JP4616212B2 - 車両振動計測装置および車両振動計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両振動計測装置および車両振動計測方法に関する。特に、本発明は、車両の定置走行試験に用いられる車両振動計測装置および車両振動計測方法に関する。

車両の走行時に車輪および駆動系などに起因して発生する振動は、低減されることが望ましい。走行する車両の振動を評価する手法としては、車両の定置走行試験が知られている。

車両の定置走行試験では、下記の特許文献１に示すような車両振動測定装置が提案されている。特許文献１に開示されている車両振動測定装置は、車輪を回転させるローラと、車両のハンドルまわりに設けられた加速度センサと、を備える。このような構成にすると、車輪の位相を調整して車両の振動レベルが最大となる条件を作り出し、車両の振動を定量的に評価することができる。
特許第３０５２６５５号明細書

しかしながら、上記車両振動測定装置では、各輪の振動ピークを精度良く検出するためには、車輪を一輪毎に回転させて振動を計測する必要があるため、計測に時間がかかるという問題がある。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものである。したがって、本発明の目的は、計測にかかる時間が短縮された車両振動計測装置および車両振動計測方法を提供することである。

本発明の車両振動計測装置は、評価対象車両の互いに異なる車輪にそれぞれ当接して、当該車輪の回転により従動回転する、もしくは、当該車輪を従動回転させる複数の駆動ローラと、前記複数の駆動ローラにそれぞれ設けられ、前記車輪の回転に起因して発生する前記駆動ローラの振動を検出する複数のローラ振動検出手段と、前記複数のローラ振動検出手段でそれぞれ検出される各駆動ローラの振動に基づいて、当該各駆動ローラの回転数を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明の車両振動計測方法は、評価対象車両の互いに異なる車輪に複数の駆動ローラをそれぞれ当接させて、対応する車輪の回転により当該駆動ローラを従動回転させる、もしくは、当該駆動ローラにより対応する車輪を従動回転させる段階と、前記複数の駆動ローラにそれぞれ設けられた複数のローラ振動検出手段により、前記車輪の回転に起因して発生する前記駆動ローラの振動を検出する段階と、前記複数のローラ振動検出手段でそれぞれ検出される各駆動ローラの振動に基づいて、当該各駆動ローラの回転数を制御する段階と、を有することを特徴とする。

本発明の車両振動計測装置および車両振動計測方法によれば、駆動ローラの振動を検出することにより車輪の振動が独立的に検出されるため、複数の車輪の振動を同時に計測することができる。したがって、計測にかかる時間が短縮される。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図中、同様の部材には、同一の符号を用いた。

図１は、本発明の一実施の形態における車両振動計測装置の概略構成を示す図である。図１に示されるとおり、本実施の形態における車両振動計測装置は、車両駆動部１００、移動部２００、固縛部３００、および制御部４００を備える。また、評価対象車両には、加速度センサ５００が取り付けられている。

車両駆動部１００は、評価対象車両を定置走行させるとともに、各タイヤ（車輪）の回転に起因して発生する振動を検出するものである。車両駆動部１００は、車両の互いに異なるタイヤにそれぞれ当接して、当該タイヤを従動回転させる複数の駆動ローラ１１０と、各駆動ローラ１１０とともに対応するタイヤに当接し、回転するタイヤにより従動回転される補助ローラ１２０と、を有する。駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０は、ローラベース上に設けられており、駆動ローラ１１０は、駆動ベルトを介して電動モータ１３０により駆動される。また、本実施の形態の駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０には、タイヤの回転に起因して発生するローラ１１０，１２０の振動を検出するローラ振動検出手段として、荷重センサが一体的に形成されている。荷重センサが一体的に形成されている駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０についての詳細な説明は後述する。

移動部２００は、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０を前後方向に移動させるものである。より具体的には、移動部２００は、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０が上部に設けられたローラベースを前後方向に移動させ、車両毎に異なる前後のタイヤ間の距離に対応して、前輪側の駆動ローラ１１０と後輪側の駆動ローラ１１０との間の距離（以下、ローラ位置と称する）を調整する。移動部２００は、たとえば、リニアガイド、ボールネジ、および駆動モータなどから構成される。

固縛部３００は、前後方向に移動可能な駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０を固縛するものである。より具体的には、固縛部３００は、移動部２００によって前後方向に位置決めされたローラベースをベース架台上に固縛する。固縛部３００は、係合部材およびシリンダなどから構成される。固縛部３００についての詳細な説明は後述する。

制御部４００は、上述した荷重センサおよび加速度センサ５００によって検出される信号を処理し、車両駆動部１００、移動部２００、および固縛部３００を制御するものである。制御部４００は、車両駆動部１００、移動部２００、および固縛部３００とそれぞれ電気的に接続されていて、制御信号を出力する。制御部４００は、たとえば、一般的なコンピュータであって、詳細な説明は後述する。

次に、図２を参照して、本実施の形態における駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０について詳細に説明する。図２は、荷重センサが一体的に形成されている駆動ローラおよび補助ローラを説明するための図である。図２に示されるとおり、本実施の形態における荷重センサは、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０の軸受け部（ベアリング）１１１，１２１に設けられるロードセル１１２，１２２である。より具体的には、本実施の形態の荷重センサは、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０の軸受け部１１１，１２１に作用する上下方向の荷重を検出する第１のロードセル１１２ａ，１２２ａと、前後方向の荷重を検出する第２のロードセル１１２ｂ，１２２ｂから構成される。このような構成にすると、タイヤの上下方向および前後方向の振動（ＲＦＶおよびＴＦＶ）が同時に計測される。なお、本実施の形態において、荷重センサはロードセルに限定されず、歪ゲージが用いられることもできる。また、検出精度を向上させる見地から、荷重センサは、軸受け部の上下および左右に各１個、すなわち、一の駆動ローラ（または補助ローラ）に対して４個設けられることが望ましい。最も望ましくは、４個の荷重センサを、回転角でそれぞれ９０度ずらした位置に設けることが良い。

次に、図３を参照して、本実施の形態における固縛部３００について説明する。図３は、本実施の形態における固縛部を説明するための図である。本実施の形態における固縛部３００は、ローラベース１４０に設けられた係合部材３１０、ベース架台１５０に設けられた被係合部材３２０、および係合部材３１０に突き当たってローラベース１４０を持ち上げるシリンダ３３０を有する。シリンダ３３０によって持ち上げられた係合部材３１０は、被係合部材と係合することによって、所定の高さに位置決めされる。その結果、ローラベース１４０は、ベース架台１５０に固縛される。このような構成にすると、車両駆動部１００の固有振動数が変化して、ローラベース１４０と回転するタイヤとの共振が防止される。

次に、図４を参照して、本実施の形態における制御部４００について詳細に説明する。図４は、本実施の形態における制御部の概略構成を示すブロック図である。図４に示されるとおり、本実施の形態における制御部４００は、ＣＰＵ４１０、ＲＡＭ４２０、ＲＯＭ４３０、ハードディスク４４０、インタフェース４５０、入力部４６０、および表示部４７０を有する。これらの各部は、バスを介して相互に接続されている。

ＣＰＵ４１０は、種々の演算および制御を実行するものである。ＣＰＵ４１０は、第１算出部（第１の算出手段）、第２算出部（第２の算出手段）、比較部（比較手段）、および解析部（解析手段）として機能する。

ここで、第１算出部は、一の駆動ローラの振動と他の駆動ローラの振動から対応する一のタイヤと他のタイヤの回転数の差を算出するものである。第２算出部は、算出される回転数の差に基づいて駆動ローラの回転数を算出するものである。比較部は、加速度センサ５００で検出される車両の振動を予め設定された基準値と比較するものである。解析部は、荷重センサで検出される駆動ローラの振動を解析するものである。なお、各部の具体的な処理内容については、後述する。

ＲＡＭ４２０は、上述した振動データを一時的に記憶するものであり、ＲＯＭ４３０は、制御プログラムおよびパラメータなどを予め記憶するものである。

ハードディスク４４０は、車両毎に検査条件が予め登録されている記憶部（記憶手段）として機能する。ハードディスク４４０は、一の駆動ローラの振動と他の駆動ローラの振動から対応する一のタイヤと他のタイヤの回転数の差を算出する第１算出プログラム、算出される回転数の差に基づいて駆動ローラの回転数を算出する第２算出プログラム、検出される車両の振動を予め設定された基準値と比較する比較プログラム、および検出される駆動ローラの振動を解析する解析プログラムを格納する。

インタフェース４５０は、ロードセル１１２，１２２および加速度センサ５００から送信される信号を受信する。また、インタフェース４５０は、車両駆動部１００、移動部２００、および固縛部３００に制御信号を送信する。

入力部４６０は、たとえば、キーボード、タッチパネル、およびマウスなどのポインティングデバイスである。表示部４７０は、たとえば、液晶ディスプレイおよびＣＲＴディスプレイなどであり、車両の振動と基準値との比較結果および種々の解析結果などを表示する。

以上のとおり構成される本実施の形態の車両振動計測装置によれば、ローラ１１０，１２０に設けられた荷重センサにより各タイヤの振動が独立的に検出され、当該検出された振動に基づいて、タイヤの位相が予め設定された検査条件に調整される。そして、タイヤの位相が調整された状態で、車両に設けられた加速度センサ５００の出力に基づいて車両の振動レベルが評価される。以下、図５を参照して、本実施の形態における車両振動計測方法について述べる。

図５は、本実施の形態における車両振動計測方法を説明するためのフローチャートである。図５に示されるとおり、本実施の形態の車両振動計測方法では、まず、評価対象車両についての情報の入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。具体的には、ユーザにより、車種および検査条件（振動計測時の車速、車両の振動が最大となるタイヤの位相関係）などが入力される。次に、評価対象車両の前後のタイヤ間隔に合わせて、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０が移動される（ステップＳ１０２）。そして、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０上に車両が乗り入れられる。

次に、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０の前後方向の位置を微調整するローラ位置調整処理が実行される（ステップＳ１０３）。本実施の形態では、ローラ１１０，１２０の軸受け部１１１，１２１に設けられたロードセル１１２，１２２でローラ１１０，１２０に作用する荷重を検出することによりローラ位置が調整される。ローラ１１０，１２０の位置を調整するローラ位置調整処理についての詳細な説明は後述する。

次に、前後方向に位置が調整された駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０が固縛される（ステップＳ１０４）。本実施の形態では、図３に示したとおり、シリンダ３３０を制御することにより、位置決め後のローラベース１４０がベース架台１５０に固縛される。

次に、加速度センサ５００により車両の振動が計測され（ステップＳ１０５）、計測結果が基準値と比較される（ステップＳ１０６）。車両の振動を計測する振動計測処理の詳細については後述する。そして、計測結果が表示され（ステップＳ１０７）、処理が終了される。

以上のとおり、図５に示すフローチャートによれば、予め設定された検査条件に基づいて車両の振動レベルが計測され、定量的に評価される。以下、図６〜図８を参照しつつ、ステップＳ１０３に示すローラ位置調整処理およびステップＳ１０５に示す振動計測処理について説明する。

図６は、本実施の形態におけるローラ位置調整処理を説明するためのフローチャートである。上述したとおり、本実施の形態では、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０の軸受け部１１１，１２１に設けられたロードセル１１２，１２２の出力に基づいて、処理が実行される。

まず、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０に作用する荷重が検出される（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）。より具体的には、駆動ローラ１１０の軸受け部１１１に設けられた第１および第２のロードセル１１２ａ，１１２ｂの出力が検出される。同様に、補助ローラ１２０の軸受け部１２１に設けられた第１および第２のロードセル１２２ａ，１２２ｂの出力が検出される。なお、タイヤとローラ１１０，１２０との設置歪みを緩和する見地から、検出時に、タイヤが緩やかに回転されることが好ましい。

次に、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０が検出する荷重の上下方向の差分が算出される（ステップＳ２０３）。より具体的には、駆動ローラ１１０の第１のロードセル１１２ａの出力と補助ローラ１２０の第１のロードセル１２２ａの出力との差分が算出される。そして、算出される上下方向の差分が規定値以下か否かが判断される（ステップＳ２０４）。

算出される上下方向の差分が規定値よりも大きい場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０が移動される（ステップＳ２０５）。より具体的には、図７に示されるとおり、第１のロードセル１１２ａ，１２２ａで検出される荷重が比較されて、荷重の大きいロードセルの向きにローラベース１４０が移動される。そして、ステップＳ２０１以下の処理が繰り返される。

一方、算出される上下方向の差分が規定値以下の場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０が検出する荷重の前後方向の差分が算出される（ステップＳ２０６）。より具体的には、駆動ローラ１１０の第２のロードセル１１２ｂの出力と補助ローラ１２０の第２のロードセル１２２ｂの出力との差分が算出される。そして、算出される前後方向の差分が規定値以下か否かが判断される（ステップＳ２０７）。

算出される前後方向の差分が規定値よりも大きい場合（ステップＳ２０７：ＮＯ）、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０が移動される（ステップＳ２０８）。より具体的には、第２のロードセル１１２ｂ，１２２ｂで検出される荷重が比較されて、荷重の大きいロードセルの向きにローラベース１４０が移動され、ステップＳ２０１以下の処理が繰り返される。一方、算出される前後方向の差分が規定値以下の場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、処理が終了される。

以上のとおり、図６に示すフローチャートによれば、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０の位置が車両の前後方向に微調整される。したがって、ステップＳ１０５に示す振動計測処理におけるローラ１１０，１２０の振動に対する検出精度が向上する。

次に、ステップＳ１０５に示す振動計測処理について詳細に説明する。図８は、本実施の形態における振動計測処理を説明するためのフローチャートである。本実施の形態では、タイヤの位相差が予め設定された検査条件に調整され、タイヤの位相差が調整された状態で、車両のハンドルまわりに取り付けられた加速度センサ５００によって、車両の振動が計測される。その際、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０に設けられたロードセル１１２，１２２によってローラ１１０，１２０の振動が検出されることにより、タイヤの温度上昇に起因するタイヤ径の変化およびタイヤ径の個体差などが補正される。

まず、図８に示されるとおり、駆動ローラ１１０の回転数が調整される（ステップＳ３０１）。より具体的には、駆動モータ１３０が制御されることによって駆動ローラ１１０の回転数が調整され、予め設定された回転数（回転速度）にまで駆動ローラ１１０の回転数が上昇される。なお、予め設定された回転数にまで駆動ローラの回転数を上昇させる処理自体は、駆動ローラ１１０による従動回転のみならず、車両が自走することによっても実行されることができる。車両の自走によりタイヤの回転数が上昇される場合、回転数の上昇後には、変速機がニュートラルポジションに切り替えられる。

次に、それぞれの駆動ローラ１１０の回転数が予め設定された回転数と一致したか否かが判断される（ステップＳ３０２）。本実施の形態では、駆動ローラ１１０の側面に設けられたエンコーダ（不図示）によって駆動ローラ１１０の回転数が検出され、各エンコーダの検出信号に基づいて、すべての駆動ローラ１１０の回転数が予め設定された回転数と一致したか否かが判断される（ステップＳ３０２）。

駆動ローラ１１０の回転数が設定された回転数と一致しない場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）、設定された回転数になるまで、ステップＳ３０１以下の処理が繰り返される。一方、駆動ローラ１１０の回転数が設定された回転数と一致する場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、ステップＳ３０３以下の処理に移行する。このとき、上述したとおり、車両に用いられる複数のタイヤは、個体差および熱膨張などにより、タイヤ径が互いに相違する。したがって、タイヤ毎に設けられる各駆動ローラ１１０の回転数が互いに一致している場合であっても、タイヤ径の差によりタイヤの回転数は互いに相違する。以下の処理では、複数のタイヤの回転数が一致するように駆動ローラ１１０の回転数が微調整される。

まず、駆動ローラ１１０および補助ローラ１２０の振動が検出される（ステップＳ３０３）。本実施の形態では、ローラ１１０，１２０に設けられた第１および第２ロードセル１１２，１２２によって、タイヤの回転に起因して発生するローラ１１０，１２０の振動が検出される。

次に、検出されるローラ１１０，１２０の振動に基づいて、タイヤ間の回転数の差が算出される（ステップＳ３０４）。本実施の形態では、たとえば、タイヤ毎に検出される振動信号のピーク位置から各タイヤの回転数が算出され、予め設定された基準タイヤからの各タイヤの回転数の差が算出される。あるいは、基準タイヤの振動ピーク位置に対する各タイヤの振動ピーク位置の単位時間あたりの変化量から、タイヤ間の回転数の差が算出されることもできる。なお、検出精度を向上させるために、回転数の差分の算出に用いられる振動信号は、複数のロードセル１１２，１２２の各方向の出力信号が合成されることが好ましい。

次に、算出された各タイヤの回転数の差がなくなるように、駆動ローラ１１０の回転数が算出される（ステップＳ３０５）。言い換えれば、基準タイヤの回転数と他のタイヤの回転数とが一致するように、他のタイヤに対応する駆動ローラ１１０の回転数が算出される。そして、算出された回転数にしたがって、駆動モータ１３０が制御され、駆動ローラ１１０の回転数が調整される（ステップＳ３０６）。

次に、再びローラ１１０，１２０の振動が検出され（ステップＳ３０７）、検出されるローラ１１０，１２０の振動に基づいて、タイヤ間の回転数の差が算出される（ステップＳ３０８）。そして、算出されるタイヤ間の回転数の差に基づいて、タイヤの回転数が一致しているか否かが判断される（ステップＳ３０９）。

タイヤの回転数が一致していない場合（ステップＳ３０９：ＮＯ）、タイヤの回転数が一致するまで、ステップＳ３０５以下の処理が繰り返される。一方、タイヤの回転数が一致している場合（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、ステップＳ３１０以下の処理に移行する。

以上のとおり、ステップＳ３０１〜Ｓ３０９に示す処理によれば、複数のタイヤの回転数が一致するように駆動ローラ１１０の回転数が制御される。言い換えれば、駆動ローラ１１０の回転数が制御されて、複数のタイヤの振動ピーク位置の位置関係が維持される。

次に、タイヤの回転数が一致した状態で、タイヤの位相が調整される（ステップＳ３１０）。本実施の形態では、予め設定されている検査条件に基づいて、基準タイヤからの他のタイヤの位相が調整される。より具体的には、たとえば、各タイヤの振動のピーク位置が一致する状態（位相差なし）に、タイヤの位相が調整される。

次に、ローラ１１０，１２０の振動が検出され（ステップＳ３１１）、タイヤの位相が検査条件と一致しているか否かが判断される（ステップＳ３１２）。タイヤの位相が検査条件と一致していない場合（ステップＳ３１２：ＮＯ）、タイヤの位相が検査条件と一致するまで、ステップＳ３１０以下の処理が繰り返される。

そして、タイヤの位相が検査条件と一致している場合（ステップＳ３１２：ＹＥＳ）、車両の振動が計測される（ステップＳ３１３）。本実施の形態では、たとえば、車両のハンドルまわりに設けられた加速度センサ５００により、すべてのタイヤの振動ピーク位置が一致した状態での車両の振動が検出される。

以上のとおり、ステップＳ３１０〜Ｓ３１３に示す処理によれば、タイヤの位相が予め設定された検査条件に調整された状態で、車両の振動が計測される。検査条件としては、たとえば、車両の振動が最大となるように、車両毎に予め求められた位相関係である。

次に、図９を参照して、タイヤの位相関係および当該位相関係に対応する車両の振動について説明する。

図９（Ａ）は、タイヤの振動ピーク位置が一致するように駆動ローラが制御された状態でのロードセルの出力信号および出力信号の振動スペクトラムを示す図である。図９（Ａ）から、４つのタイヤの振動ピーク位置が一致していることが分かる。このようなタイヤの振動ピークが一致した位相差なしの状態では、車両は、タイヤが一回転する間に上下方向に大きく一回振動し、縦方向の揺れが検出される。したがって、このときの振動スペクトラムでは、回転周波数の一次成分のみが顕著に現れる。

図９（Ｂ）は、左右のタイヤの振動ピークが１８０度ずれるように駆動ローラが制御された状態でのロードセルの出力信号および出力信号の振動スペクトラムを示す図である。図９（Ｂ）から、タイヤの振動ピーク位置が１８０度ずれていることが分かる。このようなタイヤの位相が１８０度ずれた状態では、４つのタイヤが一回転する間に左右のタイヤが一回ずつ上下に振動するため、車両においては横方向の揺れ（ローリング）が検出される。したがって、このときの振動スペクトラムでは、回転周波数の一次成分に加えて、二次成分も顕著に現れる。

このような駆動ローラ１１０の振動スペクトラムは、駆動ローラ１１０の振動を検出する荷重センサの出力が解析されたものである。その結果、加速度センサ５００により車両の振動が定量的に評価されることに加えて、解析結果から振動の原因などが推定されることができる。このとき、ロードセルの出力はモニタリングされていて、たとえば、タイヤの熱膨張によりタイヤの位相がずれた場合には、ステップＳ３０３〜Ｓ３０９に示す処理が繰り返されて駆動ローラ１１０の回転数が補正される。その結果、予め設定されたタイヤ間の位相関係が維持される。なお、予め設定されるタイヤ間の位相関係は、上記の位相差なしおよび位相差１８０度の場合に限定されるものではなく、種々の位相関係が設定されることができる。

以上のとおり、説明された実施の形態は、以下の効果を奏する。

本実施の形態の車両振動計測装置は、評価対象車両のタイヤに当接して、当該タイヤを従動回転させる駆動ローラと、タイヤの回転に起因して発生する駆動ローラの振動を検出するローラ振動検出手段と、を有する。したがって、駆動ローラの振動を検出することによりタイヤの振動が独立的に検出されるため、複数のタイヤの振動を同時に計測することができる。その結果、車両の振動の計測にかかる時間が短縮される。

駆動ローラは複数設けられていて、車両の互いに異なるタイヤにそれぞれ当接し、ローラ振動検出手段は、複数の駆動ローラにそれぞれ設けられている。したがって、複数のタイヤの振動を同時に計測することができる。また、複数のタイヤの振動を独立的に評価することができる。

本実施の形態の車両振動計測装置は、複数の荷重センサでそれぞれ検出される各駆動ローラの振動に基づいて、当該各駆動ローラの回転数を制御する制御部をさらに有する。したがって、駆動ローラの振動に基づいて、駆動ローラおよびタイヤの回転数を調整することができる。

本実施の形態の車両振動計測装置は、複数の荷重センサでそれぞれ検出される各駆動ローラのうち、一の駆動ローラの振動と他の駆動ローラの振動から、対応する一のタイヤと他のタイヤの回転数の差を算出する第１算出部と、算出される回転数の差に基づいて、一の駆動ローラおよび他の駆動ローラのうち少なくとも一つの駆動ローラの回転数を算出する第２算出部をさらに有し、制御部は、第２算出部で算出される回転数にしたがって、対応する駆動ローラの回転数を制御する。したがって、駆動ローラの回転数を制御して、一のタイヤの回転数と他のタイヤの回転数の差を調整することができる。

第２算出部で算出される駆動ローラの回転数は、一のタイヤの回転数と他のタイヤの回転数とが一致する駆動ローラの回転数である。したがって、駆動ローラの回転数を制御して、一のタイヤの回転数と他のタイヤの回転数を一致させることができる。

制御部は、基準タイヤと他のタイヤの位相を調整する。したがって、予め設定される検査条件に応じて、タイヤの位相を調整することができる。

制御部は、基準タイヤと他のタイヤの位相を一致させる。したがって、車両が縦方向に揺れるようにタイヤの位相を調整することができる。

本実施の形態の車両振動計測装置は、車両毎に検査条件が予め登録されている記憶部をさらに有し、制御部は、予め登録されている検査条件にしたがって、複数の駆動ローラの回転数をそれぞれ制御する。したがって、予め登録される検査条件に、駆動ローラの回転数を調整することができる。

検査条件は、車両の振動が最大となるように車両毎に固有に定まる複数のタイヤの位相関係である。したがって、タイヤの位相差が調整され、車両の振動が最大となる状況を短時間で再現し、その状況を維持することができる。

本実施の形態の車両振動計測装置は、車両の振動を検出する加速度センサと、検出される車両の振動を予め設定された基準値と比較する比較部と、をさらに有する。したがって、車両の振動レベルが、規格値以内か否かを判断することができる。また、計測準備としては、加速度センサが取り付けられるだけであるため、計測準備が短時間でなされる。

本実施の形態の車両振動計測装置は、荷重センサで検出される駆動ローラの振動を解析する解析部をさらに有する。したがって、各タイヤの振動信号から、振動の大きさ、振動の方向、および振動の次数（タイヤの回転数の１次周波数成分、２次周波数成分、およびプロペラシャフト駆動系など）などを分析し、振動現象および振動の原因を推定することができる。

荷重センサは、駆動ローラの軸受け部に設けられたロードセルである。したがって、荷重センサに作用する荷重は、車両の輪重とローラ本体の重量のみであり、ローラベース全体の重量を受けるような場合と比較して、検出精度（分解能）が向上する。

ロードセルは、駆動ローラの軸受け部に作用する一の方向の荷重を検出する第１のロードセルと、一の方向とは異なる他の方向の荷重を検出する第２のロードセルと、を有する。したがって、タイヤの上下方向および前後方向の振動を同時に検出することができる。また、上下方向および前後方向の振動の検出結果を、振動現象の解析に活用できる。

本実施の形態の車両振動計測装置は、ロードセルの出力に基づいて、駆動ローラを車両の前後方向に移動させる移動部をさらに有する。したがって、車両の前後方向の荷重を検出することにより、駆動ローラの位置を微調整することができる。その結果、振動の検出精度が向上する。

本実施の形態の車両振動計測装置は、移動部によって移動される駆動ローラを固縛する固縛部をさらに有する。したがって、計測装置の固有振動数が高められる。その結果、振動の検出精度が向上する。また、検査条件の車速を高くすることができる。

本実施の形態の車両振動計測装置は、駆動ローラとともに対応するタイヤに当接し、回転するタイヤにより従動回転される補助ローラと、補助ローラの振動を検出する荷重センサと、をさらに有する。したがって、駆動ローラのみを使用する場合と比較して、より安定的に振動を計測することができる。

本実施の形態の車両振動計測方法は、評価対象車両のタイヤに駆動ローラを当接させて、対応するタイヤを従動回転させる段階と、タイヤの回転に起因して発生する駆動ローラの振動を検出する段階と、を有する。したがって、駆動ローラの振動を検出することによりタイヤの振動が独立的に検出されるため、複数のタイヤの振動を同時に計測することができる。その結果、車両の振動の計測にかかる時間が短縮される。

以上のとおり、本発明の一実施の形態において、本発明の車両振動計測装置および車両振動計測方法を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、省略することができることはいうまでもない。

たとえば、本実施の形態では、駆動ローラおよび補助ローラを用いて、ローラベースの位置が調整され、振動計測処理が実行された。しかしながら、補助ローラを用いることなく駆動ローラのみでも同様の処理が実行される。この場合、補助ローラの軸受け部には、少なくとも前後２つの荷重センサが設けられ、図１０および図１１に示されるとおり、駆動ローラの軸受け部の前後方向の荷重がゼロまたは規定値内になるように、駆動ローラの位置が調整される。また、駆動ローラの移動位置は、前後の荷重センサのうち出力の小さな荷重センサ側に移動される。あるいは、駆動ローラの軸受け部の下部に荷重センサが設けられ、駆動ローラ下向きの荷重が最大となるように、駆動ローラの位置が調整されることもできる。さらに、車両の前方のタイヤには駆動ローラのみを使用し、後方のタイヤには駆動ローラおよび補助ローラを使用することもできる。

また、本実施の形態では、ローラ振動計測手段として荷重センサを用いた。しかしながら、ローラ振動検出手段は、荷重センサに限定されず、一般的な振動センサ（たとえば、加速度センサ）を用いることもできる。この場合、車両の上下方向および前後方向の振動に加えて、車両の左右方向の振動も検出することもできる。本実施の形態では、たとえば、軸受け部の端部に荷重センサを設けることにより、車両の左右方向（軸線方向）の振動を検出することができる。

また、本実施の形態では、駆動ローラによりタイヤを従動回転させた状態で駆動ローラの振動を検出した。しかしながら、車両を自走させ、タイヤの回転により駆動ローラを従動回転させた状態で、駆動ローラの振動を検出することもできる。このようにすると、車両の自走時の振動を解析することができる。

本発明の一実施の形態における車両振動計測装置の概略構成を示す図である。 図１に示す車両振動計測装置における荷重センサが一体的に形成されている駆動ローラおよび補助ローラを説明するための図である。 図１に示す車両振動計測装置における固縛部を説明するための図である。 図１に示す車両振動計測装置における制御部の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す車両振動計測装置における車両振動計測方法を説明するためのフローチャートである。 図５に示すフローチャートにおけるローラ位置調整処理を説明するためのフローチャートである。 図６に示すローラ位置調整処理を説明するための図である。 図５に示すフローチャートにおける振動計測処理を説明するためのフローチャートである。 タイヤの位相関係および当該位相関係に対応する車両の振動について説明するための図である。 図６に示すローラ位置調整処理の変形例を説明するためのフローチャートである。 図１０に示すローラ位置調整処理の変形例を説明するための図である。

符号の説明

１００ 車両駆動部、
２００ 移動部、
３００ 固縛部、
４００ 制御部、
５００ 加速度センサ。

Claims (15)

1. 評価対象車両の互いに異なる車輪にそれぞれ当接して、当該車輪の回転により従動回転する、もしくは、当該車輪を従動回転させる複数の駆動ローラと、
   前記複数の駆動ローラにそれぞれ設けられ、前記車輪の回転に起因して発生する前記駆動ローラの振動を検出する複数のローラ振動検出手段と、
   前記複数のローラ振動検出手段でそれぞれ検出される各駆動ローラの振動に基づいて、当該各駆動ローラの回転数を制御する制御手段と、を有することを特徴とする車両振動計測装置。
2. 前記複数のローラ振動検出手段でそれぞれ検出される各駆動ローラの振動うち、一の駆動ローラの振動と他の駆動ローラの振動から、対応する一の車輪と他の車輪の回転数の差を算出する第１の算出手段と、
   算出される前記回転数の差に基づいて、前記一の駆動ローラおよび他の駆動ローラのうち少なくとも一つの駆動ローラの回転数を算出する第２の算出手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記第２の算出手段で算出される回転数にしたがって、対応する駆動ローラの回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両振動計測装置。
3. 前記第２の算出手段で算出される駆動ローラの回転数は、前記一の車輪の回転数と前記他の車輪の回転数とが一致する駆動ローラの回転数であることを特徴とする請求項２に記載の車両振動計測装置。
4. 前記制御手段は、一の車輪と他の車輪の位相を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両振動計測装置。
5. 前記制御手段は、一の車輪と他の車輪の位相を一致させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両振動計測装置。
6. 前記車両毎に検査条件が予め登録されている記憶手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記予め登録されている検査条件にしたがって、前記複数の駆動ローラの回転数をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両振動計測装置。
7. 前記検査条件は、前記車両の振動が最大となるように車両毎に固有に定まる複数の車輪の位相関係であることを特徴とする請求項６に記載の車両振動計測装置。
8. 前記車両の振動を検出する車両振動検出手段と、
   検出される前記車両の振動を予め設定された基準値と比較する比較手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両振動計測装置。
9. 前記ローラ振動検出手段で検出される前記駆動ローラの振動を解析する解析手段をさらに有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両振動計測装置。
10. 前記ローラ振動検出手段は、前記駆動ローラの軸受け部に設けられた荷重センサであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両振動計測装置。
11. 前記荷重センサは、前記駆動ローラの軸受け部に作用する一の方向の荷重を検出する第１の荷重センサと、前記一の方向とは異なる他の方向の荷重を検出する第２の荷重センサと、を有することを特徴とする請求項１０に記載の車両振動計測装置。
12. 前記荷重センサの出力に基づいて、前記駆動ローラを前記車両の前後方向に移動させる移動手段をさらに有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の車両振動計測装置。
13. 前記移動手段によって移動される駆動ローラを固縛する固縛手段をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載の車両振動計測装置。
14. 前記駆動ローラとともに対応する車輪に当接し、回転する車輪により従動回転される補助ローラと、
    前記補助ローラの振動を検出する補助ローラ振動検出手段と、をさらに有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の車両振動計測装置。
15. 評価対象車両の互いに異なる車輪に複数の駆動ローラをそれぞれ当接させて、対応する車輪の回転により当該駆動ローラを従動回転させる、もしくは、当該駆動ローラにより対応する車輪を従動回転させる段階と、
    前記複数の駆動ローラにそれぞれ設けられた複数のローラ振動検出手段により、前記車輪の回転に起因して発生する前記駆動ローラの振動を検出する段階と、
    前記複数のローラ振動検出手段でそれぞれ検出される各駆動ローラの振動に基づいて、当該各駆動ローラの回転数を制御する段階と、を有することを特徴とする車両振動計測方法。