JP3268092B2 - 車両ロードシミュレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の振動試験を行う
車両ロードシミュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動２輪車、自動４輪車などの車両を実
走行させたときにおいて車両に加わる振動波形データを
実振動波形データとして収集し、収集した実振動波形デ
ータに基づいて実走行時に受けた振動と同一の振動を、
テスト台等において加振機によって車両に加えることに
より、車両を実走行させることなく、車両の振動試験を
行う車両ロードシミュレータが知られている。

【０００３】まず、路面上で車両を走行させ、走行中に
おける車両が受ける振動を車両に装着した加速度検出器
によって検出し、検出加速度をデータレコーダに記録す
ることによって収集する。この収集の後、車両ロードシ
ミュレータによるロードシミュレーションに際して、テ
スト台等において、加振機によって車両の車軸を介して
若しくは車輪を介して振動を加えることによって車両振
動試験を行っている。この車両振動試験における加振機
による加振に際し、まずテスト加振を繰り返して加振
機、車両および加速度検出器を含む系の伝達関数を求
め、伝達関数および収集した実振動波形とに基づいて加
振制御信号を求め、加振機による加振を加振制御信号に
よって制御し、加振機によって実走行時と同一の振動を
車両に加えることにより行われる。この場合に、実走行
時とテスト加振時とにおいて同一の加速度検出器が用い
られる。

【０００４】上記のような車両ロードシミュレータによ
るロードシミュレーションの場合において、実走行時に
受けた車両の上下振動を再現する手法として、車軸部近
傍に加速度検出器を取り付けて走行し、この際の加速度
を記録して、この際に記録された振動波形と同一の振動
をテスト台において車両に加えるのが一般的である。

【０００５】一方、車両の振動検出に、差動トランスや
速度計を用ると差動トランスや速度計はコイル部とコア
部との２部品構成であるうえ、車両への取り付けが容易
でない。このために車両の振動検出に差動トランスや速
度計は使用されない。また、光学式変位計は１部品構成
であるが振動の高い周波数に対する感度が低いため車両
の振動検出に使用されない。これに対して振動検出に加
速度検出器が使用される。この理由は、加速度検出器が
小型軽量であること、さらに１つの纏まった構成で車両
への取り付けが簡単であることによる。

【０００６】上記のような理由から、車両ロードシミュ
レータにおける車両振動検出のために加速度検出器が使
用され、加速度検出器によって車両に加わる加速度を検
出し、収集される。しかし車両に加わる加速度検出にお
いて、計測可能範囲は上限周波数が１００Ｈｚ以上であ
って、かつ加速度レベルが５０（Ｇ）以上の加速度に耐
えることが加速度検出器に対して要求される。

【０００７】しかしながら、上限周波数が１００Ｈｚ以
上であって、加速度レベルが５０（Ｇ）以上の加速度に
耐える加速度検出器は、振動の低い周波数に対する感度
が低いという問題点があって、テスト加振時に車両ロー
ドシミュレータにおいて２乃至３Ｈｚ以下の周波数成分
の再現が困難となる。さらに、特に車両が自動２輪車の
場合にはサスペンションが自動４輪車の場合よりも長い
ために振動の周波数が低く、振動の低い周波数成分も検
出することが要求される。さらに、自動４輪車において
もボデーのローリングやピッチングの主要周波数は１乃
至２Ｈｚであって、低い周波数の振動の検出が必要とな
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】車両の振動を加速度検
出器によって検出する場合、最大の加速度を想定して加
速度検出器を１つ選定すると、振動の低い周波数成分を
検出できないために、従来では例えば特開平３−２９５
４３７号に示されているように、最大の加速度を想定し
て加速度検出器を１つ選定し、さらに低い周波数の振動
に対する検出感度特性のよい加速度検出器を別途用意し
て、例えば従来の加速度検出器に近接して別途用意した
低い周波数成分の振動を検出することができる加速度検
出器を装着したり、またボデー等の振動の低い周波数成
分の測定部分には低い周波数の振動に対して検出感度特
性のよい別途用意した加速度検出器を装着して測定する
ことを行っているため、２種類の加速度検出器を用意す
る必要があるという問題点があった。

【０００９】さらに、低い周波数の振動に対する感度が
良好な加速度検出器は高価であるうえ、衝撃に対して弱
く、きわめて破損しやすいために取り扱いにきわめて慎
重さが要求される。車両ロードシミュレータによるロー
ドシミュレーションのための粗い表面の舗装道路を走行
した場合および加振機によってテスト加振した場合に、
加速度検出器の許容限界加速度を超えて、低い周波数の
振動測定のために装着した加速度検出器が破損してしま
うことがあって、低い周波数の振動に対して感度のよい
加速度検出器を車両ロードシミュレーションにおいて実
用することが困難であるという問題点もあった。

【００１０】さらに、車両ロードシミュレータに２種類
の加速度検出器を設けて加速度を検出するときは、加速
度検出器を２組以上必要とするのみならず、加速度検出
器の出力を増幅する増幅器の数、加速度データを収集す
る収集装置のチャンネル数が増加するという問題点が生
ずる。

【００１１】さらに、デジタルデータに変換してデータ
処理する場合には、Ａ／Ｄ変換器の数、加振機を駆動す
るためのＤ／Ａ変換器の数、伝達関数に基づいてＤ／Ａ
変換出力を補正する補正回路の数等が増加するほか、コ
ンピュータによる処理で伝達関数に基づく補正を行う場
合に、チャンネル数の増加のために計算の負荷およびデ
ータエリアが増加し、コンピュータコントロールシステ
ムのレスポンスが悪くなり、さらにプログラムも複雑化
するという問題点が生ずる。

【００１２】本発明は、要求最大加速度に耐え、かつ１
つで周波数の高い振動から周波数の低い振動までの検出
ができる振動検出装置を用いた車両ロードシミュレータ
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の車両ロードシミ
ュレータは、車両に装着した加速度検出器と、加速度検
出器の出力を反転する反転増幅器と、反転増幅器の出力
を積分し積分出力を振動検出出力とする積分器とを備
え、加速度検出器を装着した車両が受ける振動を積分器
からの出力を参照して再現することを特徴とする。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【作用】本発明の車両シミュレータは、加速度が車両に
装着した加速度検出器によって検出される。加速度検出
器からの出力は反転増幅器による反転増幅のうえ積分器
によって積分されて速度信号に変換されて、出力され
る。検出加速度出力が速度出力に変化されるために、周
波数の低い振動に対しても検出加速度信号の場合に比較
して検出しやすくなり、周波数の高い振動から低い振動
まで１つの加速度検出器によって実質的に検出すること
ができる。

【００１７】また加速度検出器の出力を反転増幅器によ
って反転して積分器へ送出しているため、積分器を反転
演算増幅器によって構成したときも、積分器の出力極性
と加速度検出出力との極性が一致させられる。

【００１８】また、本発明の車両ロードシミュレータ
は、速度検出器の数が少なくてすむことになって、速度
検出出力のチャンネル数が少なくてすんで、デジタルデ
ータに変換してデータ処理する場合に、Ａ／Ｄ変換器の
数、加振機を駆動するためのＤ／Ａ変換器の数、伝達関
数に基づいてＤ／Ａ変換出力を補正する補正回路の数等
が増加することはなく、コンピュータによる処理で伝達
関数に基づく補正を行った場合でも、チャンネル数の増
加のために計算の負荷、データエリアの増加がなく、か
つコンピュータコントロールシステムのレスポンスが悪
くなることもなくなり、さらにプログラムも複雑化する
こともなくなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００２０】図１は本発明にかかる車両ロードシミュレ
ータに用いられる振動検出装置の一実施例の構成を示す
ブロック図である。

【００２１】図１において符号１０は、本発明にかかる
車両ロードシミュレータに用いられる振動検出装置の一
例を示す。振動検出装置１０は、加速度検出器１と、加
速度検出器１からの出力を反転増幅するゲイン“１”の
反転増幅器２と、反転増幅器２からの増幅出力を積分す
る積分器３とからなり、積分器３からの出力を振動検出
出力とする。符号３１は積分器３の一部を構成する演算
増幅器を示す。本実施例において反転増幅器２を積分器
３の入力側に設けたのは、演算増幅器３１は反転増幅で
あるため、加速度検出器１の出力極性と積分器３の出力
極性を一致させるためである。

【００２２】本実施例における積分器３の周波数−ゲイ
ン特性は、図２に示すごとくである。図２は、加速度検
出器１に５０（Ｇ）にて１０Ｖの出力を発生する加速度
検出器を用い、入力側抵抗Ｒｓに抵抗約１０．４ｋΩの
抵抗を、帰還抵抗Ｒｆに２７０ｋΩの抵抗を、入力コン
デンサＣｓに４７μＦのコンデンサを、帰還コンデンサ
Ｃｆに１μＦのコンデンサを接続した場合において測定
した積分器３の周波数−ゲイン特性を示す。

【００２３】周波数ｆｐ以上の周波数、本例では０．７
Ｈｚから周波数の増加方向にゲインが６ｄＢ／ｏｃｔ
（２０ｄＢ／ｄｅｃ）で減少する特性を示し、ゲインが
“１”となる周波数ｆαは〔１／（２π・ｃｆ・Ｒ
ｓ）〕にて定まる。この場合は、計算上も実測上も約１
５．６Ｈｚにおいてゲインが“１”となっており、周波
数が約１５６Ｈｚにおいてゲインが“０．１”となって
いる。この直線部分の周波数範囲は車両ロードシミュレ
ータにおいて使用する場合の振動の周波数範囲１〜１０
０Ｈｚを十分カバーしている。

【００２４】いま、ａを振幅とし、変位ｘを正弦波（ａ
ｓｉｎ ωt ）とした場合に、速度は（ａ ω ｃｏ
ｓ ωt ）、加速度は（−ａ ω² ｓｉｎ ωt ）であ
り、その最大値はａ ω（ｍ／ｓｅｃ）＝２πｆａ、ａ
ω² （ｍ／ｓｅｃ²)＝４π²ｆ² ａ／９．８（Ｇ）であ
る。粗い舗装路面を走行したときに受ける車両の振動
は、経験的に加速度５０（Ｇ）、周波数は１５〜４０Ｈ
ｚ程度であり、自動２輪車の場合は自動４輪車に比較し
てサスペンションのストロークが長くなるので、同一加
速度の場合でも周波数は低いことが多い。

【００２５】ここで、加速度を５０（Ｇ）とし、周波数
を１５〜４０Ｈｚとした場合、ａは１８ｍｍ≦ａ≦５０
ｍｍとなる。そこで、周波数を４０Ｈｚ、振幅ａを１８
ｍｍとした場合の速度は約４．５（ｍ／ｓｅｃ）、周波
数を１５Ｈｚ、振幅ａを５０ｍｍとした場合の速度は約
４．７（ｍ／ｓｅｃ）となって、加速度であると５０
（Ｇ）であるが、速度に換算した場合、加速度５０
（Ｇ）を速度５（ｍ／ｓｅｃ）で対応させることができ
る。したがって、最大測定加速度を５０（Ｇ）とした場
合、速度に変換すれば最大５（ｍ／ｓｅｃ）でよいこと
になる。

【００２６】加速度５０（Ｇ）を速度５（ｍ／ｓｅｃ）
に対応させると、振幅一定時における周波数対加速度、
速度との関係は図３に示す如くであって、速度と加速度
とが一致するときの振動の周波数は約１５．６Ｈｚであ
る。

【００２７】したがって周波数１５．６Ｈｚの振動時に
おいて、加速度５０（Ｇ）のときに加速度検出器１から
の出力および積分器３からの出力が共に１００％で一致
すればよく、積分器３のゲインは周波数１５．６Ｈｚに
おいて“１”であればよい。加速度検出器１は加速度５
０（Ｇ）を検出したときに１００％の出力を送出し、振
動の周波数１５．６Ｈｚにおいて、加速度検出器１から
の１００％出力を受けて積分器３から１００％の出力を
送出するように設定する。これは、積分器３の入力抵抗
Ｒｓの値および帰還コンデンサＣｆの静電容量値をそれ
ぞれ１０．４ＫΩおよび１μＦに設定することによっ
て、前記したように積分器３の周波数−ゲイン特性は図
２となって、実現される。

【００２８】いま、周波数１Ｈｚで振幅１０ｍｍの振動
に対応する加速度は約０．０４（Ｇ）〔＝（４π² ・１
² ・１０）／（１０００・９．８）〕であり、速度は約
０．０６３（ｍ／ｓｅｃ）〔２π・１・１０／１００
０〕である。加速度検出器１の入力出力特性をリニアと
して、例えば加速度５０（Ｇ）に対して１００％の出力
を発生する加速度検出器１では、周波数１Ｈｚで振幅１
０ｍｍの振動すなわち加速度で約０．０４（Ｇ）の場合
における加速度検出器１の出力はフルスケールの０．０
８％となって相当に小さい値となる。

【００２９】しかるに、５０（Ｇ）に対する加速度検出
器１からの出力（＝１００％出力）を入力して、積分器
３はフルスケール（＝１００％）の出力、すなわち速度
で５ｍ／ｓｅｃに設定されている。ここで、周波数１Ｈ
ｚで振幅１０ｍｍの振動すなわち加速度０．０４（Ｇ）
は速度０．０６３ｍ／ｓｅｃが対応する。５ｍ／ｓｅｃ
に対して１００％出力に設定されている積分器３からの
出力では、０．０６３ｍ／ｓｅｃに対しては１．２６％
となって、加速度検出器１の出力のフルスケールに対す
る割合が０．０８％であったものが、速度に変換したこ
とによって積分器３の出力のフルスケールに対する割合
が１．２６％となって、約１６倍に増加したことにな
る。

【００３０】なお、積分器３を設けて加速度検出器１の
出力を積分して取り出すようにしたため、図３からも明
らかなように、周波数の低い振動側では単位周波数の変
化に対する積分器の出力レベルの変化は大きくなって特
性が改善される。一方、周波数の高い振動側では単位周
波数の変化に対する積分器３の出力レベルの変化は振動
周波数の低域側に比較して小さくなる。

【００３１】ちなみに、振動周波数１００Ｈｚの近傍に
おいては、積分器３からの出力は０．１６ｍ／ｓｅｃ程
度の出力となって、加速度検出器１の出力のフルスケー
ルに対する割合に対して積分器３からの出力のフルスケ
ールに対する割合は１／６．４となる。しかしこの程度
であれば高域での加速度信号は大きいため、車両ロード
シミュレータにとっては再現度を悪化させることはない
程度である。

【００３２】この理由は次の如くである。一般の路面で
は空間周波数の高い、つまり１サイクルのピッチが短い
凹凸成分ではその振幅は小さく、例えば空間周波数が約
１００倍の路面の凹凸成分ではその振幅は約１／１００
倍程度になることが、多くの路面の測定結果から知られ
ている。これらから、本実施例において、加速度１００
％＝５０（Ｇ）とし、速度１００％＝５ｍ／ｓｅｃと
し、路面凹凸成分による振動１Ｈｚ、±１０ｍｍの場合
と１００Ｈｚ、±０．１ｍｍの場合について見たとき、
加速度の場合と速度の場合の出力のフルスケールに対す
る割合は表１に示すごとくになる。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１からも明らかなように、加速度の場合
には路面凹凸成分による振動１Ｈｚ、±１０ｍｍの場合
には出力はフルスケールに対して０．０４％、路面凹凸
成分による振動１００Ｈｚ、±０．１ｍｍの場合にはフ
ルスケールに対して出力は８％となる。そこで、後者の
振動成分では出力はフルスケールに対する出力の割合が
大きく問題ないが、前者の振動成分すなわち周波数が小
さい場合にはフルスケールに対する出力の割合が相当小
さくて測定が困難である。

【００３５】これに対して速度に変換した結果では、路
面状況１Ｈｚ、±１０ｍｍの場合には出力はフルスケー
ルの１．２６％、路面状況１００Ｈｚ、±０．１ｍｍの
場合には出力はフルスケールの１．４％となる。そこ
で、後者の振動成分では加速度による検出の場合よりも
フルスケールに対する出力の割合が低下するが、実用上
問題のない程度の低下であり、一方、前者の振動成分で
は加速度による検出の場合よりもフルスケールに対する
出力の割合が増加して、比較すれば明らかなように速度
に変換した方が両振動成分に対して好都合であることが
わかる。

【００３６】次に、本発明の車両ロードシミュレータの
一実施例について説明する。

【００３７】図４は本発明の車両ロードシミュレータの
構成を示す実施例のブロック図である。

【００３８】図４に示すように加速度検出器１からの出
力を反転増幅器２を介して積分器３に供給し、積分器３
の出力を開放位置を有するスイッチＳ１の接点Ｓ１ａお
よびスイッチＳ２を介して磁気記録再生装置からなるデ
ータレコーダ１２に供給して積分器３の出力、すなわち
速度に変換した加速度データをデータレコーダ１２によ
って磁気記録させる。

【００３９】積分器３の出力はスイッチＳ１の接点Ｓ１
ｂを介して折り返し雑音防止のために帯域制限フィルタ
１３に供給して帯域制限し、帯域制限フィルタ１３の出
力はＡ／Ｄ変換器１４に入力して、帯域制限された積分
器３の出力をデジタルデータに変換する。同様にデータ
レコーダ１２から読み出した積分器３の出力はスイッチ
Ｓ２および帯域制限フィルタ１３を介してＡ／Ｄ変換器
１４に供給して、データレコーダ１２から読み出した積
分器３の出力を帯域制限し、帯域制限された積分器３の
出力をデジタルデータに変換する。

【００４０】Ａ／Ｄ変換器１４によって変換されたデジ
タルデータはコンピュータ１５に供給し、キーボード２
０上に設けた指示キーからの指示に基づくコンピュータ
１５による制御のもとに、メモリ１６に格納し、メモリ
１６から読み出したデジタルデータ（加振制御データ
等）をＤ／Ａ変換器１７に供給してアナログ信号に変換
し、平滑フィルタ１８を介して加振機１９に供給して加
振機１９による加振を制御する。

【００４１】一方、メモリ１６には、走行中における積
分器３からのデータを格納する走行中データ格納領域１
６１、目標データ格納領域１６２、伝達関数測定用加振
信号データ格納領域１６３、測定伝達関数データ格納領
域１６４、応答データ格納領域１６５、加振制御データ
格納領域１６６を備えている。

【００４２】路面上を走行中の車両から検出した加速度
検出器１からの出力は反転増幅器２を介して積分器３に
おいて速度に変換される。この状態においては、スイッ
チＳ１は接点Ｓ１ａ側に設定され、スイッチＳ２は閉成
状態に設定されている。したがって、積分器３からの出
力はデータレコーダ１２の磁気テープに磁気的に記録さ
れる。

【００４３】次いで、スイッチＳ１は開放状態に設定さ
れ、スイッチＳ２は閉成状態のままに設定される。この
状態においてデータレコーダ１２の磁気テープに記録の
データは読み出されてアナログ信号の形で出力され、帯
域制限フィルタ１３によって帯域制限されて、Ａ／Ｄ変
換器１４によってデジタルデータに変換される。この場
合に帯域制限されているために折り返し雑音は生じな
い。Ａ／Ｄ変換されたデジタルデータはコンピュータ１
５によって走行中データ格納領域１６１に格納される。

【００４４】走行中データ格納領域１６１に格納された
データは不要部分消去、周波数成分の不要部分消去など
の前処理が行われて目標データとして目標データ格納領
域１６２に転送、格納される。走行中データ格納領域１
６１に格納されたデータはメモリ１６内の作業領域に転
送して処理し、再び走行中データ格納領域１６１のデー
タに格納するようにしてもよい。このようにしたとき
は、走行中データ格納領域１６１と目標データ格納領域
は共用することができる。

【００４５】上記処理が終了した状態において車両ロー
ドシミュレーションが行われる。

【００４６】ここで、符号１１は加振対象の自動４輪車
である。

【００４７】この状態において、ロードシミュレーショ
ンされる車両がテスト台に装着され、スイッチＳ１は接
点Ｓ１ｂ側に、スイッチＳ２は開放状態にそれぞれ設定
される。

【００４８】次いで、伝達関数測定用加振信号データ格
納領域１６３から伝達関数測定用加振信号データ、例え
ばホワイトノイズ等のバースト信号データが読み出さ
れ、Ｄ／Ａ変換器１７においてアナログ信号に変換のう
え平滑フィルタ１８において平滑され、加振機１９に供
給されて、伝達関数測定用加振信号データに基づいて車
両は加振される。この加振により受けた車両の振動は加
速度検出器１によって検出され、反転増幅器２にて反転
のうえ積分器３において積分される。積分器３の出力は
帯域制限フィルタ１３、Ａ／Ｄ変換器１４を介してコン
ピュータ１５に読み込まれ、読み込まれた信号データと
伝達関数測定用加振信号データとに基づいて伝達関数が
演算される。演算された伝達関数は測定伝達関数データ
格納領域１６４に格納される。

【００４９】続いて、測定伝達関数データ格納領域１６
４に格納された測定伝達関数データおよび目標データ格
納領域１６２に格納された目標データは読み出されて、
この両データに基づいて加振制御データが生成されて加
振制御データ格納領域１６６に格納される。この格納さ
れた加振制御データが読み出されて、Ｄ／Ａ変換器１７
においてアナログ信号に変換され、平滑フィルタ１８に
て平滑化され、加振機１９に供給されて、該加振制御デ
ータに基づく加振信号によって加振機１９を介して自動
４輪車１１が加振される。この加振による加速度検出器
１の出力を積分した積分器３の出力はデジタルデータに
変換されて、コンピュータ１５に読み込まれ応答データ
格納領域１６５に格納される。

【００５０】この応答データと目標データとが比較され
て、応答データと目標データとの差と伝達関数とに基づ
いて加振制御データが補正されて、補正された加振制御
データが加振制御データ格納領域１６６に格納される。
次いで補正された加振制御データに基づく加振を行って
加振制御データが修正され、この修正は応答データと目
標データとが一致するまで繰り返される。応答データと
目標データとが一致したときの加振制御データが最終の
加振制御データとして加振制御データ格納領域１６６に
格納される。

【００５１】続いて、加振制御データ格納領域１６６に
格納された加振制御データに基づく加振を行って、車両
のロードシミュレーションが行われる。

【００５２】上記において加速度検出器１が１つの場合
を例に説明したが、自動４輪車１１に対する場合には加
速度検出器１は各車軸近傍に設けられる。したがって、
通常、コンピュータ１５、メモリ１６およびキーボード
２０以外は少なくとも加速度検出器の数だけ必要とな
る。しかしながら、周波数の低い振動の検出に対しても
周波数の高い振動の検出に対しても１種類の加速度検出
器ですむことになる。

【００５３】自動２輪車の場合においても上記の場合と
基本的に同一である。

【００５４】図５は本実施例におけるロードシミュレー
ション時の状態を自動２輪車の場合で例示した概略構成
を示す概念図である。

【００５５】符号２１は加振対象となる自動２輪車を示
し、自動２輪車２１の車輪は予め除去してある。符号２
２は自動２輪車２１の車体フレームに回転自在に支持さ
れる前輪の車軸であり、車軸２２はテレスコピックタイ
プのサスペンション２３に支持されている。符号２４は
後輪の車軸であり、車軸２４はリンク機構と組み合わさ
れた図示しないリヤクッションに揺動自在に支持される
リヤフォーク２５に取り付けられている。

【００５６】また、符号２７は自動２輪車２１の車軸２
２、２４を直接加振する加振手段である。加振手段２７
は、実際に車軸２２、２４を加振する加振駆動部２８と
加振駆動部２８を制御する制御器２９とから構成され
る。ここで、制御器２９はコンピュータ１５（図４参
照）内の一機能手段である。

【００５７】加振駆動部２８は、車軸２２を上下方向に
加振する加振機３０と、車軸２４を上下方向に加振する
加振機３１と、車軸２２を前後方向に加振する加振機３
２とから構成されている。加振機３０、３１、３２は例
えば引張りおよび圧縮双方の力が付与できる複動型の油
圧シリンダ等が利用できる。

【００５８】加振機３０、３１のピストンロッド３０
ａ、３１ａの先端には連結棒３０ｂ、３１ｂの一端がそ
れぞれピン結合され、連結棒３０ｂ、３１ｂの他端はそ
れぞれ車軸２２、リヤフォーク２５にピン結合されてい
る。

【００５９】加振機３２のピストンロッド３２ａの先端
にはピン結合された連結棒３２ｂが結合され、連結棒３
２ｂの先端に揺動板３４の一端３４ｂがピン結合されて
いる。揺動板３４は側面視三角形状に形成されていて、
中央基端部３４ａが支持体３３の上部に揺動自在に支持
されている。そして揺動板３４の他端３４ｃは略水平方
向に延びる加振ロッド３５の一端にピン結合され、加振
ロッド３５の他端は車軸２２にピン結合されている。す
なわち、加振機３２のピストンロッド３２ａが上下方向
に伸縮動作することにより、連結棒３２ｂ、揺動板３４
および加振ロッド３５を介して車軸２２が前後方向に加
振される構造になっている。

【００６０】加振ロッド３５には荷重検出手段３６が介
装されている。なお、符号３７は自動２輪車２１の車体
の前後方向の移動を規制する剛体からなる反力治具であ
り、反力治具３７にはリンク棒３８を介して車軸２４が
連結されている。

【００６１】振動検出装置１０の加速度検出器１がそれ
ぞれ、サスペンション２３、リヤフォーク２５に装着さ
れており、加速度検出器Ｃ１、Ｃ２によって示してあ
る。さらに、サスペンション２３には歪み検出器Ｃ３が
貼り付けてある。

【００６２】加速度検出器Ｃ１、Ｃ２の各出力はそれぞ
れ反転増幅器を介して積分器によって積分し、フィルタ
を介してＡ／Ｄ変換のうえ制御器２９に供給してあり、
歪み検出器Ｃ３の出力および荷重検出手段３６の出力も
フィルタを介してＡ／Ｄ変換のうえ制御器２９に供給し
てある。

【００６３】ここで、加振機３０、３１、３２はそれぞ
れ変位制御とする。変位制御は荷重制御に比較して高速
度の制御および高加速度の制御が行えることから、実走
行時の路面負荷の再現精度を向上させることができるた
めである。

【００６４】ここで、反力治具３７にピン結合されたリ
ンク棒３８によって車軸２４の前後方向の動きを拘束し
ている。これは加振機３０、３１を作動させるとリンク
棒３８の左端部が円弧状の軌跡を描くことに伴い、車体
に対し予期せぬ前後方向の圧縮荷重あるいは引張り荷重
を加えてしまうおそれがあるためである。このような不
具合を解消するために、以下に説明する倣い制御を行っ
ている。この結果、簡単な構成の反力治具３７による支
持でありながら、加振機３０、３１、３２による高速度
の変位制御が可能となるのである。

【００６５】制御器２９に荷重検出手段３６の値が常に
零となるように、加振機３２を制御する指令を出してお
く。次いで制御器２９からの指令に基づき加振機３０、
３１を作動させてピストンロッド３０ａ、３１ａの下端
が最下点から加振中立点に至るまで低速で移動させる
（加振機３２を加振機３０、３１に追従させて作動させ
ることにより、荷重検出手段３６の値を常に零に保つこ
とができる程度の速度で移動させる）。

【００６６】このときの加振機３２のピストンロッド３
２ａの軌跡をデジタルデータに変換してメモリ１６に格
納しておく。図６はこの記憶マップを示している。この
ように加振機３０、３１の変位に関連させて加振機３２
の変位を格納しておく。次いで、加振機３２を図６に示
す記憶マップに沿って作動する変位制御に切り換え、加
振機３０、３１を作動させて、それぞれのピストンロッ
ド３０ａ、３１ａの変位に基づき加振機３２を上記マッ
プに沿った制御をして、ピストンロッド３２ａをニュー
トラル位置にまで制御する。ニュートラル位置までの加
振機３２の制御終了により、マップに沿う制御を止め、
加振機３０、３１、３２を加振制御データに基づき作動
させることで、自動２輪車２１に実走行路面負荷を加え
ることができる。

【００６７】なお、加振機３０、３１、３２を停止させ
るときも加振機３２を上記したマップに沿った動きをさ
せて停止させる。

【００６８】次に図４に基づいて説明した自動４輪車１
１の場合と同様の加振方法にしたがって加振する。この
加振についての説明は省略する。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の車両ロード
シミュレータによれば、車両に装着した加速度検出器
と、加速度検出器からの出力を反転増幅する反転増幅器
と、反転増幅器からの出力を積分する積分器とを備え、
加速度検出器を装着した車両が受ける振動を積分器から
の出力を参照して再現するようにしたため、検出加速度
出力が速度信号に変換されて出力され、周波数の低い振
動に対しても検出加速度信号の場合に比較して検出しや
すくなって、周波数の高い振動から低い振動まで１つの
加速度検出器によって検出することができる効果があ
る。

【００７０】また、反転増幅器を介して加速度検出出力
を積分器に送出するようにしたため、積分器の出力極性
を加速度検出器の出力の極性と一致させることができる
効果がある。

【００７１】本発明の車両ロードシミュレータによると
きは、周波数の高い振動から低い振動まで１つの加速度
検出器によって検出することができるため、速度検出器
の数が少なくてすむことになって、速度検出出力のチャ
ンネル数が少なくてすみ、デジタルデータに変換してデ
ータ処理する場合に、Ａ／Ｄ変換器の数、加振機を駆動
するためのＤ／Ａ変換器の数、伝達関数に基づいてＤ／
Ａ変換出力を補正する補正回路の数等が増加することは
なく、コンピュータによる処理で伝達関数に基づく補正
を行った場合でも、チャンネル数の増加のために計算の
負荷、データエリアの増加がなく、かつコンピュータコ
ントロールシステムのレスポンスが悪くなることもなく
なり、さらにプログラムが複雑化することもなくなると
いう効果がある。さらに、加速度検出器の出力を積分す
る積分器を設けることによって、従来の車両ロードシミ
ュレータがそのまま利用できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる車両ロードシミュレータに用い
られる振動検出装置の一実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明の一実施例における積分器の周波数−ゲ
イン特性図である。

【図３】本発明の一実施例における周波数−速度、加速
度の特性図である。

【図４】本発明の車両ロードシミュレータの一実施例の
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の車両ロードシミュレータによるロード
シミュレーション時の自動２輪車の概略構成を示す概念
図である。

【図６】本発明の車両ロードシミュレータによるロード
シミュレーション時の自動２輪車の場合における加振機
間の関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１…加速度検出器 ２…反転増幅器 ３…積分器 １３、１８…フ
ィルタ １４…Ａ／Ｄ変換器 １５…コンピュ
ータ １６…メモリ １７…Ｄ／Ａ変
換器 １９…加振機 Ｓ１、Ｓ２…ス
イッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09B 9/00 - 9/52 A63F 9/00 - 13/12 B60G 23/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両ロードシミュレータにおいて、車両に
   装着した加速度検出器と、加速度検出器の出力を反転す
   る反転増幅器と、反転増幅器の出力を積分し積分出力を
   振動検出出力とする積分器とを備え、加速度検出器を装
   着した車両が受ける振動を積分器からの出力を参照して
   再現することを特徴とする車両ロードシミュレータ。