JPH08152368A - ねじりトルク検出装置、スリップ検出装置、路面摩擦係数検出装置及びねじりトルク検出方法 - Google Patents

ねじりトルク検出装置、スリップ検出装置、路面摩擦係数検出装置及びねじりトルク検出方法

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JPH08152368A
JPH08152368A JP6296694A JP29669494A JPH08152368A JP H08152368 A JPH08152368 A JP H08152368A JP 6296694 A JP6296694 A JP 6296694A JP 29669494 A JP29669494 A JP 29669494A JP H08152368 A JPH08152368 A JP H08152368A
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torque
internal combustion
combustion engine
engine
transmission
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Yasuo Naito
靖雄 内藤
Hideki Doi
英樹 土居
Chiaki Fujimoto
千明 藤本
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G01L3/02Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車輪駆動軸に特別な装置を付加することな
く、車輪駆動軸のねじりトルクを間接的に検出する装置
および方法を提供する。また、車輪のスリップ検出装置
及び路面摩擦係数検出装置をうる。 【構成】 例えば内燃機関の場合、エンジンの出力トル
クTE 、慣性モーメントIE 、回転角速度ωE 、エンジ
ンから車輪までの全減速比に対応した係数k1とする
と、車輪駆動軸のねじりトルクkDθDは、近似式とし
て、 kDθD=k1(IEωE−TE) で表される。上式によりエンジンの出力トルクTE 、回
転角速度ωE に基づいてねじりトルクを算出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車両の車輪駆動軸の
ねじりトルクを検出するためのねじりトルク検出装置、
このねじりトルク検出装置を用いたスリップ検出装置、
路面摩擦係数検出装置及びねじりトルク検出方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の装置としては、例えば特
公平4−50972号公報や特公平4−62327号公
報に開示されているものがある。これらは、車両を駆動
する動力装置である内燃機関のトルクを車輪に伝達する
際に車輪駆動軸に発生するねじれを車輪駆動軸の2点間
のねじれ位相のずれとして検出する位相差式や車輪駆動
軸の磁気特性が変化するのを検出する磁歪式のものであ
る。また、ねじれを電気的に検出するものとして、歪に
より電気抵抗値が変化する歪ゲージ式等がある。
【0003】磁歪式は、車輪駆動軸の近傍に設けた励磁
コイルおよび検出コイルの組み合わせにより、トルク変
動を車輪駆動軸の磁歪変化として検出するものである。
位相差式は、車輪駆動軸に少なくとも2箇所に装着した
磁気素子あるいは光反射素子等を用い、異なる軸位置に
おける回転位相差を検出するものである。歪ゲージ式
は、車輪駆動軸に歪ゲージを複数個固定し、これらの歪
ゲージで電気的ブリッジを構成してトルク測定を行う
が、この方法では、各ゲージの取付が面倒であり、また
電気的信号の受信のためのテレメータあるいはスリップ
リング等を必要とする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のねじりトルク検
出装置は上記のように構成されているので、ねじりトル
ク検出のために車輪駆動軸に歪ゲージや磁気素子等を取
付けたり、車輪駆動軸近傍に磁歪検出用のコイルを設置
したり、などトルクを直接的に検出するための特別な装
置を設ける必要があり、またこのため設置にも種々の制
約を受けていた。
【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、トルクを直接的に検出するための
特別な装置を要さず、設置の自由度が高いねじりトルク
検出装置をうることを目的とする。また、あわせて車輪
のスリップを間接的に検出できるスリップ検出装置及び
車輪と路面との路面摩擦係数を間接的に求めることがで
きる路面摩擦係数検出装置をうることを目的とする。さ
らに、トルクを直接的に検出することを要さず、自由度
が高いねじりトルク検出方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1にか
かるねじりトルク検出装置は、動力装置のパラメータに
基づき動力装置の出力トルクを求める動力装置出力トル
ク検出手段と、動力装置の回転加速度と出力トルクとに
基づき車輪駆動軸のねじりトルクを算出するねじりトル
ク算出手段とを設けたものである。
【0007】この発明の請求項2にかかるねじりトルク
検出装置は、内燃機関のパラメータに基づき内燃機関の
出力トルクを求める内燃機関出力トルク検出手段と、内
燃機関の回転加速度と出力トルクとに基づき車輪駆動軸
のねじりトルクを算出するねじりトルク算出手段とを設
けたものである。
【0008】この発明の請求項3にかかるねじりトルク
検出装置は、内燃機関のパラメータから求めた内燃機関
の出力トルク及び内燃機関の回転速度と変速機の回転速
度とから求められたトルク比に基づき変速機の変速機ト
ルクを求める変速機トルク検出手段と、変速機の回転加
速度と変速機トルクとに基づき車輪駆動軸のねじりトル
クを算出するねじりトルク算出手段とを設けたものであ
る。
【0009】この発明の請求項4にかかるねじりトルク
検出装置は、制動時における動力装置の回転加速度に基
づき車輪駆動軸のねじりトルクを算出するねじりトルク
算出手段を設けたものである。
【0010】この発明の請求項5にかかるねじりトルク
検出装置は、請求項2または請求項3記載のねじりトル
ク検出装置において、制動時における変速機の回転加速
度に基づき車輪駆動軸のねじりトルクを算出するねじり
トルク算出手段を設けたものである。
【0011】この発明の請求項6にかかるねじりトルク
検出装置は、請求項2または請求項3記載のねじりトル
ク検出装置において、内燃機関の回転速度と内燃機関の
スロットル開度とに基づき内燃機関の出力トルクを求め
るものである。
【0012】この発明の請求項7にかかるねじりトルク
検出装置は、請求項2または請求項3記載のねじりトル
ク検出装置において、内燃機関の回転速度と内燃機関の
吸気圧とに基づき内燃機関の出力トルクを求めるもので
ある。
【0013】この発明の請求項8にかかるねじりトルク
検出装置は、請求項2または請求項3記載のねじりトル
ク検出装置において、内燃機関の回転速度と内燃機関の
体積効率とに基づき内燃機関の出力トルクを求めるもの
である。
【0014】この発明の請求項9にかかるねじりトルク
検出装置は、請求項2または請求項3記載のねじりトル
ク検出装置において、動力装置が可変電圧可変周波数の
電源にて駆動される誘導電動機であるものである。
【0015】この発明の請求項10にかかるスリップ検
出装置は、ねじりトルク検出装置にて求められたねじり
トルクの値に基づいて車輪のスリップを検出するもので
ある。
【0016】この発明の請求項11にかかる路面摩擦係
数検出は、ねじりトルク検出装置にて求められたねじり
トルクの値に基づいて車輪と路面との間の摩擦係数を算
出するものである。
【0017】この発明の請求項12にかかるねじりトル
ク検出方法は、動力装置のパラメータに基づき動力装置
の出力トルクを求め、動力装置の回転加速度と出力トル
クとに基づき車輪駆動軸のねじりトルクを演算するもの
である。
【0018】この発明の請求項13にかかるねじりトル
ク検出方法は、内燃機関のパラメータに基づき内燃機関
の出力トルクを求め、内燃機関の回転加速度と出力トル
クとに基づき車輪駆動軸のねじりトルクを演算するもの
である。
【0019】この発明の請求項14にかかるねじりトル
ク検出方法は、内燃機関の回転速度と変速機の回転速度
とからトルク比を求め、内燃機関のパラメータから求め
た内燃機関の出力トルク及び上記トルク比に基づき変速
機の変速機トルクを求め、変速機の回転加速度と変速機
トルクとに基づき車輪駆動軸のねじりトルクを演算する
ものである。
【0020】
【作用】請求項1にかかる発明においては、動力装置の
出力トルクは動力装置出力トルク検出手段により動力装
置のパラメータに基づき求めることができる。動力装置
のパラメータとしては、例えば内燃機関の場合、エンジ
ン回転数、スロットル開度、吸気圧、体積効率等があ
り、これらのパラメータから間接的に出力トルクを求め
ることができる。また、動力装置の回転加速度は検出さ
れた動力装置の回転速度を動力装置回転加速度演算手段
によって微分することにより求められる。車輪駆動軸に
加わるねじりトルクは、近似的に動力装置の出力トルク
と動力装置の回転加速度との関数として表される。従っ
て、ねじりトルク算出手段によって動力装置の出力トル
クと動力装置の回転加速度に基づいてねじりトルクを近
似計算できる。このように動力装置の出力トルクと回転
加速度とから間接的に車輪駆動軸のねじりトルクを算出
する。このため、車輪駆動軸に歪ゲージや磁気素子等の
トルクを直接的に検出するための特別な装置を付加する
ことなくねじりトルクを検出できる。従って、設置等に
制約を受けない。
【0021】請求項2にかかる発明においては、内燃機
関の出力トルクは内燃機関出力トルク検出手段により内
燃機関のパラメータに基づき求めることができる。ま
た、内燃機関の回転加速度は検出された内燃機関の回転
速度を内燃機関回転加速度演算手段によって微分するこ
とにより求められる。車輪駆動軸に加わるねじりトルク
は、近似的に内燃機関の出力トルクと内燃機関の回転加
速度との関数として表される。従って、ねじりトルク算
出手段によって内燃機関の出力トルクと内燃機関の回転
加速度に基づいてねじりトルクを近似計算できる。この
ように内燃機関の出力トルクと回転加速度とから間接的
に車輪駆動軸のねじりトルクを算出する。このため、車
輪駆動軸にトルクを直接的に検出するための特別な装置
を付加することなくねじりトルクを検出できる。
【0022】請求項3にかかる発明においては、内燃機
関の出力トルクは内燃機関出力トルク検出手段により内
燃機関のパラメータに基づき求めることができる。変速
機の変速機トルクは内燃機関の出力トルク及び内燃機関
の回転速度と変速機の回転速度とから求められたトルク
比に基づき求めることができる。また、変速機の回転加
速度は検出された変速機の回転速度を変速機回転加速度
演算手段によって微分することにより求められる。車輪
駆動軸に加わるねじりトルクは、近似的に変速機トルク
と変速機の回転加速度との関数として表される。従っ
て、ねじりトルク算出手段によって変速機トルクと変速
機の回転加速度に基づいてねじりトルクを近似計算でき
る。このように変速機の出力トルクと回転加速度とから
間接的に車輪駆動軸のねじりトルクを算出する。このた
め、車輪駆動軸にトルクを直接的に検出するための特別
な装置を付加することなくねじりトルクが検出できる。
【0023】請求項4にかかる発明においては、制動時
には動力装置の出力トルクを無視できるので、制動時に
車輪駆動軸に加わるねじりトルクは近似的に制動時の動
力装置の回転加速度の関数として表される。従って、ね
じりトルクを近似計算でき、間接的に制動時のねじりト
ルクを検出できる。
【0024】請求項5にかかる発明においては、制動時
には内燃機関の出力トルクを無視できるので、制動時に
車輪駆動軸に加わるねじりトルクは近似的に制動時の変
速機の回転加速度の関数として表される。従って、ねじ
りトルクを近似計算でき、間接的に制動時のねじりトル
クを検出できる。
【0025】請求項6にかかる発明においては、内燃機
関の出力トルクは内燃機関の回転速度とスロットル開度
とに対応して決るので、スロットル開度と回転速度とに
基づき出力トルクを求めることができる。
【0026】請求項7にかかる発明においては、内燃機
関の出力トルクは内燃機関の吸気圧とスロットル開度と
に対応して決るので、吸気圧と回転速度とに基づき出力
トルクを求めることができる。
【0027】請求項8にかかる発明においては、内燃機
関の出力トルクは内燃機関の回転速度と体積効率とに対
応して決るので、スロットル開度と体積効率とに基づき
出力トルクを求めることができる。
【0028】請求項9にかかる発明においては、動力装
置が誘導電動機である場合においても供給電圧、周波
数、回転速度あるいはすべり等のパラメータに基づき出
力トルクを求めることができる。
【0029】請求項10にかかる発明においては、ねじ
りトルク検出装置にて求められたねじりトルクの値に基
づいて車輪のスリップの発生を検出するので、間接的に
かつ確実に車輪のスリップの発生を検出できる。
【0030】請求項11にかかる発明においては、ねじ
りトルク検出装置にて求められたねじりトルクの値に基
づいて車輪と路面との間の路面摩擦係数を算出するの
で、間接的にかつ正確に路面摩擦係数を検出できる。
【0031】請求項12にかかる発明においては、動力
装置の出力トルクは動力装置のパラメータに基づき求め
ることができる。動力装置のパラメータとしては、例え
ば内燃機関の場合、エンジン回転数、スロットル開度、
吸気圧、体積効率等があり、これらのパラメータから間
接的に出力トルクを求めることができる。車輪駆動軸に
加わるねじりトルクは、近似的に動力装置の出力トルク
と動力装置の回転加速度との関数として表される。従っ
て、動力装置の回転加速度を求めることによってねじり
トルクを近似計算できる。このように動力装置の出力ト
ルクと動力装置の回転加速度とから間接的に車輪駆動軸
のねじりトルクを算出する。このため、車輪駆動軸にト
ルクを直接的に検出するための特別な装置を付加するこ
となくねじりトルクを検出できる。
【0032】請求項13にかかる発明においては、内燃
機関の出力トルクは内燃機関のパラメータに基づき求め
ることができる。車輪駆動軸に加わるねじりトルクは、
近似的に内燃機関の出力トルクと内燃機関の回転加速度
との関数として表される。従って、内燃機関の回転加速
度を求めることによってねじりトルクを近似計算でき
る。このように内燃機関の出力トルクと内燃機関の回転
加速度とから間接的に車輪駆動軸のねじりトルクを算出
する。このため、車輪駆動軸にトルクを直接的に検出す
るための特別な装置を付加することなくねじりトルクを
検出できる。
【0033】請求項14にかかる発明においては、車輪
駆動軸に加わるねじりトルクは、近似的に変速機トルク
と変速機の回転加速度との関数として表される。従っ
て、変速機トルクと変速機の回転加速度を求めることに
よってねじりトルクを近似計算できる。このように変速
機トルクと変速機の回転加速度とから間接的に車輪駆動
軸のねじりトルクを算出する。このため、車輪駆動軸に
トルクを直接的に検出するための特別な装置を付加する
ことなくねじりトルクが検出できる。
【0034】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図1〜図6に基
づき説明する。なお、図1はトランスミッションが手動
変速機の場合の全体構成を示す構成図、図2は電子回路
の構成を示すブロック図、図3は電子回路の内部結線を
示す内部結線図である。図4は自動車のエンジンから車
輪までの駆動系をモデル化したモデル図であり、(a)
図は動力伝達系のモデル、(b)図は車輪部のモデルで
ある。図5は電子回路の動作を示すフローチャート、図
6はスロットル開度をパラメータとしてエンジン回転速
度とエンジン出力トルクの関係を示すエンジン出力特性
図である。なお、この実施例は、ガソリンエンジンを備
えたフロントエンジンリヤドライブ(FR方式)の自動
車に適用したものである。
【0035】図1において、1は動力装置及び内燃機関
としての4気筒燃料噴射式のガソリンを燃料とするエン
ジン、2は吸気管、3はカルマン渦式のエアフロメータ
であり、エンジンに吸入される空気の流量をカルマン渦
の周波数により計測する。4は点火プラグ(図1では1
気筒分のみ示している)、5はディストリビュータであ
り、高電圧を各気筒の点火プラグ4に分配する。6はエ
ンジン回転センサであり、ディストリビュータ5に設け
られ1回転当り所定数のパルスを発信することによりエ
ンジン回転数を検出する。
【0036】7はスロットルバルブであり、リンク機構
を介してアクセルペダル8の踏み込みに応じて駆動さ
れ、エンジンの吸気量を調節する。9はスロットル開度
センサであり、スロットルバルブ7と連動するポテンシ
ョメータ(図示せず)によりスロットル開度を開度に応
じた電圧信号として検出する。10は吸気管圧力センサ
であり、スロットルバルブ7の後方の吸気管2内の圧力
をシリコンチップのピエゾ効果を利用して測定する。
【0037】20、21は各々右・左の車輪駆動軸であ
り、エンジン1の動力がトランスミッション22、プロ
ペラシャフト23、差動機構24を介して伝達される。
25、26は各々右、左駆動輪の速度センサであり、歯
車状のロータと電磁ピックアップコイルから構成され、
車輪と同期して回転するロータと電磁ピックアップコイ
ル間の空隙が変化し、電磁ピックアップコイルの永久磁
石による磁束が変化して単位時間あたりの回転数に応じ
た周波数の交流電圧を発生する。27、28は駆動軸2
0、21に設けられた右、左のブレーキ装置、29、3
0は駆動軸20、21によって駆動される右、左の駆動
輪である。31、32はそれぞれブレーキ27、28と
車輪29、30間の軸である。なお、33、34は右及
び左の前車輪である。
【0038】40はマイクロコンピュータを用いて構成
された電子回路である。電子回路40は、図2に示され
るようにエンジン回転角速度検出手段40a、エンジン
回転角加速度演算手段40b、エンジン出力トルク検出
手段40c及びねじりトルク算出手段40dを有してい
る。そして、エンジン回転センサ6、スロットル開度セ
ンサ9、右駆動輪センサ25、左駆動輪センサ26の各
センサと接続されている。
【0039】また、電子回路40は各構成部品が図3に
示されるように内部接続されている。図3において、4
1は上記各センサ6、9、25、26において検出され
た値を制御プログラムに従って入力及び演算するセント
ラルプロセシングユニット(以下CPUという)であ
る。42は上記制御プログラムやエンジン出力特性のマ
ップやエンジンの慣性モーメント等のデータが格納され
たリードオンリメモリ(以下ROM)である。
【0040】43は上記各センサからのデータや演算に
必要なデータが一時的に読み書きされるランダムアクセ
スメモリ(以下RAM)である。44は波形整形回路や
各センサの出力信号をCPU41に出力する入力部、4
5は検出したねじりトルクを外部に出力する出力部であ
る。46はCPU41、ROM42等と入力部44、出
力部45とを結び、各種データの通路とされるバスライ
ン、47は上記各部に電源を供給する電源回路である。
【0041】以上のように構成されたねじりトルク検出
装置の動作の説明の先立ち、車輪駆動軸20、21のね
じりトルク算出方法の原理を図4のモデル図を用いて説
明する。なお、この実施例によって検出されるねじりト
ルクは、車輪駆動軸20、21に加わるトルクである。
【0042】図4は、エンジン・トランスミッション2
2、差動機構24、ブレーキ27、28及び車輪29、
30がそれぞれねじり剛性を持つプロペラシャフト2
3、車輪駆動軸20、21によって連結された自動車の
エンジン1から車輪29、30までの駆動系をモデル化
したモデル図である。また、エンジン1から車輪29、
30までの変速比を含む全減速比はトランスミッション
22に含めた。
【0043】エンジン、差動機構、ブレーキ及び車輪
は、各々を連結しているねじり剛性を持つ軸を介してト
ルクが伝達される。エンジン1で発生したトルクは、ト
ランスミッション22で増幅され、プロペラシャフト2
3に伝達される。
【0044】エンジン1の出力トルクをTE 、エンジン
1及びトランスミッション22の慣性モーメントをI
E 、エンジンの回転角速度をωE 、エンジンから車輪ま
での変速比を含む全減速比をkT 、プロペラシャフト2
3のねじり剛性係数をkP 、プロペラシャフトのねじり
角をθP として、エンジンについての運動方程式を立て
ると、 kT・IE(dωE/dt)=kPθP+kT・TE (1) となる。なお、車輪がエンジンを駆動する方向(図4
(a)の矢印Aの方向)を正とする。ここに、左右各々
の駆動輪の回転角速度ωL、ωRとして、差動機構24は
入力回転速度と2つの出力回転速度の平均とが等しくな
る関係があるので、エンジン回転角速度ωE と(1/
2)(ωL+ωR)の比をとってエンジンから差動機構ま
での変速比を含む全減速比kT は、 kT=(ωL+ωR)/2ωE (2) となる。
【0045】差動機構24には、エンジン1からのトル
クがプロペラシャフト23のトルクkPθPとして伝達さ
れる。差動機構の慣性モーメントをID 、差動機構の回
転角速度をωD 、差動機構とブレーキ間の車輪駆動軸の
ねじり剛性係数をkD 、差動機構とブレーキ間の車輪駆
動軸のねじり角をθD とする。差動機構においてプロペ
ラシャフトに作用するねじりトルクkPθPは、差動機構
において右、左の車輪駆動軸20、21に分配される。
その分配係数をkTDとすると、差動機構についての運動
方程式は ID・(dωD/dt)=kDθD−kTD・kPθP (3) となる。但し、通常の差動機構ではkTD=1/2とな
る。
【0046】ブレーキ27、28には、差動機構24か
らのトルクが車輪駆動軸20、21のトルクkDθDとし
て伝達される。ブレーキ27、28の慣性モーメントを
B 、ブレーキの回転角速度をωB 、ブレーキトルクを
B 、ブレーキと車輪間の軸31、32のねじり剛性係
数をkB 、軸31、32のねじり角をθB とすると、ブ
レーキについての運動方程式は、 IB・(dωB/dt)=kBθB−kDθD (4)
【0047】車輪29、30には、ブレーキ27、28
からのトルクがブレーキ−車輪間の軸31、32のトル
クkBθBとして伝達される。車輪の有効半径をr、路面
からの力をF、車輪の慣性モーメントをIW 、車輪の回
転角速度をωW とすると、車輪についての運動方程式は IW(dωW/dt)=F・r−kBθB (5) となる。但し、自動車の前進時の車輪の回転方向(図4
(a)の矢印Bの方向)を正とする。
【0048】また、路面からのトルクもエンジン1、差
動機構24、ブレーキ27、28、車輪29、30を連
結しているねじり剛性を持つトルク伝達軸であるプロペ
ラシャフト23、車輪駆動軸20、21、軸31、32
を介してエンジンへ逆方向にトルクが伝達される。本実
施例によって検出されるねじりトルクkPθPは、数式
(1)より kPθP=kT・{IE・(dωE/dt)−TE} (6) となる。また、数式(1)、(3)より、 kDθD=ID・(dωD/dt) +kTD・kT・{IE・(dωE/dt)−TE} (7) となる。
【0049】上式(7)において、差動機構24の慣性
モーメントIDが充分小さいときは右辺第1項は無視で
きるので、kTD・kTをエンジン1から車輪29、39
までの変速比を含む全減速比kTDと差動機構における上
記分配係数kTDとに対応した係数k1(=kTD・kT
に置換えると、 kDθD=k1{IE・(dωE/dt)−TE} (8) となる。また、数式(1)、(3)、(4)より、 kBθB=IB・(dωE/dt)+kDθD (9) ブレーキの慣性モーメントIBを無視すると、 kBθB=kDθD (10) となる。以上のようにして、トルクを直接的に検出する
ための特別な装置を付加することなくねじりトルクを求
めることができる。
【0050】車輪に急ブレーキをかけた場合において
も、プロペラシャフト24あるいは車輪駆動軸20、2
1のねじりトルクは、数式(6)あるいは(7)によっ
て求めることができる。ブレーキと車輪間の軸31、3
2のねじりトルクは、ブレーキについての運動方程式で
ある数式(4)において、ブレーキトルクをTB とする
と、 IB・(dωB/dt)=kBθB−kDθD−TB (11) となるため、ブレーキの慣性モーメントIBを無視する
と、 kBθB=kDθD+TB (12) となる。例えば、ブレーキ圧力を検出しブレーキトルク
を求めるなど、何らかの方法でブレーキトルクTB を検
出すると、ブレーキと車輪間の軸31、32のねじりト
ルクを数式(11)に従って検出できる。
【0051】次に図5に示すフローチャートに従って、
上記原理に基づいて電子回路40で実行される車輪駆動
軸20、21のねじりトルク算出の動作について説明す
る。まず、ステップ100で前回の処理でねじりトルク
算出が実行された後所定時間、例えば5[msec]以
上経過したか否かを判断し、所定時間経過していなけれ
ばそのまま本ルーチンの処理を終了する。所定時間経過
していれば、ステップ110へ進む。すなわち、このス
テップ100は、ねじりトルク算出を所定時間毎に実行
させるための処理である。
【0052】ステップ110において、エンジン回転角
速度検出手段40aはエンジン回転センサ6からの検出
信号に基づき、単位時間当りのパルス数Nを計数して、
エンジン回転角速度ωE を算出する。次に、ステップ1
20で、エンジン回転角加速度算出手段40bは前回の
ステップ110で算出したエンジン回転角速度ωE(n-1)
と今回のエンジン回転角速度ωE との差及び経過時間と
からエンジン回転角加速度(dωE/dt) を演算し、
ステップ130へ進む。
【0053】ステップ130では、エンジン出力トルク
検出手段40cは、スロットル開度センサ9によって検
出されたスロットル開度θ及びステップ110で算出さ
れたエンジン回転角速度ωE をパラメータとしてエンジ
ン出力トルクTE を、図6に示す如く予め定められRO
M42に記憶されたエンジン特性データによって算出す
る。
【0054】ステップ140では、ねじりトルク算出手
段40dは、右、左駆動輪センサ25、26からの検出
信号の単位時間当りのパルス数を計数して、左右各々の
駆動輪の回転角速度ωL、ωRを算出する。さらに、差動
機構24は入力回転速度と2つの出力回転速度の平均と
が等しくなる関係があるため、ステップ110で算出さ
れたエンジン回転角速度ωE と(1/2)(ωL+ωR
の比をとることでエンジンから差動機構までの変速比を
含む全減速比kT を数式(2)、 kT=(ωL+ωR)/2ωE により算出し、全減速比kT と差動機構における上記分
配係数kTDに対応した係数k1、 k1=kTD・kT を算出し、次のステップへ進む。
【0055】ステップ150では、ねじりトルク算出手
段40dは、さらに、ステップ120からステップ14
0において算出されたエンジン回転角加速度(dωE
dt) 、エンジン出力トルクTE 及び係数k1によっ
て、ねじりトルクkDθDを数式(8)、 kDθD=k1{IE・(dωE/dt)−TE
に従って算出する。このとき、エンジン系の慣性モーメ
ントIE は、ROM42に格納されている所定値を用い
る。
【0056】なお、上記実施例ではエンジン1から車輪
29、30までの全減速比kTを求めるのに数式(2)
を用いたが、他の方法例えば車速とエンジン回転数等の
比によってもよい。
【0057】以上のように、本実施例1では、所定時間
毎にステップ110〜ステップ150の処理が実行さ
れ、ねじりトルクが算出されるため、従来のように車輪
駆動軸にトルクを直接的に検出するための特別な装置を
付加することなくねじりトルクが検出できるようにな
る。また、本実施例で使用したセンサ類は、自動車の他
の制御システム、例えばトラクションコントロールシス
テムやエンジンの燃料噴射システムで使用されているセ
ンサを兼用するため、トルクを直接的に検出するための
特別な装置を付加することを要さないので、従来のトル
ク検出装置に比べて安価であり、設置等の自由度も高
い。
【0058】実施例2.この発明の他の実施例を図7〜
図11により説明する。なお、図7はトランスミッショ
ンが自動変速機の場合における全体構成を示す構成図、
図8は電子回路の構成を示すブロック図である。図9は
自動車のエンジンから車輪までの駆動系をモデル化した
モデル図であり、(a)図は動力伝達系のモデル、
(b)図は車輪部のモデルである。図10は電子回路の
動作を示すフローチャートである。図11は自動変速機
入力回転角速度とエンジン回転速度との比(ω1/ωE
に対するエンジン出力トルクの関係を示すトルクコンバ
ータ特性図であり、マップとしてROM42に記憶され
ている。
【0059】図7において、50は自動変速機であり、
51は自動変速機50内にあるトルクコンバータ、52
は変速歯車列、53はオーバドライブクラッチ、54は
変速歯車列52の出力軸である。55は自動変速機入力
回転センサであり、オーバドライブクラッチ53の外周
部に取付けられたロータとハウジングに取付けられた磁
気ピックアップとを有し、自動変速機の変速歯車列の入
力回転数を検出する。56は自動変速機出力回転センサ
であり、出力軸54に設けられ、出力軸54の1回転に
つき4個のパルス信号を発するロータとピックアップで
変速歯車列の出力軸54の回転数を検出する。60は、
電子回路である。なお、その他の構成については、図1
に示された実施例1におけるものと同様であるので、相
当するものに同一符号を付して説明を省略する。
【0060】次に、電子回路60の詳細構成について説
明する。図8において、電子回路60は、入力回転角速
度検出手段60a、入力回転角加速度演算手段60b、
出力回転角速度検出手段60c及びねじりトルク算出手
段60dを有している。そして、エンジン回転センサ
6、スロットル開度センサ9、右駆動輪センサ25、左
駆動輪センサ26、自動変速機入力回転センサ55及び
自動変速機出力回転センサ56の各センサと接続されて
いる。また、電子回路60は各構成部品が図3に示され
る実施例1におけるものと同様の各構成部品が内部接続
されている。
【0061】動作の説明に先立ち、上記電子回路60で
実行される車輪駆動軸20、21のねじりトルク算出方
法の原理を図9のモデル図を用いて説明する。なお、本
実施例2によって検出されるねじりトルクは、車輪駆動
軸20、21に作用するトルクである。図9において、
エンジン1からのトルクは図11のトルクコンバータ特
性に従い変速歯車列52に伝達される。トルクコンバー
タ51の出力トルクをTO 、トルクコンバータのトルク
比をtとすると TO=t・TE (21) となる。ここでトルクコンバータ51のトルク比tは図
11に示すように自動変速機入力回転角速度(トルクコ
ンバータ出力回転角速度)ω1 とエンジン回転角速度ω
E の速度比、 γ=ω1/ωE (22) の関数として表される。
【0062】自動変速機入力回転角速度ω1 の検出位
置、つまり自動変速機入力回転センサ55の取付位置か
ら車輪29、30までの減速比kTAは、 kTA=(ωR+ωL)/2ω1 (23) である。自動変速機入力回転角速度ω1 とトルクコンバ
ータの出力トルクTO とを用いて、変速機部分における
運動方程式を立てると、 kTA・IE(dω1/dt)=kPθP+kTA・TO (24) となる
【0063】数式(3)と(24)とから、IDは充分
小さいので無視して、ねじりトルクを求めると kDθD=k2・IE(dω1/dt)−k2・TO (25) となる。ここで、k2は自動変速機入力回転センサ55
の取付位置から車輪29、30までの変速比を含む全減
速比と差動機構24における上記分配係数kTDに対応し
た係数で、 k2=kTD・kTA (26) である。
【0064】また、自動変速機出力回転角速度ωP の検
出位置、つまり自動変速機出力回転センサ56の取付位
置から車輪29、30までの減速比kT2は、 kT2=(ωR+ωL)/2ωP (27) である。自動変速機出力回転角速度ωP とトルクコンバ
ータの出力トルクTO とを用いて、変速機部分における
運動方程式を立てると、 kT2・IE(dωP/dt)=kPθP+kTA・TO (28) となる。
【0065】数式(3)と(28)とから、IDは充分
小さいので無視して、ねじりトルクを求めると kDθD=k3・IE(dωP/dt)−k2・TO (29) となる。ここで、k3は自動変速機出力回転センサ56
の取付位置から車輪29、30までの変速比を含む全減
速比と差動機構24における上記分配係数kTDに対応し
た係数で、 k3=kTD・kT2 (30) である。
【0066】以上の原理に基づいて動作する電子回路6
0の動作を、図10のフローチャートによって説明す
る。ステップ100〜130における処理は、図5に示
された実施例1におけるのと同様である。すなわち、ス
テップ100で前回の処理でねじりトルク算出が実行さ
れた後所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間
経過していればステップ110へ進む。ステップ110
において、エンジン回転センサ6からの検出信号に基づ
き、単位時間当りのパルス数Nを計数して、エンジン回
転角速度ωEを算出する。次に、ステップ120で、エ
ンジン回転角加速度(dωE/dt)を算出し、ステッ
プ130へ進む。ステップ130では、エンジン出力ト
ルクTE を、図6に示すエンジン特性に従って、ステッ
プ210へ進む。
【0067】ステップ210では、入力回転角速度検出
手段60aにより、自動変速機入力回転センサ55から
の検出信号に基づき自動変速機の入力回転角速度ω1
算出する。ステップ220では、検出されたされた自動
変速機の入力回転角速度ω1 を入力回転角加速度演算手
段60bにより微分して自動変速機入力回転角加速度
(dω1/dt) を演算する。ステップ230では、出
力回転角速度検出手段60cにより、自動変速機出力回
転センサ56からの検出信号に基づき自動変速機の出力
回転角速度ωP を算出する。ステップ240では、変速
機トルク算出手段を兼ねるねじりトルク算出手段60d
により、ステップ210で求めた自動変速機の入力回転
角速度ω1 と、ステップ110で求めたエンジン回転角
速度ωE と、の速度比γ(=ω1/ωE)を求め、ROM
42に記憶された図11に示されるトルクコンバータ特
性に従って、トルクコンバータのトルク比tを算出す
る。そして、数式(21)によって変速機トルクである
出力トルクTO(=t・TE)を算出する。
【0068】ステップ250では、ねじりトルク算出手
段60dにより、数式(26)、(27)に従ってトル
クコンバータ51(自動変速機入力回転センサ55の取
付位置)から差動機構24までの変速比を含む全減速比
と差動機構における分配係数に対応した係数k2(=k
TD・kTA)を算出するとともに、自動変速機出力回転セ
ンサ56の取付位置から車輪29、30までの変速比を
含む全減速比と差動機構における分配係数kTDに対応し
た係数k3(=kTD・kT2)も算出する。ステップ26
0では、さらにねじりトルク算出手段60dにより、数
式(29)、 kDθD=k3・IE(dωP/dt)−k2・TO に従ってねじりトルクを算出する。
【0069】なお、数式(25)を用いてねじりトルク
を算出する場合は、ステップ250、260において次
のように処理する。ステップ250において、ねじりト
ルク算出手段60dにより、トルクコンバータ51(自
動変速機入力回転センサ55の取付位置)から差動機構
24までの変速比を含む全減速比と差動機構における分
配係数に対応した係数k2(=kTD・kTA)を算出す
る。この場合、ステップ230の自動変速機出力回転角
速度ωP は検出しなくともよい。ステップ260では、
さらにねじりトルク算出手段60dにより、数式(2
5)、 kDθD=k2・IE(dω1/dt)−k2・TO に従ってねじりトルクを算出する。
【0070】以上のように、本実施例2でも同様に所定
時間毎にねじりトルクが算出されるため、従来のように
車輪駆動軸にトルクを直接的に検出するための特別な装
置を付加することなくねじりトルクを検出できる。ま
た、本実施例2で使用したセンサ類は、自動車の他の制
御システム、例えばトラクションコントロールシステム
やエンジンの燃料噴射システムで使用されているセンサ
であるため、従来のトルク検出装置に比べて安価であ
る。
【0071】実施例1あるいは実施例2において、エン
ジン近傍のねじりが発生していない任意の部位の回転角
速度と出力トルクとを自動車の他のシステムで使用して
いる既存のセンサを用いて検出し、数式(8)の係数k
1あるいは数式(26)、(30)の係数k2、k3を
センサの取付位置に応じて適切に選ぶことにより、車輪
駆動軸にトルクを直接的に検出するための特別な装置を
付加することなくねじりトルクを検出することができ
る。
【0072】このとき、ねじりが発生していない部位の
回転角速度を検出することが重要である。ねじりが発生
していなければ、(dωE/dt) 、(dω1/dt)
あるいは(dωP/dt)を演算で求めることができ
る。しかし、ねじりが生じていると、そのねじりが振動
的であるため、(dωE/dt)、(dω1/dt) あ
るいは(dωP/dt) を演算で求めることができな
い。このため、ねじりが生じている部位、例えば車輪、
ブレーキでの回転角速度を検出しても、ねじりトルクを
検出することができない。
【0073】実施例3.図4のモデル図において、制動
時、運転者はアクセルペダルから足を放しブレーキペダ
ルを踏んでいる。このとき、スロットルバルブ7(図
1)は全閉となっているため、エンジン出力トルクTE
は無視できる。そのため、車輪駆動軸20、21のねじ
りトルクを求める数式(8)は次の数式(31)で表さ
れる。 kDθD=k1・IE(dωE/dt) (31)
【0074】従って、図1における電子回路40の代り
に、図12のブロック図に示される電子回路70を用い
て次のようにしてねじりトルクを求めることができる。
電子回路70は、制動時エンジン回転角速度検出手段7
0a、制動時エンジン回転角加速度演算手段70b、ね
じりトルク算出手段70dにて構成されている。このと
きに必要なセンサは、図12に示すようにエンジン回転
センサ5、右、左駆動輪センサ25、26である。制動
時エンジン回転角速度検出手段70aにより制動時のエ
ンジン回転角速度ωEを検出し、制動時エンジン回転角
加速度演算手段70bにより制動時のエンジン回転角速
度(dωE/dt)を演算し、予め電子回路70の記憶
装置(図示せず)に記憶されたエンジンの慣性モーメン
トIEを用いて、上記数式(31)に従ってねじりトル
クkDθDを求めることができる。
【0075】なお、図12に示される電子回路70の代
りに、図2の電子回路40を用いて、制動時におけるエ
ンジン回転角速度検出手段40a及びエンジン回転角加
速度演算手段40bの演算結果に基づき、ねじりトルク
算出手段40dにより数式(31)を用いて求めること
もできる。
【0076】実施例4.同様にトランスミッションが自
動変速機の場合においても、制動時は、上記のようにエ
ンジン出力トルクは無視できるため、車輪駆動軸20、
21のねじりトルクを求める数式(25)は次の数式
(41)で表される。 kDθD=k2・IE(dω1/dt) (41) また、同様に数式(29)は次の数式(42)で表され
る。 kDθD=k3・IE(dωP/dt) (42)
【0077】従って、図12に示される電子回路70の
代りに、図13のブロック図に示される電子回路80を
用いてねじりトルクを算出できる。電子回路80は、制
動時入力回転角速度検出手段80a、制動時入力回転角
加速度演算手段80b、ねじりトルク算出手段80dに
て構成されている。このときに必要なセンサは、自動変
速機入力回転センサ55、右、左駆動輪センサ25、2
6である。
【0078】電子回路80は上記各センサからの入力に
基づいて、制動時の自動変速機50(図7)の入力回転
角速度ω1を制動時入力回転角速度検出手段80aによ
り検出する。つぎに、制動時入力回転角加速度演算手段
80bにより制動時の自動変速機の入力回転角加速度
(dω1/dt)を求めて、ねじりトルク算出手段80
dにより上記数式(41)によりねじりトルクkDθD
求めることができる。
【0079】なお、図13に示される電子回路80の代
りに、図8の電子回路60を用いて、制動時における入
力回転角速度検出手段60a及び入力回転角加速度演算
手段60bの検出結果に基づき、ねじりトルク算出手段
60dにより数式(41)に従って求めることもでき
る。また、自動変速機出力回転センサ56の検出結果を
用いる場合は、同様にして数式(42)によりねじりト
ルクを求めることができる。
【0080】実施例5.上記各実施例では、エンジン出
力トルクTE はスロットル開度θとエンジン回転角速度
ωE から算出するものを示したが、図14に示すエンジ
ン出力トルク特性図のデータをROM42に記憶させて
おいて、吸気管センサ10(図1)により測定した吸気
圧をパラメータとしてエンジン回転角速度ωE からエン
ジン出力トルクTE を求めてもよい。
【0081】実施例6.また、図15に示すエンジン出
力トルク特性図のデータをROM42に記憶させてお
き、エヤフローセンサ3(図1)とエンジン回転数Nか
らエンジンの体積効率を求め、エンジンの体積効率をパ
ラメータとしてエンジン回転角速度ωE に対応するエン
ジン出力トルクTE を求めてもよい。なお、エンジン出
力トルク特性図をマップとして記憶する代りに近似式で
記憶してもよい。
【0082】実施例7.上記各実施例では、FR車につ
いての構成を示したが、FF車(フロントエンジンフロ
ントドライブ車)についてもプロペラシャフト(図1の
符号23)部が存在しないだけで同様に車輪駆動軸のね
じりトルクを検出できる。
【0083】実施例8.また、上記実施例では後2輪駆
動車について説明したが、4輪駆動車においてもエンジ
ンから4輪に至るまでに差動機構を構成している場合に
2輪駆動車と同様に車輪駆動軸のねじりトルクを検出で
きる。この場合、エンジンの出力トルクについて前後輪
分配比及び前後輪の各差動機構における分配係数を上記
実施例1あるいは実施例2におけるのと同様にして与え
る。
【0084】すなわち、エンジン(あるいはプロペラシ
ャフト)の出力トルクは、中央差動装置によって前輪及
び後輪に分配される。この分配比をkCDとすると、数式
(3)は、 ID(dθD/dt)=kDθD−kCD・kTD・kPθP (81) となる。よって、 kDθD=ID(dωD/dt)+kCD・kTD・kPθP (82) である。数式(6)より、 kDθD=ID(dωD/dt) +kCD・kTD・kT(IE(dωE/dt)−TE) (83) となる。ここで、 k4=kCD・kTD・kT (84) とおくと、 kDθD=ID(dωD/dt) +k4(IE(dωE/dt)−TE) (85) となり、2輪駆動車の場合と係数が異なるだけで、同様
にしてねじりトルクを求めることができる。
【0085】実施例9.また、上記実施例においては、
内燃機関がガソリンエンジンであるものについて示した
が、ディーゼルエンジンであるものにおいても、エンジ
ン回転数を燃料ポンプの回転センサ等で検出することに
より、同様にねじりトルクを検出することができる。
【0086】実施例10.車輪のスリップ発生時には、
上記各実施例3あるいは実施例4で検出されるねじりト
ルクkDθDの方向(例えば数式(31)、(41)、
(42)の符号)が反転するため、kDθDによってスリ
ップの発生を検出するスリップ検出装置をうることがで
きる。図16は、スリップ検出装置90の構成を示すブ
ロック図であり、上記実施例1〜9にて説明した本発明
におけるねじりトルク検出装置91と、スリップ判定手
段92とを有する。スリップ検出装置90の検出結果に
基づきスリップ制御手段93により制動力を制御する。
【0087】図17及び図18は制動時及び力行時にお
けるスリップ検出装置90及びスリップ制御手段93の
動作を示すフローチャートである。まず、図17によっ
て制動時の動作を説明する。制動時のスリップ発生によ
り車輪速度が車体速度よりも小さくなる。制動時には、
駆動輪29、30から駆動軸20、21に駆動力が伝達
されてエンジン1を駆動回転させるため、駆動軸20、
21には正のトルク(kDθD>0)が発生する。しか
し、駆動輪29、30を制動するとその駆動力は弱めら
れ、kDθDは減少する。
【0088】従って、図17のステップ300におい
て、ねじりトルク検出装置91で検出されたねじりトル
クkDθDが正の設定値αよりも大きいとスリップ判定手
段92により判定されたときはステップ301へ進み、
スリップ制御手段93が制動力を増大させる。ステップ
300でkDθDが設定値α以下と判定されたときはステ
ップ302へ進み負の設定値βと比較する。kDθDがβ
よりも小さいときは制動力が過大であると判断してステ
ップ303に進み、制動力を減少させる。kDθDがβよ
りも大きいときは、ステップ304にて現状を維持す
る。
【0089】次に、図18によって力行時の動作を説明
する。力行時のスリップ発生により車輪速度が車体速度
よりも大きくなる。力行時にはエンジン1から駆動軸2
0、21を経由して駆動輪29、30に駆動力が伝達さ
れて駆動輪を駆動回転させるため、駆動軸20、21に
は負のトルク(kDθD<0)が発生する。ステップ40
0において、検出されたねじりトルクkDθDが負の設定
値α1より大きいとスリップ判定手段92により判定さ
れたときは、ステップ401に進み、スリップ制御手段
93は駆動力を減少させる。
【0090】ステップ400で負の設定値α1より小さ
いと判定されたときは、駆動力が大きいと判断し、ステ
ップ401に進み、駆動力を減少させる。ステップ40
0で設定値α1以上と判定されたときはステップ402
へ進みkDθDと正の設定値β1と比較する。kDθDがβ
1よりも大きいときは駆動力が小さいと判断してステッ
プ403に進み、駆動力を増大させる。kDθDがβ1よ
りも小さいときは、ステップ404にて現状を維持す
る。なお、駆動力の制御は例えばスロットルアクチュエ
ータのステップモータによって駆動される第2のバルブ
により行う。スリップ制御手段93によりステップモー
タを制御し、第2のバルブの開度を調整し、空気量を加
減することにより行う。
【0091】アンチスキッドブレーキ装置において、ス
リップの発生を検出することは制御上重要であるため、
上記各実施例に示したねじりトルクの検出装置を、例え
ば特開平4ー293655号公報に記載されたアンチス
キッドブレーキ装置における車輪のスリップ検出及び制
御に適用できる。
【0092】実施例11.上記のようなねじりトルク検
出装置によって検出されたトルクkDθDと車輪回転角加
速度(dωW/dt) と車輪の慣性モーメントIW に基
づき、数式(4)、(5)により路面からの力Fを求め
ることができる。すなわち、数式(4)、(5)より、 IB・(dωB/dt)+IW(dωW/dt)=F・r−kDθD (111) IBは小さいので無視して数式(111)を変形する
と、 F・r=IW(dωW/dt)+kDθD (112) となり、この式から力Fを求めることができる。
【0093】この路面からの力Fは、車輪に加わる荷重
をw、路面とタイヤ間の路面摩擦係数をμとすると、 F=μ・w (113) となるため、Fとwとから路面とタイヤ間の路面摩擦係
数μを求めることができる。アンチスキッドブレーキ装
置や例えば特開平3ー273948号公報に示されたト
ラクションコントロールシステムにおいて、路面摩擦係
数μを検出することは制御上重要であるが、この発明に
かかるねじりトルク検出装置を用いて路面摩擦係数μを
検出する路面摩擦係数検出装置を実現できる。
【0094】図19は路面摩擦係数検出装置の構成を示
すブロック図であり、図において91は本発明のねじり
トルク検出装置、94は路面摩擦係数検出手段であり、
路面摩擦検出手段94によりねじりトルク検出手段で検
出されたねじりトルクkDθDに基づいて数式(11
2)、(113)に示される演算を行い、路面摩擦係数
μを算出する。
【0095】実施例12.以上の各実施例においては、
車両を駆動する動力装置が内燃機関の場合について説明
したが、直流電動機や誘導電動機等の場合であってもよ
い。この場合、例えば直流直巻電動機であれば出力トル
クを求めるためのパラメータは、供給電圧、供給電流、
回転速度等であり、可変電圧可変周波数の電源にて駆動
される誘導電動機であれば供給電圧、電源周波数、回転
速度(すべり)等である。
【0096】例えば、数式(31)においてエンジンの
慣性モーメントIEと回転角加速度(dωE/dt)を三
相誘導電動機の慣性モーメントIMと回転角加速度(d
ωM/dt)に置換えてねじりトルクを求めることがで
きる。この場合、図12におけるエンジン回転センサ
6、制動時エンジン回転角速度検出手段70a、制動時
エンジン回転角加速度演算手段70bの代りに、同様の
機能を有する電動機回転センサ、制動時電動機回転角速
度検出手段、制動時電動機回転角加速度演算手段を用い
て三相誘導電動機の諸データを検出する。このように、
電動機の出力トルクを出力トルクを直接測定しなくとも
そのパラメータから容易に知ることができ、上記実施例
で述べたのと同様の方法でねじりトルクを求めることが
できる。
【0097】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1にかか
るねじりトルク検出装置によれば、動力装置の回転加速
度と出力トルクとに基づき車輪駆動軸のねじりトルクを
算出するようにしたので、車輪駆動軸のねじりトルクを
間接的に検出でき、設置の自由度も高い。
【0098】この発明の請求項2にかかるねじりトルク
検出装置によれば、内燃機関の回転加速度と出力トルク
とに基づき車輪駆動軸のねじりトルクを算出するように
したので、車輪駆動軸のねじりトルクを間接的に検出で
き、設置の自由度も高い。
【0099】この発明の請求項3にかかるねじりトルク
検出装置によれば、変速機の回転加速度と変速機トルク
とに基づき車輪駆動軸のねじりトルクを算出するように
したので、車輪駆動軸のねじりトルクを間接的に検出で
き、設置の自由度も高い。
【0100】この発明の請求項4にかかるねじりトルク
検出装置によれば、制動時の動力装置の回転加速度に基
づき車輪駆動軸のねじりトルクを算出するようにしたの
で、制動時の車輪駆動軸のねじりトルクを間接的に検出
でき、設置の自由度も高い。
【0101】この発明の請求項5にかかるねじりトルク
検出装置によれば、制動時の変速機の出力回転加速度に
基づき車輪駆動軸のねじりトルクを算出するようにした
ので、制動時の車輪駆動軸のねじりトルクを間接的に検
出でき、設置の自由度も高い。
【0102】この発明の請求項6にかかるねじりトルク
検出装置によれば、内燃機関の回転速度と内燃機関のス
ロットル開度とに基づき内燃機関の出力トルクを求める
ようにしたので、内燃機関の出力トルクを容易に求める
ことができ、また車輪駆動軸のねじりトルクを間接的に
検出できる。
【0103】この発明の請求項7にかかるねじりトルク
検出装置によれば、内燃機関の回転速度と内燃機関の吸
気圧とに基づき内燃機関の出力トルクを求めるようにし
たので、内燃機関の出力トルクを容易に求めることがで
き、また車輪駆動軸のねじりトルクを間接的に検出でき
る。
【0104】この発明の請求項8にかかるねじりトルク
検出装置によれば、内燃機関の回転速度と内燃機関の体
積効率とに基づき内燃機関の出力トルクを求めるように
したので、内燃機関の出力トルクを容易に求めることが
でき、また車輪駆動軸のねじりトルクを間接的に検出で
きる。
【0105】この発明の請求項9にかかるねじりトルク
検出装置によれば、誘導電動機の出力トルクを誘導電動
機のパラメータに基づき求めるようにしたので、誘導電
動機の出力トルクを容易に求めることができ、また車輪
駆動軸のねじりトルクを間接的に検出できる。
【0106】この発明の請求項10にかかるスリップ検
出装置によれば、ねじりトルク検出装置にて求められた
ねじりトルクの値に基づいて車輪のスリップの発生を検
出するようにしたので、スリップの発生を間接的にかつ
確実に検出できる。
【0107】この発明の請求項11にかかる路面摩擦係
数検出装置によれば、ねじりトルク検出装置にて求めら
れたねじりトルクの値に基づいて車輪と路面との間の摩
擦係数を算出するようにしたので、簡路面摩擦係数を間
接的にかつ正確に検出できる。
【0108】この発明の請求項12にかかるねじりトル
ク検出方法によれば、動力装置のパラメータに基づき動
力装置の出力トルクを求め、動力装置の回転加速度と動
力装置の出力トルクとに基づき車輪駆動軸のねじりトル
クを演算するようにしたので、車輪駆動軸のねじりトル
クを間接的に検出でき、自由度の高いねじりトルク検出
方法を提供できる。
【0109】この発明の請求項13にかかるねじりトル
ク検出方法によれば、内燃機関のパラメータに基づき内
燃機関の出力トルクを求め、内燃機関の回転加速度と内
燃機関の出力トルクとに基づき車輪駆動軸のねじりトル
クを演算するようにしたので、車輪駆動軸のねじりトル
クを間接的に検出でき、自由度の高いねじりトルク検出
方法を提供できる。
【0110】この発明の請求項14にかかるねじりトル
ク検出方法によれば、内燃機関の回転速度と変速機の回
転速度とからトルク比を求め、内燃機関のパラメータか
ら求めた内燃機関の出力トルク及びトルク比に基づき変
速機の変速機トルクを求め、変速機の回転加速度と変速
機トルクとに基づき車輪駆動軸のねじりトルクを演算す
るようにしたので、車輪駆動軸のねじりトルクを間接的
に検出でき、自由度の高いねじりトルク検出方法を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例のトランスミッションが
手動変速機の場合における全体構成を示す構成図であ
る。
【図2】 図1の実施例における電子回路の構成を示す
ブロック図である。
【図3】 図1の実施例における電子回路の内部結線を
示す内部結線図である。
【図4】 図1の実施例における駆動系のモデル図であ
り、(a)図は動力伝達系のモデル、(b)図は車輪部
のモデルである。
【図5】 図1の実施例における電子回路の動作を示す
フローチャートである。
【図6】 図1の実施例におけるスロットル開度をパラ
メータとしてエンジン回転速度とエンジン出力トルクの
関係を示すエンジン出力特性図である。
【図7】 この発明の他の実施例のトランスミッション
が自動変速機の場合における全体構成を示す構成図であ
る。
【図8】 図7の実施例における電子回路の構成を示す
ブロック図である。
【図9】 図7の実施例における駆動系のモデル図であ
り、(a)図は動力伝達系のモデル、(b)図は車輪部
のモデルである。
【図10】 図7の実施例における電子回路の動作を示
すフローチャートである。
【図11】 図7の実施例におけるトルクコンバータ特
性を示すトルクコンバータ特性図である。
【図12】 さらに、この発明の他の実施例における電
子回路の構成を示すブロック図である。
【図13】 さらに、この発明の他の実施例における電
子回路の構成を示すブロック図である。
【図14】 吸気圧をパラメータとしてエンジン回転速
度とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジン出力特
性図である。
【図15】 体積効率をパラメータにしてエンジン回転
速度とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジン出力
特性図である。
【図16】 さらに、この発明の他の実施例の構成を示
すブロック図である。
【図17】 図16の実施例における制動時の動作を示
すフローチャートである。
【図18】 図16の実施例における力行時の動作を示
すフローチャートである。
【図19】 さらに、この発明の他の実施例の構成を示
すブロック図である。
【符号の説明】
1 エンジン 3 エアフロメータ 6 エンジン回転センサ 9 スロットル開度センサ 10 吸気管圧力センサ 20 右駆動軸 21 左駆動軸 25 右駆動輪センサ 26 左駆動輪センサ 27 右輪のブレーキ装置 28 左輪のブレーキ装置 29 右駆動輪 30 左駆動輪 40 電子回路 40a エンジン回転角速度検出手段 40b エンジン回転角加速度演算手段 40c エンジン出力トルク検出手段 40d ねじりトルク算出手段 50 自動変速機 51 トルクコンバータ 52 変速歯車列 55 自動変速機入力回転センサ 56 自動変速機出力回転センサ 60 電子回路 60a 入力回転角速度検出手段 60b 入力回転角加速度演算手段 60c 出力回転角速度検出手段 60d ねじりトルク算出手段 70 電子回路 70a 制動時エンジン回転角速度検出手段 70b 制動時エンジン回転角加速度演算手段 70d ねじりトルク算出手段 80 電子回路 80a 制動時入力回転角速度検出手段 80b 制動時入力回転角加速度演算手段 80d ねじりトルク算出手段 90 スリップ検出装置 91 ねじりトルク検出装置 92 スリップ判定手段 94 路面摩擦係数検出手段

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両を駆動する動力装置の回転速度を検
    出する動力装置回転速度検出手段と、上記動力装置の回
    転速度に基づいて動力装置の回転加速度を演算する動力
    装置回転加速度演算手段と、上記動力装置のパラメータ
    に基づき上記動力装置の出力トルクを求める動力装置出
    力トルク検出手段と、上記動力装置の回転加速度と上記
    動力装置の出力トルクとに基づき車輪を駆動する車輪駆
    動軸のねじりトルクを算出するねじりトルク算出手段と
    を備えたねじりトルク検出装置。
  2. 【請求項2】 車両を駆動する内燃機関の回転速度を検
    出する内燃機関回転速度検出手段と、上記内燃機関の回
    転速度に基づいて内燃機関の回転加速度を演算する内燃
    機関回転加速度演算手段と、上記内燃機関のパラメータ
    に基づき上記内燃機関の出力トルクを求める内燃機関出
    力トルク検出手段と、上記内燃機関の回転加速度と上記
    内燃機関の出力トルクとに基づき車輪を駆動する車輪駆
    動軸のねじりトルクを算出するねじりトルク算出手段と
    を備えたねじりトルク検出装置。
  3. 【請求項3】 車両を駆動する内燃機関の回転速度を検
    出する内燃機関回転速度検出手段と、変速機の回転速度
    を検出する変速機回転速度検出手段と、上記変速機の回
    転速度に基づいて変速機の回転加速度を演算する変速機
    回転加速度演算手段と、上記内燃機関のパラメータから
    求めた上記内燃機関の出力トルク及び上記内燃機関の回
    転速度と上記変速機の回転速度とから求められたトルク
    比に基づき上記変速機の変速機トルクを求める変速機ト
    ルク検出手段と、上記変速機の回転加速度と上記変速機
    トルクとに基づき車輪を駆動する車輪駆動軸のねじりト
    ルクを算出するねじりトルク算出手段とを備えたねじり
    トルク検出装置。
  4. 【請求項4】 車輪の制動時における車両を駆動する動
    力装置の回転速度を検出する制動時動力装置回転速度検
    出手段と、上記制動時における動力装置の回転速度から
    制動時の動力装置の回転加速度を演算する制動時動力装
    置回転加速度演算手段と、上記制動時における動力装置
    の回転加速度に基づき車輪を駆動する車輪駆動軸のねじ
    りトルクを算出するねじりトルク算出手段とを備えたね
    じりトルク検出装置。
  5. 【請求項5】 車輪の制動時における変速機の回転速度
    を検出する制動時変速機回転速度検出手段と、上記制動
    時における変速機の回転速度から制動時の変速機の回転
    加速度を演算する制動時変速機回転加速度演算手段と、
    上記制動時における変速機の回転加速度に基づき車輪を
    駆動する車輪駆動軸のねじりトルクを算出するねじりト
    ルク算出手段とを備えたねじりトルク検出装置。
  6. 【請求項6】 パラメータは、内燃機関の回転速度と内
    燃機関のスロットル開度であることを特徴とする請求項
    2または請求項3記載のねじりトルク検出装置。
  7. 【請求項7】 パラメータは、内燃機関の回転速度と内
    燃機関の吸気圧であることを特徴とする請求項2または
    請求項3記載のねじりトルク検出装置。
  8. 【請求項8】 パラメータは、内燃機関の回転速度と内
    燃機関の体積効率であることを特徴とする請求項2また
    は請求項3記載のねじりトルク検出装置。
  9. 【請求項9】 動力装置は、可変電圧可変周波数の電源
    にて駆動される誘導電動機であることを特徴とする請求
    項1記載のねじりトルク検出装置。
  10. 【請求項10】 請求項1〜請求項9のいずれか1項に
    記載のねじりトルク検出装置にて求められたねじりトル
    クの値に基づいて車輪のスリップを検出することを特徴
    とするスリップ検出装置。
  11. 【請求項11】 請求項1〜請求項9のいずれか1項に
    記載のねじりトルク検出装置にて求められたねじりトル
    クの値に基づいて車輪と路面との間の摩擦係数を算出す
    ることを特徴とする路面摩擦係数検出装置。
  12. 【請求項12】 車両を駆動する動力装置の回転速度を
    検出して動力装置の回転加速度を算出し、上記動力装置
    のパラメータに基づき上記動力装置の出力トルクを求
    め、上記動力装置の回転加速度と上記動力装置の出力ト
    ルクとに基づき車輪を駆動する車輪駆動軸のねじりトル
    クを算出するねじりトルク検出方法。
  13. 【請求項13】 車両を駆動する内燃機関の回転速度を
    検出して内燃機関の回転加速度を算出し、上記内燃機関
    のパラメータに基づき上記内燃機関の出力トルクを求
    め、上記内燃機関の回転加速度と上記内燃機関の出力ト
    ルクとに基づき車輪を駆動する車輪駆動軸のねじりトル
    クを算出するねじりトルク検出方法。
  14. 【請求項14】 車両を駆動する内燃機関の回転速度を
    検出するとともに変速機の回転速度を検出して上記変速
    機の回転加速度を演算し、上記内燃機関の回転速度と上
    記変速機の回転速度とからトルク比を求め、上記内燃機
    関のパラメータから求めた上記内燃機関の出力トルク及
    び上記トルク比に基づき上記変速機の変速機トルクを求
    め、上記変速機の回転加速度と上記変速機トルクとに基
    づき車輪を駆動する車輪駆動軸のねじりトルクを演算す
    るねじりトルク検出方法。
JP6296694A 1994-11-30 1994-11-30 ねじりトルク検出装置、スリップ検出装置、路面摩擦係数検出装置及びねじりトルク検出方法 Pending JPH08152368A (ja)

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