JPH03295437A - 車両振動試験方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両振動試験方法に係り、特に、自動車などの
車両を実際に走行させたときに車両に加わる振動を実振
動波形データとして収集し、この収集した実振動波形デ
ータに基づいて電気油圧式サーボ振動試験機によって車
両に振動を与えることにより、車両を実走行させること
なく各種の振動試験を行うことができるようにした車両
振動試験方法に関するものである。

〔従来の技術〕

このような車両振動試験を行うには、実際に車両を走行
させたときに得られた実振動波形データに基づいて車両
に加える振動の再現性が必要である。

従来上記実振動波形データは、車両を悪路面で実走行さ
せ、その際車両の車軸の運動を加速度波で捉え、これを
データレコーダに記録することによって収集している。

その後実験室内において、この実振動波形データに基づ
いて加振機を運転して車両のタイヤの下から振動を加え
、このとき車軸の部分で検出した振動の振動波形データ
が上記実振動波形データと同じになるように、ＲＰＣ（
Ｒｅｍｏｔｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ）
手法によって加振機の出力を制御するようにしていた。

ＲＰ　Ｃ（Ｒｅｍｏｔｅ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｃｏｎ
ｔｒｏｌ）手法の概略を第４図に基づいて説明すると、
加振機１は単体で閉ループにより制御され、信号を入力
するとそれに従い動作しようとする。ＲＰＣでは、この
閉ループにコンピュータ（ＣＰｔＪ）２より与えた信号
をＤＡ変換器３を通して与える。そしてこの信号により
、加振した結果が得られる測定点のデータを出力として
ＡＤ変換器４を通してＣＰＵ２に入力する。ＣＰＵ２は
、このデータにより処理を行う。この加振機１の閉ルー
プの外側に紐み込まれているループによる波形制御の機
構がＲＰＣとなる。図において、加振機制御部全てがＲ
Ｐ　Ｃでは要素として扱われる。シミｊ−レーション用
の実振動波形データはＡＤ変換器４を通してＣＰ　Ｕ２
に取り込む。なお、１°ａは加振機１に付属されたサー
ボ弁、５は加速度センサ、６は変位センサ、７は加算点
、８は加速度アンプ、９は変位アンプ、１０はサーボア
ンプである。

また、加振機１が複数存在するマルチチャンネルＲＰＣ
の場合には、システム」二では第５図のようにＤＡ変換
器及びＡＤ変換器の入出力数が加振機の数だけ増加する
ことになる。

次に、上記ＲＰＣがどのように行われるかを具体的な操
作の手順に従って説明する。

手順は大きく分けて４つのステップからなり、まず最初
の第１のステップにおいて、目標波形の作成を行う。す
なわち、外部よりの目標波信号を入力し、具体的には第
６図（ａ）に示すように、データレコーダ１１に収めた
測定データをＡＤ変換器１２を通してＣＰｔＪ２に入力
して外部データファイル２ａとして保存する。続いて、
目標波形を作成し、具体的には第６図（ｂ）に示すよう
に、外部入力データ２ａの処理を行い、ＲＰＣを行うだ
めの目標データファイル２ｂを作成する。処理とと７で
は、不用部分の削除や周波数成分のカットなどである。

次の第２のステップにおいては、伝達関数の測定を行い
、具体的には第６図（Ｃ）に示すように、ＣＰ［Ｊ２で
作成したバーストランダム波で加振を行い、その応答の
測定信号より伝達関数を求め、この求めた伝達関数によ
ってデータファイル２ｃを作成する。

第３のステップにおいては、補正操作を行う。

すなわち、初回制御波の作成を行い、具体的には第６図
（ｄ）に示すように、作成した目標データファイル２ｂ
と求めた伝達関数データファイル２ｃより補正操作初回
の制御波形データファイル２ｄを作成する。その後加振
の実行を行い、具体的には第６図（ｅ）に示すように、
作成された制御波形を出力し、加振すると共にその応答
の測定信号を同期して入力し、応答波データファイル２
ｅを作成する。続いて断制御波形の作成を行い、具体的
には第６図げ）に示すように、応答波形と目標波形の差
を誤差として求め、その誤差信号と伝達関数により制御
波形を補正して新しい制御波形データファイル２ｆを作
成する。ここで求めた断制御波形による加振実行を再度
行い再び応答波データファイルを得る。この操作を数回
繰り返し、応答波形を目標波形に近づけて行く。

第４のステップにおいては、試験の実行を行い、具体的
には、第６図（濁に示すように、上記第３のステップの
補正操作で求めた制御波形により加振を行い試験を実行
する。

ところで、従来は、上述のように車両の実走行時に実振
動波形データを得るために、車軸に加速度センサを取付
け、この加速度センサによって全ての加速度信号を収集
するようにし７ている。そこで、この加速度センサには
、計測可能な上限周波数が１００七以上であって、しか
も加速度レベルが５０Ｇに耐えなければならないという
特性が求められている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述のような特性の加速度センサでは、低サイ
クル域の加速度レベルが小さく、この加速度から変位を
算出する場合には、２回積分を行うため変位誤差が大き
くなる。例えば１七で±１０閣の正弦波では約０．０５
　Ｇであり、５０Ｇの加速度の１／１０００である。従
って、加速度センサの精度を向上しても変位に換算した
時の変位精度を上げるには工学的に限界があり、実用的
には２〜３七以下の変位を再現することは困難であるの
が実情である。

ところで、実際の実車走行時にはボディーが低サイクル
で上下、ロール、ピッチングするのが通常の運動である
ので、実働波運転にはボディーの運動も考慮しなければ
ならないが、上述のように従来は２〜３七以下の再現が
困難である。一方、バネ上共振は１〜２七にあり、この
周辺のスペクトラムの再現ができないと、ボディー運動
を考慮した試験ができないことになる。

よって本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、２〜３
七以下の変位を再現することができるようにして、実際
の実車走行時にボディーに生じる通常の運動をも再現で
きるようにした車両振動試験方法を提供することを課題
としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明により成された車両振動
試験方法は、車両を実際に走行させたときボディー運動
の周波数成分とホイールセンタ部（車軸）の運動の周波
数成分が異なることに注目し、車両の各車軸に加わる加
速度と各車軸に対応するボディー部分に加わる加速度と
をそれぞれ別々に検出して得た信号に基づいて加速度デ
ータと変位データを作成し、各車軸に該車軸に加わる加
速度を検出する車軸加速度センサを取付け、各車軸に対
応するボディー部分に該ボディー部分に加わる加速度を
検出するボディー加速度センサを取付けた車両を、各車
軸を独立に加振することのできる電気油圧式サーボ加振
機に載置し、前記電気油圧式サーボ加振機及び前記車軸
加速度センサを含む系の伝達関数によって処理した前記
加速度データと、前記電気油圧式サーボ加振機及び前記
ボディー加速度センサを含む系の伝達関数によって処理
した前記変位データとを加算し、該加算したデータを目
標値として前記加振機を駆動し、前記車軸加速度センサ
及びボディー加速度センサからの信号に基づいてサーボ
制御するようにしたことを特徴としている。

［作　用〕 上記構成において、車両を実際に走行させたとき、車両
の各車軸に加わる加速度を検出した信号に基づいて加速
度データを作成し、また同時に各車軸に対応するボディ
ー部分に加わる加速度とをそれぞれ検出した信号に基づ
いて変位データを作成する。

その後、車両の各車軸に該車軸に加わる加速度を検出す
る車軸加速度センサを取付け、各車軸に対応するボディ
ー部分に該ボディー部分に加わる加速度を検出するボデ
ィー加速度センサを取付け、この車軸加速度センサとボ
ディー加速度センサとを取付けた車両を各車軸を独立に
加振することのできる電気油圧式サーボ加振機に載置す
る。

そして、上記加速度データを電気油圧式サーボ加振機及
び車軸加速度センサを含む系の伝達関数によって、上記
変位データを電気油圧式サーボ加振機及びボディー加速
度センサを含む系の伝達関数によってそれぞれ処理し、
この処理した加速度データと変位データとを加算する。

次にこの加算したデータを目標値として電気油圧式サー
ボ加振機を駆動し、車軸加速度センサ及びボディー加速
度センサからの信号に基づいてサーボ制御するようにし
ている。

このように、車軸とボディーとの２系統についての加速
度をそれぞれ独立に検知しているので、各県に適した周
波数特性の加速度センサを使用することができ、この独
立に検知した信号に基づいて作成した加速度データと変
位データとを各県の伝達関数にて補正した後加算し、こ
の加算したものを目標値として電気油圧式サーボ加振機
を駆動し、車軸加速度センサ及びボディー加速度センサ
からの信号に基づいてサーボ制御するようにしているの
で、車両のボディーに所望の運動を付与することができ
る。

〔実施例〕

以■、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による車両振動試験方法を実施するため
の車両振動試験装置の概念図を示し、同図において、２
０．〜２０４はデジタル信号からなる加速度データα１
〜α４をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、２１＋
〜２１４はアナログの加速度信号を補正する伝達関数Ｈ
Ｍｌ〜１（８４を設定した補正回路である。補正回路２
１．〜２１４に設定される伝達関数ＨＨＩ〜ＨＨａは、
第６図（Ｃ）について上述した方法と同様の方法で求め
た伝達関数データに基づいて求められたもので、加振さ
れる車両、車軸加速度センサを含む後述する加振機シス
テム全体についてのものである。上記加速度データα、
〜α４は、第２図に示すように、実際の実車走行時に、
各車軸の振動の加速度を各車軸に取り付けた車軸加速度
センサＪＳＩ〜ＪＳ４によって検出し、データレコーダ
１１において磁気テープなどに記録して収集し、この収
集したデータに基づいて作成したものであり、具体的に
は第６図（ａ）〜（ｂ）について上述したと同様の方法
で作成される。上記車軸加速度センサＪＳＩ〜、Ｊ　Ｓ
　４としては、３Ｈｚ以上周波数帯域乙こおいて加速度
を検出することができるものであれば何でもよい。

２２、〜２２４はデジタル信号からなる変位データＤ、
〜Ｄ４をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、２３＋
〜２３４はアナログの変位信号を補正する伝達関数ＨＬ
Ｉ％ＨＬ４を設定した補正回路である。補正回路２３１
〜２３４に設定される伝達関数ＨＬＩ〜Ｈ１４は、伝達
関数ＨＭＩ−ＨＮ４と同様の方法で求めた伝達関数デー
タに基づいて求められ、加振される車両、ボディー加速
度センサを含む後述する加振機システム全体についての
ものである。上記変位データＤ、〜Ｄ４は、第２図に示
すように、実際の実車走行時に、各車軸に対応した車両
のボディー部分の運動の加速度をボディー部分に取付け
たボディー加速度センサＢＳＩ〜ＢＳ４によって検出し
、データレコーダ１１において磁気テープなどに記録し
て収集し、この収集したデータを２回積分して作成した
ものであり、具体的には加速度信号の場合と同様の方法
によって作成される。

上記ボディー加速度センサＢＳＩ〜ＢＳ４としては、低
周波域計測専用のものを使用する。すなわち、周波数帯
域０．１　Ｈｚ〜３Ｈ７，において加速度検知能力が良
好なものであれば何でもよく、最大Ｇ数Ｇで、数Ｈｚ〜
数１数階０七振点をもつ低サイクル用加速度センサを用
いて、ボディーＢの低サイクル域での加速度値を正確に
センスできる。このことによってボディー加速度センサ
の出力を積分した変位データを十分な精度をもって得る
ことができる。

上記補正回路２１．〜２１４によって補正された加速度
信号は、加算点２４１〜２４４の＋入力に、上記補正回
路２３．〜２３４によって補正された変位信号は、加算
点２４．〜２４４の一人力にそれぞれ入力され、この加
算点２４．〜２４４においで加算された信号が各車軸に
対応する加振機システム２５．〜２５４に目標信号とし
てそれぞれ供給される。

上記加振機システム２５．〜２５４は実質的に同一の構
成となっていて、その一つ２５．を第３関について説明
する。

加振機システム２５．は、サーボ弁２５ａ１を有する加
振機２５ｂを備え、この加振機２５ｂの加振テーブル２
５ａ２上には車両の一つの車輪が載置される。車輪の車
軸には車軸加速度センサＪＳｌが取付けられ、この車軸
に対応するボディーＢの部分にはボディー加速度センサ
ＢＳＩが取付けられている。

加振機システム２５１に供給される信号は、第１の加算
点２５ｃの＋入力に印加され、ここでその−人力に印加
されている信号と加算される。第１の加算点２５ｃの一
人力には、上記ボディー加速度センサＢＳＩからの加速
度信号が積分回路２５ｄによって２回積分されて得られ
、変位アンプ２５ｅによって増幅された変位信号が印加
されている。

第１の加算点２５ｃにおいて加算された信号は第２の加
算点２５ｆの十入力に印加され、ここでその−人力に印
加されている信号と加算される。

第２の加算点２５ｆの一人力には、加速度アンプ２５ｇ
によって増幅された上記車軸加速度センサＪＳＩからの
加速度信号が印加されており、第２の加算点２５ｆで加
算された信号はサーボアンプ２５ｈによって増幅された
後サーボ弁２５ａに印加される。

上述した構成の車両振動試験装置を用いて本発明の方法
を実施する場合、先ず、第２図に示すように、各種加速
度センサＪＳＩ〜ＪＳ４、ＢＳＩ〜ＢＳ４を取付けた車
両を実際に悪路を実車走行し、このとき各加速度センサ
によって得られる信号をデータデコーダ１１によって収
集し、この収集した信号に基づいて加速度データと変位
データを作成する。

一方、振動試験すべき車両の各車軸に該車軸に加わる加
速度を検出する車軸加速度センサＪＳＩ〜ＪＳ４を、各
車軸に対応するボディー部分に該ボディー部分に加わる
加速度を検出するボディー加速度センサＢＳＩ〜ＢＳ４
をそれぞれ取付けて各加振機システム２５．−’２５４
の加振テーブル２５ａ２上に載置し、加振機２５ｂによ
って任意信号とこの信号を目標値として加振を加えたと
きの車軸加速度センサＪＳＩ〜ＪＳ４の出力信号とに基
づいて伝達関数）ｌｏｔ〜Ｈ□４を求め、また同様の方
法によって加振機２５ｂによって任意信号とこの信号を
目標値として加振を加えたときのボディー加速度センサ
ＢＳＩ〜ＢＳ４の出力信号とに基づいて伝達関数ＨＬＩ
−ＨＬ４を求める。このようにして求めた伝達関数Ｈ）
１１〜Ｈイ４、ＨＬ　Ｉ　””　ＨＬ　４によって補正
回路２１．〜２１４．２３．〜２３４を設定する。

その後、上述のようにして作成した加速度データと変位
データを第１図に示すように、Ｄ／Ａ変換器２０１〜２
０４．２２Ｉ〜２２４でアナログ信号にそれぞれ変換し
、補正回路２１．〜２１４．２３１〜２３４によってそ
れぞれ補正した後、加算点２４．〜２４４で加算して加
振機システム２５Ｉ〜２５４にそれぞれ供給している。

このことによって、加振機システム２５．〜２５４にお
いては、車軸加速度センサＪＳＩ〜ＪＳ４、ボディー加
速度センサＢＳＩ〜ＢＳ４の両センサからの信号によっ
てサーボ制御を行って、車軸及び該車軸に対応するボデ
ィー部分に、上記加速度データ及び変位データに応じた
振動及び運動を再現よくそれぞれ加えることができる。

なお、加速度と変位が並行に運転されているが、これは
、車軸加速度センサＪＳＩ〜ＪＳ４が３七以下ではセン
ス能力が極めて低く、ボディー加速度センサが３七以下
でセンス能力が高いということと、加速度データと変位
データは試験系が線形系であれば、互いに独立に扱うこ
とができるということから可能である。

〔効　果〕

以上説明したように本発明によれば、車軸とボディーと
の２系統についての加速度をそれぞれ独立に検知してい
るので、各県に適した周波数特性の加速度センサを使用
することができ、２〜３七以下の変位も再現することが
できる。また、実車走行時に独立に検知した信号に基づ
いて作成した加速度データと変位データとを各県の伝達
関数にて補正した後加算し、この加算したものを目標値
として電気油圧式サーボ加振機を駆動し、車軸加速度セ
ンサ及びボディー加速度センサからの信号に基づいてサ
ーボ制御するようにしているので、車軸だけでなく車両
のボディーにも所望の運動を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の出力振動試験方法を実施するための装
置を示す図、 第２図は第１図の装置において使用する加速度データ及
び変位データを作成するために使用する信号の収集の仕
方を説明するための図、 第３図は第１図中の一部分の具体的な構成を示す図、 第４図乃至第６図はＲＦＣ技術を使用した従来の方法を
説明するための図である。 Ｂ・・・ボディー、ＪＳＩ〜ＪＳ４・・・車軸加速度セ
ンサ、ＢＳＩ〜ＢＳ、４・・・ボディー加速度センサ、
２５ｂ・・・加振機（電気油圧式サーボ加振機）、２１
、〜２１．．２３．〜２３４・・・補正回路、２４〜２
４４・・・加算点、２５１〜２５４・・・加振機システ
ム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両を実際に走行させたとき、車両の各車軸に加わる加
   速度と各車軸に対応するボディー部分に加わる加速度と
   をそれぞれ検出して得た信号に基づいて加速度データと
   変位データを作成し、各車軸に該車軸に加わる加速度を
   検出する車軸加速度センサを取付け、各車軸に対応する
   ボディー部分に該ボディー部分に加わる加速度を検出す
   るボディー加速度センサを取付けた車両を、各車軸を独
   立に加振することのできる電気油圧式サーボ加振機に載
   置し、 前記電気油圧式サーボ加振機及び前記車軸加速度センサ
   を含む系の伝達関数によって補正した前記加速度データ
   と、前記電気油圧式サーボ加振機及び前記ボディー加速
   度センサを含む系の伝達関数によって補正した前記変位
   データとを加算し、該加算したデータを目標値として前
   記電気油圧式サーボ加振機を駆動し、前記車軸加速度セ
   ンサ及びボディー加速度センサからの信号に基づいてサ
   ーボ制御するようにした、 ことを特徴とする車両振動試験方法。