【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
（巾技術分野
本発明はトルク検出部の組付けが容易で且つ正確なトル
ク検出ができるトルク検出装置に関する。
（ロ）従来技術
従来、磁歪効果を利用したトルク検出器が特公昭３１−
９４２号や特公昭３５−１２４４７号において知られて
いる。この磁歪式トルり検出器を用いて自動車の動力伝
達軸のトルクを検出する装置が特開昭５３−７７５７２
号に開示されて詣り、トルクによる動力伝達軸の歪を逆
磁歪効果により磁気特性の変化に変換し、電磁的な手段
を用いてトルクを検出している。
このようなトルク検出器を用いて自動車のステアリング
シャフトやトランスミッションのシャフトに加わるトル
クを検出し、パワーステアリング機構の油圧ポンプを作
動させたり、クラッチをなめらかにつないで自動車の安
定な走行を保つことが考えられている。このような場合
、検出器はステアリングシャフトやトランスミッション
に組付けるが、検出器のトルク出力特性を一定にするた
めに精度の高い組付けが要求される。また、シャフトの
磁気特性は長い間に温度変化などにより経年的に変化す
るた６、長い間使用すると出力特性が変化して測定誤差
を生ずるという問題がある。
？→発明の目的によび構成
本発明は上記の点にかんがみてなされたらので、組付け
を容易にし常に正確なトルク検出が可能なトルク検出装
置を提供することを目的とし、この目的を達成するため
に、動力伝達系が少なくとも２つの異なる所定の動力伝
達状態にあるときの推定トルク値を基準として動力伝達
系に働く実トルク値を補正するように構成したものであ
る。
（−３実施例
以下図面に基づいて本発明を説明する。
第１図は本発明によるトルク検出装置の一実施例のブロ
ック線図である。図において、１はアクセルペダルまた
はスロットル弁に設けられ、スロットル弁の開度を検出
する開度検出器、２は開度検出器ｌからの出力によりス
ロットル弁の全開状態を判断する全開判定回路、３はエ
ンジン回転検出器、４はエンジン回転検出器３の出力に
よりエンジンの所定回転数範囲を判定す１
る判定回路、５はトランスミッションのシフト位置を示
すシフトスイッチであり、６はシフトスイッチ５の出力
より特定のシフト位置を判定する判定回路である。７は
所定トルク判定回路であり、前述の各判定回路２．４．
６の出力に゛基づき、エンジンがエンジンの諸元で定め
られている最大トルク値を現在発生していることをスロ
ットル弁が全開し且つそのエンジンについて定められて
いる最大トルク発生回転数になっていることの２条件よ
り判定し、且つ所定のシフト位置にあるという条件のも
とで、現在トランスミッションシャフトに所定のトルク
が印加されていることを判定し、その状況にあることを
示す判定信号を出力する機能を有する。たとえば、対象
となるエンジンの最大トルクが４４０ Ｏｒｐｍで２１
ｋｇｍであるとし、且つトランスミッションの２速の変
速比が１．５４であるとした場合、全開判定回路２によ
りスロットル弁の全開を判定し１判定回路４によりエン
ジン回転が４４００ｒｐｒｒｌ付近であることを判定し
且つ判定回路６によりトランスミッションが２速である
ことを判定し、この３条件がそろった時点で判定結果を
出力することになる。またこの時にトランスミッション
の出力軸に発生しているトルクは３２．３）＠ｎである
と推定できる。
一方、８はシフトレバ一部などに配置されてニュートラ
ル位置を検出するニュートラルスイッチであり、エンジ
ンの作動時、非作動時にかかわらずシフトレバ−位置が
ニュートラルにあること、すなわち、エンジンからの駆
動力がトランスミッションの出力軸（トルク検出器が配
置されている軸）に作用していないことを判定する。９
はトランスミッションの出力軸トルクを検出する形で配
置された磁歪式トルク検出器であり、ｌＯはトルク検出
器９を作動させる励磁回路自よび同期検波回路などを含
む検出回路であり、この実施例では検出回路ＩＯよりト
ルクに対応したアナログ電圧が得られるようになってい
る。ｔｉはトルク値補正回路であり、所定トルク判定回
路７からの判定信号（判定トルク信号）を受けた時点で
のトルク検出回路ＩＯの出力を読み込んで記憶するとと
もに、ニュートラルスイッチ８の信号（零トルク信号）
を受けた零トルク時のトルク検出回路１０からの出力を
読み込んで記憶する動作を２種の信号すなわち所定トル
ク信号および零トルク信号が入力されるたびに行なう。
トルク値補正回路１１は読み込まれた２種のトルク値（
検出回路ｌＯの出力）をそれぞれ所定の平均化を行なっ
た後、この２種のトルク値によつ(Width Technical Field) The present invention relates to a torque detection device whose torque detection part is easy to assemble and which can accurately detect torque.
It is known from No. 942 and Japanese Patent Publication No. 35-12447. A device for detecting the torque of the power transmission shaft of an automobile using this magnetostrictive torque detector was disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-77572.
Distortion of the power transmission shaft due to torque is converted into a change in magnetic properties by the inverse magnetostrictive effect, and torque is detected using electromagnetic means. Such a torque detector can be used to detect the torque applied to a car's steering shaft or transmission shaft to operate the hydraulic pump of the power steering mechanism or to smoothly engage the clutch to keep the car running stably. It is considered. In such cases, the detector is assembled to the steering shaft or transmission, but highly accurate assembly is required in order to keep the torque output characteristics of the detector constant. In addition, the magnetic characteristics of the shaft change over time due to temperature changes, etc.6, and when used for a long time, the output characteristics change, causing measurement errors. ? →Object and Structure of the Invention The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a torque detection device that is easy to assemble and can always accurately detect torque, and to achieve this object. Further, the actual torque value acting on the power transmission system is corrected based on the estimated torque value when the power transmission system is in at least two different predetermined power transmission states. (-3 Embodiment The present invention will be explained below based on the drawings. Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the torque detection device according to the present invention. In the figure, 1 is provided on an accelerator pedal or a throttle valve. , an opening detector that detects the opening of the throttle valve, 2 a full-open judgment circuit that determines the fully open state of the throttle valve based on the output from the opening detector 1, 3 an engine rotation detector, and 4 an engine rotation detector. Determine the predetermined rotation speed range of the engine based on the output of step 1.
5 is a shift switch that indicates the shift position of the transmission, and 6 is a determination circuit that determines a specific shift position from the output of the shift switch 5. 7 is a predetermined torque determination circuit, which is connected to each of the aforementioned determination circuits 2.4.
Based on the output of 6, it is determined that the engine is currently generating the maximum torque value specified by the engine specifications when the throttle valve is fully open and the maximum torque generating rotation speed specified for the engine is reached. Under the condition that the transmission shaft is in a predetermined shift position, it is determined that a predetermined torque is currently being applied to the transmission shaft, and a determination signal indicating that the transmission shaft is in that situation is output. It has a function to output. For example, the maximum torque of the target engine is 21 at 440 Orpm.
kgm, and the gear ratio of the second gear of the transmission is 1.54, the fully open determination circuit 2 determines that the throttle valve is fully open, and the 1 determination circuit 4 determines that the engine rotation is around 4400 rprrl. The determination circuit 6 then determines that the transmission is in second speed, and outputs the determination result when these three conditions are met. Furthermore, it can be estimated that the torque generated on the output shaft of the transmission at this time is 32.3)@n. On the other hand, 8 is a neutral switch that is placed on a part of the shift lever and detects the neutral position.It means that the shift lever position is in neutral regardless of whether the engine is operating or not, that is, the driving force from the engine is transferred to the transmission. It is determined that there is no action on the output shaft (the shaft on which the torque detector is located). 9
is a magnetostrictive torque detector arranged to detect the output shaft torque of the transmission, and lO is a detection circuit including an excitation circuit for operating the torque detector 9, a synchronous detection circuit, etc. In this embodiment, An analog voltage corresponding to the torque can be obtained from the detection circuit IO. ti is a torque value correction circuit that reads and stores the output of the torque detection circuit IO at the time when it receives the judgment signal (judgment torque signal) from the predetermined torque judgment circuit 7, and also reads and stores the output of the torque detection circuit IO at the time when it receives the judgment signal (judgment torque signal) from the predetermined torque judgment circuit 7; signal)
The operation of reading and storing the output from the torque detection circuit 10 at the time of zero torque is performed every time two types of signals, ie, a predetermined torque signal and a zero torque signal, are input. The torque value correction circuit 11 calculates the two types of torque values (
After averaging the outputs of the detection circuit lO to a predetermined value,
【トルク対出力の関係
が所定の関係となるように補正する機能を有する。
第２ｍ’ＩＩは第１図に示した各検出器物よび判定回路
の出力のタイムチャートを示して自や、この図を参照し
て所定トルク判定回路の機能を説明する。
Ｓｌはトルク検出回路ＩＯの出力であり、基本的にはト
ルクに対してリニアな出力電圧である。
ジはエンジン回転検出器３の出力電圧であり、亀は参考
までに示した車速信号、Ｓ４はレフト位置判定回路６の
出力、抛はロックアツプ信号（シフト位置判定回路に含
まれる）であり、電圧レベルがｖＲのときにロックアツ
プ解除状態、ＶＩ、のときにロツブアツブ状態を示す。
さらにＳ６はスロットル弁開度検出器ｌの出力電圧であ
り、Ｓツは所定トルク判定回路７から出力する判定トル
ク信号である。図示した各信号の波形の状態は車速約４
０ ）ｃｍ／時からのフルスロットル加速時を示す。
前記各信号またはそれに付属する判定信号に基づいて所
定トルク判定回路７はスロットル弁が全開で且つエンジ
ン回転が所定値（たとえばエンジンの最大トルク発生時
付近の４４００ｒｐｍ±２０Ｏｒｐｍ ）にあり、且つ
ギヤが所定位置（たとえば２速のロックアツプ）にある
という条件がすべて前足された状態にふいて、すなわち
トランスミッションシャフトのトルク値カ推定できろ状
態（たとえば３５ ｋｇｍ ）を判定し、判定信号式を
出力する。トルク値補正回路】１は、この判定信号シを
受けて、そのときのト〜り検出口ｎｌ Ｏからの出力Ｓ
１を読み込んで記憶する。
ニュートラル時ら同様であり、零トルク信号を受けて出
力Ｓ工が読み込まれろ。
第３図はトルク値補正回路１１の動作を説明するための
図で、横軸が実際にトランスミッションシャフトに作用
するトルク、縦軸がトルク指示値である。前述したよう
に車両の走行状況下におい【、トルク零時および所定ト
ルク時のトルク信号が求められるため、たとえば第３図
にトルク検出器の経年変化により出力特性が破線で示す
ように変化した場合でも、Ａ、Ｂにおける値を基にして
零点とゲイン等を補正することによって、常に印加トル
クとトルク指示値との関係を基準の特性（実ａ＞に一致
させることが可能となる。また経年的な変化のみでなく
、たとえば、トルク検出器９をトランスミッションに実
装する際の組付は精度のバラツキがセンサの出力特性に
及ぼす影響に対してもそれを除去する機能として作用す
ることになる。
なお、上記実施例では、スロットル弁の開度によりエン
ジンのフルパワ一時を判断したが、ブースト負圧によっ
て判断することができる。
また、トランスミッションに働く実トルクを記憶するの
は、実施例のような２つの状態（スロットル弁全開でエ
ンジン回転が４４０ Ｏｒｐｍ且つ２速のときと零トル
ク時）に限らず、他の任意の２以上の状態でもよいこと
はもちろんである。
中発明の詳細
な説明したように、本発明においては、車両の動力伝達
系の作動パラメータの情報に基づいて動力伝達系が所定
の動力伝達状態にあることを判定し、動力伝達系が少な
くとも２つの異なる所定の動力伝達状態にあるときの推
定トルク値を基準として動力伝達系に働くトルク検出値
を補正するようにしたので、トルク検出部の組付は精度
のバラツキや特性の経年変化に対して影響を受けず常に
正確なトルク検出ができる。[It has a function to correct the relationship between torque and output so that it becomes a predetermined relationship. 2m'II shows a time chart of the outputs of each detector and determination circuit shown in FIG. 1, and the function of the predetermined torque determination circuit will be explained with reference to this figure. Sl is the output of the torque detection circuit IO, and is basically an output voltage linear with respect to torque. ji is the output voltage of the engine rotation detector 3, tortoise is the vehicle speed signal shown for reference, S4 is the output of the left position determination circuit 6, and 抛 is the lock-up signal (included in the shift position determination circuit), and the voltage When the level is vR, it indicates a lock-up release state, and when it is VI, it indicates a lock-up state. Furthermore, S6 is the output voltage of the throttle valve opening detector l, and S2 is the determination torque signal output from the predetermined torque determination circuit 7. The state of the waveform of each signal shown in the diagram is approximately 4
0 ) cm/h to full throttle acceleration. Based on each of the signals or the judgment signals attached thereto, the predetermined torque judgment circuit 7 determines whether the throttle valve is fully open, the engine rotation is at a predetermined value (for example, 4400 rpm ± 20 Orpm, which is around the time when the engine's maximum torque is generated), and the gear is at a predetermined value. It is determined whether the transmission shaft torque value can be estimated (for example, 35 kgm) when all the conditions that the transmission shaft is in the position (for example, 2nd gear lockup) are met, and a determination signal formula is output. Torque value correction circuit 1 receives this judgment signal and calculates the output S from the torque detection port nlO at that time.
Read and store 1. It is the same when in neutral, and the output S is read in response to the zero torque signal. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the torque value correction circuit 11, in which the horizontal axis represents the torque actually acting on the transmission shaft, and the vertical axis represents the torque instruction value. As mentioned above, under the driving conditions of the vehicle, the torque signal at zero torque and at a predetermined torque is determined. However, by correcting the zero point, gain, etc. based on the values at A and B, it is possible to always match the relationship between the applied torque and the torque command value to the reference characteristic (actual a). For example, the assembly when mounting the torque detector 9 on the transmission functions as a function to eliminate the influence of variations in accuracy on the output characteristics of the sensor. In the above embodiment, the full power of the engine was determined based on the opening degree of the throttle valve, but it can also be determined based on the boost negative pressure.Furthermore, the actual torque acting on the transmission is memorized by the method described in the embodiment. Of course, the present invention is not limited to two states (throttle valve fully open, engine rotation is 440 rpm, second gear, and zero torque), but any other two or more states may be used. As such, in the present invention, it is determined that the power transmission system is in a predetermined power transmission state based on information on the operating parameters of the power transmission system of the vehicle, and the power transmission system is in at least two different predetermined power transmission states. Since the detected torque value acting on the power transmission system is corrected based on the estimated torque value when Torque detection is possible.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるトルク検出装置の一実施例のブロ
ック線図、第２図は第１図に示したトルク検出装置の各
部における信号のタイムチャート、第３図はトルク値の
補正を説明する図である。
ｌ・・・スロットル弁開度検出器
２・・・全開判定回路
３・・・エンジン回転数検出器
４・・・回転数範囲判定回路
５・・・シフトスイッチ
６・・・シフト位置判定回路
７・・・所定トルり判定回路
８・・・ニュートラルスイッチ
９・・・トルク検出器 １０・・・検出回路１１・
・・トルク値補正回路
特許出願人 日産自動車株式会社
代理人 弁理士 鈴 木 弘 男
第 １ＦＩＡ
第２１１[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the torque detection device according to the present invention, Fig. 2 is a time chart of signals in each part of the torque detection device shown in Fig. 1, and Fig. 3 FIG. 2 is a diagram illustrating correction of a torque value. l...Throttle valve opening degree detector 2...Full open judgment circuit 3...Engine rotation speed detector 4...Rotation speed range judgment circuit 5...Shift switch 6...Shift position judgment circuit 7 ...Predetermined torque determination circuit 8...Neutral switch 9...Torque detector 10...Detection circuit 11.
...Torque value correction circuit patent applicant Nissan Motor Co., Ltd. agent Patent attorney Hiroo Suzuki No. 1 FIA No. 211