JP2003515157A - 試験台上で車両の動的挙動を測定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、車両３が、好ましくはホイール２を介して静荷重または動荷重を受ける試験台上に配置された場合に、車両フレーム５または固定基準点に対する車両３のホイール２の変位を測定する方法に係わり、第１段階で、直線上に位置しない少なくとも３つの、ホイール２に設けた基準点４の位置が、数台のカメラ８を含む測定装置７により測定され、それに続いて、第２段階で、前記相対変位が計算される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、好ましくはホイールを介して、車両に静荷重または動荷重を作用さ
せる試験台上に、車両が配置された場合に、車両のフレームまたは固定基準点に
対する車両ホイールの変位を測定する方法に関するものである。 現状技術によれば、この種の測定は、線形誘導ホイール運動レコーダ、レーザ
投影センサ、回転エンコーダと接続されたコードリール繰出し式マイル走行計の
いずれかを用いて行われる。

【０００２】 通常、使用されるこれらすべての測定装置および試験方法は、限定されたホイ
ール励起しか測定できない欠点がある。したがって、従来の測定装置の技術的な
特徴では、ホイールの最大回転のみ、または、２０度の範囲内でのホイール傾斜
を測定できるに過ぎない。加えて、これらの在来装置は、ホイールが、１０Ｈｚ
を超える振動数で負荷された場合、または大きな励起を受けた場合、測定には適
しない。 これら在来の試験装置は、設計が極めて複雑であり、較正が難しく、しかも、
フレーム上に追加基準点を設けることが極めて厄介である。

【０００３】 本発明方法の目的は、これらの欠点を除去し、かつ振動数が極めて高く、フレ
ームに対するホイールの変位が極めて大きい場合でも測定が可能な方法を提供す
ることである。この方法によって、ホイールの極めて大きな、回転または傾斜を
測定することもできる。 さらに、本発明方法によれば、簡単に多数の追加基準点をフレームに設けるこ
とができるという付加的な利点が得られる。それらの基準点は、一つの同一座標
系を共有する座標系で示すことができる。

【０００４】 この目的にために、本発明方法では、第１段階で、ホイールに設けた、直線上
に位置しない少なくとも３つの基準点を、好ましくは、直線状に配列したカメラ
または行列状に配列したカメラを含む測定装置により測定し、第２段階で、前記
相対変位を計算する。 この目的のために、第１段階の前に、ホイールを、その回転軸線を中心として
回転させ、その間に、基準点のうちの少なくとも１基準点の逐次位置を、該当円
弧軌跡上の基準点で測定し、その際、一方で、前記円弧軌跡と平行な平面が規定
され、他方で、前記円弧軌跡と重なる円の、前記回転軸線上に位置する中心が計
算され、それにより座標系が決定され、該座標系の第１軸が前記回転軸線と合致
し、第２および第３の軸が前記平面内に位置する。

【０００５】 本発明の一好適形態によれば、前記座標系は、前記平面がホイールの、垂直方
向に指向する横断２等分平面と合致するように、既知の距離にわたって回転軸線
方向に沿って変位せしめられる。本発明方法の特別な形態によれば、基準点位置
を同一座標系で表わすことができるように、停止状態にある車両のホイールの幾
つかの基準点の位置が相互間で相対的に測定される。

【０００６】 本発明のその他の特徴および利点は、本発明方法および構成の一具体例に関す
る以下の説明で明らかになるだろう。この説明は、単なる例示であり、本発明で
求める保護範囲を限定するものではない。以下で使用する符号は、添付図面に示
される符号である。 図面中、同一または類似の部材には同一符号を用いている。

【０００７】 本発明方法では、例えばホイール懸架装置の試験を行なう車両（例えば、乗用
車）が試験台に設置される。この試験台はアクチュエータを備えている。このこ
とは、車両の少なくとも１ホイールが、並進運動（一方向運動）および／または
回転運動を行うように励起され得ることを意味する。 図１には、そのアクチュエータ１が模式的に示され、アクチュエータ上に、車
両３のホイール２が載置されている。

【０００８】 本発明方法によれば、３つの基準点４がホイール２の側面に付設されている。
これら基準点４は、発光ダイオード（ＬＥＤｓ）から成っている。また、車両３
のフレーム５にも３つの基準点６が配置され、これらの各基準点も、同じく発光
ダイオード（ＬＥＤ）から成る。 アクチュエータ１が起動されると、ホイール２に特定の励起が加えられる。

【０００９】 車両３のフレーム５に対するホイール２の変位を測定するためには、第１段階
で、直線状配列カメラ８を含む測定装置７を使用してホイール２の基準点４の位
置とフレーム５の基準点６とを測定する。 直線状配列カメラ８を有する測定装置７を使用することの意味は、基準点４、
６の位置を極めて高速かつ高精度で測定できるため、最高５００Ｈｚの振動数で
のホイール２の励起を測定できることにある。これら直線状配列カメラ８により
、例えば毎秒３０００回の測定ができる。

【００１０】 この種の高振動数の測定装置は、それ自体公知であり、類似の測定装置がベル
ギー特許出願第０９７００１４３号に開示されている。 ホイール２の３つの基準点４、および、フレーム５の３つの基準点６の各測定
位置から出発して、第２段階で、周知の三角法を用いて、フレーム５に対するホ
イール２の変位を計算する。 本発明方法の代替例によれば、ホイール２とフレーム５との変位が、固定基準
点（例えば、試験台自体）に対して測定される。

【００１１】 本発明方法の一好適例によれば、前記第１段階の前に、ホイール２に対して固
定された座標系が設定され、フレーム５に対するホイールの変位が測定される。 先ず、その目的で、ホイール２の回転軸線に対して直角の平面が決定され、そ
の後、前記回転軸線の回転中心が計算される。このようにして、ホイール２の回
転軸線自体を正確に計算できる。なぜなら、この回転軸線は、前記平面に対して
直角であり、回転中心を通っているからである。

【００１２】 本発明方法の第１変形例では、前記平面を決定するために、ホイール２の３つ
の基準点４の各位置が測定装置によって測定される。次いで、これら３つの基準
点４を含む平面が決定される。 基準点４は、好適には、ベルギー特許出願第９７００３６６号に概説された構
成および方法によって測定される。 本発明方法の第２変形例では、前記平面の位置が、図２に模式的に示されてい
るように、ホイールの回転軸線を中心としてホイール２を１８０度回転させるこ
とによって決定される。この回転運動中に少なくとも１つの基準点４の逐次位置
が測定される。測定されたこれらの位置は、全て円弧９に沿って存在する。最後
に、この円弧９を含む平面が決定される。

【００１３】 また、前記回転中心の正確な位置を決定するために、円弧９と重なる円の中心
１０が計算される。その結果、前記回転中心は、円の中心１０と合致する。 次に、第１軸１２がホイール２の回転軸線と合致するように、第１軸１２が前
記平面に対して直角の、前記回転中心を含む座標系１１が規定される。この座標
系の第２、第３の軸１３、１４は、互いに直角であり、前記変形例の１つによっ
て決定された平面を共に形成する。

【００１４】 本発明方法の特別な好適例によれば、前記第２、第３の軸１３、１４が垂直方
向に指向する横断２等分平面１５を形成するように（図３）、座標系１１をホイ
ール２の回転軸線により既知の距離だけ移動させる。 ホイール２の基準点４をホイール２の側面に設けた場合、座標系１１は、結果
としてホイール２の厚さの半分に等しい距離だけ移動させるのがよい。

【００１５】 前記アクチュエータ１によってホイール２が励起されると、ほぼ連続的にホイ
ール２の基準点４とフレーム５の基準点６の位置が、測定装置７により測定され
る。ホイール２の基準点６の位置と座標系１１の位置との間の明らかな関係に基
づいて、座標系の対応位置を計算する。このようにして、フレーム５に対するホ
イール２の正確な位置が知られる。

【００１６】 フレームに対するホイール２の並進変位の計算のほかに、本発明方法は、固定
位置またはフレーム５に対するホイール２の配向と回転を検出するためにも使用
できる。基準点４には広角ビームを発する発光ダイオードを用いることにより、
または４つ以上の基準点を使用することにより、ホイール２の極めて大きい励起
状態を測定できる。したがって、ホイール２の回転、または座標系１１の３軸に
対し、例えば６０〜３６０度の角度範囲の傾斜を測定できる。これらの軸に対す
る変位もまた、数十センチメートル程度測定できる。

【００１７】 本発明方法の別の具体例によれば、停止状態にある車両３の幾つかのホイール
２の基準点４の相対位置が、フレーム基準点４の相対位置と同様に測定される。 また、車両３のフレーム５に対して往復動する中心座標系１６が、例えば車両
３のフレームの重心に設定される。この結果、アクチュエータ１によるホイール
２の励起時に、ホイール２に近い異なるフレーム５の基準点４の位置を測定する
ことによって、かつまたこの中心座標系１６に対するフレーム５の変位を計算す
ることによって、車両３のフレーム５のあらゆる変形が測定される。

【００１８】 本発明方法の特別な例によれば、ホイール２に対する各座標系の位置が、中心
座標系１６に対して表される。この例では、次に各ホイール２の相対変位が、ホ
イール２の励起により計算され、それによって、ホイール２相互の動的挙動を知
ることができる。ホイール２のどのような運動も、同じく相対的に測定される。

【００１９】 本発明は、言うまでもなく前記方法に限定されるものではない。各ホイール２
には、例えば４つ以上の基準点を設けて測定することもできる。加えて、これら
の基準点４、６は、あらゆる形式の光源、例えばとりわけ赤外発光ダイオードで
あってもよい。所望とあれば、基準点４、６は、カラーコードのマーキングでも
よいし、基準点としてホイールまたはフレームには、マーカーまたは任意の同定
マークを用いてもよい。

【００２０】 必要であれば、測定自体の最中に基準点をホイールまたはフレームに追加する
こともできる。この目的のためには、追加基準点をホイールまたはフレームに設
け、該追加基準点の位置が、他の基準点の位置に対して、または共有する座標系
に対して測定され、表される。 これに加えて、前記測定装置は、また４台以上のカメラを含むこともでき、そ
れらのカメラは、例えば直線状配列カメラ、行列状配列カメラ、アドレス付け可
能なカメラのいずれかでよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 試験台と車両との一部を示す概略斜視図。

【図２】 ３基準点を設けたホイールの概略側面図。

【図３】 図２のホイールを端側から見た概略図。

【図４】 試験台と車両との概略平面図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両（３）が、好ましくはホイール（２）を介して静荷重ま
   たは動荷重を負荷される試験台に配置された場合に、車両のフレーム（５）また
   は固定基準点に対する車両（３）のホイール（２）の変位を測定する方法におい
   て、 第１段階で、前記ホイール（２）に設けた、直線上に位置しない少なくとも３
   つの基準点（４）の位置が、カメラ（８）を含む測定装置（７）により、フレー
   ム（５）に設けた３つの基準点（６）の位置と同様に測定され、それに続いて、
   第２段階で、フレーム（５）に対するホイール（２）の変位が計算されることを
   特徴とする車両ホイールの変位を測定する方法。
2. 【請求項２】 第１段階の前に、前記ホイール（２）が、その回転軸線を中
   心として回転せしめられ、その間に基準点（４）のうちの少なくとも１基準点の
   逐次位置が該当円弧軌跡（９）上の基準点で測定され、その際、一方で、前記円
   弧軌跡（９）と平行な平面が規定され、他方で、前記円弧軌跡（９）と重なる円
   の、前記回転軸線上に位置する中心（１０）が計算され、それにより座標系（１
   １）が決定され、該座標系の第１軸（１２）が前記回転軸線と合致し、第２およ
   び第３の軸（１３，１４）が前記平面内にあることを特徴とする請求項１に記載
   された車両ホイールの変位を測定する方法。
3. 【請求項３】 前記平面が、ホイール（２）の垂直方向に指向する横断２等
   分平面（１５）と合致するように、前記座標系（１１）が、既知の距離にわたり
   前記回転軸線方向に沿って変位せしめられる請求項２に記載された車両ホイール
   の変位を測定する方法。
4. 【請求項４】 停止状態にある前記車両（３）のホイール（２）の幾つかの
   基準点（４）の位置が相互間で相対的に測定され、もって、該基準点（４）が一
   つの同一座標系（１６）で表わし得ることを特徴とする請求項２または請求項３
   に記載された車両ホイールの変位を測定する方法。
5. 【請求項５】 前記フレーム（５）の少なくとも３つの基準点（６）の位置
   が測定され、しかも、前記フレーム（５）の前記基準点（６）に対するホイール
   （２）の前記基準点（４）の相対位置が計算され、もってホイール（２）の正確
   な位置、換言すると、前記フレーム（５）に対するホイール（２）の変位が知ら
   れることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された車
   両ホイールの変位を測定する方法。
6. 【請求項６】 前記ホイール（２）が、１０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動数で負
   荷を受けることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載さ
   れた車両ホイールの変位を測定する方法。
7. 【請求項７】 直線状に配置されたカメラが前記測定装置（７）で使用され
   ることを特徴とする請求項１から請求項６に記載された車両ホイールの変位を測
   定する方法。
8. 【請求項８】 赤外線ダイオードが前記基準点（４）用として使用されるこ
   とを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された車両ホイ
   ールの変位を測定する方法。