図示していない)とスリッ
プリング9の摺動接点SR1 〜SR6 を介してコネクタ
ー11に導入される。また、ロータリーエコーダ8の走
査信号(A,BとZ相の信号)もコネクター11に直接
導入される。この場合、複雑さを避けるため、両者の給
電導線は図示していない。多分力FX,Y,Z,X,Y,
Z に対応する検出信号S1 〜S6 およびロータリーエ
コーダ8の走査信号A,B,Zは、コネクター11とケ
ーブル12を介して演算処理本体50に導入される。
FIG. 6 shows the general arrangement of the electric system used in the axle dynamometer of the present invention. Here, a case where 6-component force (total component force) is measured will be described. The signals of the bridges A 1 to A 6 composed of the strain gauges of the force detector 4 are probably the first-stage amplifiers V 1 to V 6 (in FIG. 5) fixed to the flange in the sensing part space 4d shown in FIG. (Not shown) and the sliding contacts SR 1 to SR 6 of the slip ring 9 are introduced into the connector 11. Further, the scanning signals (the signals of the A, B and Z phases) from the rotary echo 8 are also directly introduced into the connector 11. In this case, in order to avoid complexity, the feed lines for both are not shown. Maybe force F X, F Y, F Z, M X, M Y,
The detection signals S 1 to S 6 corresponding to M Z and the scanning signals A, B and Z of the rotary echo unit 8 are introduced into the arithmetic processing main body 50 via the connector 11 and the cable 12.

【0023】演算処理本体50に付属する表パネルの操
作部材には下記の機能を有するものがある。 (a) デジタルスイッチDS:先に述べた多分力検出器の
基準面とホィールの中心面との間の作用間隔Lの数値を
十進数字で表示されたダイヤル(この実施例の場合、3
桁)により入力し、入力されがダイヤル値をデコードし
て出力信号を二進デジタル信号SL として出力するスイ
ッチである。 (b) 表示部IND:各分力あるいは回転角度値を表示す
るための表示器(例えば4桁の7セグメントLED表示
器)である。 (c) 零電位可変用の抵抗R1 a 〜R6 a :各分力チャンネ
ルの最終増幅段のオフセット電位を可変するための可変
抵抗である。 (d) 増幅率可変用の切換スイッチSSW1 〜SSW6
各分力チャンネルの最終増幅段の増幅率を可変するため
の切換スイッチである。 (e) ロータリースイッチRS:各分力チャンネルあるい
は回転角度評価チャンネルへ設定するための切換に使用
されるスイッチである。このロータリースイッチRSで
設定されたチャンネルの出力信号が表示部INDに表示
され、表示された数値に基づき対応するチャンネルの最
終増幅段のオフセット電位と増幅率が可変できる。 (f) モード設定スイッチSW1,SW2 :モーメンタリー
スイッチSW1 を押下すると初期調整モードとなり、同
時に例えば付属する照光ランプでこのモードを使用して
いることの表示が行われる。車両の試運転して所定時間
が経過すると(実装状態で車軸を数回回転させると、自
動的に初期調整が終了し、照光表示が消えて本測定の準
備完了を通報する。SW2 は本測定を開始するために押
下されるもので、本測定モードを通知するため本測定時
には付属する照光ランプが発光している。
Some operation members of the front panel attached to the arithmetic processing main body 50 have the following functions. (a) Digital switch DS: The dial for displaying the numerical value of the working distance L between the reference plane of the force detector and the center plane of the wheel described above in decimal digits (3 in the case of this embodiment).
This is a switch for inputting a digit and decoding the dial value that has been input and outputting the output signal as a binary digital signal S L. (b) Display unit IND: a display device (for example, a 4-digit 7-segment LED display device) for displaying each component force or rotation angle value. (c) Zero potential variable resistors R 1 a to R 6 a : Variable resistors for varying the offset potential of the final amplification stage of each component channel. (d) Amplification factor changing switch SSW 1 to SSW 6 :
It is a changeover switch for varying the amplification factor of the final amplification stage of each component channel. (e) Rotary switch RS: A switch used for switching to set each component force channel or rotation angle evaluation channel. The output signal of the channel set by the rotary switch RS is displayed on the display unit IND, and the offset potential and the amplification factor of the final amplification stage of the corresponding channel can be changed based on the displayed numerical value. (f) the mode setting switch SW 1, SW 2: Pressing the momentary switch SW 1 with the initial adjustment mode, the display of that using this mode is carried out by illumination lamps simultaneously for example included. When a predetermined time has elapsed after the vehicle was commissioned (when the axle is rotated several times in the mounted state, the initial adjustment is automatically completed, the illumination display disappears and the preparation for the main measurement is reported. SW 2 is the main measurement. This is pressed to start, and the attached illumination lamp is emitting light during the main measurement to notify the main measurement mode.

【0024】各チャンネルおよび回転角度チャンネルで
得られた出力信号は多ピンコネクターCN1 を介して後
段の信号処理装置あるいは印字装置、あるいは電磁オシ
ログラフのような高速プロッター(何ずれも図示せず)
に接続している。図7を参照しながら、演算処理本体の
内部を更に細分化して説明する。多分力信号チャンネル
は主としてアナログ信号により処理されている。ただ、
特定なアナログ信号に他の信号を乗算する場合、図8に
概略的に示すようなデジタル乗算方法が採用されてい
る。アナログ入力信号SI に対して抵抗回路網から成る
分圧器の各段に通じるアナログスイッチSa を適当に導
通させて所望の値に分圧して出力信号S0 が得られる。
どのアナログスイッチSa を導通させて所望の分圧を得
るかは、制御信号として入力されたデジタル信号SDIG
をデコーダDECでデコードして決定される(説明の都
合上、図8では抵抗回路網を極度に単純化した抵抗回路
の分圧器としたが、実際にはもっと複雑な梯子型抵抗回
路網が使用されている)。この種の演算は市販されてい
る一個のデジタル・アナログ変換素子で簡単に実現でき
る。また、当然なことであるが、デジタル値および乗算
値の分解能はデジタル信号SDIG のビット数により決ま
る。
The output signals obtained in each channel and the rotation angle channel are passed through a multi-pin connector CN 1 to a signal processor or a printer in the subsequent stage, or a high-speed plotter such as an electromagnetic oscillograph (any deviation is not shown).
Connected to The inside of the arithmetic processing body will be further subdivided and described with reference to FIG. 7. Perhaps the force signal channel is processed primarily by analog signals. However,
When a specific analog signal is multiplied by another signal, a digital multiplication method as schematically shown in FIG. 8 is adopted. With respect to the analog input signal S I , the output signal S 0 is obtained by appropriately conducting the analog switch S a connected to each stage of the voltage divider composed of the resistor network to divide the analog switch S a to a desired value.
Which analog switch S a is turned on to obtain a desired voltage division is determined by the digital signal S DIG input as the control signal.
Is determined by the decoder DEC (for the sake of explanation, in FIG. 8, the resistor network is a voltage divider of a resistor circuit that is extremely simplified, but actually, a more complicated ladder resistor network is used. Has been). This kind of calculation can be easily realized with a single digital-analog conversion element on the market. Also, as a matter of course, the resolution of the digital value and the multiplication value is determined by the number of bits of the digital signal S DIG .

【0025】例えば、式(2) のMX =MX' +FZ'・L
に対しては、アナログ信号S3(FZ')とデジタル信号S
L (作用間隔Lのデジタル値)が乗算されるが、それは
図8に示す演算規則に従って行われる。そして求めるア
ナログ信号S1' (MX)はアナログ信号S4(MX')に先に
説明した乗算値をアナログ加算器中で加算して得られ
る。同様な演算処理は式(1) に対しても同じように行え
る。
For example, in the equation (2), M X = M X '+ F Z ' .L
, The analog signal S 3 (F Z ') and the digital signal S
L (the digital value of the working interval L) is multiplied, which is performed according to the calculation rule shown in FIG. Then, the desired analog signal S 1 '(M X ') is obtained by adding the above-mentioned multiplication value to the analog signal S 4 (M X ') in the analog adder. Similar calculation processing can be performed in the same manner for the equation (1).

【0026】モーメント修正回路52では、式(2) の二
つの等式に対応する演算が上に述べた規則に従って実行
され、入力信号S1 〜S6 は修正信号としてS1'〜S6'
に変換される。ロータリーエンコーダ8からの出力信号
A,B,Zはそれぞれ位相弁別回路57に導入され、こ
こでA相パルスとB相パルスの位相差(一方が他方に対
して遅れているが進んでいるか)に応じてアップ計数に
するかダウン計数にするかのデジタル信号とA相(また
はB相)の計数値をデジタル出力信号δとして可逆計数
器58に導入し、回転角度θに相当する積算計数値(例
えば8ビットのデジタル値)をデジタル出力信号γとし
て得る。その際、ロータリーエンコーダ8の目盛円板の
一回転を示すZ相信号により、計数値はリセットされ、
再び最初の値(角度0°)から計数を始める。この積算
計数値γはROM記憶器59に導入され、そこでそれぞ
れ sinθおよび cosθに相当するデジタル値βに変換さ
れて、変換回路54に導入される。変換回路54では、
以下の述べる初期調整モードでの分力信号の平均値を引
算した後、式 (1)に従って分力を回転座標系から静止系
へ変換することが行われる(この変換の回路構成は既に
特開昭62−87823号公報で図面に示し説明したの
で、詳しくはその明細書を参照されたい)。可逆計数器
58の積算計数値γは、更にデジタル・アナログ変換器
60に導入され、そこで測定された回転角度θのアナロ
グ値に変換されて外部に出力される。
In the moment correction circuit 52, the operations corresponding to the two equations of equation (2) are executed according to the rules described above, and the input signals S 1 to S 6 are correction signals S 1 'to S 6 '.
Is converted to The output signals A, B, Z from the rotary encoder 8 are introduced into the phase discrimination circuit 57, respectively, where the phase difference between the A-phase pulse and the B-phase pulse (whether one is delayed with respect to the other or is advanced) is detected. In accordance with this, a digital signal indicating up-counting or down-counting and the count value of the A phase (or B phase) are introduced into the reversible counter 58 as a digital output signal δ, and the integrated count value (corresponding to the rotation angle θ ( For example, an 8-bit digital value) is obtained as the digital output signal γ. At that time, the count value is reset by the Z-phase signal indicating one rotation of the scale disk of the rotary encoder 8,
The counting is started again from the first value (angle 0 °). The integrated count value γ is introduced into the ROM storage unit 59, where it is converted into digital values β corresponding to sin θ and cos θ, and introduced into the conversion circuit 54. In the conversion circuit 54,
After subtracting the average value of the component force signals in the initial adjustment mode described below, the component force is converted from the rotating coordinate system to the stationary system according to Eq. (1). As shown and described in the drawings in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 62-87823, refer to the specification for details). The integrated count value γ of the reversible counter 58 is further introduced into the digital / analog converter 60, converted into an analog value of the rotation angle θ measured therein, and output to the outside.

【0027】計算ユニット56には、演算処理を行う通
常のマイクロプロセッサと、作業シーケンスのプログラ
ムを内蔵するROM記憶器と、アナログ・デジタル変換
器と、デジタル・アナログ変換器とが設けてある。この
計算ユニット56中では下記の演算処理が行われる。即
ち、初期調整モードに対応するスイッチ信号SSW1 が入
力すると、アナログ分力信号S1'〜S6'を付属する各一
つのアナログ・デジタル変換器によりデジタル分力信号
に変換し、車軸が一回転する間、各デジタル分力信号を
積算して平均値を求める。つまり、例えば図9Aに示す
デジタル分力信号C1 を平均化してデジタル平均値C2
を求める。このデジタル平均値C2 を計算ユニット56
中の記憶器に保管し、デジタル・アナログ変換器により
アナログ平均値C2 (図7のα)として変換回路54に
導入する。ここで、対応する分力信号C1 からアナログ
平均値C2 を引算して零値を中心に正負に変動する信号
を得る(このようにしないと、例えば図9Aのような分
力信号の場合、以後の増幅率が大きいと、ピーク値A1,
2 あるいはその近傍の値が飽和する恐れがある)。こ
のような平均値引算は全ての分力S1'〜S6'に対して各
チャンネルの平均値(図7ではこれ等を単に一つのアナ
ログ値αで代表させてある)を求めて行われる。
The calculation unit 56 is provided with an ordinary microprocessor for performing arithmetic processing, a ROM storage device containing a program of a work sequence, an analog / digital converter, and a digital / analog converter. The following arithmetic processing is performed in the calculation unit 56. That is, when the switch signal S SW1 corresponding to the initial adjustment mode is input, the analog component force signals S 1 ′ to S 6 ′ are converted into digital component force signals by the respective one analog-digital converters attached, so that the axles have a uniform output. While rotating, each digital component force signal is integrated to obtain an average value. That is, for example, a digital mean value C 2 by averaging the digital frequency output signal C 1 shown in FIG. 9A
Ask for. This digital average value C 2 is calculated by the calculation unit 56.
It is stored in a storage device inside and introduced into the conversion circuit 54 as an analog average value C 2 (α in FIG. 7) by a digital-analog converter. Here, the analog average value C 2 is subtracted from the corresponding component force signal C 1 to obtain a signal that fluctuates positively and negatively with a zero value as the center (If this is not done, for example, the component force signal of FIG. In this case, if the subsequent amplification factor is large, the peak value A 1,
The value of A 2 or the vicinity thereof there is a risk of saturation). Such average value subtraction is performed by calculating the average value of each channel (in FIG. 7, these are simply represented by one analog value α) for all component forces S 1 'to S 6 '. Be seen.

【0028】次に、初期調整モードの場合、計算ユニッ
ト56に導入されたアナログ分力信号S1'とS3'の平均
値引算された値の各零点時の回転角度に対応するデジタ
ル計数値γ(回転角度θに相当するデジタル値)を求め
る(図2も参照)。また各零点に対応する角度を実際の
アナログ分力信号の1周期を 360°として算出し、多分
力検出器のデジタル角度値とし、式 (3)により位相差Δ
θT を求めて、このデジタル位相差を計算ユニット56
の所定の記憶器中に保管する。デジタル位相差εをRO
M記憶器59に送り、ここで本測定モードの場合に、γ
値からデジタル位相差εを引算してデジタル角度値β
(θ−ΔθT に相当するデジタル値)として変換回路5
4に送り、式 (1)に対する正確な計算を行い、本測定モ
ードでの静止座標系の分力信号S1'' 〜S6'' が得られ
る。
Next, in the initial adjustment mode, the digital meter corresponding to the rotation angle at each zero point of the subtracted values of the analog component force signals S 1 'and S 3 ' introduced into the calculation unit 56. A numerical value γ (digital value corresponding to the rotation angle θ) is obtained (see also FIG. 2). In addition, the angle corresponding to each zero point is calculated assuming that one cycle of the actual analog component force signal is 360 °, and it is set as the digital angle value of the multi-component force detector.
The calculation unit 56 calculates this digital phase difference by obtaining θ T.
Store it in the designated storage device. RO digital phase difference ε
M is sent to the memory device 59, where γ
Digital angle value β by subtracting the digital phase difference ε from the value
Conversion circuit 5 as (digital value corresponding to θ−Δθ T )
4, the accurate calculation for the equation (1) is performed, and the component force signals S 1 ″ to S 6 ″ of the stationary coordinate system in this measurement mode are obtained.

【0029】以上の説明から明らかなように、この発明
による車軸動力計では初期調整モードで車両の車軸を少
なくとも1回転させる必要がある。この回転で取り込ん
だ分力と回転角のデータから平均信号レベルを決定し、
次の回転でロータリーエンコーダの回転角度と多分力検
出器の零点位置の相違を求める。もちろん、車軸を数回
回転させて取り込んだデータを平均処理すると更に有利
である。
As is apparent from the above description, the axle dynamometer according to the present invention needs to rotate the axle of the vehicle at least once in the initial adjustment mode. Determine the average signal level from the data of the component force and rotation angle captured by this rotation,
At the next rotation, the difference between the rotation angle of the rotary encoder and the zero position of the force detector is calculated. Of course, it is more advantageous to average the data acquired by rotating the axle several times.

【0030】更に、分力信号S1'' 〜S6'' を最終増幅
するため、変換回路54には最終段増幅器AMP1 〜A
MP6 が後続している。ここでは、信号レベルを可変す
るための零調抵抗R01〜R06と3段の帰還部FBR1
FBR6 (参照符号を付けない帰還抵抗と切換スイッチ
でそれぞれ構成されている)。前記切換スイッチは図6
で述べた3段切換スイッチSSW1 〜SSW6 で構成さ
れている。
Further, in order to finally amplify the component signals S 1 ″ to S 6 ″, the conversion circuit 54 includes final stage amplifiers AMP 1 to AMP.
MP 6 follows. Here, zero-adjustment resistors R 01 to R 06 for varying the signal level and three-stage feedback units FBR 1 to
FBR 6 (consisting of a feedback resistor and a changeover switch without reference numerals). The changeover switch is shown in FIG.
It is composed of the three-stage changeover switches SSW 1 to SSW 6 described above.

【0031】このような最終段増幅器の利点を図9に基
づき更に説明する。図9Bの信号波形SA は比較的平坦
で理想的な車道を定常速度で運転されている場合の分力
信号である。このような場合は乗心地を調べる場合に、
特に重要で、高い負荷信号レベルLM に僅かな変動を示
す成分が乗っている。この変動を拡大して調べたい場
合、最終段増幅器AMP1 〜AMP6 の零調抵抗R01
06によるレベル調節で信号レベルを0にして、帰還部
FBR1 〜FBR6 を最大の増幅度にする。もちろん、
悪路やブレーキ操作の場合のような激しい応力がタイヤ
に働く場合には図9Cの信号波形SB のように、信号レ
ベルLM に大きな変動が加わり、上で説明したような零
レベル調整後に増幅率を高める必要はない。
The advantage of such a final stage amplifier will be further described with reference to FIG. The signal waveform S A in FIG. 9B is a component force signal when the vehicle is driven on a relatively flat and ideal roadway at a steady speed. In this case, when checking the ride comfort,
Of particular importance, the high load signal level L M carries a component that exhibits slight variations. If you want to magnify this fluctuation and examine it, the zero-stage resistance R 01 of the final stage amplifiers AMP 1 to AMP 6
The signal level is set to 0 by the level adjustment by R 06 , and the feedback parts FBR 1 to FBR 6 are set to the maximum amplification degree. of course,
When severe stress acts on the tire, such as in a bad road or braking operation, a large fluctuation is added to the signal level L M as shown by the signal waveform S B in FIG. 9C, and after the zero level adjustment as described above. It is not necessary to increase the amplification rate.

【0032】分力の最終信号および回転角度位置の信号
はコネクターCN1 に出力されると同時に、セレクター
スイッチ62により個別の分力信号または回転角度位置
を選択的に出力端OUTに出力し、出力信号を適当なデ
コーダ処理によりデジタル値に変換した後、表示部IN
Dに表示される。その際、セレクタースイッチ62の接
点の選択はロータリースイッチRSの選択信号SSCL
より決定される。
The final signal of the component force and the signal of the rotation angle position are output to the connector CN 1 , and at the same time, the individual component force signal or the rotation angle position is selectively output to the output end OUT by the selector switch 62 and output. After the signal is converted into a digital value by an appropriate decoder processing, the display unit IN
D is displayed. At that time, the selection of the contact of the selector switch 62 is determined by the selection signal S SCL of the rotary switch RS.

【0033】以上、この発明の主要構想を説明したが、
付加すべき多くの回路要素に付いて省略した。特に、必
要な信号の通過周波数帯域を選択するフィルター、演算
処理本体に取り込んだ分力信号を半固定可変抵抗か成る
零調と増幅率可変を可能にする初段増幅器の使用等の説
明を省いた。また、初段増幅器V1 〜V6 を検出器の受
感部空間4d に配設するのでなく、スリップリング9の
後の、例えば演算処理本体50に配置することもでき
る。何ずれにしても、各分力信号は主として個別のチャ
ンネルでアナログされ、アナログ信号に乗算される信号
をデジタル・アナログ変換器の助けで遂行している。説
明に使用した数値や段数の例は説明の都合上決めたもの
で、実際の数値は目的に応じて選択すべきものである。
The main concept of the present invention has been described above.
Omitted for many circuit elements to be added. In particular, the explanation of the use of a filter that selects the pass frequency band of the required signal, the use of a first-stage amplifier that makes it possible to adjust the gain of the component signal taken into the arithmetic processing body by a semi-fixed variable resistor and variable gain is omitted. . Further, the first-stage amplifiers V 1 to V 6 may be arranged, for example, in the arithmetic processing main body 50 after the slip ring 9 instead of being arranged in the sensing section space 4d of the detector. Whatever the deviation, each component signal is mainly analogized in a separate channel and the signal multiplied by the analog signal is carried out with the aid of a digital-to-analog converter. The numerical values and the number of steps used in the description are determined for convenience of description, and the actual numerical values should be selected according to the purpose.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上、説明したように、この発明の車軸
動力計により、単純な構造で必要とする機械的強度を保
証し、それにも係わらず、車両へ実装した場合に初期調
整を簡単にしかも自動的に実行でき、車軸とタイヤの間
に働く分力に関して正確で信頼性のある測定結果を得る
ことのできる。
As described above, the axle dynamometer of the present invention ensures the required mechanical strength with a simple structure, and nevertheless facilitates initial adjustment when mounted on a vehicle. Moreover, it can be performed automatically, and accurate and reliable measurement results can be obtained regarding the component force acting between the axle and the tire.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 乗物の進行方向と車軸動力計に対して使用す
る座標系を示す図面である。
FIG. 1 is a diagram showing a traveling system of a vehicle and a coordinate system used for an axle dynamometer.

【図2】 多分力検出器の検出信号のゼロクロス点とロ
ータリーエンコーダの回転角度位置との関係を示すグラ
フである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the zero-cross point of the detection signal of the force detector and the rotational angle position of the rotary encoder.

【図3】 車軸動力計の支持方法を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a method of supporting an axle dynamometer.

【図4】 車軸動力計の各部の配置を示す模式図面であ
る。
FIG. 4 is a schematic drawing showing the arrangement of each part of the axle dynamometer.

【図5】 車軸動力計の検出部の要部を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of a detection unit of an axle dynamometer.

【図6】 車軸動力計の電気系の総合配置図である。FIG. 6 is a general layout of the electric system of the axle dynamometer.

【図7】 アナログ信号にデジタル信号を乗算する回路
素子の模式回路図である。
FIG. 7 is a schematic circuit diagram of a circuit element that multiplies an analog signal by a digital signal.

【図8】 分力信号の処理チャンネルと補助演算部の結
線を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a connection between a processing channel of a force component signal and an auxiliary calculation unit.

【図9】 種々の分力信号波形を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing various component signal waveforms.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 車軸 2 リム 3 リム取付アダプター 4 多分力検出器 5 ホィール 6 検出器取付台 7 検出部 8 ロータリーエンコーダ 9 スリップリング 10 回転伝達棒 12 ケーブル 13 タイヤ 14 軸受 50 演算処理本体 52 モーメント修正回路 54 変換回路 56 演算回路 57 位相弁別回路 58 可逆計数器 59 ROM記憶器 60 デジタル・アナログ変換器 62 セレクタースイッチ AMP1 〜AMP6 最終段増幅器 DS デジタルスイッチ IND 数値表示部 RS ロータリースイッチ SW1 初期調整モードスイッチ SW2 本測定モードスイッチ S1 〜S2,1'〜S2', S1''〜S2'' 分力信号1 axle 2 rim 3 rim mounting adapter 4 maybe force detector 5 wheel 6 detector mount 7 detector 8 rotary encoder 9 slip ring 10 rotation transmission rod 12 cable 13 tire 14 bearing 50 arithmetic processing body 52 moment correction circuit 54 conversion circuit 56 Calculation Circuit 57 Phase Discrimination Circuit 58 Reversible Counter 59 ROM Memory 60 Digital / Analog Converter 62 Selector Switch AMP 1 to AMP 6 Final Amplifier DS Digital Switch IND Numerical Display RS Rotary Switch SW 1 Initial Adjustment Mode Switch SW 2 This measurement mode switch S 1 ~ S 2, S 1 '~ S 2 ', S 1 '' ~ S 2 '' Component signal

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車軸(1)およびタイヤ(13)付きホ
ィール(5)の間に固定装着された多分力検出器(4)
と、軸受(14)を介して前記多分力検出器(4)を車
両の車体に回転止めして連結し、車軸(1)の回転角度
を測定する回転角度計(8)および前記多分力検出器
(4)の分力信号を伝達するためのスリップリング
(9)を前記検出部(7)に内蔵する検出部(7)と、
ケーブル(12)を介して前記検出部(7)から導入れ
る回転角度および分力の検出信号を用いて車軸(1)と
共に回転する回転座標系の分力信号を車体に固定された
固定座標系の分力信号に変換する演算処理部とを備えた
車軸動力計において、 前記演算処理部には本来の測定を実行する本測定モード
機能、およびこの本測定モードを行う前に測定系全体の
初期調整を自動的に行い、車軸を所定数回転させた後、
本測定モードの実行準備を完了する初期調整モード機能
が用意されていることを特徴とする車軸動力計。
1. A force detector (4) fixedly mounted between an axle (1) and a wheel (5) with tires (13).
And a rotation angle meter (8) for measuring the rotation angle of the axle (1) and the multi-component force detector (4) which is connected to the vehicle body of the vehicle through a bearing (14) so as to prevent rotation of the multi-component force detector (4). A detector (7) having a slip ring (9) for transmitting the component force signal of the device (4) built in the detector (7);
A fixed coordinate system in which a component signal of a rotating coordinate system that rotates together with the axle (1) is detected by using a detection signal of a rotation angle and a component force introduced from the detection unit (7) via a cable (12) fixed to the vehicle body. In the axle dynamometer provided with an arithmetic processing unit for converting into a component force signal, the arithmetic processing unit has a main measurement mode function for performing an original measurement, and an initial measurement system before the main measurement mode is performed. After making the adjustment automatically and rotating the axle a certain number of times,
An axle dynamometer that is provided with an initial adjustment mode function that completes preparations for execution of this measurement mode.
【請求項2】 初期調整モードでは、回転座標系の分力
成分から車両の重量あるいはタイヤやホィールの自重に
より多分力検出器(4)に加わる回転座標系の対応する
分力の平均成分値が引算されることを特徴とする請求項
1に記載の車軸動力計。
2. In the initial adjustment mode, the average component value of the corresponding component force of the rotating coordinate system applied to the multiple component force detector (4) due to the weight of the vehicle or the weight of the tire or the wheel from the component force component of the rotating coordinate system is The axle dynamometer according to claim 1, wherein the axle dynamometer is subtracted.
【請求項3】 初期調整モードでは、多分力検出器
(4)に加わる回転座標系の平均分力成分を回転座標系
の対応する分力成分から引算した後、更に回転角度計
(8)の指示角度値と多分力検出器(4)の指示角度値
との間の位相差を求め、本測定モードの時に使用するた
め、求めた位相差を記憶器に保管しておくことを特徴と
する請求項2に記載の車軸動力計。
3. In the initial adjustment mode, after subtracting the average component force component of the rotating coordinate system applied to the multi-component force detector (4) from the corresponding component force component of the rotating coordinate system, the rotation angle meter (8) is further added. The phase difference between the indicated angle value of and the indicated angle value of the multi-component force detector (4) is obtained, and the obtained phase difference is stored in a storage device for use in this measurement mode. The axle dynamometer according to claim 2.
【請求項4】 検出された分力に対して、ホィールの中
心面(B)と多分力検出器(4)の基準面(A)の間の
間隔(L)により生じる付加的なモーメントを修正する
機能を備えていることを特徴とする請求項1〜3の何れ
か1項に記載の車軸動力計。
4. Correction of the added moments caused by the distance (L) between the center plane (B) of the wheel and the reference plane (A) of the multi-component force detector (4) to the detected component force. The axle dynamometer according to any one of claims 1 to 3, further comprising a function of:
【請求項5】 各分力に対応する歪みゲージブリッジの
信号へ混入する雑音を防止するため、多分力検出器
(4)の検出空間(4d )中で前記ブリッジの近傍のフ
ランジ面に固定された初段増幅器(V1 〜V6 )が設け
てあることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記
載の車軸動力計。
5. In order to prevent noise mixed into the signal of the strain gauge bridge corresponding to each component force, it is fixed to the flange surface near the bridge in the detection space (4d) of the multiple component force detector (4). axle dynamometer according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the first-stage amplifier (V 1 ~V 6) is provided with.
【請求項6】 回転角度計(8)の回転伝達棒(10)
は車軸(1)に直結し、回転角度計(8)とスリップリ
ング(9)は車軸(1)の軸線上に連続配置され、多分
力検出器(4)への信号導線と給電導線は回転角度計
(8)の回転伝達棒(10)の中空穴(24)を経由し
てスリップリング(9)に導入されていることを特徴と
する請求項1〜5の何れか1項に記載の車軸動力計。
6. A rotation transmission rod (10) of a rotation angle meter (8).
Is directly connected to the axle (1), the rotation angle meter (8) and the slip ring (9) are continuously arranged on the axis of the axle (1), and the signal lead wire and the power feed lead wire to the force detector (4) are rotated. 6. The slip ring (9) is introduced into the slip ring (9) via the hollow hole (24) of the rotation transmission rod (10) of the goniometer (8), according to any one of claims 1 to 5. Axle dynamometer.
【請求項7】 各分力処理チャンネルの出力信号を個別
にモニターするため、数値表示部(IND)とチャンネ
ル選択用のロータリースイッチ(RS)を備え、信号レ
ベルおよび増幅率の可変がチャンネル毎に行える最終段
増幅器(AMP1 〜AMP6 )が設けてあることを特徴
とする請求項1〜6の何れか1項に記載の車軸動力計。
7. A numerical display section (IND) and a rotary switch (RS) for channel selection are provided for individually monitoring the output signals of each component processing channel, and variable signal levels and amplification factors are provided for each channel. final stage amplifier (AMP 1 ~AMP 6) axle dynamometer according to any one of claims 1 to 6, characterized in that is provided that allows.
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