JPS58214829A - トルク検出装置 - Google Patents
トルク検出装置Info
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- JPS58214829A JPS58214829A JP57096875A JP9687582A JPS58214829A JP S58214829 A JPS58214829 A JP S58214829A JP 57096875 A JP57096875 A JP 57096875A JP 9687582 A JP9687582 A JP 9687582A JP S58214829 A JPS58214829 A JP S58214829A
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- shaft
- rotating body
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- combustion engine
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/109—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving measuring phase difference of two signals or pulse trains
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
- G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
- G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
- G01L3/1435—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers involving magnetic or electromagnetic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/14—Inputs being a function of torque or torque demand
- F16H59/16—Dynamometric measurement of torque
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はトルク検出装置に関する。本発明によるトルク
検出装置は例えば、負荷全駆動しながらその軸出力を検
出する場合などに用いられ、例えば、自動車機関の動力
伝達系におけるトルク検出装置に用いられる。
検出装置は例えば、負荷全駆動しながらその軸出力を検
出する場合などに用いられ、例えば、自動車機関の動力
伝達系におけるトルク検出装置に用いられる。
従来のこの種の検出装置として、磯関の出力軸に取り付
け、機関トルクを車輪等負荷に伝達する際、トルク伝達
軸に発生する軸のねじれとして、するものとして、歪に
よシミ気抵抗値が変化する歪ゲージ式、磁歪管の磁気特
性が変化する位相差式等がある。
け、機関トルクを車輪等負荷に伝達する際、トルク伝達
軸に発生する軸のねじれとして、するものとして、歪に
よシミ気抵抗値が変化する歪ゲージ式、磁歪管の磁気特
性が変化する位相差式等がある。
しかし、これらはいずれも機関の性能試験としてのトル
ク検出がその主目的であって、この塊検出装置は機関出
力計測用として構成しており、重量が大きく、構造が複
雑かつ高価である。特に車両に搭載することは実用上困
難であり、技術的に搭載してもその価格上応用に制限が
生ずる。
ク検出がその主目的であって、この塊検出装置は機関出
力計測用として構成しており、重量が大きく、構造が複
雑かつ高価である。特に車両に搭載することは実用上困
難であり、技術的に搭載してもその価格上応用に制限が
生ずる。
具体的には、検出装置の構成原理は、軸のねじれの検出
である。この検出器軸は短かければ歪が少なく検出精度
が悪化する。検出精度を上げようとすれば長さが大きく
なる。一般には３０ないし４０譚である。
である。この検出器軸は短かければ歪が少なく検出精度
が悪化する。検出精度を上げようとすれば長さが大きく
なる。一般には３０ないし４０譚である。
したがって、この稲のトルク検出装置は機関重量の増加
や改造、及び機関長の増加が許される試験用として実用
可能であるが、車載することは、価格２重量、大きさ等
の点から実用が困難であるという問題点がある。
や改造、及び機関長の増加が許される試験用として実用
可能であるが、車載することは、価格２重量、大きさ等
の点から実用が困難であるという問題点がある。
本発明は前述に鑑みてなされたもので、構造が小型、簡
単で、かっ車載可能な、信頼性に優れたトルク検出装置
を提供することを発明の主な目的とする。
単で、かっ車載可能な、信頼性に優れたトルク検出装置
を提供することを発明の主な目的とする。
本発明の実施例においては、第１の回転体と第２の回転
体の間に弾性体を介在させ、この弾性体のたわみによる
第１の軸体と第２の軸体の周方向の相対的な変位量を検
出してトルクを求める構泳とする。
体の間に弾性体を介在させ、この弾性体のたわみによる
第１の軸体と第２の軸体の周方向の相対的な変位量を検
出してトルクを求める構泳とする。
内燃機関においては機関の燃焼時にトルクが発生し、そ
れ以外ではトルクは発生しないことから、発生トルクは
脈動状特性となり検出位置により検出値にばらつきが生
ずる。
れ以外ではトルクは発生しないことから、発生トルクは
脈動状特性となり検出位置により検出値にばらつきが生
ずる。
本発明の実施例においては、第１の回転体にりくとも）
個以上の切欠溝又は歯を設け、この切欠溝又は歯が内燃
機関の予め定め４られた位置（例えば１気筒目の上死点
位置等）に合うように取り付けられることで、脈動状出
力の内―機関のトルクを常に一定の位置で検出すること
を可能にし、この結果、常に燃焼時のトルク検出が可能
となシ、トルクの検出精度を向上させることができる。
個以上の切欠溝又は歯を設け、この切欠溝又は歯が内燃
機関の予め定め４られた位置（例えば１気筒目の上死点
位置等）に合うように取り付けられることで、脈動状出
力の内―機関のトルクを常に一定の位置で検出すること
を可能にし、この結果、常に燃焼時のトルク検出が可能
となシ、トルクの検出精度を向上させることができる。
本発明の実施例においては、第１．第２の回転体上に同
数でかつ円周方向の対称位置に設けられた切欠溝又は歯
よりトルクを検出しているが、この切欠溝又は歯の数を
少くとも内燃機関の１燃焼行程に２個以上の整数個の信
号が得られる数とし、しかもそれぞれの値を気筒数ごと
に加算又は１サイクルごとに加算することで、トルクの
平均値を求めることができ、トルク測定の精度を高める
ことができる。
数でかつ円周方向の対称位置に設けられた切欠溝又は歯
よりトルクを検出しているが、この切欠溝又は歯の数を
少くとも内燃機関の１燃焼行程に２個以上の整数個の信
号が得られる数とし、しかもそれぞれの値を気筒数ごと
に加算又は１サイクルごとに加算することで、トルクの
平均値を求めることができ、トルク測定の精度を高める
ことができる。
本発明においては、内燃機関により回転駆動される＠１
の軸体と、負荷に接続され前記第１の軸体と同心軸でか
つ回転自在に軸支された第２の軸体と、前記第１と第２
の軸体の間に設けられた弾性体と、前記第１．第２の軸
体にそれぞれ固定され、それぞれの外周部に少くとも内
燃機関の１燃焼行程１ｃ２個以上の信号が得られる数で
、しかも同数の切欠溝又は歯を円周方向の対称位置に有
する第１および第２の回転体と、前記第１および第２の
回転体の切欠溝又は歯を検出する第１および第２の検出
素子とを備え、それにより、前記弾性体の念わみによる
前記第１．第２の軸体との周方向の相対的な変位からト
ルクを検出するようになっていることを特徴とするトル
ク検出装置が提供される。
の軸体と、負荷に接続され前記第１の軸体と同心軸でか
つ回転自在に軸支された第２の軸体と、前記第１と第２
の軸体の間に設けられた弾性体と、前記第１．第２の軸
体にそれぞれ固定され、それぞれの外周部に少くとも内
燃機関の１燃焼行程１ｃ２個以上の信号が得られる数で
、しかも同数の切欠溝又は歯を円周方向の対称位置に有
する第１および第２の回転体と、前記第１および第２の
回転体の切欠溝又は歯を検出する第１および第２の検出
素子とを備え、それにより、前記弾性体の念わみによる
前記第１．第２の軸体との周方向の相対的な変位からト
ルクを検出するようになっていることを特徴とするトル
ク検出装置が提供される。
以下本発明を図に示す実施例について説明する、第１図
は本発明に係るトルク検出装置の縦断面図、第２図は第
１図の■−■断面である。第１図において、１け図示し
ない機関のクランク軸、２はクランク軸１にボルト３に
よって連結されそれによって回転駆動される第１の回転
体、４は右端において図示しない被駆動側の手動゛歯車
変速機のクラッチあるいは自動変速機のトルクコンバー
タに結合される第２の回転体である。そして第１の回転
体２と第２の回転体４には弾性体受座５１ 、５２を両
端に取り付けた弾性体６が挿入されるよう弾性体受部７
，８が設けられており弾性体６をサブプレート９により
はさみ込み、リベット１ｏにより固定している。故に第
１の回転体２とサブプレート９は一体となって回転し、
また第２の回転体４はスプリング６を介し回転体２と一
緒に回転する。弾性体６は本実施例では、スプリングを
用いている。さらに第１．第２の回転体２，４の外周部
には、切欠溝もしくは歯２１．４１を形成している。第
３図Ｃａ）、 （ｂ）に歯または切欠溝の一例を示す。
は本発明に係るトルク検出装置の縦断面図、第２図は第
１図の■−■断面である。第１図において、１け図示し
ない機関のクランク軸、２はクランク軸１にボルト３に
よって連結されそれによって回転駆動される第１の回転
体、４は右端において図示しない被駆動側の手動゛歯車
変速機のクラッチあるいは自動変速機のトルクコンバー
タに結合される第２の回転体である。そして第１の回転
体２と第２の回転体４には弾性体受座５１ 、５２を両
端に取り付けた弾性体６が挿入されるよう弾性体受部７
，８が設けられており弾性体６をサブプレート９により
はさみ込み、リベット１ｏにより固定している。故に第
１の回転体２とサブプレート９は一体となって回転し、
また第２の回転体４はスプリング６を介し回転体２と一
緒に回転する。弾性体６は本実施例では、スプリングを
用いている。さらに第１．第２の回転体２，４の外周部
には、切欠溝もしくは歯２１．４１を形成している。第
３図Ｃａ）、 （ｂ）に歯または切欠溝の一例を示す。
このように歯、切欠溝は円周方向に対称に設けられてい
る。またこの歯、切欠溝の一つが内燃機関の予め定めら
れた位置（例えば上記上死点位置等）となるように取シ
付けである。また歯又は切欠溝は内燃機関の１燃焼行程
に２個以上の出力が得られるように設けられている。そ
して第１の電磁検出素子１１、第２の検出素子１２が、
その切欠溝もしくは歯に対向するようにハウジング１３
に取シ付けられている。
る。またこの歯、切欠溝の一つが内燃機関の予め定めら
れた位置（例えば上記上死点位置等）となるように取シ
付けである。また歯又は切欠溝は内燃機関の１燃焼行程
に２個以上の出力が得られるように設けられている。そ
して第１の電磁検出素子１１、第２の検出素子１２が、
その切欠溝もしくは歯に対向するようにハウジング１３
に取シ付けられている。
この検出子１ｔ、１２はたとえば永久磁石とコイルを組
み合わせた電磁ピックアップのものでもよい。第１．第
２の回転体の回転に同期して、ギヤ２１．４１の凹凸が
検出子１１，１２の先端との間におけるエアギャップを
くり返し増減させる。
み合わせた電磁ピックアップのものでもよい。第１．第
２の回転体の回転に同期して、ギヤ２１．４１の凹凸が
検出子１１，１２の先端との間におけるエアギャップを
くり返し増減させる。
それに応じて磁気抵抗が変わり、磁気−電気変換素子と
して作用する検出子１１．１２の出力線には第１．第２
の回転体の回転に同期したタイミング信号としての脈動
信号Ｓ１，３２が現われる。
して作用する検出子１１．１２の出力線には第１．第２
の回転体の回転に同期したタイミング信号としての脈動
信号Ｓ１，３２が現われる。
第４図はディジタル計算装置１９のシステムブロック図
であ６゜前記の電磁ピックアップ１１゜１２からの圧力
はそれぞれ整形回ｊ＠１００，２００に入力された後、
回転数計数回路３００と位相差計測回路４００に入力さ
れる回転数計数回路３００では回転数（回転速蜜〕の２
進データが得られ計算回路５００にそれを入力し、位相
差計測回路４００では電磁ピックアップ１１と電磁ピッ
クアップ１２の信号の位相差即ちクラッチディスクのね
じれが２進データで得られ計算回路５００に入力される
。計算回路５００は前記の回転認と位相差のデータから
所定の演算によりトルクを演算して表示回路６００に出
力する。
であ６゜前記の電磁ピックアップ１１゜１２からの圧力
はそれぞれ整形回ｊ＠１００，２００に入力された後、
回転数計数回路３００と位相差計測回路４００に入力さ
れる回転数計数回路３００では回転数（回転速蜜〕の２
進データが得られ計算回路５００にそれを入力し、位相
差計測回路４００では電磁ピックアップ１１と電磁ピッ
クアップ１２の信号の位相差即ちクラッチディスクのね
じれが２進データで得られ計算回路５００に入力される
。計算回路５００は前記の回転認と位相差のデータから
所定の演算によりトルクを演算して表示回路６００に出
力する。
前記整形回路１［］Ｄは、第５図に示す通り折伏１０１
、コンデンサ１０２及び電圧クランプ用ツェナーダイ万
一ド１０３からなるローパスフィルタと、抵抗１０４，
１０５，１０６，１０７゜１［］８及び比較器１０９か
らなる比較回路と刀）ら構成されている。ここで、比較
器１０９の反転入力端子（−）には抵抗１０５ｉ介して
バイアス直流電圧ＶＢ が印ｖ口され、他方非反転入力
端子け）には抵抗１０６，１０７で分圧された反転入力
端子側とほぼ等しい値のバイアス電圧が印加されている
。また、比較器１０９は、正帰還抵抗１０８により、出
力パルス信号の立上り、立下りが７ヤーブになるよう構
成されている。そして、電磁ピックアップ１１から第６
図（１）で示すように脈動信号が出力されると、比較器
１０９から鷹６図（２）で示すような波形のタイミング
パルス信号が出力される。
、コンデンサ１０２及び電圧クランプ用ツェナーダイ万
一ド１０３からなるローパスフィルタと、抵抗１０４，
１０５，１０６，１０７゜１［］８及び比較器１０９か
らなる比較回路と刀）ら構成されている。ここで、比較
器１０９の反転入力端子（−）には抵抗１０５ｉ介して
バイアス直流電圧ＶＢ が印ｖ口され、他方非反転入力
端子け）には抵抗１０６，１０７で分圧された反転入力
端子側とほぼ等しい値のバイアス電圧が印加されている
。また、比較器１０９は、正帰還抵抗１０８により、出
力パルス信号の立上り、立下りが７ヤーブになるよう構
成されている。そして、電磁ピックアップ１１から第６
図（１）で示すように脈動信号が出力されると、比較器
１０９から鷹６図（２）で示すような波形のタイミング
パルス信号が出力される。
回転数計数回路３００は第７図に示す構面であり、デバ
イダ付カウンタ３０１は、基本的に（・マクロッ。り端
子ＣＬに入力される身ロ、クパルス信号Ｃ１＝ｚ計数す
るもので、出力端子Ｑ２〜Ｑ４のうち１つの出力端子の
出力信号が「１」レベルとなり、かつ計数動作浮上端子
ＥＮに「１」レベル信号が入力されると、計数動作を停
止する。
イダ付カウンタ３０１は、基本的に（・マクロッ。り端
子ＣＬに入力される身ロ、クパルス信号Ｃ１＝ｚ計数す
るもので、出力端子Ｑ２〜Ｑ４のうち１つの出力端子の
出力信号が「１」レベルとなり、かつ計数動作浮上端子
ＥＮに「１」レベル信号が入力されると、計数動作を停
止する。
しかして、この実施例で６−１ｆカ端子Ｑ４と停止端子
ＥＮが接続されており、出力端子Ｑ４の出力が「１」レ
ベルになると停止端子ＥＮに「１Ｊレベル信号が入力さ
れ、計数動作を停止する。この状態で整形回路１００が
ら第６図（２）に示すタイミングパルス信号がリセット
端子Ｒに入力されると、カウンタ３０１にリセットされ
、出力端子Ｑ４の出力に第６図（６）に示すようにｒＯ
Ｊレベルとなる。
ＥＮが接続されており、出力端子Ｑ４の出力が「１」レ
ベルになると停止端子ＥＮに「１Ｊレベル信号が入力さ
れ、計数動作を停止する。この状態で整形回路１００が
ら第６図（２）に示すタイミングパルス信号がリセット
端子Ｒに入力されると、カウンタ３０１にリセットされ
、出力端子Ｑ４の出力に第６図（６）に示すようにｒＯ
Ｊレベルとなる。
そして、時間Ｔ２だけ一過し、リセット端子Ｒに入力さ
れる信号がｒＯＪレベルとなると、カウンタ３０１！″
ｉ計数動作を開始し、出力端子Ｑ２．Ｑ３からはそれぞ
ｎ第６図＜４） 、 （５）に示すよフに１＠次パルス
信号が出力される。その後、圧力端子Ｑ４の出力が「１
」レベルになるとカウンタ３０１ｉ、再び計数動作を停
止する。
れる信号がｒＯＪレベルとなると、カウンタ３０１！″
ｉ計数動作を開始し、出力端子Ｑ２．Ｑ３からはそれぞ
ｎ第６図＜４） 、 （５）に示すよフに１＠次パルス
信号が出力される。その後、圧力端子Ｑ４の出力が「１
」レベルになるとカウンタ３０１ｉ、再び計数動作を停
止する。
カウンタ３０１及び整形回路１００の出力信号 ″
は、そ几ぞＡＮＯＲゲート３０２，３０３ｉ介して１２
ビツトのカウンタ３０４のクロックた子ＣＬに入力され
、またカウンタ３０１のＱ３ｉ力はカウンタ３０４のリ
セット端子几に入力されてつまり、第６図（２）に示す
整形回路１００の出力信号と第６図（６）に示すカウン
タ３０１のＱ４出力のＮＯＲ論理金とることによりＮＯ
Ｒゲート３０２からは第６図（７）Ｋ示すようなパルス
信号が出力され、さらにこのＮＯＲゲート３０２の出力
信号と第６図（３）に示すクロックパルス信号Ｃ１との
ＮＯＲ論理をとることにより、ＮＯＲゲート３０３から
第６図（８）に示すようなパルス信号が出力され、この
パルス信号がカウンタ３０４に入力される。
は、そ几ぞＡＮＯＲゲート３０２，３０３ｉ介して１２
ビツトのカウンタ３０４のクロックた子ＣＬに入力され
、またカウンタ３０１のＱ３ｉ力はカウンタ３０４のリ
セット端子几に入力されてつまり、第６図（２）に示す
整形回路１００の出力信号と第６図（６）に示すカウン
タ３０１のＱ４出力のＮＯＲ論理金とることによりＮＯ
Ｒゲート３０２からは第６図（７）Ｋ示すようなパルス
信号が出力され、さらにこのＮＯＲゲート３０２の出力
信号と第６図（３）に示すクロックパルス信号Ｃ１との
ＮＯＲ論理をとることにより、ＮＯＲゲート３０３から
第６図（８）に示すようなパルス信号が出力され、この
パルス信号がカウンタ３０４に入力される。
ここで、第６図（２）に示すタイミングパルス１号が「
０」レベルに立下がってＫ ６１図（７）に示すＮＯＲ
，ゲート３０２の出力が「１」レベルになる時刻ｔ１に
おいて、カウンタ３０４（・＝計数動作全停止する。そ
の後、カウンタ３Ｑ４の出力１子Ｑ１〜Ｑ１２の出力は
、時刻ｔ２ ＩＣ＞ ：するカウンタ３０１のＱ２出力
の立上りによりソフトレジスタ３０５〜３０７（例えば
ＲＣＡ社５ＣＤ４ｏ３ｓジに一時的に保持記憶される。
０」レベルに立下がってＫ ６１図（７）に示すＮＯＲ
，ゲート３０２の出力が「１」レベルになる時刻ｔ１に
おいて、カウンタ３０４（・＝計数動作全停止する。そ
の後、カウンタ３Ｑ４の出力１子Ｑ１〜Ｑ１２の出力は
、時刻ｔ２ ＩＣ＞ ：するカウンタ３０１のＱ２出力
の立上りによりソフトレジスタ３０５〜３０７（例えば
ＲＣＡ社５ＣＤ４ｏ３ｓジに一時的に保持記憶される。
次に、時刻ｔ３においてカウンタ３０１のＱ５出力が「
１」ノベルになると、カウンタ３０４がリセットされ、
時刻ｔ４においてカウンタ３０１のＱ４出力が［１Ｊレ
ベルになるとカウンタ３０４は再び計数動作を開始する
。
１」ノベルになると、カウンタ３０４がリセットされ、
時刻ｔ４においてカウンタ３０１のＱ４出力が［１Ｊレ
ベルになるとカウンタ３０４は再び計数動作を開始する
。
このカウンタ３０４の動作は、電磁ピックアップ１１が
回転体２の切欠溝もしく＋ｄ歯を検出することにより出
力されるタイミングパルス信号と同期して繰返し行われ
るため、シフトレジスタ３０５〜３０７の各出力端子Ｑ
１〜Ｑ４からは駆動側の回転速度Ｎの逆数１／Ｎに比例
した２進信号が出力されろう３ステードパ、ファ３０８
は、制＃端子３０８ａに「１」レベル・信号≠；加えら
れている間は出力が高インピーダンスとなるもので、出
力端子群３０８ｂはパスラインを介して計Ｘ回路５００
に接続されている。
回転体２の切欠溝もしく＋ｄ歯を検出することにより出
力されるタイミングパルス信号と同期して繰返し行われ
るため、シフトレジスタ３０５〜３０７の各出力端子Ｑ
１〜Ｑ４からは駆動側の回転速度Ｎの逆数１／Ｎに比例
した２進信号が出力されろう３ステードパ、ファ３０８
は、制＃端子３０８ａに「１」レベル・信号≠；加えら
れている間は出力が高インピーダンスとなるもので、出
力端子群３０８ｂはパスラインを介して計Ｘ回路５００
に接続されている。
制御端子３０８ａに’４ Ｎ Ａ Ｎ Ｄゲート３０９
の出力１号−ｈ！大入力れ、ＮＡＮＤゲート３０９！で
；１計算回烙５００に内蔵されているデバイス湘１＠ユ
ニッ） （Ｄ ＣＵ ）からの入出力制御僧号（以下Ｉ
１０信号という）及びデバイスセレクト信号５ＥＬＩが
入力されている。そして、ＮＡＮＤゲ一）３０９の出力
信号が「０」レベルになると、シフトレジスタ３０５〜
３０７の１７０￥Ｃ比例した２進信号が計算回路５００
に入力される。
の出力１号−ｈ！大入力れ、ＮＡＮＤゲート３０９！で
；１計算回烙５００に内蔵されているデバイス湘１＠ユ
ニッ） （Ｄ ＣＵ ）からの入出力制御僧号（以下Ｉ
１０信号という）及びデバイスセレクト信号５ＥＬＩが
入力されている。そして、ＮＡＮＤゲ一）３０９の出力
信号が「０」レベルになると、シフトレジスタ３０５〜
３０７の１７０￥Ｃ比例した２進信号が計算回路５００
に入力される。
ここでクロックパルス信号Ｃ１は公知の水晶発振器より
出力される約５２′４ Ｋ Ｈｚのクロックを使用して
おり、その詳細については省略する。
出力される約５２′４ Ｋ Ｈｚのクロックを使用して
おり、その詳細については省略する。
次に整形回路２００について説明する。。整形回路２０
０は前記整形回路１００と全く同一の夕成。
０は前記整形回路１００と全く同一の夕成。
作動をしておシ、電磁ピックアップ１２の出力信号を整
形する。
形する。
位相差計測回路４００は第８図に示されており、デバイ
ダ付カウンタ３０１と同じであり、リセット端子ＲＫ第
９図（＝） 、 （２）に示す整形回路１００゜２００
よりの信号が入力されると出力端子Ｑ１からはそれぞれ
第９図（３） 、 （４）に示すパルス信号が圧力され
る。前記パルス信号ばＲ−Ｓフリップフロップ４０３の
Ｓ端子、Ｒ端子にそれぞれ入力さｒ−１出力端子Ｑから
は第９図（５）に示すように、電磁ピ、クアップ１１．
１２からの出力信号の位相差に相当する時間Ｔ１をもっ
たパルス信号が得られる。
ダ付カウンタ３０１と同じであり、リセット端子ＲＫ第
９図（＝） 、 （２）に示す整形回路１００゜２００
よりの信号が入力されると出力端子Ｑ１からはそれぞれ
第９図（３） 、 （４）に示すパルス信号が圧力され
る。前記パルス信号ばＲ−Ｓフリップフロップ４０３の
Ｓ端子、Ｒ端子にそれぞれ入力さｒ−１出力端子Ｑから
は第９図（５）に示すように、電磁ピ、クアップ１１．
１２からの出力信号の位相差に相当する時間Ｔ１をもっ
たパルス信号が得られる。
前記、時間Ｔ１のパルス信号はＮＡＮＤゲート４０５に
より、クロックパルス信号Ｃ１と論理ｔとシ、第９図（
６）に示す信号が、カウンタ４０６Ｖこ入力される。以
下は回転数計数回路３００で説明したのと同じ作動によ
シ、デバイダ竹刀ウンタ４ａ４．カウンター０５．シフ
トレジスタ４０７〜４ Ｄ ９ 、５スｆ−ドパｙ７７
４１０ 、 ＮＡＮＤゲート４１１によシ前記の電磁ピ
ックアップ１１゜１２からの出力信号の位相差に相′幽
する時１旬Ｔ１を計御」して、こｎに比例した２進１１
号が計算回路５００に入力さ几る。
より、クロックパルス信号Ｃ１と論理ｔとシ、第９図（
６）に示す信号が、カウンタ４０６Ｖこ入力される。以
下は回転数計数回路３００で説明したのと同じ作動によ
シ、デバイダ竹刀ウンタ４ａ４．カウンター０５．シフ
トレジスタ４０７〜４ Ｄ ９ 、５スｆ−ドパｙ７７
４１０ 、 ＮＡＮＤゲート４１１によシ前記の電磁ピ
ックアップ１１゜１２からの出力信号の位相差に相′幽
する時１旬Ｔ１を計御」して、こｎに比例した２進１１
号が計算回路５００に入力さ几る。
さらにデバイダ付カウンタ４０４の圧力Ｑ４は前記位相
焉の時間Ｔ１の計算面、＠ ５ Ｄ Ｏへの読み込み要
求の割込み信号ＩＮＴとして、疋わ几る。
焉の時間Ｔ１の計算面、＠ ５ Ｄ Ｏへの読み込み要
求の割込み信号ＩＮＴとして、疋わ几る。
計算回路５００として、・ゴマイクロコ／ピーータ形式
のもの上用いること刀、でき；）。マイクロコンビ為−
夕を用いる場合に、＝ダ、１えＢ束乏し１２ビツトマイ
クロコンビーータＴＬＣ８−１２八ｒ更用することがで
き、前記のＩＮＴ信号が発生する一曙に、回転数計数回
路３００と位相垂計揃回ま４ム０とより、各々２進デー
タを入力して内部メモリ（ＲＩＡＭ）に記憶する。この
記憶データに基づき、定められた計算処理を行なう。
のもの上用いること刀、でき；）。マイクロコンビ為−
夕を用いる場合に、＝ダ、１えＢ束乏し１２ビツトマイ
クロコンビーータＴＬＣ８−１２八ｒ更用することがで
き、前記のＩＮＴ信号が発生する一曙に、回転数計数回
路３００と位相垂計揃回ま４ム０とより、各々２進デー
タを入力して内部メモリ（ＲＩＡＭ）に記憶する。この
記憶データに基づき、定められた計算処理を行なう。
表示回路６００は任意のものでよく、たとえば７セグメ
ントＬＥＤによるディジタル表示とＤ−Ａ変換器による
アナログ電圧出力を行うことができるがその詳細につい
ては公知であるので説明を省略する。
ントＬＥＤによるディジタル表示とＤ−Ａ変換器による
アナログ電圧出力を行うことができるがその詳細につい
ては公知であるので説明を省略する。
第９図は水装置の作動を端的に示している。（１）は電
磁ピックアップ１５から出力される電気信号の整形パル
ス、（２）は電磁ピックアップ１２から出力される１１
ｔ気信号の整形パルスでおる。
磁ピックアップ１５から出力される電気信号の整形パル
ス、（２）は電磁ピックアップ１２から出力される１１
ｔ気信号の整形パルスでおる。
上記構成においてクランク軸１が第１図矢印の方向に回
転するとボルト３によって連結された第１の回転体２と
サブプレート９１ハクランク軸１とともに回転する。こ
の時回転体１とは亙遺されず弾性体６を介し結ばれてい
る第２の回転体４は弾性体６を介し第１の回転体２によ
・り同機矢印の同方向に回転させられる。この際第２の
回転体−の負荷が小さいときな弾性体６の念わみ１は少
ない弾性体６のたわみ景は多くなってぐる。これ改組１
、第２の回転体２，４は同速度で同方向に回転するが、
Ｍ２の回転体４の負荷が大きくなると弾性体６がたわみ
、それぞれ’ｊｆＥ１．ｉ２の回転体２゜４の外周部に
設けられている切欠溝もしくは薗２１゜４１の周方向の
相対位置が変化する。この相対変化量は弾性体のたわみ
竜、すなわち負荷のトルクに比例する。負荷が加わった
場合の出力演算について具体的に説明すると負荷トルク
に応じて第９図の（２）の信号は、（１）の信号に対し
て位相が遅れてくる。従って回転数が一定でちればＣＩ
） 、 ｒ２）の位相差をとった第９図（５）信号のパ
ルス幅Ｔ１は負荷トルクに比例する。回転数が変った場
合も、計算回路５００は第８図のデバイダ付カウンタ４
０４よシ出力される割込み信号ＩＮＴ毎（位相差データ
Ｔ１がカウントされる毎に〕に回転数計数回路３００か
ら得られる回転□数Ｎの逆数１７Ｎと位相差計測回路４
００から得られる時間Ｔ１ とからｔ＝に−Ｔ、−Ｎ の演算によシ回転数によらず軸トルクｔｙ＆：求めるこ
とができる。本発明では内燃機関のある定められた位置
（例えば上死点等）と一致するよう歯または切欠溝を装
置しているので内燃機関のトルクが常に一定の位置で検
めでき、必要とするトルクの検出が可能となる。なおＫ
は比例定数である。
転するとボルト３によって連結された第１の回転体２と
サブプレート９１ハクランク軸１とともに回転する。こ
の時回転体１とは亙遺されず弾性体６を介し結ばれてい
る第２の回転体４は弾性体６を介し第１の回転体２によ
・り同機矢印の同方向に回転させられる。この際第２の
回転体−の負荷が小さいときな弾性体６の念わみ１は少
ない弾性体６のたわみ景は多くなってぐる。これ改組１
、第２の回転体２，４は同速度で同方向に回転するが、
Ｍ２の回転体４の負荷が大きくなると弾性体６がたわみ
、それぞれ’ｊｆＥ１．ｉ２の回転体２゜４の外周部に
設けられている切欠溝もしくは薗２１゜４１の周方向の
相対位置が変化する。この相対変化量は弾性体のたわみ
竜、すなわち負荷のトルクに比例する。負荷が加わった
場合の出力演算について具体的に説明すると負荷トルク
に応じて第９図の（２）の信号は、（１）の信号に対し
て位相が遅れてくる。従って回転数が一定でちればＣＩ
） 、 ｒ２）の位相差をとった第９図（５）信号のパ
ルス幅Ｔ１は負荷トルクに比例する。回転数が変った場
合も、計算回路５００は第８図のデバイダ付カウンタ４
０４よシ出力される割込み信号ＩＮＴ毎（位相差データ
Ｔ１がカウントされる毎に〕に回転数計数回路３００か
ら得られる回転□数Ｎの逆数１７Ｎと位相差計測回路４
００から得られる時間Ｔ１ とからｔ＝に−Ｔ、−Ｎ の演算によシ回転数によらず軸トルクｔｙ＆：求めるこ
とができる。本発明では内燃機関のある定められた位置
（例えば上死点等）と一致するよう歯または切欠溝を装
置しているので内燃機関のトルクが常に一定の位置で検
めでき、必要とするトルクの検出が可能となる。なおＫ
は比例定数である。
次いで計算回路は以上求めた瞬時トルクｔを内燃機関の
整数回転毎に平均値を演算することにより安定したトル
ク値を検出することができる。すなわち、たとえば、第
１＋ 第２の回転体２，４の切欠溝は同周方向に対称で
、しかも１燃焼拘程に２個以上となるよう（ここではｎ
個とする〕設けられているため内燃機関の１燃焼行程に
おける平々トルクを検出するには計算回路は の演算を行うだけで内燃機関２回転毎の安定したトルク
値を得ることができる。すなわち必要最少限の切欠溝で
この検出値Ｔは表示回路６００に出力され表示される。
整数回転毎に平均値を演算することにより安定したトル
ク値を検出することができる。すなわち、たとえば、第
１＋ 第２の回転体２，４の切欠溝は同周方向に対称で
、しかも１燃焼拘程に２個以上となるよう（ここではｎ
個とする〕設けられているため内燃機関の１燃焼行程に
おける平々トルクを検出するには計算回路は の演算を行うだけで内燃機関２回転毎の安定したトルク
値を得ることができる。すなわち必要最少限の切欠溝で
この検出値Ｔは表示回路６００に出力され表示される。
なお前出の演算はＴ＝Σｔによシ行い、得られた結果を
出力するようにすることもできる。
出力するようにすることもできる。
前述の実施例においては、駆動側の第１の軸体と第２の
軸体を直結せずスプリング、ゴム等弾性体を介し結ぶ構
成としておフ、この弾性体のたわみによる第１ｊ第２の
軸体の周方向の相対的な変位置からトルクを求める構成
としている。これ故スプリング、ゴム等を弾性体として
用いにとができるため上記変位量を大きくすることがで
き、この結果トルク精度が大巾に向上できる。
軸体を直結せずスプリング、ゴム等弾性体を介し結ぶ構
成としておフ、この弾性体のたわみによる第１ｊ第２の
軸体の周方向の相対的な変位置からトルクを求める構成
としている。これ故スプリング、ゴム等を弾性体として
用いにとができるため上記変位量を大きくすることがで
き、この結果トルク精度が大巾に向上できる。
またスプリング、ゴム等の弾性体ｒ用いているので負荷
と変位量の関係が簡単な計算でしかも任意の値に決める
ことが可能であるので裏作が容易でおる。
と変位量の関係が簡単な計算でしかも任意の値に決める
ことが可能であるので裏作が容易でおる。
また前述の実施例においては、第１の回転体の切欠溝も
しくは歯を内燃機関のあらかじめ決められた位置（例え
ば１気筒の上死点位置等）に合わ゛せるよう取り付けて
いるので内炉機関のトルク孕常に一定の位置で検出する
ことが可能と力６゜この結果炉焼時のトルク検出が可能
となるというように制御上必要な位置でのトルク検出が
容易にできる。
しくは歯を内燃機関のあらかじめ決められた位置（例え
ば１気筒の上死点位置等）に合わ゛せるよう取り付けて
いるので内炉機関のトルク孕常に一定の位置で検出する
ことが可能と力６゜この結果炉焼時のトルク検出が可能
となるというように制御上必要な位置でのトルク検出が
容易にできる。
また前述の実施例においては、第１．第２の回転体主に
設けた歯もしくは切欠溝を同数とし、〃・つ円周方向の
対称位置とし、しかも同位置もしくは、ある決められた
位置としているので第１．第２の回転体の取り付は状態
によるはらつきが防止できるためトルク検出器単体間の
ばらつき低減が可能となる。
設けた歯もしくは切欠溝を同数とし、〃・つ円周方向の
対称位置とし、しかも同位置もしくは、ある決められた
位置としているので第１．第２の回転体の取り付は状態
によるはらつきが防止できるためトルク検出器単体間の
ばらつき低減が可能となる。
また前述の実施例（このような周方向の相対的な変位か
らトルクを求める方式）においては、周方向の相対的な
変位からトルクを検出している。
らトルクを求める方式）においては、周方向の相対的な
変位からトルクを検出している。
これ故トルク零の時になにがしかの変位状態となる時に
はトルク零の位置を検出し、補正することが必要となる
が、構造上不可能でるる。
はトルク零の位置を検出し、補正することが必要となる
が、構造上不可能でるる。
本発明の実施例においては、第１．第２の回転体の切欠
溝もしくは歯が同位置もしくにあらかじめ決められた位
置となるように裏作することで前記トルク零の位置が容
易に設定可能となる。また前述の実施例においては、Ｅ
ｌｌ第２の回転体よに同数でかつ円周方向の対称位置に
しかも内燃機関の１燃焼行糧に２ヶ以上の整数個の切欠
溝もしくは歯を設けている。そしてこの構成でそれぞれ
の値を気筒数ごとに加算、又は、１／２又け１サイクル
ごとというように加算すれば平均トルクを複雑な演算を
行なうことなく容易に不めることが可能となる。それに
より平均トルク測定精度向上が可能となる。
溝もしくは歯が同位置もしくにあらかじめ決められた位
置となるように裏作することで前記トルク零の位置が容
易に設定可能となる。また前述の実施例においては、Ｅ
ｌｌ第２の回転体よに同数でかつ円周方向の対称位置に
しかも内燃機関の１燃焼行糧に２ヶ以上の整数個の切欠
溝もしくは歯を設けている。そしてこの構成でそれぞれ
の値を気筒数ごとに加算、又は、１／２又け１サイクル
ごとというように加算すれば平均トルクを複雑な演算を
行なうことなく容易に不めることが可能となる。それに
より平均トルク測定精度向上が可能となる。
本発明の実施にあたっては前述の実施例のほか、種々の
変形形態？とることが可能であろう例えば、回転角？検
出する手段は、特に限定されるものではなく、電磁式、
光電式２発振式、半導体形などを使用することができる
。
変形形態？とることが可能であろう例えば、回転角？検
出する手段は、特に限定されるものではなく、電磁式、
光電式２発振式、半導体形などを使用することができる
。
本発明によれば、構造が小型、簡単で、かつ車載可能な
、信頼性に優れたトルク検出器が得られる。
、信頼性に優れたトルク検出器が得られる。
第１図は、本発明の一実施例としてのトルク検出器を示
す縦断面図、第２図は、第１図の■−■断面図、第３図
（ａ）、（２）は、第１図てｔ・ける哨１の回転体の外
周部に設けられた切欠溝、および第１の回転体の外周部
に設けられ丸歯をそれぞれ示す図、第４図は、ディジタ
ル計算装置を示すブロック図、第５図は、整形回路を示
す回路図、第６図は、整形回路と回転数計数回路の作動
タイミングを示す波形図、第７図は、回転数計数回ｊ１
３を示す回路図、第８図は、位相差計測置ｊ８を示す回
路図、第９図は、位相差計測回路の作動タイミングを示
す波形図である。 （符号の説明） １・・・・・・クランク軸、 ２・・・・・・第１の
回転体、２１・・・・−・切欠溝又は歯、 ３・・・
・・・ボルト、 ４・・・・・・第２の回転体、
４１・・・・・・切欠溝又Ｖ′ｉ膚、５１．５２・・・
・・・弾性体受座、 ６・・・・・・７１！１注体、
７．８・・・・・・弾性体受部、 ９・・・・・・サ
ブプレート、１０・・・・・・リベツ）、１１ 、 １
２・・・・・・電磁検出素子、 １３・・・・−・ハ
ウジング、 １９・・・・・・ディジタル計算装置。 第４図 第５図 第９図 第１頁の続き ■出 願 人 日本電装株式会社 刈谷市昭和町１丁目１番地
す縦断面図、第２図は、第１図の■−■断面図、第３図
（ａ）、（２）は、第１図てｔ・ける哨１の回転体の外
周部に設けられた切欠溝、および第１の回転体の外周部
に設けられ丸歯をそれぞれ示す図、第４図は、ディジタ
ル計算装置を示すブロック図、第５図は、整形回路を示
す回路図、第６図は、整形回路と回転数計数回路の作動
タイミングを示す波形図、第７図は、回転数計数回ｊ１
３を示す回路図、第８図は、位相差計測置ｊ８を示す回
路図、第９図は、位相差計測回路の作動タイミングを示
す波形図である。 （符号の説明） １・・・・・・クランク軸、 ２・・・・・・第１の
回転体、２１・・・・−・切欠溝又は歯、 ３・・・
・・・ボルト、 ４・・・・・・第２の回転体、
４１・・・・・・切欠溝又Ｖ′ｉ膚、５１．５２・・・
・・・弾性体受座、 ６・・・・・・７１！１注体、
７．８・・・・・・弾性体受部、 ９・・・・・・サ
ブプレート、１０・・・・・・リベツ）、１１ 、 １
２・・・・・・電磁検出素子、 １３・・・・−・ハ
ウジング、 １９・・・・・・ディジタル計算装置。 第４図 第５図 第９図 第１頁の続き ■出 願 人 日本電装株式会社 刈谷市昭和町１丁目１番地
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 内燃機関により回転駆動される第１の軸体と、負
荷に接・続され前記第１の軸体と同心軸でかつ回転自在
に軸支された第２の軸体と、前記第１゜と第２の軸体の
間に設けられた弾性体と、前記第１、第２の軸体にそれ
ぞれ固定され、それぞれの外周部に少くとも内燃機関の
１燃焼行程［２個以上の信号が得られる数で、しかも同
数の切欠溝又は歯を円周方向の対称位置に有する第１お
よび第２の回転体と、前記第１および第２の回転体の切
欠溝又は歯を検出する第１および第２の検出素子とを備
え、それにより、前記弾性体のたわみによる前記第１１
ｉ２の軸体との周方向の相対的な変位からトルクを検出
するようになっていることを特徴とするトルク検出装置
。 λ 前記内燃機関の整数回転内に出力される前算しその
値をトルク信号として出力する制御回路？有する、特許
請求の範囲第１項記載の装置。 五 前記第１．喜２の回転体の切欠溝又は園が互いに同
位置又は予め定められた位置関係となるよう前記第一１
．第２の回転体に取り付けられている、特許請求の範囲
第１項記載の装置。 ４、 前記第１の回転体の切欠溝又は歯が前記内燃機関
の予め定められた位置となるように前記第１の回転体が
取り付けられている、特許請求の範囲第１項記載の装置
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096875A JPS58214829A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | トルク検出装置 |
| US06/501,761 US4513627A (en) | 1982-06-08 | 1983-06-06 | Torque detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096875A JPS58214829A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | トルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58214829A true JPS58214829A (ja) | 1983-12-14 |
| JPH0322571B2 JPH0322571B2 (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=14176591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57096875A Granted JPS58214829A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | トルク検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4513627A (ja) |
| JP (1) | JPS58214829A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3640777A1 (de) * | 1986-11-28 | 1988-06-01 | Bosch Gmbh Robert | Drehmoment-messvorrichtung |
| US4914390A (en) * | 1988-08-11 | 1990-04-03 | Eastman Kodak Company | Transducer for determining the instantaneous relative angular positions between two members |
| US4942343A (en) * | 1988-08-11 | 1990-07-17 | Eastman Kodak Company | Torque measuring and transmitting system for a web spooling mechanism |
| US5265480A (en) * | 1990-08-23 | 1993-11-30 | Mazda Motor Corporation | Torque detector |
| DE19529462B4 (de) * | 1995-08-10 | 2004-09-02 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Einrichtung zur Drehmomentermittlung für eine Antriebseinheit mit einem Verbrennungsmotor |
| DE19730398A1 (de) * | 1997-07-16 | 1998-11-26 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur Drehmomentbestimmung in einem Motorantriebsstrang |
| DE19935195C1 (de) * | 1999-07-27 | 2000-11-16 | Abb Patent Gmbh | Vorrichtung zur berührungslosen Messung des Drehmoments |
| GB0601847D0 (en) * | 2006-01-30 | 2006-03-08 | Ricardo Uk Ltd | Improvements in or relating to slip measurement |
| US20230139667A1 (en) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | Caterpillar Inc. | Inferred Engine Cylinder Pressure System and Method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50153114A (ja) * | 1974-05-31 | 1975-12-09 | ||
| JPS56102436U (ja) * | 1980-01-07 | 1981-08-11 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4352295A (en) * | 1976-05-22 | 1982-10-05 | Ono Sokki Co., Ltd. | Instantaneous torque determining apparatus |
| US4136559A (en) * | 1977-05-05 | 1979-01-30 | Texaco, Inc. | Torque meter means |
| US4235101A (en) * | 1978-11-29 | 1980-11-25 | The Bendix Corporation | Adjustable engine crankshaft position sensor with preadvance timing signal capability and method of varying engine timing |
-
1982
- 1982-06-08 JP JP57096875A patent/JPS58214829A/ja active Granted
-
1983
- 1983-06-06 US US06/501,761 patent/US4513627A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50153114A (ja) * | 1974-05-31 | 1975-12-09 | ||
| JPS56102436U (ja) * | 1980-01-07 | 1981-08-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0322571B2 (ja) | 1991-03-27 |
| US4513627A (en) | 1985-04-30 |
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