(57)【要約】【課題】自動変速機を装着した車両でエンジン出力を正確に測定することができる自動変速車両のエンジン出力トルク測定装置を提供する。【解決手段】本発明に係るトルク測定装置は、エンジン出力要素とトルクコンバータ入力要素に各々締結できるように形成され、エンジン出力要素からトルクコンバータ入力要素へのトルク伝達に対応して弾性的に変形するように形成されるドライブプレート、歪みゲージ、及び歪みゲージから出力される電気信号に基づいてトルク信号を生成するトルク測定回路を含み、自動変速機が装着された車両のエンジン出力要素からトルクコンバータ入力要素に伝達されるトルクを正確に測定することができる。【選択図】図２
2006052836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン出力要素からトルクコンバータ入力要素に伝達されるトルクを測定するトルク測定装置において、
前記エンジン出力要素と前記トルクコンバータ入力要素に各々締結できるように形成され、前記エンジン出力要素から前記トルクコンバータ入力要素へのトルク伝達に対応して弾性的に変形するように形成されるドライブプレート；
前記ドライブプレートに装着される少なくとも一つの歪みゲージ；及び
前記歪みゲージに電気信号を印加して、前記歪みゲージから出力される電気信号を受信するように前記歪みゲージに電気的に連結され、前記歪みゲージから出力される電気信号に基づいてトルク信号を生成するトルク測定回路；
を含むことを特徴とするトルク測定装置。
【請求項２】
前記ドライブプレートは、
前記エンジン出力要素に締結できるように形成される第１締結部；
前記トルクコンバータ入力要素に締結できるように形成される第２締結部；及び
前記第１締結部と前記第２締結部を連結する複数の連結部；を含み、
前記複数の連結部は、相互間の距離が均等でないように配置され、
前記歪みゲージは、隣接する連結部との距離が相対的に大きい連結部に装着されることを特徴とする、請求項１に記載のトルク測定装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つの歪みゲージは一対の歪みゲージから構成され、前記一対の歪みゲージは、前記連結部の両側面の実質的に同一な位置に取り付けられ、
前記連結部の長さ方向の中心より一側に偏心した位置に取り付けられることを特徴とする、請求項２に記載のトルク測定装置。
【請求項４】
前記トルク測定回路は、
電源供給装置から供給された交流電源を直流電源に変換する第１モジュール；
前記第１モジュールから直流電源の印加を受け、前記歪みゲージに電気信号を印加し、前記歪みゲージから出力される電気信号を受信してこれをデジタル信号に変換する第２モジュール；及び
前記第１モジュールから直流電源の印加を受け、前記第２モジュールから前記デジタル信号を受信してこれを出力する第３モジュール；
を含むことを特徴とする、請求項１に記載のトルク測定装置。
【請求項５】
前記第１、第２、及び第３モジュールは前記ドライブプレートに固定され、
前記第３モジュールは、デジタル信号の無線送信のためのアンテナを含むことを特徴とする、請求項４に記載のトルク測定装置。
【請求項６】
前記電源供給装置は、
１次コイル；及び
前記１次コイルと所定の間隔をおいて前記ドライブプレートに装着される２次コイル；
を含むことを特徴とする、請求項４に記載のトルク測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトルク測定装置に係り、より詳しくは、自動変速機車両のエンジンから出力されるトルクを測定する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの効率を高めるためにはエンジン自体の効率だけでなく、動力伝達効率を高めることが重要である。
動力伝達効率を高めるためには、エンジン稼動状態で、エンジンの出力及び各動力伝達段階での伝達動力を測定することが必須である。
一般に、軸によって伝達される動力はトルクメータを利用して測定されている。トルクメータは既に商品化されており、測定対象によって適したトルクメータを選んで適用できる。
例えば特許文献１には、車両のエンジン稼動中のエンジンから出力されるトルクを測定できる装置が開示されている。
また、非特許文献１乃至４には、商品化されたトルクメータを車両のエンジンに装着してエンジントルクを測定する技術が記載されている。
しかし、前述の特許文献１及び非特許文献１乃至４に記載されたトルク測定装置を装着するためには、車両のエンジンマウンティング部の構造を大幅に変更する必要があった。従って、実際に量産車に適用するのは困難な技術である。
【０００３】
一般に、エンジン出力を変速機に伝達する装置は、シングルマスフライホイール（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｍａｓｓ  Ｆｌｙｗｈｅｅｌ）、デュアルマスフライホイール（Ｄｕａｌ  Ｍａｓｓ  Ｆｌｙｗｈｅｅｌ）、ドライブプレート（Ｄｒｉｖｅ  Ｐｌａｔｅ）に分類される。
【０００４】
図１は、従来の技術によるドライブプレートを示す図である。
図１を参照すれば、ドライブプレート１は、外側に変速機トルクコンバータと結合するボルト孔２、及び内側にエンジンクランクシャフトと結合するボルト孔３が形成される。
即ち、ドライブプレート１は、エンジンクランクシャフトと自動変速機のトルクコンバータを連結する板であって、この両者間でトルクを伝達する役割を果たす。特許文献１に記載された従来技術では、シングルマスフライホイールにのみ適用可能である。
自動変速機車両の場合には、エンジンから変速機に伝達される動力を測定することがさらに重要である。
しかし、ドライブプレートによって伝達される動力を測定することができる装置はまだ商品化されていない。また、従来の技術は、商品化されたトルクメータがエンジンと変速機との間に装着するためには、車両のエンジンマウンティング部を大幅に変更しなければならないという問題点があった。
【特許文献１】大韓民国特許第１９９９−００８４９８１号公報
【非特許文献１】自動車技術者協会論文（ＳＡＥ  ＴＰ：Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  Ｔｅｃｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓ）２０００−０１−３０９６
【非特許文献２】自動車技術者協会論文（ＳＡＥ  ＴＰ）２００１−０１−１３３５
【非特許文献３】自動車技術者協会論文（ＳＡＥ  ＴＰ）２００２−０１−１１４３
【非特許文献４】自動車技術者協会論文（ＳＡＥ  ＴＰ）２００３−０１−３２０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、自動変速機を装着した車両でエンジン出力を正確に測定することができる自動変速車両のエンジン出力トルク測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るエンジン出力要素からトルクコンバータ入力要素に伝達されるトルクを測定するトルク測定装置は、エンジン出力要素とトルクコンバータ入力要素に各々締結できるように形成され、エンジン出力要素からトルクコンバータ入力要素へのトルク伝達に対応して弾性的に変形するように形成されるドライブプレート、ドライブプレートに装着される歪みゲージ、及び前記歪みゲージに電気信号を印加し、歪みゲージから出力される電気信号を受信するように歪みゲージに電気的に連結され、歪みゲージから出力される電気信号に基づいてトルク信号を生成するトルク測定回路を含む。
また、ドライブプレートは、エンジン出力要素に締結できるように形成される第１締結部、トルクコンバータ入力要素に締結できるように形成される第２締結部、及び第１締結部と第２締結部を連結する複数の連結部を含み、複数の連結部は、相互間の距離が均等でないように配置され、歪みゲージは、隣接する連結部との距離が相対的に大きい連結部に装着される。
【０００７】
また、歪みゲージは、連結部の両側面の実質的に同一な位置に取り付けられ、連結部材の長さ方向の中心より一側に偏心した位置に取り付けられる。
また、トルク測定回路は、電源供給装置から供給された交流電源を直流電源に変換する第１モジュール、第１モジュールから直流電源の印加を受け、歪みゲージに電気信号を印加し、歪みゲージから出力される電気信号を受信してこれをデジタル信号に変換する第２モジュール、及び第１モジュールから直流電源の印加を受け、第２モジュールからデジタル信号を受信してこれを出力する第３モジュールを含む。
第１、第２、及び第３モジュールはドライブプレートに固定され、第３モジュールは、デジタル信号の無線送信のためのアンテナを含む。
また、電源供給装置は、１次コイル、及び１次コイルと設定された間隔をおいて前記ドライブプレートに装着される２次コイルを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るトルク測定装置は、自動変速機を装着した車両でのエンジン出力を正確に測定することができる。
また、このトルク測定装置は、車両のエンジン作動時にエンジン出力をモニタリングできるだけでなく、変速機効率、エンジン効率などを正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施例は、ドライブプレートを用いてエンジン出力を変速機に伝達する自動変速機車両において、エンジンと変速機の間に伝達されるトルクを測定することができるトルク測定装置に関する。
【００１０】
図２は、本発明の実施例によるドライブプレートの構成を示す図である。
図２に示すように、本発明の実施例によるエンジン出力要素（出力軸）１８（図６参照）からトルクコンバータ入力要素（入力軸）１７（図６参照）に伝達されるトルクを測定するトルク測定装置は、ドライブプレート４、一対の歪みゲージ１２、２２（図３参照）、及びトルク測定回路５００（図５参照）を含む。少なくとも一つの歪みゲージ（即ち、１ケ所に設ける歪測定デバイスは）は、一対（２個）の歪みゲージ１２、２２をから構成され、本実施例では２ケ所に二対（４個）の歪みゲージを設ける。
【００１１】
ドライブプレート４は、エンジン出力要素１８とトルクコンバータ入力要素１７に各々締結できるように形成され、エンジン出力要素１８からトルクコンバータ入力要素１７へのトルク伝達に対応して弾性的に変更するように形成される。歪みゲージ１２、２２はドライブプレート４に装着される。
トルク測定回路５００は歪みゲージ１２、２２に電気信号を印加し、歪みゲージ１２、２２から出力される電気信号を受信するように、歪みゲージ１２、２２に電気的に連結される。
また、トルク測定回路５００は、歪みゲージ１２、２２から出力される電気信号に基づいてトルク信号を生成する。
【００１２】
エンジン出力要素１８及びトルクコンバータ入力要素１７が装着されるように、ボルト孔５、６がドライブプレート４に形成される。
本発明の実施例によるドライブプレート４は、従来の技術によるドライブプレートをそのまま置き換えて装着することができる。
【００１３】
図３は、図２のＡ部分を拡大して示す図である。
図３に示すように、本発明の実施例によるドライブプレート４は、第１締結部８、第２締結部９、及び複数の連結部７、１０を含む。
即ち、ドライブプレート４は、第１締結部８、３個の第２締結部９、及び複数の連結部７、１０を含む。
第１締結部８はエンジン出力要素１８に締結されるように形成され、第２締結部９はトルクコンバータ入力要素１７に締結されるように形成される。
第１締結部８のボルト孔５にはエンジン出力要素１８が締結され、第２締結部９のボルト孔６にはトルクコンバータ入力要素１７が締結される。
複数の連結部７、１０は第１締結部８と第２締結部９を連結し、複数の連結部７、１０は、相互間の距離が均等でないように配置される。図３の実施例では、連結部７／連結部１０間の距離が、連結部７／連結部７間の距離より長い。また、一対の歪みゲージ１２、２２は、隣接する連結部７（以下、第２連結部という）との距離が相対的に大きい連結部１０（以下、第１連結部という）の両側面に装着される。
【００１４】
ドライブプレート４の剛性は、連結部７の厚さ、幅、長さ、及び個数によって決められる。ドライブプレート４の剛性が大き過ぎると、伝達されたトルクによる変形が小さ過ぎてトルクを測定するのが難しく、剛性が小さ過ぎると、伝達されたトルクによってドライブプレートが損われる恐れがある。
従って、本発明の実施例では、ドライブプレート４が適切な剛性を有するように複数の連結部７、１０を含む。
【００１５】
本実施例では、複数の連結部７、１０は３個の第１連結部１０と２４個の第２連結部７を含むが、これに限定されないことは自明である。本発明の実施例による連結部材は２ｍｍ（厚さ）、５ｍｍ（幅）、２０ｍｍ（長さ）の寸法で形成される。
第１連結部１０には、トルクによる変形量が大きく発生するように、第１連結部１０と第２連結部７との間の距離は広く形成される。
【００１６】
歪みゲージ１２、２２は、第１連結部１０の両側面に取り付けられて電気信号を発生させる。
歪みゲージ１２、２２は、第１連結部１０の両側面の実質的に同一な位置に取り付けられるが、第１連結部１０の長さ方向の中心より一側に偏心した位置に取り付けられる。
本発明の実施例で、歪みゲージ１２、２２は、第１連結部１０の全体長さの１／４地点に取り付けられることを特徴とする。
また、本発明の実施例では、エンジンから出力されるトルクを正確に測定するために、４個の歪みゲージ１２、２２を２ケ所の第１連結部１０に装着する（２個の連結部材に各２個ずつ）。
また、４個（二対）の歪みゲージ１２、２２はフル（ｆｕｌｌ）ブリッジを形成する。フルブリッジは回路を構成する方法の一つであり、これについては当業者に自明なことであるので、ここでは説明を省略する。
【００１７】
歪みゲージ１２、２２は、ドライブプレート４に装着されてドライブプレート４と共に回転するので、歪みゲージ１２、２２に電源を供給したり、歪みゲージ１２、２２から出力される電気信号を外部に伝達できる装置が必要である。
本発明の実施例では、トルク測定回路５００が前述の役割を果たす。
【００１８】
図４は、本発明の実施例によるトルク測定回路５００の構成を示す図であり、図５は、トルク測定回路のモジュールを示す図である。
図４及び図５に示すように、トルク測定回路５００はボルト孔１１に結合され、第１モジュール１３、第２モジュール１４、及び第３モジュール１５を含む。
第１モジュール１３は、電源供給装置６００（図６参照）から供給された交流電源を直流電源に変換する。また、第１モジュール１３は、変換された直流電源を第２及び第３モジュール１４、１５に電線（図示せず）を通して供給する。
第２モジュール１４は、第１モジュール１３から直流電源の供給を受け、歪みゲージ１２、２２に電気信号を印加し、出力される電気信号を受信してこれを増幅して、デジタル信号に変換する。
第３モジュール１５は、第１モジュール１３から直流電源の供給を受け、第２モジュール１４からデジタル信号を受信してこれを出力する。
本発明の実施例では、第３モジュール１５は無線通信を行うブルートゥース（ｂｌｕｅ  ｔｏｏｔｈ）で構成されるのが好ましいが、これに限定されるわけではない。
前述のように、電源供給装置６００は各モジュールに電源を供給し、電源供給装置６００についての詳細な内容は後述する。
【００１９】
図５を参照すれば、夫々のモジュール１３、１４、１５は、ドライブプレート４の第２締結部９の間に形成されたボルト孔１１に固定される。第３モジュール１５は、デジタル信号を外部に出力するためのアンテナ１６を含む。
本発明の実施例で第１、第２、及び第３モジュール１３、１４、１５は、モジュールの保護のために金属材で形成されたケース内に配置される。
しかし、第３モジュール１５のアンテナ１６は、無線送信のために第３モジュール１５のケースの外部に突出する。
【００２０】
図６は、電源供給装置を示す図である。
図６に示すように、電源供給装置６００は、１次コイル１９及び２次コイル２０を含む。
１次コイル１９は車両の停止部品、例えば、シリンダーブロックに装着される。
２次コイル２０は、１次コイル１９と設定された間隔をおいてドライブプレート４に結合される。この時、設定された間隔は１ｍｍが好ましい。
即ち、２次コイル２０は、ドライブプレート４に固定されることにより、２次コイルがドライブプレート４と共に回転し、１次コイル１９は車両の停止部品に付着されるので１次コイル１９は停止する。
１次コイル１９の中心は、２次コイル２０が回転しながら形成された軌跡の中心と一致する。
本実施例では、１次コイル１９は２個設けるが、１次コイル１９の個数は当業者に適宜決める設計事項であるので、２個に限定されない。
１次コイル１９には外部から交流電源が供給され、２次コイル２０は１次コイル１９によって励振（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）されることによって、電源を供給を受けるようになる。
本発明の実施例による電源供給装置６００は電磁気誘導（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）によったものであり、当業者には自明であるので、詳細な説明は省略する。
【００２１】
上記の説明及び図面には寸法、形状、数等を特定する記載があるが、これは本発明の全般的な理解を助けるために示されたものであり、本発明がそれらに限定されるわけではない。本発明の技術的思想の範囲で様々な実施形態に変更することが可能であることは言うまでもない。
また、本発明の要旨と直接関係のない公知技術の詳細な説明は省略した。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の技術によるドライブプレートを示す図である。
【図２】本発明の実施例によるドライブプレートの斜視図である。
【図３】図２のＡ部分を拡大して示す図である。
【図４】本発明の実施例によるトルク測定回路を示す図である。
【図５】トルク測定回路のモジュールを示す図である。
【図６】電源供給装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１、４  ドライブプレート
２、３、５、６、１１  ボルト孔
７、１０  連結部
８    第１締結部
９    第２締結部
１２、２２  歪みゲージ
１３  第１モジュール
１４  第２モジュール
１５  第３モジュール
１６  アンテナ
１７  トルクコンバータ入力要素
１８  エンジン出力要素
１９  １次コイル
２０  ２次コイル
５００  トルク測定回路
６００  電源供給装置
【図１】
2006052836.tif 000003
【図２】
2006052836.tif 000004
【図３】
2006052836.tif 000005
【図４】
2006052836.tif 000006
【図５】
2006052836.tif 000007
【図６】
2006052836.tif 000008