JP4225195B2 - Judder generator and judder measurement system - Google Patents
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Description
本発明は、ジャダー発生装置およびジャダー測定システム、特に、車両のブレーキを動作させた場合に発生するジャダーを模擬的に容易に発生させることのできるジャダー発生装置、及びそのジャダー発生装置を用いて車両におけるジャダーを容易に測定することのできるジャダー測定システムに関する。 The present invention relates to a judder generator and a judder measurement system, and more particularly to a judder generator that can easily generate a judder generated when a brake of a vehicle is operated, and a vehicle using the judder generator. The present invention relates to a judder measurement system that can easily measure judder in the field.
通常自動車等の車両は、制動手段としてディスクブレーキやドラムブレーキが搭載され、所望のタイミングで適切な車両の制動が得られるようになっている。 Usually, a vehicle such as an automobile is equipped with a disc brake or a drum brake as a braking means so that appropriate vehicle braking can be obtained at a desired timing.
車両のディスクブレーキやドラムブレーキを動作させた場合に、ブレーキ装置にガタガタというタイヤの回転方向の振動が発生することがある。この振動現象はジャダーと呼ばれ、車両の制動特性に大きな影響を及ぼすものではないが、搭乗者に制動時の違和感を与える一要因である。スムーズな運行性能が要求される今日の車両においては、このようなジャダーは抑制、望ましくは排除することが要求されている。 When a disc brake or a drum brake of a vehicle is operated, vibration in the rotational direction of the tire called rattling may occur in the brake device. This vibration phenomenon is called judder and does not greatly affect the braking characteristics of the vehicle, but is one factor that gives the passenger a sense of discomfort during braking. In today's vehicles where smooth driving performance is required, such judder is required to be suppressed and preferably eliminated.
例えば、ディスクブレーキの場合、ジャダーの発生原因として、ブレーキ装置を構成するロータの偏摩耗がある。例えば、車両の走行距離が伸びると、精度よくロータやキャリパが組み立てられていたとしても、走行中の現象として、図7(a)に示すように、ロータ100が振れてしまったり、キャリパ102に支持されたパッド104をロータ100に押しつけた後に戻りきらない等の現象が生じることがある。その結果、ロータ100の回転中にある一点部分でパッド104がロータ100にあたってしまうという現象が発生し、図7(b)に示すように、そこの部分のみが削れ、ロータ100に肉厚が厚い部分と薄い部分ができてしまう。つまり、偏摩耗したロータ100aが形成されてしまう。
For example, in the case of a disc brake, the cause of judder is uneven wear of the rotor constituting the brake device. For example, as the traveling distance of the vehicle increases, even if the rotor and caliper are assembled with high accuracy, as a phenomenon during traveling, as shown in FIG. A phenomenon may occur in which the
そのようなロータ100aでブレーキをかけると、図7(c)のようにロータ100aの厚い部分では、ブレーキがよく効く状態になり、図7(d)に示すように薄い部分ではあまり効かなくなる。その結果、図7(e)に示すように、ブレーキの強く効く状態とそれより弱い状態が高速に繰り返され、ブレーキ装置に振動が発生し、車両の各部に伝わっていく。なお、このような振動は搭乗者に違和感として認知されるが、制動力の定常部分がブレーキ全体としての制動力となるので、車両の制動力としては、十分に確保することができている。
When the brake is applied with such a
ドラムブレーキの場合も同様であり、走行距離の増加に伴い、ドラムの回転中心がずれたり、シューの戻りが悪くなった場合、または、ドラムの取り付け精度が十分でなくドラムが偏心回転しているような場合に、ドラムのシュー接触面を部分的に削り、ディスクブレーキと同様に、ブレーキが強く効く状態とそれより弱い状態が高速に繰り返され、ブレーキ装置に振動が発生し、車両の各部に伝わっていく。 The same applies to drum brakes. When the travel distance increases, the center of rotation of the drum shifts or the shoe returns poorly, or the drum mounting accuracy is insufficient and the drum rotates eccentrically. In such a case, the shoe contact surface of the drum is partially scraped, and like the disc brake, the state where the brake is strong and the state where the brake is weak is repeated at high speed, and the brake device vibrates, causing each part of the vehicle to It will be transmitted.
従来、このようなジャダーを解析する方法としては、ダイナモメータを用い、ブレーキ装置単体またはユニットで、振動の周波数、向き、大きさ、位相等について測定する方法があった。また、同様にブレーキ装置単体でジャダーを発生させて試験を行う試験装置が提案されている。この試験装置は、ブレーキ装置を実車と同等の振動系を介してダイナモメータに組み込み、振動に関する測定を行うものである(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a method of analyzing such judder, there has been a method of measuring the frequency, direction, magnitude, phase, etc. of vibration by using a dynamometer with a single brake unit or unit. Similarly, there has been proposed a test apparatus for performing a test by generating judder with a single brake apparatus. This test apparatus incorporates a brake device into a dynamometer through a vibration system equivalent to that of an actual vehicle, and performs measurement related to vibration (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上述した試験装置において、ブレーキ装置にジャダーを発生させるためには、上述したような偏摩耗したロータを複数種類作成し、試験の都度にロータの交換が必要になり、大変作業効率が悪いと共に試験用のロータ作成のコストが増大するという問題もあった。 However, in the test apparatus described above, in order to generate judder in the brake device, it is necessary to create a plurality of types of rotors with uneven wear as described above, and it is necessary to replace the rotor for each test. At the same time, there is a problem that the cost for producing the test rotor increases.
さらに、前述した試験においては、あくまでブレーキ装置単体の試験であり、実際の車両において発生している搭乗者に認識されるジャダーを模擬しているものではない。搭乗者は、ステアリングやシート、フロア等を介してジャダーを感じるため、ブレーキ装置単体の試験で得られるデータは、車両の品質を向上させるためのジャダー解析データとしては不十分であった。 Furthermore, the test described above is a test of the brake device alone, and does not simulate judder recognized by a passenger occurring in an actual vehicle. Since the passenger feels judder through the steering, the seat, the floor, etc., the data obtained by the test of the brake device alone is insufficient as judder analysis data for improving the quality of the vehicle.
一方、図7(b)に示すように、偏摩耗したロータを実車に取り付け、実際の走行を行い、車両各部に設置したセンサにより搭乗者が認識する振動データを取得する方法も考えられる。しかし、この場合も、前述と同様に試験毎に偏摩耗したロータの交換を車両に対して行う必要が生じ、試験準備が煩雑となり、容易な試験とは言い難いものがあった。さらに、実際に車両を走行させる場合、ブレーキジャダー以外の振動、例えば、走行する路面の凹凸や実走行の時にエンジンで発生する振動等様々な振動が複合された複合振動がステアリングやシートに配置されたセンサで検出されることになる。つまり、車両を実走行させた場合、ブレーキジャダー以外の外乱が大きく、正確なブレーキジャダーの解析ができないという問題が生じる。また、車両を実走行させる場合、ブレーキ装置やその近傍で実際にどのような振動が発生しているのかを直接観察したり触れたりすることもできない。 On the other hand, as shown in FIG. 7B, a method is also conceivable in which an unevenly worn rotor is attached to an actual vehicle, the vehicle is actually traveled, and vibration data recognized by the occupant is obtained by sensors installed in various parts of the vehicle. However, in this case as well, it is necessary to replace the unevenly worn rotor for each test in the same manner as described above, and the test preparation becomes complicated, and it is difficult to say that the test is easy. Furthermore, when the vehicle is actually driven, a composite vibration in which various vibrations such as vibrations other than the brake judder, for example, unevenness of the road surface to be driven and vibration generated by the engine during actual driving are combined is arranged on the steering wheel and the seat. It will be detected by the sensor. That is, when the vehicle is actually run, there is a problem that disturbances other than the brake judder are large, and the brake judder cannot be analyzed accurately. Further, when the vehicle is actually run, it is impossible to directly observe or touch what kind of vibration is actually generated in the brake device or in the vicinity thereof.
そこで、本発明は、上記課題に鑑み成されたものであり、様々なパターンのジャダーを容易に模擬的に発生させることのできるジャダー発生装置を提供することを目的とする。また、そのジャダー発生装置を用い、ブレーキジャダー以外の外乱振動の影響を抑制した状態、つまり、実走行しない状態で車両におけるブレーキジャダーに基づく振動解析を容易に行うことのできるブレーキジャダー測定システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a judder generator capable of easily and simply generating judder of various patterns. In addition, a brake judder measurement system that can easily perform vibration analysis based on brake judder in a vehicle in a state in which the influence of disturbance vibration other than brake judder is suppressed, that is, in the state of not actually running, using the judder generator is provided. The purpose is to do.
本発明は、タイヤと共に回転する回転体に、支持体で支持された摩擦体を押し当てて、前記回転体を制動させるブレーキ装置におけるブレーキ動作に伴うジャダーを模擬発生させるジャダー発生装置であって、前記回転体と前記支持体との間に配置され、前記回転体の回転軸の接線方向の振動を前記回転体および支持体に付与する振動発生部と、前記振動発生部を所定周期で振動させる振動制御部と、を含むことを特徴とする。 The present invention is a judder generator for simulating and generating judder associated with a brake operation in a brake device that brakes the rotating body by pressing a friction body supported by a support against a rotating body that rotates together with a tire, A vibration generating unit that is disposed between the rotating body and the support and applies vibrations in a tangential direction of a rotation axis of the rotating body to the rotating body and the support, and vibrates the vibration generating unit at a predetermined cycle. And a vibration control unit.
ここで、振動発生部とは、例えば、油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)や、電磁アクチュエータ、ピエゾ素子等、振動ストロークを得ることのできる制御量を容易に変更できる手段であれば任意に選択することができる。同様に、モータを用いて偏心カム等を回転させて振動ストロークを得ることもできる。 Here, the vibration generating unit may be arbitrarily selected as long as it is a means that can easily change the control amount capable of obtaining a vibration stroke, such as a hydraulic actuator (hydraulic cylinder), an electromagnetic actuator, a piezoelectric element, or the like. it can. Similarly, a vibration stroke can be obtained by rotating an eccentric cam or the like using a motor.
この構成によれば、回転体と支持体との間に容易に周期的に振動を付与することが可能となり、ブレーキジャダーを容易に模擬することができる。 According to this configuration, vibration can be easily and periodically applied between the rotating body and the support body, and the brake judder can be easily simulated.
なお、前記ブレーキ装置は、ディスクブレーキ装置であって、前記回転体はロータであり、前記支持体はキャリパであり、前記振動発生部は、前記キャリパに加振力を作用させ、前記ロータにそのとき発生する反作用力を作用させるように固定されているような構成とすることができる。また、前記ブレーキ装置は、ドラムブレーキ装置であって、前記回転体はドラムであり、前記支持体はバッキングプレートであり、前記振動発生部は、前記バッキングプレートに加振力を作用させ、前記ドラムにそのとき発生する反作用力を作用させるように固定されているような構成にすることができる。 The brake device is a disc brake device, the rotating body is a rotor, the support body is a caliper, and the vibration generating unit applies an excitation force to the caliper, and It can be set as the structure fixed so that the reaction force generated sometimes may be made to act. Further, the brake device is a drum brake device, the rotating body is a drum, the support body is a backing plate, the vibration generating unit applies an excitation force to the backing plate, and the drum The reaction force generated at that time may be fixed so as to act.
この場合、ディスクブレーキやドラムブレーキのジャダーを容易に模擬発生させることができる。 In this case, a disc brake or drum brake judder can be easily simulated.
また、上記構成において、前記振動制御部は、発生させる振動特性を任意に変更可能であることを特徴とする。 Further, in the above configuration, the vibration control unit can arbitrarily change a vibration characteristic to be generated.
この構成によれば、振動制御部における振動特性、例えば、振動周期を変更するのみで、様々なパターンのジャダーを容易に発生させることができる。 According to this configuration, it is possible to easily generate judder of various patterns only by changing the vibration characteristics in the vibration control unit, for example, the vibration cycle.
また、本発明のジャダー発生装置は、さらに、タイヤを保持するタイヤ保持部を含み、当該タイヤ保持部は、タイヤを前後左右の並進を抑制しつつ、タイヤの回転方向及びステア方向の動きをフリー状態で保持することを特徴とする。 The judder generating device of the present invention further includes a tire holding portion for holding a tire, and the tire holding portion is free from movement in the rotation direction and the steering direction of the tire while suppressing translation of the tire in the front-rear and left-right directions. It is characterized by holding in a state.
実走行の車両において、ブレーキジャダーの発生は、高速道路等で比較的高速で走行している場合に発生するが、車両が高速で走行している場合、タイヤが路面から受ける抵抗が減少し、この状態でブレーキが動作して、ジャダーが発生する。そのため、模擬的なジャダーを発生させる場合、タイヤ接地面からの拘束力を低減できるようにすることが好ましい。タイヤ保持部が、タイヤを前後左右の並進を抑制しつつ、タイヤの回転方向及びステア方向の動きをフリー状態で保持することにより、車両が実走行している状態で発生するジャダーを車両が走行していない状態で容易に模擬することが可能となり、信頼性の高いジャダー発生を行うことができる。 In an actual vehicle, brake judder occurs when the vehicle is traveling at a relatively high speed on a highway or the like, but when the vehicle is traveling at a high speed, the resistance that the tire receives from the road surface decreases. In this state, the brake operates and judder occurs. Therefore, when generating a simulated judder, it is preferable that the restraining force from the tire contact surface can be reduced. The tire holding part holds the movement of the tire in the rotation direction and the steering direction in a free state while suppressing the front / rear / left / right translation of the tire, so that the vehicle travels judder that is generated while the vehicle is actually running. Therefore, it is possible to easily simulate in a state where the operation is not performed, and it is possible to generate judder with high reliability.
また、上記構成において、前記タイヤ保持部は、タイヤの前後方向に所定の荷重を付与する荷重付与部を有することを特徴とする。 Moreover, the said structure WHEREIN: The said tire holding part has a load provision part which provides a predetermined load to the front-back direction of a tire, It is characterized by the above-mentioned.
前述したように、高速走行時に接地面からタイヤが受ける抵抗は小さくなるが、ブレーキ装置を強く動作させた場合(急ブレーキ)と弱く動作させた場合(通常ブレーキ)とでは、タイヤの受ける拘束力(抵抗)が変化する。急ブレーキの場合タイヤは進行方向と逆方向の大きな力を受ける。また通常ブレーキの場合、急ブレーキの場合より弱い力を受ける。従って、タイヤの前後方向に荷重を付与することで、ブレーキ装置の操作状態が変わった場合のジャダーを容易に模擬することができる。 As described above, the resistance received by the tire from the ground surface during high-speed running is reduced, but the restraining force received by the tire when the brake device is operated hard (rapid braking) and when it is operated weakly (normal braking). (Resistance) changes. In the case of sudden braking, the tire receives a large force in the direction opposite to the traveling direction. In the case of normal braking, it receives a weaker force than in the case of sudden braking. Therefore, by applying a load in the front-rear direction of the tire, it is possible to easily simulate judder when the operating state of the brake device changes.
また、上記構成のジャダー発生装置を用いたジャダー測定システムを構成することができる。すなわち、ジャダー測定システムは、前記ジャダー発生装置を少なくとも一輪に搭載する車両と、前記車両の所定の位置に配置され、振動を測定するセンサと、前記センサにより測定した振動を解析する振動解析部と、を含むことを特徴とする。 Moreover, the judder measurement system using the judder generator of the said structure can be comprised. That is, the judder measurement system includes a vehicle on which the judder generator is mounted on at least one wheel, a sensor that is disposed at a predetermined position of the vehicle and that measures vibration, and a vibration analysis unit that analyzes vibration measured by the sensor. , Including.
ここで、振動を測定するセンサは、例えば、搭乗者が直接振動を認知するステアリング、フロア、シート等の他、ブレーキ装置からの振動が伝達するギアボックス、タイロッド、ロアアーム、ナックルアーム等任意の位置である。また、車両とは、タイヤ保持部により実質的な移動を伴わないものであればよく、ジャダー発生装置が搭載されれば、走行機能を有する車両を用いることが望ましい。 Here, the sensor for measuring vibration is, for example, any position such as a steering wheel, floor, seat, etc., in which the passenger directly recognizes vibration, gear box, tie rod, lower arm, knuckle arm, etc. to which vibration from the brake device is transmitted. It is. Further, the vehicle may be any vehicle that does not substantially move by the tire holding portion. If a judder generator is mounted, it is desirable to use a vehicle having a traveling function.
この構成によれば、ジャダー発生装置で発生させた模擬的な振動が車両の各部位に伝達され、センサはその場所における振動を測定することができる。また、測定した振動に基づき、車両全体としての振動解析を非走行状態で行うことができる。 According to this configuration, the simulated vibration generated by the judder generator is transmitted to each part of the vehicle, and the sensor can measure the vibration at that location. Moreover, based on the measured vibration, vibration analysis of the entire vehicle can be performed in a non-running state.
また、上記構成において、前記ジャダー発生装置は、少なくとも二輪同時にジャダーを発生することを特徴とする。 Further, in the above configuration, the judder generator generates judder at least two wheels simultaneously.
4輪車両においては、ブレーキ装置は各輪に配置され、相互に関連しながら車両の制動を行うが、そのとき個々にジャダーが発生する可能性がある。そして、ステアリングやシート等センサの配置された位置には、各部で発生したジャダーが到達し測定される。従って、各輪で発生しているジャダーを任意に模擬発生させることにより、より現実にしたいジャダーを模擬することができる。 In a four-wheeled vehicle, a brake device is disposed on each wheel and brakes the vehicle while being associated with each other. At this time, judder may occur individually. And the judder generated in each part reaches the position where the sensors such as the steering and the seat are arranged, and is measured. Therefore, it is possible to simulate the judder desired to be realized by arbitrarily generating the judder generated in each wheel.
この時、各輪に配置されるジャダー発生装置は、ディスクブレーキ用とドラムブレーキ用とを混在させることができる。 At this time, the judder generator arranged on each wheel can be used for both the disc brake and the drum brake.
例えば、前輪側にディスクブレーキ用のジャダー発生装置を配置し、後輪側にドラムブレーキ用のジャダー発生装置を配置することができる。また、その逆も可能である。この構成によれば、さらに実走行に近いジャダーを模擬することが可能となる。 For example, a disc brake judder generator can be arranged on the front wheel side, and a drum brake judder generator can be arranged on the rear wheel side. The reverse is also possible. According to this configuration, it is possible to simulate a judder that is closer to actual running.
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
図1には、本実施形態のジャダー(ブレーキ動作に伴う振動)を模擬的に測定するジャダー測定システム10の概略構成図が示されている。車両12は、構造的には、現実走行機能を有する車両であり、車両に必要とされ、図示しないエンジン等の駆動源、クラッチ、トランスミッション、デフ等の駆動伝達系、サスペンション、ステアリング14やシート等の他、通常の車両に搭載されている構成部品が備えられていることが望ましい。なお、ブレーキ装置については後述するが、加工が施され、実制動ができない代わりに、ジャダーを模擬発生する構造になっている。タイヤ16は現実走行可能なものが装着されている。なお、図1においては、車両12のフロント部分が簡略的に示されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a
タイヤ16は、前後左右の並進を抑制されつつ、回転方向及びステア方向の動きをフリーの状態で保持するタイヤ保持部18によって支持されている。具体的な構造に関しては、後述するが、車両12のタイヤ16は、四輪ともタイヤ保持部18によって支持され、接地面から浮いた状態になっている。
The
タイヤ16が装着されたホイールの内部にはブレーキ装置が内蔵されている。このブレーキ装置の一部を用い本実施形態のジャダー発生装置を構成している。つまり、ブレーキ装置に振動発生部20が取り付けられ、振動制御部22によって、所定周期で振動を発生するようになっている。
A brake device is built in the wheel on which the
また、車両12の各部位、例えば、ステアリング14や車両12のフロアには、ブレーキ装置で発生したジャダーに基づく振動を測定するセンサ24が配置されている。測定された振動は振動解析部26に供給され、適宜解析処理や、生データの表示処理等が行われる。なお、前記センサ24は、この他、シートやシフトレバー、ボディ等、搭乗者が直接触れることのできる位置や、ブレーキ装置からの振動が伝達されるギアボックス、タイロッド、ロアアーム、ナックルアーム等任意の位置に配置することができる。また、振動を測定するセンサの他、例えば、温度センサ等を配置してジャダーが発生している時の環境データを併せて測定し振動との関係を解析するようにしてもよい。
In addition,
図2には、本実施形態のジャダー測定システム10に搭載するジャダー発生装置28の概略構成図が示されている。図2は、一例として、ディスクブレーキ用のジャダー発生装置28を示している。周知のように、ディスクブレーキは、タイヤ(ディスクホイール)と共に回転する回転体としてのロータ30と、油圧シリンダ等を介してロータ30に押し当てられ制動動作を行うパッドを支持する支持体としてのキャリパ32で構成されている。
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the
ディスクブレーキの場合、キャリパに支持さえたパッドをロータの側面に押し付ける。この時、回転中のロータは、押し付けられたパッドを介してキャリパに作用力を及ぼす。この時同時に、ロータに反力が生じ、この反力の作用によりロータが止まる。つまり、タイヤが止まる。図7(b)に示すようにロータが偏摩耗している場合、このロータにパッドを押し当て制動をかけると、前述したように、ロータとキャリパとの間に働く作用力と反作用力とが大きく働く場合と小さく働く場合とが高速で切り替わる。その結果、ロータの接線方向の振動、すなわちジャダーが発生する。 In the case of a disc brake, a pad supported by a caliper is pressed against the side of the rotor. At this time, the rotating rotor exerts an acting force on the caliper through the pressed pad. At the same time, a reaction force is generated in the rotor, and the rotor is stopped by the reaction force. In other words, the tire stops. When the rotor is unevenly worn as shown in FIG. 7B, when the pad is pressed against the rotor and braking is applied, the acting force and the reaction force acting between the rotor and the caliper are, as described above. Switching between working large and small works at high speed. As a result, tangential vibration of the rotor, that is, judder occurs.
図2に示す構成は擬似的に、この時の現象を再現するように構成されている。具体的には、ロータ30の一部に切欠き30aを形成し、振動発生部20として、例えば油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)34をボルト36等の固定手段により固定する。この時、油圧アクチュエータ34のシリンダ端部34aが切欠き30aの起立面に当接するように固定する。一方、油圧アクチュエータ34のピストンロッド34bの端部はキャリパ32においてパッドが固定されるべき位置に配置された平板38に接触するように配置されている。このように固定された油圧アクチュエータ34には、油圧駆動部40が接続され、振動制御部22の制御によりピストンロッド34bの加圧状態が変化し、ロータ30とキャリパ32とが相対的に動き、ロータ30の接線方向の振動が発生するようになっている。
The configuration shown in FIG. 2 is configured to reproduce the phenomenon at this time in a pseudo manner. Specifically, a
例えば、図7(c)に示すように、パッドがロータの肉厚の大きな部分を押圧すると制動力が大きくなる。つまり、ロータ30とキャリパ32との間に大きな力が働く。この状態は、図2の構成において、油圧アクチュエータ34が加圧動作しピストンロッド34bが突出し大きな作用力をキャリパ入力として供給すると共に、その反作用としてロータ30を強く押し戻す状態(ロータ入力)にすることで再現することができる。
For example, as shown in FIG. 7C, the braking force increases when the pad presses the thick portion of the rotor. That is, a large force acts between the
一方、図7(d)に示すように、パッドがロータの肉厚の小さな部分を押圧すると制動力が小さくなる。つまり、ロータ30とキャリパ32との間に働く力が小さくなる。この状態は、図2に構成において、油圧アクチュエータ34の加圧動作を低減しピストンロッド34bによるキャリパ入力(作用力)を小さくすると共に、その反作用としてロータ30を押す力(ロータ入力)を小さくすることで再現することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7D, when the pad presses a portion with a small thickness of the rotor, the braking force is reduced. That is, the force acting between the
このような、油圧アクチュエータ34の加圧力の大小を周期的に切り替えることにより、ロータ30とキャリパ32との間に働く作用力と反作用力とが高速で変動し、実際にパッドで偏摩耗したロータを制動させようとした場合と同様なロータ30の接線方向の振動が発生する。
By periodically switching the applied pressure of the
この時、油圧アクチュエータ34の加圧周期は、振動制御部22が油圧駆動部40を制御する周期であり、その周期は、例えば図3に示すような周期である。前述したように、ブレーキ装置で制動をかけると、徐々にロータの速度が低下する。つまり、現実の場合には、パッドが偏摩耗したロータの厚い部分と薄い部分とを押圧する周期が徐々に長くなる。従って、図3に示すように、徐々に加圧周期が伸びるように油圧アクチュエータ34を制御することにより、現実のジャダーと同様な振動を模擬することができる。この時の周期は、車両の実走行時のタイヤの回転周期にあわせることが望ましい。そして、その周期Tは、(タイヤの有効転がり半径×2π)/車速で求めることができる。
At this time, the pressurization cycle of the
例えば、タイヤの有効転がり半径を0.25mとし、測定上のブレーキ操作時の最高車速を200km/hとした場合、周期Tは、0.02827s(約35Hz)になり、測定上のブレーキ操作時の最低速度を30km/hとした場合、周期Tは、0.1885s(約5Hz)になる。従って、振動制御部22による制御周波数を例えば、35Hz〜5Hzの間で変化させれば、図2のジャダー発生装置28により現実のブレーキ操作時に発生するジャダーを模擬することができる。なお、図3における変動分はロータ30の肉厚差によって発生する周期的なブレーキ力(制動力)の変化に対応するものである。図3には、波形の一例としてsin波を示しているが、模擬するロータの表面状態にあわせて、例えば、三角波、方形波等任意形状の波形を適宜選択することができる。また、ある特定の周波数時の振動モードを測定する場合、一定周期で加振することもできる。
For example, when the effective rolling radius of the tire is 0.25 m and the maximum vehicle speed during measurement brake operation is 200 km / h, the cycle T is 0.02827 s (about 35 Hz), and during measurement brake operation When the minimum speed is 30 km / h, the period T is 0.1885 s (about 5 Hz). Therefore, if the control frequency by the
なお、図2において、ピストンロッド34bには、油圧アクチュエータ34の動作状態をモニターし振動制御部22にフィードバックするための検出手段として、例えば歪みゲージ22aが貼り付けられ、振動制御部22の制御に反映させている。その結果、所望の制動力を伴うジャダーが良好に模擬されるようにしている。
In FIG. 2, for example, a
図4には、タイヤ16をフローティング状態で保持可能なタイヤ保持部18の構成が概略的に示されている。図4(a)は、正面図であり、図4(b)は右側面図、図4(c)は上面図である。
FIG. 4 schematically shows the configuration of the
前述したように、車両12が走行している場合、接地面から受ける拘束力(抵抗)は速度の上昇に伴い減少する。そのため、車両12が静止している状態で、あたかも走行しているような状態を形成するためには、タイヤ16が接地面からの拘束を受けないようにすることが必要となる。
As described above, when the
タイヤ保持部18は、ベースプレート42に4本の支柱44(図4(a)では手前側の支柱44a,44bの2本のみ図示)が固定され、図4(c)に示すように、支柱44a,44bの上端部にステイ46aが掛け渡されている。同様に、支柱44c,44dにはステイ46bが掛け渡されている。さらに、各ステイ46a,46bからはそれぞれ2本のワイヤ48が降ろされ、実際にタイヤ16を載置支持する支持プレート50を4点で吊り下げている。この支持プレート50の表面には、ローレット加工等が施され、載置したタイヤ16の前後左右の並進が抑制されるようになっている。
In the
前述したジャダー発生装置28が取り付けられたブレーキ装置のタイヤ16は、タイヤ保持部18の支持プレート50に載せられることにより、タイヤ16を前後左右の並進が抑制されつつ、ワイヤ48で支持プレート50がブランコのように吊り下げられていることからタイヤ16の回転方向及びステア方向の動きをフリー状態にすることができる。つまり、フローティングタイプのタイヤ保持部18でタイヤ16を支持することにより車両12のタイヤ16の並進が抑制された状態でも、接地面からの拘束力(抵抗)を小さくした走行状態に近い状態にして、ジャダー発生を模擬することが可能となる。
The
ところで、実際にブレーキ装置を操作した場合、タイヤ16には、当該タイヤ16を止めようとするための進行方向前方から押されるような力が作用する。つまり、タイヤ16の接地位置で接地面から後方に押される力を受ける。この時受ける力は、ブレーキ装置の操作の仕方により変化する。すなわち、急速に減速しようとして、ブレーキ装置を強く動作させる(ブレーキペダルを強く踏んで急ブレーキをかける)場合、タイヤ16に大きな力がかかる。逆に弱く動作する場合(ブレーキペダルを通常通り踏む場合)、タイヤ16にかかる力は急ブレーキの場合より小さくなる。従って、より正確なジャダーの模擬を行うためには、ブレーキ装置の操作の仕方による違いも模擬する必要が生じる。つまり、接地面からの拘束力を任意に変化させることが必要になる。
By the way, when the brake device is actually operated, a force that is pushed from the front in the traveling direction for stopping the
そのため、本実施形態のタイヤ保持部18は、支持プレート50の裏面(タイヤ16と支持プレート50の接点部の裏面側)に荷重用ブロック52が設けられている。この荷重用ブロック52は例えばボルト54等で固定されても、支持プレート50に一体形成されていてもよい。一方、ベースプレート42の一部には、加重付与部として荷重用ブロック52を押圧する荷重ロッド56を支持する支持ブロック58が固定されている。この支持ブロック58は例えばボルト60等で固定されても、ベースプレート42に一体形成されていてもよい。荷重ロッド56の一部には、ネジ部56aが形成され、支持ブロック58に形成されたねじ孔部と螺合するようになっている。従って、荷重ロッド56を回転させ、後退(図4(a)において右方向)させれば荷重用ブロック52と非接触状態になり、支持プレート50は前述したようなフリー状態が維持される。一方、荷重ロッド56を回転させ、進出(図4(a)において左方向)させれば荷重用ブロック52と接触状態、または、押圧状態となり、支持プレート50が接地面から所定の抵抗力を受けている状態、つまり接地面からブレーキ装置の操作力に応じた抵抗を受けている状態と同じ状態を形成することができる。
Therefore, the
従って、荷重ロッド56の容易な進退量の調整により、ブレーキ装置の操作の違いによる車両への拘束力の変化を模擬することが可能になり、ジャダー発生時の状態をより忠実に再現することが可能になる。
Therefore, by easily adjusting the amount of advancement / retraction of the
このように、タイヤ保持部18でタイヤ16を支持した状態でジャダー発生装置28によってジャダーを発生させることにより、実走行時に車両12で発生しているジャダーを非走行状態で模擬することができる。なお、ジャダー模擬時には、前述したように、振動制御部22の提供する油圧アクチュエータ34の操作周期を変化させたり、タイヤ保持部18の荷重ロッド56の進退量を適宜変化させることにより、所望の走行状態のジャダーを車両12を実走行させることなく容易に得て測定することができる。また、油圧アクチュエータ34の操作周期の変更や荷重ロッド56の進退量の変更を行うのみで、様々なパターンのジャダー発生を行うことができるので、従来のように、偏摩耗のロータをジャダーパターン毎に作成したり、測定の都度に交換したりする必要が無くなり、効率的なジャダー測定を低コストで容易に行うことが可能となる。また、車両12は実走行しないので、ジャダー発生部位に容易に近づくことが可能になり、ジャダー発生時のロータ30やキャリパ32、その周辺に存在するサスペンション等の挙動観察を行ったり、必要に応じて、直接振動している部分に触れたりすることも容易に行うことが可能で、ジャダー解析の判断要素を増加させることができる。さらに、車両12は実走行する必要がないので、従来外乱要因であった天候や路面状況の変化、タイヤ16の状態が原因となる振動、その他、走行時のエンジン振動等の影響を受けないので、ブレーキ操作が原因となるジャダーの測定、解析を正確に行うことが可能となる。もちろん、車両12を実際に用いているので、車両12全体としての振動をシミュレーションし測定、解析を行うことができる。なお、実際の測定の場合には、エンジンをアイドリング状態で駆動する場合があるが、アイドリング時の振動は僅かであると共に、一定の振動パターンとして既知であるため、容易にキャンセル処理することができるので、ジャダー測定に影響することはない。
Thus, the judder generated by the
図5には、ドラムブレーキ用のジャダー発生装置62の概略構成図が示されている。ドラムブレーキは、ブレーキドラム64の内側に配置した一対のブレーキシューをブレーキドラム64内面に押し付けて、その時発生する摩擦力によってブレーキドラム64、すなわちタイヤを制動する。ブレーキシューはブレーキドラム64の片側面を形成するバッキングプレートに固定されたホイールシリンダによって支持され、当該ホイールシリンダの動作によりブレーキシューをブレーキドラム内面に圧着させる構造になっている。
FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of the
従って、ドラムブレーキでジャダー発生装置62を形成する場合、図2のディスクブレーキ用と同様に、タイヤ(ディスクホイール)と共に回転する回転体としてのブレーキドラム64と、ホイールシリンダを介してブレーキドラム64の内面に押し当てられ制動動作を行うブレーキシューを支持する支持体としてのバッキングプレート(図5では、バッキングプレートに形成されたアンカー部66のみ図示)が用いられる。
Therefore, when the
前述したように、ドラムブレーキの場合、バッキングプレートに支持されたブレーキシューをブレーキドラム64の内面に押し付ける。この時、回転中のブレーキドラム64は、押し付けられたブレーキシューを介してバッキングプレート(図5ではアンカー部66)に作用力を及ぼす。この時同時に、ブレーキドラム64に反力が生じ、この反力の作用によりブレーキドラム64が止まる。
As described above, in the case of the drum brake, the brake shoe supported by the backing plate is pressed against the inner surface of the
ここで、ドラムブレーキにおいて、ジャダーが発生する原因としては、ディスクブレーキと同様に、走行距離の増加に伴い、ブレーキドラムが何らかの原因により偏心回転したり、ブレーキシューの戻りが鈍くなったりして、ブレーキドラムの内面を部分的に削ってしまうことにより生じる。つまり、内面が削れたことによりブレーキシューと当接する面が部分的に遠くなる部分が生じる。その結果、ディスクブレーキと同様に制動力が大きい状態と小さい状態とが高速に繰り返されブレーキドラムにおいて接線方向の振動、つまりジャダーを発生させていた。また、元々ブレーキドラムが偏心した位置に取り付けられてしまった場合や変形した状態で取付けられても同様な現象が生じる。 Here, in the drum brake, the cause of judder is that, like the disc brake, as the travel distance increases, the brake drum rotates eccentrically for some reason, or the return of the brake shoe becomes dull, This is caused by partially scraping the inner surface of the brake drum. That is, a portion where the surface in contact with the brake shoe is partially distant is generated due to the shaving of the inner surface. As a result, as in the case of the disc brake, a state where the braking force is large and a state where the braking force is small are repeated at a high speed, and the tangential vibration, that is, judder is generated in the brake drum. In addition, the same phenomenon occurs when the brake drum is originally attached at an eccentric position or is attached in a deformed state.
図5示す構成は擬似的にこの時の現象を再現するように構成されている。具体的には、ブレーキドラム64の一部に切欠き64aを形成し、振動発生部20として、例えば油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)34をボルト36等の固定手段により固定する。この時、油圧アクチュエータ34のシリンダ端部34aが切欠き64aの起立面に当接するように固定する。一方、油圧アクチュエータ34のピストンロッド34bの端部は、バッキングプレートにおいてブレーキシューがが固定されるべき位置に配置されたアンカー部66に接触するように配置されている。このように固定された油圧アクチュエータ34には、油圧駆動部40が接続され、振動制御部22の制御によりピストンロッド34bの加圧状態が変化し、ブレーキドラム64とバッキングプレート(アンカー部66)とが相対的に動き、ブレーキドラム64の接線方向の振動が発生するようになっている。
The configuration shown in FIG. 5 is configured to reproduce the phenomenon at this time in a pseudo manner. Specifically, a
例えば、ブレーキシューがブレーキドラムの削れていない部分(他の部分よりドラム中心に近い部分)を押圧すると制動力が大きくなる。つまり、ブレーキドラム64とアンカー部66との間に大きな力が働く。この状態は、図5の構成において、油圧アクチュエータ34が加圧動作しピストンロッド34bが突出し大きな作用力をバッキングプレート入力として供給すると共に、その反作用としてブレーキドラム64を強く押し戻す状態(ドラム入力)にすることで再現することができる。
For example, when the brake shoe presses a portion of the brake drum that is not shaved (portion closer to the center of the drum than other portions), the braking force increases. That is, a large force acts between the
一方、ブレーキシューがブレーキドラム64の削れた内面(他の部分よりドラム中心から遠い部分)を押圧すると制動力が小さくなる。つまり、ブレーキドラム64とアンカー部66との間に働く力が小さくなる。この状態は、図5に構成において、油圧アクチュエータ34の加圧動作を低減しピストンロッド34bによるバッキングプレート入力(作用力)を小さくすると共に、その反作用としてブレーキドラム64を押す力(ドラム入力)を小さくすることで再現することができる。
On the other hand, when the brake shoe presses the shaved inner surface of the brake drum 64 (the part farther from the drum center than the other part), the braking force is reduced. That is, the force acting between the
このような、油圧アクチュエータ34の加圧力の大小を周期的に切り替えることにより、ブレーキドラム64とアンカー部66(バッキングプレート)との間に働く作用力と反作用力とが高速で変動し、実際にブレーキシューで偏摩耗したブレーキドラム64を制動させようとした場合と同様な振動が発生する。
By periodically switching the applied pressure of the
この時、油圧アクチュエータ34の加圧周期は、前述したディスクブレーキ用のものと同様であり、例えば図3に示すような周期である。従って、図3に示すように、徐々に加圧周期が伸びるように油圧アクチュエータ34を制御することにより、ドラムブレーキにおいても、現実のジャダーと同様な振動を模擬することができる。なお、図5においても、ピストンロッド34bには、油圧アクチュエータ34の動作状態をモニターし振動制御部22にフィードバックするための検出手段として、例えば歪みゲージ22aが貼り付けられ、振動制御部22の制御に反映させている。その結果、所望の制動力を伴うジャダーが良好に模擬されるようにしている。
At this time, the pressurizing cycle of the
ところで、車両12において、ブレーキ装置の動作に伴うジャダーは、任意の1輪のみで発生している場合もあれば、2輪、3輪で発生している場合もある。また、4輪全てにおいて発生している場合もある。従って、図6に示すように、ジャダー発生装置28またはジャダー発生装置62を4輪全てのブレーキ装置に適用し、所望の位置のブレーキ装置によりジャダーを発生させる構成にすることが好ましい。この場合、図6に示すように、フロント側にディスクブレーキ用のジャダー発生装置28を配置し、リア側にドラムブレーキ用のジャダー発生装置62を配置するようにしてもよいし、4輪ともジャダー発生装置28、4輪ともジャダー発生装置62にしてもよい。もちろん、フロント側にドラムブレーキ用、リア側にディスクブレーキ用を配置してもよい。
By the way, in the
なお、振動解析部26にはステアリング14やシート68、フロア70等に配置されたセンサ24により得られる各ジャダー発生装置28,62で発生したジャダーが構成された振動情報を取得し、車両12全体における各部の振動特性を解析するようになっている。
The
この場合、振動制御部22は、図6に示すように、各油圧駆動部40を介して個々にジャダー発生装置28(62)を制御することが好ましい。例えば、フロント側のジャダー発生装置28により大きなジャダーを発生させ、リア側のジャダー発生装置62により小さなジャダーを発生させてもよいし、個別に異なる強さのジャダーを発生させてもよい。
In this case, it is preferable that the
なお、本実施形態においては、振動発生部20として、油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)を用いる例を示したが、回転体(ロータやブレーキドラム)と支持体(キャリパやバッキングプレート)との間に周期的な振動を付与することのできる振動発生部であれば、任意の手段が利用可能である。例えば、電磁アクチュエータ、ピエゾ素子等でもよい。また、モータを用いて偏心カム等を加点速度を制御しながら回転させて所望の振動ストロークと得るようにしても本実施形態と同様な効果を得ることができる。
In the present embodiment, an example in which a hydraulic actuator (hydraulic cylinder) is used as the
また、図2や図5に示す構成では、油圧アクチュエータ34を水平に配置している例を示しているが、現実のディスクブレーキのキャリパの位置やドラムブレーキのアンカー部の配置に対応した位置に配置可能であり、ロータやブレーキドラムにおいて、その接線方向の振動を発生できようにように構成されればよい。
2 and 5 show an example in which the
また、本実施形態では、タイヤ保持部18を常時使用する例を説明したが、前述したように、車両が低速で走行している場合は、接地面により拘束力(抵抗)は大きくなる。つまり、低速時のジャダーを模擬しようとする場合、タイヤをフリーにする必要がない場合も生じる。このような場合、ジャダー発生装置28やジャダー発生装置62を搭載した車両を直接路面に置き、ジャダーを発生させてジャダー測定を行っても、低速の実走行で発生しているジャダーを模擬することができる。従って、タイヤ保持部18は、ジャダーの発生している速度に応じて適宜使用するようにしてもよい。
In the present embodiment, an example in which the
10 ジャダー測定システム、12 車両、14 ステアリング、16 タイヤ、18 タイヤ保持部、20 振動発生部、22 振動制御部、22a 歪みゲージ、24 センサ、26 振動解析部、28,62 ジャダー発生装置、30 ロータ、30a,64a 切欠き、32 キャリパ、34 油圧アクチュエータ、34a シリンダ端部、34b ピストンロッド、36,60 ボルト、38 平板、40 油圧駆動部、42 ベースプレート、44,44a,44b,44c,44d 支柱、46a,46b ステイ、48 ワイヤ、50 支持プレート、52 荷重用ブロック、54 ボルト、56 荷重ロッド、58 支持ブロック、64 ブレーキドラム、66 アンカー部、68 シート、70 フロア。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記回転体と前記支持体との間に配置され、前記回転体の回転軸の接線方向の振動を前記回転体および支持体に付与する振動発生部と、
前記振動発生部を所定周期で振動させる振動制御部と、
を含むことを特徴とするジャダー発生装置。 A judder generator for simulating and generating judder associated with a brake operation in a brake device for braking the rotating body by pressing a friction body supported by a support body on a rotating body rotating together with a tire,
A vibration generating unit that is disposed between the rotating body and the support body and applies vibrations in a tangential direction of a rotation axis of the rotating body to the rotating body and the support body;
A vibration control unit that vibrates the vibration generating unit at a predetermined period;
The judder generator characterized by including.
前記ブレーキ装置は、ディスクブレーキ装置であって、
前記回転体はロータであり、前記支持体はキャリパであり、
前記振動発生部は、前記キャリパに加振力を作用させ、前記ロータにそのとき発生する反作用力を作用させるように固定されていることを特徴とするジャダー発生装置。 The apparatus of claim 1.
The brake device is a disc brake device,
The rotating body is a rotor, and the support is a caliper;
The judder generator is characterized in that the vibration generator is fixed so that an excitation force is applied to the caliper and a reaction force generated at that time is applied to the rotor.
前記ブレーキ装置は、ドラムブレーキ装置であって、
前記回転体はドラムであり、前記支持体はバッキングプレートであり、
前記振動発生部は、前記バッキングプレートに加振力を作用させ、前記ドラムにそのとき発生する反作用力を作用させるように固定されていることを特徴とするジャダー発生装置。 The apparatus of claim 1.
The brake device is a drum brake device,
The rotating body is a drum, and the support is a backing plate;
The judder generator is characterized in that the vibration generator is fixed so that an excitation force is applied to the backing plate and a reaction force generated at that time is applied to the drum.
前記振動制御部は、発生させる振動特性を任意に変更可能であることを特徴とするジャダー発生装置。 The apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The said vibration control part can change arbitrarily the vibration characteristic to generate | occur | produce, The judder generator characterized by the above-mentioned.
さらに、タイヤを保持するタイヤ保持部を含み、
当該タイヤ保持部は、タイヤを前後左右の並進を抑制しつつ、タイヤの回転方向及びステア方向の動きをフリー状態で保持することを特徴とするジャダー発生装置。 In the judder generator as described in any one of Claims 1-4,
Furthermore, including a tire holding part for holding the tire,
The tire holding unit holds the movement of the tire in the rotation direction and the steering direction in a free state while suppressing translation of the tire from front to back and from side to side.
前記タイヤ保持部は、タイヤの前後方向に所定の荷重を付与する荷重付与部を有することを特徴とするジャダー発生装置。 The apparatus of claim 5.
The tire holding unit includes a load applying unit that applies a predetermined load in the front-rear direction of the tire.
前記ジャダー発生装置を少なくとも一輪に搭載する車両と、
前記車両の所定の位置に配置され、振動を測定するセンサと、
前記センサにより測定した振動を解析する振動解析部と、
を含むことを特徴とするジャダー測定システム。 A judder measurement system equipped with the judder generator according to any one of claims 1 to 5,
A vehicle on which the judder generator is mounted on at least one wheel;
A sensor disposed at a predetermined position of the vehicle for measuring vibration;
A vibration analyzer for analyzing vibrations measured by the sensor;
A judder measurement system comprising:
前記ジャダー発生装置は、少なくとも二輪同時にジャダーを発生することを特徴とするジャダー測定システム。 The measurement system according to claim 7, wherein
The judder generator system generates judder simultaneously with at least two wheels.
複数配置されるジャダー発生装置は、ディスクブレーキ用とドラムブレーキ用とが混在していることを特徴とするジャダー測定システム。 The measurement system according to claim 8, wherein
A judder measuring system in which a plurality of judder generators are mixed for disc brakes and drum brakes.
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