JP3052655B2 - 車両振動測定方法 - Google Patents
車両振動測定方法Info
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Description
り、特にいわゆるシミーを高精度で測定しうる方法に関
する。
た回転部分にアンバランスがあるなどすると、走行中、
ハンドル振動(シミー)や車体の横振れを生じることが
ある。これは自動車にとって無いにこしたことはない現
象である。
方法として、図4に示すように定置走行試験においてシ
ミーメータを用いてハンドル回りの振動(シミー)を測
定する方法がある。この方法においては、同図に示すよ
うに、まず車両の一つのタイヤ1に回転センサ2、ステ
アリング3に加速度センサ4をそれぞれ取り付け、この
状態で走行して、回転センサ2と加速度センサ4からの
各出力をシミーメータ5に入力して、ステアリング3振
動の回転1次成分のみを取り出し、それをXYレコーダ
6に出力し、これを評価している。
次数比分析について簡単に説明しておく。周波数分析に
おいて、1Hzは1秒間に1周期を完了する成分である。
これに対し、次数比分析における回転1次とは、基準と
する回転体の1回転について1周期を完了する成分のこ
とである。回転2次は1回転について2周期を完了する
成分で、回転1次の2倍となる。図5( A) は周波数分
析における時間パルス基準でのサンプリングを示す概念
図であって、同図より、この場合には、1回転当たりの
サンプル数は回転数によって変わることがわかる。一方
で、図5( B)は次数比分析における回転パルス基準で
のサンプリングを示す概念図であって、同図より、この
場合には、回転速度が変動しても1回転当たりn回サン
プリングすることがわかる(nは整数)。このように、
次数比分析では、振動成分を次数として正規化すれば、
回転変動による影響を受けず、ある成分に着目すること
が容易になるのである。
うな従来の振動測定方法にあっては、まず、一つのタイ
ヤ1にのみ回転センサ2を取り付け、この1輪からしか
回転パルスを取り込まないため、どのタイヤに起因した
振動がどれだけ出ているか判定できない。そのため、振
動の原因を推定することは不可能である。
相変化(回転)によるシミーの周期により、短い時間で
の評価ができず、また再現性がない上、実走行において
も正確なデータがとれないという問題がある。この点を
以下にもう少し詳細に説明する。
は、4輪のタイヤ位相により変化する。ここでは、話を
分かりやすくするため2輪についてのみ考える。図6は
左右各タイヤの回転振動( L)(R) とこれらの合成振動
( CV) とを示したグラフで、同図(A)は各輪の位相
が30度異なる場合、同図(B)は各輪の位相が60度
異なる場合である。同図に示すように、たとえ同じ不具
合レベルのタイヤでも、左右輪の回転位相の変化によっ
て合成振動レベルは変化する。そのため、精度の高い測
定を行うためには左右輪の位相差を0度から180度ま
で変化させる必要がある。実走行ではコーナリングを行
って対応している。また、各タイヤより発生する振動レ
ベルを1としたとき、各輪の位相差における合成振動レ
ベルは図7のようになる。同図に示すように、合成振動
つまり不具合は位相差が0度のときに最大となり、した
がって、この時点において車両振動の評価を行う必要が
ある。しかし従来、この位相合わせは実走行においても
きわめて困難であり、そもそもコーナリングができない
台上評価にあっては、車両振動を高精度で評価すること
は不可能であった。
鑑みてなされたものであり、定置走行試験における車体
振動評価をきわめて高い精度で実施しうる車両振動測定
方法を提供することを目的とする。
めの本発明は、定置走行試験においてタイヤの回転に起
因するハンドル回りの振動を測定するための方法であっ
て、4輪をそれぞれ異なる回転数で回転させ、この時の
ハンドル回りの振動を検出して周波数分析を実施し、各
輪ごとに、振動が最大となる位置を示す位相を検出する
工程と、4輪すべてについて前記位相が合うように4輪
の回転数を制御して位相調整し、この時の振動の最大値
を検出して振動の基準値との比較を行う工程とを有する
ことを特徴とする。
輪独立の位相・振動評価と全輪位相制御による振動評価
がなされるため、定置走行試験においてタイヤに起因す
る振動不具合の定量評価が可能となり、車体振動評価を
高い精度(再現性)で実施することができる。
明する。図1は本発明による車両振動測定方法を実施す
るための装置構成を示す概略平面図、図2は図1の装置
の概略側面図、図3は同実施例による測定手順を示すフ
ローチャートである。なお、図1と図2において図4と
共通する部分には同一の符号を付してある。
の振動、特にハンドル回りのシミーを測定するための装
置である。この装置において、各タイヤ1a〜dを回転
させるための4つのローラ7a〜dはそれぞれ独立して
ベルト8a〜dを介して電動機9a〜dにより駆動さ
れ、また、車両の4つのタイヤ1a〜dにそれぞれ取り
付けられた回転センサ2a〜dとステアリング3に取り
付けられた加速度センサ4からの各信号は、コンピュー
タ10に入力され演算されるように構成されている。コ
ンピュータ10にはあらかじめ車種テーブルが格納され
ており、入力データに基づいて各種の処理を実行する。
本実施例では、コンピュータ10は、たとえば、振動の
周波数分析、次数比分析・rpmトラッキング分析、4
輪の各ローラ7の回転制御、各輪のタイヤ位相測定、タ
イヤ位相合致制御、上位およびキーボードからの車種情
報の入力受け入れ制御、車種テーブルの展開、車種テー
ブルの検索、振動データ・回転データの測定、測定状況
の表示等を内容とする処理を行う。
適用例を説明する前に、本実施例で用いる次数比分析お
よびrpmトラッキング分析と、これを実現する上記装
置による振動測定手順の概略とを簡単に説明しておく。
を基準となる回転数で分析する手法であって、たとえば
タイヤが20Hzで回転しているとき、1回転当たり1回
の振動(たとえばタイヤのアンバランスによる振動等)
が出たとするとこの振動の周波数は20Hzとなる。これ
により、車両走行時のようにあらゆる振動周波数が存在
している状態において、その振動成分を原因となる振動
系の回転基準で分析することによって特定の原因による
振動について検出することができる。特にタイヤの場
合、タイヤ回転の1次成分(1回転当たり1回の振動)
はタイヤのアンバランスによるものであり、タイヤ回転
のn次成分はタイヤ表面の不均一性(RFV)不良によ
り起こるものである。よって、こうした次数比分析を行
うことによって振動の原因を推定することができるの
で、本実施例では、NG車両について原因分析を行う時
にこの次数比分析を使用する。
分析は、ある一定の回転数に着目して測定を行う上記の
次数比分析に対して、ある次数の振動に着目してその回
転数の変化による振動レベルの変化を測定することによ
って、その振動がどの回転数(速度)で最大のレベルと
なるかを判定する手法であって、本実施例では、各次数
の振動レベルが最大となる回転数(速度)を検出し、最
も顕著なNG現象を再現し、定量的な判断を行うのに用
いている。
ラッキング分析を用いて上記の装置により振動測定を行
うが、本発明による振動測定は、タイヤ回転に起因する
振動測定時の全輪独立の位相・振動評価と全輪位相調整
による高精度の振動測定とからなる。
全輪独立位相・振動評価について概説すると、本実施例
では前述のように4輪のタイヤ回転を独立して制御する
ことができるため、各輪のタイヤアンバランスによる振
動を評価する場合に、各輪のタイヤ回転数をたとえば前
輪右タイヤ1a=20Hz、前輪左タイヤ1b=25Hz、
後輪右タイヤ1c=30Hz、後輪左タイヤ1d=35Hz
とすれば、このときの振動成分を周波数分析することに
よってたとえば20Hzにある振動レベルは前輪右タイヤ
1aのアンバランスによるものというように容易に評価
することができ、また、アンバランスの生じている位相
(タイヤ上の位置)についても容易に検出することがで
きる。この点は、各輪の回転数がほぼ同一であって各輪
の振動成分が全体の振動にどれだけ寄与しているのかを
評価するのが困難であった従来の実走行や定置走行試験
にはない特徴である。
定については、振動のOK・NGを評価しようとする場
合、前述したように位相の変化により同じ不具合レベル
の車両でもタイヤの位相により振動のレベルが変化する
ため(図6参照)、実走行でも定置走行試験でも定量的
な評価ができない。そこで、本実施例のようなタイヤ独
立回転機構を用いて各輪のタイヤ位相が合うようにロー
ラ7を回転させ、4輪の相対位相が0度となる条件、つ
まり振動レベルが最も高くなる条件を作り出し、定量的
な評価を行う。
は、振動のOK・NGレベルが車種や車型等で異なるた
め、あらかじめ各車種について振動基準値たる判定値G
0 (f) を設定しこれをマイコン10の車種テーブル内に
入力しておく。そして、車種情報の入力により車種テー
ブルを検索して判定値G0 (f) を取り出し、セット後測
定を開始する。判定は各振動周波数fにより個別的に行
う。
測定手順の概略は次の通りである。まず、電動機9a〜
dにより各ローラ7a〜dを回転速度を微妙に変えて回
転させ、4つの各輪をそれぞれ違う回転数で回す。そし
て、この時のハンドル振動を加速度センサ4から取り込
んで次数比分析を実施し(図8(A)参照)、各タイヤ
1a〜dごとに、どのくらいの振動が発生しているか、
また、どの位相に振動の最大値が存在するかを検出する
(図8(B)と(C)参照)。それから、コンピュータ
10により電動機9a〜dを制御し、4輪すべての位相
が合うように、すなわち、4輪すべてについて前記位相
(振動の最大値が存在する位相)が合うように、4輪の
回転数を制御する。4輪すべての位相が合っているとき
は、当然、4輪すべての回転数は同一である。そして、
この時の振動値の最大値を検出し、振動の判定を行う。
また、これと同時に、各輪の振動の大きさと位相によ
り、各輪がどのくらいの残留アンバランスを持っている
かを評価する。ここで、残留アンバランスとは、タイヤ
にアンバランスが生じているときにこれを修正すべくマ
スウェイトをホイールに設置したにもかかわらず残って
いるアンバランスのことで、通常、測定精度の不良やウ
ェイトの設置不良等によりこの残留アンバランスを完全
になくすことはできない。
っているのは、上記したように、実際測定される合成振
動は、各タイヤ1a〜dの回転位相が異なることによっ
て大きく変化するので、基準をとるという意味で、全輪
の位相を合わせて評価する必要があるからである。位相
を合わせることによって最大振動が発生する。
の適用例であるが、図1と図2に示す装置による振動測
定の手順は図3のフローチャートに従って実施される。
させた後、車両11の4つのタイヤ1a〜dにそれぞれ
回転センサ2a〜dを設置し、ステアリング3に加速度
センサ4を設置する(S1)。それから、車種情報をコ
ンピュータ10に入力し(S2)、車種テーブルを検索
し(S3)、振動基準値G0 (f) をセットする(S
4)。
a〜dを介して各ローラ7a〜dを回転させて各輪を回
し(S5)、各センサ2a〜d,4からの値を取り込ん
で、ステアリング3にかかる加速度と各タイヤ1a〜d
の回転位相をそれぞれ測定する(S6)。前述したよう
に、この段階において各輪の回転数は違っており、それ
ぞれのタイヤ1a〜dごとに、次数比分析を実施し、ど
のくらいの振動が発生しているか、また、どの位相に振
動の最大値が存在するかといった各輪の振動値の評価を
行う。
うか、すなわち、全輪について振動の最大値が存在する
位相がそろっているかどうかを判断し(S7)、この判
断の結果として全輪の位相がそろっている場合はただち
に次のステップ9に進むが、そうでなく、各輪の位相が
異なっている場合には、電動機9a〜dにより各輪の位
相を合わせる制御を実施する。つまり、電動機9a〜d
を制御して、4輪すべての位相が合うように4輪の回転
数を制御する(S8)。例えば、位相を変化させる車輪
の回転数を一時的に変化(増加または減少)させ、位相
が一致した時点で回転数の変化を止めて同一の回転数と
する。このとき、全輪の位相が合っているため、合成振
動は最大となる。
定し(S9)、GP (f) を算出する(S10)。このG
P (f) の算出は、次式 GP (f) =P×A によって行う。ここで、Pは測定加速度、Aは車両補正
係数である。それから、GP (f) を振動基準値G0 (f)
と比較して、基準値を超えていないかどうか、振動値の
判断を実施する(S11)。この判断の結果として基準
値を超えていないことが確認されれば、OKである旨の
表示を行い(S12)、さらに、ステップ6で測定した
各輪の振動の大きさと位相により、各輪がどのくらいの
残留アンバランスを持っているかを評価する(S1
3)。これに対し、ステップ11の判断の結果として基
準値を超えている場合には、振動が基準値を超えている
ものとしてNGである旨の表示を行う(S14)。これ
らの結果は図示しないプリンタから出力する。(S1
5)。
付けた各センサ2a〜d,4を外して、車両11を退出
させる(S16)。
イヤ1a〜dすべてを独立して回転させうるようにし、
全輪独立位相・振動測定評価と全輪位相制御を行うよう
にしたので、従来、実走行や定置走行試験できわめて困
難であった、タイヤに起因する振動不具合の定量評価が
可能となり、車体振動評価を高い精度(再現性)で実施
することができるようになる。
ンスの評価も可能となる。すなわち、現在、タイヤのバ
ランス修正は車両にタイヤを取り付ける前の状態(オフ
ザカー)で行われているが、このオフザカー状態で完全
に残留アンバランスを0とし車両にタイヤを取り付けて
も、アクスルのタイヤ取付部の精度やディスクプレート
・ドライブシャフトの残留アンバランス等により車両状
態ではアンバランスが残ってしまうことがある。この車
両状態のアンバランスをタイヤオンザカーアンバランス
といい、本実施例では、こうしたタイヤオンザカーアン
バランスも評価することができるようになる。
りも高い精度の定置評価が可能になり、実走行工数を廃
止することができるようになる。
を独立に回転させうるようにして全輪独立位相・振動測
定評価と全輪位相制御を行うようにしたので、定置走行
試験において、タイヤに起因する振動不具合の定量評価
が可能となり、車体振動評価を高精度で実施できるよう
になる。
るための装置構成を示す概略平面図である。
である。
構成を示す図である。
ある。
図である。
念を説明するための図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 定置走行試験においてタイヤの回転に起
因するハンドル回りの振動を測定するための方法であっ
て、 4輪をそれぞれ異なる回転数で回転させ、この時のハン
ドル回りの振動を検出して周波数分析を実施し、各輪ご
とに、振動が最大となる位置を示す位相を検出する工程
と、 4輪すべてについて前記位相が合うように4輪の回転数
を制御して位相調整し、この時の振動の最大値を検出し
て振動の基準値との比較を行う工程と、 を有することを特徴とする車両振動測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5084380A JP3052655B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 車両振動測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5084380A JP3052655B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 車両振動測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06294710A JPH06294710A (ja) | 1994-10-21 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5084380A Expired - Fee Related JP3052655B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | 車両振動測定方法 |
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Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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---|---|---|---|---|
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WO2017183410A1 (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 日本精工株式会社 | ステアリングシステムの異音検出方法及びステアリングシステムの評価装置 |
CN115235796A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-25 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种针对车辆方向盘摆振的不平衡质量容忍值测试*** |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP5084380A patent/JP3052655B2/ja not_active Expired - Fee Related
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