JPH01503258A - 走行中に自動車の振動を監視するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 走行中に自動車の振動を監視するための装置自動車のシャシ−において、車輪振 動によって道路粘着が低下せしめられ、車輪振動及びカルダン軸振動が走行安定 性に敏感に影響を及ぼす、不十分にバランス調整された車両においては、特に８ ０から１２０ｋｍ／ｈの速度範囲で共振現象が生じる。

最近の自動車は、より軽量で振動に対して敏感であり、シャシ−は、改良された 道路状態のためにより複雑になっているので、運転中に回転するすべてのシャシ 一部分は常に重要で困難なものになっている。

従来技術によれば、車輪、ブレーキディスク、カルダン軸その他のすべての回転 する部分は、製造過程において別個にバランス調整されている。従って、バラン ス調整工程は常に単一材料システムに基づいている。車輪、軸等の円筒形部材が 、ｔ；いていの場合２つの平面でダイナミック式にバランス調整されるのに対し て、ブレーキディスク等の円板形部材は、たいてい一つの平面でのみバランス作 業中される。これは一般に定置のバランサーで行われる。しかしながら、自動車 の車輪は、走行中のタイヤが摩耗することにによっても、及びタイヤ交換毎にお いても常に再バランス調整する必要がある。

それぞれ個２りにバランス調整される多数の部分より構成され、個別−残留アン バランスの許容誤差から不都合に高いシステム残留アンバランスが生じる車輪シ ステムにおいては、車両車輪が取り付けられた状態で一平面で再バランス調整さ れる、いわゆるフィニツシユバランサー法も使用される。この方法においては、 危険を越えない範囲でバランス調整され、減衰はバランス作業中に、つまり回転 数に基づいては変わらない点がすぐれている。すべての回転するシステム部分は 製造過程時においてあらかじめバランス調整されているので、危険を越えない範 囲内でのバランスはに則として可能である。これに対して、車輪回転数によって 減衰が変わらないようにしようとする要求は、特に最近のシャシ−においては満 たされていない。このような形式のシャシ−はもっばら、回転数によって減衰が 変わるように設計されている。

回転数に応じて減衰が所望に変化するために、最近のシャシ−においては普通の フィーシュバランサー法によって確寅な測定値は得られない。この方法によって 得られた位置指示によって規定されたアンバランスは、角度ミスが非常に多く、 ２つの解決策が生じることにもなる。このような場合、正しい値は経験的にしか 得られない。従って一般的なフィニシュバランサー法は、最近のンヤシーにおい ては限定的にしか使用できないことが判明した。しかしながらこの方法は、バラ ンス調整しよとする複数材料システムの車両典型的な振動特性を検出するように なっていない限りは、つまり測定値を連続的に基準値と比較するようになでいな い限りは不十分である。

車両車輪の残留アンバランスに従って、回転するアンバランスベクトルが生じる 。このアンバランスベクトルは道路粘着を減少させるように作用し、車輪の振動 を生ぜしめ、またタイヤ摩耗を高める。許容できない程度に大きい残留アンバラ ンスは、例えばバランスウェイトが外れたり、又はタイヤのライニングが部分的 に過度に削り取られたりすることによっても生じるが、組み立てが原因になるこ ともあり、まＩ；シばしば新車時においても存在するものである。フイニシュバ ランサー法を用いた時に確認される測定値の信頼性は限定的でしかないために、 このような残留アンバランスは振動が生じた時に走行中においてのみ確認される 本発明は、自動車の製造業者及び使用者にとって一様に不満足なこのような状態 を取り陳こうとするものである。

この課題は、走行中に自動車の振動を監視するための装置を提供しｔ；ことによ って解決されＩ；。この装置においては、走行中に他のシャシ一部分に対して回 転する、選択されたシステム構成部分が、それぞれのシステム構成部分の支承部 に配置された少なくとも一つの振動センサによって監視され、この振動センサが 、表示装置及び／又は試験アダプタに作用接続されており、それぞれ監視しよう とするシステム構成部分のアンバランスの位置を検出する！；めの無接触の回転 数−及び角度センサ並びに周方向マーキングが配属されている。

本発明による装置は、走行中に、回転するシステム構成部分のバランス状態をチ ェックして、アンバランスが存在する時に大きさ及び位置（周角度）に応じて生 じる回転するアンバランスベクトルを検出して、表示し、基準値と比較し、それ もそれぞれ監視しようとするシステム構成部分のために個別に行うことができる 。基準値の規定は、オリジナル構成部分を有するオリジナル自動車の基準−複数 材料システムで経験的に行われ、この基準値の記憶は電子記憶媒体で行われる選 択されＩ；回転するシステム構成部分は、カルダン軸又はその他のヒンジ軸、特 に車両車輪である。本発明によって実際の道路上走行中に、又は回転試験台上の 模擬走行中に得られた測定値によって、大きさ及び位置に応じて必要なバランス ウェイトを、アンバランスの存在するシステム構成部分に取り付けることができ る。走行中に自動車のシステム構成部分を監視するあめの振動センサを使用する ことは、もちろんすでに公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第２９０５ ９３１号明細書に、車両車輪のタイヤ空気圧及びダンパを監視するための装置が 開示されている。この装置においては、それぞれ監視しようとする車両車輪の指 示構造部に加速センサが配置されており、各加速センサに評価回路が後接続され ていて、この評価回路の出力信号が目標値と比較され及び／又は互いに比較され る。

車両車輪のタイヤ圧を監視するための装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第 ３５４１４９４号明細書により公知である。この装置においては、振動センサが 、それぞれの車両車輪を支持し、走行中にこの車輪と共に振動する部分に接続さ れている。

まｊ；ドイツ連邦共和国特許出願公開第３５４１９０１号明細書には、ステアリ ング及び車輪懸架幾何学形状を自動的ｌ二監視するための、並びにそれぞれの自 動車のステアリングロッドに接続された回転する部分を自動的に監視するための 方法、及びこの方法を実施するための装置が開示されている。この装置において は、ステアリングに生じた回転振動が誘導型信号発生器によって検出されるよう ｌこなっている。

この従来技術に対して、本発明による装置は、（公知の）振動センサを使用して 、回転する自動車構成部分の、大きさ及び位置に応じたアンバランスを検出する 点が異なっている。

本発明は車両車輪のアンバランスを検出することだけｌ：＠定されるものではな く、有利な一檎成要件によれば、各車両車輪の車輪懸架装置に少なくとも一つの 振動センサが配置されている。

車道ｌ；対してほぼＩ角な方向の振動は、ばね−及び緩衝部材によって一般に問 題なく減衰されるが、車輪の道路粘着性は損なわれ、車道に対して平行な面に作 用する振動は、乗車室内で著しく不快に感じられ他のシステム部分を損傷させて これを破壊に至らせるようなバイブレーションを生ぜしめる。この場合、本発明 の別の構成要件によれば、各車両車輪の車輪懸架装置に、車道に対してほぼ平行 に延びる平面で作用する少なくとも一つの振動センサが配置されている。

しかしながら本発明の枠内で、各車両車輪の車輪懸架装置ｌ；、車道に対してほ ぼ平行に延びる平面で作用する２つの振動センサを互いｌ：間隔を保って配置し てもよい。この振動センサは、２つの平面で車両車輪のバランス状態を検査して 、ダイナミックなアンバランスを検出することができる。

本発明の別の構成要件によれば、各車両車輪の車輪懸架装置ｊこ、所属のダンパ のほぼ運動方向で作用する少なくとも一つの振動センサが配置されている。この 振動センサによって検出された振動状態も絶対的に、又は基準値に対するずれと して表示されるか、若しくはボードアダプタを介して照会される。これＩこよっ て、例えば電子プロセッサでダンパ作用の連続的な制御が可能である。

同様に本発明の装置の構成要件においては、ヒンジ軸Ｃカルダン軸）の支承部ｌ ＝少なくとも一つの振動センサを配管してもよい。この振動センサは、走行中に この作用素子から発せられる振動を検出して表示する本発明の装置において使用 されｔ；振動センサ又はセンサは公知である。これは、（硬い）クォーツ振動セ ンサスは（柔軟な）誘導型振動センサであってもよい次に添付の図面を用いて本 発明の装置の一実施例及び、これによって冥旅できる方法について説明する。

第１図は、すべての車両車輪の懸架装置に配置されｌ二水平方向の振動センサを 備えた車両の側面図、第２図は、一点鎖線で示しｌ；輪郭線を有する車両のシャ シ−の平面図、 第３図は、概略的な車輪懸架装置及びばね−緩衝装置を備えた車両車輪の、第１ 図に対して拡大されｌ；側面図、 第４図は、車両車輪の第３図矢印■方向で見た図である。

第１図及び第２図には、４つの車両車輪１１を備えたシャシ−とこのシャシ−上 に載せられた乗車室１２とを有する乗用車ｌＯの概略図が示されている。前車輪 及び後車輪は、本明細書中では詳説しない形式でそれぞれ車軸１３によって互い に接続されている。これらの車輪はヒンジ軸も対象としている。

各車両車輪１】は複数材料−システムを形成しており、特に、車輪軸受１４に回 転可能に取り付けられｔ；車輪ハブ１５と、該車輪ハブ１５に交換可能に取り付 けられたリム１６と、このリム１６Ｊこ嵌め込まれたタイヤ１７と、ディスクブ レーキとを有している。このディスクブレーキのブレーキディスク１８は車輪ハ ブに固く結合されている。ブレーキシュー及びその操作部材は図示されていない 。

各車輪軸受１４は、結合箇所１９で車両のシャシ−にヒンジ接続された、車輪懸 架装置としてのリンク２０によって、垂直方向では不動にしかしながら鉛鷹方向 で可動にシャシ−に支えられている。

各車両車輪１１には水平方向の振動センサ２２が配属されている。この振動セン サ２２は、−固い−クオーツ式振動センサであるか、又は−柔軟な一誘導型振動 センサである。この振動センサは、車輪軸受１４をＵ字形に取り囲む、シャシ− で車輪軸受１４の支承部を伝達するリンク２０の区分２３にそれぞれ配置されて いる。つまり、当該の車輪軸受の、それぞれのリンク２０のヒンジ接続箇所１９ がら離れた方の側に配置されている。さらに、各車輪の内側のリムフランジには マーキング２４が設けられていて、各車輪には、このマーキング２４にそれぞれ 合わせられた、回転数センサ及び角度センサとしての無接触の誘導型信号発生器 ２５が酊属されている。第４図には、外側のリムフランジに固定された２つのバ ランスウェイト２６が示されている。

バランスウェイトが外れＩ；り又はその他の製置でタイヤが部分的に過度に摩耗 することによる、回転する部分ノ余剰アンバランスに従フて常に、自動車走行中 に回転する車両車輪１１にアンバランスが生じると、回転するアンバランスベク トルが生じ、このアンバランスベクトルの水平方向分力が、水平方向に作用する 振動センサ２２によって検出される。それと同時に、無接触の誘導センサとして 構成された回転数−及び角度センサが確認したアンバランスの位置を検出する。

コノアンバランスは、その大きさ及び位置に応じて、第１図に一点鎖線で示され た適当な伝達経路２７を介して、このような形式の車両の乗車室内、例えば計器 板に設けられた、同様に概略的にのみ示された表示装置２８によって表示される か、又は、蕗１図で車両のトランクルーム内に暗示された試験アダプタ２９を介 して公知形式で照会される。

これによって、本発明による方法を用いれば、この方法を実施するための装置を 使用することによって、走行中に車輪システムが連続的に監視され、時折生じる アンバランスが、その発生に応じて大きさ及び位置に基づく絶対値として、又は 基準値からのずれとじて直ちに表示される。これによって走行中に、従来技術に おいて取り外された車輪を定置のバランサーでバランス調整する場合と同様の測 定データが得られる。この測定データによって、車輪のリムの正確な位置にバラ ンスウェイトを取り付けることができる。これは一般にリムの外側フランジに行 われる。しかしながらバランスウェイトをリムの内側フランジに取り付けてもよ い。

取り外された車輪を定置のバランサーでバランス調整するのとは異なり、本発明 の特別な利点は、リム及びこれに嵌め込まれたタイヤだけがバランスされるので はなく、走行時に回転する車輪システムの、アンバランスが生じる可能性のある すべての部分が、その都度の車両の典型的なデータを考慮してバランスされる。

本発明によれば、定置のバランサーにおいて公知の形式で、測定面３０内に存在 する水平な振動センサ２２に対して軸方向で間隔を保って別の振動センサを例え ば補償面３１に設ければ、ダイナミックにバランス調整することもできる。こう すれば、補償面３０′。

３１′に延びる外側及び内側のリムフランジにバランスウェイトを取り付けるこ とによって、このような形式の車輪システムのダイナミックなバランス調整が行 われる。

ムー 国際調査報告 −ｂ＊ｓａｌ　＾−−−ｍ、　Ｐ−、ｌ’：ｌＥ　ＢＥ１０二２：Ｓ国際調査報 告 ：＝εａ！１１２４５ ＳＡ　２１ε５６

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．走行中に他のシャシー部分に対して回転する、選択されたシステム構成部分 が、それぞれのシステム構成部分（１１）の支承部（１４，２０，２３）に配置 された少なくとも一つの振動センサ（２２）によって監視され、この振動センサ が、表示装置（２８）及び／又は試験アダプタ（２９）に作用接続されており、 それぞれ監視しようとするシステム構成部分のアンバランスの位置を検出するた めの無接触の回転数一及び角度センサ（２５）並びに周方向マーキング（２４） が配属されていることを特徴とする、走行中に自動車の振動を監視するための装 置。
2. ２．車両車輪のアンバランスを検出するために、各車両車輪（１１）の車軸懸架 装置（２０，２３）に少なくとも一つの振動センサ（２２）が配置されている、 請求項１記載の装置。
3. ３．各車両車輪（１１）の車輪懸架装置（２０，２３）に、車道に対してほぼ平 行に延びる平面で作用する少なくとも一つの振動センサ（２２）が配置されてい る、請求項２記載の装置。
4. ４．各車両車輪（１１）の車軸懸架装置（２０，２３）に、車道に対してほぼ平 行に延びる平面で作用する２つの振動センサが互いに間隔を保って配置されてい る、請求項２記載の装置。
5. ５．各車両車輪（１１）の車輪懸架装置（２０，２３）に、所属のダンパのほぼ 運動方向で作用する少なくとも一つのの振動センサが配置されている、請求項２ から４までのいずれか１項記載の装置。
6. ６．ヒンジ軸（カルダン軸）の支承部に少なくとも一つの振動センサが配置され ている、請求項１記載の装置。
7. ７．振動センサ（２２）が、（硬い）クオーツ振動センサ又は（柔軟な）誘導型 振動センサである、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。