JP2024010352A - Vehicle analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の外装部品を含む車体の電気的な作用を解析する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for analyzing the electrical effects of a vehicle body including exterior parts of the vehicle.
特許文献1には、ステアリングホイールを介した乗員の体感と、実際の車両の挙動とを一致させるように構成された車両の制御装置が記載されている。この車両は、ステアリングホイールと転舵輪とが機械的に切り離されたいわゆるステアバイワイヤ機構を備えていて、そのステアバイワイヤ機構は、ステアリングホイールの操作量などに応じた反力をステアリングホイールに作用させる反力用モータと、ステアリングの操作量などに応じて転舵輪を転舵させる転舵用モータとを備えている。その制御装置は、車速とステアリングの操舵角とに基づいて車両の目標横加速度を演算し、その目標横加速度に基づいて目標転舵角と、ステアリングの反力をステアリングの操作量で除算したステアリング剛性とを定めるように構成されている。
特許文献1に記載された制御装置は、運転者が体感する旋回性と、実際の車両の挙動とを一致させるために、運転者のステアリング操作に応じた目標横加速度を求め、その目標横加速度に基づいてステアリングホイールに作用させる反力と、転舵輪の転舵角とを制御している。しかしながら、従来知られている車両は、電気伝導率が低い材料によって車輪が形成されているため、その車輪と路面との摩擦などによって生じた静電気が車体に帯電し、空気イオンとの間に斥力が生じて車両の空力特性が、意図した特性と相違して走行性能が低下する場合がある。すなわち、車体の電気的な作用によって走行安定性能や加速性能などが変化する場合がある。このような静電気の帯電の有無などの車体の電気的な作用は、官能試験によって判定されていたため、設計工数が増加する可能性があり、車体の電気的な作用を解析する装置を開発する余地があった。
The control device described in
本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、車体の電気的な作用を解析することができる車両の解析装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned technical problem, and an object of the present invention is to provide a vehicle analysis device that can analyze the electrical effects of a vehicle body.
本発明は、上記の目的を達成するために、路面に対して絶縁状態に保持されている車体が、走行することを含む外部要因による静電気で帯電する車両の解析装置であって、前記車体の第1所定部位と前記車体の第2所定部位との間に電圧を印加する電源と、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に流れる電流値を検出する検出部と、前記電源から印加した電圧値と前記検出部によって検出された電流値とに基づいて前記第1所定部位と前記第2所定部位との間のインピーダンスまたはアドミタンスを求める演算部とを備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is an analysis device for a vehicle in which a vehicle body, which is kept insulated from the road surface, is charged with static electricity due to external factors including driving. a power source that applies a voltage between a first predetermined portion and a second predetermined portion of the vehicle body; a detection unit that detects a current value flowing between the first predetermined portion and the second predetermined portion; and the power source. and a calculation unit that calculates impedance or admittance between the first predetermined part and the second predetermined part based on the voltage value applied from the detector and the current value detected by the detection part. There is.
本発明においては、前記検出部は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に流れる電流値を複数回検出し、前記演算部は、前記複数回検出された電流値のそれぞれに基づいて前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを求め、前記演算部によって求められた複数の前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを統計処理することにより、前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを抽出する解析部を備えていてよい。 In the present invention, the detection unit detects a current value flowing between the first predetermined portion and the second predetermined portion multiple times, and the calculation unit detects the current value flowing between the first predetermined portion and the second predetermined portion, and the calculation portion detects the current value flowing between the first predetermined portion and the second predetermined portion. The apparatus may further include an analysis unit that calculates the impedance or admittance based on the calculation unit and performs statistical processing on the plurality of impedances or admittances calculated by the calculation unit to extract the impedance or admittance.
本発明においては、前記解析部は、前記複数のインピーダンスまたはアドミタンスを二乗平均処理することにより、前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを抽出するように構成されていてよい。 In the present invention, the analysis unit may be configured to extract the impedance or admittance by subjecting the plurality of impedances or admittances to root mean square processing.
本発明においては、前記解析部は、前記車体に静電気が帯電している状態で前記演算部によって求められた前記複数のインピーダンスまたはアドミタンスを累積度数分布処理するとともに、前記車体に静電気が帯電している状態とは異なる状態で前記演算部によって求められた前記複数のインピーダンスまたはアドミタンスを比較するように構成されていてよい。 In the present invention, the analysis section processes the plurality of impedances or admittances obtained by the calculation section in a state where the vehicle body is charged with static electricity, and performs cumulative frequency distribution processing on the plurality of impedances or admittances determined by the calculation section when the vehicle body is charged with static electricity. The plurality of impedances or admittances obtained by the calculation unit in a state different from the current state may be compared.
本発明においては、前記電源は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に所定の方向の直流電圧を印加するように構成されていてよい。 In the present invention, the power source may be configured to apply a DC voltage in a predetermined direction between the first predetermined portion and the second predetermined portion.
本発明においては、前記電源は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に交流電圧を印加する交流電源を含み、前記交流電源の出力電圧を、正極または負極の直流電圧に変換して前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に印加する制御部を備えていてよい。 In the present invention, the power source includes an AC power source that applies an AC voltage between the first predetermined portion and the second predetermined portion, and converts the output voltage of the AC power source into a positive or negative DC voltage. The control unit may further include a control unit that applies an electric current between the first predetermined portion and the second predetermined portion.
本発明においては、前記電源は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に周波数を連続的に変化させて交流電圧を印加するように構成され、前記検出部は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に流れる電流値を複数回検出し、前記演算部は、前記複数回検出された電流値のそれぞれに基づいて前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを求め、前記複数のインピーダンスまたはアドミタンスを平均化する平均化装置と、前記周波数毎のそれぞれの所定分位点の前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを抽出するとともに、前記平均化装置によって平均化された前記インピーダンスまたは前記アドミタンスおよび前記所定分位点の前記インピーダンスまたは前記アドミタンスに基づいて周波数特性を求め、かつ前記周波数特性に基づいて等価回路を構築する等価回路解析装置とを更に備えていてよい。 In the present invention, the power source is configured to apply an AC voltage between the first predetermined portion and the second predetermined portion while continuously changing the frequency, and the detection unit is configured to apply an alternating voltage between the first predetermined portion and the second predetermined portion. A current value flowing between a predetermined portion and the second predetermined portion is detected multiple times, and the calculation unit calculates the impedance or the admittance based on each of the current values detected multiple times, and calculates the impedance or the admittance based on each of the current values detected multiple times. an averaging device that averages impedance or admittance, and extracts the impedance or admittance at each predetermined quantile for each frequency, and extracts the impedance or admittance averaged by the averaging device and the predetermined value. The apparatus may further include an equivalent circuit analysis device that obtains a frequency characteristic based on the impedance or the admittance of the quantile point, and constructs an equivalent circuit based on the frequency characteristic.
本発明においては、前記電源は、電流源と電気抵抗部材とによって構成されていてよい。 In the present invention, the power source may include a current source and an electrical resistance member.
本発明においては、前記電源は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に、周波数を連続的に変化させて交流電圧を印加するように構成され、前記演算部は、前記交流電圧の周波数のうちの予め定められた解析周波数の前記インピーダンスを求めてよい。 In the present invention, the power source is configured to apply an alternating current voltage between the first predetermined portion and the second predetermined portion while continuously changing the frequency, and the calculation unit is configured to apply an alternating current voltage between the first predetermined portion and the second predetermined portion, and The impedance at a predetermined analysis frequency among the voltage frequencies may be determined.
本発明においては、前記電源は、前記車両に搭載され、前記電源のグランドを切り替える切替装置を更に備えていてよい。 In the present invention, the power source may further include a switching device that is mounted on the vehicle and switches the ground of the power source.
本発明によれば、走行することを含む外部要因による静電気で帯電する車両において、その車体の第1所定部位と第2所定部位との間のインピーダンスまたはアドミタンスを求めるように構成されている。このように車体のインピーダンスやアドミタンスを求めることによって、車体の電気的な作用を解析することができる。したがって、例えば、静電気が帯電することによる走行性能への影響を判定するための官能試験に供するデータとして用いることや、静電気を除電するための装置を作動させるか否かを判断すること、あるいは静電気が帯電することによる走行性能の低下を抑制するために電圧を適切に印加することなどができる。 According to the present invention, the impedance or admittance between a first predetermined portion and a second predetermined portion of the vehicle body is determined in a vehicle that is charged with static electricity due to external factors including driving. By determining the impedance and admittance of the vehicle body in this way, the electrical effects of the vehicle body can be analyzed. Therefore, for example, it can be used as data for a sensory test to determine the influence of static electricity on driving performance, to determine whether or not to operate a device to remove static electricity, or to determine whether or not to operate a device to remove static electricity. A voltage can be appropriately applied to suppress the deterioration of driving performance due to charging.
本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、本発明を限定するものではない。 The present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. Note that the embodiments described below are merely examples of embodying the present invention, and are not intended to limit the present invention.
図1には、本発明の実施形態における車両の解析装置の一例を説明するための模式図を示してある。図1に示す車両Veは、従来の車両と同様に、フロントバンパー、窓枠などのフレーム部材、フロントガラス、サイドウィンドなどの走行風を受ける外装部材を含む車体1が、タイヤ2に支持されている。また、タイヤ2は、従来の車両と同様にゴムなどの絶縁体(または、電気伝導率が小さい材料)によって構成されている。つまり、車体1は、路面に対して絶縁状態に保持されている。
FIG. 1 shows a schematic diagram for explaining an example of a vehicle analysis device according to an embodiment of the present invention. The vehicle Ve shown in FIG. 1 has a
このように構成された車両Veは、走行風や吸排気管内を流動する空気流などと車体1の表面との摩擦などに伴う電気的な作用によって静電気が生じる。また、エンジンやモータなどの動力源あるいは変速機もしくはサスペンションなどが駆動することに伴う電気的な作用によっても静電気が生じる。さらには、タイヤ2が回転して路面に接触していた面が、路面から離れることなどによる電気的な作用によっても静電気が生じる。上述したように電気伝導率が小さいタイヤ2によって車体1が支持されているため、上記のような走行することを含む外部要因による静電気で車体1は帯電する。
In the vehicle Ve configured in this manner, static electricity is generated due to the electrical action accompanying the friction between the surface of the
静電気が車体1に帯電した場合には、車両Veの外装部材に沿う空気流に含まれる空気イオンと静電気との間に斥力が作用する。その斥力は、車両Veから空気流を離隔させる方向に作用するため、車体1に沿って空気流を流すように形成された部位においては、意図した空力特性を得ることができず、車両Veの走行性能が低下する可能性がある。
When the
本発明者等は、上記のように車体1に静電気が帯電した場合に、その静電気が帯電した部位の電気的な作用に変化があるか否かを検証した。その検証条件について、図1を参照して説明する。図1に示す例では、左前方の窓(以下、第1所定部位と記す)3と、左前輪2と路面との接地点(以下、第2所定部位と記す)4との間のインピーダンスに変化があるか否かを検証した。そのため、図1に示す例では、第1所定部位3と第2所定部位4との間のインピーダンスを計測するための計測機5を備えている。この計測機5は、第1所定部位3と第2所定部位4との間に電圧を印加する電源6と、第1所定部位3と第2所定部位4との間に流れる電流値を検出する電流計7とによって構成されている。この電流計7が、本発明の実施形態における「検出部」に相当する。なお、図1に示す例では、計測機5は、車外に設けられている。
The present inventors verified whether, when the
上記の電源6は、アース8を基準として第1所定部位3と第2所定部位4とに印加する電圧を制御するように構成されている。この電源6は、第1所定部位3と第2所定部位4とに交流電圧を印加する交流電源であってもよく、第1所定部位3と第2所定部位4とに直流電圧を印加する直流電源であってもよい。また、電源6が、交流電源である場合には、その印加する電圧の周波数を連続的に変化させてもよい。
The
上記の計測機5には、解析装置9が接続されている。この解析装置9は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子制御装置によって構成されている。この解析装置9は、電流計7によって検出された電流値に基づいて、第1所定部位3と第2所定部位4との間のインピーダンスを演算する演算部10を備えている。すなわち、演算部10は、電源6の出力電圧を電流計7によって検出された電流値で除算することによってインピーダンスを求めるように構成されている。この演算部10は、インピーダンスに代えて、アドミタンスを求めるように構成されていてもよい。なお、以下の説明では、演算部10がインピーダンスを演算するものとして説明する。
An
さらに、車両Veに搭載された機器や車外からの電磁ノイズが計測値(電流値)に作用することがあるため、解析装置9は、演算部10によって演算されたインピーダンスを統計処理することにより、演算されたインピーダンスから特徴を抽出するための解析部11を更に備えている。
Furthermore, since electromagnetic noise from equipment mounted on the vehicle Ve or from outside the vehicle may affect the measured value (current value), the
具体的に例を挙げると、第1所定部位3と第2所定部位4との間の電流値を複数回検出し、検出された電流値のそれぞれに基づいて複数のインピーダンスを演算する。そして、演算部10によって求められた複数のインピーダンスを二乗平均処理する。このように演算部10によって求められた複数のインピーダンスを二乗平均処理することによって、電磁ノイズなどが電流計7に作用している場合であっても、実際のインピーダンスの値と、電磁ノイズなどの外的要因を含んだ値との差が大きく表れるため、インピーダンスの値を抽出することができる。特に、複数のインピーダンスのうちの第3四分位数(75%分位点)の値以上のインピーダンスを抽出して二乗平均処理することによって、電磁ノイズなどの外的要因の影響を少なくしてインピーダンスを求めることができる。
To give a specific example, the current value between the first
また、解析部11は、予め定められた基準値に対して、インピーダンスが増加傾向であるか減少傾向であるかを判定するように構成されていてもよい。例えば、静電気を除電するための従来の自己放電式除電器やイオナイザーなどの除電装置を設けずに計測したインピーダンスを基準値とし、上記の除電装置を設けて計測したインピーダンスが基準値に対して増加傾向であるか減少傾向であるかを判定するように構成してもよい。具体的には、除電装置を設けずに計測したインピーダンスを累積度数分布処理するとともに、除電装置を設けて、すなわち基準値を計測した状態とは異なる状態で計測したインピーダンスを累積度数分布処理し、それらの分布を比較してもよい。このように分布処理して比較することによって、電磁ノイズなどの外的要因を含んだ値であっても、インピーダンスの変化を判定することができる。
Furthermore, the
なお、電源6が、第1所定部位3と第2所定部位4との間に交流電圧を印加する交流電源であり、かつその交流電圧の周波数を連続的に変化させて印加する場合には、その交流電圧の周波数のうちの予め定められた解析周波数の電流値を採用してインピーダンスを求め、あるいは演算部10によって演算されたインピーダンスのうちの解析周波数のインピーダンスを採用してもよい。この解析周波数は、予め官能試験を行った走行性能の評価と、インピーダンスの大小関係との相関が取れることが確認された周波数などに定めてよい。
Note that when the
図2は、除電装置を設けることなく車両Veを走行した場合のインピーダンス(以下、単に基準値と記す)と、第1所定部位3の静電気を除電するためのマイナスイオンを第1所定部位3に吹き付けながら走行した場合のインピーダンス(以下、単に計測値と記す)とを比較した例を示している。なお、横軸にインピーダンスを採り、縦軸に累積度数(または累積相対度数)を採ってあり、基準値を「○」のシンボルで示し、計測値を「×」のシンボルで示してある。
FIG. 2 shows the impedance (hereinafter simply referred to as a reference value) when the vehicle Ve runs without installing a static eliminator, and the negative ions applied to the first
図2に示すようにいずれの分位点においても、基準値が計測値よりも大きな値となっている。すなわち、第1所定部位3にマイナスイオンを吹き付けることによってインピーダンスが低下することが分かる。
As shown in FIG. 2, the reference value is larger than the measured value at any quantile. That is, it can be seen that the impedance is reduced by spraying negative ions onto the first
上記の除電装置を設けることなく走行した場合(通常時)と、車体1にマイナスイオンを吹き付けた場合(イオン付加)との走行性能を検証した結果を以下の表1に示している。
表1に示すようにイオナイザーによってマイナスイオンを吹き付けて走行している場合の方が、走行時に車両Veのふらつきと振動が低減されることが体感できた。また、その場合の5%分位点では、基準値が0.36GΩであるのに対して、実測値では0.26GΩであり、25%分位点では、基準値が0.52GΩであるのに対して、実測値では0.39GΩであった。すなわち、インピーダンスと走行性能との間に相関があることが分かる。 As shown in Table 1, it was felt that the sway and vibration of the vehicle Ve were reduced when the vehicle Ve was running while spraying negative ions with an ionizer. In addition, at the 5% quantile in that case, the reference value is 0.36GΩ, whereas the actual measured value is 0.26GΩ, and at the 25% quantile, the reference value is 0.52GΩ. On the other hand, the actual measured value was 0.39 GΩ. That is, it can be seen that there is a correlation between impedance and driving performance.
上述したように車体1のインピーダンスと走行性能との間には相関があるため、車体1のインピーダンスを検出することによって走行性能を判定するための官能試験に供し得るデータを採ることができる。したがって、車両Veの設計段階において車体1のそれぞれの箇所に静電気を除電する装置を取り付けるとともに、車体1を静電気で帯電させて、インピーダンスを計測することによって、走行性能を向上させることができる除電装置の取り付け位置を事前に特定することができる。
As described above, there is a correlation between the impedance of the
また、累積度数分布処理を行って基準値と計測値とを比較することによって、電磁ノイズなどを含んだ計測値であっても、基準値と計測値とを分布として比較することができる。すなわち、ランダムな周波数などの電磁ノイズを除去するなど、基準値と計測値とを比較するための処理や機器を設けることなく、車両Veの走行性能の良し悪しを判定することができる。さらに、基準値と計測値との差が小さい場合であっても、基準値と計測値とのそれぞれを二乗平均処理して比較すれば、その差を適格に判定することができるため、車両Veの走行性能の良し悪しを判定することができる。 Further, by performing cumulative frequency distribution processing and comparing the reference value and the measured value, even if the measured value includes electromagnetic noise, the reference value and the measured value can be compared as a distribution. That is, it is possible to determine whether the running performance of the vehicle Ve is good or bad without providing processing or equipment for comparing the reference value and the measured value, such as removing electromagnetic noise such as random frequencies. Furthermore, even if the difference between the reference value and the measured value is small, if the reference value and the measured value are each subjected to root-mean-square processing and compared, the difference can be properly determined. It is possible to judge whether the driving performance of the vehicle is good or bad.
本発明の実施形態における電源は、出力電圧を制御可能な電圧源に限らず、出力電流を制御可能な電流源であってもよい。具体的には、図3に示すように電流源12と予め定められた所定の抵抗値となる電気抵抗部材13とを接続して構成されていてもよい。このように構成した場合には、電流源12の出力電流を制御することによって、電流源12と電気抵抗部材13とによって構成された電源6から出力される電圧を制御することができる。したがって、図1に示す構成と同様に、第1所定部位3と第2所定部位4とに印加する電圧を制御することができるとともに、第1所定部位3と第2所定部位4との間に流れる電流値を電流計7で測定することができる。
The power source in the embodiment of the present invention is not limited to a voltage source whose output voltage can be controlled, but may be a current source whose output current can be controlled. Specifically, as shown in FIG. 3, a
本発明の実施形態における車両の解析装置は、計測機5および解析装置9を車内に設けていてもよい。図4には、その一例を説明するための模式図を示してある。図4に示す例では、計測機5は、左前方の窓の内側(以下、第3所定部位と記す)14と左前方の窓の外側(以下、第4所定部位と記す)15の間の電流値を計測するように構成されている。この場合、電源6は、車載したポータブル電源や、車両Veの補機バッテリなどを使用してよい。また、図1に示す例と同様に構成された解析装置9も、車両Veに搭載されていて、例えば、車両Veの駆動力を制御するECUなどに組み込まれていてもよい。なお、計測機5および解析装置9の基本的な構成は、図1に示す計測機5および解析装置9と同様であるから、便宜上、電源6や演算部10などの詳細な構成についての図示は省略してある。
The vehicle analysis device according to the embodiment of the present invention may include the measuring
図5は、サイドウィンドに自己放電式除電器としてのポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEと記す。)テープを取り付けて走行した場合のインピーダンス(計測値)と、PTFEテープを取り付けることなく走行した場合、すなわち車体1が帯電している場合のインピーダンス(基準値)とを比較した例を示している。なお、横軸にインピーダンスを採り、縦軸に累積度数(または累積相対度数)を採ってあり、基準値を「○」のシンボルで示し、計測値を「×」のシンボルで示してある。
Figure 5 shows the impedance (measured value) when driving with polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE) tape as a self-discharge static eliminator attached to the side window, and when driving without attaching the PTFE tape. , that is, an example in which the impedance (reference value) when the
図5に示すようにいずれの分位点においても、基準値が計測値よりも大きな値となっている。すなわち、サイドウィンドにPTFEテープを取り付けることによってインピーダンスが低下することが分かる。 As shown in FIG. 5, the reference value is larger than the measured value at any quantile. That is, it can be seen that the impedance is reduced by attaching the PTFE tape to the side window.
上記のサイドウィンドにPTFEテープを取り付けていない場合(通常時)と、サイドウィンドにPTFEテープを取り付けた場合(PTFE貼付)との走行性能を検証した結果を以下の表2に示している。
表2に示すようにPTFEテープをサイドウィンドに取り付けた場合の方が、走行時に車両Veのふらつきと振動が低減されることが体感できた。また、その場合の5%分位点では、基準値が2.4GΩであるのに対して、実測値では2.1GΩであり、25%分位点では、基準値が3.4GΩであるのに対して、実測値では3.1GΩであった。すなわち、インピーダンスと走行性能との間に相関があることが分かる。 As shown in Table 2, when the PTFE tape was attached to the side window, it was felt that the wobbling and vibration of the vehicle Ve during driving were reduced. In addition, at the 5% quantile in that case, the reference value is 2.4 GΩ, whereas the actual measured value is 2.1 GΩ, and at the 25% quantile, the reference value is 3.4 GΩ. On the other hand, the actual measured value was 3.1 GΩ. That is, it can be seen that there is a correlation between impedance and driving performance.
上述したように車両Veに計測機5や解析装置9を搭載した場合であっても、計測されたインピーダンスと走行性能との間には相関がある。したがって、車外に計測機5や解析装置9を設けた場合と同様に、車体1のインピーダンスを検出することによって走行性能を判定するための官能試験に供し得るデータを採ることができる。そのため、例えば、上述したように静電気とは反対の極性のイオンを吹き付けるイオナイザーを備えている場合には、走行時にインピーダンスを検出してインピーダンスが増加した場合にイオナイザーを作動させるなど、除電装置の作動の要否を判断することができる。
As described above, even when the measuring
一方、図4に示すように計測機5を車両Veに搭載する場合に、インピーダンスを求めるために計測機5が接続される二つの所定部位にボディーが含まれていると、ボディーと他の部位との間に電圧を印加することになる。それに対して、通常、車両Veでは、ボディーをグランドとして電圧などを制御することになるから、計測機5も同様にボディーをグランドとして駆動することが想定される。したがって、計測機5のグランドとなるボディーに電圧を印加することになり、計測系が不安定になる可能性がある。そのため、図6に示すように計測機5によって電流値を計測する二点間の一方と、計測機5のグランドとが同一となる場合に、計測機5のグランドを切り替える切替装置16を更に備えていてもよい。その切替装置16によって切り替える対象の一例は、従来の車両に設けられた大地に接地させるコードなどであってよい。なお、上記の切替装置16は、例えば、計測機5のグランドをボディーから他の部位に接続することなく、ボディーから切り離すように構成されていてもよい。
On the other hand, when the measuring
このように計測機5のグランドを切り替えることにより、計測系が不安定になることを要因として検出値がバラつくことを抑制できる。
By switching the ground of the measuring
また、上述したように本発明の実施形態における車両の解析装置は、外装部材を含む車体1に電圧を印加するように構成されている。その外装部材は、通電することを想定して材料の選定や構成が定められたものではないため、通電する電流が流れる方向に応じて電気抵抗値が変化する箇所(非線形素子)が含まれている可能性がある。一方、車体1の所定部位に負の電荷を印加することによって、その部分で空気流との間で生じる斥力を低下させることができる。したがって、上記の非線形素子が含まれているか否かを判定することによって、車体1に電荷を印加するために通電する電流の向きを特定することができる。そのため、本発明の実施形態における車両の解析装置は、所定の二点間のインピーダンスを計測することによって、非線形素子が含まれているか否かを判定することができるように構成されている。
Further, as described above, the vehicle analysis device according to the embodiment of the present invention is configured to apply a voltage to the
その一例を図7に示してある。図7に示す例は、図4に示す例を基準に構成されたものであって、計測機5に制御部17が接続されている。この制御部17は、電源6から出力される電圧を正極側の直流電圧、または負極側の直流電圧に変換して、第3所定部位14と第4所定部位15とにDCバイアスを印加することができるように構成されている。この制御部17は、従来のDCバイアスを行う構成と同様に構成することができる。
An example is shown in FIG. The example shown in FIG. 7 is configured based on the example shown in FIG. 4, and a
上述したように二つの所定部位14,15の間に正負のいずれか一方の極性のDCバイアスを印加し、その際の電流計7の電流値を検出してインピーダンスを求めることにより、非線形素子の有無を判定することができる。したがって、走行性能を向上させるために負の電荷を印加する場合には、その電流の向きを特定することができ、走行性能を効率的に向上させることができる。なお、電源6が直流電圧を印加する直流電源である場合には、上記の制御部17を設けなくてもよい。
As described above, by applying a DC bias of either positive or negative polarity between the two
また、上述したように車体1の所定部位に負の電荷を印加して走行性能を向上させる場合には、その印加する電圧を定めるために、車体1の電気的な作用に近似した等価回路を形成することが好ましい。そのため、本発明の実施形態における車両の解析装置は、計測されたインピーダンスに基づいて等価回路を構築することができるように構成されている。その構成を説明するための模式図を図8に示してある。図8に示す例は、図4に示す例を基準にしたものであって、解析装置9に平均化装置18と、等価回路解析装置19とが含まれている。
In addition, as described above, when applying a negative charge to a predetermined portion of the
具体的には、電源6は、第3所定部位14と第4所定部位との間に周波数を連続的に変化させて交流電圧を印加するように構成され、電流計7は、その印加された交流電圧の出力となる電流値を複数回検出するように構成されている。そして、演算部10は、複数回検出された電流値のそれぞれに基づいてインピーダンスを求める。すなわち、電流値が検出される都度、インピーダンスを求めることになり、複数のインピーダンスの値が求められる。
Specifically, the
そして、平均化装置18は、演算部10によって求められた複数のインピーダンスの値を平均化するように構成されている。また、等価回路解析装置19は、各周波数毎のそれぞれの所定分位点(例えば、75%分位点)のインピーダンスを抽出するように構成されている。さらに、等価回路解析装置19は、上記のように抽出された各周波数毎のインピーダンスと、平均化装置18によって平均化されたインピーダンスとの値を用いて、周波数特性を求め、その周波数特性に基づいて等価回路を構築するように構成されている。この周波数特性に基づいて等価回路を構築する手段は、従来知られた種々の方法で行うことができる。
The averaging
上記のように二つの所定部位14,15の間のインピーダンスを検出することによって、その部分の周波数特性を求めることができ、その結果、車体1の電気的な作用を等価回路として求めることができる。そのため、車体1の所定部位に負の電荷を印加して走行性能を向上させる場合に、印加する電圧を走行性能を向上させるための電圧値に一致させて制御することができ、その結果、走行性能を向上させることができる。
By detecting the impedance between the two
1 車体
2 タイヤ(左前輪)
3 第1所定部位
4 第2所定部位
5 計測機
6 電源
7 電流計
8 アース
9 解析装置
10 演算部
11 解析部
12 電流源
13 電気抵抗部材
14 第3所定部位
15 第4所定部位
16 切替装置
17 制御部
18 平均化装置
19 等価回路解析装置
Ve 車両
1
3 First
Claims (10)
前記車体の第1所定部位と前記車体の第2所定部位との間に電圧を印加する電源と、
前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に流れる電流値を検出する検出部と、
前記電源から印加した電圧値と前記検出部によって検出された電流値とに基づいて前記第1所定部位と前記第2所定部位との間のインピーダンスまたはアドミタンスを求める演算部とを備えている
ことを特徴とする車両の解析装置。 An analysis device for a vehicle in which the vehicle body, which is kept insulated from the road surface, is charged with static electricity due to external factors including driving,
a power source that applies a voltage between a first predetermined portion of the vehicle body and a second predetermined portion of the vehicle body;
a detection unit that detects a current value flowing between the first predetermined portion and the second predetermined portion;
and a calculation unit that calculates impedance or admittance between the first predetermined portion and the second predetermined portion based on the voltage value applied from the power source and the current value detected by the detection unit. Characteristic vehicle analysis device.
前記検出部は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に流れる電流値を複数回検出し、
前記演算部は、前記複数回検出された電流値のそれぞれに基づいて前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを求め、
前記演算部によって求められた複数の前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを統計処理することにより、前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを抽出する解析部を備えている
ことを特徴とする車両の解析装置。 The vehicle analysis device according to claim 1,
The detection unit detects a current value flowing between the first predetermined region and the second predetermined region multiple times,
The calculation unit calculates the impedance or the admittance based on each of the current values detected a plurality of times,
A vehicle analysis device comprising: an analysis section that extracts the impedance or admittance by statistically processing the plurality of impedances or admittances determined by the calculation section.
前記解析部は、前記複数のインピーダンスまたはアドミタンスを二乗平均処理することにより、前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを抽出するように構成されている
ことを特徴とする車両の解析装置。 The vehicle analysis device according to claim 2,
The analysis device for a vehicle, wherein the analysis unit is configured to extract the impedance or admittance by subjecting the plurality of impedances or admittances to root mean square processing.
前記解析部は、前記車体に静電気が帯電している状態で前記演算部によって求められた前記複数のインピーダンスまたはアドミタンスを累積度数分布処理するとともに、前記車体に静電気が帯電している状態とは異なる状態で前記演算部によって求められた前記複数のインピーダンスまたはアドミタンスを比較するように構成されている
ことを特徴とする車両の解析装置。 The vehicle analysis device according to claim 2,
The analysis unit processes the plurality of impedances or admittances obtained by the calculation unit in a state in which the vehicle body is charged with static electricity, and performs a cumulative frequency distribution process on the plurality of impedances or admittances, which is different from the state in which the vehicle body is charged with static electricity. A vehicle analysis device characterized in that the vehicle analysis device is configured to compare the plurality of impedances or admittances obtained by the calculation unit in the state.
前記電源は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に所定の方向の直流電圧を印加するように構成されている
ことを特徴とする車両の解析装置。 The vehicle analysis device according to claim 1,
A vehicle analysis device, wherein the power source is configured to apply a DC voltage in a predetermined direction between the first predetermined portion and the second predetermined portion.
前記電源は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に交流電圧を印加する交流電源を含み、
前記交流電源の出力電圧を、正極または負極の直流電圧に変換して前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に印加する制御部を備えている
ことを特徴とする車両の解析装置。 The vehicle analysis device according to claim 1,
The power source includes an AC power source that applies an AC voltage between the first predetermined portion and the second predetermined portion,
A vehicle analysis device comprising: a control unit that converts the output voltage of the AC power source into a positive or negative DC voltage and applies the converted voltage between the first predetermined portion and the second predetermined portion. .
前記電源は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に周波数を連続的に変化させて交流電圧を印加するように構成され、
前記検出部は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に流れる電流値を複数回検出し、
前記演算部は、前記複数回検出された電流値のそれぞれに基づいて前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを求め、
前記複数のインピーダンスまたはアドミタンスを平均化する平均化装置と、
前記周波数毎のそれぞれの所定分位点の前記インピーダンスまたは前記アドミタンスを抽出するとともに、前記平均化装置によって平均化された前記インピーダンスまたは前記アドミタンスおよび前記所定分位点の前記インピーダンスまたは前記アドミタンスに基づいて周波数特性を求め、かつ前記周波数特性に基づいて等価回路を構築する等価回路解析装置とを更に備えている
ことを特徴とする車両の解析装置。 The vehicle analysis device according to claim 1,
The power source is configured to apply an alternating current voltage between the first predetermined portion and the second predetermined portion while continuously changing the frequency;
The detection unit detects a current value flowing between the first predetermined region and the second predetermined region multiple times,
The calculation unit calculates the impedance or the admittance based on each of the current values detected a plurality of times,
an averaging device that averages the plurality of impedances or admittances;
extracting the impedance or admittance at each predetermined quantile for each frequency, and based on the impedance or admittance averaged by the averaging device and the impedance or admittance at the predetermined quantile; A vehicle analysis device further comprising: an equivalent circuit analysis device that obtains frequency characteristics and constructs an equivalent circuit based on the frequency characteristics.
前記電源は、電流源と電気抵抗部材とによって構成されている
ことを特徴とする車両の解析装置。 The vehicle analysis device according to claim 1,
A vehicle analysis device, wherein the power source includes a current source and an electrical resistance member.
前記電源は、前記第1所定部位と前記第2所定部位との間に、周波数を連続的に変化させて交流電圧を印加するように構成され、
前記演算部は、前記交流電圧の周波数のうちの予め定められた解析周波数の前記インピーダンスを求める
ことを特徴とする車両の解析装置。 The vehicle analysis device according to claim 1,
The power source is configured to apply an alternating current voltage between the first predetermined portion and the second predetermined portion with a frequency that is continuously changed;
A vehicle analysis device, wherein the calculation unit calculates the impedance at a predetermined analysis frequency among the frequencies of the AC voltage.
前記電源は、前記車両に搭載され、
前記電源のグランドを切り替える切替装置を更に備えている
ことを特徴とする車両の解析装置。 The vehicle analysis device according to claim 1,
The power source is mounted on the vehicle,
A vehicle analysis device further comprising a switching device for switching the ground of the power source.
Priority Applications (1)
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