JPH06241922A - 車輪作用力測定装置 - Google Patents

車輪作用力測定装置

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JPH06241922A
JPH06241922A JP5065891A JP6589193A JPH06241922A JP H06241922 A JPH06241922 A JP H06241922A JP 5065891 A JP5065891 A JP 5065891A JP 6589193 A JP6589193 A JP 6589193A JP H06241922 A JPH06241922 A JP H06241922A
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Abstract

(57)【要約】 〔目的〕せん断応力検出装置に混入するブレーキトルク
（稔れトルク）成分を除去する車輪作用力測定装置を提
供する。 〔構成〕応力検出センサーの歪ゲージからなるａ，ｂ，
ｃ，ｄの４個のセンサーセグメントをロジック的に４個
のブリッジ回路を構成し、各ブリッジ回路の出力をｂ／
（ａ＋ｂ）−ｃ／（ｃ＋ｄ）＝Ａ（せん断歪相当分）の
値を求める演算回路とｂ／（ａ＋ｂ）−ｄ／（ｃ＋ｄ）
＝Ｂ（ブレーキトルク成分相当分）の値を求める演算回
路とにそれぞれ入力し、両演算回路の出力をＡ−αＢ＝
Ｃ（ブレーキトルク成分を除去したせん断応力）の値を
求める演算回路に入力して、せん断応力検出装置に混入
したブレーキトルク成分を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
〔０００１〕 〔産業上の利用分野〕本発明は、同一出願人の特願平３
−１３０８４０号の改良に関し、詳しくは車両の急制動
時に単輪のロック（固着）を防止するアンチロックブレ
ーキ装置（ＡＢＳ）または加速時に車輪の過大なスリッ
プを防止するトラクションコントロール装置（ＴＣＳ）
を構成する要素となり得る、路面摩擦力、路面摩擦係数
等の車輪に作用する作用力を測定する車軸作用力測定装
置に関するものである。 〔０００２〕 〔従来の技術〕本出願人は、先に特願平３−１３０８４
０号として、車軸または車軸近傍に孔を設け、路面摩擦
力検出センサーまたは路面摩擦係数検出センサーなどの
応力検出センサーを、上記孔に応力中心軸線上に配設さ
れるよう直接または隔離材を介して埋設固定し、応力検
出センサーの検出信号をブリッジ回路からなる信号処理
回路で処理するようにした車輪作用力測定装置を提案し
た。 〔０００３〕 〔発明が解決しようとする課題〕上記の車輪作用力測定
装置のものでは、車軸・車体等の複雑な構造により、ブ
レーキトルクの応力中心軸上の理想的位置から応力検出
センサー及びセンサーセグメントが若干ずれることがあ
り、この場合信号処理回路のブリッジ出力にせん断応力
の他にブレーキトルク（捻れトルク）成分が混入するこ
ととなる。従って、このような場合には、正確な路面摩
擦力や路面摩擦係数等の応力が検出されず、精度の高い
アンチロックブレーキ装置やトラクションコントロール
装置が得られないので、ブレーキトルクによるフロスト
ークを除去する必要がある。本発明は、上記の点に鑑み
て提案されたもので、車輪に作用する応力を検出するに
際し、応力検出センサー出力に混入するブレーキトルク
成分を自動的に除去することを、目的としている。 〔０００４〕 〔課題を解決するための手段〕上記目的を達成するため
に提案された本発明に係わる請求項１に記載の車輪に作
用する応力測定装置は、１個の薄い基板の表裏へ歪ゲー
ジからなる４個のセンサーセグメントを取着した応力検
出センサーを、車両の車軸または車軸近傍の応力中心軸
線上に付設したせん断応力検出装置であって、上記応力
検出センサーはセンサーセグメントが切替え接続できる
ブリッジ回路に構成され、せん断応力検出装置に混入し
たブレーキトルク成分を求めた後、該ブレーキトルク成
分を補正項としてせん断応力検出装置から除去するよう
になっている。 〔０００５〕請求項２に記載の本発明は、１個の薄い基
板の表裏へ歪ゲージからなる４個のセンサーセグメント
を取着した応力検出センサーを、車両の車軸または車両
近傍の応力中心軸線上に付設したせん断応力検出装置で
あって、上記応力検出センサーはセンサーセグメントが
切替え接続できるブリッジ回路に構成されており、下方
向に対して９０度（Ｆ方向）切替えることにより横応力
（サイドフォース）を検出することがてきるようになっ
ている。 〔０００６〕請求項３に記載の本発明は、請求項１に記
載の車輪に作用する応力測定装置に於て、応力検出セン
サーの歪ゲージからなるａ，ｂ，ｃ，ｄの４個のセンサ
ーセグメントをロジック的に４個のブリッジ回路を構成
し、各ブリッジ回路の出力をｂ／（ａ＋ｂ）−ｃ／（ｃ
＋ｄ）＝Ａ（せん断歪相当分）の値を求める演算回路
と、ｂ／（ａ＋ｂ）−ｄ／（ｃ＋ｄ）＝Ｂ（ブレーキト
ルク成分相当分）の値を求める演算回路とにそれぞれ入
力し、両演算回路の出力をＡ−αＢ＝Ｃ（ブレーキトル
ク成分を除去したせん断歪）の値を求める演算回路に入
力して、せん断応力検出装置に混入したブレーキトルク
成分を除去するようになっている。 〔０００７〕請求項４に記載の本発明は、請求項１及び
３に記載の車輪に作用する応力測定装置に於て、同一基
板に歪ゲージからなる応力検出センサーを適宜間隔を置
いて複数個取着した応力検出センサー体を、車両の車軸
または車軸近傍の応力中心軸線上に付設してせん断応力
検出装置を構成し、上記応力検出センサー体の各応力検
出センサーの歪ゲージからなる４個のセンサーセグメン
トをロジック的に４個のブリッジ回路に形成して応力検
出センサーの数に対応した複数個の論理回路を構成し、
各論理回路のせん断歪相当分Ａの値を求める演算回路の
出力及びブレーキトルク成分相当分Ｂの値を求める演算
回路の出力とを、せん断歪相当分の値の傾向判断演算回
路及びブレーキトルク成分相当分の値の傾向判断演算回
路とに入力し、この両傾向判断演算回路の出力を比較演
算回路に入力して、せん断応力検出装置に混入したブレ
ーキトルク成分を除去するようになっている。 〔０００８〕 〔作用〕請求項１に記載の本発明に係わる車輪作用力測
定装置においては、応力検出センサーのセンサーセグメ
ントの接続を任意に変更させることができ、所望する応
力を優先的に選択検出するよう設定して、せん断応力検
出装置に混入したブレーキトルク成分を除去することか
できる。
〔０００９〕請求項２に記載の本発明に係わる車輪作用
力測定装置においては、応力検出センサーのセンサーセ
グメントの接続を９０度即ちＦ方向に切替えることによ
り、横応力（サイドフォース）を検出することができ
る。 〔００１０〕請求項３に記載の本発明に係わる車輪作用
力測定装置においては、応力検出センサーを構成する４
個のセンサーセグメントによりロジック的に形成した４
個のブリッジ回路によって、各々せん断歪相当分とブレ
ーキトルク成分相当分を検出して、その出力をこれらの
値を求める演算回路で演算して求め、両演算回路の出力
をせん断歪相当分の値からブレーキトルク成分相当分の
値を除去した値を求める演算回路に入力させて演算し、
せん断応力検出装置に混入したブレーキトルク成分がロ
ジックブロックで除去されることになる。 〔００１１〕請求項４に記載の本発明に係わる車輪作用
力測定装置においては、一枚の基板に取着した複数個の
応力検出センサーに対応した複数個の論理回路で各々せ
ん断歪相当分とブレーキトルク成分の相当分の値を検出
して、各論理回路の出力をせん断歪相当分の値の傾向判
断演算回路及びブレーキトルク成分相当分の傾向判断演
算回路に入力させ、この両傾向判断演算回路で各々複数
個のせん断歪相当分の値及び複数個のブレーキトルク成
分相当分の値から演算により傾向を選択して、その選択
された各々の出力を比較演算回路に入力し、演算により
せん断歪相当分からブレーキトルク相当分を除去して、
複数個の応力検出センサーの中から理想的な最適位置に
ある応力検出センサーが自動的に選択され、せん断応力
検出装置に混入したブレーキトルク成分がロジックブロ
ックで除去されることになる。 〔００１２〕 〔実施例〕以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。なおここに示すものは好ましい実施形態の一
例であって、特許請求の範囲はここに示す実施例に限定
されるものではない。図１は本発明の応力検出センサー
の一例を示す斜視図である。この応力検出センサーＦ
は、エポキシ樹脂等のプラスチック、金属板、シリコン
材等からなる薄い基板１の表裏面に金属抵抗線歪ゲージ
からなる４個の歪ゲージａ，ｂ，ｃ，ｄを表面及び裏面
に各々２個をクロスさせて粘着して構成され、ストラッ
ト型のサスペンショシ構造を有する自動車の非駆動車輪
の車軸または車軸近傍の応力中心軸線上に直接取着する
かもしくは孔を設けその孔の中に埋設して、車輪に作用
する路面摩擦力や路面摩擦係数等の応力を検出する。 〔００１３〕応力を検出する場合上記応力検出センサー
Ｆの４個の歪ゲージａ，ｂ，ｃ，ｄを第２図示のように
ブリッジ回路Ｄ１を構成し、その出力端子２，３から応
力を信号の形で取り出すが、センサーセグメントａ，
ｂ，ｃ，ｄ（歪ゲージ）は外部応力による応力検出セン
サーＦの薄い基板１の歪により表裏に配置された４個の
センサーセグメシトａ，ｂ，ｃ，ｄは、車両の進行方向
を図１の矢印イの方向とすると、応力付加前の図３の
（３−１）の１０，１１の状態からせん断歪に対する変
化は図３の（３−２）のように表裏１２，１３が略同一
変化となる。一方ブレーキトルクによる歪は応力中心軸
線を挟む対称位置にセンサーセグメントａ，ｂ，ｃ，ｄ
が配置されているので、薄い基板１に対し稔れトルクと
なり図３の（３−３）の１４，１５に示すように左右の
押し方が逆で大きさが等しいものとなる。 〔００１４〕従って図２のブリッジ構成の場合、せん断
応力に対しては、ａ＝ｃ，ｂ＝ｄの関係から出力が得ら
れ、ブレーキトルク（稔れトルク）に対しては、ａ＝
ｃ，ｂ＝ｄの関係から出力が０となり、ブリッジ回路の
出力はせん断応力のみとなる。ところが上記のブレーキ
トルク（稔れトルク）が０出力となる場合は、応力検出
センサーＦが理想的に応力中心軸線上に一致して配設さ
れたときであり、車体の構造上応力検出センサーの取付
技術などの点から応力検出センサーを車軸または車軸近
傍の応力軸線上に正確に一致させて配置することは至難
の業であり、多くの場台応力検出センサーが応力中心軸
線から若干ズレで配設されるのか普通であり、この場合
回路の出力にはブレーキトルク（稔れトルク）成分が含
まれることになる。ところでブリッジ回路を、図４に示
すようにセンサーセグメント（歪ゲージ）ｄとｃを入れ
替えて構成することにより、せん断応力の場合は、ａ＝
ｃ，ｂ＝ｄとなり出力は０で、ブレーキトルク（稔れト
ルク）の場合は、ａ≠ｃ，ｂ≠ｄの条件となりブレーキ
トルク成分を検出することができる。 〔００１５〕そこで図２に示したブリッジ回路Ｄ１と図
４に示したブリッジ回路Ｄ２とを図５に示すようにモー
ド切替えスイッチＳＷ１とＳＷ２で切替え接続すること
により、１つのブリッジ回路で図２に示すブリッジ回路
Ｄ１と同様のブレーキトルク成分が混入した応力を検出
し、次いでモード切替えスイッチの切替えにより図４に
示すブリッジ回路Ｄ２と同様のブレーキトルク成分のみ
を検出して、ブレーキトルク成分が混入した検出応力値
からブレーキトルク成分のみの検出値を除去して、ブレ
ーキトルク成分のないせん断応力を得ることができる。 〔００１６〕図６はブリッジ回路Ｄ１とＤ２の切替え接
続をロジックブリッジ的に構成した請求項３に記載した
本発明の実施例で、４個のセンサーセグメントａ，ｂ，
ｃ，ｄが各々独立したブリッジ回路２１，２２，２３，
２４を構成し、同一電源ｅに接続され、各ブリッジ回路
の出力端は増幅器ＡＰを介して演算回路３１及び３２に
接続されロジックブリッジＬを構成している。演算回路
３１は図２のブリッジ回路Ｄ１と同一の演算即ちｂ／
（ａ＋ｂ）−ｃ／（ｃ＋ｄ）＝Ａ（せん断歪相当分）の
値を求めるもので、演算回路３２は図４のブリッジ回路
Ｄ２と同一の演算即ちｂ／（ａ＋ｄ）−ｄ／（ｃ＋ｄ）
＝Ｂ（ブレーキトルク成分）の値を求めるもので、両演
算回路の出力を更に演算回路３３に入力してこの演算回
路３３でＡ−αＢ＝Ｃ（ブレーキトルク成分を除去した
せん断歪）の値を求め、ブレーキトルク成分を除去した
検出信号が得られるようになっている。なおαは実測的
に決定される係数である。 〔００１７〕図７は請求項４に記載された本発明に使用
される応力検出センサー体Ｆ’の実施例を示すもので、
同一の薄い基板１に図１に示した４個の歪ゲージからな
る応力検出センサーＦと同様の応力検出センサーＦ１，
Ｆ２，Ｆ３を適宜間隔を置いて配設し一体化したもの
で、車軸または車軸近傍に直接付設するかまたは車軸ま
たは車軸近傍に設けた孔に埋設して、各応力検出センサ
ーＦ１，Ｆ２，Ｆ３毎に図８に示すように図６と同様の
ロジックブリッジからなる論理回路Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を
構成し、各論理回路の演算回路３１，３２の出力を各々
せん断歪相当分の値の傾向判断演算回路４０及びブレー
キトルク成分の値の傾向判断演算回路４１に入力して、
せん断歪相当分の値Ａの傾向を読み取ると共にブレーキ
トルク（稔れトルク）成分の値Ｂの傾向を読み取り、両
傾向判断演算回路の出力を、その出力値ＧとＨの比率が
せん断歪相当分の出力値Ｇの信号成分が最大になるよう
な仮想線（図９のｇ）を求める演算回路４２に入力し、
演算処理によってブレーキトルク成分を除去した仮想線
ｇを求めることができる。 〔００１８〕 〔発明の効果〕本発明の請求項１及び２に記載の車輪作
用力測定装置によれば、応力検出センサーのセンサーセ
グメントを任意に切替え接続して、所望の応力を検出で
き、ブレーキトルク成分を除去した応力を簡易に得るこ
とができる。 〔００１９〕本発明の請求項３に記載の車輪作用力測定
装置によれば、車体や車軸の複雑な構造により通常のブ
リッジ構成では除去できないブレーキトルク（稔れトル
ク）成分を、応力検出センサーのセンサーセグメントを
ロジックブリッジに構成することにより、せん断応力検
出値に混入したブレーキトルク（稔れトルク）成分を除
去した応力を検出できる格別の利点を有する。 〔００２０〕また、請求項４に記載の本発明によれば、
車体や車軸の構造上ブレーキトルク成分が最小となる応
力中心軸線上に応力検出センサーを配置できない場合や
応力中心軸線が明確に規定できない場合でも、せん断応
力相当出力とブレーキトルク成分の傾向を読み取り、自
動的に最適値を選択してブレーキトルク成分を除去した
応力を検出できる独特の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
〔図１〕本発明の車輪作用力測定装置に用いる応力検出
センサーの斜視図。 〔図２〕図１に示した応力検出センサーのセンサーセグ
メントのブリッジ回路図。 〔図３〕図２に示したブリッジ回路のセンサーセグメン
トの抵抗値の変化を示す説明図。 〔図４〕センサーセグメントの接続関係を異ならしめた
ブリッジ回路図。 〔図５〕センサーセグメントの接続を切替え接続できる
ブリッジ回路図。 〔図６〕本発明の請求項３に記載された車輪作用力測定
装置のハード構成の一例を示すブロック図。 〔図７〕本発明の請求項４に記載された車輪作用力測定
装置に用いる応力検出センサー体の斜視図。 〔図８〕本発明の請求項４に記載された車輪作用力測定
装置のハード構成の一例を示すブロック図。 〔図９〕応力中心軸線の仮想線を求める説明図。 〔符号の説明〕 Ｆ 応力検出センサー １ 薄い基板 ａ，ｂ，ｃ，ｄ センサーセグメント（歪ゲージ） Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ ブリッジ回路 Ｓ１〜Ｓ４ モード切替えスイッチ ２，３ 出力端子 ３１，３２，３３ 演算回路 Ｆ’ 応力検出センサー体 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 論理回路 ４０，４１，４２ 演算回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 〔請求項１〕１個の薄い基板の表裏へ歪ゲージからなる
    ４涸のセンサーセグメントを取着した応力検出センサー
    を、車両の車軸または車軸近傍の応力中心軸線上に付設
    したせん断応力検出装置であって、上記応力検出センサ
    ーは、センサーセグメントが切替え接続できるブリッジ
    回路に構成され、せん断応力検出装置に混入したブレー
    キトルク成分を求めた後、該ブレーキトルク成分を補正
    項としてせん断応力検出装置から除去して車輪に作用す
    る応力を検出するようにしたことを特徴とする車輪作用
    力測定装置。
  2. 〔請求項２〕１個の薄い基板の表裏へ歪ゲージからなる
    ４個のセンサーセグメントを取着した応力検出センサー
    を、車両の車軸または車軸近傍の応力中心軸線上に付設
    したせん断応力検出装置であって、上記応力検出センサ
    ーは、センサーセグメントが切替え接続できるブリッジ
    回路に構成されており、下方向に対して９０度切替える
    ことにより横応力（サイドフォース）を検出するように
    したことを特徴とする車輪作用力測定装置。
  3. 〔請求項３〕請求項１に記載の車輪作用力測定装置に於
    て、応力検出センサーの歪ゲージからなるａ，ｂ，ｃ，
    ｄの４個のセンサーセグメシトをロジック的に４個のブ
    リッジ回路を構成し、各ブリッジ回路の出力をｂ／（ａ
    ＋ｂ）−ｃ／（ｃ＋ｄ）＝Ａ（せん断歪相当分）の値を
    求める演算回路と、ｂ／（ａ＋ｂ）−ｄ／（ｃ＋ｄ）＝
    Ｂ（ブレーキトルク成分相当分）の値を求める演算回路
    とにそれぞれ入力し、両演算回路の出力をＡ−αＢ＝Ｃ
    （ブレーキトルク成分を除去したせん断応力）の値を求
    める演算回路に入力して、せん断応力検出装置に混入し
    たブレーキトルク成分を除去するようにしたことを特徴
    とする車輪作用力測定装置。
  4. 〔請求項４〕請求項１及び３に記載の車輪作用力測定装
    置に於て、同一基板に歪ゲージからなる応力検出センサ
    ーを適宜間隔を置いて複数個取着した応力検出センサー
    体を、車両の車軸または車軸近傍の応力中心軸線上に付
    設してせん断応力検出装置を構成し、上記応力検出セン
    サー体の各応力検出センサーの歪ゲージからなる４個の
    センサーセグメントをロジック的に４涸のブリッジ回路
    を形成して応力検出センサーの数に対応した複数個の論
    理回路を構成し、各論理回路のせん断歪相当分Ａの値を
    求める演算回路の出力及びブレーキトルク成分相当分Ｂ
    の値を求める演算回路の出力とを、せん断歪相当分の値
    の傾向判断演算回路及びブレーキトルク成分相当分の値
    の傾向判断演算回路とに入力し、この両傾向判断演算回
    路の出力を比較演算回路に入力して、せん断応力検出装
    置に混入したブレーキトルク成分を除去するようにした
    ことを特徴とする車輪作用力測定装置。
JP5065891A 1993-02-15 1993-02-15 車輪作用力測定装置 Expired - Fee Related JP2791452B2 (ja)

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