JPS6318130B2 - - Google Patents
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- JPS6318130B2 JPS6318130B2 JP56144562A JP14456281A JPS6318130B2 JP S6318130 B2 JPS6318130 B2 JP S6318130B2 JP 56144562 A JP56144562 A JP 56144562A JP 14456281 A JP14456281 A JP 14456281A JP S6318130 B2 JPS6318130 B2 JP S6318130B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、任意の走行区間における車両の振動
を検出し、この振動を人体の感覚に対応した乗心
地レベル（感覚補正した振動加速度の実効値と人
間が感じる最小の振動加速度値との比の対数を取
つた値）に変換して表示する車両乗心地レベル測
定装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention detects vibrations of a vehicle in an arbitrary traveling section, and converts the vibrations into a ride comfort level corresponding to the human body's senses (the effective value of the vibration acceleration corrected for the senses and the minimum level that a human can feel). The present invention relates to a vehicle ride comfort level measuring device that converts and displays a value obtained by taking the logarithm of the ratio to a vibration acceleration value.
列車内の快適性を高め、旅客輪送の品質を向上
するため、車両の乗心地改善の要請はますます高
くなつている。このような乗心地の改善を図るた
めには、その要因である車両の改善や整備、軌道
の保守の向上等、各部門の対策を総合的に実施す
る必要があるが、これらの対策を効果的に行うた
めには、乗心地の評価を適確に行い、乗心地管理
を定量的に行う必要がある。さらに、このために
は、営業列車において乗心地レベルを把握するこ
とが必要になる。 In order to increase the comfort inside trains and improve the quality of passenger transportation, there is an increasing demand for improvements in the ride comfort of rolling stock. In order to improve ride comfort, it is necessary to comprehensively implement measures in each department, such as improving and maintaining rolling stock and improving track maintenance. In order to do so, it is necessary to accurately evaluate ride comfort and quantitatively manage ride comfort. Furthermore, for this purpose, it is necessary to understand the riding comfort level of commercial trains.
しかるに、従来においては、乗心地レベルの測
定は、車両の振動を一旦磁気テープに記録し、こ
の記録された車両の振動を大型の解析装置で処理
することにより行つていた。 However, conventionally, the level of ride comfort has been measured by temporarily recording vehicle vibrations on a magnetic tape and processing the recorded vehicle vibrations with a large-sized analysis device.
このため、乗心地レベルの測定を容易に行うこ
とができないとともに、乗心地レベルをリアルタ
イムで測定をすることができないという欠点があ
つた。 For this reason, there have been disadvantages in that the level of ride comfort cannot be easily measured and the level of ride comfort cannot be measured in real time.
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなさ
れたもので、小型軽量で、持ち運びと車両への設
置を容易に行うことができ、かつ簡単な操作によ
りリアルタイムで、十分な精度にて乗心地レベル
を測定することができる車両乗心地レベル測定装
置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and is small and lightweight, can be easily carried and installed in a vehicle, and can provide ride comfort in real time with sufficient accuracy through simple operation. It is an object of the present invention to provide a vehicle ride comfort level measuring device that can measure the level of vehicle ride comfort.
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明
する。 The present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.
第１および３図は本実施例の機械的な構成を示
し、本体ケース１の上面には、液晶デイスプレイ
からなるレベル表示部２および時間表示部２０、
電源スイツチ３、測定方向切替スイツチ４、およ
び測定開始・終了スイツチ５が設けられている。
なお、前記スイツチ５はリモート操作も行える構
造となつている。 1 and 3 show the mechanical configuration of this embodiment. On the top surface of the main body case 1, a level display section 2 and a time display section 20 consisting of a liquid crystal display,
A power switch 3, a measurement direction changeover switch 4, and a measurement start/end switch 5 are provided.
Note that the switch 5 has a structure that can also be operated remotely.
また、前記本体ケース１の底面には脚６、一側
面には脚７がそれぞれ取り付けられている。さら
に、前記本体ケース１の内部には、歪みゲージ式
加速度計８が内蔵されており、この加速度計８は
本体ケース１が水平位置（脚６が床面に載置され
る位置）に置かれると、左右方向の振動を検出す
る一方、垂直位置（脚７が床面に載置される位
置）に置かれると、上下方向の振動を検出する。 Further, a leg 6 is attached to the bottom surface of the main body case 1, and a leg 7 is attached to one side thereof. Furthermore, a strain gauge type accelerometer 8 is built inside the main body case 1, and this accelerometer 8 is measured when the main body case 1 is placed in a horizontal position (a position where the legs 6 are placed on the floor). When placed in a vertical position (the position where the legs 7 are placed on the floor), vibrations in the vertical direction are detected.
また、前記本体ケース１内には、加速度計８の
出力から乗心地レベルを算出する第４図に示され
るような電気回路が収容されている。次に、この
第４図を説明すると、加速度計８から出力される
振動波形Ｘ（ｔ）は、前置増幅器９で増幅された
上、上下振動用乗心地フイルタ１０および左右振
動用乗心地フイルタ１１に入力される。 Further, the main body case 1 houses an electric circuit as shown in FIG. 4, which calculates the riding comfort level from the output of the accelerometer 8. Next, to explain this FIG. 4, the vibration waveform X(t) output from the accelerometer 8 is amplified by the preamplifier 9, and then passed through the vertical vibration ride comfort filter 10 and the lateral vibration ride comfort filter 10. 11.
前記各乗心地フイルタ１０，１１は、振動の周
波数に対する人体の感受性を示す第５図のような
等感覚曲線に基づいて、加速度計８から出力され
る振動加速度を人体の受ける感覚と等価な振動加
速度に加重補正するものである。すなわち、各乗
心地フイルタ１０，１１は、第６図に示されるよ
うに、等感覚曲線の逆数の特性を有し、人体の振
動感覚が鋭い周波数成分については、その大きさ
を大きく評価し、逆に人体の振動感覚が鈍い周波
数成分については、その大きさを小さく評価する
（第６図において、上下振動用乗心地フイルタ１
０の特性はＡ、左右振動用乗心地フイルタ１１の
特性はＢで示される）。 Each of the ride comfort filters 10 and 11 converts the vibration acceleration output from the accelerometer 8 into a vibration equivalent to the sensation experienced by the human body, based on an isosensory curve as shown in FIG. 5 showing the sensitivity of the human body to vibration frequencies. This is a weighted correction for acceleration. That is, as shown in FIG. 6, each of the ride comfort filters 10 and 11 has a characteristic that is the reciprocal of the isosensory curve, and for frequency components for which the human body has a sharp sense of vibration, its magnitude is highly evaluated. On the other hand, for frequency components for which the human body is less sensitive to vibrations, their magnitude is evaluated to be small (in Figure 6, vertical vibration ride comfort filter 1
0 characteristics are shown as A, and the characteristics of the lateral vibration riding comfort filter 11 are shown as B).
前記各乗心地フイルタ１０，１１で得られた重
み付け波形ｘ（ｔ）は、測定方向切替スイツチ４
を介して絶対値回路１２に入力され、絶対値をと
られる。 The weighted waveform x(t) obtained by each of the ride comfort filters 10 and 11 is transferred to the measurement direction changeover switch 4.
The signal is inputted to the absolute value circuit 12 via the circuit 12, and the absolute value is taken.
ここで、前記測定方向切替スイツチ４は、上下
方向の測定を行う場合には、上下振動用乗心地フ
イルタ１０の出力が絶対値回路１２に入力される
状態に、また左右方向の測定を行う場合には、左
右振動用乗心地フイルタ１１の出力が絶対値回路
１２に入力される状態にそれぞれ手動で切り替え
るものとする。 Here, the measurement direction changeover switch 4 is set so that the output of the vertical vibration ride comfort filter 10 is input to the absolute value circuit 12 when measuring in the vertical direction, and when measuring in the horizontal direction. In each case, it is assumed that the output of the left and right vibration ride comfort filter 11 is manually switched to the state where it is input to the absolute value circuit 12.
前記絶対値回路１２の出力は、サンプルホール
ド回路１３により高精度のサンプリング周期でサ
ンプルホールドされ、さらにこのサンプルホール
ド回路１３から広いレベル範囲を測定し得るＡ／
Ｄ変換器１４に入力されて、同変換器１４により
デイジタル値に変換される。なお、前記絶対値回
路１２は、次に説明する演算記憶処理部１５にお
ける演算においては前記重み付け波形ｘ（ｔ）の
絶対値が得られれば十分なことから、Ａ／Ｄ変換
器１４のビツトを有効に使用するために設けられ
ているものである。 The output of the absolute value circuit 12 is sampled and held by a sample and hold circuit 13 at a highly accurate sampling period, and further from this sample and hold circuit 13 is an A/D converter that can measure a wide level range.
The signal is input to the D converter 14 and converted into a digital value by the converter 14. Note that the absolute value circuit 12 inputs the bits of the A/D converter 14 because it is sufficient to obtain the absolute value of the weighted waveform It is provided for effective use.
前記演算記憶処理部１５は、マイクロプロセツ
サ等から構成されており、Ａ／Ｄ変換器１４の出
力から次式により重み付け振動加速度の実効値
（自乗平均値の平方根）ａ〔ｍ／s2〕を求める。 The arithmetic storage processing section 15 is composed of a microprocessor and the like, and calculates the effective value (square root of the root mean square value) of the weighted vibration acceleration a [m/s 2 ] from the output of the A/D converter 14 using the following equation. seek.
そして、さらにこの実効値ａから、次式により
乗心値レベルを求め、レベル表示部２に表示させ
る。 Then, from this effective value a, the center of gravity level is determined by the following equation and displayed on the level display section 2.
LT＝20log10（ａ／aref） (2)
ここで、arefは人間が感じる最小の振動加速度
値であつて、aref＝10-5ｍ／s2である。また、TB、
TEは評価を行う振動波形の始点と終点の時刻を
表し、本実施例では、TBは測定開始・終了スイ
ツチ５が“BEGIN”位置に倒された時刻、TEは
測定開始・終了スイツチ５が“END”位置に倒
された時刻に該当する。TE−TBは平均時間Ｔを
表わす。 L T =20log 10 (a/a ref ) (2) Here, a ref is the minimum vibration acceleration value that a human can feel, and a ref = 10 -5 m/s 2 . Also, T B ,
T E represents the time of the start and end points of the vibration waveform to be evaluated. In this example, T B is the time when the measurement start/end switch 5 is turned to the "BEGIN" position, and T E is the time when the measurement start/end switch 5 is turned to the "BEGIN" position. 5 corresponds to the time when it was brought down to the "END" position. T E −T B represents the average time T.
また、演算記憶処理部１５は、さらに乗心地の
時々刻々の変化をモニタするため、乗心地レベル
の瞬時値Ｌ（ｔ）（平均時間Ｔを等感覚曲線の下限
の振動数の周期に相当する２秒としたときの乗心
地レベル）を次式より求める。 In addition, in order to further monitor momentary changes in the ride comfort, the arithmetic storage processing unit 15 also calculates the instantaneous value L(t) of the ride comfort level (the average time T corresponds to the period of the frequency of the lower limit of the isosensory curve). The ride comfort level when the time is 2 seconds is calculated from the following formula.
Ｌ（ｔ）
＝10log10（１／２∫t t-2x2（λ）dλ／a2 ref） (3)
ただし、猿算記憶処理部１５はこのような演算
を文字通り上式の通りに行うのではなく、実際に
は、Δt＝25ｍｓのサンプリング周期で次々と
Ａ／Ｄ変換器１４から出力されるデイジタル値を
Xiとした場合、前記乗心地レベルLTおよび乗心
地レベルの瞬時値Ｌ（ｔ）の演算を次のようにし
て行い、その結果をレベル表示部２に表示させ
る。L(t) = 10log 10 (1/2∫ t t-2 x 2 (λ)dλ/a 2 ref ) (3) However, the monkey arithmetic memory processing unit 15 performs such an operation literally according to the above equation. Instead, in reality, the digital values output from the A/D converter 14 one after another at a sampling period of Δt = 25 ms are
When X i , the ride comfort level L T and the instantaneous value L(t) of the ride comfort level are calculated as follows, and the results are displayed on the level display section 2.
(2)式を変形すると、
LT＝10log10（ａ／aref）2
＝10log10（／a2 ref）
となることを利用して次のように演算を行う（た
だし、上式においては重み付け振動加速度の
自乗平均値で、＝a2である。）
(i) 乗心地レベルLTの演算
測定開始・終了スイツチ５が“BEGIN”位
置に倒されたならば、マーク処理部１６を通し
てこれを検出し、
サンプル数ｉ＝０ (4)
自乗平均値i＝０ (5)
とする。 When formula (2) is transformed, L T = 10log 10 (a/a ref ) 2 = 10log 10 (/a 2 ref ), and the following calculation is performed (however, in the above formula, It is the root mean square value of the weighted vibration acceleration, which is = a 2. ) (i) Calculation of ride comfort level L T When the measurement start/end switch 5 is moved to the "BEGIN" position, this is calculated through the mark processing section 16. Detect and set the number of samples i = 0 (4) and the root mean square value i = 0 (5).
そして、以後、Δt＝25ｍｓ毎に、ｉを１ず
つ増加し、かつ
i＝｛（ｉ−１）・i-1＋Xi 2｝／ｉ(6)
の演算を行い、その後測定開始・終了スイツチ
５が“END”位置に倒されたことをマーク処
理部１６を通して検出すると、直ちに次式で
LTを求め、表示部２に表示させる。 Then, every Δt = 25 ms, i is increased by 1, and the calculation of i = {(i-1)・i-1 +X i 2 }/i(6) is performed, and then the measurement start/stop switch is turned on. When it is detected through the mark processing unit 16 that 5 has been tilted to the “END” position, the following equation is immediately executed.
Find L T and display it on the display unit 2.
LT＝10log10（i／a2 ref） (7)
(ii) 乗心地レベルの瞬時値Ｌ（ｔ）の演算
電源スイツチ３がオンしたならば、
サンプル数ｉ＝０ (8)
自乗和YYi＝０ (9)
とし、以後、Δt＝25ｍｓ毎に、ｉを１ずつ増
加し、かつ
YYi＝YYi-1＋Xi 2 (10)
の演算を行う。 L T = 10log 10 ( i /a 2 ref ) (7) (ii) Calculation of instantaneous value L(t) of ride comfort level If power switch 3 is turned on, number of samples i = 0 (8) Sum of squares YY i = 0 (9), and thereafter, i is increased by 1 every Δt = 25 ms, and the calculation YY i =YY i-1 +X i 2 (10) is performed.
そして、電源スイツチ３のオンから２秒
（80Δt）経過したならば、次式から自乗平均値
YYiを求める。 Then, if 2 seconds (80Δt) have passed since the power switch 3 was turned on, the root mean square value is calculated from the following formula.
Find YY i .
i＝YYi／80 (11)
さらに、電源スイツチ３のオンから２秒を越
えた後は、次式により、Δt＝25ｍｓずつずら
しながら常に過去２秒間の自乗平均値を求め
る。i
＝i-1＋（X2 i−X2 i-80）／80 (12)
そして、５秒間毎に過去５秒間の自乗平均値
の最大値Ｚを検出し、このＺを用いて次式によ
り過去５秒間における乗心地レベルの瞬時値の
最大値を計算し、表示部２に５秒間ずつ表示さ
せる。 i = YY i /80 (11) Furthermore, after more than 2 seconds have passed since the power switch 3 was turned on, the root mean square value of the past 2 seconds is always determined by shifting Δt = 25 ms using the following formula. i = i-1 + (X 2 i −X 2 i-80 ) / 80 (12) Then, every 5 seconds, detect the maximum value Z of the root mean square value for the past 5 seconds, and use this Z to calculate the following formula. The maximum value of the instantaneous value of the ride comfort level for the past 5 seconds is calculated using the method shown in FIG.
Ｌ＝10log10（Ｚ／a2 ref） （13）
なお、前記乗心地レベルLTがレベル表示部２
に表示されるのは、電源スイツチ３投入後、測定
開始・終了スイツチ５が一旦“BEGIN”位置に
倒され、次に所要の平均時間Ｔ経過後、“END”
位置に戻された時点から同スイツチ５が再び
“BEGIN”位置に倒されるまでの間のみであり、
他の場合には常に瞬時値Ｌがレベル表示部２に表
示される。 L=10log 10 (Z/a 2 ref ) (13) Note that the ride comfort level L T is the level display section 2.
What is displayed is that after the power switch 3 is turned on, the measurement start/end switch 5 is moved to the "BEGIN" position, and then, after the required averaging time T has elapsed, "END" is displayed.
This is only from the time it is returned to the position until the same switch 5 is pushed back to the "BEGIN" position,
In other cases, the instantaneous value L is always displayed on the level display section 2.
また、演算記憶処理部１５は、レベル表示部２
に乗心地レベルLTを表示させる際には、その時
の平均時間Ｔを時間表示部２０に表示させる一
方、レベル表示部２に瞬時値Ｌを表示させる際に
は、電源スイツチ４投入からの経過時間を表示さ
せる。 Further, the arithmetic storage processing section 15 has a level display section 2.
When displaying the ride comfort level L T , the average time T at that time is displayed on the time display section 20, while when displaying the instantaneous value L on the level display section 2, the elapsed time since the power switch 4 was turned on is displayed. Display the time.
以上のように本発明による車両乗心地区分計
は、加速度計と、この加速度計の出力を補正する
乗心地フイルタと、この乗心地フイルタの出力に
基づいて得られるアナログ信号をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器の出力より乗
心地レベルを演算する演算記憶処理部と、前記乗
心地レベルを表示する表示部とを有してなること
により、小型軽量として、持ち運びと車両への設
置を容易にすることができ、かつ簡単な操作によ
り、リアルタイムで、十分な精度にて乗心地レベ
ルを測定することができるという優れた効果を得
られるものである。 As described above, the vehicle ride comfort classifier according to the present invention includes an accelerometer, a ride comfort filter that corrects the output of the accelerometer, and A/D conversion of an analog signal obtained based on the output of the ride comfort filter. By having an A/D converter, an arithmetic storage processing unit that calculates a ride comfort level from the output of the A/D converter, and a display unit that displays the ride comfort level, it is small and lightweight. This device can be easily carried and installed in a vehicle, and has the excellent effect of being able to measure the ride comfort level in real time with sufficient accuracy through simple operation.
第１図は本発明による車両乗心地レベル測定装
置の一実施例を示す平面図、第２図は前記実施例
を示す側面図、第３図は前記実施例を示す正面
図、第４図は前記実施例における電気回路を示す
ブロツク図、第５図は等感覚曲線図、第６図は前
記実施例における上下振動用乗心地フイルタおよ
び左右振動用乗心地フイルタの特性を示す特性図
である。
２……レベル表示部、８……加速度計、１０…
…上下振動用乗心地フイルタ、１１……左右振動
用乗心地フイルタ、１４……Ａ／Ｄ変換器、１５
……演算記憶処理部。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a vehicle ride comfort level measuring device according to the present invention, FIG. 2 is a side view showing the embodiment, FIG. 3 is a front view showing the embodiment, and FIG. FIG. 5 is a block diagram showing the electric circuit in the embodiment, FIG. 5 is an isosensory curve diagram, and FIG. 6 is a characteristic diagram showing the characteristics of the vertical vibration ride comfort filter and the lateral vibration ride comfort filter in the embodiment. 2... Level display section, 8... Accelerometer, 10...
...Comfort filter for vertical vibration, 11...Comfort filter for horizontal vibration, 14...A/D converter, 15
...Arithmetic memory processing unit.
Claims (1)
び左右方向の振動加速度を、上下方向および左右
方向の振動の周波数に対する人体の感受性を示す
等感覚曲線の逆数の特性でそれぞれ加重補正して
人体が受ける感覚と等価な振動加速度に補正する
上下振動用乗心地フイルタおよび左右振動用乗心
地フイルタと、 前記上下および左右乗心地フイルタにより感覚
補正された振動加速度を示すアナログ信号をそれ
ぞれＡ／Ｄ変換して感覚補正された振動加速度の
デイジタル値を得るＡ／Ｄ変換器と、 任意時間幅において、所定サンプリング周期毎
における前記感覚補正された振動加速度のデイジ
タル値の実効値（自乗平均値の平方根）ａを実質
的に演算する実効値演算手段と、 前記実質的に演算された実効値ａから乗心地レ
ベルLT、 LT＝20log10（ａ／aref） （ただし、arefは人間が感じる最小の振動加速度
値） を実質的にデイジタル演算する乗心地レベル演算
手段と、 前記演算された乗心地レベルLTを表示する表
示部とを有してなる車両乗心地レベル測定装置。[Claims] 1. An accelerometer, and the vibration acceleration in the vertical and horizontal directions detected by the accelerometer as the reciprocal of an isosensory curve indicating the sensitivity of the human body to the frequency of vibrations in the vertical and horizontal directions. A ride comfort filter for vertical vibration and a ride comfort filter for horizontal vibration that correct vibration acceleration equivalent to the sensation experienced by the human body by weighting and correcting the vibration acceleration with the characteristics of an A/D converter that obtains a digital value of the sensation-corrected vibration acceleration by A/D converting each of the analog signals shown; an effective value calculating means for substantially calculating an effective value (square root of the root mean square value) a; and a ride comfort level L T , L T =20log 10 (a/a ref ) from the substantially calculated effective value a. (However, a ref is the minimum vibrational acceleration value that a human can feel.) A vehicle comprising a ride comfort level calculation means for digitally calculating substantially the value of a ref, and a display section that displays the calculated ride comfort level LT . Ride comfort level measuring device.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP56144562A JPS5847234A (en) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | Vehicle riding comfort segment meter |
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| JP56144562A JPS5847234A (en) | 1981-09-16 | 1981-09-16 | Vehicle riding comfort segment meter |
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| JPS5847234A JPS5847234A (en) | 1983-03-18 |
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5847234A (en) | 1983-03-18 |
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