JPS6287823A - Axle dynamometer - Google Patents
Axle dynamometerInfo
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- JPS6287823A JPS6287823A JP22705985A JP22705985A JPS6287823A JP S6287823 A JPS6287823 A JP S6287823A JP 22705985 A JP22705985 A JP 22705985A JP 22705985 A JP22705985 A JP 22705985A JP S6287823 A JPS6287823 A JP S6287823A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車の車軸に作用する各種荷重を測定する
ための車軸動力計に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an axle dynamometer for measuring various loads acting on an axle of an automobile.
自動車の走行中に路面からタイヤを通じて車体に作用す
る動的荷重は、車両の強度計算や安全性はもとより、乗
員・乗客の乗り心地にも直接影響するため、車体設計上
きわめて重要である。そのため、タイヤの回転している
状態の各種荷重を正確に測定できることが望ましい。The dynamic loads that act on the car body from the road surface through the tires while the car is in motion are extremely important in car body design, as they not only directly affect vehicle strength calculations and safety, but also the ride comfort for passengers and passengers. Therefore, it is desirable to be able to accurately measure various loads while the tire is rotating.
しかしながら、タイヤが装着されたホイールの回転しで
いる状態での荷重測定は、測定対象が複雑な複合力であ
って単純なロードセルの発想では測定することができな
い。さらに一般の自動車は、その各部が極めて合理的に
設計されているため、そのままでは測定装置類を取付け
る余裕のないことが多い。そのため、自動車の車軸に作
用する動力を測定するには、被測定対象を大規模に改造
する必要があり、実車に近い状態での測定は困難であっ
た。However, when measuring a load while a wheel to which a tire is attached is still rotating, the object to be measured is a complex complex force, which cannot be measured using a simple concept of a load cell. Furthermore, since each part of a typical automobile is extremely rationally designed, there is often no room to install measuring devices as is. Therefore, in order to measure the power acting on the axle of an automobile, it is necessary to extensively modify the object to be measured, making it difficult to measure it under conditions close to the actual vehicle.
本発明の目的は、走行中の自動車のタイヤを通じて車軸
したがって車体に作用する力を、自動車に大幅な改造を
施すことなしに、高精度で測定可能な車軸動力計を提供
することである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an axle dynamometer that can measure the force acting on the axle and therefore the vehicle body through the tires of a running vehicle with high accuracy without making any major modifications to the vehicle.
この目的は、特許請求の範囲に記載の構成を有する車軸
動力計、すなわち、自動車の車軸に連結すると共に、タ
イヤおよびホイールを装着して回転する連結部と、該連
結部の回転に伴って作用する分力を電気信号に変換する
ための検出部と、前記連結部の回転角度を検出する角度
信号発信器と、そして前記分力を表す信号と前記角度信
号とを演算する回路と、を具備する車軸動力計によって
達成される。This purpose is to provide an axle dynamometer having the structure described in the claims, that is, a connecting part that is connected to the axle of an automobile and rotates with tires and wheels attached thereto, and an axle dynamometer that operates as the connecting part rotates. a detection unit for converting the component force into an electrical signal; an angle signal transmitter for detecting the rotation angle of the connecting portion; and a circuit for calculating a signal representing the component force and the angle signal. This is accomplished by an axle dynamometer.
本発明にかかる車軸動力計によれば、自動車に容易に取
付けることができ、格別の改造は不要である。したがっ
て、実車に近い状態での車軸動力が、短時間でかつ手軽
に高精度測定できることになる。According to the axle dynamometer according to the present invention, it can be easily installed in an automobile, and no special modification is required. Therefore, the axle power under conditions close to those of the actual vehicle can be easily and accurately measured in a short time.
以下、実施例を示す添付図を参照しつつ、本発明を開示
する。Hereinafter, the present invention will be disclosed with reference to the accompanying drawings, which illustrate embodiments.
第１図は、本発明にかかる車軸動力計の構成を示すもの
で、検出部１には必要な分力、例えば６分力を測定する
ための検出素子が取りつけられている。この場合の６分
力は、第２図に示すように、各軸に作用する３つの力Ｆ
Ｘ、 ＦＹ、 Ｆ２゜各軸に作用する３つのモーメント
Ｍｘ、 ＭｖｌＭｚから成るものである。用途によって
は測定する必要がない分力も存在するが、ここでは全体
を示す。FIG. 1 shows the configuration of an axle dynamometer according to the present invention, and a detection section 1 is equipped with a detection element for measuring necessary component forces, for example, six component forces. In this case, the six component forces are the three forces F acting on each axis, as shown in Figure 2.
It consists of three moments Mx and MvlMz that act on each axis: X, FY, F2°. Depending on the application, there may be component forces that do not need to be measured, but the entirety is shown here.
これらの各分力を測定するための検出部１は被測定車軸
に連結され、測定すべき分力を受けて各分力に応じて発
生する機械的歪を電気信号に変換するように貼りつけら
れた各応力に対応する歪ゲージ接続から構成することが
できる。A detection unit 1 for measuring each of these component forces is connected to the axle to be measured, and is attached so as to receive the component force to be measured and convert the mechanical strain generated according to each component force into an electrical signal. can be constructed from strain gauge connections corresponding to each applied stress.
このような検出部１は、各種態様が知られており、その
他の構成を採用することもできるため詳述はしない。検
出部１の回転部で得られた電気出力を固定側に取り出す
ために適当な出力数のチャンネルのスリップリング３が
取りつけられる。このスリップリング３もノイズの影響
を受けることなしに微小出力が正確に取り出し得るもの
でありかつゲージ作動用電流の供給ができるものであれ
ば足り、格別の制限はないので詳述はしない。検出部ｌ
に連なる回転部２の回転角を正確な電気信号に変換する
角度信号発信器５、例えば歯車機構４によって被測定軸
の回転部に連結されたエンコーダが配設される。この角
度信号発信器５としてのエンコーダは、基準となる零信
号Ｚと回転方向を決定するための２つの信号ＡおよびＢ
とを発生すると都合がよい。なお、この角度信号発信器
５としてのエンコーダは、−例であって、角度測定の可
能なレゾルバその他の角度信号の発生できるものであれ
ば同様に使用することができる。Various aspects of such a detection unit 1 are known, and other configurations may be adopted, so a detailed description thereof will not be given. In order to take out the electrical output obtained from the rotating part of the detection part 1 to the stationary side, a slip ring 3 with channels having an appropriate number of outputs is attached. This slip ring 3 is also sufficient as long as it can accurately extract a minute output without being affected by noise and can supply a current for operating the gauge, and there are no particular restrictions, so a detailed explanation will not be given. Detection part l
An angle signal transmitter 5 for converting the rotation angle of the rotating part 2 connected to the shaft into an accurate electrical signal is provided, for example, an encoder connected to the rotating part of the shaft to be measured by a gear mechanism 4. The encoder as the angle signal transmitter 5 receives a zero signal Z as a reference and two signals A and B for determining the rotation direction.
It is convenient to generate this. Note that the encoder as the angle signal transmitter 5 is just an example, and any resolver that can measure angles or any other device that can generate angle signals can be used in the same way.
これらのスリップリング３、歯車機構４およびエンコー
ダ等は回転部を含むためカバー６内に収められている。These slip ring 3, gear mechanism 4, encoder, etc. are housed within a cover 6 because they include rotating parts.
このカバー６の軸方向外部には、零位置表示用のパイロ
ットランプ７と電源および信号の授受を行うケーブル類
を接続するためのレセプタクル８が取りつけられる。な
お、カバー６は、軸方向の運動は許容し、回転方向回転
に対してのみ拘束されているものとする。A receptacle 8 is attached to the outside of the cover 6 in the axial direction to connect the pilot lamp 7 for indicating the zero position and cables for transmitting and receiving power and signals. It is assumed that the cover 6 allows movement in the axial direction and is restricted only to rotation in the rotational direction.
このような本発明にかかる車軸動力計は、上述の検出に
寄与する部分を車軸に連結しさらにタイヤと一体のホイ
ールを取りつけるための連結部９を有する。車軸取付部
９ａは車軸の寸法や取付孔の間隔等を考慮してこれらに
対応し得るように、後述する適当なアダプタを介して取
りつけることができるように構成されている。Such an axle dynamometer according to the present invention has a connecting portion 9 for connecting the portion contributing to the above-mentioned detection to the axle and for attaching a wheel integral with a tire. The axle mounting portion 9a is configured to be able to be mounted using an appropriate adapter, which will be described later, in consideration of the dimensions of the axle, the spacing between mounting holes, and the like.
ホイール取付部９ｂは、測定用に若干改造されたホイー
ルを取りつけることができるように構成されている。The wheel mounting portion 9b is configured so that a slightly modified wheel for measurement can be mounted thereon.
第３図は、本発明にかかる車軸動力計を測定可能状態に
取付けた状態を示す断面図で、図において自動車の駆動
軸１１の先端のホイール取付は用ハブ１２を介して本発
明にかかる車軸動力計の連結部９を取付けた状態を示す
ものである。ホイール取付は用ハブ１２の内側にはブレ
ーキディスク１３が取付けられている。これらの車軸側
には、なんらの改造もなされていないから、車種・年式
等によってサイズの異なるものがある。そこで、ホイー
ル取付は用ハブ１２の間隔やサイズも異なることが多い
。そこで、取付ハブ側に適当なボルト１０によって取り
つけられる第１のアダプタ１４と、この第１のアダプタ
と適合する取付孔を有しさらに連結部９の車軸取付部９
ａと適合する取付孔を有しボルト１６によって締めつけ
られる第２のアダプタ１５とを介在させて取りつける。FIG. 3 is a sectional view showing a state in which the axle dynamometer according to the present invention is installed in a measurable state. This shows the state in which the connecting portion 9 of the dynamometer is attached. A brake disc 13 is attached to the inside of the hub 12 for wheel attachment. Since these axle sides have not been modified in any way, they may vary in size depending on the car model, year, etc. Therefore, when installing wheels, the spacing and size of the hub 12 are often different. Therefore, the first adapter 14 is attached to the mounting hub side with a suitable bolt 10, and the axle mounting part 9 of the connecting part 9 has a mounting hole that matches the first adapter.
A and a second adapter 15 having a matching hole and tightened with a bolt 16 are interposed therebetween.
その結果、少なくとも第１のアダプタ１４を交換するの
みで車両本体側に改造を加えることなしに、多くの車種
に本発明にかかる車軸動力計を取りつけることができる
。As a result, the axle dynamometer according to the present invention can be installed in many types of vehicles by simply replacing at least the first adapter 14 and without modifying the vehicle body.
また、本発明にかかる車軸動力計はタイヤの装着された
実際の状態における動力測定を主目的としているから、
タイヤの装着されたホイールを取りつける必要がある。Furthermore, since the axle dynamometer according to the present invention is mainly intended for measuring power in the actual state where tires are mounted,
It is necessary to install wheels with tires attached.
そのため車軸動力計の連結部９のホイール取付部９ｂに
ホイール取付用アダプタ１７を介してボルト１８によっ
て締めつけられるホイール１９を取りつける。Therefore, a wheel 19 that is tightened with a bolt 18 is attached to the wheel attachment part 9b of the axle dynamometer connection part 9 via a wheel attachment adapter 17.
ホイール１９の取付孔は、本来車軸の取付ハブ１２に合
致するものであるから、本実施例を構成するためには若
干の改造が必要である。通常は、ホイール中心側をやや
大径に切取り、車軸動力計連結部９のホイール取付孔に
適合する孔を設けたものである。しかし、ホイールその
ものの改造は車両側の改造に比して簡単かつ廉価である
。さらに、試験用ホイールを前取って何種類か用意して
おくことにより、その都度改造する必要はなくなり経済
的な測定・試験が実施可能である。Since the mounting hole of the wheel 19 originally matches the mounting hub 12 of the axle, some modification is required to configure this embodiment. Usually, the center side of the wheel is cut out to have a slightly larger diameter, and a hole is provided to fit the wheel mounting hole of the axle dynamometer connection part 9. However, modifying the wheel itself is easier and cheaper than modifying the vehicle. Furthermore, by preparing several types of test wheels in advance, there is no need to modify them each time, and economical measurements and tests can be carried out.
以下、本発明にかかる車軸動力計を使用して車軸に作用
する動力を測定する原理について説明する。第４図は、
自動車に外力Ｆが作用した状態を示す静止座標を示すも
のである。図において、自動車の走行抵抗方向をベクト
ルＸ、そして車重反力方向をベクトルＺ、作用外力をベ
クトルＦ、そして動力計の回転角をθとする。The principle of measuring the power acting on an axle using the axle dynamometer according to the present invention will be explained below. Figure 4 shows
It shows the stationary coordinates indicating a state in which an external force F is applied to the automobile. In the figure, the direction of the vehicle's running resistance is vector X, the direction of vehicle weight reaction force is vector Z, the acting external force is vector F, and the rotation angle of the dynamometer is θ.
第５図は、作用力Ｆを動力計座標軸および静止座標系に
分解したヘクトル図を示すものである。図において作用
外力Ｆを静止座標系の分力ＦＸ、Ｆ２であられすと以下
のようになる。FIG. 5 shows a hector diagram in which the acting force F is decomposed into a dynamometer coordinate axis and a stationary coordinate system. In the figure, if the acting external force F is represented by the component forces FX and F2 in the stationary coordinate system, the result will be as follows.
Ｆ２＝Ｆｓｉｎ φ また、動力計座標軸については、以下のようになる。F2=Fsin φ The dynamometer coordinate axes are as follows.
したがって、Ｆｘ、Ｆｚ 、 Ｆｘ’、Ｆｚ“間には以
下のような関係が成立する。Therefore, the following relationship is established between Fx, Fz, Fx', and Fz.
Ｆ２ ＝ＦＸ’ｓｉｎθ十Ｆ２’ＣＯ３θこのような関
係は、モーメントＭ ｘ、 Ｍ ｚについても同様であ
る。F2 = FX'sinθ+F2'CO3θ Such a relationship is the same for the moments M x and M z.
上記（３）式の演算を適当な演算回路において行うと、
回転座標系で計測した分力を静止座標系の分力に変換す
ることができる。When the above equation (3) is computed using an appropriate arithmetic circuit, we get
A component force measured in a rotating coordinate system can be converted to a component force in a stationary coordinate system.
第６図は、このような演算を行うために適する回路例の
主要部を示す回路図である。なお、作用する動力として
は６分力が考えられるが、ここでは、Ｆ、Ｍ、は回転し
ないものとしている。また、このような演算は、本図の
ような演算回路に限定されることなく、マイクロコンピ
ュータその他の構成を組合せることによっても同様の目
的を達成することができる。FIG. 6 is a circuit diagram showing the main parts of an example circuit suitable for performing such calculations. It should be noted that a six-component force can be considered as the acting power, but here it is assumed that F and M do not rotate. Further, such calculations are not limited to the calculation circuit shown in this figure, and the same purpose can be achieved by combining microcomputers and other configurations.
車軸動力計からの出力信号は、増幅器により電圧増幅さ
れる。一方、エンコーダの出力信号は位相弁別後アンプ
ダウンカウンタを経てｓｉｎ。The output signal from the axle dynamometer is voltage amplified by an amplifier. On the other hand, the encoder output signal passes through an amplifier down counter after phase discrimination and becomes a sin signal.
ｃｏｓに変換され、増幅器出力に乗ぜられる。その結果
得られた信号は、上記（３）式を満足するように加算演
算される。It is converted to cos and multiplied by the amplifier output. The resulting signals are subjected to an addition operation so as to satisfy the above equation (3).
このようにして、本発明にかかる車軸動力計によれば、
回転している動力計からの信号が静止座標系に用意に変
換され、車体に作用する力として計測することが可能と
なる。その結果、自動車本体側に格別の改造を加えるこ
となしにタイヤ付きホイールを装着した状態での動力測
定が可能となり、所期の目的が達成される。In this way, according to the axle dynamometer according to the present invention,
The signals from the rotating dynamometer are easily converted to a stationary coordinate system and can be measured as forces acting on the vehicle body. As a result, it becomes possible to measure the power of a vehicle with tires attached to it without making any special modifications to the vehicle itself, thus achieving the intended purpose.
第１図は、本発明にかかる車軸動力計の構成を示す側面
図、第２図は、６分力の説明図、第３図は、本発明にか
かる車軸動力計と車両側との連結状態を示す断面図、第
４図は自動車に作用する外力のヘクトル方向を示す説明
図、第５図は回転座標と静止座標との関係を示す説明図
そして第６図は、本発明にかかる車軸動力計の信号処理
を行う回路図例である。
図中の主な参照符号の対応は以下の通り。
１：検出部 ２：回転部
３ニスリツプリング
４：歯車機構 ５二角度信号発信器
７：パイロツトランプ
８：レセプタクル
９：連結部
Ｆ：外力
ＭニモーメントFig. 1 is a side view showing the configuration of the axle dynamometer according to the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of six component forces, and Fig. 3 is a state in which the axle dynamometer according to the present invention is connected to the vehicle side. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the hectoral direction of external force acting on the automobile, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between rotating coordinates and stationary coordinates, and FIG. This is an example of a circuit diagram for signal processing of the meter. The correspondence of the main reference symbols in the figure is as follows. 1: Detection part 2: Rotating part 3 Spring ring 4: Gear mechanism 5 Two-angle signal transmitter 7: Pilot lamp 8: Receptacle 9: Connecting part F: External force M moment
Claims (1)
ールを装着して回転する連結部（９）と、該連結部の回
転に伴って作用する分力を電気信号に変換するための検
出部（１）と、前記連結部（９）の回転角度を検出する
角度信号発信器と、そして前記分力を表す信号と前記角
度信号とを演算する回路と、を具備することを特徴とす
る車軸動力計。 ２、特許請求の範囲第１項記載の車軸動力計において、 前記信号を演算する回路が、前記分力を表す信号を所望
レベルに増幅し、角度信号発信器の出力信号の位相にあ
わせて処理を行い、三角関数として乗算および加減算を
行う回路（第６図）として構成される、車軸動力計。[Claims] 1. A connecting part (9) that is connected to the axle of an automobile and rotates with tires and wheels attached thereto, and converts component forces that act as the connecting part rotates into electrical signals. a detection unit (1) for detecting the rotation angle of the connecting unit (9), an angle signal transmitter for detecting the rotation angle of the connecting unit (9), and a circuit for calculating a signal representing the component force and the angle signal. Features an axle dynamometer. 2. In the axle dynamometer according to claim 1, the circuit for calculating the signal amplifies the signal representing the component force to a desired level and processes it in accordance with the phase of the output signal of the angle signal transmitter. An axle dynamometer configured as a circuit (Figure 6) that performs multiplication, addition and subtraction as trigonometric functions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60227059A JPH0643932B2 (en) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | Axle dynamometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60227059A JPH0643932B2 (en) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | Axle dynamometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287823A true JPS6287823A (en) | 1987-04-22 |
| JPH0643932B2 JPH0643932B2 (en) | 1994-06-08 |
Family
ID=16854885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60227059A Expired - Lifetime JPH0643932B2 (en) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | Axle dynamometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643932B2 (en) |
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- 1985-10-14 JP JP60227059A patent/JPH0643932B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0643932B2 (en) | 1994-06-08 |
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