JP5226437B2 - Road surface flatness measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、路面平坦性測定装置に関し、特に、試験車(実際の路面で測定を実行する車両)が測定した路面変位量を、IRI(国際ラフネス指数)に準拠した走行速度で走行するIRIに準拠した基準車に付与した時のシミュレーション結果としての応答を用いて時々刻々IRIを算出する路面平坦性測定装置に関する。 The present invention relates to a road surface flatness measuring apparatus, and more particularly, to an IRI that travels at a traveling speed based on an IRI (International Roughness Index), using a road surface displacement measured by a test vehicle (a vehicle that performs measurement on an actual road surface). The present invention relates to a road surface flatness measuring apparatus that calculates IRI every moment using a response as a simulation result when applied to a compliant reference vehicle.
現在、国際的には世界銀行で提案された国際ラフネス指数(IRI:International Roughness Index:m/km)が用いられるようになっており、乗り心地との相関も良いとされている。例えば、路面の縦断プロファイルと乗り心地の関係に注目し、IRIの高速道路路面での適用性について、乗り心地評価試験などを実施して、IRIの乗り心地の関連性があるとされている。また、道路を管理する事業者では、IRIによる高速道路の管理を検討する所もあり、IRIを容易に求める測定装置が望まれている。さらに、コンクリート舗装の示方書では、乗り心地評価指標としてIRIが導入されている。
従来の路面平坦性測定装置では、IRIに準拠した単位距離間当たりのサスペンションの累積変動変位を算出する方法として、周波数領域における試験車の特性補正、走行速度の違いによる入力周波数成分の補正を行っている。このため、ある程度のデータ数が蓄積されていないと、加速度波形の周波数成分をフーリエ変換で求めることができず、また、IRIを算出する測定区間長内では、試験車は、ほぼ一定の走行速度を維持することが強いられていた。
At present, the international roughness index (IRI: International Roughness Index: m / km) proposed by the World Bank has been used internationally, and it is said that the correlation with the ride comfort is also good. For example, attention is paid to the relationship between the longitudinal profile of the road surface and the ride comfort, and it is said that the IRI ride comfort is related by performing a ride comfort evaluation test on the applicability of the IRI on the expressway road surface. In addition, there are places where businesses that manage roads consider highway management by IRI, and a measuring device that easily obtains IRI is desired. Furthermore, IRI is introduced as a riding comfort evaluation index in the concrete pavement specification.
In the conventional road surface flatness measuring device, as a method of calculating the cumulative fluctuation displacement of the suspension per unit distance according to IRI, the characteristics of the test vehicle in the frequency domain are corrected, and the input frequency component is corrected by the difference in traveling speed. ing. For this reason, if a certain amount of data is not accumulated, the frequency component of the acceleration waveform cannot be obtained by Fourier transform, and the test vehicle has a substantially constant traveling speed within the measurement section length for calculating IRI. Was forced to maintain.
例えば、表面のうねりの波長が1mの路面を時速80km/hr(80000m/hr)で走行したとき、波長1mのうねりが試験車に作用する変位入力は、下記(30)式で与えられ、これによると1秒間に22.2回作用するが、時速40km/hr(40000m/hr)で走行したときは、下記(31)式となり、これによると1秒間に11.1回の作用となり、同じ振動特性の試験車への影響は異なったものとなる。このため、前述の周波数成分の補正が必要となっていた。 For example, when driving on a road surface with a wave of 1 m on the surface at a speed of 80 km / hr (80000 m / hr), the displacement input for the wave of 1 m on the test vehicle is given by the following equation (30). According to the above, it acts 22.2 times per second, but when traveling at 40 km / hr (40000 m / hr), the following equation (31) is obtained. According to this, the function is 11.1 times per second, and the same vibration characteristics are tested. The impact on the car will be different. For this reason, it is necessary to correct the above-described frequency component.
しかしながら、上記背景技術で述べた従来のIRI算出手法を採用する路面平坦性測定装置にあっては、前述のとおり、ある程度の測定データ数が蓄積されていないと、加速度波形の周波数成分をフーリエ変換で求めることができず、IRIを算出する測定区間長内ではほぼ一定の走行速度を維持する必要があるという問題点があった。
そのため、路面平坦性測定装置を開発するに際して解決すべき1つの課題としては、IRI算出において予め定められた測定区間長内で試験車の走行速度が変化してもそれに対応することを容易にし、より精度の良い測定を可能にすることにあった。
即ち、時々刻々取得される加速度データを時間軸上でその都度処理できるようにすることが必要であり、さらに、加速度データに含まれる試験車の車輪回転数の周波数成分を除去することも解決する必要があった。
また、本発明の他の解決すべき課題としては、試験車が、サスペンションの減衰定数が周波数に依存して変化するような非線形特性を有するものであっても、より精度の良い測定を可能にすることであった。何故なら、このような測定車両では、路面形状が同じでも試験車の車速により、車両の応答加速度が変わることがあるからであり、そのため、時々刻々取得される加速度データを時間軸上でその都度処理することにより、測定車の振動パラメータについても時々刻々の走行速度に応じてその値を変えることができるようにすることも1つの課題となっていた。
However, in the road surface flatness measuring apparatus adopting the conventional IRI calculation method described in the above background art, as described above, if a certain amount of measurement data is not accumulated, the frequency component of the acceleration waveform is Fourier transformed. Thus, there is a problem that it is necessary to maintain a substantially constant traveling speed within the measurement section length for calculating the IRI.
Therefore, one problem to be solved when developing the road surface flatness measuring device is to easily cope with the change in the traveling speed of the test vehicle within the predetermined measurement section length in the IRI calculation, The purpose was to enable more accurate measurement.
In other words, it is necessary to be able to process the acceleration data acquired every moment on the time axis, and to solve the problem of removing the frequency component of the wheel speed of the test vehicle included in the acceleration data. There was a need.
Further, another problem to be solved by the present invention is that even if the test vehicle has a nonlinear characteristic such that the damping constant of the suspension changes depending on the frequency, more accurate measurement can be performed. Was to do. This is because, in such a measurement vehicle, even if the road surface shape is the same, the response acceleration of the vehicle may change depending on the vehicle speed of the test vehicle. It has been an issue to be able to change the value of the vibration parameter of the measurement vehicle according to the running speed from moment to moment by processing.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、IRI算出において予め定められた測定区間長内で測定する車両(試験車)の走行速度が変化してもそれに対応することを容易にすると共に、時々刻々の速度変化毎に速度補正ができるようにして、これにより、より精度の高い測定を可能にする路面平坦性測定装置を提供することを目的としている。
本発明の他の目的は、試験車が、サスペンションの減衰定数が周波数に依存して変化するような非線形特性を有するものであっても、これにより、より精度の高い測定を可能にする路面平坦性測定装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can cope with changes in the traveling speed of a vehicle (test vehicle) measured within a predetermined measurement section length in IRI calculation. It is an object of the present invention to provide a road surface flatness measuring apparatus that makes it possible to make a more accurate measurement by making it possible to make speed correction every time a speed change.
Another object of the present invention is that even if the test vehicle has non-linear characteristics such that the damping constant of the suspension changes depending on the frequency, this enables road surface flatness that enables more accurate measurement. It is in providing a sex measuring device.
請求項1に記載した発明に係る路面平坦性測定装置は、上述した目的を達成するために、サスペンションまたはバネが支持する試験車の車軸側、若しくは前記サスペンション下部に位置する第1の検出位置および前記試験車の車体側または前記サスペンション上側に位置する第2の検出位置のうち、前記第1の検出位置の加速度または速度のデータに基づいてIRI(国際ラフネス指数)を算出する路面平坦性測定装置において、
前記第1の検出位置における前記車軸方向に対して直交する上下方向の加速度または速度を検出するための第1の検出器と、
前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記第1の検出器が検出する前記第1の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、
前記取り込まれた前記第1の検出位置の加速度または速度に基づいて前記IRIを求めるための処理手段と、
前記走行速度検出手段および前記第1の検出器が検出する測定データを記録すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データ等を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記試験車をクオーターカー・モデルで表現したものを測定車と呼ぶとき、前記測定車の振動系に与えられる路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第1の力積応答関数を記憶する手段と、
前記IRIの算出に用いられるクオーターカー・パラメータを有するクオーターカー・モデルを基準車と呼ぶとき、該基準車の振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第2の力積応答関数を記憶する手段と、
前記基準車の前記振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第3の力積応答関数を記憶する手段と、
を含み、
前記処理部は、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度と、前記走行速度検出手段が検出した前記走行速度とを取り込む処理を実行する所定の一定時間間隔と、前記走行速度検出手段により検出される走行速度とから、前記所定の一定時間間隔毎の走行距離を時々刻々求めるための手段と、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第1の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記走行距離間隔を、前記IRI算定の基準速度で走行する場合の各々の時間間隔に時々刻々変換する手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第2の力積応答関数に基づき、前記第1の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第3の力積応答関数に基づき、前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記第2および前記第3の力積応答関数により求まる前記第1の検出位置および前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位から、前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との相対変位の変化分の、所定の測定道路区間長毎の累積値を時々刻々求める手段と、
前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との前記相対変位の変化分の前記所定の測定区間長毎の累積値と、前記所定の測定道路区間長との比に基づいて、前記所定の測定区間長毎の前記IRIを求める手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above-described object, a road surface flatness measuring apparatus according to the first aspect of the present invention includes a first detection position located on the axle side of a test vehicle supported by a suspension or a spring, or a lower portion of the suspension, and A road surface flatness measuring device that calculates an IRI (International Roughness Index) based on acceleration or velocity data of the first detection position among the second detection positions located on the vehicle body side or the suspension upper side of the test vehicle. In
A first detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the first detection position;
Traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the test vehicle;
Means for taking in the acceleration or speed of the first detection position detected by the first detector and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means at predetermined time intervals;
Processing means for determining the IRI based on the captured acceleration or velocity of the first detection position;
Storage means for recording measurement data detected by the traveling speed detection means and the first detector, and storing various data read by the processing means;
With
The storage means
When the test car expressed by a quarter car model is called a measurement car, the acceleration or velocity of the first detection position of the vibration system generated by road surface displacement input given to the vibration system of the measurement car or the Means for storing a first impulse response function indicating a time domain relationship between a vibration response relating to a displacement corresponding to an acceleration or the velocity and the road surface displacement input;
When a quarter car model having a quarter car parameter used for calculating the IRI is referred to as a reference car, the road surface displacement input given to the vibration system of the reference car and the vibration system generated by the road surface displacement input Means for storing a second impulse response function indicating a relationship in a time domain with an acceleration or velocity of one detection position or a vibration response relating to a displacement corresponding to the acceleration or the velocity;
The road surface displacement input given to the vibration system of the reference vehicle, and the vibration response related to the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system caused by the road surface displacement input or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means for storing a third impulse response function indicative of a time domain relationship;
Including
The processor is
A predetermined fixed time interval for executing a process of taking in the acceleration or the speed detected by the first detector and the travel speed detected by the travel speed detection means, and the travel speed detection means detect Means for determining the travel distance every predetermined time interval from the travel speed;
The road surface for each mileage interval based on the first impulse response function stored in the storage means, the acceleration or the velocity detected by the first detector or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means to obtain momentary displacement input,
Means for momentarily converting the travel distance interval into each time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation;
Based on the second impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of one detection position;
Based on the third impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of the two detection positions;
From the first detection position and the acceleration, velocity or displacement of the second detection position determined by the second and third impulse response functions, the first detection position and the second detection position A means for obtaining a cumulative value for each predetermined measurement road section length from moment to moment for a change in relative displacement;
Based on a ratio between a cumulative value for each predetermined measurement section length of a change in the relative displacement between the first detection position and the second detection position and the predetermined measurement road section length, the predetermined Means for obtaining the IRI for each measurement section length of
It is characterized by comprising.
また、請求項2に記載した発明に係る路面平坦性測定装置は、サスペンションまたはバネが支持する試験車の車軸側、若しくは前記サスペンション下部に位置する第1の検出位置および前記試験車の車体側または前記サスペンション上側に位置する第2の検出位置のうち、前記第2の検出位置の加速度または速度のデータに基づいてIRI(国際ラフネス指数)を算出する路面平坦性測定装置において、
前記第2の検出位置における車軸方向に対して直交する上下方向の加速度または速度を検出するための第2の検出器と、
前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記第2の検出器が検出する前記第2の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、
前記取り込まれた前記第2の検出位置の加速度または速度に基づいて、前記IRIを求めるための処理手段と、
前記走行速度検出手段および前記第2の検出器が検出する測定データを記録すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データを記録する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記試験車をクオーターカー・モデルで表現したものを測定車と呼ぶとき、前記測定車の振動系に与えられる路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第4の力積応答関数を記憶する手段と、
前記IRIの算出に用いられるクオーターカー・パラメータを有するクオーターカー・モデルを基準車と呼ぶとき、該基準車の振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第2の力積応答関数を記憶する手段と、
前記基準車の前記振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第3の力積応答関数を記憶する手段と
を含み、
前記処理部は、
前記第2の検出器が検出した前記加速度または前記速度と、前記走行速度検出手段が検出した前記走行速度とを取り込む処理を実行する所定の一定時間間隔と、前記走行速度検出手段により検出される走行速度とから、前記所定の一定時間間隔毎の走行距離を時々刻々求めるための手段と、
前記第2の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第4の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記走行距離間隔を、IRI算定の基準速度で走行する場合の各々の時間間隔に時々刻々変換する手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第2の力積応答関数に基づき、前記第1の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第3の力積応答関数に基づき、前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記第2および前記第3の力積応答関数により求まる前記第1の検出位置および前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位から、前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との相対変位の変化分の、所定の測定道路区間長毎の累積値を時々刻々求める手段と、
前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との前記相対変位の変化分の前記所定の測定区間長毎の累積値と、前記所定の測定道路区間長との比に基づいて、前記所定の測定区間長毎の前記IRIを求める手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the road surface flatness measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the first detection position and the vehicle body side of the test vehicle, In the road surface flatness measuring apparatus that calculates IRI (International Roughness Index) based on acceleration or velocity data of the second detection position among the second detection positions located on the suspension upper side,
A second detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the second detection position;
Traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the test vehicle;
Means for taking in the acceleration or speed of the second detection position detected by the second detector and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means at predetermined time intervals;
Processing means for determining the IRI based on the captured acceleration or velocity of the second detection position;
Storage means for recording measurement data detected by the traveling speed detection means and the second detector, and for recording various data read by the processing means;
With
The storage means
When the test car expressed by a quarter car model is called a measurement car, the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system generated by road surface displacement input given to the vibration system of the measurement car or the Means for storing a fourth impulse response function indicating a time domain relationship between a vibration response relating to a displacement corresponding to acceleration or the speed and the road surface displacement input;
When a quarter car model having a quarter car parameter used for calculating the IRI is referred to as a reference car, the road surface displacement input given to the vibration system of the reference car and the vibration system generated by the road surface displacement input Means for storing a second impulse response function indicating a relationship in a time domain with an acceleration or velocity of one detection position or a vibration response relating to a displacement corresponding to the acceleration or the velocity;
The road surface displacement input given to the vibration system of the reference vehicle, and the vibration response related to the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system caused by the road surface displacement input or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means for storing a third impulse response function indicative of a time domain relationship;
The processor is
A predetermined fixed time interval for executing a process of taking in the acceleration or the speed detected by the second detector and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means, and the traveling speed detecting means detects Means for determining the travel distance every predetermined time interval from the travel speed;
The acceleration detected by the second detector or the velocity or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity based on the fourth impulse response function stored in the storage means for each travel distance interval Means to obtain momentary displacement input,
Means for momentarily converting the travel distance interval into each time interval when traveling at a reference speed of IRI calculation;
Based on the second impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of one detection position;
Based on the third impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of the two detection positions;
From the first detection position and the acceleration, velocity or displacement of the second detection position determined by the second and third impulse response functions, the first detection position and the second detection position A means for obtaining a cumulative value for each predetermined measurement road section length from moment to moment for a change in relative displacement;
Based on a ratio between a cumulative value for each predetermined measurement section length of a change in the relative displacement between the first detection position and the second detection position and the predetermined measurement road section length, the predetermined Means for obtaining the IRI for each measurement section length of
It is characterized by comprising.
また、請求項3に記載した発明に係る路面平坦性測定装置は、サスペンションまたはバネが支持する試験車の車軸側、若しくは前記サスペンション下部に位置する第1の検出位置および前記試験車の車体側または前記サスペンション上側に位置する第2の検出位置の、加速度または速度のデータに基づいてIRI(国際ラフネス指数)を算出する路面平坦性測定装置において、
前記第1の検出位置における前記車軸方向に対して直行する上下方向の加速度または速度を検出するための第1の検出器と、
前記第2の検出位置における前記車軸方向に直行する上下方向の加速度または速度を検出するための第2の検出器と、
前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記第1および前記第2の検出器が検出する前記第1および前記第2の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、
前記取り込まれた前記第1および前記第2の検出位置の加速度または速度に基づき、前記IRIを求めるための処理手段と、
前記走行速度検出手段および前記第1および前記第2の検出器が検出する測定データを記憶すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記試験車をクオーターカー・モデルで表現したものを測定車と呼ぶとき、前記測定車の振動系に与えられる路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第1の力積応答関数を記憶する手段と、
前記試験車の前記振動系に与えられる前記路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第4の力積応答関数を記憶する手段と、
前記IRIの算出に用いられるクオーターカー・パラメータを有するクオーターカー・モデルを基準車と呼ぶとき該基準車の振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第2の力積応答関数を記憶する手段と、
前記基準車の前記振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第3の力積応答関数を記憶する手段と、
を含み、
前記処理部は、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度と、前記走行速度検出手段が検出した前記走行速度とを取り込む処理を実行する所定の一定時間間隔と、前記走行速度検出手段により検出される走行速度とから、前記所定の一定時間間隔毎の走行距離を時々刻々求めるための手段と、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第1の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記第2の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第4の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記第1の検出器が検出する前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位から求まる前記走行距離間隔毎の路面変位入力と、
前記第2の検出器が検出する前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位から求まる前記走行距離間隔毎の路面変位入力との平均の路面変位入力を時々刻々求める手段と、
前記走行距離間隔を、前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に時々刻々変換する手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を平均して得た結果の路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第2の力積応答関数に基づき、前記第1の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を平均した結果の路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第3の力積応答関数に基づき、前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記第2および前記第3の力積応答関数により求まる前記第1の検出位置および前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位から、前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との相対変位の変化分の、所定の測定道路区間長毎の累積値を時々刻々求める手段と、
前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との前記相対変位の変化分の前記所定の測定区間長毎の累積値と、前記所定の測定道路区間長との比に基づいて、予め定められた測定区間長毎の前記IRIを求める手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the road surface flatness measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, the first detection position located at the axle side of the test vehicle supported by the suspension or the spring, or the lower portion of the suspension, and the vehicle body side of the test vehicle. In the road surface flatness measuring apparatus for calculating IRI (International Roughness Index) based on acceleration or speed data of the second detection position located above the suspension,
A first detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the first detection position;
A second detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the second detection position;
Traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the test vehicle;
Means for taking in accelerations or speeds of the first and second detection positions detected by the first and second detectors and a traveling speed detected by the traveling speed detecting means at predetermined constant time intervals. When,
Processing means for determining the IRI based on the captured accelerations or velocities of the first and second detection positions;
Storage means for storing measurement data detected by the traveling speed detection means and the first and second detectors, and storing various data read by the processing means;
With
The storage means
When the test car expressed by a quarter car model is called a measurement car, the acceleration or velocity of the first detection position of the vibration system generated by road surface displacement input given to the vibration system of the measurement car or the Means for storing a first impulse response function indicating a time domain relationship between a vibration response relating to a displacement corresponding to an acceleration or the velocity and the road surface displacement input;
Vibration response related to acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system generated by the road surface displacement input given to the vibration system of the test vehicle, or displacement corresponding to the acceleration or the velocity, and the road surface displacement input Means for storing a fourth impulse response function indicating the relationship in time domain with
When a quarter car model having a quarter car parameter used for calculating the IRI is called a reference car, the road surface displacement input given to the vibration system of the reference car, and the first of the vibration system generated by the road surface displacement input Means for storing a second impulse response function indicating a time domain relationship with an acceleration or velocity of the detected position or a vibration response relating to a displacement corresponding to the acceleration or the velocity;
The road surface displacement input given to the vibration system of the reference vehicle, and the vibration response related to the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system caused by the road surface displacement input or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means for storing a third impulse response function indicative of a time domain relationship;
Including
The processor is
A predetermined fixed time interval for executing a process of taking in the acceleration or the speed detected by the first detector and the travel speed detected by the travel speed detection means, and the travel speed detection means detect Means for determining the travel distance every predetermined time interval from the travel speed;
The road surface for each mileage interval based on the first impulse response function stored in the storage means, the acceleration or the velocity detected by the first detector or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means to obtain momentary displacement input,
The acceleration detected by the second detector or the velocity or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity based on the fourth impulse response function stored in the storage means for each travel distance interval Means to obtain momentary displacement input,
A road surface displacement input for each travel distance interval determined from the acceleration or the speed detected by the first detector or a displacement corresponding to the acceleration or the speed;
Means for constantly obtaining an average road surface displacement input with the road surface displacement input for each travel distance interval obtained from the acceleration or the speed detected by the second detector or the acceleration or a displacement corresponding to the speed;
Means for momentarily converting the travel distance interval into a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation;
The road surface displacement input obtained as an average of the road surface displacement input for each predetermined time interval converted into the time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is stored in the storage means. Means for obtaining the acceleration, velocity or displacement of the first detection position from time to time based on the impulse response function of 2;
The road surface displacement input as a result of averaging the road surface displacement input for each of the predetermined time intervals converted into the time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is the third force stored in the storage means. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of the second detection position based on a product response function;
From the first detection position and the acceleration, velocity or displacement of the second detection position determined by the second and third impulse response functions, the first detection position and the second detection position A means for obtaining a cumulative value for each predetermined measurement road section length from moment to moment for a change in relative displacement;
Based on the ratio between the accumulated value for each predetermined measurement section length of the change in the relative displacement between the first detection position and the second detection position and the predetermined measurement road section length. Means for determining the IRI for each measured measurement section length;
It is characterized by comprising.
また、請求項4に記載した発明に係る路面平坦性測定装置は、前記走行速度検出手段で検出される試験車の走行速度に基づいて車輪の単位時間当たりの回転数を求める手段と、
前記第1の検出器および/または前記第2の検出器により検出される加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に含まれる周波数成分から、前記車輪の回転周期の逆数で算出される周波数の、整数倍の周波数の近傍に存在する周波数成分のみを除去する手段と、
を、さらに備えたことを特徴とするものである。
さらにまた、請求項5に記載した発明に係る路面平坦性測定装置は、前記試験車のクオーターカーを模擬した振動系における前記第1の力積応答関数および/または前記第4の力積応答関数の振動パラメータを、前記走行速度検出手段で検出される前記試験車の走行速度に基づいて変更する手段を、さらに備えたことを特徴とするものである。
Further, the road surface flatness measuring device according to the invention described in
From the acceleration or velocity detected by the first detector and / or the second detector or the frequency component included in the displacement corresponding to the acceleration or the velocity, it is calculated by the reciprocal of the rotation cycle of the wheel. Means for removing only frequency components existing in the vicinity of a frequency that is an integral multiple of the frequency;
Is further provided.
Furthermore, the road surface flatness measuring apparatus according to the invention described in
本発明の請求項1に係る路面平坦性測定装置によれば、サスペンションまたはバネが支持する試験車の車軸側、若しくは前記サスペンション下部に位置する第1の検出位置および前記試験車の車体側または前記サスペンション上側に位置する第2の検出位置のうち、前記第1の検出位置の加速度または速度のデータに基づいてIRI(国際ラフネス指数)を算出する路面平坦性測定装置において、
前記第1の検出位置における前記車軸方向に対して直交する上下方向の加速度または速度を検出するための第1の検出器と、
前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記第1の検出器が検出する前記第1の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、
前記取り込まれた前記第1の検出位置の加速度または速度に基づいて前記IRIを求めるための処理手段と、
前記走行速度検出手段および前記第1の検出器が検出する測定データを記録すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データ等を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記試験車をクオーターカー・モデルで表現したものを測定車と呼ぶとき、前記測定車の振動系に与えられる路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第1の力積応答関数を記憶する手段と、
前記IRIの算出に用いられるクオーターカー・パラメータを有するクオーターカー・モデルを基準車と呼ぶとき、該基準車の振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第2の力積応答関数を記憶する手段と、
前記基準車の前記振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第3の力積応答関数を記憶する手段と、
を含み、
前記処理部は、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度と、前記走行速度検出手段が検出した前記走行速度とを取り込む処理を実行する所定の一定時間間隔と、前記走行速度検出手段により検出される走行速度とから、前記所定の一定時間間隔毎の走行距離を時々刻々求めるための手段と、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第1の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記走行距離間隔を、前記IRI算定の基準速度で走行する場合の各々の時間間隔に時々刻々変換する手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第2の力積応答関数に基づき、前記第1の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第3の力積応答関数に基づき、前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記第2および前記第3の力積応答関数により求まる前記第1の検出位置および前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位から、前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との相対変位の変化分の、所定の測定道路区間長毎の累積値を時々刻々求める手段と、
前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との前記相対変位の変化分の前記所定の測定区間長毎の累積値と、前記所定の測定道路区間長との比に基づいて、前記所定の測定区間長毎の前記IRIを求める手段と、
を備えたことにより、サスペンションまたはバネが支軸する試験車の車軸側若しくは前記サスペンション下部に設けた第1の検出器のみが検出する加速度データまたは速度の検出データをその都度処理するため、構成が簡略化されると共に、IRI算出において、予め定められた測定区間長内で試験車の走行速度が変化してもそれに対応することが可能となり、且つ時々刻々の速度変化毎に速度補正を行うことも可能となるので、より精度の高い平坦性の測定を可能にすることができる。
According to the road surface flatness measuring apparatus according to
A first detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the first detection position;
Traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the test vehicle;
Means for taking in the acceleration or speed of the first detection position detected by the first detector and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means at predetermined time intervals;
Processing means for determining the IRI based on the captured acceleration or velocity of the first detection position;
Storage means for recording measurement data detected by the traveling speed detection means and the first detector, and storing various data read by the processing means;
With
The storage means
When the test car expressed by a quarter car model is called a measurement car, the acceleration or velocity of the first detection position of the vibration system generated by road surface displacement input given to the vibration system of the measurement car or the Means for storing a first impulse response function indicating a time domain relationship between a vibration response relating to a displacement corresponding to an acceleration or the velocity and the road surface displacement input;
When a quarter car model having a quarter car parameter used for calculating the IRI is referred to as a reference car, the road surface displacement input given to the vibration system of the reference car and the vibration system generated by the road surface displacement input Means for storing a second impulse response function indicating a relationship in a time domain with an acceleration or velocity of one detection position or a vibration response relating to a displacement corresponding to the acceleration or the velocity;
The road surface displacement input given to the vibration system of the reference vehicle, and the vibration response related to the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system caused by the road surface displacement input or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means for storing a third impulse response function indicative of a time domain relationship;
Including
The processor is
A predetermined fixed time interval for executing a process of taking in the acceleration or the speed detected by the first detector and the travel speed detected by the travel speed detection means, and the travel speed detection means detect Means for determining the travel distance every predetermined time interval from the travel speed;
The road surface for each mileage interval based on the first impulse response function stored in the storage means, the acceleration or the velocity detected by the first detector or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means to obtain momentary displacement input,
Means for momentarily converting the travel distance interval into each time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation;
Based on the second impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of one detection position;
Based on the third impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of the two detection positions;
From the first detection position and the acceleration, velocity or displacement of the second detection position determined by the second and third impulse response functions, the first detection position and the second detection position A means for obtaining a cumulative value for each predetermined measurement road section length from moment to moment for a change in relative displacement;
Based on a ratio between a cumulative value for each predetermined measurement section length of a change in the relative displacement between the first detection position and the second detection position and the predetermined measurement road section length, the predetermined Means for obtaining the IRI for each measurement section length of
In order to process the acceleration data or the speed detection data detected only by the first detector provided on the axle side of the test vehicle supported by the suspension or the spring or the lower part of the suspension each time, the configuration becomes In addition to simplification, in IRI calculation, even if the running speed of the test vehicle changes within a predetermined measurement section length, it is possible to cope with it, and speed correction is performed every time the speed changes Therefore, it is possible to measure the flatness with higher accuracy.
本発明の請求項2に係る路面平坦性測定装置によれば、サスペンションまたはバネが支持する試験車の車軸側、若しくは前記サスペンション下部に位置する第1の検出位置および前記試験車の車体側または前記サスペンション上側に位置する第2の検出位置のうち、前記第2の検出位置の加速度または速度のデータに基づいてIRI(国際ラフネス指数)を算出する路面平坦性測定装置において、
前記第2の検出位置における車軸方向に対して直交する上下方向の加速度または速度を検出するための第2の検出器と、
前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記第2の検出器が検出する前記第2の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、
前記取り込まれた前記第2の検出位置の加速度または速度に基づいて、前記IRIを求めるための処理手段と、
前記走行速度検出手段および前記第2の検出器が検出する測定データを記録すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データを記録する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記試験車をクオーターカー・モデルで表現したものを測定車と呼ぶとき、前記測定車の振動系に与えられる路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第4の力積応答関数を記憶する手段と、
前記IRIの算出に用いられるクオーターカー・パラメータを有するクオーターカー・モデルを基準車と呼ぶとき、該基準車の振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第2の力積応答関数を記憶する手段と、
前記基準車の前記振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第3の力積応答関数を記憶する手段と
を含み、
前記処理部は、
前記第2の検出器が検出した前記加速度または前記速度と、前記走行速度検出手段が検出した前記走行速度とを取り込む処理を実行する所定の一定時間間隔と、前記走行速度検出手段により検出される走行速度とから、前記所定の一定時間間隔毎の走行距離を時々刻々求めるための手段と、
前記第2の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第4の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記走行距離間隔を、IRI算定の基準速度で走行する場合の各々の時間間隔に時々刻々変換する手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第2の力積応答関数に基づき、前記第1の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第3の力積応答関数に基づき、前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記第2および前記第3の力積応答関数により求まる前記第1の検出位置および前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位から、前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との相対変位の変化分の、所定の測定道路区間長毎の累積値を時々刻々求める手段と、
前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との前記相対変位の変化分の前記所定の測定区間長毎の累積値と、前記所定の測定道路区間長との比に基づいて、前記所定の測定区間長毎の前記IRIを求める手段と、
を備えたことにより、サスペンションまたはバネが支軸する試験車の車体側若しくは前記サスペンション上側に設けた第2の検出器のみが検出する加速度データまたは速度の検出データをその都度処理するため、構成が簡略化され、IRI算出において、予め定められた測定区間長内で試験車の走行速度が変化してもそれに対応することが可能となり、且つ時々刻々の速度変化毎に速度補正を行うことも可能となるので、より精度の高い平坦性の測定を可能にすることができる。
According to the road surface flatness measuring apparatus according to
A second detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the second detection position;
Traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the test vehicle;
Means for taking in the acceleration or speed of the second detection position detected by the second detector and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means at predetermined time intervals;
Processing means for determining the IRI based on the captured acceleration or velocity of the second detection position;
Storage means for recording measurement data detected by the traveling speed detection means and the second detector, and for recording various data read by the processing means;
With
The storage means
When the test car expressed by a quarter car model is called a measurement car, the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system generated by road surface displacement input given to the vibration system of the measurement car or the Means for storing a fourth impulse response function indicating a time domain relationship between a vibration response relating to a displacement corresponding to acceleration or the speed and the road surface displacement input;
When a quarter car model having a quarter car parameter used for calculating the IRI is referred to as a reference car, the road surface displacement input given to the vibration system of the reference car and the vibration system generated by the road surface displacement input Means for storing a second impulse response function indicating a relationship in a time domain with an acceleration or velocity of one detection position or a vibration response relating to a displacement corresponding to the acceleration or the velocity;
The road surface displacement input given to the vibration system of the reference vehicle, and the vibration response related to the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system caused by the road surface displacement input or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means for storing a third impulse response function indicative of a time domain relationship;
The processor is
A predetermined fixed time interval for executing a process of taking in the acceleration or the speed detected by the second detector and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means, and the traveling speed detecting means detects Means for determining the travel distance every predetermined time interval from the travel speed;
The acceleration detected by the second detector or the velocity or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity based on the fourth impulse response function stored in the storage means for each travel distance interval Means to obtain momentary displacement input,
Means for momentarily converting the travel distance interval into each time interval when traveling at a reference speed of IRI calculation;
Based on the second impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of one detection position;
Based on the third impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of the two detection positions;
From the first detection position and the acceleration, velocity or displacement of the second detection position determined by the second and third impulse response functions, the first detection position and the second detection position A means for obtaining a cumulative value for each predetermined measurement road section length from moment to moment for a change in relative displacement;
Based on a ratio between a cumulative value for each predetermined measurement section length of a change in the relative displacement between the first detection position and the second detection position and the predetermined measurement road section length, the predetermined Means for obtaining the IRI for each measurement section length of
In order to process the acceleration data or the speed detection data detected only by the second detector provided only on the vehicle body side of the test vehicle supported by the suspension or the spring or the upper side of the suspension, the configuration is Simplified, IRI calculation can respond to changes in the test vehicle's running speed within a predetermined measurement section length, and speed correction can be performed every time the speed changes Therefore, it is possible to measure the flatness with higher accuracy.
本発明の請求項3に係る路面平坦性測定装置によれば、サスペンションまたはバネが支持する試験車の車軸側、若しくは前記サスペンション下部に位置する第1の検出位置および前記試験車の車体側または前記サスペンション上側に位置する第2の検出位置の、加速度または速度のデータに基づいてIRI(国際ラフネス指数)を算出する路面平坦性測定装置において、
前記第1の検出位置における前記車軸方向に対して直行する上下方向の加速度または速度を検出するための第1の検出器と、
前記第2の検出位置における前記車軸方向に直行する上下方向の加速度または速度を検出するための第2の検出器と、
前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記第1および前記第2の検出器が検出する前記第1および前記第2の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、
前記取り込まれた前記第1および前記第2の検出位置の加速度または速度に基づき、前記IRIを求めるための処理手段と、
前記走行速度検出手段および前記第1および前記第2の検出器が検出する測定データを記憶すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記試験車をクオーターカー・モデルで表現したものを測定車と呼ぶとき、前記測定車の振動系に与えられる路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第1の力積応答関数を記憶する手段と、
前記試験車の前記振動系に与えられる前記路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第4の力積応答関数を記憶する手段と、
前記IRIの算出に用いられるクオーターカー・パラメータを有するクオーターカー・モデルを基準車と呼ぶとき該基準車の振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第2の力積応答関数を記憶する手段と、
前記基準車の前記振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第3の力積応答関数を記憶する手段と、
を含み、
前記処理部は、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度と、前記走行速度検出手段が検出した前記走行速度とを取り込む処理を実行する所定の一定時間間隔と、前記走行速度検出手段により検出される走行速度とから、前記所定の一定時間間隔毎の走行距離を時々刻々求めるための手段と、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第1の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記第2の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第4の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記第1の検出器が検出する前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位から求まる前記走行距離間隔毎の路面変位入力と、
前記第2の検出器が検出する前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位から求まる前記走行距離間隔毎の路面変位入力との平均の路面変位入力を時々刻々求める手段と、
前記走行距離間隔を、前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に時々刻々変換する手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を平均して得た結果の路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第2の力積応答関数に基づき、前記第1の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を平均した結果の路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第3の力積応答関数に基づき、前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記第2および前記第3の力積応答関数により求まる前記第1の検出位置および前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位から、前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との相対変位の変化分の、所定の測定道路区間長毎の累積値を時々刻々求める手段と、
前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との前記相対変位の変化分の前記所定の測定区間長毎の累積値と、前記所定の測定道路区間長との比に基づいて、予め定められた測定区間長毎の前記IRIを求める手段と、
を備えたことにより、サスペンションまたはバネが支軸する試験車の車軸側若しくは前記サスペンション下部および試験車の車体側またはサスペンション上側にそれぞれ設けた第1の検出器および第2の検出器が検出するため、検出精度が一層向上すると共に、加速度データまたは速度の検出データをその都度処理するため、IRI算出において、予め定められた測定区間長内で試験車の走行速度が変化してもそれに対応することが可能となり、且つ時々刻々の速度変化毎に速度補正を行うことも可能となるので、より精度の高い平坦性の測定を可能にすることができる。
According to the road surface flatness measuring apparatus according to
A first detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the first detection position;
A second detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the second detection position;
Traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the test vehicle;
Means for taking in accelerations or speeds of the first and second detection positions detected by the first and second detectors and a traveling speed detected by the traveling speed detecting means at predetermined constant time intervals. When,
Processing means for determining the IRI based on the captured accelerations or velocities of the first and second detection positions;
Storage means for storing measurement data detected by the traveling speed detection means and the first and second detectors, and storing various data read by the processing means;
With
The storage means
When the test car expressed by a quarter car model is called a measurement car, the acceleration or velocity of the first detection position of the vibration system generated by road surface displacement input given to the vibration system of the measurement car or the Means for storing a first impulse response function indicating a time domain relationship between a vibration response relating to a displacement corresponding to an acceleration or the velocity and the road surface displacement input;
Vibration response related to acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system generated by the road surface displacement input given to the vibration system of the test vehicle, or displacement corresponding to the acceleration or the velocity, and the road surface displacement input Means for storing a fourth impulse response function indicating the relationship in time domain with
When a quarter car model having a quarter car parameter used for calculating the IRI is called a reference car, the road surface displacement input given to the vibration system of the reference car, and the first of the vibration system generated by the road surface displacement input Means for storing a second impulse response function indicating a time domain relationship with an acceleration or velocity of the detected position or a vibration response relating to a displacement corresponding to the acceleration or the velocity;
The road surface displacement input given to the vibration system of the reference vehicle, and the vibration response related to the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system caused by the road surface displacement input or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means for storing a third impulse response function indicative of a time domain relationship;
Including
The processor is
A predetermined fixed time interval for executing a process of taking in the acceleration or the speed detected by the first detector and the travel speed detected by the travel speed detection means, and the travel speed detection means detect Means for determining the travel distance every predetermined time interval from the travel speed;
The road surface for each mileage interval based on the first impulse response function stored in the storage means, the acceleration or the velocity detected by the first detector or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means to obtain momentary displacement input,
The acceleration detected by the second detector or the velocity or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity based on the fourth impulse response function stored in the storage means for each travel distance interval Means to obtain momentary displacement input,
A road surface displacement input for each travel distance interval determined from the acceleration or the speed detected by the first detector or a displacement corresponding to the acceleration or the speed;
Means for constantly obtaining an average road surface displacement input with the road surface displacement input for each travel distance interval obtained from the acceleration or the speed detected by the second detector or the acceleration or a displacement corresponding to the speed;
Means for momentarily converting the travel distance interval into a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation;
The road surface displacement input obtained as an average of the road surface displacement input for each predetermined time interval converted into the time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is stored in the storage means. Means for obtaining the acceleration, velocity or displacement of the first detection position from time to time based on the impulse response function of 2;
The road surface displacement input as a result of averaging the road surface displacement input for each of the predetermined time intervals converted into the time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is the third force stored in the storage means. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of the second detection position based on a product response function;
From the first detection position and the acceleration, velocity or displacement of the second detection position determined by the second and third impulse response functions, the first detection position and the second detection position A means for obtaining a cumulative value for each predetermined measurement road section length from moment to moment for a change in relative displacement;
Based on the ratio between the accumulated value for each predetermined measurement section length of the change in the relative displacement between the first detection position and the second detection position and the predetermined measurement road section length. Means for determining the IRI for each measured measurement section length;
So that the first detector and the second detector provided on the axle side of the test vehicle supported by the suspension or the spring or the lower part of the suspension and the vehicle body side of the test car or the upper side of the suspension respectively perform detection. In addition, the detection accuracy is further improved, and acceleration data or speed detection data is processed each time. Therefore, in the IRI calculation, even if the traveling speed of the test vehicle changes within a predetermined measurement section length, it can cope with it. In addition, since it becomes possible to perform speed correction for every speed change, it is possible to measure the flatness with higher accuracy.
また、請求項4に記載の路面平坦性測定装置によれば、加速度データに含まれる試験車の車輪回転数の周波数成分を除去する手段も時間軸上での処理手段に含めたので、車輪回転数の周波数成分を、時々刻々の車速変化に対応して除去することが可能となり、試験車の車輪回転数の周波数成分の影響をより詳細に除去して、より精度の高い測定が可能となる効果がある。
さらに、請求項5に記載の発明にかかる路面平坦性測定装置によれば、試験車が、サスペンションの減衰定数が周波数に依存して変化するような非線形特性を有する場合(即ち、路面形状が同じであっても車速により試験車の応答加速度が変わる可能性が有る場合)にも、時々刻々取得される加速度データを時間軸上でその都度処理するので、当該試験車の振動パラメータについても時々刻々の走行速度に応じてその値を変えることが可能となり、これにより、より精度の高い測定が可能となる効果がある。
Further, according to the road surface flatness measuring apparatus of the fourth aspect, the means for removing the frequency component of the wheel rotational speed of the test vehicle included in the acceleration data is also included in the processing means on the time axis. It is possible to remove several frequency components in response to changes in the vehicle speed from moment to moment, and to remove the influence of the frequency components of the wheel speed of the test vehicle in more detail, enabling more accurate measurement. effective.
Furthermore, according to the road surface flatness measuring apparatus according to the fifth aspect of the present invention, when the test vehicle has a nonlinear characteristic such that the damping constant of the suspension changes depending on the frequency (that is, the road surface shape is the same). However, since the acceleration data that is acquired from moment to moment is processed on the time axis every time, the vibration parameters of the test vehicle are also moment by moment. The value can be changed in accordance with the traveling speed of the vehicle, and there is an effect that more accurate measurement is possible.
以下、本発明の路面平坦性測定装置の最良の実施の形態について、〔第1の実施の形態〕〜〔第5の実施の形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode of a road surface flatness measuring apparatus according to the present invention will be described in detail in the order of [first embodiment] to [fifth embodiment] with reference to the drawings.
〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の要部の構成を示すブロック図である。
同図において、本実施の形態の路面平坦性測定装置は、試験車の車軸側(または「サスペンション下側」若しくは「バネ下」)の第1の位置に設けられる第1の検出器としての加速度計1と、サスペンションが支持する車体側(または「サスペンション上側」若しくは「バネ上」)である第2の位置に位置する第2の検出器としての加速度計2と、試験車の走行速度を測定するための走行速度検出手段としてのGPSレシーバ3と、測定データを収集して一時記録する集録装置4と、測定データからIRI(国際ラフネス指数)を算出するパーソナルコンピュータ(以下、「PC」と略称する)5と、を具備する。
集録装置4は、加速度計1から出力されるひずみデータを増幅してディジタル情報に変換するひずみ増幅器・A/D変換器41と、加速度計2から出力されるひずみデータを増幅してディジタル情報に変換するひずみ増幅器・A/D変換器42と、GPSレシーバ3からのデータ(試験車が存在する月・日・時刻、緯度、経度、速度(km/hr)、進行方向の各データ)をPC5に出力可能なUSB規格のデータに変換するRS232−USB変換器と、収集した測定データをUSB規格のデータとして一時記録すると共に、PC5に供給するUSBハブ44と、を備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a road surface flatness measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
In the figure, the road surface flatness measuring apparatus according to the present embodiment is an acceleration as a first detector provided at a first position on the axle side (or “under suspension” or “under spring”) of the test vehicle. Measure the running speed of the test vehicle, the
The
図2は、試験車の振動系を模擬的に示した説明図である。また、図3は、基準車の振動系を模擬的に示した説明図である。
以下、図2,3を参照して、図2に示す本実施の形態の路面平坦性測定装置の動作について説明する。
第1の検出器としての加速度計1は、試験車の車軸側(またはサスペンション下側)に位置し、路面の凹凸により生ずる車体の振動を支えるバネの下(またはサスペンション下)に生ずる加速度または速度(より詳しくは、サスペンションの軸方向に対して上下方向の加速度または速度)を検出して、集録装置4に送出する。
加速度計2は、試験車のサスペンションが支持する車体側(またはサスペンション上側)に位置し、路面の凹凸により生ずる車体を支えるバネの上(またはサスペンション上)に生ずる加速度または速度(より詳しくは、サスペンションの軸方向に対して上下方向の加速度または速度)を検出して、集録装置4に送出する。
GPSレシーバ3は、試験車が存在する月・日・時刻、緯度、経度、速度(km/hr)、進行方向の各データを検知して集録装置4に送出する。
集録装置4は、各測定データをUSB規格のデータとして一時記録し、必要に応じてPC5に出力する。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the vibration system of the test vehicle. FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the vibration system of the reference vehicle.
Hereinafter, the operation of the road surface flatness measuring apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.
The
The
The
The
PC5は、前記の各測定データから、IRIを算出する。
より具体的には、模擬的な試験車の振動系(図2参照)が走行した時の加速度計2および/または加速度計1のひずみ量データa1および/またはa2(図2参照)から、路面変位データDrを算出し、この路面変位データDrを、模擬的な基準車の振動系(図3参照)に投入することで、速度応答v1,v2を算出し、この速度応答v1,v2と、GPSレシーバ3(図1参照)の測定データから算出した試験車の走行距離とを基に、IRIを算出する。
図4は、IRIを算出するクオーターカー・モデルの振動系の模式図を示す説明図である。
以下、図4を参照して、IRIを算出方法について説明する。
図4に示すクオーターカー・モデルの振動系の運動方程式は、力の釣合いより式(1)および式(2)で表わされる。
The
More specifically, from the strain amount data a1 and / or a2 (see FIG. 2) of the
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic diagram of a vibration system of a quarter car model for calculating IRI.
Hereinafter, a method for calculating the IRI will be described with reference to FIG.
The equation of motion of the vibration system of the quarter car model shown in FIG. 4 is expressed by equations (1) and (2) from the balance of forces.
s2X1+2ζω1(X1−X2)+ω1 2(X1−X2)=0 (32)
また、式(4)は、式(33)となる。但し、式(33)において、s:ラプラス演算子、x1:x1のラプラス変換、x2:x2のラプラス変換、x0:x0のラプラス変換とする。
s 2 X 1 + 2ζω 1 (X 1 −X 2 ) + ω 1 2 (X 1 −X 2 ) = 0 (32)
Moreover, Formula (4) becomes Formula (33). In Equation (33), s: Laplace operator, x 1 : Laplace transform of x1 , x 2 : Laplace transform of x2 , and x 0 : Laplace transform of x0 .
上式より、式(13)〜式(16)が得られる。このうち、式(15)および式(16)は、式(4)および式(3)より得られる。
From the above equation, equations (13) to (16) are obtained. Among these, Formula (15) and Formula (16) are obtained from Formula (4) and Formula (3).
ここでは、双線形z変換を使うと、ラプラス演算子sを下式でz変換演算子に変え、(34)式を得る。但し、(34)式において、Tは離散時間系の時間間隔である。
Here, when the bilinear z-transform is used, the Laplace operator s is changed to the z-transform operator by the following formula to obtain the formula (34). However, in the equation (34), T is a time interval of a discrete time system.
式(15)および式(16)を、路面入力に対するバネ上・バネ下の変位応答についての力積応答関数の形とすると、これらの式は式(17)および式(18)で表される。これらの式は、路面入力→基準車応答を示すものである。
Assuming that the equations (15) and (16) are in the form of impulse response functions for the sprung and unsprung displacement responses to the road surface input, these equations are expressed by the equations (17) and (18). . These equations show road surface input → reference vehicle response.
図5は、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の全体的な処理の流れを示すフローチャート図である。
以下、図1〜4を参照し、図5に示すフローチャート図を使用して、第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の全体的な処理の流れを説明する。
FIG. 5 is a flowchart showing an overall processing flow of the road surface flatness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
Hereinafter, an overall processing flow of the road surface flatness measuring apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and a flowchart shown in FIG.
(ステップS1)
まず、ステップS1では、PC5が、下記の表1のデータ(設定値データ)をファイル(図示は省略)から読み込む。
(Step S1)
First, in step S1, the
(ステップS2)
ステップS1で、PC5は、読み込んだ表1のデータを設定値として前処理し、参照可能にし、ステップS6以下の処理に移る。
なお、PC5は、前記のステップS1およびS2の処理と並行して、ステップS3以下の処理を実行する。以下、ステップS3以下の処理を説明する。
(ステップS3)
ステップS3で、PC5は、データ書込みファイル設定として、加速度データおよびIRIの算出結果を保存するためのファイルパスを設定し、さらに、IRI算出結果を保存するためのファイルをオープンして、加速度データおよびIRI算出結果の保存に使用できる状態にする。
(ステップS4)
ステップS4で、PC5は、集録装置4(DBU)をオープンし、集録装置4との通信ルートを開設する。
(Step S2)
In step S1, the
Note that the
(Step S3)
In step S3, the
(Step S4)
In step S4, the
(ステップS5)
ステップS5で、PC5は、集録装置4との通信経路の開設に失敗した場合は表示装置(図示は省略)にエラー情報を表示し、集録装置4との通信経路の開設に成功した場合はステップS6に進む。
(ステップS6)
ステップS6で、PC5は、集録装置4の前処理を行って、集録装置4が起動できるようにする。
(ステップS7)
ステップS7で、PC5は、集録装置4の前処理に失敗した場合は前記表示装置にエラー情報を表示し、集録装置4の前処理に成功した場合はステップS8に進む。
(ステップS8)
ステップS8で、PC5は、集録装置4を起動させ、測定結果の集録動作を開始させ、その後、ステップS14として示されるサブルーチンSUB1を起動すると共に、ステップS15をエントリとして、このサブルーチンSUB1を測定停止ボタン(図示は省略)が押されるまで繰り返し実行させる。
なお、前記集録装置4を起動させるに際し、PC5は、2台のDBUの機器番号の読み込み、マスター・スレーブの設定、測定条件の設定、サンプリング時間間隔の設定およびバランスの設定を行うものとする。
以下、サブルーチンSUB1でのステップS15以下の動作を説明する。
(Step S5)
In step S5, the
(Step S6)
In step S6, the
(Step S7)
In step S7, the
(Step S8)
In step S8, the
When the
Hereinafter, the operation after step S15 in the subroutine SUB1 will be described.
(ステップS15)
ステップS15で、PC5は、バッファ内に蓄積された加速度データを取り込み、その後、ステップS17として示されるサブルーチンSUB2の処理を実行する。なお、この処理は、バッファ内に蓄積された加速度データの1チャネル当たりのデータ数だけ繰り返し実行するものとする。なお、上記加速度データには、バネ上加速度データとバネ下加速度データとが存在する。
以下、サブルーチンSUB2での処理の一部を説明するが、ステップS20の処理については後述する。
(ステップS22)
操作ボタン(図示は省略)の選択操作により、ステップS22において、PC5は、バネ上(および/または)バネ下の各加速度データをモニタ(表示装置)に出力する。
或いは、この処理ステップでは、バネ上、バネ下の各加速度データが揃った時点で自動的に割り込み処理されるように構成することもできる。
(ステップS23)
また、上記操作ボタンの選択操作により、ステップS23において、PC5は、車速データをモニタ(表示装置)に出力して、前記ループ処理を継続する。
(Step S15)
In step S15, the
Hereinafter, a part of the processing in the subroutine SUB2 will be described, but the processing in step S20 will be described later.
(Step S22)
By selecting the operation button (not shown), in step S22, the
Alternatively, in this processing step, an interrupt process may be automatically performed when the acceleration data of the sprung and unsprung parts are gathered.
(Step S23)
Further, by the selection operation of the operation button, in step S23, the
或いは、この処理ステップでは、車速データが揃った時点で自動的に割り込み処理されるように構成することもできる。
一方、PC5は、メインルーチンのステップS3から開始される前記各処理ステップの実行に並行して、メインルーチンのステップS9以下の処理を実行する。以下、ステップS9以下の処理を説明する。
(ステップS9)
ステップS9で、PC5は、RS232C−USB変換器43に対して通信設定(より具体的には、GPS用RS232の通信パラメータの設定)を行う。
(ステップS10)
ステップS10で、PC5は、GPSレシーバ3をオープンし、GPSが利用可能となる状態にする。
(ステップS11)
ステップS11で、PC5は、GPSレシーバ3のオープン処理に失敗した場合は、前記表示装置にエラー情報を表示し、GPSレシーバ3のオープン処理に成功した場合は、ステップS12に進む。
Alternatively, in this processing step, an interrupt process may be automatically performed when the vehicle speed data is ready.
On the other hand, in parallel with the execution of each processing step started from step S3 of the main routine, the
(Step S9)
In step S <b> 9, the
(Step S10)
In step S10, the
(Step S11)
In step S11, if the opening process of the
(ステップS12)
ステップS12で、PC5は、GPSレシーバ3が採取したGPSデータを読み込む。
(ステップS13)
ステップS13で、PC5は、共通変数(プログラム上のグローバル変数)として出力する。より具体的には、PC5は、GPSレシーバ3が採取したRMCセンテンスを読み込み、月・日・時刻、緯度、経度、速度(km/hr)、進行方向の各データを、サブルーチンSUB2(ステップS14以下のサブルーチン)内で取り出せるようにする。このため、上記の各データは、共通変数に変換して出力する。タスク管理プログラム(OS)の仕様次第で、その後、この出力が完了したことと、実行時のエントリ(ここではステップS16)とを、サブルーチンSUB1のタスク管理プログラム(OS)に通知することも可能である。
以下、サブルーチンSUB1のステップS16の処理を説明する。
(ステップS16)
ステップS16で、PC5は、ステップS13で共通変数として出力された現在のGPSデータを取り込む。より具体的には、月・日・時刻、緯度、経度、速度(km/hr)、進行方向の各データを取り込み、緯度、経度データについてはステップS21以下の処理(別タスク)で参照できるようにしてから、サブルーチンSUB2のタスク管理プログラム(OS)に通知する。
(Step S12)
In step S12, the
(Step S13)
In step S13, the
Hereinafter, the process of step S16 of the subroutine SUB1 will be described.
(Step S16)
In step S16, the
以下、サブルーチンSUB1における処理の他の一部を説明する。
(ステップS18)
ステップS18で、PC5は、GPSデータより車速を算出すると共に、該算出した車速が5km/hより大であるか否かを判定し、車速が5km/hより大の場合は測定値の車速データ、また、車速が5km/hより大でない場合は一つ前の測定値の車速データが後段の処理ステップで参照可能であるようにする。
以下、サブルーチンSUB2におけるステップS19の処理(割り込みタスクの処理)を説明する。
(ステップS19)
ステップS19以下の割り込みタスクの処理は、月・日・時刻、緯度、経度、速度(km/hr)、進行方向の各データが揃った時点で開始され、PC5は、これらのデータを各ファイルに書き込む。
Hereinafter, another part of the processing in the subroutine SUB1 will be described.
(Step S18)
In step S18, the
Hereinafter, the process of step S19 (interrupt task process) in the subroutine SUB2 will be described.
(Step S19)
Processing of the interrupt task after step S19 is started when the data of the month / day / time, latitude, longitude, speed (km / hr), and traveling direction are collected, and the
(ステップS20)
ステップS20以下の割り込みタスクの処理は、バネ上、バネ下、車速の各データが揃った時点で開始され、PC5は、前記繰り返しのタイミング毎に、IRIを逐次算出する処理を行う。この処理は、IRI計算ボタン(図示は省略)により、開始および終了が制御される。また、操作ボタン(図示は省略)の操作により、ステップS21および/またはステップS24および/またはステップS25の処理が選択されて実行される。
まず、ステップS21の処理が選択された場合を説明する。
(Step S20)
Processing of the interrupt task after step S20 is started when the data of sprung, unsprung, and vehicle speed are collected, and the
First, the case where the process of step S21 is selected will be described.
(ステップS21)
ステップS21では、PC5は、IRIの算出結果、車速、緯度、経度の各データを、各ファイルに追加書き込みしていく。
次に、ステップS24の処理が選択された場合を説明する。
(ステップS24)
ステップS24では、PC5は、部分的なIRIの計算(例えば、5〔m〕毎のIRI計算)を行い、モニタ出力する。
最後に、ステップS25の処理が選択された場合を説明する。
(ステップS25)
ステップS25では、PC5は、トータルIRIの計算(例えば、100〔m〕毎のIRI計算)を行い、モニタ出力する。
なお、上記PC5の処理の一部を集録装置4に代行させることができる。
図6は、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの構成を示す構成図である。
(Step S21)
In step S21, the
Next, the case where the process of step S24 is selected will be described.
(Step S24)
In step S24, the
Finally, the case where the process of step S25 is selected will be described.
(Step S25)
In step S25, the
A part of the processing of the
FIG. 6 is a configuration diagram showing a functional block configuration in the
以下、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの動作を説明する。
機能ブロック111では、試験車の車軸側(またはサスペンション下側)に位置する第1の検出器としての加速度計1(第1の検出位置に取付けた第1の加速度または速度検出器)の検出データに基づき、試験車の車軸側(またはサスペンション下側)に位置し、路面の凹凸により生ずる車体の振動を支えるバネの下(またはサスペンションの下)に生ずる加速度または速度(より詳しくは、サスペンションの軸方向に対して上下方向の加速度または速度)を検出する。
機能ブロック311(走行速度検出器)は、GPSレシーバ3の検出データに基づき、試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段である。より具体的には、例えば、GPSデータから試験車の移動速度を検出するか、若しくは試験車の車速パルスを取り込んで試験車の移動速度に変換する。
機能ブロック411では、前述の第1の検出器が検出する加速度または速度と、走行速度検出器が検出する走行速度とを、予め定められた一定時間間隔毎に取り込む。この時、2つのチャンネルのデータ(アナログデータ)を、同期を取って採取すると共に当該データの各々をディジタル値に変換してから処理部51に引き渡せるようにしている。
機能ブロック51(処理部)は、機能ブロック511〜517を含み、最終的にはIRI(以下、「IRI」と略称する)を算出する。
Hereinafter, the operation of the functional blocks in the
In the function block 111, detection data of the accelerometer 1 (first acceleration or speed detector attached to the first detection position) as a first detector located on the axle side (or suspension lower side) of the test vehicle. The acceleration or speed generated under the spring (or under the suspension) that is located on the axle side (or under the suspension) of the test vehicle and supports the vibration of the vehicle body caused by road surface unevenness (more specifically, the suspension axis) Acceleration or velocity in the vertical direction relative to the direction).
The functional block 311 (travel speed detector) is a travel speed detection means for detecting the travel speed of the test vehicle based on the detection data of the
In the
The functional block 51 (processing unit) includes
また、機能ブロック412(記憶部)は、機能ブロック4121〜4123を含み、処理部51の処理に必要な第1〜3の力積応答関数を記憶すると共に、処理部51からの要求に応じてこれらの関数を処理部51に供給する。
機能ブロック4121(第1の力積応答関数記憶部)は、第1の力積応答関数を記憶し、処理部51の機能ブロック512からの要求に応じて当該関数を供給する第1の力積応答関数記憶部であり、この第1の力積応答関数は、前述の第1の検出器の加速度または速度に対応する変位から路面変位入力を算出するための関数(1式)である。
機能ブロック4122(第2の力積応答関数記憶部)は、第2の力積応答関数を記憶し、処理部51の機能ブロック514からの要求に応じて当該関数を供給する機能ブロックであり、この第2の力積応答関数は、路面変位入力〜第1の検出位置の加速度または速度、若しくはこれら加速度また速度に対応する変位を算出するための関数(2式)である。
機能ブロック4123(第3の力積応答関数記憶部)は、第3の力積応答関数を記憶し、処理部51の機能ブロック515からの要求に応じて当該関数を供給する機能ブロックであり、この第3の力積応答関数は、路面変位入力〜第2の検出位置の加速度または速度、若しくはこれら加速度また速度に対応する変位を算出するための関数(3式)である。
The functional block 412 (storage unit) includes
The function block 4121 (first impulse response function storage unit) stores the first impulse response function and supplies the function in response to a request from the
The functional block 4122 (second impulse response function storage unit) is a functional block that stores the second impulse response function and supplies the function in response to a request from the
The functional block 4123 (third impulse response function storage unit) is a functional block that stores the third impulse response function and supplies the function in response to a request from the
以下、処理部51の動作を説明する。
機能ブロック511(各時間間隔毎の走行距離を求めるための手段)は、各一定時間間隔毎の走行距離を求めるための手段であり、機能ブロック311(走行速度検出器)から機能ブロック411に取り込まれた速度と、同じく機能ブロック411に取り込まれた一定時間間隔とを掛け合わせることにより、当該一定時間間隔において進んだ走行距離を求める。
機能ブロック512は、機能ブロック311(走行速度検出器)から機能ブロック411に取り込まれた第1の検出器の加速度または速度、若しくはこれら加速度または速度に対応する変位と、機能ブロック4121に記憶された第1の力積応答関数とから、各一定時間間隔毎の路面変位入力を算出し、これを機能ブロック511の各一定時間間隔に対応した各走行距離間隔毎の路面変位入力とする。
機能ブロック513は、各々の走行距離間隔を、IRI算定の基準速度で走行する場合の各々の時間間隔に変換する手段であり、機能ブロック511の各一定時間間隔毎の走行距離をIRI算定の基準速度で割り算することで、各々の走行距離間隔をIRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換する。
Hereinafter, the operation of the
The function block 511 (means for obtaining the travel distance for each time interval) is a means for obtaining the travel distance for each fixed time interval, and is taken into the function block 411 from the function block 311 (travel speed detector). By multiplying the determined speed and the fixed time interval taken into the
The
The
即ち、試験車による測定時の車速が、IRI算出の場合の80km/hr(IRI算定の基準速度)と異なる場合は、測定時のサンプリング時間間隔で移動する距離を、車速80km/hrで移動する場合の時間間隔に変換する必要がある。ここでは、そのために下記の処理により、この変換処理を行っている。
即ち、Vを測定車速(km/hr)、Tをサンプリング時間間隔(s)とし、T80を求める80km/hrでの相当サンプリング時間間隔とすると、T80は、
That is, if the vehicle speed at the time of measurement by the test vehicle is different from 80 km / hr (reference speed for IRI calculation) in the case of IRI calculation, the distance moved at the sampling time interval at the time of measurement is moved at the vehicle speed of 80 km / hr. If need to convert to time interval. Here, for this purpose, this conversion processing is performed by the following processing.
That is, if V is a measured vehicle speed (km / hr), T is a sampling time interval (s), and T 80 is an equivalent sampling time interval at 80 km / hr, T 80 is
機能ブロック514は、上記変換された各々の一定時間間隔毎の前記求められた路面変位入力を、記憶部412の機能ブロック4122に記憶された第2の力積応答関数に基づき、第1の検出位置の加速度と、速度(または変位)を求める。より具体的には、機能ブロック513の変換処理で求めたIRI算定の基準速度で走行する場合の各々の一定時間間隔と、それらに対応する機能ブロック512の路面変位入力とから、記憶部412の機能ブロック4122に記憶された第2の力積応答関数を用いて、第1の検出位置における加速度および速度(または変位)を求める。
機能ブロック515は、上記変換された各々の一定時間間隔毎の前記求められた路面変位入力を、記憶部412の機能ブロック4123に記憶された第3の力積応答関数に基づき、第2の検出位置の加速度と、速度(または変位)を求める。より具体的には、機能ブロック513の変換処理で求めたIRI算定の基準速度で走行する場合の各々の一定時間間隔と、それらに対応する機能ブロック512の路面変位入力とから、記憶部412の機能ブロック4123に記憶された第3の力積応答関数を用いて、第2の検出位置における加速度および速度(または変位)を求める。
The
The
機能ブロック516は、前述の第2および第3の力積応答関数を用いて求められた第1の検出位置および第2の検出位置における加速度および速度(または変位)から、第1の検出位置と第2の検出位置との相対変位の変動分を求める。より具体的には、機能ブロック514で求められた加速度および速度(または変位)と、機能ブロック515で求められた加速度および速度(または変位)との差を取り、加速度の場合は、この差を2階積分し、速度の場合は1階積分することにより第1の検出位置と第2の検出位置との相対変位を求める。
例えば、加速度から変位を求める場合は、Tをサンプリング時間間隔(s)、Anを加速度データ、An-1を1サンプル前の加速度データ、An-2を2サンプル前の加速度データ、Xn-1を1サンプル前の変位出力、Xn-2を2サンプル前の変位出力とし、Xnを求める変位出力とする時、求めるXnは、(23)式で算出することができる。
The
For example, when obtaining displacement from acceleration, T is sampling time interval (s), An is acceleration data, A n-1 is acceleration data one sample before, A n-2 is acceleration data two samples before, X When n-1 is a displacement output one sample before, Xn-2 is a displacement output two samples before, and Xn is a displacement output to be obtained, Xn to be obtained can be calculated by Expression (23).
第1の検出位置と第2の検出位置との相対変位は、(2)式と(3)式に、基準QCモデルの振動パラメータと、80km/hrでの相当サンプリング時間間隔とを適用して(24)式により算出する。但し、(24)式において、X1はバネ上変位、X2はバネ下変位、nは現在データ、n-1は1サンプル前のデータとし、Yrelは、求めるサンプリング時間毎のバネ上、バネ下相対変位の絶対値の変動分とする。
The relative displacement between the first detection position and the second detection position is obtained by applying the vibration parameter of the reference QC model and the equivalent sampling time interval at 80 km / hr to the expressions (2) and (3). It calculates with (24) Formula. However, in (24), X 1 is sprung displacement, X 2 is the unsprung displacement, n represents current data, n-1 is the previous sample data, Y rel obtains sprung at each sampling time, The absolute value of the unsprung relative displacement is the change.
この時、IRIは、設定した測定道路区間内でYrelを積算し、設定した測定道路区間長Lとの比として(25)式より求める。
At this time, the IRI is obtained by integrating Yrel within the set measurement road section and calculating the ratio with the set measurement road section length L from the equation (25).
本発明の第2の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の要部の構成は、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の要部の構成(図1)と同様である。また、全体的な処理の流れも、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の全体的な処理の流れ(図5)と同じである。但し、第1の実施の形態における加速度/速度第1検出器111に代えて、加速度/速度第2検出器121を設けた点と、PC5おける機能ブロックの構成と動作が異なっているので、以下ではその点を中心に説明する。
The structure of the main part of the road surface flatness measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention is the same as the structure of the main part of the road surface flatness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention (FIG. 1). It is. The overall processing flow is also the same as the overall processing flow (FIG. 5) of the road surface flatness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. However, since the acceleration / speed
図7は、本発明の第2の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの構成を示す構成図である。
以下、本発明の第2の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの動作を説明する。
機能ブロック121では、サスペンションが支持する車体側(またはサスペンション上側、いわゆるバネ上)に位置する加速度計2(第2の検出位置に取付けた第2の加速度または速度検出器)の検出データに基づき、サスペンションが支持する車体側(またはサスペンション上側)に位置し、路面の凹凸により生ずる車体を支えるバネの上(またはサスペンション上)に生ずる加速度または速度(より詳しくは、サスペンションの軸方向に対して上下方向の加速度または速度)を検出する。
機能ブロック311(走行速度検出器)は、第1の実施の形態で述べたとおりである。
機能ブロック421では、前述の第2の検出器が検出する加速度または速度と、走行速度検出器が検出する走行速度とを、予め定められた一定時間間隔毎に取り込む。この時、2つのチャンネルのデータ(アナログデータ)を、同期を取って採取すると共に当該データの各々をディジタル値に変換してから処理部52に引き渡せるようにしている。
FIG. 7 is a configuration diagram showing the configuration of functional blocks in the
Hereinafter, the operation of the functional blocks in the
In the
The function block 311 (travel speed detector) is as described in the first embodiment.
In the
機能ブロック52(処理部)は、機能ブロック521〜527を含み、最終的には国際ラフネス指数(以下、「IRI」と略称する)を算出する。
また、機能ブロック422(記憶部)は、機能ブロック4221,4122,4123を含み、処理部52の処理に必要な第2〜4の力積応答関数を記憶すると共に、処理部52からの要求に応じてこれらの関数を供給する。
機能ブロック4122(第2の力積応答関数)、4123(第3の力積応答関数)については第1の実施の形態で述べたとおりである。
機能ブロック4221(第4の力積応答関数記憶部)は、第4の力積応答関数を記憶し、処理部52の機能ブロック525からの要求に応じて当該関数を供給する機能ブロックである。この第4の力積応答関数は、第2の検出器の加速度または速度に対応する変位から路面変位入力を算出するための関数(4式)である。
The functional block 52 (processing unit) includes
The function block 422 (storage unit) includes function blocks 4221, 4122, and 4123, stores the second to fourth impulse response functions necessary for the processing of the
The function blocks 4122 (second impulse response function) and 4123 (third impulse response function) are as described in the first embodiment.
The functional block 4221 (fourth impulse response function storage unit) is a functional block that stores the fourth impulse response function and supplies the function in response to a request from the
以下、処理部52の動作を説明する。
機能ブロック521(各時間間隔毎の走行距離を求めるための手段)は、各一定時間間隔毎の走行距離を求めるための手段であり、機能ブロック311(走行速度検出器)から機能ブロック421に取り込まれた速度と、同じく機能ブロック421に取り込まれた一定時間間隔とを掛け合わせることにより、当該一定時間間隔において進んだ走行距離を求める。
機能ブロック522は、機能ブロック311(走行速度検出器)から機能ブロック421に取り込まれた第2の検出器の加速度または速度、若しくはこれら加速度または速度に対応する変位と、機能ブロック4221が記憶する第4の力積応答関数とから、各一定時間間隔毎の路面変位入力を算出し、これを機能ブロック521の各一定時間間隔に対応した各走行距離間隔毎の路面変位入力とする。
機能ブロック523は、各々の走行距離間隔を、IRI算定の基準速度で走行する場合の各々の時間間隔に変換する手段であり、機能ブロック521の各一定時間間隔毎の走行距離をIRI算定の基準速度で割り算することで、各々の走行距離間隔をIRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換する。
即ち、試験車による測定時の車速が、IRI算出の場合の80km/hr(IRI算定の基準速度)と異なる場合は、測定時のサンプリング時間間隔で移動する距離を、車速80km/hrで移動する場合の時間間隔に変換する必要がある。ここでは、そのために前述の(22)式の処理により、この変換処理を行っている。
Hereinafter, the operation of the
The function block 521 (means for determining the travel distance for each time interval) is a means for determining the travel distance for each fixed time interval, and is taken into the function block 421 from the function block 311 (travel speed detector). By multiplying the determined speed by a fixed time interval taken into the
The
The
That is, if the vehicle speed at the time of measurement by the test vehicle is different from 80 km / hr (reference speed for IRI calculation) in the case of IRI calculation, the distance moved at the sampling time interval at the time of measurement is moved at the vehicle speed of 80 km / hr. If need to convert to time interval. Here, for this purpose, this conversion processing is performed by the processing of the above-described equation (22).
機能ブロック525は、上記変換された各々の一定時間間隔毎の前記求められた路面変位入力を、記憶部412の機能ブロック4123に記憶された第3の力積応答関数に基づき、第2の検出位置の加速度と、速度(または変位)を求める。より具体的には、機能ブロック523の変換処理で求めたIRI算定の基準速度で走行する場合の各々の一定時間間隔と、それらに対応する機能ブロック522の路面変位入力とから、記憶部422の機能ブロック4123に記憶された第3の力積応答関数を用いて、第2の検出位置における加速度および速度(または変位)を求める。
機能ブロック526は、前述の第2および第3の力積応答関数を用いて求まった第1の検出位置および第2の検出位置における加速度および速度(または変位)から、第1の検出位置と第2の検出位置との相対変位の変動分を求める。より具体的には、機能ブロック524で求められた加速度および速度(または変位)と、機能ブロック525で求められた加速度および速度(または変位)との差を取り、加速度の場合は、この差を2階積分し、速度の場合は1階積分することにより、前述の第1の実施の形態と同様に、第1の検出位置と第2の検出位置との相対変位を求める(機能ブロック516の説明参照。)。
機能ブロック527は、第1の検出位置と第2の検出位置との相対変位と、予め定められた測定道路区間長との比に基づいて、前述の第1の実施の形態と同様に、IRIを求める(機能ブロック517の説明参照。)。
The
The
In the same manner as in the first embodiment described above, the
〔第3の実施の形態〕
本発明の第3の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の要部の構成は、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の要部の構成(図1)と同じである。また、全体的な処理の流れも、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の全体的な処理の流れ(図5)と同じである。但し、検出器として本実施の形態の場合、2つの検出器(加速度/速度第1検出器111と第2検出器121)が設けられていることと、PC5おける機能ブロックの構成と動作が異なっているので、以下ではその点を中心に説明する。
図8は、本発明の第3の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの構成を示す構成図である。
[Third Embodiment]
The configuration of the main part of the road surface flatness measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention is the same as the configuration of the main part (FIG. 1) of the road surface flatness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. It is. The overall processing flow is also the same as the overall processing flow (FIG. 5) of the road surface flatness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. However, in the case of this embodiment as a detector, the two detectors (acceleration / velocity first detector 111 and second detector 121) are provided, and the configuration and operation of the functional block in the
FIG. 8 is a configuration diagram showing the configuration of functional blocks in the
以下、本発明の第3の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの動作を説明する。
機能ブロック111,311については、本発明の第1の実施の形態と同じであり、機能ブロック121については、本発明の第2の実施の形態と同じである。
機能ブロック431では、前述の第1および第2の検出器111および121が検出する加速度または速度と、走行速度検出器が検出する走行速度とを、各々予め定められた一定時間間隔毎に取り込む。この時、3つのチャンネルのデータ(アナログデータ)を、同期を取って採取すると共に当該データの各々をディジタル値に変換してから処理部53に引き渡せるようにしている。
機能ブロック53(処理部)は、機能ブロック531〜539を含み、最終的にはIRI(以下、「IRI」と略称する)を算出する。
また、機能ブロック432(記憶部)は、機能ブロック4121〜4123,4221を含み、処理部53の処理に必要な第1〜4の力積応答関数を記憶すると共に、処理部53からの要求に応じてこれらの関数を処理部53に供給する。
Hereinafter, the operation of the functional blocks in the
The function blocks 111 and 311 are the same as in the first embodiment of the present invention, and the
In the
The functional block 53 (processing unit) includes
The function block 432 (storage unit) includes
機能ブロック4121〜4123については、本発明の第1の実施の形態と同じであり、機能ブロック4221については、本発明の第2の実施の形態と同じである。
以下、処理部53の動作を説明する。
機能ブロック531(各時間間隔毎の走行距離を求めるための手段)は、各一定時間間隔毎の走行距離を求めるための手段であり、機能ブロック311(走行速度検出器)から機能ブロック431に取り込まれた速度と、同じく機能ブロック431に取り込まれた一定時間間隔とを掛け合わせることにより、当該一定時間間隔において進んだ走行距離を求める。
機能ブロック532は、機能ブロック311(走行速度検出器)から機能ブロック431に取り込まれた第1の検出器の加速度または速度、若しくはこれら加速度または速度に対応する変位と、機能ブロック(第1の力積応答関数記憶部)4121に記憶された第1の力積応答関数とから、各一定時間間隔毎の路面変位入力を算出し、これを機能ブロック531の各一定時間間隔に対応した各走行距離間隔毎の路面変位入力とする。
The function blocks 4121 to 4123 are the same as those of the first embodiment of the present invention, and the
Hereinafter, the operation of the
The function block 531 (means for obtaining a travel distance for each time interval) is a means for obtaining a travel distance for each fixed time interval, and is taken into the function block 431 from the function block 311 (travel speed detector). By multiplying the determined speed by a fixed time interval taken into the
The
機能ブロック533は、機能ブロック311(走行速度検出器)から取り込まれ、機能ブロック431を介して引き渡された第2の検出器の加速度または速度、若しくはこれら加速度または速度に対応する変位と、機能ブロック4221に記憶された第4の力積応答関数とから、各一定時間間隔毎の路面変位入力を算出し、これを機能ブロック511の各一定時間間隔に対応した各走行距離間隔毎の路面変位入力とする。
機能ブロック534は、各々の走行距離間隔を、IRI算定の基準速度で走行する場合の各々の時間間隔に変換する手段であり、機能ブロック531の各一定時間間隔毎の走行距離をIRI算定の基準速度で割り算することで、各々の走行距離間隔をIRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換する。
即ち、試験車による測定時の車速が、IRI算出の場合の80km/hr(IRI算定の基準速度)と異なる場合は、測定時のサンプリング時間間隔で移動する距離を、車速80km/hrで移動する場合の時間間隔に変換する必要がある。ここでは、そのために前述の(22)式の処理により、この変換処理を行っている。
The
The
That is, if the vehicle speed at the time of measurement by the test vehicle is different from 80 km / hr (reference speed for IRI calculation) in the case of IRI calculation, the distance moved at the sampling time interval at the time of measurement is moved at the vehicle speed of 80 km / hr. If need to convert to time interval. Here, for this purpose, this conversion processing is performed by the processing of the above-described equation (22).
機能ブロック535は、第1の検出器が検出する加速度または速度から求まる各々の走行距離間隔毎の路面変位入力と、第2の検出器が検出する加速度または速度から求まる各々の走行距離間隔毎の路面変位入力との平均の路面変位入力を求める手段である。より具体的には、{(機能ブロック532で求めた路面変位入力)+(機能ブロック522に準じる後述の計算手段で求めた路面変位入力)}/2により、平均路面変位入力を求める。ここで、前述の機能ブロック522に準じる計算手段とは、機能ブロック311(走行速度検出器)から取り込まれ、機能ブロック431を介して引き渡された第2の検出器の加速度または速度、若しくはこれら加速度または速度に対応する変位と、機能ブロック4221が記憶する第4の力積応答関数とから、各一定時間間隔毎の路面変位入力を算出し、これを機能ブロック531の各一定時間間隔に対応した各走行距離間隔毎の路面変位入力とする計算手段のことである。
より具体的には、添付資料の式(19)式と(20)式に測定車の振動パラメータと計測時サンプリング時間間隔を用いて、(21)式により路面プロファイルXr(平均路面変位入力)を算出する。
The
More specifically, the road surface profile X r (average road surface displacement input) is obtained from equation (21) using the vibration parameters of the measurement vehicle and the sampling time interval during measurement in equations (19) and (20) of the attached document. Is calculated.
機能ブロック537は、上記変換された各々の一定時間間隔毎の前記求められた路面変位平均入力を、記憶部412の機能ブロック4123に記憶された第3の力積応答関数に基づき、第2の検出位置の加速度と、速度(または変位)を求める。より具体的には、機能ブロック534の変換処理で求めたIRI算定の基準速度で走行する場合の各々の一定時間間隔と、それらに対応する機能ブロック533の路面変位平均入力とから、記憶部432の機能ブロック4123に記憶された第3の力積応答関数を用いて、第2の検出位置における加速度および速度(または変位)を求める。
機能ブロック538は、前述の第2および第3の力積応答関数を用いて求まった第1の検出位置および第2の検出位置における加速度および速度(または変位)から、第1の検出位置と第2の検出位置との相対変位の変動分を求める。より具体的には、機能ブロック536で求められた加速度および速度(または変位)と、機能ブロック537で求められた加速度および速度(または変位)との差を取り、加速度の場合は、この差を2階積分し、速度の場合は1階積分することにより、前述の第1の実施の形態と同様に、第1の検出位置と第2の検出位置との相対変位を求める(機能ブロック516の説明参照。)。
機能ブロック539は、第1の検出位置と第2の検出位置との相対変位と、予め定められた測定道路区間長との比に基づいて、前述の第1の実施の形態と同様に、IRIを求める(機能ブロック517の説明参照。)。
Based on the third impulse response function stored in the
The function block 538 calculates the first detection position and the first detection position from the first detection position and the acceleration and velocity (or displacement) at the second detection position obtained using the second and third impulse response functions. The amount of change in relative displacement with respect to the
In the same manner as in the first embodiment described above, the
〔第4の実施の形態〕
本発明の第4の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の要部の構成は、本発明の第3の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の要部の構成(図3)と同様である。また、全体的な処理の流れも、本発明の第3の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の全体的な処理の流れ(図5)と同じである。但し、PC5おける機能ブロックの構成と動作だけが異なっているので、以下ではその点を中心に説明する。
図9は、本発明の第4の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの構成を示す構成図である。
加速度計1,2(図1)により検出される加速度または速度に含まれる周波数成分については、前記車輪の単位時間当たりの回転数に基づき、その整数倍の周波数近傍の成分のみを取除く手段を適用することが可能である。より具体的には、図10に示すようなノッチフィルタ(狭帯域バンドストップフィルタ)を用いて車輪回転数の1倍、2倍、3倍の周波数成分除去する手段が適用可能である。
[Fourth Embodiment]
The structure of the main part of the road surface flatness measuring apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is the same as the structure of the main part of the road surface flatness measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention (FIG. 3). It is. The overall processing flow is also the same as the overall processing flow (FIG. 5) of the road surface flatness measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention. However, since only the configuration and operation of the functional block in the
FIG. 9 is a configuration diagram showing a functional block configuration in the
With respect to the frequency component included in the acceleration or speed detected by the
図10は、ノッチフィルタの一構成例を示す回路図である。
同図では、コンデンサとリアクトルとが直列に配置されているが、両者は並列であってよい。周期的なノイズ信号だけをカットし、他の信号成分はそのままパスさせる特性が理想的である。
図11は、加速度または速度に含まれる周波数成分から周期的な信号成分をノイズとして除去するノッチフィルタの特性を示すグラフ図であり、図11(a)は振幅特性を示し、図11(b)は位相特性を示すものである。本発明の第4の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックでは、この点が考慮される。
また、図12は、ノッチフィルタの他の特性を示すグラフ図であり、図12(a)は振幅特性を示し、また、図12(b)は位相特性を示すものである。さらに、図13は、ノッチフィルタの振幅特性の他の複数例を示すグラフ図である。
図13(a)が最も理想的な特性を示し、図13(b)〜図13(f)は、理想特性の様々な近似特性を示すものである。
FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the notch filter.
In the figure, the capacitor and the reactor are arranged in series, but both may be in parallel. The ideal characteristic is to cut only periodic noise signals and pass other signal components as they are.
FIG. 11 is a graph showing the characteristics of a notch filter that removes periodic signal components as noise from frequency components included in acceleration or velocity, FIG. 11A shows amplitude characteristics, and FIG. Indicates phase characteristics. This point is taken into consideration in the functional block in the
FIG. 12 is a graph showing other characteristics of the notch filter. FIG. 12 (a) shows the amplitude characteristics, and FIG. 12 (b) shows the phase characteristics. Further, FIG. 13 is a graph showing other examples of amplitude characteristics of the notch filter.
FIG. 13A shows the most ideal characteristics, and FIGS. 13B to 13F show various approximate characteristics of the ideal characteristics.
以下、本発明の第4の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの動作を図14を用いて説明する。
機能ブロック111,311については、本発明の第1の実施の形態と同じであり、機能ブロック121については、本発明の第2の実施の形態と同じである。
機能ブロック441では、前述の第1および第2の検出器が検出する加速度または速度と、走行速度検出器が検出する走行速度とを、各々予め定められた一定時間間隔毎に取り込む。この時、3つのチャンネルのデータ(アナログデータ)を、同期を取って採取すると共に当該データの各々をディジタル値に変換してから、機能ブロック442を介して処理部54に引き渡せるようにしている。
機能ブロック54(処理部)は、機能ブロック541〜549を含み、最終的にはIRI(以下、「IRI」と略称する)を算出する。機能ブロック54(処理部)は、機能ブロック441からのディジタルデータの取り込みを機能ブロック442を介して行っているのであり、この点を除いては、第3の実施の形態における機能ブロック53の処理と同じであるので、以下では説明を省略する。
Hereinafter, the operation of functional blocks in the
The function blocks 111 and 311 are the same as in the first embodiment of the present invention, and the
In the function block 441, the acceleration or speed detected by the first and second detectors and the travel speed detected by the travel speed detector are captured at predetermined time intervals. At this time, data of three channels (analog data) are collected in synchronization, and each of the data is converted into a digital value, and then can be delivered to the
The functional block 54 (processing unit) includes
また、機能ブロック432(記憶部)についても、前述の第3の実施の形態の通りである。
この実施の形態にて付加された機能ブロック442は、機能ブロック311(走行速度検出器)で検出される試験車の走行速度に基づき車輪の単位時間当たりの回転数を求める手段と、第1の検出器または第2の検出器、若しくは第1の検出器および第2の検出器より検出される加速度または速度に含まれる周波数成分について、前記車輪の単位時間当たりの回転数に基づき、その整数倍の周波数近傍の成分のみを取除く手段である。より具体的には、狭帯域バンドストップフィルタにより車輪回転数の1倍、2倍、3倍の周波数成分除去する手段であり、機能ブロック441で求めた走行速度データおよび加速度データのうち、加速度データから、例えば下記の処理を行い車輪の不釣合いによると考えられる車輪回転数の1倍、2倍、3倍の周波数成分の除去を行う。
即ち、ω:カットオフ中心周波数(rad/s)、ζ:通過帯域バンド幅、Δt:サンプリング時間間隔(s)、N:回転数の倍率(1,2,3)、V:車速(m/s)、L:タイヤ周長(m)、Yn:出力、Yn-1:1サンプル前の出力、Yn-2:2サンプル前の出力、Xn:入力、Xn-1:1サンプル前の入力、Xn-2:2サンプル前の入力と、するとき、まず、(28)式で、このωを求める。
The function block 432 (storage unit) is also as described in the third embodiment.
The
That is, ω: cutoff center frequency (rad / s), ζ: passband bandwidth, Δt: sampling time interval (s), N: rotational speed magnification (1, 2, 3), V: vehicle speed (m / s), L: tire circumference (m), Y n: output,
この第4の実施の形態は、図9に示す限りにおいては、本発明の第3の実施の形態に機能ブロック442を付加したものとなっているが、機能ブロック442は、同様に、本発明の第1の実施の形態にも付加することが可能であり、また、本発明の第2の実施の形態にも付加することが可能である。
In the fourth embodiment, the
〔第5の実施の形態〕
本発明の第5の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の要部の構成は、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の要部の構成(図1)と同じである。また、全体的な処理の流れも、本発明の第1の実施の形態に係る路面平坦性測定装置の全体的な処理の流れ(図5)と同じである。但し、PC5おける機能ブロックの構成と動作だけが異なっているので、以下ではその点を中心に説明する。
図14は、本発明の第5の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの構成を示す構成図である。
本実施の形態では、車速依存のパラメータを、或る時間間隔内の時々刻々のパラメータの移動平均的な値として用いることを特徴としている。即ち、試験車によっては、サスペンションの減衰定数が周波数に依存して変化するような非線形特性を有するものがある。この場合、路面形状が同じでも車速により試験車の応答加速度が変わることがある。そのため、機能ブロック452では、このような試験車の場合、前述の(1)式、(4)式中の測定車の振動パラメータcを、時々刻々測定される車速に応じた値に変更する。但し、この時、各測定サンプリング毎に前記パラメータを変化させると(1)式、(4)式の計算時に結果が発散することがある。そこで機能ブロック452では、車速依存のパラメータを、或る時間間隔内の時々刻々のパラメータの移動平均的な値として用いている。
[Fifth Embodiment]
The configuration of the main part of the road surface flatness measuring device according to the fifth embodiment of the present invention is the same as the configuration of the main part of the road surface flatness measuring device according to the first embodiment of the present invention (FIG. 1). It is. The overall processing flow is also the same as the overall processing flow (FIG. 5) of the road surface flatness measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. However, since only the configuration and operation of the functional block in the
FIG. 14: is a block diagram which shows the structure of the functional block in PC5 of the road surface flatness measuring apparatus based on the 5th Embodiment of this invention.
The present embodiment is characterized in that a vehicle speed dependent parameter is used as a moving average value of a parameter every moment within a certain time interval. That is, some test vehicles have nonlinear characteristics such that the suspension damping constant changes depending on the frequency. In this case, even if the road surface shape is the same, the response acceleration of the test vehicle may change depending on the vehicle speed. Therefore, in the
以下、本発明の第5の実施の形態に係る路面平坦性測定装置のPC5における機能ブロックの動作を説明する。
機能ブロック111,311については、本発明の第1の実施の形態と同じであり、機能ブロック121については、本発明の第2の実施の形態と同じである。
機能ブロック441については、本発明の第3の実施の形態と同じである。
機能ブロック55(処理部)は、機能ブロック551〜559を含み、最終的にはIRI(以下、「IRI」と略称する)を算出する。機能ブロック55は、機能ブロック451の機能ブロック4121(第1の力積応答関数記憶部)と、機能ブロック(記憶部)451の機能ブロック4221(第4の力積応答関数)からの出力の取り込みを機能ブロック452(後述)を介して行っているだけであり、この点を除いては、第3の実施の形態における機能ブロック54の処理と同じであるので、以下では説明を省略する。
また、機能ブロック451(記憶部)についても、機能ブロック4121(第1の力積応答関数記憶部)と、機能ブロック(記憶部)451の機能ブロック4221(第4の力積応答関数記憶部)からの出力を機能ブロック452を介して機能ブロック55(処理部)に引き渡す点を除いては、前述の第3の実施の形態の通りである。
Hereinafter, the operation of the functional blocks in the
The function blocks 111 and 311 are the same as in the first embodiment of the present invention, and the
The function block 441 is the same as that of the third embodiment of the present invention.
The functional block 55 (processing unit) includes
As for the function block 451 (storage unit), the function block 4121 (first impulse response function storage unit) and the function block 4221 (fourth impulse response function storage unit) of the function block (storage unit) 451 are also included. Is the same as the third embodiment described above except that the output from is transferred to the function block 55 (processing unit) via the
機能ブロック442については、前述の第4の実施の形態の通りである。
機能ブロック452は、前述のクオーターカー・モデルで表現した測定車の振動系における第1の力積応答関数(機能ブロック4121が記憶)または第4の力積応答関数(機能ブロック4221が記憶)、若しくは第1の力積応答関数および第4の力積応答関数の振動パラメータを、走行速度検出器で検出される試験車の走行速度に基づき変更する手段である。試験車によっては、サスペンションの減衰定数が周波数に依存して変化するような非線形特性を有するものがある。この場合、路面形状が同じでも車速により試験車の応答加速度が変わることがあるため、機能ブロック452では、このような試験車の場合、前述の(1)式、(4)式中の測定車の振動パラメータcを、時々刻々測定される車速に応じた値に変更することを特徴としている。但し、この時、各測定サンプリング毎に前記パラメータを変化させると(1)式、(4)式の計算時に結果が発散することがある。そこで機能ブロック452では、車速依存のパラメータを、或る時間間隔内の時々刻々のパラメータの移動平均的な値として用いる。
或る時間間隔内の時々刻々のパラメータの移動平均的な値を求める方法としては、例えば、時々刻々のデータ処理の場合、(27)式で示されるようなフィルタを使うことができる。
The
The
As a method for obtaining a moving average value of a parameter every moment within a certain time interval, for example, in the case of data processing every moment, a filter as shown in the equation (27) can be used.
この第5の実施の形態は、図14に示す限りにおいては、本発明の第4の実施の形態に機能ブロック452を付加したものとなっているが、機能ブロック452は、同様に、本発明の第1〜第3の実施の形態にも付加することが可能である。
なお、本発明に係る路面平坦性測定装置の各構成要素の処理の少なくとも一部をコンピュータ制御により実行するものとし、かつ、上記処理を、図5のフローチャートで示した手順によりコンピュータに実行せしめるプログラムは、半導体メモリを始め、CD−ROMや磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配付してもよい。そして、少なくともマイクロコンピュータ,パーソナルコンピュータ,汎用コンピュータを範疇に含むコンピュータが、上記の記録媒体から上記プログラムを読み出して、実行するものとしてもよい。
In the fifth embodiment, a
In addition, it is assumed that at least a part of the processing of each component of the road surface flatness measuring apparatus according to the present invention is executed by computer control, and the above-described processing is executed by the computer according to the procedure shown in the flowchart of FIG. May be stored and distributed in a computer-readable recording medium such as a semiconductor memory, a CD-ROM, or a magnetic tape. A computer including at least a microcomputer, a personal computer, and a general-purpose computer may read the program from the recording medium and execute the program.
1 加速度計(バネ下)
2 加速度計(バネ上)
3 GPSレシーバ
4 集録装置
5 パーソナルコンピュータ(集録・評価ソフト)
41 ひずみ増幅器・A/D変換器(バネ下用)
42 ひずみ増幅器・A/D変換器(バネ上用)
43 RS232C−USB変換器
44 USBハブ
51、52、53、54、55 機能ブロック(処理部)
111 機能ブロック(加速度/速度:第1検出器)
121 機能ブロック(加速度/速度:第2検出器)
311 機能ブロック(走行速度検出器)
411 機能ブロック(第1の検出器の加速度/速度信号、走行速度検出器の走行速度信号を一定時間間隔で取り込む装置)
412、422、432、451 機能ブロック(記憶部)
421 機能ブロック(第2の検出器の加速度/速度信号、走行速度検出器の走行速度信号を一定時間間隔で取り込む装置)
431、441 機能ブロック(第1、第2の検出器の加速度/速度信号、走行速度検出器の走行速度信号を一定時間間隔で取り込む装置)
442 機能ブロック(走行速度に基づく車輪回転数の整数倍の周波数近傍の成分のみを除去する手段)
452 機能ブロック(振動パラメータを走行速度検出器で検出される速度に基づき変更する手段)、
512、532、542、552 機能ブロック(第1の検出器の信号から各走行距離毎の路面変位入力を求める手段)、
511、521、531、541、551 機能ブロック(各時間間隔毎の走行距離を求める手段)
522、533、543、553 機能ブロック(第2の検出器の信号から各走行距離毎の路面変位入力を求める手段)
513、523、534、544、554 機能ブロック(国際ラフネス指数算定の基準速度で走行する場合に、各走行距離間隔を、それぞれの時間間隔に変換する手段)
514、524、536、546、556 機能ブロック(第1の検出位置の加速度、速度もしくは変位を求める手段)
515、525、537、547、557 機能ブロック(第2の検出位置の加速度、速度もしくは変位を求める手段)
516、526、538、548、558 機能ブロック(第1の検出位置と第2の検出位置の相対変位の変化分を求める手段)
517、527、539、549559、 機能ブロック(設定距離毎の国際ラフネス指数を求める手段)
535、545、555 機能ブロック(平均路面変位入力を求める手段)
4121 機能ブロック(第1の力積応答関数記憶部)
4122 機能ブロック(第2の力積応答関数記憶部)
4123 機能ブロック(第3の力積応答関数記憶部)
4221 機能ブロック(第4の力積応答関数記憶部)
1 Accelerometer (Unsprung)
2 Accelerometer (on spring)
3
41 Strain amplifier, A / D converter (Unsprung)
42 Strain Amplifier / A / D Converter (For Spring)
43 RS232C-
111 functional blocks (acceleration / velocity: first detector)
121 Function block (acceleration / speed: second detector)
311 Function block (travel speed detector)
411 functional block (device that captures the acceleration / speed signal of the first detector and the travel speed signal of the travel speed detector at regular time intervals)
412, 422, 432, 451 function block (storage unit)
421 functional block (device that captures the acceleration / speed signal of the second detector and the travel speed signal of the travel speed detector at regular time intervals)
431, 441 function blocks (devices that capture the acceleration / speed signals of the first and second detectors and the traveling speed signals of the traveling speed detector at regular time intervals)
442 functional block (means for removing only components in the vicinity of a frequency that is an integral multiple of the number of wheel revolutions based on the running speed)
452 functional block (means for changing the vibration parameter based on the speed detected by the travel speed detector),
512, 532, 542, 552 function blocks (means for obtaining road surface displacement input for each mileage from the signal of the first detector),
511, 521, 531, 541, 551 function block (means for determining the travel distance for each time interval)
522, 533, 543, 553 function block (means for obtaining road surface displacement input for each mileage from the signal of the second detector)
513, 523, 534, 544, 554 function blocks (means for converting each mileage interval into a respective time interval when traveling at the reference speed for calculating the international roughness index)
514, 524, 536, 546, 556 function block (means for obtaining acceleration, velocity or displacement of the first detection position)
515, 525, 537, 547, 557 function block (means for obtaining the acceleration, speed or displacement of the second detection position)
516, 526, 538, 548, 558 functional block (means for obtaining a change in relative displacement between the first detection position and the second detection position)
517, 527, 539, 549559, function block (means for obtaining international roughness index for each set distance)
535, 545, 555 function block (means for obtaining average road surface displacement input)
4121 functional block (first impulse response function storage unit)
4122 functional block (second impulse response function storage unit)
4123 functional block (third impulse response function storage unit)
4221 Function block (fourth impulse response function storage unit)
Claims (5)
前記第1の検出位置における前記車軸方向に対して直交する上下方向の加速度または速度を検出するための第1の検出器と、
前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記第1の検出器が検出する前記第1の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、
前記取り込まれた前記第1の検出位置の加速度または速度に基づいて前記IRIを求めるための処理手段と、
前記走行速度検出手段および前記第1の検出器が検出する測定データを記録すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データ等を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記試験車をクオーターカー・モデルで表現したものを測定車と呼ぶとき、前記測定車の振動系に与えられる路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第1の力積応答関数を記憶する手段と、
前記IRIの算出に用いられるクオーターカー・パラメータを有するクオーターカー・モデルを基準車と呼ぶとき、該基準車の振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第2の力積応答関数を記憶する手段と、
前記基準車の前記振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第3の力積応答関数を記憶する手段と、
を含み、
前記処理部は、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度と、前記走行速度検出手段が検出した前記走行速度とを取り込む処理を実行する所定の一定時間間隔と、前記走行速度検出手段により検出される走行速度とから、前記所定の一定時間間隔毎の走行距離を時々刻々求めるための手段と、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第1の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記走行距離間隔を、前記IRI算定の基準速度で走行する場合の各々の時間間隔に時々刻々変換する手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第2の力積応答関数に基づき、前記第1の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第3の力積応答関数に基づき、前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記第2および前記第3の力積応答関数により求まる前記第1の検出位置および前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位から、前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との相対変位の変化分の、所定の測定道路区間長毎の累積値を時々刻々求める手段と、
前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との前記相対変位の変化分の前記所定の測定区間長毎の累積値と、前記所定の測定道路区間長との比に基づいて、前記所定の測定区間長毎の前記IRIを求める手段と、
を備えたことを特徴とする路面平坦性測定装置。 Of the first detection position located on the axle side of the test vehicle supported by the suspension or the spring or the lower part of the suspension and the second detection position located on the vehicle body side of the test vehicle or above the suspension, the first detection position In a road surface flatness measuring apparatus that calculates IRI (International Roughness Index) based on acceleration or velocity data of a detected position,
A first detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the first detection position;
Traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the test vehicle;
Means for taking in the acceleration or speed of the first detection position detected by the first detector and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means at predetermined time intervals;
Processing means for determining the IRI based on the captured acceleration or velocity of the first detection position;
Storage means for recording measurement data detected by the traveling speed detection means and the first detector, and storing various data read by the processing means;
With
The storage means
When the test car expressed by a quarter car model is called a measurement car, the acceleration or velocity of the first detection position of the vibration system generated by road surface displacement input given to the vibration system of the measurement car or the Means for storing a first impulse response function indicating a time domain relationship between a vibration response relating to a displacement corresponding to an acceleration or the velocity and the road surface displacement input;
When a quarter car model having a quarter car parameter used for calculating the IRI is referred to as a reference car, the road surface displacement input given to the vibration system of the reference car and the vibration system generated by the road surface displacement input Means for storing a second impulse response function indicating a relationship in a time domain with an acceleration or velocity of one detection position or a vibration response relating to a displacement corresponding to the acceleration or the velocity;
The road surface displacement input given to the vibration system of the reference vehicle, and the vibration response related to the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system caused by the road surface displacement input or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means for storing a third impulse response function indicative of a time domain relationship;
Including
The processor is
A predetermined fixed time interval for executing a process of taking in the acceleration or the speed detected by the first detector and the travel speed detected by the travel speed detection means, and the travel speed detection means detect Means for determining the travel distance every predetermined time interval from the travel speed;
The road surface for each mileage interval based on the first impulse response function stored in the storage means, the acceleration or the velocity detected by the first detector or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means to obtain momentary displacement input,
Means for momentarily converting the travel distance interval into each time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation;
Based on the second impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of one detection position;
Based on the third impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of the two detection positions;
From the first detection position and the acceleration, velocity or displacement of the second detection position determined by the second and third impulse response functions, the first detection position and the second detection position A means for obtaining a cumulative value for each predetermined measurement road section length from moment to moment for a change in relative displacement;
Based on a ratio between a cumulative value for each predetermined measurement section length of a change in the relative displacement between the first detection position and the second detection position and the predetermined measurement road section length, the predetermined Means for obtaining the IRI for each measurement section length of
A road surface flatness measuring apparatus comprising:
前記第2の検出位置における車軸方向に対して直交する上下方向の加速度または速度を検出するための第2の検出器と、
前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記第2の検出器が検出する前記第2の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、
前記取り込まれた前記第2の検出位置の加速度または速度に基づいて、前記IRIを求めるための処理手段と、
前記走行速度検出手段および前記第2の検出器が検出する測定データを記録すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データを記録する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記試験車をクオーターカー・モデルで表現したものを測定車と呼ぶとき、前記測定車の振動系に与えられる路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第4の力積応答関数を記憶する手段と、
前記IRIの算出に用いられるクオーターカー・パラメータを有するクオーターカー・モデルを基準車と呼ぶとき、該基準車の振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第2の力積応答関数を記憶する手段と、
前記基準車の前記振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第3の力積応答関数を記憶する手段と
を含み、
前記処理部は、
前記第2の検出器が検出した前記加速度または前記速度と、前記走行速度検出手段が検出した前記走行速度とを取り込む処理を実行する所定の一定時間間隔と、前記走行速度検出手段により検出される走行速度とから、前記所定の一定時間間隔毎の走行距離を時々刻々求めるための手段と、
前記第2の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第4の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記走行距離間隔を、IRI算定の基準速度で走行する場合の各々の時間間隔に時々刻々変換する手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第2の力積応答関数に基づき、前記第1の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第3の力積応答関数に基づき、前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記第2および前記第3の力積応答関数により求まる前記第1の検出位置および前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位から、前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との相対変位の変化分の、所定の測定道路区間長毎の累積値を時々刻々求める手段と、
前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との前記相対変位の変化分の前記所定の測定区間長毎の累積値と、前記所定の測定道路区間長との比に基づいて、前記所定の測定区間長毎の前記IRIを求める手段と、
を備えたことを特徴とする路面平坦性測定装置。 Of the first detection position located on the axle side of the test vehicle supported by the suspension or the spring or the lower part of the suspension and the second detection position located on the vehicle body side of the test vehicle or above the suspension, the second detection position In a road surface flatness measuring apparatus that calculates IRI (International Roughness Index) based on acceleration or velocity data of a detected position,
A second detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the second detection position;
Traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the test vehicle;
Means for taking in the acceleration or speed of the second detection position detected by the second detector and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means at predetermined time intervals;
Processing means for determining the IRI based on the captured acceleration or velocity of the second detection position;
Storage means for recording measurement data detected by the traveling speed detection means and the second detector, and for recording various data read by the processing means;
With
The storage means
When the test car expressed by a quarter car model is called a measurement car, the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system generated by road surface displacement input given to the vibration system of the measurement car or the Means for storing a fourth impulse response function indicating a time domain relationship between a vibration response relating to a displacement corresponding to acceleration or the speed and the road surface displacement input;
When a quarter car model having a quarter car parameter used for calculating the IRI is referred to as a reference car, the road surface displacement input given to the vibration system of the reference car and the vibration system generated by the road surface displacement input Means for storing a second impulse response function indicating a relationship in a time domain with an acceleration or velocity of one detection position or a vibration response relating to a displacement corresponding to the acceleration or the velocity;
The road surface displacement input given to the vibration system of the reference vehicle, and the vibration response related to the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system caused by the road surface displacement input or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means for storing a third impulse response function indicative of a time domain relationship;
The processor is
A predetermined fixed time interval for executing a process of taking in the acceleration or the speed detected by the second detector and the traveling speed detected by the traveling speed detecting means, and the traveling speed detecting means detects Means for determining the travel distance every predetermined time interval from the travel speed;
The acceleration detected by the second detector or the velocity or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity based on the fourth impulse response function stored in the storage means for each travel distance interval Means to obtain momentary displacement input,
Means for momentarily converting the travel distance interval into each time interval when traveling at a reference speed of IRI calculation;
Based on the second impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of one detection position;
Based on the third impulse response function stored in the storage means, the road surface displacement input for each predetermined time interval converted to a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is used. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of the two detection positions;
From the first detection position and the acceleration, velocity or displacement of the second detection position determined by the second and third impulse response functions, the first detection position and the second detection position A means for obtaining a cumulative value for each predetermined measurement road section length from moment to moment for a change in relative displacement;
Based on a ratio between a cumulative value for each predetermined measurement section length of a change in the relative displacement between the first detection position and the second detection position and the predetermined measurement road section length, the predetermined Means for obtaining the IRI for each measurement section length of
A road surface flatness measuring apparatus comprising:
前記第1の検出位置における前記車軸方向に対して直行する上下方向の加速度または速度を検出するための第1の検出器と、
前記第2の検出位置における前記車軸方向に直行する上下方向の加速度または速度を検出するための第2の検出器と、
前記試験車の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記第1および前記第2の検出器が検出する前記第1および前記第2の検出位置の加速度または速度と、前記走行速度検出手段が検出する走行速度とを所定の一定時間間隔毎に取り込む手段と、
前記取り込まれた前記第1および前記第2の検出位置の加速度または速度に基づき、前記IRIを求めるための処理手段と、
前記走行速度検出手段および前記第1および前記第2の検出器が検出する測定データを記憶すると共に、前記処理手段により読み込まれる各種データを記憶する記憶手段と、
を備え、
前記記憶手段は、
前記試験車をクオーターカー・モデルで表現したものを測定車と呼ぶとき、前記測定車の振動系に与えられる路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第1の力積応答関数を記憶する手段と、
前記試験車の前記振動系に与えられる前記路面変位入力によって生じる前記振動系の、前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答と、前記路面変位入力との時間領域での関係を示す第4の力積応答関数を記憶する手段と、
前記IRIの算出に用いられるクオーターカー・パラメータを有するクオーターカー・モデルを基準車と呼ぶとき該基準車の振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第1の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第2の力積応答関数を記憶する手段と、
前記基準車の前記振動系に与える前記路面変位入力と、前記路面変位入力によって生じる前記振動系の前記第2の検出位置の加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に関する振動応答との時間領域での関係を示す第3の力積応答関数を記憶する手段と、
を含み、
前記処理部は、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度と、前記走行速度検出手段が検出した前記走行速度とを取り込む処理を実行する所定の一定時間間隔と、前記走行速度検出手段により検出される走行速度とから、前記所定の一定時間間隔毎の走行距離を時々刻々求めるための手段と、
前記第1の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第1の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記第2の検出器が検出した前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位を、前記記憶手段に記憶された前記第4の力積応答関数に基づき、走行距離間隔毎の路面変位入力として時々刻々求める手段と、
前記第1の検出器が検出する前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位から求まる前記走行距離間隔毎の路面変位入力と、
前記第2の検出器が検出する前記加速度または前記速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位から求まる前記走行距離間隔毎の路面変位入力との平均の路面変位入力を時々刻々求める手段と、
前記走行距離間隔を、前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に時々刻々変換する手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を平均して得た結果の路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第2の力積応答関数に基づき、前記第1の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記IRI算定の基準速度で走行する場合の時間間隔に変換された前記所定の時間間隔毎の前記路面変位入力を平均した結果の路面変位入力を、前記記憶手段に記憶された前記第3の力積応答関数に基づき、前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位として時々刻々求める手段と、
前記第2および前記第3の力積応答関数により求まる前記第1の検出位置および前記第2の検出位置の加速度、速度若しくは変位から、前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との相対変位の変化分の、所定の測定道路区間長毎の累積値を時々刻々求める手段と、
前記第1の検出位置と前記第2の検出位置との前記相対変位の変化分の前記所定の測定区間長毎の累積値と、前記所定の測定道路区間長との比に基づいて、予め定められた測定区間長毎の前記IRIを求める手段と、
を備えたことを特徴とする路面平坦性測定装置。 Acceleration or speed data of the first detection position located on the axle side of the test vehicle supported by the suspension or the spring or the lower part of the suspension and the second detection position located on the vehicle body side of the test vehicle or above the suspension In a road surface flatness measuring device that calculates IRI (International Roughness Index) based on
A first detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the first detection position;
A second detector for detecting vertical acceleration or velocity perpendicular to the axle direction at the second detection position;
Traveling speed detecting means for detecting the traveling speed of the test vehicle;
Means for taking in accelerations or speeds of the first and second detection positions detected by the first and second detectors and a traveling speed detected by the traveling speed detecting means at predetermined constant time intervals. When,
Processing means for determining the IRI based on the captured accelerations or velocities of the first and second detection positions;
Storage means for storing measurement data detected by the traveling speed detection means and the first and second detectors, and storing various data read by the processing means;
With
The storage means
When the test car expressed by a quarter car model is called a measurement car, the acceleration or velocity of the first detection position of the vibration system generated by road surface displacement input given to the vibration system of the measurement car or the Means for storing a first impulse response function indicating a time domain relationship between a vibration response relating to a displacement corresponding to an acceleration or the velocity and the road surface displacement input;
Vibration response related to acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system generated by the road surface displacement input given to the vibration system of the test vehicle, or displacement corresponding to the acceleration or the velocity, and the road surface displacement input Means for storing a fourth impulse response function indicating the relationship in time domain with
When a quarter car model having a quarter car parameter used for calculating the IRI is called a reference car, the road surface displacement input given to the vibration system of the reference car, and the first of the vibration system generated by the road surface displacement input Means for storing a second impulse response function indicating a time domain relationship with an acceleration or velocity of the detected position or a vibration response relating to a displacement corresponding to the acceleration or the velocity;
The road surface displacement input given to the vibration system of the reference vehicle, and the vibration response related to the acceleration or velocity of the second detection position of the vibration system caused by the road surface displacement input or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means for storing a third impulse response function indicative of a time domain relationship;
Including
The processor is
A predetermined fixed time interval for executing a process of taking in the acceleration or the speed detected by the first detector and the travel speed detected by the travel speed detection means, and the travel speed detection means detect Means for determining the travel distance every predetermined time interval from the travel speed;
The road surface for each mileage interval based on the first impulse response function stored in the storage means, the acceleration or the velocity detected by the first detector or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity. Means to obtain momentary displacement input,
The acceleration detected by the second detector or the velocity or the displacement corresponding to the acceleration or the velocity based on the fourth impulse response function stored in the storage means for each travel distance interval Means to obtain momentary displacement input,
A road surface displacement input for each travel distance interval determined from the acceleration or the speed detected by the first detector or a displacement corresponding to the acceleration or the speed;
Means for constantly obtaining an average road surface displacement input with the road surface displacement input for each travel distance interval obtained from the acceleration or the speed detected by the second detector or the acceleration or a displacement corresponding to the speed;
Means for momentarily converting the travel distance interval into a time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation;
The road surface displacement input obtained as an average of the road surface displacement input for each predetermined time interval converted into the time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is stored in the storage means. Means for obtaining the acceleration, velocity or displacement of the first detection position from time to time based on the impulse response function of 2;
The road surface displacement input as a result of averaging the road surface displacement input for each of the predetermined time intervals converted into the time interval when traveling at the reference speed of the IRI calculation is the third force stored in the storage means. Means for obtaining momentarily as acceleration, velocity or displacement of the second detection position based on a product response function;
From the first detection position and the acceleration, velocity or displacement of the second detection position determined by the second and third impulse response functions, the first detection position and the second detection position A means for obtaining a cumulative value for each predetermined measurement road section length from moment to moment for a change in relative displacement;
Based on the ratio between the accumulated value for each predetermined measurement section length of the change in the relative displacement between the first detection position and the second detection position and the predetermined measurement road section length. Means for determining the IRI for each measured measurement section length;
A road surface flatness measuring apparatus comprising:
前記第1の検出器および/または前記第2の検出器により検出される加速度または速度若しくは前記加速度または前記速度に対応する変位に含まれる周波数成分から、前記車輪の回転周期の逆数で算出される周波数の、整数倍の周波数の近傍に存在する周波数成分のみを除去する手段と、
を、さらに備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の路面平坦性測定装置。 Means for determining the number of revolutions of the wheel per unit time based on the running speed of the test vehicle detected by the running speed detecting means;
From the acceleration or velocity detected by the first detector and / or the second detector or the frequency component included in the displacement corresponding to the acceleration or the velocity, it is calculated by the reciprocal of the rotation cycle of the wheel. Means for removing only frequency components existing in the vicinity of a frequency that is an integral multiple of the frequency;
The road surface flatness measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
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