JP2751686B2 - 車両の試験装置 - Google Patents

車両の試験装置

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JP2751686B2 JP3239065A JP23906591A JP2751686B2 JP 2751686 B2 JP2751686 B2 JP 2751686B2 JP 3239065 A JP3239065 A JP 3239065A JP 23906591 A JP23906591 A JP 23906591A JP 2751686 B2 JP2751686 B2 JP 2751686B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フリーローラテスター
上で車両の試験を行う試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の組立ラインにおいては、車両の
直進走行状態においてステアリングハンドル(ステアリ
ングホイール)がハンドル切れ角をもつことがないよう
に、いわゆるステアリングハンドルの水平度傾きをイン
ラインで検査するようにしている。例えば図10に示す
ように、フリーローラテスター上での試験対象となる車
両のステアリングハンドル51に角度計52を設置し、
検査員がフリーローラテスター上でステアリングハンド
ル51を操舵しながら実走行を行っている状態で官能的
に直進状態にあることを判断し、その時のステアリング
ハンドル51のハンドル切れ角θの値すなわち角度計5
2の表示を読み取って記録するようにしている。
【0003】一方、上記のようなステアリングハンドル
の水平度傾きの検査と相前後して行われる試験の一つに
車体振動試験がある。この車体振動試験はインライン方
式によらずにいわゆる抜き取り検査法で行われるのが一
般的で、例えば図11に示すようにステアリングハンド
ル51上に上下方向の加速度を検出するための加速度ピ
ックアップ53を設置し、この加速度ピックアップ53
の出力をシミーシェイクメータ54に入力して解析し、
その解析結果をX−Yレコーダ55上に書き出して記録
するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のステアリングハ
ンドルの水平度傾き検査方法においては、その水平度傾
き(車両の直進走行状態でのハンドル切れ角)の測定が
官能評価で行われるために測定精度が低いばかりでなく
定量的なデータを取ることも困難で、測定結果の信頼性
の向上に限界がある。また、上記の水平度傾きの測定は
フリーローラテスター上での種々の試験の一つとして行
われるものであり、水平度傾きの測定に際して角度計5
2の設置から直進状態であることの判断、さらには角度
計52の表示の読み取りまでも検査員が行わなけらばな
らず、検査員の負担が大きい。
【0005】一方、後者の車体振動試験については、加
速度ピックアップ53の出力を有線方式でシミーシェイ
クメータ54に入力するようにしているため、この配線
の付随ならびに引き回しがインラインでの車体振動試験
を実現を困難なものにしている。
【0006】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、車両が直進走行状態にあるときのステアリ
ングハンドルのハンドル切れ角を定量的に把握すること
ができ、またインラインで車体振動試験を行えるように
した試験装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、図1
の(A)に示すようにフリーローラテスター上での試験
対象となる車両のステアリングハンドル9に取り付けら
れ、車両の車幅方向および高さ方向の加速度を測定して
その加速度データa1,a2を無線方式で送信する加速度
センサユニット10と、前記加速度センサユニット10
により得られた車両の車幅方向および高さ方向の加速度
データa1,a2をもとに車両の直進状態でのステアリン
グハンドル9の実際のハンドル切れ角θを算出するハン
ドル切れ角演算手段20と、前記ハンドル切れ角演算手
段20により得られたハンドル切れ角θの値と切れ角基
準値設定手段40に予め設定されたハンドル切れ角基準
値θ0とを比較してハンドル切れ角θの適否を判定する
ハンドル切れ角判定手段30とを備えている。
【0008】また、請求項2の発明は、図1の(B)に
示すようにフリーローラテスター上での試験対象となる
車両のステアリングハンドル9に取り付けられ、車両の
車幅方向および高さ方向の加速度を測定してその加速度
データa1,a2を無線方式で送信する加速度センサユニ
ット10と、前記車両の車輪の回転に応じ車輪一回転に
ついて1つのパルスを発生する回転パルス発生器15
と、前記加速度センサユニット10により得られた車両
の車幅方向および高さ方向の加速度データa1,a2に基
づいて車両の車幅方向および高さ方向の振動を求めた
上、前記車輪の回転パルス信号を基準として車両振動の
回転次数比分析を行う車両振動分析手段50と、前記回
転次数比分析の結果得られた振動特性と基準値設定手段
70に予め設定された基準振動特性とを比較して車両振
動分析結果の適否を判定する分析結果判定手段60とを
備えている。
【0009】
【作用】請求項1の発明では、図1の(A)に示すよう
に車両の走行状態において車幅方向と高さ方向の加速度
を同時に検出していることから、ハンドル切れ角演算手
段20は、車幅方向の加速度が零になると車両が直進状
態にあるものと判断してステアリングハンドル9の実際
のハンドル切れ角θを算出する。
【0010】そして、実際のハンドル切れ角θが求めら
れると、ハンドル切れ角判定手段30では予め設定され
たハンドル切れ角基準値θ0と比較して、実際のステア
リングハンドル9のハンドル切れ角θが許容限界内にお
さまっているかどうかその適否を判定してその結果を出
力する。
【0011】一方、請求項2の発明では、図1の(B)
に示すように車両の車幅方向および高さ方向の加速度を
同時に検出しており、この加速度センサユニット10の
出力と、車両走行時の車輪一回転について1つのパルス
を発生する回転パルス発生器15からの出力とを車両振
動分析手段50に取り込む。
【0012】そして、車幅方向および高さ方向の加速度
と振動との間には相関があることから、車両の車幅方向
および高さ方向の振動を求めた上で、上記の回転パルス
信号を基準として車両振動の回転次数比分析を行う。
【0013】この回転次数比分析は、振動成分を車輪回
転の次数として正規化すれば、回転変動による影響を受
けずにある成分に着目することができ、例えば特定部位
の振動状況を把握するのに有効な方法である。
【0014】回転次数比分析の結果が得られたならば、
分析結果判定手段60は予め設定された基準振動特性と
比較して車両振動分析結果の適否の判定結果を出力す
る。
【0015】
【実施例】図2の(A),(B)は本発明の一実施例を
示す概略説明図で、自動車組立ラインの末端のテスター
ラインに設置されるいわゆるインライン型のフリーロー
ラテスター1は、前後一対のフリーローラ2,3の上に
完成した車両4の車輪5,6を乗せて駆動車輪を回転駆
動させることにより、車両4を定位置にて実際の走行に
近似した走行を行わせることで後述するようにステアリ
ングハンドルの水平度傾きの測定や車体振動試験等の試
験を行うものである。
【0016】フリーローラテスター1の近くには試験装
置の中心となる測定制御装置(パーソナルコンピュー
タ)7が用意されており、測定制御装置7は周知のよう
にCPUのほかにROM,RAM、入力装置としてのキ
ーボード、プリンタおよびCRTディスプレイ等を含ん
でいる。そして、測定制御装置7には上位の生産管理装
置(上位コンピュータ)8から試験対象となる車両4の
車種情報が入力されるほか、各種の測定データが入力さ
れる。
【0017】試験対象となる車両4のステアリングハン
ドル9の中央部には、図2の(B)に示すように加速度
センサユニット10が設置される。この加速度センサユ
ニット10は、図5にも示すように車両4の高さ方向
(上下方向)の加速度を検出する第1の加速度ピックア
ップ11と、車両4の車幅方向の加速度を検出する第2
の加速度ピックアップ12のほかに、テレメータシステ
ムの送信部13とを組み合わせて一つのユニットとして
まとめたもので、各加速度ピックアップ11,12によ
って検出された加速度データはテレメータシステムの送
信部13から受信部14側に送信された上でアナログ信
号に変換されて測定制御装置7に取り込まれる。
【0018】また、車両4の駆動輪(この実施例では前
輪とする)5の近くには回転パルス発生器15が設けら
れており、この回転パルス発生器15は駆動輪5の一回
転について一つのパルスを発生するもので、この回転パ
ルス信号も測定制御装置7に入力される。なお、16,
17はアンテナである。
【0019】このようなシステムにおいては、図2のほ
か図3に示すようにフリーローラテスター1上に乗せら
れた試験対象となる車両4に検査員が乗り込んで、図2
の(B)に示すようにステアリングハンドル9の中央位
置に加速度センサユニット10を設置する(図3のステ
ップS1)。そして、フリーローラテスター1上で車両
4を走行させることによって測定が開始されるとともに
(ステップS2)、車速が60km/hになると初めて
加速度センサユニット10や回転パルス発生器15から
の出力を測定制御装置7に取り込み(ステップS3,S
4)、ステアリングハンドル9の水平度傾き(ハンドル
切れ角)の測定と車両振動試験とが併行して行われる
(ステップS5,S6,S7)。
【0020】より詳しくは、最初にステアリングハンド
ル9の水平度傾きの測定について図2のほか図4のフロ
ーチャートを用いて説明すると、試験対象となる車両4
がフリーローラテスター1上に乗せられるのと相前後し
て上位の生産管理装置8から測定制御装置7に対して試
験対象となる車両4の車種情報(車両の型式やタイヤサ
イズ等の情報を含む)が入力され(図4のステップS1
1)、測定制御装置7側では車種テーブルを検索して、
該当する車種のハンドル切れ角基準値θ0を呼び出して
セットする(図4のステップS12,S13)。
【0021】そして、検査員はステアリングハンドル9
を左右に操舵しながら車両4を走行させることから、ス
テアリングハンドル9を媒体とした車両4の車幅方向の
加速度が第2の加速度ピックアップ12で測定されると
ともに、車両4の高さ方向の加速度が第1の加速度ピッ
クアップ11で測定される(ステップS14)。各加速
度ピックアップ11,12によって測定された加速度デ
ータa1およびa2はテレメータシステムの送信部13側
から受信部14側に送信され、受信部14でアナログ信
号に変換された上で測定制御装置7に取り込まれる。
【0022】ここで、図5,6に示すように加速度セン
サユニット13を形成している第1,第2の加速度ピッ
クアップ11,12は各加速度ピックアップ11,12
の中心軸線が相互に直交するように設定されていること
から、上記の各加速度ピックアップ11,12によって
測定される加速度データa1,a2はステアリングハンド
ル9の水平度傾き(ハンドル切れ角)θにかかわらず常
に各加速度ピックアップ11,12の中心軸線方向の加
速度となる。
【0023】そして、図6に示すように、a1を第1の
加速度ピックアップ11によって測定された加速度デー
タ、a2を第2の加速度ピックアップ12によって測定
された加速度データとし、さらにステアリングハンドル
9のハンドル切れ角をθ、重力加速度をG(既知の
値)、車両4の水平方向(X方向)の加速度をAとする
と、a1a=Asinθ、a2a=Acosθ、a1g=Gc
osθ、a2g=Gsinθの関係から(1)式および
(2)式が導かれる。
【0024】 a1=a1a+a1g=Asinθ+Gcosθ ‥‥‥(1) a2=a2a+a2g=Acosθ+Asinθ ‥‥‥(2) さらに上記の(1),(2)式から(3)式および
(4)式が導かれる。
【0025】 A=(a2−Gsinθ)/cosθ ‥‥‥(3)
【0026】
【数1】
【0027】そこで、測定制御装置7では(3)式の演
算を行って図6に示すように車両4の車幅方向での水平
方向(X方向)加速度Aを算出し(図4のステップS1
5)、さらに(3)式によって算出した水平方向加速度
AがA=0であるかどうか判別する(ステップS1
6)。すなわち、車両4の水平方向加速度Aが零である
かどうかは車両4が直進状態にあるかどうかを意味し、
A=0になるまで各方向での加速度データa1,a2の測
定を繰り返す。
【0028】こののち、A=0になったならば測定制御
装置7では(4)式の演算を行ってその時のステアリン
グハンドル9の水平度傾きすなわちハンドル切れ角θを
算出する(ステップS17)。
【0029】そして、ハンドル切れ角θが例えば±3°
の許容管理限界(θ0+3°≧θ≧θ0−3°)内に入っ
ているかどうか判別し(ステップS18)、そのハンド
ル切れ角θの適否をCRTディスプレイに表示した上で
結果をプリントアウトして終了する(ステップS19,
S20,S21)。
【0030】このようにステアリングハンドル9の水平
度傾きの測定については、検査員は単に加速度センサユ
ニット10を試験対象となる車両4のステアリングハン
ドル9にセットするだけでよく、また、ステアリングハ
ンドル9の水平度傾きの算出タイミングも測定制御装置
7側で自動的になされるのでその信頼性が向上する。
【0031】一方、車両の振動試験については、図7に
示すように上位の生産管理装置8から測定制御装置7に
対して与えられる車種情報に応じて測定制御装置7側で
は車種テーブルを検索して該当する車種の基準振動特性
を呼び出してセットする(ステップS31,S32,S
33)。
【0032】そして、測定制御装置7側には上記の第
1,第2の加速度ピックアップ11,12からの加速度
データa1,a2とともに図2の回転パルス発生器15か
らの回転パルス信号が入力されており(ステップS3
4)、しかも車両4の車幅方向および高さ方向の加速度
と振動との間には相関があることから、測定制御装置7
では車両4の車幅方向および高さ方向の振動PX,PZ
求めた上で、上記の回転パルス信号を基準として車両振
動PX,PZの回転次数比分析を行う(ステップS3
5)。
【0033】より具体的には、回転パルス信号を次数変
換して次数成分周波数fを取り出した上で、車幅方向お
よび高さ方向の加速度データa1,a2をもとに算出した
車幅方向および高さ方向の振動PX,PZを上記の次数成
分周波数fについてフーリエ変換を実施するとともにこ
れを二乗して車両振動の回転次数比分析を行う。
【0034】この回転次数比分析は、振動成分を車輪の
回転パルス信号の次数として正規化することにより回転
変動による影響を受けずに特定の振動成分に着目するこ
とができ、振動が車輪回転の何次成分で出ているか確認
することができる。
【0035】例えば図8,9に示すように車輪の回転を
基準に次数比分析を実施した場合、振動が何を原因とし
て生じているのか特定することができる。図9の例で
は、車輪回転の一次成分が生じていることによりタイヤ
にアンバランスがあることが特定でき、また車輪回転の
二次,三次成分が生じていることからタイヤのユニフォ
ミティも正常でないことが推定できる。さらに、符号e
で示すように2.6次程度の位置に生じている成分は車
輪以外の回転成分に起因しているものと推定できる。
【0036】上記のように回転次数比分析の結果が得ら
れたならば、その分析結果が予め設定されている基準振
動特性と比較して許容限界を越えていないかどうか判別
し(図7のステップS36)、その分析結果の適否をC
RTディスプレイに表示するとともに分析結果をプリン
トアウトして振動試験が終了する(ステップS37,S
38,S39)。
【0037】このように本実施例によれば、ステアリン
グハンドル9の水平度傾きの測定と併行してインライン
のままで車両振動試験までも行うことができる。
【0038】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
ステアリングハンドルの水平度傾きの測定を検査員の官
能評価によらずに定量的に行うことができるため、測定
精度が向上するとともに測定結果の信頼性が向上する。
その上、試験に際して検査員は加速度センサユニットを
ステアリングハンドルに設置するだけでよく、従来と比
べて検査員の作業工数ならびに負担を大幅に削減でき
る。
【0039】また請求項2の発明によれば、車両振動試
験に必要な加速度データの送信が無線方式で行われるた
めに従来のように配線の処理が問題となることはなく、
インラインのままで車両の振動試験を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック回路図。
【図2】本発明の一実施例を示す図で、(A)はその全
体の構成説明図、(B)はステアリングハンドル部の拡
大図。
【図3】図2に示す装置の試験手順を示すフローチャー
ト。
【図4】ステアリングハンドルの水平度傾き(ハンドル
切れ角)測定時のフローチャート。
【図5】加速度ピックアップの要部拡大図。
【図6】加速度ピックアップと各方向の加速度およびハ
ンドル切れ角との関係を示す説明図。
【図7】車両振動試験時のフローチャート。
【図8】回転次数比分析の結果得られた特性図。
【図9】図8の要部拡大図。
【図10】従来のステアリングハンドルの水平度傾きの
測定方法を示す説明図。
【図11】従来の車両振動試験法の一例を示す説明図。
【符号の説明】
1…フリーローラテスター 4…車両 5,6…車輪 7…測定制御装置 9…ステアリングハンドル 10…加速度センサユニット 11…第1の加速度ピックアップ 12…第2の加速度ピックアップ 13…送信部 14…受信部 15…回転パルス発生器 20…ハンドル切れ角演算手段 30…ハンドル切れ角判定手段 40…切れ角基準値設定手段 50…車両振動分析手段 60…分析結果判定手段 70…基準値設定手段 a1,a2…加速度データ θ…ハンドル切れ角。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フリーローラテスター上での試験対象と
    なる車両のステアリングハンドルに取り付けられ、車両
    の車幅方向および高さ方向の加速度を測定してその加速
    度データを無線方式で送信する加速度センサユニット
    と、 前記加速度センサユニットにより得られた車両の車幅方
    向および高さ方向の加速度データをもとに車両の直進状
    態でのステアリングハンドルの実際のハンドル切れ角を
    算出するハンドル切れ角演算手段と、 前記ハンドル切れ角演算手段により得られたハンドル切
    れ角の値と切れ角基準値設定手段に予め設定されたハン
    ドル切れ角基準値とを比較してハンドル切れ角の適否を
    判定するハンドル切れ角判定手段、 とを備えていることを特徴とする車両の試験装置。
  2. 【請求項2】 フリーローラテスター上での試験対象と
    なる車両のステアリングハンドルに取り付けられ、車両
    の車幅方向および高さ方向の加速度を測定してその加速
    度データを無線方式で送信する加速度センサユニット
    と、 前記車両の車輪の回転に応じ車輪一回転について1つの
    パルスを発生する回転パルス発生器と、 前記加速度センサユニットにより得られた車両の車幅方
    向および高さ方向の加速度データに基づいて車両の車幅
    方向および高さ方向の振動を求めた上、前記車輪の回転
    パルス信号を基準として車両振動の回転次数比分析を行
    う車両振動分析手段と、 前記回転次数比分析の結果得られた振動特性と基準値設
    定手段に予め設定された基準振動特性とを比較して車両
    振動分析結果の適否を判定する分析結果判定手段、 とを備えていることを特徴とする車両の試験装置。
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