JPH0735632A - 構造体の応力測定装置 - Google Patents

構造体の応力測定装置

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JPH0735632A
JPH0735632A JP22495293A JP22495293A JPH0735632A JP H0735632 A JPH0735632 A JP H0735632A JP 22495293 A JP22495293 A JP 22495293A JP 22495293 A JP22495293 A JP 22495293A JP H0735632 A JPH0735632 A JP H0735632A
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Osao Miyazaki
長生 宮崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】車両のアンチロックブレーキシステム装置を構
成する要素となり得る、路面摩擦力・横力・垂直荷重・
駆動トルク・ブレーキトルク・路面摩擦係数等の応力を
計測する際に、特別な事後処理を行わずに、応力センサ
ー単体でクロストークの影響を受けない応力測定装置を
提供することを目的としている。 【構成】構造体に加わる応力を測定する応力センサーの
取付位置を、構造体に加わる全ての外力方向からそれぞ
れ単独に外力を加えてときの応力出力値より、測定目的
以外の応力値が最少または極小となり、かつ測定目的の
応力値が出力される位置を選択し、該選択位置に応力セ
ンサーを取り付けることにより、クロストーク等の雑音
を減少させる構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の急制動時に車輪
のロック(固着)を防止するアンチロックブレーキ装置
(ABS)又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を構成する要素となり
得る、路面摩擦力・横力・垂直荷重・・駆動トルク・ブ
レーキトルク・路面摩擦係数などを検出する車軸廻り等
の構造体の応力を測定する測定装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】車両の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を構成する要素となる、路面
摩擦力・横力・垂直荷重・駆動トルク・ブレーキトルク
・路面摩擦係数どを検出する車輪作用力測定としては、
従来から種々開発され色々と提案されているが、従来の
ものは車体速度を正確に把握するために、対地速度セン
サーや車体減速度センサーなどを必要とし、装置が複雑
となり精度に問題があり、路面と車輪の間の作用に関す
る力学量を直接測定する装置が要求されていた。本出願
人は上記要求を解決すべく先に特願平3−130840
号(特開平4−331336号)として、車軸又は車軸
近傍に孔を設け、歪ゲージを取着した応力検出センサー
を、上記孔に目的とする応力若しくは荷重に応じて歪ゲ
ージを適当な方向に配向させて埋設固着し、車軸又は車
軸近傍に生じる任意の応力若しくは荷重等の応力を直接
測定できる、車輪作用力測定装置を提案した。ところ
が、車軸又は車軸近傍には、車輪に作用する路面摩擦力
と垂直荷重及び横力により曲げ変形にともなう複雑なせ
ん断歪や、ブレーキ作動時のブレーキトルク及び駆動時
の駆動トルクによるねじれ変形にともなうせん断歪が生
じるので、孔の設置場所の選択如何によって応力検出セ
ンサーによる検出信号がクロストークに左右されるとい
う問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかる問題点に鑑み本
発明は、特別な事後処理を行わずに、応力センサー単体
でクロストークの影響を受けない応力測定装置を提供す
ることを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、構造体に加わる応力測定用の応力センサー取り付け
位置を、その構造体に加わる全ての外力方向からそれぞ
れ単独に外力を加えたときの応力出力値より、測定目的
以外の応力値が最小または極小となり、かつ測定目的の
応力値が出力される位置に取り付けることで、クロスト
ーク等の雑音項を減少させる構成となっている。
【0005】請求項2に記載の本発明は、請求項1に記
載の構造体の応力測定装置に於て、上記構造体が車両の
車軸廻りの構造体であって、車軸にかかるねじりトルク
と垂直荷重と進行方向の路面摩擦力及び進行方向と直角
の路面摩擦力をそれぞれ単独に加えたときの応力出力値
より、ねじりトルクと垂直荷重及び進行方向と直角の路
面摩擦力が最小または極小となり、かつ進行方向の路面
摩擦力の出力が得られる位置に応力センサーを取り付け
る構成になっている。
【0006】請求項3に記載の本発明は、請求項1に記
載の構造体の応力測定装置に於て、上記構造体が車両の
車軸廻りの構造体であって、車軸にかかるねじりトルク
と垂直荷重と進行方向の路面摩擦力及び進行方向と直角
の路面摩擦力をそれぞれ単独に加えたときの応力出力値
より、ねじりトルクと垂直荷重及び進行方向の路面摩擦
力が最小または極小となり、かつ進行方向と直角の路面
摩擦力の出力が得られる位置に応力センサーを取り付け
る構成になっている。
【0007】請求項4に記載の本発明は、請求項1に記
載の構造体の応力測定装置に於て、上記構造体が車両の
車軸廻りの構造体であって、車軸にかかるねじりトルク
と垂直荷重と進行方向の路面摩擦力及び進行方向と直角
の路面摩擦力をそれぞれ単独に加えたときの応力出力値
より、ねじりトルクと進行方向の路面摩擦力及び進行方
向と直角の路面摩擦力が最小または極小となり、かつ垂
直荷重出力が得られる位置に応力センサーを取り付ける
構成になっている。
【0008】請求項5に記載の本発明は、請求項1に記
載の構造体の応力測定装置に於て、上記構造体が車両の
車軸廻りの構造体であって、車軸にかかるねじりトルク
と垂直荷重と進行方向の路面摩擦力及び進行方向と直角
の路面摩擦力をそれぞれ単独に加えたときの応力出力値
より、垂直荷重と進行方向と直角の路面摩擦力及び進行
方向の路面摩擦力が最小または極小となり、かつねじり
トルクの出力が得られる位置に応力センサーを取り付け
る構成となっている。
【0009】請求項6に記載の本発明は、請求項2及び
請求項4に記載の路面摩擦力測定装置及び垂直荷重測定
装置に於て、路面摩擦力から垂直荷重を除算することに
より路面摩擦係数を得る構成となっている。
【0010】
【作用】請求項1に記載の本発明では、構造体に加わる
応力測定のセンサー取り付け位置を、その物体に加わる
全ての外力方向からそれぞれ単独に外力を加えたときの
応力出力値より、測定目的以外の応力値が最小または極
小となり、かつ測定目的の応力値が出力される位置に応
力センサーを取付けることで、クロストーク等の雑音項
を効果的に減少させ目的の応力を測定することが出来
る。
【0011】請求項2に記載の本発明では、車軸廻りの
構造体の応力測定装置に於て、車軸にかかるねじりトル
クと垂直荷重と進行方向の路面摩擦力及び進行方向と直
角の路面摩擦力をそれぞれ単独に加えたときの応力出力
値より、ねじりトルクと垂直荷重及び進行方向と直角の
路面摩擦力が最小または極小となり、かつ進行方向の路
面摩擦力の出力が得られる位置に応力センサーを取り付
けることにより、クロストークにほとんど影響されるこ
となく路面摩擦力を計測することができる。
【0012】請求項3に記載の本発明では、車軸廻りの
構造体の応力測定装置に於て、車軸にかかるねじりトル
クと垂直荷重と進行方向の路面摩擦力及び進行方向と直
角の路面摩擦力をそれぞれ単独に加えたときの応力出力
値より、ねじりトルクと垂直荷重及び進行方向の路面摩
擦力が最小または極小となり、かつ進行方向と直角の路
面摩擦力の出力が得られる位置に応力センサーを取り付
けることにより、クロストークにほとんど影響されるこ
となく横力を計測することができる。
【0013】請求項4に記載の本発明では、車軸廻りの
構造体の応力測定装置に於て、車軸にかかるねじりトル
クと垂直荷重と進行方向の路面摩擦力及び進行方向と直
角の路面摩擦力をそれぞれ単独に加えたときの応力出力
値より、ねじりトルクと進行方向の路面摩擦力及び進行
方向と直角の路面摩擦力が最小または極小となり、かつ
垂直荷重出力が得られる位置に応力センサーを取り付け
ることにより、クロストークにほとんど影響されること
なく垂直荷重を計測することができる。
【0014】請求項5に記載の本発明では、車軸廻りの
構造体の応力測定装置に於て、車軸にかかるねじりトル
クと垂直荷重と進行方向の路面摩擦力及び進行方向と直
角の路面摩擦力をそれぞれ単独に加えたときの応力出力
値より、垂直荷重と進行方向と直角の路面摩擦力及び進
行方向の路面摩擦力が最小または極小となり、かつねじ
りトルクの出力が得られる位置に応力センサーを取り付
けることにより、クロストークにほとんど影響されるこ
となくブレーキトルクや駆動トルクのねじりトルクを計
測することができる。
【0015】請求項6に記載の本発明では、請求項2及
び請求項4に記載の路面摩擦力測定装置及び垂直荷重測
定装置に於て、路面摩擦力から垂直荷重を除算すること
で路面摩擦係数を得ることにより、クロストークにほと
んど影響されない路面摩擦係数を得ることができる。
【0016】
【実施例】ここに示す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は請求項1に記載の応力測定装置の
一実施例を示す手順系統図で、この図にもとづいて説明
する。 計測対象物である複雑な形状の構造体に、実際に加
わる全ての外力方向を調べる で調べた外力方向のうち、測定目的の外力をその
計測対象物に外力として加えた場合の応力分布をFEM
解析を用いて得る で調べた外力以外の全ての外力方向に対して、
と同様の方法で、各々の応力分布を得る で得た応力分布(測定目的以外の外力による応力
分布)を重ね合わせて、その応力値合計が最小または極
小となる位置または範囲を選択する で選択した位置または範囲と、で得た応力分布
を重ね合わせて、で選択の位置または範囲内で応力分
布の最も大きい値の位置を選択する もし、で選択可能の位置が無ければ、にもどっ
て次点の位置または範囲を選択し、の手順を実行する またはで選択した位置に応力センサーを取り付
ける この手順で取り付けた応力センサーを使用した応力測定
装置は、単独の応力センサーで測定目的以外のクロスト
ークを減少させた応力測定が可能となる。
【0017】図2は請求項1のもう一つの実施例を示す
手順系統図で、この図にもとづいて説明する。 ▲A▼ 計測対象物である複雑な形状の構造体に、実際
に加わる全ての外力方向を調べる ▲B▼ 計測対象物である複雑な形状の構造体に、複数
個の応力センサーを仮に取り付ける ▲C▼ ▲A▼で調べた全ての外力方向から、計測対象
物に、それぞれ単独に外力を加え、その時の全応力セン
サーの出力値をそれぞれ個別に記録する ▲D▼ ▲C▼で得た記録値から測定目的以外の外力に
よる記録値を応力センサー毎に全て加算する ▲E▼ 各応力センサー毎に、測定目的の外力を加えた
ときの記録値と▲D▼で加算した合計値との比率(S/
N比)を算出記録し、これを仮設応力センサー位置と比
率とでグラフにプロットする ▲F▼ ▲E▼で得たグラフを基に、その中の記録した
各応力センサー毎のS/N比の一番良い位置を、測定目
的の外力測定の応力センサーとする ▲G▼ 手順▲F▼ので最適の応力センサーが特定出来
ない場合は、仮に取り付けた応力センサーの取付位置を
変更して再度同じ手順を実施するか、プロットしたグラ
フを基に内そう法または外そう法で最適な応力センサー
取付位置を決定する この手順で決定した応力センサーを使用した応力測定装
置は、単独の応力センサーで測定目的以外のクロストー
クを減少させた応力測定が可能となる。
【0018】請求項2は、車軸に外力として加わる方向
は、ねじりトルク、垂直荷重、進行方向の路面摩擦力及
び進行方向と直角の路面摩擦力である。外力として加わ
るこれらの4方向から、測定目的を進行方向の路面摩擦
力として、上記請求項1の実施例を実行することで、路
面摩擦力測定装置が実現できる。
【0019】また、請求項3、4、5、6も請求項2の
路面摩擦力測定装置で、「進行方向の路面摩擦力」を各
々「進行方向と直角の路面摩擦力」、「垂直荷重」及び
「ねじりトルク」と置き換えることで、それぞれ、横力
測定装置、垂直荷重測定装置及びねじりトルク測定装置
が得られる。また、路面摩擦力測定装置の出力値を垂直
荷重測定装置の出力値で除算した出力を得ることで路面
摩擦係数測定装置が得られる。なお上記実施例では車両
の車軸廻りの構造体について述べたが、本発明は車両に
限定されることなく他の複雑な構造体にも適用可能であ
る。
【0020】
【効果】本発明によれば、車軸廻り等の構造体に於ける
応力センサーの信号出力へのクロストークを効果的に減
少でき、車軸に適用して、路面摩擦力、横力、垂直荷
重、ブレーキトルク、駆動トルク、路面摩擦係数等の車
軸作用力を正確に測定することができ、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の制御に於
いて必要な入力信号の信頼性が格段に向上するため、あ
らゆる路面の状況での制御判断が素早くかつ正確にな
る。このように、車両のアンチロックブレーキ装置、並
びにトラクションコントロール装置の性能に格段の向上
をもたらすものでその効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載の本発明の一実施例を示す手順
系統図である。
【図2】請求項1に記載の本発明の他の実施例の1つを
示す手順系統図である。
【符号の説明】 、、、、、 手順番号 ▲A▼、▲B▼、▲C▼、▲D▼、▲E▼、▲F▼、▲
G▼ 手順番号
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年6月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項6
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
は、構造体に加わる応力測定用の応力センサー取り付け
位置を、その構造体に加わる全ての外力方向からそれぞ
れ単独に外力を加えたときの応力出力値より、測定目的
以外の応力値が最小または極小となり、かつ測定目的の
応力値が出力される位置に取り付けることで、クロスト
ーク等の雑音を減少させる構成となっている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】
【作用】請求項1に記載の本発明では、構造体に加わる
応力測定の応力センサー取り付け位置を、その物体に加
わる全ての外力方向からそれぞれ単独に外力を加えたと
きの応力出力値より、測定目的以外の応力値が最小また
は極小となり、かつ測定目的の応力値が出力される位置
に応力センサーを取付けることで、クロストーク等の雑
音を効果的に減少させ目的の応用を測定することが出来
る。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】構造体に加わる応力を測定する応力センサ
    ーの取り付け位置を、構造体に加わる全ての外力方向か
    らそれぞれ単独に外力を加えたときの応力出力値より、
    測定目的以外の応力値が最小または極小となり、かつ測
    定目的の応力値が出力される位置を選択し、該選択位置
    に応力センサーを取り付けることにより、クロストーク
    等の雑音項を減少させることを特徴とする構造体の応力
    測定装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の構造体の応力測定装置に
    於て、上記構造体が車両の車軸廻りの構造体であって、
    車軸にかかるねじりトルクと垂直荷重と進行方向の路面
    摩擦力及び進行方向と直角の路面摩擦力をそれぞれ単独
    に加えたときの応力出力値より、ねじりトルクと垂直荷
    重及び進行方向と直角の路面摩擦力が最小または極小と
    なり、かつ進行方向の路面摩擦力の出力が得られる位置
    に応力センサーを取り付け車軸の路面摩擦力を計測する
    ようにしたことを特徴とする構造体の応力測定装置。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の構造体の応力測定装置に
    於て、上記構造体が車両の車軸廻りの構造体であって、
    車軸にかかるねじりトルクと垂直荷重と進行方向の路面
    摩擦力及び進行方向と直角の路面摩擦力をそれぞれ単独
    に加えたときの応力出力値より、ねじりトルクと垂直荷
    重及び進行方向の路面摩擦力が最小または極小となり、
    かつ進行方向と直角の路面摩擦力の出力が得られる位置
    に応力センサーを取り付け車軸の横力を計測するように
    したことを特徴とする構造体の応力測定装置。
  4. 【請求項4】請求項1に記載の構造体の応力測定装置に
    於て、上記構造体が車両の車軸廻りの構造体であって、
    車軸にかかるねじりトルクと垂直荷重と進行方向の路面
    摩擦力及び進行方向と直角の路面摩擦力をそれぞれ単独
    に加えたときの応力出力値より、ねじりトルクと進行方
    向の路面摩擦力及び進行方向と直角の路面摩擦力が最小
    または極小となり、かつ垂直荷重出力が得られる位置に
    応力センサーを取り付け車軸の垂直荷重を計測するよう
    にしたことを特徴とする構造体の応力測定装置。
  5. 【請求項5】請求項1に記載の構造体の応力測定装置に
    於て、上記構造体が車両の車軸廻りの構造体であって、
    車軸にかかるねじりトルクと垂直荷重と進行方向の路面
    摩擦力及び進行方向と直角の路面摩擦力をそれぞれ単独
    に加えたときの応力出力値より、垂直荷重と進行方向と
    直角の路面摩擦力及び進行方向の路面摩擦力が最小また
    は極小となり、かつねじりトルクの出力が得られる位置
    に応力センサーを取り付け車軸のねじりトルクを計測す
    るようにしたことを特徴とする構造体の応力測定装置。
  6. 【請求項6】請求項2及び請求項4に記載の構造体の応
    力測定装置に於て、路面摩擦力から垂直荷重を除算する
    ことにより路面摩擦係数を得ることを特徴とする構造体
    の応力測定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001108702A (ja) * 1999-10-13 2001-04-20 Toyota Motor Corp 悪路判定装置および悪路判定方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03273948A (ja) * 1989-12-15 1991-12-05 Nippon Denshi Kogyo Kk 車輪の軸トルク検出装置、垂直荷重検出装置、路面摩擦係数検出装置、荷重検出装置、車両のアンチロックブレーキ装置、並びに車両のトラクシヨンコントロール装置

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