JPS61164135A - 振動試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、加振機により被試験体に実際の振動と同様の
振動を与えて被試験体の耐久強度等を試験する振、動試
験方法に関する。

（従来の技術） 加振機と該加振機により振動が加えられる被試験体と該
被試験体の任意の点に取付けられこの点の振動を検出す
る検出器とを含む系の伝達関数を求め、この伝達関数ど
前記（Ｔ意の点における振動の目標波形を有する目標信
号どに基き前記加振ｉへの加振信号を求め、この加振信
号を前記加振機に加えたとき前記検出器の出力に得られ
る出力信号の目標信号に対する誤差を求め、この誤差で
前記加振信号を修正し、以後この修正を繰返して前記検
出器の出力信号を前記目標信号に近ずりるようにするこ
とにＪ：す、被試験体の実際の振動例えば車輪の実走時
の振動と同一条件で振動試験を行なうようにした振動試
験方法が知られている（特開昭５７−１６８１３６号公
報）。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の従来技術は被試験体を含む伝達関数を線形として
取扱っているが、実際の系の伝達関数は非線形であるか
ら、前記伝達関数により初期加振信号を求め、この初期
加振信号で加振機を作動させると、実際より大きな荷重
を被試験体に与える場合が生じ、この場合には、被試験
体の実際の振動を考慮して採用された加振機ではその荷
重を被試験体に与えることができなくなることがあり、
一方、設定値以上の加振信号が加えられると作動を停止
するリミッタが設けられた加振機では、振動試験が実際
上できなくなる不都合を生じる。また以上のような荷重
を被試験体に与えることができたとしても被試験体に悪
影響を５えることになる不都合を生ずる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、（１）所定波形の振動信号を作成すること、
（２）加振機ど該加振機により振動が加えられる被試験
体と該被試験体の任意の点に取＋１けられ該点の振動を
検出する検出器どを備えた系における該加振機に前記所
定波形の振動信号を加え、このときの検出器の出力信号
を測定し、該振動信号と出力信号とから族系の伝達関数
を求めること、（３）被試験体の前記任意の点におりる
振動の目標波形を有する目標信号を決定すること、（４
）　　該目標信号と伝達関数とに基づいて加振機への初
期加振信号を求めること、（５）該初期加振信号を加振
機に加え、そのとき検出器からｔ９られる実働信号の前
記目標信号に対する誤差を求め：該誤差で初期加・振信
号を修正すること、（６）　　前記誤差が所定範囲に収
束するまで加振信号の修正を繰返すことが行なわれる振
動試験方法において、前記伝達関数から逆伝達関数を求
めると共にフーリエ変換し、フーリエ変換値と逆伝達関
数を乗算し、乗算値を逆フーリエ変換し、更にこの逆フ
ーリエ変換値に初期加振率を乗算して前記初期加振信号
を求めることを特徴とする。

（実施例） 先ず、第１図及び第２図に示す本発明の振動試験方法の
実施に使用する振動試験装置の一例について説明する。

図面において、（１）は加振機で、この加振１！（１）
は車両Ａの車軸に取り付けて車両Ａを上下方向及び前後
方向に振動させる加振部材（２）と加振源装＠（３）と
それぞ・れこの加振源装Ｍ（３）に接続されると共に加
振部材（２）に連結されて、Ｆ下方向及び前後方向に振
動°゛させる油圧モータ（４１）　（４２）　（４ａ）
とから成虻、例えば車両Ａの前車軸の左右に取付けた。

（５）は車両Ａの任意の位置例えば車軸に取付けた加振
部材（２）に近接した位置に取付けられ上下方向、左右
方向及び前後方向の振動を検出する検出器（図面では１
個のみを示した）。（６）はこの検出器（５）及び加振
源装置（３）に接続され、俵に□詳述する本発明の試験
方法を実施するために使用する例えばコンピユー夕等か
ら成る電子制御ユニットである。

前記加振源装置（３）は、第２図に示すように、油圧源
に接続されたポンプ（＋１）に調圧弁（７）を介して接
続′された電磁切換弁゛（８）から成り、そのソレノイ
ド（８１）に振動信号あるいは加振信号を加えることに
より油圧モータ（４ｄ　（４２）　（４ａ）のシリンダ
の両側に交互に油圧を作用させ、そのピストンを交互に
往復動パせるもので、公知のものと特に異なるところが
ない。尚、（９）はアキュムレータ、ｏｏは油圧モータ
（４ｄ　（４２）　（４ａ）を油圧源に接続あるいは速
断する電□磁弁である。

次に、第１図及び第２図に示す装置を用いた本発明の振
動試験方法について説明する。

第３図に示す本発明の方法の実施の流れ図から明らかな
ように、先ず１つの加振機（１）とこの加振機（１）に
より振動が加えられる車両Ａと、この車両への任意の点
に取付けられこの加振ＩＮ（１）に対応する検出器（５
）及び他の加振機（１）に対応する検出器（５）とを備
えた系の伝達関数を求めるために加振ＩＩ　（１）に加
える所定波形の振動信号どしてのランダムノイズを作成
する（ステップ■）。

このランダムノイズの作成の手順を第４図示の流れ図に
より説明すると、オペレータから与えられた例えば第５
図（Ａ）に示すようなパワー分布とソフ！〜ウェアで発
生した乱数を用い−πからπまでの間で一様分布させた
例えば第５図（Ｂ）に示すような位相成分を元に周波数
Ｏからナイキスト周波数までの周波数領域でのスペク１
ヘルを作成する（ステップ［相］）。

このランダムノイズに含まれる直流成分は、第７図に示
すように前記油圧モータ（４１）　（４２）　（４３）
のビス１〜ンから車両Ａまでの隙間等のガタ分ｑを除去
できる大ぎざｄとし、かくてこのガタのだめに生じる車
両Ａの非線型特性を避けて伝達関数が得られるようにし
た。

次いで、ステップ＠においてこのノイズを高速フーリエ
変換プロセッサにより逆変換してＣＰ０内部での表現型
式になっている時間領域に変換し、ステップ＠において
これをＤ−Ａ変換器で出力できるデータ型式に変換及び
並べ換えを行ない、ステップ［相］でこのデータをラン
ダムノイズファイルに格納する。再び第３図の流れ図に
戻り、ステップ■において、このランダムノイズを用い
て伝達関数を求める。そのために先ず、ランダムノイズ
ファイルから取り出したランダムノイズを加振機（１）
の１つに供給し、この加振機（１）で車両へを振動させ
、この加振機（１）に対応する検出器（５）及び加振機
（１）に対応する検出器（５）の出力信号を測定する。

次いでこの測定データから伝達関数を刊１算する。以上
の測定及び計算は加振機〈１）の数だけ行なう。求めた
結果は伝達関数ファイルに格納する。

次いでステップ■において、このファイルか−７〜 らデータを読み出し、このデータから逆伝達関数を求め
、逆伝達関数ファイルに格納する。

以降のステップではステップ■で得られた逆伝達関数を
用いて各加振機（１）の初期加振データを作成する。ス
テップ■において、被試験体の任意の点にお【プる振動
の目標波形を有する目標信号すなわち、車両への任意の
点における振動　′の実走データを収集処理する、すな
わち、データレコーダから収録した実走データを再生し
、Ａ、−Ｄ変換器でこのデータをディジタル信号に変換
し、このディジタル信号を高速フーリエ変換プロセッサ
による１回のフーリエ変換単位（１ブロツク）分布にサ
ンプリングして実走データファイルに格納する。次いで
ステップ■において第６図に示づように実走データの先
頭のブロックを実走データファイルから読出し、これに
Ｏから１まで徐々に増大するランプ値を乗算し、また実
走ゲータの最終のブロックを実走データファイルから読
出し、これに１からＯまで徐々に減少するランプ値を乗
粋しくステップ＠）乗算値をそれぞれ再び実走データフ
ァイルに格納する。このデータの加工後、実走データフ
ッｌイルから１ブロツク分の実走データｙ（【）を読出
しくステップ０）、このデータｙ（ｔ）をフーリエ変換
しく　Ｙ（ｒ）−Ｆ　［ｙ（ｔ）　］　、ステップＯ）
、逆伝達関数フ１イルから読込んだ逆伝達関数行列Ｑ−
１を用いて周波数領域の初期加振信号×（０を計算しく
　Ｘ　＜ｆ＞　＝　Ｇ−’・Ｙ　（ｆ）、ステップＯ）
、この初期加振信号Ｘ（ｆ）を逆フーリエ変換して時間
領域の初期加振信号χ（１）を算出しくχ（ｔ）　−Ｆ
−’　［’Ｘ（ｆ）　］　、ステップ０＞この初期加振
信号χ（１）に１００鴛未渦の初期加振率を乗算しくス
テップ０＞この乗算値を初期加振信号として加振信号フ
ァイルに格納する（ステップ＠）。

この初期加振率は非線形の系に適応した値を有し、この
初期加振率の乗算によれば、初期加振信号を低い値に設
定し、誤差修正により徐々に実際の値に近づけることに
より加振機が支障なく且つ車両に悪影響を与えることな
く作動するようにした。

この初期加振信号χ（１）の算出及び格納はブロック数
分について行なう。

ステップ■においては、この加振信号ファイルから読出
した１ブロツクの初期加振信号を加振１１１（１）に加
えて車両へを振動させ、そのとぎの検出器（５）から出
力する実働信号Ｖ　Ｅ　（ｔ）を収録し次いで実走デー
タファイルから読取った実走信号ｙ　（ｔ）と実働信号
Ｖ　Ｅ　（ｊ）との誤差Δｙ（【）を目算する。この時
間領域の誤差信号Δｙ（ｔ）は、一旦フアイルに格納し
、次いで読出してフーリエ変換しく△Ｙ（ｆ）−Ｆ［△
ｙ（ｔ）］）、再びファイル内に格納する。以上の処理
はブロック数分行なわれる。ステップ■においては、前
記ファイルから誤差信号ΔＹ　（ｆ）を読出し、この誤
差信号ΔＹ（ｆ）カΔＹ（１’）／　Ｙ（ｆ）≦Ｅ　９
　（所定Ｉ）＋７）条件が満されないときはステップ（
８）に移る。

ステップ（８）においては、ファイルから誤差信号ΔＹ
（「）を１ブロツク分読出づと共に逆伝達関数ファイル
から逆伝達関数行列Ｑ−１を読出し、加振信号修正分の
演算を行ない（ΔＸ　（ｆ）　＝　Ｇ″１・△Ｙ（ｆ）
）、この修正分を逆フーリエ変換を行ない（ΔＸ（ｔ）
＝Ｆ−１［ΔＸ（ｔ’）］）、次いで、加振信号ファイ
ルから修正前の加振信号を読出し、この加振信号に修正
分を加算する（　ｘ　（ｔ）　＝　Ｘ　（Ｉ）」−八Ｘ
　（ｔ）　）。修正後の加振信号は再び加振信号ファイ
ルへ格納する。

以上の演算処理はブロック数分について行なわれる。ス
テップ■で得られた修正後の加振信号で再びステップ■
及び■の処理が行なわれ、前記収束の条件が満されるま
でステップ■、■、■を繰返して行なう。

前記収束の条件が満たされたときは、一連の加振信号の
修正作業が終了し、加振信号ファイルには実走時の車両
Ａの振動と同様の振動を車両にうえることができる加振
信号が格納される。

以上の一連の手段は、第１図示の電子制御ユニッＩ〜（
６）を有する振動試験装置によって行なわれる。かくて
この装置を作動すると、加振機（１）に先ず初期加振信
号が加わり、加振機（１）にＪ：り車両Ａは初期加振信
号に応じて撮動する。引続きステップ（６）　（７）及
び（８）が繰返されることににりその振動は修正されて
最終的に車両Ａは実定時と同じ状態で振動する。

例えば車両が周回路を走行する状態を連続してシミュレ
ートするために前記加振信号ファイルに格納された修正
後の加振信号を繰返して使用する時、加振信号はその先
頭のブロックにおいて零から所定値まで徐々に増大する
振幅を有し、最終のブロックにおいて零まで徐々に減少
する振幅を有するので、前の加振信号の最終ブロックか
ら後の加振信号の先頭のブロックに移るところの振動波
形が連続し、そのため加振機の耐久性を悪くし車両に悪
影響を与えるような急変する力が加振機に加わらず、車
両Ａは円滑に且つ継続して振動する。

前記、実施例において、ランダムノイズには前記ガタ分
を除去できる大きさの直流分ｄが付加されているが、車
両のコーナリング、減速及び加速等において車軸の３軸
方向のそれぞれにかかる定常的な押し付は力に相当する
前記直流分ｄより大ぎい直流分を付加してもよい。

このＪ：うな直流分を付加したランダムノイズを用い、
ステップ■において直流分を有する伝達関数を求め、ス
テップ■において逆伝達関数を求める。そしてステップ
■において車両に前述のように定常的な押し付は力がか
かる条件下の実走データを収集し、ステップ■において
この実走データ及び逆伝達関数を用いて初期加振信号を
求め、以下前記したステップ■■■を得ることにより、
前記ガタ分の影響を受けない、第８図に示すように一定
の押し付は力Ｆが加わった実走時の振動と同様な振ｌｌ
ａを車両に与える加振信号が短時間の間に得られる。

尚、第８図において、ｂは直流分を含まない特定周波数
領域の合成波のノイズから成る振動信号を用いた場合の
振動ａと同一条件下の車両への振動波形で、この場合に
は最低周波数成分ＣにＪ：り押し付番ツカが変動し、安
定した押し付【ツカが得られない。

（発明の効果） 本発明は、（１）所定波形の振動信号を作成すること、
（２）加振機ど該加振機により振動が加えられる被試験
体ど該被試験体の任意の点に取付けられ該点の振動を検
出する検出器とを備えた系における加振機に前記所定波
形の振動信号を加え、このときの検出器の出力信号を測
定し、該振動信号と出力信号とから族系の伝達関数を求
めること、（３）被試験体の前記任意の点における振動
の目標波形を有づ゛る目標信号を決定すること、（４）
該目標信号と伝達関数とに基づいて加振機への初期加振
信号を求めること、（５）該初期加振信号を加振機に加
え、そのとき検出器から得られる実働信号の前記目標信
号に対する誤差を求め、該誤差で初期加振信号を修正す
ること、（６）前記誤差が所定範囲に収束するまで加振
信号の修正を繰返すことが行なわれる振動試験方法おい
て、前記伝達関数から逆伝達関数を求めると共にフーリ
エ変換し、フーリエ変換値と逆伝達関数を乗幹し、乗算
値を逆フーリエ変換し、更にこの逆フーリエ変換値に初
期加振率を乗算して前記初期加振信号を求めるようにし
たので、初期加振信号が低い値に設定され、誤差修正に
Ｊ：り徐々に実際の値に近づけることができるため加振
機は支障なくかつ車両に悪影響を与えることなく作動す
ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の振動試験方法を実施する車両に適用
された振動試験装置の線図、第２図はその要部の縮図、
第３図は本発明の振動試験方法の流れ図、第４図はその
ステップ■の流れ図、第５図（Ａ）及び（Ｂ）はランダ
ムノイズの周波数に対Ｊ゛るパワー分布及び位相分布を
示す図、第６図はステップ■の流れ図を示す。 （１）・・・加振機、（２）・・・加振部材、（３）・
・・加振源装置、（’ｈ）　（４２）　（４ａ）・・・
油圧モータ、（５）・・・検出器、（６）・・・電子制
御ユニット、（８）・・・電磁切換弁。 特許用願人　本田技研工業株式会社 特　許　出　願　人　富士ファコム制御株式会社代　　
　　　理　　　　　人　　　北　　　村　　　欣　　　
−外２名 特開昭６ｌ−１６４１３５（７） 第６図 ■ 一９１！’１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）所定波形の振動信号を作成すること（２）加
   振機と該加振機により振動が加えられる被試験体と該被
   試験体の任意の点に 取付けられ該点の振動を検出する検出器 とを備えた系における該加振機に前記所 定波形の振動信号を加え、このときの検 出器の出力信号を測定し、該振動信号と 出力信号とから該系の伝達関数を求める こと （３）被試験体の前記任意の点における振動の目標波形
   を有する目標信号を決定する こと （４）該目標信号と伝達関数とに基づいて加振機への初
   期加振信号を求めること （５）該初期加振信号を加振機に加え、そのとき検出器
   から得られる実働信号の前記 目標信号に対する誤差を求め、該誤差で 初期加振信号を修正すること （６）前記誤差が所定範囲に収束するまで加振信号の修
   正を繰返すこと が行なわれる振動試験方法において、前記伝達関数から
   逆伝達関数を求めると共にフーリエ変換し、フーリエ変
   換値と逆伝達関数を乗算し、乗算値を逆フーリエ変換し
   、更にこの逆フーリエ変換値に初期加振率を乗算して前
   記初期加振信号を求めることを特徴とする振動試験方法
   。